专利名称：同轴电缆的异常检测系统及其异常检测方法、以及具备该异常检测系统的处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对同轴电缆的异常进行检测的同轴电缆的异常检测系 统及其异常检测方法、以及具备该异常检测系统的处理装置。
背景技术：
在平板显示器或半导体设备的制造中，存在采用等离子体蚀刻处理或者CVD成膜处理等、使用高频电力的处理装置的工序。通过RJF 发电机产生高频电力，产生的高频电力被输入到作为供电线的同轴电 缆，通过使同轴电缆的阻抗与处理装置的阻抗相匹配的匹配器之后， 供给到处理装置。平板显示器或半导体设备的制造中所使用的处理装置大，从设置 在处理装置主体的匹配器到RF发电机的距离也远。特别是，平板显示 器的制造中所使用的处理装置的同轴电缆的长度大多为20m到30m。 如果同轴电缆的长度增长，则在向工厂内的装置施工时，使同轴电缆 移动时等，同轴电缆在不经意间被折弯，同轴电缆中的内部导体会发 生断线。如果内部导体断线，就无法向处理装置供给高频电力，在处 理装置中就不会发生等离子体。内部导体断线的同轴电缆，具有所谓的在断线的地方特性阻抗偏 离的现象。当利用该现象，使用外部测定机器，例如网络分析仪对同 轴电缆的特性阻抗进行测定时，能够检测到有没有发生断线，以及断 线的地方。在该测定和检测中，将同轴电缆从RF发电机和匹配器上卸下，将 同轴电缆的一端与网络分析仪连接，将另一端通过终端电阻接地。如 果同轴电缆的特性阻抗为50Q，则将终端电阻设为50Q对同轴电缆的 特性阻抗进行测定。此时，有时能够看到特性阻抗从50Q开始变大的 地方。这样的同轴电缆是在内部导体中发生了断线，特性阻抗变大的地方为断线的地方。在使用网络分析仪的测定和检测中，如果不是变成同轴电缆的内 部导体断线等完全异常的状态，则无法检测到该异常。同轴电缆的折弯有时会使内部导体没有达到完全异常状态那样的 压曲或裂纹发生。在内部导体产生了压曲或裂纹的同轴电缆，与处于 完全异常状态的同轴电缆不同，能够与正常的同轴电缆同样地向处理 装置供给高频电力。即，在处理装置中正常地产生等离子体。因此， 在内部导体产生了压曲或裂纹的同轴电缆，无法与正常的同轴电缆区 分开来。压曲或裂纹可能是极小的异常，但压曲或裂纹对于同轴电缆而言 一定是异常点。如果继续使用具有异常点的同轴电缆，则存在最终使 同轴电缆发生不良状况的可能性。但是，压曲或裂纹不会使同轴电缆的特性阻抗变大。因此，用网 络分析仪难以检测到压曲或裂纹。而且，在使用如网络分析仪那样的 外部测定机器的测定和检测中，必须将同轴电缆从RF发电机和匹配器 上卸下，并改为与外部测定机器连接。因此，不得不使处理装置停止。发明内容本发明的目的在于提供一种能够检测压曲或裂纹那样的极小的异 常，并且能够不停止处理装置就能够检测到极小的异常的同轴电缆的 异常检测系统和该异常检测方法、以及具备该异常检测系统的处理装 置。为了解决上述课题，本发明的第一方式的同轴电缆的异常检测系 统，包括同轴电缆， 一端与RF发电机的输出连接，另一端与匹配器的输入连接；第一反射波检测单元，用于检测上述同轴电缆的上述RF 发电机的输出中的反射波R;第二反射波检测单元，用于检测上述同 轴电缆的上述匹配器的输入中的反射波r;和检测器，比较上述反射波 R和上述反射波r，当上述反射波R和上述反射波r的关系为R〉r，并 且上述反射波R和上述反射波r的差(差分)超过规定值时，对上述 同轴电缆中的异常发生进行检测。此外，本发明的第二方式的同轴电缆的异常检测方法，将同轴电6缆的一端与RF发电机的输出连接，将上述同轴电缆的另一端与匹配器的输入连接，检测上述同轴电缆的上述RF发电机的输出中的反射波R， 检测上述同轴电缆的上述匹配器的输入中的反射波r，比较上述反射波 R和上述反射波r，并且当上述反射波R和上述反射波r的关系为R〉 r，上述反射波R和上述反射波r的差超过规定值时，对上述同轴电缆 中的异常发生进行检测。此外，具备本发明的第三方式的同轴电缆的异常检测系统的处理 装置，包括产生高频电力的RF发电机；对被处理基体实施处理的处 理装置； 一端与上述RF发电机的输出连接的、作为将来自上述RF发 电机的高频电力供给到上述处理装置的供电线的同轴电缆；输入与同 轴电缆的另一端连接、输出与上述处理装置连接的、使上述同轴电缆 的阻抗与上述处理装置的阻抗相匹配的匹配器；控制上述匹配器的控 制器；检测上述同轴电缆的上述RF发电机的输出中的反射波R的第 一反射波检测单元；检测上述同轴电缆的上述匹配器的输入中的反射 波r的第二反射波检测单元；和比较上述反射波R和上述反射波r，当 上述反射波R和上述反射波r的关系为R〉r，并且上述反射波R和上 述反射波r的差超过规定值时，对上述同轴电缆中的异常发生进行检测依:本发明，能够提供一种能够检测压曲或裂纹那样的极小的异 常，并且能够不停止处理装置就检测到极小的异常的同轴电缆的异常 检测系统和该异常检测方法、以及具备该异常检测系统的处理装置。
图1是表示具备本发明的一实施方式的同轴电缆的异常检测系统 的处理装置的 一个例子的结构图。图2A是表示同轴电缆3为正常状态时的反射波R与反射波r的关 系的示意图，图2B是表示同轴电缆3的内部导体存在异常时的反射波 R与反射波r的关系的示意图。图3是表示异常检测系统100的操作顺序的一个例子的流程图。图4是表示同轴电缆3的一个例子的立体图。图5A是表示同轴电缆3'折弯状态的截面图，图5B是表示在折弯的同轴电缆3'中发生压曲32的状态的截面图。 符号说明1 RF发电机2处理装置3、 3'同轴电缆4匹配器5控制器6检测器8操作装置10警报器IIRF发电机的输出12驻波比检测基板31内部导体32压曲的地方41匹配器的输入42匹配器的输出43驻波比检测基板具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行具体说明。 图1是表示具备本发明的一实施方式的同轴电缆的异常检测系统 的处理装置的一例的结构图。如图1所示，具备一实施方式的同轴电缆的异常检测系统的处理装置包括产生高频电力的RP发电机1;对被处理基体实施处理的处 理装置2;作为将来自RF发电机1的高频电力供给到处理装置2的供 电线的同轴电缆3;使同轴电缆3的阻抗与处理装置2的阻抗相匹配的匹配器4;控制该匹配器4的控制器5;和对该同轴电缆中的异常发生进行检测的检测器6。作为处理装置2的例子，能够列举平板显示器或半导体设备的制 造中使用的等离子体蚀刻装置或者等离子体CVD装置等。在图1中， 作为一个例子表示平板显示器(FPD)等离子体蚀刻装置。FPD等离子体干式蚀刻装置例如在除去作为被处理基体21的玻璃基板上的薄 膜，并利用蚀刻形成电路图案的工序等中使用。高频电力供给到被处理基体21，在本例中是供给到载置有玻璃基板的载置台22。从设置在 被处理基体21的上方的喷淋头23向腔室24的内部供给蚀刻气体。喷 淋头23被接地，作为载置台22的对置电极起作用。将同轴电缆3的一端与RF发电机1的输出11连接，将另一端与 匹配器4的输入41连接。匹配器4的输出42与处理装置2连接。检测器6对同轴电缆3的RF发电机1的输出11中的反射波R和 相同的同轴电缆3的匹配器4的输入41中的反射波r进行比较。检测 器6检测到反射波R与反射部r的关系为R〉r，并且当反射波R与 反射波r的差超过规定值时，在同轴电缆3中发生异常。对于反射波R与反射波r，也可以另外设置检测它们的反射波检测 单元，使用另外设置的检测单元对它们进行检测，在本例中，是利用 RF发电机1和匹配器4中具备的驻波比检测基板(VSWR (Voltage Standing Wave Ratio:电压驻波比)基板)检测出的反射波。即，在本 例中，反射波R是利用RF发电机1中具备的驻波比检测基板(VSWR 基板)12检测出的反射波R，反射波r是利用匹配器4中具备的驻波 比检测基板(VSWR基板)43检测出的反射波r。此外，规定值的一个例子如下所述。在同轴电缆3为正常状态下，反射波R和反射波r的关系是"R — r "。反射波R和反射波r的差由于同轴电缆3的长度和高频电力的强度 而变化，但大约为小于100W。相对地，在同轴电缆3的内部导体中存在异常的情况下，反射波R 和反射波r的关系变为"R〉r"。而且，反射波R和反射波r的差由于 同轴电缆3的长度和高频电力的强度而变化，但是扩大到大约100W以 上至200W左右。因此，将规定值设为100W以上200W以下。例如， 在将规定值设为101W的情况下，检测器6检测到反射波R和反射 波r的关系变为R〉r，当反射波R和反射波r的差为101W以上，或 者超过101W时，在同轴电缆3中发生异常。以下表示当同轴电缆3的内部导体存在异常时，反射波R和反射 波r的关系变为"R〉r"，并且，反射波R和反射波r的差扩大到100W以上的一个理由。图2A是表示同轴电缆3为正常状态时的反射波R与反射波r的关 系的示意图，图2B表示同轴电缆3的内部导体中存在异常时的反射波 R与反射波r的关系的示意图。如图2A所示，当同轴电缆3为正常状态时，来自RF发电机1的 高频电力被大致不作改变地输入到匹配器4的输入41。此时，在输入 41的部分产生反射波r，但该反射波r也大致不作改变地到达RP发电 机1的输出11。因此，RF发电机1的输出11中的反射波R与匹配器 4的输入中的反射波r大致相等。也就是说，RF发电机1侧的驻波比 检测基板(VSWR基板)12检测出的反射波R，与匹配器4侧的驻波 比检测基板43检测出的反射波r的关系为—r"。相对地，当同轴电缆3的内部导体存在异常时，如图2B所示，来 自RF发电机1的高频电力的一部分在异常处7反射。因此，输入到匹 配器4的输入41的高频电力与正常的状态相比减少。其结果是，反射 波r也比正常的状态下减少。而且，在反射波r到达RF发电机1的输出11的基础上，在异常 处7反射的反射波r'也到达RF发电机1的输出11。其结果是，RF 发电机l的输出11中的反射波R与反射波r相比增大。因此，RF发 电机l侧的驻波比检测基板(VSWR基板)12检测出的反射波R，与 匹配器4侧的驻波比检测基板43检测出的反射波r的关系变为"R》"， 反射波R和反射波r的差也扩大到例如100W以上。如此，在本一实施方式中，利用图2A和图2B所示的关系，检测 在同轴电缆3的内部导体中是否发生异常。此外，在内部导体中产生的极小的异常，例如即使由压曲或裂纹 也引起图2B所示的异常处7的反射现象，因此即使压曲或裂纹那样的 极小的异常也能够检测出。当通过检测器4检测到异常时，例如使RP发电机1、和处理装置 2停止，更换同轴电缆3。也可以根据来自检测器6的直接命令使RF 发电机l、和处理装置2停止，例如，在操作处理装置2的操作装置8 的显示器81上显示"异常的发生"，或者使警报器10鸣动来报告"异 常的发生"来通知操作者"异常的发生"，通过操作者自身使RF发电机1、和处理装置2停止。上述"异常的发生"的显示，上述"异常的发生"的发报根据需 要采用即可，在采用时，可以仅采用其中之一，也可以两者都采用。此外，本例的检测器6，在控制匹配器4的控制器5上附加检测器 6的功能，并将检测器6内置在控制器5中，但检测器6例如也可以作 为控制器5的外置机器。在图1所示的装置中，作为同轴电缆的异常检测系统100发挥作 用的部分为如下部分同轴电缆3、对同轴电缆3的RF发电机1的输 出11中的反射波R进行检测的第一反射波检测单元(在本例中为驻波 比检测基板(VSWR基板)12)、对同轴电缆3的匹配器4的输入41 中的反射波r进行检测的第二反射波检测单元(在本例中为驻波比检测 基板(VSWR基板)43)、以及对反射波R和反射波r进行比较，当反 射波R和反射波r的关系为R〉r，并且反射波R和反射波r的差超过 规定值时，对同轴电缆3中的异常发生进行检测的检测器6。在这样的异常检测系统100中，能够根据需要安装如上所述的显 示"异常的发生"的显示器81、或者报告"异常的发生"的警报器10。 接着，对异常检测系统100的操作顺序的一个例子进行说明。 图3是表示异常检测系统100的操作顺序的一个例子的流程图。 首先，设定从RF发电机1打开开始的延迟时间(ST.l)。 该延迟时间为从RF发电机打开到向匹配器4供给的高频电力变得 稳定的等待时间。延迟时间随着同轴电缆3的长度或者高频电力的强 度而变化，如果举个例子的话为io秒。接着，设定反射波R和反射波r的差，g卩，设定规定值(ST.2)。 规定值，如上所述，随着同轴电缆3的长度或者高频电力的强度 而变化，如果举个例子的话为100W以上200W以下。 接着，设定检测时间(ST.3)。检测时间为，对反射波R和反射波r进行比较，反射波R和反射 波r的关系为R>r，并且监视反射波R和反射波r的差是否超过规定 值的时间。该检测时间也随着同轴电缆3的长度或者高频电力的强度 而变化，如果举个例子的话为5秒以上10秒以下。通过经过这样的顺序ST.1 ST.3，在异常检测系统100内设置有延迟时间、规定值、和检测时间的检测数据。这些数据例如从图1所 示的操作装置8的输入单元(例如键盘)82输入，设置在异常检测系统100的检测器6中。另外，检测数据的设定顺序并不限定于图3所示的顺序，可以为 任意的顺序。此外，通过将被设定的检测数据存储在控制器5、或者扫描装置8 中，只要数据没有变更，则实施一次顺序ST.1 ST.3即可。在设置检测数据之后，打开RF发电机1 (ST.4)，向处理装置2 供给高频电力，开始对被处理基体21的处理(ST.5)，此外，在打开 RP发电机1之后，在经过延迟时间之后，开始对同轴电缆3的异常检 测(ST.6)。在本一实施方式中，对同轴电缆3的异常检测与对被处理 基体21的处理并行实行。如此，本一实施方式的异常检测系统100，能够将对同轴电缆3 的异常检测与对被处理基体21的处理并行实行，因此不仅能够检测出 压曲和裂纹那样的极小的异常，而且能够不停止处理装置2就对该极 小的异常进行检测。而且，因为将对同轴电缆3的异常检测与对被处 理基体21的处理并行实行，所以也不会妨碍处理装置2的生产率。另外，异常检测系统IOO，在对被处理基体21的处理期间，可以 反复进行检测同时使其时常运转，也可以间歇地，例如每隔几分钟使 其运转。接着，关于同轴电缆3的一个例子进行说明。图4是表示同轴电缆3的一个例子的立体图。作为在平板显示器或者半导体设备的制造中使用的等离子体干式 蚀刻装置或者等离子体CVD装置上使用的同轴电缆3的一种，为了实 现轻量化，有将内部导体31设为中空状的同轴电缆3'。图4表示该同 轴电缆3'的一个例子。作为中空状的导体，使用铜管、铝管等。但是，将内部导体31设为中空状的同轴电缆3'，当如图5A所示 那样极端地折弯时，在如图5B所示那样的折弯后的地方，容易引起压 曲32。如果引起压曲32，则几乎不能考虑恢复到原来的状态，因此作 为同轴电缆3'中的异常点，大概将永久残存。这样的内部导体31放置在易于产生压曲的同轴电缆3'中，如果使用本一实施方式的异常检测系统ioo，则能够简单地检测到是否发生压 曲32，因此即使是易于产生压曲的同轴电缆3'也能够安全地使用。以上，通过一实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定 于上述一实施方式，可以进行各种变形。此外，作为本发明的实施方 式，上述一实施方式也并不是唯一的实施方式。例如，在上述一实施方式中，作为处理装置2，虽然对平板显示器或者半导体设备的制造中使用的等离子体干式蚀刻装置或者等离子体CVD装置进行了说明，但是只要是使用高频电力的处理装置，就不局 限于上述装置。此外，上述一实施方式在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行 各种变形。
权利要求
1.一种同轴电缆的异常检测系统，其特征在于，包括同轴电缆，其一端与RF发电机的输出连接，另一端与匹配器的输入连接；第一反射波检测单元，检测所述同轴电缆的所述RF发电机的输出中的反射波R；第二反射波检测单元，检测所述同轴电缆的所述匹配器的输入中的反射波r；和检测器，比较所述反射波R和所述反射波r，当所述反射波R和所述反射波r的关系为R＞r，并且所述反射波R和所述反射波r的差超过规定值时，对所述同轴电缆中的异常发生进行检测。
2. 根据权利要求项l所述的同轴电缆的异常检测系统，其特征在于所述第一反射波检测单元为所述RF发电机中具备的驻波比检测 基板，所述第二反射波检测单元为所述匹配器中具备的驻波比检测基所述反射波R，利用在所述RF发电机中具备的驻波比检测基板检 测出的反射波，所述反射波r，利用在所述匹配器中具备的驻波比检测 基板检测出的反射波。
3. 根据权利要求项1或2所述的同轴电缆的异常检测系统，其特 征在于，包括当所述检测器检测出所述同轴电缆中的异常发生时，显示该异常 发生的显示器和报告该异常发生的警报器中的至少一个。
4. 根据权利要求项1 3中任一项所述的同轴电缆的异常检测系 统，其特征在于所述规定值为100W以上200W以下。
5. 根据权利要求项1 4中任一项所述的同轴电缆的异常检测系 统，其特征在于所述同轴电缆使用中空状的导体作为内部导体。
6. 根据权利要求项1 5中任一项所述的同轴电缆的异常检测系 统，其特征在于所述同轴电缆的异常检测，与由使用来自所述RP发电机的高频电 力的处理装置对被处理基体进行的处理并行实行。
7. —种同轴电缆的异常检测方法，其特征在于 将同轴电缆的一端与RF发电机的输出连接， 将所述同轴电缆的另 一端与匹配器的输入连接，对所述同轴电缆的所述RF发电机的输出中的反射波R进行检测， 对所述同轴电缆的所述匹配器的输入中的反射波r进行检测， 对所述反射波R和所述反射波r进行比较，当所述反射波R和所 述反射波r的关系为R>r，并且所述反射波R和所述反射波r的差超 过规定值时，对所述同轴电缆中的异常发生进行检测。
8. 根据权利要求项7所述的同轴电缆的异常检测方法，其特征在于所述规定值为100W以上200W以下。
9. 根据权利要求项7或8所述的同轴电缆的异常检测方法，其特 征在于所述同轴电缆的异常检测，与由使用来自所述RF发电机的高频电 力的处理装置对被处理基体进行的处理并行实行。
10. —种具备同轴电缆的异常检测系统的处理装置，其特征在于， 包括产生高频电力的RF发电机； 对被处理基体实施处理的处理装置；一端与所述RF发电机的输出连接的、作为将来自所述RF发电机 的高频电力供给到所述处理装置的供电线的同轴电缆；输入与所述同轴电缆的另一端连接、输出与所述处理装置连接的、 使所述同轴电缆的阻抗与所述处理装置的阻抗相匹配的匹配器；控制所述匹配器的控制器；检测所述同轴电缆的所述RF发电机的输出中的反射波R的第一 反射波检测单元；检测所述同轴电缆的所述匹配器的输入中的反射波r的第二反射 波检测单元；和比较所述反射波R和所述反射波r，当所述反射波R和所述反射 波r的关系为R>r，并且所述反射波R和所述反射波r的差超过规定 值时，对所述同轴电缆中的异常发生进行检测的检测器。
11. 根据权利要求项IO所述的具备同轴电缆的异常检测系统的处 理装置，其特征在于所述规定值为100W以上200W以下。
12. 根据权利要求项10或11所述的具备同轴电缆的异常检测系 统的处理装置，其特征在于所述同轴电缆的异常检测，与由使用来自所述RF发电机的高频电 力的所述处理装置对被处理基体进行的处理并行实行。
13. 根据权利要求项10 12中任一项所述的具备同轴电缆的异常 检测系统的处理装置，其特征在于所述处理装置为等离子体干式蚀刻装置或等离子体CVD装置。
全文摘要
本发明涉及同轴电缆的异常检测系统及其异常检测方法、以及具备该异常检测系统的处理装置。提供一种能够检测压曲或裂纹那样的极小的异常，并且能够不停止处理装置就对极小的异常进行检测的同轴电缆的异常检测系统。该同轴电缆的异常检测系统包括一端与RF发电机的输出连接，另一端与匹配器的输入连接的同轴电缆；对同轴电缆的RF发电机的输出中的反射波R进行检测的第一反射波检测单元；对同轴电缆的匹配器的输入中的反射波r进行检测的第二反射波检测单元；和检测器，对反射波R和反射波r进行比较，当反射波R和反射波r的关系为R＞r，并且反射波R和反射波r的差超过规定值时，对同轴电缆中的异常发生进行检测。
文档编号G01N23/18GK101324537SQ20081012563
公开日2008年12月17日 申请日期2008年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者水谷敦, 赤松弘邦 申请人:东京毅力科创株式会社