JP2003035700A

JP2003035700A - 荷電粒子分析装置、その製造方法及びそれを使用する荷電粒子分析方法

Info

Publication number: JP2003035700A
Application number: JP2001223544A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kinoshita; 隆木下; Yoshito Fukumoto; 吉人福本; Motoharu Yamashita; 元治山下; Kenichi Inoue; 憲一井上
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2003-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置内において基板に入射する
荷電粒子のエネルギを測定する荷電粒子分析装置であっ
て、高精度で耐久性が良好であり、１ｋＶ以上の電極間
耐圧を持ち、長時間のプラズマ照射に耐えうる強度を持
つ荷電粒子分析装置と、半導体プロセスを使用せずに各
電極の位置合わせを高精度に行うことができ、この荷電
粒子分析装置を簡便に低コストで製造することができる
製造方法と、この荷電粒子分析装置を使用する荷電粒子
の分析方法とを提供する。【解決手段】電極板１１、絶縁板１２、電極板２１及
び絶縁板２２を重ね合わせて接着した後、孔部４１を成
形し、電極板３１及び絶縁板３２を接着する。電極板の
厚さは１μｍ以上、絶縁板の厚さは１０μｍ以上とす
る。電極板１１はシリコンウェハ５１と同電位とし、電
極板２１は電極板１１に対して負電位、電極板３１は正
電位とし、電極板３１により荷電粒子電流を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及び電
子部品等を製造するためのプラズマ処理装置、即ち、プ
ラズマを利用して材料を加工するプラズマエッチング装
置又はプラズマを利用して基板上に膜を堆積するプラズ
マＣＶＤ装置若しくはプラズマＰＶＤ装置等において、
プラズマの状態を評価する荷電粒子分析装置、その製造
方法及び荷電粒子分析方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のプラズマ処理装置において、従
来より、プラズマによる材料加工性能を評価する方法が
開発されてきた。プラズマ特性の評価方法の代表例とし
て、ラングミュアープローブ等の探針を使用する評価方
法がある。この方法により、電子密度及び電子温度等の
プラズマ特性を評価することができる。

【０００３】しかしながら、プラズマ処理装置における
材料加工性能は、プラズマからシース領域を介して被加
工材料に入射する荷電粒子の質量、密度及びエネルギに
依存するため、被加工材料から離れたプラズマ内部の特
性を評価するだけでは、プラズマの材料加工性能を評価
することは不可能である。プラズマ処理装置における材
料加工性能を評価するためには、前述の荷電粒子の特性
を評価する必要がある。

【０００４】特開２０００−１２５３０号公報には、プ
ラズマ処理装置内に被加工材料基板とほぼ同じ状態を保
つ独立した測定電極を配置し、この電極の自己バイアス
電位を測定する簡便な方法が開示されている。

【０００５】しかしながら、自己バイアス電位は、プラ
ズマからシース領域を介して被加工材料に入射する荷電
粒子のエネルギに間接的に寄与するパラメーターの１つ
に過ぎず、自己バイアス電位が同一であってもプラズマ
密度が異なれば入射する荷電粒子のエネルギは異なる。
そのため、自己バイアス電位を測定することによりプラ
ズマの材料加工性能を評価するためには、例えば各プラ
ズマ密度における自己バイアス電位と材料加工性能との
相関データを大量に取得する必要がある。また、被加工
材料基板とほぼ同じ状態の測定電極といえども、被加工
材料基板とはプラズマとの接触面積及び高周波回路とし
ての特性が異なる。従って、自己バイアス電圧を測定す
ることによりプラズマの材料加工特性を評価する方法
は、荷電粒子エネルギを直接測定する方法と比較して、
正確性が劣り実用性が乏しい。

【０００６】また、特開平９−２６５９３７号公報に
は、被加工材料基板に入射する荷電粒子エネルギ（荷電
粒子エネルギ）を直接測定するために、被加工材料基板
にプラズマが進入しない微細な貫通孔を設け、この貫通
孔の後方に荷電粒子のエネルギ分析装置を設け、このエ
ネルギ分析装置を被加工材料基板と同一の高周波電場に
保ち測定を行う方法が記載されている。

【０００７】しかしながら、この方法においては、測定
機器そのものがプラズマ処理装置と同程度の大きさを持
ち、また、その機器全体を浮遊電位状態にして被処理基
板と同電位にするためには周辺回路の構成に多大なコス
トがかかるため、実用的ではないという問題点がある。

【０００８】これに対し、特開平９−２６６１９９号公
報及び特開平８−２１３３７４号公報には、少なくとも
２種類の微小な分析素子からなる小型の測定装置を、プ
ラズマ処理装置内におけるプラズマエッチング又はプラ
ズマによる膜堆積が施される被加工材料基板、この被加
工材料基板と同じ形状を有する分析用基板又は前記被加
工材料基板と同じ状態のプラズマに曝される独立基板上
に配置し、前記被加工材料基板に印加されている高周波
電場と同一の電場が印加されている状態で前記被加工材
料基板に到達する荷電粒子のエネルギを測定する方法が
開示されている。これらの測定装置は少なくとも、プラ
ズマに暴露され前記被加工材料基板表面と同じ電位を保
つ電極と、一定の負電位が印加され負電荷を持つ粒子を
除去するための電極と、正電荷を持つ粒子を捕捉するた
めの電極を具備し、場合によっては更に、可変な正電位
が印加され正電荷を持つ粒子の一部を排斥するための電
極を具備する構造を有している。また、前記捕捉用電極
以外は、荷電粒子の一部を透過しつつ荷電粒子に電位を
与えるために、一般にメッシュ状の電極で構成されてい
る。

【０００９】しかしながら、これらの小型の測定装置は
複雑な構成を有しているために、各電極におけるメッシ
ュ同士の位置合わせが困難であり、個々の分析素子にお
いて荷電粒子の透過面積にばらつきが生じるという問題
点がある。また、部品点数が多く、作製にコストがかか
るという問題点もある。

【００１０】更に、特開平９−２３７６９７号公報にお
いては、被加工材料基板と同様の形状の微細孔構造を有
する分析用基板を使用し、荷電粒子のエネルギを測定す
る方法が考案されている。この技術においては、基板上
に４層の導電体層からなる電極層を夫々絶縁層を介して
積層し、前記電極層のうち表面に近い３層を貫通し最下
層の電極層の表面に達する例えば直径０．６μｍの微細
孔を複数形成することにより測定素子を形成している。
そして、最表層の電極層を基板と同電位とし、表面から
２層目の電極層に一定の負電位を印加し負電荷を持つ粒
子を排斥する電極とし、３層目の電極層に可変な正電位
を印加し正電荷を持つ粒子の一部を排斥する電極とし、
更に、最下層の電極層を前記微細孔を通過した正電荷を
持つ粒子を捕捉する電極としている。この技術において
は、前記測定素子はＬＳＩ等を製造する半導体プロセス
により作製されるため、電極間の位置ずれが少ない測定
素子を作製することができると記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−２３７６９７号公報にて開示された技術において
は、測定素子を半導体プロセスにより形成しているた
め、測定素子の各導体部分の膜厚は約０．２μｍと極め
て薄く耐プラズマエッチング性が劣り、数分間のプラズ
マ処理により測定装置としての機能をなさなくなるとい
う問題点がある。また、絶縁層の厚さ即ち電極間の距離
が近いために、エッチング装置等における低圧力下にお
いて電極間に２００Ｖ以上の電圧を印加すると電極間放
電が発生し、荷電粒子の測定ができなくなるという問題
点がある。一般に、酸化膜をエッチングするためには、
約１ｋＶの加速電圧で加速された荷電粒子を使用する必
要があるが、この測定素子においては、この１ｋＶの電
圧で加速された荷電粒子については測定が不可能であ
る。このような問題点のために、この測定素子は実用性
が劣り、実際の量産工場における工程管理を目的として
定期的に使用される段階には至っていない。

【００１２】また、特開平９−２３７６９７号公報にて
開示された技術の応用例として、この測定素子と同じ構
造で各部のサイズの大きくした測定素子を作製し、測定
素子の寿命及び電極間耐圧を向上させる方法が考えられ
る。

【００１３】しかしながら、測定素子のサイズを大きく
すると、この測定素子を半導体プロセスにより作製する
ことはできなくなる。一般に、半導体プロセスを使用し
ない機械加工技術では、微細孔の最小加工寸法は直径１
３０μｍが限界である。従って、例えば前記３層目の電
極で正電荷を持つ粒子を排斥するための正電位を印加す
る場合、微細孔内において電位の低下が起こり、所望の
エネルギを持つ荷電粒子の分析が困難になる。

【００１４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、プラズマ処理装置内において基板に入射す
る荷電粒子のエネルギを測定する荷電粒子分析装置であ
って、小型でプラズマ処理装置内の任意の場所に設置で
き、高精度で耐久性が良好であり、１ｋＶ以上の電極間
耐圧を持ち、長時間のプラズマ照射に耐えうる強度を持
つ荷電粒子分析装置と、この荷電粒子分析装置を簡便に
低コストで製造することができ、半導体プロセスを使用
せずに各電極の位置合わせを高精度に行うことができる
荷電粒子分析装置の製造方法と、この荷電粒子分析装置
を使用する荷電粒子の分析方法とを提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る荷電粒子分
析装置は、プラズマ発生装置に使用され、前記プラズマ
が照射される基板上に配置されてプラズマの状態を評価
する荷電粒子分析装置において、第１の電極板、第１の
絶縁板、第２の電極板、第２の絶縁板、第３の電極板及
び第３の絶縁板を前記プラズマ側からこの順に積層して
構成され、前記第３の電極板及び第３の絶縁板を除く前
記第１及び第２の電極板並びに前記第１及び第２の絶縁
板を同時に加工することにより形成された貫通孔を有す
る積層体と、前記第１の電極板と前記基板とを同一電位
に保持する手段と、前記第２の電極板の電位を前記第１
の電極板に対して一定の負電位に保持する第１の回路
と、前記第３の電極板の電位を前記第１の電極板よりも
高い電位範囲において変化させ前記第３の電極板の各電
位において前記第３の電極板に流入する電流を測定する
第２の回路と、を有することを特徴とする。

【００１６】本発明においては、前記第１の電極板が前
記基板と同一電位に保持された状態で前記プラズマに対
して露出されることにより、前記第１の電極板が前記基
板と同一条件でプラズマによる荷電粒子の照射を受ける
ことができる。これにより、前記基板に照射される荷電
粒子のエネルギを精度良く分析することができる。ま
た、前記第１の回路により前記第２の電極板の電位を前
記第１の電極板に対して一定の負電位に保持することに
より、前記貫通孔から負電荷を持つ荷電粒子を排斥する
ことができる。これにより、プラズマにより照射される
正電荷を持つ荷電粒子を精度良く分析することができ
る。更に、前記第２の回路により前記第３の電極板に前
記第１の電極板よりも高い電位を付与することにより、
前記貫通孔から正電荷を持つ荷電粒子の一部を排斥する
ことができ、このとき排斥されない正電荷を持つ荷電粒
子を前記第３の電極板により捕捉し、この捕捉した荷電
粒子により発生する電流の大きさを前記第２の回路によ
り測定することにより、一定値以上のエネルギを有する
荷電粒子の入射量を測定することができる。更にまた、
前記第２の回路により前記第３の電極板の電位を変化さ
せることにより、入射する荷電粒子のエネルギ分布を測
定することができる。更にまた、貫通孔を有しない前記
第３の電極板に正電荷を持つ荷電粒子の一部を排斥する
ための電位を付与することにより、貫通孔内における電
位低下を防止し、荷電粒子の分析を高精度に行うことが
できる。更にまた、本発明の荷電粒子分析装置は構成が
単純であるため小型化することができ、このためプラズ
マ処理装置内の任意の場所に設置することができる。

【００１７】また、前記第１乃至第３の絶縁板の厚さが
１０μｍ以上であり、前記第１乃至第３の電極板は厚さ
１μｍ以上の金属板からなることが好ましい。

【００１８】これにより、長時間のプラズマエッチング
に耐える耐久性を実現できると共に、１ｋＶ以上の電極
間耐圧を実現することができる。

【００１９】本発明に係る荷電粒子分析装置の製造方法
は、プラズマ発生装置に使用され、前記プラズマが照射
される基板上に配置されてプラズマの状態を評価する荷
電粒子分析装置の製造方法において、第１の電極板、第
１の絶縁板、第２の電極板及び第２の絶縁板をこの順に
重ね合わせて第１の積層体を形成する第１の積層工程
と、前記第１の積層体にこの第１の積層体を貫通する複
数の孔を形成する工程と、前記第１の積層体における第
２の絶縁板側の面に第３の電極板及び第３の絶縁板を順
に重ね合わせて第２の積層体を形成する第２の積層工程
と、前記第２の積層体を基板上に搭載する工程と、前記
第２の電極板の電位を前記第１の電極板に対して一定の
負電位に保持する第１の回路を前記第２の電極板に接続
する工程と、前記第３の電極板の電位を前記第１の電極
板よりも高い電位範囲において変化させ前記第３の電極
板の各電位において前記第３の電極板に流入する電流を
測定する第２の回路を前記第３の電極板に接続する工程
と、を有することを特徴とする。

【００２０】本発明においては、前記第１の積層工程の
後に前記第１の積層体を貫通する複数の孔を形成する工
程を設けることにより、前記第１の電極板、前記第１の
絶縁板、前記第２の電極板及び前記第２の絶縁板に、同
時に且つ自己整合的に孔を形成することができる。この
ため、前記第１及び第２の電極板並びに前記第１及び第
２の絶縁板間において孔の位置がずれることなく、前記
荷電粒子分析装置を簡便且つ高精度に製造することがで
きる。

【００２１】また、前記複数の貫通孔を形成する工程に
おいて、前記貫通孔はドリル又はレーザ照射により形成
されることができる。これにより、前記貫通孔の形成を
効率良く高精度に行うことができる。

【００２２】本発明に係る荷電粒子分析方法は、プラズ
マ発生装置に使用され、前記プラズマが照射される基板
上に配置されてプラズマの状態を評価する荷電粒子分析
方法において、第１の電極板、第１の絶縁板、第２の電
極板、第２の絶縁板、第３の電極板及び第３の絶縁板を
前記プラズマ側からこの順に積層して構成され、前記第
３の電極板及び第３の絶縁板を除く前記第１及び第２の
電極板並びに前記第１及び第２の絶縁板を同時に加工す
ることにより形成された貫通孔を有する積層体と、前記
第１の電極板と前記基板とを同一電位に保持する手段
と、前記第２の電極板の電位を前記第１の電極板に対し
て一定の負電位に保持する第１の回路と、前記第３の電
極板の電位を前記第１の電極板よりも高い電位範囲にお
いて変化させ前記第３の電極板の各電位において前記第
３の電極板に流入する電流を測定する第２の回路と、を
有する荷電粒子分析装置を使用し、前記第１の電極板の
電位を基板の電位と同一にする工程と、前記第１の回路
を駆動させて前記第２の電極板の電位を前記第１の電極
板の電位に対して負電位とし前記貫通孔内から負電荷を
持つ荷電粒子を排斥する工程と、前記第２の回路を駆動
させて前記第３の電極板の電位を前記第１の電極板の電
位よりも高い電位範囲において変化させ前記貫通孔内か
ら正電荷を持つ荷電粒子の一部を排斥し残りを捕捉する
工程と、前記第２の回路により前記第３の電極に流入す
る電流の電流値を測定する工程と、前記第３の電極へ印
加する電圧の変化に対する前記電流値の１次微分値を計
測する工程と、を有することを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付の図
面を参照して具体的に説明する。本実施例はあくまで本
発明の実現手段の１形態であり、本発明の内容が、本実
施例に示される材料、形状及び加工方法等に制限される
ものではない。

【００２４】先ず、本実施例における荷電粒子分析装置
の製造方法について説明する。図１（ａ）乃至（ｃ）及
び図２（ａ）乃至（ｃ）は、本実施例における荷電粒子
分析装置の製造方法を工程順に示す断面図である。

【００２５】先ず、図１（ａ）に示すように、第１の銅
板１１ｃを第１のポリイミド板１２ｃに厚さ１０μｍの
熱可塑性樹脂からなる薄膜（図示せず、以下、熱可塑性
樹脂薄膜という）を介して重ね合わせ、第１の銅板１１
ｃ及び第１のポリイミド板１２ｃからなる基本積層構造
体１４を作製する。同様に、第２の銅板２１ｃを第２の
ポリイミド板２２ｃに熱可塑性樹脂薄膜（図示せず）を
介して重ね合わせ、第２の銅板２１ｃ及び第２のポリイ
ミド板２２ｃからなる基本積層構造体２４を作製する。
このとき、銅板１１ｃ及び２１ｃの厚さは夫々約５０μ
ｍであり、ポリイミド板１２ｃ及び２２ｃの厚さは夫々
約１２５μｍである。また、銅板１１ｃ及びポリイミド
板１２ｃの形状は、縦が約５０ｍｍ、横が約４５ｍｍの
長方形に加工され、銅板２１ｃ及びポリイミド板２２ｃ
の形状は、縦が約５０ｍｍ、横が約５０ｍｍの正方形に
加工されている。

【００２６】次に、基本積層構造体１４の３辺を基本積
層構造体２４の３辺に一致させるように、基本積層構造
体１４を熱可塑性樹脂薄膜（図示せず）を介して基本積
層構造体２４に重ね合わせる。このとき、最表層に配置
される銅板１１ｃの表面は全て露出していてもよいが、
本実施例においては、電極面積を規定し不必要な金属露
出部を低減するために、銅板１１ｃ上に開口部１０ａを
有するポリイミド層１０を形成し、銅板１１ｃの一部の
みが露出されるようにする。

【００２７】また、銅板１１ｃ及び２１ｃが外部に対し
て独立に電気的な接触（コンタクト）が図れるように、
基本積層構造体１４を基本積層構造体２４に重ね合わせ
た際に生じた銅板２１ｃの露出部２１ａにコンタクト２
３を形成する。更に、ポリイミド層１０の一部を除去す
ることにより開口部１０ａ以外に銅板１１ｃの一部を露
出させ、この銅板１１ｃの露出部にコンタクト１３を形
成する。これらのコンタクトは、ポリイミド層１０に銅
板１１ｃに至る開口部を形成し、また、ポリイミド層１
０、銅板１１ｃ及びポリイミド板１２ｃに銅板２１ｃに
至る開口部を形成することによっても形成可能である。
更に、銅板１１ｃ及び銅板２１ｃにおける端部がプラズ
マに触れることを防止するために、銅板１１ｃ及び２１
ｃの外周部をポリイミド層１５により覆い、銅板１１ｃ
及び２１ｃをシールする。この後、この積層構造を加熱
しながら圧着することで各銅板及び各ポリイミド板の接
着を行い、基本積層構造体１４、基本積層構造体２４並
びにポリイミド層１０及び１５から構成される積層体４
０を形成する。

【００２８】次に、図１（ｂ）に示すように、積層体４
０に対し、加工径１５０μｍのドリルにより４００個の
微細な孔４１を形成する。この加工は積層体４０の各層
について同時に行われるセルフアライン加工であるた
め、各層での孔４１の加工径及び加工位置のばらつきは
生じない。ドリルの替わりにレーザ照射により孔４１を
形成してもよい。なお、セルフアライン加工とは、この
場合、ある層の孔の位置を決めると、他の層の孔の位置
が自己整合的に決まる加工をいう。本実施例において
は、各層を積層した後に孔の加工を行うため、この孔の
加工はセルフアライン加工となる。

【００２９】このとき、孔４１が形成された銅板１１ｃ
を第１の電極板１１とする。同様に、孔４１が形成され
た銅板２１ｃ、ポリイミド板１２ｃ及び２２ｃを夫々、
第２の電極板２１、第１の絶縁板１２及び第２の絶縁板
２２とする。

【００３０】次に、図１（ｃ）に示すように、第３の銅
板３１を第３のポリイミド板３２に熱可塑性樹脂薄膜
（図示せず）を介して重ね合わせ、第３の銅板３１及び
第３のポリイミド板３２からなる基本積層構造体３４を
作製する。このとき、第３の銅板３１の厚さは約５０μ
ｍであり、第３のポリイミド板３２の厚さは１２５μｍ
である。また、第３の銅板３１及び第３のポリイミド板
３１の形状は、縦が約５０ｍｍ、横が約５５ｍｍの長方
形に加工されている。

【００３１】次に、この基本積層構造体３４の３辺を基
本積層構造体１４及び２４の３辺に一致させるように、
基本積層構造体３４を熱可塑性樹脂薄膜（図示せず）を
介して微細孔４１が形成された積層体４０に重ね合わ
せ、熱圧着により接着する。次いで、この重ね合わせに
際して生じた第３の銅板３１の露出部３１ａにコンタク
ト３３を設ける。また、第３の銅板３１及び第３のポリ
イミド板３２の外周部をポリイミド層１５により覆う。
これにより、孔４１が形成された基本積層構造体１４、
２４及び基本積層構造体３４並びにポリイミド層１０及
び１５並びにコンタクト１３、２３及び３３から構成さ
れる３層の金属電極を有する積層体４２を形成する。な
お、このとき、第３の銅板３１を第３の電極板３１と
し、第３のポリイミド板３２を第３の絶縁板３２とす
る。

【００３２】次に、図２（ａ）に示すように、プラズマ
処理装置（図示せず）のチャンバ内に配置され、プラズ
マにより加工される被加工材料基板であるシリコンウェ
ハ５１上に積層体４２を搭載し熱圧着する。

【００３３】次に、図２（ｂ）に示すように、積層体４
２のコンタクト１３、２３及び３３に夫々引出配線１
６、２６及び３６を接続し、これらの配線をプラズマ処
理装置（図示せず）のチャンバ外部において測定回路と
して配線する。具体的には、配線１６は電極板１１の電
位がシリコンウェハ５１と同電位になるように配線し、
配線２６は電極板２１の電位を電極板１１の電位に対し
て負電位とするための第１の回路（図５（ａ）参照）に
接続し、配線３６は電極板３１の電位を電極板１１の電
位よりも高い電位範囲において変化させると共に電極板
３１に流入する荷電粒子電流を測定するための第２の回
路（図５（ａ）参照）に接続する。

【００３４】次に、図２（ｃ）に示すように、コンタク
ト１３、２３及び３３並びにコンタクト１３と引出配線
１６との接続部分、コンタクト２３と引出配線２６との
接続部分及びコンタクト３３と引出配線３６との接続部
分を覆うように、レジスト又はポリイミドを塗布し、成
膜されたレジスト膜又はポリイミド膜をパターニングす
ることにより、保護絶縁膜６１を形成する。これによ
り、プラズマ処理装置のチャンバ内に配置された基板、
即ちシリコンウェハ５１上に、小型の荷電粒子分析装置
４３が形成される。

【００３５】次に、前述の製造方法により製造された本
実施例における荷電粒子分析装置の構成について説明す
る。図３は本実施例における荷電粒子分析装置の構成を
示す断面図であり、図４はこの荷電粒子分析装置の構成
を示す平面図であり、図５（ａ）はこの荷電粒子分析装
置の構成を示すブロック図である。

【００３６】図３に示すように、プラズマ処理装置のチ
ャンバ（図示せず）内に配置され、プラズマにより加工
される被加工材料基板であるシリコンウェハ５１上に、
荷電粒子分析装置４３が搭載されている。

【００３７】荷電粒子分析装置４３においては、絶縁板
３２が設けられ、厚さ１０μｍの熱可塑性樹脂からなる
薄膜（図示せず、以下、熱可塑性樹脂薄膜という）によ
りシリコンウェハ５１に接着されている。絶縁板３２上
には電極板３１が設けられ熱可塑性樹脂薄膜（図示せ
ず）により絶縁板３２に接着されている。絶縁板３２は
電極板３１をシリコンウェハ５１から絶縁するためのも
のであり、電極板３１はシリコンウェハ５１に対して正
電位に保持され、正電荷を有する荷電粒子の一部を排斥
するとともに、残りの正電荷を有する荷電粒子を捕捉す
るためのものである。

【００３８】電極板３１上には孔２２ｂを有する絶縁板
２２が設けられ熱可塑性樹脂薄膜（図示せず）により電
極板３１に接着され、絶縁板２２上には絶縁板２２の孔
２２ｂに整合する位置に孔２１ｂを有する電極板２１が
設けられ熱可塑性樹脂薄膜（図示せず）により絶縁板２
２に接着されている。絶縁板２２は電極板２１を絶縁板
３１から絶縁するためのものであり、電極板２１はシリ
コンウェハ５１に対して負電位に保持され負電荷を有す
る荷電粒子を排斥するためのものである。

【００３９】電極板２１上には、電極板２１の孔２１ｂ
に整合する位置に孔１２ｂを有する絶縁板１２が設けら
れ熱可塑性樹脂薄膜（図示せず）により電極板２１に接
着されている。また、絶縁板１２上には孔１２ｂに整合
する位置に孔１１ｂを有する電極板１１が設けられ熱可
塑性樹脂薄膜（図示せず）により絶縁板１２に接着され
ている。絶縁板１２は電極板１１を絶縁板３１から絶縁
するためのものである。また、電極板１１は、シリコン
ウェハ５１と同電位に保持されている。なお、本実施例
においては、電極板１１，２１及び３１の厚さは夫々約
５０μｍであり、絶縁板１２、２２及び３２の厚さは夫
々約１２５μｍである。

【００４０】更に、電極板１１上にはポリイミド層１０
が設けられ、ポリイミド層１０には、電極板１１におけ
る孔４１を含む一定の領域がプラズマに対して露出する
ように、開口部１０ａが設けられている。また、荷電粒
子分析装置４３の側面部には、電極板１１、２１及び３
１を覆うようにポリイミド層１５が設けられている。

【００４１】孔２２ｂ、２１ｂ、１２ｂ及び１１ｂは、
いずれも直径１５０μｍであり夫々４００個設けられて
いる。各孔の位置は平面視で互いに重なり、各孔２２
ｂ、２１ｂ、１２ｂ及び１１ｂが一体となり１つの孔４
１を構成している。

【００４２】図３に示すように、孔４１は荷電粒子分析
装置４３内において垂直に設けられており、その上部は
荷電粒子を取り込むために外部に対して開口している。
また、孔４１の底部は荷電粒子を捕捉するための電極板
３１により構成されている。

【００４３】また、図４に示すように、孔４１は荷電粒
子分析装置４３に４００個形成され、平面視で格子状に
配列されている。なお、図３及び図４においては、図を
見やすくするため、孔４１の数は実際より少なく描かれ
ている。

【００４４】更に、図３及び図４に示すように、電極板
１１、２１及び３１の端部には、夫々コンタクト１３、
２３及び３３が設けられ、コンタクト１３、２３及び３
３は、夫々配線１６、２６及び３６に接続されている。

【００４５】更にまた、図５（ａ）に示すように、配線
１６は、電極板１１の電位がシリコンウェハ５１と同電
位になるように配線され、配線２６は、電極板２１の電
位を電極板１１の電位に対して負電位とするためにチャ
ンバ外に設けられた第１の回路６２に接続されている。
第１の回路６２は定電圧電源により構成されている。ま
た、配線３６は、電極板３１の電位を電極板１１の電位
よりも高い電位範囲において変化させると共に電極板３
１に流入する荷電粒子電流を測定するためにチャンバ外
に設けられた第２の回路６３に接続されている。第２の
回路６３は可変電圧電源と電流計とが直列に接続されて
構成されている。

【００４６】また、コンタクト１３、２３及び３３並び
にコンタクト１３と引出配線１６との接続部分、コンタ
クト２３と引出配線２６との接続部分及びコンタクト３
３と引出配線３６との接続部分を覆うように、保護絶縁
膜６１が設けられている。

【００４７】次に、本実施例に係る荷電粒子分析装置４
３を使用する荷電粒子の分析方法について説明する。先
ず、図３及び図５（ａ）に示すように、荷電粒子分析装
置４３を実際のプラズマエッチング装置（図示せず）に
設置し、配線１６をシリコンウェハ５１に接続し、配線
２６を第１の回路６２を介してシリコンウェハ５１に接
続し、配線３６を第２の回路６３を介してシリコンウェ
ハ５１に接続する。この後、荷電粒子分析装置４３の電
極板１１にシリコンウェハ５１と同じ電位を印加し、電
極板１１における荷電粒子の照射条件をシリコンウェハ
５１における荷電粒子の照射条件と同一にし、また、プ
ラズマが孔４１内へ進入することを防止する。更に、第
１の回路６２により電極板２１に電極板１１に対して負
電位となる電位を付与し、電子等の負電荷を有する荷電
粒子を孔４１から排斥する。更にまた、第２の回路６３
により電極板３１に電極板１１に対して正電位となる電
位を付与することにより、孔４１に入射する正電荷を有
する荷電粒子のうち、電極板３１の電位によって決定さ
れるしきい値未満のエネルギを有する荷電粒子を孔４１
から排斥すると共に、前記しきい値以上のエネルギを有
する荷電粒子を電極板３１により捕捉し、この捕捉され
た荷電粒子に起因する電流の大きさを前記第２の回路に
より測定できるようにする。

【００４８】このような状態において、プラズマ処理装
置内に高周波電場を発生させプラズマを発生させること
により、このプラズマから孔４１内に入射し電極板３１
に捕捉される荷電粒子のエネルギ分布を分析することが
できる。また、このとき、この荷電粒子による電流値の
電極板３１に付与する電位に対する１次微分値を求める
ことにより、入射粒子のエネルギ分布を測定することが
できる。更に、このようにして得られたエネルギ分布の
測定結果を、電極板３１に印加する正イオンを排斥する
ための電圧を０としたときの電流値により正規化するこ
とにより、各エネルギを持つイオン密度の絶対値を測定
することができる。なお、電極板３１に印加する電圧が
０であるときも、電極板２１には負イオン（電子）を排
斥するための電圧が印加されているため、電子電流は電
流の測定値に寄与しない。更にまた、予めイオンの種類
を特定することができれば、イオンの質量を決定するこ
とができる。これにより、複数の種類のイオンが共存す
る場合においても、シミュレーションによるフィッティ
ングを行うことにより、エネルギピークを解析すること
ができる。イオンの種類は例えば発光分析法により特定
することができる。

【００４９】本実施例の荷電粒子分析装置４３において
は、電極板３１に正電位を印加することにより、孔４１
内から正電荷を持つ荷電粒子の一部を排斥している。電
極板３１は孔４１の底部を構成しているため、孔４１内
における電位の低下が発生しない。このため、荷電粒子
のエネルギ分布を高精度に分析することができる。ま
た、荷電粒子分析装置４３は、小型であるためプラズマ
処理装置内の任意の場所に設置できプラズマによる材料
加工性能を評価することができる。また、電極板及び絶
縁板として、夫々市販品の厚さが１０μｍを超える銅板
及びポリイミド板を使用しているため、ＬＳＩ等の半導
体プロセスにより作製される厚さ１μｍ以下の薄膜を使
用する場合と比較して、プラズマ照射に対する十分な寿
命を実現することができ、また、１ｋＶ以上の電極間耐
圧を実現することができる。

【００５０】本実施例の荷電粒子分析装置４３の製造方
法によれば、電極板１１及び２１並びに絶縁板１２及び
２２を接着する工程の後に孔４１を機械加工手段により
形成しているため、予め孔を形成したメッシュ膜を積層
する方法と比較して自己整合的に位置合わせが行うこと
ができ、孔４１間において直径及び加工位置がずれた場
合においても、各孔４１において各層間で直径及び加工
位置がずれることはなく、簡便に精度が高い加工を施す
ことが可能である。また、荷電粒子を捕捉するための電
極板３１は孔を有しないため、接着において位置合わせ
を行う必要がなく、接着するだけで容易に荷電粒子分析
装置４３を製造することができる。

【００５１】更に、電極板及び絶縁板として市販品を使
用し、孔４１の形成にドリル又はレーザ照射等の機械加
工が使用できるため、荷電粒子分析装置を半導体プロセ
スにより製造する場合と比較して、極めて簡便且つ低コ
ストで荷電粒子分析装置を製造することができる。

【００５２】本実施例の荷電粒子分析装置４３を使用す
る荷電粒子分析方法によれば、正電荷を有する荷電粒子
の一部を排斥するための電極板と残りの荷電粒子を捕捉
するための電極板とを同一の電極板３１とし、電極板３
１により孔４１の底部を構成しているため、孔４１内に
おいて電位低下が発生することなく、高い分析精度を実
現することができる。

【００５３】なお、本実施例においては、電極板１１を
銅板１１ｃにより構成する例を示したが、電極板１１は
ポリイミド板１２ｃ上に金属薄膜を真空蒸着法又はめっ
き法により被覆することにより形成してもよい。

【００５４】また、本実施例においては、荷電粒子分析
装置４３を被加工材料基板であるシリコンウェハ５１上
に搭載する例を示したが、本発明においては、荷電粒子
分析装置４３は、被加工材料基板と同じ形状を有する分
析用基板上又は被加工材料基板と同一の状態でプラズマ
に曝される独立の電極上に搭載してもよい。

【００５５】

【実施例】以下、本発明の実施例の効果について、その
特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説
明する。本発明の実施例装置には、前述の本実施例に係
る荷電粒子分析装置４３（図５（ａ）参照）を使用し
た。この本発明の実施例装置においては、電極板１１を
シリコンウェハ５１と同電位とし、電極板２１を−４０
Ｖの負電位とし、電極板３１を可変正電位及び荷電粒子
の捕捉電極とした。また、孔４１の直径は１５０μｍと
した。

【００５６】また、比較例装置には、特開平９−２３７
６９７号公報に示されるような４電極を具備する従来の
荷電粒子分析装置を使用した。図６（ａ）は、この比較
例装置の構成を示すブロック図である。基板７９上に第
４の絶縁板７８が設けられ、第４の絶縁板７８上に第４
の電極板７７が設けられ、第４の電極板７７上に第３の
絶縁板７６が設けられ、第３の絶縁板７６上に第３の電
極板７５が設けられ、第３の電極板７５上に第２の絶縁
板７４が設けられ、第２の絶縁板７４上に第２の電極板
７３が設けられ、第２の電極板７３上に第１の絶縁板７
２が設けられ、第１の絶縁板７２上に第１の電極板７１
が設けられている。また、第１の電極板７１、第１の絶
縁板７２、第２の電極板７３、第２の絶縁板７４、第３
の電極板７５及び第３の絶縁板７６には、これらを貫通
する複数の孔８０が設けられている。更に、第１の電極
板７１は基板７９に配線８１により接続され、第２の電
極板７３は定電圧電源８２を介して基板７９に接続さ
れ、第３の電極板７５は可変電圧電源８３を介して基板
７９に接続され、第４の電極板７７は電流計８４を介し
て基板７９に接続されている。

【００５７】図６（ａ）に示すような荷電粒子測定装置
において、配線８１により第１の電極板７１の電位を基
板７９と同電位とし、孔８０内の電子を排斥するために
定電圧電源８２により第２の電極板７３の電位を第１の
電極板７１に対して−４０Ｖの負電位とし、孔８０内の
正荷電粒子の一部を排斥するために可変電圧電源８３に
より第３の電極板７５の電位を電極板７１に対して正電
位とした。また、孔８０の直径は１５０μｍとした。こ
のような状態において、可変電圧電源８３により第３の
電極板７５の電位を変化させ、第３の電極板７５の各電
位において、孔８０を通過した荷電粒子を第４の電極板
７７により捕捉し、この荷電粒子による電流値を電流計
８４により測定した。

【００５８】前述の実施例装置及び比較例装置を使用し
て、荷電粒子エネルギ分布測定のシミュレーションを行
った。図７は横軸にイオンエネルギをとり、縦軸にイオ
ンの分布確率をとって、本シミュレーションにおける入
射粒子のエネルギ分布を示すグラフ図である。本シミュ
レーションにおいては、入射する荷電粒子のエネルギ分
布を図７に示すエネルギ分布とし、正イオンを排斥する
電極板（３１、７５）の電位を変化させながら、孔（４
１、８０）を透過し電極板（３１、７７）に流入する荷
電粒子による電流を計算し、その計算結果を前述の入射
荷電粒子のエネルギ分布と比較することにより、測定素
子の精度を評価した。

【００５９】シミュレーションは以下に示す方法により
行った。図７に示すようなエネルギ分布を持つイオン群
からランダムにイオンを抽出し、このイオンを荷電粒子
分析装置４３の孔４１の上方２０μｍの位置から射出し
た。イオンのサンプル数は１０万個とした。また、孔４
１内の電位はイオンの入射によって変化しないものとし
た。このようにして射出されたイオンの１つ１つについ
て、孔４１内の電位分布がイオンの運動に与える影響を
逐次計算し、このイオンが孔４１内のいずれかの表面に
衝突するまでこのイオンの軌道を計算した。そして、最
終的に最下層の電極（電極３１）に衝突したイオンの数
を数え、電流値に変換した。

【００６０】次に、シミュレーション結果について説明
する。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す本発明の実施例
装置（荷電粒子分析装置４３）による荷電粒子エネルギ
分布の測定結果をシミュレーションで予測した結果を示
すグラフ図である。なお、図５（ｂ）においては、縦軸
の単位をエネルギの１次微分値とする。これに対して、
図７においては、縦軸の単位をイオンのエネルギの１次
微分値をイオンの分布確率に変換したものとしている。

【００６１】図５（ｂ）に示すように、本発明の実施例
装置においては、前記シミュレーションにより、入射荷
電粒子のエネルギ分布（図７参照）と同様なダブルピー
ク構造を有するエネルギ分布を得ることができた。従っ
て、本実施例に係る荷電粒子分析装置４３は、高精度な
分析が可能であることが示された。

【００６２】一方、図６（ｂ）は、横軸にイオンエネル
ギをとり、縦軸にイオンの分布確率を示す値としてイオ
ンエネルギの１次微分値をとって、図６（ａ）に示す比
較例装置による荷電粒子エネルギ分布の測定結果をシミ
ュレーションで予測した結果を示すグラフ図である。比
較例装置が理想的に動作していれば、前記第４の電極板
７７に流入する荷電粒子の電流値の第３の電極板７５の
電位に対する１次微分値をとることにより、図７に示す
入射荷電粒子のエネルギ分布と同じものが得られるはず
である。しかしながら、図６（ｂ）に示すシミュレーシ
ョン結果には、図７に示す入射荷電粒子のエネルギ分布
には存在しないピークが多数観察された。従って、図６
（ａ）に示した分析装置では入射荷電粒子のエネルギ分
布を正確に測定できないことが示された。これは、孔８
０の直径が１５０μｍと大きいため、第３の電極板７５
の電位に対して孔８０内の電位が数百Ｖ程度低下するた
め、孔８０内において荷電粒子の一部を排斥するための
電位が設定電位から大幅にずれてしまい、荷電粒子の排
斥効果が十分に作用していないことに起因している。図
６（ａ）に示すような装置構造でこれを是正するために
は、孔８０の直径を１μｍ以下に縮小することが必要で
あるが、このような加工は半導体プロセスによって行う
しかなく、装置寿命の短期化及び製造コストの大幅な増
加を招く。

【００６３】また、本発明の実施例装置（荷電粒子分析
装置４３）の各電極間の絶縁特性を把握するため、大気
圧で各コンタクト間の耐圧を測定したところ、２ｋＶ以
上の耐圧が認められた。この荷電粒子分析装置４３を図
５（ａ）に示すような配線によりプラズマエッチング装
置内に設置し、約５ｍＴｏｒｒの真空中で１ｋＶの電圧
を各電極間に印加した場合も、放電等が起きないことが
確認できた。更に、約１ｋＶの加速電圧で加速された荷
電粒子の衝撃を延べ１時間以上受けても、測定データの
劣化は観測されなかった。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
孔内から正電荷を有する荷電粒子の一部を排斥するため
の電極板と残りの荷電粒子を捕捉するための電極板とを
同一の電極板とし、この電極板により前記孔の底部を構
成することにより、孔内において電位低下が発生するこ
となく、高い分析精度を実現することができ、また、小
型であるためプラズマ処理装置内に簡便に設置でき、電
極板及び絶縁板が十分な厚さを有するため十分な寿命及
び電極間耐圧を有する荷電粒子分析装置を提供すること
ができる。また、電極板及び絶縁板を接着した後で機械
加工手段により孔を形成することにより、この荷電粒子
分析装置を、低コスト且つ高精度に製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の実施例における
荷電粒子分析装置の製造方法を工程順に示す断面図であ
る。

【図２】（ａ）乃至（ｃ）は、この実施例の荷電粒子分
析装置の製造方法における図１の次の工程を工程順に示
す断面図である。

【図３】この実施例における荷電粒子分析装置の構成を
示す断面図である。

【図４】この実施例における荷電粒子分析装置の構成を
示す平面図である。

【図５】本発明の実施例における荷電粒子分析装置の構
成及び動作を示す図であり、（ａ）は本実施例に係る荷
電粒子分析装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）
は横軸にイオンエネルギをとり、縦軸にイオンの分布確
率をとって、この荷電粒子分析装置の動作のシミュレー
ション結果を示すグラフ図である。

【図６】従来の荷電粒子分析装置の構成及び動作を示す
図であり、（ａ）はこの荷電粒子分析装置の構成を示す
ブロック図であり、（ｂ）は横軸にイオンエネルギをと
り、縦軸にイオンの分布確率をとって、この荷電粒子分
析装置の動作のシミュレーション結果を示すグラフ図で
ある。

【図７】横軸にイオンエネルギをとり、縦軸にイオンの
分布確率をとって、シミュレーションにおける入射粒子
のエネルギ分布を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１０；ポリイミド層１０ａ；ポリイミド層１０の開口部１１、２１、３１；電極板１１ａ、２１ａ、３１ａ；電極板の露出部１１ｂ、２１ｂ；孔１１ｃ、２１ｃ、３１ｃ；銅板１２、２２、３２；絶縁板１２ｂ、２２ｂ；孔１２ｃ、２２ｃ、３２ｃ；ポリイミド板１３、２３、３３；コンタクト１４、２４、３４；基本積層構造体１５；ポリイミド層１６、２６、３６；引出配線４０；積層体４１；孔４２；積層体４３；荷電粒子分析装置５１；シリコンウェハ６１；保護絶縁膜６２；第１の回路６３；第２の回路７１、７３、７５、７７；電極板７２、７４、７６、７８；絶縁板７９；基板８０；孔８１；配線８２；定電圧電源８３；可変電圧電源８４；電流計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ２３Ｃ 16/50 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者山下元治兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者井上憲一兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内Ｆターム(参考） 4K030 FA01 KA39 5C038 KK15 5F004 BC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマ発生装置に使用され、前記プラ
ズマが照射される基板上に配置されてプラズマの状態を
評価する荷電粒子分析装置において、第１の電極板、第
１の絶縁板、第２の電極板、第２の絶縁板、第３の電極
板及び第３の絶縁板を前記プラズマ側からこの順に積層
して構成され、前記第３の電極板及び第３の絶縁板を除
く前記第１及び第２の電極板並びに前記第１及び第２の
絶縁板を同時に加工することにより形成された貫通孔を
有する積層体と、前記第１の電極板と前記基板とを同一
電位に保持する手段と、前記第２の電極板の電位を前記
第１の電極板に対して一定の負電位に保持する第１の回
路と、前記第３の電極板の電位を前記第１の電極板より
も高い電位範囲において変化させ前記第３の電極板の各
電位において前記第３の電極板に流入する電流を測定す
る第２の回路と、を有することを特徴とする荷電粒子分
析装置。
【請求項２】前記第１乃至第３の絶縁板の厚さが１０
μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の荷電
粒子分析装置。
【請求項３】前記第１乃至第３の電極板は厚さ１μｍ
以上の金属板からなることを特徴とする請求項１又は２
に記載の荷電粒子分析装置。
【請求項４】前記第１の電極板が前記第１の絶縁板
に、前記第１の絶縁板が前記第２の電極板に、前記第２
の電極板が前記第２の絶縁板に、前記第２の絶縁板が前
記第３の電極板に、夫々熱可塑性樹脂を介して接着され
ていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
に記載の荷電粒子分析装置。
【請求項５】前記第１の電極板を前記基板に接続する
ための第１の接点と、前記第２の電極板を前記第１の回
路に接続するための第２の接点と、前記第３の電極板を
前記第２の回路に接続するための第３の接点と、を有す
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記
載の荷電粒子分析装置。
【請求項６】プラズマ発生装置に使用され、前記プラ
ズマが照射される基板上に配置されてプラズマの状態を
評価する荷電粒子分析装置の製造方法において、第１の
電極板、第１の絶縁板、第２の電極板及び第２の絶縁板
をこの順に重ね合わせて第１の積層体を形成する第１の
積層工程と、前記第１の積層体にこの第１の積層体を貫
通する複数の孔を形成する工程と、前記第１の積層体に
おける第２の絶縁板側の面に第３の電極板及び第３の絶
縁板を順に重ね合わせて第２の積層体を形成する第２の
積層工程と、前記第２の積層体を基板上に搭載する工程
と、前記第２の電極板の電位を前記第１の電極板に対し
て一定の負電位に保持する第１の回路を前記第２の電極
板に接続する工程と、前記第３の電極板の電位を前記第
１の電極板よりも高い電位範囲において変化させ前記第
３の電極板の各電位において前記第３の電極板に流入す
る電流を測定する第２の回路を前記第３の電極板に接続
する工程と、を有することを特徴とする荷電粒子分析装
置の製造方法。
【請求項７】前記第１乃至第３の絶縁板として、厚さ
が１０μｍ以上の絶縁板を使用することを特徴とする請
求項６に記載の荷電粒子分析装置の製造方法。
【請求項８】前記第１乃至第３の電極板として、厚さ
が１μｍ以上の金属板を使用することを特徴とする請求
項６又は７に記載の荷電粒子分析装置の製造方法。
【請求項９】前記第１の電極板は前記第１の絶縁板の
上に真空蒸着法又はめっき法により金属薄膜を被覆する
ことにより積層することを特徴とする請求項６又は７に
記載の荷電粒子分析装置の製造方法。
【請求項１０】前記金属薄膜の厚さが１μｍ以上であ
り、前記第２及び第３の電極板として、厚さが１μｍ以
上の金属板を使用することを特徴とする請求項９に記載
の荷電粒子分析装置の製造方法。
【請求項１１】前記第１及び第２の積層工程におい
て、各板間の接着は熱化塑性樹脂を介して熱圧着により
行われることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか
１項に記載の荷電粒子分析装置の製造方法。
【請求項１２】前記複数の孔を形成する工程におい
て、前記孔はドリルにより形成されることを特徴とする
請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の荷電粒子分析
装置の製造方法。
【請求項１３】前記複数の孔を形成する工程におい
て、前記孔はレーザ照射により形成されることを特徴と
する請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の荷電粒子
分析装置の製造方法。
【請求項１４】プラズマ発生装置に使用され、前記プ
ラズマが照射される基板上に配置されてプラズマの状態
を評価する荷電粒子分析方法において、第１の電極板、
第１の絶縁板、第２の電極板、第２の絶縁板、第３の電
極板及び第３の絶縁板を前記プラズマ側からこの順に積
層して構成され、前記第３の電極板及び第３の絶縁板を
除く前記第１及び第２の電極板並びに前記第１及び第２
の絶縁板を同時に加工することにより形成された貫通孔
を有する積層体と、前記第１の電極板と前記基板とを同
一電位に保持する手段と、前記第２の電極板の電位を前
記第１の電極板に対して一定の負電位に保持する第１の
回路と、前記第３の電極板の電位を前記第１の電極板よ
りも高い電位範囲において変化させ前記第３の電極板の
各電位において前記第３の電極板に流入する電流を測定
する第２の回路と、を有する荷電粒子分析装置を使用
し、前記第１の電極板の電位を基板の電位と同一にする
工程と、前記第１の回路を駆動させて前記第２の電極板
の電位を前記第１の電極板の電位に対して負電位とし前
記貫通孔内から負電荷を持つ荷電粒子を排斥する工程
と、前記第２の回路を駆動させて前記第３の電極板の電
位を前記第１の電極板の電位よりも高い電位範囲におい
て変化させ前記貫通孔内から正電荷を持つ荷電粒子の一
部を排斥し残りを捕捉する工程と、前記第２の回路によ
り前記第３の電極に流入する電流の電流値を測定する工
程と、前記第３の電極へ印加する電圧の変化に対する前
記電流値の１次微分値を計測する工程と、を有すること
を特徴とする荷電粒子分析方法。