JP3904380B2

JP3904380B2 - Electron dose measuring method and electron beam irradiation processing apparatus

Info

Publication number: JP3904380B2
Application number: JP2000291545A
Authority: JP
Inventors: 実小森; 真典山口
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: JP2001221898A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等に塗布されたレジストの硬化や各種印刷物に塗布されたインクの乾燥等に使用される真空管型の電子線管から放射される電子線量を測定する電子線量測定方法、および、上記被処理物に電子線を照射して処理する電子線照射処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等の塗布されたレジストの硬化、基板等に塗布された塗料、インキ、接着剤、保護用樹脂の乾燥や硬化のために、電子線照射を利用することが提案されてきている。
近年、特表平１０−５１２０９２に記載されたような、窓を有する電子線管が市販されるようになった。この電子線管の構成は、電子線を透過させる窓を有する真空容器内に、熱電子放出部と電子線加速部を設け、熱電子放出部から放出される熱電子を電子線加速部で加速して窓から放出する。
このような電子線管を用いると、窓から大気中に電子線を放出すことができる。従来、電子線照射処理装置は、被照射物が配置される雰囲気を減圧していたが、上記電子線管を用いれば、その必要がなく減圧のための真空ポンプや真空チャンバが不要となり、電子線照射処理装置の構成が簡単で取扱いも容易になる。
【０００３】
図７に、窓を有する直管型の電子線管（以下ＥＢ管という）とその電源回路の概略構造を示す。
ＥＢ管１は、内部にフィラメント１ａとグリッド１ｂを備えている。フィラメント１ａとグリッド１ｂには、端子１ｆを介して直流高電圧電源２から例えば３０〜７０ｋＶの高電圧が印加される。また、フィラメント１ａには端子１ｆを介してフィラメント電源３が接続され、フィラメント１ａは該電源３から供給される電流により加熱され、熱電子を放出する。放出された電子はグリッド１ｂによって生じる電界によってビーム形状に整えられる。また、グリッド１ｂには端子１ｆを介してグリッド電源４が接続され、グリッド１ｂに印加する電圧を制御することにより、ＥＢ管１からの電子放射を制御することができる。
整形された電子ビーム（以下、電子線という）は、フランジ１ｃに設けられた窓１ｄからＥＢ管１の外に出射される。ＥＢ管１から出射された電子線は、例えば図示しない半導体ウエハや各種印刷物等の被処理物に照射され、レジストの硬化やインクの乾燥等が行われる。
【０００４】
ＥＢ管１は、石英の管壁１ｅとフランジ１ｃおよび窓１ｄによって密閉構造になっている。内部の圧力は、発生した電子線が減衰しないように、１０^-4〜１０^-6Ｐａ（１０^-6〜１０^-8Ｔｏｒｒ）に減圧されている。
窓１ｄは、電子線を通過する時減衰しないような、厚さ数μｍ（例えば３μｍ）の、シリコンを含む特殊な材質よりなる膜である。
窓１ｄは、面積が広いほど、発生した電子線をＥＢ管１外部に効率良く出射することができる。しかし、上記したように非常に薄い厚さ（数μｍ）で、ＥＢ管１の外部の大気圧とＥＢ管１内部の圧力（１０^-4〜１０^-6Ｐａ）を隔てなければならない。したがって破損の危険性があるので、１枚の面積を広くできない。そこで図８のように、現状では、１辺が１〜２ｍｍの小さい面積の窓を、電子ビームの形状に沿うように、フィラメントの長手方向に複数並べている。
【０００５】
ＥＢ管１から出射される電子線を用いて、被処理物（ワーク）を処理する場合、被処理物に、設定した所定の電子線量を照射する必要がある。所定の電子線量を被処理物に照射できなければ、照射量の不足や過剰により、処理不良の原因となる。
一定の電子線量を出射する方法として、次の２つが考えられる。いずれもＥＢ管１に供給する電力を一定にするための制御である。
▲１▼ 管電流を検出し、該電流が一定になるように制御する方法。
図７に示すように、管電流（図７において、直流高電圧電源２からＥＢ管１に流れる電流、図中の点線矢印）を電流検出部５により検出し、フィラメント１ａに流れる電流を制御し、管電流が一定になるように制御する方法である。直流高圧電源２の電圧が一定であれば、管電流を一定に制御することによりＥＢ管１に供給される電力が一定になるように制御される。なお、この方法は、Ｘ線管において通常行われている。
【０００６】
▲２▼ フィラメントの入力電力を一定にする方法。
フィラメント１ａに流れる電流（およびフィラメント１ａの電圧）を制御し、フィラメント１ａの入力電力を一定に制御する方法である。フィラメント１ａの電力を一定に制御することにより、熱電子放射量、すなわち管電流が一定に制御され、ＥＢ管１に供給される電力が一定に制御される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すように管電流を一定に制御し、ＥＢ管１にー定の電力を供給していても、ＥＢ管１から出力される電子線の量が変化することがある。これは、以下のような理由によるものと考えられる。
▲１▼ ＥＢ管１内部のフィラメント１ａやグリッド１ｂは、位置が変化しないように内部で固定されている。しかし、電子線出射時、加熱されたフィラメントは約１９００℃に達するため、フィラメントやその近傍にあるグリッドは熱膨張により形状が変化する。そのために電子ビームの形状や方向が変化する。
▲２▼ 管壁内部が帯電し、帯電した静電気の影響等により電子ビームの形状や方向が変化する。
【０００８】
前記したように、電子線をＥＢ管１の外部に取出すための窓１ｄは、略幅１ｍｍのものがフィラメントの長手方向に並んだものである。このため、上記▲１▼，▲２▼の理由により、ＥＢ管１内部において、発生する電子ビームの形状や方向が変化すると、電子線ビームが窓１ｄ以外の部分にも照射されてしまい、そのような電子線は外部に取出されないので、結果として出射される電子線量が変化する。
したがって、ＥＢ管１に一定の電力を供給するように制御していても、ＥＢ管１から出力される電子線の量を一定にすることができない。
【０００９】
以上のように、ＥＢ管１に一定の電力を供給するように制御しても、ＥＢ管１から出力される電子線量を必ずしも一定に制御することができず、このため、ＥＢ管１から出射される電子線を用いてワークを処理する場合、ワークに設定した所定の電子線量を照射することができなかった。
なお、ＥＢ管１から出力される電子線量を測定し、測定された電子線量が一定になるようにＥＢ管１に供給する電力を制御すれば電子線量を一定に制御することができるが、従来においては、ＥＢ管１から出力される電子線量を精度よく測定する方法が知られていなかった。
特に、電子線を照射することにより、雰囲気気体がプラズマになり、被処理物、被処理物を載置するワークステージ、処理室の壁などから２次電子が放出される。このため、ＥＢ管１の窓１ｄの近傍に電子線量を検出するセンサ等を配置しても、上記２次電子による浮遊電荷の影響により、ＥＢ管１から出力される電子線量を精度よく安定に検出することができない場合がある。
【００１０】
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、本発明の第１の目的は、電子線管から出力され被処理物に照射される電子線量を正確に測定することができる電子線量測定方法を提供することである。
本発明の第２の目的は、電子線管から出力される電子線の量を一定に制御し、被処理物に照射される電子線量を一定に制御することができる電子線照射処理装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を次のようにして解決する。
（１）電子線管の窓の外側に、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした導電体、または、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした半導体からなる電流検出部を配置し、該電流検出部に流れる電流を測定することにより電子線管から放射される電子線量を測定する。
（２）上記電子線量の測定方法を電子線照射処理装置に適用し、電子線管の窓の外側に、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした導電体、または、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした半導体から構成された電流検出部と、該検出部に流れる電流を測定する電流測定部からなる電子線量測定器を配置し、該電流検出部に流れる電流信号に応じて、電源部を制御して、被照射物に照射される電子線量を一定に制御する。
【００１２】
本発明においては、上記のように、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした導電体、または、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした半導体からなる電流検出部を配置し、該電流検出部に流れる電流を測定することにより、電子線管から放射される電子線量を測定するようにしたので、上記絶縁物がエネルギの障壁になり、浮遊電荷が上記導電体又は半導体に取りこまれて電流が発生することを防ぐことができる。このため、電子線管から出射される電子のみによる電流を検出することができ、電子線管から出力される電子線を正確に測定することができる。
また、上記電子線量の測定方法を電子線照射処理装置に適用し、電子管から出力される電子線量を制御するようにしたので、浮遊電荷による影響を受けることなく電子線管から出力される電子線量を制御することができるとともに、電子管内部において、電子ビームの形状や方向が変化しても、一定量の電子線を安定して出力することができる。
このため、被照射物に対して、設定された所定の電子線量を照射することができ、照射量の不足や過剰による処理不良の発生を防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例を示す図である。前記図７と同様、ＥＢ管１は、内部にフィラメント１ａとグリッド１ｂを備えている。フィラメント１ａとグリッド１ｂには、直流高電圧電源２から例えば３０〜７０ｋＶの高電圧が印加される。また、フィラメント１ａには端子１ｆを介してフィラメント電源３が接続され、フィラメント１ａは該電源３から供給される電流により加熱され、熱電子を放出する。放出された電子はグリッド１ｂによって生じる電界によってビーム形状に整えられる。また、グリッド１ｂには端子１ｆを介してグリッド電源４が接続され、グリッド１ｂに印加する電圧を制御することにより、熱電子放射を制御することができる。整形された電子線は、フランジ１ｃに設けられた窓１ｄからＥＢ管１の外に出射する。
【００１４】
ＥＢ管１の窓１ｄの外側近傍（例えば窓からの距離５ｍｍ）に電流検出部１１ａを備えた電子線量測定器１１が設けられている。電流検出部１１ａは、導電体であるステンレス、銅、アルミニウム又は半導体であるシリコン、ゲルマニウム、化合物半導体などにより構成される。電流測定部１１ｂは、検出した電流を測定する電流計と電流電圧変換回路より構成される。
ＥＢ管１の窓１ｄから出射された電子線は、その一部の電子が電流検出部１１ａにキャッチされる。キャッチされた電子は導体又は半導体である電流検出部１１ａを移動し電流を発生させる。発生した電流は、電流測定部１１ｂで測定され、測定電流値を示す電圧信号に変換されて、制御部１２に送られる。
【００１５】
制御部１２は、上記測定電流値を、あらかじめ入力されている設定電流値と比較する。測定電流値が設定電流値よりも少なければ、フィラメント電源３を制御して、管電流を増加させＥＢ管１に供給する電力を増加させる。また、測定電流値が設定電流値よりも大きければ、管電流を減少させＥＢ管１に供給する電力を減少させる。
このように、ＥＢ管１の窓１ｄから出射される電子線を電流値として検出し、該電流値に基づいてＥＢ管１に供給する電力値を制御することにより、ＥＢ管１から出力される電子線の量を一定かつ安定に制御することができる。なお、図１では電子線量測定器１１の出力によりフィラメント電源３を制御する場合を示しているが、後述するようにグリッド１ｂに印加する電圧をＰＷＭ制御して、ＥＢ管１から出力される電子線量を制御するようにしてもよい。
【００１６】
図２は上記電流検出部の配置例を示す図である。同図に示すように、電流検出部１１ａは、複数の導体又は半導体からなる線で構成し、ＥＢ管１の各窓１ｄの近傍に、各線が長手方向（窓１ｄの並び方向）に対して略直交する方向に配置するのが好ましい。このように配置すれば、電流検出部１１ａの位置が多少ずれても、その影響を小さくすることができ、また電子線照射を妨げることもない。
図２に示す電流検出部１１ａに電子が取り込まれると、電子は電流検出部１１ａの導体又は半導体を通って流れ、この電流の大きさは電流検出部１１ａに取り込まれる電子の量に比例した値となる。電子が取り込まれることにより生ずる電流なので、電流の方向は同図に示すような方向になる。
【００１７】
ここで、電流検出部１１ａにより検出される電流値を安定するために、以下のことを考慮する必要がある。
電流検出部１１ａはＥＢ管１の窓１ｄから出力される電子線のみをキャッチしする必要がある。しかし、電流検出部１１ａ近傍には、電子線照射により電荷が生じ浮遊しており、電流検出部１１ａはこの電荷も取り込む。
上記電荷は次のような原因により生じるものと考えられる。
▲１▼ 電子線照射により、雰囲気気体がプラズマになっている。
▲２▼ 電子線照射により、電子線量測定器１１や、図示しない被処理物を載置するためのワークステージ、ワークステージが配置される処理室の壁などから、２次電子が放出される。
【００１８】
これらの電流検出部１１ａ近傍の浮遊電荷は、被処理物が近くにない場合、電流検出部１１ａに取りこまれて電流を発生する。また、被処理物が接近すると被処理物に吸い寄せられ、電流検出部１１ａに取りこまれなくなる。すなわち、被処理物の有無によって、電流測定部１１ｂによって測定される電流値が大きく変化することとなる。
以上のことから、上記浮遊電荷の影響を受けないように電子線量を測定しなければ、ＥＢ管１から出力される電子線量を精度よく測定することができず、ＥＢ管１から出力される電子線量を安定に制御することができない。
【００１９】
通常、ＥＢ管１から出力される電子線のエネルギーは数十ｋｅＶであり、浮遊電荷のエネルギーは数十ｅＶである。しかし、エネルギーの大きさにかかわらず、電子がキャッチされたときに電流検出部１１ａに生ずる電流は同じなので、上記浮遊電荷量が多ければ、電流検出部１１ａに流れる電流は大きくなる。
そこで、本発明においては、上記ＥＢ管１から出力される電子線のエネルギーと浮遊電荷のエネルギーの大きさの違いを利用して、ＥＢ管から出力されるエネルギーの大きな電子のみが、電子線量測定器１１の電流検出部１１ａにキャッチされるようにした。
具体的には、電流検出部１１ａの導体又は半導体表面に絶縁物をコーティングする。コーティングする絶縁物の種類や厚さは、数十ｅＶの電荷は通過しないが、数十ｋｅＶの電子は通過するエネルギの障壁になるように選択する。絶縁物としては、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、シリカ（ＳｉＯ₂）等を用いることができる。
【００２０】
電子線量測定器１１の電流検出部１１ａとしてステンレス線を用い、該ステンレス線にセラミック膜（Ａｌ₂Ｏ₃・厚さ１５μｍ）をコーティングした場合と、コーティングしない場合とで、各々電流値を測定した。
図３に実験回路を示す。同図に示すように、ＥＢ管１の窓１ｄから５ｍｍ離れた位置に電子線量測定器１１の電流検出部１１ａを配置し、また、ＥＢ管１の窓１ｄの下方にワークＷ（ウエハを使用した）を配置し、ＥＢ管１とワークＷとの距離を変えて、電流検出部１１ａに流れる電流を電流測定部１１ｂにより測定した。ワークＷは、ワークステージＷＳ上に載置されている。ワークステージＷＳは、導電体で構成されており、アースされている。
ＥＢ管１に供給した電力は５０ｋＶ・２００μＡであり、雰囲気は常圧・大気中である。
【００２１】
上記結果を図４に示す。横軸はＥＢ管の窓からワークＷであるウエハの表面までの距離（ｍｍ）、縦軸は電流検出部１１ａによって検出される電流値（μＡ）であり、同図中の丸印は電流検出部１１ａとして被覆されていないステンレス線を用いた場合、四角印は電流検出部として前記した厚さ１５μｍのセラミック膜で被覆されたステンレス線を用いた場合を示している。
電流検出部１１ａがコーティングしないステンレス線である場合、ウエハ（ワークＷ）をＥＢ管１に接近させるほど、検出される電流値が減少している。これは前記したように、ウエハが接近するにつれて、電子線量測定器の近傍に浮遊している電荷が、ウエハにキャッチされるためと考えられる。
【００２２】
一方、電流検出部１１ａが厚さ１５μｍのセラミックでコーティングされている場合、ウエハの接近によっても、検出される電流値はほとんど変化しない。
厚さ１５μｍのＡｌ₂Ｏ₃のセラミックコーティング膜は、約３０ｋｅＶのエネルギの障壁に相当する。したがって、浮遊している数十ｅＶの電荷は、該セラミックコーティング膜を通過することができず、ステンレス線にキャッチされない。このため、電流検出部１１ａは、電流検出部１１ａの近傍に浮遊している電荷の影響を受けることなく、ＥＢ管１から出射される３０ｋｅＶ以上のエネルギを有する電子のみによる電流を検出することができる。
以上の実験から、電流検出部１１ａの導体又は半導体を厚さが１５μｍのセラミックでコーティングすれば、浮遊電荷に影響されることなく電子線量を精度良く測定できることがわかった。なお、セラミック膜の厚さは１５μｍより薄くてもよいと考えられる。すなわち、前述したように浮遊電荷は数十ｅＶであり、数十ｅＶの浮遊電荷が通過出来ない程度の厚さにセラミック膜をコーティングすればよい。
【００２３】
以上のように、電子線量測定器１１を設けて電子線量を測定し、ＥＢ管１の電力を制御することにより、上記したように浮遊電荷の影響を受けることなく電子線量を制御することができるが、これに加え、前記したように、フィラメントの加熱による熱膨張の影響や、管壁内部の帯電の影響によりＥＢ管１の出力が変動するのを防止することもできる。ＥＢ管１から出力される電子線量を一定に保つことができる。
図５は図１に示したように電子線量測定器１１により電子線量を測定しＥＢ管１の電力を制御した場合と、前記図７に示すように管電流を検出してＥＢ管１の電力を制御した場合のＥＢ管１の出力を示す図である。
【００２４】
同図は、ワークとして導体を用い、ワークにＥＢ管から電子線を照射した場合にワークに流れる電流を測定した結果を示しており、同図の横軸はＥＢ管点灯後の経過時間（分）、横軸はＥＢ管点灯開始時のＥＢ管の出力を１としたときのパーセントを示している。また、丸印は管電流一定制御の場合であり、三角印は電子線量測定器１１を設けてＥＢ管１の電力を制御した場合である。
同図に示すように、管電流を一定に制御した場合（同図の丸印）、ＥＢ管点灯後、ＥＢ管からの出力は低下し、略１４分後に１００％に達する。これは、前述したように、ＥＢ管点灯後、フィラメントが加熱することにより、フィラメントやその近傍にあるグリッドの形状が熱膨張により変化し、電子ビームの形状や方向が変化したり、帯電の影響によるものと考えられる。
これに対し、電子線量測定器１１を設けてＥＢ管の電力を制御した場合（同図の三角印）、同図に示すようにＥＢ管の出力は略一定に保たれた。
以上のように、電子線量測定器１１を設けてＥＢ管の電力を制御することにより、ＥＢ管点灯後、直ちにＥＢ管から出力される電子線量が一定になるので、待ち時間なく電子線照射処理を行うことができ、スループットを向上させることができる。
【００２５】
ところで、ＥＢ管の直径は数ｃｍ程度であり、大きなワークを処理する場合には、複数本のＥＢ管を平面状に並べて配置してワークに処理する必要がある。
図６は上記のように複数本のＥＢ管を用いた場合の制御系の構成例を示す図である。直流高圧電源２、グリッド電源４から各ＥＢ管１−１〜１−ｎに電圧を供給するとともに、各ＥＢ管１のそれぞれにフィラメント電源３−１〜３−ｎを設ける。
そして、図６に示すように、複数本の各ＥＢ管に前述した電子線量測定器１１を設け、その出力を各制御部１２−１〜１２−ｎに送る。
各制御部１２−１〜１２−ｎは、上記電子線量測定器１１から送られてくる測定電流値と、あらかじめ入力されている設定電流値とを比較し、測定電流値が設定電流値よりも少なければ、フィラメント電源３−１〜３−ｎを制御して、フィラメント電流を増加させる。また、測定電流値が設定電流値よりも大きければ、フィラメント電流を減少させる。これにより、各ＥＢ管１から出力される電子線量を一定に制御することができる。
【００２６】
以上説明した実施例では、電子線量測定器１１の出力に基づき、フィラメント電源３を制御して、ＥＢ管１から出力される電子線量を制御する場合について説明したが、ＥＢ管１のグリッド１ｂに印加する電圧を制御して、ＥＢ管１から出力される電子線量をＰＷＭ制御するようにしてもよい。
すなわち、ＥＢ管１はグリッド１ｂに印加する電圧を制御することにより、電子線の出力をオン／オフ制御することができるので、電子線量測定器１１で測定された電流値をＰＷＭ制御器に送り、ＰＷＭ制御器から、測定電流値が設定電流値に一致するようなパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力し、この出力によりＥＢ管１のグリッド１ｂに印可する電圧を制御する。これにより、ＥＢ管１から出力される電子線量がＰＷＭ制御され、前記実施例と同様、ＥＢ管１から出力される電子線量を平均値として一定に制御することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては以下の効果を得ることができる。
（１）電子線管の窓の外側に、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした導電体、または、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした半導体からなる電流検出部を配置し、該電流検出部に流れる電流を測定することにより，電子線管から放射される電子線量を測定するようにしたので、上記絶縁物がエネルギの障壁になり、浮遊電荷が上記導電体に取りこまれて電流が発生することを防ぐことができる。このため、電子線管から出射される電子のみによる電流を安定して検出することができ、電子線管から出力される電子線を正確に測定することができる。
【００２８】
（２）電子線管の窓の外側に、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした導電体、または、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした半導体から構成された電流検出部と、該検出部に流れる電流を測定する電流測定部からなる電子線量測定器を配置し、上記電流検出部に流れる電流信号に応じて、電子線管から出力される電子線量を制御するようにしたので、浮遊電荷による影響を受けることなく、電子線管から出力される電子線量を制御することができる。また、電子線管から出力される電子線量を検出して制御しているため、電子管内部において、電子ビームの形状や方向が変化しても、一定量の電子線を安定して出力することができる。
このため、被照射物に対して、設定された所定の電子線量を照射することができ、照射量の不足や過剰による処理不良の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の電子線管の制御装置の構成を示す図である。
【図２】電流検出部の配置例を示す図である。
【図３】実験回路の構成を示す図である。
【図４】ステンレス線にセラミック膜をコーティングした場合とコーティングしない場合との各々において測定される電流を示す図である。
【図５】電子線量測定器により電子線量を測定しＥＢ管の電力を制御した場合と管電流を検出してＥＢ管の電力を制御した場合の出力を示す図である。
【図６】複数本のＥＢ管を用いた場合の制御系の構成例を示す図である。
【図７】窓を有するＥＢ管とその電源回路の概略構造を示す図である。
【図８】ＥＢ管の窓の配置を説明する図である。
【符号の説明】
１ＥＢ管（電子線管）
１ａフィラメント
１ｂグリッド
１ｃフランジ
１ｄ窓
１ｅ管壁
２直流高電圧電源
３フィラメント電源
４グリッド電源
１１電子線量測定器
１１ａ電流検出部
１２制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electron dose measuring method for measuring an electron dose emitted from a vacuum tube type electron beam tube used for curing a resist applied to a semiconductor wafer or the like or drying ink applied to various printed materials, and the like, and The present invention relates to an electron beam irradiation processing apparatus for irradiating the object to be processed with an electron beam.
[0002]
[Prior art]
It has been proposed to use electron beam irradiation for curing a resist applied to a semiconductor wafer or the like, and drying or curing a paint, ink, adhesive, or protective resin applied to a substrate or the like.
In recent years, an electron beam tube having a window as described in JP-T-10-512092 has been put on the market. The structure of this electron beam tube is that a thermoelectron emission unit and an electron beam acceleration unit are provided in a vacuum vessel having a window that transmits an electron beam, and the thermal electrons emitted from the thermal electron emission unit are accelerated by the electron beam acceleration unit. And release from the window.
When such an electron beam tube is used, an electron beam can be emitted from the window into the atmosphere. Conventionally, the electron beam irradiation processing apparatus has reduced the atmosphere in which the irradiation object is disposed. However, if the above electron beam tube is used, there is no need for the vacuum pump and the vacuum chamber for reducing the pressure. The configuration of the beam irradiation processing apparatus is simple and easy to handle.
[0003]
FIG. 7 shows a schematic structure of a straight tube type electron beam tube (hereinafter referred to as an EB tube) having a window and its power supply circuit.
The EB tube 1 includes a filament 1a and a grid 1b. A high voltage of, for example, 30 to 70 kV is applied to the filament 1a and the grid 1b from the DC high voltage power supply 2 via the terminal 1f. Further, a filament power source 3 is connected to the filament 1a via a terminal 1f, and the filament 1a is heated by a current supplied from the power source 3 and emits thermoelectrons. The emitted electrons are arranged into a beam shape by the electric field generated by the grid 1b. In addition, a grid power source 4 is connected to the grid 1b via a terminal 1f, and the electron emission from the EB tube 1 can be controlled by controlling the voltage applied to the grid 1b.
A shaped electron beam (hereinafter referred to as an electron beam) is emitted out of the EB tube 1 from a window 1d provided in the flange 1c. The electron beam emitted from the EB tube 1 is irradiated onto a workpiece such as a semiconductor wafer (not shown) or various printed materials, for example, and the resist is cured and the ink is dried.
[0004]
The EB tube 1 has a sealed structure by a quartz tube wall 1e, a flange 1c, and a window 1d. The internal pressure is reduced to 10 ⁻⁴ to 10 ⁻⁶ Pa (10 ⁻⁶ to 10 ⁻⁸ Torr) so that the generated electron beam is not attenuated.
The window 1d is a film made of a special material including silicon and having a thickness of several μm (for example, 3 μm) that does not attenuate when passing through an electron beam.
The larger the area of the window 1d, the more efficiently the emitted electron beam can be emitted to the outside of the EB tube 1. However, as described above, the atmospheric pressure outside the EB pipe 1 and the pressure inside the EB pipe 1 (10 ⁻⁴ to 10 ⁻⁶ Pa) must be separated by a very thin thickness (several μm). Therefore, since there is a risk of breakage, the area of one sheet cannot be increased. Therefore, as shown in FIG. 8, at present, a plurality of windows having a small area of 1 to 2 mm on a side are arranged in the longitudinal direction of the filament so as to follow the shape of the electron beam.
[0005]
When processing an object to be processed (work) using an electron beam emitted from the EB tube 1, it is necessary to irradiate the object to be processed with a predetermined electron dose. If the object to be processed cannot be irradiated with a predetermined electron dose, a processing failure may be caused by insufficient or excessive irradiation amount.
The following two methods can be considered as a method of emitting a constant electron dose. Both are controls for making the power supplied to the EB tube 1 constant.
(1) A method of detecting a tube current and controlling the current to be constant.
As shown in FIG. 7, the tube current (in FIG. 7, the current flowing from the DC high-voltage power supply 2 to the EB tube 1 and the dotted arrow in the figure) is detected by the current detector 5, and the current flowing to the filament 1a is controlled. In this method, the tube current is controlled to be constant. If the voltage of the DC high-voltage power supply 2 is constant, the power supplied to the EB tube 1 is controlled to be constant by controlling the tube current to be constant. This method is usually performed in an X-ray tube.
[0006]
(2) A method of keeping the input power of the filament constant.
In this method, the current flowing through the filament 1a (and the voltage of the filament 1a) is controlled, and the input power of the filament 1a is controlled to be constant. By controlling the power of the filament 1a to be constant, the amount of thermionic emission, that is, the tube current is controlled to be constant, and the power supplied to the EB tube 1 is controlled to be constant.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 7, even if the tube current is controlled to be constant and constant power is supplied to the EB tube 1, the amount of electron beams output from the EB tube 1 may change. This is considered to be due to the following reasons.
(1) The filament 1a and the grid 1b inside the EB tube 1 are fixed inside so that the position does not change. However, since the heated filament reaches about 1900 ° C. when the electron beam is emitted, the shape of the filament and the grid in the vicinity thereof change due to thermal expansion. Therefore, the shape and direction of the electron beam change.
(2) The inside of the tube wall is charged, and the shape and direction of the electron beam change due to the influence of the charged static electricity.
[0008]
As described above, the window 1d for taking out the electron beam to the outside of the EB tube 1 has a width of approximately 1 mm arranged in the longitudinal direction of the filament. For this reason, if the shape or direction of the generated electron beam changes inside the EB tube 1 due to the reasons (1) and (2) above, the electron beam beam is also irradiated to portions other than the window 1d. Since such an electron beam is not extracted outside, the electron dose emitted as a result changes.
Therefore, even if it is controlled to supply constant power to the EB tube 1, the amount of electron beams output from the EB tube 1 cannot be made constant.
[0009]
As described above, even if the EB tube 1 is controlled so as to supply constant power, the electron dose output from the EB tube 1 cannot always be controlled to be constant. When a workpiece is processed using an electron beam, a predetermined electron dose set on the workpiece cannot be irradiated.
Note that the electron dose can be controlled to be constant by measuring the electron dose output from the EB tube 1 and controlling the power supplied to the EB tube 1 so that the measured electron dose is constant. However, a method for accurately measuring the electron dose output from the EB tube 1 has not been known.
In particular, irradiation with an electron beam turns the atmospheric gas into plasma, and secondary electrons are emitted from the object to be processed, the work stage on which the object to be processed is placed, the wall of the processing chamber, and the like. For this reason, even if a sensor or the like for detecting the electron dose is disposed in the vicinity of the window 1d of the EB tube 1, the electron dose output from the EB tube 1 can be stabilized accurately and stably due to the influence of floating charges due to the secondary electrons. It may not be detected.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and a first object of the present invention is to accurately measure the electron dose output from the electron beam tube and irradiated on the workpiece. It is to provide an electron dosimetry method that can be used.
A second object of the present invention is to provide an electron beam irradiation processing apparatus capable of controlling the amount of electron beams output from the electron beam tube to be constant and controlling the electron dose irradiated to the object to be processed to be constant. It is to be.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the above problem is solved as follows.
(1) A conductor coated with an insulator on the surface outside the window of the electron beam tube so as to be a barrier for the energy of passing electrons , or an insulator on the surface to be a barrier for the energy of passing electrons. A current detection unit made of a semiconductor coated as described above is arranged, and the amount of electrons emitted from the electron beam tube is measured by measuring the current flowing through the current detection unit.
(2) The above-mentioned electron dose measurement method is applied to an electron beam irradiation processing apparatus, and a conductor coated with an insulator on the surface so as to be a barrier for the energy of electrons passing through the window of the electron beam tube, Alternatively, an electron dosimeter comprising an electric current detector configured of a semiconductor coated with an insulator on the surface so as to be a barrier to the energy of passing electrons , and an electric current measuring unit that measures the current flowing through the detector. The power supply unit is controlled according to the current signal that is disposed and flows through the current detection unit, and the electron dose irradiated to the irradiation object is controlled to be constant.
[0012]
In the present invention, as described above, on the surface insulator, coated with conductive material so that a barrier to the energy of electrons passing through, or, on the surface insulator, so that a barrier to the energy of electrons passing A current detection unit made of a coated semiconductor is disposed, and the current flowing through the current detection unit is measured to measure the electron dose emitted from the electron beam tube. Thus, it is possible to prevent floating electric charges from being taken into the conductor or semiconductor and generating current. For this reason, the electric current only by the electron radiate | emitted from an electron beam tube can be detected, and the electron beam output from an electron beam tube can be measured correctly.
In addition, since the above electron dose measurement method is applied to an electron beam irradiation processing apparatus and the electron dose output from the electron tube is controlled, the electron dose output from the electron beam tube without being affected by floating charges. Can be controlled, and a certain amount of electron beam can be stably output even if the shape or direction of the electron beam changes inside the electron tube.
For this reason, it is possible to irradiate the irradiated object with a predetermined electron dose that is set, and it is possible to prevent the occurrence of processing failure due to insufficient or excessive irradiation.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. Similar to FIG. 7, the EB tube 1 includes a filament 1a and a grid 1b. A high voltage of, for example, 30 to 70 kV is applied to the filament 1a and the grid 1b from the DC high voltage power source 2. Further, a filament power source 3 is connected to the filament 1a via a terminal 1f, and the filament 1a is heated by a current supplied from the power source 3 and emits thermoelectrons. The emitted electrons are arranged into a beam shape by the electric field generated by the grid 1b. A grid power supply 4 is connected to the grid 1b via a terminal 1f, and thermionic emission can be controlled by controlling the voltage applied to the grid 1b. The shaped electron beam is emitted from the window 1d provided on the flange 1c to the outside of the EB tube 1.
[0014]
An electron dosimeter 11 having a current detector 11a is provided near the outside of the window 1d of the EB tube 1 (for example, a distance of 5 mm from the window). The current detection unit 11a is made of stainless steel, copper, aluminum, which is a conductor, silicon, germanium, which is a semiconductor, a compound semiconductor, or the like. The current measuring unit 11b includes an ammeter that measures the detected current and a current-voltage conversion circuit.
Some electrons of the electron beam emitted from the window 1d of the EB tube 1 are caught by the current detector 11a. The caught electrons move through the current detection unit 11a, which is a conductor or a semiconductor, to generate a current. The generated current is measured by the current measuring unit 11b, converted into a voltage signal indicating the measured current value, and sent to the control unit 12.
[0015]
The control unit 12 compares the measured current value with a preset current value input in advance. If the measured current value is less than the set current value, the filament power supply 3 is controlled to increase the tube current and increase the power supplied to the EB tube 1. If the measured current value is larger than the set current value, the tube current is decreased and the power supplied to the EB tube 1 is decreased.
In this way, the electron beam emitted from the window 1d of the EB tube 1 is detected as a current value, and the power value supplied to the EB tube 1 is controlled based on the current value, thereby being output from the EB tube 1. The amount of electron beam can be controlled to be constant and stable. Although FIG. 1 shows the case where the filament power supply 3 is controlled by the output of the electron dosimeter 11, the voltage output from the EB tube 1 is controlled by PWM control of the voltage applied to the grid 1b as will be described later. The dose may be controlled.
[0016]
FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of the current detection unit. As shown in the figure, the current detection unit 11a is constituted by a line made of a plurality of conductors or semiconductors, and each line is in the vicinity of each window 1d of the EB tube 1 with respect to the longitudinal direction (alignment direction of the windows 1d). It is preferable to arrange in a direction substantially orthogonal to each other. With this arrangement, even if the position of the current detection unit 11a is slightly deviated, the influence can be reduced, and the electron beam irradiation is not hindered.
When electrons are taken into the current detector 11a shown in FIG. 2, the electrons flow through the conductor or semiconductor of the current detector 11a, and the magnitude of this current is a value proportional to the amount of electrons taken into the current detector 11a. It becomes. Since the current is generated by taking in electrons, the direction of the current is as shown in FIG.
[0017]
Here, in order to stabilize the current value detected by the current detection unit 11a, it is necessary to consider the following.
The current detector 11a needs to catch only the electron beam output from the window 1d of the EB tube 1. However, an electric charge is generated and floated by electron beam irradiation in the vicinity of the current detection unit 11a, and the current detection unit 11a also takes in this electric charge.
The charge is considered to be caused by the following reasons.
(1) Atmospheric gas is turned into plasma by electron beam irradiation.
{Circle around (2)} By electron beam irradiation, secondary electrons are emitted from the electron dosimeter 11, a work stage for placing a workpiece (not shown), a wall of a processing chamber where the work stage is placed, and the like.
[0018]
These floating charges in the vicinity of the current detection unit 11a are taken into the current detection unit 11a to generate a current when an object to be processed is not nearby. Further, when the object to be processed approaches, the object is attracted to the object to be processed and is not taken into the current detection unit 11a. That is, the current value measured by the current measuring unit 11b varies greatly depending on the presence or absence of the object to be processed.
From the above, if the electron dose is not measured so as not to be affected by the floating charge, the electron dose output from the EB tube 1 cannot be measured accurately, and the electrons output from the EB tube 1 are not measured. The dose cannot be controlled stably.
[0019]
Usually, the energy of the electron beam output from the EB tube 1 is several tens of keV, and the energy of floating charges is several tens of eV. However, since the current generated in the current detection unit 11a when the electrons are caught is the same regardless of the magnitude of energy, if the amount of floating charge is large, the current flowing through the current detection unit 11a increases.
Therefore, in the present invention, by utilizing the difference between the energy of the electron beam output from the EB tube 1 and the energy of the floating charge, only electrons having a large energy output from the EB tube are used for electron dosimetry. It was made to be caught by the current detection part 11a of the vessel 11.
Specifically, an insulator is coated on the conductor or semiconductor surface of the current detection unit 11a. The type and thickness of the insulator to be coated are selected so that charges of several tens of eV do not pass through, but electrons of several tens of keV serve as barriers for the energy to pass through. As the insulator, for example, alumina (Al ₂ O ₃ ), silica (SiO ₂ ), or the like can be used.
[0020]
A stainless steel wire was used as the current detector 11a of the electron dosimeter 11, and the current value was measured when the stainless steel wire was coated with a ceramic film (Al ₂ O ₃ , thickness 15 μm) and when it was not coated. .
FIG. 3 shows an experimental circuit. As shown in the figure, the current detector 11a of the electron dose measuring device 11 is disposed at a position 5 mm away from the window 1d of the EB tube 1, and the workpiece W (wafer is used) below the window 1d of the EB tube 1. The current flowing through the current detection unit 11a was measured by the current measurement unit 11b while changing the distance between the EB tube 1 and the workpiece W. The workpiece W is placed on the workpiece stage WS. The work stage WS is made of a conductor and is grounded.
The electric power supplied to the EB tube 1 is 50 kV · 200 μA, and the atmosphere is atmospheric pressure / air.
[0021]
The results are shown in FIG. The horizontal axis is the distance (mm) from the window of the EB tube to the surface of the wafer, which is the workpiece W, the vertical axis is the current value (μA) detected by the current detector 11a, and the circle in FIG. When a stainless wire that is not covered is used as the portion 11a, a square mark indicates a case where the stainless wire covered with the ceramic film having a thickness of 15 μm is used as the current detection portion.
When the current detection unit 11a is an uncoated stainless steel wire, the detected current value decreases as the wafer (work W) approaches the EB tube 1. As described above, this is presumably because the electric charge floating in the vicinity of the electron dosimeter is caught by the wafer as the wafer approaches.
[0022]
On the other hand, when the current detector 11a is coated with a ceramic having a thickness of 15 μm, the detected current value hardly changes even when the wafer approaches.
A 15 μm thick ceramic coating of Al ₂ O ₃ corresponds to an energy barrier of about 30 keV. Therefore, the floating electric charge of several tens of eV cannot pass through the ceramic coating film and is not caught by the stainless steel wire. For this reason, the current detection unit 11a can detect a current only by electrons having energy of 30 keV or more emitted from the EB tube 1 without being affected by the electric charge floating in the vicinity of the current detection unit 11a. it can.
From the above experiment, it was found that the electron dose can be accurately measured without being affected by the floating charge if the conductor or semiconductor of the current detection unit 11a is coated with a ceramic having a thickness of 15 μm. It is considered that the thickness of the ceramic film may be less than 15 μm. That is, as described above, the floating charge is several tens of eV, and the ceramic film may be coated to such a thickness that the floating charge of several tens of eV cannot pass.
[0023]
As described above, by providing the electron dose measuring device 11 to measure the electron dose and controlling the power of the EB tube 1, the electron dose can be controlled without being affected by the floating charge as described above. However, in addition to this, as described above, it is possible to prevent the output of the EB tube 1 from fluctuating due to the influence of thermal expansion due to heating of the filament and the influence of charging inside the tube wall. The electron dose output from the EB tube 1 can be kept constant.
FIG. 5 shows the case where the electron dose is measured by the electron dosimeter 11 as shown in FIG. 1 and the power of the EB tube 1 is controlled, and the power of the EB tube 1 is detected by detecting the tube current as shown in FIG. It is a figure which shows the output of the EB pipe | tube 1 at the time of controlling.
[0024]
This figure shows the result of measuring the current flowing through the workpiece when a conductor is used as the workpiece and the workpiece is irradiated with an electron beam from the EB tube. The horizontal axis in the figure shows the elapsed time (minutes) after the EB tube is lit. ), The horizontal axis indicates the percentage when the output of the EB tube at the start of lighting of the EB tube is 1. Further, the circles indicate the case of constant tube current control, and the triangles indicate the case where the electron dose measuring device 11 is provided to control the electric power of the EB tube 1.
As shown in the figure, when the tube current is controlled to be constant (circled in the figure), the output from the EB tube decreases after the EB tube is turned on and reaches 100% after about 14 minutes. As described above, when the filament is heated after the EB tube is lit, the shape of the filament and the grid in the vicinity thereof change due to thermal expansion, the shape and direction of the electron beam change, and the influence of charging. It is thought to be due to.
On the other hand, when the electron dose measuring device 11 was provided and the electric power of the EB tube was controlled (triangle mark in the figure), the output of the EB tube was kept substantially constant as shown in the figure.
As described above, by providing the electron dose measuring device 11 and controlling the electric power of the EB tube, the electron dose output from the EB tube immediately after the EB tube is turned on becomes constant. Thus, throughput can be improved.
[0025]
By the way, the diameter of the EB tube is about several centimeters. When a large workpiece is processed, it is necessary to arrange a plurality of EB tubes in a plane and process the workpiece.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the control system when a plurality of EB pipes are used as described above. A voltage is supplied from the DC high-voltage power source 2 and the grid power source 4 to the EB tubes 1-1 to 1-n, and filament power sources 3-1 to 3-n are provided for the EB tubes 1, respectively.
And as shown in FIG. 6, the electron dose measuring device 11 mentioned above is provided in each of several EB pipe | tubes, and the output is sent to each control part 12-1 to 12-n.
Each of the control units 12-1 to 12-n compares the measured current value sent from the electron dose measuring device 11 with the set current value input in advance, and the measured current value is larger than the set current value. If not, the filament power sources 3-1 to 3-n are controlled to increase the filament current. If the measured current value is larger than the set current value, the filament current is decreased. Thereby, the electron dose output from each EB tube 1 can be controlled to be constant.
[0026]
In the embodiment described above, the case where the filament power source 3 is controlled based on the output of the electron dose measuring device 11 to control the electron dose output from the EB tube 1 has been described. The applied electron voltage may be controlled so that the electron dose output from the EB tube 1 is PWM-controlled.
That is, since the EB tube 1 can control on / off of the output of the electron beam by controlling the voltage applied to the grid 1b, the current value measured by the electron dose measuring device 11 is sent to the PWM controller. The PWM controller outputs a pulse width modulation signal (PWM signal) such that the measured current value matches the set current value, and the voltage applied to the grid 1b of the EB tube 1 is controlled by this output. Thereby, the electron dose output from the EB tube 1 is PWM-controlled, and the electron dose output from the EB tube 1 can be controlled to be constant as an average value as in the above-described embodiment.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, the following effects can be obtained in the present invention.
(1) A conductor coated with an insulator on the surface outside the window of the electron beam tube so as to be a barrier for the energy of passing electrons , or an insulator on the surface to be a barrier for the energy of passing electrons. a current detection unit comprising a coated semiconductor so arranged, by measuring the current flowing in said current detecting section. Thus to measure the electron dose emitted from the electron beam tube, the insulator is energy Therefore, it is possible to prevent a floating charge from being taken into the conductor and generating a current. For this reason, the electric current only by the electron radiate | emitted from an electron beam tube can be detected stably, and the electron beam output from an electron beam tube can be measured correctly.
[0028]
(2) A conductor coated with an insulator on the surface outside the window of the electron beam tube so as to be a barrier for the energy of passing electrons , or an insulator on the surface to be a barrier for the energy of passing electrons. An electron dose measuring device comprising a current detection unit composed of a semiconductor coated in such a manner and a current measurement unit for measuring a current flowing through the detection unit is arranged, and an electron is measured according to a current signal flowing through the current detection unit. Since the electron dose output from the tube is controlled, the electron dose output from the electron tube can be controlled without being affected by floating charges. In addition, since the electron dose output from the electron beam tube is detected and controlled, a certain amount of electron beam can be stably output even if the shape and direction of the electron beam change inside the electron tube. it can.
For this reason, it is possible to irradiate the irradiated object with a predetermined electron dose that is set, and it is possible to prevent the occurrence of processing failure due to insufficient or excessive irradiation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electron beam tube control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of current detection units.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an experimental circuit.
FIG. 4 is a diagram showing currents measured in each of a case where a stainless steel wire is coated with a ceramic film and a case where a stainless steel wire is not coated.
FIG. 5 is a diagram showing an output when an electron dose is measured by an electron dosimeter and the power of the EB tube is controlled, and when the tube current is detected and the power of the EB tube is controlled.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a control system when a plurality of EB pipes are used.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic structure of an EB tube having a window and its power supply circuit.
FIG. 8 is a diagram for explaining an arrangement of windows of an EB tube.
[Explanation of symbols]
1 EB tube (electron beam tube)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Filament 1b Grid 1c Flange 1d Window 1e Tube wall 2 DC high voltage power supply 3 Filament power supply 4 Grid power supply 11 Electron dose measuring instrument 11a Current detection part 12 Control part

Claims

窓を備えた電子線管から放射される電子線量を測定する測定方法であって、
上記電子線管の窓の外側に、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした導電体、または、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした半導体からなる電流検出部を配置し、
前記検出部に流れる電流を測定することにより上記電子線管から放射される電子線量を測定する
ことを特徴とする電子線量の測定方法。A measurement method for measuring an electron dose emitted from an electron beam tube having a window,
Conductor coated on the surface outside the window of the electron tube so as to be a barrier for the energy of electrons passing through , or on the surface an insulator to be a barrier for the energy of electrons passing through. A current detector made of a coated semiconductor,
An electron dose measuring method, comprising: measuring an electron dose emitted from the electron beam tube by measuring a current flowing through the detection unit.

窓を備えた電子線管と、該電子線管に電源を供給する電源部とから構成され、上記電子線管から放射される電子線を被処理物に照射して被処理物を処理する電子線照射処理装置であって、
上記電子線管の窓の外側に、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした導電体、または、表面に絶縁物を、通過する電子のエネルギーの障壁になるようにコーティングした半導体から構成された電流検出部と、該検出部に流れる電流を測定する電流測定部からなる電子線量測定器を配置し、
前記電流検出部に流れる電流信号に応じて、上記電源部を制御して上記電子線管から出力される電子線量を制御する
ことを特徴とする電子線照射処理装置。An electron beam tube comprising an electron beam tube having a window and a power supply unit that supplies power to the electron beam tube, and irradiates the object to be processed with an electron beam emitted from the electron beam tube. A radiation irradiation processing apparatus,
Conductor coated on the surface outside the window of the electron tube so as to be a barrier for the energy of electrons passing through , or on the surface an insulator to be a barrier for the energy of electrons passing through. An electron dosimeter comprising a current detection unit configured of a semiconductor coated on and a current measurement unit for measuring a current flowing through the detection unit is disposed,
An electron beam irradiation processing apparatus, wherein the electron beam output from the electron beam tube is controlled by controlling the power supply unit according to a current signal flowing through the current detection unit.