(57)【要約】【課題】  反射電子検出器への付着速度を遅くすることが可能な電子線の照射装置を提供すること。【解決手段】  本発明に係る電子線の照射装置１は、電子線照射により被照射物からでてくる電子を検出する検出器６と、検出器６と被照射物の間に金属膜１６を有するカバー１４とを有する。検出器６は、金属膜１６を透過した電子を検出することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線照射により被照射物からでてくる電子を検出する検出器と、
前記検出器と前記被照射物の間に金属膜を有するカバーとを備え、
前記検出器は、前記金属膜を透過した電子を検出することを特徴とする電子線の照射装置。
【請求項２】
前記被照射物側に対する前記金属膜の露出部分は交換可能であることを特徴とする請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
前記金属膜は前記検出器の表面を覆っていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照射装置。
【請求項４】
前記金属膜は、電子の透過率が５％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照射装置。
【請求項５】
前記金属膜は、アルミニウム又はニッケルを含んでいることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照射装置。
【請求項６】
前記金属膜の膜厚が０．５μｍ以上２５μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照射装置。
【請求項７】
前記金属膜の膜厚が２μｍ以上１４μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照射装置。
【請求項８】
前記カバーは前記金属膜を支持する支持部材を有し、前記支持部材は前記被照射物側の表面に凹凸構造を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照射装置。
【請求項９】
前記カバーは、前記金属膜と前記被照射物との間に開口を有する板を有し、前記板は被照射物側の表面に凹凸構造を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照射装置。
【請求項１０】
前記接地面と前記カバーの間に流れる電流を計測する計測器と、
前記計測器の計測値に基づいて、前記金属膜の交換時期を判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の照射装置。
【請求項１１】
前記接地面と前記カバーの間に流れる電流を計測する計測器は第１の計測器であって、
前記検出器で生じる電流を計測する第２の計測器を有し、
前記判断部は、前記第１の計測器及び前記第２の計測器による計測値に基づいて前記金属膜の交換時期を判断することを特徴とする請求項１０に記載の照射装置。
【請求項１２】
前記電子は反射電子であることを特徴とする請求項１１に記載の電子線の照射装置。
【請求項１３】
基板上に電子線を照射してパターンを形成するリソグラフィ工程における、移動体上にあるマークの位置の検出方法であって、
前記マークに向けて電子線を照射するステップと、
前記電子線の照射によって前記マークで反射され、金属膜を透過した電子を検出する検出するステップと、
前記検出の結果に基づいて前記マークの位置を取得するステップと、を有することを特徴とするマークの位置の検出方法。
【請求項１４】
前記金属膜は、電子の透過率が５％以上であることを特徴とする請求項１３に記載のマークの位置の検出方法。
【請求項１５】
前記金属膜は、アルミニウム又はニッケルを含んでいることを特徴とする請求項１２または１４に記載のマークの位置の検出方法。
【請求項１６】
電子線照射により被照射物からでてくる電子を検出する検出器と前記被照射物との間に配置された、金属膜を有するカバーと接地面との間に流れる電流を計測するステップと、
前記計測により得られた計測値に基づいて前記金属膜の交換時期を判断するステップとを有することを特徴とする前記金属膜の交換時期の判断方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の照射装置を用いて電子線を照射して、基板上にパターンを描画する工程と、
前記基板を現像する工程とを含むことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線の照射装置、マーク位置の検出方法、金属膜の交換時期の判断方法、及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線描画装置や走査型電子顕微鏡等の電子線照射装置において、真空チャンバ内に残留しているハイドロカーボン分子やレジストの分解等で生じるハイドロカーボン分子に対して電子線が照射されると、カーボンを主成分とする物質が生成される。この物質は主成分はカーボンであっても有機物として存在することから導電性が低く、絶縁物質とみなせる。これらの絶縁物質はその生成地点の付近で付着する傾向があり、特に電子線が射出する鏡筒の下方に設けられている反射電子検出器に付着しやすい。絶縁物質が付着すると電荷が蓄積されるため、基板に向けて照射する電子線の軌道が不安定になったり、ドリフトが生じたりする現象が知られている。
【０００３】
上記現象は、電子線を用いてレジスト上にパターンを形成するような描画装置において不利な現象である。なぜならば、電子線の軌道ずれが描画パターンの位置ずれやベースライン計測等におけるマークの位置を誤認識してしまうからである。
【０００４】
そこで特許文献１は、被照射物と反射電子検出器との間に間隙を有する導体（アルミニウムのリング内にアルミニウムの細線を十字に形成したもの）を配置して、反射電子検出器への帯電が電子線の軌道に与える影響を低減する技術を開示している。また、特許文献２は、反射電子検出器の不使用時には被照射物と反射電子検出器との間に遮蔽板を配置し、反射電子検出器の使用時には遮蔽板を退避させて反射電子を検出する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２４８５１７号公報
【特許文献２】特開平４−１４７６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の導体を使用した場合は、設けられている間隙を抜けたハイドロカーボン分子に起因する絶縁物質が反射電子検出器に付着してしまう恐れがある。また、特許文献２に記載の遮蔽板を用いたとしても、遮蔽板の退避中には反射電子検出器に対して、絶縁物質が付着してしまう恐れがある。反射電子検出器に付着した絶縁物質によって電子線の軌道が曲がってしまうことを防ぐため、絶縁物質が多く付着する前に反射電子検出器の交換が必要となる。
【０００７】
しかしながら、頻繁に反射電子検出器を交換してしまうと、真空チャンバの大気解放作業や大気解放後の再真空引きが必要となることから、描画装置の稼働時間が大幅に減少してしまう。そのため、同じ反射電子検出器をより長く使用可能な状態とすることが望まれている。
【０００８】
そこで本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、従来よりも反射電子検出器への付着速度を遅くすることが可能な電子線の照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電子線の照射装置は、電子線照射により被照射物からでてくる電子を検出する検出器と、前記検出器と前記被照射物の間に金属膜を有するカバーとを備え、前記検出器は、前記金属膜を透過した電子を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電子線の照射装置によれば、従来よりも反射電子検出器への付着速度を遅くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る描画装置の構成図。
【図２】カバーの構造について説明する図。
【図３】交換台について説明する図。
【図４】カバーの交換方法について説明する図。
【図５】第２の実施形態に係るカバーの構成図。
【図６】第３の実施形態に係るカバーの構成図。
【図７】第４の実施形態に係るカバーの構成図。
【図８】第５の実施形態に係るカバーの構成図。
【図９】カバー交換時期の第１の判断方法について説明する図。
【図１０】カバー交換時期の第１の判断方法に関するフローチャート。
【図１１】カバー交換時期の第２の判断方法について説明する図。
【図１２】ベースライン計測のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の実施形態に係る電子線の描画装置では、被照射対象物と反射電子検出器（以下、検出器と称す）の検出層との間に、金属薄膜（金属膜）（以下、薄膜と称す）を有するカバーを配置している。薄膜に対して、ハイドロカーボンに起因して生成されたカーボンを主成分とする絶縁物質（以下、絶縁物質と称す）が付着する一方、検出器は金属薄膜を介して電子を検出することが可能であるため、検出器に付着する絶縁物質の付着速度を遅くすることができる。
【００１３】
［第１の実施形態］
（描画装置の構成図）
図１に、電子線を用いてウエハ４上（基板上）にパターンを形成する描画装置１を示す。描画装置１は鏡筒２を有しており、鏡筒２は、電子線を射出する電子源３と、電子源３から射出された電子線をウエハ４上に集束する電子光学系５とを有している。さらに、鏡筒２の下方には、ウエハ４上に照射した電子のうち、ウエハ４の表面付近で反射される反射電子（被照射物からでてくる電子）を検出する検出器６を配置している。検出器６は、後述の反射電子の検出方法を鑑みると、２次電子の影響を受けにくい増幅型の検出器であることが好ましい。さらに、増幅型の反射電子検出器の中でも、電子の検出層としてフォトダイオードを備えているものが小型であるため好ましい。
【００１４】
ステージ（移動体）７上には、レジスト８が塗布されているウエハ４と、ベースライン（ウエハ４の歪み検出等に用いる光学式センサ２８の光軸と電子光学系５の光軸との距離）計測に用いられるマーク９が形成されている基準台１０、光学式センサ２８がある。本実施形態では、マーク９及びマーク９の周囲の基準台１０の上面が反射電子検出の際の被照射物である。さらに、後述のカバー１４を交換するための交換台１１が載置されている。制御部１２が、ステージ７をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動する。検出器６は、鏡筒２内からウエハ４に向けて射出された電子線の反射電子を検出することで、電子線の照射位置を検出する。検出器６とレジスト８との間には、ホルダー１３によって支えられたカバー１４が配置されている。
【００１５】
鏡筒２の下方部分とステージ７上に載置されている部材は、真空チャンバ２０内にあり、真空ポンプ（不図示）が真空チャンバ２０の内部を真空雰囲気に維持している。真空チャンバ２０と大気チャンバ２１との間には、真空チャンバ２０内の真空雰囲気を維持するための中間室であるロードロック室２２がある。
【００１６】
図２にカバー１４の構成を示す。図２（ａ）はウエハ４側からカバー１４を見た図である。リング形状をした導電性金属の保持部（支持部材）１５によって薄膜１６を保持している。薄膜１６の中央には、描画に際して電子線が通過するための穴が形成されている。ホルダー１３は各々Ｌ字形状であり、カバー１４が落下しないように支持している。図２（ｂ）はカバー１４の断面図である。薄膜１６は保持部１５よりも薄く、２つの同形状の保持部１５で薄膜１６を挟む構造をしている。
【００１７】
検出器６とウエハ４の表面との間において、検出器６の検出層の表面（検出器の表面）を覆うように薄膜１６が配置されることによって、電子線を照射した際に生じる絶縁物質は薄膜１６に付着する。これにより、検出器６に付着することを防ぐ役割をしている。
【００１８】
薄膜１６は、原子番号３０以下の薄膜成形が可能かつ導電性を有する軽金属であることが好ましい。例えばアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）等が挙げられ、特にＡｌが好ましい。薄膜１６を透過する電子の数やエネルギーの損失は原子番号と密度に依存し、同じ厚さの薄膜であれば原子番号が小さいほうが薄膜１６を透過する電子線のエネルギー損失が小さく、効率良く検出器６に電子を入射させることができるからである。
【００１９】
レジスト８に入射する電子線のエネルギーが１００ｋｅＶとすると、反射電子の平均エネルギーは７０ｋｅＶ程度となる。例えば、厚さ１μｍのＡｌで形成された薄膜１６が検出器６の前面に配置されていたとしても、薄膜１６に入射した反射電子数の薄膜１６内の透過率は９９．９％であり、電子線のエネルギー損失は３％程度で済む。そのため、検出器６による検出精度は十分に維持することが可能である。
【００２０】
例えば、薄膜１６を透過する電子数が２０％程度でも検出器６の信号増幅率を上げれば検出は可能である。この場合、薄膜１６がＡｌならば膜厚２２μｍ、Ｎｉならば膜厚７μｍで形成することができ、膜厚を厚くすることで薄膜形成工程や形成後の取り扱いが容易になる。
【００２１】
薄膜１６を透過する電子数等は膜厚にも依存するが、少なくとも入射電子数の５％以上、より好ましくは５０％以上透過することが好ましい。Ａｌの場合、好ましい膜厚は０．５μｍ以上２５μｍ以下、より好ましい膜厚は２μｍ以上１４μｍ以下である。Ｎｉの場合、好ましい膜厚は０．５μｍ以上８μｍ以下、より好ましい膜厚は２μｍ以上４μｍ以下である。
【００２２】
本実施形態のように、保持部１５が検出器６と対面しないように配置される場合は、導電性の金属であればどのような材質でも構わない。なお、カバー１４は接地していることが好ましい。
【００２３】
カバー１４自身に絶縁物質が多く付着してしまうと、カバー１４に付着した絶縁物質の帯電による電子軌道のずれが生じてしまい、マーク９の位置の検出精度が低下する恐れがある。そこで、描画装置１はカバー１４を交換可能な機構を有している。
【００２４】
カバー１４の交換機構について図３を用いて説明する。図３は交換台１１を上から見た図である。図３（ａ）は交換台１１の構成であり、絶縁物質が付着した使用済みカバー１４ａを押し出すための爪２３ａ、使用済みカバー１４ａの収納場所２４ａ、新しいカバー１４ｂを挿入するための爪２３ｂと、新しいカバー１４ｂの収納場所２４ｂを有している。なお、使用済みのカバー１４ａも新しいカバー１４ｂも、前述のカバー１４と同じ構成をしている。
【００２５】
図３（ｂ）は交換作業開始前の交換台１１の図であり、新しいカバー１４ｂが載置されている。この状態で、交換台１１及びステージ７はロードロック室２２を経て真空チャンバ２０内へ運ばれてくる。図３（ｃ）は検出器６に載置されていた使用済みのカバー１４ａを取り外した後の交換台１１の図である。図３（ｄ）は新しいカバー１４ａをホルダー１３に装着した後の交換台１１の図である。使用済みのカバー１４ａはロードロック室２２を経て大気チャンバ２１や描画装置１の外部で回収される。
【００２６】
図４（ａ）〜（ｄ）は、交換台１１を用いて使用済みのカバー１４ａを取り外す工程、図４（ｅ）〜（ｆ）は交換台１１を用いて新しいカバー１４ａを装着する工程を示している。図４（ａ）では制御部１２が、交換台１１の収納場所２４ａが鏡筒２の下に来るようにステージ７を移動する。また、ステージ７を上昇して、爪２３ａをカバー１４ａと同じ高さにする。図４（ｂ）〜（ｃ）の工程はステージ７を水平方向に移動して使用済みのカバー１４ａを取り外す過程を示しており、図４（ｄ）では使用済みのカバー１４ａが収納場所２４ａに載置された状態を示している。
【００２７】
次に、制御部１２は、ホルダー１３の横に新しいカバー１４ｂが位置するようにステージ７を移動する。図４（ｅ）〜（ｇ）では、ステージ７を水平方向に移動することで新しいカバー１４ｂを爪２３ｂで押しながらホルダー１３に装着する様子を示している。図４（ｈ）は、装着を終了し、ステージ７を下降している様子を示している。
【００２８】
以上でカバー１４の交換方法に関する説明を終える。なお、交換方法は本実施形態に限らず、真空チャンバ２０内を大気解放することなく薄膜１６の被照射物側の露出部分を交換できれば他の方法でも構わない。
【００２９】
このように、本実施形態では検出器６の使用時も不使用時もカバー１４を配置することで、検出器６への絶縁物質の付着速度を遅くすることができる。また、真空チャンバ２０の大気解放を経ずにカバー１４のみを交換可能な機構であるため、大気解放に伴う稼働時間のロスを低減し、かつマーク９の位置を計測して行うベースラインの決定作業を長期にわたり精度良く行うことができる。
【００３０】
［第２の実施形態］
カバー１４の第２の実施形態を図５に示す。保持部１５と同一あるいは類似の材料を用いて、細線１７及びを薄膜１６の中央を支持する支持部１８を設けている。細線１７は十字構造に限らず、メッシュ構造でも構わない。これにより、図２（ａ）に示した薄膜１６の中央付近の平面を容易に保持することが可能となる。細線１７や支持部１８のように薄膜を支持するための部材が検出器６と対面して配置される場合は、これらの部材は反射電子検出の妨げとならない軽金属であることが好ましい。
【００３１】
［第３の実施形態］
カバー１４の第３の実施形態を図６に示す。図６（ａ）は、１つの保持部１５で２つの薄膜１６を支持している形態である。片方の薄膜１６に絶縁物質が所定量以上付着した段階で前述の交換台１１の爪２３ａ等を用いてホルダー１３上で水平方向にずらせば、新しい薄膜１６を検出器６の対面位置に前面に配置することができる。
【００３２】
図６（ｂ）は、円盤状の１つの保持部１３で６つの薄膜１６を保持している形態である。図１に示したホルダー１３とは別の、円形状の部材を保持することが可能なホルダー機構（不図示）によってカバー１４を保持している。不図示のギア機構やハンド等を用いてカバー１４を回転させることで新しい薄膜１６を検出器６の前面に配置することができる。
【００３３】
本実施形態は１つのカバー１４が複数の薄膜１６を有しているため、１箇所の薄膜１６に所定量以上の絶縁物質が付着したとしても、すぐにカバー１４を真空チャンバ２０の外部まで運び出さずに済むという利点がある。
【００３４】
［第４の実施形態］
カバー１４の第４の実施形態を図７に示す。本実施形態におけるカバー１４は第１の実施形態と同様の薄膜１６と保持部１５に加え、４か所の開口１９を有する導電性の円板３０（開口を有する板）とを重ねた構造をしている。図７（ｂ）は図７（ａ）におけるＡ−Ａ’の断面図を示している。反射電子を検出する際には、円板３０の開口１９を通り、さらに開口１９よりも下層の薄膜１６を透過した電子が検出器６の検出層に到達する。
【００３５】
本実施形態の場合は前述の他の実施形態に比べて到達する電子数が少なくなるため、検出器６増幅率を上げて検出をする。同じ開口１９の位置で所定時間カバー１４を使用したら、ハンド（不図示）等を用いて円板３０を回転させて薄膜１６に対する開口１９の位置を変更する。これにより、薄膜１６の被照射物側の露出部分を交換することができる。このような構成にすれば、円板３０の開口１９の位置を徐々にずらしながら、薄膜１６の全ての面が絶縁物質によって汚染されるまで同一のカバー１４を使用することができる。よって、第１の実施形態に比べて長期間同一のカバー１４を使用することが可能となる。
【００３６】
［第５の実施形態］
カバー１４の第５の実施形態を図８に示す。第５の実施形態は、保持部１５のレジスト８と対面している側（試料側）の表面に、凹凸構造を形成している点で他の実施形態とは異なる。図８（ａ）は第１の実施形態のカバー１４に凹凸構造を形成した場合、図８（ｂ）は第４の実施形態の円板３０の表面に凹凸構造を形成した場合の図である。これらの凹凸構造は、ドライエッチングや機械加工等により形成する。凹凸構造の深さは、例えば、０．１ｍｍ以上〜保持部１５の厚さの半分以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上〜保持部１５の厚さの半分以下とする。また、凹凸構造のピッチは、深さの１／２以下であることが好ましい。
【００３７】
凹凸構造が形成されていると、絶縁物質の多くが凹部に付着し凸部には微少にしか付着しないことが知られている。そのため、保持部１５又は円板３０の凹部に電荷が蓄積されたとしても、実質的に保持部１５又は円板３０の表面となる凸部側は無電位とみなすことが可能となる。これにより、パターンを描画する際に照射する電子線の軌道が、保持部１５又は円板３０に蓄積された電荷に起因してずれることを防ぐことが可能となる。
【００３８】
そのため、保持部１５や円板３０が導電性であるとはいえ、絶縁物質が付着することによる電荷の蓄積が気になる場合にはこのような構成にすることが好ましい。特に図５や図８（ｂ）のように、保持部１５又は円板３０が検出器６と重なるように配置される場合は、保持部１５のレジスト８側に本実施形態を適用することで検出器６の中心付近に電荷が蓄積されにくいようにすることが好ましい。これによってカバー１４に対する絶縁物質の付着量の許容値を増やすことができ、カバー１４の交換回数を低減する効果が得られる。
【００３９】
［カバーの交換時期の判断方法］
（第１の判断方法）
カバー１４の交換時期は、描画装置１の使用期間やウエハ４に対する総照射エネルギー量等から判断することが可能である。しかし、電子線の電流量、加速電圧、レジストの種類、レジストの膜厚、ウエハ４上に形成されたパターン構造等によって絶縁物質の量や絶縁物質の付着量は変化するため、カバー１４への絶縁物質の付着速度は一定ではない。そのため、計測結果に基づいてカバー１４の交換時期を判断できることが好ましい。
【００４０】
カバー１４の薄膜１６への絶縁物質の付着量が所定量に達したかどうかを判断する第１の判断方法について図９を用いて説明する。検出器６フォトダイオードを使用するものとし、電位基準点に対して接地されている。検出器６のフォトダイオードで発生する電流Ｉ１を検出する電流計（第２の計測器）２５ａがある。一方、薄膜１６を有するカバー１４も電位基準点に対して接地されており、接地配線に流れる電流（接地面とカバーの間に流れる電流）Ｉ２を検出する電流計２５ｂ（第１の計測器）がある。
【００４１】
制御部２６（判断部）は、電流計２５ａ及び２５ｂに接続されており、これらに計測の指示をしたり、電流値の値からカバー１４の交換時期を判断する。なお、以下の計測方法において、カバー１４の大部分の面積が薄膜１６であることから、電流Ｉ２の変化は薄膜１６の状態変化に起因するものとみなす。
【００４２】
薄膜１６の表面に蓄積される電荷や検出器６に蓄積される電荷によって電流Ｉ１及び電流Ｉ２は変化する。電流Ｉ１は式（１）で表され、電流式Ｉ２は式（２）で表される。
【００４３】
【数１】
2015216274.tif 000003
【００４４】
【数２】
2015216274.tif 000004
【００４５】
式（１）において、Ｅ１はカバー１４を透過して検出器６に入射した電子線のエネルギー、Ｅ２は検出器６に入射した電子の反射電子によるエネルギー、Ｅ３は検出器６に入射した反射電子により生じた２次電子が有するエネルギーを示している。ｎｅ’（Ｅｎ）（ｎ＝１、２、３）は、各々のエネルギーＥｎを有する電子の個数を示している。Ｃ１は検出器６の検出感度、Ｃ２は反射電子係数（カバー１４の原子番号に依存する係数）、Ｃ３は検出器６による２次電子の放出係数である。
【００４６】
中括弧［  ］内の第１項は、ウエハ４内で反射され、カバー１４を透過して検出器６に入射する電子の総エネルギーを示している。第２項は、検出器６まで到達した反射電子のうち、検出器６上で再び反射された反射電子に起因する総エネルギーを示している。第３項は、検出器６まで到達した反射電子によって検出器６内で生成された２次電子が外部に放出される総エネルギーを示している。
【００４７】
ここで、式（１）では各項の電流比は、第１項：第２項：第３項＝１：０．１１：０．０００６である。また、ウエハ４に入射した電子のエネルギーが１００ｋｅＶであった場合、反射電子のエネルギーは７０ｋｅＶ程度、２次電子のエネルギーは５ｋｅＶ程度である。検出器６の表面に絶縁物質が付着しても検出器６内で再び生じる反射電子はエネルギーが大きいため絶縁物質を透過し外部に放出される。
【００４８】
一方、第３項に示される２次電子はエネルギーの小ささゆえに絶縁物質を透過することができない。よって絶縁物質の付着と共に変化する値は第３項の値のみであるが、前述の各項の比から２次電子の放出量が少なくなったとしても電流値Ｉ１の変化への寄与は無視できる程度に小さい。
【００４９】
一方、式（２）において、第１項は、ウエハ４からの反射電子であってカバー１４に入射した電子のうち、カバー１４内で吸収される電子の電流量を示している。ここで、ウエハ４上から放出される２次電子の数及びエネルギーは微少でかつエネルギーも小さいため無視をしている。第２項は、カバー１４内に入射した電子のうちカバー１４内から放出される２次電子の電流量を示している。カバー１４には増幅作用が無いため、吸収される反射電子数と２次電子数が直接、電流Ｉ２として検出される。
【００５０】
ｎｅ（Ｅ１）は、反射電子のエネルギーＥ１に対応する反射電子の数を示している。μｅはカバー１４による電子の吸収率（＝吸収される電子数／入射電子数）である。例えば薄膜１６が厚さ１μｍのＡｌの場合、μｅは約０．１％である。Ｃ２’はカバー１４による２次電子の放出率（＝２次電子数／入射電子数）で、約１１％である。ここで、反射電子の吸収率は表面に付着する絶縁物質が増加しても変化しないが、２次電子の放出率は２次電子のエネルギーが小さいため絶縁物質による影響を受けて変化する。そのためカバー１４に対して流れる電流Ｉ２の変化は主に第２項の変化に依存する。カバー１４から放出される２次電子を補うように電流Ｉ２が流れるが、薄膜１６の表面に付着する絶縁物質が増加するにしたがって２次電子の放出量が減少するため電流Ｉ２の値は減少していく。
【００５１】
式（１）、式（２）で表される、カバー１４の表面への絶縁物質の付着量に対する電流の変化の値を図９（ｂ）に示す。前述の理由から、絶縁物質の付着量に応じて電流Ｉ２のみ減少していくため、電流値に閾値を設けておくことによって所定電流値Ｉ０に達した段階でカバー１４を交換するべきだと制御部２６が判断する。
【００５２】
図１０に本実施形態のカバー交換時期の判断方法のフローチャートを示す。本方法は、描画中に常に実行することが可能であり、ウエハ４への描画を開始（Ｓ１０１）後に電流Ｉ２の計測を開始（Ｓ１０２）する。電流Ｉ２が所定値に達したかどうかを制御部２６が判断し（Ｓ１０３）、達したと判断（ＹＥＳ）された場合には描画動作の区切りが良いかどうかを判断する（Ｓ１０４）。
【００５３】
例えば、１枚のウエハ４への描画終了時や、同一ロットのウエハへの描画終了時などかどうかである。区切りが良い（ＹＥＳ）と制御部２６が判断した場合には、制御部１２がステージ７を移動して、前述の方法によりカバー１４を交換する。
【００５４】
なお、電流値の計測は必ずしも常に行う必要は無く、区切りのよいタイミング毎に計測しても構わない。また、電流Ｉ２が所定の値に達したかどうかではなく、Ｉ２／Ｉ１の値が所定の値に達したかどうかで判断しても構わない。比率に基づく判断の場合は、検出器６の信号増幅率に関わらず同一の所定値を用いて判断することができる。
【００５５】
以上の方法により、薄膜１６への絶縁物質の付着量を適切に判断することが可能となり、所定量の絶縁物質が付着するたびにカバー１４を交換することが可能となる。これにより、検出器６の周囲に付着した絶縁物質に起因する描画中の電子線の軌道ずれを抑制することができる。
【００５６】
（第２の判断方法）
カバー１４の交換時期の第２の判断方法では、Ｉ２の変化量をより精度良く計測する方法である。その様子を図１１に示す。第１の判断方法とカバー１４が接地されており、接地配線に流れる電流Ｉ２を検出する電流計２５ｂと、さらに可変電源２７ｂを配置している。また基準台１０を接地しており、接地配線に流れる電流Ｉ３を検出する電流計２５ｃと、可変電源２７ｃを配置している。
【００５７】
第２の判断方法は、前述の第１の判断方法で無視をしたウエハ４上から放出される２次電子の影響、さらにカバー１４から放出された２次電子のうち、再びカバー１４に戻る２次電子の影響をすることができる。これらは、低エネルギーである２次電子がカバー１４との間の空間の電位の影響を受けて生じる現象である。そのため、空間電位の影響を低減することでカバー１４から放出される２次電子をより精度良く計測し、カバー１４への絶縁物質の付着度合いを判断することができる。なお、本判断方法は電位操作を伴うため、描画時には行わずにマーク９を照射対象として行うことが好ましい。
【００５８】
マーク９から反射電子及び２次電子（ｅｃ）が放出されたり、２次電子が再びマーク９に戻ったりすると、２次電子の数が変化した分だけＩ３が変化する。可変電源２７ｃを用いて正の電圧を徐々に印加し、周囲の電位を変化させる。これにより、次第に放出された２次電子がカバー１４に向かわなくなることから、電流Ｉ３の値は所定の値に収束し、カバー１４には反射電子のみが入射する。この時点で可変電源２７ｃによる電位変化を終了する。
【００５９】
一方、可変電源２７ｂを用いて負の電圧を徐々に印加することで、周囲の電位を変化させる。これによりカバー１４から放出された２次電子（ｅｂ）がカバー１４に再び戻ることを防ぐ。計測される電流値Ｉ２が所定の値になるまで可変電源２７ｂは電位を変化させた後で、収束したＩ２をオフセットとして差し引きながら電流Ｉ２を計測する。その計測値は式（２）で無視した２次電子の影響を受けることなくカバー１４に入射した反射電子の影響のみを鑑みた式（２）で表すことが可能となる。
【００６０】
可変電源２７ｂ、２７ｃを用いてこのような電位操作を行うことで、電流計２５ａ、２５ｂが計測する電流Ｉ１、Ｉ２が前述と同じ式で正確に表現されることとなる。よって、電流Ｉ２の変化から、第１の判断方法よりもより精度良く制御部２６はカバー１４の交換時期を判断することが可能となる。
【００６１】
［その他の実施形態］
電子線による描画装置を例に挙げて説明したが、本発明は組成情報を反映した反射電子像を取得可能な走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡のように、３０ｋｅＶ以上のエネルギーを有する電子を検出する検出器を有する装置に適用することが可能である。また、カバー１４の交換時期は前述の判断方法でなくとも構わない。例えば、所定のウエハ数を処理する毎、所定の描画時間毎、所定のエネルギー照射毎、所定の稼働時間毎など交換時期を設定しても良い。
【００６２】
［ベースラインの決定方法］
各実施形態に係る電子線の描画において、前述のベースラインを決定する方法を図１２に示す。まず、基準台１０が電子線光学系５の下方に位置するように制御部１２がステージ７を移動させる。その後、マーク９に対して電子線を照射し（Ｓ２０１）、マーク９からの反射電子をカバー１４を介して計測することにより、マーク９の位置を検出する。マーク９の位置から電子光学系５の光軸位置を求める（Ｓ２０２）。同様にして基準台１０が光学式センサの下方に位置するように制御部１２がステージ７を移動させる。光学式センサ２８がマーク９に光を照射し（２０３）、マーク９の位置から光軸位置を求める（Ｓ２０４）。Ｓ２０２とＳ２０４の計測結果から、両軸の距離であるベースラインを決定する（Ｓ２０５）。
【００６３】
描画装置１が光学式センサ２８を有しない場合は、ベースラインを求める必要は無い。その代わりに、ウエハ４上に形成されているアライメントマーク（不図示）の位置を電子線を照射して計測する。検出器６による反射電子の検出によって、アライメントマークの位置を求めても良い。
【００６４】
本発明に係る被照射物は、前述の各実施形態の場合はベースラインを決定するために用いるマーク等であったが、これに限らず反射電子検出を行いながら電子線が照射される対象物のことを意味する。
【００６５】
［物品の製造方法］
本発明の物品（半導体集積回路素子、液晶表示素子、ＣＤ−ＲＷ、フォトマスク等）の製造方法は、前述の実施形態のステージ装置を用いて基板（ウエハやガラス板等）上にパターンを露光するリソグラフィ工程と、露光された基板を現像する工程とを含む。さらに、他の周知の処理工程（酸化、成膜、蒸着、エッチング、イオン注入、平坦化、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含んでも良い。
【符号の説明】
【００６６】
１  描画装置
４  ウエハ
５  電子光学系
９  マーク
１０  基準台
１４  カバー
１５  保持部
１６  薄膜
２５ａ、２５ｂ  電流計
２６  制御部
３０  円板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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