JP2022035663A - 光電面電子源 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の電子ビームを精度よく照射することができる光電面電子源を提供する。
【解決手段】光電面電子源1は、基板裏面44から入射するレーザ光101を受けて、基板主面43からレーザ光101を出射するガラス基板40と、基板主面43に設けられると共に、レーザ光101を受けて光電子102を放出する光電面50と、基板裏面44に配置され、レーザ光101を光電面50に向けて集光させるための複数のマイクロレンズ41を含むレンズアレイ41Sと、ガラス基板40に設けられる遮光部70と、を備える。遮光部70は、基板裏面44において複数のマイクロレンズ41に挟まれた裏面側遮光面72に設けられる裏面側遮光層73と、主面側遮光面75に設けられる主面側遮光層76と、を有する。
【選択図】図5
【解決手段】光電面電子源1は、基板裏面44から入射するレーザ光101を受けて、基板主面43からレーザ光101を出射するガラス基板40と、基板主面43に設けられると共に、レーザ光101を受けて光電子102を放出する光電面50と、基板裏面44に配置され、レーザ光101を光電面50に向けて集光させるための複数のマイクロレンズ41を含むレンズアレイ41Sと、ガラス基板40に設けられる遮光部70と、を備える。遮光部70は、基板裏面44において複数のマイクロレンズ41に挟まれた裏面側遮光面72に設けられる裏面側遮光層73と、主面側遮光面75に設けられる主面側遮光層76と、を有する。
【選択図】図5
Description
本発明は、光電面電子源に関する。
従来から、外部から入射する光に応じて光電子を放出する電子源が用いられている。例えば、特許文献1は、複数の電子ビームを発生する荷電粒子ビームコラム装置を開示する。この装置は、複数の荷電粒子ビームを発生するビームソースと、荷電粒子ビームを縮小するレンズと、を備える。
電子源は、例えば電子ビームリソグラフィ装置に用いられる。このような電子ビームリソグラフィ装置には、生産性の向上が常に要求される。生産性向上のアプローチとして、複数の電子ビームを出力することが挙げられる。このような装置として、特許文献1の荷電粒子ビームコラム装置が挙げられる。
さらに、電子ビームリソグラフィ装置などに用いられる場合には、所望のビーム特性を有する電子ビームを所望の位置に対して精度よく照射できる性能が重要である。つまり、所望のビーム特性を有する複数の電子ビームを複数の所望の位置に対して精度よく照射できるという光電面電子源が望まれている。
そこで、本発明は、複数の電子ビームを精度よく照射することができる光電面電子源を提供する。
本発明の一形態である光電面電子源は、基板裏面から入射する光を受けて、基板裏面とは逆側の基板主面から光を出射する基板と、基板主面に設けられると共に、光を受けて光電子を放出する光電面と、受光面側に配置され、光を光電面に向けて集光させるための複数のレンズを含むレンズ部と、基板上に設けられる遮光部と、を備え、遮光部は、基板裏面において複数のレンズに挟まれた第1領域に設けられる第1遮光層及び基板主面において第1領域に対向する第2領域に設けられる第2遮光層の少なくともいずれか一方を有する。
この光電面電子源は、複数のレンズを備えているので、光の照射によって複数の電子ビームを出射することができる。さらに、光電面電子源は、遮光部を備えており、当該遮光部は基板裏面に設けられた第1遮光層および基板主面に設けられた第2遮光層の少なくともいずれか一方を有している。第1遮光層によれば基板に入射する光をレンズ部を通過する光に制限することができる。また、第2遮光層によれば光電面に照射される光をレンズ部によって集光された光に制限することができる。その結果、レンズ部を通過しない光が光電面に入射することが抑制されるので、レンズ部によって集光された光を確実に光電面の所定の領域に入射させることができる。従って、電子ビームを精度よく照射することができる。
一形態において遮光部は、第1遮光層のみを有してもよい。この構成によれば、基板裏面において光を受け入れる領域をレンズ部のみに確実に制限することができる。
一形態において遮光部は、第2遮光層のみを有してもよい。この構成によれば、基板主面においてレンズ部を通過した光のみを光電面に照射することができる。
一形態において遮光部は、第1遮光層及び第2遮光層を有してもよい。この構成によれば、基板裏面において光を受け入れる領域をレンズ部のみに確実に制限することができる。さらに、基板主面においてレンズ部を通過した光のみを光電面に照射することができる。
一形態において第2遮光層は、レンズによって集光された光を通過させる光通過口を備え、光通過口の面積は、レンズの面積よりも小さくてもよい。この構成によれば、基板主面においてレンズ部によって集光された光のみを光電面に確実に照射することができる。
一形態において、第2遮光層は、レンズによって集光された光を通過させる光通過口を備えると共に基板主面に直接形成されてもよく、光電面は、光通過口から露出する基板主面に形成される第1光電面部及び第2遮光層に形成される第2光電面部と、を含んでもよい。この構成によれば、光電面を第2遮光層上の前面に形成しても、レンズ部によって集光された光を第1光電面部のみに入射することができる。
一形態において、基板主面は、第1主面部と第1主面部より凹んだ第2主面部と、を含み、第2遮光層は、第2主面部に設けられてもよい。この構成によれば、第2遮光層を基板主面上の所望の領域に確実に配置することができる。
一形態において、第2遮光層は、第1主面部と面一であってもよい。この構成によれば、光電面を、第1主面部およびそれと面一な第2遮光層上に形成することができるので、光電面の表面を平坦化することができ、電子の軌道を乱すような静電レンズの形成を抑制することができる。その結果、所望の電子軌道を実現できるので、電子ビームを精度よく照射することができる。
一形態において、第1遮光層と電気的に接続され、第1遮光層を所望の電位とするための電位供給部を有してもよい。この構成によれば、第1遮光層の帯電を抑制することができる。
本発明によれば、複数の電子ビームを精度よく照射することができる光電面電子源が提供される。
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は本発明の内容を分かりやすくするために概略化されており、各部の大きさや数などは、必ずしも実際の構成に沿うものではない。
図1に示す光電面電子源1は、複数の電子ビームを発生可能なマルチビーム光電面電子源であり、特に、電子の利用効率が高く、電子ビーム同士の特性がそろった高精度マルチビーム電子源である。光電面電子源1は、例えば、波長が紫外光領域であるレーザ光101を受けて複数の電子ビームを生成する。光電面電子源1は、主要な構成要素として、光電面電子源ユニット10と、ベース20と、を有する。
光電面電子源ユニット10は、ガラス基板40と、光電面50と、引出電極60と、を有する。ガラス基板40は、複数のマイクロレンズ41(レンズ;図3参照)が設けられたレンズアレイ41S(レンズ部)を備える。ガラス基板40は、後述する基板主面43と対向する方向から平面視して矩形の板部材である。ガラス基板40は、光電面50に照射されるレーザ光101を透過する材料により形成される。例えば、ガラス基板40は、石英ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、又はサファイアにより形成される。
ガラス基板40は、ベース20に配置される。ガラス基板40は、固定用部材42によってベース20に対して固定されている。ガラス基板40は、基板主面43と、基板裏面44と、を有する。さらに、ガラス基板40は、複数のマイクロレンズ41と、電極接合部45と、引出給電部46と、光電面給電部47と、裏面側遮光層73(図3参照)と、主面側遮光層76(図3参照)と、を有する。複数のマイクロレンズ41が設けられたレンズアレイ領域Lは、基板裏面44に設けられている。なお、複数のマイクロレンズ41は、ガラス基板40とは別体に設けられていてもよいし、さらにはガラス基板40と離間していてもよい。
電極接合部45、引出給電部46及び光電面給電部47は、基板主面43に設けられている。さらに、基板主面43又は基板裏面44には、位置合わせ用のマーク48が設けられている。このマーク48は、引出電極60をガラス基板40に接合する際の位置決め作業に用いられる。マーク48は、電極接合部45の外側近傍に設けられている。
電極接合部45は、引出電極60をガラス基板40に固定する。電極接合部45は、引出給電部46から与えられた電圧を引出電極60に印加する。従って、電極接合部45は、絶縁体であるガラス基板40の基板主面43に設けられた給電パターンであるとも言える。図2に示すように、電極接合部45は、ガラス基板40の基板主面43と対向する方向から平面視して複数のマイクロレンズ41が設けられたレンズアレイ領域Lを囲む。電極接合部45は、部分45a、45b、45c、45dを含む。これらの部分45a、45b、45c、45dは、ガラス基板40の基板主面43と対向する方向から平面視して枠状を呈する電極接合部45の各辺部を構成する。そして、部分45bは、開口部45Gを含む。開口部45Gからは、基板主面43が露出する。この開口部45Gには、光電面給電部47の一部が配置される。
引出給電部46は、引出電極60に所定の電圧を与える。引出給電部46は、電極接合部45の外側に設けられている。引出給電部46は、電極接合部45に接続された端部46aと、電極パッドである端部46bと、を有する。端部46aは、電極接合部45において、開口部45Gが設けられた部分45bとは対向する部分45aに接続されている。端部46bには、通電留め具49A(図1参照)が電気的に接続される。
光電面給電部47は、光電面50に所定の電位を与える。光電面給電部47は、光電面50が配置される領域に設けられた端部47aと、電極接合部45の外側に設けられた端部47bと、端部47aと端部47bとを互いに接続する配線部47cと、を有する。光電面給電部47は、光電面50が配置される領域から電極接合部45の外側まで延びている。一方の端部47aから他方の端部47bの間は、電極接合部45と離間しつつ、電極接合部45の開口部45Gを通っている。端部47aには、光電面50が電気的に接続される。端部47bは電極パッドであり、通電留め具49B(図1参照)が電気的に接続される。
光電面50は、白金(Pt)により形成されている。光電面50は、ガラス基板40の基板主面43と対向する方向から平面視して矩形である。光電面50は、基板主面43の略中央に設けられている。光電面50は、ガラス基板40の基板主面43と対向する方向から平面視して複数のマイクロレンズ41が設けられたレンズアレイ領域Lと重複する。光電面50は、電極接合部45に囲まれた領域に設けられている。光電面50は、電極接合部45から離間し、電気的に絶縁されている。光電面50と電極接合部45との間の領域から基板主面43が露出する。
図3は、ガラス基板40の断面図である。また、図4は、図3の主要部を拡大して図示する断面図である。
図4に示すように、基板裏面44は、レーザ光101を透過する領域と、レーザ光101を減衰させる領域と、を含む。より詳細には、基板裏面44は、複数のマイクロレンズ41が設けられた複数のレンズ面71と、当該レンズ面71に挟まれた裏面側遮光面72(第1領域)と、を含む。レーザ光101を透過する領域は、レンズ面71である。レーザ光101を減衰させる領域は、裏面側遮光面72である。裏面側遮光面72には、裏面側遮光層73(第1遮光層)が設けられている。この裏面側遮光層73は、レーザ光101に対して不透明である。裏面側遮光層73は、レーザ光101を減衰させる。裏面側遮光層73は、例えばクロム(Cr)、アルミニウム(Al)、金(Au)等により構成される。裏面側遮光層73を平面視すると、裏面側遮光層73に複数の円形の開口が設けられているように見える。当該開口からはマイクロレンズ41が露出する。従って、基板裏面44において、レーザ光101は、裏面側遮光層73に設けられた円形の開口から露出するレンズ面71のみからガラス基板40の内部に入射する。また、裏面側遮光層73は、ベース20と当接することでベース20と電気的に接続されている。よって、ベース20(電位供給部)を所望の電位、例えば接地電位とすることで、裏面側遮光層73は接地電位となる。
基板主面43も、レーザ光101を透過する領域と、レーザ光101を減衰させる領域と、を含む。より詳細には、基板主面43は、複数の光出射面74(第1主面部)と、当該光出射面74に挟まれた主面側遮光面75(第2主面部、第2領域)と、を含む。レーザ光101を透過する領域は、光出射面74である。光出射面74は、マイクロレンズ41の光軸41Aを略中心位置に含む領域である。光軸41Aはレンズ面71の中心位置にあるので、レンズ面71と光出射面74とは光軸41Aにおいて同軸であるともいえる。一方、光出射面74は、集光されたレーザ光101のためのものである。したがって、光出射面74の大きさ(平面視した面積)は、レンズ面71よりも小さい。例えば、光出射面74が円形であるとすれば、光出射面74の直径は、レンズ面71の直径よりも小さく、平面視した場合、光出射面74はレンズ面71内に略同軸な状態で含まれる。
レーザ光101を減衰させる領域は、主面側遮光面75である。主面側遮光面75には、主面側遮光層76(第2遮光層)が設けられている。主面側遮光層76は、裏面側遮光層73とともに遮光部70を構成する。主面側遮光面75は、少なくとも裏面側遮光面72に対向する部分に設けられている。この主面側遮光層76は、集光されたレーザ光101に対して不透明である。換言すると、主面側遮光層76は、集光されたレーザ光101を減衰させる。主面側遮光層76は、例えばクロム(Cr)、アルミニウム(Al)、金(Au)等により構成される。主面側遮光層76を平面視すると、主面側遮光層76に複数の円形の光通過口76Hが設けられている。光通過口76Hの直径は、マイクロレンズ41の直径よりも小さい。つまり、少なくともレンズアレイ41S領域においては、主面側遮光層76の面積は裏面側遮光層73の面積よりも大きい。光通過口76Hからは光出射面74が露出する。従って、基板主面43において、光101は、主面側遮光層76に設けられた円形の光通過口76Hから露出する光出射面74のみからガラス基板40の外部に出射する。
ここで、図4の断面図にも示されるように、主面側遮光面75と光出射面74とは面一ではない。主面側遮光面75と光出射面74との間には、段差75aが存在する。例えば、基板裏面44から主面側遮光面75の面までの厚さは、基板裏面44から光出射面74の面までの厚さよりも薄い。つまり、主面側遮光面75は、光出射面74に対して凹むように掘り下げられ、凹部状になっている。そして、この凹部状部分を埋めるように、主面側遮光層76が設けられている。
主面側遮光面75と光出射面74との段差75aは、主面側遮光層76の厚さと等しい。つまり、この主面側遮光層76の表面76aは、光出射面74と面一である。主面側遮光層76の表面76aおよび光出射面74には、光電面50が設けられている。つまり、光電面50は、実質的に凹凸を有しない平面に設けられている。
図5に示すように、引出電極60は、ガラス基板40の基板主面43と対向する方向から平面視して矩形の略板状である。引出電極60は、基板主面43に固定されている。具体的には、引出電極60は、基板主面43の電極接合部45に接合され、固定されている。引出電極60の外形形状は、電極接合部45の外形形状と略同じである。引出電極60は、枠部61と、電極部62と、を有する。枠部61及び電極部62は、一体の部材である。
枠部61は、ガラス基板40の基板主面43と対向する方向から平面視して枠形状である。枠部61は、少なくとも光電面50を囲む。枠部61は、電極接合部45に接合された枠接合部61aを有する。枠接合部61aの平面形状は、電極接合部45の平面形状と略同じである。枠部61は、開口部61Gを有する。枠部61において枠接合部61aと対向する側には、電極部62が設けられている。枠部61は、基板主面43の法線方向Nに沿って延びており、所定の高さ61H(図3参照)を有する。枠部61は、光電面50から電極部62までの法線方向Nにおける距離を規定する最大の要因である。つまり、枠部61の高さ61Hは、光電面50から電極部62までの距離を規定する最大の要因である。
電極部62は、枠部61が囲む領域を覆う。電極部62には所定の電圧が印加される。この印加された電圧によって電極部-光電面間に電界が生じることで、光電面50において生じた光電子102が引き出される。電極部62は、電極裏面62bと、電極主面62aと、電極孔62Hと、を有する。電極裏面62bは、基板主面43と対面する。換言すると、電極裏面62bは、光電面50と対面する。電極主面62aは、電極裏面62bと対向する面である。
電極孔62Hは、貫通孔であり、電極裏面62bから電極主面62aまで貫通する。電極部62には、複数の電極孔62Hが設けられている。電極孔62Hの配置は、例えば複数の行および列からなり、規則的である。電極孔62Hが設けられる領域は、レンズアレイ領域Lおよび光電面50の形成される領域と重なる。より詳細には、電極孔62Hが設けられる領域は、レンズアレイ領域Lによって集光されたレーザ光101が照射される光電面50の一部の領域と重なる。
1個の電極孔62Hは、ガラス基板40のレンズアレイ領域Lにおける1か所のマイクロレンズ41に対応する。さらに、所定の電極孔62Hの中心軸が、対向する所定のマイクロレンズ41の光軸(マイクロレンズ41による集光スポットの光軸)と一致するのが、より好ましい。
電極裏面62bには、ガラス基板40への接合において用いられるアライメントマーク62M(図1参照)が設けられている。アライメントマーク62Mは、電極孔62Hが形成された領域の外側に設けられている。
<ベース>
再び図1を参照する。ベース20は、ベース主面20aとベース裏面20bとを有する。ベース20は、ベース主面20aからベース裏面20bにまで貫通するベース孔20Hを有する。ベース孔20Hは、ベース裏面20b側から照射されるレーザ光101をベース主面20a側に導く。ベース主面20a側には、光電面電子源ユニット10が配置されている。ベース主面20a側に導かれた光は、光電面電子源ユニット10に入射する。
再び図1を参照する。ベース20は、ベース主面20aとベース裏面20bとを有する。ベース20は、ベース主面20aからベース裏面20bにまで貫通するベース孔20Hを有する。ベース孔20Hは、ベース裏面20b側から照射されるレーザ光101をベース主面20a側に導く。ベース主面20a側には、光電面電子源ユニット10が配置されている。ベース主面20a側に導かれた光は、光電面電子源ユニット10に入射する。
より詳細には、ベース主面20aには、ユニット配置部21と、固定用部材配置部22と、留め具露出部23と、が設けられている。ユニット配置部21には、光電面電子源ユニット10が配置される。ユニット配置部21は、ガラス基板40よりわずかに大きい形状を有する凹部である。ユニット配置部21は、ベース孔20Hを含む。固定用部材配置部22は、ユニット配置部21の角部から外周縁まで伸びる凹部状の溝である。留め具露出部23は、ユニット配置部21の辺部から外周縁まで伸びる凹部状の溝である。
<作用効果>
光電面電子源1は、複数のマイクロレンズ41を備えているので、レーザ光101の照射によって複数の光電子102を出射することができる。さらに、光電面電子源1は、遮光部70を備えており、当該遮光部70は基板裏面44に設けられた裏面側遮光層73および基板主面43に設けられた主面側遮光層76を有している。裏面側遮光層73によればガラス基板40に入射するレーザ光101をマイクロレンズ41に制限することができる。また、主面側遮光層76によれば光電面50に照射されるレーザ光101をマイクロレンズ41を通過したレーザ光101に制限することができる。その結果、マイクロレンズ41を通過しない光が光電面50に入射することが抑制されるので、マイクロレンズ41によって集光されたレーザ光101を確実に光電面50の所望の領域に入射させることができる。従って、電子ビームを精度よく照射することができる。また、裏面側遮光層73および主面側遮光層76によって、光電面電子源1に照射されるレーザ光101のうち、光電面50によって光電子に変換されることなく、光電面電子源1を透過してしまう成分が発生する可能性を低減することができる。そのため、光電面電子源1を用いた装置内にレーザ光101が入射してしまい、当該光が処理対象物等に影響を及ぼすことを抑制することができる。また、特に主面側遮光層76においては、意図しない方向からマイクロレンズ41に入射するレーザ光101やガラス基板40内部での多重反射光に由来する迷光が光電面50に入射されることを抑制することができる。
光電面電子源1は、複数のマイクロレンズ41を備えているので、レーザ光101の照射によって複数の光電子102を出射することができる。さらに、光電面電子源1は、遮光部70を備えており、当該遮光部70は基板裏面44に設けられた裏面側遮光層73および基板主面43に設けられた主面側遮光層76を有している。裏面側遮光層73によればガラス基板40に入射するレーザ光101をマイクロレンズ41に制限することができる。また、主面側遮光層76によれば光電面50に照射されるレーザ光101をマイクロレンズ41を通過したレーザ光101に制限することができる。その結果、マイクロレンズ41を通過しない光が光電面50に入射することが抑制されるので、マイクロレンズ41によって集光されたレーザ光101を確実に光電面50の所望の領域に入射させることができる。従って、電子ビームを精度よく照射することができる。また、裏面側遮光層73および主面側遮光層76によって、光電面電子源1に照射されるレーザ光101のうち、光電面50によって光電子に変換されることなく、光電面電子源1を透過してしまう成分が発生する可能性を低減することができる。そのため、光電面電子源1を用いた装置内にレーザ光101が入射してしまい、当該光が処理対象物等に影響を及ぼすことを抑制することができる。また、特に主面側遮光層76においては、意図しない方向からマイクロレンズ41に入射するレーザ光101やガラス基板40内部での多重反射光に由来する迷光が光電面50に入射されることを抑制することができる。
遮光部70は、裏面側遮光層73及び主面側遮光層76を有する。この構成によれば、基板裏面44においてレーザ光101を受け入れる領域をマイクロレンズ41のみに確実に制限することができる。さらに、基板主面43においてマイクロレンズ41を通過したレーザ光101のみを光電面50に照射することができる。
主面側遮光層76は、マイクロレンズ41によって集光されたレーザ光101を通過させる光通過口76Hを備える。光通過口76Hの面積は、マイクロレンズ41の面積よりも小さい。この構成によれば、基板主面43においてマイクロレンズ41によって集光されたレーザ光101のみを光電面50に確実に照射することができる。
主面側遮光層76の表面76aは、光出射面74と面一である。このような構成によれば、光電面50を、光出射面74およびそれと面一な主面側遮光層76上に形成することができるので、光電面50の表面を平坦化することができ、光電子102の軌道を乱すような静電レンズの形成を抑制することができる。その結果、所望の電子軌道を実現できるので、電子ビームを精度よく照射することができる。また、光電面50上に、光電面50の保護や感度向上などのための構成をさらに設ける場合においても、当該構成を段差なく均一に設けることができる。
ベース20は、裏面側遮光層73と電気的に接続され、裏面側遮光層73を所望の電位としてもよい。この構成によれば、裏面側遮光層73の帯電を抑制することができる。
本発明の光電面電子源は、上記の態様に限定されない。
<変形例1>
図6に示すように、変形例1の光電面電子源1Aは、光電面電子源ユニット10Aを有する。光電面電子源ユニット10Aは、ガラス基板40Aと、裏面側遮光層73と、光電面50と、を有する。つまり、光電面電子源ユニット10Aは、遮光部70Aとして、裏面側遮光層73のみを有しており、主面側遮光層76を含まない。基板主面43Aは、一様な平面であり、実施形態の基板主面43のように段差を有しない。そして、基板主面43Aに光電面50が設けられている。この構成によれば、裏面側遮光層73によって光101を受け入れる領域をマイクロレンズ41のみに確実に制限することができる。
図6に示すように、変形例1の光電面電子源1Aは、光電面電子源ユニット10Aを有する。光電面電子源ユニット10Aは、ガラス基板40Aと、裏面側遮光層73と、光電面50と、を有する。つまり、光電面電子源ユニット10Aは、遮光部70Aとして、裏面側遮光層73のみを有しており、主面側遮光層76を含まない。基板主面43Aは、一様な平面であり、実施形態の基板主面43のように段差を有しない。そして、基板主面43Aに光電面50が設けられている。この構成によれば、裏面側遮光層73によって光101を受け入れる領域をマイクロレンズ41のみに確実に制限することができる。
<変形例2>
図7に示すように、変形例2の光電面電子源1Bは、光電面電子源ユニット10Bを有する。光電面電子源ユニット10Bは、ガラス基板40と、主面側遮光層76と、光電面50と、を有する。つまり、光電面電子源ユニット10Bは、遮光部70Bとして、主面側遮光層76のみを有しており、裏面側遮光層73を含まない。基板裏面44Bは、ガラス基板40の裏面側の全体が露出しているので、裏面側においてガラス基板40への光101の入射が制限されることはない。この構成によれば、基板主面43Bにおいてマイクロレンズ41を通過した光101のみを光電面50に照射することができる。
図7に示すように、変形例2の光電面電子源1Bは、光電面電子源ユニット10Bを有する。光電面電子源ユニット10Bは、ガラス基板40と、主面側遮光層76と、光電面50と、を有する。つまり、光電面電子源ユニット10Bは、遮光部70Bとして、主面側遮光層76のみを有しており、裏面側遮光層73を含まない。基板裏面44Bは、ガラス基板40の裏面側の全体が露出しているので、裏面側においてガラス基板40への光101の入射が制限されることはない。この構成によれば、基板主面43Bにおいてマイクロレンズ41を通過した光101のみを光電面50に照射することができる。
<変形例3>
図8に示すように、変形例3の光電面電子源1Cは、光電面電子源ユニット10Cを有する。光電面電子源ユニット10Cは、ガラス基板40Cと、裏面側遮光層73と、主面側遮光層76Cと、光電面50Cと、を有する。変形例3の光電面電子源1Cは、裏面側の構成が実施形態の光電面電子源ユニット10と同様である。一方、変形例3の光電面電子源1Cは、主面側の構成が実施形態の光電面電子源ユニット10と異なる。
図8に示すように、変形例3の光電面電子源1Cは、光電面電子源ユニット10Cを有する。光電面電子源ユニット10Cは、ガラス基板40Cと、裏面側遮光層73と、主面側遮光層76Cと、光電面50Cと、を有する。変形例3の光電面電子源1Cは、裏面側の構成が実施形態の光電面電子源ユニット10と同様である。一方、変形例3の光電面電子源1Cは、主面側の構成が実施形態の光電面電子源ユニット10と異なる。
より詳細には、ガラス基板40Cは、実質的に平面である基板主面43Cを有する。基板主面43Cには、主面側遮光層76Cが設けられている。したがって、遮光部70Cは、裏面側遮光層73と主面側遮光層76Cとを有する。主面側遮光層76Cは、実施形態の主面側遮光層76のようにガラス基板に設けられた段差を持った凹部状部に埋め込まれたものではない。主面側遮光層76Cは、円形の光通過口76C1を有する。光通過口76C1は、光軸41Aに対して同軸である。この光通過口76C1からは、基板主面43Cの一部である基板露出部43C1が露出する。そして、主面側遮光層76Cの表面、光通過口76C1を囲む主面側遮光層76Cの内壁面及び基板露出部43C1には、光電面50Cが設けられる。光電面50Cのうち、基板主面43Cの基板露出部43C1に設けられた部分は、第1光電面部50C1である。光電面50Cのうち、主面側遮光層76Cの表面に設けられた部分は、第2光電面部50C2である。光電面50Cの厚さは、場所によらず一定であるとすれば、光通過口76C1に設けられた第2光電面部50C2は、主面側遮光層76Cの表面に設けられた第1光電面部50C1に対して凹んでいる。
つまり、主面側遮光層76Cは、マイクロレンズ41によって集光されたレーザ光101を通過させる光通過口76C1を備える。そして、主面側遮光層76Cは、基板主面43Cに直接形成されている。さらに、光電面50Cは、光通過口76C1から露出する基板露出部43C1に形成される第1光電面部50C1と、主面側遮光層76Cに形成される第2光電面部50C2と、を含む。このような構成によっても、マイクロレンズ41によって集光されたレーザ光101を確実に光電面50Cの所望の領域(第1光電面部50C1)に入射させることができるので、電子ビームを精度よく照射することができる。
<変形例4>
図9に示すように、変形例4の光電面電子源1Dは、光電面電子源ユニット10Dを有する。光電面電子源ユニット10Dは、ガラス基板40Dと、裏面側遮光層73と、主面側遮光層76Dと、光電面50Dと、を有する。変形例4の光電面電子源1Dは、裏面側の構成が実施形態の光電面電子源ユニット10と同様である。一方、変形例4の光電面電子源1Dは、主面側の構成が実施形態の光電面電子源ユニット10と異なる。
図9に示すように、変形例4の光電面電子源1Dは、光電面電子源ユニット10Dを有する。光電面電子源ユニット10Dは、ガラス基板40Dと、裏面側遮光層73と、主面側遮光層76Dと、光電面50Dと、を有する。変形例4の光電面電子源1Dは、裏面側の構成が実施形態の光電面電子源ユニット10と同様である。一方、変形例4の光電面電子源1Dは、主面側の構成が実施形態の光電面電子源ユニット10と異なる。
変形例4の構成において、遮光部70Dの構成は、変形例3の遮光部70Cと同じである。一方、光電面50Dは、第2光電面部に相当する部位が省略されている。つまり、光電面50Dは、光通過口76D1から露出する基板露出部43D1に形成される第1光電面部50D1のみを有する。このような構成によっても、マイクロレンズ41によって集光されたレーザ光101を確実に光電面50Dの所望の領域(第1光電面部50D1)に入射させることができるので、電子ビームを精度よく照射することができる。また、光電面50Dが必要な領域のみに設けられているため、光電子放出方向からの迷光が存在する場合であっても、当該迷光が光電子を放出可能な領域に入射してしまう可能性が低く、意図しない光電子102が放出されることを抑制することができる。
1,1A,1B,1C,1D…光電面電子源、10,10A,10B,10C,10D…光電面電子源ユニット、20…ベース、20H…ベース孔、21…ユニット配置部、22…固定用部材配置部、23…留め具露出部、40,40A,40C,40D…ガラス基板、41…マイクロレンズ(レンズ)、41S…レンズアレイ(レンズ部)42…固定用部材、43…基板主面、44…基板裏面、45…電極接合部、45G…開口部、46…引出給電部、47…光電面給電部、49A、49B…通電留め具、50…光電面、60…引出電極、61…枠部、61G…開口部、61a…枠接合部、62…電極部、62H…電極孔、70,70A,70B,70C,70D…遮光部、71…レンズ面、72…裏面側遮光面、73…裏面側遮光層(第1領域)、74…光出射面、75…主面側遮光面、76…主面側遮光層(第2領域)、101…レーザ光、102…光電子、N…法線方向。
Claims (9)
- 基板裏面から入射する光を受けて、前記基板裏面とは逆側の基板主面から前記光を出射する基板と、
前記基板主面に設けられると共に、前記光を受けて光電子を放出する光電面と、
前記基板裏面側に配置され、前記光を前記光電面に向けて集光させるための複数のレンズを含むレンズ部と、
前記基板上に設けられる遮光部と、を備え、
前記遮光部は、前記基板裏面において複数の前記レンズに挟まれた第1領域に設けられる第1遮光層及び前記基板主面において前記第1領域に対向する第2領域に設けられる第2遮光層の少なくともいずれか一方を有する、光電面電子源。 - 前記遮光部は、前記第1遮光層のみを有する、請求項1に記載の光電面電子源。
- 前記遮光部は、前記第2遮光層のみを有する、請求項1に記載の光電面電子源。
- 前記遮光部は、前記第1遮光層及び前記第2遮光層を有する、請求項1に記載の光電面電子源。
- 前記第2遮光層は、前記レンズによって集光された前記光を通過させる光通過口を備え、
前記光通過口の面積は、前記レンズの面積よりも小さい、請求項4に記載の光電面電子源。 - 前記第2遮光層は、前記レンズによって集光された前記光を通過させる光通過口を備えると共に、前記基板主面に直接形成され、
前記光電面は、前記光通過口から露出する前記基板主面に形成される第1光電面部及び前記第2遮光層に形成される第2光電面部と、を含む、請求項4または5に記載の光電面電子源。 - 前記基板主面は、第1主面部と、前記第1主面部より凹んだ第2主面部と、を含み、
前記第2遮光層は、前記第2主面部に設けられる、請求項6に記載の光電面電子源。 - 前記第2遮光層は、前記第1主面部と面一である、請求項7に記載の光電面電子源。
- 前記第1遮光層と電気的に接続され、前記第1遮光層を所望の電位とするための電位供給部を有する、請求項1に記載の光電面電子源。
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