JP3511233B2 - シリコンレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリコンレンズに関
するものであり、特に、微小冷陰極（エミッタ）やその
他の陰極をマイクロ電子銃として用いた微小電子光学系
を構成する静電レンズを小型化するための組合せ構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体プロセスによって作製した微小冷
陰極を電子源として用いるマイクロ電子銃において、エ
ミッタから放出された電子を加減速したり、或いは、電
子の切り出しを行う小型のアパーチャ形状の電極や、小
型電子ビーム光学系を構成するレンズ電極は、半導体プ
ロセスやマイクロマシニングプロセスを用いて作製され
ている。

【０００３】半導体の微細加工技術を用いてこれらの電
極部品を作製した場合には、電極の厚さは高々数十μｍ
とすることしかできず、単体備品として扱うことが困難
になる。一方、機械加工技術を用いた場合には、大きく
なりすぎて１ｍｍ以下の厚さを電極を加工、組み立てる
ことが困難である。

【０００４】これらの問題を解決することのできる手段
の一つとして、シリコンの結晶方位を利用した異方性ウ
ェット・エッチング或いは異方性ドライ・エッチングを
利用してシリコン電極を作製する方法が提案されている
ので、図１８参照して説明する。

【０００５】図１８（ａ）乃至図（ｃ）参照 図１８（ａ）はシリコン電極の上面図であり、図１８
（ｂ）は図１８（ａ）のＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿っ
た断面図であり、また、図１８（ｃ）は下面図である。
まず、シリコン基板の一方の面に異方性ドライ・エッチ
ングを施すことによって中央に微小な円形開口部を形成
したのち、反対側の面から結晶方位を利用したウェット
・エッチングを施すことによって、｛１１１｝面が側面
となる四角形開口部１１２を円形開口部の底面に達する
まで形成して、円形開口部を円形貫通開口部１１１とす
ることによって第１のシリコン電極１１０が形成され
る。

【０００６】この場合、第１のシリコン電極１１０の周
辺部はシリコン基板の厚さをそのまま使用した厚膜部１
１４となっているが、円形貫通開口部１１１の周辺は非
常に薄い薄膜部１１３からなるダイヤフラム形状となっ
ており、この様に作製した二個のシリコン電極を組み合
わせてシリコンレンズを構成することになるので、この
シリコンレンズの一例を図１９を参照して説明する。

【０００７】図１９（ａ）乃至図（ｃ）参照 図１９（ａ）はシリコン電極の上面図であり、図１９
（ｂ）は図１９（ａ）のＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿っ
た断面図であり、また、図１９（ｃ）は下面図である。
図に示すように、二個のシリコン電極、即ち、第１のシ
リコン電極１１０と第２のシリコン電極１２０をガラス
１３０を用いて接合させることによって二段構造のシリ
コンレンズを構成するものであり、このシリコンレンズ
を構成する第１のシリコン電極１１０及び第２のシリコ
ン電極１２０に各々所定の電圧を印加して等電位線を形
状の制御することによって、電子等の荷電粒子ビームの
偏向制御を行うことになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子銃
や光学系の寸法が小さい程、レンズを構成する各電極の
相対的な位置精度が要求され、電子が通過する軌道に対
する軸合わせがより重要となるが、個々に完成したシリ
コン電極を何らかの位置合わせ装置を用いて軸合わせを
行うには装置が高価になりすぎたり、精度が不十分とな
ったりするという問題がある。

【０００９】また、光ファイバとシリコンのＶ字溝を用
いて位置合わせを行う方法も提案されているが、光ファ
イバの加工精度が要求されたり、その組み立て方法が面
倒であったり、さらには、各電極どうしを近づけること
が難しく、寸法上の制約もあるという問題がある。

【００１０】また、図１９に示すように、シリコンの結
晶方位を利用して作製したダイアフラム形状をもつシリ
コン電極を重ねた場合には、電子ビームに収差を発生さ
せるなど悪影響を与えるという問題がある。これは、シ
リコン電極の片面に形成された異方性ウェット・エッチ
ングによる四角形開口部１１２，１２２が電子軌道に対
して不均一な電界を形成してしまうためである。

【００１１】したがって、本発明は、シリコン電極の位
置合わせ精度を向上するとともに、シリコンレンズの電
子ビームの収差を低減することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図１
（ａ）はシリコンレンズの断面図であり、図１（ｂ）は
図１（ａ）における破線の円内を拡大した拡大図であ
る。 図１（ａ）及び（ｂ）参照 （１）本発明は、結晶方位を利用した四角形開口により
薄膜部３，７とその周辺の厚膜部とからなるダイヤフラ
ム構造の薄膜部３，７に円形貫通開口２，６を設けたシ
リコン電極１，５を複数個組み合わせて構成するシリコ
ンレンズにおいて、少なくとも１対のシリコン電極１，
５が、互いの｛１１１｝面を絶縁膜９を介して接触して
いることを特徴とする。

【００１３】この様に、互いの｛１１１｝面を利用して
入れ子状に嵌合することによって、自動的に位置合わせ
することができるので、位置合わせ精度を大幅に向上す
ることができ、且つ、位置合わせ工程を簡素化すること
ができる。なお、｛１１１｝面は、（１１１）面以外
に、（１−１１）面、（１１−１）面等の（１１１）面
と結晶学的に等価な面を意味し、さらに、明細書作成上
の都合により本来“１バー”で表示される指数を“−
１”で表記している。

【００１４】また、少なくとも１対のシリコン電極１，
５を入れ子状に組み込むことによって、シリコン電極
１，５間の距離をシリコン電極１，５の厚さ以上に近づ
けることができ、それによって、四角形開口による電子
ビーム軌道上での電界の不均一性を緩和することができ
る。

【００１５】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、シリコン電極１，５が３個以上からなり、四角形開
口を利用して、相対的に大きな四角形開口を有するシリ
コン電極１に対して、相対的に小さな四角形開口を有す
るシリコン電極５を、四角形開口の大きさが内側から外
側に向かって上下に交互に大きくなるように入れ子状に
組み合わせるとともに、内部に入れ子を組み込んだ相対
的に大きな四角形開口を有するシリコン電極１の周囲に
形成された厚膜部４に少なくとも一つの切り欠き部を設
けたことを特徴とする。

【００１６】この様に、四角形開口の大きさが内側から
外側に向かって上下に交互に順次大きくなるように入れ
子状に組み合わせることによって、３枚以上の構成のレ
ンズを簡単に構成することができ、各シリコン電極１，
５に印加する電圧の制御条件を緩和することができる。
なお、この場合には、内側のシリコン電極５に電圧を印
加するために、内部に入れ子を組み込んだ相対的に大き
な四角形開口を有するシリコン電極１の周囲に形成され
た厚膜部４に少なくとも一つの切り欠き部を設ける必要
がある。

【００１７】（３）また、本発明は、上記（１）におい
て、シリコン電極１，５が３個以上からなり、四角形開
口を利用して、相対的に大きな四角形開口を有するシリ
コン電極１に対して、相対的に小さな四角形開口を有す
るシリコン電極５を、四角形開口の大きさの順に順次配
列するように入れ子状に組み合わせることを特徴とす
る。

【００１８】この様に、相対的に小さな四角形開口を有
するシリコン電極５を、四角形開口の大きさの順に順次
配列するように入れ子状に組み合わせることによって、
３枚以上の構成のレンズを小型に構成することができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】ここで、図２乃至図８を参照し
て、２枚のシリコン電極を組み合わせてシリコンレンズ
を構成する本発明の第１の実施の形態の製造工程を説明
するが、まず、図２及び図３を参照して第１のシリコン
電極の製造工程を説明する。なお、各図は、シリコンウ
ェハを四角形のチップ状にした場合の製造工程を示す概
略的断面図である。 図２（ａ）参照 まず、主面が（１００）面で、例えば、厚さが５００μ
ｍのシリコンウェハ１１を酸化性雰囲気中で熱処理する
ことによって、シリコンウェハ１１の全表面に厚さが、
例えば、５００ｎｍの熱酸化膜１２を形成したのち、フ
ォトリソグラフィー工程によって中央部に円形開口１４
を有するレジストパターン１３を形成する。

【００２０】図２（ｂ）参照 次いで、レジストパターン１３をマスクとして反応性イ
オンエッチング（ＲＩＥ）によって異方性エッチングす
ることによって熱酸化膜１２、即ち、ＳｉＯ₂膜をエッ
チングして、円形開口１５を形成する。

【００２１】図２（ｃ）参照 次いで、レジストパターン１３を除去したのち、円形開
口１５を設けた熱酸化膜１２をマスクとして、再び、Ｒ
ＩＥによって異方性エッチングすることによって、深さ
２０〜３０μｍの円形開口部１６を形成する。

【００２２】図２（ｄ）参照 次いで、再び、熱酸化することによって、円形開口部１
６を覆い尽くすように熱酸化膜１７を形成する。

【００２３】図３（ｅ）参照 次いで、円形開口部１６を形成した面と反対側の面に、
フォトリソグラフィー工程によって中央部に四角形開口
１９を有するレジストパターン１８を形成する。なお、
この四角形開口１９は、表面に形成した円形開口部１６
と相対的な位置合わせができるように、両面マスクアラ
イナを用いて形成する。

【００２４】図３（ｆ）参照 次いで、レジストパターン１８をマスクとして、ＲＩＥ
によって異方性エッチングすることによって熱酸化膜１
７をエッチングして、四角形開口２０を形成する。

【００２５】図３（ｇ）参照 次いで、レジストパターン１８を除去したのち、四角形
開口２０を設けた熱酸化膜１７をマスクとして、エチレ
ンジアミン及びカテコールの混合溶液であるＥＰＷを用
いて異方性エッチングを施し、円形開口部１６に達した
時点でエッチングを停止することによって、四角形開口
部２１及び円形貫通開口部２２を形成する。

【００２６】この場合、ＥＰＷは、シリコンの｛１１
１｝面に対するエッチングレートが、｛１００｝面に対
するエッチングレートより著しく小さく、｛１１１｝面
を残してエッチングが進行するので、四角形開口部２１
の全ての側面は（１１１）面と結晶学的に等価な｛１１
１｝面で構成されることになる。

【００２７】図３（ｈ）参照 次いで、表面に形成されている熱酸化膜１７、即ち、Ｓ
ｉＯ₂ 膜をフッ酸（ＨＦ）を用いて除去することによっ
て第１のシリコン電極が完成する。

【００２８】図４（ａ）乃至（ｃ）参照 図４は、上記の様にして作製した第１のシリコン電極の
構造の説明図であり、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）
は、図４（ａ）のＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面
図であり、また、図４（ｃ）は下面図である。図に示す
ように、第１のシリコン電極１０は、中央に電子ビーム
を通過させる円形貫通開口部２２を有しており、下面側
の中央寄りの領域には｛１１１｝面で囲まれた四角形開
口部２１により形成された薄膜部２３によってダイアフ
ラム形状となっており、その周辺にはダイアフラム部を
支持する膜厚部２４が設けられた構造になっている。

【００２９】なお、図２及び図３に示した製造方法は、
チップ状のシリコンウェハ１１を用い、このチップ状の
シリコンウェハ１１に一個のシリコン電極を形成する場
合の工程であるが、通常は、大きなシリコンウェハに複
数のシリコン電極を一括して形成するので、この様な通
常の製造工程、即ち、第１のシリコン電極の他の製造工
程を図５を参照して説明する。なお、図５（ａ）は、図
４（ｃ）に対応する下面図であり、図５（ｂ）は図５
（ａ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図
である。

【００３０】図５（ａ）及び（ｂ）参照 図２（ｄ）の工程までは実質的に同様にしてシリコンウ
ェハ１１の表面及び裏面を覆う熱酸化膜（図示を省略）
を形成したのち、円形開口部（図示せず）を中心とする
正方形の枠状のレジストパターン１８を円形開口部を設
けた面と反対側の面、即ち、下面側に設け、この枠状の
レジストパターン１８をマスクとして、ＲＩＥによって
異方性エッチングすることによって熱酸化膜をエッチン
グして、四角形開口（図示せず）を形成する。

【００３１】次いで、レジストパターン１８を除去した
のち、四角形開口を設けた熱酸化膜をマスクとしてＥＰ
Ｗを用いて異方性エッチングを施し、円形開口部に達し
た時点でエッチングを停止することによって、四角形開
口部２１及び円形貫通開口部２２を形成する。なお、図
においては、図示を簡略化するため、便宜上、レジスト
パターン１８が残存した状態で四角形開口部２１及び円
形貫通開口部２２が形成されているように図示してい
る。

【００３２】この場合、枠状のレジストパターン１８の
外側にも｛１１１｝面からなる傾斜側壁が形成される
が、図において破線で示すダイシングラインに沿って切
り出すことによって、図４に示したシリコン電極と同じ
形状のシリコン電極が得られることになる。

【００３３】次に、図６を参照して、本発明の第１の実
施の形態の第２のシリコン電極の製造工程を説明する。
なお、この場合には、図５と同様に、大きなシリコンウ
ェハに複数のシリコン電極を形成する場合の製造工程で
あり、図においては、一個分を図示する。 図６（ａ）参照 まず、主面が（１００）面で、例えば、厚さが３００μ
ｍのシリコンウェハ３１を酸化性雰囲気中で熱処理する
ことによって、シリコンウェハ３１の全表面に厚さが、
例えば、５００ｎｍの熱酸化膜（図示せず）を形成した
のち、フォトリソグラフィー工程によって中央部に円形
開口３３を有するレジストパターン３２を形成する。

【００３４】図６（ｂ）参照 次いで、レジストパターン３２をマスクとしてＲＩＥに
よって異方性エッチングすることによって熱酸化膜をエ
ッチングして、円形開口（図示せず）を形成したのち、
レジストパターン３２を除去し、次いで、円形開口を設
けた熱酸化膜をマスクとして、再び、ＲＩＥによって異
方性エッチングすることによって、深さ２０〜３０μｍ
の円形開口部３４を形成する。なお、この場合も、便宜
上、レジストパターン３２が残存した状態で円形開口部
３４が形成されるように図示している。

【００３５】図６（ｃ）参照 次いで、再び、熱酸化することによって、円形開口部３
４を覆い尽くすように熱酸化膜（図示せず）を形成した
のち、円形開口部３４を形成した面と反対側の面に、フ
ォトリソグラフィー工程によって中央部の四角形開口３
６を有するレジストパターン３５を形成する。なお、こ
の四角形開口３６は、表面に形成した円形開口部３４と
相対的な位置合わせができるように、両面マスクアライ
ナを用いて形成する。

【００３６】図６（ｄ）参照 次いで、レジストパターン３５をマスクとして、ＲＩＥ
によって異方性エッチングすることによって熱酸化膜を
エッチングして、四角形開口（図示せず）を形成したの
ち、レジストパターン３５を除去し、次いで、四角形開
口を設けた熱酸化膜をマスクとして、ＥＰＷを用いて異
方性エッチングを施し、円形開口部３４に達した時点で
エッチングを停止することによって、四角形開口部３７
及び円形貫通開口部３８を形成する。なお、この場合
も、図示を簡略化するため、便宜上、レジストパターン
３５が残存した状態で四角形開口部３７及び円形貫通開
口部３８が形成されているように図示している。また、
四角形開口部３７の全ての側面は（１１１）面と結晶学
的に等価な｛１１１｝面で構成されることになる。

【００３７】 図６（ｅ）参照次いで、表面に形成されている熱酸化膜
をフッ酸（ＨＦ）を用いて除去したのち、図６（ｄ）に
おいて破線で示したダイシングラインに沿って切り出す
ことによって、中央に薄膜部３９を備え、且つ、周辺に
厚膜部４０を備えた第２のシリコン電極３０が完成す
る。

【００３８】図７（ａ）乃至（ｃ）参照 図７は、上記の様にして作製した第２のシリコン電極の
構造の説明図であり、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）
は、図７（ａ）のＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面
図であり、また、図７（ｃ）は下面図であり、第１のシ
リコン電極１０と上下面が逆になっている。図に示すよ
うに、第２のシリコン電極３０は、中央に電子ビームを
通過させる円形貫通開口部３８を有しており、上面側の
中央寄りの領域には｛１１１｝面で囲まれた四角形開口
部３７により形成された薄膜部３９によってダイアフラ
ム形状となっており、その周辺には内側壁及び外側壁が
｛１１１｝面で構成されたダイアフラム部を支持する膜
厚部４０が設けられた構造になっている。

【００３９】次に、図８を参照して、本発明の第１の実
施の形態における第１のシリコン電極と第２のシリコン
電極の接合方法を説明する。 図８（ａ）参照 まず、第１のシリコン電極１０を熱酸化することによっ
て、表面に、例えば、厚さが５００ｎｍの熱酸化膜２５
を形成する。

【００４０】図８（ｂ）参照 次いで、レジストパターン（図示せず）をマスクとして
フッ酸を用いて熱酸化膜２５をエッチングすることによ
って開口部２６を形成したのち、第１のシリコン電極１
０の四角形開口部２１と第２のシリコン電極３０の四角
形開口部３７とが互いに対向するように入れ子状に組み
合わせる。この場合、第１のシリコン電極１０の四角形
開口部２１を構成する｛１１１｝面と、第２のシリコン
電極３０の厚膜部の外側壁を構成する｛１１１｝面とが
互いに接触し合うので、自己整合的に位置合わせが行わ
れ、特別な位置合わせ装置等は不要になる。

【００４１】次いで、第２のシリコン電極３０側が正
に、熱酸化膜２５側、即ち、第１のシリコン電極１０側
が負になるように直流電源２７に接続し、第１のシリコ
ン電極１０及び第２のシリコン電極３０をヒーター２８
によって、例えば、３００℃に加熱した状態で、直流電
源２７によって、例えば、４００Ｖの電圧を印加するこ
とによって陽極接合する。

【００４２】図８（ｃ）参照 次いで、フッ酸を用いて熱酸化膜２５の露出部を除去す
ることによって、２つのシリコン電極を組み合わせたア
インツェル型のシリコンレンズが完成する。なお、この
場合、第１のシリコン電極１０と第２のシリコン電極３
０とは残存する熱酸化膜２５によって電気的に分離され
ており、任意の電圧を印加することができる。

【００４３】この本発明の第１の実施の形態において
は、２つのシリコン電極を互いの膜厚部の側壁を構成す
る｛１１１｝面を利用して組み合わせているので、自己
整合的に位置合わせを行うことができ、中央部に設けた
円形貫通開口部２２，３８の位置合わせを精度良く行う
ことができる。

【００４４】また、組み合わせる際に、互いの四角形開
口部２１，３７が対向するように入れ子状に組み合わせ
ているので、シリコン電極間の距離をシリコン電極の厚
さ以上に接近させることができ、それによって、四角形
開口部２１，３７に起因する電界の不均一性を緩和する
ことができるので、電子ビーム軌道に対して必要な軸対
称の均一な電界分布を形成することが可能になる。

【００４５】次に、図９乃至図１２を参照して、３つの
シリコン電極によってシリコンレンズを構成した本発明
の第２の実施の形態を説明するが、図においては、レジ
ストパターンの形状を強調するために、シリコンウェハ
をエッチングする際にマスクとなるＳｉＯ₂ 膜の図示は
省略し、シリコンウェハをエッチングする際にも、便宜
上、レジストパターンが残存した状態で示している。ま
ず、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態に用い
る中型シリコン電極の製造工程を説明する。なお、図９
（ａ）は断面図であり、また、図９（ｂ）は下面図であ
り、図９（ｃ）は図９（ａ）においてＡ−Ａ′を結ぶ一
点鎖線に沿った断面図である。

【００４６】図９（ａ）参照 まず、主面が（１００）面で、例えば、厚さが５００μ
ｍのシリコンウェハ５１を酸化性雰囲気中で熱処理する
ことによって、シリコンウェハ５１の全表面に厚さが、
例えば、５００ｎｍの熱酸化膜（図示せず）を形成した
のち、フォトリソグラフィー工程によって中央部に円形
開口５３を有する正方形状のレジストパターン５２を形
成する。

【００４７】次いで、レジストパターン５２をマスクと
してＲＩＥによって異方性エッチングすることによって
熱酸化膜をエッチングして、円形開口（図示せず）を形
成したのち、レジストパターン５２を除去し、次いで、
円形開口を設けた熱酸化膜をマスクとして、再び、ＲＩ
Ｅによって異方性エッチングすることによって、深さ２
０〜３０μｍの円形開口部５４を形成する。なお、この
際、周辺部にも円形開口部５４と同じ深さの段差部５５
が形成される。

【００４８】図９（ｂ）及び（ｃ）参照 次いで、再び、熱酸化することによって、円形開口部５
４及び段差部５５を覆い尽くすように熱酸化膜（図示せ
ず）を形成したのち、円形開口部５４を形成した面と反
対側の面に、フォトリソグラフィー工程によって中央部
に四角形開口を有するとともに、一辺の中央部が開放さ
れた形状のレジストパターン５６を形成する。

【００４９】次いで、レジストパターン５６をマスクと
して、ＲＩＥによって異方性エッチングすることによっ
て熱酸化膜をエッチングして、一部が開放された四角形
開口（図示せず）を形成したのち、レジストパターン５
６を除去し、次いで、一部が開放された四角形開口を設
けた熱酸化膜をマスクとして、ＥＰＷを用いて異方性エ
ッチングを施し、円形開口部５４及び周辺の段差部５５
に達した時点でエッチングを停止することによって、四
角形開口部５７、円形貫通開口部５８、及び、切り欠き
部５９を形成する。

【００５０】次いで、表面に形成されている熱酸化膜を
フッ酸（ＨＦ）を用いて除去することによって中型シリ
コン電極５０が完成する。また、この場合も、厚膜部の
内外の側壁は｛１１１｝面で構成されることになる。

【００５１】次に、図１０を参照して、本発明の第２の
実施の形態に用いる小型シリコン電極の製造工程を説明
する。なお、図１０（ａ）は上面図であり、図１０
（ｂ）は図１０（ａ）においてＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線
に沿った断面図であり、また、図１０（ｃ）は下面図で
あり、図１０（ｄ）は図１０（ｃ）においてＢ−Ｂ′を
結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。

【００５２】図１０（ａ）及び（ｂ）参照 まず、主面が（１００）面で、例えば、厚さが３００μ
ｍのシリコンウェハ６１を酸化性雰囲気中で熱処理する
ことによって、シリコンウェハ６１の全表面に厚さが、
例えば、５００ｎｍの熱酸化膜（図示せず）を形成した
のち、フォトリソグラフィー工程によって中央部に円形
開口６３を有する正方形パターンと突出パターンとから
なるレジストパターン６２を形成する。

【００５３】次いで、レジストパターン６２をマスクと
してＲＩＥによって異方性エッチングすることによって
熱酸化膜をエッチングして、円形開口（図示せず）を形
成したのち、レジストパターン６２を除去し、次いで、
円形開口を設けた熱酸化膜をマスクとして、再び、ＲＩ
Ｅによって異方性エッチングすることによって、深さ２
０〜３０μｍの円形開口部６４を形成する。なお、この
際、周辺部にも円形開口部６４と同じ深さの段差部が形
成される。

【００５４】図１０（ｃ）及び（ｄ）参照 次いで、再び、熱酸化することによって、円形開口部６
４及び段差部を覆い尽くすように熱酸化膜（図示せず）
を形成したのち、円形開口部６４を形成した面と反対側
の面に、フォトリソグラフィー工程によって中央部に四
角形開口を有するとともに、レジストパターン６２の突
出部に対応する突出部を有する形状のレジストパターン
６５を形成する。

【００５５】次いで、レジストパターン６５をマスクと
して、ＲＩＥによって異方性エッチングすることによっ
て熱酸化膜をエッチングして、四角形開口（図示せず）
を形成したのち、レジストパターン６５を除去し、次い
で、四角形開口を設けた熱酸化膜をマスクとして、ＥＰ
Ｗを用いて異方性エッチングを施し、円形開口部６４及
び周辺の段差部に達した時点でエッチングを停止するこ
とによって、四角形開口部６６、円形貫通開口部６７、
及び、突出部６８を形成する。

【００５６】次いで、表面に形成されている熱酸化膜を
フッ酸（ＨＦ）を用いて除去することによって小型シリ
コン電極６０が完成する。また、この場合も、厚膜部及
び突出部６８の内外の側壁は｛１１１｝面で構成される
ことになり、また、厚膜の突出部６８は小型シリコン電
極６０の電極引出し部となる。

【００５７】次に、図１１を参照して、本発明の第２の
実施の形態に用いる大型シリコン電極の製造工程を説明
するが、大きさは若干異なるものの、製造工程は図９に
示した中型シリコン電極と実質的に同一である。なお、
図１１（ａ）は上面図であり、また、図１１（ｂ）及び
図１１（ｃ）は、夫々図１１（ａ）におけるＡ−Ａ′及
びＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。

【００５８】図１１（ａ）乃至（ｃ）参照 まず、図９（ａ）の場合と同様に、主面が（１００）面
で、例えば、厚さが５００μｍのシリコンウェハ７１を
酸化性雰囲気中で熱処理することによって、シリコンウ
ェハ７１の全表面に厚さが、例えば、５００ｎｍの熱酸
化膜（図示せず）を形成したのち、フォトリソグラフィ
ー工程によって中央部に円形開口を有する正方形状のレ
ジストパターン（図示せず）を形成し、次いで、このレ
ジストパターンをマスクとしてＲＩＥによって異方性エ
ッチングすることによって熱酸化膜をエッチングして、
円形開口（図示せず）を形成したのち、レジストパター
ンを除去し、次いで、円形開口を設けた熱酸化膜をマス
クとして、再び、ＲＩＥによって異方性エッチングする
ことによって、深さ２０〜３０μｍの円形開口部（図示
せず）を形成する。なお、この際、周辺部にも円形開口
部と同じ深さの段差部が形成される。

【００５９】次いで、再び、熱酸化することによって、
円形開口部及び段差部を覆い尽くすように熱酸化膜（図
示せず）を形成したのち、円形開口部を形成した面と反
対側の面、即ち、上面側に、フォトリソグラフィー工程
によって中央部に四角形開口を有するとともに、一辺の
中央部が開放された形状のレジストパターン７２を形成
する。

【００６０】次いで、レジストパターン７２をマスクと
して、ＲＩＥによって異方性エッチングすることによっ
て熱酸化膜をエッチングして、一部が開放された四角形
開口（図示せず）を形成したのち、レジストパターン７
２を除去し、次いで、一部が開放された四角形開口を設
けた熱酸化膜をマスクとして、ＥＰＷを用いて異方性エ
ッチングを施し、円形開口部及び周辺の段差部に達した
時点でエッチングを停止することによって、四角形開口
部７３、円形貫通開口部７４、及び、切り欠き部７５を
形成する。

【００６１】次いで、表面に形成されている熱酸化膜を
フッ酸（ＨＦ）を用いて除去することによって大型シリ
コン電極７０が完成する。また、この場合も、厚膜部の
内外の側壁は｛１１１｝面で構成されることになる。

【００６２】次に、図８に示した陽極接合方法を二度行
うことによって、図１２に示した構造のシリコンレンズ
を作製する。なお、図１２（ａ）は上面図であり、ま
た、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、夫々図１２
（ａ）におけるＡ−Ａ′及びＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に
沿った断面図である。 図１２（ａ）乃至（ｃ）参照 即ち、図８に示した場合と同様に、まず、中型シリコン
電極５０を熱酸化することによって、表面に、例えば、
厚さが５００ｎｍの熱酸化膜（図示せず）を形成したの
ち、レジストパターン（図示せず）をマスクとしてフッ
酸を用いて熱酸化膜をエッチングすることによって開口
部を形成する。

【００６３】次いで、中型シリコン電極５０の四角形開
口部５７と小型シリコン電極６０の四角形開口部６６と
が互いに対向し、且つ、中型シリコン電極５０に設けた
切り欠き部５９と小型シリコン電極６０に設けた突出部
６８とが対応するように入れ子状に組み合わせる。この
場合、中型シリコン電極５０の四角形開口部５７を構成
する｛１１１｝面と、小型シリコン電極６０の厚膜部の
外側壁を構成する｛１１１｝面とが互いに接触し合って
自己整合的に位置合わせが行われるため、特別な位置合
わせ装置等は不要になる。

【００６４】次いで、小型シリコン電極６０及び中型シ
リコン電極５０をヒーターによって、例えば、３００℃
に加熱した状態で、小型シリコン電極６０側が正に、中
型シリコン電極５０側が負になるように直流電源によっ
て、例えば、４００Ｖの電圧を印加することによって陽
極接合する。

【００６５】次いで、小型シリコン電極６０を入れ子状
に組み込んだ中型シリコン電極５０の四角形開口部５７
と大型シリコン電極７０の四角形開口部７３とが互いに
対向し、且つ、大型シリコン電極７０に設けた切り欠き
部７５と小型シリコン電極６０に設けた突出部６８とが
対応するように入れ子状に組み合わせる。この場合、中
型シリコン電極５０の厚膜部の外側壁を構成する｛１１
１｝面と、大型シリコン電極７０の四角形開口部７３を
構成する｛１１１｝面とが互いに接触し合って自己整合
的に位置合わせが行われるため、特別な位置合わせ装置
等は不要になる。

【００６６】次いで、大型シリコン電極７０及び中型シ
リコン電極５０をヒーターによって、例えば、３５０℃
に加熱した状態で、大型シリコン電極６０側が正に、中
型シリコン電極５０側が負になるように直流電源によっ
て、例えば、４００Ｖの電圧を印加することによって陽
極接合する。

【００６７】次いで、フッ酸を用いて熱酸化膜の露出部
を除去することによって、３つのシリコン電極を組み合
わせたアインツェル型のシリコンレンズが完成する。な
お、この場合も、中型シリコン電極５０と小型シリコン
電極６０との間、及び、中型シリコン電極５０と大型シ
リコン電極７０との間は残存する熱酸化膜（図示を省
略）によって電気的に分離されているので、各シリコン
電極に任意の電圧を印加することができる。

【００６８】この本発明の第２の実施の形態において
も、３つのシリコン電極を互いの膜厚部の側壁を構成す
る｛１１１｝面を利用して組み合わせているので、自己
整合的に位置合わせを行うことができ、中央部に設けた
円形貫通開口部５８，６７，７４の位置合わせを精度良
く行うことができる。

【００６９】また、組み合わせる際に、互いの四角形開
口部が対向するように四角形開口部の大きさが内側から
外側に向かって上下に交互に大きくなるように入れ子状
に組み合わせているので、シリコン電極間の距離をシリ
コン電極の厚さ以上に接近させることができ、それによ
って、四角形開口部５７，６６，７３に起因する電界の
不均一性を緩和することができるので、電子ビーム軌道
に対して必要な軸対称の均一な電界分布を形成すること
が可能になる。また、電極間の距離が比較的広いので、
印加する電圧の制限が緩和されることになる。

【００７０】次に、図１３乃至図１６を参照して、本発
明の第３の実施の形態の説明するが、小型シリコン電極
及び大型シリコン電極の製造工程は、突出部及び切り欠
き部を設けないだけで、実質的な工程は上記の第２の実
施の形態と同様であるので、小型シリコン電極及び大型
シリコン電極の製造工程の説明は省略する。まず、図１
３を参照して、本発明の第３の実施の形態のシリコンレ
ンズの全体構成を説明する。なお、図１３（ａ）は上面
図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）におけるＡ−
Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図であり、また、図１
３（ｃ）は図１３（ｂ）における破線の円内の拡大図で
ある。

【００７１】図１３（ａ）及び（ｂ）参照 図８に示した場合と同様に、まず、中型シリコン電極８
４を熱酸化することによって、表面に、例えば、厚さが
５００ｎｍの熱酸化膜（図示せず）を形成したのち、レ
ジストパターン（図示せず）をマスクとしてフッ酸を用
いて熱酸化膜をエッチングすることによって開口部を形
成する。

【００７２】次いで、中型シリコン電極８４の四角形開
口部８６と小型シリコン電極８１の四角形開口部８３と
が互いに対向するように入れ子状に組み合わせる。この
場合、中型シリコン電極８４の四角形開口部８６を構成
する｛１１１｝面と、小型シリコン電極８１の厚膜部の
外側壁を構成する｛１１１｝面とが互いに接触し合って
自己整合的に位置合わせが行われるため、特別な位置合
わせ装置等は不要になる。

【００７３】次いで、小型シリコン電極８１及び中型シ
リコン電極８４をヒーターによって、例えば、３００℃
に加熱した状態で、小型シリコン電極８１側が正に、中
型シリコン電極８４側が負になるように直流電源によっ
て、例えば、４００Ｖの電圧を印加することによって陽
極接合する。

【００７４】次いで、小型シリコン電極８１を入れ子状
に組み込んだ中型シリコン電極８４の円形貫通開口部８
５と大型シリコン電極８７の四角形開口部８９とが対向
するように入れ子状に組み合わせる。この場合、中型シ
リコン電極８４の厚膜部の外側壁を構成する｛１１１｝
面と、大型シリコン電極８７の四角形開口部８９を構成
する｛１１１｝面とが互いに接触し合って自己整合的に
位置合わせが行われるため、特別の位置合わせ装置等は
不要になる。

【００７５】次いで、大型シリコン電極８７及び中型シ
リコン電極８４をヒーターによって、例えば、３５０℃
に加熱した状態で、大型シリコン電極８７側が正に、中
型シリコン電極８４側が負になるように直流電源によっ
て、例えば、４００Ｖの電圧を印加することによって陽
極接合する。次いで、フッ酸を用いて熱酸化膜の露出部
を除去することによって、３つのシリコン電極を組み合
わせたアインツェル型のシリコンレンズが完成する。

【００７６】図１３（ｃ）参照 この場合も、中型シリコン電極８４と小型シリコン電極
８１との間、及び、中型シリコン電極８４と大型シリコ
ン電極８７との間は残存する熱酸化膜９０，９１によっ
て電気的に分離されているので、各シリコン電極に任意
の電圧を印加することができる。

【００７７】この第３の実施の形態においては、中型シ
リコン電極８４の厚膜部の外側壁の形状が第２の実施の
形態と異なるので、図１４乃至図１６を参照して、第３
の実施の形態における中型シリコン電極の製造工程及び
構造を説明するが、まず、図１４及び図１５を参照して
中型シリコン電極の製造工程を説明する。なお、各図
は、シリコンウェハを四角形のチップ状にした場合の製
造工程を示す概略的断面図である。 図１４（ａ）参照 まず、主面が（１００）面で、例えば、厚さが５００μ
ｍのシリコンウェハ９２を酸化性雰囲気中で熱処理する
ことによって、シリコンウェハ９２の全表面に厚さが、
例えば、５００ｎｍの熱酸化膜９３を形成したのち、フ
ォトリソグラフィー工程によって中央部に円形開口９５
を有するレジストパターン９４を形成すし、次いで、レ
ジストパターン９４をマスクとしてＲＩＥによって異方
性エッチングすることによって熱酸化膜９３をエッチン
グして、円形開口９６を形成する。

【００７８】図１４（ｂ）参照 次いで、レジストパターン９４を除去したのち、円形開
口９６を設けた熱酸化膜９３をマスクとして、再び、Ｒ
ＩＥによって異方性エッチングすることによって、深さ
２０〜３０μｍの円形開口部９７を形成する。

【００７９】図１４（ｃ）参照 次いで、再び、熱酸化することによって、円形開口部９
７を覆い尽くすように熱酸化膜９８を形成する。

【００８０】図１４（ｄ）参照 次いで、円形開口部９７を形成した面の周囲を四角形の
枠状に露出する形状のレジストパターン９９を形成し、
このレジストパターン９９をマスクとしてＲＩＥによっ
て異方性エッチングすることによって熱酸化膜９８の周
辺の露出部をエッチングする。なお、このレジストパタ
ーン９９は、円形開口部９７を形成した面と反対の面を
全て覆うように設ける。

【００８１】図１４（ｅ）参照 次いで、レジストパターン９９を除去したのち、熱酸化
膜９８をマスクとして、ＥＰＷを用いて異方性エッチン
グを施すことによって、（１１１）面と結晶学的に等価
な｛１１１｝面からなる側壁を形成する。

【００８２】図１５（ｆ）参照 次いで、再び、熱酸化することによって、露出した｛１
１１｝面からなる側壁を覆い尽くすように熱酸化膜１０
０を形成する。

【００８３】図１５（ｇ）参照 次いで、円形開口部９７を形成した面と反対側の面に、
フォトリソグラフィー工程によって中央部に四角形開口
１０２を有するレジストパターン１０１を形成したの
ち、レジストパターン１０１をマスクとして、ＲＩＥに
よって異方性エッチングすることによって熱酸化膜１０
０をエッチングして、四角形開口１０３を形成する。な
お、この場合、四角形開口１０２は、表面に形成した円
形開口部９７と相対的な位置合わせができるように、両
面マスクアライナを用いて形成する。

【００８４】図１５（ｈ）参照 次いで、レジストパターン１０１を除去したのち、四角
形開口１０３を設けた熱酸化膜１００をマスクとして、
ＥＰＷを用いて異方性エッチングを施し、円形開口部９
７に達した時点でエッチングを停止することによって、
四角形開口部８６及び円形貫通開口部８５を形成する。
この場合も、四角形開口部８６の全ての側面は（１１
１）面と結晶学的に等価な｛１１１｝面で構成されるこ
とになる。

【００８５】図１５（ｉ）参照 次いで、表面に形成されている熱酸化膜１０１をフッ酸
を用いて除去することによって中型シリコン電極８４が
完成する。

【００８６】図１６（ａ）乃至（ｃ）参照 図１６は、上記の様にして作製した中型シリコン電極の
構造の説明図であり、図１６（ａ）は下面図、図１６
（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿
った断面図であり、また、図１６（ｃ）は上面図であ
る。図に示すように、中型シリコン電極８４は、中央に
電子ビームを通過させる円形貫通開口部８５を有してお
り、四角形開口部８６の周辺の厚膜部の側壁は同じ傾斜
方向に傾斜する｛１１１｝面によって構成された構造に
なっている。

【００８７】この本発明の第３の実施の形態において
も、３つのシリコン電極を互いの膜厚部の側壁を構成す
る｛１１１｝面を利用して組み合わせているので、自己
整合的に位置合わせを行うことができるため、中央部に
設けた円形貫通開口部８２，８５，８８の位置合わせを
精度良く行うことができる。

【００８８】また、３つのシリコン電極を組み合わせる
際に、相対的に小さな四角形開口を有するシリコン電極
を、四角形開口の大きさの順に順次配列するように入れ
子状に組み合わせる、即ち、小型シリコン電極８１、中
型シリコン電極８４、及び、大型シリコン電極８７の順
に入れ子状に組み合わせているので、シリコン電極間の
距離を、上記の第２の実施の形態より接近させることが
でき、それによって、シリコンレンズをより小型化する
ことができるとともに、四角形開口部８３，８６，８９
に起因する電界の不均一性を緩和することができるの
で、電子ビーム軌道に対して必要な軸対称の均一な電界
分布を形成することが可能になる。

【００８９】次に、図１７を参照して、本発明の第４の
実施の形態を説明するが、小型シリコン電極と中型シリ
コン電極の接合方法が異なるだけで、他の製造工程及び
構造は上記の第３の実施の形態と実質的に同じであるの
詳細な説明は省略する。なお、図１７（ａ）は上面図で
あり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）におけるＡ−Ａ′を
結ぶ一点鎖線に沿った断面図であり、また、図１７
（ｃ）は図１７（ｂ）における破線の円内の拡大図であ
る。

【００９０】図１７（ａ）及び（ｂ）参照 まず、熱酸化膜を形成しない状態で中型シリコン電極８
４の四角形開口部８６と小型シリコン電極１０４の四角
形開口部１０６とが互いに対向するように入れ子状に組
み合わせ、直接接合法、即ち、拡散接合法、或いは、共
晶接合法を用いて両者を接合する。なお、共晶接合法を
用いる場合には、一方のシリコン電極の接合面にＡｌや
Ａｕを形成しておき、ＡｌやＡｕとシリコンとが共晶を
形成する温度まで加熱すれば良く、陽極接合法のような
電圧印加装置等を必要としない。

【００９１】以降は、大型シリコン電極９７を熱酸化す
ることによって、表面に、例えば、厚さが５００ｎｍの
熱酸化膜（図示せず）を形成したのち、レジストパター
ン（図示せず）をマスクとしてフッ酸を用いて熱酸化膜
をエッチングすることによって開口部を形成する。

【００９２】次いで、小型シリコン電極１０４を入れ子
状に組み込んだ中型シリコン電極８４の円形貫通開口部
８５と大型シリコン電極８７の四角形開口部８９とが対
向するように入れ子状に組み合わせたのち、大型シリコ
ン電極８７及び中型シリコン電極８４をヒーターによっ
て、例えば、３５０℃に加熱した状態で、大型シリコン
電極８７側が負に、中型シリコン電極８４側が正になる
ように直流電源によって、例えば、４００Ｖの電圧を印
加することによって陽極接合する。次いで、フッ酸を用
いて熱酸化膜の露出部を除去することによって、３つの
シリコン電極を組み合わせたアインツェル型のシリコン
レンズが完成する。

【００９３】図１７（ｃ）参照 この場合、中型シリコン電極８４と大型シリコン電極８
７との間は残存する熱酸化膜９０によって電気的に分離
されているが、中型シリコン電極８４と小型シリコン電
極８１との間は直接的に接合して電気的に短絡している
ので、実効的に２枚組のシリコンレンズとなる。

【００９４】この本発明の第４の実施の形態において
は、３つのシリコン電極を用いて２枚組のシリコンレン
ズとしているが、一方の電極を２つのシリコン電極、即
ち、小型電極１０４と中型シリコン電極８４とによって
構成しているので、その外部への露出部は電気的に同電
位の平坦面で構成され、したがって、小型シリコン電極
１０４の四角形開口部１０６と中型シリコン電極８４の
四角形開口部８６は、電界分布に影響を与えないので、
より均一な電界分布を形成することが可能になる。

【００９５】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は、各実施の形態に記載した構成に限られ
るものではなく、各種の変更が可能である。例えば、上
記の各実施の形態の説明においては、｛１１１｝面を形
成する際の異方性エッチャントとしてＥＰＷを用いてい
るが、ＥＰＷに限られるものではなく、水酸化カリウム
溶液（ＫＯＨ）を用いても良い。なお、ＫＯＨを用いる
場合には、保護膜としてＳｉＯ₂ 膜の代わりにＳｉ₃ Ｎ
₄ 膜を用いる必要がある。

【００９６】また、上記の各実施の形態の説明において
は、シリコン電極を構成するためのシリコンウェハの不
純物濃度或いは比抵抗については言及していないもの
の、例えば、比抵抗が１Ω・ｃｍのｎ型シリコンを用い
れば良い。

【００９７】また、ｎ型シリコンウェハを用いる場合に
は、エッチング終点検出を容易にするために、予め、円
形開口部を設ける側に２０〜３０μｍの厚さにｐ型層を
形成しても良いものである。

【００９８】また、上記の第１の実施の形態において
は、第１のシリコン電極の表面を熱酸化し、第１のシリ
コン電極側が負になるようにバイアスして陽極接合して
いるが、第２のシリコン電極の表面を熱酸化しても良い
ものであり、いずれにしても、熱酸化膜を形成した側の
シリコン電極側が負になるようにバイアスすれば良い。

【００９９】また、上記の第２乃至第４の実施の形態に
おいては、大型シリコン電極の厚膜部の外壁面も｛１１
１｝面で構成しているが、必ずしも｛１１１｝面である
必要はなく、図５における製造方法に示したように、ダ
イシングによって垂直面にしても良いものである。

【０１００】また、上記の各実施の形態においては、シ
リコンレンズを２枚組或いは３枚組で構成しているが、
４枚組以上によって構成しても良いものであり、第２の
実施の形態のように組み込む場合には、少なくとも内側
に組み込む２つ以上のシリコン電極に対して電極引出し
部を構成する突出部を設ける必要がある。

【０１０１】

【発明の効果】本発明によれば、シリコン単結晶の有す
るエッチング異方性を利用することによって形成した
｛１１１｝面を利用して入れ子状に組み込むことによ
り、各シリコン電極に設けた電子ビームの通過口となる
円形貫通開口部を自己整合的に位置合わせすることがで
き、また、各シリコン電極間の距離をより接近させるこ
とができるので、電子ビーム軌道上での電界の不均一性
を緩和させて電子ビームの収差を小さくすることがで
き、それによって、シリコンレンズの高性能化或いは低
コスト化に寄与するころが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の図２以降の途中ま
での製造工程の説明図である。

【図４】第１のシリコン電極の構造の説明図である。

【図５】第１のシリコン電極の他の製造工程の説明図で
ある。

【図６】本発明の第１の実施の形態の図３以降の途中ま
での製造工程の説明図である。

【図７】第２のシリコン電極の構造の説明図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態の図６以降の途中ま
での製造工程の説明図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態の図９以降の途中
までの製造工程の説明図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態の図１０以降の途
中までの製造工程の説明図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態の図１１以降の製
造工程の説明図である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態の説明図である。

【図１４】本発明の第３の実施の形態の中型シリコン電
極の途中までの製造工程の説明図である。

【図１５】本発明の第３の実施の形態の中型シリコン電
極の図１４以降の製造工程の説明図である。

【図１６】本発明の第３の実施の形態の中型シリコン電
極の構造の説明図である。

【図１７】本発明の第４の実施の形態の説明図である。

【図１８】従来のシリコン電極の構造の説明図である。

【図１９】従来のシリコンレンズの構造の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ シリコン電極 ２ 円形貫通開口 ３ 薄膜部 ４ 厚膜部 ５ シリコン電極 ６ 円形貫通開口 ７ 薄膜部 ８ 厚膜部 ９ 絶縁膜 １０ 第１のシリコン電極 １１ シリコンウェハ １２ 熱酸化膜 １３ レジストパターン １４ 円形開口 １５ 円形開口 １６ 円形開口 １７ 熱酸化膜 １８ レジストパターン １９ 四角形開口 ２０ 四角形開口 ２１ 四角形開口部 ２２ 円形貫通開口部 ２３ 薄膜部 ２４ 厚膜部 ２５ 熱酸化膜 ２６ 開口部 ２７ 直流電源 ２８ ヒーター ３０ 第２のシリコン電極 ３１ シリコンウェハ ３２ レジストパターン ３３ 円形開口 ３４ 円形開口 ３５ レジストパターン ３６ 四角形開口 ３７ 四角形開口部 ３８ 円形貫通開口部 ３９ 薄膜部 ４０ 厚膜部 ５０ 中型シリコン電極 ５１ シリコンウェハ ５２ レジストパターン ５３ 円形開口 ５４ 円形開口部 ５５ 段差部 ５６ レジストパターン ５７ 四角形開口部 ５８ 円形貫通開口部 ５９ 切り欠き部 ６０ 小型シリコン電極 ６１ シリコンウェハ ６２ レジストパターン ６３ 円形開口 ６４ 円形開口部 ６５ レジストパターン ６６ 四角形開口部 ６７ 円形貫通開口部 ６８ 突出部 ７０ 大型シリコン電極 ７１ シリコンウェハ ７２ レジストパターン ７３ 四角形開口部 ７４ 円形貫通開口部 ７５ 切り欠き部 ８１ 小型シリコン電極 ８２ 円形貫通開口部 ８３ 四角形開口部 ８４ 中型シリコン電極 ８５ 円形貫通開口部 ８６ 四角形開口部 ８７ 大型シリコン電極 ８８ 円形貫通開口部 ８９ 四角形開口部 ９０ 熱酸化膜 ９１ 熱酸化膜 ９２ シリコンウェハ ９３ 熱酸化膜 ９４ レジストパターン ９５ 円形開口 ９６ 円形開口 ９７ 円形開口部 ９８ 熱酸化膜 ９９ レジストパターン １００ 熱酸化膜 １０１ レジストパターン １０２ 四角形開口 １０３ 四角形開口 １０４ 小型シリコン電極 １０５ 円形貫通開口部 １０６ 四角形開口部 １１０ 第１のシリコン電極 １１１ 円形貫通開口部 １１２ 四角形開口部 １１３ 薄膜部 １１４ 厚膜部 １２０ 第２のシリコン電極 １２１ 円形貫通開口部 １２２ 四角形開口部 １３０ ガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−302610（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−187901（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−275189（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−298068（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−63462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−69942（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 3/18 H01J 1/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶方位を利用した四角形開口により薄
   膜部とその周辺の厚膜部とからなるダイヤフラム構造の
   前記薄膜部に円形の貫通開口部を設けたシリコン電極を
   複数個組み合わせて構成するシリコンレンズにおいて、
   少なくとも１対のシリコン電極が、互いの｛１１１｝面
   を絶縁膜を介して接触していることを特徴とするシリコ
   ンレンズ。
2. 【請求項２】 上記シリコン電極が３個以上からなり、
   上記四角形開口を利用して、相対的に大きな四角形開口
   を有するシリコン電極に対して、相対的に小さな四角形
   開口を有するシリコン電極を、四角形開口の大きさが内
   側から外側に向かって上下に交互に大きくなるように入
   れ子状に組み合わせるとともに、内部に入れ子を組み込
   んだ相対的に大きな四角形開口を有するシリコン電極の
   周囲に形成された厚膜部に少なくとも一つの切り欠き部
   を設けたことを特徴とする請求項１記載のシリコンレン
   ズ。
3. 【請求項３】 上記シリコン電極が３個以上からなり、
   上記四角形開口を利用して、相対的に大きな四角形開口
   を有するシリコン電極に対して、相対的に小さな四角形
   開口を有するシリコン電極を、四角形開口の大きさの順
   に順次配列するように入れ子状に組み合わせることを特
   徴とする請求項１記載のシリコンレンズ。