WO2021059918A1 - 電子銃、電子線適用装置、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法、および、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法 - Google Patents

Abstract

フォトカソードから射出された電子ビームの、設計射出中心軸からのずれの有無を確認できる電子銃を提供することを課題とする。　光源と、　光源からの受光に応じて、電子ビームを射出するフォトカソードと、　アノードと を含む電子銃であって、　該電子銃は、　フォトカソードとアノードとの間に配置される中間電極と、　電子ビームの一部を遮蔽することができる電子ビーム遮蔽部材と、　電子ビーム遮蔽部材により遮蔽した電子ビームの強度を測定する測定部と、　アノードと電子ビーム遮蔽部材との間に配置され、アノードを通過した電子ビームが電子ビーム遮蔽部材に到達する際の位置を変化させる電子ビーム射出方向偏向装置と を含み、　中間電極は、　フォトカソードから射出された電子ビームが通過する電子ビーム通過孔を有し、　電子ビーム通過孔には、電圧の印加によりフォトカソードとアノードとの間に電界が形成された際に、電界の影響を無視できるドリフトスペースが形成されている　電子銃、により課題が解決できる。

Description

電子銃、電子線適用装置、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法、および、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法

　本出願における開示は、電子銃、電子線適用装置、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法、および、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法に関する。

　フォトカソードを搭載した電子銃、当該電子銃を含む電子顕微鏡、自由電子レーザー加速器、検査装置等の装置（以下、電子銃を含む装置を、単に「装置」と記載することがある。）が知られている（特許文献１参照）。

　電子銃を備えた装置は、明るい像、高い解像度を得る必要がある。そのため、電子銃を最初に搭載した時、電子銃を交換した時に、電子銃から射出した電子ビームが、装置の電子光学系の光軸と一致するように、電子銃から射出する電子ビームの射出軸を調整する作業が必要である。また、通常運転時においても、経時変化等による電子銃から射出した電子ビームと装置の電子光学系の光軸のずれを調整するため、必要に応じて電子ビームの軸ずれの調整が行われる（以下、電子ビームの軸ずれの調整を「アライメント」と記載することがある）。

　アライメントは、電子銃を装置に搭載した後にマニュアルで操作されることも多いが、近年は、自動化の研究も多くなされている。関連する技術として、モータを駆動して電子銃を機械的に走査させ、環状のアノード電極の開口に対する電子ビームの入射軸を調整し、アノード電極の開口を通過する電流量が最大となる時の電子銃の最適な機械的位置を自動的に取得することで、電子ビームのアノード電極に対する入射軸を自動で最適化する方法が知られている（特許文献２参照）。

　その他の関連する技術として、電子ビームを射出する電子銃と、電子ビームを集束する集束コイルと、集束コイルの中心に電子ビームを入射させるためのアライメント手段、電子ビームの照射画像を観測するデジタル観測光学系、デジタル観測光学系からの画像データを処理する画像処理部、並びに、画像処理部からの処理データにもとづいて、電子銃、集束コイル及びアライメント手段を制御する制御部を有するアライメント制御手段とを備え、アライメント制御手段の制御部が、電子銃及び集束コイルを制御し、所定のフォーカスの異なる状態で電子ビームをターゲットに照射し、これらの照射画像の位置座標の差分から算出した補正値にもとづいて、アライメント手段に、アライメント制御信号を出力する方法も知られている（特許文献３参照）。

国際公開第２０１５／００８５６１号公報 特許第５３９４７６３号公報 特開２０１０－１２５４６７号公報

　ところで、電子銃としては、熱電子射出型、電界放射（ＦＥ）型、ショットキー型が従来から知られている。中でも、熱電子射出型は、プローブ電流量、電流安定度、価格などの点で優れており、汎用形ＳＥＭ、ＥＰＭＡ、オージェ分析装置などに多く使われている。そのため、特許文献２および３に記載等、アライメントの自動化に関する研究は、熱電子射出型の電子銃が多い。

　一方、特許文献１に記載のフォトカソードを搭載した電子銃は、フォトカソードに励起光を照射することで、明るく、シャープな電子ビームを射出することができる。そのため、近年開発が進められている。しかしながら、フォトカソードを搭載した電子銃は開発途上にあり、フォトカソードから射出する電子ビームのずれの有無を、フォトカソードの特徴を利用して確認する方法は知られていない。

　本発明者らは、鋭意研究を行ったところ、
（１）フォトカソードとアノードとの間に配置される中間電極と、
（２）電子ビームの一部を遮蔽することができる電子ビーム遮蔽部材と、
（３）電子ビーム遮蔽部材により遮蔽した電子ビームの強度を測定する測定部と、
（４）アノードと電子ビーム遮蔽部材との間に配置され、アノードを通過した電子ビームが電子ビーム遮蔽部材に到達する際の位置を変化させる電子ビーム射出方向偏向装置と、
を組み合わせることで、
（５）電子銃内における電子ビームの設計上の射出中心軸（以下、「設計射出中心軸」と記載することがある。）と、フォトカソードから実際に射出された電子ビームの中心軸のずれの有無を確認できること、
を新たに見出した。

　そこで、本出願の開示の目的は、フォトカソードから射出された電子ビームの、設計射出中心軸からのずれの有無を確認できる電子銃、当該電子銃を搭載した電子線適用装置、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法、および、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法に関する。

　本出願は、以下に示す、電子銃、電子線適用装置、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法、および、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法に関する。

（１）光源と、
　光源からの受光に応じて、電子ビームを射出するフォトカソードと、
　アノードと
を含む電子銃であって、
　該電子銃は、
　　フォトカソードとアノードとの間に配置される中間電極と、
　　電子ビームの一部を遮蔽することができる電子ビーム遮蔽部材と、
　　電子ビーム遮蔽部材により遮蔽した電子ビームの強度を測定する測定部と、
　　アノードと電子ビーム遮蔽部材との間に配置され、アノードを通過した電子ビームが電子ビーム遮蔽部材に到達する際の位置を変化させる電子ビーム射出方向偏向装置と
を含み、
　中間電極は、
　　フォトカソードから射出された電子ビームが通過する電子ビーム通過孔を有し、
　　電子ビーム通過孔には、電圧の印加によりフォトカソードとアノードとの間に電界が形成された際に、電界の影響を無視できるドリフトスペースが形成されている
　電子銃。
（２）フォトカソードに照射される励起光の位置を調整する光源位置調整部材、および／または、フォトカソードの位置を調整するフォトカソード位置調整部材
を更に含む、上記（１）に記載の電子銃。
（３）中間電極に印加する電圧値を変更可能な電源装置、および／または、フォトカソードとアノードとの間に配置される中間電極の位置を、電子ビームの設計射出中心軸方向に調整できる駆動部
を更に含む、上記（１）または（２）に記載の電子銃。
（４）測定部の測定結果に応じて、電子ビームの設計射出中心軸と、フォトカソードから射出された電子ビームのずれを演算する演算部
を更に含む、上記（１）～（３）の何れか一つに記載の電子銃。
（５）演算部の演算結果に応じて、光源位置調整部材、および／または、フォトカソード位置調整部材を制御する制御部
を更に含む、上記（４）に記載の電子銃。
（６）電子銃を搭載する相手側装置の入射軸と電子銃から射出された電子ビームの射出方向を一致させるため、電子ビーム遮蔽部材を通過した電子ビームを偏向する電子ビーム偏向装置
を更に含む、上記（１）～（５）の何れか一つに記載の電子銃。
（７）上記（１）～（６）のいずれか一つに記載の電子銃を含む電子線適用装置であって、
　前記電子線適用装置は、
　　自由電子レーザー加速器、
　　電子顕微鏡、
　　電子線ホログラフィー装置、
　　電子線描画装置、
　　電子線回折装置、
　　電子線検査装置、
　　電子線金属積層造形装置、
　　電子線リソグラフィー装置、
　　電子線加工装置、
　　電子線硬化装置、
　　電子線滅菌装置、
　　電子線殺菌装置、
　　プラズマ発生装置、
　　原子状元素発生装置、
　　スピン偏極電子線発生装置、
　　カソードルミネッセンス装置、または、
　　逆光電子分光装置
である
電子線適用装置。
（８）光源と、
　光源からの受光に応じて、電子ビームを射出するフォトカソードと、
　アノードと、
　フォトカソードとアノードとの間に配置される中間電極と、
　電子ビームの一部を遮蔽することができる電子ビーム遮蔽部材と、
　電子ビーム遮蔽部材により遮蔽した電子ビームの強度を測定する測定部と、
　アノードと電子ビーム遮蔽部材との間に配置され、電子ビームが電子ビーム遮蔽部材に到達する際の位置を変更する電子ビーム射出方向偏向装置と
を含むフォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法であって、
　該射出軸確認方法は、
　　カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第１の状態で、フォトカソードに励起光を照射することで第１の状態の電子ビームを射出する第１電子ビーム射出工程と、
　　電子ビーム射出方向偏向装置により、電子ビーム遮蔽部材に到達する第１電子ビームの位置を変化させながら、電子ビーム遮蔽部材で遮蔽された第１電子ビームの強度の変化を測定する第１電子ビーム強度変化測定工程と、
　　カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第２の状態で、フォトカソードに励起光を照射することで第２の状態の電子ビームを射出する第２電子ビーム射出工程と、
　　電子ビーム射出方向偏向装置により、電子ビーム遮蔽部材に到達する第２電子ビームの位置を変化させながら、電子ビーム遮蔽部材で遮蔽された第２電子ビームの強度の変化を測定する第２電子ビーム強度変化測定工程と、
　　第１電子ビーム強度変化測定工程の測定結果と、第２電子ビーム強度変化測定工程の測定結果とを対比することで、フォトカソードから射出された電子ビームが設計中心軸からずれているか否かを確認するずれ確認工程と、
を含む、射出軸確認方法。
（９）カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第１の状態と、
　カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第２の状態と、
が、中間電極に印加する電圧値を変化させることで変更される
上記（８）に記載の射出軸確認方法。
（１０）カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第１の状態と、
　カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第２の状態と、
が、カソードとアノードとの間の中間電極の位置を変化させることで変更される
上記（８）に記載の射出軸確認方法。
（１１）フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法であって、
　該射出軸合わせ方法は、
　　上記（８）～（１０）の何れか一つに記載の射出軸確認方法に記載のずれ確認工程の後に、
　　光源位置調整工程および／またはフォトカソード位置調整工程
を更に含む、射出軸合わせ方法。

　本出願における開示により、設計射出中心軸と、フォトカソードから実際に射出された電子ビームの中心軸のずれの有無を確認できる。

第１の実施形態における電子銃１Ａ、および、電子銃１Ａを搭載した相手側装置Ｅを模式的に示す概略断面図。 第１の実施形態における電子銃１Ａにおいて、Ｚ軸方向に垂直な方向からみた電子ビーム遮蔽部材５とＺ軸方向からみた電子ビーム遮蔽部材５とを示す図。 図３Ａは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい時に射出される電子ビームの概略を示す図。図３Ｂは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しくない時に射出される電子ビームの概略を示す図。 確認方法の第１の実施形態のフローチャート。 図５は、確認方法の第１の実施形態の原理を説明するための図。図５Ａは、カソード３、中間電極７、アノード４の概略断面図。図５Ｂは図５ＡのＸ－Ｘ’断面図。図５Ｃは図５ＡのＹ－Ｙ’断面図。 図６は、確認方法の第１の実施形態の原理を説明するための図。図６Ａは、カソード３、中間電極７、および、アノード４の間に発生する電界の概略を説明するための概略断面図。図６Ｂおよび図６Ｃは、電界の影響を受けた電子の動きを説明するための図。 図７は、確認方法の第１の実施形態の原理を説明するための図。図７Ａは第１電子ビーム射出工程、図７Ｂは第２電子ビーム射出工程において、カソード３から電子ビーム遮蔽部材５に向けて飛翔する電子ビームの説明をするための概略断面図。 図８は確認方法の第１の実施形態の原理を説明するための図で、電子ビーム断面と電子ビームの強度分布を示す図。 図９は、確認方法の第１の実施形態の原理を説明するための図。図９Ａおよび図９Ｂは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい場合の第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）の概略を説明するための図。 図１０は、確認方法の第１の実施形態の原理を説明するための図。図１０Ａおよび図１０Ｂは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい場合の第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）の概略を説明するための図。 図１１は、確認方法の第１の実施形態の原理を説明するための図。図１１Ａおよび図１１Ｂは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しくない場合の第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）の概略を説明するための図。 図１２は、確認方法の第１の実施形態の原理を説明するための図。図１２Ａおよび図１０Ｂは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しくない場合の第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）の概略を説明するための図。 電子銃１Ａの第１の実施形態の変形例および電子銃の射出軸確認方法の第１の実施形態の変形例を説明するための図。 第２の実施形態に係る電子銃１Ｂの概略断面図。 図１５Ａは、第１の実施形態に係る軸合わせ方法のフローチャート。図１５Ｂは、軸合わせ方法の第１の実施形態の変形例のフローチャート。 第３の実施形態に係る電子銃１Ｃの概略断面図。 第４の実施形態に係る電子銃１Ｄの概略断面図。 第５の実施形態に係る電子銃１Ｅの概略断面図。

　以下、図面を参照しつつ、電子銃、電子線適用装置、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法、および、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法について詳しく説明する。なお、以下の実施形態では、「フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法」および「フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法」は、「電子銃の射出軸確認方法」および「電子銃の射出軸合わせ方法」として説明する。また、本明細書において、同種の機能を有する部材には、同一または類似の符号が付されている。そして、同一または類似の符号の付された部材について、繰り返しとなる説明が省略される場合がある。

　また、図面において示す各構成の位置、大きさ、範囲などは、理解を容易とするため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、本出願における開示は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。

　（方向の定義）
　本明細書において、フォトカソードから射出された電子ビームが、途中で曲がることなくアノードに向けて進行する方向をＺ軸方向と定義する。なお、Ｚ軸方向は、例えば、鉛直下向き方向であるが、Ｚ軸方向は、鉛直下向き方向に限定されない。また、Ｚ軸方向と直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向およびＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向と定義する。

　（電子銃１Ａの第１の実施形態）
　図１および図２を参照して、第１の実施形態における電子銃１Ａについて説明する。図１は、第１の実施形態における電子銃１Ａ、および、電子銃１Ａを搭載した相手側装置Ｅを模式的に示す概略断面図である。図２は、Ｚ軸方向に垂直な方向からみた電子ビーム遮蔽部材５とＺ軸方向からみた電子ビーム遮蔽部材５とを示す図である。

　第１の実施形態における電子銃１Ａは、光源２と、フォトカソード３と、アノード４と、電子ビーム遮蔽部材５と、測定部６と、中間電極７と、電子ビーム射出方向偏向装置（以下、「偏向装置」と記載することがある。）８と、を少なくとも具備する。任意付加的に、フォトカソード３を収容するフォトカソード収納容器９を含んでいてもよい。また、任意付加的に、フォトカソード３と中間電極７、中間電極７とアノード４との間に電界を発生させるための電源装置１１ａ、１１ｂを含んでいてもよい。

　光源２は、フォトカソード３に励起光Ｌを照射することで、電子ビームＢを射出できるものであれば特に制限はない。光源２は、例えば、高出力（ワット級）、高周波数（数百ＭＨｚ）、超短パルスレーザー光源、比較的安価なレーザーダイオード、ＬＥＤ等があげられる。照射する励起光Ｌは、パルス光、連続光のいずれでもよく、目的に応じて適宜調整すればよい。なお、図１に示す例では、光源２が、真空チャンバーＣＢ外に配置され励起光Ｌが、フォトカソード３の第１面（アノード４側の面）から照射されている。代替的に、後述するフォトカソード基板３１が透明材料で形成されている場合は、光源２を真空チャンバーＣＢの上方に配置し、励起光Ｌを、フォトカソード３の背面（第１面とは反対側の面）から照射されるようにしてもよい。また、光源２は真空チャンバーＣＢ内に配置してもよい。

　図１に示す例では、フォトカソード３、アノード４、電子ビーム遮蔽部材５、中間電極７、偏向装置８は、真空チャンバーＣＢ内に配置されている。フォトカソード３は、光源２から照射される励起光Ｌの受光に応じて、電子ビームＢを射出する。より具体的には、フォトカソード３中の電子は、励起光Ｌによって励起され、励起された電子が、フォトカソード３から射出される。射出した電子は、アノード４とカソード３とによって形成される電界により、電子ビームＢを形成する。なお、本明細書中における「フォトカソード」と「カソード」との記載に関し、電子ビームを射出するという意味で記載する場合には「フォトカソード」と記載し、「アノード」の対極との意味で記載する場合には「カソード」と記載することがあるが、符号に関しては、「フォトカソード」および「カソード」のいずれの場合でも３を用いる。

　フォトカソード３は、石英ガラスやサファイアガラス等の基板３１と、基板３１の第１面（アノード４側の面）に接着したフォトカソード膜（図示は省略）で形成されている。フォトカソード膜を形成するためのフォトカソード材料は、励起光を照射することで電子ビームを射出できれば特に制限はなく、ＥＡ表面処理が必要な材料、ＥＡ表面処理が不要な材料等が挙げられる。ＥＡ表面処理が必要な材料としては、例えば、ＩＩＩ－Ｖ族半導体材料、ＩＩ－ＶＩ族半導体材料が挙げられる。具体的には、ＡｌＮ、Ｃｅ_２Ｔｅ、ＧａＮ、１種類以上のアルカリ金属とＳｂの化合物、ＡｌＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ等およびそれらの混晶等が挙げられる。その他の例としては金属が挙げられ、具体的には、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｎｂ、ＬａＢ_６、ＳｅＢ_６、Ａｇ等が挙げられる。前記フォトカソード材料をＥＡ表面処理することでフォトカソード３を作製することができ、該フォトカソード３は、半導体のギャップエネルギーに応じた近紫外－赤外波長領域で励起光の選択が可能となるのみでなく、電子ビームの用途に応じた電子ビーム源性能（量子収量、耐久性、単色性、時間応答性、スピン偏極度）が半導体の材料や構造の選択により可能となる。

　また、ＥＡ表面処理が不要な材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｙ等の金属単体、或いは、合金、金属化合物、又は、ダイアモンド、ＷＢａＯ、Ｃｓ_２Ｔｅ等が挙げられる。ＥＡ表面処理が不要であるフォトカソードは、公知の方法（例えば、特許第３５３７７７９号等を参照）で作製すればよい。特許第３５３７７７９号に記載の内容は参照によりその全体が本明細書に含まれる。

　アノード４は、カソード３と電界を形成できるものであれば特に制限はなく、電子銃の分野において一般的に用いられているアノードを使用することができる。

　カソード３から中間電極７を通過し、アノード４に向けて電子ビームＢが射出できれば、電源の配置に特に制限はない。図１に示す例では、カソード３と中間電極７、および、中間電極７とアノード４との間に電位差が生じるように電源１１ａおよび１１ｂを配置することで、電界を形成できる。

　電子ビーム遮蔽部材５は、フォトカソード３から射出された電子ビームＢの一部が通過する孔５１を備える。

　第１の実施形態において、孔５１の幅は、電子ビームＢの幅よりも小さいものとなっている。図２に例示されるように、電子ビーム遮蔽部材５に到達時の電子ビームＢの幅をＤ１、孔５１の幅をＤ２とした場合、電子ビームＢの内、孔５１と重なる部分が、電子ビーム遮蔽部材５を通過する。一方、電子ビームＢの内、孔５１を通過しなかった差分が電子ビーム遮蔽部材５によって遮蔽される。そして、電子ビーム遮蔽部材５によって遮蔽された電子ビームＢの一部が「測定用電子ビーム」として利用され、測定部６において強度が測定される。

　代替的に、電子ビームＢの幅を、孔５１より小さくしてもよい。本願で開示する電子銃１は、偏向装置８を用いて電子ビームの射出方向を偏向する。したがって、電子ビームＢの幅が孔５１より小さくても、電子ビーム遮蔽部材５で遮蔽される測定用電子ビームが得られる。Ｄ１とＤ２の大きさは、電子銃１Ａの射出軸の確認に加え、電子銃１Ａの運転効率等を考慮し、適宜設定すればよい。

　電子ビーム遮蔽部材５の材料は、導体や半導体であれば特に制限はない。例えば、導体ならば、ステンレス・スチール（ＳＵＳ）や銅等の金属があげられる。

　測定部６は、電子ビーム遮蔽部材５によって遮蔽された電子ビームＢの一部である測定用電子ビームの強度を測定する。測定部６は、測定用電子ビームの強度が測定できれば特に制限はない。例えば、電子ビーム遮蔽部材５が導体の場合、測定用電子ビームによって、電子ビーム遮蔽部材５と測定部６との間に電流が生じる。そのため、電子ビームＢの強度は、測定部６において電流値として測定できる。なお、電流値は、図示は省略するが公知の電流計を用いて測定すればよい。そして、測定した電流値は、電子ビーム遮蔽部材５で遮蔽した電子ビームＢの量に依存する。また、電子ビーム遮蔽部材５として半導体を用い、測定用電子ビームが半導体に当たることで生じた電流値を測定することもできる。

　測定部６は、電流値に代え、蛍光強度により測定用電子ビームの強度を測定してもよい。より具体的には、電子ビーム遮蔽部材５として蛍光材料をあらかじめ塗布した導体を用い、測定用電子ビームが蛍光材料に当たることで発光した蛍光強度を測定部６で測定してもよい。なお、蛍光強度は公知の蛍光光度計を用いて測定すればよい。

　中間電極７は、フォトカソード３から射出した電子ビームＢが通過する電子ビーム通過孔を有し、電子ビーム通過孔には、電圧の印加によりフォトカソード３とアノード４との間に電界が形成された際に、電界の影響を無視できるドリフトスペースが形成されている。中間電極７を作製する材料は、導体であれば特に制限はなく、ステンレス・スチール（ＳＵＳ）等の金属が挙げられる。なお、中間電極７の構造は、特許第６４６６０２０号に記載のとおり、公知である。しかしながら、特許第６４６６０２０号では、中間電極７は電子ビームＢの焦点距離を調整するために用いられている。一方、第１の実施形態に係る電子銃１Ａでは、後述するとおり、中間電極７と、電子ビーム遮蔽部材５と、測定部６と、偏向装置８とを組み合わせて用いることで、フォトカソード３から射出された電子ビームＢが、設計射出中心軸とずれているか否かの確認にも用いることができる点で、中間電極７の使用目的が異なる。勿論、中間電極７を電子ビームＢのずれの確認と共に、電子ビームＢの焦点距離の調整に用いてもよい。特許第６４６６０２０号に記載の内容は参照によりその全体が本明細書に含まれる。

　偏向装置８は、アノード４を通過した電子ビームＢが、電子ビーム遮蔽部材５に到達する際の位置を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に変化させることができれば特に制限はない。偏向装置８の例としては、直交する２組のコイルをセットにし、２次元的な偏向によって軸合わせを行える地場型の偏向コイル、あるいは、静電型のビームデフレクター等が挙げられる。なお、偏向装置は、ノイズの影響が少ないこと、装置が簡便であることから、静電型の方が好ましい。

（電子銃の射出軸確認方法の第１の実施形態）
　図１乃至図１２を参照して、電子銃の射出軸確認方法（以下、単に「確認方法」と記載することがある。）の第１の実施形態の概略について説明する。

　先ず、図３を参照して、第１の実施形態に係る確認方法が必要な理由を説明する。図３Ａは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい時に射出される電子ビームの概略を示す図で、図３Ｂは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しくない時に射出される電子ビームの概略を示す図である。なお、図３ＡおよびＢは、説明を簡略化するため、電子銃１Ａの一部構成の記載を省略している。

　電子銃１Ａは、光源２からの励起光Ｌが照射された部分のフォトカソード（フォトカソード膜）３が励起され、電子ビームを射出する。電子銃１Ａを組み立てる際には、フォトカソード３から射出した電子ビームがアノード４の中心に向かってＺ軸方向に射出されるように、励起光Ｌが照射されるべきフォトカソード３の設計照射位置３ｃを決める。そして、光源２からの励起光Ｌがフォトカソード３の設計照射位置３ｃに照射されるように、光源２の位置決めがされる。図３Ａに示すように、励起光Ｌが設計照射位置３ｃに正しく照射された時には、フォトカソード３からアノード４の中心に向けＺ軸方向、換言すると、射出した電子ビームが途中で曲がることなくアノード４に向けて直線状に射出する。なお、本明細書において、フォトカソード３の設計照射位置３ｃの励起光Ｌが照射され、射出した電子ビームが途中で曲がることなくアノード４に向けて直線状に射出する際の電子ビームの中心軸を、設計射出中心軸Ｂｃと定義する。

　一方、図３Ｂに示すように、例えば、
（１）電子銃１Ａを構成する部材の経時変化、
（２）フォトカソード３のＥＡ表面処理や加熱洗浄の際にフォトカソード３を移動するが、処理後にフォトカソード３を元の場所に戻す際の位置ずれ、あるいは、
（３）機械的な衝撃等に起因する構成部材のずれ、
により、励起光Ｌが、設計照射位置３ｃからずれた位置に照射された時には、フォトカソード３から射出された電子ビームは、カソード３とアノード４との電界の影響により、曲がってしまう。そのため、電子銃１Ａを相手側装置に搭載した際に、相手側装置の光軸に一致させることが困難となる。第１の実施形態に係る確認方法は、フォトカソード３から射出した電子ビームＢが、設計射出中心軸Ｂｃとずれているのか確認するための方法である。

　次に、図１および図４を参照し、確認方法の第１の実施形態の各工程について説明する。図４は、確認方法の第１の実施形態のフローチャートである。なお、確認方法の第１の実施形態により、射出した電子ビームＢと設計射出中心軸Ｂｃとのずれの有無を確認できる原理については後述する。

　第１ステップ（ＳＴ１）では、第１電子ビーム射出工程が行われる。第１電子ビーム射出工程（ＳＴ１）では、図１に示すように、光源２からフォトカソード３に向けて励起光Ｌが照射され、フォトカソード３から電子ビームＢが射出される。その際に、カソード３と中間電極７、中間電極７とアノード４との間で、第１の状態の電界が形成される。そのため、フォトカソード３から射出された電子ビームＢは、中間電極７、アノード４を通過して、電子ビーム遮蔽部材５に到達する。なお、本明細書では、カソード３と中間電極７、中間電極７とアノード４との間の電界が第１の状態で射出された際の電子ビームを「第１電子ビームＢ１」と定義する。

　第２ステップ（ＳＴ２）では、第１電子ビーム強度変化測定工程が行われる。第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）では、第１電子ビームＢ１の内、電子ビーム遮蔽部材５で遮蔽された測定用電子ビームの強度を測定部６で測定する。その際に、図１に示す偏向装置８により、電子ビーム遮蔽部材５に到達する第１電子ビームＢ１の位置をＸ軸方向、Ｙ軸方向に変化させる。したがって、偏向装置８による第１電子ビームＢ１の偏向量に応じて、測定部６で測定する強度が変化する。

　第３ステップ（ＳＴ３）では、第２電子ビーム射出工程が行われる。第２電子ビーム射出工程（ＳＴ３）では、第１電子ビーム射出工程（ＳＴ１）のカソード３と中間電極７、中間電極７とアノード４との間の電界が、第２の状態で実施される以外は、第１電子ビーム射出工程（ＳＴ１）と同じである。そのため、重複となる記載は省略する。なお、本明細書では、カソード３と中間電極７、中間電極７とアノード４との間の電界が第２の状態で射出された際の電子ビームを「第２電子ビームＢ２」と定義する。

　第４ステップ（ＳＴ４）では、第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）が行われる。第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）では、電子ビーム遮蔽部材５に到達する電子ビームが、第２電子ビームＢ２である以外は、第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）と同じである。そのため、重複となる記載は省略する。

　第５ステップ（ＳＴ５）では、ずれ確認工程（ＳＴ５）が行われる。ずれ確認工程（ＳＴ５）では、第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）の測定結果と、第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）の測定結果とを対比することで、フォトカソード３から射出された電子ビームが設計射出中心軸Ｂｃからずれているか否かを確認する。

　図５乃至図１２を参照して、確認方法の第１の実施形態により、フォトカソード３から射出された電子ビームＢが設計射出中心軸Ｂｃからずれているか否か確認できる原理について説明する。

（中間電極７の概略）
　先ず、図５を参照して、中間電極７の概略について説明する。図５Ａは、カソード３、中間電極７、アノード４の概略断面図、図５Ｂは図５ＡのＸ－Ｘ’断面図、図５Ｃは図５ＡのＹ－Ｙ’断面図である。図５に示す例では、中間電極７は中空の円筒で形成されている。中間電極７は、内部にフォトカソード３から射出された電子ビームが通過する電子ビーム通過孔７１が形成され、電子ビーム通過孔７１のフォトカソード３側には電子ビームの入口７２、電子ビーム通過孔７１のアノード４側には電子ビームの出口７３が形成されている。カソード３とアノード４との間に電位差が生じるように電圧を印加し、中間電極７にも電圧を印加することで、図５Ａに示すように、カソード３と中間電極７との間、中間電極７とアノード４との間には、電界ＥＦが発生する。

　ところで、発生した電界ＥＦが空隙内の電子ビームの運動に強く及ぼす影響の範囲は、空隙の開口部が円の場合、当該円を最大断面として含む球内である。換言すると、図５Ｂに示す電子ビームの入口７２の直径をａと規定した場合、電子ビーム通過孔７１の電子ビームの入口７２の中心を球心とした半径ａ／２の球内が、発生した電界ＥＦの影響を強く受けることになる。同様に、図５Ｃに示す電子ビームの出口７３の直径をｂと規定した場合、電子ビーム通過孔７１の電子ビームの出口７３の中心を球心とした半径ｂ／２の球内が、発生した電界ＥＦの影響を受けることになる。したがって、電子ビーム通過孔７１の中心軸方向の長さをＤと規定した場合、Ｄ／（ａ／２＋ｂ／２）が１より大きい場合には、電子ビーム通過孔７１内には、電界ＥＦの影響を受けないドリフトスペース７４が形成される。なお、本明細書において、「中心軸方向」とは、電子ビームの入口７２の中心と電子ビームの出口７３の中心とを結んだ方向を意味する。また、「中心軸方向」と「設計射出中心軸」は一致する。

　上記のとおり、Ｄ／（ａ／２＋ｂ／２）が１より大きい場合にはドリフトスペース７４が形成される。Ｄ／（ａ／２＋ｂ／２）は、１より大きければ特に制限はないが、電子ビーム遮蔽部材５に到達する際の第１電子ビームＢ１と第２電子ビームＢ２の中心軸のずれの範囲を大きくするためには、ドリフトスペース７４がある程度の長さがあることが好ましく、例えば、１．５以上、２以上、３以上、４以上、５以上等、適宜設定すればよい。一方、フォトカソード３から射出した電子ビームが、電子ビーム通過孔７１を通過できる範囲内であれば、Ｄ／（ａ／２＋ｂ／２）の上限は特にない。しかしながら、Ｄ／（ａ／２＋ｂ／２）が大きくなる、換言すると、電子ビーム通過孔７１の長さＤが長くなりすぎると、電子銃１Ａが大型化してしまうという問題がある。したがって、装置設計上の観点からは、Ｄ／（ａ／２＋ｂ／２）は１０００以下とすることが好ましく、必要に応じて、５００以下、１００以下、５０以下等、適宜設定すればよい。

　なお、図５に示す例では、中間電極７は中空の円筒形で、電子ビーム通過孔７１は円錐状であるが、中間電極７は、電子ビーム通過孔７１を有し、且つ、ドリフトスペース７４が形成されれば形状に特に制限はない。例えば、電子ビーム通過孔７１の断面が多角形であってもよく、その場合、「ａ」と「ｂ」は、多角形の外接円の直径とすればよい。その場合、外接円の中心を結んだ線を「中心軸方向」とすればよい。また、電子ビーム通過孔７１の断面が楕円の場合には、「ａ」と「ｂ」は、楕円の長軸とすればよい。その場合、長軸の中間点を結んだ線を「中心軸方向」とすればよい。また、図５に示す例では、電子ビームの入口７２の方が出口７３より小さい、換言すると、ａ＜ｂの関係となっているが、ａとｂは、ａ＝ｂまたはａ＞ｂの関係であってもよい。また、図５Ａに示す例では、電子ビームの入口７２と出口７３を結んだ線は、断面視で直線となっているが、断面視で非直線としてもよい。例えば、電子ビーム通過孔７１の中央部の断面（ドリフトスペースを形成する部分の断面）の長さをａとｂより長くすることで、電子ビーム通過孔７１が略樽状となるようにしてもよい。なお、電子ビームの幅はドリフトスペース７４内で広くなるが、幅が広がった電子ビームが電子ビーム通過孔の壁面に衝突しないようにすることが好ましい。そのため、電子ビーム通過孔７１の断面の大きさは、焦点位置の調整範囲に基づき電子ビームの幅をどの程度まで広げるのか計算し、適宜決定すればよい。

　中間電極７は、カソード３とアノード４との間に配置されていればよいが、中間電極７の配置位置がカソード３又はアノード４に近すぎる、換言すると、放電限界を超えてしまうと、電子ビームが飛ばなくなる。したがって、中間電極７は、カソード３とアノード４との距離が放電限界を超えないように配置すればよい。

　また、図５に示す例では、中間電極７は単一の部材として形成されているが、カソード３とアノード４との間に形成した電界ＥＦが、電子ビームの入口７２と出口７３以外の部分から電子ビーム通過孔７１内に入り込まなければ、複数の部材を組合わせた分割構造としてもよい。

　次に、図６および図７を参照して、カソード３とアノード４との間にドリフトスペース７４を有する中間電極７を設けた場合の電子（電子ビーム）の動きについて説明する。図６Ａは、カソード３、中間電極７、および、アノード４の間に発生する電界の概略を説明するための概略断面図で、図６Ｂおよび図６Ｃは、電界の影響を受けた電子の動きを説明するための図である。図７Ａは第１電子ビーム射出工程、図７Ｂは第２電子ビーム射出工程において、カソード３から電子ビーム遮蔽部材５に向けて飛翔する電子ビームの説明をするための概略断面図である。

　電子ビーム（電子）が電界（ＥＦ）を通過する時、以下の原理に基づいて電界から力を受けることが知られている。
　原理１：電子ビームは、その中心軸から外側の部位であるほど、より強い力を受ける。
　原理２：電子ビームは、単位長さ当たり、多くの等電位線を横切るほど、より強い力を受ける。
　原理３：電子ビームは、等電位線を横切るとき、その進行方向のエネルギーが大きいほど、垂直方向（進行方向に対して）に受ける力は小さくなる。

　より具体的には、図６Ａに示すように、カソード３と中間電極７、および、中間電極７とアノード４との間には、電位差により電界ＥＦが発生する。その際、電界ＥＦ内では等電位線ＥＬが形成され、等電位線ＥＬに対して法線方向の力ＥＬＶが発生する。つまり、電子ビーム（電子）は、この法線方向の力ＥＬＶの影響を受ける。

　図６Ｂは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しく、励起光がフォトカソード３の設計照射位置３ｃに照射された場合の電子の動きを示している。なお、電子ビームは広がりを持つが、説明の関係上、図６Ｂに示す例では、射出された電子ビームの中心の電子の動きのみを示す。後述する図６Ｃも同様である。図６Ｂに示すように、励起光がフォトカソード３の設計照射位置３ｃに正しく照射され、設計照射位置３ｃから射出された電子ビームは、法線方向の力ＥＬＶを受けない。したがって、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい場合、フォトカソード３から射出された電子ビームＢの中心の電子は、中心軸方向に進む力のみ受けることになる。この時の電子ビームの中心の電子が動く軸が、設計射出中心軸Ｂｃとなる。

　一方、図６Ｃは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係がずれており、励起光がフォトカソード３の設計照射位置３ｃに照射されない場合の電子の動きを示している。図６Ｃに示すように、フォトカソード３の設計照射位置３ｃからずれた位置に励起光が照射された場合、フォトカソード３から射出された電子ビームは、法線方向の力ＥＬＶを受ける。したがって、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しくない場合、フォトカソード３から射出された電子ビームＢの中心の電子は、法線方向の力ＥＬＶを受けることになり、中心軸方向からずれる。

　次に、図７を参照して、第１電子ビーム射出工程と第２電子ビーム射出工程の違いについて説明する。図７Ａは電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい時の第１電子ビーム射出工程、図７Ｂは電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい時の第２電子ビーム射出工程の、電子ビームの動きを示す概略断面図である。図７Ａおよび図７Ｂに示す例では、カソード３と中間電極７、中間電極７とアノード４との間の電界を、第１の状態から第２の状態に変更する方法として、中間電極７に印加する電圧を変更している。図７Ａおよび図７Ｂに示す例では、カソード３に印加する電圧（－５０ｋＶ）とアノード４（０ｋＶ）に印加する電圧差は一定で、中間電極７に印加する電圧値を、第１の電圧値（図７Ａ、－２０ｋＶ）、第２の電圧値（図７Ｂ、－４０ｋＶ）に変更している。カソード３と中間電極７との間の電圧差は、図７Ａでは３０ｋＶ、図７Ｂでは１０ｋＶとなる。つまり、中間電極７に印加する電圧を、カソード３の電圧に近い値にするほど、カソード３と中間電極７との間の電位差は小さくなる。そして、電位差が小さいほど、カソード３と中間電極７との間の等電位線の密度は小さくなることから、フォトカソード３から射出された電子ビームは、図７Ａに示す第１電子ビームＢ１より、図７Ｂに示す第２電子ビームＢ２の方が広がりやすくなる。更に、中間電極７にはドリフトスペースが形成されていることから、広がりやすい第１電子ビームＢ１、第２電子ビームＢ２は、ドリフトスペース内で更に広がる。

　一方、カソード３とアノード４との電位差は一定であることから、中間電極７とアノード４との間の電位差は、カソード３と中間電極７との間の電位差とは逆になる。つまり、図７Ａより図７Ｂの方が、中間電極２とアノード４との間の電位差は大きくなることから、中間電極７とアノード４との間の等電位線の密度も大きくなる。更に、ドリフトスペースを出た後の電子ビームの幅は、図７Ａより図７Ｂの方が大きくなることから、中間電極７を出た電子ビームは、図７Ａの第１電子ビームＢ１と比較して図７Ｂに示す第２電子ビームＢ２の方が収束され易い。つまり、中間電極７とアノード４との間の電位差が大きいほど、焦点位置Ｆを短焦点側に移動することができる。そのため、電子ビーム遮蔽部材５に到達した際の第１電子ビームＢ１と第２電子ビームＢ２の大きさは異なり、電子ビーム遮蔽部材５に遮蔽される測定用電子ビームの量も異なる。しかしながら、図６Ｂに示すように、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい場合は、電子ビームの中心の電子は法線方向の力は受けない。そのため、電子ビーム遮蔽部材５を通過する第１電子ビームＢ１と第２電子ビームＢ２の中心は一致している。

　一方、図６Ｃに示す状態で、第１電子ビーム射出工程と第２電子ビーム射出工程を実施した場合について説明する。図６Ｃに示すように、フォトカソード３の設計照射位置３ｃとずれた場所から電子ビームが射出された場合、電子ビームの中心の電子は法線方向の力ＥＬＶを受ける。そして、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、カソード３と中間電極７、中間電極７とアノード４との間の電界が、第１電子ビーム射出工程と、第２電子ビーム射出工程とでは異なる。したがって、電子ビームの中心の電子が受ける法線方向の力ＥＬＶは、第１電子ビーム射出工程と、第２電子ビーム射出工程とでは異なる。したがって、図６Ｃに示す実施形態の電子ビームの場合、電子ビーム遮蔽部材５に到達した際の第１電子ビームＢ１と第２電子ビームＢ２の中心は一致しない。

　次に、図８乃至図１２を参照して、第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）、第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）、および、ずれ確認工程（ＳＴ５）について説明する。

　先ず、図８は、電子ビーム断面と電子ビームの強度分布を示す図である。図８に示すとおり、電子ビームの射出条件等により、
ａ：電子ビームの照射領域内のどの位置でも電子ビームの強度が同じになる、
ｂ：照射領域の周辺部が弱くなる、
ｃ：照射領域の周辺部が弱くなる、
場合がある。しかしながら、ａ～ｃに示す何れの場合でも、電子ビームの断面中心からみて、左右の電子ビーム強度の分布はほぼ同じとなる。

　図９Ａおよび図９Ｂは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい場合の第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）の概略を説明するための図である。図１０Ａおよび図１０Ｂは、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい場合の第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）の概略を説明するための図である。なお、図９Ａおよび図９Ｂは、電子ビーム遮蔽部材５に到達した際の第１電子ビームＢ１の大きさ（幅）と、電子ビーム遮蔽部材５の孔５１の大きさ（幅）が同じと仮定した場合の図である。図９Ａに示すように、偏向装置８に印加するプラスまたはマイナスの電圧を大きくするほど、第１電子ビームＢ１の偏向量は大きくなる。したがって、図９のａに示す、電子ビーム遮蔽部材５で遮蔽される第１電子ビームＢ１が無い状態では、測定部で測定する電流値は０になる。一方、偏向装置８に印加する電圧を大きくするほど、図９Ａのｂおよびｃに示すように、第１電子ビームＢ１の偏向量は大きくなる。その結果、図９Ｂに示すように、偏向装置８に印加する電圧を大きくするほど、測定電流値も大きくなる。そして、第１電子ビームＢ１の全てが孔５１から外れた後は、測定部で測定する電流値は一定となる。また、偏向装置８に印加する電圧を変え、ａ～ｃに示す例とは逆の方向に第１電子ビームＢ１を偏向した場合でも、図８に示すように、電子ビームの強度は電子ビームの断面中心から見て、左右の分布はほぼ同じであることから、図９Ｂに示すように偏向装置８に印加する電圧０を中心に、測定電流値は略左右対称になる。

　次に、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して、第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）の概略を説明する。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂは、電子ビーム遮蔽部材５に到達した際の第２電子ビームＢ２の大きさ（幅）が、電子ビーム遮蔽部材５の孔５１の大きさ（幅）より小さいと仮定した例を示している。第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）は、電子ビーム遮蔽部材５に到達する電子ビームが第１電子ビームＢ１とは面積が異なる第２電子ビームＢ２である以外は、第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）と同じである。そして、図１０Ａに示す例では、電子ビーム遮蔽部材５の孔より第２電子ビームＢ２が小さいことから、偏向装置８に所定の大きさの電圧を印加するまでは測定電流値は０である。また、電子ビーム遮蔽部材５に到達した第２電子ビームＢ２のサイズは、第１電子ビームＢ１より小さいが、フォトカソード３から射出された第２電子ビームＢ２の強度は第１電子ビームＢ１と同じである。したがって、グラフの傾き（測定電流値／印加電圧）は、第１電子ビーム強度測定工程（ＳＴ２）における傾きより大きくなる。

　しかしながら、図９Ｂおよび図１０Ｂに示すとおり、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい場合は、偏向装置８に印加する電圧０を中心に、グラフは略左右対称となる。

　なお、図９および図１０では、説明の関係上、電子ビーム遮蔽部材５に到達した時の第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２の大きさ（幅）を、遮蔽部材の孔５１の大きさ（幅）以下として説明をした。一方、電子ビーム遮蔽部材５に到達した時の第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２の大きさ（幅）が、遮蔽部材の孔５１の大きさ（幅）より大きい場合は、偏向装置８に印加する電圧が０の場合でも測定電流値は０ではない。しかしながら、グラフの形状は異なるものの、偏向装置８に印加する電圧０を中心に、測定電流値の測定結果が左右対称になることは、上記図９および図１０の説明から明らかである。

　次に、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しくない場合の第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）の概略を説明する。なお、図１１Ａおよび図１１Ｂでは、電子ビーム遮蔽部材５に到達した際の第１電子ビームＢ１の大きさ（幅）と、電子ビーム遮蔽部材５の孔５１の大きさ（幅）が同じと仮定した場合の例を示している。図９に示す例と異なり、図１１に示す例では、電子ビーム遮蔽部材５に到達した際の第１電子ビームＢ１の中心（点線）が、孔５１の中心とずれている。したがって、偏向装置８に印加するプラスまたはマイナスの電圧の大きさを変化することで第１電子ビームＢ１を偏向した時に、測定電流値が最も小さくなる時の偏向装置８に印加する電圧値は、０ではない。

　次に、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照して、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しくない場合の第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）の概略を説明する。なお、図１２Ａおよび図１２Ｂでは、電子ビーム遮蔽部材５に到達した際の第２電子ビームＢ２の大きさ（幅）が、電子ビーム遮蔽部材５の孔５１の大きさ（幅）より小さいと仮定した場合の例を示している。図６および図７に示すとおり、フォトカソード３の設計照射位置３ｃに励起光が照射されないと、電子ビーム遮蔽部材５に到達した際の第１電子ビームＢ１と第２電子ビームＢ２の中心は一致しない。そのため、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、偏向装置８に印加するプラスまたはマイナスの電圧の大きさを変化することで第２電子ビームＢ２を偏向した時に、測定電流値が最も小さくなる時の偏向装置８に印加する電圧値（測定電流値０が続く場合は、測定電流値が０となる電圧値の範囲の中央値）は、図１１Ｂに示す第１電子ビームＢ１の電圧値とは異なる。

　以上のとおり、第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）および第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）では、測定した電流値と偏向装置８に印加する電圧をグラフ化等することで、測定部で測定した電流値と偏向装置８に印加する電圧の相関関係を求める。そして、第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）および第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）において、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい場合は、グラフが左右対称となる偏向装置８の電圧は同じになるのに対して、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しくない場合は、グラフが左右対称となる偏向装置８の電圧値は異なる。したがって、ずれ確認工程（ＳＴ５）において、第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）および第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）の測定結果を比較し、グラフが左右対称となる偏向装置８の電圧が同じ場合は、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係は正しいと確認することができ、電圧値が異なる場合は電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい状態からずれていると確認できる。

　なお、上記説明では理解を容易にするため、電子銃１Ａを構成する部材の位置関係が正しい場合は、グラフが左右対称となる偏向装置８の電圧は同じ（０）として説明した。代替的に、設計の許容範囲内であれば、第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）および第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）で測定したグラフが左右対称となる偏向装置８の電圧値は、厳密に０でなくてもよく、且つ、異なっていてもよい。どの程度のずれを許容範囲内とするのかは、設計の際に適宜調整すればよい。

　また、図９乃至図１２は、偏向装置８を用いて、Ｘ軸およびＹ軸の何れか一方に偏向した例を示しているが、第１電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ２）および第２電子ビーム強度変化測定工程（ＳＴ４）では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の２つの方向で実施することは言うまでもない。

　ところで、図１および図９乃至図１２は、一組の偏向装置８を用いて、第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２をＸ軸方向およびＹ軸方向に偏向した例を示している。代替的に、アノード４と電子ビーム遮蔽部材５との間に、２組の偏向装置８をＺ軸方向に配置してもよい。Ｚ軸方向に２組の偏向装置８を配置した場合、
（１）アノード４側の偏向装置８（以下、「第１偏向装置８ａ」と記載することがある。）を用いて、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２を偏向した後、
（２）電子ビーム遮蔽部材５側の偏向装置８（以下、「第２偏向装置８ｂ」と記載することがある。）を用いて、第１偏向装置８ａを用いた偏向によりＺ軸方向から傾いた（あるいは、更に傾きを有した）第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２を、Ｚ軸方向と略平行な方向に再度偏向することで、
（３）第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２を、電子ビーム遮蔽部材５に略鉛直方向から照射できる。

　偏向装置８に印加する電圧を大きくするほど、第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２の偏向量が大きくなる。したがって、電子ビーム遮蔽部材５に到達した時の第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２の設計射出中心軸Ｂｃからの傾き、換言すると、電子ビーム遮蔽部材５への照射角度は、偏向装置８への印加電圧が大きくなるほど、鉛直方向からずれる。そのため、偏向装置８の印加電圧に応じて、電子ビーム遮蔽部材５に到達した時の第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２の照射条件が変わることになる。

　電子銃１Ａは、構成する部材の位置関係を確認しながら組み立てることから、フォトカソード３から射出される電子ビームＢが、設計射出中心軸Ｂｃから大幅にはずれない。そのため、一組の偏向装置８を用いて第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２を偏向した場合でも、電子ビーム遮蔽部材５に到達した時の第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２の照射条件が極端に変わるわけではないことから、第１の実施形態に係る確認方法を実施することは可能である。

　一方、２組の偏向装置８ａおよび偏向装置８ｂを用いた場合、第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２を、略鉛直方向から電子ビーム遮蔽部材５に照射できる。換言すると、偏向装置８に印加する電圧によらず、電子ビーム遮蔽部材５に到達する際の第１電子ビームＢ１および第２電子ビームＢ２の照射条件を同じにできる。したがって、２組の偏向装置８ａおよび偏向装置８ｂを用いると、確認方法の精度をより高くできる。

（電子銃１Ａの第１の実施形態の変形例および電子銃の射出軸確認方法の第１の実施形態の変形例）
　電子銃１Ａの第１の実施形態および電子銃の射出軸確認方法の第１の実施形態（以下、単に「第１の実施形態」と記載することがある。）では、カソード３と中間電極７および中間電極７とアノード４との間の電界に関し、第１の状態と第２の状態は、中間電極７に印加する電圧を変えることで実施している。第１の実施形態の変形例（以下、単に「変形例」と記載することがある。）では、フォトカソード３とアノード４との間に配置される中間電極７の位置を、電子ビームの設計射出中心軸方向に移動する駆動部（方法）を採用することで、第１の状態と第２の状態を変更している点で第１の実施形態と異なり、その他の点は同じである。したがって、変形例では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、変形例において明示的に説明されなかったとしても、変形例において、第１の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。

　図１３を参照して、変形例についてより具体的に説明する。図１３に示す例では、カソード３とアノード４との間の電圧差および中間電極７に印加する電圧値を一定とし、カソード３とアノード４との間で、中間電極７を電子ビーム通過孔７１の中心軸方向（設計射出中心軸方向）に駆動する駆動部１２を具備している。図１３に示す例では、中間電極７にモータ１２ａを固定し、モータ１２ａの軸に固定したピニオンをラック１２ｂに係合するラックアンドピニオン構造により、中間電極７を駆動する例を示しているが、中間電極７を中心軸方向に駆動することができれば駆動部１２は特に制限はない。

　図１３に示す例では、カソード３とアノード４との間で中間電極７の位置を変えることで、カソード３と中間電極７の距離、中間電極７とアノード４との間の距離が変わる。一方、カソード３とアノード４の電位差、中間電極７に印加する電圧は一定であることから、中間電極７の位置を変更することで、カソード３と中間電極７との間の等電位線の密度、および、中間電極７とアノード４との間の等電位線の密度が変わる。より具体的には、カソード３と中間電極７の電位差は同じであるが、図１３Ａから図１３Ｃの順にカソード３と中間電極７との間の等電位線の密度が小さくなる。更に、中間電極７にはドリフトスペースが形成されていることから、広がりやすい電子ビームＢは、ドリフトスペース内で更に広がる。

　一方、中間電極７とアノード４との間の等電位線の密度は、カソード３と中間電極７とは逆になる。つまり、図１３Ａから図１３Ｃの順に、中間電極７とアノード４との間の等電位線の密度は大きくなる。更に、ドリフトスペースを出た後の電子ビームの幅は、図１３Ａから図１３Ｃの順に大きくなることから、中間電極７を出た電子ビームＢは、図１３Ａから図１３Ｃの順に収束され易くなる。つまり、中間電極７とアノード４との間の距離が短いほど、焦点位置を短焦点側にできる。したがって、励起光がフォトカソード３の設計照射位置３ｃに照射されない場合は、図６および図７における説明と同様に、電子ビーム遮蔽部材５に到達した際の第１電子ビームＢ１の中心と第２電子ビームＢ２の中心は一致しない。

　以上のとおり、変形例においても、カソード３と中間電極７および中間電極７とアノード４との間の電界に関し、第１の状態と第２の状態の調整ができる。

　第１の実施形態および変形例に係る電子銃１Ａ並びに確認方法により、電子銃１Ａを構成する部材の経時変化、あるいは、機械的な衝撃等による設計射出中心軸のずれの有無を確認できるという効果を奏する。

（電子銃１の第２の実施形態および電子銃の射出軸合わせ方法）
　図１４を参照して、電子銃１の第２の実施形態について説明する。図１４は第２の実施形態に係る電子銃１Ｂの概略断面図である。電子銃１Ｂは、励起光の位置を調整する光源位置調整部材２１を具備する以外は、第１の実施形態に係る電子銃１Ａと同じである。したがって、第２の実施形態では、光源位置調整部材２１を中心に説明をするが、第１の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。

　上記のとおり、第１の実施形態および変形例により、電子銃１Ａが射出する電子ビームＢが、設計射出中心軸Ｂｃからずれているか否かを確認できる。したがって、第１の実施形態および変形例を利用することで、電子銃１を相手側装置Ｅに搭載した初期設定時の射出軸合わせ方法にも用いることができる。

　図１１および図１２に示すとおり、偏向装置８に印加する電圧に応じて測定部６で測定する電流値の変化を確認できる。また、確認方法を実施する際には、
（１）カソード３、中間電極７、および、アノード４に印加する電圧値、
（２）カソード３と中間電極７との間の距離、および、中間電極７とアノード４との間の距離、
（３）中間電極７のドリフトスペースの長さ、
は予め決まっている。そのため、電子ビーム遮蔽部材５をＺ軸方向の上方から見た場合、電子ビームＢ１（Ｂ２）が孔５１の中心から、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にどの程度ずれているのか、換言すると、設計射出中心軸からのずれの量を計算できる。

　第２の実施形態に係る電子銃１Ｂでは、光源位置調整部材２１を具備している。したがって、上記の計算に基づき、光源位置調整部材２１を駆動して光源２から照射される励起光Ｌが、フォトカソード３の設計照射位置３ｃに照射されるように調整できる。

　光源位置調整部材２１は、光源２から照射される励起光をＸ軸方向、Ｙ軸方向に調整できれば特に制限はない。例えば、公知のＸＹ軸ステージに光源２を取り付け、光源２の位置を変更すればよい。あるいは、図示は省略するが、光源２とフォトカソード３との間に、反射ミラーを配置することで、励起光Ｌの射出方向を偏向してもよい。なお、図１４に示す例では、光源２からの励起光Ｌは、フォトカソード３の第１面に照射される位置に配置されているが、光源２と光源位置調整部材２１を真空チャンバーＣＢの上方に配置し、フォトカソード３の背面から励起光Ｌを照射してもよい。

　第２の実施形態に係る電子銃１Ｂは、電子銃の射出軸合わせ方法（以下、「軸合わせ方法」と記載することがある。）に用いることができる。図１５Ａは、第１の実施形態に係る軸合わせ方法のフローチャートを示している。軸合わせ方法は、確認方法を実施後、光源位置調整工程（ＳＴ６）を実施する。光源位置調整工程（ＳＴ６）は、上記計算により求めた設計射出中心軸からの電子ビームのずれの量に基づき、光源位置調整部材２１を用いて光源２から照射される励起光の位置を調整すればよい。

　図１５Ｂは、軸合わせ方法の第１の実施形態の変形例のフローチャートである。図１５Ｂに示すように、光源位置調整工程（ＳＴ６）実施後に、再度第１電子ビーム射出工程（ＳＴ１）に戻り、ずれ確認工程（ＳＴ５）でずれがある（Ｙｅｓ）と判断した場合は、ＳＴ６→ＳＴ１を繰り返し、ずれ確認工程（ＳＴ５）でずれが無い（Ｎｏ）と判断するまで、各工程を繰り返してもよい。

（電子銃１の第３の実施形態および電子銃の射出軸合わせ方法の第２の実施形態）
　図１６を参照して、電子銃１の第３の実施形態について説明する。図１６は第３の実施形態に係る電子銃１Ｃの概略断面図である。図１６に示す電子銃１Ｃは、フォトカソードキット３ａ、フォトカソード３（フォトカソードキット３ａ）の位置を調整するフォトカソード位置調整部材３５を具備する以外は、第２の実施形態に係る電子銃１Ｂと同じである。したがって、第３の実施形態では、フォトカソードキット３ａおよびフォトカソード位置調整部材３５を中心に説明し、第２の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。

　フォトカソードキット３ａは、フォトカソード３（フォトカソード膜）とフォトカソード膜に焦点を合わせるレンズ３２と、ホルダ３３を少なくとも含み、フォトカソード３とレンズ３２との距離が不変となるように、ホルダ３３に保持されている。図１６に示す例では、レンズ３２とフォトカソード３との間に、スペーサー３４を設けた例を示している。なお、フォトカソードキット３ａの詳細は、特願２０１９－１５０７６４号に記載されている。特願２０１９－１５０７６４号に記載の内容は参照によりその全体が本明細書に含まれる。

　図１６に示す例では、フォトカソードキット３ａにはフォトカソード膜に焦点を合わせるレンズが組み込まれている。したがって、光源２と光源位置調整部材２１は、真空チャンバーＣＢの上方に配置される。

　フォトカソード位置調整部材３５は、真空チャンバーＣＢ（真空領域）内に配置されるフォトカソードキット３ａを真空チャンバーＣＢ（真空領域）の外部から位置調整をする必要がある。したがって、フォトカソード位置調整部材３５は、真空チャンバーＣＢ（真空領域）の外に配置されるチャンバー外動力伝達部材３５ａと、真空チャンバーＣＢ（真空領域）の中に配置されるチャンバー内動力伝達部材３５ｂとを具備することが望ましい。図１６に示す例では、ベローズ等の伸縮部材３５ｃと孔無し壁３５ｄを用い、チャンバー内駆動力伝達部材３５ｂの端部を孔無し壁３５ｄに固定している。そのため、真空チャンバーＣＢ、伸縮部材３５ｃおよび孔無し壁３５ｄで形成される真空領域内にチャンバー内動力伝達部材３５ｂを配置した状態で、真空チャンバーＣＢ（真空領域）の外側から駆動力を伝達できる。なお、真空チャンバーＣＢ（真空領域）の外側から、真空チャンバーＣＢ（真空領域）内に配置したチャンバー内動力伝達部材３５ｂに駆動力を伝達できる原理は、国際公開第２０１８／１８６２９４号に記載されている。国際公開第２０１８／１８６２９４号に記載の内容は参照によりその全体が本明細書に含まれる。

　国際公開第２０１８／１８６２９４号では、チャンバー内動力伝達部材３５ｂは、主としてＺ軸方向に駆動する例が記載されている。しかしながら、チャンバー内駆動力伝達部材３５ｂが真空チャンバーＣＢを挿通する箇所の孔のサイズを、チャンバー内駆動力伝達部材３５ｂより大きくしておけば、チャンバー内駆動力伝達部材３５ｂをＺ軸方向に加え、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動することができる。その結果、フォトカソード３の位置を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にも調整できる。チャンバー外動力伝達部材３５ａは、孔無し壁３５ｄを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に駆動ができれば特に制限はなく、公知のＸＹＺステージを用いればよい。なお、上記の例は、フォトカソード位置調整部材３５の一例を示したものである。真空チャンバーＣＢ（真空領域）の外側からフォトカソード３の位置を調整できれば、フォトカソード位置調整部材３５は、上記の例に限定されない。

　第３の実施形態に係る電子銃１Ｃを用いる場合、設計射出中心軸からのずれの量に応じて、光源位置調整部材２１を調整すればよい。なお、第１の実施形態に係る電子銃１Ａと異なり、第３の実施形態に係る電子銃１Ｃは、フォトカソード膜に焦点を合わせるようにレンズ３２が設けられている。そのため、光源位置調整部材２１のみの調整では、励起光Ｌを設計照射位置３ｃに照射できない場合がある。その場合は、フォトカソード位置調整部材３５も併せて調整すればよい。或いは、光源２の位置は正しいが、フォトカソードキット３ａの設置位置がずれている場合も想定される。その場合は、フォトカソード位置調整部材３５のみを用いて、フォトカソード３の位置を調整してもよい。

　電子銃の射出軸合わせ方法の第２の実施形態は、電子銃の射出軸合わせ方法の第１の実施形態の光源位置調整工程（ＳＴ６）を、光源位置調整工程および／またはフォトカソード位置調整工程（ＳＴ６）と読み替えればよい。

（電子銃１の第４の実施形態）
　図１７を参照して、電子銃１の第４の実施形態について説明する。図１７は第４の実施形態に係る電子銃１Ｄの概略断面図である。図１７に示す電子銃１Ｄは、演算部１３、制御部１４を具備する以外は、第２の実施形態に係る電子銃１Ｂと同じである。したがって、第４の実施形態では、演算部１３および制御部１４を中心に説明し、第２の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。

　電子ビームの設計射出中心軸と、フォトカソード３から射出された電子ビームＢのずれの大きさは、マニュアルでも計算できるが、第４の実施形態に係る電子銃１Ｄでは、測定部６で測定した測定値に基づき、演算部１３でずれの有無およびずれの量を演算する。そして、演算部１３の演算結果に応じて、光源位置調整部材２１を駆動制御する制御部１４を具備している。したがって、第４の実施形態に係る電子銃１Ｄを用いた場合は、ずれ確認工程（ＳＴ５）と光源位置調整工程（ＳＴ６）を自動化できるという効果を奏する。なお、第４の実施形態に係る電子銃１Ｄは、第３の実施形態に係る電子銃１Ｃに適用可能であることは言うまでもない。その場合、制御部１４は、光源位置調整部材２１および／またはフォトカソード位置調整部材３５を駆動制御する。

（電子銃１の第５の実施形態）
　図１８を参照して、電子銃１の第５の実施形態について説明する。図１８は第５の実施形態に係る電子銃１Ｅの概略断面図である。図１８に示す電子銃１Ｅは、電子ビーム偏向装置８１を具備する以外は、第２の実施形態に係る電子銃１Ｂと同じである。したがって、第５の実施形態では、電子ビーム偏向装置８１を中心に説明し、第２の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。

　上記第２乃至第４の実施形態に係る電子銃１により、電子銃１は設計射出中心軸Ｂｃに沿って電子ビームＢを射出することができる。しかしながら、電子銃１を相手側装置Ｅに搭載した際に、設計射出中心軸Ｂｃと、相手側装置Ｅの入射軸ＢＥがずれている場合がある。その場合、相手側装置Ｅの設定した量の電子ビームＢを入射できないことになる。第５の実施形態に係る電子銃１Ｅは、電子ビーム遮蔽部材５を通過した電子ビームＢを偏向する電子ビーム偏向装置８１を具備していることから、電子銃１Ｅを搭載する相手側装置Ｅの入射軸ＢＥと電子銃１Ｅから射出された電子ビームＢの射出方向を一致させることができる。

　相手側装置Ｅの入射軸ＢＥと電子銃１Ｅから射出された電子ビームＢの射出方向がずれているのか否かは、相手側装置Ｅが具備するファラデーカップ等の電子ビーム強度の検出器に、所定の量の電子ビームが到達したか否か等により検出すればよい。また、電子ビーム偏向装置８１は、公知の電子ビームを偏向できる装置を用いることができ、例えば、電子ビーム射出方向偏向装置８と同様の装置を用いればよい。なお、図１８に示す例では、電子ビーム偏向装置８１は、電子銃１Ｅの部材としている。代替的に、相手側装置Ｅの入射軸ＢＥと電子銃１Ｅから射出された電子ビームＢの射出方向のずれは、相手側装置Ｅが具備する電子ビーム偏向装置８１を用いてもよい。

　電子銃を搭載する電子線適用装置Ｅは、電子銃を搭載する公知の装置が挙げられる。例えば、自由電子レーザー加速器、電子顕微鏡、電子線ホログラフィー装置、電子線描画装置、電子線回折装置、電子線検査装置、電子線金属積層造形装置、電子線リソグラフィー装置、電子線加工装置、電子線硬化装置、電子線滅菌装置、電子線殺菌装置、プラズマ発生装置、原子状元素発生装置、スピン偏極電子線発生装置、カソードルミネッセンス装置、逆光電子分光装置等が挙げられる。

　なお、上記の確認方法および軸合わせ方法の実施形態では、中間電極７、電子ビーム遮蔽部材５、測定部６および偏向装置８を、全て電子銃１に配置することで、電子銃１の確認方法および軸合わせ方法として説明をした。代替的に、中間電極７以外の全ての部材、あるいは、一部の部材は、電子銃１に具備されなくてもよい。より具体的には、電子ビーム遮蔽部材５、測定部６および偏向装置８の全ての部材、あるいは、一部の部材は、相手側装置Ｅが具備してもよい。また、電子ビーム遮蔽部材５、測定部６および偏向装置８の全ての部材、あるいは、一部の部材は、電子銃１および相手側装置Ｅとは別体のキットとして提供されてもよい。

　上記の確認方法および軸合わせ方法の実施形態で説明のとおり、中間電極７と、電子ビーム遮蔽部材５と、測定部６と、偏向装置８と、を組み合わせて用いることで、フォトカソード３から射出された電子ビームＢが、設計射出中心軸Ｂｃからずれているのか確認ができる。したがって、電子ビーム遮蔽部材５、測定部６および偏向装置８の一部あるいは全てが電子銃１以外に配置された場合は、「電子銃の射出軸確認方法」および「電子銃の射出軸合わせ方法」は、「フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法」および「フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法」と読み替えることができる。

　本出願で開示する電子銃、電子線適用装置、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法、および、フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法を用いると、設計射出中心軸に沿って電子ビームを射出しているのか確認ができる。したがって、電子銃等のフォトカソードから射出された電子ビームを扱う業者にとって有用である。

１、１Ａ～１Ｅ…電子銃、２…光源、２１…光源位置調整部材、３…フォトカソード、３１…基板、３２…レンズ、３３…ホルダ、３４…スペーサー、３５…フォトカソード位置調整部材、３ａ…フォトカソードキット、３ｃ…設計照射位置、３５ａ…チャンバー外動力伝達部材、３５ｂ…チャンバー内動力伝達部材、３５ｃ…伸縮部材、３５ｄ…孔無し壁、４…アノード、５…電子ビーム遮蔽部材、５１…孔、６…測定部、７…中間電極、７１…電子ビーム通過孔、７２…電子ビームの入口、７３…電子ビームの出口、７４…ドリフトスペース、８…電子ビーム射出方向偏向装置、８１…電子ビーム偏向装置、９…フォトカソード収納容器、１１ａ、１１ｂ…電源装置、１２…駆動部、１２ａ…モータ、１２ｂ…ラック、１３…演算部、１４…制御部、Ｂ…電子ビーム、Ｂ１…第１電子ビーム、Ｂ２…第２電子ビーム、Ｂｃ…設計射出中心軸、ＢＥ…相手側装置Ｅの入射軸、ＣＢ…真空チャンバー、Ｄ１…電子ビームの幅、Ｄ２…孔の幅、Ｅ…相手側装置、ＥＦ…電界、ＥＬ…等電位線、ＥＬＶ…ＥＬに対する法線方向の力、Ｆ…焦点、Ｌ…励起光

Claims (11)

1. 　光源と、
   　光源からの受光に応じて、電子ビームを射出するフォトカソードと、
   　アノードと
   を含む電子銃であって、
   　該電子銃は、
   　　フォトカソードとアノードとの間に配置される中間電極と、
   　　電子ビームの一部を遮蔽することができる電子ビーム遮蔽部材と、
   　　電子ビーム遮蔽部材により遮蔽した電子ビームの強度を測定する測定部と、
   　　アノードと電子ビーム遮蔽部材との間に配置され、アノードを通過した電子ビームが電子ビーム遮蔽部材に到達する際の位置を変化させる電子ビーム射出方向偏向装置と
   を含み、
   　中間電極は、
   　　フォトカソードから射出された電子ビームが通過する電子ビーム通過孔を有し、
   　　電子ビーム通過孔には、電圧の印加によりフォトカソードとアノードとの間に電界が形成された際に、電界の影響を無視できるドリフトスペースが形成されている
   　電子銃。
2. 　フォトカソードに照射される励起光の位置を調整する光源位置調整部材、および／または、フォトカソードの位置を調整するフォトカソード位置調整部材
   を更に含む、請求項１に記載の電子銃。
3. 　中間電極に印加する電圧値を変更可能な電源装置、および／または、フォトカソードとアノードとの間に配置される中間電極の位置を、電子ビームの設計射出中心軸方向に調整できる駆動部
   を更に含む、請求項１または２に記載の電子銃。
4. 　測定部の測定結果に応じて、電子ビームの設計射出中心軸と、フォトカソードから射出された電子ビームのずれを演算する演算部
   を更に含む、請求項１～３の何れか一項に記載の電子銃。
5. 　演算部の演算結果に応じて、光源位置調整部材、および／または、フォトカソード位置調整部材を制御する制御部
   を更に含む、請求項４に記載の電子銃。
6. 　電子銃を搭載する相手側装置の入射軸と電子銃から射出された電子ビームの射出方向を一致させるため、電子ビーム遮蔽部材を通過した電子ビームを偏向する電子ビーム偏向装置
   を更に含む、請求項１～５の何れか一項に記載の電子銃。
7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の電子銃を含む電子線適用装置であって、
   　前記電子線適用装置は、
   　　自由電子レーザー加速器、
   　　電子顕微鏡、
   　　電子線ホログラフィー装置、
   　　電子線描画装置、
   　　電子線回折装置、
   　　電子線検査装置、
   　　電子線金属積層造形装置、
   　　電子線リソグラフィー装置、
   　　電子線加工装置、
   　　電子線硬化装置、
   　　電子線滅菌装置、
   　　電子線殺菌装置、
   　　プラズマ発生装置、
   　　原子状元素発生装置、
   　　スピン偏極電子線発生装置、
   　　カソードルミネッセンス装置、または、
   　　逆光電子分光装置
   である
   電子線適用装置。
8. 　光源と、
   　光源からの受光に応じて、電子ビームを射出するフォトカソードと、
   　アノードと、
   　フォトカソードとアノードとの間に配置される中間電極と、
   　電子ビームの一部を遮蔽することができる電子ビーム遮蔽部材と、
   　電子ビーム遮蔽部材により遮蔽した電子ビームの強度を測定する測定部と、
   　アノードと電子ビーム遮蔽部材との間に配置され、電子ビームが電子ビーム遮蔽部材に到達する際の位置を変更する電子ビーム射出方向偏向装置と
   を含むフォトカソードから射出された電子ビームの射出軸確認方法であって、
   　該射出軸確認方法は、
   　　カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第１の状態で、フォトカソードに励起光を照射することで第１の状態の電子ビームを射出する第１電子ビーム射出工程と、
   　　電子ビーム射出方向偏向装置により、電子ビーム遮蔽部材に到達する第１電子ビームの位置を変化させながら、電子ビーム遮蔽部材で遮蔽された第１電子ビームの強度の変化を測定する第１電子ビーム強度変化測定工程と、
   　　カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第２の状態で、フォトカソードに励起光を照射することで第２の状態の電子ビームを射出する第２電子ビーム射出工程と、
   　　電子ビーム射出方向偏向装置により、電子ビーム遮蔽部材に到達する第２電子ビームの位置を変化させながら、電子ビーム遮蔽部材で遮蔽された第２電子ビームの強度の変化を測定する第２電子ビーム強度変化測定工程と、
   　　第１電子ビーム強度変化測定工程の測定結果と、第２電子ビーム強度変化測定工程の測定結果とを対比することで、フォトカソードから射出された電子ビームが設計中心軸からずれているか否かを確認するずれ確認工程と、
   を含む、射出軸確認方法。
9. 　カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第１の状態と、
   　カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第２の状態と、
   が、中間電極に印加する電圧値を変化させることで変更される
   請求項８に記載の射出軸確認方法。
10. 　カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第１の状態と、
    　カソードと中間電極、中間電極とアノードとの間の電界が第２の状態と、
    が、カソードとアノードとの間の中間電極の位置を変化させることで変更される
    請求項８に記載の射出軸確認方法。
11. 　フォトカソードから射出された電子ビームの射出軸合わせ方法であって、
    　該射出軸合わせ方法は、
    　　請求項８～１０の何れか一項に記載の射出軸確認方法に記載のずれ確認工程の後に、
    　　光源位置調整工程および／またはフォトカソード位置調整工程
    を更に含む、射出軸合わせ方法。

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