WO2022038866A1 - 光電面電子源 - Google Patents

Abstract

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。

Description

光電面電子源

　本発明は、光電面電子源に関する。

　従来から、電子源が用いられている。電子源は、外部から入射する光に応じて光電子を放出する。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。荷電粒子ビームコラム装置は、外部から入射する光に応じて光電子を放出する。荷電粒子ビームコラム装置は、ビームソースと、レンズと、を備える。ビームソースは、複数の荷電粒子ビームを発生する。レンズは、荷電粒子ビームを縮小する。

特表２００３－５１１８５５号公報

　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。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。生産性を向上させる手法として、複数の電子ビームを出力することが挙げられる。複数の電子ビームを出力する装置として、特許文献１の荷電粒子ビームコラム装置が挙げられる。

　電子源が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光電面電子源が望まれている。

　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、を備える。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。

　光電面電子源は、複数のレンズを備えている。従って、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。光電面電子源は、遮光部を備えている。さらに、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。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、光電面へのレンズ部を通過しない光の入射が抑制される。従って、レンズ部によって集光された光を光電面の所定の領域に確実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。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含んでもよい。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含むと共に基板主面に直接形成されてもよい。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光電面部と、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た場合であっても、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、を含んでもよい。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主面部上に形成することができる。さらに、光電面を、第１主面部と面一である第２遮光層上にも形成することができる。その結果、光電面の表面を平坦化することができる。従って、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。

　一形態の光電面電子源は、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さらに備えてもよい。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。

図１は、実施形態の光電面電子源の分解斜視図である。 図２は、引出電極の裏面を示す平面図である。 図３は、光電面電子源の主要部を拡大して示す断面図である。 図４は、図３に示すガラス基板の拡大図である。 図５は、ガラス基板の主面側を示す斜視図である。 図６は、変形例１の光電面電子源が備えるガラス基板の拡大断面図である。 図７は、変形例２の光電面電子源が備えるガラス基板の拡大断面図である。 図８は、変形例３の光電面電子源が備えるガラス基板の拡大断面図である。 図９は、変形例４の光電面電子源が備えるガラス基板の拡大断面図である。

　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。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いる。各部の大きさ及び数などは、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る。高精度マルチビーム電子源である光電面電子源１は、電子の利用効率が高く、電子ビーム同士の特性がそろっている。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を受けた結果、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の材料は、光電面５０に照射されるレーザ光１０１を透過する特性を有する。例えば、ガラス基板４０の材料は、石英ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、又はサファイアである。

　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。ガラス基板４０は、複数のマイクロレンズ４１（図３参照）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。図３に示すようにレンズアレイ領域Ｌには、複数のマイクロレンズ４１が設けられている。レンズアレイ領域Ｌは、基板裏面４４に設けられている。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。複数のマイクロレンズ４１は、ガラス基板４０から離間していてもよい。

　図１に示すように、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。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。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の外側の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。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。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、レンズアレイ領域Ｌを囲む。レンズアレイ領域Ｌには、複数のマイクロレンズ４１が設けられている。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枠状を呈する。電極接合部４５は、部分４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄを含む。部分４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄは、電極接合部４５の各辺部を構成する。部分４５ｂは、開口部４５Ｇを含む。基板主面４３は、開口部４５Ｇから露出する。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、端部４６ａと、端部４６ｂと、を有する。端部４６ａは、電極接合部４５に接続されている。端部４６ｂは、電極パッドである。端部４６ａは、電極接合部４５の部分４５ａに接続されている。部分４５ａは、開口部４５Ｇが設けられた部分４５ｂに対向する。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に所定の電圧を与える。光電面給電部４７は、端部４７ａと、端部４７ｂと、配線部４７ｃと、を有する。端部４７ａは、光電面５０が配置される領域に設けられる。端部４７ｂは、電極接合部４５の外側に設けられる。配線部４７ｃは、端部４７ａを端部４７ｂに接続する。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の間の部分は、電極接合部４５から離間する。一方の端部４７ａと他方の端部４７ｂの間の部分である配線部４７ｃは、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、電極パッドである。端部４７ｂには、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レンズアレイ領域Ｌと重複する。レンズアレイ領域Ｌには、複数のマイクロレンズ４１が設けられている。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から離間する。光電面５０は、電極接合部４５に対して電気的に絶縁されている。基板主面４３は、光電面５０と電極接合部４５との間の領域から露出する。

　図３は、ガラス基板４０の断面図である。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。基板裏面４４は、レンズ面７１と、裏面側遮光面７２（第１領域）と、を含む。レンズ面７１は、マイクロレンズ４１の表面である。裏面側遮光面７２は、レンズ面７１に挟まれた部分である。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。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）又は金（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。マイクロレンズ４１は、開口から露出する。より詳細には、レンズ面７１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。基板裏面４４において、レーザ光１０１は、レンズ面７１のみからガラス基板４０の内部に入射する。裏面側遮光層７３は、ベース２０と当接する。その結果、裏面側遮光層７３はベース２０と電気的に接続されている。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。基板主面４３は、複数の光出射面７４（第１主面部）と、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。従って、レンズ面７１は、光軸４１Ａを基準として、光出射面７４と同軸である。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。光出射面７４の大きさは、レンズ面７１よりも小さい。換言すると、光出射面７４を平面視した面積は、レンズ面７１を平面視した面積よりも小さい。例えば、光出射面７４が円形であると仮定する。この仮定によれば、光出射面７４の直径は、レンズ面７１の直径よりも小さい。光出射面７４を平面視した場合、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及び裏面側遮光層７３は、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。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。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）又は金（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が設けられているように見える。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。少なくともレンズアレイ４１Ｓの領域においては、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。光出射面７４は、光通過口７６Ｈから露出する。より詳細には、光出射面７４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。基板主面４３において、レーザ光１０１は、光出射面７４のみからガラス基板４０の外部に出射する。

　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までの厚さは、基板裏面４４から光出射面７４までの厚さよりも薄い。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る。つまり、主面側遮光面７５は、凹部状である。主面側遮光層７６は、凹部形状の部分を埋めるように設けられている。

　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。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。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に接合されることによって、電極接合部４５に固定されている。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、枠接合部６１ａを有する。枠接合部６１ａは、電極接合部４５に接合されている。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に沿って延びている。枠部６１は、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。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。印加された電圧によって電極部６２と光電面５０との間に電界が生じる。その結果、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。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。

　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は、貫通孔である。電極孔６２Ｈは、電極裏面６２ｂから電極主面６２ａまで貫通する。電極孔６２Ｈの配置は、例えば複数の行および列からなる。電極孔６２Ｈの配置は、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が形成される領域と重なる。電極孔６２Ｈが設けられる領域は、光電面５０の形成される領域にも重なる。電極孔６２Ｈが設けられる領域は、光電面５０の一部の領域にも重なる。光電面５０の一部の領域には、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。

　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個のマイクロレンズ４１に対応する。電極孔６２Ｈの中心軸は、対向する所定のマイクロレンズ４１の光軸４１Ａと一致していることが、より好ましい。換言すると、電極孔６２Ｈの中心軸は、マイクロレンズ４１による集光スポットの光軸４１Ａと一致していることが、より好ましい。

　電極主面６２ａには、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、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＞
　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、ベース孔２０Ｈを有する。ベース孔２０Ｈ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側に導かれたレーザ光１０１は、光電面電子源ユニット１０に入射する。

　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、凹部である。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。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、凹部状の溝である。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延びる。留め具露出部２３は、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延びる。

＜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。従って、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。光電面電子源１は、遮光部７０を備えている。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。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。マイクロレンズ４１によって集光されたレーザ光１０１を光電面５０の所望の領域に確実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。裏面側遮光層７３および主面側遮光層７６は、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。その結果、光電面電子源１を用いた装置内にレーザ光１０１が入射することによって、入射した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。主面側遮光層７６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に由来する迷光が光電面５０に入射することを抑制できる。主面側遮光層７６は、ガラス基板４０の内部での多重反射光に由来する迷光が光電面５０に入射することも抑制できる。

　遮光部７０は、裏面側遮光層７３と、主面側遮光層７６と、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。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に形成することができる。さらに、光電面５０を、光出射面７４と面一な主面側遮光層７６上にも形成することができる。その結果、光電面５０の表面が平坦化される。従って、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。光電面５０上に、光電面５０の保護及び感度向上などのための構成をさらに設ける場合があり得る。この場合においても、光電面５０の保護及び感度向上などのための構成を段差なく面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ている。裏面側遮光層７３は、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。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のみを有している。光電面電子源ユニット１０Ａは、主面側遮光層７６を含まない。基板主面４３Ａは、一様な平面である。基板主面４３Ａは、実施形態の基板主面４３のように段差を有しない。光電面５０は、基板主面４３Ａに設けられている。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。

＜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。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のみを有している。光電面電子源ユニット１０Ｂは、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。従って、裏面側においてガラス基板４０へのレーザ光１０１の入射は、制限されない。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を通過したレーザ光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の裏面側の構成は、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の主面側の構成は、実施形態の光電面電子源ユニット１０の主面側の構成と異なる。

　ガラス基板４０Ｃは、基板主面４３Ｃを有する。基板主面４３Ｃは、実質的に平面である。主面側遮光層７６Ｃは、基板主面４３Ｃに設けられている。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凹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。基板露出部４３Ｃ１は、光通過口７６Ｃ１から露出する。基板露出部４３Ｃ１は、基板主面４３Ｃの一部である。光電面５０Ｃは、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仮定する。この仮定によれば、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。

　主面側遮光層７６Ｃは、光通過口７６Ｃ１を備える。光通過口７６Ｃ１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。主面側遮光層７６Ｃは、基板主面４３Ｃに直接形成されている。光電面５０Ｃは、第１光電面部５０Ｃ１と、第２光電面部５０Ｃ２と、を含む。第１光電面部５０Ｃ１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２光電面部５０Ｃ２は、主面側遮光層７６Ｃに形成される。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を光電面５０Ｃの所望の領域（第１光電面部５０Ｃ１）に確実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。

＜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の裏面側の構成は、実施形態の光電面電子源ユニット１０の裏面側の構成と同じである。一方、変形例４の光電面電子源１Ｄの主面側の構成は、実施形態の光電面電子源ユニット１０の主面側の構成と異なる。

　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の構成と同じである。光電面５０Ｄは、第２光電面部に相当する部位を省略する。光電面５０Ｄは、第１光電面部５０Ｄ１のみを有する。第１光電面部５０Ｄ１は、光通過口７６Ｄ１から露出する基板露出部４３Ｄ１に形成される。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を光電面５０Ｄの所望の領域（第１光電面部５０Ｄ１）に確実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。光電面５０Ｄは、必要な領域のみに設けられている。その結果、光電子が放出される方向から入射する迷光が存在する場合であっても、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い。従って、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)

1. 　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。
2. 　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。
3. 　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。
4. 　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。
5. 　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含み、
   　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。
6. 　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含むと共に、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光電面部と、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。
7. 　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。
8. 　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。
9. 　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さらに備える、請求項１に記載の光電面電子源。

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