(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電面と、内部に前記光電面が収容されるカートリッジと、前記光電面から放出される電子を前記カートリッジの外部に取り出すことができるようにするために前記光電面が最初に使用される前に開けられものであり前記内部と前記カートリッジの外部とを遮断する蓋と、を含む光電面収容カートリッジを保持する手段と、
前記保持する手段で保持された前記光電面収容カートリッジの前記蓋を開ける手段と、
前記蓋が開けられた前記光電面収容カートリッジの前記光電面から電子を放出させるために前記光電面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
を備えた電子線発生装置。
【請求項２】
前記カートリッジは前記蓋があてがわれる開口を有し、
前記電子線発生装置は前記光電面を前記カートリッジの前記開口に通すことにより前記光電面を前記カートリッジの外部に移動させる手段を備え、
前記レーザ光照射手段からのレーザ光は、前記カートリッジの前記外部に移動させられた前記光電面に照射される請求項１記載の電子線発生装置。
【請求項３】
複数の前記光電面収容カートリッジの中から少なくとも一つが使用され、
他を取り替え可能に待機させる手段を備えた請求項１又は２記載の電子線発生装置。
【請求項４】
前記蓋は金属膜を含み、
前記蓋を開ける手段は前記金属膜を破る膜破り手段を含む請求項１〜３のいずれかに記載の電子線発生装置。
【請求項５】
前記膜破り手段は閉じた状態と開いた状態とに切り替え可能であって、この切り替えをするレバーを含み、
前記電子線発生装置は、
前記膜破り手段に向けて前記光電面収容カートリッジを押し出す手段を備え、
前記光電面収容カートリッジが押し出されることにより、前記金属膜が前記閉じた状態の前記膜破り手段に突き刺さり、
前記光電面収容カートリッジがさらに押し出されることにより、前記光電面収容カートリッジを介して前記レバーが押圧されて前記膜破り手段が前記開いた状態に切り替わることにより前記金属膜が破られる請求項４記載の電子線発生装置。
【請求項６】
前記保持する手段は、一方の端部及び他方の端部を有するカバーが被せられた前記光電面収容カートリッジが乗せられるスライダを含み、
前記カバーの前記一方の端部と前記光電面収容カートリッジの前記蓋との間に所定距離が設けられた状態で前記カバーの前記他方の端部が前記スライダに当接され、
前記押し出す手段が前記光電面収容カートリッジを前記スライダと一体に押し出すことにより、前記カバーの前記一方の端部により前記レバーが押圧される請求項５記載の電子線発生装置。
【請求項７】
前記蓋を開ける手段は前記蓋を取り外す手段を含む請求項１〜３のいずれかに記載の電子線発生装置。
【請求項８】
前記光電面収容カートリッジはネジにより前記蓋が前記カートリッジに固定されており、
前記蓋を取り外す手段は前記カートリッジを回すことにより、前記蓋を前記カートリッジから取り外す請求項７記載の電子線発生装置。
【請求項９】
光電面と、
内部に前記光電面が収容されるカートリッジと、
前記光電面から放出される電子を前記カートリッジの外部に取り出すことができるようにするために前記光電面が最初に使用される前に開けられものであり、前記内部と前記カートリッジの外部とを遮断する蓋と、
を備え、
前記カートリッジは前記蓋があてがわれる開口を有し、
前記開口を通して前記カートリッジの外部に前記光電面が移動可能に前記光電面を保持する手段を備えた光電面収容カートリッジ。
【請求項１０】
前記蓋は金属膜を含み、
前記金属膜を破ることにより前記蓋が開けられる請求項９記載の光電面収容カートリッジ。
【請求項１１】
前記蓋を前記光電面収容カートリッジから取り外すことにより前記蓋が開けられる請求項９記載の光電面収容カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電面を用いて電子線を発生させる電子線発生装置及びこれに用いることができる光電面収容カートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子線発生装置は自由電子レーザ、電子線露光、電子顕微鏡等に応用されており、電子線発生装置の電子源として光電面を用いた従来例として、「核物理研究における実験装置及び実験手法(Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 356(1995)」の第１６７頁〜第１７６頁の「高い平均出力のレーザを用いたフォトカソード入射装置の結果(Results from the average power laser experiment photocathode injector test)」がある。この文献に開示された電子線発生装置は、専用の超高真空チャンバ内で下地基板上にCs、K及びSbを蒸着することにより、下地基板上にCsK2Sbからなる光電面を製膜する製膜部と、この光電面をマイクロ波加速空洞まで移動させる移動部と、を備え、マイクロ波加速空洞内で光電面にレーザ光を照射し光電面内の電子を励起させ真空中に電子を放出させることにより電子線を発生させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
量子効率で代表される光電面の感度は、真空中の残留ガス分子の光電面上への吸着及び光電面へのレーザ光の照射により劣化し、劣化が進むと所望の強度の電子線が得られなくなる。この場合、上記文献の電子線発生装置では、劣化した光電面を上記専用の超高真空チャンバ内に移動させ、この光電面上にCs、K及びSbを蒸着させることによりCsK2Sbからなる膜を製膜し、この新たな光電面を用いて電子線を発生させている。
【０００４】
しかし、光電面の製膜にはノウハウがあり、光電面の生産者と電子線発生装置の使用者とは一般に異なるので、上記文献の装置の使用者にとって高い量子効率を有する光電面を確実に作製するのは難しかった。
【０００５】
また、上記文献の装置はマイクロ波加速空洞と異なる専用の超高真空チャンバ内で光電面を製膜するので、製膜中に電子線を発生させることができない。光電面の製膜には長時間を要するので、使用者にとっては大変不便であった。
【０００６】
本発明は、電子線発生装置の使用者が光電面の製膜をする必要がない電子線発生装置及びこれに用いることができる光電面収容カートリッジを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電子線発生装置は、光電面と、内部に光電面が収容されるカートリッジと、光電面から放出される電子をカートリッジの外部に取り出すことができるようにするために光電面が最初に使用される前に開けられものであり内部とカートリッジの外部とを遮断する蓋と、を含む光電面収容カートリッジを保持する手段と、保持する手段で保持された光電面収容カートリッジの蓋を開ける手段と、蓋が開けられた光電面収容カートリッジの光電面から電子を放出させるために光電面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る電子線発生装置は、蓋を開けるだけで光電面の使用が可能となる光電面収容カートリッジを利用する。蓋を開ける手段により光電面収容カートリッジの蓋を開け、レーザ光照射手段により光電面にレーザ光を照射することにより、電子線を発生させている。よって、電子線発生装置の使用者は光電面を製膜することなく電子線発生装置を使用することができる。
【０００９】
本発明に係る電子線発生装置において、カートリッジは蓋があてがわれる開口を有し、電子線発生装置は光電面をカートリッジの開口に通すことにより光電面をカートリッジの外部に移動させる手段を備え、レーザ光照射手段からのレーザ光は、カートリッジの外部に移動させられた光電面に照射されるようにすることができる。これによれば、光電面をカートリッジの外部に移動させてから光電面にレーザを照射し、電子線を発生させることができる。
【００１０】
本発明に係る電子線発生装置は、複数の光電面収容カートリッジの中から少なくとも一つが使用され、他を取り替え可能に待機させる手段を備えるようにすることができる。これによれば、ある光電面収容カートリッジの光電面の感度が劣化した場合、直ちに他の光電面収容カートリッジの光電面に交換できる。よって、電子線発生装置を効率的に使用することができる。
【００１１】
本発明に係る電子線発生装置において、蓋は金属膜を含み、蓋を開ける手段は、金属膜を破る膜破り手段を含めることができる。これによれば、光電面収容カートリッジの蓋は金属膜を含む蓋としている。この蓋を開けるために膜破り手段を備えている。
【００１２】
本発明に係る電子線発生装置において、膜破り手段は閉じた状態と開いた状態とに切り替え可能であって、この切り替えをするレバーを含み、電子線発生装置は、膜破り手段に向けて光電面収容カートリッジを押し出す手段を備え、光電面収容カートリッジが押し出されることにより、金属膜が閉じた状態の膜破り手段に突き刺さり、光電面収容カートリッジがさらに押し出されることにより、光電面収容カートリッジを介してレバーが押圧されて膜破り手段が開いた状態に切り替わることにより金属膜が破られるようにすることができる。これによれば、膜破り手段が開いた状態となることにより、破かれた金属膜は光電面収容カートリッジの端部の側面側に押し退けられるので、光電面が破られた金属膜により損傷するのを防ぐことができる。
【００１３】
本発明に係る電子線発生装置において、保持する手段は、一方の端部及び他方の端部を有するカバーが被せられた光電面収容カートリッジが乗せられるスライダを含み、カバーの一方の端部と光電面収容カートリッジの蓋との間に所定距離が設けられた状態でカバーの他方の端部がスライダに当接され、押し出す手段が光電面収容カートリッジをスライダと一体に押し出すことにより、カバーの一方の端部によりレバーが押圧されるようにすることができる。これによれば、カバーの一方の端部が光電面収容カートリッジの蓋と接触していないので、カバーがレバーを押圧した際に生じる反作用は、主にカバーを介してスライダに伝達される。これにより、光電面収容カートリッジを上記反作用の衝撃から保護することができる。
【００１４】
本発明に係る電子線発生装置において、蓋を開ける手段は、蓋を取り外す手段を含むようにすることができる。これによれば、ネジ等で蓋がカートリッジに固定されている場合、蓋を取り外す手段により蓋が開けられる。
【００１５】
本発明に係る電子線発生装置において、光電面収容カートリッジは、ネジにより蓋がカートリッジに固定されており、蓋を取り外す手段は、カートリッジを回すことにより、蓋をカートリッジから取り外すようにすることができる。
【００１６】
本発明に係る光電面収容カートリッジは、光電面と、内部に光電面が収容されるカートリッジと、光電面から放出される電子をカートリッジの外部に取り出すことができるようにするために光電面が最初に使用される前に開けられものであり、内部とカートリッジの外部とを遮断する蓋と、を備え、カートリッジは蓋があてがわれる開口を有し、開口を通してカートリッジの外部に光電面が移動可能に光電面を保持する手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る光電面収容カートリッジによれば、蓋を開けるだけで光電面の使用が可能となる。よって、本発明に係る光電面収容カートリッジを電子線発生装置に利用すれば、電子線発生装置の使用者は光電面を製膜することなく電子線発生装置を使用することができる。また、これによれば、光電面収容カートリッジの外部で光電面から電子を放出させることができる。
【００１８】
本発明に係る光電面収容カートリッジにおいて、蓋は金属膜を含み、金属膜を破ることにより蓋が開けられるようにすることができる。これは蓋の一態様である。
【００１９】
本発明に係る光電面収容カートリッジにおいて、蓋を光電面収容カートリッジから取り外すことにより蓋が開けられるようにすることができる。これは蓋の他の態様である。例えば、ネジにより蓋がカートリッジに固定されている光電面収容カートリッジにおいて、ネジを外すことにより蓋がカートリッジから取り外される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置１を側方から見た断面構造図である。図２は図１の電子線発生装置１をＡ-Ａ線方向に沿って切断した断面図である。図１及び図２に示すように、電子線発生装置１は４本の光電面収容カートリッジ３が入れられるカートリッジボックス５と、光電面にレーザ光を照射する部屋であるレーザ光照射室７３及びカートリッジボックス５が配置される待機室７１から構成されるチャンバ７と、レーザ光照射室７３に配置され光電面収容カートリッジ３の蓋である金属膜を破るための膜破り器９と、待機室７１に挿入可能であり、光電面収容カートリッジ３の光電面３１を移動させるための移動用パイプ１１と、待機室７１に挿入可能でありかつ移動用パイプ１１と同軸でその外周に配置され、膜破り器９の位置まで光電面収容カートリッジ３を押し出す押出用パイプ１３と、を備える。なお、光電面収容カートリッジ３は断面ではなく側面が示されている。カートリッジボックス５に入れられる光電面収容カートリッジ３は４本であるが、これ以外の複数本でもよいし、１本でもよい。
【００２２】
チャンバ７の待機室７１は光電面収容カートリッジ３の待機場所となる。待機室７１は円筒部７１１及びその両端面となる端面部７１３,７１５で構成される。端面部７１３には開口７１７が形成され、これにより待機室７１はレーザ光照射室７３とつながっている。
【００２３】
カートリッジボックス５は、待機室７１の円筒部７１１と同軸の円筒形状を有する。カートリッジボックス５は、待機室７１の端面部７１５側に配置された回転制御系５１により、カートリッジボックス５の円周方向であるB方向に回転自在に待機室７１内に配置されている。さらにカートリッジボックス５には光電面収容カートリッジ３の数に対応した数（ここでは４個）のスライダ５５が取付けられている。スライダ５５で光電面収容カートリッジ３が保持される。光電面収容カートリッジ３は、スライダ５５に乗せられた状態で膜破り器９の位置まで押し出される。チャンバ７内は高温かつ真空状態とされるので、チャンバ７内に配置される部品（例えばカートリッジボックス５、スライダ５５）の材料はステンレス等の金属が好ましい。待機室７１の円筒部７１１には待機室７１に通じるパイプ７７の一方の端部が接続されている。パイプ７７の他方の端部は排気／分析系２５と接続されている。排気／分析系２５によりチャンバ７内を真空にするための排気やチャンバ７内の残留ガス分子の分析をする。
【００２４】
レーザ光照射室７３は、端面部７１３の開口７１７と反対側に開口７１９を有し、開口７１９を覆うように位置決め板１５が取付けられている。位置決め板１５は光電面３１から電子を放出させる際に光電面３１の位置決め部となる貫通穴１５１を有する。貫通穴１５１は入口部１５３及び出口部１５５を有する。入口部１５３がレーザ光照射室７３側に位置している。入口部１５３を覆うように位置決め板１５に膜破り器９が取付けられている。膜破り器９は円錐形状の表面を有する円錐面部９１を備える。円錐面部９１の頂点は端面部７１３の開口７１７と対向している。
【００２５】
待機室７１の端面部７１５及びカートリッジボックス５には移動用パイプ１１及び押出用パイプ１３が通ることが可能な貫通穴７５，５３が形成されている。スライダ５５には移動用パイプ１１が通ることが可能な貫通穴５７が形成されている。押出用パイプ１３の一方の端部１３３は、制御系１７により矢印Ｃ方向及びその逆である矢印Ｄ方向に移動可能な移動板１９に固定されている。制御系１７により移動板１９が矢印Ｃ方向に移動したとき、押出用パイプ１３の他方の端部１３５がスライダ５５に矢印Ｃ方向の力を加える。これにより、光電面収容カートリッジ３はスライダ５５と一体の状態でレーザ光照射室７３に押し出させる。
【００２６】
移動用パイプ１１は移動板１９の貫通穴を通り制御系１７に接続されている。移動用パイプ１１は制御系１７により矢印Ｃ、Ｄ方向及び回転の制御がされる。移動板１９と待機室７１の端面部７１５とはベローズ２３により接続されている。これにより、端面部７１５の貫通穴７５を外部雰囲気から遮断している。移動板１９と端面部７１５との間にある移動用パイプ１１及び押出用パイプ１３はベローズ２３により覆われている。
【００２７】
次に、膜破り器９の構造の詳細を説明する。図３は位置決め板１５に取付けられた膜破り器９の斜視図である。円錐面部９１は、その内部に空間を有しかつその円錐形状の頂点から底面に沿って二つに割れる構造をしている。二つに割れた一方が半円錐面部９１１であり、他方が半円錐面部９１３である。半円錐面部９１１（９１３）の表面には、レバー９２（９５）の一方の端部が取付けられている。レバー９２（９５）は位置決め板１５に取付けられた支点部９３（９６）を中心として回動する。位置決め板１５とレバー９２（９５）の他方の端部はバネ９４（９７）により接続されている。バネ９４（９７）は伸びる方向に付勢されている。これにより、レバー９２（９５）の他方の端部に力が作用しないとき、円錐面部９１が閉じた状態となる。
【００２８】
一方、レバー９２（９５）の他方の端部に力が作用することにより円錐面部９１が開いた状態となる。図４は円錐面部９１が開いた状態の斜視図であり、図５はその平面図である。レバー９２（９５）の他方の端部に矢印Ｃ方向、つまり図１において端面部７１３の開口７１７から位置決め板１５に向かう方向に力が作用したとき、円錐面部９１が開いた状態となる。
【００２９】
次に、第１実施形態に係る光電面収容カートリッジ３について説明する。図６は光電面収容カートリッジ３の斜視図である。光電面収容カートリッジ３は光電面３１を真空封止したものであり、円筒部３２と、円筒部３２の一方及び他方の開口側に位置する端部３３，３４と、これらの中に収容された光電面３１及びベローズ３６と、を備える。円筒部３２、端部３３，３４により内部に光電面３１が収容されたカートリッジの一例が構成される。
【００３０】
図７は端部３３の側断面図である。端部３３はリング状をしており、その内周面で規定される開口３３１には、光電面３１と対向するように金属膜３５があてがわれている。金属膜３５は例えば溶接により端部３３の内周面に取付けられている。金属膜３５は、光電面３１から放出される電子をカートリッジ（円筒部３２、端部３３，３４）の外部に取り出すことができるようにするために光電面３１が最初に使用される前に開けられものであり、カートリッジの内部と外部とを遮断する蓋の一例である。光電面収容カートリッジ３が図１に示す押出用パイプ１３によりレーザ光照射室７３に押し出されたとき、金属膜３５は円錐面部９１により破られことにより、光電面収容カートリッジ３の蓋が開けられるのである。
【００３１】
金属膜３５は、破られるときにチャンバ７内に金属膜３５の破片が飛び散らずかつチャンバ７内にガスを放出しない材料が好ましい。また、金属膜３５の厚みは円錐面部９１により破ることが可能な大きさである。よって、金属膜３５の材料としては、例えばコバールであり、その厚みは例えば約３０μｍである。金属膜３５の厚みは、例えば５〜５０μｍである。
【００３２】
図８は端部３４の側断面図である。端部３４の端面において中央部分は周辺部分より厚みが大きく、中央部分には図１に示す移動用パイプ１１が通る貫通穴３４１が形成されている。また、中央部分にはベローズ３６の一方の端部が例えば溶接により取付けられている。ベローズ３６の他方の端部には基板３７を介して光電面３１が取付けられている。移動用パイプ１１の先端部１１３は図１に示す貫通穴７５，５３，５７を通り、貫通穴３４１を通ることによりベローズ３６の内部に入ることができる。ベローズ３６は開口３３１（図７）を通してカートリッジの外部に光電面３１が移動可能に保持する手段の一例である。
【００３３】
図６を用いて光電面収容カートリッジ３の説明を続ける。円筒部３２内にはベローズ３６を通すアノードリング３８が配置されている。アノードリング３８は再活性化後の光電面３１の感度をモニターする際に使用される。すなわち、モニター用の光を再活性化後の光電面３１に照射し、これにより生じる光電流を、アノードリング３８を用いて測定することにより、光電面３１の感度をモニターするのである。また、円筒部３２内には光電面３１の再活性化用の供給源３９が配置されている。アノードリング３８及び供給源３９は、それぞれ導電性金属のリボン（図示せず）により保持されている。リボンは、円筒部３２内に埋め込まれた導電性金属のピン（図示せず）と電気的に接続されている。ピンを介してアノードリング３８及び供給源３９に外部から電圧が印加される。なお、供給源３９の代わりに蒸着源を配置することもできる。蒸着源の蒸着物質を通電やレーザーアブレーションすることにより、光電面３１の表面上に数nm〜数十nm程度の膜厚でコーティングする。これにより、光電面３１の感度を劣化させる残留ガス分子の影響を少なくできるので、光電面３１の長寿命化が可能となる。蒸着源、アノードリング３８、供給源３９は本発明に係る光電面収容カートリッジにとって必須ではなく、必要に応じて配置するものである。
【００３４】
光電面３１の材料としては、例えば、ダイヤモンド,GaN,AlGaN,InGaN,Cs2Te,Rb:Cs2Te,Cs-K-Te,Rb-Te,K-Te,GaAs,CsK2Sb,Cs3Sb,PbCs,Cu,Mg,LaB6がある。光電面３１を保持する基板３７の材料は、ステンレス等の金属が用いられる。光電面３１が反射型の場合、光電面３１は金属や半導体でできた円板状の下地基板の上に製膜される。光電面３１が透過型の場合、光電面３１はガラスでできた円板状の下地基板の上に成膜される。特にこの場合には光電面３１を保持する基板３７にはレーザ光を通すための貫通孔が形成される。円筒部３２の材料は例えばＵＶ透過ガラスであり、端部３３，３４、ベローズ３６の材料はコバールやステンレスである。円筒部３２、端部３３，３４、ベローズ３６、基板３７の材料はこれらに限定されず、耐熱性がありガスを放出しないならば他の材料も使用することができる。
【００３５】
次に、電子線発生装置１の動作について図１、図２、図９〜図１３を用いて説明する。図９〜図１３は、電子線発生装置１の動作を説明するための図であり、光電面収容カートリッジ３Ａ、膜破り器９及びそれらの周囲に位置する部品の断面が示されている。図１、図９〜図１３に示す光電面収容カートリッジ３Ａにおいてアノードリング３８及び供給源３９の図示は省略されている。
【００３６】
図１に示すように、レーザ光照射室７３の入口である開口７１７と対向する光電面収容カートリッジ３（図面では光電面収容カートリッジ３Ａ）が、膜破り器９に向けてレーザ光照射室７３に押し出される光電面収容カートリッジ３である。まず、図９に示すように、図１の制御系１７により移動板１９を矢印Ｃ方向に直線移動させ、押出用パイプ１３の端部１３５を端面部７１５の貫通穴７５及びカートリッジボックス５の貫通穴５３に通し、押出用パイプ１３の端部１３５をスライダ５５Ａの底面部に当接させる。移動板１９の上記直線移動によりベローズ２３が縮められる。
【００３７】
図１０に示すように、図１の制御系１７により移動用パイプ１１を矢印Ｃ方向に直線移動させ、移動用パイプ１１を貫通穴７５，５３、スライダ５５Ａの貫通穴５７、光電面収容カートリッジ３Ａの端部３４の貫通穴３４１（図９）に通し、光電面収容カートリッジ３Ａのベローズ３６内部に挿入し、移動用パイプ１１の先端部１１３を基板３７の位置に到達させる。移動用パイプ１１の先端部１１３には外ネジが形成され、基板３７には内ネジが形成されている。これらのネジは同じ規格である。図１の制御系１７により移動用パイプ１１を回転させ、先端部１１３の外ネジを基板３７の内ネジに締めることにより、先端部１１３を基板３７に固定する。
【００３８】
次に、図１１に示すように、図１の制御系１７により移動用パイプ１１を矢印Ｄ方向に直線移動させ、ベローズ３６の長さを最短にする。そして、図１２に示すように、図１の制御系１７により押出用パイプ１３を矢印Ｃ方向に直線移動させ、押出用パイプ１３の端部１３５でスライダ５５Ａの底面部を押すことにより、光電面収容カートリッジ３Ａをスライダ５５Ａと一体の状態でレーザ光照射室７３に向けて押し出す。これにより、光電面収容カートリッジ３Ａの金属膜３５は、閉じた状態の円錐面部９１の頂点部に衝突する。この頂点部は尖っているので、押出用パイプ１３でスライダ５５Ａの底面部をさらに押すことにより、円錐面部９１により金属膜３５に穴が開けられる。そして、押出用パイプ１３でスライダ５５Ａの底面部をさらに押すと、スライダ５５Ａの先端部により半円錐面部９１１のレバー９２及び半円錐面部９１３のレバー９５が矢印Ｃ方向に押される。これにより、半円錐面部９１１,９１３が開き始め、半円錐面部９１１,９１３により金属膜３５が破かれる。レバー９２,９５がさらに矢印Ｃ方向に押されることにより、半円錐面部９１１,９１３の開きがさらに大きくなるので、半円錐面部９１１,９１３により破かれた金属膜３５は光電面収容カートリッジ３Ａの端部３３の側面側に押し退けられる。
【００３９】
次に、図１３に示すように、図１の制御系１７により移動用パイプ１１を矢印Ｃ方向に直線移動させ、光電面３１を開いた半円錐面部９１１,９１３で形成される空間を通すことにより、光電面収容カートリッジ３Ａの外部に移動させ、位置決め板１５の貫通穴１５１に入る。貫通穴１５１の出口部１５５の径は基板３７の径より小さいので、基板３７が出口部１５５に当接することにより光電面３１の位置決めがなされる。この状態で光電面３１にレーザ光ＬＢを照射し、光電面３１から電子を放出させることにより電子線を発生させる。
【００４０】
第１実施形態の光電面３１は透過型であり、レーザ光ＬＢを光電面３１に照射する径路は以下の通りである。まず、図２に示すレーザ光源２１で発生したレーザ光ＬＢは、待機室７１の円筒部７１１に形成されたレーザ導入口７２１を通り待機室７１に入る。そして、図１４に示すように、レーザ光ＬＢは押出用パイプ１３の貫通孔１３１及び移動用パイプ１１の貫通孔１１１を通り、移動用パイプ１１内に入る。レーザ光ＬＢは移動用パイプ１１内に配置された反射ミラー１１５により、先端部１１３に向けて反射される。そして、レーザ光ＬＢは基板３７の貫通孔を透過し光電面３１に入射することにより、光電面３１から電子線ＥＢが発生する。
【００４１】
第１実施形態において、移動用パイプ１１の貫通孔１１１から光電面３１までの距離は例えば３０cm以下にすることができる。よって、レーザ光ＬＢのアライメントは、光電面に加速器側からレーザ光を入射する反射型に比べて非常に容易となる。また、反射型では斜め方向から光電面にレーザ光を照射しなければならないので、レーザ光のビームが楕円形となる。よって、反射型は楕円形の長軸方向のエミッタンスが大きくなる。これに対して、透過型である第１実施形態は光電面３１に直角にレーザ光ＬＢを照射できるので、低いエミッタンスが得られる。なお、光電面３１が透過型の場合を説明したが、光電面３１が反射型の場合も本発明を適用することができる。
【００４２】
真空のチャンバ内にガラス管に真空封入された光電面を配置し、ガラス管を割り、光電面を位置決め板の位置まで移動させることにより、光電面の位置決めをすることもできる。しかし、この場合、割れたガラス管の破片や粒により、チャンバ７を真空にする排気／分析系２５の排気系が性能低下したり故障することがある。第１実施形態では、破られたものが金属膜なのでこのような問題が生じにくい。
【００４３】
なお、第１実施形態において、半円錐面部９１１,９１３や破られた金属膜３５により、光電面３１が損傷しない位置に光電面３１を配置する必要がある。第１実施形態では図１２に示すようにベローズ３６の長さを最短にすることにより、光電面３１の損傷を防いでいる。光電面３１が損傷しない位置ならばベローズ３６の長さは最短でなくてもよい。
【００４４】
さて、図１３に示す光電面収容カートリッジ３Ａの光電面３１は使用によりその感度が劣化するので、他の光電面収容カートリッジ３の光電面３１と交換する必要がある。この動作を説明する。まず、制御系１７により移動用パイプ１１を矢印Ｄ方向に移動させることにより、図１２に示すようにベローズ３６の長さを最短にする。そして、制御系１７により移動用パイプ１１及び移動板１９（図１）を矢印Ｄ方向に移動させることにより、移動用パイプ１１に基板３７が固定された光電面収容カートリッジ３Ａを待機室７１に戻す（図１１）。次に、制御系１７により移動用パイプ１１を回転させることにより、移動用パイプ１１の先端部１１３の外ネジを基板３７の内ネジから外す。次に、図１に示すように、制御系１７により移動用パイプ１１及び移動板１９を矢印Ｄ方向に移動させることにより、移動用パイプ１１及び押出用パイプ１３はカートリッジボックス５の貫通穴５３及び待機室７１の貫通穴７５を通って抜き取られる。そして、図２に示す回転制御系５１によりカートリッジボックス５をＢ方向のいずれかに回すことにより、他の光電面収容カートリッジ３をレーザ光照射室７３の開口７１７と対向する位置に移動させる。そして、光電面収容カートリッジ３Ａを用いて先程の説明と同様に、他の光電面収容カートリッジ３の光電面３１を位置決め板１５に位置決めし、レーザ光ＬＢを光電面３１に照射することにより電子線を発生させる。
【００４５】
一方、光電面収容カートリッジ３Ａの感度が劣化した光電面３１は、再活性化することにより、光電面３１の再使用が可能となる。図２に示すように、待機室７１のうち再活性化処理がされる場所には、ガラス窓部７９が設けられている。ガラス窓部７９は、図２において裏側、つまりレーザ光照射室７３側に位置する。再活性化をするには、回転制御系５１によりカートリッジボックス５を回すことにより、再活性化が必要な光電面３１を有する光電面収容カートリッジ３Ａをガラス窓部７９と対向する位置に移動させる（図１５）。そして、ガラス窓部７９を介して感度測定用レーザ光を光電面収容カートリッジ３Ａ内の光電面３１に照射することにより、光電面３１の感度を確認する。光電面３１の感度を確認しながら再活性化処理をする。これにより、光電面３１の感度が回復し、光電面３１の再使用が可能となる。再活性化には、（１）加熱による再活性化、（２）Cs蒸着による再活性化、（３）レーザアブレーションによる再活性化がある。なお、待機室７１の円筒部７１１には観察窓７２３が取付けられており、観察窓７２３を介して再活性化処理がされている光電面３１を観察することができる。
【００４６】
（１）加熱による再活性化
光電面がCs2Teの場合、真空のチャンバ内の残留酸素分子が光電面の表面に吸着し、光電面の感度が大きく劣化することが知られている。光電面の加熱によりこの吸着酸素分子を光電面の表面から離脱させると、光電面の感度を回復させることができる。図１６は光電面３１の加熱装置を示す図である。光電面３１を加熱するためのヒータ２７が支持棒２７３の先端部に取付けられている。ヒータ制御系２７１はヒータ２７の温度制御及びヒータ２７の位置制御をする。ヒータ２７は図２において待機室７１の端面部７１５側に配置されている。
【００４７】
図１５に示すように、加熱による再活性化は、まず、ヒータ制御系２７１により支持棒２７３を直線移動させることにより、ヒータ２７を待機室７１内に入れ、ヒータ２７を光電面収容カートリッジ３Ａ内の基板３７に接触させる。そして、ヒータ制御系２７１によりヒータ２７を構成するセラミックスを表面にコーティングして電気的に絶縁したニクロム線に電流を流し、ヒータ２７を発熱させることにより、光電面３１を加熱し再活性化させる。
【００４８】
再活性化による光電面の感度の回復程度について具体的に説明する。図１７は、光電面の使用時間と光電流との関係及び光電流と光電面温度との関係を示すグラフである。横軸は光電面の使用時間（ｈ）、つまり光電面にレーザ光を照射し電子線を発生させている時間を示している。左縦軸は光電面の光電流の相対値を示している。チャンバ内の真空度が約４×１０-7Pa以下、励起用紫外線ランプの波長が２５４nm、ランプ光の照射径が３mmのときに流れる２０μAの光電流を基準としている。右縦軸は光電面の温度（℃）を示している。図１７中の矢印から分かるように、Cs2Teの光電面は使用により初期状態から約４７％にまで感度が劣化している。この光電面の温度を加熱により約１６０℃上昇させると、光電面の感度は初期値の約８３％にまで回復している。
【００４９】
（２）Cs蒸着による再活性化
光電面の材料がGaAs,GaN,AlGaN,InGaNの場合、光電面の使用中その表面からCsが脱離することにより、光電面の感度が劣化することが知られている。図１５に示す光電面収容カートリッジ３Ａの光電面３１を、ヒータ２７の位置制御をするヒータ制御系２７１を用いて先程と同様の方法により移動させることにより、光電面３１をCsの供給源３９（図６）に近づける。Csの供給源３９からCsを光電面３１に供給することにより、光電面３１の感度を回復させる。これによれば、光電面３１にCsを非常に近い距離から供給可能であるので、少ないCs量で光電面３１の感度を回復させることができる。Csの供給量が多くなるとチャンバ７を通り電子線の加速部等に入るCs量も多くなるので、加速電圧の放電や加速電極からの暗電流の増加等が問題となる。第１実施形態ではこのような問題を軽減することができる。
【００５０】
（３）レーザアブレーションによる再活性化
光電面の材料がCu、Mg又はPbCsの場合、光電面の表面にチャンバ内の残留ガス分子が吸着することやそれによる光電面の変質により、光電面の感度の劣化が知られている。光電面の表面層をレーザアブレーションにより除去することにより、この感度の劣化を回復させることができる。
【００５１】
図１５に示すように、レーザアブレーションによる再活性化は、ガラス窓部７９を介して図示しないレーザ光源から発生したレーザ光を待機室７１に入射させ、光電面３１上にレーザ光の焦点を合わせることで光電面３１の表面をアブレーションさせる。焦点位置をスキャンすることで光電面３１の表面全体の感度を回復させることができる。
【００５２】
この再活性化による光電面の感度の回復程度について具体的に説明する。図１８は、光電面の使用時間と光電流との関係を示すグラフである。横軸は光電面の使用時間（ｈ）を示している。縦軸は光電面の光電流（nA）を示している。PbCsの光電面の使用条件は、チャンバ内の真空度が約５．３×１０-7Pa以下、励起用紫外線ランプの波長が２５４nm、ランプ光の照射径が３mm、初期量子効率が８．６×１０-4であった。
【００５３】
光電面を上記条件により使用した場合における時間と光電流との関係をグラフ中に白丸で表している。光電面を約４５０時間使用後、波長２４８nm、周波数１０HzのKrFエキシマレーザにより光電面の表面を約３分間スキャンし光電面の感度を回復させた（第１回再活性化）。その結果、光電面の感度は矢印Ｅの先端に示す値まで回復した。KrFエキシマレーザのエネルギーは２．７mJ／パルスであった。
【００５４】
第１回再活性化後の光電面を再び上記条件により使用した場合における時間と光電流との関係をグラフ中に黒丸で表している。光電面を約５２０時間使用後、波長２４８nm、周波数１０HzのKrFエキシマレーザにより光電面の表面を約３分間スキャンし光電面の感度を回復させた（第２回再活性化）。その結果、光電面の感度は矢印Ｆの先端に示す値まで回復した。KrFエキシマレーザのエネルギーは１．５mJ／パルスであった。光電面の量子効率は５．２×１０-3、光電流は約３００nAとなった。最初の光電流が約５０nAなので光電面の感度は６倍になった。なお、グラフ中に白四角は第２回再活性化後の光電面を再び上記条件により使用した場合における時間と光電流との関係を表している。
【００５５】
以上説明したように電子線発生装置１は、光電面３１を収容した光電面収容カートリッジ３を備えている。光電面３１を使用する際に蓋である金属膜３５を破ることにより、光電面３１を使用することができる。光電面の製膜にはノウハウがあり、電子線発生装置の使用者にとって高い量子効率を有する光電面を確実に作製するのは難しい。電子線発生装置１によれば使用者は光電面を製膜する必要がないので、光電面の生産者が作製した高い量子効率を有する光電面を使用することができる。
【００５６】
また、電子線発生装置１によれば、ある光電面収容カートリッジ３の光電面３１の感度が劣化した場合、直ちに他の光電面収容カートリッジ３の光電面３１に交換できる。よって、光電面３１の感度が劣化した場合、長時間を要する光電面の製膜の必要がないので電子線発生装置１を効率的に使用することができる。
【００５７】
また、電子線発生装置１によれば、他の光電面収容カートリッジ３の光電面３１を使用した状態で劣化した光電面３１の再活性化処理ができるので、この点からも電子線発生装置１を効率的に使用することができる。
【００５８】
また、電子線発生装置１によれば、カートリッジボックス５に種類の違う光電面３１を入れることができるので、光電面３１の種類の変更が容易となる。これにより、電子線の用途に応じて光電面３１を変更する場合、その変更を容易にすることができる。
【００５９】
次に、第１実施形態の変形例について説明する。図１９は、この変形例に係る光電面収容カートリッジ３が配置された待機室７１とその周辺の断面図である。図１９において図９に示す符号と同一要素については同一符号を付すことによりその説明を省略する。
【００６０】
光電面収容カートリッジ３は円筒状のカバー３２１で覆われている。カバー３２１の内径は光電面収容カートリッジ３の径とほぼ同一である。図２０はカバー３２１の側断面図である。カバー３２１は高温真空状態で使用されるので、例えば、ステンレスのような耐熱性及びガスを放出しない材料が好ましい。カバー３２１の一方の端部３２３は、その中央部に膜破り器９の円錐面部９１が通る貫通穴３２５と、その周辺部に膜破り器９のレバー９２，９５と当接する当接面３２７と、を有する。カバー３２１の他方の端部３２９は開口を有する。
【００６１】
図１９に示すように、変形例のスライダ５５は光電面収容カートリッジ３の高さ方向に対応する方向の長さが短く、光電面収容カートリッジ３の端部３４及びその付近にある一部の円筒部３２を覆っているのみである。カバー３２１をその端部３２９の開口から光電面収容カートリッジ３の端部３３に被せ、カバー３２１の端部３２９がスライダ５５と当たる位置まで被せる。この状態でカバー３２１の端部３２７が光電面収容カートリッジ３の端部３３と接触しないように、カバー３２１の長さを決めておく。端部３３は光電面収容カートリッジ３の金属膜３５を含む蓋に相当する。この状態におけるカバー３２１の端部３２７と光電面収容カートリッジ３の端部３３との距離は、例えば約０．５mmである。光電面収容カートリッジ３の端部３４は、図示しないが例えばビスによりスライダ５５に保持されている。これにより、光電面収容カートリッジ３がスライダ５５から外れるのを防いでいる。
【００６２】
先程説明した光電面収容カートリッジ３Aの押し出し動作と同様に、図１９に示す移動用パイプ１１でベローズ３６の長さを最短にし、押出用パイプ１３により矢印Ｃ方向にスライダ５５を押す。これにより、光電面収容カートリッジ３がレーザ光照射室７３に押し出され、円錐面部９１の先端により光電面収容カートリッジ３の金属膜３５に穴が開けられる。さらに、押出用パイプ１３によりスライダ５５を押すと、カバー３２１の当接面３２７がレバー９２，９５を押圧することにより、半円錐面部９１１，９１３が開き、光電面収容カートリッジ３の金属膜３５が破られる。上記のようにカバー３２１の端部３２７が光電面収容カートリッジ３の端部３３と接触していないので、カバー３２１の当接面３２７がレバー９２，９５を押圧した際に生じる反作用は、主にカバー３２１を介してスライダ５５に伝達される。これにより、光電面収容カートリッジ３のカートリッジ（端部３３、円筒部３２、端部３４）を上記反作用の衝撃から保護することができる。光電面収容カートリッジ３のカートリッジが壊れやすい材料の際にこの変形例は有効である。
【００６３】
次に、本実施形態の第２実施形態について説明する。図２１は、第２実施形態に係る光電面収容カートリッジ４の断面図である。図２１において、図６に示す第１実施形態に係る光電面収容カートリッジ３の要素と同一要素については同一符号を付すことによりその説明を省略する。
【００６４】
光電面収容カートリッジ４は、光電面３１を収容し一方の端部４１３に開口４１５を有する円筒容器４１と、開口４１５にあてがわれるネジ式の蓋４３と、を備える。蓋４３の開閉の際に円筒容器４１や蓋４３には力が作用するので、これらの材料は金属が好ましい。蓋４３にはガラス窓４３１が形成されている。ガラス窓４３１を介して、光電面を成膜するときに用いられる光を導入する。
【００６５】
円筒容器４１において、端部４１３の径を他の部分の径より小さくすることにより、端部４１３に段差を形成している。この段差と蓋４３とで形成される空間にシール４５を配置することにより、光電面収容カートリッジ４を密閉している。シール４５の材料は、例えば、ゴムOリング、メタル中空Oリング、インジウム等の金属線材からなるリングがある。
【００６６】
円筒容器４１の他方の端部４１１のうち、光電面収容カートリッジ４の内側にはベローズ３６が固定され、外側には凸部４７が形成されている。凸部４７は貫通穴４７１を有し、移動用パイプ１１は貫通穴４７１を介してベローズ３６内に入る。また、凸部４７の側壁にはＬ型穴４７３が形成されている。
【００６７】
次に、第２実施形態に係る電子線発生装置の構造について説明する。図２２は第２実施形態に係る電子線発生装置２を側方から見た断面構造図である。図２３は図２２の電子線発生装置２をＡ-Ａ線方向に沿って切断した断面図である。図２２及び図２３において、図１及び図２に示す第１実施形態に係る電子線発生装置１の要素と同一要素については同一符号を付すことによりその説明を省略する。
【００６８】
第２実施形態において、待機室７１には第１実施形態における再活性化処理のための場所が設けられておらず、その代わりに、その場所で蓋４３を外す処理がなされる。このため、蓋４３を外すための蓋外し装置６１が図２３の表側、つまりレーザ光照射室７３の反対側に配置されている。回転制御系５１によりＢ方向のいずれかにカートリッジボックス５を回すことにより、蓋４３を外す処理がされる場所に光電面収容カートリッジ４を移動させる。
【００６９】
図２３に示すように、第２実施形態は第１実施形態と同様に、カートリッジボックス５に光電面収容カートリッジ４を入れるスペース５９を四つ有する。しかし、それらのうち一箇所のスペース５９（５９A）にしかスライダ５５が設けられていない。他のスペース５９に蓋４３が被さった光電面収容カートリッジ４を入れ、蓋４３をカートリッジボックス５に固定する。これにより、光電面収容カートリッジ４がカートリッジボックス５に保持される。一方、スペース５９Aには蓋４３が被さった光電面収容カートリッジ４を入れず空にしておく。そして、蓋外し装置６１により蓋４３が外された光電面収容カートリッジ４をスペース５９Aのスライダ５５に乗せ、第１実施形態で説明したようにレーザ光照射室７３へ押し出等がなされる。
【００７０】
このように第２実施形態では蓋４３を外すことにより光電面３１を光電面収容カートリッジ４の外に取り出すことができるので、レーザ光照射室７３に膜破り器を配置する必要がない。
【００７１】
次に、光電面収容カートリッジ４から蓋４３を外し、光電面収容カートリッジ４を押出用パイプ１３でレーザ光照射室７３に押し出すまでの動作を説明する。図２４〜図２７は、この動作を説明するための図であり、光電面収容カートリッジ４及びそれらの周囲に位置する部品の断面が示されている。図２４〜図２７に示す光電面収容カートリッジ４においてアノードリング３８及び供給源３９の図示は省略されている。
【００７２】
まず、図２４に示すように、光電面収容カートリッジ４を蓋４３が外される場所に位置させる。蓋４３はカートリッジボックス５に図示しないネジ等により固定されている。蓋外し装置６１は、先端にフック６１３が取付けられた棒６１１と、棒６１１の動きを制御する制御系６１５と、を備える。制御系６１５により棒６１１を矢印Ｃ方向に直線移動させ、フック６１３を凸部４７の貫通穴４７１に入れる。
【００７３】
図２５に示すように、制御系６１５により棒６１１を回転させ、フック６１３をL型穴４７３に嵌め込む。制御系６１５により棒６１１をさらに回転させることにより、円筒容器４１を回転させ、蓋４３を円筒容器４１から外す。
【００７４】
図２６に示すように、制御系６１５により棒６１１を矢印D方向に直線移動させ、円筒容器４１を待機室７１から抜き出す。そして、図２３に示すスライダ５５を蓋４３を外す処理がされた場所に移動させる。制御系６１５により棒６１１を矢印C方向に直線移動させ、フック６１３に引っかけられている円筒容器４１をスライダ５５に入れる。
【００７５】
そして、カートリッジボックス５を図２３の回転制御系５１でＢ方向のいずれかに回転させることにより、図２７に示すようにスライダ５５をレーザ光照射室７３と対向する位置に移動させる。そして、第１実施形態と同様にして、移動用パイプ１１を基板３７に固定させる。後の動作は第１実施形態と同じである。
【００７６】
次に、本実施形態の応用例の一例について説明する。図２８は電子線発生装置１を用いた高周波電子銃の断面構造図である。高周波電子銃は加速器用電子銃の一例であり、電子線発生装置１に加速用空洞８３を有する共振器８１を取付けた構造をしている。加速用空洞８３の入口部８５に光電面３１が面するように、共振器８１が位置決め板１５に固定されている。加速用空洞８３の出口部８７から加速された電子線が出射される。
【００７７】
図示しないマイクロ波発生装置により、例えば、Sバンド（２８５６MHz）のマイクロ波を加速用空洞８３に入れ、加速用空洞８３内に高電界を発生させる。高周波電子銃は、このマイクロ波の位相と光電面３１に入射するレーザ光LＢの位相を合わせることにより、この高電界を用いて光電面３１から発生する電子を急速に加速する電子銃である。
【００７８】
図２８に示す高周波電子銃は、Cs2Teからなる透過型の光電面３１をレーザ光源２１（図２）で発生したYAGレーザの４倍波（２６６nm）のレーザ光LBで励起している。このとき、光電面３１の量子効率が１５％、レーザ光LBのエネルギーが３１nJとすると、１nCのクーロン数のパルス電子が得られる。
【００７９】
ところで、高周波電子銃は加速電界強度を上げるために、加速用空洞８３内に電場をかけ続けるコンディショニング作業をする必要がある。コンディショニング作業の際、光電面の材料は無酸素銅であるのが好ましい。そこで、ある光電面収容カートリッジ３の光電面３１の材料を無酸素銅とし、他の光電面収容カートリッジ３の光電面３１の材料をCs2Teとする。無酸素銅の光電面３１でコンディショニング作業をすることにより、他の光電面収容カートリッジ３の光電面３１がイオンフィードバックや劣化した真空度での使用等により、光電面３１の使用前に光電面３１の感度が劣化するのを防ぐことができる。
【００８０】
次に、本実施形態の応用例の他の例について説明する。図２９は電子線発生装置１を用いた電子線露光装置の断面構造図である。電子線露光装置は電子線発生装置１を電子線露光用の電子銃としており、電子線発生装置１に真空チャンバである露光室１０１を取付けた構造をしている。露光室１０１の入口部１０３に光電面３１が面するように、露光室１０１が位置決め板１５に固定されている。露光室１０１内の入口部１０３と対向する位置には、半導体ウエハWが載置されるステージ１０５が配置されている。入口部１０３とステージ１０５との間の露光室１０１内には、入口部１０３側から順に、光電面３１から発生した電子を加速する加速用電極１０７、加速した電子を偏向する偏向電極１０９、偏向した電子を収束させる電子レンズ１０２が配置されている。
【００８１】
光電面３１から発生した電子は加速用電極１０７により加速され、加速された電子は電子レンズ１０２によりビーム径が絞られて、半導体ウエハW上に照射される。そして、偏向電極１０９により電子を偏向することにより、半導体ウエハW上を走査する。これにより、半導体ウエハWのレジストを所定パターンに露光する。
【００８２】
半導体ウエハWに微細な線幅の配線を形成するため、電子線露光装置には高輝度かつ微小なビームサイズの電子線が要求される。図２９に示すような光電面を用いた電子線発生装置は、熱電子銃や電界放出型電子銃に比べて単色性の高い電子線放射が可能でるので、微細な線幅を形成するための露光を実現に有利である。また、図２９に示す電子線露光装置は複数の光電面収容カートリッジ３を備えているので、ロスタイムの少ない電子線露光が可能となるので、スループットを向上させることができる。
【００８３】
なお、図２８及び図２９の応用例は第１実施形態に係る電子線発生装置１を用いたが第２実施形態に係る電子線発生装置２を用いることもできる。
【００８４】
また、本実施形態において、光電面３１を光電面収容カートリッジ３，４の外部に移動させてから光電面３１にレーザ光ＬBを照射し光電面３１から電子を放出させている。しかしながら、光電面収容カートリッジ３，４の蓋（金属膜３１、蓋４３）を開けた状態で光電面収容カートリッジ３，４内の光電面３１にレーザ光ＬBを照射し光電面３１から電子を放出させてもよい。
【００８５】
【発明の効果】
本発明に係る電子線発生装置は、光電面から放出される電子をカートリッジの外部に取り出すことができるようにするために光電面が最初に使用される前に開けられる蓋を備えた光電面収容カートリッジを利用している。光電面の製膜にはノウハウがありかつ長時間要するが、この光電面収容カートリッジは蓋を開けるだけで光電面の使用が可能になる。よって、電子線発生装置の使用者は光電面を製膜する必要なく電子線発生装置を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置を側方から見た断面構造図である。
【図２】図１の電子線発生装置をＡ-Ａ線方向に沿って切断した断面図である。
【図３】本実施形態の第１実施形態に係る膜破り器の円錐面部が閉じた状態の斜視図である。
【図４】本実施形態の第１実施形態に係る膜破り器の円錐面部が開いた状態の斜視図である。
【図５】本実施形態の第１実施形態に係る膜破り器の円錐面部が開いた状態の平面図である
【図６】本実施形態の第１実施形態に係る光電面収容カートリッジの斜視図である。
【図７】本実施形態の第１実施形態に係る光電面収容カートリッジの金属膜側の端部の側断面図である。
【図８】本実施形態の第１実施形態に係る光電面収容カートリッジのベローズ側の端部の側断面図である。
【図９】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置の動作を説明するための第１工程図である。
【図１０】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置の動作を説明するための第２工程図である。
【図１１】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置の動作を説明するための第３工程図である。
【図１２】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置の動作を説明するための第４工程図である。
【図１３】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置の動作を説明するための第５工程図である。
【図１４】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置の電子線の発生動作を説明するための断面図である。
【図１５】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置の断面図である。
【図１６】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置に備えられる光電面の加熱装置を示す図である。
【図１７】本実施形態の第１実施形態における光電面の使用時間と光電流との関係及び光電流と光電面温度との関係を示すグラフである。
【図１８】本実施形態の第１実施形態における光電面の使用時間と光電流との関係を示すグラフである。
【図１９】本実施形態の第１実施形態の変形例に係る光電面収容カートリッジが配置された待機室及びその周辺の断面図である。
【図２０】本実施形態の第１実施形態の変形例に係る光電面収容カートリッジのカバーの側断面図である。
【図２１】本実施形態の第２実施形態に係る光電面収容カートリッジの断面図である。
【図２２】本実施形態の第２実施形態に係る電子線発生装置を側方から見た断面構造図である。
【図２３】図２２の電子線発生装置をＡ-Ａ線方向に沿って切断した断面図である。
【図２４】本実施形態の第２実施形態の動作を説明するための第１工程図である。
【図２５】本実施形態の第２実施形態の動作を説明するための第２工程図である。
【図２６】本実施形態の第２実施形態の動作を説明するための第３工程図である。
【図２７】本実施形態の第２実施形態の動作を説明するための第４工程図である。
【図２８】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置を用いた高周波電子銃の断面構造図である。
【図２９】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装置を用いた電子線露光装置の断面構造図である。
【符号の説明】
１・・・電子線発生装置、２・・・電子線発生装置、３・・・光電面収容カートリッジ、３A・・・光電面収容カートリッジ、４・・・光電面収容カートリッジ、５・・・カートリッジボックス、７・・・チャンバ、９・・・膜破り器、１１・・・移動用パイプ、１３・・・押出用パイプ、１５・・・位置決め板、１７・・・制御系、１９・・・移動板、２１・・・レーザ光源、２３・・・ベローズ、２５・・・排気／分析系、２７・・・ヒータ、３１・・・光電面、３２・・・円筒部、３３・・・端部、３４・・・端部、３５・・・金属膜、３６・・・ベローズ、３７・・・基板、３８・・・アノードリング、３９・・・供給源、４１・・・円筒容器、４３・・・蓋、４５・・・シール、４７・・・凸部、５１・・・回転制御系、５３・・・貫通穴、５５・・・スライダ、５５A・・・スライダ、５７・・・貫通穴、５９・・・スペース、５９Ａ・・・スペース、６１・・・蓋外し装置、７１・・・待機室、７３・・・レーザ光照射室、７５・・・貫通穴、７７・・・パイプ、７９・・・ガラス窓部、８１・・・共振器、８３・・・加速用空洞、８５・・・入口部、８７・・・出口部、９１・・・円錐面部、９２・・・レバー、９３・・・支点部、９４・・・バネ、９５・・・レバー、９６・・・支点部、９７・・・バネ、１０１・・・露光室、１０２・・・電子レンズ、１０３・・・入口部、１０５・・・ステージ、１０７・・・加速用電極、１０９・・・偏向電極、１１１・・・貫通孔、１１３・・・先端部、１１５・・・反射ミラー、１３１・・・貫通孔、１３３・・・端部、１３５・・・端部、１５１・・・貫通穴、１５３・・・入口部、１５５・・・出口部、２７１・・・ヒータ制御系、２７３・・・支持棒、３２１・・・カバー、３２３・・・端部、３２５・・・貫通穴、３２７・・・当接面、３２９・・・端部、３３１・・・開口、３４１・・・貫通穴、４１１・・・端部、４１３・・・端部、４１５・・・開口、４３１・・・ガラス窓、４７１・・・貫通穴、４７３・・・Ｌ型穴、６１１・・・棒、６１３・・・フック、６１５・・・制御系、７１１・・・円筒部、７１３・・・端面部、７１５・・・端面部、開口・・・７１７、開口・・・７１９、７２１・・・レーザ導入口、７２３・・・観察窓、９１１・・・半円錐面部、９１３・・・半円錐面部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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