JP4155093B2

JP4155093B2 - イオン源およびイオンビーム装置

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Publication number: JP4155093B2
Application number: JP2003131896A
Authority: JP
Inventors: 雅弘上田; 正康鈴木; 善之小西
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-05-09
Also published as: US20040173758A1; JP2004327405A; US6967334B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオンビームエッチングやイオンビームスパッタリング等に用いられるイオン源、およびそのイオン源を備えたイオンビーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオンビーム装置では、イオン源内に発生させたプラズマ中からイオンを引き出し、引き出したイオンを各種処理に用いる。例えば、イオンビームエッチング装置であれば引き出されたイオンを処理基板に照射してその基板をエッチングし、イオンビームスパッタ装置であれば引き出されたイオンでターゲットをスパッタリングする。
【０００３】
ところで、処理基板やターゲットが絶縁体材料である場合や、表面が絶縁体で被覆されている場合には、照射されたイオンの正電荷が絶縁体上に蓄積されて、いわゆるチャージアップにより正に帯電する。そのため、蓄積された正電荷の電界により、イオンが基板やターゲットに入射できなくなるという現象が発生する。
【０００４】
従来、このようなチャージアップを抑制するために用いられている手法としては、イオン源と被処理物（処理基板やターゲット）との間のイオンビーム軌道上にタングステンフィラメント等の金属ヒータを設置し、ヒータを高温に加熱したときに放出される熱電子を利用して蓄積された正電荷を中和する方法がある。また、イオン源と被処理物との間にイオン源とは別のプラズマ源を設けて、そのプラズマ源中の電子を利用して被処理物の正の電荷を中和する方法もある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−３１１７５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属ヒータを用いる方法の場合には、金属ヒータがイオンに曝されてスパッタリングされることになり、汚染の原因となる。また、反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）の場合には、金属ヒータとプロセスガスとの反応が問題となる。一方、別のプラズマ源を用いる方法の場合には、ＤＣ放電やＲＦ放電やマイクロ波を利用したＥＣＲ等によってプラズマを励起するが、いずれの場合にもプラズマ励起のための装置が別に必要となり、調整が難しいうえに装置コストが高価になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、プラズマ中の電子を利用してイオンビーム照射対象のチャージアップを抑制できるイオン源、およびそのイオン源を備えたイオンビーム装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によるイオン源は、プラズマ生成手段と、正電位の第１グリッドおよび負電位の第２グリッドを有し、プラズマ生成手段のプラズマ生成領域からイオンを引き出すイオン引き出し用電極と、プラズマ生成領域の電子に対する第２グリッドの電位の影響を除去し、プラズマ生成領域とプラズマ生成領域外とを連通する連通部と、第１および第２グリッドに加えてアース電位の第３グリッドとを備え、連通部は、第３グリッドと同一電位となるようにイオン引き出し用電極に設けられて、プラズマ生成領域とプラズマ生成領域外とを連通する導電性管状部材であることを特徴とする。
請求項２の発明は、プラズマ生成手段と、正電位の第１グリッドおよび負電位の第２グリッドを有し、プラズマ生成手段のプラズマ生成領域からイオンを引き出すイオン引き出し用電極と、プラズマ生成領域の電子に対する第２グリッドの電位の影響を除去し、プラズマ生成領域とプラズマ生成領域外とを連通する連通部と、第１および第２グリッドに加えてアース電位の第３グリッドとを備え、連通部は、第３グリッドと同一電位となるようにイオン引き出し用電極に設けられて、プラズマ生成領域とプラズマ生成領域外とを連通する導電性管状部材を連通部としたことを特徴とする。
請求項３の発明によるイオンビーム装置は、請求項１または２に記載のイオン源を備え、イオン源からのイオンビームをビーム照射対象に照射するものである。
請求項４の発明は、請求項３に記載のイオンビーム装置において、ビーム照射対象と第１グリッドに正電位を与える電源のコールドエンドとの間を電気的に絶縁したものである。
請求項５の発明は、請求項４に記載のイオンビーム装置において、ビーム照射対象と電源のコールドエンドとの間を接続する電気抵抗体を設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
−第１の実施の形態−
図１は本発明によるイオンビーム装置の第１の実施の形態を示す図である。図１はイオンビームエッチング装置の概略構成を示したものであり、イオン源１とエッチング処理が行われるプロセスチャンバ２とを備えている。図１に示す装置に用いられているイオン源１は、プラズマ生成手段であるプラズマ源３に、イオン引き出し用電極８を設けたものである。
【００１０】
本実施の形態におけるプラズマ源３には、高周波誘導結合によりプラズマを生成する高周波誘導結合プラズマ源が用いられている。プラズマ源３のプラズマチャンバ９には高周波導入窓４が設けられており、高周波導入窓４の外側に高周波を発生する平面型励起コイル５が配設されている。励起コイル５には１３．５６ＭＨｚの高周波電流を供給するＲＦ電源６が接続されている。高周波導入窓４は石英やセラミックス等の誘電体材料が用いられる。なお、図示していないが、励起コイル５とＲＦ電源６との間には、インピーダンスマッチングをとるためのマッチング回路が設けられる。
【００１１】
プラズマチャンバ９には、プラズマ生成用のガスがガス供給源７から導入される。本実施の形態では、プラズマ生成用ガスとしてアルゴンガスを用いる場合を例に説明する。また、プラズマチャンバ９の開口部にはイオン引き出し用電極８を構成するグリッド８ａ、グリッド８ｂ、グリッド８ｃが設けられている。グリッド８ａにはグリッド電源１０ａにより正の電位Ｖ１が与えられ、グリッド８ｂにはグリッド電源１０ｂにより負の電位（−Ｖ２）が与えられる。また、グリッド８ｃはアース電位Ｖｇとされる。なお、プラズマチャンバ９もグリッド８ａと同電位（Ｖ１）とされている。
【００１２】
本実施の形態では、イオン引き出し用電極８に導電性材料からなるエレクトロンポート１１を設けた。図１に示すイオン引き出し用電極８では、エレクトロンポート１１はグリッド８ａに設けられていて、グリッド８ａと同電位（Ｖ１）となっている。エレクトロンポート１１の詳細については後述する。プロセスチャンバ２内には、エッチング対象である基板１２を保持する基板ホルダ１３が設けられている。基板ホルダ１３は矢印Ｒ１のように回転させて傾けることができ、イオンビームＩＢに対する基板１２の角度を種々の角度に設定することができる。また、基板１２を矢印Ｒ２のように回転させる機構を基板ホルダ１３に設けても良い。プロセスチャンバ２には排気ポート２ａが設けられており、排気ポート２ａに接続された真空ポンプ（不図示）によってプロセスチャンバ２内を真空排気することができる。
【００１３】
図２はイオン引き出し用電極８の断面の一部を示す模式図である。各グリッド８ａ〜８ｃは多数の孔８０ａ，８０ｂ，８０ｃが形成された導電板である。グリッド８ａの孔８０ａとグリッド８ｂの孔８０ｂとグリッド８ｃの孔８０ｃとは同位置に重なるように同軸で形成されていて、孔８０ａ〜８０ｃを通してプラズマチャンバ９側からプロセスチャンバ２側を見通すことができる。エレクトロンポート１１はグリッド８ａ〜８ｃの孔８０ａ〜８０ｃの部分に設けられている。この場合、エレクトロンポート１１の数は１つでも良いし、複数でも良い。
【００１４】
図３はエレクトロンポート１１の斜視図である。エレクトロンポート１１は上述したように導電性材料からなり、フランジ部１１ａとフランジ部１１ａから突出するように設けられた管状部１１ｂとを有している。フランジ部１１ａにはビス止め用の孔１１ｃが形成されている。図２のイオン引き出し用電極８では、エレクトロンポート１１は、管状部１１ｂが各孔８０ａ〜８０ｃに挿入されるようにグリッド８ａに固定されている。
【００１５】
図２の２０はエレクトロンポート１１をグリッド８ａに固定するためのビスである。エレクトロンポート１１の管状部１１ｂの外径寸法ｄ１は孔８０ａ〜８０ｃの孔径寸法ｄ２よりも小さく設定され、管状部１１ｂとグリッド８ｂ，８ｃとが接触しないように固定される。管状部１１ｂの長さ寸法Ｌ１（図３参照）は、イオン引き出し用電極８の厚さ方向寸法Ｌ２以上に設定されるのが好ましい。また、管状部１１ｂの内径ｄ３は２〜１０ｍｍ程度に設定される。なお、エレクトロンポート１１の設置個数や設置位置や内径ｄ３の寸法などについては、装置の条件によって適宜設定すれば良い。
【００１６】
図１に戻って、プラズマチャンバ９にアルゴンガスを導入するとともに、励起コイル５で発生させた高周波を高周波導入窓４からプラズマチャンバ９内に導入すると、アルゴン原子から電子が分離されて、アルゴンイオン３０と電子３１とを含むプラズマが生成される。アルゴンイオン３０は正電位のグリッド８ａと負電位のグリッド８ｂとの間の電界によって加速され、その後、グリッド８ｂとアース電位のグリッド８ｃとの間で減速される。最終的には、グリッド８ａとグリッド８ｃとの電位差に相当するエネルギーを有するイオンビームＩＢが形成される（図１参照）。
【００１７】
加速されたアルゴンイオン３０は基板１２に入射して、基板表面をエッチングする。基板１２が導電性材料の場合には、基板１２に入射したアルゴンイオン３０の正電荷は基板１２から接地された基板ホルダ１３へと流れるが、基板１２がＳｉＯ_２のような絶縁性材料の場合には、図１のように基板表面に正電荷が蓄積され基板電位が上昇する。一方、グリッド８ａとグリッド８ｂとの間の電界は、負に帯電した電子３１に対しては孔８０ａ〜８０ｃからプロセスチャンバ２に漏れ出るのを阻止する働きをする。
【００１８】
しかしながら、エレクトロンポート１１の部分においては、図２に示すようにグリッド８ａと同電位である管状部１１ｂがグリッド８ｃの部分まで延びている。そのため、グリッド８ｂの影響が管状部１１ｂの内部に及ばず、管状部１１ｂの内部空間はほぼ等電位となっていて電子３１を含むプラズマの移動を阻止するような電界はなく、プラズマはプロセスチャンバ２側に移動することが可能となる。そして、アルゴンイオン３０に比べて移動度の大きな電子３１は、基板１２が正に帯電すると正電荷のある方向に容易に移動し、プラズマチャンバ９内の電子３１がエレクトロンポート１１から基板１２方向へと引き出されて基板１２に入射することになる。
【００１９】
また、基板１２の正電荷量が減少すると、基板１２への電子３１の入射は減少する。このように、基板１２に蓄積された正電荷量に見合った電子３１がプラズマチャンバ９からエレクトロンポート１１を介して基板１２に入射し、基板１２の正電荷が中和されることになる。
【００２０】
なお、図２に示した例ではエレクトロンポート１１を正電位Ｖ１のグリッド８ａに設けたが、図４に示すようにアース電位Ｖｇとされるグリッド８ｃに設けても良い。この場合も、管状部１１ｂが孔８０ａ〜８０ｃに挿入されるようにエレクトロンポート１１を固定する。その結果、図４の場合においても、エレクトロンポート１１はアース電位Ｖｇとなり、グリッド８ｂの電位は電子３１に対して影響しない。
【００２１】
図５は、エレクトロンポート１１を設けた場合の、導電性材料（Ｓｉ、ＮｉＦｅ）と絶縁性材料（ＳｉＯ２、アルミナ）に関するエッチング速度を示したものである。図５において、縦軸はエッチング速度、横軸はイオンの入射角度である。従来、熱電子放出用ヒータや別のプラズマ源を用いる中和器（ニュートラライザ）を使用しない場合には、絶縁性材料は正電荷のチャージアップによってほとんどエッチングができなかったが、エレクトロンポート１１を設けた場合には、図５に示すようにＳｉＯ_２やアルミナに対しても十分なエッチング速度が得られていることがわかる。
【００２２】
上述したように本実施の形態では、イオン引き出し用電極８にエレクトロンポート１１を設けたことにより、電子３１のプロセスチャンバ側への移動を阻止しているグリッド８ｂの影響を遮断することができる。その結果、正に帯電した基板１２方向にプラズマ中の電子３１が移動して基板１２の正電荷が中和され、アルゴンイオン３０によるエッチング効果を維持することができる。
【００２３】
また、基板１２に入射する電子３１の量は基板１２の帯電量に相応して自動的に決まるため、電子入射量が少なすぎたり逆に多すぎるというような不都合が生じることがなく、煩わしい調整等を必要としない。さらに、アルゴンイオン３０に比べて電子３１の移動度ははるかに速いため、基板１２に正電荷が帯電すると速やかに電子３１による中和が行われる。
【００２４】
本実施の形態では、イオン引き出し用電極８にエレクトロンポート１１を設けるだけで良いので、従来のような熱電子放出用ヒータや別のプラズマ源を設ける方法に比べてコストアップを大きく低減することができる。
【００２５】
−第２の実施の形態−
図６は本発明によるイオンビーム装置の第２の実施の形態を示す図である。図６に示す装置は、図１に示す装置において基板ホルダ１３に終端抵抗Ｒｔを設けたものである。基板ホルダ１３は終端抵抗Ｒｔを介して、基準電位（アース電位）とされたプロセスチャンバ２に接続されている。
【００２６】
前述したように、エレクトロンポート１１の内部空間はほぼ等電位となっているため、グリッド８ａ〜８ｃによってプラズマ源３内に閉じこめられていたプラズマの一部が、エレクトロンポート１１を通ってプロセスチャンバ２側に漏れ出ることになる。そのとき、電子３１の移動度はアルゴンイオン３０の移動度に比べてに大きく、基板１２がプラスに帯電しているので、基板１２の帯電は電子３１によって中和されることになる。
【００２７】
エレクトロンポート１１の内径ｄ３（図２参照）が大きすぎると、プロセスチャンバ２に漏れ出たプラズマの密度がプラズマ源３内のプラズマ密度と同程度となってしまうが、前述したように内径ｄ３を２〜１０ｍｍ程度とすると、プロセスチャンバ２内のプラズマ密度がプラズマ源３内のプラズマ密度より十分小さくなり、イオンビームエッチングに支障が生じるようなことはない。
【００２８】
図７は、図６に示したイオンビーム装置の原理を説明する概念図である。図８は、図７の概念図をわかりやすいようにより簡略化したものである。Ｒｐ，Ｒｎ，Ｒｎ’はそれぞれ抵抗値を表しており、プロセスチャンバ２内に漏れ出たプラズマの電気伝導度の逆数に比例する量である。Ｒｐはイオン電流に関する抵抗値であり、Ｒｎはプロセスチャンバ内のプラズマとチャンバ壁との間の抵抗値を表している。また、Ｒｎ’は基板表面や基板ホルダ表面とプラズマとの間の抵抗値を表している。
【００２９】
基板１２は絶縁体であったり、絶縁体の膜膜が形成されていたりするため、基板表面と基板ホルダ１３との間は絶縁され、電気回路的にはコンデンサＣで置き換えたものと等価になる。第１の実施の形態も含めて、抵抗値Ｒｎの部分が帯電の中和作用に寄与している。第１の実施の形態では、基板表面電位はプロセスチャンバ２に漏れ出たプラズマとの接触により確定する。また、従来のニュートラライザを設けている装置では、プロセスチャンバ２内に別のプラズマ励起源をニュートラライザとして設け、ニュートラライザの電位を調整することで、イオンビーム照射対象である基板１２の表面の電位を制御するようにしている。
【００３０】
ところで、近年は電子デバイスにおける構造の微細化が進み、極微レベルにおける局所的な帯電現象がデバイスに対して致命的なダメージを与えることがある。このことは、上述したチャージアップによるイオンエッチングの低下とは別の問題であり、その耐電圧は５Ｖ程度と小さな場合もある。上述したように、基板表面電位をプラズマコンタクトにより確定している場合、基板表面電位と基板裏面電位との電位差、すなわち、基板表面電位と基板ホルダの電位との電位差は、デバイスにとって電界ストレスとなる。これは、図７、８のコンデンサＣの両端、すなわち基板表面と裏面との間の電圧ストレスＶｓで表すことができる。Ｖｓが耐電圧よりも大きくなると、基板１２内を過大な電流４０が流れてデバイスにダメージを与えてしまう。
【００３１】
しかしながら、本実施の形態では基板ホルダ１３とチャンバ壁との間に終端抵抗Ｒｔを設けることによって、基板表面電位を下げてデバイスへのダメージを防止するようにしている。図８からも分かるように、終点抵抗Ｒｔを大きくすると、基板ホルダ１３の電位が高くなるとともに、基板ホルダと基板表面との電位差が小さくなる。そして、Ｒｔに対するＲｎの相対的大きさが減少し、Ｒｎの部分を介してチャンバ壁へ流れる電流が増加する。
【００３２】
図９は、終端抵抗Ｒｔと基板ホルダ１３の表面電位との関係を示したものである。縦軸は表面電位を、横軸は終端抵抗をそれぞれ表しており、縦軸および横軸とも対数目盛で表示している。ラインＬ１は基板ホルダ表面電位の実測値である。一方、ラインＬ２は「（終端抵抗）×（イオンビーム電流）」で算出される電位を示したものであり、イオン電流の全てが終端抵抗を流れたと仮定したときの基板ホルダ１３の表面電位を表している。
【００３３】
図９ではイオン電流を１０ｍＡとしている。終端抵抗が１ｋΩの場合にはラインＬ１およびラインＬ２ともに表面電位が１０Ｖとなり、両者が一致している。そのため、イオンビーム電流の全てが基板ホルダ１３および終端抵抗Ｒｔを介してイオン加速電源１０ａへ戻っていると考えることができる。終端抵抗Ｒｔの値を１ｋΩよりも大きくすると、ラインＬ１，Ｌ２の間に電位の差が生じ、終端抵抗Ｒｔが大きくなるにつれて電位の差も大きくなる。
【００３４】
ラインＬ１とラインＬ２との間に電位の差が生じるということは、イオンビーム電流の一部が基板ホルダ１３および終端抵抗Ｒｔ以外の部分を流れてイオン加速電源１０ａのコールドエンドへ戻っていると考えられる。具体的には、プラズマ領域とプロセスチャンバ２のチャンバ壁との間のＲｎ（図７，８参照）の部分を介してイオン加速電源１０ａのコールドエンドへと戻っている。そのため、基板ホルダ１３を流れる電流が減少し、基板１２の表裏面間の電位差も小さくなる。
【００３５】
また、所定の終端抵抗Ｒｔ＝Ｒｔ’を境にしてラインＬ１の傾きが減少し、表面電位の増加の程度がＲｔ＜Ｒｔ’の場合よりも急激に小さくなっている。すなわち、終端抵抗ＲｔがＲｔ’を越えると基板ホルダ１３の表面電位はほぼ飽和し、イオンビーム電流のほとんどが基板ホルダ１３以外のＲｎの部分からチャンバ壁へと流れてイオン加速電源１０ａに戻るようになる。このように、本実施の形態では、終端抵抗Ｒｔを設けることにより基板１２を貫通して流れる電流の量を制限することができる。
【００３６】
終端抵抗Ｒｔ＝１０００ｋΩの場合には、縦横軸が対数表示であることを考慮すると、基板ホルダ１３を流れる電流は１０ｍＡの内の数％程度となることが分かる。そして、終端抵抗ＲｔをＲｔ＞Ｒｔ’とすると、基板ホルダ１３の表面電位はほぼＶ’に確定される。このことは、プラズマ状態が変化しても基板ホルダ１３の表面電位はＶ’に確定されて安定していることを意味している。
【００３７】
従来のニュートラライザを用いるイオンビーム装置は、イオンビーム源とは別にニュートラライザによりプラズマを発生させて基板帯電を中和するものであり、ニュートラライザのバイアス電圧を調整することによって基板１２の表面電位が所定電位内となるように制御している。ところが、イオンビーム源のプラズマ状態が変化すると、それに対応してニュートラライザを調整して基板表面電位が所定電位内となるように制御する必要がある。しかしながら、プラズマ状態が大きく変化したような場合には、その変化に対応できずにニュートラライザのバイアス電圧が過調整状態となって、基板表面電位が所定電位を大きく越えてしまうことがある。
【００３８】
一方、本実施の形態では、プロセスチャンバ２側に漏れ出たプラズマが基板１２の表面にコンタクトし、イオンビーム電流が基板ホルダ１３および終端抵抗Ｒｔを流れることにより電位が確定する。その結果、プラズマ状態に応じた基板表面電位となるため、プラズマ状態が変化しても、その変化に追従して電位が決定され、従来のニュートラライザに見られるような過調整によるダメージ発生という問題が生じない。また、このようなプラズマ状態に応じた電位の確定が、プラズマが安定する方向に再帰的に作用する。
【００３９】
なお、終端抵抗ＲｔをＲｔ→∞とした場合においても、すなわち、基板ホルダ１３とチャンバ壁との間を絶縁した場合にも、電界ストレスによるデバイスのダメージを回避することができる。ただし、終端抵抗Ｒｔを設けた場合のようなプラズマ安定性への作用という効果は得られない。
【００４０】
なお、上述した実施の形態ではイオンビームエッチング装置を例に説明したが、本発明はイオンビームを用いる他の装置に対しても同様に適用することができる。また、プラズマ源に関しても、誘導結合型に限らず容量結合型プラズマ源やフィラメントを用いて熱電子によりプラズマを励起するプラズマ源についても同様に適用できる。さらに、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００４１】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、グリッド８ａは第１グリッドを、グリッド８ｂは第２グリッドを、グリッド８ｃは第３グリッドを、エレクトロンポート１１は導電性管状部材を、基板１２はビーム照射対象をそれぞれ構成する。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、導電性管状部材の内部空間は第２グリッドの電位の影響を受けないので、プラズマ生成領域の電子は導電性管状部材を介してプラズマ生成領域外へと容易に移動することができる。そのため、本発明のイオン源を備えたイオンビーム装置においては、イオンビーム照射対象のチャージアップ現象を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるイオンビーム装置の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】イオン引き出し用電極８の断面の一部を示す模式図である。
【図３】エレクトロンポート１１の斜視図である。
【図４】エレクトロンポート１１をグリッド８ｃに設けた場合を示す図である。
【図５】エレクトロンポート１１を設けた場合の、導電性材料（Ｓｉ、ＮｉＦｅ）と絶縁性材料（ＳｉＯ２、アルミナ）に関するエッチング速度を示した図である。
【図６】本発明によるイオンビーム装置の第２の実施の形態を示す図である。
【図７】図６に示したイオンビーム装置の原理を説明する概念図である。
【図８】図７の概念図をわかりやすいようにより簡略化した図である。
【図９】終端抵抗Ｒｔと基板ホルダ１３の表面電位との関係を示した図である。
【符号の説明】
１イオン源
２プロセスチャンバ
３プラズマ源
５励起コイル
８イオン引き出し用電極
８ａ〜８ｃグリッド
９プラズマチャンバ
１０ａ，１０ｂグリッド電源
１１エレクトロンポート
１１ａフランジ部
１１ｂ管状部
１２基板
３０アルゴンイオン
３１電子
８０ａ〜８０ｃ孔
Ｒｔ終端抵抗

Claims

プラズマ生成手段と、
正電位の第１グリッドおよび負電位の第２グリッドを有し、前記プラズマ生成手段のプラズマ生成領域からイオンを引き出すイオン引き出し用電極と、
前記プラズマ生成領域の電子に対する前記第２グリッドの電位の影響を除去し、前記プラズマ生成領域とプラズマ生成領域外とを連通する連通部とを備え、
前記連通部は、前記第１グリッドと同一電位となるように前記イオン引き出し用電極に設けられて、前記プラズマ生成領域とプラズマ生成領域外とを連通する導電性管状部材であることを特徴とするイオン源。
プラズマ生成手段と、
正電位の第１グリッドおよび負電位の第２グリッドを有し、前記プラズマ生成手段のプラズマ生成領域からイオンを引き出すイオン引き出し用電極と、
前記プラズマ生成領域の電子に対する前記第２グリッドの電位の影響を除去し、前記プラズマ生成領域とプラズマ生成領域外とを連通する連通部と、
前記第１および第２グリッドに加えてアース電位の第３グリッドとを備え、
前記連通部は、前記第３グリッドと同一電位となるように前記イオン引き出し用電極に設けられて、前記プラズマ生成領域とプラズマ生成領域外とを連通する導電性管状部材であることを特徴とするイオン源。
請求項１または２に記載のイオン源を備え、前記イオン源からのイオンビームをビーム照射対象に照射するイオンビーム装置。
請求項３に記載のイオンビーム装置において、
前記ビーム照射対象と前記第１グリッドに正電位を与える電源のコールドエンドとの間を電気的に絶縁したことを特徴とするイオンビーム装置。
請求項４に記載のイオンビーム装置において、
前記ビーム照射対象と前記電源のコールドエンドとの間を接続する電気抵抗体を設けたことを特徴とするイオンビーム装置。