"イオン源であって、陽極を有し、前記陽極を貫通して中空内部領域が延びており、前記陽極は、第1電源に接続されており、前記陽極の前記中空内部領域と全体として軸方向に整列した磁界を生じさせる磁石を有し、前記陽極の前記中空内部領域の一端部のところに設けられた陰極を有し、前記陰極は、前記第2電源により前記陽極に対して電気的に負のバイアスがかけられており、前記陽極の前記中空内部領域に関して前記陰極と反対側に設けられた対陰極を有し、前記対陰極は、第3電源によって前記陽極に対して電気的に負に且つ前記陰極とは別個にバイアスがかけられる、イオン源。前記中空内部領域と流体連通状態にあるガス源を更に有する、請求項1記載のイオン源。前記ガスは不活性ガス及び反応性ガスから成る群から選択される、請求項2記載のイオン源。前記ガスは、アルゴンである、請求項3記載のイオン源。前記磁石は、永久磁石及び電磁石から成る群から選択される、請求項1記載のイオン源。前記ガスは、毎分0.1~2.0標準立方センチメートルの流量で前記中空内部領域中に流される、請求項2記載のイオン源。前記ガスは、毎分0.2標準立方センチメートルの流量で前記中空内部領域中に流される、請求項6記載のイオン源。前記イオン源は、100eV~6keVの範囲内のエネルギーレベルを有する荷電イオン粒子のビームを生じさせる、請求項1記載のイオン源。前記ビームエネルギーは、連続的にユーザにより調整可能である、請求項1記載のイオン源。前記陰極及び前記対陰極のうちの少なくとも一方は、高い透磁率を有する金属で構成されている、請求項1記載のイオン源。前記対陰極と前記磁石は、同一の電位にある、請求項1記載のイオン源。前記対陰極及び前記磁石をi前記陰極及びii前記陽極から離隔させている少なくとも1つの絶縁体を更に有する、請求項11記載のイオン源。前記少なくとも1つの絶縁体は、前記イオン源内で生じるプラズマから少なくとも部分的に遮蔽されている、請求項12記載のイオン源。前記第3電源は、抵抗型電圧分割器及びトランジスタ回路のうちの少なくとも一方によって前記第2電源から供給される、請求項1記載のイオン源。前記陰極及び前記対陰極のうちの少なくとも一方は、強磁性体で構成されている、請求項1記載のイオン源。前記中空内部領域に関して前記陰極と反対側に且つ前記対陰極の外部に設けられ、かつ、第4の電源によって前記陽極に対して電気的に負に且つ前記陰極及び前記対陰極とは別個にバイアスがかけられる第4の電極を更に有する、請求項1記載のイオン源。前記陰極は、前記陽極に対して電気的にバイアスがかけられ、バイアス電圧は、-500~-1000Vである、請求項1記載のイオン源。前記対陰極は、前記陽極に対して電気的にバイアスがかけられ、バイアス電圧は、-100~-1000Vである、請求項1記載のイオン源。前記イオン源は、6keV~100eVの範囲内のエネルギーレベルを有する荷電イオン粒子のビームを生じさせる、請求項16記載のイオン源。前記第4の電源は、前記ビームエネルギーの大きさの0~1/3の範囲内で選択された動作電圧を有する、請求項19記載のイオン源。前記第4の電源は、抵抗型電圧分割器及びトランジスタ回路のうちの少なくとも一方によって前記第1電源、前記第2電源及び前記第3電源のうちの少なくとも1つから供給される、請求項16記載のイオン源。前記荷電イオン粒子のビームは、350ミクロン~5mmの直径を有する、請求項1記載のイオン源。前記ビームは、約100eVのエネルギー及び約1.0mmのビーム径を有する、請求項16記載のイオン源。前記ビームは、1keVのエネルギー及び2~5mmのビーム径を有する、請求項16記載のイオン源。前記陰極及び前記対陰極は、互いに且つ前記陽極とは別個に選択的にバイアスがかけられる、請求項1記載のイオン源。当業者には明らかなように、低エネルギーイオンの使用は、試料損傷を最小限に抑える。しかしながら、細い集束ビームを低エネルギーで作ることができるかどうかということは、解決されていない。したがって、当該技術分野において欠けているものは、低エネルギーイオンビームが比較的小さいビーム径を備えた状態で試料を電子透明性に合わせて薄くすることができるようになったイオン源である。本発明は、一連の絶縁体で絶縁された別個独立に電力供給される電極を利用したイオン源を開示する。イオン源は、電子顕微鏡用の試料の調製に特に有用である。と言うのは、そのビームは、広いエネルギー動作範囲にわたり、代表的には、6kev~100eVのエネルギー範囲にわたって全体として一定の直径を維持することができるからである。具体的に言えば、特定の具体化例に応じて、エネルギー範囲は、狭い範囲、例えば6kev~1000eV又は300eVまでの範囲を含むのが良い。さらに、イオン源は、低エネルギー及び小さなスポットサイズを有する平行イオンビームを発生させることができる。変形例として、用途で決まるように、ビームを集束ずれさせて広くし、それにより試料表面の最大被覆率及びミリングを行うことができる。一実施形態では、貴ガスを含む不活性ガスをイオン源中に導入し、不活性ガスは、ここで、磁界と電界の組み合わせを受け、それによりプラズマが生じる。生じたプラズマからのイオンは、対陰極を通って通出され、この対陰極は、プラズマと接触状態にある陽極に対して負のバイアスがかけられている。別の電極、即ち陰極が対陰極と反対側に配置されていて、対陰極とは独立して陽極に対して十分な負の電気バイアス状態に維持されており、それによりプラズマ放出が持続する。抽出されたイオンビームの初期広がりは、陽極に対して対陰極のバイアス電圧を調整することによって制御される。オプションとして、抽出されたイオンビームは、独立電源を備えた集束電極を通過する。真空チャンバ電位にある最終の電極は、イオン源の静電出力境界部を構成する。好ましくは、陰極電圧バイアスと対陰極電圧バイアスの電気的絶縁により、プラズマを生じさせるのに十分な大きい電圧差を陽極と陰極との間に生じさせることができると共に対陰極プラズマシースにおけるレンズ効果を減少させて抽出されたビームの初期広がりを最小限に抑えるよう小さな電圧差を陽極と対陰極との間に生じさせることができる。下流側のレンズの強度は、集束電極に加わる電位を変化させることによって更に制御される。対陰極及び集束電極に加わる電位を陽極の電位真空チャンバに対するの関数として変化させることによって、イオン源は、低拡散度イオンビームをその動作範囲内で全てのエネルギーレベルで生じさせ、かくして、イオンミリング中における再蒸着による試料損傷が最小限に抑えられる。本発明の上記利点及び特徴並びに他の利点及び特徴は、本発明の現時点において好ましい実施形態及び添付の図面を参照すると、十分に理解されよう。次に、図2及び図2Aを参照すると、イオン源50が輪形磁石54を有し、この輪形磁石は、平坦な面に差し向けられた磁極で磁化され、この輪形磁石は、その内部領域中に軸方向磁界を生じさせる。陰極56及び対陰極58は、高い透磁率を有する金属、例えば400シリーズステンレス鋼又は鉄‐ニッケル合金、例えばコバールKovarで構成されていて、磁界を付形する磁極片として働く。陰極56は、絶縁ベース55に取り付けられ、この絶縁ベースは、真空フランジ57に取り付けられ、この真空フランジは、真空チャンバ図示せずに取り付けられている。真空フランジ57は、イオン源50のための機械的支持体となると共にイオン源の内部に設けられていて、真空フランジが取り付けられている真空チャンバと連係して適当な動作圧力を管理する真空エンベロープとなる。代表的には、真空フランジ57は、ステンレス鋼若しくはアルミニウム又は低い透磁率を有すると共に真空システムに用いるのに適した任意他の金属で作られる。陽極60の付近の磁界を混乱させないよう真空フランジ57にとって低透磁率が望ましい。絶縁ベース55は、陽極60、陰極56及び対陰極58のための機械的支持体となると共にこれに対して電気貫通接続部を提供する。陰極56は、高い透磁率及び二次電子生成係数を有する金属から成る。好ましい実施形態では、陰極56は、1keVにほぼ等しいエネルギーでの意図した化学種のイオンスパッタリングに対する耐性を示す。用途並びに選択された標的電圧、電極の幾何学的形状及び間隔に応じて、形状及び間隔は、或る程度の調整を必要とする場合がある。電流は、選択された電圧、選択されたプラズマ条件、電極形状及び間隔並びにガス圧力で決まる。対陰極58は、磁石54と電気的接触状態にあり、この磁石も又、導電性である。絶縁体61は、リング形であり、この絶縁体は、陰極56と輪形磁石54との間に配置されていて、これらを互いに電気的に絶縁している。絶縁体61は、磁気回路中のギャップの長さへのその貢献を最小限に抑えるよう軸方向に小さな厚さのものであることが好ましい。真空チャンバは、アース電位に接続され、従って、真空フランジ57も又、アース電位にある。陽極60は、リング形であり、この陽極は、周方向に配置された絶縁体62によって支持されており、かくして、陽極60は、他のシステムコンポーネントから電気的に絶縁されている。図2に示された実施形態では、絶縁体61,62は、直接プラズマにさらされている。幾つかの条件では、かかる暴露からの劣化を減少させるよう絶縁体を遮蔽することが望ましい場合がある。かかる遮蔽の特定の設計は、当業者の通常の知識の範囲内にあると考えられる。一般に、プラズマから絶縁体までの非直線状の経路を作ることが望ましい。次に図2Aを参照すると、かかる実施形態の特定の例が示されている。対陰極延長部58aが対陰極58から見て磁石54の反対側に配置されている。3つのコンポーネントは全て、互いに電子連絡関係にあり、従って、これら3つのコンポーネントは全て、貫通接続部69により供給されるのと同一の電位にある。絶縁体61が対陰極延長部58a、磁石54及び対陰極58を陰極56から離隔させている。また、絶縁体61は、プラズマの直接衝突から絶縁体61を遮蔽する遠回り経路63aの終端部のところに設けられている。この遮蔽は、絶縁体の有効寿命を延ばすようになっている。図示されていないが、具体的には、陽極60を磁石54から隔てる絶縁体62に同様の遮蔽を施すのが良いことが想定される。陽極60は、好ましくは、その内部の磁界の形状を乱さないよう低透磁率の金属で作られる。陽極60は、電気貫通接続部64を介して電源図示せずに接続されると共に真空チャンバに対して通常のイオンビーム電位で正のバイアスがかけられ、貫通接続部64は、陰極通路63を通ると共に絶縁ベース55を貫通している。陰極56は、電気貫通接続部68を介して第2電源図示せずに接続され、この貫通接続部18は、陽極10に対して負のバイアスを陰極56にかける。代表的には、バイアス電圧は、-500V~-1000Vである。磁石54及び対陰極58は、電気貫通接続部69を介して第3電源図示せずに接続されており、陽極60に対して磁石54及び対陰極58に負のバイアスをかける。その結果、陰極56及び対陰極58は、電圧バイアスの分離を示す。好ましくは、第3電源は、-100V~-1000Vの範囲にわたり調整可能であることが必要である。ガスが入口管72を通って供給され、イオン源50を通って流れ、そしてイオン源からフランジ57に設けられている孔74を通って真空チャンバ図示せずにポンプ輸送され、それにより放電を持続させるのに望ましいガス圧力を陽極10の内部に維持する。代表的には、ガス供給は、毎分0.1~2.0標準立方センチメートルの流量に合わせて調整され、標的流量は、毎分0.2標準立方センチメートルである。具体的に注目されるべきこととして、最善の流量は、ガス及び電極の幾何学的形状を含む他の要因で決まる。好ましいガス源としては、イオンビームの意図した目的に応じて、不活性ガス、例えばアルゴン又は反応性ガスを含む他の化学種が挙げられる。プラズマが陽極60の内部領域内に生じ、プラズマ電位は、陽極60の電位とほぼ同じである。プラズマからの幾分かのイオンは、対陰極58の付近のプラズマシース内の電界に起因して対陰極8の方へ差し向けられ、これらイオンのうちの何割かは、対陰極通路59を通ってドリフトし、右側に抽出される。イオンは、これらが接地電位にある孔74をいったん通過すると、これらの最終のエネルギーを獲得する。100eV~6keVまでの特に低い電力のビームエネルギーが直径350ミクロン~5mmのビームで達成できる。特に、或る特定の動作条件及び用途において、100eVで、約1.0mmの細いビーム径が達成可能である。しかしながら、集束ずれ条件下では、以下に説明するように、最高5mmまでのビーム径が可能である。図3は、イオン源の変形実施形態を示している。輪形磁石104、陰極106、対陰極108、陽極110、絶縁ベース105及び絶縁体111,112が全て、図1及び図2を参照して上述したのと同様に設けられると共に電気的に接続されている。陽極110には貫通接続ピン114によって電流が供給され、陰極107にはピン118によって電流が供給され、磁石104及び対陰極108にはピン119によって電流が供給される。集束電極126が対陰極108と真空フランジ107との間の軸方向空間内に設けられ、この集束電極は、絶縁体130により支持されている。集束電極126は、貫通接続ピン134によって第4の電源図示せずに接続され、この貫通接続ピンは、絶縁ベース105を貫通している。陽極110の内部にプラズマを生じさせるのに望ましい圧力を確立するようガスが管122を通って供給される。具体的に理解されるべきこととして、イオン源の好ましい実施形態及び他の全ての実施形態は、1種類又は2種類以上のプロセスガスで利用されるようになっており、これらプロセスガスは、イオン源に導入され、そして先行技術と一致した仕方で且つ当業者の通常の知識の範囲内にある仕方でイオン源によって利用される。対陰極108の付近でプラズマシースに当たるイオンは、孔109を通って抽出される。対陰極108に加わる電位は、当初抽出されたイオンビームのビームプロフィールを向上させるよう陽極110の電位に対して調整される。さらに、集束電極126に加わる電位は、第4の電源を制御することにより調整され、その結果、抽出されたイオンビームの追加の集束を孔109,140相互間のギャップ内で且つ孔140,124相互間のギャップ内で達成できるようになっている。動作電圧範囲は、上述したように、大きくは用途で決まるが、集束電極126のための電圧は、代表的には、所望のビームエネルギーの大きさの0~1/3であるしかしながら、負の極性にある。例えば、TEM試料の調製と関連して利用される場合のある例えば細いビーム用途では、1keVでは、集束電極の電圧は、-2kV~-1kVにあり、350ミクロン~1mmの選択可能なビーム径を生じさせる。変形例では、太いビーム用途、例えばSEM試料の調製では、1keVにおいて、電圧は、-500V~0Vであり、1~5mmの選択可能なビーム径を生じさせる。孔124は、大地電位の状態にあり、この孔は、イオン源100とイオン源が取り付けられている真空チャンバの残部との間の静電境界部を定める。当業者であれば理解されるように、対陰極108を陰極106とは異なる電位で動作させると、その結果として、ペニング放出における電子‐工学ミラー装置の効率が減少し、プラズマを持続させる困難性が高まる。したがって、対陰極108と陽極110との電位差を抽出ビームプロフィールを最適化する目的で恣意的に減少させることができず、プラズマ放出強度と抽出イオンビームの品質との間の妥協点を見出すために調整されるべきである。かかる妥協点を対陰極108に加わる電位の調整に見出した後、集束電極126により抽出ビームの角度広がりを更に修正することができる。本発明は、先行技術のイオン源と比較して或る特定の利点を有する。本発明のイオン源100は、対陰極108の電圧の独立制御を可能にする。その結果、プラズマ発生のために陽極110と陰極106との間に大きな電圧差が存在しうる。加うるに、抽出ビームプロフィールの向上を可能にするよう小さな電圧差が陽極110と対陰極108との間に存在しうる。追加の利点として、集束電極126に加わる電位をビームエネルギーとは別個独立に変化させることができる。先行技術のペニング型イオン源とは異なり、対陰極108と集束電極126との間に作られるレンズの強度は、ビームエネルギー設定値対陰極58と出力孔74との間の第2の実施形態の場合と同様によってもはや厳密に制約されることはなく、むしろ、集束電極126に加わる電圧を変化させることによって或る程度制約される。陽極110、陰極106及び対陰極108への別個独立の電気供給により、種々の用途に関し、幅が狭く集束されたビームと幅が広く集束されたビームの両方を含む広範なビームエネルギーにわたりイオンビーム集束を向上させることができる。集束電極126だけに加わる電位の独立制御は、エネルギー範囲全体にわたるビームの恣意的な集束を可能にするが、対陰極108を陰極106と同一の電位に保つことにより、初期角度広がりの適正な修正を達成するために集束電極126に加わる非実用的なほど高い電圧が必要になる場合がある。例えば、集束電極126に加わる所望の電圧の大きさは、陽極110に印加される電位の数倍になる場合がある。対陰極108の電位を陽極110に対して調整して初期ビーム広がりを軽減することによって、結果的に得られる弱いレンズを用いることができ、それにより集束電極126に加わる低い制御電圧の使用が可能になる。陽極110、陰極106、対陰極108及び集束電極126のための独立電源の使用により、可変エネルギーで小径のイオンビームを生じさせることができる。この低エネルギー集中イオンビームは、電子顕微鏡試料の調製中、損傷を最小限に抑える。しかしながら、具体的に注目されるべきこととして、独立電源は、種々の動作電圧を提供することができ、抵抗型電圧分割器又はトランジスタ回路によって各動作電圧を分割することができ又は共通電源から引き出すことができる。最後に、本発明の2つの好ましい実施形態を上述したが、当業者であれば、本発明の確信となる精神及び範囲から逸脱することなくこれら実施形態を改造し又は変形することができる。かくして、上述の実施形態は、あらゆる点において、例示であり、本発明を制限するものと解されてはならない。本発明の範囲は、上述の説明ではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて定められ、特許請求の範囲の文言上の意味及びその均等範囲に属するあらゆる変更は、本発明に含まれるものである。"