(57)【要約】      （修正有）【課題】減圧下であっても広範囲の圧力で放電し、効率良く一様に処理できる板状陰極表面処理装置を提供する。【解決手段】真空容器１０の内部に設けられた陰極機構３０、陰極機構３０内の板状陰極３６、板状陰極３６の放電にさらされる面の反対側に磁気機構４０を配し、磁気機構４０により板状陰極３６の放電にさらされる面の一端から出て他端に入る磁力線４１１を発生させ、陰極表面上にほぼこれと平行な成分をもつ磁界を設定する手段、板状陰極３６に電力を供給して表面にある磁界４１１と少くとも直交する成分を有する電界４２０を発生する手段、放電空間の圧力をガス導入系と排気系により調整することの出来る板状陰極放電を利用する表面処理装置であって、磁気機構４０が磁力線の遠回り手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を真空に出来る真空容器、前記真空容器の内部に設けられた陰極機構、前記陰極機構内の陰極の表面が板状をなし且つ陰極の放電にさらされる面（表面）の反対側（裏側）に磁気機構を配し、前記磁気機構により陰極の放電にさらされる面の一端から出て他端に入る磁力線を発生させ、陰極表面上にほヾこれと平行な成分をもつ磁界を設定する手段、前記陰極に電力を供給して表面にある磁界と少くとも直交する成分を有する電界を発生する手段、放電空間の圧力をガス導入系と排気系により調整することの出来る板状陰極放電を利用する表面処理装置において、前記磁気機構が磁力線の遠回り手段を備えることを特徴とする板状陰極表面処理装置
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業の利用分野】
【０００１】この発明は板状陰極を持った表面処理装置に関し、スパッタ装置、エッチング装置、表面改質装置、その他一般の陰極が板状である方が便利な放電を利用して表面処理を行う装置に適用して特に効果がある。
【背景技術】
【０００２】平板マグネトロン形スパッタ装置（以下単にスパッタ装置）やエッチング装置に代表されるこの種の装置は、比較的低い圧力で高速な処理を行うことが出来て広い方面で利用されている（例えば、発明者の一人著、日刊工業新聞社刊、薄膜作成の基楚（初版〜第４版）参照）。【０００３】しかしこの種の装置は、特定の圧力（以下放電停止圧力Ｐｓ）以下で放電が停止してしまい使用できないとされてきた。特に板状陰極の場合、その理由は不
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特許３１５５９６３号により解決され、１０−３Ｔｏｒｒ（０．１Ｐａ）以下においても放電を利用できるようになった。しかし、磁場の有効利用という点では、前記特許Ｆｉｇ４に示すごとくｅより右の領域のみを実用し、ｅより左の強力な磁界、高価な磁石の発生する磁力線の大部分が放電にさらされる陰極の表面の反対側（以下裏側）、つまり非放電空間にあり利用されていなかった。この原因は図３（特許３１５５９６３号のＦｉｇ２ａの再録）に示す如く、最も磁位の高いＮ極とＳ極が至近距離で対向していること、さらに磁位が徐々に低くなる磁石の部分もやはり至近距離にて対向しているためである。磁力線はこの至近距離の空間に集中する。その結果同特許Ｆｉｇ４のｅより左の空間に強い磁界が集中し、大部分の磁力線が板状陰極の放電側の空間（以下単に放電空間）に出て来ず、わずかに放電空間に洩れ出て来た磁力線のみ放電に利用していたためである。
【この発明の課題と目的】
【０００４】この発明の目的は、磁極をなるべく遠く離して配置し、磁力線が遠回りして、磁力線の多くが放電空間を通過し放電に有効に利用されるようにする手段（磁力線の遠回り手段）を新たに駆使した板状放電利用の表面処理装置の提供にある。こうすることにより１００Ｐａ程度のプラズマ状態は勿論、０．１Ｐａ程度以下の負空間電荷放電も可能にする表面処理装置を提供することができる。
【０００５】さらにこの発明の別の目的は、磁力線を陰極表面上に広く分布させ、放電空間の広い部分に放電効率（あるいは電界と磁界の組み合わせを、残留気体の電離に効率的な組み合わせに設定して）のよい放電を発生させることにより、スパッタ装置では、被スパッタ材料の利用効率の向上、エツチング装置や表面改質装置などでは表面処理をより一様に行うことのできる装置の提供にある。
【課題を解決するための手段と作用】
【０００６】上記の目的を達成するために、Ｎ極とＳ極をなるべく遠く離して配置し、磁力線がなるべく遠回りをして放電空間に出て来るようにして（前記磁力線の遠回り手段）、旦つ放電空間に磁界が必要な分布あるいは一様な分布をするようにすることにより、プラズマ状態から負の空間電荷放電の広い圧力領域にわたり表面処理を行えるようにしたのである。
【実施例】
【０００７】次にこの発明を図面を用いて詳しく説明する。図１と図２に示す実施例において、１０は真空容器、１１が反応室、１２及び１４が排気系、１３が予備排気室１５が反応室と予備排気室との仕切弁、１６が予備室扉、１７が被処理体  ２１を搬入搬出する機構である。１８はバリアブルリーフ、１９がボンベで両者と流量制御系などでガス導入系を構成する。２０は被処理体系で、２２がホルダ、２３が導入管、２４が絶縁石、２５が被処理体を所定の電位に保つための電源（直流からマイクロ波迄何でも必要により用いることができる）。２６は冷媒の出し入れあるいは加熱のための用力や被処理体の位置の変更を意味する矢印である。３０は陰極機構で、３１はシールド３２は絶縁石、３３は２６と同じ意味の矢印、３４は陰極容器、３５は陰極電源（電源２５と同様何でも用いることができる）、３６は板状陰極、３７は放電空間、３９は導入管である。この陰極電源により、設定された磁界と少くとも直交する成分をもつ電界４２０を発生する。４０は磁力線の遠回り手段を備えた磁気機構で、４３は主磁石で放電空間３７いっぱいに遠回りして現れる磁力線群４１１を発生させる（なお４２１は従来の装置（図３）における磁力線の例を示す。４４は主磁石４３が発生する磁力線のうち磁力線４１１と反対側に発生する磁力線４１２を放電空間に反射する反射磁石、４５は磁力線４１１が板状陰極３６より離れて放電空間に向って分布させるための磁力線４１３を発生させるための強化磁石である。なお図３は前記特許３１５５９６３号のＦｉｇ２ａを再録したもので矢印４１５で示すように、この空間に磁力線が集中し、板状陰極３６の磁石と反対側にある放電空間３７には僅かしか現れない。４１、４２はポールピース、４６は薄い反射磁石４４の補強板である。【０００８】図３の場合、磁極間の中央において磁石表面と直角方向の距離ｄと磁束密度との関係は、特許３１５５９６３号のＦｉｇ４に示す通りである。この場合のｄ＝９０ｍｍにおける磁束密度Ｍとその最大値Ｍｍａｘの比Ｍ／Ｍｍａｘは０．０１５程度である。本発明の場合（ｄの起点は、ＮＳ極の中央よりやゝ外側にある。図２参照）Ｍ／Ｍｍａｘの比は０．０４３であった。磁力線の外回り手段を持った磁気機構により約３倍の値を得ることができた。なおこの特許を用いたスパッタ装置については、発明者らによる詳しい研究報告（論文誌  真空、３５巻第２号（１９９２年）、７０〜７５頁）がある。この論文のＦｉｇ７（７３頁）の曲線ｂが図３の場合の磁束密度分布に相当する。前記０．０１５の値はこの曲線から求めた。【０００９】図１及び図２の実施例において、強化磁石４５は、板状陰極３６の中に埋め込んであるが、困難な場合板状陰極３６と主磁石４３の間の空間においてもよい。もしどうしても配置するのが困難な場合、これを除いて主磁石４３と板状陰極３６をなるべく近づけて、主磁石４３の作る磁界の強い部分が放電空間に出て来るようにするとよい。【００１０】反射磁石４４は、超電導材料で作り、この部分に磁力線が入って来れないようにするのも有効である。もしスペースの都合など、反射磁石４４を置くことが出来ない時は、最悪の場合主磁石の発生する磁力線の約１／２が磁力線４１２の��向に出てしまい放電空間の方に向う磁力線が減少する。それでも磁力線は、図３の場合よりはるかに多く放電空間に向うが、図４以降の実施例を用いるとよい。その分磁石４３の量を増加してもよい。なおＮ極とＳ極の着磁の方向が陰極の表面と並行にした例は、Ｋａｒｅｌ  Ｕｒｂａｎｅｋにより  論文誌Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙの１９７７年４月号の８７〜９０頁に報告されたＭａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｐｕｔｔｅｒに関する論文のＦｉｇ１に示されている。この論文は磁性材料に保磁力の小さいアルニコ磁石を用いたので磁石を長くする必要があったためＦｉｇ１の形になった。そしてポールピースを用いて磁束をターゲットの近くに導いている。結局磁極の先端が至近距離にて対向し、図３と同様な構造となっている。本発明とは似て非なるものである。【００１１】以下主としてスパッタ装置を中心に他の実施例を説明する。しかし、これらは前述のように各種装置に適用できることは云う迄もない。要点は磁力線の性質によく着目し、これを遠回りさせて放電空間になるべく多く出て来るようにすることである。図４には、円板状あるいはトラック状（例えば図８や図９のような）の曲線部に特に適した実施例の断面図を示す。磁性材料を有効に利用するには中心線４１７から半径ｒ１における半径と磁石と交る円筒面の面積、同様にｒ２における磁石と交る円筒面の面積が等しい事が望ましい（ｒ１とｒ２は任意）。そうすると磁石の下面の曲線４９に示すような、富士山のような円錐形になる（半径ｒに反比例する曲線になる）。
曲線５０、５１はこれに近似したものである。磁力線を遠回りさせるという点では、ＮＳ間の距離の小さい方に磁束が集るから、Ｎ極４１６とＳ極４１５との間の距離の方が、４１６−４１４間の距離よりはるかに小さく、多くの磁力線がターゲット３６側の放電空間側に多く集り有効なスパッタ装置を提供できる。なお矢印５２より上の突起分は必要により小さくしたり除いたりしてもよい。【００１２】図５には同様な別の実施例の断面を示してある。磁石は下面が曲線５３で示すようにふくらませてある。これはＮＳ極間の距離が放電にさらされる側で小さくなるようにすることが大切である。放電側の磁力線の外回り効果を大きくするために曲線５２のようにしたい場合、曲線５３の曲率を５２の曲率より小さくすることが大切である。ＮＳ間の距離を放電側で小さくするためである。【００１３】図６には別の実施例の断面を示してある。この実施例では、ターゲット側に突起５４と５５を設け、この部分の近い所にＮ、Ｓ極が出来るように着磁した実施例で、磁石材料を有効に利用して、磁力線の外回り効果を上げることの出来る実施例である。なお凹み５６は冷却流体の通り道に使える。また、突起を特に設けなくとも磁石４３のターゲット面側の突起相当位置にＮＳ極が表れるように着磁してもよい。【００１４】図７には別の実施例の断面図を示してある。この実施例では、主磁石の断面が矩形の場合に、外回り効果で磁力線をターゲット側に集めるためにポールピース５７をＮ極に設けた例である。外回り効果を高めるためには、ポールピース５７に５８のよう斜面を設けたり、図４の実施例のようにターゲット反対の面を曲線５３のようにふくらませるのもよい。【００１５】図８及び図９には、トラック状（矩形状）ターゲットを作る場合のＮＳ極の配置の例を示してある。【００１６】この発明の磁力線の遠回り手段を実施すると、磁力線が思わぬ所に表れ悪い効果を出現する場合がある。これを防ぐには、図２に戻って、磁性体で作った磁気シールド４７を設けた方がよい場合がある。磁気シールドは、反射磁石４６の周囲など必要な所に設ける。また、放電空間に陽極電位にある電極４８などを必要な所に設けるのも効果が大きい。【００１７】以上は何ら限定的な意味をもつものではなく多数の変形が可能であることは云う迄もない。重要なことは、磁気機構のＮ極とＳ極をなるべく遠く離して配置し、磁力線の遠回りして磁力線の多くが放電空間を通過させる手段を設定できるようにすることである。各実施例は互に組み合せたりその一部を利用しあったりしてさらに秀れた製品を生むことができる。特にこの表面処理装置は広範囲の装置群やシステムや部品に応用できる。例えば応用のほんの一部が下記文献に述べられている。
（１）実用真空技術総覧：塙輝雄編、産業技術サービスセンター１９９０年１１月２６日発行
（２）薄膜作成の基礎：麻蒔著、日刊工業新聞社刊（初版１９７７年、第４版２００５年）
また、放電の理論面では、下記文献が役に立つ。
（３）応用物理４１巻（１９７２年）４５１〜４６０頁の麻蒔著「直交電磁界空間の低圧における放電特性」、
（４）ＴＲｅｏｒｙ  ｏｎ  Ｈｉｇｈ−Ｖａｃｕｕｍ  Ｐｌａｎａｒ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ（論文名）：三浦勉と麻蒔立男著、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｏ．  ３６巻（１９９７年）７８７−７９１頁
これらは電極の構造が異るが電界が直交すると云う意味で、電界と磁界の組み合わせとその最適値の選び方などに大いに役に立つ。
【発明の効果】
【００１８】以上説明したように本発明の板状陰極表面処理装置によれば、板状の陰極を持っていながら広い圧力範囲（例えば１００Ｐａから１０−６Ｐａ以下の圧力）で放電し、放電中に出来たイオン、電子、ラジカルを利用することにより、成膜、エッチング、表面改質などいろいろな分野に広く応用でき、秀れた効果を上げることができる。
放電は広い空間で発生するので、大型被処理体の処理、材料の利用率の向上などを行うことができる。
【図面の簡単な説明】図１、図２、図４〜図９は、それぞれこの発明の実施例を示す図である。また、図３は従来の実施例を示す図（特許３１５５９６３号  Ｆｉｇ２（ａ）の再録）である。
【符号の説明】１０  真空容器                  １２と１４  排気系
１８と１９  ガス導入系          ３０  陰極機構
３５  電力を供給する手段        ３６  板状陰極（ターゲット）
３７  放電空間                  ４０  磁気機構
４１１  磁力線                  ４３  主磁石
４４  反射磁石                  ４５  強化磁石
４２０  電界                    ４２１  従来の磁界（図３発生）
【図１】
2011044415.tif 000004
【図２】
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【図３】
2011044415.tif 000006
【図４】
2011044415.tif 000007
【図５】
2011044415.tif 000008
【図６】
2011044415.tif 000009
【図７】
2011044415.tif 000010
【図８】
2011044415.tif 000011
【図９】
2011044415.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月9日(2009.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】反射磁石４４は、超電導材料で作り、この部分に磁力線が入って来れないようにするのも有効である．もしスペースの都合など、反射磁石４４を置くことが出来ない時は、最悪の場合主磁石の発生する磁力線の約１／２が磁力線４１２の方向に出てしまい放電空間の方に向う磁力線が減少する．それでも磁力線は、図３の場合よりはるかに多く放電空間に向う。従来の図３の場合、中心磁石（図の上にＮ下にＳで書いてある磁石）と外磁石（上にＳ下にＮの磁石）の間の空間を磁石で満すことはできない。何故なら、磁力線４２１が殆んど外に出ることができなくなるからである。しかし、本実施例の磁力線外囲り手段によれば、図２主磁石４３が示すように、板状陰極３６と陰極容器３４の間の空間を全て磁石で充すことができる。これも放電空間３７の磁束密度（例えば前述のｄ＝９０ｍｍにおける磁束密度Ｍ）を大きくできる重要な原因と効果でもある。なおＮ極とＳ極の着磁の方向が陰極の表面と並行にした例は、Ｋａｒｅｌ  Ｕｒｂａｎｅｋにより論文誌Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙの１９７７年４月号の８７〜９０頁に報告されたＭａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｐｕｔｔｅｒに関する論文のＦｉｇ１に示されている。この論文は磁性材料に保磁力の小さいアルニコ磁石を用いたので磁石を長くする必要があったためＦｉｇ１の形になった。そしてポールピースを用いて磁束をターゲットの近くに導いている。結局磁極の先端が至近距離にて対向し、図３と同様な構造となっている。本発明とは似て非なるものである。
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】この発明の目的は、磁極をなるべく遠く離して配置し、磁力線が遠回りして、磁力線の多くが放電空間を通過し放電に有効に利用されるようにする手段（磁力線の遠回り手段）を新たに駆使した板状放電利用の表面処理装置の提供にある。こうすることにより１００Ｐａ程度のプラズマ状態は勿論、０．１Ｐａ程度以下の負空間電荷放電も可能にする表面処理装置を提供することができる。つまり特許３１５５９６３号の改良を目的とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】上記の目的を達成するために、Ｎ極とＳ極をなるべく遠く離して配置し、磁力線がなるべく遠回りをして放電空間に出て来るようにして（前記磁力線の遠回り手段）、旦つ放電空間に磁界が必要な分布あるいは一様な分布をし、その上必要な空間に集中するようにすることにより、プラズマ状態から負の空間電荷放電の広い圧力領域にわたり表面処理を行えるようにしたのである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】次にこの発明を図面を用いて詳しく説明する。図１と図２に示す実施例において、１０は真空容器、１１が反応室、１２及び１４が排気系、１３が予備排気室１５が反応室と予備排気室との仕切弁、１６が予備室扉、１７が被処理体  ２１を搬入搬出する機構である。１８はバリアブルリーフ、１９がボンベで両者と流量制御系などでガス導入系を構成する。２０は被処理体系で、２２がホルダ、２３が導入管、２４が絶縁石、２５が被処理体を所定の電位に保つための電源（直流からマイクロ波迄何でも必要により用いることができる）。２６は冷媒の出し入れあるいは加熱のための用力や被処理体の位置の変更を意味する矢印である。３０は陰極機構で、３１はシールド３２は絶縁石、３３は２６と同じ意味の矢印、３４は陰極容器、３５は陰極電源（電源２５と同様何でも用いることができる）、３６は板状陰極、３７は放電空間、３９は導入管である。この陰極電源により、設定された磁界と少くとも直交する成分をもつ電界４２０を発生する。４０は磁力線の遠回り手段を備えた磁気機構で、４３は主磁石で放電空間３７いっぱいに遠回りして現れる磁力線群４１１を発生させる（なお４２１は従来の装置（図３）における磁力線の例を示す。４４は主磁石４３が発生する磁力線のうち磁力線４１１と反対側に発生する磁力線４１２を放電空間に反射する反射磁石、４５は磁力線４１１が板状陰極３６より離れて放電空間に向って分布させるための磁力線４１３を発生させるための強化磁石である。なお図３は前記特許３１５５９６３号のＦｉｇ２ａを再録したもので矢印４１５で示すように、この空間に磁力線が集中し、板状陰極３６の磁石と反対側にある放電空間３７には僅かしか現れない。４１、４２はポールピース、４６は薄い反射磁石４４の補強板である。負空間電荷放電を発生させるためには、特許３１５５９６３号（以下前特許）の［０００９］項から［００１６］項及び発明者らによる論文誌「真空」３５巻（１９９２）２号７０〜７５頁の論文
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空間に高い磁束密度の磁界を設定する必要がある。なお放電々圧はその後の研究で数百ボルト以下でもよいことがわかって来ており、特に高電圧を必須とするのではなく強磁場が大切である。したがって磁石は大きくなることが多い。図２で云えば紙面上下方向の厚みが大きくなることを意味する。この場合ポールピース４１の役目は大切で、磁力線４１１が集中して集っても十分な大きさと、材質として透磁率の大きい磁性体を用いることが大切である。さらに磁力線４１２を減らして４１１を増加させる（磁力線を放電空間に集中する）ためには、ポールピース４１の図の下部には凹み５９を設け磁力線が図の上部に集中するようにすることが設計上重要である。このことは図４以後の実施例に詳しく述べる。
このように磁力線の集中しやすい磁極の少くとも一方にポールピースを設けると有効な場合が多い。そしてもう一つ大切なのは磁石は陰極の内部に設けなければならないということである。フレミング左手の法則を用いて最近わかったことであるが、山形の磁力線の電界と並行（図２では紙面の上下方向）成分が磁界と直交方向に流れるいわゆるドリフト電流を放電空間に閉じ込める方向に働くからである（拡散しようとする電子を閉じ込めるように働く）。このことは設計上大切なことで、例えば磁石を陽極側におくと、この力は電子を放電空間の外に拡散させる方向に働く。このことはプラズマ状態の放電ではあまり問題にならないが、負空間電荷放電のように電子を長時間にわたって放電空間に閉じ込める必要がある場合は致命的である。磁力線は陰極から出て陰極に戻るようにすることが必須である。単に放電空間に電界と直交する成分をもつ磁界を設定すればよいというのではない
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磁率材料（例えば鉄を用いると磁石の数十万倍の透磁率）のポールピース４１を用いるこ
2011044415.tif 000015
陰極（スパッタの場合ターゲット）上の放電にさらされない面積を極小にすることができる。つまり板状陰極板の表面を有効に利用できる。スパッタなら高価な材料の利用効率を向上できる。エツチングなどの表面処理を行う場合表面を有効に利用できる。例えば特許公報昭６３−５７５０２（昭和６３年１１月１１日公告）の５欄上から１９〜２１行の「長さ５０ｍｍ，厚さと巾がそれぞれ１５ｍｍで両端から１０ｍｍの位置で上方に４５°の角度で
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作り負空間電荷放電を行わせようとすると厚さと巾がそれぞれ数倍になると思われ、有効な負空間電荷放電を利用する表面処理装置を実現することは極めて困難である。まして本
2011044415.tif 000017
とは不可能である。勿論ポールピース４１を用いることが出来ない場合若干の性能劣化があるものの以下の実施例によりこれを補うことが出来る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を真空に出来る真空容器、前記真空容器の内部に設けられた陰極機構、前記陰極機構内の陰極の表面が板状をなし且つ陰極の放電にさらされる面（表面）の反対側（裏側）に磁気機構を配し、前記磁気機構により陰極の放電にさらされる面の一端から出て他端に入る磁力線を発生させ、陰極表面上にほヾこれと平行な成分をもつ磁界を設定する手段、前記陰極に電力を供給して表面にある磁界と少くとも直交する成分を有する電界を発生する手段、放電空間の圧力をガス導入系と排気系により調整することの出来る負空間電荷放電を利用する表面処理装置において、前記磁気機構が磁力線の遠回り手段を備えることを特徴とする板状陰極表面処理装置
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2011044415.tif 000018
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2011044415.tif 000019
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2011044415.tif 000020
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2011044415.tif 000021
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2011044415.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月12日(2010.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】図７ａには別の実施例の断面図を示してある。この実施例では、主磁石の断面が矩形の場合に、外回り効果で磁力線をターゲット側に集めるためにポールピース５７をＮ極に設けた例である。外回り効果を高めるためには、ポールピース５７に５８のよう斜面を設けたり、図４の実施例のようにターゲット反対の面を曲線５３のようにふくらませるのもよい。さらに、基板側に磁石４００や４０１を設けると、外回り効果を強化できる。磁石４００の役割は磁石４３の発生する磁力線を引き寄せる極性に配置しその外回り効果を強化している。磁石４０１は、円筒形と極性の配置を巧みに利用し目的に合った磁場を得るものである。図の形状では、磁石４３の中央で磁力線が上に凸の形になり、半径を大きくすると凸は外に移動する。磁石の極性を逆にすると、４３の磁力線は円周の外の方で凸形になる。半径の大小により、その形状を設定できる。磁石の形状を円錐形、逆円錐形、円板形
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用できる。図７ｂは磁場の分布を図７ａのＢとｄについて、簡単のため、磁石４００と４０１を除いた状態で示す。曲線ｙに図３のギャップの中央のＢとｄを示す。本実施例の曲線Ｘは、磁石４００や４０１のない構造のデータである。曲線Ｘは、ｙに比較して磁石の表面近くでは磁束密度Ｂ（テスラ）は、約４０％減少し、表面からの距離ｄ＝９ｃｍにおいては、およそ１５倍にもなっている。これは本発明の「磁力線の遠回り手段」の効果を如実に示すものである。理想的には、Ｂがｄに対してフラットに近い特性である。これは、磁石４００、４０１などの配置や遠回り手段の強化設計により実現されるに違いない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2011044415.tif 000024