(57)【要約】【課題】磁場の分布を簡単に調整可能な磁場発生装置、及びこれを用いたスパッタリング装置を提供すること。【解決手段】上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る磁界発生装置は、２以上の主磁極部と、少なくとも１以上の副磁極部と、ヨーク部とを具備する。前記２以上の主磁極部は、主磁場を発生させる。前記少なくとも１以上の副磁極部は、前記発生した主磁場を調整するための副磁場を発生させる、複数に分割された第１の分割磁石を有する。前記ヨーク部は、前記１以上の副磁極部のそれぞれに対応して、前記複数の第１の分割磁石と対向するように配置された１以上の第１のヨークを含む。【選択図】図２
2015017304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁場を発生させる２以上の主磁極部と、
前記発生した主磁場を調整するための副磁場を発生させる、複数に分割された第１の分割磁石を有する少なくとも１以上の副磁極部と、
前記１以上の副磁極部のそれぞれに対応して、前記複数の第１の分割磁石と対向するように配置された１以上の第１のヨークを含むヨーク部と
を具備する磁界発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁性発生装置であって、
前記２以上の主磁極部は、複数に分割された第２の分割磁石をそれぞれ有し、
前記ヨーク部は、前記２以上の主磁極部のそれぞれに対応して、前記複数の第２の分割磁石と対向するように配置された２以上の第２のヨークを含む
磁界発生装置。
【請求項３】
請求項２に記載の磁界発生装置であって、
前記主磁場の発生位置となる発生部をさらに具備し、
前記２以上の主磁極部は、前記発生部側にＮ極が配置された第１の主磁極部と、前記発生部側にＳ極が配置された第２の主磁極部とを有し、
前記１以上の副磁極部は、前記第１及び前記第２の主磁極部の間の前記第２の主磁極部の近傍に設置された、前記発生部側にＮ極が配置された第１の副磁極部と、前記第１及び前記第２の主磁極部の間の前記第１の主磁極部の近傍に設置された、前記発生部側にＳ極が配置された第２の副磁極部とを有し、
前記第１のヨークは、前記複数の第１の分割磁石と前記発生部との間に配置され、
前記第２のヨークは、前記複数の第２の分割磁石と前記発生部との間に配置される
磁界発生装置。
【請求項４】
請求項３に記載の磁界発生装置であって、
前記発生部は、磁場を発生する側を表面としその反対側を背面とする発生面を有し、
前記第１の主磁極部は、前記発生面の縁部の背面側に環状に配置され、
前記第２の主磁極部は、前記発生面の中央部の背面側に直線状に配置され、
前記第１の副磁極部は、前記第２の主磁極部を囲むように環状に配置され、
前記第２の副磁極部は、前記第１の主磁極部の内側に環状に配置される
磁界発生装置。
【請求項５】
請求項１に記載の磁界発生装置であって、
前記複数の第１の分割磁石を移動可能なように保持する保持部をさらに具備する
磁界発生装置。
【請求項６】
真空チャンバと、
前記真空チャンバの内部に配置された基板支持部と、
前記基板支持部に対向して配置されたターゲットと、
前記ターゲットの表面に主磁場を発生させる２以上の主磁極部と、
前記発生した主磁場を調整するための副磁場を発生させる、複数に分割された第１の分割磁石を有する少なくとも１以上の副磁極部と、
前記１以上の副磁極部のそれぞれに対応して、前記複数の第１の分割磁石と対向するように配置された１以上の第１のヨークを含むヨーク部と
を有する磁界発生部と、
前記ターゲットに負電位を印加する電位印加部と
を具備するスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、磁界発生装置、及びこれを用いたスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ウエハやガラス等の基板表面に薄膜を形成するためのマグネトロンスパッタ装置について記載されている。特許文献１の図１等に示されるように、底部ヨーク１の中央部に中央部磁石２が立設され、その周囲を囲むように周縁部磁石３が立設される。また中央部磁石２と周縁部磁石３との間には、第１の補助磁石４と第２の補助磁石５とが立設される。このように構成された磁気回路により、ターゲット７の表面における垂直磁場成分が３度ゼロレベルを通る分布となる磁場が形成される。これによりターゲット７を均等にスパッタリングすることが可能とされている（特許文献１の段落［００２０］−［００２５］等参照）。
【０００３】
また特許文献２にも、マグネトロンスパッタ装置に用いられる磁界発生装置について記載されている。特許文献２の図１等に示されるように、磁界発生用の磁気回路として、中央側永久磁石１と、これを取り囲むように配置される外側永久磁石２とが設けられる。また中央側永久磁石１と外側永久磁石２との間には、ターゲット面と平行になるように、磁性材料でなるシャント板６が設けられる。このシャント板６は、ターゲット１０の表面における垂直磁場成分が、ゼロもしくはゼロ近傍でフラットとなること、あるいはゼロ点を３回交差することを目的として配置される。このような磁場によりターゲット１０が浸食されるエロージョン領域が広くなるようにされている（特許文献２の段落［００２１］［００２８］［００３２］等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８４５８３６号公報
【特許文献２】特許２００６−１６６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように特許文献１及び２に記載のマグネトロンスパッタ装置では、ターゲットの表面の磁場成分をフラットにする技術が用いられている。このようなマグネトロンスパッタ装置等において、磁場の分布を簡単に調整可能な技術が求められている。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、磁場の分布を簡単に調整可能な磁場発生装置、及びこれを用いたスパッタリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る磁界発生装置は、２以上の主磁極部と、少なくとも１以上の副磁極部と、ヨーク部とを具備する。
前記２以上の主磁極部は、主磁場を発生させる。
前記少なくとも１以上の副磁極部は、前記発生した主磁場を調整するための副磁場を発生させる、複数に分割された第１の分割磁石を有する。
前記ヨーク部は、前記１以上の副磁極部のそれぞれに対応して、前記複数の第１の分割磁石と対向するように配置された１以上の第１のヨークを含む。
【０００８】
この磁界発生装置では、主磁場を調整するための副磁場を発生させるために、複数の第１の分割磁石が配置される。例えばこの複数の第１の分割磁石の数や位置等を調整することで、副磁場の強度や分布を簡単に調整することができる。この結果、主磁場の分布も簡単に調整することが可能となる。また副磁極部に対応するように、複数の第１の分割磁石と対向するように第１のヨークが配置される。これにより第１の分割磁石から発生する副磁場にムラ等が生じることを防止することが可能となる。
【０００９】
前記２以上の主磁極部は、複数に分割された第２の分割磁石をそれぞれ有してもよい。この場合、前記ヨーク部は、前記２以上の主磁極部のそれぞれに対応して、前記複数の第２の分割磁石と対向するように配置された２以上の第２のヨークを含んでもよい。
これにより例えば第２の分割磁石の数や位置等を調整することで、主磁場の強度や分布を簡単に調整することが可能となる。複数の第２の分割磁石と対向するように第２のヨークが配置されるので、第２の分割磁石から発生する主磁場にムラ等が生じることを防止することが可能となる。
【００１０】
前記磁界発生装置は、前記主磁場の発生位置となる発生部をさらに具備してもよい。
この場合、前記２以上の主磁極部は、前記発生部側にＮ極が配置された第１の主磁極部と、前記発生部側にＳ極が配置された第２の主磁極部とを有してもよい。また前記１以上の副磁極部は、前記第１及び前記第２の主磁極部の間の前記第２の主磁極部の近傍に設置された、前記発生部側にＮ極が配置された第１の副磁極部と、前記第１及び前記第２の主磁極部の間の前記第１の主磁極部の近傍に設置された、前記発生部側にＳ極が配置された第２の副磁極部とを有してもよい。また前記第１のヨークは、前記複数の第１の分割磁石と前記発生部との間に配置されてもよい。また前記第２のヨークは、前記複数の第２の分割磁石と前記発生部との間に配置されてもよい。
このように主磁極部及び副磁極部が設置されることで、前記発生部から発生する主磁場を発生部の上方で平行にすることが可能となる。
【００１１】
前記発生部は、磁場を発生する側を表面としその反対側を背面とする発生面を有してもよい。この場合、前記第１の主磁極部は、前記発生面の縁部の背面側に環状に配置されてもよい。また前記第２の主磁極部は、前記発生面の中央部の背面側に直線状に配置されてもよい。また前記第１の副磁極部は、前記第２の主磁極部を囲むように環状に配置されてもよい。また前記第２の副磁極部は、前記第１の主磁極部の内側に環状に配置されてもよい。
このように主磁極部及び副磁極部が設置されることで、例えば発生面上に配置された物体の表面方向と平行な方向に主磁場を形成することが可能となる。
【００１２】
前記磁界発生装置は、前記複数の第１の分割磁石を移動可能なように保持する保持部をさらに具備してもよい。
これにより保持部を適宜動作させることで、第１の分割磁石の位置を簡単に調整することが可能となる。この結果、主磁場の分布を簡単に調整することが可能となる。
【００１３】
本技術の一形態に係るスパッタリング装置は、真空チャンバと、基板支持部と、ターゲットと、磁界発生部と、電位印加部とを具備する。
前記基板支持部は、前記真空チャンバの内部に配置される。
前記ターゲットは、前記基板支持部に対向して配置される。
前記磁界発生部は、２以上の主磁極部と、少なくとも１以上の副磁極部と、ヨーク部とを有する。
前記２以上の主磁極部は、前記ターゲットの表面に主磁場を発生させる。
前記少なくとも１以上の副磁極部は、前記発生した主磁場を調整するための副磁場を発生させる、複数に分割された第１の分割磁石を有する。
前記ヨーク部は、前記１以上の副磁極部のそれぞれに対応して、前記複数の第１の分割磁石と対向するように配置された１以上の第１のヨークを含む。
前記電位印加部は、前記ターゲットに負電位を印加する。
【００１４】
磁界発生部により、ターゲットの表面の磁場を平行に調整することができる。これによりターゲットの浸食領域を広くすることが可能となり、ターゲットの利用効率を向上させることが可能となる。また磁界発生部により発生される磁場の分布を簡単に調整することが可能であるので、例えばターゲットの種類等に応じて最適な磁場を発生させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本技術によれば、磁場の分布を簡単に調整可能な磁場発生装置、及びこれを用いたスパッタリング装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】マグネトロンスパッタリングの原理を説明するための模式的な図である。
【図２】本技術の一実施形態に係る磁界発生装置の概要を示す模式図である。
【図３】本実施形態に係るスパッタカソードの構成例を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係るスパッタカソードの構成例を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係るスパッタカソードの構成例を示す平面図である。
【図６】本実施形態に係るスパッタカソードの構成例を示す断面図である。
【図７】図１に示す一般的なスパッタカソードにおける電子の軌道計算の結果を示すグラフである。
【図８】図１に示す一般的なスパッタカソードにおける電子の軌道計算の結果を示すグラフである。
【図９】本実施形態に係る磁界発生装部を備えるスパッタカソードにおける、ターゲットの表面の磁束密度の実測値を示すグラフである。
【図１０】本実施形態に係るスパッタカソードを使用した場合のターゲットの断面形状を実測したグラフである。
【図１１】本実施形態に係る磁界発生部による主磁場の調整方法について説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
［マグネトロンスパッタリングの原理］
本技術に係る磁界発生装置及びマグネトロンスパッタ装置を説明するために、まずマグネトロンスパッタリングの原理を説明する。図１は、その原理を説明するための模式的な図であり、一般的なマグネトロンスパッタ装置の基本的な構成を示す図である。以下、マグネトロンスパッタ装置のことを、単にスパッタリング装置と記載する場合がある。
【００１９】
図１に示すように、スパッタリング装置９００は基本的な構成として、真空チャンバ９０１と、真空チャンバ９０１の内部に配置された基板支持部９０２と、基板支持部９０２に対向して配置されたスパッタカソード９０３と、ＤＣ電源（電位印加部）９０４とを有する。
【００２０】
真空チャンバ９０１には、図示しない真空排気配管及びガス配管が設けられる。真空排気管には真空ポンプが接続され、真空チャンバの内部を真空雰囲気に排気可能となっている。ガス配管は、真空チャンバの内部にプロセスガス（水素、酸素、又は窒素、アルゴン等の不活性ガス、反応ガス等）を導入する。
【００２１】
基板支持部９０２は、成膜処理の対象となる半導体ウエハやガラス基板等の基板Ｓを支持する。図１に示すように、基板支持部９０２は、ＤＣ電極の正極と接続される。また基板支持部９０２は、グランド電位に接続されている。
【００２２】
スパッタカソード９０３は、スパッタターゲット（以下単にターゲットと記載する）９０５と、バッキングプレート９０６と、フレーム９０７と、磁界発生部９０８とを有する。ターゲット９０５は、矩形状を有し、バッキングプレート９０６に接続されている。バッキングプレート９０６は、フレーム９０７を介して、ＤＣ電源９０４の負極に接続される。なお電位印加部として、ＤＣ電源以外のものが用いられてもよい。
【００２３】
磁界発生部９０８は、ターゲット９０５の表面に磁場を発生させるための磁気回路９０９を有する。磁気回路９０９は、バックヨーク９１０と、バックヨーク９１０の上に環状（リング状）に配置された永久磁石９１１と、その中央に配置された直線状（棒状）に配置された永久磁石９１２とで構成されている。磁石９１１と磁石９１２は、バッキングプレート９０６に対し、互いに異なる極性の磁極を向けて配置されている。
【００２４】
図１に示す例では、バッキングプレート９０６側がＮ極となるように、環状の磁石９１１が配置される。またバッキングプレート９０６側がＳ極となるように、直線状の磁石９１２が配置される。これによりターゲット９０５の表面に、図１に示すような磁力線９１３が形成される。なお以下の説明では、磁場と磁力線を同じ符号で示す場合がある（例えば磁力線９１３のことを磁場９１３として説明する場合がある）。
【００２５】
このようなスパッタリング装置９００において、バッキングプレート９０６に負極の高電圧が印加されると、ターゲット９０５の表面より電子９１４が放出する。電子９１４はローレンツ力により、ターゲット９０５の表面の磁力線９１３に捕獲されて螺旋運動（トコロイド運動）を行う。磁力線９１３に捕獲された電子９１４は、バッキングプレート９０６の負電位と、ターゲット９０５表面の磁場９１３の水平成分により図１に示す力のベクトル方向に力（符号９１５で表すベクトル）を受ける。質量の小さい電子９１４は、その力を受けることで高速に加速される。
【００２６】
図１のように矩形状のターゲット９０５が用いられる場合、陸上競技で使用されるトラックと略等しいトラック形状にて電子９１４が移動するように、磁石９１１及び９１２がレイアウトされる。従ってそのトラックの形状にて電子トンネルが形成される。
【００２７】
真空チャンバ９０１の内部は、所定の真空度にまで排気されており、ガス配管を介してアルゴンガスが導入される。高速で移動している電子９１４がアルゴンガスに衝突することで、アルゴン原子が励起されＡｒ＋（アルゴンイオン）９１７が発生する。プラスに励起したＡｒ＋９１７は、負電位となるターゲット９０５に引き寄せられ、高速でターゲット９０５の表面に衝突する。これによりターゲット９０５の構成材料の原子を含む粒子（スパッタ粒子）９１８が放出される。ターゲット９０５の表面から放出されたスパッタ粒子９１８は、対向する基板Ｓの表面に付着し、薄膜を形成する。
【００２８】
スパッタリングによりターゲット９０５は徐々に浸食される。厚みが使用可能な範囲を超える直前までターゲット９０５は使用され、新しいものに交換される。本説明では、ターゲット９０５の交換が必要なまでに、当該ターゲット９０５をどの程度使用できたかを、ターゲット９０５の利用率とする。すなわち使用前のターゲット９０５のうち、スパッタリングされて成膜に使用された割合が、利用率として表される。利用率を高くすることが出来ればターゲット９０５を有効に使用することができ製品コストの削減等につながる。
【００２９】
ターゲット９０５の浸食は、ターゲット９０５へのＡｒ＋９１７の衝突により生じる。またＡｒ＋９１７は、電子トンネル内の電子９１４との衝突によって発生する。電子トンネル内の電子密度にムラがある場合、励起されるＡｒ＋９１７にもムラが生じ、ターゲット９０５の浸食領域（エロ―ジョン領域）もムラになる。ターゲット９０５の寿命は浸食部分の最も深い部分に律速されるため、ターゲット９０５の利用率を上げる為には広いエリアで均一に浸食を発生させる必要がある。その為には電子密度を均一、且つ幅広くすることが求められる。
【００３０】
以下に示す本技術に係る磁性発生装置及びスパッタリング装置では、ターゲットの表面に発生する磁場の分布を簡単に調整することが可能である。この結果、ターゲットの利用率を向上させることも可能となる。
【００３１】
［磁界発生装置］
図２は、本技術の一実施形態に係る磁界発生装置の概要を示す模式図である。磁界発生装置１００は、２以上の主磁極部１０と、１以上の副磁極部１１と、ヨーク部１２とを有する。２以上の主磁極部１０は、主磁場１３を発生させる。１以上の副磁場１１は、主磁場１３を調整するための副磁場１４を発生させる。ヨーク部１２は、１以上の副磁極部１１にそれぞれ対応して配置される第１のヨーク１５と、２以上の主磁極部１０にそれぞれ対応して配置される第２のヨーク１６とを有する。
【００３２】
図２に示す例では、２以上の主磁極部１０として、主磁場１３の発生位置となる発生部１７側にＮ極が配置された第１の主磁極部１０ａと、発生部１７側にＳ極が配置された第２の主磁極部１０ｂとを有する。第１及び第２の主磁極部１０ａ及び１０ｂは、複数の分割された分割磁石１８をそれぞれ有する。すなわち第１及び第２の主磁極部１０ａ及び１０ｂは、それぞれ小片化された磁石列よりなる。この主磁極部１０に含まれる複数の分割磁石１８は、第２の分割磁石に相当する。
【００３３】
図２に示す例では、発生部１７側にＮ極が配置された、複数の分割磁石１８ａにより第１の主磁極部が構成されている。本実施形態では、複数の分割磁石１８ａとして、磁極面の形状が矩形となる直方体状の分割磁石が配列される。複数の分割磁石１８ａとして、互いに同じものが用いられてもよいし、形状や種類が異なるものが用いられてもよい。例えば分割磁石１８ａとして、ネオジウム磁石やフェライトコア磁石等が用いられる。あるいは電磁石等が用いられてもよい。
【００３４】
第２の主磁極部１０ｂは、発生部側にＳ極が配置された、複数の分割磁石１８ｂにより構成されている。複数の分割磁石１８ｂも、磁極面が矩形となる直方体状の磁石が用いられる。このように配置された第１及び第２の主磁極部１０ａ及び１０ｂにより主磁場１３が発生され、分割磁石１８ａのそれぞれのＮ極面から、分割磁石１８ｂのそれぞれのＳ極面に向けて磁力線１３が形成される。
【００３５】
図２に示す例では、１以上の副磁極部１１として、発生部１７側にＮ極が配置された第１の副磁極部１１ａと、発生部１７側にＳ極が配置された第２の副磁極部１１ｂとを有する。図２に示すように、第１の副磁極部１１ａは、第１及び第２の主磁極部１０ａ及び１０ｂの間の、第２の主磁極部１０ｂの近傍に設置される。また第２の副磁極１１ｂは、第１及び第２の主磁極部１０ａ及び１０ｂの間の第１の主磁極部１０ａの近傍に設置される。
【００３６】
第１及び第２の副磁極部１１ａ及び１１ｂは、複数の分割された分割磁石１９をそれぞれ有する。すなわち第１及び第２の副磁極部１１ａ及び１１ｂは、それぞれに小片化された磁石列によりなる。この副磁極部１１に含まれる複数の分割磁石１９は、第１の分割磁石に相当する。
【００３７】
図２に示す例では、発生部１７側にＳ極が配置された、複数の分割磁石１９ａにより第１の副磁極部１１ａが形成されている。また発生部１７側にＮ極が配置された、複数の分割磁石１９ｂにより第２の副磁極部１１ｂが構成されている。複数の分割磁石１９ａ及び１９ｂは、ともに磁極面の形状が円形状となる円柱状の分割磁石からなる。複数の分割磁石１９も、その数や形状等は任意に設定されてよい。典型的には、副磁極部１１は、主磁場１３を調整する副磁場１４を発生させるものである。従って、副磁極部１１として配置される分割磁石１９は、主磁極部１０として配置される分割磁石１８よりも、断面積等が小さい磁力の弱い磁石が用いられる。しかしながら、主磁場１３として発生させる磁場の分布や、それぞれの分割磁石の個数や位置等によっては、そのような磁力の関係に限定されなくてもよい。
【００３８】
図２に示す例では、第２の副磁極部１１ｂから発生する副磁場１４により、主磁場１３が下方（発生部１７から第２の副磁極部１１ｂに向かう方向）に引っ張られる。すなわちその部分では、発生部１７の上方の主磁場１３の垂直成分が下方に引っ張られるように移動する。一方、第１の副磁極部１１ａから発生する副磁場１４により、主磁場１３が上方（第１の副磁極部１１ａから発生部１７に向かう方向）に押し上げられる。すなわちその部分では、発生部１７の上方の主磁場１３の垂直成分が上方に移動する。これにより発生部１７から発生する主磁場１３を、発生部１７の上方で平行にすることができる。これにより下記に詳しく述べるように、ターゲットの利用率を向上させることが可能となる。
【００３９】
また、主磁場１３を発生させる第１及び第２の主磁極部１０ａ及び１０ｂが、複数の分割磁石１８により構成されているので、分割磁石１８の数や位置等を適宜調整することで、主磁場１３の分布、すなわち磁力線の方向や磁束密度等を簡単に調整することが可能となる。同様に、副磁場１４を発生させる第１及び第２の副磁極部１１ａ及び１１ｂも、複数の分割磁石１９により構成されているので、分割磁石１９の数や位置等を適宜調整することで、副磁場１４の強度や分布を簡単に調整することができる。副磁場１４を簡単に調整可能であるので、主磁場１３の調整も簡単に可能となる。
【００４０】
ヨーク部１２の第１のヨーク１５は、第１及び第２の副磁極部１１ａ及び１１ｂに対応して、それぞれの複数の分割磁石１９と対向するように配置される。図２に示す例では、第１の副磁極部１１ａの分割磁石１９ａの上方で、分割磁石１９ａと発生部１７との間に、第１のヨーク１５ａが１つ配置される。また第２の副磁極部１１ｂの分割磁石１９ｂの上方で、分割磁石１９ｂと発生部１７との間に、もう１つの第１のヨーク１５ｂが配置される。第１のヨーク１５は、対向する位置にある分割磁石１９の配置領域を覆うように、配置される。この第１のヨーク１５が配置されることで、複数の分割磁石１９から発生する副磁場１４が平均化されるので、副磁場１４にムラ等が生じることを防止することが可能となる。すなわち発生部１７から発生する副磁場１４としての磁力線及び磁束密度に、ムラが発生してしまうことを防止することができる。
【００４１】
ヨーク部１２の第２のヨーク１５は、第１及び第２の主磁極部１０ａ及び１０ｂに対応して、それぞれの複数の分割磁石１８と対向するように配置される。図２に示す例では、第１の主磁極部１０ａの分割磁石１８ａの上方で、分割磁石１８ａと発生部１７との間に、第２のヨーク１６ａが１つ配置される。また第２の主磁極部１０ｂの分割磁石１８ｂの上方で、分割磁石１８ｂと発生部１７との間に、もう１つの第２のヨーク１６ｂが配置される。第２のヨーク１６は、対向する位置にある分割磁石１８の配置領域を覆うように、配置される。この第２のヨーク１６が配置されることで、複数の分割磁石１８から発生する主磁場１３が平均化されるので、主磁場１３にムラ等が生じることを防止することが可能となる。すなわち発生部１７から発生する主磁場１３としての磁力線及び磁束密度に、ムラが発生してしまうことを防止することができる。
【００４２】
このように本技術においては、副磁場１４及び主磁場１３の分布や強度を簡単に調整可能とするために、複数の分割磁石１９及び複数の分割磁石１８が用いられる。そして複数の分割磁石１９と対向するように第１のヨーク１５が配置される。また複数の分割磁石１８と対向するように第２のヨーク１６が配置される。これにより複数の分割磁石１９から発生する副磁場１４のムラ、及び複数の分割磁石１８から発生する主磁場１３のムラが防止されている。この結果、複数の分割磁石１９及び複数の分割磁石１８の数や位置が変更されたとしても、ムラのない副磁場１４及び主磁場１３が適正に発生される。
【００４３】
図３−図６は、本実施形態に係るスパッタカソードの構成例を示す図である。このスパッタカソード５００では、図２を参照して概要を説明した磁界発生装置１００が、磁界発生部２００として設けられている。図３は、スパッタカソード５００の断面を斜めから示した図である。図４は、その断面を模式的な示す模式図である。図３では、磁界発生部１００の構成を示すために、ターゲット５０５、バッキングプレート５０６、及びヨーク部２１２の図示が省略されている（なお、断面部分に位置関係が模式的に図示されている）。
【００４４】
図５は、スパッタカソード５００を上方から見た平面図である。図６は、図５に示すＡ−Ａ線での断面を示す断面図である。なお図３及び図４にも、図５に示すＡ−Ａ線での断面に相当する部分が図示されている。また図６では、図示を分かりやすくするために、ハッチングが省略されている。
【００４５】
スパッタカソード５００は、ターゲット５０５と、バッキングプレート５０６と、フレーム５０７と、バックヨーク５１０と、磁界発生部２００とを有する。バッキングプレート５０６の表面５２０は、磁場を発生する側を表面とし、その反対側を背面とする発生面に相当する（以後、発生面５２０と記載する）。発生面５２０の表面にターゲット５０５が接続される。
【００４６】
磁界発生部２００は、第１の主磁極部２１０ａと、第２の主磁極部２１０ｂと、第１の副磁極部２１１ａと、第２の副磁極部２１１ｂと、各磁極部の分割磁石を保持する保持部２５０とを有する。第１の主磁極部２１０ａは、発生面５２０の縁部の背面側に環状に配置される。図３に示すように、発生面５２０の下方に配置される保持部２５０の縁部に、環状に第１の取付孔２５１が形成される。第１の取付孔２５１は、環状にわたって連続して形成されている。この第１の取付孔２５１に複数の分割磁石２１８ａが挿入されて固定されることで、第１の主磁極部２１０ａが構成される。第１の取付孔２５１は、複数の分割磁石２１８ａを取り付けるための取付領域となる。
【００４７】
図３や図５に示すように、複数の分割磁石２１８ａの上方には、第２のヨーク２１６ａが配置される。第２のヨーク２１６ａは、保持部２５０に形成された第１の取付孔２５１を覆うように配置される。すなわち図５に示す第２のヨーク２１６ａの下方側が、分割磁石２１８ａの取付領域となり、ここに分割磁石２１８ａが所望の数や位置にて配置される。この結果、第２のヨーク２１６ａから発生面５２０の上方に向けて主磁場５１３が発生する。なお、本実施形態では、第１及び第２のヨーク２１５及び２１６は、バッキングヨークに組み込まれて取り付けられる。
【００４８】
第２の主磁極部２１０ｂは、発生面５２０の中央部の背面側に直線状に配置される。図３に示すように保持部５２０の中央部に、直線状に第２の取付孔２５２が形成される。第２の取付孔２５２に複数の分割磁石２１８ｂが挿入されて固定されることで、第２の主磁極部２１０ｂが構成される。第２の取付孔２５２は、複数の分割磁石２１８ｂを取り付けるための取付領域となる。分割磁石２１８ｂの上方には第２のヨーク２１６ｂが配置される。第２のヨーク２１６ｂは、第２の取付孔２５２を覆うように配置される。主磁場２１３の磁力線は、発生面５２０の縁部から中央部に向けて形成される。
【００４９】
なお第１及び第２の主磁極部２１０ａ及び２１０ｂが、複数の分割磁石２１８により構成されなくてもよい。すなわち第１及び第２の主磁極部２１０ａ及び２１０ｂは、常に固定された１つ又は複数の磁石により構成されてもよい。このような場合でも、副磁極部２１１を複数の分割磁石２１９により、副磁場を調整可能なように構成することで、主磁場２１３の調整を容易に実現することが可能となる。
【００５０】
第１の副磁極部２１１ａは、中央に配置された第２の主磁極部２１０ｂを囲むように環状に配置される。図２に示すように、保持部２５０の第２の取付孔２５２の周辺には、複数の第３の取付孔２５３が形成される。第３の取付孔２５３は円形状を有しており、第３の取付孔２５３の所望の位置に円柱状の分割磁石２１９ａが挿入されることで、第１の副磁極部２１１ａが構成される。第３の取付孔２５３の間隔は任意であり、例えばシミュレーション等をもとに定められる。図５に示すように、分割磁石２１９ａの上方には第１のヨーク２１５ａが配置される。第１のヨーク２１５ａは、第３の取付孔２５３が形成されている領域、すなわち第３の分割磁石２１９ａの取付領域を覆うに配置される。
【００５１】
第２の副磁極部２１１ｂは、縁部に配置された第１の主磁極部２１０ａの内側に環状に配置される。図２に示すように、保持部２５０の第１の取付孔２５１の内側には、複数の第４の取付孔２５４が形成される。第４の取付孔２５４は円形状を有しており、第４の取付孔２５４の所望の位置に円柱状の分割磁石２１９ｂが挿入されることで、第２の副磁極部２１１ｂが構成される。第４の取付孔２５４の間隔は適宜設計されてよい。また第３及び第４の取付孔２５４及び２５４の大きさは、等しくてもよいし異なっていてもよい。第３及び第４の取付孔２５３及び２５４の大きさは、挿入される分割磁石２１９の大きさに合わせて定められればよい。
【００５２】
図５に示すように、分割磁石２１９ｂの上方には第１のヨーク２１５ｂが配置される。第１のヨーク２１５ｂは、第４の取付孔２５４が形成されている領域、すなわち第３の分割磁石２１９ｂの取付領域を覆うように配置される。このように第１及び第２の主磁極部２１０ａ及び２１０ｂと、第１及び第２の副磁極部２１１ａ及び２１１ｂとを構成することで、図４に示すように、ターゲット５０５表面の広い領域で、主磁場５１３の垂直成分をゼロにすることが可能となる。
【００５３】
図５及び図６を参照して、本技術に係るスパッタカソードの寸法（単位：ｍｍ）及び材質の一例をあげる。なお以下に示すようなサイズ及び材質に限定されず、適宜設計されてよい。
【００５４】
第１の主磁極部２１０ａの短辺方向の大きさｔ１…８９
第１の主磁極部２１０ａの長辺方向の大きさｔ２…１８９
第２の主磁極部２１０ｂの長辺方向の大きさｔ３…１０８．７
第１の副磁極部２１１ａの短辺方向の大きさｔ４…３０．６
第１の副磁極部２１１ａの長辺方向の大きさｔ５…１３０．６
第２の副磁極部２１１ｂの短辺方向の大きさｔ６…６５
第２の副磁極部２１１ｂの長辺方向の大きさｔ７…１６５
【００５５】
第１の主磁極部２１０ａの幅ｔ８…７．３
第２の主磁極部２１０ｂの幅ｔ９…８．７
第１の副磁極部２１１ａの幅ｔ１０…６．７
第２の副磁極部２１１ｂの幅ｔ１１…５．７
第１の主磁極部２１０ａと第２の副磁極部２１１ｂとの間隔ｔ１２…１２
第２の主磁極部２１０ｂと第１の副磁極部２１１ａとの間隔ｔ１３…１５．３
第１の副磁極部２１１ａと第２の副磁極部２１１ｂとの間隔ｔ１４…１７．２
バッキングプレートの厚み（第１及び第２のヨーク２１５及び２１６の厚み）ｔ１５…１０（ターゲットの磁気特性によって５−９ｍｍの間で調整される）
【００５６】
分割磁石２１８ａ…１０×１０×２０（ネオジウム磁石）
分割磁石２１８ｂ…１０×１０×２０（ネオジウム磁石）
分割磁石２１９ａ…φ８×１０（ネオジウム磁石）
分割磁石２１９ｂ…φ６×１０（ネオジウム磁石）
【００５７】
バッキングプレート５０６…無酸素銅（ＪＩＳ記号：Ｃ１０２０）
マグネットホルダー（保持部２５０）…無酸素銅（ＪＩＳ記号：Ｃ１０２０）
第１及び第２のヨーク２１５及び２１６…軟磁性材（軟鋼）（ＪＩＳ記号：ＳＳ４００）
バックヨーク５１０…軟磁性材（軟鋼）（ＪＩＳ記号：ＳＳ４００）
【００５８】
ターゲット５０５としては、特に限定されず、アルミニウムや銅等の非磁性材料が用いられてもよいし、コバルトやニッケル等の磁性材料が用いられてもよい。本実施形態では、ターゲット５０５のサイズは、１００×２００×５から１００×２００×８までの大きさを有するものが用いられる。これに限定されるわけではない。
【００５９】
ここでターゲット５０５の表面に形成される磁場と、エロージョン領域とについて詳しく説明する。図７及び８は、図１に示す一般的なスパッタカソード９０３における電子９１４の軌道計算の結果を示すグラフである。ここでは、図１に示す磁界発生部９０８の右半分側の、磁石９１２及び９１１ａが配置された領域をモデルとして計算が行われている。
【００６０】
Ｓ極が配置された磁石９１２の近傍の出発点Ｎから、電子９１４を１つスタートさせる。電子９１４は、図７の紙面に対して奥行方向（ｘ方向）に移動しながら、磁力線９１３に絡みつきＮ極が配置された磁石９１１ａへ向かう。電子９１４は、高さ方向（ｚ方向）において出発点Ｎと同じ位置まで移動すると、折り返して出発点Ｎに戻る。この折り返しは、磁石９１２及び９１１ａの中間点Ｍを中心にして行われる。なお、この軌道計算ではアルゴン原子との衝突による減衰が考慮されていないので、同じ振幅が繰り返される。紙面の奥行方向に移動する力はローレンツ力であり、負極に印加したカソード（バッキングプレート）による電流ベクトルと磁石９１２及び９１１ａによる磁場ベクトルのベクトル積である。
【００６１】
図８では、電子９１４の動きが３次元のグラフで示されている。このグラフでは、出発点Ｎとして設定された点が、図７に示す出発点Ｎとは、中間点Ｍから見て反対側に設定されている。この場合でも、電子９１４は、磁力線９１３と絡みながら中間点Ｍを中心に折り返し、図７の奥行方向に相当するｘ方向に移動する。
【００６２】
次に電子９１４が、磁石９１２及び９１１ａ間の中間点Ｍを中心にして行き来する理由について説明する。カソードが負極で電子９１４もマイナスの電位を有しているので、クーロン力による反発力が生じる。従ってターゲットの表面から最も距離的に遠い位置、すなわち磁石９１２及び９１１ａ間の中間点Ｍが、移動する電子９１４の安定位置となる。この結果、電子９１４は、中間点Ｍを往復運動の中心として往復運動を繰り返すことになる。なお電子９１４が磁力線に絡みつく理由は、磁場中を荷電粒子が移動すると電流ベクトルと磁場ベクトルのベクトル積によるローレンツ力が磁力線９１３に絡みつくように働くからである。
【００６３】
図７及び図８の軌道計算の結果に示すように、図１に示すような一般的なスパッタカソード９０３では、ターゲット９０５表面の磁力線９１３が湾曲しているため、電子９１４は磁力線９１３の頂部（安定位置）に集中する。この結果、電子９１４により励起されるＡｒ＋９１７も頂部に集中するため、ターゲット９０５の浸食によるエロージョン領域もその部分に集中してしまう。これによりターゲット９０５の利用率が低くなってしまう。
【００６４】
図９は、本実施形態に係る磁界発生装部２００を備えるスパッタカソード５００における、ターゲット５０５の表面の磁束密度の実測値を示すグラフである。ここでは、図５及び図６に示した寸法及び材質で構成されたスパッタカソード５００において、磁束密度を計測した。図９に示す横軸の原点は、図３に示す第２の主磁極部２１０ｂの位置に相当する。そこから右側の領域において磁束密度が計測されており、横軸の０．０５（ｍ）付近が第１の主磁極部２１０ａの位置に相当する。
【００６５】
図９に示すように、横軸のおよそ０．０１５から０．０３までの範囲で、磁束密度の垂直成分がゼロとなる領域が形成されている。磁力線の水平成分がある値をもち、垂直成分がゼロということは、磁力線がターゲット５０５の表面に対して完全に平行になっている事を意味する。この場合、図４に示すように、ターゲット５０５の表面の磁力線５１３は歪曲せずに直線となる。この場合、磁力線５１３はターゲット５０５の表面で水平となるため、磁力線５１３に絡みついた電子は、ターゲット５９５から離れる方向にクーロン力を受けたとしても、一カ所に集中することなく磁力線５１３の水平領域に広く分散する。すなわち電子が歪曲磁場の頂部に集中してしまうことを回避することができ、ターゲット５０５表面の電子密度を広いエリアで均一にすることが可能となる。
【００６６】
高速に移動する電子が広く分散されるので、励起されるＡｒ＋も広く分散し、ターゲット５０５に衝突する。これによりターゲット５０５のエロージョン領域を広いエリアで均一に発生させることができ、ターゲット５０５の利用率を向上させることが可能となる。
【００６７】
図１０は、本実施形態に係るスパッタカソード５００を使用した場合のターゲット５０５の断面形状を実測したグラフである。図１０に示すように、第１の主磁極部２１０ａと第２主磁極部２１０ｂとの中間点Ｍ（原点）を中心として、広いエリアでエロージョン領域が形成されており、ターゲット５０５の利用率は約６０％となった。本発明者が、図１に示した一般的な構成にて、スパッタリングを行ったときには、利用率は約１０−２５％であった。すなわち比較すると利用率は約２．４−６倍に向上した。
【００６８】
図１１は、本実施形態に係る磁界発生部２００による主磁場の調整方法について説明するためのグラフである。図１１のグラフも磁界発生部２００の右側の領域における磁束密度が示されている。図４に示す破線Ｘで囲まれた右側領域の第１及び第２の主磁極部２１０ａ及び２１０ｂと、第１及び第２の副磁極部２１１ａ及び２１１ｂの構成を参照しながら、調整方法を説明する。
【００６９】
例えば第１及び第２の主磁極部２１０ａ及び２１０ｂのみが配置された状態を考える。この場合、ターゲット５０５の表面の垂直磁場の磁束身度は、グラフ内の実線に示すように、略一直線状に変化する。その状態から第２の主磁極部２１０ｂの近傍に第１の副磁極部２１１ａを配置すると、その領域にて垂直線分が下方に引っ張られるように移動する（矢印Ｈ）。また第１の主磁極部２１０ａの近傍に第２の副磁極部２１１ｂを配置すると、その領域にて垂直成分は上方向に移動する（矢印Ｉ）。このように副磁極部２１１を適宜配置することで、主磁場を調整することが可能となる。
【００７０】
第１及び第２の副磁極部２１１ａ及び２１１ｂは、小片化された複数の分割磁石２１９をそれぞれ有し、それらの数や位置を適宜調整することが可能である。これにより簡単に主磁場の調整が可能となり、垂直成分がゼロの領域を形成することができる。複数の分割磁石２１９は磁石間に隙間ができるが、副磁極部２１１の上方に配置される第１のヨーク２１５により、発生する副磁場は平均化されるので、ターゲット５０５の表面の主磁場にはムラは生じない。
【００７１】
垂直磁場の成分がゼロとなる領域の磁束密度や、水平成分を調整したい場合は、第１及び第２の主磁極部２１０ａ及び２１０ｂの分割磁石２１８の数等を適宜変更すればよい。それに合わせて、垂直成分がゼロとなる領域が形成されるように、第１及び第２の副磁極部２１１ａ及び２１１ｂを適宜調整すればよい。このように本技術に係る磁界発生装置は主磁場を調整可能な機構として機能するので、例えば磁気特性の異なるターゲット５０５が使用される場合でも、１台のスパッタカソード５００で主磁場を最適化することができ、ターゲット５０５の利用率を向上させることができる。
【００７２】
以上、本実施形態に係る磁界発生装置１００（磁界発生部２００）では、複数の分割磁石とそれに対向するヨークとにより、主磁極部２１０及び副磁極部２１１が構成される。例えば小片化された磁石列の上に磁性材からなるヨークを配置して、これを磁石ユニットとして構成してもよい。このようなユニットを主磁極部２１０及び副磁極部２１１として配置することで、上方の任意の面の磁力線の方向及び磁束密度を所望の値に調整することが可能となる。
【００７３】
上記したように、この手法をマグネトロンスパッタ装置内のターゲットカソードに適用した場合、ターゲット５０５の表面の磁力線をターゲット表面に対して平行に調整することが容易に実現可能となる。この結果、ターゲット５０５のエロージョン領域を広くすることが可能となり、ターゲット５０５の利用率を向上させることが可能となる。
【００７４】
磁力線の向きと磁束密度は、各磁極部に含まれる分割磁石の個数や位置を変更することによって、容易に狙い通りの磁場を調整することができる。また分割磁石とヨークとの組み合わせを適宜設定することでも、磁場の調整は可能である。磁力線はターゲット５０５を通過し、ターゲット５０５の磁気特性の影響を受けるため、ターゲット５０５ごとに調整が必要となる。本技術に係る磁界発生装置１００を用いることで、１台のスパッタカソード５００で磁気特性の異なる複数のターゲット５０５に対応できる。
【００７５】
ターゲット５０５の利用率が向上することで、開発コスト、製品コストを削減することができる。また複数のターゲット５０５に対応できるので、カソード台数を削減することが可能となり、設備コストを削減させることができる。またターゲット５０５の交換サイクルを延ばすことが可能となり、設備の稼働率を向上させることが可能となる。またターゲット５０５の交換の工数も削減可能である。また磁場調整機構として機能する本技術に係る磁界発生装置１００により、スパッタカソードを作り替える事なく狙い通りの磁場を実現できる。また磁極部ごとに配置されるヨークによりムラの無い均一な磁場を形成できる
【００７６】
上記した特許文献１では、ターゲット表面の垂直磁場が３度ゼロクロスされている（水平磁場が１５０〜２００ガウス程度。ゼロレベルは±１０ガウス以内）。しかしながら特許文献１には、磁石の上部に本技術に係るヨークに相当する磁性材が配置されていない。また磁場（磁力線の方向や水平磁場の磁束密度）を調整する機構も設けられていない。特許文献１に記載のように、ゼロレベルの範囲が狭い（±１０ガウス）なかで３度ゼロクロスさせるには磁場の微妙なコントロールが必要と考えられる。磁場を調整する機構がない構造で、そのような３度ゼロクロスを実現させるのは、非常に難しいと考えられる。スパッタカソードに配置される磁石の形状や位置が既定されているので、磁石の着磁強度を変えて何度か作り替えないと、３度ゼロクロスは実現できないと考えられる。また磁場を調整する機構がないので、磁気特性の異なる複数のターゲットには対応できない。さらに特許文献１のスパッタカソードでは、水平磁場の磁束密度も調整することができない。水平磁場の磁束密度は印加電圧のパワーと相関関係がある。従って水平磁場の磁束密度が変われば、同じ成膜レートでの成膜処理であっても印加電圧が異なってくるため、成膜されたスパッタ膜の膜質が変化する。特許文献１に記載の成膜機構では、成膜レートが設定されると一義的に印加電圧が決まる為、レートは一定で電圧を変化させることができない。電圧が膜質に影響する薄膜の場合は電圧をコントロールできず問題が生ずる。
【００７７】
特許文献２では、磁石間の領域の上方にシャント板が配置されるが、これは本技術に係るヨークとは明らかに目的が異なるものである。シャント板は、ターゲット表面の垂直磁場がゼロとなるように配置され、磁石から発生する磁場を平均化することを目的とはしておらず、そのような記載や示唆はない。特許文献２に記載の磁界発生装置においても、磁場を調整する機構が備わってないので、特許文献１に記載のスパッタカソードと共通の問題点を抱えている。さらにターゲットとシャント板との距離が近い為、ターゲットの浸食の進行に伴い磁場は理想形状から大きくずれていき、最終的にはターゲットの利用率はそれほど上がらないと推定される。
【００７８】
これに対して本技術に係る磁場発生装置及びスパッタリング装置では、磁場の分布を簡単に調整可能であり、スパッタカソードに用いらえる場合には、ターゲットの利用率を十分に向上させることが可能となる。
【００７９】
＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【００８０】
上記では、ターゲットの表面に形成される主磁場を平行に調整するために、本技術に係る磁界発生装置が使用された。しかしながら、そのような主磁場を発生させる場合に限定されるわけではない。本技術に係る磁界発生装置は、スパッタカソードに用いられる場合に限定されず、種々の分野にて種々の用途に適用可能である。本技術に係る磁界発生装置を用いて、所望の分布を有する様々の磁場を主磁場として形成することが可能である。
【００８１】
本技術に係る磁界発生装置として所望の主磁場を形成するために、分割磁石とヨークとからなる磁石ユニットが複数配置されればよい。この際、各磁石ユニットは、主磁極部又は副磁極部となるのか、明確に区別されてなくてもよい。すなわち所定の磁石ユニットが、主磁極部及び副磁極部の両方の機能を発揮するような構成も本技術の思想に含まれる。少なくとも２以上の主磁極部と、１以上の副磁極部として機能する、複数の磁石ユニットが配置されればよい。
【００８２】
本技術に係る磁界発生装置により、垂直線分がゼロとなる磁場のみならず、必要であるのならば、図７に示すような湾曲した磁場を発生させることや、３度ゼロクロスさせることも可能である。目的に合わせて、磁力線の方向や磁束密度は適宜調整可能である。
【００８３】
本技術に係る磁界発生装置の構成として、図４に示すような列数や形状等に限定されるわけではない。またトラック形状にて電子が移動するように、主磁極部及び副磁極部が配置される場合に限定されない。矩形状や円形状、曲線形状等、主磁極部及び副磁極部が配置される形状は、適宜設定可能である。また発生させたい磁場によっては、ヨークが複数の分割磁石の真上に配置されなくてもよい。すなわち上記では、分割磁石と発生部との間にヨークが配置されたが、磁場を発生させたい方向から若干角度を有する位置に、斜めから複数の分割磁石と対向するように、ヨークが配置されてもよい。
【００８４】
また主磁極部と副磁極部とが同一平面上に配置される場合に限定されない。例えば第１及び第２の主磁極部が同一平面上に配置され、その上方にて磁場の印加対象となる物体が配置されるとする。このような場合に、物体の上方側（第１及び第２の主磁極部とは反対側）に、１以上の副磁極部が配置されてもよい。また主磁極部からの主磁場の発生面と、副磁極部からの副磁場の発生面とが、同一平面上に配置されなくてもよい。また例えば第１及び第２の主磁極部の間に、第１の主磁極部側にＮ極が配置され、第２の主磁極部側にＳ極が配置されるように、副磁極部が配置されてもよい。主磁極部及び副磁極部の位置関係は、任意に設定可能である。
【００８５】
磁場の調整は、例えば、ガウスメータ等を用いて行われる。その他、磁場の測定方法は任意である。
【００８６】
上記では、図３に示すように、第１−第４の取付孔２５１−２５４が形成された保持部２５０により、所望の位置に分割磁石が固定される。このような保持部に代えて、分割磁石を移動可能なように保持する保持部が設けられてもよい。例えば各取付孔が移動可能な構成が用いられてもよいし、流動性を有する材料にて分割磁石が保持され、その保持状態のまま分割磁石の位置が変更されてもよい。分割磁石を個々に移動させる構成として、任意の構成が採用されてよい。保持部を適宜動作させることで、分割磁石の位置を簡単に調整することが可能となり、主磁場の分布が簡単に調整可能となる。例えば外部からの制御により分割磁石の位置を変更可能な構成が用いられることで、磁場の測定結果をフィードバックさせながら、高い精度で簡単に磁場の調整を実現させることが可能となる。
【００８７】
以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
【００８８】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）主磁場を発生させる２以上の主磁極部と、
前記発生した主磁場を調整するための副磁場を発生させる、複数に分割された第１の分割磁石を有する少なくとも１以上の副磁極部と、
前記１以上の副磁極部のそれぞれに対応して、前記複数の第１の分割磁石と対向するように配置された１以上の第１のヨークを含むヨーク部と
を具備する磁界発生装置。
（２）（１）に記載の磁性発生装置であって、
前記２以上の主磁極部は、複数に分割された第２の分割磁石をそれぞれ有し、
前記ヨーク部は、前記２以上の主磁極部のそれぞれに対応して、前記複数の第２の分割磁石と対向するように配置された２以上の第２のヨークを含む
磁界発生装置。
（３）（２）に記載の磁界発生装置であって、
前記主磁場の発生位置となる発生部をさらに具備し、
前記２以上の主磁極部は、前記発生部側にＮ極が配置された第１の主磁極部と、前記発生部側にＳ極が配置された第２の主磁極部とを有し、
前記１以上の副磁極部は、前記第１及び前記第２の主磁極部の間の前記第２の主磁極部の近傍に設置された、前記発生部側にＮ極が配置された第１の副磁極部と、前記第１及び前記第２の主磁極部の間の前記第１の主磁極部の近傍に設置された、前記発生部側にＳ極が配置
された第２の副磁極部とを有し、
前記第１のヨークは、前記複数の第１の分割磁石と前記発生部との間に配置され、
前記第２のヨークは、前記複数の第２の分割磁石と前記発生部との間に配置される
磁界発生装置。
（４）（３）に記載の磁界発生装置であって、
前記発生部は、磁場を発生する側を表面としその反対側を背面とする発生面を有し、
前記第１の主磁極部は、前記発生面の縁部の背面側に環状に配置され、
前記第２の主磁極部は、前記発生面の中央部の背面側に直線状に配置され、
前記第１の副磁極部は、前記第２の主磁極部を囲むように環状に配置され、
前記第２の副磁極部は、前記第１の主磁極部の内側に環状に配置される
磁界発生装置。
（５）（１）から（４）のうちいずれか１つに記載の磁界発生装置であって、
前記複数の第１の分割磁石を移動可能なように保持する保持部をさらに具備する
磁界発生装置。
【符号の説明】
【００８９】
１０、２１０…主磁極部
１０ａ、２１０ａ…第１の主磁極部
１０ｂ、２１０ｂ…第２の主磁極部
１１、２１１…副磁極部
１１ａ、２１１ａ…第１の副磁極部
１１ｂ、２１１ｂ…第２の副磁極部
１２、２１２…ヨーク部
１３…主磁場
１４…副磁場
１５、２１５…第１のヨーク
１６、２１６…第２のヨーク
１７…発生部
１８、２１８…主磁極部の分割磁石
１９、２１９…副磁極部の分割磁石
１００…磁界発生装置
２００…磁界発生部
２５０…保持部
【図２】
2015017304.tif 000003
【図３】
2015017304.tif 000004
【図４】
2015017304.tif 000005
【図５】
2015017304.tif 000006
【図９】
2015017304.tif 000007
【図１１】
2015017304.tif 000008
【図１】
2015017304.tif 000009
【図６】
2015017304.tif 000010
【図７】
2015017304.tif 000011
【図８】
2015017304.tif 000012
【図１０】
2015017304.tif 000013