(57)【要約】【課題】スパッタリング装置で磁化容易軸の制御を行いながら軟磁性薄膜を成膜する場合に、大面積基板内に高い精度で方向が揃えられた直交または任意角度で交差する２つの磁界を発生させる。【解決手段】比較的大きな面積を有する基板表面に、スパッタ法を用いて、磁化容易軸が直交または任意角度で交差する少なくとも２つの磁性膜を積層成膜するとき、基板表面の近傍に当該表面に平行な方向の磁界を生成する磁界発生装置であって、基板表面を囲むように配置される環状の磁気ヨーク２１と、この磁気ヨークの周囲に巻かれ、第１の磁化容易軸の方向に磁界を生成する複数のコイルからなるコイルグループ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂと、磁気ヨークの周囲に巻かれ、第２の磁化容易軸の方向に磁界を生成する複数のコイルからなるコイルグループ１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂから構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
比較的大きな面積を有する基板表面にスパッタ法を用いて磁化容易軸が直交する少なくとも２つの磁性膜を積層成膜するとき、前記基板表面近傍に当該表面に平行な方向の磁界を生成するスパッタリング装置の磁界発生装置において、
前記基板表面を囲むように配置される環状の磁気ヨークと、この磁気ヨークの周囲に巻かれ、第１の前記磁化容易軸の方向に磁界を生成する複数のコイルからなる第１のコイルグループと、前記磁気ヨークの周囲に巻かれ、第２の前記磁化容易軸の方向に磁界を生成する複数のコイルからなる第２のコイルグループからなり、
前記第１の磁化容易軸と前記第２の磁化容易軸は直交していることを特徴とするスパッタリング装置の磁界発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁界発生装置に関し、特に、スパッタリング装置によるＧＭＲヘッド作製のための成膜で磁化容易軸の方向を高い精度で揃えられる磁界発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マルチメディアやインターネット等が著しい進展を示す中で、パソコン等に搭載される磁気ハードディスク記憶装置の高密度化が進んでいる。現在、面記録密度は１Ｇ  ｂｉｔ／ｉｎｃｈ2程度であるが、２０００年には１０Ｇ  ｂｉｔ／ｉｎｃｈ2に達することが予想されている。この高密度化を担う技術的要素の１つが磁気ヘッドである。従来使用されていた磁気誘導型ヘッドに代わって、磁気抵抗効果、特に巨大磁気抵抗効果（ｇｉａｎｔ−ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ：以下「ＧＭＲ」と略す）を利用した磁気ヘッドが将来技術として非常に注目を浴びている。ＧＭＲヘッドの特徴は、従来のヘッドに比べて極端に再生感度が良いことであり、これに伴い、記録密度を上げることができる。
【０００３】
ＧＭＲヘッドの構造としては種々提案されている。現時点で最も実用化に近いのはスピンバルブである。スピンバルブの構造としては、反強磁性層の上に軟磁性膜（ピン層）を形成し、さらに非常に薄い非磁性膜を間にはさんで別の軟磁性膜（フリー層）を積層している。これらの薄膜は、スパッタ法を利用して積層状態に成膜される。これらの２つの軟磁性膜を作製する際には、以下の点に注意しなければならない。
【０００４】
スピンバルブ構造のＧＭＲヘッドでは、記録媒体からの磁場によりフリー層の磁化方向が変化し、これによる電気抵抗の変化で記録信号を検出している。普通の軟磁性膜は、多くの磁区から構成されているが、このような膜をフリー層として使用すると、フリー層の磁化方向が変化する際に、磁区の不連続的な移動に伴うノイズ（バルクハウゼンノイズ）が発生する。従って、スピンバルブ構造のＧＭＲヘッドに使用する軟磁性膜は、できるだけ磁区の移動が少なく、バルクハウゼンノイズの少ない膜が望まれる。このような膜は、スパッタ成膜中に均一で方向性の揃った磁界を基板に印加し、磁化容易軸の方向を制御することによって作製できる。ここで問題になるのは、バルクハウゼンノイズを十分なレベルまで減らすには、基板に印加する磁界の方向は、基板面内で±１°以内で揃っていなければならないことである。さらに、この磁界強度として１００ガウス程度必要である。
【０００５】
現在よく使用されている基板のサイズは直径が３インチであるが、将来的に基板サイズは、直径が６インチに拡大することは必至である。このような広い空間内に、上記のような磁界をどのようにして作り出すかは未解決の問題である。
【０００６】
さらに重要な点は、ピン層の軟磁性膜を作製する際に印加する磁界方向と、フリー層の軟磁性膜を作製する場合の磁界印加方向が、互いに直角でなければならないことである。すなわち、ピン層の磁化容易軸とフリー層の磁化容易軸は直交する。これは、磁気抵抗の感度を良好にし、ヒステリシス特性を小さくするために必要となる。これに関する従来技術は、例えば特許文献１に開示される。また関連する従来技術を示す文献として特許文献２を挙げることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−８８４２４号公報
【特許文献２】特公昭６１−３６３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の説明で明らかなように、スピンバルブ構造のＧＭＲヘッドのごとく、同一基板上に、間に非磁性層をはさんで磁化容易軸が直交した２つの薄膜をスパッタ成膜するには、基板の成膜面に対して、直交する２つの磁化容易軸の各々を決めるための磁界を印加することのできる特別な磁界発生装置が必要である。
【０００９】
上記磁界発生装置としてまず考えられるのが、ヘルムホルツ型のコイルを使用することである。ヘルムホルツ型のコイルでは、一対の円形コイルが、円形コイルの半径と等しい距離をおいて配置してあり、両コイルの中心に均一な磁界が発生する。直交磁界を発生させるためには、さらにもう一対のコイルを９０°ずらして配置する必要がある。このような装置でまず問題になるのは、コイルの大きさである。３インチ基板内で磁界の方向を±１°以内に揃えるためには、コイルの直径を１９ｃｍ程度にする必要がある。将来、６インチ基板を同様に扱おうとすると、コイルの直径は３８ｃｍ程度となってしまう。しかも、１００ガウス程度の磁界強度を得るにはコイル電流は１５００アンペア・ターン程度必要になるため、コイル冷却も必要になる。このような巨大なコイルをスパッタリング装置の真空室内に配置することは容易ではない。
【００１０】
次に永久磁石を用いる方法が考えられる。この方式には種々の方式が考えられるが、前述の特許文献１に記載されている方法について述べる。この方法では、図１７に示すように、基板４０１を含む平面内に、基板４０１をはさんで一対の永久磁石４０２，４０３を配置している。磁界の方向を９０°ずらす場合は、基板４０１を設置しているステージ４０４を、コントローラ４０５で制御されるモータ４０６によって機械的に９０°回転させる。しかし、永久磁石を用いる方法では、直径６インチ程度の基板面内の磁界の傾き角を±１°以内にすることは非常に困難である。仮に可能であるとしても、前述のヘルムホルツコイルの場合と同様に、永久磁石のサイズは巨大なものとなるであろう。
【００１１】
さらに磁気ヨークとコイルを組み合わせる方法が、前述の特許文献２に記載されている。この方法では、図１８の（Ａ），（Ｂ）に示すように、矩形平板型の磁気ヨーク５０１の周囲に、非磁性・非伝導性の枠５０２を設け、その回りにコイルを巻いている。ここでは磁界方向を９０°変えるため、２つのコイル５０３，５０４が設けられている。もし、このような磁界発生装置をスピンバルブ膜作製用のスパッタリング装置に応用する場合、基板はコイルの上に載せて設置することになる。しかし、スパッタ成膜では膜質を良好にするために、成膜中に基板を３００℃程度に加熱するのが一般的である。従って、このようなコイルをスパッタリング装置で利用することは困難である。
【００１２】
以上のように、直径が６インチ程度の基板内で磁界の傾き角を±１°以内にでき、かつ磁化容易軸の制御に用られる実用的な磁界発生装置は、従来、存在しなかった。
【００１３】
なお以上では、スピンバルブ構造のＧＭＲヘッドの製作を前提として直交する２つの磁化容易軸の各々を決める高い精度で直交する磁界を作ることのできる磁界発生装置の必要性を説明したが、一般的な課題として、直交する磁界だけではなく、これを含め任意の角度で交差する高い精度の２つの磁界を発生することのできる構成の提案が望まれている。
【００１４】
本発明の目的は、上記問題を解決することにあり、主にスパッタリング装置で磁化容易軸の制御を行いながら軟磁性薄膜を成膜する場合に、大面積基板内に高い精度で方向が揃えられた磁界を印加できる実用的なスパッタリング装置の磁界発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るスパッタリング装置の磁界発生装置は、上記目的を達成するため、次のように構成される。
【００１６】
第１の磁界発生装置：比較的大きな面積を有する基板表面に、スパッタ法を用いて、磁化容易軸が直交する少なくとも２つの磁性膜を積層成膜するとき、基板表面の近傍に当該表面に平行な方向の磁界を生成する磁界発生装置であって、基板表面を囲むように配置される環状の磁気ヨークと、この磁気ヨークの周囲に巻かれ、第１の磁化容易軸の方向に磁界を生成する複数のコイルからなる第１のコイルグループと、磁気ヨークの周囲に巻かれ、第２の磁化容易軸の方向に磁界を生成する複数のコイルからなる第２のコイルグループから構成される。第１の磁化容易軸と第２の磁化容易軸は、直交している。
【００１７】
上記の構成では、直交する２つの磁化容易軸の各々に対応する方向の磁界を発生させる２つのコイルグループを、環状磁気ヨークに設け、各コイルグループのコイルの配置と通電流を望ましいものとして所望の磁界を基板成膜面に印加するようにした。これにより、スパッタ法を利用して磁化容易軸が直交する少なくとも２つの磁性膜を積層成膜するとき、各磁性膜の磁化容易軸の方向を６インチ基板に対応する広い面積にわたって高い精度（±１°以内）で揃えることが可能となる。
【００１８】
第２の磁界発生装置：上記第１の構成において、さらに電源と、この電源から供給される直流電流を、第１のコイルグループと第２のコイルグループのうちのいずれか一方に送給する切替え器を備える。この構成によれば、例えば第１のコイルグループで各コイルの通電量を設定すると、同じ電流を第２のコイルグループに用いることができるので、電流制御が容易となる。
【００１９】
第３の磁界発生装置：上記第２の構成において、第１のコイルグループに含まれるコイルまたは第２のコイルグループに含まれるコイルには、コイルごと（またはコイルの組ごと）に独立に通電量を制御する電流制御部が設けられる。コイルごとに独立に通電量を制御できるようにしたため、磁界の方向を、必要とされる高い精度で一定方向に揃えることが可能となる。
【００２０】
第４の磁界発生装置：上記第３の構成において、好ましくは、第１のコイルグループに含まれる各コイルの通電量または第２のコイルグループに含まれる各コイルの通電量を、各々の上記電流制御部によって制御し、これにより、成膜が必要とされる表面にて、生成される磁界の方向が±１°以内に揃えられることを特徴とする。
【００２１】
第５の磁界発生装置：上記第１の構成において、第１のコイルグループと第２のコイルグループは、それぞれ、磁気容易軸の方向に磁界を作る主コイルと、成膜が必要とされる表面にて磁界の方向を磁気容易軸の方向に揃える副コイルを含むことを特徴とする。
【００２２】
第６の磁界発生装置：上記第５の構成において、好ましくは、第１のコイルグループの主コイルと、第２のコイルグループの主コイルは、実質的に直交する位置関係で配置される。
【００２３】
第７の磁界発生装置：上記第５の構成において、好ましくは、第１のコイルグループの副コイルと、第２のコイルグループの副コイルは、実質的に同じ箇所に重ね合わせて配置される。
【００２４】
第８の磁界発生装置：上記第５の構成において、好ましくは、第１のコイルグループの副コイルと、第２のコイルグループの副コイルは、共用されることを特徴とする。この構成によれば、部品点数を少なくすることができ、さらに構成全体を簡素化できる。
【００２５】
第９の磁界発生装置：基板表面にスパッタ法を用いて磁化容易軸が任意の角度で交差する少なくとも２つの磁性膜を積層成膜するとき、前記基板表面近傍に当該表面に平行な方向の磁界を生成する磁界発生装置であって、基板表面を囲むように配置される環状の磁気ヨークと、この磁気ヨークの周囲に巻かれ、第１の磁化容易軸の方向に磁界を生成する複数のコイルからなる第１のコイルグループと、磁気ヨークの周囲に巻かれ、第１の磁化容易軸の方向に対して直交する方向に磁界を生成する複数のコイルからなる第２のコイルグループと、直交方向の磁界の方向を変化させる合成用磁界を生成する複数のコイルからなる第３のコイルグループを備える。
【００２６】
上記の構成では、磁界の合成作用を利用して２つの磁界の交差角度を任意角度に設定することを可能にする第３のコイルグループを設けることにより、直交を含め任意角度で交差する２つの磁化容易軸の各々に対応する方向の磁界を発生させることが可能である。
【００２７】
第１０の磁界発生装置：上記第９の構成において、第１のコイルグループと第２のコイルグループは同じコイルグループであり、電流源に対する結線関係を変更することにより第１のコイルグループと第２のコイルグループを作るように構成される。同じコイルグループで結線関係を変更することで２種類のコイルグループを実現でき、構成が簡易となる。
【００２８】
第１１の磁界発生装置：上記の各構成において、スパッタリング装置がマグネトロンカソードを備える場合においては、磁気ヨークと複数のコイルからなる装置本体を収容するケースのカソード側部分を軟磁性体で形成したことを特徴とする。この構成によれば、マグネトロンカソードによってターゲット上に形成された磁界に悪い影響を与える磁界発生装置からの磁界漏洩を防止できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、次の効果を奏する。
【００３０】
本発明による磁界発生装置を用いることにより、広い面積の平面領域内に、互いに直交する２つの磁界であって±１°以内の非常に方向性の揃った磁界を発生させることができる。これにより２つの軟磁性層の磁化容易軸の間の角度を直交関係に高精度で設定することができる。またコイルのレイアウトを所定のものにすることにより構成を簡素にすることができる。さらに電流制御を各コイルにつき独立に行えるようにしたため、磁界方向の調整を容易に行うことができ、高い精度に磁界方向を揃えることができる。さらに、第１および第２のコイルグループについて、切替え器を利用することにより、対応するコイル部分には同じ電流を流すようにしたため、電流制御を１回行うだけで、２方向の各磁界に関してそれぞれ高い精度で広い面積にわたり方向を揃えることができる。
【００３１】
また合成用の磁界を作るコイルグループを付設することにより、前述のごとく±１°以内の非常に方向性の揃った２つの磁界を任意の角度で交差するように発生させることができ、２つの軟磁性層の磁化容易軸の間の角度を直交から任意角度だけずれた関係に高精度で設定することができる。
【００３２】
またスパッタリング装置がマグネトロンカソードを備えるときには、磁界発生装置のケースの一部を軟磁性材料で形成するようにしたため、ターゲットの表面に形成される磁界に対して悪い影響を与える漏洩磁界の発生を防止することができる。
【００３３】
さらに本発明による磁界発生装置をスパッタリング装置を用いると、優れた特性のスピンバルブ構造の積層膜を作製でき、バルクハウゼンノイズが小さく再生感度が良好なＧＭＲヘッドに作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１は本発明に係る磁界発生装置の第１の実施形態を示す縦断面図で、図２は磁気ヨークとコイルの部分のみの外観を示した斜視図である。
【００３６】
図２において、磁気ヨーク２１は、外周が例えば直径３００ｍｍの円環形状を有している。磁気ヨーク２１は例えば磁性ステンレス（ＳＵＳ４３０）で作製されている。磁気ヨーク２１には、その全周囲にわたって、複数（本実施形態では２４個）のコイルが所定の位置に巻かれている。これらのコイルに選択的に適宜に所要の電流値の電流を流すことによって、磁気ヨーク２１に囲まれかつ磁気ヨーク２１の軸２１ａの方向に垂直な平面（ＸＹ平面）内に含まれる磁界を生成することができる。
【００３７】
上記複数のコイルは、第１のグループに属するコイル（以下「第１のコイルグループ」という）と、第２のグループに属するコイル（以下「第２のコイルグループ」という）とに分けられる。第１のコイルグループは、通電されることによって図中Ｙ方向（第１の方向）に向く磁界を作り、これに対して第２のコイルグループは、通電されることにより図中Ｘ方向（第２の方向）に向く磁界を作る。Ｘ方向とＹ方向は直交している。第１のコイルグループで作られる磁界の方向は、後述する図４と図５に示すように、環状の磁気ヨーク２１によって囲まれるＸＹ平面の大部分において±１°以内でＹ軸方向を向くように揃えられる。また、第２のコイルグループで作られる磁界の方向も、同様に、環状の磁気ヨーク２１によって囲まれるＸＹ平面の大部分において±１°以内でＸ軸方向を向くように揃えられる。
【００３８】
図１を参照し、上記の第１のコイルグループと第２のコイルグループについて詳述する。図１は、磁気ヨーク２１における軸２１ａの方向のほぼ中心位置（原点Ｏの位置）で、当該軸に垂直に切った断面を示している。第１実施形態の構成によれば、磁気ヨーク２１の全周囲に合計２４個のコイルが設置されている。これらのコイルは、その役割の上で、前述の通り、第１および第２の２つのコイルグループに分けられる。
【００３９】
上記第１のコイルグループは１２個のコイル２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂで構成される。コイル２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂはそれぞれ２つずつ設けられている。図１で、第１のコイルグループの各コイル２ａ〜４ｂは、磁気ヨーク２１の円周方向に対して縦の線で表した断面で示されている。第１のコイルグループのコイルの配置は、図１の中心（原点）Ｏを通る垂直線（Ｙ軸１０）および水平線（Ｘ軸１１）に関して線対称になるように設定されている。前述のコイル２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂの各２つのコイルは、Ｘ軸に関して線対称になるように配置されている。
【００４０】
第１のコイルグループで、２つのコイル２ａおよび２つのコイル２ｂの計４つのコイルは同一形状である。コイル２ａ，２ｂによって磁気ヨーク２１中に黒い矢印１５ａ，１５ｂで示されるごとき磁束が形成されるように、各コイル２ａ，２ｂは電気的に直列に接続されている。コイル２ａ，２ｂで、電流の流れる向きは反対となる。この場合に、コイル２ａによって生じる磁束１５ａと、コイル２ｂによって発生する磁束１５ｂは、互いに反対の向きになっている。
【００４１】
また２つのコイル３ａおよび２つのコイル３ｂの計４つのコイルは同一形状である。コイル３ａ，３ｂは、同様に、磁気ヨーク２１中の磁束が図中の黒い矢印１５ａ，１５ｂで示された方向になるように、それぞれ直列に結線されている。コイル３ａ，３ｂで、電流の流れる向きは反対となる。さらに２つのコイル４ａおよび２つのコイル４ｂの計４つのコイルも同一形状である。コイル４ａ，４ｂについても、同様に、磁気ヨーク２１中の磁束が図中の黒い矢印１５ａ，１５ｂで示された方向になるように、それぞれ直列に結線されている。コイル４ａ，４ｂでも電流の流れる向きは反対となる。
【００４２】
コイル２ａ，２ｂの組、コイル３ａ，３ｂの組、コイル４ａ，４ｂの組には、それぞれ、独立に制御された電流が供給される。さらに、各コイルの組に供給される電流の値は独立に制御される。
【００４３】
次に、上記第２のコイルグループは１２個のコイル１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂで構成される。コイル１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂはそれぞれ２つずつ設けられる。図１で、第２のコイルグループは、磁気ヨーク２１の円周方向に対して横の線で表した断面で示されている。第２のコイルグループのコイルは、中心Ｏを通る垂直線（Ｙ軸１０）および水平線（Ｘ軸１１）に関して線対称に配置されている。前述のコイル１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂの各２つのコイルは、Ｙ軸に関して線対称になるように配置されている。第２のコイルグループは、第１のコイルグループの各コイルを反時計回りに９０°回転させたものに相当する配置となっている。
【００４４】
第２のコイルグループで、２つのコイル１２ａおよび２つのコイル１２ｂの計４つのコイルは同一形状である。コイル１２ａ，１２ｂによって磁気ヨーク２１中に白抜き矢印１６ａ，１６ｂで示されるごとき磁束が形成されるように、各コイル１２ａ，１２ｂは電気的に直列に接続されている。この場合に、コイル１２ａによって生じる磁束１６ａと、コイル１２ｂによって発生する磁束１６ｂは、互いに反対の向きになっている。従って、コイル１２ａ，１２ｂで、電流の流れる向きは反対となる。なおコイル１２ａ，１２ｂはコイル２ａ，２ｂと同一形状である。
【００４５】
また２つのコイル１３ａおよび２つのコイル１３ｂの計４つのコイルは同一形状である。コイル１３ａ，１３ｂは、同様に、磁気ヨーク２１中の磁束が図中の白抜き矢印１６ａ，１６ｂで示された方向になるように、それぞれ直列に結線されている。コイル１３ａ，１３ｂで、電流の流れる向きは反対である。コイル１３ａ，１３ｂは、磁気ヨーク２１上で上記コイル４ａ，４ｂと同一の位置に配置され、かつコイル４ａ，４ｂの外側に重ねられ、隣接させて配置されている。さらに２つのコイル１４ａおよび２つのコイル１４ｂの計４つのコイルも同一形状である。コイル１４ａ，１４ｂも、同様に、磁気ヨーク２１中の磁束が図中の白抜き矢印１６ａ，１６ｂで示された方向になるように、それぞれ直列に結線されている。コイル１４ａ，１４ｂで、電流の流れる向きは反対である。コイル１４ａ，１４ｂは、磁気ヨーク２１上で上記コイル３ａ，３ｂと同一の位置に配置され、コイル３ａ，３ｂの外側に重ねられ、隣接させて配置されている。
【００４６】
上記のように構成される磁気ヨークおよびコイルの全体は、筒形であって、環形状を有する密閉されたケース１７の中に収容される。このケース１７の内部には、水入口１８からコイル冷却用の水が導入される。冷却用の水は水出口１９から外へ排出される。これにより、各コイルに流す電流の値を大きくすることができ、発生させる磁界の強度を好ましくは１００〜２００ガウスにすることができる。
【００４７】
次に図６を参照して前述の各コイルへの電流供給機構について説明する。３１はコイルに直流電流を供給する電源である。電源３１から出力される電流は、電流制御器３２を介してコイル２ａ，２ｂまたはコイル１２ａ，１２ｂ、電流制御器３３を介してコイル３ａ，３ｂまたはコイル１３ａ，１３ｂ、さらに電流制御器３４を介してコイル４ａ，４ｂまたはコイル１４ａ，１４ｂに、それぞれ供給される。コイル２ａ，２ｂとコイル１２ａ，１２ｂの間の切替えは切替え器４２によって行われ、コイル３ａ，３ｂとコイル１３ａ，１３ｂの間の切替えは切替え器４３によって行われ、さらにコイル４ａ，４ｂとコイル１４ａ，１４ｂの間の切替えは切替え器４４によって行われる。切替え器４２，４３，４４の切替え動作は、第１のコイルグループに通電するか、または第２のコイルグループに通電するかを選択するものであるから、同時に行われる。
【００４８】
上記の電流供給機構の構成によれば、第１のコイルグループのコイル２ａ，２ｂと第２のコイルグループのコイル１２ａ，１２ｂには同じ電流が流れ、第１のコイルグループのコイル３ａ，３ｂと第２のコイルグループのコイル１３ａ，１３ｂには同じ電流が流れ、第１のコイルグループのコイル４ａ，４ｂと第２のコイルグループのコイル１４ａ，１４ｂには同じ電流が流れることになる。さらに切替え器４２，４３，４４によって、第１のコイルグループと第２のコイルグループに同時に電流が流れることはなく、必ず、いずれか一方のグループに電流が流される。
【００４９】
またコイルの各組には、各々に対応する電流制御器３２〜３４によって励磁電流が適切に制御され、それによって、磁界の方向を広い範囲にわたって同じ方向に高い精度（±１°以内）で揃えることが可能となる。
【００５０】
次に、上記構成を有する磁界発生装置の動作原理を説明する。基本的に第２のコイルグループによって発生する磁界は、第１のコイルグループにより発生する磁界を反時計方向に９０°回転させたものとほとんど一致する。従って、第１グループのコイルにより発生する磁界について説明する。
【００５１】
前述の通り、第１のコイルグループでは、磁気ヨーク２１の中心Ｏを通る垂直線１０（Ｙ軸）に対して左と右のコイルで、磁気ヨーク２１内に発生する磁束１５ａ，１５ｂの方向が反対向きになるように電流を流している。そのため、この２つの磁束１５ａ，１５ｂの流れは、図１において、磁気ヨーク２１の上側の部分でぶつかり、磁気ヨーク２１の外部に漏れ出す。このうち、磁気ヨーク２１の内側空間に漏れ出した磁束は、図１で磁気ヨーク２１の下側、すなわち磁気ヨーク２１によって囲まれる内部の領域に向かって流れ込む。以上の磁束の流れの様子を図３に示す。この際に、磁気ヨーク２１の中心Ｏの周囲の空間（ＸＹ軸で定められるＸＹ平面）に非常に方向性の揃った磁界を発生させることができる。図示例では、Ｙ軸に平行な方向に揃った磁界が示されている。また、前述の電流制御器３２，３３，３４の各々によってコイル２ａ，２ｂ、コイル３ａ，３ｂ、コイル４ａ，４ｂに流す電流の比率が適切になるように個別に調整することにより、極めて高い精度（±１°以内）で方向性が揃えられた磁界の発生領域をさらに拡大することが可能となる。
【００５２】
図４は外径３００ｍｍ程度の大きさの磁気ヨーク２１を用い、コイル２ａ，２ｂ、コイル３ａ，３ｂ、コイル４ａ，４ｂに流す電流の比率を適当に調整した場合に発生する磁界の分布を示したもので、磁気ヨーク２１の中心Ｏを原点とした１／４の領域における分布を示している。図４から磁界の方向性が非常に均一であることがわかる。また図５は、上記磁界の傾き角の分布を示したものであり、図４と同様に、磁気ヨーク２１の中心Ｏを原点とした１／４の領域の分布を示している。図５によれば、φ６インチ基板（破線３５で示している）が含まれる領域内（半径７６ｍｍ以内）において、傾き角度が１°以内になっていることがわかる。
【００５３】
第２のコイルグループに属するコイル１２ａ，１２ｂ、コイル１３ａ，１３ｂ、コイル１４ａ，１４ｂについても、各コイルに同じ条件で電流が流されるので、第１のコイルグループの場合と同様な作用で、Ｘ軸に平行な方向に揃えられた磁界が広い面積にわたって生成される。
【００５４】
前述の実施形態において、第１または第２のコイルグループの各コイルに関して、生成しようとする磁界の方向との関係で主コイルと副コイルとして把握することもできる。例えば第１のコイルグループの各コイルに関しては、Ｙ軸方向に生成される磁界との関連で、コイル２ａ，２ｂを主コイル、コイル３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを副コイルとして把握できる。同様に、第２のコイルグループの各コイルに関しては、Ｘ軸方向に生成される磁界との関連で、コイル１２ａ，１２ｂを主コイル、コイル１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを副コイルとして把握できる。
【００５５】
上記の実施形態では、第１と第２のコイルグループの各々に別個にコイル３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂとコイル１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを設け、隣接して重ねるようにしたが、これらの副コイルについては、これらをいずれか一方のみとし、２つのコイルグループで共用するように構成することもできる。この場合には、切替え器４３，４４を省略できるという利点を有している。ただし、切替え器４２を切り替えるのと同時に、電流制御器３３，３４の通電量を適当に変える必要がある。
【００５６】
図７は、本発明による磁界発生装置の第２の実施形態を示し、図１と同様な図である。図７において、図１で示した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。
【００５７】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、磁気ヨーク２１の周りに複数のコイルが設置されているが、コイルの個数が第１の実施形態の場合よりも少なくなっている。第１のコイルグループは、コイル２ａ，５３ａ，２ｂ，５３ｂの合計８個のコイルから構成される。前述の実施形態と同様に、第１のコイルグループのコイルには、磁気ヨーク２１中の磁束の方向が図１の黒い矢印１５ａ，１５ｂで示された方向になるように電流が供給される。また第２のコイルグループは、コイル１２ａ，６３ａ，１２ｂ，６３ｂの合計８個のコイルから構成される。第２のコイルグループのコイルには、磁気ヨーク２１中の磁束の方向が図１の白抜きの矢印１６ａ，１６ｂで示された方向になるように電流が供給される。コイル全体はケース１７で覆われ、冷却水用の水入口１８と水出口１９が設けられている。
【００５８】
本実施形態による磁界発生装置の特徴は、第１実施形態の構成に比べて、コイルの構造が簡略化されている点である。これに伴って、均一な磁界が得られる空間の面積が多少減少するが、小さい基板の場合には十分に実用的である。また第２の実施形態の電流供給機構では、第１の実施形態に比較すると、電流制御器３４と切替え器４４を省略でき、構成が簡素になると共に、電流制御による磁界方向の調整を容易に行うことができる利点を有する。
【００５９】
また本実施形態においても、第１または第２のコイルグループの各コイルに関して、生成しようとする磁界の方向との関係で主コイルと副コイルとして把握できる。第１のコイルグループに関しては、コイル２ａ，２ｂを主コイル、コイル５３ａ，５３ｂを副コイルとして把握できる。同様に第２のコイルグループに関しては、コイル１２ａ，１２ｂを主コイル、コイル６３ａ，６３ｂを副コイルとして把握できる。
【００６０】
上記実施形態では、第１と第２のコイルグループの各々に別個にコイル５３ａ，５３ｂとコイル６３ａ，６３ｂを設け、隣接して重ねるようにしたが、これらの副コイルについては、これらをいずれか一方のみとし、２つのコイルグループで共用するように構成することもできる。この場合にも副コイルの切替え器を省略できるという利点を有している。
【００６１】
図８は、本発明による磁界発生装置の第３の実施形態を示し、図１または図７と同様な図である。図８において、図１または図７で示した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。本実施形態の構成は、ほとんど第２の実施形態と同じである。相違する点は、コイル２ａ，２ｂ，１２ａ，１２ｂに相当するコイルが、前述の各実施形態では各々２個を用いているのに対し、本実施形態ではそれぞれ１個ずつ７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂとなっている点である。これに伴って、本実施形態のコイル７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂはサイズがより大きくなっている。その他の構成は、第２実施形態の構成と同じである。本実施形態による磁界発生装置の特徴は、第２実施形態と同じであるが、第２実施形態に比べて、さらにコイルの構造が簡略化されている点である。
【００６２】
また本実施形態においても、第１または第２のコイルグループの各コイルに関して、生成しようとする磁界の方向との関係で主コイルと副コイルとして把握できる。第１のコイルグループに関しては、コイル７２ａ，７２ｂを主コイル、コイル５３ａ，５３ｂを副コイルとして把握できる。同様に第２のコイルグループに関しては、コイル８２ａ，８２ｂを主コイル、コイル６３ａ，６３ｂを副コイルとして把握できる。上記実施形態では、第１と第２のコイルグループの各々に別個にコイル５３ａ，５３ｂとコイル６３ａ，６３ｂを設け、隣接して重ねるようにしたが、これらの副コイルについては、これらをいずれか一方のみとし、２つのコイルグループで共用するように構成することもできる。この場合にも副コイルの切替え器を省略できるという利点を有している。
【００６３】
次に図９〜図１３に基づいて本発明による磁界発生装置の第４の実施形態を説明する。前述の第１から第３の実施形態では、スピンバルブ構造を有するＧＭＲヘッドの膜構造において間に非磁性層を挟んだ２つの軟磁性層の磁化容易軸が直交することを前提としていた。しかし最近になって、ヘッドの種類・構造また使用される薄膜の材質によってはこの２つの軟磁性層の磁化容易軸が正確に直交している場合よりも或る程度ずれていた方が、ＧＭＲヘッド膜としてのノイズ特性が良好であることがわかってきた。そこで本実施形態によれば、２つの軟磁性層の磁化容易軸の間の角度を高精度に制御することを可能とし、直交で交差する場合を含め、適切な任意の角度で交差することを可能にする。
【００６４】
図９は、本実施形態による磁界発生装置の要部構造を示し、磁気ヨークとコイルの部分のみを示す正面図である。図９では、円環形状の磁気ヨーク２１とこれの円周方向に沿って配置された例えば２４個のコイル１０１ａ〜１０６ａ，１０１ｂ〜１０６ｂ，１１１ａ〜１１６ａ，１１１ｂ〜１１６ｂの位置関係が示されている。２４個のコイルの各々は単体のコイルであり、磁気ヨーク２１における１つの箇所には１種類のコイルが巻かれている。２４個のコイルはそれぞれ大きさと巻数が等しく、磁気ヨーク２１上で等角度おきに配置されている。
【００６５】
ここで、各コイルに順方向の電流を流した場合に、図９で反時計回りの方向に磁界が発生するようなコイルの巻き方を順方向巻と定義し、その反対を逆方向巻と定義する。図９に示した構成において、逆方向巻のコイルは１０４ａ，１０４ｂ，１０５ａ，１０５ｂ，１０６ａ，１０６ｂの６個であり、他の残りの１８個のコイルは順方向巻のコイルとなっている。
【００６６】
図１０と図１１は本実施形態における電流供給機構を示し、図１０はコイル１０１ａ〜１０６ａ，１０１ｂ〜１０６ｂからなるコイルグループに対応する電流供給機構であり、図１１はコイル１１１ａ〜１１６ａ，１１１ｂ〜１１６ｂからなるコイルグループに対応する電流供給機構である。図１０において各コイルに紙面上左から右へ電流が流れるとき順方向の電流であるとする。コイルを示すブロック内に記した番号の上線は当該コイルが逆方向巻であることを示している。図１０に示すごとくコイル１０１ａ〜１０６ａ，１０１ｂ〜１０６ｂからなるコイルグループに対しては３つの電流源１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃが設置され、各電流源は電流値を適当に設定・可変できる構成を有している。コイル１０１ｂ，１０６ａ、コイル１０２ｂ，１０５ａ、コイル１０３ｂ，１０４ａは連動スイッチ１２２，１２３，１２４によってその電流方向を同時に反転することができる構成となっている。また図１１に示すごとくコイル１１１ａ〜１１６ａ，１１１ｂ〜１１６ｂからなるコイルグループに対しても、３つの電流源１２１Ｄ，１２１Ｅ，１２１Ｆが設置され、各電流源は同様にその電流値を適当に設定・可変できる構成を有している。
【００６７】
本実施形態においても２４個のコイルはグループに分けられる。しかし本実施形態では、前述の各実施形態に比較してグループの分け方が異なる。まず大きく分けると、上記２４個のコイルは、斜線で示したコイル１０１ａ〜１０６ａ，１０１ｂ〜１０６ｂからなるコイルグループ（以下「コイルグループＡ」という）と、白抜きで示したコイル１１１ａ〜１１６ａ，１１１ｂ〜１１６ｂからなるコイルグループ（以下「コイルグループＢ」という）に分けられる。さらにコイルグループＡに関して、後述するごとく、さらに２つのコイルグループＡ１，Ａ２に分けられる。
【００６８】
コイルグループＡとコイルグループＢからなる２４個のコイルは各電流供給機構に関して上記のような結線構造を有しているので、各コイルグループはそれ自体で前述した実施形態の場合と同様に方向性の揃った互いに直交する磁界を発生する。すなわち図１０に示した連動スイッチ１２２，１２３，１２４を上側に接続することにより、図１２に示すごとく、コイルグループＡのうちコイル１０１ａ，１０１ｂ，１０６ａ，１０６ｂを主コイル、その他のコイルを副コイルとして動作させることにより（コイルグループＡの第１接続状態）、磁気ヨーク２１の中央部空間に左から右へ向かう方向（水平方向）に方向性の揃った磁界（矢印１２５で示す）を生成する。この時、コイルグループＢの各コイルには電流を供給しないようにする。この磁界１２５はＧＭＲヘッド膜の第１の軟磁性層を作る際に用いられる。
【００６９】
次にＧＭＲヘッド膜の第２の軟磁性層を成膜する際には、図１０に示した連動スイッチ１２２，１２３，１２４を下側に接続し、コイルグループＡのうちコイル１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂを主コイル、その他のコイルを副コイルとして動作させることにより（コイルグループＡの第２接続状態）、図１３に示すごとく、上から下に向かう方向（垂直方向）に方向性の揃った磁界（図１３で矢印１２６で示す）を発生する。コイルグループＡの第２接続状態で作られる磁界１２６は、コイルグループＡの第１接続状態で作られる上記磁界１２５に対して直交した位置関係にある。
【００７０】
コイルグループＡは、上記連動スイッチにおける第１接続状態に対応して決まるコイルグループＡ１と、上記連動スイッチにおける第２接続状態に対応して決まるコイルグループＡ２に分けることができる。コイルグループＡ１とコイルグループＡ２は、グループを構成するコイル要素という観点からは同じコイルグループである。しかし、電流源１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃに対する結線関係が異なるという観点で異なるコイルグループとして認識する。
【００７１】
ＧＭＲヘッド膜の第２の軟磁性層を成膜する場合には、さらにコイルグループＢの各コイルも同時に動作させる。コイルグループＢについては、コイル１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂを主コイルとして、他のコイルを副コイルとして動作させることにより、上記コイルグループＡの第２接続状態の作る磁界１２６の方向から１５゜だけ時計回りに傾いた方向に方向性の揃った磁界（図１３で矢印１２７で示す）を発生する。この場合、コイルグループＢのコイル配置は、コイルグループＡのコイル配置を丁度１５゜回転させた位置になっている。実際の磁界は、コイルグループＡとコイルグループＢの各々の作る磁界のベクトル和の方向になる（図１３で点線矢印１２８の方向）。ここで、コイルグループＡとコイルグループＢの各々に流す電流は最終的な合成磁界（図１３の矢印１２８）の大きさが、第１の軟磁性層を作る際に用いられた横方向磁界１２５の大きさと等しくなるように、適当に調整される。このような調整を行いつつ、コイルグループＡとコイルグループＢの各コイルに流す電流の割合を適当に設定すると、最終的な合成磁界の方向を角度０゜から１５゜の間で自由に設定することが可能となる。
【００７２】
以上の第４実施形態において、上記構成では第２の軟磁性層を成膜する際にコイルグループＡは発生磁界の方向が丁度垂直に上から下になるように配置されていたが、磁界の方向が元々傾いた方向になるようにコイルを配置することも可能である。例えばコイルグループＡのうちコイル１０４ａ，１０５ａ，１０２ｂ，１０３ｂを主コイルとし、他の残りのコイルを副コイルとすることにより、垂直方向から３０゜傾いた磁界を発生することができる。この場合も、コイルグループＢのコイル配置をコイルグループＡのコイル配置から１５゜回転させるように設定すれば、最終的な合成磁界の方向を、垂直方向からの角度３０゜から４５゜の間で自由に設定することができる。
【００７３】
さらに上記の第４実施形態では第２の軟磁性層を成膜する際のコイルグループＢのコイル配置はコイルグループＡのコイル配置を１５゜だけ回転したものであったが、例えば４５゜等の他の異なる角度に設定することもできる。仮にこれを４５゜にした場合、合成磁界の方向は０゜から４５゜の角度範囲で設定できることになる。しかしこの回転角を大きくしてしまうと、磁気ヨーク２１の中央部空間に生成される磁場の方向の均一性が失われてしまうため、やはり回転角度としては１５゜以下にすることが好ましい。さらに上記実施形態ではコイルの数を２４個としたが、３６個のコイルを１０゜間隔で配置してもよく、配置方法にはいろいろ変形が考えられる。以上のようにしてＧＭＲヘッドの膜構造において、２つの軟磁性層の磁化容易軸の間の角度を、直交から任意の角度だけずれた関係にて高精度で設定することができる。
【００７４】
上記第４の実施形態ではコイルグループＡの結線関係を変更することによりコイルグループＡ１，Ａ２を作って直交する磁界１２５，１２６を生成するようにしたが、前述の第１から第３の実施形態による第１および第２のコイルグループの構成を利用して直交する２つの磁界を生成しかつ第４実施形態のコイルグループＢを組み合わせることにより同様な磁界１２８を作ることも可能である。
【００７５】
以上、各種の実施形態を挙げて本発明による磁界発生装置について説明したが、本発明では種々の変形が考え得る。例えば磁気ヨークを円環ではなく、多角形状の環にしても良い。またコイルの配置位置や個数も任意に変形可能である。また少なくとも２つのコイルグループを使用して例えば９０°の差異のごとく２つの方向の磁界を発生させるような形式のものはすべて本発明に含まれる。さらに上記の第１から第３の実施形態では、第１のコイルグループのコイルと第２のコイルグループのコイルには、同時に電流を流すことがないようにしていたが、もし必要であれば２つのコイルグループのコイルに同時に電流を流し、それらを時間的に適当に変化させることにより、非常に方向性の揃った回転磁界を発生させることも可能である。またコイルに流す電流を正弦的、矩形的に変化させることにより磁界の方向を時間的に変化させ反転させることもできる。さらに、磁界強度をあまり必要としないのであれば、水冷の機構などは省略することも可能である。
【００７６】
次に、図１４と図１５を参照して、前述した本発明による磁界発生装置を利用したスパッタリング装置の実施形態について説明する。図１４は、前述の磁界発生装置を装備したスパッタリング装置の構成を模式的に示した縦断面図である。また図１５はターゲットと基板と磁界発生装置の関係を示した平面図である。図１４と図１５では、一部を省略化し、各要素の形状、配置を分かりやすくしている。
【００７７】
各図において、２００は、真空成膜チャンバが内部に形成される真空容器である。スパッタリング装置のチャンバの内部には、必須要素であるカソード本体２０１ａとその上に設置されたターゲット２０２ａが配置されている。本実施形態では、同様なターゲットとカソード本体が、他にも２組設置されており、図中では２０１ｂ，２０２ｂおよび２０１ｃ，２０２ｃで示され、それぞれ成膜チャンバを形成している。これら３組のカソード本体およびターゲットの各々は、他の部分から電気的に絶縁されている。外部の電源からこれらに電力を供給することにより、ターゲットの上の空間にプラズマが生成され、成膜が行われる。この３組のカソード本体およびターゲットには、別々の電源から別々に電力を供給することができる。
【００７８】
真空容器２００の上壁には円盤状の基板ホルダ２０３が設置されている。基板ホルダ２０３にはスペーサ２０４を介して基板２０５が設置されている。またスペーサ２０４内にはヒータが設けられており、基板２０５を約３００℃〜４００℃に加熱することが可能である。基板ホルダ２０３は、基板ホルダ軸２０６に結合されていて、この基板ホルダ軸２０６を中心に回転運動であり、かつ上下運動可能となっている。図１４でこれらの運動を可能にする駆動機構の図示は省略されている。
【００７９】
真空容器２００の側壁には、前述した磁界発生装置２０７が支持部２０８を介して取り付けられている。基板ホルダ２０３を上下に動かすことにより、磁界発生装置２０７の中心部空間に基板２０５を位置させることができる。支持部２０８は、コイル冷却用水の出入口（前述の１８および１９）も兼ねている。また、基板２０５に対してターゲット２０２ａの必要部分以外とカソード本体２０１ａを覆うように、ターゲットシールド２０９が設置されている。各ターゲットの間には、隔壁２１０が設置されており、或る１つのターゲットによるスパッタリングで、他の２つのターゲットが汚染されるのを防いでいる。基板ホルダ２０３が下側に移動し、基板２０５が磁界発生装置２０７の中心部空間に位置する状態で、隔壁２１０と基板ホルダ２０３の間の間隔は約３ｍｍとなるように調整されている。
【００８０】
次に、上記スパッタリング装置を用いてスピンバルブ構造の積層膜を作製する手順を説明する。
【００８１】
この場合、ターゲット２０２ａの材質として、典型的な軟磁性体であるパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）を使用する。ターゲット２０２ｂの材質は反強磁性体であるＦｅ−Ｍｎである。また、ターゲット２０２ｃの材質は伝導性の非磁性体であるＣｕとする。基板２０５をスペーサ２０４上に設置した後、真空容器２００内を圧力１×１０-8Ｔｏｒｒ程度になるまで排気する。この状態では基板ホルダ２０３の位置は上側にあり、基板ホルダ２０３を回転させても、基板２０５が磁界発生装置２０７と衝突しない。Ａｒガスを導入しながら１×１０-3Ｔｏｒｒ程度の一定の圧力に保持する。
【００８２】
まず始めに、基板２０５がＦｅ−Ｍｎターゲット２０２ｂと対向するように基板ホルダ２０３を回転させ固定する。この状態で基板上に膜厚約５ｎｍのＦｅ−Ｍｎ膜を成膜する。次に、基板２０５がパーマロイターゲット２０２ａに対向するように、基板ホルダ２０３を回転させ、基板ホルダ２０３を下側に移動させて磁界発生装置２０７の中心部空間に基板２０５が位置するように調節する。この状態で基板上に膜厚約５ｎｍのパーマロイ膜を積層させる。次に基板ホルダ２０３を上側に移動させ、基板２０５がＣｕターゲット２０２ｃと対向するように基板ホルダ２０３を回転させ固定する。この状態で基板２０５上に膜厚約２ｎｍのＣｕ膜を積層する。最後に、再び基板２０５がパーマロイターゲット２０２ａに対向するように基板ホルダ２０３を回転させ、基板ホルダ２０３を上下運動させて磁界発生装置２０７の中心部空間に基板２０５が位置するように調節し、基板上に膜厚約５ｎｍのパーマロイ膜を積層させる。以上の手順に基づいてスピンバルブ構造の積層膜が作製される。
【００８３】
次に、図１６を参照して本発明のスパッタリング装置の変形例を説明する。図１６はスパッタリング装置内に配置された磁界発生装置３０１とスパッタ成膜を行うためのカソード本体３０２との配置関係のみを示している。このスパッタリング装置ではカソード本体３０２としてマグネトロン型カソードが使用されている。当該マグネトロン型カソード３０２では、その本体３０３の内部に、ターゲット３０４の表面にトンネル状の磁界３０５を発生させるための磁石３０６が設置されている。磁石３０６は中心磁石とこれを囲む周囲磁石とからなる。磁界３０６の作用により高密度のプラズマが形成され、当該プラズマでターゲット３０４がスパッタされる。一方、マグネトロン型カソード３０２の上方に配置された磁界発生装置３０１からは、矢印３０７で示された磁界が漏れ出す。この磁界は、元々バランスを保って適切に設定されていた磁石３０６による磁界３０５を乱す。磁界３０５が乱れると、放電電力が小さい場合には、発生するプラズマをしばしば不安定にする。
【００８４】
そこで本実施形態による磁界発生装置では、磁界３０６に対して磁界３０７ができるだけ干渉しないように、磁界３０７の発生を抑制すべく、コイルのケース１７のうちターゲット３０４側に面する部分および外側に面する部分１７ａを軟磁性材料で形成している。本実施形態ではコイルのケース１７のうち内側部分およびターゲット３０４の反対側に面する部分１７ｂは非磁性材料で形成されている。このような構成を採用することにより、ターゲット３０４の前面に発生するプラズマを安定化させ、ＧＭＲヘッド膜の作製を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る磁界発生装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施形態の磁気ヨークとコイル部分のみを示す外観図である。
【図３】磁束線の分布状態を示す図である。
【図４】環状の磁気ヨークの中心を原点とする１／４の領域における磁界の詳細な分布を示す図である。
【図５】環状の磁気ヨークの中心を原点とする１／４の領域における磁界の傾き角の分布を示す図である。
【図６】各コイルへの電流供給機構の構成図である。
【図７】本発明に係る磁界発生装置の第２の実施形態を示す図１と同様な図である。
【図８】本発明に係る磁界発生装置の第３の実施形態を示す図１と同様な図である。
【図９】本発明に係る磁界発生装置の第４の実施形態を示し、磁気ヨークとコイル配置を示す図である。
【図１０】コイルグループＡに対する電流供給機構を示す回路図である。
【図１１】コイルグループＢに対する電流供給機構を示す回路図である。
【図１２】コイルグループＡの第１の接続状態に基づいて生じる磁界を示す図である。
【図１３】コイルグループＡの第２の接続状態とコイルグループＢに基づいて生じる磁界を示す図である。
【図１４】本発明に係る磁界発生装置を備えたスパッタリング装置の縦断面図である。
【図１５】上記スパッタリング装置の要部を示す平面図である。
【図１６】磁気ヨークと複数のコイルを収容するケースの実施形態を示す図である。
【図１７】従来の磁界発生装置の一例を示す斜視図である。
【図１８】従来の磁界発生装置の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８６】
２ａ〜４ｂ  第１のコイルグループ
１２ａ〜１４ｂ  第２のコイルグループ
１５ａ〜１６ｂ  磁束
１７  ケース
２１  磁気ヨーク
１０３  基板ホルダ
１０５  基板
１０７  磁界発生装置
【図１】
2008147703.tif 000003
【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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