JP4888683B2 - Sputtering apparatus and sputter gun - Google Patents
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Description
本発明はスパッタリング装置およびスパッタガンに関する。 The present invention relates to a sputtering apparatus and a sputtering gun .
永久磁石の代わりに超電導バルク磁石をスパッタガンに用いたマグネトロンスパッタ成膜装置が特許文献１，２に開示されている。
この装置の特徴は、従来の１０倍以上の強力な磁場をターゲット表面に生成してプラズマをターゲット表面に集中させることにより、永久磁石を用いたスパッタリング装置に比較して、高速成膜、低スパッタガス圧成膜、低ダメージ成膜などができる。
The feature of this equipment is that it generates a strong
この場合、ターゲットの前面には、ターゲットの中央から出て前面に出てループを描いて周縁に戻るアーケード状の磁場分布が形成される。このアーケード状の強い磁場中に密度の高いプラズマが生成され、プラズマ中のスパッタガス（通常はアルゴンガス）のイオンが負電位のターゲットに衝突してターゲットのプラズマに面した部分がスパッタされる。 In this case, an arcade-like magnetic field distribution is formed on the front surface of the target, exits from the center of the target, exits the front surface, draws a loop, and returns to the periphery. A high-density plasma is generated in this arcade-like strong magnetic field, and ions of the sputtering gas (usually argon gas) in the plasma collide with a target having a negative potential, and a portion facing the target plasma is sputtered.
上記した文献に開示の超電導バルクを用いたスパッタガンでは、冷凍機で冷却した超電導体を一方向に着磁してこれを中央電極とし、その周囲に強磁性体を配置することにより、中央磁極から出て周囲磁極に入るアーケード状の磁場分布を実現している。
しかしながらこれには次のような問題があった。即ち、超電導体を中央磁極とし、強磁性体を周囲磁極としているため、アーケード状の磁場は、ターゲットの径方向で観察したとき、超電導体と超電導体よりも外側の強磁性体とを結ぶように形成される。この結果、ターゲットの面積のうちスパッタに使われた消耗部分は、主として、超電導体の外周縁よりも径方向において外側の部分だけであり、ターゲットの使用効率が悪く、また、成膜速度も充分ではなかった。ターゲットの面積のうち超電導体の外周縁よりも内側の部分は、ターゲットの使用効率が悪かった。 However, this has the following problems. In other words, since the superconductor is the central magnetic pole and the ferromagnetic body is the surrounding magnetic pole, the arcade-like magnetic field connects the superconductor and the ferromagnetic body outside the superconductor when observed in the radial direction of the target. Formed. As a result, the consumable part used for sputtering out of the target area is mainly only the part outside in the radial direction from the outer peripheral edge of the superconductor, and the use efficiency of the target is poor, and the film forming speed is sufficient. It wasn't. The use efficiency of the target was poor in the area inside the outer periphery of the superconductor in the target area.
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、アーケード状の磁場分布が超電導体の前面に広く形成され、超電導体の前面においてプラズマを超電導体の径方向に広く分布させることができ、スパッタリング装置に適用する場合であっても、ターゲットの使用効率を高めるのに有利なスパッタリング装置およびスパッタガンを提供するにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an arcade-like magnetic field distribution is widely formed on the front surface of the superconductor , and plasma can be widely distributed in the radial direction of the superconductor on the front surface of the superconductor , Even when the present invention is applied to a sputtering apparatus, it is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus and a sputtering gun that are advantageous in increasing the use efficiency of a target.
様相１の本発明にかかるスパッタリング装置は、薄膜原料を含むターゲットと、スパッタガンとを有し、スパッタガンから発せられる磁場の作用でターゲットの表面近傍にプラズマを発生させてスパッタを行い、放出される薄膜原料を基材の表面に被着させて薄膜を形成するスパッタリング装置において、スパッタガンには、超電導磁場発生装置が組み込まれており、
超電導磁場発生装置は、超電導遷移温度以下に冷却され磁場を捕捉することにより外部に磁場を発する超電導体と、超電導体を冷却する冷却手段と、超電導体を収容する断熱容器とを具備しており、超電導体は、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域と、第１領域と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域とが、前記超電導体の中心から外側に向かうに従い交互に存在しており、
ターゲットの表面にプラズマを超電導の径方向に広く分布させてターゲットの表面におけるエロージョン領域を広げるべく、第１領域と第２領域を環流する超電導電流によるアーケード状の磁場分布、または、第１領域もしくは第２領域を環流する超電導電流および強磁性体によるアーケード状の磁場分布をターゲットの前面に形成することを特徴とするものである。環流とは、超電導体の内部において超電導電流がエンドレス状に流れることをいう。この場合、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域と、第１領域と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域とが、超電導体の中心から外側に向かうに従い交互に存在しているため、アーケード状の磁場分布が超電導体の前面に広く形成され、超電導体の前面においてプラズマを広く分布させることができる。すなわち、超電導体の前面においてアーケード状の磁場分布が径方向に広がり易くなる。従って、スパッタリングするとき、ターゲットの超電導体外周より内側の領域がスパッタされたり、またはターゲット前面にスパッタされる領域を複数形成することができるので、ターゲット前面においてスパッタされる領域（エロージョン領域）を広げることができる。
A sputtering apparatus according to the present invention of
The superconducting magnetic field generator includes a superconductor that cools below the superconducting transition temperature and generates a magnetic field by capturing the magnetic field, a cooling means that cools the superconductor, and a heat insulating container that houses the superconductor. In the superconductor, a first region having a superconducting current that circulates in one direction and a second region having a superconducting current that circulates in a direction opposite to the first region are alternately arranged toward the outside from the center of the superconductor. Exists ,
In order to broaden the erosion region on the surface of the target by broadly distributing the plasma on the surface of the target in the radial direction of the superconductor, an arcade-like magnetic field distribution by a superconducting current circulating in the first region and the second region, or the first region or An arcade-like magnetic field distribution is formed on the front surface of the target by a superconducting current circulating in the second region and a ferromagnetic material . Circulation means that the superconducting current flows endlessly inside the superconductor. In this case, the first region having the superconducting current circulating in one direction and the second region having the superconducting current circulating in the opposite direction to the first region are alternately present from the center of the superconductor to the outside. are therefore, arcade-like magnetic field distribution is widely formed on the front surface of the superconductor, Ru can be widely distributed plasma in front of the superconductor. That is, an arcade-like magnetic field distribution is likely to spread in the radial direction on the front surface of the superconductor. Therefore, when sputtering, the region inside the outer periphery of the superconductor of the target can be sputtered or a plurality of regions sputtered on the front surface of the target can be formed, so that the sputtered region (erosion region) on the front surface of the target is widened. be able to.
様相２の本発明に係るスパッタガンは、スパッタリング装置に使用されるスパッタガンであって、超電導体を有する超電導磁場装置を具備しており、超電導磁場装置の超電導体は、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域と、第１領域と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域とが、超電導体の中心から外側に向かうに従い交互に存在しており、第１領域と第２領域を環流する超電導電流によるアーケード状の磁場分布、または、第１領域もしくは第２領域を環流する超電導電流および強磁性体によるアーケード状の磁場分布をターゲットの前面に形成することを特徴とするものである。この場合、超電導体の前面においてアーケード状の磁場分布が超電導体の径方向に広がり易くなる。従って、スパッタリングするとき、ターゲットの超電導体外周より内側の領域がスパッタされたり、またはターゲット前面にスパッタされる領域を複数形成することができるので、ターゲット前面においてスパッタされる領域（エロージョン領域）を広げることができる。
A sputter gun according to the present invention of
様相３の本発明に係るスパッタリング装置は、薄膜原料を含むターゲットと、スパッタガンとを有し、スパッタガンから発せられる磁場の作用でターゲットの表面近傍にプラズマを集中させてスパッタを行い、放出される薄膜原料を基材の表面に被着させて薄膜を形成するスパッタリング装置において、スパッタガンには、各請求項のうちのいずれか一つに記載する超電導磁場発生装置が組み込まれていることを特徴とするものである。この場合、超電導体の前面においてアーケード状の磁場分布が超電導体の径方向に広がり易くなる。従って、スパッタリングするとき、ターゲットの前面においてスパッタされる領域（エロージョン領域）を広げることができる。 A sputtering apparatus according to the present invention of aspect 3 has a target including a thin film raw material and a sputter gun, and performs sputtering by concentrating plasma near the surface of the target by the action of a magnetic field emitted from the sputter gun. In a sputtering apparatus for forming a thin film by depositing a thin film raw material on the surface of a substrate, the superconducting magnetic field generator according to any one of the claims is incorporated in the sputter gun. It is a feature. In this case, an arcade-like magnetic field distribution tends to spread in the radial direction of the superconductor on the front surface of the superconductor . Therefore, when sputtering, the area (erosion area) sputtered on the front surface of the target can be expanded.
本発明に係るスパッタリング装置およびスパッタガンによれば、超電導体では、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域と、第１領域と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域とが、超電導体の中心から外側に向かうに従い交互に存在している。このためアーケード状の磁場分布が超電導体の前面に形成され、超電導体の前面においてプラズマを超電導体の径方向に広く分布させることができる。 According to the sputtering apparatus and the sputtering gun according to the present invention , in the superconductor, the first region having a superconducting current that circulates in one direction and the second region having a superconducting current that circulates in the direction opposite to the first region are: It exists alternately from the center of the superconductor toward the outside. For this reason, an arcade-like magnetic field distribution is formed on the front surface of the superconductor , and plasma can be widely distributed in the radial direction of the superconductor on the front surface of the superconductor .
本発明に係るスパッタリング装置およびスパッタガンに搭載されている超電導磁場発生装置は、超電導体と、超電導体を冷却する冷却手段と、超電導体を収容する断熱容器とを含む。超電導体では、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域と、第１領域と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域とが、超電導体の中心から外側に向かうに従い交互に存在している。このためアーケード状の磁場分布が超電導体の前面に広く形成され、超電導体の前面においてプラズマを広く分布させることができる。ここで、第１領域は超電導体において内側領域および外側領域のいずれか一方であり、第２領域は超電導体において外側領域および内側領域のいずれか他方である形態を例示することができる。冷却手段としては、窒素、酸素、アルゴン、ネオン、水素、ヘリウムなどの液体または気体の冷媒を用いてもよいし、ＧＭ冷凍機、パルス管冷凍機、スターリング冷凍機などの冷凍機を用いてもよいし、冷媒を冷凍機で冷却して循環させる方法でもよい。 A sputtering apparatus and a superconducting magnetic field generator mounted on a sputtering gun according to the present invention include a superconductor, a cooling means for cooling the superconductor, and a heat insulating container for housing the superconductor. In a superconductor, first regions having a superconducting current that circulates in one direction and second regions having a superconducting current that circulates in the opposite direction to the first region are alternately present from the center of the superconductor toward the outside. ing. Therefore, an arcade-like magnetic field distribution is widely formed on the front surface of the superconductor, and plasma can be widely distributed on the front surface of the superconductor. Here, the first region may be one of the inner region and the outer region in the superconductor, and the second region may be the other of the outer region and the inner region in the superconductor. As the cooling means, a liquid or gas refrigerant such as nitrogen, oxygen, argon, neon, hydrogen, or helium may be used, or a refrigerator such as a GM refrigerator, a pulse tube refrigerator, or a Stirling refrigerator may be used. Alternatively, a method of circulating the refrigerant by cooling with a refrigerator may be used.
本発明に係るスパッタリング装置およびスパッタガンによれば、超電導体から発生する磁場は、第１領域から出て第２領域に至ると共に前記第１領域と第２領域との境界に至るアーケード状の磁場分布を前記断熱容器の外部に形成する形態を例示することができる。また、第１領域と第２領域との境界が複数設けられており、第１領域から出て一方の境界に戻るアーケード状の磁場分布と、一方の境界から出て他方の境界に戻るアーケード状の別の磁場分布を断熱容器の外部に形成する形態を例示することができる。これによりアーケード状の磁場分布が超電導体の前面に広く形成され、超電導体の前面においてプラズマを広く分布させることができる。 According to the sputtering apparatus and the sputtering gun according to the present invention , the magnetic field generated from the superconductor is an arcade-like magnetic field that extends from the first region to the second region and reaches the boundary between the first region and the second region. The form which forms distribution outside the said heat insulation container can be illustrated. Also, a plurality of boundaries between the first region and the second region are provided, and an arcade-like magnetic field distribution returning from the first region to one boundary and an arcade shape returning from one boundary to the other boundary A form in which another magnetic field distribution is formed outside the heat insulating container can be exemplified. Thus, an arcade-like magnetic field distribution is widely formed on the front surface of the superconductor, and plasma can be widely distributed on the front surface of the superconductor.
本発明に係るスパッタリング装置およびスパッタガンによれば、超電導体の周囲には強磁性体が配設されるとともに、強磁性体のうちの少なくとも一部は前記超電導体の側面を取り囲むようにリング状に配設されている形態を例示することができる。この場合、超電導体の前面においてアーケード状の磁場分布の領域が超電導体の径方向に広がり易くなる。従って、スパッタに適用するときには、ターゲットの前面においてスパッタされる領域（エロージョン領域）が広がる。更に、このような磁気回路を構成しているので、超電導体の前面に磁場分布が強くなる。故に超電導体の前面以外への漏れ磁場が少なくなるので、安全性をより高くすることができる。強磁性体としては、断熱容器の内部に収容されており、かつ、軟磁性体からなるヨークである形態を例示することができる。強磁性体としては、断熱容器の内部に収容されており、強磁性のうち超電導体の側面を取り囲むように配設されている強磁性体部分は永久磁石である形態を例示することができる。 According to the sputtering apparatus and the sputtering gun of the present invention , the ferromagnetic material is disposed around the superconductor, and at least a part of the ferromagnetic material is ring-shaped so as to surround the side surface of the superconductor. The form arrange | positioned in can be illustrated. In this case, an arcade-like magnetic field distribution region on the front surface of the superconductor is likely to expand in the radial direction of the superconductor . Therefore, when applied to sputtering, a sputtered region (erosion region) is widened on the front surface of the target. Furthermore, since such a magnetic circuit is configured, the magnetic field distribution is enhanced on the front surface of the superconductor. Therefore, since the leakage magnetic field to the part other than the front surface of the superconductor is reduced, safety can be further increased. As a ferromagnetic material, the form which is accommodated in the inside of a heat insulation container and is a yoke which consists of a soft magnetic material can be illustrated. As a ferromagnetic material, the form which is accommodated in the inside of a heat insulation container and the ferromagnetic material part arrange | positioned so that the side surface of a superconductor among ferromagnetism may be surrounded can be illustrated.
上記したスパッタリング装置およびスパッタガンに係る超電導磁場発生装置を励磁するにあたり、一方向の磁場１と磁場と逆向きの磁場２を交互に印加して超電導体を着磁する形態を例示することができる。超電導体の外周側の側面を取り囲むように永久磁石が配設されている場合には、一方向の磁場１と逆向きの磁場２とを交互に印加して超電導体および永久磁石を併せて着磁することができる。ここで、一方向の磁場１を印加した後に、逆向きの磁場２を印加して超電導体を着磁することができる。
In exciting the superconducting magnetic field generator related to the above-described sputtering apparatus and sputtering gun, a form in which the superconductor is magnetized by alternately applying a
上記した超電導磁場装置を用いるスパッタリング装置およびスパッタガンであって、第１領域と第２領域を環流する超電導電流によるアーケード状の磁場分布、または、第１領域または第２領域を環流する超電導電流によるアーケード状の磁場分布、または、第１領域または第２領域を環流する超電導電流と強磁性体によるアーケード状の磁場分布をターゲットの前面に形成する形態を例示することができる。これにより超電導体の前面においてプラズマを広く分布させることができる。この場合、ターゲット状の磁場分布はターゲットの前面に複数形成されている形態を例示することができる。 A sputtering apparatus and a sputter gun using the superconducting magnetic field apparatus described above, which are based on an arcade-like magnetic field distribution by a superconducting current circulating in the first region and the second region, or by a superconducting current circulating in the first region or the second region Examples include an arcade-like magnetic field distribution, or a form in which a superconducting current circulating in the first region or the second region and an arcade-like magnetic field distribution by a ferromagnetic material are formed on the front surface of the target. Thereby, plasma can be widely distributed on the front surface of the superconductor. In this case, a form in which a plurality of target-like magnetic field distributions are formed on the front surface of the target can be exemplified.
本発明に係るスパッタリング装置によれば、薄膜原料を含むターゲットと、スパッタガンとを有し、スパッタガンから発せられる磁場の作用でターゲットの表面近傍にプラズマを集中させてスパッタを行い、放出される薄膜原料を基材の表面に被着させて薄膜を形成するスパッタリング装置において、スパッタガンは、前記した超電導磁場発生装置が組み込まれている。超電導体の前面においてプラズマを超電導体の径方向に広く分布させることができ、スパッタリング装置に適用する場合であっても、ターゲットの使用効率を高めるのに有利である。 The sputtering apparatus according to the present invention has a target including a thin film raw material and a sputter gun. The plasma is concentrated near the surface of the target by the action of a magnetic field emitted from the sputter gun and sputtered. in the sputtering apparatus of the thin film material so deposited on the surface of the substrate to form a thin film, sputtering cancer, wherein the superconducting magnetic field generating apparatus that incorporates. Plasma can be widely distributed in the radial direction of the superconductor on the front surface of the superconductor , which is advantageous in increasing the use efficiency of the target even when applied to a sputtering apparatus.
以下、本発明の実施例１について図１〜図４を参照しつつ具体的に説明する。スパッタリング装置に搭載される超電導磁場発生装置は、超電導遷移温度以下に冷却され磁場を捕捉することにより外部に磁場を発する超電導体１０と、超電導体１０を冷却する冷却手段２０と、超電導体１０を収容する断熱容器３０とを含む。断熱容器３０は冷却手段２０で冷却されるものであり、側面壁３１と先端壁３２とを有する。Ｐ１は超電導体１０の中心線を示す。
Hereinafter, Example 1 of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. A superconducting magnetic field generator mounted on a sputtering apparatus includes a
冷却手段２０は、冷凍機２１と、冷凍機２１の先端に冷凍機構成部分の一部２２ａを介して設けられた冷却機能をもつコールドヘッド２２とを有する。超電導体１０は円柱形状をなしている。超電導体１０では、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域１と、第１領域１と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域２とが、超電導体１０の中心から径方向の外側に向かうに従い、つまり超電導体１０の径方向において隣接した状態で交互に存在している。即ち、超電導体１０は、第１領域１からなる内側領域と、第２領域２からなる外側領域とを備えている。○の中に付されている『・印』は、超電導電流が図１の紙面の向こう側から紙面の手前側に流れることを意味する。○の中に付されている『×印』は、図１の紙面の手前側から紙面の向こう側に流れることを意味する。
The cooling means 20 has a
図１に示すように、真空に排気された断熱容器３０内には超電導体１０が収容されており、超電導体１０が冷凍機２１のコールドヘッド２２に固定されている。超電導体１０は、溶融法により作製した、その主成分がＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ（ＲＥはＹ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｄｙ，Ｈｏのうちの１種以上）で表されるものであることが好ましい。この点、一旦融点以上に加熱して溶融し再び凝固させる溶融法で合成したＲＥ−ＢａーＣｕ−Ｏ系の超電導体１０は、結晶粒が粗大で、かつ、超電導となる母相に絶縁相組織を有している。この絶縁相が磁場のピン止め点として働くため、捕捉磁場の強度が大きい超電導体１０が得られ、磁場発生装置としての性能が向上する。Ｐｔ，Ｒｈ，Ｃｅを含有するＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の超電導体は、母相である超電導相に絶縁相がより微細に分散しており、より強いピン止め力を示すので、超電導体１０による捕捉密度が増加する。また、Ａｇ，Ａｕを含有すると、ＲＥ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導体の機械的強度が向上する。従ってＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｃｅのうちの少なくとも１種類を超電導体１０に含ませれば、超電導磁場発生装置としての信頼性が向上する。
As shown in FIG. 1, a
この超電導体１０の着磁としては、リング形状の超電導マグネットのボアの中に磁極（着磁前の超電導体１０が収容された断熱容器３０）を入れた状態で、図２に示した着磁操作で実施する。図２の横軸は超電導体１０の径方向を示し、縦軸は着磁の際における磁場の強さを示す。縦軸の０点は磁場の強さがゼロを示す。縦軸のゼロよりも上側と下側とでは磁場の向きが反対である。ここで、上側を順向きの磁場とし、下側を逆向きの磁場として取り扱う。図２に示す線αの勾配が電流密度に比例する。この超電導体１０の着磁の操作は次のようである。
The magnetization of the
（１）所定の大きさＢ１の順向きの磁場を一方向に印加した状態で、超電導体１０を超電導遷移温度以下に冷却する。
(1) The
（２）印加した順向きの磁場を下げてゼロにする「１」の操作を行う。さらに、逆向きのＢ２まで逆向きの磁場を印加する「２」の操作を行う。 (2) The operation of “1” is performed to lower the applied forward magnetic field to zero. Furthermore, the operation “2” is performed to apply a reverse magnetic field up to B2 in the reverse direction.
（３）逆向きの磁場の大きさを下げてゼロにする「３」の操作を行う。その後、磁極（超電導体１０が収容された断熱容器３０）を超電導マグネットのボアから取り出す。
(3) The operation of “3” is performed to reduce the magnitude of the reverse magnetic field to zero. Thereafter, the magnetic pole (the
上記したように超電導体１０を着磁した後、超電導体１０の電流分布および磁束密度は、図３のようになる。即ち、超電導体１０は、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域１と、第１領域１と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域２とを有している。そして超電導体１０の中心から外側に向かうに従い、つまり径方向において隣接した状態で第１領域１および第２領域２が超電導体１０に存在している。但し、図３に示したのは、超電導体１０が無限に近い理想的な場合の電流分布であり、実際の試料は有限長さのため、電流領域の境界は完全な真っ直ぐではなく、超電導体１０の前面および背面では、内側に湾曲した境界となる。
After magnetizing the
図２に示した着磁操作で磁場変化がなかった超電導体１０の中心部には超電導電流が誘起されず、超電導体１０の中心部における電流密度Ｊはゼロとなる。図３に示すように、超電導体１０の中心部の周囲には超電導電流が一方向（Ｚ＞０からみて反時計回り）にリング状に環流する第１領域１（内側領域）が形成される。更に第１領域１（内側領域）の外周囲には、超電導電流が逆向きにリング状に環流する第２領域２（外側領域）が形成される。結果として、図３に示すように、超電導体１０の先端側の前面には、つまりターゲット５０に対向する側には、第１領域１（内側領域）から出て第２領域２（外側流域）に戻るとともに第１領域１（内側領域）と第２領域２（外側流域）との境界に戻るアーケード状の磁場分布が超電導体１０の径方向に広く形成される。
A superconducting current is not induced in the central portion of the
この超電導体磁場装置をスパッタガンとして用いる場合には、アーケード状の磁場分布がターゲット５０の前面に形成されるように、ターゲット５０の大きさを選定して配置する。スパッタ成膜時には、図１に示すように、上記した磁場分布によりターゲット５０の表面にプラズマＰが広く分布する。上記した磁場分布により、ターゲット５０では、超電導体１０の外周縁１０ｆの部分よりも内側の部分がスパッタされる。このように超電導体１０の外周縁１０ｆの部分よりも内側の部分においてもスパッタできるので、ターゲット５０の前面においてスパッタされる領域（エロージョン領域）が広がり、ターゲット５０のうちスパッタされない無駄部分を減らすことができる。
When this superconductor magnetic field device is used as a sputtering gun, the size of the
本実施例によれば、上記した着磁の操作「１」〜「３」を工夫するだけで、上記したアーケード状の磁場分布が超電導体１０の前面において超電導１０の径方向に広く得られる。故に、断熱容器３０の外側に配置する強磁性体リングの取り付けが不要となり、スパッタガンとしての立ち上げが簡単となる。また磁極の周囲に強磁性体のリングがないので、スパッタガンが小型化し、コンパクトになる。
According to the present embodiment, the above-described arcade-like magnetic field distribution can be widely obtained in the radial direction of the
図４〜図６は実施例２を示す。以下、本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を奏する。図４に示すように、スパッタリング装置に搭載される超電導磁場発生装置は、超電導遷移温度以下に冷却され磁場を捕捉することにより外部に磁場を発する超電導体１０と、超電導体１０を冷却する冷却手段２０と、超電導体１０を収容する断熱容器３０とを含む。超電導体１０は円柱形状をなしており、中央側に設けられた第１領域１と、第１領域１の外周側に位置する第２領域２と、第２領域２の外周側に位置する第１領域１とを備えている。
4 to 6 show a second embodiment. In the following, the present embodiment has basically the same configuration and effects as the first embodiment. As shown in FIG. 4, the superconducting magnetic field generator mounted on the sputtering apparatus includes a
この超電導体１０の着磁としては、超電導マグネットのボアの中に磁極（超電導体１０が収容された断熱容器３０）を入れた状態で、図５に示した操作で実施する。図２の横軸は径方向を示し、縦軸は磁場の強さを示す。縦軸の０点は磁場の強さがゼロを示す。ゼロよりも上側と下側とでは磁場の向きが反対である。
The magnetization of the
（１）順向きの所定の磁場Ｂ１を一方向に印加した状態で、超電導体１０を超電導遷移温度以下に冷却する。
(1) The
（２）印加した順向きの磁場の大きさを下げてゼロにする「１」の操作を行う。さらに、逆向きのＢ２の大きさまで逆向きの磁場を印加する「２」の操作を行う。 (2) The operation of “1” is performed to reduce the magnitude of the applied forward magnetic field to zero. Furthermore, the operation “2” is performed to apply a reverse magnetic field up to the magnitude of B2 in the reverse direction.
（３）逆向きの磁場の大きさを下げてゼロにする「３」の操作を行う。その後、さらに順向きの磁場Ｂ１と同じ向きでＢ３の大きさまで逆向きの磁場を印加する「４」の操作を行う。なお本実施例では、磁場の大きさについてはＢ３はＢ１よりも大きくなっているが、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の大きさを変えることにより、着磁後の磁場分布の形状を制御することができる。 (3) The operation of “3” is performed to reduce the magnitude of the reverse magnetic field to zero. Thereafter, the operation of “4” is performed to apply a reverse magnetic field to the magnitude of B3 in the same direction as the forward magnetic field B1. In this embodiment, regarding the magnitude of the magnetic field, B3 is larger than B1, but the shape of the magnetic field distribution after magnetization can be controlled by changing the magnitudes of B1, B2, and B3. .
（４）順向きの磁場の大きさを下げてゼロにする「５」の操作を行う。その後、磁極を超電導マグネットのボアから取り出す。 (4) The operation of “5” is performed to reduce the magnitude of the forward magnetic field to zero. Thereafter, the magnetic pole is taken out from the bore of the superconducting magnet.
上記したように着磁した後の超電導体１０内の電流密度と磁束分布は図６の通りである。但し、図６に示したのは超電導体１０が無限に長い理想的な場合の分布であり、実際の試料は有限長さのため、電流領域の境界は真っ直ぐでなく、超電導体１０の上面および下面では内側に湾曲した境界となる。
The current density and magnetic flux distribution in the
図５及び図６に示した超電導体１０の着磁操作では、超電導体１０の内部で磁場変化がなかった部分は無いので、超電導体１０のすべての領域で超電導電流が誘起される。図４および図６に示すように、超電導体１０の中心域には超電導電流が一方向（Ｚ＞０からみて反時計回り）に環流する第１領域１が径方向の中央域に形成される。第１領域１の周囲には、超電導電流が逆向き（時計回り）に環流する第２領域２が形成される。第２領域２の周囲には、超電導電流が逆向きに環流する第１領域１が形成される。結果として、図４に示すように、超電導体１０の前面には、第１領域１から出て第２領域２に戻るとともに第１領域１から出て第１領域１と第２領域２との境界に戻るアーケード状の磁場分布Ｍ１と、第１領域１と第２領域２の界面から出て第２領域２と第１領域１との境界に戻るアーケード状の磁場分布Ｍ２がほぼ同心円状に形成されるので、磁場分布が超電導体１０の前面において広く形成される。スパッタガンとして用いる場合には、複数のアーケード状の磁場分布Ｍ１、Ｍ２がターゲット５０の前面に形成されるようにターゲット５０の大きさを選定し配置する。スパッタガンの成膜時には、上記した磁場分布により、ターゲット５０表面にプラズマＰが超電導体１０の径方向に広く分布する。
In the magnetizing operation of the
このようにアーケード状の磁場分布Ｍ１、Ｍ２が超電導体１０の前面、つまり、ターゲット５０の前面にほぼ同心円状に複数形成されるので、磁場分布が広くなり、プラズマＰが超電導体１０の径方向に広く分布し、ターゲット５０の前面においてスパッタされる領域（エロージョン領域）が広がり、ターゲット５０の利用効率が向上する。つまりターゲット５０のうちスパッタされない無駄部分を減らすことができ、ターゲット５０を平均的に消耗させるのに有利となる。また、成膜速度が向上する。ターゲット５０を従来のリング状ではなく、広い面積を有する面状の蒸発源としてみなすことができるので、大面積の均一成膜に有利である。
As described above, a plurality of arcade-shaped magnetic field distributions M1 and M2 are formed substantially concentrically on the front surface of the
図７は実施例３を示す。以下、本実施例はスパッタリング装置に適用されるものであり、実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を奏する。本実施例は、図７に示すように、超電導体１０の外周側の側面を取り囲むようにリング状のヨーク６０を配置した磁場発生装置である。本実施例においても、超電導体１０は、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域１と、第１領域１と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域２とが、超電導体１０の中心から径方向の外側に向かうに従い、つまり径方向において隣接した状態で交互に存在している。
FIG. 7 shows a third embodiment. Hereinafter, the present embodiment is applied to a sputtering apparatus, and basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. As shown in FIG. 7, the present embodiment is a magnetic field generator in which a ring-shaped
即ち第１領域１は超電導体１０の内側領域を形成している。第２領域２は超電導体１０の外側領域を形成している。超電導体１０の外周側の側面の周囲には、強磁性体としてリング形状のヨーク６０が配置されている。超電導体１０の背面（下面）には下ヨーク６０ｕが形成されている。ヨーク６０および下ヨーク６０ｕは、パーメンジュール（ＦｅーＣｏーＶ）、電磁軟鉄（Ｆｅ）、珪素鋼板（Ｆｅ−Ｓｉ）などの高透磁率材料で形成された軟磁性体が用いられる。このように超電導体１０の外周側の側面と超電導体１０の背面とでは、ヨーク６０、下ヨーク６０ｕといった強磁性体が磁路を形成している。このため、図７に示すように、超電導体１０の前面において超電導体１０の中央部から出て、超電導体１０の周縁に戻るような閉じた広いアーケード状の磁場分布を形成する。
That is, the
本実施例によれば、実施例１に記載した効果の他に、次の効果が得られる。即ち、超電導体１０の外周側の側面の周囲に、強磁性体としてリング形状のヨーク６０が配置されている。このため、ターゲット５０の前面においてアーケード状の磁場分布の領域が径方向に広がる。従って、ターゲット５０の前面においてスパッタされる領域（エロージョン領域）が広がる。このような磁気回路を構成しているので、ターゲット５０の前面の磁場分布が強くなる。故にターゲット５０の前面以外への漏れ磁場が少なくなるので、安全性をより高くすることができる。
According to the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects described in the first embodiment. That is, a ring-shaped
図８は実施例４を示す。以下、本実施例はスパッタリング装置に適用されるものであり、実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を奏する。本実施例によれば、図８に示すように、断熱容器３０内において、超電導体１０の外周側の側面の周囲に配置される強磁性体として、リング状の永久磁石７０が配置されている。永久磁石７０は前面及び背面に磁極を有する。永久磁石７０は公知の材質のものを採用できる。超電導体１０の下部には、下ヨーク６０ｕがコールドヘッド２２に付設された状態で配置されている。着磁操作は実施例１と同様に図２に示す場合と同様であるが、以下の点において実施例１と異なる。即ち、永久磁石７０は、超電導体１０の励磁前に着磁されていてもよいし、あるいは、超電導体１０とともに着磁してもよい。この場合、図２に示す、最後に印加する逆向きとする「３」の操作の磁場の大きさが永久磁石７０の保持力を越えるように設定することで、図８に示すように超電導体１０は着磁される。ターゲット５０の前面にはアーケード状の磁場分布が超電導体１０の径方向に広がり、ターゲット５０においてスパッタされる領域が広がる。更に、超電導体１０の外周の側面の周囲に永久磁石７０が強磁性体として配置されているため、超電導体１０の外周の側面の周囲にヨークを用いる場合よりも、ターゲット５０付近の磁場強度が強くなる。
FIG. 8 shows a fourth embodiment. Hereinafter, the present embodiment is applied to a sputtering apparatus, and basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. According to the present embodiment, as shown in FIG. 8, a ring-shaped
図９は実施例５を示す。以下、本実施例はスパッタリング装置に適用されるものであり、実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を奏する。超電導体１０の外周側の側面の周囲には、強磁性体としてヨーク６０がリング状に配置されている。超電導体１０の背面には円盤形状の下ヨーク６０ｕがコールドヘッド２２に保持された状態で配置されている。超電導体１０の外周側の側面と超電導体１０の背面とでは、ヨーク６０、下ヨーク６０ｕといった強磁性体が磁路を形成している。このため、超電導体１０の前面において超電導体１０の中央部から出て、超電導体１０の周縁に戻る閉じたアーケード状の磁場分布を形成する。
FIG. 9 shows a fifth embodiment. Hereinafter, the present embodiment is applied to a sputtering apparatus, and basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. A
本実施例によれば、リング状のヨーク６０は、超電導体１０の外周側の側面の周囲において、ヨーク６０と超電導体１０との間に隙間６２をリング状に形成するように配置されている。図７に示す実施例３と異なる点は以下のようである。
According to the present embodiment, the ring-shaped
超電導体１０の外周の側面の周囲に配置されたヨーク６０は、超電導体１０に対して隙間６２をリング状に形成するように断熱容器３０の内部に配置されている。従って図９に示すように、ターゲット５０の前面には複数のアーケード状の磁場分布が形成されている。
The
本実施例によれば、図７に示す実施例３に記載した効果の他には次の効果が挙げられる。ヨーク６０と超電導体１０との間に隙間６２を形成している。このため、図９に示すように、第１領域１から出て第２領域２に戻るとともに第１領域１から出て第１領域１と第２領域２との境界に戻るアーケード状の磁場分布Ｍ１と、第１領域１と第２領域２との境界から出てヨーク６０に戻るアーケード状の磁場分布Ｍ２とがターゲット５０の前面にほぼ同心円状に複数形成される。従って、超電導体１０の前面において磁場分布を超電導体１０の径方向に広く形成できる。従って、ターゲット５０の前面においてスパッタされる領域（エロージョン領域）が広がり、ターゲット５０のうち消耗していない無駄な部分の面積を小さくでき、ターゲット５０の利用効率が向上する。また、スパッタにおける成膜速度が向上する。なお、前記した隙間６２の幅は適宜設定する。隙間６２の代わりに、セラミックス、オーステナイト系ステンレス等の非磁性材料で形成した非磁性材料部を、ヨーク６０と超電導体１０との間に配置してもよい。
According to the present embodiment, in addition to the effects described in Embodiment 3 shown in FIG. A
図１０は実施例６を示す。以下、本実施例はスパッタリング装置に適用されるものであり、実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を奏する。実施例１と異なる点は以下のようである。図１０に示すように、超電導体１０を収容する断熱容器３０の外側には、永久磁石７０を有する強磁性体のリング７２が配置されている。リング７２は、リング形状のヨーク６０と、ヨーク６０に保持された永久磁石７０とを有する。強磁性体のリング７２は、断熱容器３０内の超電導体１０を着磁した後に、断熱容器３０の外周側に取り付けられる。
FIG. 10 shows a sixth embodiment. Hereinafter, the present embodiment is applied to a sputtering apparatus, and basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Differences from the first embodiment are as follows. As shown in FIG. 10, a
本実施例によれば、実施例３に記載した効果の他には次の効果が挙げられる。即ち、超電導体１０の前面、つまり、ターゲット５０の前面には、複数のアーケード状の磁場分布が形成される。またヨーク６０と超電導体１０との間に隙間６２を形成している。このため、図１０に示すように、第１領域１から出て第２領域２に戻るとともに第１領域１から出て第１領域１と第２領域２との境界に戻るアーケード状の磁場分布Ｍ１と、第１領域１と第２領域２との境界から出てヨーク６０に戻るアーケード状の磁場分布Ｍ２とが、ターゲット５０の前面においてほぼ同心円状に複数形成される。従って、超電導体１０の前面において磁場分布を超電導体１０の径方向に広く形成できる。このためターゲット５０のうち消耗していない無駄な部分の面積を小さくでき、ターゲット５０の利用効率が向上する。このため、ターゲット５０のうち消耗していない無駄な部分の面積を小さくでき、ターゲット５０の利用効率が向上する。また、スパッタにおける成膜速度が向上する。前記した隙間６２の幅は適宜設定する。隙間６２の代わりに非磁性材料で形成した非磁性材料部をヨーク６０と超電導体１０との間に配置してもよい。
According to the present embodiment, in addition to the effects described in the third embodiment, the following effects can be given. That is, a plurality of arcade magnetic field distributions are formed on the front surface of the
図１１は実施例７を示す。以下、本実施例はスパッタリング装置に適用されるものであり、実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を奏する。実施例１と異なる点は以下のようである。図１１に示すように、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域１と、第１領域１と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域２とが、径方向において超電導体１０の中心から外側に向かうに従い、つまり、径方向において隣接した状態で存在している。図１１に示すように、超電導体１０の中心部の周囲には超電導電流が一方向に環流する第１領域１（内側領域）が形成される。更に第１領域１（内側領域）の周囲には、超電導電流が逆向きに環流する第２領域２（外側領域）が形成される。
FIG. 11 shows a seventh embodiment. Hereinafter, the present embodiment is applied to a sputtering apparatus, and basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Differences from the first embodiment are as follows. As shown in FIG. 11, the
本実施例によれば、「３」の操作で行う磁場の大きさＢ２を実施例１の場合よりも大きく設定している。その結果、超電導体１０の内側の第１領域１の容積が減少し、超電導体１０の外周側の第２領域２の容積が増加する。従って、図１１に示すように、超電導体１０の先端側の前面には、つまりターゲット５０に対向する側には、第１領域１（内側領域）から出て、第１領域１と第２領域２（外側流域）との境界に戻るアーケード状の磁場分布が形成されるとともに、第１領域１と第２領域２との境界から超電導体１０から離れるように上向きに伸びる磁場分布が断熱容器３０の外側に形成される。ここで、超電導体１０の外周部から発せられる磁場は、超電導体１０の内側から発する磁場に比べ、超電導体１０から離れる方向に伸びている。
According to the present embodiment, the magnitude B2 of the magnetic field performed by the operation “3” is set larger than that in the first embodiment. As a result, the volume of the
上記した着磁の操作で、超電導体１０の外周側に位置する第２領域２の強い磁場分布を実現できる。よって、超電導体１０の外側における磁束の総量を、超電導体１０の中央部の磁束の総量よりも強くできる。超電導発生装置がスパッタリング装置のスパッタガンとして用いられる場合には、周囲磁極の磁場が中央磁極の磁場よりも強い非平衡型のマグネトロンガンが実現される。故に、ターゲット５０と基材との間の空間に高密度のプラズマＰが形成される。よって、通常の永久磁石を用いたマグネトロンスパッタリング装置に比べて、更に緻密で密着性が良い膜が形成される。また、本実施例のように磁場の強いマグネトロンガンをプラズマ装置に用いると、通常のコイルや永久磁石を用いた装置よりも、密度が高いプラズマを被処理物に照射できる。
A strong magnetic field distribution in the
図１２は、実施例５に係る超電導磁場発生装置をマグネトロンスパッタリング装置に適用した実施例８を示す。以下、本実施例は実施例５と基本的には同様の構成、作用効果を奏する。超電導体１０では、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域１と、第１領域１と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域２とが、径方向において超電導体１０の中心から外側に向かうに従い、つまり、径方向において隣接した状態で交互に存在している。
FIG. 12 shows Example 8 in which the superconducting magnetic field generator according to Example 5 is applied to a magnetron sputtering apparatus. Hereinafter, the present embodiment has basically the same configuration and operational effects as the fifth embodiment. In the
冷却手段２０は断熱容器３０の下部に設けられている。冷却手段２０の下部には、超電導体１０を昇降させる昇降部３００が設けられている。昇降部３００は台車３０１に載せられている。昇降部３００は、超電導磁場発生装置を搭載しており、超電導体３を収容する超電導磁場発生装置を矢印Ｙ１，Ｙ２方向に昇降させるものであり、伸縮可能なパンタグラフ構造をもつジャッキで構成されている。
The cooling means 20 is provided in the lower part of the
図１２に示すように、スパッタ成膜装置２００は、基台２０１と、基台２０１の上側に設置されスパッタガス（一般的にはアルゴンガス）を導入しながら図略のポンプにより減圧状態（例えば１０−４〜１０−５Ｔｏｒｒ程度）に維持される成膜室２０２をもつ減圧チャンバ２０３と、磁場の作用でターゲット５０の表面の近傍の領域にプラズマＰを集中させるスパッタガンとなる超電導磁場発生装置を具備する。減圧チャンバ２０３は、成膜原料を含むターゲット５０を保持するように成膜室２０２の下部に設けられターゲット５０を保持するターゲットホルダとして機能するプレート５２と、成膜対象物としての基材２１０を保持するように成膜室２０２の上部に設けられた成膜対象物ホルダ２１１とを有する。
As shown in FIG. 12, the sputter deposition apparatus 200 is installed in a reduced pressure state (for example, by a pump not shown) while introducing a sputter gas (generally argon gas) installed on the upper side of the
上記した超電導磁場発生装置をスパッタ成膜装置（スパッタリング装置）に組み付けるときには、図１２に示すように、超電導バルク磁石とされた超電導体１０をもつ超電導磁場発生装置を、減圧チャンバ２０３の挿入空間の下方に配置する。次に、超電導磁場発生装置の昇降部３００を上昇作動させて断熱容器３０を超電導体１０と共に矢印Ｙ１方向に上昇させ、図１２に示すように断熱容器３０の先端壁３２をプレート５２に対面させ、超電導体１０の先端をプレート５２に接近または接触させる。このようにすれば、超電導体１０で形成された超電導バルク磁石の磁気回路が成膜室２０２のうちターゲット５０の付近に形成される。
When the superconducting magnetic field generator described above is assembled to a sputter film forming apparatus (sputtering apparatus) , as shown in FIG. 12, the superconducting magnetic field generator having the
成膜時には、先ず、図略の真空排気装置により、成膜室２０２を不純物ガスが残留しないように高真空（例えば１０−６Ｔｏｒｒ台）に排気する。次に、真空排気をしながら図略のガス導入ポートからスパッタガスを導入し、例えば数ミリＴｏｒｒのスパッタガスの雰囲気にする。この状態で、ターゲット５０と成膜対象物２１０との間に、所定の電圧（例えば数ＫＶ）を印加する。この場合、一般的には、ターゲット５０をマイナスとし、成膜対象物２１０をプラスとなるように電圧を印加させる。これにより成膜室２０２内においてプラズマ放電を発生させる。プラズマＰ中の電子は磁場によって運動をしながら、スパッタガス分子（一般的にはアルゴンであるが、これに限定されるものではない）をイオン化する。このプラズマＰ状のスパッタガスイオンは、ターゲット５０の表面において集束されるため、加速されてターゲット５０の表面に衝突する。これによりターゲット５０の表面よりターゲット５０の構成物質をスパッタさせて、成膜対象物２１０の表面に堆積させ、大きな成膜速度で薄膜を成膜対象物２１０に形成することができる。この場合、超電導体１０の強磁場によりプラズマＰをターゲット５０付近に集中させることができる利点が得られる。このため成膜室２０２において高真空での放電が可能となり、成膜速度の向上を図ることができ、薄膜中の不純物が低減し、薄膜の成膜品質の向上、生産性の向上を図ることができる。なおターゲット５０をマイナスとし、ターゲット５０をプラスとなるように電圧を印加させるとしているが、これに限らず、ターゲット５０と成膜対象物２１０との間に交流電圧を印加することにしても良い。
At the time of film formation, first, the
その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更して実施できるものである。 In addition, the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications as necessary.
本発明は超電導体による磁場発生源を有するスパッタリング装置の分野に利用することができる。 The present invention can be used in the field of a sputtering apparatus having a magnetic field generation source using a superconductor.
１は第１領域、２は第２領域、１０は超電導体、２０は冷却手段、２１は冷凍機、２２はコールドヘッド、３０は断熱容器、５０はターゲット、６２は隙間、７０は永久磁石を示す。 1 is a first region, 2 is a second region, 10 is a superconductor, 20 is a cooling means, 21 is a refrigerator, 22 is a cold head, 30 is a heat insulating container, 50 is a target, 62 is a gap, 70 is a permanent magnet Show.
Claims (12)
前記スパッタガンには、超電導磁場発生装置が組み込まれており、
超電導磁場発生装置は、
超電導遷移温度以下に冷却され磁場を捕捉することにより外部に磁場を発する超電導体と、前記超電導体を冷却する冷却手段と、前記超電導体を収容する断熱容器とを具備しており、
前記超電導体は、一方向に環流する超電導電流を有する第１領域と、前記第１領域と逆向きに環流する超電導電流を有する第２領域とが、前記超電導体の中心から外側に向かうに従い交互に存在しており、
前記ターゲットの表面にプラズマを超電導体の径方向に広く分布させて前記ターゲットの表面におけるエロージョン領域を広げるべく、前記第１領域と前記第２領域を環流する超電導電流によるアーケード状の磁場分布、または、前記第１領域もしくは前記第２領域を環流する超電導電流および強磁性体によるアーケード状の磁場分布を前記ターゲットの前面に形成することを特徴とするスパッタリング装置。 A target including a thin film raw material and a sputter gun are used to perform sputtering by generating plasma near the surface of the target by the action of a magnetic field generated from the sputter gun. In a sputtering apparatus for depositing and forming a thin film,
The sputter gun incorporates a superconducting magnetic field generator,
The superconducting magnetic field generator is
A superconductor that cools below the superconducting transition temperature and generates a magnetic field by capturing the magnetic field, a cooling means that cools the superconductor, and a heat-insulating container that houses the superconductor,
In the superconductor, the first region having a superconducting current that circulates in one direction and the second region having a superconducting current that circulates in the opposite direction to the first region are alternately arranged toward the outside from the center of the superconductor. Exists in
Arcade-like magnetic field distribution by superconducting current circulating in the first region and the second region in order to broaden the erosion region in the surface of the target by widely distributing plasma in the radial direction of the superconductor on the surface of the target, or A sputtering apparatus, wherein a superconducting current flowing through the first region or the second region and an arcade-like magnetic field distribution by a ferromagnetic material are formed on the front surface of the target.
前記第１領域と前記第２領域を環流する超電導電流によるアーケード状の磁場分布、または、前記第１領域もしくは前記第２領域を環流する超電導電流および強磁性体によるアーケード状の磁場分布をターゲットの前面に形成することを特徴とするスパッタガン。 A sputter gun for use in a sputtering apparatus, and comprises a superconducting magnetic field device having a superconductor, the superconductor of the superconducting magnetic field device includes a first region having a superconducting current circulating in one direction, the Second regions having a superconducting current that circulates in the opposite direction to the first region are alternately present from the center of the superconductor toward the outside,
An arcade-like magnetic field distribution by a superconducting current circulating in the first region and the second region, or an arcade-like magnetic field distribution by a ferromagnetic material and a superconducting current circulating in the first region or the second region A sputter gun formed on the front surface.
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