JP4064884B2 - 磁界発生装置及び磁界調整方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイポールリング磁界発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイポールリング磁界発生装置は、以下に詳細に説明するように、環状をなし、各磁石要素の着磁方向が環の半周で１回転するように配列された複数の磁石要素により、環の内部空間に実質的に一方向の磁界を発生し、好ましくは各磁石要素がほぼ同じ最大エネルギー積を有する磁界発生装置であり、このように磁石を円周上に規則的に配置することで、環の内部空間に実質的に一方向であり、さらに好ましくは実質的に均一の大きさの磁界を発生させることができる。このようなダイポールリング磁界発生装置は、磁気共鳴断層撮影装置（ＭＲＩ）や半導体素子製造工程、そして基礎研究向け均一磁界発生手段等として広く利用されている。従来、１軸性の均一な磁界発生手段としては常伝導電磁石、超伝導電磁石等が使用されているが、最近の高特性希土類永久磁石の開発により、希土類永久磁石（以下単に永久磁石という）を均一磁界発生装置として使用することが、例えば１Ｔ（テスラ：kg・s-2・A-1）以下の低磁場では主流となってきている。
【０００３】
図７、８を参照して従来のダイポールリング磁界発生装置及びこの装置に使用する構成磁石などを説明する。
図７はダイポールリング磁界発生装置１を径方向に対して垂直方向から見た断面図である。図７において、ダイポールリング磁界発生装置１は、複数の構成磁石１０１〜１２４が環状をなすように配置され、好ましくは、その外周を環状の外縁部ヨーク２により囲われている。ここで、各々の構成磁石１０１〜１２４は、好ましくは、以下に詳細に説明するように、式（１）、（２）により与えられる方向に着磁されており、中心軸から見て対極にあたる構成磁石同士（例えば、構成磁石１０１と１１３）は、互いに１８０度の角度差で、これらの構成磁石を環状に配置したときに同じ着磁方向となるように着磁されている。これにより、これらの構成磁石１０１〜１２４を環状に配置したとき、各構成磁石の着磁方向は環の半周で１回転する。このような構成により、ダイポールリング磁界発生装置１の環の内部空間には実質的に一方向であり、さらに好ましくは実質的に均一の大きさの磁界が発生する。なお、好ましくは、各構成磁石１０１〜１２４は、当該一方向の磁界と同じ強度の磁界を有する。
【０００４】
構成磁石１０１〜１２４には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｓｍ−Ｎ−Ｆｅ系等の略台形状または扇形等の永久磁石を用いることができる。更に外縁部には、外縁部ヨーク２として、環状の強磁性または非磁性材料を用いることができるが、強磁性体のものを用いた方が若干ではあるが磁気効率が向上する。また、構成磁石の分割数は、例えば４分割から６０分割程までとすることができるが、磁気効率や回路製作の容易さを考慮すると、１２から３６分割程度の範囲で磁石構成数を決定すると好ましい。
【０００５】
上記したように、永久磁石からなる構成磁石１０１〜１２４は夫々径方向に対し特定周期で磁化され、内径側中心軸から見てちょうど対極にあたる構成磁石同士が、互いに１８０度の角度差で着磁されている。さらに、隣接する構成磁石同士は好ましくは（１）（２）式で示す角度差で磁化されているが、使用条件や最適化等により±約５度以内の範囲で該磁化方向を変化させて配置する場合もある。
【０００６】
【式１】
θｎ：ｎ番目の構成磁石の磁化方向
Ｎ：磁界発生装置の分割数（自然数）
ｎ：セグメント番号（自然数）
【０００７】
ここで、図８（ダイポールリング磁界発生装置の、中心軸を通る平面での模式的な断面図）に示すように、磁界発生装置の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直で環の内部空間（内径側）に発生する実質的に一方向の磁界と平行な方向（ＮＳ磁場方向、図８の主磁場成分方向）をＹ軸、該Ｚ軸およびＹ軸に垂直な方向（ＥＷ方向）をＸ軸とした場合、ダイポールリング磁界発生装置の内径側に発生するＮＳ磁場方向（Ｙ軸方向）を０°とした場合の、円筒内径側の任意の点での磁場ベクトルの角度（以下スキュー角と呼ぶ）は、磁界発生装置の特性上、内径の中心では殆ど０°であるが、回路内壁部に近づくほど悪化していく（大きくなる）傾向が見られる。
【０００８】
一般のダイポールリング磁界発生装置を使用する際には、このスキュー角が大きい磁場成分が不純物、即ちノイズと見なされることが多い。特に図８に示したような円筒内径側の平面上（ＸＹ平面上）のスキュー角成分は、例えば半導体向け基板等の製造工程、特に熱処理を伴う工程において、製造される素子の性能に大きく影響を与えるものと考えられており、それゆえ出来る限り小さく抑える必要がある。
【０００９】
加えて、このスキュー角成分は、ダイポールリング磁界発生装置の内側のみならず、回路の外側、即ち開口部でも主磁場成分に比べて減衰が遅いので、開口部から外側ではスキュー角が大きくなってしまい、例えば量産化を見据えたスループットの向上検討として、加熱されたままの基板を回路外へ取り出すような場合、大きな障害となってしまうことがある。
【００１０】
また、信越化学は、ダイポールリングの漏洩磁場の軽減を目的し、ダイポールリング側面へ磁石を貼付するプラズマ処理装置に関する特許出願をしている（特許文献１）。しかし、周辺への朗詠磁界の低減は可能であるが、内径円筒空間の延長上におけるノイズ磁場の低減が不十分であった。
【特許文献１】
特開平１０−０４１２８４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、ダイポールリング磁界発生装置において、回路内径側のみならず、その外側にあたる領域、即ち回路外においても例えばウェハーに深刻な影響を与えないように、不要なノイズ磁場であるスキュー角成分を低減させることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、環状をなし、各磁石要素の着磁方向が環の半周で１回転するように配列された複数の磁石要素により、環の内部空間に一方向の磁界を発生する磁界発生装置であって、該磁界発生装置の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直で上記一方向の磁界と平行な方向をＹ軸、該Ｚ軸およびＹ軸に垂直な方向をＸ軸とした場合、該磁界発生装置の側面には補正用磁石を配置することなしに、該磁界発生装置のＺ軸方向であって開口を形成する外縁部のみに補正用磁石を前記磁界発生装置のＺ軸方向における少なくとも一方の端部の表面積の２〜１０％を覆うように配置することを特徴とする磁界発生装置が提供される。
また、本発明によると、環状をなし、各磁石要素の着磁方向が環の半周で１回転するように配列された複数の磁石要素によって、環の内部空間に一方向の磁界を発生する磁界発生装置の磁界調整方法であって、該磁界発生装置の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直で上記一方向の磁界と平行な方向をＹ軸、該Ｚ軸およびＹ軸に垂直な方向をＸ軸とした場合、前記磁界発生装置の側面には補正用磁石を配置することなしに、該磁界発生装置のＺ軸方向であって開口を形成する外縁部のみに補正用磁石を前記磁界発生装置のＺ軸方向における少なくとも一方の端部の表面積の２〜１０％を覆うように配置しながら、スキュー角を低減させることを特徴とする磁界調整方法が提供される。
本発明にかかる磁界発生装置によると、磁界発生装置のＺ軸方向の回路外側領域、即ち開口部付近にスキュー角成分を補正するために補正用磁石を配置することで、Ｚ方向に伸びた内部空間においてＸＹ方向に発生するスキュー角成分を低減させることができ、さらには、加熱されたままの状態で回路外に搬出される基板が受ける悪影響を低減させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態の１例について、図面を参照して説明する。しかし以下の実施の形態は、本発明の範囲を限定するものではない。
本願の発明者は、例えば図１に示すように、ダイポールリング磁界発生装置１において、磁界発生装置の内径側中心軸をＺ軸と、該磁界発生装置のＮＳ方向をＹ軸、そしてＥＷ方向をＸ軸と定義した場合、該磁界発生装置のＺ軸方向における回路端部すなわち開口部付近であって、好ましくはＹＺ面そしてＺＸ面の各基準面に対して鏡面対称となる位置に、補正用磁石２０１〜２０４を配置し、さらには該補正用磁石の寸法、位置、磁界の大きさ、向き等を準ニュートン法もしくは探索法等の各種数理計画法を用いて最適化することによって、開口部付近の不純磁場成分から導出されるスキュー角を低減することを知見し、本発明に到達したものである。
【００１４】
具体的には、特に限定されるものではないが、補正用磁石は、直方体、円筒形、その他最適化計算により得られた形状で実現可能と考えられる任意の形状のものを使用でき、例えば直方体のものを用いる場合、磁界発生装置の外径を１としたとき、補正用磁石の底面の一辺の長さは、好ましくは０．０５〜０．２、磁界発生装置のＺ軸方向の長さを１としたとき、補正用磁石の高さは、好ましくは０．０１〜０．１である。また、磁界発生装置の一方向の磁界の大きさを１としたとき、補正用磁石の磁界の大きさを、好ましくは０．００５〜０．０２とした形状のものを用いることができる。
【００１５】
また、上記したように、補正用磁石は、磁界発生装置のＺ軸方向であって開口を形成する外縁部に配置する。ここで、外縁部は、磁界発生装置のＺ軸方向の端部の他、磁界発生装置の外周側の側面または内周側の側面をも含む。また、補正用磁石は、磁界発生装置の端部における内周側に配置してもよいし、外周側に配置してもよく、磁界発生装置の構成磁石に直接接していなくてもよい。さらに、補正用磁石は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の少なくとも１つに対して対象性を有するように配置することができる。なお、補正用磁石は、磁界発生装置の少なくとも一方の端部の表面積の２〜１０％を覆うと好ましい。ここで、磁界発生装置のＺ軸方向における端部の表面積は、例えば図１の磁界発生装置１において、補正用磁石２０１〜２０４が配置される面の表面積をいい、開口部の面積は含まない。また、以下に詳細に説明するように、補正用磁石の位置および磁界の向きは、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の少なくとも１つに対して対称性を有する磁化方向となるように前記補正用磁石を配置すると好ましい。
【００１６】
本発明にかかるダイポールリング磁界発生装置の基本構成および原理は、図７を用いて例示した従来のダイポールリング磁界発生装置１に準ずるものである。図７にかかるダイポールリング磁界発生装置１は既に説明したので、ダイポールリング磁界発生装置１の構成部については説明を省略するか或いは簡単な説明に止める。なお、従来のダイポールリング磁界発生装置と同様に、構成磁石および補正用磁石には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｓｍ−Ｎ−Ｆｅ系等の希土類永久磁石を用いることができる。具体的には、特に限定されるものではないが、比較的安価で高エネルギー積を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を使用することができる。
【００１７】
図２（ダイポールリング磁界発生装置の開口部における補正用磁石の配置を示す模式図）を参照して本発明の実施形態を説明する。ダイポールリング磁界発生装置１の開口部に配置される補正用磁石２０１〜２０４は、中心から伸びたＹＺ面に対して鏡面対称となるように、磁化方向が向いていると好ましい。すなわち、補正用磁石２０１〜２０４を、ＹＺ面に対して対称の位置に、Ｘ軸方向に関して逆向き（Ｙ軸方向に関しては同じ向き）の磁界を有するように配置することで効果的にスキュー角成分を低減させることができる。これは、ダイポールリング磁界発生装置１の有する磁場の開口部におけるスキュー角分布、即ちＸ軸方向の磁場成分（以下Ｂｘと呼ぶ）の分布が、前述した基準面（ＹＺ面）に対して鏡面対称であることに起因する。
【００１８】
Ｂｘ成分は、ダイポールリング磁界発生装置１の均一空間からＺ軸方向にかけて、Ｚ軸座標によらず略同じ方向に分布しており、例えばＢｙ成分を図２のような方向に定義すると、Ｂｘ成分はＺ軸方向に位置が変わっても磁場成分が急変することがない。そのため、ダイポールリング磁界発生装置１の開口部のＢｘ磁場成分を打ち消しあうように補正用磁石２０１〜２０４を配置すれば、開口部付近の全体に渡ってＢｘ成分を除去することが可能となる。また、このようにＢｘ成分はＺ軸座標によらず略同じ方向に分布しているため、補正用磁石を、ＸＹ面に対して鏡面対称の位置および磁化方向に配置することで効果的にスキュー角成分を低減させることができる。
【００１９】
また、上述したように、ダイポールリング磁界発生装置１の構成磁石１０１〜１２４は、その着磁方向が環の半周で１回転するように配列されている。すなわち、中心軸（Ｚ軸）から見て対極にあたる構成磁石同士は、互いに１８０度の角度差で着磁されており、環状に配置されたとき、各構成磁石の着磁方向は同じ向きとなる。このため、ダイポールリング磁界発生装置１の有する磁場も、中心軸（Ｚ軸）から見て対極にあたる位置では、略同じ大きさで同じ向きである。従って、補正用磁石をＺ軸に対して点対称の位置に、同じ向きの磁界を有するように配置することで、効果的にスキュー角成分を低減させることができる。
【００２０】
また、上述したように、ダイポールリング磁界発生装置１の有する磁場が、ＹＺ面に対して鏡面対称、Ｚ軸に対して点対称であることから明らかなように、ダイポールリング磁界発生装置１の有する磁場をＺＸ面に対して考えた場合、ＺＸ面に対して対称な位置の磁場は、Ｙ軸方向は同じ向き、Ｘ軸方向は逆向きの成分を有する。このため、この磁場のＢｘ成分を打ち消しあうために、補正用磁石を配置するときに、ＺＸ面に対して対称な位置にある構成磁石は、Ｙ軸方向は同じ向き、Ｘ軸方向は逆向きの成分を有するものとすることで、効果的にスキュー角成分を低減させることができる。
【００２１】
このように、開口部付近のＢｘ成分を軽減させるために補正用磁石を配置した場合、各基準に対して対称性を有する磁化方向となるように配置すると好ましい。ここで、各基準（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の少なくとも１つ）に対して対称性を有する配置には、上述したように、ＹＺ面に対して対称の位置に、Ｘ軸方向に関して逆向き、Ｙ軸方向に関しては同じ向きの磁界を有するように配置すること、ＸＹ面に対して対称の位置に、同じ向きの磁界を有するように配置すること、Ｚ軸に対して点対称の位置に、同じ向きの磁界を有するように配置すること、ＺＸ面に対して対称な位置に、Ｘ軸方向に関して逆向き、Ｙ軸方向に関しては同じ向きの磁界を有するように配置することを含む。なお、より詳しい位置や磁石の大きさ、個数、磁界の大きさ、向き等は数理計画法等の最適化計算によって求められるが、時には磁界発生装置の実測された磁場に合わせて算出されることもあるので、その場合ある程度対称性が失われることもある。
【００２２】
具体的には、例えば、図２に示すように、補正用磁石２０１〜２０４は同じ強度の磁界を有し、Ｘ＞０，Ｙ＞０の位置に配置されている補正磁石２０１は、その磁束がＸ軸負の向きとなるように配置し、補正磁石２０２（Ｘ＜０，Ｙ＞０）はＸ軸正の向き、補正磁石２０３（Ｘ＜０，Ｙ＜０）はＸ軸負の向き、補正磁石２０４（Ｘ＞０，Ｙ＜０）はＸ軸正の向きとなるように配置することができる。上述したように、ダイポールリング磁界発生装置１の開口部付近の磁場のＢｘ成分が、一般にこれらと逆向きだからである。なお、このような配置は、その位置および磁束の向きがＹＺ面軸に対して鏡面対称となっており、その位置に関しては、ＺＸ面に対しても鏡面対称となっている。また、ＺＸ面に対しての鏡面対称を考える場合、その磁束の向きは、対応する補正用磁石に対してＹ軸方向は同じ向き、Ｘ軸方向は逆向きとなっている。換言すると、この場合、補正用磁石はＺ軸に対して対称な位置に配置され、その磁束の向きは、対応する補正用磁石と同じ向きとなっている。
【００２３】
また、これらの補正用磁石は、例えば上記したように、Ｂｘ磁場成分を打ち消しあうように配置すれば、任意の方法で磁界発生装置のＺ軸方向であって開口を形成する外縁部に設置することができ、例えば、回路完成後に貼付することができる。貼付の方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、接着剤を用いて固定すること、ボルト等で機械的に固定すること、ステンレス鋼等で製作されたケースを用いて磁石を覆う等ができる。また、そのような場合では開口部付近に強い磁場が発生しているため、過度に大きい磁石を取り付けるのは困難な場合がある。このとき、補正用磁石は４個に限らず、例えば、図３（ダイポールリング磁界発生装置の開口部における補正用磁石の配置を示す模式図）のように必要に応じてより多数、かつ小型の磁石に分割して配置してもよい。
【００２４】
具体的には、例えば、上述した図２の補正用磁石２０１〜２０４に加えて、Ｘ軸上正および負の位置にＹ軸正の向きの磁束を有する補正用磁石２０５、２０６を配置し、さらに、Ｘ＞０，Ｙ＞０の位置であって、補正磁石２０１よりＹ軸に近い位置に、Ｘ軸負の向き、Ｙ軸負の向きの磁束を有する補正磁石２０７を、Ｘ＜０，Ｙ＞０の位置であって、補正磁石２０２よりＹ軸に近い位置に、Ｘ軸正の向き、Ｙ軸負の向きの磁束を有する補正磁石２０８を、Ｘ＜０，Ｙ＜０の位置であって、補正磁石２０３よりＹ軸に近い位置に、Ｘ軸負の向き、Ｙ軸負の向きの磁束を有する補正磁石２０９を、Ｘ＞０，Ｙ＜０の位置であって、補正磁石２０４よりＹ軸に近い位置に、Ｘ軸正の向き、Ｙ軸負の向きの磁束を有する補正磁石２１０を配置することができる。この場合、上述した図２の場合よりも、個々の補正用磁石が有する磁束の強さをより小さくすることができ、ダイポールリング磁界発生装置において構成磁石を配置した後に、これらの補正用磁石を取り付けるのがより容易になる。
【００２５】
【実施例】
実施例として図４（本実施例に係るダイポールリング磁界発生装置１の、中心軸に垂直な平面での模式的な断面図）に示す形状のダイポールリング磁界発生装置１を製作した。すなわち、該ダイポールリング磁界発生装置１は、略台形状の２４個の構成磁石１０１〜１２４が環状をなすように配置され、その外周を環状の外縁部ヨーク２により囲われている。ここで、各々の構成磁石１０１〜１２４は、上記式（１）、（２）により与えられる方向に着磁されており、中心軸から見て対極にあたる構成磁石同士は、互いに１８０度の角度差で着磁されている。このため、これらの構成磁石１０１〜１２４を環状に配置したとき、各構成磁石の着磁方向は環の半周で１回転する。このような構成により、ダイポールリング磁界発生装置１の環の内部空間には実質的に一方向の磁界が発生する。なお、該ダイポールリング磁界発生装置１の外縁部ヨーク２を含めた外径は３５０ｍｍ、構成磁石１０１〜１２４により形成される内部空間の内径は１００ｍｍ、回路の奥行きは３００ｍｍとした。また、磁場評価空間３は、直径５０ｍｍ、奥行き１００ｍｍで、回路内径の空間中心軸を主軸とする円筒形とし、該内径側中心と均一空間（磁場評価空間３）の中心は同一となっているが、これは通常のダイポールリング磁界発生装置を使用する際には一般的な空間設計である。尚、構成される磁石１０１〜１２４はネオジウム系希土類焼結磁石（最大エネルギー積３５０ｋＪ／ｍ３）を用い、外縁部ヨーク２にはアルミ等の非磁性材料を用いた。
【００２６】
まず、このダイポールリングを用いて、補正用磁石を配置せずに開口部付近のＢｘ磁場を計測した。図５（本実施例に係るダイポールリング磁界発生装置の、中心軸を通る平面での模式的な断面図）のように回路磁場評価空間３の中心をＺ＝０とし、Ｚ＝１５０ｍｍを回路端部（開口部）とした場合の、Ｚ＝０からＺ＝３００ｍｍまでのそれぞれのＺ座標の高さにおける、磁場評価空間３の各面内のＢｘ磁場の最大値を表１に示す。なお、Ｂｘ磁場の単位はガウス（gauss）｛１Ｔ（テスラ）＝１０，０００gauss（ガウス）｝である。
【００２７】
【表１】
【００２８】
次に、図４の磁界発生装置開口部に対し、図６（本実施例に係るダイポールリング磁界発生装置１の、回路端部の模式図）のような寸法、位置で補正用磁石２０１〜２０４（全表面積の約７．２％）を配置した。すわなち、各補正用磁石２０１〜２０４は、縦４０ｍｍ、横４０ｍｍ、厚み２０ｍｍの大きさの直方体であり、各々、Ｘ軸、Ｙ軸からそれぞれ４０ｍｍ離れた位置に、補正磁石の各辺がＸ，Ｙ，Ｚ軸に平行になるように配置した。各補正用磁石２０１〜２０４はネオジウム系希土類焼結磁石（最大エネルギー積３５０ｋＪ／ｍ３）を有し、Ｘ＞０，Ｙ＞０の位置に配置されている補正磁石２０１は、その磁束がＸ軸負の向きとなるように配置し、補正磁石２０２（Ｘ＜０，Ｙ＞０）はＸ軸正の向き、補正磁石２０３（Ｘ＜０，Ｙ＜０）はＸ軸負の向き、補正磁石２０４（Ｘ＞０，Ｙ＜０）はＸ軸正の向きとなるように配置した。この場合に、補正用磁石を配置しないときと同様に測定したＢｘ磁場を表２に示す。このように補正用磁石２０１〜２０４を配置した場合、補正用磁石を配置しないときと比べて、開口部から外側にかけてのＢｘ磁場が大幅に低減できることがわかった。さらに、補正磁石２０１〜２０４を、磁界を逆向きにしてＸ方向に対称に配置することにより、非対称に置くよりもＢｘ磁場を低減できた。
【００２９】
【表２】
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ダイポールリング磁界発生装置の磁場均一空間に影響を与えることなく、開口部付近のノイズ磁場成分を効率よく除去し、低スキュー角、高均一性の磁場を達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイポールリング磁界発生装置の、模式的な鳥瞰図である。
【図２】本発明に係るダイポールリング磁界発生装置の開口部における補正用磁石の配置を示す模式図である。
【図３】本発明に係るダイポールリング磁界発生装置の開口部における補正用磁石の配置を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例に係るダイポールリング磁界発生装置の、中心軸に垂直な平面での模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施例に係るダイポールリング磁界発生装置の、中心軸を通る平面での模式的な断面図である。
【図６】本発明の実施例に係るダイポールリング磁界発生装置の、回路端部の模式図である。
【図７】従来のダイポールリング磁界発生装置の、中心軸に垂直な平面での模式的な断面図である。
【図８】従来のダイポールリング磁界発生装置の、中心軸を通る平面での模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ ダイポールリング磁界発生装置
２ 外縁部ヨーク
３ 磁場評価空間
１０１〜１２４ 構成磁石
２０１〜２１０ 補正用磁石
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイポールリング磁界発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイポールリング磁界発生装置は、以下に詳細に説明するように、環状をなし、各磁石要素の着磁方向が環の半周で１回転するように配列された複数の磁石要素により、環の内部空間に実質的に一方向の磁界を発生し、好ましくは各磁石要素がほぼ同じ最大エネルギー積を有する磁界発生装置であり、このように磁石を円周上に規則的に配置することで、環の内部空間に実質的に一方向であり、さらに好ましくは実質的に均一の大きさの磁界を発生させることができる。このようなダイポールリング磁界発生装置は、磁気共鳴断層撮影装置（ＭＲＩ）や半導体素子製造工程、そして基礎研究向け均一磁界発生手段等として広く利用されている。従来、１軸性の均一な磁界発生手段としては常伝導電磁石、超伝導電磁石等が使用されているが、最近の高特性希土類永久磁石の開発により、希土類永久磁石（以下単に永久磁石という）を均一磁界発生装置として使用することが、例えば１Ｔ（テスラ：kg・s-2・A-1）以下の低磁場では主流となってきている。
【０００３】
図７、８を参照して従来のダイポールリング磁界発生装置及びこの装置に使用する構成磁石などを説明する。
図７はダイポールリング磁界発生装置１を径方向に対して垂直方向から見た断面図である。図７において、ダイポールリング磁界発生装置１は、複数の構成磁石１０１〜１２４が環状をなすように配置され、好ましくは、その外周を環状の外縁部ヨーク２により囲われている。ここで、各々の構成磁石１０１〜１２４は、好ましくは、以下に詳細に説明するように、式（１）、（２）により与えられる方向に着磁されており、中心軸から見て対極にあたる構成磁石同士（例えば、構成磁石１０１と１１３）は、互いに１８０度の角度差で、これらの構成磁石を環状に配置したときに同じ着磁方向となるように着磁されている。これにより、これらの構成磁石１０１〜１２４を環状に配置したとき、各構成磁石の着磁方向は環の半周で１回転する。このような構成により、ダイポールリング磁界発生装置１の環の内部空間には実質的に一方向であり、さらに好ましくは実質的に均一の大きさの磁界が発生する。なお、好ましくは、各構成磁石１０１〜１２４は、当該一方向の磁界と同じ強度の磁界を有する。
【０００４】
構成磁石１０１〜１２４には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｓｍ−Ｎ−Ｆｅ系等の略台形状または扇形等の永久磁石を用いることができる。更に外縁部には、外縁部ヨーク２として、環状の強磁性または非磁性材料を用いることができるが、強磁性体のものを用いた方が若干ではあるが磁気効率が向上する。また、構成磁石の分割数は、例えば４分割から６０分割程までとすることができるが、磁気効率や回路製作の容易さを考慮すると、１２から３６分割程度の範囲で磁石構成数を決定すると好ましい。
【０００５】
上記したように、永久磁石からなる構成磁石１０１〜１２４は夫々径方向に対し特定周期で磁化され、内径側中心軸から見てちょうど対極にあたる構成磁石同士が、互いに１８０度の角度差で着磁されている。さらに、隣接する構成磁石同士は好ましくは（１）（２）式で示す角度差で磁化されているが、使用条件や最適化等により±約５度以内の範囲で該磁化方向を変化させて配置する場合もある。
【０００６】
【式１】
Ｎ：磁界発生装置の分割数（自然数）
ｎ：セグメント番号（自然数）
【０００７】
ここで、図８（ダイポールリング磁界発生装置の、中心軸を通る平面での模式的な断面図）に示すように、磁界発生装置の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直で環の内部空間（内径側）に発生する実質的に一方向の磁界と平行な方向（ＮＳ磁場方向、図８の主磁場成分方向）をＹ軸、該Ｚ軸およびＹ軸に垂直な方向（ＥＷ方向）をＸ軸とした場合、ダイポールリング磁界発生装置の内径側に発生するＮＳ磁場方向（Ｙ軸方向）を０°とした場合の、円筒内径側の任意の点での磁場ベクトルの角度（以下スキュー角と呼ぶ）は、磁界発生装置の特性上、内径の中心では殆ど０°であるが、回路内壁部に近づくほど悪化していく（大きくなる）傾向が見られる。
【０００８】
一般のダイポールリング磁界発生装置を使用する際には、このスキュー角が大きい磁場成分が不純物、即ちノイズと見なされることが多い。特に図８に示したような円筒内径側の平面上（ＸＹ平面上）のスキュー角成分は、例えば半導体向け基板等の製造工程、特に熱処理を伴う工程において、製造される素子の性能に大きく影響を与えるものと考えられており、それゆえ出来る限り小さく抑える必要がある。
【０００９】
加えて、このスキュー角成分は、ダイポールリング磁界発生装置の内側のみならず、回路の外側、即ち開口部でも主磁場成分に比べて減衰が遅いので、開口部から外側ではスキュー角が大きくなってしまい、例えば量産化を見据えたスループットの向上検討として、加熱されたままの基板を回路外へ取り出すような場合、大きな障害となってしまうことがある。
【００１０】
また、信越化学は、ダイポールリングの漏洩磁場の軽減を目的し、ダイポールリング側面へ磁石を貼付するプラズマ処理装置に関する特許出願をしている（特許文献１）。しかし、周辺への朗詠磁界の低減は可能であるが、内径円筒空間の延長上におけるノイズ磁場の低減が不十分であった。
【特許文献１】
特開平１０−０４１２８４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、ダイポールリング磁界発生装置において、回路内径側のみならず、その外側にあたる領域、即ち回路外においても例えばウェハーに深刻な影響を与えないように、不要なノイズ磁場であるスキュー角成分を低減させることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、環状をなし、各磁石要素の着磁方向が環の半周で１回転するように配列された複数の磁石要素により、環の内部空間に一方向の磁界を発生する磁界発生装置であって、該磁界発生装置の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直で上記一方向の磁界と平行な方向をＹ軸、該Ｚ軸およびＹ軸に垂直な方向をＸ軸とした場合、該磁界発生装置の側面には補正用磁石を配置することなしに、該磁界発生装置のＺ軸方向であって開口を形成する外縁部のみに補正用磁石を前記磁界発生装置のＺ軸方向における少なくとも一方の端部の表面積の２〜１０％を覆うように配置することを特徴とする磁界発生装置が提供される。
また、本発明によると、環状をなし、各磁石要素の着磁方向が環の半周で１回転するように配列された複数の磁石要素によって、環の内部空間に一方向の磁界を発生する磁界発生装置の磁界調整方法であって、該磁界発生装置の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直で上記一方向の磁界と平行な方向をＹ軸、該Ｚ軸およびＹ軸に垂直な方向をＸ軸とした場合、前記磁界発生装置の側面には補正用磁石を配置することなしに、該磁界発生装置のＺ軸方向であって開口を形成する外縁部のみに補正用磁石を前記磁界発生装置のＺ軸方向における少なくとも一方の端部の表面積の２〜１０％を覆うように配置しながら、スキュー角を低減させることを特徴とする磁界調整方法が提供される。
本発明にかかる磁界発生装置によると、磁界発生装置のＺ軸方向の回路外側領域、即ち開口部付近にスキュー角成分を補正するために補正用磁石を配置することで、Ｚ方向に伸びた内部空間においてＸＹ方向に発生するスキュー角成分を低減させることができ、さらには、加熱されたままの状態で回路外に搬出される基板が受ける悪影響を低減させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態の１例について、図面を参照して説明する。しかし以下の実施の形態は、本発明の範囲を限定するものではない。
本願の発明者は、例えば図１に示すように、ダイポールリング磁界発生装置１において、磁界発生装置の内径側中心軸をＺ軸と、該磁界発生装置のＮＳ方向をＹ軸、そしてＥＷ方向をＸ軸と定義した場合、該磁界発生装置のＺ軸方向における回路端部すなわち開口部付近であって、好ましくはＹＺ面そしてＺＸ面の各基準面に対して鏡面対称となる位置に、補正用磁石２０１〜２０４を配置し、さらには該補正用磁石の寸法、位置、磁界の大きさ、向き等を準ニュートン法もしくは探索法等の各種数理計画法を用いて最適化することによって、開口部付近の不純磁場成分から導出されるスキュー角を低減することを知見し、本発明に到達したものである。
【００１４】
具体的には、特に限定されるものではないが、補正用磁石は、直方体、円筒形、その他最適化計算により得られた形状で実現可能と考えられる任意の形状のものを使用でき、例えば直方体のものを用いる場合、磁界発生装置の外径を１としたとき、補正用磁石の底面の一辺の長さは、好ましくは０．０５〜０．２、磁界発生装置のＺ軸方向の長さを１としたとき、補正用磁石の高さは、好ましくは０．０１〜０．１である。また、磁界発生装置の一方向の磁界の大きさを１としたとき、補正用磁石の磁界の大きさを、好ましくは０．００５〜０．０２とした形状のものを用いることができる。
【００１５】
また、上記したように、補正用磁石は、磁界発生装置のＺ軸方向であって開口を形成する外縁部に配置する。ここで、外縁部は、磁界発生装置のＺ軸方向の端部の他、磁界発生装置の外周側の側面または内周側の側面をも含む。また、補正用磁石は、磁界発生装置の端部における内周側に配置してもよいし、外周側に配置してもよく、磁界発生装置の構成磁石に直接接していなくてもよい。さらに、補正用磁石は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の少なくとも１つに対して対象性を有するように配置することができる。なお、補正用磁石は、磁界発生装置の少なくとも一方の端部の表面積の２〜１０％を覆うと好ましい。ここで、磁界発生装置のＺ軸方向における端部の表面積は、例えば図１の磁界発生装置１において、補正用磁石２０１〜２０４が配置される面の表面積をいい、開口部の面積は含まない。また、以下に詳細に説明するように、補正用磁石の位置および磁界の向きは、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の少なくとも１つに対して対称性を有する磁化方向となるように前記補正用磁石を配置すると好ましい。
【００１６】
本発明にかかるダイポールリング磁界発生装置の基本構成および原理は、図７を用いて例示した従来のダイポールリング磁界発生装置１に準ずるものである。図７にかかるダイポールリング磁界発生装置１は既に説明したので、ダイポールリング磁界発生装置１の構成部については説明を省略するか或いは簡単な説明に止める。なお、従来のダイポールリング磁界発生装置と同様に、構成磁石および補正用磁石には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｓｍ−Ｎ−Ｆｅ系等の希土類永久磁石を用いることができる。具体的には、特に限定されるものではないが、比較的安価で高エネルギー積を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を使用することができる。
【００１７】
図２（ダイポールリング磁界発生装置の開口部における補正用磁石の配置を示す模式図）を参照して本発明の実施形態を説明する。ダイポールリング磁界発生装置１の開口部に配置される補正用磁石２０１〜２０４は、中心から伸びたＹＺ面に対して鏡面対称となるように、磁化方向が向いていると好ましい。すなわち、補正用磁石２０１〜２０４を、ＹＺ面に対して対称の位置に、Ｘ軸方向に関して逆向き（Ｙ軸方向に関しては同じ向き）の磁界を有するように配置することで効果的にスキュー角成分を低減させることができる。これは、ダイポールリング磁界発生装置１の有する磁場の開口部におけるスキュー角分布、即ちＸ軸方向の磁場成分（以下Ｂｘと呼ぶ）の分布が、前述した基準面（ＹＺ面）に対して鏡面対称であることに起因する。
【００１８】
Ｂｘ成分は、ダイポールリング磁界発生装置１の均一空間からＺ軸方向にかけて、Ｚ軸座標によらず略同じ方向に分布しており、例えばＢｙ成分を図２のような方向に定義すると、Ｂｘ成分はＺ軸方向に位置が変わっても磁場成分が急変することがない。そのため、ダイポールリング磁界発生装置１の開口部のＢｘ磁場成分を打ち消しあうように補正用磁石２０１〜２０４を配置すれば、開口部付近の全体に渡ってＢｘ成分を除去することが可能となる。また、このようにＢｘ成分はＺ軸座標によらず略同じ方向に分布しているため、補正用磁石を、ＸＹ面に対して鏡面対称の位置および磁化方向に配置することで効果的にスキュー角成分を低減させることができる。
【００１９】
また、上述したように、ダイポールリング磁界発生装置１の構成磁石１０１〜１２４は、その着磁方向が環の半周で１回転するように配列されている。すなわち、中心軸（Ｚ軸）から見て対極にあたる構成磁石同士は、互いに１８０度の角度差で着磁されており、環状に配置されたとき、各構成磁石の着磁方向は同じ向きとなる。このため、ダイポールリング磁界発生装置１の有する磁場も、中心軸（Ｚ軸）から見て対極にあたる位置では、略同じ大きさで同じ向きである。従って、補正用磁石をＺ軸に対して点対称の位置に、同じ向きの磁界を有するように配置することで、効果的にスキュー角成分を低減させることができる。
【００２０】
また、上述したように、ダイポールリング磁界発生装置１の有する磁場が、ＹＺ面に対して鏡面対称、Ｚ軸に対して点対称であることから明らかなように、ダイポールリング磁界発生装置１の有する磁場をＺＸ面に対して考えた場合、ＺＸ面に対して対称な位置の磁場は、Ｙ軸方向は同じ向き、Ｘ軸方向は逆向きの成分を有する。このため、この磁場のＢｘ成分を打ち消しあうために、補正用磁石を配置するときに、ＺＸ面に対して対称な位置にある構成磁石は、Ｙ軸方向は同じ向き、Ｘ軸方向は逆向きの成分を有するものとすることで、効果的にスキュー角成分を低減させることができる。
【００２１】
このように、開口部付近のＢｘ成分を軽減させるために補正用磁石を配置した場合、各基準に対して対称性を有する磁化方向となるように配置すると好ましい。ここで、各基準（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の少なくとも１つ）に対して対称性を有する配置には、上述したように、ＹＺ面に対して対称の位置に、Ｘ軸方向に関して逆向き、Ｙ軸方向に関しては同じ向きの磁界を有するように配置すること、ＸＹ面に対して対称の位置に、同じ向きの磁界を有するように配置すること、Ｚ軸に対して点対称の位置に、同じ向きの磁界を有するように配置すること、ＺＸ面に対して対称な位置に、Ｘ軸方向に関して逆向き、Ｙ軸方向に関しては同じ向きの磁界を有するように配置することを含む。なお、より詳しい位置や磁石の大きさ、個数、磁界の大きさ、向き等は数理計画法等の最適化計算によって求められるが、時には磁界発生装置の実測された磁場に合わせて算出されることもあるので、その場合ある程度対称性が失われることもある。
【００２２】
具体的には、例えば、図２に示すように、補正用磁石２０１〜２０４は同じ強度の磁界を有し、Ｘ＞０，Ｙ＞０の位置に配置されている補正磁石２０１は、その磁束がＸ軸負の向きとなるように配置し、補正磁石２０２（Ｘ＜０，Ｙ＞０）はＸ軸正の向き、補正磁石２０３（Ｘ＜０，Ｙ＜０）はＸ軸負の向き、補正磁石２０４（Ｘ＞０，Ｙ＜０）はＸ軸正の向きとなるように配置することができる。上述したように、ダイポールリング磁界発生装置１の開口部付近の磁場のＢｘ成分が、一般にこれらと逆向きだからである。なお、このような配置は、その位置および磁束の向きがＹＺ面軸に対して鏡面対称となっており、その位置に関しては、ＺＸ面に対しても鏡面対称となっている。また、ＺＸ面に対しての鏡面対称を考える場合、その磁束の向きは、対応する補正用磁石に対してＹ軸方向は同じ向き、Ｘ軸方向は逆向きとなっている。換言すると、この場合、補正用磁石はＺ軸に対して対称な位置に配置され、その磁束の向きは、対応する補正用磁石と同じ向きとなっている。
【００２３】
また、これらの補正用磁石は、例えば上記したように、Ｂｘ磁場成分を打ち消しあうように配置すれば、任意の方法で磁界発生装置のＺ軸方向であって開口を形成する外縁部に設置することができ、例えば、回路完成後に貼付することができる。貼付の方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、接着剤を用いて固定すること、ボルト等で機械的に固定すること、ステンレス鋼等で製作されたケースを用いて磁石を覆う等ができる。また、そのような場合では開口部付近に強い磁場が発生しているため、過度に大きい磁石を取り付けるのは困難な場合がある。このとき、補正用磁石は４個に限らず、例えば、図３（ダイポールリング磁界発生装置の開口部における補正用磁石の配置を示す模式図）のように必要に応じてより多数、かつ小型の磁石に分割して配置してもよい。
【００２４】
具体的には、例えば、上述した図２の補正用磁石２０１〜２０４に加えて、Ｘ軸上正および負の位置にＹ軸正の向きの磁束を有する補正用磁石２０５、２０６を配置し、さらに、Ｘ＞０，Ｙ＞０の位置であって、補正磁石２０１よりＹ軸に近い位置に、Ｘ軸負の向き、Ｙ軸負の向きの磁束を有する補正磁石２０７を、Ｘ＜０，Ｙ＞０の位置であって、補正磁石２０２よりＹ軸に近い位置に、Ｘ軸正の向き、Ｙ軸負の向きの磁束を有する補正磁石２０８を、Ｘ＜０，Ｙ＜０の位置であって、補正磁石２０３よりＹ軸に近い位置に、Ｘ軸負の向き、Ｙ軸負の向きの磁束を有する補正磁石２０９を、Ｘ＞０，Ｙ＜０の位置であって、補正磁石２０４よりＹ軸に近い位置に、Ｘ軸正の向き、Ｙ軸負の向きの磁束を有する補正磁石２１０を配置することができる。この場合、上述した図２の場合よりも、個々の補正用磁石が有する磁束の強さをより小さくすることができ、ダイポールリング磁界発生装置において構成磁石を配置した後に、これらの補正用磁石を取り付けるのがより容易になる。
【００２５】
【実施例】
実施例として図４（本実施例に係るダイポールリング磁界発生装置１の、中心軸に垂直な平面での模式的な断面図）に示す形状のダイポールリング磁界発生装置１を製作した。すなわち、該ダイポールリング磁界発生装置１は、略台形状の２４個の構成磁石１０１〜１２４が環状をなすように配置され、その外周を環状の外縁部ヨーク２により囲われている。ここで、各々の構成磁石１０１〜１２４は、上記式（１）、（２）により与えられる方向に着磁されており、中心軸から見て対極にあたる構成磁石同士は、互いに１８０度の角度差で着磁されている。このため、これらの構成磁石１０１〜１２４を環状に配置したとき、各構成磁石の着磁方向は環の半周で１回転する。このような構成により、ダイポールリング磁界発生装置１の環の内部空間には実質的に一方向の磁界が発生する。なお、該ダイポールリング磁界発生装置１の外縁部ヨーク２を含めた外径は３５０ｍｍ、構成磁石１０１〜１２４により形成される内部空間の内径は１００ｍｍ、回路の奥行きは３００ｍｍとした。また、磁場評価空間３は、直径５０ｍｍ、奥行き１００ｍｍで、回路内径の空間中心軸を主軸とする円筒形とし、該内径側中心と均一空間（磁場評価空間３）の中心は同一となっているが、これは通常のダイポールリング磁界発生装置を使用する際には一般的な空間設計である。尚、構成される磁石１０１〜１２４はネオジウム系希土類焼結磁石（最大エネルギー積３５０ｋＪ／ｍ３）を用い、外縁部ヨーク２にはアルミ等の非磁性材料を用いた。
【００２６】
まず、このダイポールリングを用いて、補正用磁石を配置せずに開口部付近のＢｘ磁場を計測した。図５（本実施例に係るダイポールリング磁界発生装置の、中心軸を通る平面での模式的な断面図）のように回路磁場評価空間３の中心をＺ＝０とし、Ｚ＝１５０ｍｍを回路端部（開口部）とした場合の、Ｚ＝０からＺ＝３００ｍｍまでのそれぞれのＺ座標の高さにおける、磁場評価空間３の各面内のＢｘ磁場の最大値を表１に示す。なお、Ｂｘ磁場の単位はガウス（gauss）｛１Ｔ（テスラ）＝１０，０００gauss（ガウス）｝である。
【００２７】
【表１】
次に、図４の磁界発生装置開口部に対し、図６（本実施例に係るダイポールリング磁界発生装置１の、回路端部の模式図）のような寸法、位置で補正用磁石２０１〜２０４（全表面積の約７．２％）を配置した。すわなち、各補正用磁石２０１〜２０４は、縦４０ｍｍ、横４０ｍｍ、厚み２０ｍｍの大きさの直方体であり、各々、Ｘ軸、Ｙ軸からそれぞれ４０ｍｍ離れた位置に、補正磁石の各辺がＸ，Ｙ，Ｚ軸に平行になるように配置した。各補正用磁石２０１〜２０４はネオジウム系希土類焼結磁石（最大エネルギー積３５０ｋＪ／ｍ３）を有し、Ｘ＞０，Ｙ＞０の位置に配置されている補正磁石２０１は、その磁束がＸ軸負の向きとなるように配置し、補正磁石２０２（Ｘ＜０，Ｙ＞０）はＸ軸正の向き、補正磁石２０３（Ｘ＜０，Ｙ＜０）はＸ軸負の向き、補正磁石２０４（Ｘ＞０，Ｙ＜０）はＸ軸正の向きとなるように配置した。この場合に、補正用磁石を配置しないときと同様に測定したＢｘ磁場を表２に示す。このように補正用磁石２０１〜２０４を配置した場合、補正用磁石を配置しないときと比べて、開口部から外側にかけてのＢｘ磁場が大幅に低減できることがわかった。さらに、補正磁石２０１〜２０４を、磁界を逆向きにしてＸ方向に対称に配置することにより、非対称に置くよりもＢｘ磁場を低減できた。
【００２９】
【表２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ダイポールリング磁界発生装置の磁場均一空間に影響を与えることなく、開口部付近のノイズ磁場成分を効率よく除去し、低スキュー角、高均一性の磁場を達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイポールリング磁界発生装置の、模式的な鳥瞰図である。
【図２】本発明に係るダイポールリング磁界発生装置の開口部における補正用磁石の配置を示す模式図である。
【図３】本発明に係るダイポールリング磁界発生装置の開口部における補正用磁石の配置を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例に係るダイポールリング磁界発生装置の、中心軸に垂直な平面での模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施例に係るダイポールリング磁界発生装置の、中心軸を通る平面での模式的な断面図である。
【図６】本発明の実施例に係るダイポールリング磁界発生装置の、回路端部の模式図である。
【図７】従来のダイポールリング磁界発生装置の、中心軸に垂直な平面での模式的な断面図である。
【図８】従来のダイポールリング磁界発生装置の、中心軸を通る平面での模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ ダイポールリング磁界発生装置
２ 外縁部ヨーク
３ 磁場評価空間
１０１〜１２４ 構成磁石
２０１〜２１０ 補正用磁石
Claims (5)
- 環状をなし、各磁石要素の着磁方向が環の半周で１回転するように配列された複数の磁石要素によって、環の内部空間に一方向の磁界を発生する磁界発生装置であって、
該磁界発生装置の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直で上記一方向の磁界と平行な方向をＹ軸、該Ｚ軸およびＹ軸に垂直な方向をＸ軸とした場合、該磁界発生装置の側面には補正用磁石を配置することなしに、該磁界発生装置のＺ軸方向であって開口を形成する外縁部のみに補正用磁石を前記磁界発生装置のＺ軸方向における少なくとも一方の端部の表面積の２〜１０％を覆うように配置することを特徴とする磁界発生装置。 - 前記Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の少なくとも１つに対して対称性を有する磁化方向となるように前記補正用磁石を配置したことを特徴とする請求項１に記載の磁界発生装置。
- 前記Ｘ軸に対して対称性を有する磁化方向となるように前記補正用磁石を配置したことを特徴とする請求項１に記載の磁界発生装置。
- 前記Ｙ軸に対して対称性を有する磁化方向となるように前記補正用磁石を配置したことを特徴とする請求項１に記載の磁界発生装置。
- 環状をなし、各磁石要素の着磁方向が環の半周で１回転するように配列された複数の磁石要素によって、環の内部空間に一方向の磁界を発生する磁界発生装置の磁界調整方法であって、
該磁界発生装置の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直で上記一方向の磁界と平行な方向をＹ軸、該Ｚ軸およびＹ軸に垂直な方向をＸ軸とした場合、前記磁界発生装置の側面には補正用磁石を配置することなしに、該磁界発生装置のＺ軸方向であって開口を形成する外縁部のみに補正用磁石を前記磁界発生装置のＺ軸方向における少なくとも一方の端部の表面積の２〜１０％を覆うように配置しながら、スキュー角を低減させることを特徴とする磁界調整方法。
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