特許 6096068 成膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6096068

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/32 20060101AFI20170306BHJP

   C23C 14/52 20060101ALI20170306BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/32 H

   C23C14/52

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-128504(P2013-128504)

(22)【出願日】2013年6月19日

(65)【公開番号】特開2015-4082(P2015-4082A)

(43)【公開日】2015年1月8日

【審査請求日】2016年2月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】宮下 大

【審査官】 國方 恭子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１１６６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６０８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５０６８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６１８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２４１７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 プローブ計測の基礎から応用まで，プラズマ・核融合学会誌，日本，２００５年 ７月，第81巻第7号，P.482-P.523

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｈ０５Ｈ １／００−１／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバ内においてプラズマにより成膜材料を蒸発させ、成膜材料の粒子を成膜対象物に付着させる成膜装置であって、
前記成膜材料を保持する材料保持部と、
前記材料保持部に向けて前記プラズマを照射するプラズマ発生部と、
前記チャンバ内における前記プラズマ中の磁場の向きを測定する測定部と、を備え、
前記測定部は、
導電性材料からなる検出部と、
絶縁性材料からなり、前記検出部を覆うと共に前記検出部の先端を露出させる絶縁部と、
前記検出部の露出面の向きを変更する駆動部と、を備え、
前記絶縁部は軸線に沿って延びており、前記露出面の法線方向は前記軸線に対して角度を有しており、
前記駆動部は、前記軸線を中心として前記検出部および前記絶縁部を回転させる、成膜装置。

【請求項2】

チャンバ内においてプラズマにより成膜材料を蒸発させ、成膜材料の粒子を成膜対象物に付着させる成膜装置であって、
前記成膜材料を保持する材料保持部と、
前記材料保持部に向けて前記プラズマを照射するプラズマ発生部と、
前記チャンバ内における前記プラズマ中の磁場の向きを測定する測定部と、を備え、
前記測定部は、
導電性材料からなる検出部と、
絶縁性材料からなり、前記検出部を覆うと共に前記検出部の先端を露出させる絶縁部と、
前記検出部の露出面の向きを変更する駆動部と、を備え、
前記検出部の先端を露出させる第１のアーム部と、
前記第１のアーム部の基端側に配置された第２のアーム部と、
前記第１および第２のアーム部間に配置された関節部と、を更に備え、
前記駆動部は、前記関節部を中心として前記第２のアーム部に対する前記第１のアーム部の角度を変更する、成膜装置。

【請求項3】

前記検出部は複数設けられており、
前記駆動部は、それぞれの前記露出面の向きを独立して変更可能である、請求項１に記載の成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成膜装置に関し、特に、チャンバ内においてプラズマにより成膜材料を蒸発させ、成膜材料の粒子を成膜対象物に付着させる成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

このような分野の技術として、特許文献１に記載されるように、イオンプレーティング法による成膜装置が知られている。この装置では、真空チャンバの側壁に２個のプラズマガンが設けられ、プラズマガンの周囲に設けられた収束コイルにより、プラズマビームを真空チャンバ内に導く。真空チャンバの内部には、蒸発物質を収納する２個のハースが設置されている。プラズマガンとハースとの間で放電を発生させることにより、隣り合った２本のプラズマビームが形成される。

【0003】

この装置では、大面積の基板に形成される膜の比抵抗のばらつきを抑えるため、隣り合ったプラズマビームにおいて、磁場の向きが逆になるようにしている。磁場の向きを逆にすることにより、それぞれのプラズマビームにおける磁場のねじれが低減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−０１２７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

プラズマガンを用いた成膜装置では、真空チャンバ内で発生するプラズマが大電流となり、プラズマ自身がつくる磁場によって、プラズマが捩れて曲がる現象が生じ得る。プラズマ中の磁場の向きを把握するには、レーザやコイルを用いることが考えられるが、磁場の向きを検出するための機構が大掛かりになってしまう。このように、プラズマ中の磁場の向きを測定することは困難であった。

【0006】

本発明は、プラズマ中の磁場の向きを容易に測定することができる成膜装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の成膜装置は、チャンバ内においてプラズマにより成膜材料を蒸発させ、成膜材料の粒子を成膜対象物に付着させる成膜装置であって、成膜材料を保持する材料保持部と、材料保持部に向けてプラズマを照射するプラズマ発生部と、チャンバ内におけるプラズマ中の磁場の向きを測定する測定部と、を備え、測定部は、導電性材料からなる検出部と、絶縁性材料からなり、検出部を覆うと共に検出部の先端を露出させる絶縁部と、検出部の露出面の向きを変更する駆動部と、を備え、絶縁部は軸線に沿って延びており、露出面の法線方向は軸線に対して角度を有しており、駆動部は、軸線を中心として検出部および絶縁部を回転させる。

【0008】

この成膜装置によれば、測定部の駆動部によって、露出面の向きが変更される。露出面の向きが変更されると、露出面と磁場とのなす角度が変化し、検出部を流れる電流の大きさが変化する。よって、駆動部によって露出面の向きを変更しながら電流の大きさを検出することにより、磁場の向きを容易に測定することができる。駆動部によって、軸線を中心として検出部を回転させることにより、露出面の向きが変更される。よって、軸線を中心に回転駆動するといった簡易な構成により磁場の向きを測定することができる。

【0011】

本発明の成膜装置は、チャンバ内においてプラズマにより成膜材料を蒸発させ、成膜材料の粒子を成膜対象物に付着させる成膜装置であって、成膜材料を保持する材料保持部と、材料保持部に向けてプラズマを照射するプラズマ発生部と、チャンバ内におけるプラズマ中の磁場の向きを測定する測定部と、を備え、測定部は、導電性材料からなる検出部と、絶縁性材料からなり、検出部を覆うと共に検出部の先端を露出させる絶縁部と、検出部の露出面の向きを変更する駆動部と、を備え、成膜装置は、検出部の先端を露出させる第１のアーム部と、第１のアーム部の基端側に配置された第２のアーム部と、第１および第２のアーム部間に配置された関節部と、を更に備え、駆動部は、関節部を中心として第２のアーム部に対する第１のアーム部の角度を変更する。この場合、駆動部によって、第２のアーム部に対する第１のアーム部の角度を変更することにより、露出面の向きが変更される。よって、関節部を中心にアーム部の角度を変更するといった簡易な構成により磁場の向きを測定することができる。

【0012】

検出部は複数設けられており、駆動部は、それぞれの露出面の向きを独立して変更可能であってもよい。この場合、駆動部によって、複数ある検出部のそれぞれの露出面の向きが変更される。よって、磁場に対する複数種類の角度に応じた電流値が得られるため、磁場の向きをより高精度に検出することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、プラズマ中の磁場の向きを容易に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態に係る成膜装置の構成を示す断面図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図3】図２中の検出部の先端を示す斜視図である。

【図4】磁場に対して露出面がなす角度θを示す図である。

【図5】（ａ）は角度θに応じた電圧Ｖと電流Ｉの関係を示す図であり、（ｂ）は角度θと電流Ｉの関係を示す図である。

【図6】第２実施形態に係る成膜装置に用いられる検出部の基部および先端部を示す斜視図である。

【図7】第３実施形態に係る成膜装置に用いられる検出部を示す斜視図である。

【図8】第４実施形態に係る成膜装置に用いられる検出部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0019】

図１に示される第１実施形態の成膜装置１は、いわゆるイオンプレーティング法に用いられるイオンプレーティング装置である。なお、説明の便宜上、図１には、ＸＹＺ座標系を示す。Ｙ軸方向は、後述する成膜対象物が搬送される方向である。Ｘ軸方向は、成膜対象物と後述するハース機構とが対向する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに直交する方向である。

【0020】

成膜装置１は、成膜対象物１１の板厚方向が水平方向（図１ではＸ軸方向）となるように、成膜対象物１１を直立又は直立させた状態から傾斜した状態で、成膜対象物１１が真空チャンバ１０内に配置されて搬送される、いわゆる縦型の成膜装置である。この場合には、Ｘ軸方向は水平方向且つ成膜対象物１１の板厚方向であり、Ｙ軸方向は水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向となる。なお、成膜装置は、成膜対象物の板厚方向が略鉛直方向となるように成膜対象物が真空チャンバ内に配置されて搬送されるいわゆる横型の成膜装置であってもよい。この場合には、Ｚ軸及びＹ軸方向は水平方向であり、Ｘ軸方向は鉛直方向且つ板厚方向となる。以下の実施形態では、縦型の成膜装置について説明する。

【0021】

成膜装置１は、ハース機構（材料保持部）２、搬送機構３、輪ハース６、プラズマ源（プラズマ発生部）７、圧力調整装置８、ステアリングコイル５０及び真空チャンバ（チャンバ）１０を備えている。

【0022】

真空チャンバ１０は、成膜材料の膜が形成される成膜対象物１１を搬送するための搬送室１０ａと、成膜材料Ｍａを拡散させる成膜室１０ｂと、プラズマ源７から照射されるプラズマビーム（プラズマ）Ｐを真空チャンバ１０に受け入れるプラズマ口１０ｃとを有している。搬送室１０ａ、成膜室１０ｂ、及びプラズマ口１０ｃは互いに連通している。搬送室１０ａは、所定の搬送方向（図中の矢印ＡすなわちＹ軸）に沿って設定されている。また、真空チャンバ１０は、導電性の材料からなり接地電位に接続されている。

【0023】

搬送機構３は、成膜材料Ｍａと対向した状態で成膜対象物１１を保持する成膜対象物保持部材１６を搬送方向Ａに搬送する。例えば保持部材１６は、成膜対象物の外周縁を保持する枠体である。搬送機構３は、搬送室１０ａ内に設置された複数の搬送ローラ１５によって構成されている。搬送ローラ１５は、搬送方向Ａに沿って等間隔に配置され、成膜対象物保持部材１６を支持しつつ搬送方向Ａに搬送する。成膜対象物１１としては、例えばガラス基板やプラスチック基板などの板状部材が用いられる。

【0024】

プラズマ源７は、ハース機構２に向けてプラズマビームＰを照射する。プラズマ源７は圧力勾配型であり、その本体部分が、成膜室１０ｂの側壁に設けられたプラズマ口１０ｃを介して成膜室１０ｂに接続されている。プラズマ源７は、真空チャンバ１０内でプラズマビームＰを生成する。プラズマ源７において生成されたプラズマビームＰは、プラズマ口１０ｃから成膜室１０ｂ内へ出射される。プラズマビームＰは、プラズマ口１０ｃに設けられたステアリングコイル５０が生成するＹ方向に沿った磁場によって出射方向が制御される。成膜装置１では、たとえば１５０Ａの大電流がプラズマビームＰ内を流れる。

【0025】

圧力調整装置８は、真空チャンバ１０に接続され、真空チャンバ１０内の圧力を調整する。圧力調整装置８は、例えば、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等の減圧部と、真空チャンバ１０内の圧力を測定する圧力測定部とを有している。

【0026】

ハース機構２は、成膜材料Ｍａを保持するための機構である。ハース機構２は、真空チャンバ１０の成膜室１０ｂ内に設けられ、搬送機構３から見てＸ軸方向の負方向に配置されている。ハース機構２は、プラズマ源７から出射されたプラズマビームＰを成膜材料Ｍａに導く主陽極又はプラズマ源７から出射されたプラズマビームＰが導かれる主陽極である主ハース１７を有している。

【0027】

主ハース１７は、成膜材料Ｍａが充填されたＸ軸方向の正方向に延びた筒状の充填部１７ａと、充填部１７ａから突出したフランジ部１７ｂとを有している。主ハース１７は、真空チャンバ１０が有する接地電位に対して正電位に保たれているため、プラズマビームＰを吸引する。このプラズマビームＰが入射する主ハース１７の充填部１７ａには、成膜材料Ｍａを充填するための貫通孔１７ｃが形成されている。そして、成膜材料Ｍａの先端部分が、この貫通孔１７ｃの一端において成膜室１０ｂに露出している。

【0028】

輪ハース６は、プラズマビームＰを誘導するための電磁石を有する補助陽極である。輪ハース６は、成膜材料Ｍａを保持する主ハース１７の充填部１７ａの周囲に配置されている。輪ハース６は、環状のコイル９と環状の永久磁石２０と環状の容器１２とを有し、コイル９及び永久磁石２０は容器１２に収容されている。輪ハース６は、コイル９に流れる電流の大きさに応じて、成膜材料Ｍａに入射するプラズマビームＰの幅、または、主ハース１７に入射するプラズマビームＰの幅を制御する。また、永久磁石２０は、所望の膜厚分布を得ることができるように、磁力の調整を行うことができる。

【0029】

成膜材料Ｍａとしては、ＩＴＯもしくはＺｎＯなどの透明導電材料、または、ＳｉＯＮなどの絶縁封止材料が例示される。成膜材料Ｍａが絶縁性物質からなる場合、主ハース１７にプラズマビームＰが照射されると、プラズマビームＰからの電流によって主ハース１７が加熱され、成膜材料Ｍａの先端部分が蒸発し、プラズマビームＰによりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散する。また、成膜材料Ｍａが導電性物質からなる場合、主ハース１７にプラズマビームＰが照射されると、プラズマビームＰが成膜材料Ｍａに直接入射し、成膜材料Ｍａの先端部分が加熱されて蒸発し、プラズマビームＰによりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散する。

【0030】

成膜室１０ｂ内に拡散した成膜材料粒子Ｍｂは、成膜室１０ｂのＸ軸正方向へ移動し、搬送室１０ａ内において成膜対象物１１の表面に付着する。なお、成膜材料Ｍａは、所定長さの円柱形状に成形された固体物であり、一度に複数の成膜材料Ｍａがハース機構２に充填される。そして、最先端側の成膜材料Ｍａの先端部分が主ハース１７の上端との所定の位置関係を保つように、成膜材料Ｍａの消費に応じて、成膜材料Ｍａがハース機構２のＸ負方向側から順次押し出される。

【0031】

なお、成膜装置１は、ハース機構２、輪ハース６、プラズマ源７及びステアリングコイル５０の組み合わせを複数組備え、複数の蒸発源を有してもよい。複数のハース機構２は、Ｚ軸方向に等間隔で配置され、ハース機構２に対応して輪ハース６、プラズマ源７及びステアリングコイル５０がそれぞれ配置されてもよい。成膜装置１は、Ｚ軸方向の複数個所から成膜材料Ｍａを蒸発させて成膜材料粒子Ｍｂを拡散させてもよい。

【0032】

図２に示すように、成膜装置１は、プラズマビームＰ中の磁場を測定するための測定部３０を備えている。測定部３０は、真空チャンバ１０の壁部に形成された貫通孔３７を貫通する円筒状のプローブ部３１と、プローブ部３１に機械的に接続されてプローブ部３１を回転駆動するモータ（駆動部）３４とを備える。プローブ部３１と真空チャンバ１０の壁部との間には、真空チャンバ１０内の真空状態を保つためのシール部材等が配置される。

【0033】

モータ３４は、検出部３２の軸線Ｌ（図３参照）を中心として、プローブ部３１を回転させる。モータ３４の出力軸がプローブ部３１に直接接続されていてもよいし、モータ３４の出力軸に設けられたギアによりプローブ部３１を回転させてもよい。モータ３４は、所定の回転速度でプローブ部３１を連続的に回転させる。モータ３４は、所定のピッチの回転角度をもって、プローブ部３１を間欠的に回転させてもよい。モータ３４によるプローブ部３１の回転速度は、たとえばプローブ部３１の動きに伴ってプラズマが影響を受けた場合に、プラズマが定常状態に達するまでの時間（すなわち応答時間）よりも遅くなっている。

【0034】

プローブ部３１は、導電性材料からなる検出部３２と、絶縁性材料からなり、検出部３２を被覆する絶縁部３３とを有する。検出部３２は、たとえばタングステン等の金属材料からなる。検出部３２は、磁場中に配置されることでその磁場に対応する電流を検出し、その電流を後述の導線３６へ出力する。絶縁部３３は、たとえばアルミナ等からなる。図２および図３に示されるように、検出部３２は、軸線Ｌに沿って延びる円柱状をなしている。絶縁部３３は、軸線Ｌに沿って延びる円筒状をなしており、検出部３２の先端を露出させている。検出部３２の先端が露出されることにより、露出面Ａが形成されている。露出面Ａは、検出部３２の軸線Ｌに対して斜めにカットされた形状をなしている。すなわち、露出面Ａの法線Ｎ方向は、軸線Ｌに対して所定の角度を有している。このように、プローブ部３１は、切り込み型のシングルプローブである。なお、検出部３２は、軸線Ｌ方向に延在する場合に限られない。検出部３２の延在長さは、特に限定されない。検出部３２は、軸線Ｌ方向に延在せずに薄板形状であってもよい。

【0035】

モータ３４は、プローブ部３１の絶縁部３３に直接的に又は間接的に取り付けられて、絶縁部３３を回転させる。なお、ケースにより絶縁部３３を覆い、モータ３４がケースを回転させるようにしてもよい。モータ３４がプローブ部３１を回転させることにより、露出面Ａが回転しさえすれば、どのような構成であってもよい。後述する他の形態においても同様のことが言える。

【0036】

測定部３０は、検出部３２に電気的に接続された導線３６と、導線３６を通じて検出部３２からの電流を入力し、入力した電流の電流値に応じてプラズマビームＰ中の磁場の向きおよび大きさを算出する算出部３５とを備える。算出部３５は、モータ３４に接続されて、モータ３４を駆動制御する制御部としての機能を有してもよい。

【0037】

なお、プローブ部３１が真空チャンバ１０の壁部を貫通する場合に限られず、プローブ部３１およびモータ３４がチャンバ内に配置されて、算出部３５によってモータ３４が遠隔操作されてもよい。その場合、検出部３２からの電流値を算出部３５に発信する発信器をプローブ部３１内に設けてもよい。また、プローブ部３１を回転させるためのモータ３４とは別に、プローブ部３１を軸線Ｌ方向に進退させるための駆動部を設けてもよい。

【0038】

プローブ部３１は、先端に形成された露出面ＡがプラズマビームＰ内に配置されるように設置される。言い換えれば、プローブ部３１の露出面Ａは、ハース機構２を通るＸ−Ｚ平面と、プラズマ源７を通るＹ−Ｚ平面との交線付近に配置される。なお、モータ３４によってプローブ部３１が回転される際、露出面Ａが常にプラズマビームＰ内に位置していてもよく、露出面Ａの一部がプラズマビームＰ外に配置されてもよい。

【0039】

図４は、磁場Ｆに対して露出面Ａの法線Ｎ方向がなす角度θを示す図である。図４に示されるように、プローブ部３１が軸線Ｌを中心にして回転することにより、露出面Ａの法線Ｎ方向の磁場Ｆに対する角度θは変化する。図５（ａ）および（ｂ）に示されるように、プローブ部３１の回転によって角度θが変化すると、電流値Ｉが変化するため、電流値Ｉが最大値となるような回転位置を算出することができる。露出面Ａが磁場Ｆに垂直に近づくほど、言い換えれば、磁場Ｆに対する露出面Ａの法線Ｎ方向のなす角度θが小さくなるほど、高い電流値が得られるため、電流値Ｉが最大値となるような回転位置は、露出面Ａが磁場Ｆに対してもっとも垂直に近づいたときの位置である。

【0040】

上記した理論に基づき、算出部３５は、入力した電流の電流値に応じてプラズマビームＰ中の磁場の向きを算出する。また、算出部３５は、予め記憶した電流値と磁場の大きさとの関係式に基づいて、磁場Ｆの大きさを算出する。算出部３５は、磁場Ｆの大きさの算出にあたり、たとえば下記式（１）を用いることができる。

【0041】

【数1】

【0042】

上記式（１）において、Ｉ_ｅｓ（Ｂ）は、無衝突系において磁場Ｂに面が平行な平板電極に磁場Ｂに沿って飛来する種々の案内中心、ラーモア半径の電子による電子飽和電流である。上記式（１）は、電子飽和電流Ｉ_ｅｓ（Ｂ）がＢ＝０の場合に比べて減少する度合いを示している。

【0043】

また、算出部３５は、電子温度を仮定し、イオン飽和電流から密度を求め、電子側から磁場の影響を計算する等して、モデルを改良してもよい。このように改良されたモデルを用いることにより、より高精度な測定が可能になる。

【0044】

成膜装置１によれば、測定部３０のモータ３４によって、露出面Ａの向きが変更される。露出面Ａの向きが変更されると、露出面Ａと磁場Ｆとのなす角度θが変化し、検出部３２を流れる電流の大きさが変化する。よって、モータ３４によって露出面Ａの向きを変更しながら電流の大きさを検出することにより、磁場Ｆの向きを容易に測定することができる。成膜装置１のようにプラズマビームＰ内を大電流（例えば約１５０Ａ）が流れる場合にはプラズマビームＰを流れる電流によって磁場（自己誘導磁場）が発生し、プラズマビームＰが曲げられてしまう可能性がある。プラズマビームＰが曲げられると、正しい位置にプラズマビームＰが照射されなくなり、成膜材料Ｍａの蒸発に偏りが生じてしまうおそれがある。このような場合でも、プラズマビームＰ中の磁場Ｆの向きを測定することで自己誘導磁場の発生を検知できる。そして、自己誘導磁場を打ち消すような磁場を発生させることでプラズマビームＰの捩れを解消したり、自己誘導磁場の強さから予測されるプラズマビームＰの照射位置のずれに応じて主ハース１７の設置位置をずらすことで、成膜材料Ｍａに対して正しい位置にプラズマビームＰを照射することができる。

【0045】

また、検出部３２は、軸線Ｌに対して斜めにカットされた形状の露出面Ａを有するため、モータ３４によって、軸線Ｌを中心として検出部３２を回転させることにより、露出面Ａの向きが変更される。よって、軸線Ｌを中心に回転駆動するといった簡易な構成により磁場Ｆの向きを測定することができる。

【0046】

図６を参照して、第２実施形態に係る成膜装置に用いられる検出部について説明する。第２実施形態の成膜装置が第１実施形態の成膜装置１と違う点は、プローブ部３１に代えて、先端が湾曲されたプローブ部３１Ａを備えた点である。プローブ部３１Ａの絶縁部３３は、軸線Ｌに沿って延びる基端部３３Ａと、基端部３３Ａに連結されて湾曲し、その先端において検出部３２の露出面Ａを露出させる先端部３３Ｂと、を有する。検出部３２は、絶縁部３３内に設けられており、少なくとも絶縁部３３の先端部３３Ｂ内に設けられている。すなわち、絶縁部３３は、検出部３２を被覆しているとも言える。湾曲された先端部３３Ｂを有するプローブ部３１Ａは、方向性のシングルプローブである。なお、検出部３２は、先端部３３Ｂおよび基端部３３Ａの内部に延在していてもよく、先端部３３Ｂ内に延在していてもよい。検出部３２の延在長さは、特に限定されない。検出部３２は、延在せずに薄板形状であってもよい。

【0047】

モータ３４は、軸線Ｌを中心として検出部３２および絶縁部３３を回転させる。この場合、モータ３４によって、軸線Ｌを中心として絶縁部３３を回転させることにより、露出面Ａの向きが変更される。よって、軸線Ｌを中心に回転駆動するといった簡易な構成により磁場Ｆの向きを測定することができる。

【0048】

図７を参照して、第３実施形態に係る成膜装置に用いられる検出部について説明する。第３実施形態のプローブ部３１Ｂは、ロボットアーム型のシングルプローブである。プローブ部３１Ｂは、４つのアーム部５１〜５４と、アーム部５１〜５４間に配置された関節部５６〜５８とを有する。アーム部５１〜５４および関節部５６〜５８は、絶縁部３３から構成されている。先端側に位置するアーム部５４は、その先端において検出部３２の露出面Ａを露出させる。この場合、アーム部５４が第１のアーム部に相当し、関節部５８を介してアーム部５４の基端側に連結されるアーム部５３が、第２のアーム部に相当する。なお、アーム部５１〜５４および関節部５６〜５８は、絶縁部３３を覆うケースを有してもよい。検出部３２は、複数のアーム部５１〜５４の内部に延在していてもよく、アーム部５４内に延在していてもよい。検出部３２の延在長さは、特に限定されない。検出部３２は、延在せずに薄板形状であってもよい。

【0049】

モータ３４は、関節部５６〜５８を中心としてアーム部５１〜５４間の角度を変更可能になっている。この場合、モータ３４によって、アーム部５１〜５４間の角度を変更することにより、露出面Ａの向きが変更される。よって、関節部５６〜５８を中心にアーム部５１〜５４の角度を変更するといった簡易な構成により磁場の向きを測定することができる。また、プローブ部３１Ｂのように関節部を複数設けた場合には、より多くの向きに露出面の向きを変更することができ、磁場の向きを高精度に検出することができる。

【0050】

図８を参照して、第４実施形態に係る成膜装置に用いられる検出部について説明する。第４実施形態のプローブ部３１Ｃがプローブ部３１と違う点は、独立して回転可能な複数のプローブ部６０Ａ，６０Ｂを有する点である。プローブ部６０Ａは、先端が斜めにカットされた検出部６１と、検出部６１を被覆する絶縁部６３とを有しており、プローブ部３１と同様の構成を有する。プローブ部６０Ｂは、先端が９０度に折り曲げられた検出部６２と、検出部６２を被覆する絶縁部６４とを有している。このように、プローブ部３１Ｃは、先端の斜め切り込みおよび先端の折り曲げを採用したマルチプローブである。

【0051】

プローブ部６０Ａの先端に形成された露出面Ａ１と、プローブ部６０Ｂの先端に形成された露出面Ａ２は、異なる方向に向けられている。

【0052】

モータ３４は、たとえば２台設けられており、それぞれの露出面Ａ１，Ａ２の向きを独立して変更可能である。すなわち、モータ３４は、検出部６１の軸線Ｌ１を中心にプローブ部６０Ａを回転させ、これとは独立して、検出部６２の軸線Ｌ２を中心にプローブ部６０Ｂを回転させる。この場合、モータ３４によって、複数ある検出部６１，６３のそれぞれの露出面Ａ１，Ａ２の向きが変更される。よって、磁場Ｆに対する複数種類の角度に応じた電流値が得られるため、磁場Ｆの向きをより高精度に検出することができる。さらには、磁場Ｆの向きを正確に特定することもできる。

【0053】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、露出面Ａは平面である場合に限られず、球面等の曲面状であってもよい。この場合、曲面状の露出面は、駆動部によって、非平行に移動させてもよい。露出面が非平行に移動させられることにより、検出部を流れる電流の大きさが変化する。ここで、露出面が曲面状であると、あらゆる方向の磁場を露出面で受けやすくなり、磁場の向きに関わらず、磁場の向きを正確に測定することができる。

【符号の説明】

【0054】

１…成膜装置、２…ハース機構（材料保持部）、７…プラズマ源（プラズマ発生部）、１０…真空チャンバ（チャンバ）、１１…成膜対象物、３０…測定部、３２…検出部、３３…絶縁部、３４…モータ（駆動部）、５１…アーム部（第１のアーム部）、５２…アーム部（第２のアーム部）、５６〜５８…関節部、６１，６２…検出部、６２，６４…絶縁部、Ａ，Ａ１，Ａ２…露出面、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２…軸線、Ｍａ…成膜材料、Ｐ…プラズマビーム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】