JP6096068B2

JP6096068B2 - Deposition equipment

Info

Publication number: JP6096068B2
Application number: JP2013128504A
Authority: JP
Inventors: 大宮下
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-06-19
Also published as: JP2015004082A

Description

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。 The present invention relates to a film forming apparatus, and more particularly to a film forming apparatus that evaporates a film forming material by plasma in a chamber and attaches particles of the film forming material to a film forming target.

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。 As a technique in such a field, as described in Patent Document 1, a film forming apparatus using an ion plating method is known. In this apparatus, two plasma guns are provided on the side wall of the vacuum chamber, and a plasma beam is guided into the vacuum chamber by a focusing coil provided around the plasma gun. Two hearths for storing the evaporated substance are installed inside the vacuum chamber. By generating a discharge between the plasma gun and the hearth, two adjacent plasma beams are formed.

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。 In this apparatus, in order to suppress variation in specific resistance of a film formed on a large-area substrate, the direction of the magnetic field is reversed between adjacent plasma beams. By reversing the direction of the magnetic field, the magnetic field twist in each plasma beam is reduced.

特開平１１−０１２７２５号公報JP-A-11-012725

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。 In a film forming apparatus using a plasma gun, a plasma generated in a vacuum chamber becomes a large current, and a phenomenon that the plasma is twisted and bent by a magnetic field generated by the plasma itself may occur. In order to grasp the direction of the magnetic field in the plasma, it is conceivable to use a laser or a coil, but a mechanism for detecting the direction of the magnetic field becomes large. Thus, it has been difficult to measure the direction of the magnetic field in the plasma.

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。 An object of this invention is to provide the film-forming apparatus which can measure easily the direction of the magnetic field in plasma.

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。 A film forming apparatus of the present invention is a film forming apparatus that evaporates a film forming material by plasma in a chamber and attaches particles of the film forming material to an object to be formed, and includes a material holding unit that holds the film forming material, A plasma generation unit that irradiates plasma toward the material holding unit, and a measurement unit that measures the direction of the magnetic field in the plasma in the chamber, the measurement unit including a detection unit made of a conductive material, and an insulating property An insulating portion that is made of a material and covers the detection portion and exposes the tip of the detection portion; and a drive portion that changes the orientation of the exposed surface of the detection portion, and the insulation portion extends along the axis, and is exposed. The normal direction has an angle with respect to the axis, and the drive unit rotates the detection unit and the insulation unit about the axis .

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。 According to this film forming apparatus, the orientation of the exposed surface is changed by the drive unit of the measurement unit. When the orientation of the exposed surface is changed, the angle between the exposed surface and the magnetic field changes, and the magnitude of the current flowing through the detection unit changes. Therefore, the direction of the magnetic field can be easily measured by detecting the magnitude of the current while changing the direction of the exposed surface by the drive unit. The direction of the exposed surface is changed by rotating the detection unit about the axis by the drive unit. Therefore, the direction of the magnetic field can be measured with a simple configuration in which it is rotationally driven about the axis.

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。 A film forming apparatus of the present invention is a film forming apparatus that evaporates a film forming material by plasma in a chamber and attaches particles of the film forming material to an object to be formed, and includes a material holding unit that holds the film forming material, A plasma generation unit that irradiates plasma toward the material holding unit, and a measurement unit that measures the direction of the magnetic field in the plasma in the chamber, the measurement unit including a detection unit made of a conductive material, and an insulating property The film forming apparatus includes: an insulating unit that is made of a material and covers the detection unit and exposes the tip of the detection unit; and a drive unit that changes the orientation of the exposed surface of the detection unit. 1 arm part, 2nd arm part arrange | positioned at the base end side of 1st arm part, and the joint part arrange | positioned between 1st and 2nd arm parts, The drive part is further provided. , The first arm with respect to the second arm part centering on the joint part To change the angle of the part. In this case, the orientation of the exposed surface is changed by changing the angle of the first arm portion with respect to the second arm portion by the driving portion. Therefore, the direction of the magnetic field can be measured with a simple configuration in which the angle of the arm portion is changed around the joint portion.

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。 A plurality of detection units may be provided, and the drive unit may be capable of independently changing the orientation of each exposed surface. In this case, the direction of each exposed surface of the plurality of detection units is changed by the drive unit. Therefore, since current values corresponding to a plurality of types of angles with respect to the magnetic field are obtained, the direction of the magnetic field can be detected with higher accuracy.

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。 According to the present invention, the direction of a magnetic field in plasma can be easily measured.

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。It is sectional drawing which shows the structure of the film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line | wire of FIG. 図２中の検出部の先端を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the front-end | tip of the detection part in FIG. 磁場に対して露出面がなす角度θを示す図である。It is a figure which shows angle (theta) which an exposed surface makes | forms with respect to a magnetic field. （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。(A) is a figure which shows the relationship between the voltage V and the electric current I according to the angle (theta), (b) is a figure which shows the relationship between the angle (theta) and the electric current I. 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。It is a perspective view which shows the base and front-end | tip part of a detection part used for the film-forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 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。It is a perspective view which shows the detection part used for the film-forming apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 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。It is sectional drawing which shows the detection part used for the film-forming apparatus which concerns on 4th Embodiment.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

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。 A film forming apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is an ion plating apparatus used in a so-called ion plating method. For convenience of explanation, FIG. 1 shows an XYZ coordinate system. The Y-axis direction is a direction in which a film formation target to be described later is conveyed. The X-axis direction is a direction in which a film formation target and a hearth mechanism described later face each other. The Z-axis direction is a direction orthogonal to the X-axis direction and the Z-axis direction.

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。 The film formation apparatus 1 is formed in a state where the film formation target 11 is tilted from an upright or upright state so that the plate thickness direction of the film formation target 11 is a horizontal direction (X-axis direction in FIG. 1). This is a so-called vertical film forming apparatus in which the film object 11 is arranged and transported in the vacuum chamber 10. In this case, the X-axis direction is the horizontal direction and the thickness direction of the film formation target 11, the Y-axis direction is the horizontal direction, and the Z-axis direction is the vertical direction. Note that the film forming apparatus may be a so-called horizontal film forming apparatus in which the film forming target is disposed and transported in the vacuum chamber so that the plate thickness direction of the film forming target is substantially vertical. In this case, the Z-axis and Y-axis directions are horizontal directions, and the X-axis direction is the vertical direction and the plate thickness direction. In the following embodiments, a vertical film forming apparatus will be described.

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。 The film forming apparatus 1 includes a hearth mechanism (material holding unit) 2, a transport mechanism 3, a wheel hearth 6, a plasma source (plasma generating unit) 7, a pressure adjusting device 8, a steering coil 50, and a vacuum chamber (chamber) 10. Yes.

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。 The vacuum chamber 10 includes a transfer chamber 10a for transferring a film formation target 11 on which a film of a film formation material is formed, a film formation chamber 10b for diffusing the film formation material Ma, and plasma irradiated from the plasma source 7. And a plasma port 10 c for receiving the beam (plasma) P in the vacuum chamber 10. The transfer chamber 10a, the film forming chamber 10b, and the plasma port 10c communicate with each other. The transfer chamber 10a is set along a predetermined transfer direction (arrow A in the figure, that is, the Y axis). The vacuum chamber 10 is made of a conductive material and connected to the ground potential.

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。 The transport mechanism 3 transports the film-forming target holding member 16 that holds the film-forming target 11 in the transport direction A while facing the film-forming material Ma. For example, the holding member 16 is a frame that holds the outer peripheral edge of the film formation target. The transport mechanism 3 includes a plurality of transport rollers 15 installed in the transport chamber 10a. The transport rollers 15 are arranged at equal intervals along the transport direction A, and transport in the transport direction A while supporting the film formation target holding member 16. For example, a plate-like member such as a glass substrate or a plastic substrate is used as the film formation target 11.

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。 The plasma source 7 irradiates the plasma beam P toward the hearth mechanism 2. The plasma source 7 is a pressure gradient type, and its main body is connected to the film forming chamber 10b through a plasma port 10c provided on the side wall of the film forming chamber 10b. The plasma source 7 generates a plasma beam P in the vacuum chamber 10. The plasma beam P generated in the plasma source 7 is emitted from the plasma port 10c into the film forming chamber 10b. The exit direction of the plasma beam P is controlled by a magnetic field along the Y direction generated by the steering coil 50 provided in the plasma port 10c. In the film forming apparatus 1, for example, a large current of 150 A flows in the plasma beam P.

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。 The pressure adjusting device 8 is connected to the vacuum chamber 10 and adjusts the pressure in the vacuum chamber 10. The pressure adjustment device 8 includes, for example, a decompression unit such as a turbo molecular pump or a cryopump, and a pressure measurement unit that measures the pressure in the vacuum chamber 10.

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。 The hearth mechanism 2 is a mechanism for holding the film forming material Ma. The hearth mechanism 2 is provided in the film forming chamber 10 b of the vacuum chamber 10 and is disposed in the negative direction of the X-axis direction when viewed from the transport mechanism 3. The hearth mechanism 2 has a main hearth 17 that is a main anode that guides the plasma beam P emitted from the plasma source 7 to the film forming material Ma or a main anode that guides the plasma beam P emitted from the plasma source 7. .

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。 The main hearth 17 has a cylindrical filling portion 17a that is filled with the film forming material Ma and extends in the positive direction of the X-axis direction, and a flange portion 17b that protrudes from the filling portion 17a. Since the main hearth 17 is kept at a positive potential with respect to the ground potential of the vacuum chamber 10, the main hearth 17 sucks the plasma beam P. A through hole 17c for filling the film forming material Ma is formed in the filling portion 17a of the main hearth 17 where the plasma beam P is incident. And the front-end | tip part of film-forming material Ma is exposed to the film-forming chamber 10b in the end of this through-hole 17c.

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。 The ring hearth 6 is an auxiliary anode having an electromagnet for guiding the plasma beam P. The ring hearth 6 is disposed around the filling portion 17a of the main hearth 17 that holds the film forming material Ma. The ring hearth 6 has an annular coil 9, an annular permanent magnet 20, and an annular container 12, and the coil 9 and the permanent magnet 20 are accommodated in the container 12. The ring hearth 6 controls the width of the plasma beam P incident on the film forming material Ma or the width of the plasma beam P incident on the main hearth 17 according to the magnitude of the current flowing through the coil 9. Further, the permanent magnet 20 can adjust the magnetic force so that a desired film thickness distribution can be obtained.

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。 Examples of the film forming material Ma include a transparent conductive material such as ITO or ZnO, or an insulating sealing material such as SiON. When the film forming material Ma is made of an insulating material, when the main hearth 17 is irradiated with the plasma beam P, the main hearth 17 is heated by the current from the plasma beam P, and the tip portion of the film forming material Ma evaporates. The film forming material particles Mb ionized by the plasma beam P diffuse into the film forming chamber 10b. When the film forming material Ma is made of a conductive material, when the main hearth 17 is irradiated with the plasma beam P, the plasma beam P is directly incident on the film forming material Ma, and the tip portion of the film forming material Ma is heated. The film forming material particles Mb evaporated and ionized by the plasma beam P diffuse into the film forming chamber 10b.

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。 The film forming material particles Mb diffused into the film forming chamber 10b move in the positive X-axis direction of the film forming chamber 10b and adhere to the surface of the film forming object 11 in the transfer chamber 10a. The film forming material Ma is a solid material formed into a cylindrical shape having a predetermined length, and a plurality of film forming materials Ma are filled into the hearth mechanism 2 at a time. Then, according to the consumption of the film forming material Ma, the film forming material Ma becomes the X of the hearth mechanism 2 so that the front end portion of the film forming material Ma on the most advanced side maintains a predetermined positional relationship with the upper end of the main hearth 17. Extruded sequentially from the negative direction side.

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。 The film forming apparatus 1 may include a plurality of combinations of the hearth mechanism 2, the wheel hearth 6, the plasma source 7, and the steering coil 50, and may have a plurality of evaporation sources. The plurality of hearth mechanisms 2 may be arranged at equal intervals in the Z-axis direction, and the wheel hearth 6, the plasma source 7 and the steering coil 50 may be arranged corresponding to the hearth mechanism 2, respectively. The film forming apparatus 1 may diffuse the film forming material particles Mb by evaporating the film forming material Ma from a plurality of locations in the Z-axis direction.

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。 As shown in FIG. 2, the film forming apparatus 1 includes a measuring unit 30 for measuring a magnetic field in the plasma beam P. The measurement unit 30 includes a cylindrical probe unit 31 that passes through a through hole 37 formed in the wall of the vacuum chamber 10, and a motor (drive unit) that is mechanically connected to the probe unit 31 and rotationally drives the probe unit 31. 34). Between the probe part 31 and the wall part of the vacuum chamber 10, the sealing member etc. for maintaining the vacuum state in the vacuum chamber 10 are arrange | positioned.

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。 The motor 34 rotates the probe unit 31 around the axis L (see FIG. 3) of the detection unit 32. The output shaft of the motor 34 may be directly connected to the probe unit 31, or the probe unit 31 may be rotated by a gear provided on the output shaft of the motor 34. The motor 34 continuously rotates the probe unit 31 at a predetermined rotation speed. The motor 34 may rotate the probe unit 31 intermittently with a rotation angle of a predetermined pitch. The rotation speed of the probe unit 31 by the motor 34 is slower than the time until the plasma reaches a steady state (that is, the response time) when the plasma is affected by the movement of the probe unit 31, for example.

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。 The probe unit 31 includes a detection unit 32 made of a conductive material and an insulation unit 33 made of an insulating material and covering the detection unit 32. The detection part 32 consists of metal materials, such as tungsten, for example. The detection unit 32 is arranged in the magnetic field to detect a current corresponding to the magnetic field, and outputs the current to a conductor 36 described later. The insulating part 33 is made of alumina, for example. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the detection unit 32 has a cylindrical shape extending along the axis L. The insulating part 33 has a cylindrical shape extending along the axis L, and the tip of the detecting part 32 is exposed. The exposed surface A is formed by exposing the tip of the detection unit 32. The exposed surface A has a shape that is cut obliquely with respect to the axis L of the detection unit 32. That is, the normal N direction of the exposed surface A has a predetermined angle with respect to the axis L. Thus, the probe unit 31 is a cut-in type single probe. In addition, the detection part 32 is not restricted to the case where it extends in the axis line L direction. The extension length of the detection unit 32 is not particularly limited. The detection unit 32 may have a thin plate shape without extending in the axis L direction.

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。 The motor 34 is directly or indirectly attached to the insulating unit 33 of the probe unit 31 to rotate the insulating unit 33. The insulating part 33 may be covered with a case, and the motor 34 may rotate the case. Any configuration may be employed as long as the exposed surface A rotates by the motor 34 rotating the probe unit 31. The same can be said for other forms described later.

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。 The measurement unit 30 inputs a lead wire 36 electrically connected to the detection unit 32, and a current from the detection unit 32 through the lead wire 36, and the direction of the magnetic field in the plasma beam P and the current value of the input current according to the current value of the input current. And a calculating unit 35 for calculating the size. The calculation unit 35 may be connected to the motor 34 and have a function as a control unit that drives and controls the motor 34.

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。 The probe unit 31 is not limited to passing through the wall of the vacuum chamber 10, and the probe unit 31 and the motor 34 may be disposed in the chamber, and the motor 34 may be remotely operated by the calculation unit 35. In that case, a transmitter for transmitting the current value from the detection unit 32 to the calculation unit 35 may be provided in the probe unit 31. In addition to the motor 34 for rotating the probe unit 31, a drive unit for moving the probe unit 31 forward and backward in the direction of the axis L may be provided.

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。 The probe unit 31 is installed such that the exposed surface A formed at the tip is disposed in the plasma beam P. In other words, the exposed surface A of the probe unit 31 is disposed in the vicinity of the intersection line between the XZ plane passing through the hearth mechanism 2 and the YZ plane passing through the plasma source 7. When the probe unit 31 is rotated by the motor 34, the exposed surface A may always be located in the plasma beam P, or a part of the exposed surface A may be disposed outside the plasma beam P.

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。 FIG. 4 is a diagram illustrating an angle θ formed by the normal N direction of the exposed surface A with respect to the magnetic field F. As shown in FIG. 4, when the probe unit 31 rotates about the axis L, the angle θ of the exposed surface A with respect to the magnetic field F in the normal N direction changes. As shown in FIGS. 5A and 5B, when the angle θ changes due to the rotation of the probe unit 31, the current value I changes. Therefore, the rotational position where the current value I becomes the maximum value is calculated. be able to. The higher the exposed surface A is perpendicular to the magnetic field F, in other words, the smaller the angle θ formed in the normal N direction of the exposed surface A with respect to the magnetic field F, the higher the current value is obtained, so the current value I becomes the maximum value. Such a rotational position is a position when the exposed surface A is most perpendicular to the magnetic field F.

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。 Based on the above theory, the calculation unit 35 calculates the direction of the magnetic field in the plasma beam P according to the current value of the input current. The calculating unit 35 calculates the magnitude of the magnetic field F based on a relational expression between the current value stored in advance and the magnitude of the magnetic field. The calculation unit 35 can use, for example, the following formula (1) in calculating the magnitude of the magnetic field F.

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。 In the above formula (1), I _es (B) is an electron saturation current caused by electrons of various guide centers and Larmor radii that fly along the magnetic field B to a plate electrode parallel to the magnetic field B in a collisionless system. . The above formula (1) shows the degree of decrease in the electron saturation current I _es (B) compared to the case where B = 0.

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。 Further, the calculation unit 35 may improve the model by assuming the electron temperature, obtaining the density from the ion saturation current, and calculating the influence of the magnetic field from the electron side. By using such an improved model, more accurate measurement is possible.

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。 According to the film forming apparatus 1, the direction of the exposed surface A is changed by the motor 34 of the measurement unit 30. When the orientation of the exposed surface A is changed, the angle θ formed by the exposed surface A and the magnetic field F changes, and the magnitude of the current flowing through the detection unit 32 changes. Therefore, the direction of the magnetic field F can be easily measured by detecting the magnitude of the current while changing the direction of the exposed surface A by the motor 34. When a large current (for example, about 150 A) flows through the plasma beam P as in the film forming apparatus 1, a magnetic field (self-induced magnetic field) is generated by the current flowing through the plasma beam P, and the plasma beam P may be bent. There is sex. When the plasma beam P is bent, there is a possibility that the plasma beam P is not irradiated at the correct position, and the evaporation of the film forming material Ma may be biased. Even in such a case, it is possible to detect the generation of the self-induced magnetic field by measuring the direction of the magnetic field F in the plasma beam P. Then, by generating a magnetic field that cancels the self-induced magnetic field, the twist of the plasma beam P is eliminated, or according to the deviation of the irradiation position of the plasma beam P predicted from the strength of the self-induced magnetic field, By shifting the installation position, it is possible to irradiate the plasma beam P at a correct position with respect to the film forming material Ma.

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。 Moreover, since the detection part 32 has the exposure surface A of the shape cut diagonally with respect to the axis line L, the direction of the exposure surface A is rotated by rotating the detection part 32 centering on the axis line L by the motor 34. Be changed. Therefore, the direction of the magnetic field F can be measured with a simple configuration in which the rotation is driven about the axis L.

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。 With reference to FIG. 6, the detection part used for the film-forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated. The film forming apparatus of the second embodiment is different from the film forming apparatus 1 of the first embodiment in that a probe unit 31A having a curved tip is provided instead of the probe unit 31. The insulating portion 33 of the probe portion 31A includes a proximal end portion 33A extending along the axis L, a distal end portion 33B that is connected to the proximal end portion 33A and is curved, and exposes the exposed surface A of the detecting portion 32 at the distal end thereof. Have The detection unit 32 is provided in the insulating unit 33, and is provided at least in the distal end portion 33 </ b> B of the insulating unit 33. That is, it can be said that the insulating part 33 covers the detection part 32. The probe portion 31A having the curved tip portion 33B is a directional single probe. In addition, the detection part 32 may be extended in the front-end | tip part 33B and the base end part 33A, and may be extended in the front-end | tip part 33B. The extension length of the detection unit 32 is not particularly limited. The detection unit 32 may be a thin plate shape without extending.

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。 The motor 34 rotates the detection unit 32 and the insulation unit 33 around the axis L. In this case, the direction of the exposed surface A is changed by rotating the insulating portion 33 around the axis L by the motor 34. Therefore, the direction of the magnetic field F can be measured with a simple configuration in which the rotation is driven about the axis L.

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。 With reference to FIG. 7, the detection part used for the film-forming apparatus which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated. The probe unit 31B of the third embodiment is a robot arm type single probe. The probe unit 31B includes four arm portions 51 to 54 and joint portions 56 to 58 disposed between the arm portions 51 to 54. The arm parts 51 to 54 and the joint parts 56 to 58 are configured by an insulating part 33. The arm portion 54 located on the distal end side exposes the exposed surface A of the detection unit 32 at the distal end. In this case, the arm portion 54 corresponds to the first arm portion, and the arm portion 53 connected to the proximal end side of the arm portion 54 via the joint portion 58 corresponds to the second arm portion. The arm portions 51 to 54 and the joint portions 56 to 58 may have a case that covers the insulating portion 33. The detection unit 32 may extend inside the plurality of arm units 51 to 54 or may extend into the arm unit 54. The extension length of the detection unit 32 is not particularly limited. The detection unit 32 may be a thin plate shape without extending.

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。 The motor 34 can change the angle between the arm portions 51 to 54 around the joint portions 56 to 58. In this case, the orientation of the exposed surface A is changed by changing the angle between the arm portions 51 to 54 by the motor 34. Therefore, the direction of the magnetic field can be measured with a simple configuration in which the angles of the arm portions 51 to 54 are changed around the joint portions 56 to 58. Further, when a plurality of joints are provided as in the probe part 31B, the direction of the exposed surface can be changed in more directions, and the direction of the magnetic field can be detected with high accuracy.

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。 With reference to FIG. 8, the detection part used for the film-forming apparatus which concerns on 4th Embodiment is demonstrated. The probe part 31C of the fourth embodiment is different from the probe part 31 in that it has a plurality of probe parts 60A and 60B that can rotate independently. The probe unit 60 </ b> A includes a detection unit 61 whose tip is cut obliquely and an insulating unit 63 that covers the detection unit 61, and has the same configuration as the probe unit 31. The probe unit 60 </ b> B includes a detection unit 62 whose tip is bent at 90 degrees, and an insulating unit 64 that covers the detection unit 62. As described above, the probe portion 31C is a multi-probe that employs oblique cutting at the tip and bending at the tip.

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。 The exposed surface A1 formed at the tip of the probe unit 60A and the exposed surface A2 formed at the tip of the probe unit 60B are oriented in different directions.

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。 For example, two motors 34 are provided, and the directions of the exposed surfaces A1 and A2 can be independently changed. That is, the motor 34 rotates the probe unit 60A around the axis L1 of the detection unit 61, and independently rotates the probe unit 60B around the axis L2 of the detection unit 62. In this case, the directions of the exposed surfaces A1 and A2 of the plurality of detection units 61 and 63 are changed by the motor 34. Accordingly, since current values corresponding to a plurality of types of angles with respect to the magnetic field F are obtained, the direction of the magnetic field F can be detected with higher accuracy. Furthermore, the direction of the magnetic field F can be specified accurately.

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。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the exposed surface A is not limited to a flat surface, and may be a curved surface such as a spherical surface. In this case, the curved exposed surface may be moved non-parallel by the driving unit. When the exposed surface is moved non-parallel, the magnitude of the current flowing through the detection unit changes. Here, if the exposed surface is a curved surface, the exposed surface can easily receive a magnetic field in any direction, and the direction of the magnetic field can be accurately measured regardless of the direction of the magnetic field.

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。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Film-forming apparatus, 2 ... Hearth mechanism (material holding | maintenance part), 7 ... Plasma source (plasma generation part), 10 ... Vacuum chamber (chamber), 11 ... Film-forming target, 30 ... Measurement part, 32 ... Detection part , 33 ... insulation part, 34 ... motor (drive part), 51 ... arm part (first arm part), 52 ... arm part (second arm part), 56 to 58 ... joint part, 61, 62 ... detection Part, 62, 64 ... insulating part, A, A1, A2 ... exposed surface, L, L1, L2 ... axis, Ma ... film forming material, P ... plasma beam.

Claims

A film forming apparatus for evaporating a film forming material by plasma in a chamber and attaching particles of the film forming material to an object to be formed,
A material holding unit for holding the film forming material;
A plasma generation unit that irradiates the plasma toward the material holding unit;
A measurement unit for measuring the direction of the magnetic field in the plasma in the chamber,
The measuring unit is
A detection unit made of a conductive material;
An insulating part made of an insulating material, covering the detection part and exposing the tip of the detection part;
A drive unit that changes the orientation of the exposed surface of the detection unit ;
The insulating portion extends along an axis, and a normal direction of the exposed surface has an angle with respect to the axis.
The film forming apparatus, wherein the driving unit rotates the detection unit and the insulating unit about the axis.

A film forming apparatus for evaporating a film forming material by plasma in a chamber and attaching particles of the film forming material to an object to be formed,
A material holding unit for holding the film forming material;
A plasma generation unit that irradiates the plasma toward the material holding unit;
A measurement unit for measuring the direction of the magnetic field in the plasma in the chamber,
The measuring unit is
A detection unit made of a conductive material;
An insulating part made of an insulating material, covering the detection part and exposing the tip of the detection part;
A drive unit that changes the orientation of the exposed surface of the detection unit ;
A first arm that exposes the tip of the detector;
A second arm portion disposed on a proximal end side of the first arm portion;
A joint portion disposed between the first and second arm portions,
The film forming apparatus, wherein the driving unit changes an angle of the first arm unit with respect to the second arm unit with the joint unit as a center.

A plurality of the detection units are provided,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the driving unit can independently change the orientation of each of the exposed surfaces.