(57)【要約】【課題】絶縁部材に対する金属膜の堆積によって、測定電極と絶縁部材に堆積した金属膜とが電気的に接続することの抑制を可能としたプラズマ状態測定装置、および、成膜装置を提供する。【解決手段】支持体１１と、絶縁部材１２と、測定空間Ｓに露出した測定端１３ａ１を有し、絶縁部材１２を介して支持体１１に固定される測定電極１３と、絶縁部材１２のなかで測定電極１３と接触する部分および当該部分から連なる一部分を測定空間Ｓに対して覆う保護部材１４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、
絶縁部材と、
測定空間に露出した測定端を有し、前記絶縁部材を介して前記支持体に固定される測定電極と、
前記絶縁部材のなかで前記測定電極と接触する部分および当該部分から連なる一部分を前記測定空間に対して覆う保護部材と、を備える
プラズマ状態測定装置。
【請求項２】
絶縁部材と、
測定空間に露出した測定端を有する測定電極と、
前記測定電極が前記絶縁部材を介して固定され、前記絶縁部材のなかで前記測定電極と接触する部分および当該部分から連なる一部分を前記測定空間に対して覆う支持体と、を備える
プラズマ状態測定装置。
【請求項３】
前記測定電極は、前記支持体に形成された孔を通じて前記測定空間に向けて延びる柱状を有した測定プローブを備え、前記測定プローブの先端が前記測定端であり、前記測定プローブの基端が測定電圧が印加される端部であり、
前記支持体に固定されて前記孔から前記測定空間に向けて延び、かつ、前記測定プローブが通る管状を有した保護管であって、前記測定端が前記保護管の内部に位置する前記保護管をさらに備える
請求項２に記載のプラズマ状態測定装置。
【請求項４】
前記測定電極は、前記支持体に形成された孔を通じて前記測定空間に向けて延びる柱状を有した測定プローブを備え、前記測定プローブの先端が前記測定端であり、前記測定プローブの基端が測定電圧が印加される端部であり、
前記測定電極が前記測定プローブを複数備え、前記複数の測定プローブにおいて、前記測定プローブの延在方向における長さが互いに異なり、
前記測定電極は、前記支持体に対して前記測定空間とは反対側に位置し、前記測定プローブを支持する電極プレートを備え、
各測定プローブは、前記電極プレートに対する取り付けと取り外しとが可能であり、前記複数の測定プローブのうちの１つが、前記電極プレートに取り付けられる
請求項２に記載のプラズマ状態測定装置。
【請求項５】
前記測定電極は、前記支持体に形成された孔を通じて前記測定空間に向けて延びる柱状を有した測定プローブを備え、前記測定プローブの先端が前記測定端であり、前記測定プローブの基端が測定電圧が印加される端部であり、
前記測定電極は、前記支持体に対して前記測定空間とは反対側に位置し、前記測定プローブを支持する電極プレートを備え、
前記測定プローブは、前記測定プローブの延在方向に沿って前記測定端を前記支持体に対し変位可能に前記電極プレートに支持されている
請求項２に記載のプラズマ状態測定装置。
【請求項６】
前記支持体は、前記電極プレートを前記測定空間に対して覆い、かつ、前記測定プローブを通す前記孔を有した板状を有し、
前記電極プレートが前記絶縁部材を介して前記支持体に固定されている
請求項４または５に記載のプラズマ状態測定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のプラズマ状態測定装置を備える成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ状態測定装置、および、プラズマ状態測定装置を備える成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜装置では、成膜装置が備える真空槽内に生成されたプラズマの状態を測定する目的で、プラズマ状態測定装置が用いられている。プラズマ状態測定装置は、プラズマを測定するためのプローブ、第１カバー、および、第２カバーを備えている。プローブは柱状を有し、導電性の材料によって形成されている。第２カバーは絶縁性の材料によって形成され、プローブを覆うようにプローブの外表面に固定されている。第２カバーは、真空槽が区画する測定空間にプローブを露出させるための開口を有している。第１カバーは絶縁性の材料によって形成され、第２カバーの外側から第２カバーによって覆われたプローブをさらに覆っている。第１カバーは複数の開口を有している。
【０００３】
プラズマ状態測定装置では、第２カバーが、プローブの中心軸を回転軸として回転することによって、第１カバーの開口と、第２カバーにおける開口以外の部分を向かい合わせることができる。これにより、プローブにおいて第２カバーから露出した部分は、測定空間に対して第１カバーによって覆われる。また、プラズマ状態測定装置では、第２カバーが、プローブの中心軸を回転軸として回転することによって、第１カバーの開口と第２カバーの開口とを向かい合わせることができる。これにより、プローブにおいて第２カバーから露出した部分が、測定空間に露出する（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２７５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、成膜装置が金属製の薄膜の形成に用いられる場合には、第１カバーと、プローブを覆う絶縁部材である第２カバーとの間に、測定空間中を飛行する金属製の粒子が入り込むことがある。これにより、金属製の粒子が第２カバーにおける開口の近傍に付着した場合には、第２カバーにおける開口の近傍に金属膜が堆積する。こうした金属膜が第２カバーの開口にまで達すると、第２カバーから露出するプローブが、第２カバーに堆積した金属膜と電気的に接続される。結果として、プラズマ状態測定装置による測定結果に、第２カバーに堆積した金属膜に起因したずれが生じてしまう。なお、こうした事項は、スパッタ装置に限らず、例えば、プラズマＣＶＤ装置やイオンプレーティング装置などの成膜装置にプラズマ状態測定装置が搭載された場合にも共通する。
【０００６】
本発明は、絶縁部材に対する金属膜の堆積によって、測定電極と絶縁部材に堆積した金属膜とが電気的に接続することの抑制を可能としたプラズマ状態測定装置、および、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】
上記課題を解決するためのプラズマ状態測定装置は、支持体と、絶縁部材と、測定空間に露出した測定端を有し、前記絶縁部材を介して前記支持体に固定される測定電極と、前記絶縁部材のなかで前記測定電極と接触する部分および当該部分から連なる一部分を前記測定空間に対して覆う保護部材と、を備える。
【０００８】
上記課題を解決するためのプラズマ状態測定装置は、絶縁部材と、測定空間に露出した測定端を有する測定電極と、前記測定電極が前記絶縁部材を介して固定され、前記絶縁部材のなかで前記測定電極と接触する部分および当該部分から連なる一部分を前記測定空間に対して覆う支持体と、を備える。
【０００９】
上記課題を解決するための成膜装置は、上記プラズマ状態測定装置を備える。
上記各構成によれば、絶縁部材のなかで測定電極と接触する部分および当該部分から連なる一部分が測定空間に対して保護部材によって覆われる。そのため、金属膜の原料が測定空間中に含まれる場合に、絶縁部材に金属膜が堆積すること、および、堆積した金属膜と測定電極とが電気的に接続されることが抑えられる。
【００１０】
上記プラズマ状態測定装置において、前記測定電極は、前記支持体に形成された孔を通じて前記測定空間に向けて延びる柱状を有した測定プローブを備え、前記測定プローブの先端が前記測定端であり、前記測定プローブの基端が測定電圧が印加される端部であり、前記支持体に固定されて前記孔から前記測定空間に向けて延び、かつ、前記測定プローブが通る管状を有した保護管であって、前記測定端が前記保護管の内部に位置する前記保護管をさらに備えてもよい。
【００１１】
上記構成によれば、測定端が保護管の内部に位置するため、測定端に向けた粒子の指向性を保護管の延在方向とすることができ、プラズマ状態測定装置によって、粒子の流れる方向が加味された測定結果を得ることが可能である。
【００１２】
上記プラズマ状態測定装置において、前記測定電極は、前記支持体に形成された孔を通じて前記測定空間に向けて延びる柱状を有した測定プローブを備え、前記測定プローブの先端が前記測定端であり、前記測定プローブの基端が測定電圧が印加される端部であり、前記測定電極が前記測定プローブを複数備え、前記複数の測定プローブにおいて、前記測定プローブの延在方向における長さが互いに異なり、前記測定電極は、前記支持体に対して前記測定空間とは反対側に位置し、前記測定プローブを支持する電極プレートを備え、各測定プローブは、前記電極プレートに対する取り付けと取り外しとが可能であり、前記複数の測定プローブのうちの１つが、前記電極プレートに取り付けられてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、複数の測定プローブにおいて、電極プレートに取り付けられる測定プローブを変更することによって、測定プローブの長さに応じた位置における測定結果を得ることが可能である。
【００１４】
上記プラズマ状態測定装置において、前記測定電極は、前記支持体に形成された孔を通じて前記測定空間に向けて延びる柱状を有した測定プローブを備え、前記測定プローブの先端が前記測定端であり、前記測定プローブの基端が測定電圧が印加される端部であり、前記測定電極は、前記支持体に対して前記測定空間とは反対側に位置し、前記測定プローブを支持する電極プレートを備え、前記測定プローブは、前記測定プローブの延在方向に沿って前記測定端を前記支持体に対し変位可能に前記電極プレートに支持されていてもよい。上記構成によれば、測定プローブの測定端の位置が測定プローブの延在方向において変位することによって、測定端の位置に応じた測定結果を得ることが可能である。
【００１５】
上記プラズマ状態測定装置において、前記支持体は、前記電極プレートを前記測定空間に対して覆い、かつ、前記測定プローブを通す前記孔を有した板状を有し、前記電極プレートが前記絶縁部材を介して前記支持体に固定されていてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、電極プレートを覆う板状を有した支持体に対して、同じく板状の電極プレートが絶縁部材を介して固定されるため、支持体に対して測定電極が安定に保持されやすく、また、電極プレートと支持体との間に金属膜を形成するための原料が入り込みにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態におけるプラズマ状態測定装置の構造を示す断面図。
【図２】プラズマ状態測定装置を備えるスパッタ装置の模式的な構造を示すブロック図。
【図３】図２が示すスパッタ装置に取り付けられたプラズマ状態測定装置において、支持体の表面と対向する平面視における構造を模式的に示す図。
【図４】試験例１における回転角度とイオン飽和電流との関係を示すグラフ。
【図５】第２実施形態におけるプラズマ状態測定装置の構造を示す断面図。
【図６】第３実施形態におけるプラズマ状態測定装置の構造を示す断面図。
【図７】試験例２における回転角度とイオン飽和電流との関係を示すグラフ。
【図８】試験例２における被スパッタ面でのエロージョンの分布、および、支持体と対向する方向から見た場合のイオン飽和電流の分布を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
図１から図４を参照して、第１実施形態のプラズマ状態測定装置、および、成膜装置を説明する。以下では、プラズマ状態測定装置の構造、成膜装置の一例であるスパッタ装置の構造、および、試験例を順に説明する。
【００１９】
［プラズマ状態測定装置の構造］
図１を参照して、プラズマ状態測定装置の構造を説明する。図１は、プラズマ状態測定装置が備える測定電極を含む平面に沿う断面構造を示している。
【００２０】
図１が示すように、プラズマ状態測定装置１０は、支持体１１、絶縁部材１２、測定電極１３、および、保護部材１４を備えている。測定電極１３は、測定空間Ｓに露出した測定端１３ａ１を有している。測定電極１３は、絶縁部材１２を介して支持体１１に固定される。保護部材１４は、絶縁部材１２のなかで測定電極１３と接触する部分および当該部分から連なる一部分を、絶縁部材１２と測定電極１３とから離れて測定空間Ｓに対して覆う。
【００２１】
支持体１１は、例えば円板状を有し、スパッタ装置が備えるステージに配置される。支持体１１は、例えば金属製である。支持体１１は、例えばステンレス鋼などによって形成される。支持体１１は、測定空間Ｓに面する表面１１Ｆと、表面１１Ｆとは反対側の面である裏面１１Ｒとを備えている。支持体１１は、表面１１Ｆおよび裏面１１Ｒにそれぞれ窪み１１ａを有している。表面１１Ｆの窪み１１ａと裏面１１Ｒの窪み１１ａとは、支持体１１の厚さ方向から見て重なっている。支持体１１は、さらに、窪み１１ａ間を貫通する貫通孔１１ｂを備えている。表面１１Ｆと対向する平面視において、窪み１１ａの外形、および、貫通孔１１ｂの外形は円状であるが、円状以外の他の形状でもよい。
【００２２】
プラズマ状態測定装置１０は、２つの絶縁部材１２を備えている。２つの絶縁部材１２は、支持体１１の厚さ方向において、支持体１１を挟んでいる。支持体１１の表面１１Ｆと対向する平面視において、各絶縁部材１２は、例えば円筒状を有している。絶縁部材１２は、筒状であれば、円筒状以外の他の形状を有してもよい。
【００２３】
２つの絶縁部材１２は、第１絶縁部材１２ａおよび第２絶縁部材１２ｂである。支持体１１の厚さ方向から見て、第１絶縁部材１２ａの一部が、支持体１１の表面１１Ｆが有する窪み１１ａに嵌まっている。一方で、第２絶縁部材１２ｂの一部が、支持体１１の裏面１１Ｒが有する窪み１１ａに嵌まっている。絶縁部材１２は、例えば、セラミックスまたは合成樹脂によって形成される。絶縁部材１２は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）によって形成される。
【００２４】
保護部材１４は、例えば有蓋円筒状を有している。保護部材１４は、筒状であり、かつ、蓋部を有していれば、有蓋円筒状以外の他の形状を有してもよい。保護部材１４は、支持体１１の表面１１Ｆに位置する絶縁部材１２を、支持体１１の窪み１１ａと保護部材１４とが形成する空間内に収容している。そのため、保護部材が板状を有する場合と比べて、支持体１１の表面１１Ｆに位置する絶縁部材１２に金属膜が堆積することが抑えられる。結果として、絶縁部材１２に堆積した金属膜と測定電極１３とが電気的に接続することが抑えられる。保護部材１４の蓋部は、蓋部の厚さ方向に沿って蓋部を貫通する貫通孔を有している。保護部材１４は、例えば金属製である。保護部材１４は、例えばステンレス鋼によって形成される。
【００２５】
本実施形態において、測定電極１３は、測定プローブ１３ａ、第１固定部材１３ｂ、および、第２固定部材１３ｃによって形成されている。測定プローブ１３ａは、支持体１１の厚さ方向に沿って延びる形状を有している。測定プローブ１３ａは、保護部材１４、第１絶縁部材１２ａ、支持体１１、および、第２絶縁部材１２ｂを記載の順に貫通している。測定プローブ１３ａにおいて、測定空間Ｓに露出する端部が測定端１３ａ１であり、測定端１３ａ１とは反対側の端部が電源に接続される接続端１３ａ２である。接続端１３ａ２には、電源によって電圧が印加される。測定プローブ１３ａは、金属製である。測定プローブ１３ａは、例えばステンレス鋼によって形成される。測定プローブ１３ａは、例えばねじである。
【００２６】
第１固定部材１３ｂは、支持体１１の厚さ方向から見て、保護部材１４と第１絶縁部材１２ａとの間に位置している。第１固定部材１３ｂは、測定プローブ１３ａを第１絶縁部材１２ａに固定するための部材である。支持体１１の表面１１Ｆ対向する平面視において、第１固定部材１３ｂは、例えば円環状を有している。第１固定部材１３ｂは、環状を有していれば、円環状以外の他の形状を有してもよい。第１固定部材１３ｂは、金属製である。第１固定部材１３ｂは、例えばステンレス鋼から形成される。第１固定部材１３ｂは、例えばワッシャーである。
【００２７】
第２固定部材１３ｃは、支持体１１の厚さ方向から見て、支持体１１とともに第２絶縁部材１２ｂを挟んでいる。第２固定部材１３ｃは、支持体１１の厚さ方向において、測定プローブ１３ａの測定端１３ａ１とともに、保護部材１４、第１絶縁部材１２ａ、支持体１１、および、第２絶縁部材１２ｂを挟むことによって、保護部材１４、および、一対の絶縁部材１２を支持体１１に対して固定するための部材である。支持体１１の表面１１Ｆと対向する平面視において、第２固定部材１３ｃは、例えば円環状を有している。第２固定部材１３ｃは、環状を有していれば、円環状以外の他の形状を有してもよい。第２固定部材１３ｃは、金属製である。第２固定部材１３ｃは、例えばステンレス鋼から形成される。第２固定部材１３ｃは、例えばナットである。
【００２８】
このように、本実施形態では、第１固定部材１３ｂが第１絶縁部材１２ａに接触する部分が、測定電極１３が絶縁部材１２に接触する部分であり、かつ、第２固定部材１３ｃが第２絶縁部材１２ｂに接触する部分が、測定電極１３が絶縁部材１２に接触する部分である。また、第１絶縁部材１２ａが有する外周面のなかで、測定電極１３に接触する接触部から連続する部分が、接触部から連なる一部分である。第２絶縁部材１２ｂが有する外周面のなかで、測定電極１３に接触する接触部から連続する部分が、接触部から連なる一部分である。そして、第１絶縁部材１２ａのなかで、接触部、および、当該接触部に連なる一部分が、保護部材１４によって覆われる部分である。一方で、第２絶縁部材１２ｂのなかで、接触部、および、当該接触部に連なる一部分は、支持体１１によって覆われている。
【００２９】
このように、絶縁部材１２のなかで測定電極１３と接触する部分および当該部分から連なる一部分が測定空間Ｓに対して保護部材１４によって覆われる。そのため、金属膜の原料が測定空間Ｓ中に含まれる場合に、絶縁部材１２に金属膜が堆積すること、および、堆積した金属膜と測定電極１３とが電気的に接続されることが抑えられる。
【００３０】
第２固定部材１３ｃは、さらに、測定プローブ１３ａの接続端１３ａ２に、電源に接続される配線Ｗを接続させる。第２固定部材１３ｃは、測定プローブ１３ａの外周面と、第２固定部材１３ｃの内周面との間に配線Ｗを挟むことによって、外周面と内周面との間に配線Ｗを固定する。
【００３１】
なお、プラズマ状態測定装置１０が備える金属製の部材は、上述したステンレス鋼に限らず、例えば、アルミニウムから形成されてもよい。
【００３２】
［スパッタ装置の構造］
図２を参照して、スパッタ装置の構造を説明する。
図２が示すように、スパッタ装置２０は、プラズマ状態測定装置１０を備えている。なお、図２が示す例では、プラズマ状態測定装置１０が、３つの測定電極１３を備えているが、測定電極１３の数は、１つ以上であれば、２つ以下でもよいし４つ以上でもよい。スパッタ装置２０は、プラズマが生成される空間を区画する真空槽２１を備えている。真空槽２１が区画する空間が、上述した測定空間Ｓである。測定空間Ｓは、金属膜の原料が含まれる空間であり、本実施形態では、金属から形成されるスパッタ粒子が飛行する空間である。真空槽２１内には、支持体１１を支持するステージ２２が配置されている。ステージ２２は、プラズマ状態測定装置１０が備える支持体１１を、ステージ２２の中心を通る回転軸を中心とした回転が可能な状態で支持する。なお、スパッタ装置２０において処理対象に対する成膜が行われる場合には、ステージ２２は、処理対象を支持する。
【００３３】
真空槽２１内において、ステージ２２と対向する位置には、ターゲット２３が位置している。ターゲット２３が備える被スパッタ面が、測定空間Ｓに露出している。ターゲット２３は、金属製である。ターゲット２３には、直流電源２４が接続されている。ターゲット２３に対してステージ２２とは反対側には、磁気回路２５が位置している。磁気回路２５は、被スパッタ面に漏洩磁場を形成する。スパッタ装置２０は、ターゲット２３の被スパッタ面と対向する平面視において、ターゲットの中心を通る回転軸を中心として磁気回路２５を回転させる回転機構を有している。
【００３４】
スパッタ装置２０は、排気部２６およびスパッタガス供給部２７をさらに備えている。排気部２６は、真空槽２１内を所定の圧力まで減圧する。排気部２６は、例えばポンプとバルブとを備えている。スパッタガス供給部２７は、真空槽２１の外部に位置するガスボンベに接続されている。スパッタガス供給部２７は、例えばマスフローコントローラーであり、真空槽２１内にスパッタガスを所定の流量で供給する。
【００３５】
スパッタ装置２０は、プラズマ状態測定装置１０の測定電極１３に接続される直流電源２８を備えている。直流電源２８は、各測定電極１３に１つずつ接続される。そのため、図２が示す例では、スパッタ装置２０は、３つの直流電源２８を備えている。
【００３６】
スパッタ装置２０では、プラズマ状態測定装置１０がスパッタ装置２０に搭載された後に、排気部２６によって真空槽２１内が所定の圧力まで減圧される。次いで、スパッタガス供給部２７が所定の流量でスパッタガスを真空槽２１内に供給し、その後に、直流電源２４がターゲット２３に直流電圧を印加する。これにより、ターゲット２３の被スパッタ面における近傍にスパッタガスからプラズマが生成される。プラズマ中の正イオンがターゲット２３の被スパッタ面に衝突することによって、ターゲット２３からスパッタ粒子が放出される。
【００３７】
図３は、スパッタ装置２０に搭載されたプラズマ状態測定装置１０の支持体１１を、支持体１１の表面１１Ｆと対向する方向から見た構造を示している。なお、図３では、測定電極１３が円によって模式的に示され、かつ、プラズマ状態測定装置１０が備える保護部材１４の図示が省略されている。
【００３８】
図３が示す例では、支持体１１は、円板状を有している。支持体１１の表面１１Ｆと対向する平面視において、３つの測定電極１３は、支持体１１の中心１１Ｃを通る同一の直線上に位置している。３つの測定電極１３は、等間隔で並び、かつ、３つの測定電極１３のうちの１つが、支持体１１の中心１１Ｃに位置している。
【００３９】
上述したように、ステージ２２は、支持体１１の中心１１Ｃを通る回転軸を中心とする支持体１１の回転が可能な状態で、支持体１１を支持している。図３が示す例では、支持体１１は、左回りに回転する。支持体１１の回転角度θを表現する場合に、支持体１１の表面１１Ｆと対向する平面視において、全ての測定電極１３が、紙面の左右方向に沿って延び、かつ、支持体１１の中心１１Ｃを通る直線状に位置する場合の回転角度θを０°に設定する。０°に対して左回りに回転した回転角度θを正の値で示し、０°に対して右回りに回転した回転角度θを負の値で示すことが可能である。
【００４０】
［試験例１］
図４を参照して、試験例１を説明する。以下に説明する試験例１では、各測定電極にバイアス電圧を印加することによって、測定電極におけるイオン飽和電流を測定した。
３つの測定電極を備えるプラズマ状態測定装置をスパッタ装置に搭載し、各測定電極を流れるイオン飽和電流を、以下の条件で測定した。
【００４１】
・ターゲット                      アルミニウムターゲット
・ターゲットの直径                ３００ｍｍ
・スパッタガス                    アルゴンガス
・支持体                          ステンレス鋼製
・支持体直径                      ３００ｍｍ
・測定電極                        ステンレス鋼製
・測定端直径                      １０ｍｍ
・ターゲットと測定端との間の距離  ４５ｍｍ
・真空槽内の圧力                  ０．３０Ｐａ
・ターゲットへの供給電力          ６ｋＷ（３秒間）
・測定電極に印加するバイアス電圧  −１００Ｖ
【００４２】
なお、３つの測定電極は、支持体の表面と対向する平面視において、支持体の中心に位置する中心電極、支持体の径方向において、最も外側に位置する外側電極、および、支持体の径方向において、中心電極と外側電極との間に位置する中間電極であった。そして、支持体の径方向において、中間電極を支持体の中心から７０ｍｍの位置に配置し、外側電極を支持体の中心から１４０ｍｍの位置に配置した。また、イオン飽和電流を測定する際には、磁気回路の位置を、ターゲットと支持体とが対向する方向から見て、支持体の回転角度θが０°である場合に、３つの測定電極と磁気回路とが重なる位置に固定した。一方で、イオン飽和電流を測定する際には、支持体を回転させ、かつ、各回転角度での各測定電極におけるイオン飽和電流を測定した。
【００４３】
図４が示すように、中心電極におけるイオン飽和電流は、支持体の回転角度θによらずほぼ一定であることが認められた。また、中間電極におけるイオン飽和電流は、回転角度が±６０°である場合に極大値を有し、回転角度が０°である場合に極小値を有することが認められた。また、中間電極におけるイオン飽和電流は、回転角度θが６０°以上１８０°以下である場合には、回転角度θが大きくなるにつれて次第に小さくなることが認められた。さらには、中間電極におけるイオン飽和電流は、回転角度θが−１８０°以上−６０°以下である場合には、回転角度θの絶対値が大きくなるにつれて次第に小さくなることが認められた。外側電極におけるイオン飽和電流は、回転角度θが０°近傍である場合に極大値を有することが認められた。
【００４４】
このように、各測定電極によれば、プラズマが生成された真空槽内に配置されることによって、イオン飽和電流が測定可能であることが認められた。また、プラズマ状態測定装置によるイオン飽和電流の測定をターゲットの積算電力量が１．２ｋＷｈに到るまで行った場合でも、１回目から積算電力量１．２ｋＷｈ投入するまでの各測定において、１回目に測定した結果と同様の傾向を有した結果が得られることが認められた。
【００４５】
なお、試験例１によるように、プラズマ状態測定装置によれば、スパッタ装置に搭載された磁気回路に応じたイオン飽和電流を測定することが可能である。そのため、プラズマ状態測定装置の測定結果に基づいて、所望とする磁気回路を選定することが可能でもある。
【００４６】
以上説明したように、第１実施形態のプラズマ状態測定装置、および、成膜装置によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）絶縁部材１２のなかで測定電極１３と接触する部分および当該部分から連なる一部分が測定空間Ｓに対して保護部材１４によって覆われる。そのため、金属膜の原料が測定空間Ｓ中に含まれる場合に、絶縁部材１２に金属膜が堆積すること、および、堆積した金属膜と測定電極１３とが電気的に接続されることが抑えられる。
【００４７】
なお、上述した第１実施形態は、以下のように変更することができる。
［保護部材］
・上述した実施形態では、保護部材１４として、有蓋筒状を有した部材を例示した。これに限らず、保護部材１４は、保護部材１４によって、絶縁部材１２のなかで測定電極１３に接触する部分および当該部分から連なる一部分を覆うことが可能であれば、板状でもよいし、半球状でもよい。
【００４８】
［プラズマ状態測定装置］
・プラズマ状態測定装置１０は、処理対象を支持するステージ２２に限らず、例えば、真空槽２１内に配置された部材、および、真空槽２１の壁部などに支持されてもよい。真空槽２１内に配置された部材は、例えば、真空槽２１の壁部、および、ステージ２２などに金属膜が堆積することを抑えるための防着板であってよい。この場合には、真空槽２１内において処理対象に対して成膜が行われている間であっても、プラズマ状態測定装置１０によってイオン飽和電流を測定することが可能である。
【００４９】
・処理対象に対して成膜が行われている間にプラズマ状態測定装置１０によってイオン飽和電流を測定する場合には、プラズマ状態測定装置１０を処理対象に対する着膜量、すなわち、薄膜の厚さを監視する装置として用いることが可能である。例えば、イオン飽和電流の積分値を処理対象に対する着膜量と見なすことが可能である。また、積分値における傾きを成膜レートと見なすことが可能である。なお、処理対象に対する着膜量からターゲットの消費量を把握することができる。そのため、イオン飽和電流の測定結果を用いて、ターゲットを交換するタイミングを決定することも可能である。
【００５０】
［成膜装置］
・プラズマ状態測定装置１０は、成膜装置の一例であるスパッタ装置に限らず、プラズマＣＶＤ装置、および、イオンプレーティング装置などの他の成膜装置に搭載されてもよい。
【００５１】
［第２実施形態］
図５を参照して、第２実施形態のプラズマ状態測定装置を説明する。
第２実施形態のプラズマ状態測定装置は、第１実施形態のプラズマ状態測定装置と比べて、支持体が、絶縁部材のなかで測定電極と接触する部分を測定空間に対して覆っている点が異なっている。以下では、プラズマ状態測定装置の構造を説明する。
【００５２】
［プラズマ状態測定装置の構造］
図５が示すように、プラズマ状態測定装置３０は、絶縁部材３１、測定電極３２、および、支持体３３を備えている。測定電極３２は、測定空間Ｓに露出した測定端３２ａを有している。支持体３３には、測定電極３２が絶縁部材３１を介して固定され、支持体３３は、絶縁部材３１のなかで測定電極３２と接触する部分および当該部分から連なる一部分を測定空間Ｓに対して覆っている。本実施形態において、支持体３３は、支持体３３の厚さ方向に沿って支持体３３を貫通する第１孔３３ａと、２つの第２孔３３ｂとを有している。
【００５３】
測定電極３２は、測定プローブ４１を備えている。測定プローブ４１は、支持体３３に形成された第１孔３３ａを通じて測定空間Ｓに向けて延びる柱状を有している。測定プローブ４１の先端４１ａが上述した測定端３２ａであり、測定プローブ４１の基端４１ｂが、測定電圧が印加される接続端である。測定プローブ４１は、第１実施形態の測定プローブ１３ａと同様、金属製である。測定プローブ４１は、例えばステンレス鋼から形成される。測定プローブ４１は、例えばねじである。測定プローブ４１は、基端４１ｂを含む柱状部４１ｃと、先端４１ａとしての頭部とを備えている。測定プローブ４１が延びる方向から見て、頭部は、柱状部４１ｃからはみ出している。
【００５４】
測定電極３２は、電極プレート４２を備えている。電極プレート４２は、支持体３３に対して測定空間Ｓとは反対側に位置し、測定プローブ４１を支持している。電極プレート４２は、支持体３３が広がる平面と対向する方向から見て、例えば円板状を有している。電極プレート４２は、板状を有していれば、円板状以外の他の形状を有してもよい。電極プレート４２は、電極プレート４２の厚さ方向において電極プレート４２を貫通する第１孔４２ａと、２つの第２孔４２ｂとを有している。電極プレート４２は、第１孔４２ａを通る測定プローブ４１を支持している。
【００５５】
測定電極３２は、第１固定部材４３を備えている。第１固定部材４３は、支持体３３が広がる平面と対向する平面視において、環状を有している。第１固定部材４３は、測定プローブ４１の基端４１ｂに通されることによって、測定プローブ４１を電極プレート４２に固定している。第１固定部材４３は、金属製である。第１固定部材４３は、例えばステンレス鋼によって形成されている。第１固定部材４３は、例えばナットである。第１固定部材４３は、さらに、測定プローブ４１の基端４１ｂに、電源に接続される配線Ｗを接続させる。第１固定部材４３は、測定プローブ４１の外周面と第１固定部材４３の内周面との間に配線Ｗを挟むことによって、外周面と内周面との間に配線Ｗを固定する。
【００５６】
支持体３３は、２つの第２固定部材３３ｃを備えている。各第２固定部材３３ｃは、電極プレート４２が備える第２孔４２ｂに１つずつ通されている。さらに、各第２固定部材３３ｃは、支持体３３が備える第２孔３３ｂに１つずつ通されている。各第２固定部材３３ｃは、支持体３３と電極プレート４２とが並ぶ方向に沿って延びる柱状部３３ｃ１と、柱状部３３ｃ１の基端に位置する頭部３３ｃ２とを備えている。支持体３３と電極プレート４２とが並ぶ方向から見て、頭部３３ｃ２は、柱状部３３ｃ１からはみ出している。
【００５７】
各第２固定部材３３ｃが延びる方向において、第２固定部材３３ｃの頭部３３ｃ２と電極プレート４２との間に絶縁部材３１が位置し、かつ、電極プレート４２と支持体３３との間に絶縁部材３１が位置している。これにより、電極プレート４２が絶縁部材３１を介して支持体３３に固定されている。そのため、各絶縁部材３１と電極プレート４２とが接触する部分が、絶縁部材３１のなかで測定電極３２に接触する接触部であり、かつ、絶縁部材３１の外周面のなかで、接触部から連続する部分が、接触部から連なる一部分である。
【００５８】
支持体３３は、電極プレート４２を測定空間Ｓに対して覆い、かつ、測定プローブ４１を通す第１孔３３ａを有した板状を有している。支持体３３は、第１実施形態の支持体１１と同様、金属製である。支持体３３は、例えばステンレス鋼によって形成されている。
【００５９】
このように、電極プレート４２を覆う板状を有した支持体３３に対して、同じく板状の電極プレート４２が絶縁部材３１を介して固定されるため、支持体３３に対して測定電極３２が安定に保持されやすく、また、電極プレート４２と支持体３３との間に金属膜を形成するための原料が入り込みにくい。
【００６０】
プラズマ状態測定装置３０は、保護管３４をさらに備えている。保護管３４は、測定プローブ４１が延びる方向に沿って延びる筒状を有している。保護管３４は、支持体３３の第１孔３３ａに嵌め込まれている。保護管３４の一部は、測定プローブ４１が延びる方向において、支持体３３よりも測定空間Ｓに向けて突き出ている。これにより、保護管３４は、測定プローブ４１が備える柱状部４１ｃのなかで、支持体３３を通る部分と、支持体３３よりも突き出た部分とを覆っている。保護管３４は、金属製である。保護管３４は、例えばステンレス鋼によって形成される。
【００６１】
本実施形態では、測定電極３２が測定プローブ４１を複数備えている。複数の測定プローブ４１において、測定プローブ４１の延在方向における長さが互いに異なっている。測定プローブ４１の延在方向は、電極プレート４２と支持体３３とが並ぶ方向である。各測定プローブ４１は、電極プレート４２に対する取り付けと取り外しとが可能である。複数の測定プローブ４１のうちの１つが、電極プレート４２に取り付けられる。
【００６２】
そのため、複数の測定プローブ４１において、電極プレート４２に取り付けられる測定プローブ４１を変更することによって、測定プローブ４１の長さに応じた位置における測定結果を得ることが可能である。
【００６３】
電極プレート４２には、各タイミングにおいて、複数の測定プローブ４１のうちの１つの測定プローブ４１のみが取り付けられる。すなわち、測定電極３２は、１つの測定プローブ４１が電極プレート４２に取り付けられる状態と、他の測定プローブ４１が電極プレート４２に取り付けられる状態とを同時には有しない。
【００６４】
本実施形態では、プラズマ状態測定装置３０は、１つの測定電極３２当たりに測定プローブ４１と同数の保護管３４をさらに備えている。複数の保護管３４において、測定プローブ４１の延在方向における長さが互いに異なっている。各保護管３４は、複数の測定プローブ４１における１つの測定プローブ４１に紐付けられている。各保護管３４は、当該保護管３４が紐付けられた測定プローブ４１の柱状部４１ｃのなかで、支持体３３を通る部分と、支持体３３よりも突き出た部分とを覆うことが可能な長さを有している。
【００６５】
これにより、測定プローブ４１の柱状部４１ｃに金属膜が堆積すること、および、柱状部４１ｃが通る第１孔３３ａを通じて、支持体３３と電極プレート４２との間にスパッタ粒子が入り込むことが抑えられる。
【００６６】
以上説明したように、第２実施形態のプラズマ状態測定装置によれば、上述した（１）の効果に加えて、以下に記載の効果を得ることができる。
（２）複数の測定プローブ４１において、電極プレート４２に取り付けられる測定プローブ４１を変更することによって、測定プローブ４１の長さに応じた位置における測定結果を得ることが可能である。
【００６７】
（３）電極プレート４２を覆う板状を有した支持体３３に対して、同じく板状の電極プレート４２が絶縁部材３１を介して固定されるため、支持体３３に対して測定電極３２が安定に保持されやすく、また、電極プレート４２と支持体３３との間に金属膜を形成するための原料が入り込みにくい。
【００６８】
なお、上述した第２実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
［測定電極］
・測定プローブ４１は、測定プローブ４１の延在方向に沿って測定端３２ａを支持体３３に対し変位可能に電極プレート４２に支持されてもよい。すなわち、測定プローブ４１は、支持体３３と測定端３２ａとの間の距離を変更することが可能な状態で、電極プレート４２に取り付けられてもよい。これにより、測定空間Ｓにおける測定端３２ａの位置を変更することが可能である。
【００６９】
それゆえに、上述した構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（４）測定プローブ４１の測定端３２ａの位置が測定プローブ４１の延在方向において変位することによって、測定端３２ａの位置に応じた測定結果を得ることが可能である。
【００７０】
なお、測定プローブ４１が、測定端３２ａを支持体３３に対し変位可能に電極プレート４２に支持される場合には、保護管３４が、筒端を支持体３３に対し変位可能に支持体３３に支持されてもよい。これにより、測定端３２ａの位置に関わらず、保護管３４が、測定プローブ４１の柱状部４１ｃを覆うことが可能である。また、測定プローブ４１が、測定端３２ａを支持体３３に対し変位可能に電極プレート４２に支持される場合には、プラズマ状態測定装置３０は、保護管３４の延在方向における長さが互いに異なる複数の保護管３４を備えてもよい。
【００７１】
・測定電極３２は、測定プローブ４１を１つのみ備えてもよい。この場合であっても、測定電極３２が絶縁部材３１に接触する部分が支持体３３によって覆われるため、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。
【００７２】
［電極プレート］
・測定電極３２は、電極プレート４２に代えて、測定プローブ４１を支持体３３に固定するための柱状部材を備えてもよい。この場合には、柱状部材が、測定プローブ４１が通る貫通孔、および、第２固定部材３３ｃが通る貫通孔を有し、かつ、柱状部材と第２固定部材３３ｃとの間、および、柱状部材と支持体３３との間に絶縁部材３１が位置していればよい。
【００７３】
［保護管］
・プラズマ状態測定装置３０は、保護管３４を備えていなくてもよい。この場合であっても、絶縁部材３１が支持体３３によって覆われるため、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。
【００７４】
［第３実施形態］
図６から図８を参照して、第３実施形態のプラズマ状態測定装置を説明する。
第３実施形態のプラズマ状態測定装置は、第２実施形態のプラズマ状態測定装置と比べて、測定プローブの構造および保護管の構造が異なっている。そのため以下では、第２実施形態との相違点を詳しく説明する一方で、第３実施形態において第２実施形態と共通する構造には、第２実施形態と同一の符号を付すことによって、その詳しい説明を省略する。また、以下では、プラズマ状態測定装置の構造、および、試験例を順に説明する。
【００７５】
［プラズマ状態測定装置の構造］
図６を参照して、プラズマ状態測定装置の構造を説明する。
図６が示すように、プラズマ状態測定装置５０は、第２実施形態のプラズマ状態測定装置３０と同様、絶縁部材３１、測定電極３２、および、支持体３３を備えている。
【００７６】
測定電極３２は、測定プローブ５１を備えている。測定プローブ５１は、支持体３３に形成された第１孔３３ａを通じて測定空間Ｓに向けて延びる柱状を有している。測定プローブ５１の先端が測定端５１ａであり、測定プローブ５１の基端が接続端５１ｂである。プラズマ状態測定装置５０は、保護管５２をさらに備えている。保護管５２は、支持体３３に固定されて、第１孔３３ａから測定空間Ｓに向けて延びている。保護管５２は、測定プローブ５１が通る管状を有し、かつ、測定端５１ａが保護管５２の内部に位置している。
【００７７】
測定端５１ａが保護管５２の内部に位置するため、測定端５１ａに向けた粒子の指向性を保護管５２の延在方向とすることができ、プラズマ状態測定装置５０によって、粒子の流れる方向が加味された測定結果を得ることが可能である。
【００７８】
測定端５１ａが含む端面と、保護管５２の筒端との間の距離は、例えば数ｍｍに設定することが可能である。なお、測定端５１ａの端面は、保護管５２の筒端から突き出ていなければよいため、測定端５１ａの端面と、保護管５２の筒端とは同一の平面上に位置してもよい。ただし、測定端５１ａに対する金属膜の堆積を抑える観点、および、１つの測定プローブ５１と他の測定プローブ５１との干渉を抑える観点では、測定端５１ａの端面は、保護管５２の筒端よりも支持体３３寄りに位置することが好ましい。
【００７９】
本実施形態の測定電極３２は、第２実施形態の測定電極３２と同様、測定プローブ５１の延在方向における長さが互いに異なる複数の測定プローブ５１を備えることが可能である。
【００８０】
プラズマ状態測定装置５０は、第３固定部材５３をさらに備えている。第３固定部材５３は、保護管５２が延びる方向から見て、環状を有している。第３固定部材５３は、保護管５２が延びる方向から見て、保護管５２よりも外側に位置している。第３固定部材５３の内周面が保護管５２の外周面に接し、かつ、第３固定部材５３は、支持体３３に接している。これにより、第３固定部材５３は、支持体３３に対して保護管５２を固定している。
【００８１】
［試験例２］
図７および図８を参照して、試験例２を説明する。
［イオン飽和電流］
プラズマ状態測定装置が８つの測定電極を備え、各測定電極を囲む保護管の筒端とターゲットとの間の距離、すなわち測定距離を１５ｍｍに設定した以外は、上述した試験例１と同一の条件で、各測定電極におけるイオン飽和電流を測定した。なお、保護管の筒端と測定端の端面との間の距離を５ｍｍに設定した。
【００８２】
支持体の表面と対向する平面において、支持体の径方向に沿い、かつ、支持体の中心から外縁に向かう方向に沿って、第１測定電極から第８測定電極を等しい間隔で配置した。詳細には、第１測定電極を支持体の中心に配置し、第２測定電極を支持体の中心から２０ｍｍの位置に配置し、第３測定電極を支持体の中心から４０ｍｍの位置に配置し、第４電極を支持体の中心から６０ｍｍの位置に配置した。そして、第５測定電極を支持体の中心から８０ｍｍの位置に配置し、第６測定電極を支持体の中心から１００ｍｍの位置に配置し、第７測定電極を支持体の中心から１２０ｍｍの位置に配置し、第８測定電極を支持体の中心から１４０ｍｍの位置に配置した。
【００８３】
図７が示すように、第１測定電極におけるイオン飽和電流は、支持体の回転角度θによらずほぼ一定であることが認められた。第２測定電極におけるイオン飽和電流は、回転角度θがほぼ±９０°である場合に極大値を有し、回転角度θが０°である場合に極小値を有することが認められた。第３測定電極におけるイオン飽和電流は、回転角度θがほぼ±７５°である場合に極大値を有し、回転角度θが０°である場合に極小値を有することが認められた。第４測定電極におけるイオン飽和電流は、回転角度θがほぼ±６０°である場合に極大値を有し、回転角度θが０°である場合に極小値を有することが認められた。
【００８４】
第５測定電極におけるイオン飽和電流は、回転角度θがほぼ±５０°である場合に極大値を有し、回転角度θが０°である場合に極小値を有することが認められた。第６測定電極におけるイオン飽和電流は、回転角度θがほぼ±４０°である場合に極大値を有し、回転角度θが０°である場合に極小値を有することが認められた。第７測定電極におけるイオン飽和電流は、回転角度θが０°である場合に極大値を有することが認められた。第８測定電極におけるイオン飽和電流は、回転角度θが０°である場合に極大値を有することが認められた。
【００８５】
このように、試験例１と同様、各測定電極によれば、プラズマが生成された真空槽内に配置されることによって、イオン飽和電流が測定可能であることが認められた。また、プラズマ状態測定装置によるイオン飽和電流の測定をターゲットの積算電力量が１．２ｋＷｈに到るまで行った場合でも、１回目から積算電力量１．２ｋＷｈ投入するまでの各測定において、１回目に測定した結果と同様の傾向を有した結果が得られることが認められた。
【００８６】
［イオン飽和電流の分布］
測定距離を２７ｍｍに設定して各測定電極におけるイオン飽和電流を測定した。また、測定距離を４５ｍｍに設定して各測定電極におけるイオン飽和電流を測定した。
【００８７】
図８（ａ）は、ターゲットの被スパッタ面と対向する平面視における被スパッタ面でのエロ−ジョンの分布を示している。なお、図８（ａ）が示すエロ−ジョンの分布は、スパッタ装置にプラズマ状態測定装置が搭載されない状態で、上述した試験例１と同様の条件で８時間にわたって放電した場合の分布である。なお、ターゲットに対する積算電力量は、５０ｋＷｈであった。被スパッタ面の近傍に生成されるプラズマの密度が高くなるほど、被スパッタ面のエロージョンが大きくなる。そのため、被スパッタ面におけるエロージョンの分布は、被スパッタ面の近傍に形成されるプラズマの密度における分布、ひいては、イオン飽和電流の分布を反映していると言える。
【００８８】
図８（ａ）において、基準領域Ｒ０は、被スパッタ面のなかで、エロージョンがほぼ生じていない領域であり、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、および、第３領域Ｒ３では、先に記載される領域ほど、エロージョンが大きい。
【００８９】
図８（ｂ）から図８（ｄ）は、支持体と対向する平面視におけるイオン飽和電流の分布を示している。図８（ｂ）は、測定距離が１５ｍｍである場合のイオン飽和電流の分布を示し、図８（ｃ）は、測定距離が２７ｍｍである場合のイオン飽和電流の分布を示し、図８（ｄ）は、測定距離が４５ｍｍである場合のイオン飽和電流の分布を示している。
【００９０】
図８（ｂ）から図８（ｄ）において、基準領域Ｒ０は、イオン飽和電流がほぼ０である領域であり、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、第３領域Ｒ３、および、第４領域Ｒ４では、先に記載される領域ほど、イオン飽和電流が大きい。
【００９１】
図８（ａ）から図８（ｄ）が示すように、プラズマ状態測定装置によって測定されたイオン飽和電流の分布には、測定距離に関わらず、被スパッタ面におけるエロージョンの分布が引き写されていることが認められた。すなわち、プラズマ状態測定装置によれば、プラズマ状態測定装置が備える保護管、および、保護管内に位置する測定電極が測定領域に露出していても、真空槽内に生成されるプラズマの状態が、保護管および測定電極によって乱されないことが認められた。このように、プラズマ状態測定装置によれば、真空槽内に生成されたプラズマの状態がほぼそのまま反映されるようにイオン飽和電流を測定することが可能である。
【００９２】
以上説明したように、第３実施形態のプラズマ状態測定装置によれば、上述した（１）から（３）の効果に加えて、以下に記載の効果を得ることができる。
（５）測定端５１ａが保護管５２の内部に位置するため、測定端５１ａに向けた粒子の指向性を保護管５２の延在方向とすることができ、プラズマ状態測定装置５０によって、粒子の流れる方向が加味された測定結果を得ることが可能である。
【００９３】
なお、上述した第３実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
［測定電極］
・第２実施形態と同様、測定プローブ５１は、測定プローブ５１の延在方向に沿って測定端５１ａを保護管５２に対し変位可能に電極プレート４２に支持されてもよい。この場合には、上述した（４）に準じた効果を得ることができる。また、この場合には、保護管５２が、筒端を支持体３３に対し変位可能に支持体３３に支持されてもよい。また、プラズマ状態測定装置５０は、保護管５２の延在方向における長さが互いに異なる複数の保護管５２を備えてもよい。
【００９４】
・第２実施形態と同様、測定電極３２は、測定プローブ５１を１つのみ備えてもよい。この場合であっても、測定電極３２が絶縁部材３１に接触する部分が支持体３３によって覆われるため、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。
【００９５】
［第３固定部材］
・支持体３３に対する保護管５２の固定が可能であれば、第３固定部材５３は省略されてもよい。
【００９６】
［電極プレート］
・第２実施形態と同様、測定電極３２は、電極プレート４２に代えて、測定プローブ４１を支持体３３に固定するための柱状部材を備えてもよい。この場合には、柱状部材が、測定プローブ４１が通る貫通孔、および、第２固定部材３３ｃが通る貫通孔を有し、かつ、柱状部材と第２固定部材３３ｃとの間、および、柱状部材と支持体３３との間に絶縁部材３１が位置していればよい。
【符号の説明】
【００９７】
１０，３０，５０…プラズマ状態測定装置、１１，３３…支持体、１１ａ…窪み、１１ｂ…貫通孔、１１Ｃ…中心、１１Ｆ…表面、１１Ｒ…裏面、１２，３１…絶縁部材、１２ａ…第１絶縁部材、１２ｂ…第２絶縁部材、１３，３２…測定電極、１３ａ，４１，５１…測定プローブ、１３ａ１，３２ａ，５１ａ…測定端、１３ａ２，５１ｂ…接続端、１３ｂ，４３…第１固定部材、１３ｃ，３３ｃ…第２固定部材、１４…保護部材、２０…スパッタ装置、２１…真空槽、２２…ステージ、２３…ターゲット、２４，２８…直流電源、２５…磁気回路、２６…排気部、２７…スパッタガス供給部、３３ａ，４２ａ…第１孔、３３ｂ，４２ｂ…第２孔、３３ｃ１，４１ｃ…柱状部、３３ｃ２…頭部、３４，５２…保護管、４１ａ…先端、４１ｂ…基端、４２…電極プレート、５３…第３固定部材、Ｓ…測定空間、Ｗ…配線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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