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JPH0375629B2 - - Google Patents
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JPH0375629B2 - - Google Patents

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JPH0375629B2
JPH0375629B2 JP1150688A JP1150688A JPH0375629B2 JP H0375629 B2 JPH0375629 B2 JP H0375629B2 JP 1150688 A JP1150688 A JP 1150688A JP 1150688 A JP1150688 A JP 1150688A JP H0375629 B2 JPH0375629 B2 JP H0375629B2
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base
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reactive sputtering
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JP1150688A
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Yoshizo Azuma
Tadashi Kumakiri
Koichiro Akari
Atsushi Munemasa
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SEKIYU SHIGEN KAIHATSU KK
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SEKIYU SHIGEN KAIHATSU KK
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は反応性スパツタリング装置に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to reactive sputtering equipment.

(従来の技術) 物理的蒸着法(PVD)のうち、スパツタリン
グ法は種々の薄膜の形成に用いられており、特に
反応性スパツタリング法を用いれば、TiN、
TiO2等のセラミツク薄膜が形成できる。
(Prior art) Among the physical vapor deposition methods (PVD), the sputtering method is used to form various thin films.In particular, if the reactive sputtering method is used, TiN,
Ceramic thin films such as TiO 2 can be formed.

反応性スパツタリング装置としては第6図や第
7図に示すものがあり、この装置では、容器26
内に、陰極27と陽極28とが対向状に配設さ
れ、陰極27と陽極28上に、夫々、ターゲツト
29と基体30とが備えられている。31はシヤ
ツタである。
As a reactive sputtering device, there is one shown in FIGS. 6 and 7, and in this device, a container 26
Inside, a cathode 27 and an anode 28 are disposed facing each other, and a target 29 and a base 30 are provided on the cathode 27 and anode 28, respectively. 31 is a shutter.

そして、容器26には、容器26内部の気体を
排出させるための排気管32が接続されると共
に、第6図に示すものでは、Ar等の不活性ガス
とN2等の反応ガスとの混合ガスが混合ガス供給
管33を介して容器26の側壁部から導入され
る。
An exhaust pipe 32 is connected to the container 26 for discharging the gas inside the container 26, and in the case shown in FIG. 6, an inert gas such as Ar and a reactive gas such as N 2 are mixed. Gas is introduced from the side wall of the container 26 via a mixed gas supply pipe 33.

又、第7図に示すものでは、不活性ガス供給管
34、と反応ガス導入管35により、不活性ガス
がターゲツト29近傍に、反応ガスが基体30近
傍に、夫々、供給される。
In the system shown in FIG. 7, an inert gas is supplied to the vicinity of the target 29 and a reactive gas is supplied to the vicinity of the substrate 30 by an inert gas supply pipe 34 and a reactive gas introduction pipe 35, respectively.

そして、上記装置では、ターゲツト29の材
料、例えば、純TiをAr等の不活性ガスイオンで
スパツタリング蒸発させ、反応ガスとして、少量
のN2ガスを導入することにより、TiとN2とが反
応して、基体30上にTiNの薄膜が形成される。
In the above device, the material of the target 29, for example, pure Ti, is evaporated by sputtering with inert gas ions such as Ar, and a small amount of N 2 gas is introduced as a reaction gas, so that Ti and N 2 react. As a result, a thin film of TiN is formed on the substrate 30.

この反応性スパツタリング装置において重要な
ことは、均一な組成の薄膜を形成するために、反
応ガスを均一に分布させることである。
What is important in this reactive sputtering apparatus is to uniformly distribute the reactive gas in order to form a thin film with a uniform composition.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記装置では、基体30が平板状で
あれば問題はないのであるが、基体30が円筒
で、その内面に薄膜を形成する場合には、基体3
0内部に外部から反応ガスが供給されるため、基
体30内部に反応ガスが軸心方向に関して均一に
供給されず、どうしても、基体30内部の両端部
側が中央部側よりも反応ガスの濃度がはるかに高
くなり、基体30内周面に、均一な組成の薄膜を
形成できないと云う問題があつた。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above device, there is no problem if the base body 30 is a flat plate, but if the base body 30 is a cylinder and a thin film is to be formed on the inner surface of the base body 30,
Since the reactive gas is supplied from the outside into the interior of the base 30, the reactive gas is not uniformly supplied inside the base 30 in the axial direction, and the concentration of the reactive gas is inevitably much higher at both ends of the base 30 than at the center. Therefore, there was a problem that a thin film having a uniform composition could not be formed on the inner circumferential surface of the substrate 30.

例えば、基体30内周面にTiNの薄膜を形成
した場合、基体30の両端部の30〜50mmの範囲に
はTiNの薄膜が形成されるが、基体30の上記
両端部を除く部分には、殆どTiのみから成る薄
膜が形成されることなる。
For example, when a TiN thin film is formed on the inner circumferential surface of the base 30, the TiN thin film is formed in a range of 30 to 50 mm at both ends of the base 30, but on the part of the base 30 other than the above-mentioned ends. A thin film consisting almost only of Ti is formed.

この原因は、N2ガスが基体30内部の両端部
領域で反応して、消費されてしまい、基体30内
部の中央部までN2ガスが充分に行き届かないた
めである。
This is because the N 2 gas reacts and is consumed at both end regions inside the base 30, and the N 2 gas does not sufficiently reach the center inside the base 30.

本発明は、上記問題を解決できる反応性スパツ
タリング装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a reactive sputtering device that can solve the above problems.

(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するために、本発明が採用し
た手段は、ターゲツト2に筒状基体8が、同心状
に外嵌され、不活性ガス雰囲気中で、ターゲツト
2と基体8間でグロー放電が生起されて、ターゲ
ツト2の材料がスパツタリング蒸発せしめられ、
この蒸発したターゲツト2の材料と基体8内部の
反応ガスとの化合物が薄膜として基体8内周面に
形成されるものにおいて、 基体8内部に、基体8の軸心方向全長にわたる
反応ガス導入管12が基体8の軸心と平行に配設
され、導入管12の基体8内部にある部分に、該
部分の軸心方向全長にわたる部分から略均一に反
応ガスを流出させる流出孔13が形成された点に
ある。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention employs a method in which a cylindrical base 8 is fitted concentrically around the target 2, and in an inert gas atmosphere, A glow discharge is generated between the target 2 and the substrate 8, causing the material of the target 2 to sputter and evaporate;
In a case where a compound of the vaporized material of the target 2 and the reaction gas inside the substrate 8 is formed as a thin film on the inner circumferential surface of the substrate 8, a reaction gas introduction pipe 12 is provided inside the substrate 8 over the entire length in the axial direction of the substrate 8. is arranged parallel to the axis of the base body 8, and an outflow hole 13 is formed in a portion of the introduction tube 12 inside the base body 8 to allow the reaction gas to flow out almost uniformly from the entire length in the axial direction of the inlet tube 12. At the point.

(作用) 基体8内周面に薄膜が形成される場合には、不
活性ガス雰囲気中で、ターゲツト2と基体8間で
グロー放電が生起されて、ターゲツト2の材料が
スパツタリング蒸発せしめられる。
(Function) When a thin film is formed on the inner peripheral surface of the substrate 8, glow discharge is generated between the target 2 and the substrate 8 in an inert gas atmosphere, and the material of the target 2 is sputtered and evaporated.

そして反応ガス導入管12より、基体8内部に
反応ガスが供給され、この反応ガスとターゲツト
2の上記蒸発した材料とが反応して、その化合物
が薄膜として基体8の内周面上に形成される。
Then, a reactive gas is supplied into the base 8 from the reactive gas inlet pipe 12, and this reactive gas reacts with the evaporated material of the target 2 to form a compound as a thin film on the inner circumferential surface of the base 8. Ru.

この場合、導入管12が基体8内部に挿入され
て、基体8の軸心方向全長にわたるものとされ、
導入管12の基体8にある部分には、該部分の軸
心方向略全長にわつて反応ガスを略均一に流出さ
せる流出孔13が形成れているので、基体8内部
に軸心方向全長にわたつて反応ガスを略均一に供
給でき、基体8内周面に、全面にわたつて略均一
な組成の薄膜を形成できる。
In this case, the introduction tube 12 is inserted into the base body 8 and extends over the entire length of the base body 8 in the axial direction,
An outflow hole 13 is formed in a portion of the introduction tube 12 in the base body 8 to allow the reaction gas to flow out almost uniformly over the entire length of the portion in the axial direction. The reactant gas can be supplied substantially uniformly over the entire surface of the substrate 8, and a thin film having a substantially uniform composition can be formed over the entire surface of the substrate 8.

(実施例) 以下、本発明の第1実施例を第1図乃至第3図
の図面に基き説明すれば、第1図において、1は
容器で、陽極ともされている。
(Embodiment) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described based on the drawings of FIGS. 1 to 3. In FIG. 1, numeral 1 denotes a container, which also serves as an anode.

2は円柱状のターゲツトで、純Ti等から成り、
容器2の底部に挿着されて立設状とされている。
ターゲツト2は陰極ともされ、ターゲツト2と容
器1に電源3が接続される。
2 is a cylindrical target made of pure Ti, etc.
It is inserted into the bottom of the container 2 and stands upright.
The target 2 is also used as a cathode, and a power source 3 is connected to the target 2 and the container 1.

4はターンテーブルで、ターゲツト2の下部に
同心状に外嵌されて、容器1に軸受5を介して支
持されている。
A turntable 4 is fitted concentrically to the lower part of the target 2 and supported by the container 1 via a bearing 5.

ターンテーブル4の外周部には歯部が形成され
ており、この歯部にギヤ6を介して電動モータ7
が連動連結され、電動モータ7の駆動により、タ
ーンテーブル4が回転駆動される。
A toothed portion is formed on the outer circumference of the turntable 4, and an electric motor 7 is connected to this toothed portion via a gear 6.
are interlocked and connected, and the turntable 4 is rotationally driven by the drive of the electric motor 7.

8は円筒状基体で、ターンテーブル4上に着脱
自在に載置され、ターゲツト2に同心状に外嵌さ
れている。
Reference numeral 8 denotes a cylindrical base body, which is removably mounted on the turntable 4 and is fitted around the target 2 concentrically.

9は排気管で、容器1内部の気体を排出するも
ので、容器1に接続されている。
Reference numeral 9 denotes an exhaust pipe, which is connected to the container 1 and is used to exhaust gas inside the container 1 .

11は不活性ガス供給管で、容器1の側壁に接
続され、容器1内部にはArガス等の不活性ガス
を供給する。
Reference numeral 11 denotes an inert gas supply pipe, which is connected to the side wall of the container 1 and supplies an inert gas such as Ar gas into the interior of the container 1.

12は反応ガス導入管で、基体8内部にN2
スやO2ガス等の反応ガスを供給するもので、容
器1の側壁部を挿通されると共に、その先端部側
が折曲げられて、第2図にも示すように、基体8
内部にその軸心と平行に挿通され、基体8の軸心
方向全長にわたるものとされている。
Reference numeral 12 denotes a reaction gas introduction tube, which supplies a reaction gas such as N 2 gas or O 2 gas into the inside of the base 8. It is inserted through the side wall of the container 1, and its tip end is bent. As shown in Figure 2, the base 8
It is inserted into the interior parallel to the axis of the base body 8 and extends over the entire length of the base body 8 in the axial direction.

そしせ、導入管12は例えば外径が5〜10mm、
肉厚が0.5〜1mmの中空パイプとされて、先端部
は封止されている。又、導入管12の軸心とター
ゲツト2の外周面間の距離lは、ターゲツト2の
外周面と基体8の内周面間の距離Lの約1/3〜2/5
程度とされ、例えば、Lが20mm、lが6.2〜8.2mm
とされる。
Then, the introduction pipe 12 has an outer diameter of 5 to 10 mm, for example.
It is a hollow pipe with a wall thickness of 0.5 to 1 mm, and the tip is sealed. Further, the distance l between the axis of the introduction tube 12 and the outer circumferential surface of the target 2 is approximately 1/3 to 2/5 of the distance L between the outer circumferential surface of the target 2 and the inner circumferential surface of the base 8.
For example, L is 20mm and L is 6.2 to 8.2mm.
It is said that

第3図にも示すように、導入管12の基体8内
部にある部分には、該部分の軸心方向全長にわた
つて略均一に反応ガスを流出させる多数の流出孔
13が軸心方向に等ピツチで配設されている。
As shown in FIG. 3, the portion of the introduction tube 12 inside the base body 8 has a large number of outflow holes 13 extending in the axial direction to allow the reaction gas to flow out almost uniformly over the entire length of the portion in the axial direction. They are arranged at equal pitches.

流出孔13の直径は例えば0.5〜1.0mmされ、そ
のピツチは10〜40mmとされている。
The diameter of the outflow hole 13 is, for example, 0.5 to 1.0 mm, and the pitch thereof is 10 to 40 mm.

そして、第2図に示すように、ターゲツト2の
軸心方向から視て、ターゲツト2の軸心を中心と
した導入管12の軸心を通る円周15上で、導入
管12の軸心を通る接線16を引いた際に、上記
接線16よりも反ターゲツト2側の領域18を流
出孔13が指向するようにされている。
As shown in FIG. 2, when viewed from the axial direction of the target 2, the axial center of the introducing tube 12 is located on a circumference 15 that passes through the axial center of the introducing tube 12 and is centered on the axial center of the target 2. When a tangent line 16 is drawn, the outflow hole 13 is directed toward a region 18 on the opposite side of the target 2 from the tangent line 16.

上記のように構成した実施例によれば、基体8
内周面にTiNの薄膜を形成する場合には、ター
ゲツト2を純Tiから成るものとし、第1図に示
すような状態で、電動モータ7によりターンテー
ブル4を回転駆動させて、基体8を回転させると
共に、不活性ガス供給管11からArガスを容器
1内部に供給して、容器1内部をArガス雰囲気
にすると共に、反応ガス導入管12から基体8内
部にN2ガスを供給して、その流出孔13から基
体8内周面に向つて流出させる。
According to the embodiment configured as described above, the base 8
When forming a thin film of TiN on the inner circumferential surface, the target 2 is made of pure Ti, and the base 8 is rotated by the electric motor 7 by rotating the turntable 4 in the state shown in FIG. While rotating, Ar gas is supplied to the inside of the container 1 from the inert gas supply pipe 11 to create an Ar gas atmosphere inside the container 1, and N2 gas is supplied to the inside of the substrate 8 from the reaction gas introduction pipe 12. , from the outflow hole 13 toward the inner circumferential surface of the base body 8.

この状態で、ターゲツト2と基体8間でグロー
放電を生起させると、Arガスイオンにより、タ
ーゲツト2の材料である純Tiがスパツタリング
蒸発して、これがN2ガスと反応して、TiとN2
合物であるTiNの薄膜が基体8内周面に形成さ
れる。
In this state, when a glow discharge is generated between the target 2 and the substrate 8, pure Ti, which is the material of the target 2, is sputtered and evaporated by Ar gas ions, which reacts with the N 2 gas to form Ti and N 2 A thin film of TiN, which is a compound, is formed on the inner peripheral surface of the base 8.

この場合、導入管12の先端部が基体8内部に
挿通されて、基体8の軸心方向全長にわたるもの
とされ、導入管12の基体8内部にある部分に
は、該部分の軸心方向全長にわたつて略均一に
N2ガスを流出させる多数の流出孔13が形成さ
れているので、基体8内部に軸心方向全長にわた
つてN2ガスを略均一に供給でき、基体8内周面
に、全面にわたつて略均一な組成のTiNの薄膜
を形成できる。
In this case, the tip of the introduction tube 12 is inserted into the base 8 and extends over the entire axial length of the base 8, and the portion of the introduction tube 12 inside the base 8 has a approximately uniformly over
Since a large number of outflow holes 13 are formed to allow N 2 gas to flow out, N 2 gas can be supplied almost uniformly over the entire length of the base 8 in the axial direction, and the N 2 gas can be supplied to the inner peripheral surface of the base 8 over the entire surface. A thin film of TiN with a substantially uniform composition can be formed.

尚、薄膜を形成する際には、基体8を回転させ
たが、これは、より均一な組成の薄膜を形成する
ためであり、別に、基体8を回転させなくてもよ
い。
Although the substrate 8 was rotated when forming the thin film, this was done in order to form a thin film with a more uniform composition, and there is no need to rotate the substrate 8 separately.

ところで、導入管12の軸心とターゲツト2の
外周面間の距離lをターゲツト2の外周面と基体
8の内周面間の距離Lの1/3〜2/5としたのは次の
理由による。
By the way, the reason why the distance l between the axis of the introduction tube 12 and the outer peripheral surface of the target 2 is set to 1/3 to 2/5 of the distance L between the outer peripheral surface of the target 2 and the inner peripheral surface of the base 8 is as follows. by.

即ち、導入管12をターゲツト2に近付け過ぎ
ると、グロー放電が不安定となり、導入管12を
基体8内周面に近付け過ぎると、導入管12がス
パツタリング粒子を遮蔽して、基体8内周面に影
ができる。
That is, if the introduction tube 12 is brought too close to the target 2, the glow discharge becomes unstable, and if the introduction tube 12 is brought too close to the inner peripheral surface of the base 8, the introduction tube 12 blocks the sputtering particles, causing the inner peripheral surface of the base 8 to become unstable. A shadow is formed.

そこで、これらの事情を考慮して、導入管12
の位置が上記のように設定されている。
Therefore, considering these circumstances, the introduction pipe 12
The position of is set as above.

又、導入管12の流出孔13の直径は下記のよ
うにして定められている。
Further, the diameter of the outflow hole 13 of the introduction pipe 12 is determined as follows.

即ち、各流出孔13からのN2ガス等の反応ガ
スの略均一な流れを得るためには、 () 導入管12内での反応ガスの流れを粘性流
とする。
That is, in order to obtain a substantially uniform flow of the reactant gas such as N 2 gas from each outlet hole 13, () the flow of the reactant gas within the introduction pipe 12 is made to be a viscous flow;

() 各粒子孔13からの反応ガスの流れを臨界
状態とする。
() The flow of reaction gas from each particle hole 13 is brought into a critical state.

との必要性がある。There is a need for this.

上記()の理由は、もし、分子流がなると、
ガス源に近い流出孔13から反応ガスが殆ど出て
しまい、導入管12先端部側の流出孔13からは
反応ガスが殆ど流出しないと云う結果となるから
である。
The reason for the above () is that if there is a molecular flow,
This is because most of the reaction gas comes out from the outflow hole 13 near the gas source, and almost no reaction gas flows out from the outflow hole 13 at the tip end of the introduction tube 12.

又、上記()の理由は、もし、臨界状態でな
いと、導入管12が長くなつた場合、導入管12
内における圧力損失のため、導入管12の各送出
孔13位置での背圧が異なることとなり、その結
果、各流出孔13からの反応ガスの流れがガス源
に近い方が多くなることになるからであり、これ
を避けるために、各流出孔13からの反応ガスの
流れを臨界状態として、基本的に、流出孔13の
横断面積のみで反応ガスの流量を決定できる様に
している。
Moreover, the reason for the above () is that if the introduction pipe 12 becomes longer if the introduction pipe 12 is not in a critical state, the introduction pipe 12 becomes longer.
Due to the pressure loss within the inlet tube 12, the back pressure at each outlet hole 13 location will be different, resulting in a greater flow of reactant gas from each outlet hole 13 closer to the gas source. In order to avoid this, the flow of the reaction gas from each outflow hole 13 is set to a critical state, so that the flow rate of the reaction gas can basically be determined only by the cross-sectional area of the outflow hole 13.

ところで、上記()()の点を考慮すれば、
導入管12の内径が5mmで、反応ガスの流量が
10SCCMの場合には、流出孔13の直径が0.5mm
程度とすべきであるが、実際には、導入管12の
太さ、肉厚をも考慮して、流出孔13を制度良く
容易に加工できるように、流出孔13の直径を
0.5〜1.0mmとしている。
By the way, if you consider the points () and () above,
The inner diameter of the introduction tube 12 is 5 mm, and the flow rate of the reaction gas is
In the case of 10SCCM, the diameter of the outflow hole 13 is 0.5mm.
However, in reality, the diameter of the outflow hole 13 should be adjusted so that the outflow hole 13 can be easily machined with good precision, taking into consideration the diameter and wall thickness of the introduction pipe 12.
It is set at 0.5 to 1.0 mm.

又、流出孔13のピツチは、実験により、10〜
40mmと定めている。
In addition, the pitch of the outflow hole 13 was determined to be 10 to 10 by experiment.
It is set as 40mm.

又、流出孔13を、第2図に示す接線16より
も反ターゲツト2側領域18を指向させたのは、
下記の理由による。
Also, the reason why the outflow hole 13 is directed toward the region 18 on the opposite side of the target 2 from the tangent line 16 shown in FIG.
Due to the following reasons.

即ち、反応性スパツタリング法で、基体8内周
面に、窒化物、酸化物通の薄膜を形成する場合、
それらの反応(例えば、TiNの薄膜を形成する
場合には、2Ti+N2→2TiNの反応が起こる。)は
下記のような3つの場合が一般に想定されてい
る。
That is, when forming a thin film of nitride or oxide on the inner peripheral surface of the base 8 by the reactive sputtering method,
The following three cases are generally assumed for these reactions (for example, when forming a thin film of TiN, a reaction of 2Ti+N 2 →2TiN occurs).

(イ) ターゲツト2の表面上で反応して、その化合
物がスパツタリング蒸発する。(例えば、TiN
の薄膜の場合には、ターゲツト2上でTiNが
できて、それがスパツタリング蒸発する。) (ロ) ターゲツト2と基体8との間の空間で反応し
て、化合物が生成される。
(a) The compound reacts on the surface of target 2 and evaporates by sputtering. (For example, TiN
In the case of the thin film, TiN is formed on the target 2 and is sputtered and evaporated. ) (b) Reacts in the space between the target 2 and the substrate 8 to generate a compound.

(ハ) 基体8の内周面上で反応して、化合物が生成
される。(例えば、TiNの薄膜の場合には、基
体8の内周面上にTiのスパツタリング粒子が
付着して、それがN2ガスと反応して、TiNと
なる。) 上記3つの場合において、上記(イ)により反応が
進むと、純金属(例えば、Ti)に比べてスパツ
タリング率が低い窒化物(例えば、TiN)等で
ターゲツト2が覆被されて、それがスパツタリン
グされるため、薄膜の成膜速度が他の場合の10〜
50%に低下してしまう。
(c) Reacts on the inner circumferential surface of the substrate 8 to generate a compound. (For example, in the case of a thin film of TiN, sputtered particles of Ti adhere to the inner circumferential surface of the base 8 and react with N 2 gas to become TiN.) In the above three cases, the above As the reaction progresses according to (a), the target 2 is covered with a nitride (e.g., TiN), which has a lower sputtering rate than pure metal (e.g., Ti), and is sputtered, resulting in the formation of a thin film. 10~ for other membrane speeds
It will drop to 50%.

これは、ターゲツトポイズニングと言われる現
象で、成膜速度を上げる点では避けるべきであ
る。
This is a phenomenon called target poisoning, and should be avoided in order to increase the film formation rate.

そして、本発明において、流出孔13を、第2
図に示す接線16よりもターゲツト2側の領域1
9を指向させて、流出孔13からターゲツト2に
向けて反応ガスを流出させた際に、ターゲツトポ
イズニング現象が認められ、流出孔13を、第2
図に示す接線16よりも反ターゲツト2側の領域
18を指向させて、流出孔13から基体8内周面
に向けて反応ガスを流出させた際には、ターゲツ
トポイズニング現象が殆ど認められなかつたの
で、流出孔13の向きを上記のように定めてい
る。
In the present invention, the outflow hole 13 is
Area 1 closer to the target 2 than the tangent line 16 shown in the figure
9 to direct the reaction gas from the outflow hole 13 toward the target 2, a target poisoning phenomenon was observed, and the outflow hole 13 was
When the reactive gas was directed toward the region 18 on the opposite side of the target 2 from the tangent line 16 shown in the figure and flowed out from the outflow hole 13 toward the inner peripheral surface of the base 8, almost no target poisoning phenomenon was observed. Therefore, the direction of the outflow hole 13 is determined as described above.

尚、流出孔13の向きは成膜速度に関与するだ
けであり、基体8の内周面に全面にわたつて略均
一な組成の薄膜を形成することは殆ど又は全く関
与しないので、成膜速度が遅くても良い場合に
は、流出孔13を、第2図に示す接線16よりも
ターゲツト2側の領域19を指向させるようにし
てもよい。
Note that the direction of the outflow holes 13 only affects the film formation rate, and has little or no effect on forming a thin film with a substantially uniform composition over the entire inner circumferential surface of the substrate 8, so the film formation rate If it is acceptable for the flow rate to be slow, the outflow hole 13 may be directed toward a region 19 closer to the target 2 than the tangent line 16 shown in FIG.

ところで、反応ガスとしてO2ガスを用いれば、
O2の活性が非常に高いため、基体8内周面上で
成膜むらが出来易すい。
By the way, if O 2 gas is used as the reaction gas,
Since the activity of O 2 is very high, uneven film formation tends to occur on the inner circumferential surface of the substrate 8.

これを解決するのが、第4図に示す本発明の第
2実施例で、導入管12がターゲツト2の周囲
に、周方向等ピツチで4本配設されて、基体8内
周面に向つて略均一にO2ガスが流出するように
されている。
To solve this problem, a second embodiment of the present invention shown in FIG. The O 2 gas is made to flow out almost uniformly.

第5図は本発明をマグネトロンスパツタリング
装置に適用した第3実施例を示すもので、ターゲ
ツト2が円筒状とされて、その内部に、40mmの長
さの磁石21が2mm間隔で軸心方向に配設されて
いる。
FIG. 5 shows a third embodiment in which the present invention is applied to a magnetron sputtering device, in which the target 2 is cylindrical, and inside the target 2, magnets 21 having a length of 40 mm are arranged at 2 mm intervals. It is arranged in the direction.

このマグネトロンスパツタリング装置の場合に
は、軸心方向に関して各磁石21と対応する領域
で反応が夫々生じると考えられるので、導入管1
2の各磁石21と対応する部分に、1個又は複数
個の流出孔13が形成されている。
In the case of this magnetron sputtering device, it is thought that reactions occur in regions corresponding to each magnet 21 in the axial direction.
One or more outflow holes 13 are formed in a portion corresponding to each magnet 21 of No. 2 .

尚、実施例では、多数の流出孔が等ピツチで配
設された導入管を用いたが、上記のような導入管
の代わりに、極めて多数の細孔(流出孔)を有す
る焼結ステンレス鋼繊維製パイプを導入管として
使用してもよい。
In the example, an introduction pipe with a large number of outflow holes arranged at equal pitches was used, but instead of the introduction pipe as described above, a sintered stainless steel tube having an extremely large number of pores (outflow holes) was used. A textile pipe may also be used as the introduction tube.

そして、上記のような導入管を使用した場合に
は、ターゲツトポイズニング現象を良好に防止す
るために、導入管のターゲツト側を封孔処理する
ことが好ましい。
When the introduction tube as described above is used, it is preferable to seal the target side of the introduction tube in order to effectively prevent the target poisoning phenomenon.

又、基体は、円筒以外の四角筒や六角筒であつ
てもよく、要するに筒体であればよい。
Further, the base body may be a square tube or a hexagonal tube other than a cylinder, and in short, any cylindrical body is sufficient.

(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、基体内
周面に全面にわたつて略均一な組成の薄膜を形成
でき、実益大である。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, it is possible to form a thin film having a substantially uniform composition over the entire inner peripheral surface of the substrate, which is of great practical benefit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第3図は本発明の第1実施例を示
し、第1図は全体の正面断面図、第2図は第1図
のA−A線矢視断面図、第3図は第2図のB−B
線矢視断面図、第4図は本発明の第2実施例を示
す要部の平面断面図、第5図は本発明の第3実施
例を示す要部の縦側断面図、第6図及び第7図の
各図は従来一例を示す全体の簡略正面図である。 1……容器、2……ターゲツト、8……基体、
11……不活性ガス供給管、12……反応ガス導
入管、13……流出孔、15……円周、16……
接線、18……反ターゲツト側領域。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a front sectional view of the whole, FIG. 2 is a sectional view taken along the line A-A in FIG. 1, and FIG. B-B in Figure 2
4 is a plan sectional view of the main part showing the second embodiment of the present invention; FIG. 5 is a vertical sectional view of the main part showing the third embodiment of the invention; FIG. 6 and FIG. 7 are overall simplified front views showing one conventional example. 1... Container, 2... Target, 8... Substrate,
11... Inert gas supply pipe, 12... Reaction gas introduction pipe, 13... Outflow hole, 15... Circumference, 16...
Tangent line, 18...Area on the opposite side of the target.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ターゲツト2に筒状基体8が、同心状に外嵌
され、不活性ガス雰囲気中で、ターゲツト2と基
体8間でグロー放電が生起されて、ターゲツト2
の材料がスパツタリング蒸発せしめられ、この蒸
発したターゲツト2の材料と基体8内部の反応ガ
スとの化合物が薄膜として基体8内周面に形成さ
れるものにおいて、 基体8内部に、基体8の軸心方向全長にわたる
反応ガス導入管12が基体8の軸心と平行に配設
され、導入管12の基体8内部にある部分に、該
部分の軸心方向全長にわたる部分から略均一に反
応ガスを流出させる流出孔13が形成されたこと
を特徴とする反応性スパツタリング装置。 2 基体8が円筒状とされ、基体8をその軸心廻
りに回転駆動する手段が備えられていることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の反応性スパ
ツタリング装置。 3 導入管12がターゲツト2の周囲に周方向等
ピツチで複数本配設されていることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の反応性スパツタリン
グ装置。 4 導入管12の軸心とターゲツト2の外周面間
の距離lは、ターゲツト2の外周面と基体8の内
周面間の距離Lの約1/3〜2/5とされていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の反応性ス
パツタリング装置。 5 導入管12に、直径0.5〜1.0mmの流出孔13
が軸心方向に関してピツチ10〜40mmで配設されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の反応性スパツタリング装置。 6 ターゲツト2の軸心方向から視て、ターゲツ
ト2の軸心を中心とした導入管12の軸心を通る
円周15上で、導入管12の軸心を通る接線16
を引いた際に、この接線16よりも反ターゲツト
2側の領域18を流出孔13が指向していること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の反応性
スパツタリング装置。
[Scope of Claims] 1. A cylindrical base 8 is fitted concentrically around the target 2, and a glow discharge is generated between the target 2 and the base 8 in an inert gas atmosphere, thereby discharging the target 2.
The material of the target 2 is sputtered and evaporated, and a compound of the evaporated material of the target 2 and the reaction gas inside the base 8 is formed as a thin film on the inner peripheral surface of the base 8. A reaction gas introduction pipe 12 extending over the entire length in the direction is arranged parallel to the axial center of the base body 8, and the reaction gas flows out almost uniformly from the part extending over the entire length in the axial direction to the part of the introduction pipe 12 inside the base body 8. 1. A reactive sputtering device characterized in that an outflow hole 13 is formed. 2. The reactive sputtering apparatus according to claim 1, wherein the base body 8 is cylindrical and is provided with means for rotating the base body 8 about its axis. 3. The reactive sputtering apparatus according to claim 1, wherein a plurality of introducing pipes 12 are arranged around the target 2 at equal pitches in the circumferential direction. 4. It should be noted that the distance l between the axis of the introduction tube 12 and the outer circumferential surface of the target 2 is approximately 1/3 to 2/5 of the distance L between the outer circumferential surface of the target 2 and the inner circumferential surface of the base 8. A reactive sputtering apparatus according to claim 1, characterized in: 5 Outflow hole 13 with a diameter of 0.5 to 1.0 mm in the introduction pipe 12
2. The reactive sputtering device according to claim 1, wherein the sputtering devices are arranged at a pitch of 10 to 40 mm in the axial direction. 6. A tangent line 16 passing through the axis of the introduction tube 12 on the circumference 15 passing through the axis of the introduction tube 12 centered on the axis of the target 2 when viewed from the direction of the axis of the target 2.
2. The reactive sputtering apparatus according to claim 1, wherein the outflow hole 13 is oriented toward a region 18 on the opposite side of the target 2 from the tangent line 16 when .
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