(57)【要約】【課題】  低温、低水素、適正なストレス制御を同時に実現したＳｉＮ薄膜を形成することができる半導体薄膜の製造装置を提供する。【解決手段】  チャンバ１１にＲＦ周波数の電磁波を入射する一方、支持台２６上にＳｉＮ薄膜を析出させるウェハー１７を載置し、さらに支持台２６上のウェハー１７の温度を、ヒータ２７、冷媒通路２８を流れる冷媒で調整する構造において、  Ｎ2ガスとＳｉＨ４ガスからなる原料ガスの総流量に対する前記ＲＦ周波数のＲＦパワーが７Ｗ／ｓｃｃｍ以下になるように、またウェハー１７の温度が５０°Ｃ〜３００°Ｃとなるように制御部３１で流量調整器１８、１９及び前記ヒータ２７及び前記冷媒の量を制御するようにした。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ周波数の電磁波を密閉空間を形成するチャンバ内に入射することにより前記チャンバ内に供給された原料ガスをプラズマ化して前記チャンバ内に配設したウェハー上に所定の半導体薄膜を形成する半導体薄膜の製造方法において、
ＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとを原料ガスとしてＳｉＮ薄膜を形成する際、
原料ガスの総流量に対する前記電磁波を発生するＲＦパワー又はＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとの流量比に対して形成されるＳｉＮ薄膜のストレスがリニアに変化する領域で所定のストレスになるように前記ＲＦパワー又は流量比を制御するとともに、ウェハー温度を５０°Ｃ〜３００°Ｃとしたことを特徴とする半導体薄膜の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載する半導体薄膜の製造方法において、
原料ガスの総流量に対する前記電磁波を発生するＲＦパワーを７Ｗ／ｓｃｃｍ以下としたことを特徴とする半導体薄膜の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載する半導体薄膜の製造方法において、
ＳｉＨ4／（ＳｉＨ4＋Ｎ2）である流量比を０．３３〜０．０３６としたことを特徴とする半導体薄膜の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する半導体薄膜の製造方法において、
相対的なプラズマの近傍位置にＮ2ガスを導入する一方、相対的なウェハーの近傍位置にＳｉＨ4ガスを導入することを特徴とする半導体薄膜の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する半導体薄膜の製造方法において、
原料ガスの拡散による成膜効率と、ＳｉＮ薄膜に対するプラズマによる膜質劣化の影響の程度とを考慮してプラズマに対するウェハーの相対的な位置を決定し、この位置にウェハーを占位させた状態でＳｉＮ薄膜を形成することを特徴とする半導体薄膜の製造方法。
【請求項６】
密閉空間を形成するチャンバの内部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
この原料ガス供給手段を介して供給する原料ガスの流量を調整する流量調整手段と、
ＲＦ電源から供給するＲＦパワーに基づき前記チャンバ内にＲＦ周波数の電磁波を入射して前記原料ガスのプラズマを形成するプラズマアンテナと、
前記原料ガスに基づく半導体薄膜を析出させるウェハーを載置しておく支持台と
前記ウェハーの温度を調整する温度制御手段とを有する半導体薄膜の製造装置において、
原料ガスの供給手段は、ＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとを供給するものであり、
さらに原料ガスの総流量に対する前記電磁波を発生するＲＦパワー又はＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとの流量比に対して形成されるＳｉＮ薄膜のストレスがリニアに変化する領域で所定のストレスになるように前記ＲＦパワー又は流量比を制御するとともに、ウェハー温度が５０°Ｃ〜３００°Ｃとなるように前記ＲＦ電源又は前記流量調整手段を調整する制御手段を有してＳｉＮ薄膜を形成することを特徴とする半導体薄膜の製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載する半導体薄膜の製造装置において、
前記制御手段は、原料ガスの総流量に対する前記ＲＦパワーが７Ｗ／ｓｃｃｍ以下になるように前記ＲＦ電源を制御するものであることを特徴とする半導体薄膜の製造装置。
【請求項８】
請求項６に記載する半導体薄膜の製造装置において、
前記制御手段は、ＳｉＨ4／（ＳｉＨ4＋Ｎ2）である各原料ガスの流量比が０．３３〜０．０３６となるように前記流量調整手段を制御するものであることを特徴とする半導体薄膜の製造装置。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８に記載する何れか一つの半導薄膜の製造装置において、
Ｎ2ガスを供給する原料ガス供給手段は相対的なプラズマの近傍位置に、またＳｉＨ4ガスを供給する原料ガス供給手段は相対的なウェハーの近傍位置に配設したことを特徴とする半導体薄膜の製造装置。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項９に記載する何れか一つの半導薄膜の製造装置において、
前記支持台は移動機構を有しており、この移動機構を前記制御手段で駆動することによりこの支持台に載置するウェハーとプラズマとの距離を制御可能に構成したことを特徴とする半導体薄膜の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体薄膜の製造方法及びその製造装置に関し、特にＳｉＮ薄膜を形成する場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマＣＶＤ装置は、図４に示すように、真空引きした密閉容器であるチャンバ１内にノズル２を介して原料ガスを供給するとともに、プラズマアンテナ３を介してＲＦ周波数の電磁波を入射し、原料ガスのプラズマ４を形成することにより基板であるウェハー５上に所定の薄膜６を形成する装置である。ここで、チャンバ１は、円筒状の筒部１ａと、この筒部１ａの上端部を閉塞してプラズマアンテナ３を載置している絶縁部である天井板１ｂとを有している。筒部１ａは通常Ａｌで形成してあり、天井板１ｂは通常Ａｌ2Ｏ3で形成してある。
【０００３】
一方、最近新たに開発された半導体素子としてＭＲＡＭ素子がある。このＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｍｅｍｏｒｙ）素子は強磁性スピネル接合のトンネル磁気抵抗効果を利用した高速不揮発メモリである。このＭＲＡＭ素子は、不揮発メモリ部に磁性材料を用いるとともに、制御部にトランジスタを形成しているので、熱、応力、水素により素子特性が大きな影響を受ける。また、ＭＲＡＭ素子の製造に際しては、前記不揮発性メモリ部分の磁性材料の特性を良好に維持するとともに形成したトランジスタに熱的な損傷を与えないようにするため、ウェハーの温度は３００°Ｃ以下で成膜するのが望ましい。
【０００４】
このため、一定の性能を有するＭＲＡＭ素子を安定に供給するには、低温、低水素で且つ適正にストレス制御された絶縁膜等の製造方法を確立することが肝要である。
【０００５】
なお、この種のプラズマＣＶＤ技術に関する公知技術として下記の特許文献１が存在する。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−４１１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＶＤ装置をＭＲＡＭ素子の製造に適用する場合、低温化を実現するには原料ガスとしてＳｉＨ4ガスとＮＨ3ガスを用いる必要がある（特開平５−６８９０号公報参照。）。この場合には、ＮＨ3ガスが水素を含むため、Ｎ2ガスを用いる場合に較べて低水素化に課題を残す。一方、Ｎ2ガスを用いる場合は、成膜温度３００°Ｃ程度が必要になり、３００°以下の低温化が困難になる（特開平２０００−２０８５０９号公報参照。）。
【０００８】
したがって、従来技術においては、低温、低水素、適正なストレス制御を同時に実現し得るＳｉＮ薄膜を製造することができず、信頼性が高いＭＲＡＭ素子を量産することができなかった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、高信頼性のＭＲＡＭ素子の製造に資することができる低温、低水素、適正なストレス制御を同時に実現したＳｉＮ薄膜を形成することができる半導体薄膜の製造方法及びその製造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】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の構成は次の点を特徴とする。
【００１１】
１）  ＲＦ周波数の電磁波を密閉空間を形成するチャンバ内に入射することにより前記チャンバ内に供給された原料ガスをプラズマ化して前記チャンバ内に配設したウェハー上に所定の半導体薄膜を形成する半導体薄膜の製造方法において、
ＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとを原料ガスとしてＳｉＮ薄膜を形成する際、
原料ガスの総流量に対する前記電磁波を発生するＲＦパワー又はＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとの流量比に対して形成されるＳｉＮ薄膜のストレスがリニアに変化する領域で所定のストレスになるように前記ＲＦパワー又は流量比を制御するとともに、ウェハー温度を５０°Ｃ〜３００°Ｃとしたこと。
【００１２】
２）  上記１）に記載する半導体薄膜の製造方法において、
原料ガスの総流量に対する前記電磁波を発生するＲＦパワーを７Ｗ／ｓｃｃｍ以下としたこと。
【００１３】
３）  上記１）に記載する半導体薄膜の製造方法において、
ＳｉＨ4／（ＳｉＨ4＋Ｎ2）である流量比を０．３３〜０．０３６としたこと。
【００１４】
４）  上記１）乃至３）の何れか一つに記載する半導体薄膜の製造方法において、
相対的なプラズマの近傍位置にＮ2ガスを導入する一方、相対的なウェハーの近傍位置にＳｉＨ4ガスを導入すること。
【００１５】
５）  上記１）乃至３）の何れか一つに記載する半導体薄膜の製造方法において、
原料ガスの拡散による成膜効率と、ＳｉＮ薄膜に対するプラズマによる膜質劣化の影響の程度とを考慮してプラズマに対するウェハーの相対的な位置を決定し、この位置にウェハーを占位させた状態でＳｉＮ薄膜を形成すること。
【００１６】
６）  密閉空間を形成するチャンバの内部に原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
この原料ガス供給手段を介して供給する原料ガスの流量を調整する流量調整手段と、
ＲＦ電源から供給するＲＦパワーに基づき前記チャンバ内にＲＦ周波数の電磁波を入射して前記原料ガスのプラズマを形成するプラズマアンテナと、
前記原料ガスに基づく半導体薄膜を析出させるウェハーを載置しておく支持台と
前記ウェハーの温度を調整する温度制御手段とを有する半導体薄膜の製造装置において、
原料ガスの供給手段は、ＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとを供給するものであり、
さらに原料ガスの総流量に対する前記電磁波を発生するＲＦパワー又はＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとの流量比に対して形成されるＳｉＮ薄膜のストレスがリニアに変化する領域で所定のストレスになるように前記ＲＦパワー又は流量比を制御するとともに、ウェハー温度が５０°Ｃ〜３００°Ｃとなるように前記ＲＦ電源又は前記流量調整手段を調整する制御手段を有してＳｉＮ薄膜を形成すること。
【００１７】
７）  上記６）に記載する半導体薄膜の製造装置において、
前記制御手段は、原料ガスの総流量に対する前記ＲＦパワーが７Ｗ／ｓｃｃｍ以下になるように前記ＲＦ電源を制御するものであること。
【００１８】
８）  上記６）に記載する半導体薄膜の製造装置において、
前記制御手段は、ＳｉＨ4／（ＳｉＨ4＋Ｎ2）である各原料ガスの流量比が０．３３〜０．０３６となるように前記流量調整手段を制御するものであること。
【００１９】
９）  上記６）乃至８）に記載する何れか一つの半導薄膜の製造装置において、
Ｎ2ガスを供給する原料ガス供給手段は相対的なプラズマの近傍位置に、またＳｉＨ4ガスを供給する原料ガス供給手段は相対的なウェハーの近傍位置に配設したこと。
【００２０】
１０）  上記６）乃至９）に記載する何れか一つの半導薄膜の製造装置において、
前記支持台は移動機構を有しており、この移動機構を前記制御手段で駆動することによりこの支持台に載置するウェハーとプラズマとの距離を制御可能に構成したこと。
【発明の効果】
【００２１】
上記構成の本発明によれば、次の様な効果を得る。
請求項１に記載する発明は、上記１）の如き構成を有するので、
ＲＦパワー又はＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとの流量比に対して直線的にストレスが変化する領域を用いることができ、しかもウェハー温度も３００°Ｃ以下とすることができる。
この結果、所定の適正なストレスになるよう良好なストレス制御を実現しつつ、低温で水素含有量の少ない良質なＳｉＮ薄膜を得ることができる。
【００２２】
請求項２に記載する発明は、上記２）の如き構成を有するので、
図２に示すように、ＲＦパワーにより直線的にストレスが変化する領域を用いることができ、しかもウェハー温度も３００°Ｃ以下とすることができる。
この結果、良好なストレス制御を実現しつつ、低温で水素含有量の少ない良質なＳｉＮ薄膜を得ることができる。
【００２３】
請求項３に記載する発明は、上記２）の如き構成を有するので、
図３に示すように、流量比を調整することで直線的にストレスが変化する領域を用いることができ、しかもウェハー温度も３００°Ｃ以下とすることができる。
この結果、良好なストレス制御を実現しつつ、低温で水素含有量の少ない良質なＳｉＮ薄膜を得ることができる。
【００２４】
請求項４に記載する発明は、上記４）の如き構成を有するので、
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する発明の効果に加え、プラズマ雰囲気により近接しているＮ2ガスの解離効率を向上させることができる。この結果ＳｉＮ薄膜の製造効率も向上する。
【００２５】
請求項５に記載する発明は、上記５）の如き構成を有するので、
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する発明の効果に加え、プラズマによる生成薄膜（ＳｉＮ薄膜）に対する悪影響を及ぼさない範囲で、プラズマの拡散による成膜効率の悪化を最小限度に抑えることができる。
ちなみに、プラズマからの距離が離れれば離れるほど、プラズマが拡散してしまい、その分成膜効率は悪化する。これに対し、ウェハーがプラズマに近づきすぎるとその荷電粒子により、この場合の生成薄膜であるＳｉＮ薄膜がチャージアップダメージと呼ばれる損傷を受け、ＳｉＮ薄膜の絶縁劣化等の特性の変化を生起してしまう。すなわち、プラズマに対するウェハーの距離に関する成膜効率と生成薄膜に対する悪影響の程度はトレードオフの関係にあるが、本発明では、このトレードオフの関係を最も適切に調和させることができる。
【００２６】
請求項６に記載する発明は、上記６）の如き構成を有するので、
ＲＦパワー又はＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとの流量比に対して直線的にストレスが変化する領域を用いることができ、しかもウェハー温度も３００°Ｃ以下とすることができる。
この結果、良好なストレス制御を実現しつつ、低温で水素含有量の少ない良質なＳｉＮ薄膜を得ることができる。
【００２７】
請求項７に記載する発明は、上記７）の如き構成を有するので、
図２に示すように、ＲＦパワーにより直線的にストレスが変化する領域を用いることができ、しかもウェハー温度も３００°Ｃ以下とすることができる。
この結果、良好なストレス制御を実現しつつ、低温で水素含有量の少ない良質なＳｉＮ薄膜を得ることができる。
【００２８】
請求項８に記載する発明は、上記８）の如き構成を有するので、
図３に示すように、流量比を調整することで直線的にストレスが変化する領域を用いることができ、しかもウェハー温度も３００°Ｃ以下とすることができる。
この結果、良好なストレス制御を実現しつつ、低温で水素含有量の少ない良質なＳｉＮ薄膜を得ることができる。
【００２９】
請求項９に記載する発明は、上記９）の如き構成を有するので、
請求項６乃至請求項８の何れか一つに記載する発明の効果に加え、Ｎ2ガスを供給する原料ガス供給手段がプラズマにより近接した位置にこのＮ2ガスを供給するようになっているので、Ｎ2ガスの解離度を向上させ、このことによりＳｉＮ薄膜の製造効率も向上させることができる。
【００３０】
請求項１０に記載する発明は、上記１０）の如き構成を有するので、
請求項６乃至請求項９の何れか一つに記載する発明の効果に加え、プラズマとウェハーとの位置関係を任意に調整し得るので、プラズマによる生成薄膜に対する悪影響を及ぼさない範囲で、プラズマの拡散による成膜効率の悪化を最小限度に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置を概念的に示す説明図である。同図に示すように、当該プラズマＣＶＤ装置は、真空引きした密閉空間であるチャンバ１１内にノズル１２、１３を介して原料ガスであるＮ2ガスとＳｉＨ4ガスとを供給するとともに、プラズマアンテナ１５を介してＲＦ周波数の電磁波を入射し、前記Ｎ2ガスとＳｉＨ4ガスとのプラズマ１６を形成することにより基板であるウェハー１７上にＳｉＮ薄膜を形成する装置である。
【００３２】
ここで、チャンバ１１は、円筒状の筒部１１ａと、この筒部１１ａの上端部を閉塞してプラズマアンテナ１５を載置している絶縁部である天井板１１ｂとを有しており、その内部が成膜室１４となっている。筒部１１ａはＡｌで形成してあり、天井板１１ｂはＡｌ2Ｏ3で形成してある。
【００３３】
ノズル１２、１３は、チャンバ１１の筒部１１ａの上部に配設してあり、流量調整器１８、１９でそれぞれ流量を調整したＮ2ガスとＳｉＨ4ガスとをチャンバ１１内に供給するようになっている。ここで、ノズル１２は、ノズル１３よりも筒部１１ａのより上方位置、換言すればプラズマアンテナ１５により近接した位置に配設してある。すなわち、ノズル１２は相対的にプラズマ１６の密度が高いチャンバ１１の上部に開口している。したがって、このノズル１２を介してチャンバ１１内に供給されるＮ2ガスは、ノズル１３を介してチャンバ１１内に供給されるＳｉＨ4ガスよりも高密度のプラズマ雰囲気で高効率で解離される。
【００３４】
前記プラズマアンテナ１５にはインピーダンスマッチングを行うための整合器２０を介してプラズマ発生用高周波電源（ＲＦ電源）２１が接続されている。このプラズマ発生用高周波電源２１からプラズマアンテナ１５へ高周波電力を供給することにより、プラズマアンテナ１５から天井板１１ｂを透過して成膜室１４内に電磁波２２を入射し、この電磁波２２のエネルギー（高周波パワー）によって成膜室１４内に供給するＮ2ガスとＳｉＨ4ガスとをプラズマ状態にする。このプラズマを利用してウェハー１７上にＳｉＮ薄膜を形成する。
【００３５】
成膜室１４にはウェハー１７を載置する静電チャック２３が配設してある。この静電チャック２３はウェハー１７を直接載置するための円盤状の部材であるテーブル２３ａを有しており、支持台２６を介して支持軸２９に支持されている。ここで、テーブル２３ａは、通常Ａｌ2 Ｏ3 やＡｌＮなどのセラミック材料（絶縁材料）で形成してある。
【００３６】
静電チャック２３のテーブル２３ａの内部には、ウェハー１７を静電的に吸着保持する静電チャック用電極２３ｂが埋設してある。この静電チャック用電極２３ｂには、ローパスフィルタ２４を介して可変電圧直流電源２４の出力電圧である所定の直流電圧が印加され、このことにより発生するウェハー１７と静電チャック用電極２３ｂとの間の電位差に基づくクーロン力によりウェハー１７を静電チャック２３のテーブル２３ａの表面に吸着する。
【００３７】
また、静電チャック２３を一体的に支持している支持台２６の内部には、ウェハー１７を所定の温度に保持するための加熱手段であるヒータ２７を埋設するとともに、冷却手段として冷媒を流通させるための冷媒通路２８を形成してある。ここで、ヒータ２７による加熱は、当該プラズマＣＶＤ装置による成膜工程の立ち上げ時においてウェハー１７の温度を所定の温度迄加熱する際に主に利用され、冷媒通路２８に冷媒を流通させての冷却は、成膜中のプラズマにより加熱されるウェハー１７の温度を所定の温度に維持する際に主に利用される。
【００３８】
昇降機構３０は、支持軸２９を介して静電チャック２３とともに支持台２６を成膜室１４内で昇降させるものである。このことによりプラズマ1６に対するウェハー１７の位置を任意に調整することができる。
【００３９】
制御部３１は、Ｎ2ガスの流量、ＳｉＨ4ガスの流量、ウェハー１７の温度及びチャンバ１１内に入射させるＲＦパワーを制御する。
【００４０】
さらに詳言すると、流量調整器１８、１９をそれぞれ制御することでＮ2ガスの流量、ＳｉＨ4ガスの流量をそれぞれ調整する。
【００４１】
ヒータ２７に供給する電流、冷媒通路２８に流通させる冷媒の流量及び可変電圧直流電源２５の出力電圧を調整することでウェハー１７の温度を制御する。ここで、可変電圧直流電源２５の出力電圧を変えた場合、この出力電圧に応じて静電チャック２３の静電チャック用電極２３ｂに印加される直流電圧が変化し、この結果静電チャック２３を介してウェハー１７をテーブル２３ａに吸引する吸引力が変化する。この吸引力を制御することによりテーブル２３ａを介してヒータ２７乃至冷媒通路２８を流通する冷媒からウェハー１７に伝達される熱量を制御することができ、このことによりウェハー１７の温度を制御することができる。したがって、製膜中は、一般に、静電チャック用電極２３ｂに対する印加電圧を高くして吸引力を強くし、冷媒通路２８を流通する冷媒の冷却効果により所定の低温に維持する。
【００４２】
また、プラズマ発生用高周波電源２１の出力電力を調整することでチャンバ１１内に入射させるＲＦパワーを制御する。
【００４３】
ここで制御部３１は、原料ガスであるＳｉＨ4ガスとＮ2ガスの総流量に対する電磁波を発生するＲＦパワー又はＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとの流量比に対して形成されるＳｉＮ薄膜のストレスがリニアに変化する領域で、この場合の生成薄膜であるＳｉＮ薄膜に要求されるストレスになるように前記ＲＦパワー又は流量比を制御するとともに、ウェハー１７の温度が５０°Ｃ〜３００°Ｃとなるように前記プラズマ発生用高周波電源（ＲＦ電源）２１又は前記流量調整器１８、１９を制御する。
【００４４】
かかる本形態のプラズマＣＶＤ装置においては、まず、制御部３１で駆動機構３０を制御して支持台２６を昇降させ、ウェハー１７の成膜室１４内での位置を調整する。このときの適正位置は、生成するＳｉＮのサイズ、電気的特性、成膜速度等を考慮して予め定めておく。すなわち、生成薄膜であるＳｉＮ薄膜に対する悪影響を及ぼさない範囲で、プラズマの拡散による成膜効率の悪化を最小限度に抑えるべく、可及的にプラズマ１６の雰囲気に近接させる。ちなみに、プラズマからの距離が離れれば離れるほど、プラズマが拡散してしまい、その分成膜効率は悪化する。これに対し、ウェハー１７がプラズマに近づきすぎるとその荷電粒子により、この場合の生成薄膜であるＳｉＮ薄膜がチャージアップダメージと呼ばれる損傷を受け、ＳｉＮ薄膜の絶縁劣化等の特性の変化を生起してしまう。
【００４５】
次に、制御部３１でプラズマ発生用高周波電源２１又は流量調整器１８、１９を制御してＲＦパワー又はＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとの流量比に対して生成膜であるＳｉＮ薄膜のストレスが直線的に変化する領域で、所定の適正なストレスになるように成膜条件を調整する。同時に、ヒータ２７、冷媒通路２８を流通する冷媒量及び静電チャック用電極２３ｂに印加する直流電圧を調整してウェハー１７が５０°Ｃ〜３００°Ｃとなるように制御する。
【００４６】
この結果、所定の適正なストレスになるよう良好なストレス制御を実現しつつ、低温で水素含有量の少ない良質なＳｉＮ薄膜を得ることができる。
【００４７】
また、上記プラズマＣＶＤ装置では、Ｎ2ガスを供給するノズル１８が相対的にプラズマ密度が高いチャンバ１１の上部に開口しているので、Ｎ2ガスの解離が良好に促進され、良好な製膜速度の維持も図ることができる。
【００４８】
上述の如く、制御部３１は、原料ガスであるＳｉＨ4ガスとＮ2ガスの総流量に対する電磁波を発生するＲＦパワー又はＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとの流量比に対して形成されるＳｉＮ薄膜のストレスがリニアに変化する領域で、この場合の生成薄膜であるＳｉＮ薄膜に要求されるストレスになるように前記ＲＦパワー又は流量比を制御するが、これらの好適な数値範囲に関して実施例１、２に基づき説明しておく。
【実施例１】
【００４９】
制御部３１は、原料ガスの総流量に対するＲＦパワーが７Ｗ／ｓｃｃｍ以下になるようにＮプラズマ発生用高周波電源２１を制御する。
【００５０】
本実施例によれば、図２に示すように、ＲＦパワーにより直線的にＳｉＮ薄膜のストレスが変化する領域を用いることができる。この結果、良好なストレス制御を実現することができる。
【実施例２】
【００５１】
制御部３１は、ＳｉＨ4／（ＳｉＨ4＋Ｎ2）である各原料ガスの流量比が０．３３〜０．０３６となるように各流量調整器１８、１９を制御する。
【００５２】
本実施例によれば、図３に示すように、流量比を調整することで直線的にストレスが変化する領域を用いることができる。この結果、良好なストレス制御を実現することができる。
【００５３】
なお、上記実施の形態では、ノズル１８、１９はチャンバ１１の上下に偏位させて配設したが必ずしてもこのような配置とする必要はない。ただ、当該実施の形態のような位置関係とすることによりＮ2ガスのプラズマ１６による解離を促進し、その分製膜速度が速くなるという効果はある。また、支持台２６を昇降させる昇降機構３０も必ずしも必要なものではない。ただ、昇降機構３０を備えることで成膜条件が変化した場合等にも、迅速且つ適切にウェハー１７を最適位置に占位させることができるという効果はある。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明はＭＲＡＭ素子に適用するＳｉＮ薄膜を製造する産業分野で利用可能性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体薄膜の製造装置を概念的に示す説明図である。
【図２】図１に示す製造装置においてＳｉＮを薄膜を形成する場合のＲＦパワーとストレスとの関係を示すグラフである。
【図３】図１に示す製造装置においてＳｉＮを薄膜を形成する場合のガス流量とストレスとの関係を示すグラフである。
【図４】従来技術に係るプラズマ処理装置の主要部を抽出して概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１１              チャンバ
１２、１３        ノズル
１５              プラズマアンテナ
１６              プラズマ
１７              ウェハー
１８、１９        流量調整器
２１              高周波電源
２２              電磁波
２３              静電チャック
２３ａ            テーブル
２３ｂ            静電チャック用電極
２５              可変電圧直流電源
２６              支持台
２７              ヒータ
２８              冷媒通路
２９              支持軸
３０              昇降機構
３１              制御部
【図１】
2005236063.tif 000003
【図２】
2005236063.tif 000004
【図３】
2005236063.tif 000005
【図４】
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