(57)【要約】【課題】パーティクルを発生させずに、微細な素子間への埋め込みを行う窒化珪素膜形成装置及び方法を提供する。【解決手段】基板上に窒化珪素膜を形成する際、窒化珪素膜を形成するための原料ガス（ＳｉＨ4等）を供給し、当該原料ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを用いて窒化珪素膜を成膜する成膜工程を実施し、成膜工程の後、希ガスのみを供給し、基板へバイアスを印加し、希ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを用いて窒化珪素膜をバイアススパッタするスパッタ工程を実施すると共に、成膜工程及びスパッタ工程を交互に実施する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に窒化珪素膜を形成する窒化珪素膜形成装置において、
前記窒化珪素膜を形成するための原料ガスと希ガスと不活性ガスとを含めて、複数のガスを供給するガス供給手段と、
前記ガスのプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
前記基板にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
前記ガス供給手段、前記プラズマ生成手段及び前記バイアス印加手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記ガス供給手段により、少なくとも前記原料ガスを供給し、前記プラズマ生成手段により、少なくとも前記原料ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記窒化珪素膜を成膜する成膜工程を実施し、
前記成膜工程の後、前記ガス供給手段により、前記希ガス又は前記不活性ガス又は前記希ガス及び前記不活性ガスを供給し、前記バイアス印加手段により前記基板へバイアスを印加し、前記プラズマ生成手段により、前記希ガス又は前記不活性ガス又は前記希ガス及び前記不活性ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記窒化珪素膜をバイアススパッタするスパッタ工程を実施することを特徴とする窒化珪素膜形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の窒化珪素膜形成装置において、
前記制御手段は、前記成膜工程と前記スパッタ工程とを交互に複数回実施することを特徴とする窒化珪素膜形成装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の窒化珪素膜形成装置において、
前記制御手段は、
前記成膜工程において、前記基板上に成膜する第１層目の前記窒化珪素膜の膜厚をＴ（ｎｍ）とし、前記スパッタ工程において、前記基板へ印加するバイアスパワーを前記基板の面積で除算したバイアスパワー密度をＢ（Ｗ／ｃｍ2）とするとき、
［Ｂ／Ｔ≦０．０８］の条件を満たすように、前記成膜工程及び前記スパッタ工程を実施することを特徴とする窒化珪素膜形成装置。
【請求項４】
基板上に窒化珪素膜を形成する窒化珪素膜形成方法において、
前記窒化珪素膜を形成するための原料ガスと希ガスと不活性ガスのうち、少なくとも前記原料ガスを供給し、少なくとも前記原料ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記窒化珪素膜を成膜する成膜工程と、
前記成膜工程の後、前記希ガス又は前記不活性ガス又は前記希ガス及び前記不活性ガスを供給し、前記基板へバイアスを印加し、前記希ガス又は前記不活性ガス又は前記希ガス及び前記不活性ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記窒化珪素膜をバイアススパッタするスパッタ工程とを有することを特徴とする窒化珪素膜形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の窒化珪素膜形成方法において、
前記成膜工程と前記スパッタ工程とを交互に複数回実施することを特徴とする窒化珪素膜形成方法。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の窒化珪素膜形成方法において、
前記成膜工程において、前記基板上に成膜する第１層目の前記窒化珪素膜の膜厚をＴ（ｎｍ）とし、前記スパッタ工程において、前記基板へ印加するバイアスパワーを前記基板の面積で除算したバイアスパワー密度をＢ（Ｗ／ｃｍ2）とするとき、
［Ｂ／Ｔ≦０．０８］の条件を満たすように、前記成膜工程及び前記スパッタ工程を実施することを特徴とする窒化珪素膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化珪素膜形成装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の半導体装置では、その保護膜として、酸化珪素膜や窒化珪素膜等が用いられており、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置等を用いて形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４０２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体デバイスの素子部分には、その機能に応じて、様々な材料が用いられており、その材料の性質によっては、素子自体を保護膜で保護する必要がある。例えば、近年、記憶用の半導体デバイスとして、ＭＲＡＭ（Magnetic Random Access Memory）の開発が進められているが、その記憶素子であるＭＴＪ（Magnetic Tunnel Junction；磁気トンネル接合）には磁性体材料が使われており、この磁性体材料は水分と反応して酸化しやすいため、外部から拡散してくる水分がＭＴＪに到達しないように、防水性（耐透湿性）のある保護膜で保護する必要がある。又、保護膜は絶縁体である必要があることから、保護膜の材料としては、耐透湿性があり、絶縁性がある窒化珪素膜（ＳｉＮ膜）が一般的に使われている。
【０００５】
ここで、図６、図７に示すＭＲＡＭの素子構造を一例に取って、従来の成膜方法による保護膜の問題点を説明する。図６に示すように、基板３０上には、素子間距離Ｓ１を置いて、コバルト鉄等の磁性体材料からなるＭＴＪ３１が形成される。このＭＴＪ３１を保護する保護膜として、ＳｉＮ膜３２がＭＴＪ３１の段差形状を被覆するように形成される。その後、ＭＴＪ３１同士の間を埋め込むように、ＳｉＮ膜３２上に層間膜となるＳｉＯ膜３３が形成される。ＳｉＮ膜３２が形成されるときに、ＭＴＪ３１のコーナー部分にはオーバーハング部３２ａができるが、素子間距離Ｓ１が大きいときには、ボイドができることなく、ＳｉＯ膜３３を埋め込むことができる。
【０００６】
近年、素子の微細化が進んできており、図７に示すように、ＭＴＪ３１同士の素子間距離Ｓ２（Ｓ２＜Ｓ１）が小さくなってきている。素子間距離Ｓ２が小さい場合（例えば、アスペクト比が１：１．５以上の場合）、従来の成膜方法では、オーバーハング部３２ａが素子間の開口部分を狭めてしまうため、ＳｉＯ膜３３で埋め込む際にボイド３４ができてしまう。その結果、素子間の絶縁性が低下し、デバイス信頼性の低下に繋がる。従って、素子間距離が小さい場合でも、ボイドなく、保護膜を形成することが求められている。
【０００７】
一方、絶縁膜の埋め込み技術として、高密度プラズマＣＶＤ法により、成膜とバイアススパッタを同時に行って、ＳｉＯ膜を埋め込む成膜方法が広く使われている。この成膜方法において、原料ガスを窒素系ガスに変えれば、素子間を埋め込む膜としても、ＳｉＮ膜を用いることが可能である。
【０００８】
ここで、図８を参照して、高密度プラズマＣＶＤ法によるＳｉＮ膜の成膜方法を説明すると共に、図９を参照して、ＭＲＡＭに適用した場合の素子構造を説明する。高密度プラズマＣＶＤ法によるＳｉＮ膜の成膜方法においては、原料ガスであるＳｉＨ4ガス、窒素系ガス（例えば、Ｎ2ガス、ＮＨ3ガス等）を供給し、これらのガスを高密度のプラズマ状態とし、この状態で、基板にバイアスを印加して、ＳｉＮ膜の成膜を行っている。例えば、ＳｉＨ4ガスとバイアスのタイムチャートを示すと、図８のようになり、ＳｉＨ4ガスを供給し、バイアスを印加しているとき、成膜（デポ）とバイアススパッタが同時に行われている。つまり、成膜とバイアススパッタを同時に行うことにより、バイアススパッタによりオーバーハング部を削りながら、成膜を行っている。
【０００９】
このように、成膜とバイアススパッタを同時に行うと、図９に示すように、ＭＴＪ３１同士の素子間距離Ｓ２が小さい場合でも、ボイドができることなく、素子同士の間をＳｉＮ膜３２で埋め込むことが可能である。しかしながら、この成膜方法で成膜したＳｉＮ膜は、埋め込みはできるが、膜が剥離するという問題があり、この剥離に起因して、パーティクルが発生するという問題がある。そのため、このような成膜方法は、ＳｉＮ膜の埋め込み技術として、半導体デバイスの製造に適用されていない。
【００１０】
従って、素子間距離が小さい場合、依然として、ＳｉＮ膜の埋め込み技術は確立しておらず、素子間距離が小さい場合でも、膜剥離やパーティクルの問題を起こすことなく、ＳｉＮ膜を埋め込む技術が求められている。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、パーティクルを発生させずに、微細な素子間への埋め込みを行う窒化珪素膜形成装置及び方法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】
【００１２】
上記課題を解決する第１の発明に係る窒化珪素膜形成装置は、
基板上に窒化珪素膜を形成する窒化珪素膜形成装置において、
前記窒化珪素膜を形成するための原料ガスと希ガスと不活性ガスとを含めて、複数のガスを供給するガス供給手段と、
前記ガスのプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
前記基板にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
前記ガス供給手段、前記プラズマ生成手段及び前記バイアス印加手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記ガス供給手段により、少なくとも前記原料ガスを供給し、前記プラズマ生成手段により、少なくとも前記原料ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記窒化珪素膜を成膜する成膜工程を実施し、
前記成膜工程の後、前記ガス供給手段により、前記希ガス又は前記不活性ガス又は前記希ガス及び前記不活性ガスを供給し、前記バイアス印加手段により前記基板へバイアスを印加し、前記プラズマ生成手段により、前記希ガス又は前記不活性ガス又は前記希ガス及び前記不活性ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記窒化珪素膜をバイアススパッタするスパッタ工程を実施することを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第２の発明に係る窒化珪素膜形成装置は、
上記第１の発明に記載の窒化珪素膜形成装置において、
前記制御手段は、前記成膜工程と前記スパッタ工程とを交互に複数回実施することを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第３の発明に係る窒化珪素膜形成装置は、
上記第１又は第２の発明に記載の窒化珪素膜形成装置において、
前記制御手段は、
前記成膜工程において、前記基板上に成膜する第１層目の前記窒化珪素膜の膜厚をＴ（ｎｍ）とし、前記スパッタ工程において、前記基板へ印加するバイアスパワーを前記基板の面積で除算したバイアスパワー密度をＢ（Ｗ／ｃｍ2）とするとき、
［Ｂ／Ｔ≦０．０８］の条件を満たすように、前記成膜工程及び前記スパッタ工程を実施することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第４の発明に係る窒化珪素膜形成方法は、
基板上に窒化珪素膜を形成する窒化珪素膜形成方法において、
前記窒化珪素膜を形成するための原料ガスと希ガスと不活性ガスのうち、少なくとも前記原料ガスを供給し、少なくとも前記原料ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記窒化珪素膜を成膜する成膜工程と、
前記成膜工程の後、前記希ガス又は前記不活性ガス又は前記希ガス及び前記不活性ガスを供給し、前記基板へバイアスを印加し、前記希ガス又は前記不活性ガス又は前記希ガス及び前記不活性ガスのプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記窒化珪素膜をバイアススパッタするスパッタ工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第５の発明に係る窒化珪素膜形成方法は、
上記第４の発明に記載の窒化珪素膜形成方法において、
前記成膜工程と前記スパッタ工程とを交互に複数回実施することを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第６の発明に係る窒化珪素膜形成方法は、
上記第４又は第５の発明に記載の窒化珪素膜形成方法において、
前記成膜工程において、前記基板上に成膜する第１層目の前記窒化珪素膜の膜厚をＴ（ｎｍ）とし、前記スパッタ工程において、前記基板へ印加するバイアスパワーを前記基板の面積で除算したバイアスパワー密度をＢ（Ｗ／ｃｍ2）とするとき、
［Ｂ／Ｔ≦０．０８］の条件を満たすように、前記成膜工程及び前記スパッタ工程を実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１、第２、第４、第５の発明によれば、パーティクルを発生させずに、微細な素子間への埋め込みを行うことができる。
【００１９】
第３、第６の発明によれば、第１層目の窒化珪素膜の界面での剥離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る窒化珪素膜形成装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】窒化珪素膜における膜剥離やパーティクル発生の原因を説明する図である。
【図３】図１に示した窒化珪素膜形成装置における絶縁膜形成方法の一例（実施例１）を示すタイムチャートである。
【図４】成膜工程とスパッタ工程とを交互に実施する場合に起こり得る問題を説明する図である。
【図５】第１層目の窒化珪素膜の膜厚とバイアスパワーの条件を変えて、剥離の有無を確認した結果を示すグラフである。
【図６】素子間距離が大きいＭＲＡＭ素子構造において、従来の成膜方法で保護膜を形成した場合の素子断面図である。
【図７】素子間距離が小さいＭＲＡＭ素子構造において、従来の成膜方法で保護膜を形成した場合の素子断面図である。
【図８】高密度プラズマＣＶＤ法を用いた成膜方法を説明するタイムチャートである。
【図９】素子間距離が小さいＭＲＡＭ素子構造において、図８に示した成膜方法で保護膜を形成した場合の素子断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜図５を参照して、本発明に係る窒化珪素膜形成装置及び方法の実施形態について説明を行う。
【００２２】
（実施例１）
図１は、本発明に係る窒化珪素膜形成装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。
本実施例の窒化珪素膜形成装置は、所謂、プラズマＣＶＤ装置である。具体的には、図１に示すように、金属製の円筒状の真空チャンバ１の内部が処理室２として構成されるものであり、真空チャンバ１の上部開口部には、絶縁材料からなる円板状の天井板３が、上部開口部を閉鎖するように配設されている。又、真空チャンバ１の下部には支持台４及び支持台４を保持する下部支持台１０が備えられ、半導体材料からなる基板５（例えば、Ｓｉウェハ）が支持台４の上面に載置される。真空チャンバ１は、例えば、アルミニウム等の金属から構成されて、その内壁がアルマイト処理されており、又、天井板３は、例えば、アルミナ等のセラミクスにより構成されている。
【００２３】
天井板３の上方には、例えば、複数の円形リングからなる高周波アンテナ６が配置されており、高周波アンテナ６には整合器７を介して、数百ｋＨｚ〜数百ＭＨｚの周波数の高周波（ＲＦ）電源８が接続されている（プラズマ生成手段）。又、真空チャンバ１には、処理室２内に所望の複数のガスを導入する複数のガスノズル９が設けられている（ガス供給手段）。
【００２４】
又、基板５を支持する支持台４には、電極部１１が設けられており、電極部１１には整合器１２を介して低周波（ＬＦ）電源１３が接続されている。低周波電源１３は、高周波電源８より低い周波数を電極部１１に印加し、基板５にバイアス電力を印加できるようになっている（バイアス印加手段）。なお、図示は省略しているが、支持台４には、静電チャック機構も設けられており、静電チャック用電源からの給電により、基板５を支持台４表面に吸着保持できるようになっている。加えて、図示は省略しているが、本実施例の窒化珪素膜形成装置は、上述したプラズマ生成手段、ガス供給手段、バイアス印加手段を制御する制御装置（制御手段）も備えている。
【００２５】
上記構成の窒化珪素膜形成装置では、シラン（ＳｉＨ4）、アンモニア（ＮＨ3）、窒素（Ｎ2）等のプロセスガスが、ガスノズル９を介して真空チャンバ１内に導入され、高周波アンテナ６にＲＦパワーを供給することにより、天井板３を介して電磁波が真空チャンバ１に入射され、入射された電磁波により導入されたプロセスガスがプラズマ化されている。そして、プラズマ化されたプロセスガスを用いて、基板５上にＳｉＮ膜を形成している。
【００２６】
なお、上記構成の窒化珪素膜形成装置は一例であり、後述する本実施例の窒化珪素膜形成方法を実施できるプラズマＣＶＤ装置であれば、他の構成でもよく、例えば、プラズマ生成手段やガス供給手段等は様々な態様の構成が適用可能である。
【００２７】
ここで、本実施例の窒化珪素膜形成方法を説明する前に、ＳｉＮ膜における膜剥離やパーティクル発生の原因について説明する。ＳｉＮ膜の成膜において、基板５にバイアスを印加し、バイアススパッタしながら成膜すると、基板５の外周側において、膜中及び膜表面上のパーティクルが増加する傾向があった。本発明者等がパーティクル増加の原因を調査したところ、基板５の外周の裏面側傾斜部Ａの部分までＳｉＮ膜が形成されており（図２参照）、この裏面側傾斜部Ａに形成されたＳｉＮ膜が脆くて剥れやすいために、パーティクル源となっているという観測事実があった。一方、基板５にバイアスを印加しない場合には、裏面側傾斜部ＡにＳｉＮ膜は形成されなかった。
【００２８】
従って、パーティクル源となる裏面側傾斜部ＡへのＳｉＮ膜の形成を防止すれば、パーティクルを低減することが可能となる。
【００２９】
そこで、本実施例では、上記構成の窒化珪素膜形成装置において、図３に示す窒化珪素膜形成方法を実施することで、裏面側傾斜部ＡへのＳｉＮ膜の形成を防止し、パーティクルを低減するようにしている。以下、図３のタイムチャートを参照して、本実施例の窒化珪素膜形成方法を説明する。
【００３０】
本実施例の窒化珪素膜形成方法においては、図３に示すように、バイアスを印加しない成膜（デポ）とバイアススパッタとを交互に行うことで、裏面側傾斜部ＡへのＳｉＮ膜の形成を防止し、裏面側傾斜部Ａからの剥離によるパーティクル発生を抑制すると共に、微細な素子間への埋め込みも可能としている。
【００３１】
具体的には、成膜を行う成膜工程においては、ガスノズル９を用いて、原料ガスであるＳｉＨ4ガス、窒素系ガス（例えば、Ｎ2ガス、ＮＨ3ガス等）と希ガス（例えば、Ａｒ等）とを供給し、プラズマ生成手段（高周波アンテナ６、整合器７、高周波電源８）を用いて、これらのガスを高密度のプラズマ状態とし、ＳｉＮ膜の成膜を基板５へ行っている。なお、このとき、希ガス（Ａｒ等）は供給しなくてもよく、又、基板５にバイアスは印加していないので、バイアススパッタは行われていない。
【００３２】
上記成膜工程の後、スパッタ工程を実施している。スパッタ工程では、ガスノズル９を用いて、希ガス（例えば、Ａｒ等）、不活性ガス（例えば、Ｎ2ガス等）の少なくとも一方を供給し、バイアス印加手段（電極部１１、整合器１２、低周波電源１３）を用いて、基板５にバイアスを印加し、プラズマ生成手段（高周波アンテナ６、整合器７、高周波電源８）を用いて、希ガス、不活性ガスの少なくとも一方のプラズマを生成し、当該プラズマを用いて成膜工程で成膜したＳｉＮ膜のスパッタ（エッチ）、特に、オーバーハング部分のスパッタ（エッチ）を行っている。
【００３３】
上記成膜工程、スパッタ工程について、ＳｉＨ4ガスとバイアスのタイムチャートを示すと、図３のようになる。そして、裏面側傾斜部ＡにＳｉＮ膜が形成されない成膜工程、ＳｉＮ膜のバイアススパッタを行うスパッタ工程を交互に少なくとも１回以上実施して、所望の膜厚となるＳｉＮ膜を形成することになる。なお、本実施例における各工程でのプロセス条件を例示すると、以下の表１のような条件となる。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
上記成膜工程により、裏面側傾斜部ＡにＳｉＮ膜が形成されることがなくなるので、剥離によるパーティクルの発生が無くなる。又、上記スパッタ工程により、成膜したＳｉＮ膜のオーバーハング部分がバイアススパッタにより削られるので、例えば、アスペクト比が１：１．５以上の微細な素子間へＳｉＮ膜を埋め込むことができる。更に、１回当たりの成膜工程におけるＳｉＮ膜の膜厚を薄くし、上記成膜工程及びスパッタ工程を複数回繰り返すことにより、より微細な素子間への埋め込みも可能となる。
【００３６】
パーティクルに関しては、図８に示した成膜方法、即ち、成膜とバイアススパッタを同時に行うＳｉＮ膜の成膜方法では、パーティクルの数が「２１４個」であったが、表１に示すプロセス条件を用いた本実施例の成膜方法、即ち、成膜とバイアススパッタを交互に行うＳｉＮ膜の成膜方法では、パーティクルの数が「６個」と、顕著に減少した。このとき、裏面側傾斜部Ａを確認したところ、この部分にＳｉＮ膜が形成されていないことも確認できた。
【００３７】
（実施例２）
本実施例は、上記実施例１を前提とするものである。従って、実施例１と重複する説明、例えば、窒化珪素膜形成装置の構成や窒化珪素膜形成方法（成膜工程、スパッタ工程）の基本的な部分等は省略して、本実施例の説明を行う。
【００３８】
上記実施例１のように、成膜工程とスパッタ工程とを交互に実施する場合、成膜工程で成膜したＳｉＮ膜の厚さ、そして、スパッタ工程で印加するバイアスの大きさによっては、スパッタの影響により、基板と第１層目のＳｉＮ膜との界面において、成膜工程で成膜したＳｉＮ膜が剥離を起こすおそれがある。
【００３９】
ここで、図４を参照して、成膜工程で成膜したＳｉＮ膜がスパッタ工程でのスパッタから受ける影響について説明する。
【００４０】
上記実施例１で説明したように、本発明では、成膜工程の実施後にスパッタ工程を実施しており、基板５上にＳｉＮ膜２１を形成した後に、例えば、Ａｒ+イオンによりスパッタされる。本発明においては、微細な素子間へＳｉＮ膜を埋め込むようにするため、１回当たりの成膜工程におけるＳｉＮ膜２１の膜厚を薄くすることが望ましい。
【００４１】
しかしながら、ＳｉＮ膜２１の膜厚が薄い場合、そして、印加するバイアスの大きさが相対的に大きい場合には、スパッタの際のＡｒ+イオンがＳｉＮ膜２１中に侵入してしまう（図４（ａ）参照）。そして、ＳｉＮ膜２１中に侵入したＡｒ+イオンが、基板５と第１層目のＳｉＮ膜２１との界面に溜まってしまう（図４（ｂ））。このような場合、最悪の場合には、界面に溜まったＡｒにより、基板５と第１層目のＳｉＮ膜２１との界面において、ＳｉＮ膜２１が剥離するおそれがある。
【００４２】
そこで、本実施例においては、図５のグラフに示すように、第１層目のＳｉＮ膜２１の膜厚とバイアスパワーの条件を変えて、剥離の有無を確認し、第１層目のＳｉＮ膜２１の膜厚とバイアスパワーの大きさの関係を規定するようにしている。なお、図５のグラフにおいて、「●」印は剥離なしを示し、「×」印は剥離有りを示している。又、横軸下側には印加したバイアスパワー（Ｗ）を示すと共に、横軸上側にはバイアスパワー密度（Ｗ／ｃｍ2）、即ち、バイアスパワーを基板５の単位面積（１ｃｍ2）当たりの密度に換算した値を示している。
【００４３】
図５のグラフからわかるように、バイアスパワー４００〜１５００Ｗの範囲においては、第１層目のＳｉＮ膜２１の膜厚が少なくとも３０ｎｍ以上あれば、剥離がないことを示している。一方、３０ｎｍ未満の膜厚については、膜厚が薄くなればなるほど、剥離がない場合のバイアスパワーが小さくなっていく。
【００４４】
確認した結果を、図５の縦軸に示すように、［バイアスパワー密度（Ｗ／ｃｍ2）／第１層目の膜厚（ｎｍ）］で整理すると、剥離が発生しない許容条件としては、以下の（式１）の関係を満たす条件に規定することができる。なお、下記（式１）において、バイアスパワー密度をＢ（Ｗ／ｃｍ2）と規定し、第１層目の膜厚をＴ（ｎｍ）と規定している。
Ｂ／Ｔ≦０．０８  ・・・  （式１）
【００４５】
つまり、第１層目のＳｉＮ膜２１の膜厚とバイアスパワー（バイアスパワー密度）について、（式１）の条件を満たすようにすれば、スパッタによる希ガスイオンが、基板５と第１層目のＳｉＮ膜２１との界面まで届かなくなり、界面での剥離を抑制することができる。
【００４６】
なお、上記実施例１、２は、様々な半導体デバイスの素子構造に適用可能であり、前述したＭＲＡＭの素子構造に限る必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、半導体装置に適用するものであり、特に、素子間距離が小さい半導体装置を埋め込む窒化珪素膜として好適である。
【符号の説明】
【００４８】
５    基板
６    高周波アンテナ
７    整合器
８    高周波電源
９    ガスノズル
１１  電極部
１２  整合器
１３  低周波電源
２１  窒化珪素膜
【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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【図９】
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