(第1の実施形態)
 以下、本発明の第1の実施形態に係る半導体 装置の製造方法について、図面を参照しなが ら説明する。

 本実施形態の半導体装置の製造方法の説� ��に先立ち、本発明の基本概念について、ボ� ��ンのプラズマドーピングを例として説明す� ��。

 例えば、B ₂  H ₆  /Heプラズマを用いたプラズマドーピングにお いては、複数の基板を対象とした連続放電時 に真空容器(チャンバー)内部にボロンを含む� ��が形成されていくため、生成されたプラズ� ��中において、プロセスガスから供給される� ��ロンよりも、真空容器内壁に付着したボロ� ��を含む膜から供給されるボロンの方が多く� ��る場合があることが知られている。このた� ��、放電開始から所定時間が経過して積算放� ��時間が長くなるに従って、ボロンのドーズ� ��が増大し、その結果、ドーピング後の基板� ��シート抵抗が小さくなる。ここで、本願発� ��者らが、種々の実験を行った結果、積算放� ��時間tとシート抵抗Rsとの間には、
 Rs=-A・Ln(t)+B ・・・ (式1’)
の関係があることが分かった(但し、A及びBは パラメータ、Lnは自然対数)。そこで、本願発 明者らは、以上の知見に基づいて、長期に亘 るプラズマドーピング連続処理時においても 、ドーズ量の再現性を安定的に向上させる以 下の発明を想到した。

 図1は、本実施形態の半導体装置の製造方 法のフローチャートである。図24に示す従来� ��のフローチャートとの比較から明らかなよ� ��に、本実施形態では、目的とするドーズ量� ��得られるように、積算放電時間に基づいて� ��ラズマドーピング条件のパラメータを調整� ��る工程(ステップS107)を設けることを主要な� ��徴とする。これにより、積算放電時間に起� ��するドーズ量の変動を考慮して、プラズマ� ��ーピング条件の最適化を図ることができる� ��め、長期に亘って安定したドーズ量を得る� ��とができる。

 具体的には、まず、ステップS101において 、プラズマドーピング装置の真空容器のクリ ーニングなどのメンテナンスを行った後、ス テップS102において、製造しようとするデバ� �スの仕様に従い、ドーズ量の目的値を決定� �、その後、ステップS103において、基準とな� ��第1のプラズマドーピング条件を設定する。

 次に、ステップS104において、第1のプラ� �マドーピング条件に従って、被処理基板に� �してプラズマドーピングを実施する。また� �ステップS105において、ステップS104のプラズ マドーピングが終了した時点での積算放電時 間、つまり真空容器内に次の被処理基板が設 置される時点での積算放電時間を測定する。 このとき、ステップS105で、ステップS104のプ� ��ズマドーピングが実施された被処理基板に� ��入される不純物のドーズ量を測定してもよ� ��。

 次に、ステップS106において、ステップS10 5で測定されたドーズ量と、ステップS102で決� ��された目的値とを比較し、測定ドーズ量が� ��的値から所定の範囲内にあるかどうかを判� ��する。ここで、ステップS106に代えて、ステ ップS105で測定された積算放電時間と後述す� �各種予測式とを用いて、シート抵抗値の予� �を行い、当該予測値が目的値から所定の範� �内にあるかどうかを判断してもよい。この� �合、ステップS105でのドーズ量測定は不要と� ��る。

 ステップS106において、測定ドーズ量が目 的値から所定の範囲内にあると判断された場 合には、ステップS104以降の処理を再度実施� �る。

 ステップS106において、測定ドーズ量が目 的値から所定の範囲内にないと判断された場 合には、ステップS107において、次の被処理� �板に導入される不純物のドーズ量が目的値� �なるように、プラズマドーピング条件のパ� �メータの調整を行い、その結果に基づいて� �ステップS103において、第2のプラズマドーピ ング条件を新たに設定し直す。すなわち、第 1のプラズマドーピング条件を補正して第2の� ��ラズマドーピング条件を設定する。その後� ��ステップS104において、第2のプラズマドー� �ング条件に従って、次の被処理基板に対し� �プラズマドーピングを実施した後、ステッ� �S105以降の処理を順次実施する。

 以上に述べた、本実施形態におけるプラ� ��マドーピング条件の補正については、種々� ��バリエーションがあるので、それらについ� ��順次説明していく。

 まず、第1の補正方法においては、プラズ マドーピング装置のメンテナンス後、シート 抵抗(つまりドーズ量)がほぼ一定になるまで� ��積算放電時間とその時点でのドーズ量とを� ��定し、ドーズ量の変化曲線を得るという方� ��を用いる。尚、ドーズ量の直接的な測定は� ��難であるため、プラズマドーピングの実施� ��にアニールによって注入不純物を活性化し� ��その後、シート抵抗を測定することにより� ��ドーズ量の測定に代えている。

 本実施形態では、プラズマドーピング装� ��における基板処理枚数100-2000枚の期間を量� �(生産)工程に入る前の準備工程と位置づける 。この準備工程で、後述するシート抵抗値の 予測式等のプラズマドーピング条件の補正式 (正確には補正式中のパラメータ)を決定する� ��以下、この補正式に従って、プラズマドー� ��ング条件の各種パラメータを補正する工程( 図1のステップS107の補正工程)が実施される。

 図2に、前述の準備工程で得られたシート抵 抗の推移(丸印で示す9個のデータ)を示してい る。図2に示すように、狙いのシート抵抗を21 0ω/□(ドーズ量で1×10 ¹⁵ cm ^-2 程度)とすると、処理枚数が2000枚前後のとき� ��シート抵抗が210ω/□となり、量産(生産)工� �に移行する準備が整っていることが分かる� �また、処理枚数が2000枚目以降のシート抵抗� ��推移については前記の(式1’)で与えられる� ��共に準備工程(補正式を決定する工程)で得� �れた9個のデータ(丸印)を用いて(式1’)中の� �ラメータA及びBを決定できるので、処理枚数 が2000枚目以降のシート抵抗の推移を予測す� �ことができる。

 具体的には、シート抵抗Rsの予測値は、図2� ��おいて曲線C1で示すように、処理枚数をNと� ��て、
 Rs=-19.78・Ln(N)+361.4 ・・・ (式3)
と計算できる。ここで、図2のR ²  =0.98は以下の内容を意味する。R ²  は、統計学で広く知られている決定係数であ り、相関係数の二乗である。R ²  を評価することによって、図2における前述� �準備工程で得られた9個のシート抵抗(丸印で 示す9個のデータ)の分散のうち、処理枚数Nに よって説明(決定)される部分の割合を測定す� ��ことができる。R ²  は0以上、1以下の数値をとり、仮にR ²  =0であるとすると、(式3)によって処理枚数Nの 差異を考慮しても前述の準備工程で得られた 9個のシート抵抗の分散が少しも減少しない� �と、つまり、処理枚数Nがシート抵抗Rsを全� �決定していないことになる。一方、仮にR ²  =1であるとすると、前述の準備工程における� ��ての処理枚数Nに対して(式3)が正確に成り立 つこと、つまり、シート抵抗Rsが処理枚数Nの (式3)の対数式によって完全に決定されること になる。ここで、今回のR ²  の評価結果は0.98と1に極めて近いことから、� ��述の準備工程で得られた9個のシート抵抗は 、処理枚数Nつまり積算放電時間によって極� �て良く説明(決定)されているということが分 かる。

 尚、基板処理枚数(放電回数)Nは積算放電� ��間t(秒)と本質的に同じパラメータである。� ��述の実験では1回の放電時間(基板1枚当たり� ��プラズマドーピング時間)を60秒で一定とし� ��が、基板毎に放電時間を変える場合には基� ��処理枚数Nをカウントするのではなく、積算 放電時間を計量してシート抵抗予測に用いる 。すなわち、(式3)においてN=t/60と置き換えれ ば良い。言い換えると、積算放電時間t(秒)と 、その時点までの基板(ウェハ)の処理枚数Nと の置き換えを行う場合、例えば基板1枚当た� �の放電時間を60秒として、処理枚数Nに60秒を 乗じることにより、積算放電時間tを得るこ� �ができる。

 (式3)によれば、前述の準備工程で得られる� ��ート抵抗の推移を良く説明できるだけでは� ��く、その後の量産(生産)工程で得られるシ� �ト抵抗の推移も極めて高い精度で推測する� �とができる。すなわち、基板処理枚数(つま� ��積算放電時間)がいくつのときにシート抵抗 がどのような水準になるのかを予想すること ができる。従って、基板処理枚数Nがある値� �ときに、シート抵抗Rsが目的値Rsoからどれく らいずれるのかも予想することができる。そ のズレをδRsとすると、
 δRs=Rso-(-19.78・Ln(N)+361.4) ・・・ (式4)
と計算することができる。

 ところで、シート抵抗を変化させることが� ��きるパラメータ(プラズマドーピング条件を 構成するパラメータ)として、バイアス時間(� ��板1枚当たりのプラズマドーピング時間)、B ₂  H ₆  等のガス濃度やガス流量等が知られている。 そこで、(式4)で計算されたズレδRsを補正す� �ように、放電回数N(つまり積算放電時間t)に� ��じて、これらのパラメータを調整する。例� ��ば放電回数Nが6000回まで増大した場合には� �(式4)によれば、シート抵抗Rsの目的値Rso(例� �ば210ω/□)からのズレδRsは20ω/□程度になる� ��そこで、放電回数が6000回のときには、バイ アス時間をそのδRsの大きさに応じて短くす� �ばよいことが分かる。これにより、積算放� �時間(放電回数)が増加しても、狙い通りの一 定したシート抵抗が得られる。尚、シート抵 抗値の調整には、バイアス時間の短縮による 調整の他に、例えばB ₂  H ₆  ガスの濃度や流量の低減による調整を用いる ことができる。

 以上が、本実施形態の半導体装置の製造� ��法におけるプラズマドーピング条件の新規� ��第1の補正方法である。

 次に、第2の補正方法について説明する。 図2には、前述の量産(生産)工程で得られたシ ート抵抗の推移(四角印)を示している。図2に 示すように、放電回数(処理枚数)が2000回から 3000回までの間においては、シート抵抗Rsはば らつき許容幅内に入っているものの、放電回 数が4000回を超えると、シート抵抗Rsがばらつ き許容幅から外れている。従って、従来の方 法では、準備工程後における放電回数が1000� �から2000回までの間においては安定したシー� ��抵抗を得ることができるものの、準備工程� ��における放電回数が2000回以上になると、シ ート抵抗Rsが明らかに目的値を下回るように� ��る。すなわち、ドーズ量が高くなりすぎて� ��まう。一方、本実施形態の半導体装置の製� ��方法におけるプラズマドーピング条件の第2 の補正方法においては、シート抵抗Rsの予測� ��を示す図2の曲線C1がばらつき許容幅を外れ� ��場合には、プラズマドーピング条件のパラ� ��ータを補正することにより、シート抵抗Rs� �ばらつき許容幅内に入るようにすることが� �きる。尚、本実施形態においては、シート� �抗Rsのばらつき許容幅を目的値Rsoの±5%に設� �したが、これは一般的に要請される程度の� �容幅である。

 [プラズマドーピング装置]
 以下、本実施形態のプラズマドーピング方� ��を実施するために用いられるプラズマドー� ��ング装置について、図3の断面構成図を参照 しながら説明する。

 図3に示すように、本実施形態のプラズマ ドーピング装置は、真空容器101と、真空容器 内にガスを供給するガス供給装置102と、真空 容器101内からガスを排気する排気装置として のターボ分子ポンプ103と、真空容器101内の圧 力を制御する圧力制御装置としての調圧弁104 と、被処理基板(基板)109が設置される試料台� ��兼ねる試料電極106と、試料電極106と対向す� ��真空容器101の天井部となる誘電体窓107の近� ��に設けられたプラズマ源(ガスを放電によっ てプラズマ化するプラズマ生成装置)として� �コイル108と、コイル108に例えば13.56MHzの高周 波電力を供給する高周波電源105と、試料電極 106に電圧を供給する電圧源としての高周波電 源110と、試料電極106を冷却する冷却水供給ユ ニット111と、試料電極106に供給される電圧を モニターするVdcモニタ117とから構成されてい る。

 尚、真空容器101の内壁には不純物を含む� ��が形成されていてもよい。また、プラズマ� ��発生させるために必要なガスは、ガス供給� ��置102からガス導入経路113及び誘電体窓107内� ��のガス主経路114を通じてガス吹き出し口115� ��ら真空容器101内に供給される。また、真空� ��器101内の真空度は、ガス供給装置102、ター� ��分子ポンプ103、調圧弁104及びドライポンプ1 12によって制御される。さらに、真空容器101� ��の試料電極106に対しては、高周波電源110か� ��マッチングボックス116を通じて電力が供給� ��れる。これにより、試料台を兼ねる試料電� ��106上に載置された被処理基板109に電力が供� ��される。

 本実施形態のプラズマドーピング装置の� ��徴は、例えばガス供給装置102、高周波電源1 05及び高周波電源110のそれぞれと接続された� ��ラズマドーピング条件制御装置118を備えて� ��ることである。プラズマドーピング条件制� ��装置118は、基準となるプラズマドーピング� ��件を設定すると共に、真空容器101内に被処� ��基板109が設置されるまでの積算放電時間に� ��づいて、被処理基板109に導入される不純物� ��ドーズ量が目的値となるように、プラズマ� ��ーピング条件の調整を行う。ここで、積算� ��電時間をカウントするカウンタをさらに設� ��ておくことによって、プラズマドーピング� ��件制御部118が、当該カウンタによって得ら� ��た積算放電時間に基づいて、プラズマドー� ��ング条件の調整を行ってもよい。

 以下、図3に示すプラズマドーピング装置 を用いて、試料台を兼ねる試料電極106上に被 処理基板109を設置してプラズマ照射を行うプ ラズマドーピング工程について説明する。

 まず、プロセスチャンバーである真空容� ��101内にガス供給装置102から所定のガスを導� ��すると共に排気装置としてのターボ分子ポ� ��プ103により排気を行いながら、圧力制御装� ��としての調圧弁104によって真空容器101内を� ��定の圧力に保つ。そして、高周波電源105に� ��り、プラズマ源としてのコイル108に例えば1 3.56MHzの高周波電力を供給することにより、� �空容器101内に誘導結合型プラズマを発生さ� �る。この状態で、試料電極106上に被処理基� �109として例えばシリコン基板を載置する。� �た、試料電極106に高周波電源110によって高� �波電力を供給することにより、試料として� �シリコン基板(被処理基板109)がプラズマに対 して負の電位を持つように、試料電極106の電 位を制御する。尚、試料電極106用の高周波電 源110に、基板処理枚数(放電回数)をカウント� ��るカウンタを取り付け、試料電極106に試料� ��してのシリコン基板をセットするたびに回� ��1をカウントしてもよい。或いは、試料電極 106用の高周波電源110に、バイアスを印加した 時間つまりバイアス時間の積算値をカウント するカウンタを取り付け、バイアス時間をカ ウントして積算放電時間を計測してもよい。

 [補正式を決定する工程]
 まず、量産工程に入る前の準備工程として� ��、補正式を決定する工程について説明する� ��本工程においても、前述の図3に示すプラズ マドーピング装置を用いて、B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスからなるプラズマを生成し� ��真空容器101の内壁にボロンを含む膜を形成� ��る。尚、図3に示すプラズマドーピング装置 は、プラズマドーピング条件制御装置118を除 いて、通常用いられる装置構成を有している 。また、通常、真空容器101の内壁のクリーニ ングなどのメンテナンスを経て、真空容器101 内の試料電極106上に試料としての被処理基板 109を設置し、真空容器101内の真空排気を実施 した後、所望の混合比で混合されたB ₂  H ₆  とHeとを供給して放電を行い、試料電極106を� ��じて被処理基板109にバイアスを印加するこ� ��により、プラズマドーピングを行う。尚、� ��下の説明においては、このような通常の処� ��については説明を省略する場合がある。

 本実施形態においては、基準となるプラズ� ��ドーピング条件として、B ₂  H ₆  とHeとのガス混合比を0.05%対99.95%に、混合ガ� �の総流量を300cm ³  /分(標準状態)に、ソースパワー(高周波電源10 5から供給される電力)を2000W、バイアスパワ� �(高周波電源110から供給される電力)を135Wに� �圧力を0.9Paに設定した。また、基板1枚当た� �のプラズマドーピング時間(バイアス印加時� ��)を60秒に設定した。そして、この基準とな� ��プラズマドーピング条件に従って、メンテ� ��ンス直後の真空容器101内において直径300mm� �複数のシリコン基板に対してプラズマドー� �ングの連続処理を行った。そして、1枚目、2 5枚目、50枚目、100枚目、200枚目、400枚目、800 枚目、1150枚目、1600枚目、1650枚目、1800枚目� �1900枚目、2000枚目、2025枚目、2075枚目にそれ� ��れ処理したシリコン基板を抜き取って検査� ��た。尚、抜き取ったシリコン基板に対して� ��、1075℃、20秒間の条件で熱処理を行った。

 尚、本実施形態においては、前記の抜き� ��ったシリコン基板以外の全てのシリコン基� ��について、プラズマドーピングの実施後、� ��ート抵抗の測定前に、1075℃、20秒間の条件� ��熱処理を行う。このような大きな熱量を与� ��るアニールを行った場合、導入された不純� ��が大きい割合で活性化されてキャリアとな� ��ため、シート抵抗とドーズ量とがほぼ反比� ��する関係が成り立つ。従って、前記の1075℃ 、20秒間のアニール条件を用いた場合、シー� ��抵抗の分布はドーズ量の分布とみなすこと� ��できる。すなわち、ドーズ量とシート抵抗� ��の間には1対1の関係が存在するからである� �また、本実施形態においては、シート抵抗� �測定を、直径300mmの基板における幅3mmの端部 を除いた主面内の121箇所に対して行った。以 下の説明において、シート抵抗の値は、特に 断りがない場合には前記の121箇所の測定値に ついての平均値である。また、以下の説明に おいて、シート抵抗の均一性は、前記の121箇 所の測定値の標準偏差(1σ)として求めている� ��本実施形態においては、以上の条件でプラ� ��マドーピング及び熱処理が実施された、処� ��枚数が100-2000枚目までの試料(シリコン基板) について測定されたシート抵抗の値を用いて 、後述のように補正式を決定する。

 ここで、本願発明者らは、ドーズ量が目的� ��となるように積算放電時間に基づいてプラ� ��マドーピング条件を調整するために、バイ� ��ス時間(基板1枚当たりのプラズマドーピン� �時間)、B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスの総流量、及び当該混合ガ� ��のガス混合比のそれぞれに対するシート抵� ��の関係を調べた。

 まず、バイアス時間とシート抵抗との関係� ��ついては以下のように調べた。プラズマド� ��ピング条件としては、B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスのガス混合比を0.05%対99.95%� �、当該混合ガスの総流量を300cm ³  /分(標準状態)に、ソースパワーを2000Wに、バ� ��アスパワーを135Wに、真空容器内圧力を0.9Pa� ��設定した。一方、バイアス時間(プラズマド ーピング時間)については5秒、20秒、60秒、90� ��、120秒、200秒、400秒、800秒のそれぞれに設� ��した。また、プラズマドーピングを実施し� ��シリコン基板に対して、1075℃、20秒間の条� ��で熱処理を行った。シート抵抗値の測定、� ��びシート抵抗値の面内均一性の計算につい� ��は前述の通りである。

 次に、B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスの総流量とシート抵抗との� ��係については以下のように調べた。プラズ� ��ドーピング条件としては、ソースパワーを2 000Wに、バイアスパワーを135Wに、真空容器内� ��力を0.9Paに、バイアス時間(プラズマドーピ� ��グ時間)を60秒に設定した。一方、B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスのガス混合比については0.05 %対99.95%に固定し、当該混合ガスの総流量に� �いては、180cm ³  /分(標準状態)、300cm ³  /分(標準状態)、420cm ³  /分(標準状態)、540cm ³  /分(標準状態)にそれぞれ設定した。熱処理、 シート抵抗値の測定、及びシート抵抗値の面 内均一性の計算については前述の通りである 。

 次に、B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスのガス混合比とシート抵抗� ��の関係については以下のように調べた。プ� ��ズマドーピング条件としては、B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスの総流量を300cm ³  /分(標準状態)に、ソースパワーを2000Wに、バ� ��アスパワーを135Wに、真空容器内圧力を0.9Pa� ��、バイアス時間(プラズマドーピング時間)� �60秒に設定した。一方、B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスのガス混合比については、0 .05%対99.95%、0.04%対99.96%、0.03%対99.97%、0.02%対99 .98%、0.01%対99.99%にそれぞれ設定した。熱処理 、シート抵抗値の測定、及びシート抵抗値の 面内均一性の計算については前述の通りであ る。

 本願発明者らは、以上のようにプラズマ� ��ーピング条件の各パラメータとシート抵抗� ��の関係を調べた後、以下に述べるようにプ� ��ズマドーピング条件を実際に調整すること� ��よって、狙いのシート抵抗が得られること� ��検証した。

 [補正例A:バイアス時間による調整方法]
 狙いのシート抵抗を得るためにバイアス時� ��による調整を行う場合には、補正式を決定� ��る工程(準備工程)で、予めバイアス時間と� �ート抵抗との関係を取得しておく。そのよ� �にして得られた、バイアス時間とシート抵� �との関係の一例を図4に示す。図4に示すよう に、バイアス時間を60秒に設定した試料につ� ��て、224ω/□のシート抵抗が得られている。� ��5は、図4の縦軸を224ω/□で規格化した図で� �る。ここで、バイアス時間とシート抵抗と� �関係を、
  y=A・t ^-B  ・・・ (式2)
(但し、yはシート抵抗、tはバイアス時間)と� �すことができる。(式2)に示す補正式に、図4� ��は図5に示す測定値を2つ以上代入すること� �より、図4に示す測定値からはA=538.86、B=-0.217 3、図5に示す測定値からはA=2.4056、B=-0.2173が� �められる。これらのパラメータを(式2)に適� �することによって、所望のシート抵抗を得� �ために必要なバイアス時間を求めることが� �きる。例えば、図5から明らかなように、バ� ��アス時間を60秒から20秒短くして40秒に設定� ��れば、バイアス時間が60秒のときのシート� �抗を基準として、シート抵抗の値を10%程度� �できることが予測される。そこで、本実施� �態においては、前記の(式3)の処理枚数Nを積� ��放電時間tに置換した、シート抵抗Rsの予測� ��(Rs=-19.78・Ln(t/60)+361.4)によれば、シート抵抗 の値が狙いの210ω/□から10%程度低くなると予 想される、積算放電時間6475分目の試料につ� �ては、バイアス時間を40秒に短縮した。

 その結果、図6に示すように、シート抵抗Rs� ��値を218ω/□にすることができた。これは、� ��6の補正例Aに示すように、シート抵抗Rsのば らつき許容幅(210ω/□を中心とした±5%の範囲) に含まれており、バイアス時間によるプラズ マドーピング条件の補正方法を用いることに よって、シート抵抗Rsを目的値に近づけるこ� ��ができることがわかる。尚、図6の丸印や四 角印は、図2の丸印や四角印と同じものを示� �ている。また、図6に示す式、Rs=-19.78・Ln(t/60 )+361.4のR ²  は0.98であるが、これは、補正式を決定する� �程で得られた9個のデータのみについて算出� ��たものである。

 尚、図4に示す6個の測定値からはA=538.86、B=- 0.2173、図5に示す6個の測定値からはA=2.4056、B= -0.2173と各パラメータの算出を行っているが� �これにより、シート抵抗の差異を、バイア� �時間の差異に基づいてR ²  =0.9918という極めて高精度で決定できる予測� �を得ることができる。逆に、(式2)を選択す� �に際してはR ²  を用いて各種の予測式の精度を評価している ので、本補正例で説明した(式2)に2つ以上の� �定値を代入することによってパラメータA及� ��Bを決定して(式2)を用いることにより、シー ト抵抗とバイアス時間との関係を高精度で決 定することができる。

 [補正例B:B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスの総流量による調整方法]
 狙いのシート抵抗を得るために、B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスの総流量(以下、単にガス流 量という)による調整を行う場合には、補正� �を決定する工程(準備工程)で、予めガス流量 とシート抵抗との関係を取得しておく。その ようにして得られた、ガス流量とシート抵抗 との関係の一例を図7に示す。尚、図7に示す� ��ータは、積算放電時間が5900分から6800分ま� �の間に取得されたデータである。図6に示す� ��うに、積算放電時間が2000分のときにはガス 流量が300cm ³  /分(標準状態)に対してシート抵抗Rsが目的値� ��等しい210ω/□であり、その後、積算放電時� ��が増加するに従って、シート抵抗Rsの目的� �からのズレが大きくなっていく。その結果� �図7に示すように、積算放電時間が5900分から 6800分までの間では、ガス流量が300cm ³  /分(標準状態)に対してシート抵抗Rsは190ω/□� ��なっている。本実施形態では、この場合に� ��シート抵抗Rsとして目的値である210ω/□が� �られるように、ガス流量の補正を行うが、� �7に示すように、その補正値は230cm ³  /分(標準状態)であることがわかる。そこで、 本実施形態においては、積算放電時間が6825� �目の試料については、ガス流量を230cm ³  /分(標準状態)に低減した。

 その結果、図6に示すように、シート抵抗 Rsの値を205ω/□にすることができた。これは� ��図6の補正例Bに示すように、シート抵抗Rsの ばらつき許容幅(210ω/□を中心とした±5%の範� ��)に含まれており、ガス流量によるプラズマ ドーピング条件の補正方法を用いることによ って、シート抵抗Rsを目的値に近づけること� ��できることがわかる。

 尚、補正式を決定する工程において、横軸� ��ガス流量とし且つ縦軸をシート抵抗値とす� ��図7に示すデータを予め取得しておき、続い て、図7の縦軸を300cm ³  /分(標準状態)で規格化した図である図8を作� �しておくことによって、前述のようなプラ� �マドーピング条件の補正を行ってもよい。

 [補正例C:B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスのガス混合比による調整方� ��]
 狙いのシート抵抗を得るために、B ₂  H ₆  とHeとの混合ガスのガス混合比(以下、B ₂  H ₆  /Heガス濃度という場合もある)による調整を� �う場合には、補正式を決定する工程(準備工� ��)で、予めB ₂  H ₆  濃度とシート抵抗との関係を取得しておく。 そのようにして得られた、B ₂  H ₆  濃度とシート抵抗との関係の一例を図9に示� �。尚、図9の縦軸を、B ₂  H ₆  濃度が0.05質量%のときのシート抵抗によって� ��格化している。また、図9に示す結果は、メ ンテナンス前に取得されたものである。図9� �示すように、B ₂  H ₆  /Heガス濃度が0.05質量%/99.95質量%のときに得ら れるシート抵抗を基準として、シート抵抗を 約10%高くしたい場合には、B ₂  H ₆  /Heガス濃度を0.038質量%/99.962質量%に調整すれ� ��良いことが分かる。そこで、本実施形態に� ��いては、積算放電時間が7025分目の試料につ いては、B ₂  H ₆  /Heガス濃度を0.038質量%/99.962質量%に設定した� ��

 その結果、図6に示すように、シート抵抗Rs� ��値を208ω/□にすることができた。これは、� ��6の補正例Cに示すように、シート抵抗Rsのば らつき許容幅(210ω/□を中心とした±5%の範囲) に含まれており、B ₂  H ₆  /Heガス濃度によるプラズマドーピング条件の 補正方法を用いることによって、シート抵抗 Rsを目的値に近づけることができることがわ� ��る。すなわち、メンテナンス前に図9に示す ようなデータを予め取得しておくことによっ て、前述のようなプラズマドーピング条件の 補正を行うことが可能となる。

 図10は、B ₂  H ₆  ガス濃度を0.02質量%から0.05質量%まで変化さ� �た場合のシート抵抗の均一性を示している� �また、図11(a)~(e)は、B ₂  H ₆  ガス濃度を0.02質量%から0.05質量%まで変化さ� �た場合のウェハ(基板)上でのシート抵抗の分 布を示している。図10及び図11(a)~(e)に示すよ� ��に、補正前のB ₂  H ₆  ガス濃度(0.05質量%)でのシート抵抗の均一性� �1.9-2.1%であるのに対して、補正後のB ₂  H ₆  ガス濃度(0.038質量%)でのシート抵抗の均一性� ��2.0%であった。すなわち、ガス流量について は基準の300cm ³  /分(標準状態)から変えずに、B ₂  H ₆  /Heガス濃度つまりB ₂  H ₆  ガス濃度を調整することによって、シート抵 抗の均一性を2%程度の高い水準に維持したま� ��、狙いのシート抵抗を得ることができると� ��う特段の効果を奏する。

 [補正式を決定する工程で使用する、シート 抵抗値と積算放電時間との関係式]
 次に、以上に述べた、各種パラメータによ� ��プラズマドーピング条件の補正において実� ��に用いる、シート抵抗値と積算放電時間と� ��関係式について説明する。当該関係式とし� ��は、
  y=-A・Ln(t)+B ・・・ (式1)
の対数式型で表される関係式(例えば前述の(� ��3))以外に、例えば
  y=A・t ^-B  ・・・ (式2)
(但し、yはシート抵抗、tは積算放電時間)
の累乗式型で表される関係式を実用的に用い ることができる。すなわち、(式2)を使用する ことによって、対数式型の関係式を使用した 場合とほぼ同様の精度で狙いのシート抵抗を 得ることができる。

 尚、シート抵抗値と積算放電時間との関係� ��については、基板処理枚数100-2000枚の期間� �つまり量産(生産)工程に入る前の準備工程で 得られた例えば9個のデータ(所定の積算放電� ��間でのシート抵抗:図2、図6参照)から求める ことができる。また、シート抵抗と積算放電 時間との関係式は、yをシート抵抗値、tを積� ��放電時間、A及びBをパラメータとして、
 対数式型:y=-A・Ln(t)+B ・・・ (式1)
 累乗式型:y=A・t ^-B  ・・・ (式2)
 指数式型:y=A・exp(-B・t) ・・・ (式5)
 多項式型:y=-A・Ln(t)+Bの展開式(詳細は後述す る) ・・・ (式6)等により表される。

 本願発明者らは、前記の様々なシート抵� ��値と積算放電時間との関係式について、当� ��各関係式を用いて、積算放電時間が2000分以 降の試料についてのシート抵抗値を予測し、 その予測精度を評価することによって、本実 施形態に好ましい関係式を求めてみた。尚、 予想精度の評価は、積算放電時間が2000分か� �5925分までの間に得られた11個のデータに基� �いて行った。具体的には、予想精度を以下� �ように求めることができる。まず、積算放� �時間が2000分から5925分までの間に得られた11� ��のデータ(所定の積算放電時間でのシート抵 抗の実測値)と、シート抵抗値と積算放電時� �との各種関係式によって求められたシート� �抗の予測値との差の自乗平均値を求める。� �に、積算放電時間が2000分から5925分までの間 に得られた11個のデータについて、シート抵� ��の平均値を求める。そして、前記の自乗平� ��値を前記の平均値で除した結果を、予想精� ��の尺度として用いた。尚、以下に説明する� ��種関係式のパラメータは、前述の基準とな� ��プラズマドーピング条件を用いて得られた� ��のである。

 図12(a)及び(b)は、シート抵抗値と積算放電� �間(正確には積算放電時間を60秒で除した処� �枚数)との関係式を(式1)の対数式型とした場� ��の予想精度を求めた結果を示している。図1 2(b)にR ²  =0.978と記載のとおり、(式1)を用いることによ って、準備工程における9個のシート抵抗の� �移を積算放電時間の差異に基づいて説明す� �ことができる。そして、図12(a)及び(b)に示す ように、(式1)の対数式型の関係式を用いると 、積算放電時間が2000分から5925分まで(処理枚 数が2000枚から5925枚まで)の予想精度は0.82%と� ��り、準備工程におけるシート抵抗の推移を� ��確に説明できるだけではなく、その後の生� ��工程におけるシート抵抗予測を高精度に行� ��ことが可能である。

 図13(a)及び(b)は、シート抵抗値と積算放電� �間(正確には積算放電時間を60秒で除した処� �枚数)との関係式を(式2)の累乗式型とした場� ��の予想精度を求めた結果を示す。図13(b)にR ²  =0.9819と記載のとおり、(式2)を用いることに� �って、準備工程における9個のシート抵抗の� ��移を積算放電時間の差異に基づいて説明す� ��ことができる。そして、図13(a)及び(b)に示� �ように、(式2)の累乗式型の関係式を用いて� �、積算放電時間が2000分から5925分まで(処理� �数が2000枚から5925枚まで)の予想精度は1.83%と なり、準備工程におけるシート抵抗の推移を 正確に説明できるだけではなく、その後の生 産工程におけるシート抵抗予測を実用的レベ ルで高精度に行うことが可能である。

 図14(a)及び(b)は、シート抵抗値と積算放電� �間(正確には積算放電時間を60秒で除した処� �枚数)との関係式を(式5)の指数式型とした場� ��の予想精度を求めた結果を示す。図14(b)にR ²  =0.8251と記載のとおり、(式5)を用いることに� �って、(式1)や(式2)を用いた場合よりは精度� �落ちるものの、準備工程における9個のシー� ��抵抗の推移を積算放電時間の差異に基づい� ��説明することができる。しかし、図14(a)及� �(b)に示すように、(式5)の指数式型の関係式� �用いると、積算放電時間が2000分から5925分ま で(処理枚数が2000枚から5925枚まで)の予想精� �は10.60%と大幅に悪化する。すなわち、シー� �抵抗値と積算放電時間との関係式を指数式� �で定義すると、準備工程におけるシート抵� �の推移については説明できるものの、その� �の生産工程におけるシート抵抗の推移につ� �ては、当該関係式に基づいて予測を行い、� �の予測結果に基づいてプラズマドーピング� �件の補正を行った場合には、それにより得� �れるシート抵抗値が目的値から10%以上ずれ� �ことになる。従って、シート抵抗値と積算� �電時間との関係式を指数式型にすることは� �ましくない。

 図15(a)及び(b)は、シート抵抗値と積算放電� �間(正確には積算放電時間を60秒で除した処� �枚数)との関係式を、y=-A・Ln(t)+Bの展開式で� �る2次の多項式とした場合の予想精度を求め� ��結果を示し、図16(a)及び(b)は、シート抵抗� �と積算放電時間(正確には積算放電時間を60� �で除した処理枚数)との関係式を、y=-A・Ln(t)+ Bの展開式である3次の多項式とした場合の予� ��精度を求めた結果を示し、図17(a)及び(b)は� �シート抵抗値と積算放電時間(正確には積算� ��電時間を60秒で除した処理枚数)との関係式� ��、y=-A・Ln(t)+Bの展開式である4次の多項式と� ��た場合の予想精度を求めた結果を示し、図1 8(a)及び(b)は、シート抵抗値と積算放電時間(� ��確には積算放電時間を60秒で除した処理枚� �)との関係式を、y=-A・Ln(t)+Bの展開式である5� ��の多項式とした場合の予想精度を求めた結� ��を示す。図15(b)、図16(b)、図17(b)、図18(b)に� �れぞれR ²  =0.95868、R ²  =0.99371715、R ²  =9.968×10 ^-1 (つまり0.9968)、R ²  =9.969×10 ^-1 (つまり0.9969)と記載のとおり、y=-A・Ln(t)+Bの� �開式である2次、3次、4次、5次の多項式をそ� ��ぞれ用いることによって、準備工程におけ� ��9個のシート抵抗の推移については積算放電 時間の差異に基づいて、(式1)や(式2)を用いた 場合と同等の高い精度で説明できる。しかし 、図15(a)及び(b)に示すように、y=-A・Ln(t)+Bの� �開式である2次の多項式を用いると、積算放� ��時間が2000分から5925分まで(処理枚数が2000枚 から5925枚まで)の予想精度は53.13%となり、図1 6(a)及び(b)に示すように、y=-A・Ln(t)+Bの展開式 である3次の多項式を用いると、積算放電時� �が2000分から5925分まで(処理枚数が2000枚から5 925枚まで)の予想精度は173.36%となり、図17(a)� �び(b)に示すように、y=-A・Ln(t)+Bの展開式であ る4次の多項式を用いると、積算放電時間が20 00分から5925分まで(処理枚数が2000枚から5925枚 まで)の予想精度は645.82%となり、図18(a)及び(b )に示すように、y=-A・Ln(t)+Bの展開式である5� �の多項式を用いると、積算放電時間が2000分� ��ら5925分まで(処理枚数が2000枚から5925枚まで )の予想精度は1896.65%となる。すなわち、y=-A� �Ln(t)+Bの展開式である多項式型の関係式を用� ��た場合、準備工程におけるシート抵抗の推� ��については説明できるものの、その後の生� ��工程におけるシート抵抗の推移については� ��いずれの次数の多項式についてもその予想� ��度は極めて悪く、これらをシート抵抗値と� ��算放電時間との関係式として使用して、プ� ��ズマドーピング条件の補正を行い、シート� ��抗値を目的値に合わせることは困難である� ��

 図19(a)及び(b)は、前述の各種関係式によ� �シート抵抗値の予測精度を総合的に評価し� �結果を示している。図19(a)及び(b)に示すよう に、補正式を決定する工程で使用する、シー ト抵抗値と積算放電時間(正確には積算放電� �間を60秒で除した処理枚数)との関係式とし� �は、(式1)の対数式型以外では(式2)の累乗式� �が使用可能であり、(式2)の累乗式型の使用� �よって、(式1)の対数式型を使用した場合と� �様の効果が得られることが分かる。

 [実施例]
 以下、前述の本発明に係る、積算放電時間� ��基づくプラズマドーピング条件補正を用い� ��、本実施形態の半導体装置の製造方法の一� ��について、図面を参照しながら説明する。

 図20(a)~(h)は、本実施形態の半導体装置の� ��造方法の各工程を示す断面図である。

 まず、図20(a)に示すように、シリコン基� �1の表面に酸化シリコン膜2を介してn型のシ� �コン層3を貼り合わせることによって形成さ� ��たSOI(silicon on insulator)基板を用意し、当該S OI基板表面にゲート絶縁膜として酸化シリコ� ��膜4を形成する。

 次に、図20(b)に示すように、酸化シリコン� �4の上に、ゲート電極となる多結晶シリコン� ��5Aを形成した後、図20(c)に示すように、フォ トリソグラフィにより、多結晶シリコン層5A� ��上にゲート電極形成領域を覆うマスクRを形 成する。その後、図20(d)に示すように、マス� ��Rを用いて多結晶シリコン層5Aをパターニン� ��し、ゲート電極5を形成する。このとき、ゲ ート電極5の外側の酸化シリコン膜4がエッチ� ��グにより除去される。続いて、図20(e)に示� �ように、ゲート電極5をマスクとして、プラ� ��マドーピングにより、例えばボロンをシリ� ��ン層3に導入し、注入深さが5nm以上で且つ20n m以下程度であって、ドーズ量が1×10 ¹⁴ cm ^-2 以上で且つ1×10 ¹⁶ cm ^-2 以下程度の浅いp型の不純物領域6を形成する� ��ここで、プラズマドーピングの際に、前述� ��本発明に係る、積算放電時間に基づくプラ� ��マドーピング条件補正を行う。

 その後、図20(f)に示すように、例えば、LP CVD(low pressure chemical vapor deposition)法により� ��基板全面に亘って酸化シリコン膜7を形成し た後、異方性エッチングにより、酸化シリコ ン膜7に対してエッチングバックを行う。こ� �により、図20(g)に示すように、ゲート電極5� �側壁にのみ酸化シリコン膜7が残存する。

 次に、図20(h)に示すように、酸化シリコ� �膜7とゲート電極5とをマスクとして、イオン 注入により、例えばボロンをシリコン層3に� �入し、ソース・ドレイン領域となるp型の不� ��物領域8を形成する。その後、熱処理を行っ て、注入されたボロンイオンの活性化を行う 。

 以上に説明した工程によって、p型の不純 物領域8からなるソース・ドレイン領域の内� �に浅いp型の不純物領域6からなるエクステン ション領域が形成されたMOSFET(metal oxide semico nductor field effect tranjistor)を形成することが� ��きる。

 尚、図20(e)に示す、浅いp型の不純物領域6 を形成する工程においては、例えば図3に示� �たプラズマドーピング装置を用いてプラズ� �ドーピングが実施されるが、このとき、サ� �プタとしての試料電極106とガス供給のため� �ガス吹き出し口115との距離を一定に保持し� �がら、前述のように、プラズマドーピング� �間を調整するか、ガス濃度を調整するか、� �はガス流量を調整するかのいずれかの補正� �法によって、狙いのドーズ量を得る。前記� �実施例においては、2%程度の高い水準でシー ト抵抗の均一性を維持しながら、所定の不純 物濃度を持つp型の不純物領域6を高精度で形� ��することができた。具体的には、このp型の 不純物領域6のシート抵抗を±5%のばらつき許� ��範囲で連続して生産できる基板処理枚数は� ��基板1枚当たりのプラズマドーピング時間を 60秒として少なくとも5000枚以上であった。こ れは、放電時間に換算すると、5000分以上に� �当する。一方、従来例においては、このよ� �な高精度で連続して生産できる基板処理枚� �は2000枚程度(つまり放電時間に換算して2000� �程度)であるので、本発明によって処理能力� ��大幅に向上していることがわかる。

 尚、補正式を決定する工程(準備工程)に� �いて、ドーズ量(又はシート抵抗)測定のため に別途ダミーウェハを用いてもよいし、又は 、図21に示すように、シリコン基板(被処理基 板)1上に例えば1センチ角程度の測定用領域Rd� ��設けておき、当該領域Rdを用いてドーズ量(� ��はシート抵抗)測定を行うようにしてもよい 。

 (第2の実施形態)
 以下、本発明の第2の実施形態に係る半導体 装置の製造方法について、図面を参照しなが ら説明する。

 図22は、本実施形態に係る半導体装置の� �造方法におけるプラズマドーピング条件の� �正方法を説明するための図である。本実施� �態のプラズマドーピング条件の補正方法が� �1の実施形態と異なっている点は次の通りで� ��る。

 すなわち、図22に示すように、まず、基� �となる第1のプラズマドーピング条件を設定� ��た後(図1のステップS103参照)、積算放電時間 の期間R1においては、第1のプラズマドーピン グ条件に従ってプラズマドーピングを行う。 ここで、期間R1内における積算放電時間が異� ��る例えば2つの時点P11及びP12においてそれぞ れ基板に対して第1のプラズマドーピング条� �に従ってプラズマドーピングを行い、その� �、当該各基板毎にドーズ量(シート抵抗)の測 定を行う。そして、これらの測定値を用いて 、期間R1までのプラズマドーピング装置の積� ��放電時間とドーズ量(シート抵抗)との関係� �求め、第1の実施形態で説明した、各種補正� ��のいずれかを決定し、当該決定された補正� ��に基づいて、第1のプラズマドーピング条件 を補正して第2のプラズマドーピング条件を� �る。

 その後、第1のプラズマドーピング条件に 従ってプラズマドーピングが実施された試料 のシート抵抗が積算放電時間の増加と共に低 下してほぼ目的値となった時点で、第1のプ� �ズマドーピング条件から第2のプラズマドー� ��ング条件に切り替えて、シート抵抗がばら� ��き許容範囲を超える時点まで(つまり積算放 電時間の期間R2においては)、第2のプラズマ� �ーピング条件に従ってプラズマドーピング� �行う。ここで、期間R2内における積算放電時 間が異なる例えば2つの時点P21及びP22におい� �それぞれ基板に対して第1のプラズマドーピ� ��グ条件に従ってプラズマドーピングを行い� ��その後、当該各基板毎にドーズ量(シート抵 抗)の測定を行う。そして、これらの測定値� �用いて、期間R2までのプラズマドーピング装 置の積算放電時間とドーズ量(シート抵抗)と� ��関係を求め、第1の実施形態で説明した、各 種補正式のいずれかを決定し、当該決定され た補正式に基づいて、第1のプラズマドーピ� �グ条件を補正して第3のプラズマドーピング� ��件を得る。

 その後、第2のプラズマドーピング条件か ら第3のプラズマドーピング条件に切り替え� �、シート抵抗がばらつき許容範囲を超える� �点まで(つまり積算放電時間の期間R3におい� �は)、第3のプラズマドーピング条件に従って プラズマドーピングを行う。

 その後、同様のプラズマドーピング条件� ��切り替えを逐次実施する。

 本実施形態によると、積算放電時間の増� ��に伴いプラズマドーピング条件を逐次調整� ��ることにより、長期間に亘って複数の被処� ��基板に対して繰り返しプラズマドーピング� ��実施する場合にもドーズ量をより高精度で� ��御できるので、生産性を大幅に向上させる� ��とができる。

 (第3の実施形態)
 以下、本発明の第3の実施形態に係る半導体 装置の製造方法について、図面を参照しなが ら説明する。

 図23は、本実施形態に係る半導体装置の� �造方法におけるプラズマドーピング条件の� �正方法を説明するための図である。尚、本� �施形態では、基準となるプラズマドーピン� �条件を予め設定し、その後、目的値(本実施� ��態ではシート抵抗の目的値)を変更するもの とする。本実施形態は、例えば少量多品種の デバイス生産を行うような場合、具体的には 基板処理枚数200枚毎にドーズ量の目的値を変 える必要があるような場合に有効である。本 実施形態のプラズマドーピング条件の補正方 法が第1の実施形態と異なっている点は次の� �りである。

 すなわち、図23に示すように、まず、基� �となる第1のプラズマドーピング条件を設定� ��た後(図1のステップS103参照)、第1のプラズ� �ドーピング条件に従ってプラズマドーピン� �を行う。このとき、積算放電時間とシート� �抗との間には、曲線H1で表される相関関係が ある。曲線H1で表される関係は、第1のプラズ マドーピング条件に従ってプラズマドーピン グが実施された2つ以上の試料から得られた� �シート抵抗のデータ群S0を用いて求めること ができる。

 補正式を決定する工程(準備工程)におい� �は、第1のプラズマドーピング条件について� ��められた相関関係H1から予測される、目的� �(第1の目的値P1)からのズレ量(P1-H1)に基づい� �、第1のプラズマドーピング条件を補正して� ��2のプラズマドーピング条件を得る。このよ うに得られた第2のプラズマドーピング条件� �従ってプラズマドーピングを行うことによ� �、所望のドーズ量を得ることができる。

 尚、補正式を決定する工程(準備工程)に� �いては、プラズマドーピング条件の補正量� �積算放電時間tの関数として表した方が、よ� ��精度の高いプラズマドーピング条件の補正� ��行うことができる。その理由について例え� ��図23を参照しながら説明する。前記のズレ� �(P1-H1)は積算放電時間tの関数であり、積算放 電時間がt1からt5までの範囲(t1<t2<t3<t4&l t;t5)におけるt1のときのズレ量は、t2のときの ズレ量と比べて相対的に大きい。従って、t1� ��ときのプラズマドーピング条件の補正量をt 2のときのプラズマドーピング条件の補正量� �比べて大きく設定する。以下、積算放電時� �がt2、t3、t4、t5と大きくなるに従って、プラ ズマドーピング条件の補正量をt1のときと比� ��て、より小さくしていく。このようにプラ� ��マドーピング条件の補正を行うと、より高� ��度で所望のドーズ量を得ることができる。

 次に、シート抵抗の目的値をP1からP2に変 更した場合について説明する。

 前述のように、P1をシート抵抗の目的値� �するプラズマドーピング処理が終了したら� �第1のプラズマドーピング条件に従ってダミ� ��ウェハ等の試料に対してプラズマドーピン� ��を行い、当該試料のシート抵抗を測定する� ��このとき、本実施形態では、積算放電時間� ��異なる2つの時点においてS1及びS2の測定デ� �タを得るが、S1及びS2は程度の差はあるもの� ��曲線H1からずれる。すなわち、P1をシート抵 抗の目的値としたプラズマドーピング処理が 終了した時点では、当該プラズマドーピング 処理に起因して、シート抵抗(つまりドーズ� �)と積算放電時間との関係は曲線H1からずれ� �シート抵抗のデータ群S0並びにS1及びS2から� �出される曲線H2の関係を持つようになる。

 そこで、P1をシート抵抗の目的値とする� �ラズマドーピング処理が終了したら、相関� �係H2から予測される、目的値(第2の目的値P2)� ��らのズレ量(P2-H2)に基づいて、第1のプラズ� �ドーピング条件を補正して第3のプラズマド� ��ピング条件を得る。このように得られた第3 のプラズマドーピング条件に従ってプラズマ ドーピングを行うことにより、所望のドーズ 量を得ることができる。

 シート抵抗の目的値をP2からP3に変更した 場合も前述と同様である。

 前述のように、P2をシート抵抗の目的値� �するプラズマドーピング処理が終了したら� �第1のプラズマドーピング条件に従ってダミ� ��ウェハ等の試料に対してプラズマドーピン� ��を行い、当該試料のシート抵抗を測定する� ��このとき、本実施形態では、積算放電時間� ��異なる2つの時点においてS3及びS4の測定デ� �タを得るが、S3及びS4は程度の差はあるもの� ��曲線H2からずれる。すなわち、P2をシート抵 抗の目的値としたプラズマドーピング処理が 終了した時点では、当該プラズマドーピング 処理に起因して、シート抵抗(つまりドーズ� �)と積算放電時間との関係は曲線H2からずれ� �シート抵抗のデータ群S0並びにS1、S2、S3及び S4から算出される曲線H3の関係を持つように� �る。

 そこで、P2をシート抵抗の目的値とする� �ラズマドーピング処理が終了したら、相関� �係H3から予測される、目的値(第3の目的値P3)� ��らのズレ量(P3-H3)に基づいて、第1のプラズ� �ドーピング条件を補正して第4のプラズマド� ��ピング条件を得る。このように得られた第4 のプラズマドーピング条件に従ってプラズマ ドーピングを行うことにより、所望のドーズ 量を得ることができる。

 尚、以上に述べた本発明の各実施形態に� ��いては、本発明の適用範囲のうち、プラズ� ��ドーピング装置(特に処理室である真空容器 )の構成、形状、配置等に関する様々なバリ� �ーションのうちの一部を例示したに過ぎな� �。すなわち、本発明の適用にあたり、本発� �の各実施形態で例示した以外にも様々なバ� �エーションが考えられることは、言うまで� �ない。

 また、以上に述べた本発明の各実施形態� ��おいては、試料(被処理基板)がシリコンよ� �なる半導体基板である場合を例示したが、� �の様々な材質の試料を処理するに際して、� �発明を適用することができる。例えば、シ� �コンとゲルマニウムとから構成される歪み� �リコン基板、ゲルマニウム基板、SOI基板、� �ラス基板上に形成したアモルファスシリコ� �薄膜などの薄膜半導体等に対しても本発明� �有効である。その理由は、これらの試料は� �プラズマに曝される表面部については、シ� �コン基板と同様の構造を有しているからで� �る。

 また、以上に述べた本発明の各実施形態� ��おいては、不純物がボロンである場合を例� ��したが、試料が半導体基板であれば、不純� ��が砒素、燐、アルミニウム又はアンチモン� ��であっても、本発明は有効である。その理� ��は、これらの不純物によって、トランジス� ��形成領域に浅い接合の不純物領域を形成す� ��ことができるからである。

 また、以上に述べた本発明の各実施形態に� ��いては、不純物がボロンである場合を前提� ��して、プラズマ生成用のボロン含有ガスと� ��て、B ₂  H ₆  を用いたが、これに限られず、ボロン原子と 水素原子とからなる分子B _m  H _n  (但しm、nは自然数)を含むガスを用いること� �できる。尚、B ₂  H ₆  とヘリウムとの混合ガスを用いる場合には、 混合ガス中におけるB ₂  H ₆  の濃度は0.01質量%以上で且つ1質量%以下であ� �ことが好ましい。また、ボロン含有ガスと� �て、B _m  H _n  (但しm、nは自然数)を含むガスに代えて、BF ₃  を用いてもよいし、又は、ボロン以外の不純 物を含有するガスとして、AsH ₄  若しくはPH ₃  等を用いてもよい。

 また、第1~第3の実施形態で説明した本発� ��は、不純物を含むガスの濃度が低濃度であ� ��場合に有効であり、特に、ドーズ量の高精� ��コントロールが必要なプラズマドーピング� ��法として有効である。

 また、第1~第3の実施形態で説明したプラ� ��マドーピングにおいては、真空容器(反応容 器)内に供給するガスがドーピング原料を含� �ガスである場合を例示したが、反応容器内� �供給するガスがドーピング原料を含まず、� �体状の不純物からドーピング原料を発生さ� �る態様であっても本発明は有効である。す� �わち、不純物原子を含む固体を反応容器内� �配置し、且つHeなどからなるプラズマを用い て不純物原子をプラズマ化してプラズマドー ピングを実施する等の場合にも本発明は有効 である。