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JP2009054744A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法 Download PDF

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JP2009054744A
JP2009054744A JP2007219264A JP2007219264A JP2009054744A JP 2009054744 A JP2009054744 A JP 2009054744A JP 2007219264 A JP2007219264 A JP 2007219264A JP 2007219264 A JP2007219264 A JP 2007219264A JP 2009054744 A JP2009054744 A JP 2009054744A
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Takao Kamoshima
隆夫 鴨島
Yoshifumi Takada
佳史 高田
Yasuhisa Fujii
藤井　　靖久
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Abstract

【課題】ビア底の銅拡散バリア絶縁膜をドライエッチングで除去した後、ビア底にたまったポリマーをウエット・エッチングで除去すると、ロット内の一部のウエハで下層の銅配線が消滅する現象が起こる。
【解決手段】ビア底の銅拡散バリア絶縁膜をドライエッチングで除去した後、ビア底にたまったポリマーをウエット・エッチングで除去する間、非酸化性乾燥ガス雰囲気で保管することにより、ポリマーが雰囲気中の酸素や水分を取り込むことを防止するものである。
【選択図】図２１

Description

本発明は、半導体集積回路装置の製造技術に関し、特に、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）等の密閉型ウエハ収納容器を用いて半導体ウエハを保管する工程を含む半導体集積回路装置の製造工程に適用して有効な技術に関するものである。
日本特開平８−２０３９９３号公報（特許文献１）には、半導体ウエハを収納したウエハカセットを収容した、内部が不活性ガス雰囲気と共に密閉される密閉コンテナ（ウエハカセット搬送容器）と、密閉コンテナの内部への不活性ガスの供給および排気を行うガス供給装置とを備えた可搬式密閉コンテナのガス供給システムにおいて、経済的に一定量の置換ガスを常時流すことにより、密閉コンテナ内の半導体ウエハへの汚染を低減することのできる技術が開示されている。
また、日本特開平７−６６２７４号公報（特許文献２）には、半導体ウエハを収納したウエハカセットを収容する可搬式密閉容器（ウエハカセット搬送容器）において、窒素ボンベ等の不活性ガス源に接続することなく、密閉容器の内部雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換することができ、ガスパージのために要していた費用や手間を大幅に低減できる技術が開示されている。
また、日本特開平７−６６２７３号公報（特許文献３）には、半導体ウエハを収納したウエハカセットを収容する可搬式密閉容器（ウエハカセット搬送容器）において、窒素ボンベ等の不活性ガス源に接続することなく、密閉容器の内部雰囲気を不活性ガス雰囲気に調整することができ、再ガスパージのために要していた費用や手間を大幅に低減できる技
術が開示されている。
また、日本特開平５−７４９２１号公報（特許文献４）には、半導体ウエハを収容し、気密維持型カプラが取り付けられた密閉容器構造のケース（ウエハカセット容器）において、プラズマエッチング処理が施された半導体ウエハを収容した際、気密維持型カプラを利用してケース内の収容空間から水分を除去し、かつ不活性ガスを陽圧にして充填しておくことによって、半導体ウエハの表面のアルミニウム合金膜の腐食を防ぐ技術が開示されている。
また、日本特開２００３−１６８７２７号公報（特許文献５）には、半導体ウエハなどを搬送するコンテナ（フープ）やそのコンテナの蓋を製造し直すことなく、コンテナの内部の大気を窒素ガスなどに置換できる装置について開示されている。
また、日本特開平１１−２５１３９７号公報（特許文献６）には、臭素を含む処理ガスで処理された被処理体（半導体ウエハ）を収容するカセットチャンバの内壁面が腐食し難い被処理体の搬出方法および搬送装置について開示されている。
また、日本特開平１１−１４５２４５号公報（特許文献７）には、複数枚の基板（半導体ウエハ）が収容可能な基板収容器（フープ）を外部雰囲気から遮断して内部に収容する遮蔽容器を用い、この遮蔽陽気の遮蔽状態を開閉制御機構で解除して、開放された遮蔽容器の開口部と連通する搬送口を介して基板収容器に収容されている基板を基板処理部に搬送して処理を施す基板処理装置において、遮蔽容器の雰囲気を基板処理装置内部の雰囲から遮蔽することにより、基板処理装置内部の雰囲気による基板の汚染を防止する技術が開示されている。
また、日本特表２００３−５１５２４４号公報（特許文献８）又はその対応米国登録特許公報第６，４０６，５５３号（特許文献９）には、半導体ウエハを含むカセット（フープ）が入出力チャンバに置かれた後、そのカセットをラインおよび空気からシールし、次いで、窒素等のドライ不活性ガスを入出力チャンバの先端に分散することによって半導体ウエハの周りでカバーブランケットを形成し、空気で運ばれる粒子、湿気および有機気化物質等の汚染物質を置換して一掃することによって、半導体ウエハが処理ラインへ転送される前に、半導体ウエハから残余の汚染を除去する技術が開示されている。
また、日本特開２００３−４５９３３号公報（特許文献１０）およびその対応米国公開特許公報第２００３−０３１５３７号（特許文献１１）には、ウエハキャリア（フープ）の一面をなすキャリアドアを半導体ウエハ処理装置のロードポートドアによって開けた状態で、ウエハキャリアの内部を不活性ガスまたはドライエアを供給することでパージすることで、ウエハキャリア内の雰囲気置換を効率よく短時間で行う技術が開示されている。
更に日本特開２００６−４９６８３号公報（特許文献１２）には、燐がドープドープされたポリシリコンの堆積処理の後にフープ内に処理が終わったウエハを収容して次の処理のために待機する場合に、ウエハ上の燐成分と雰囲気中の水分が反応して燐酸を形成しないように、フープ内に乾燥ガスを供給することが開示されている。
特開平８−２０３９９３号公報 特開平７−６６２７４号公報 特開平７−６６２７３号公報 特開平５−７４９２１号公報 特開２００３−１６８７２７号公報 特開平１１−２５１３９７号公報 特開平１１−１４５２４５号公報 特表２００３−５１５２４４号公報 米国登録特許公報第６，４０６，５５３号 特開平２００３−４５９３３号公報 米国公開特許公報第２００３−０３１５３７号 特開２００６−４９６８３号公報
半導体製造ラインにおける半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）の保管または搬送には、たとえばウエハを挿入したり取り出したりするための開口ドアが前部に設けられたフープまたはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）と呼ばれる密閉型ウエハ収納容器などが使用されている。ＦＯＵＰは、ウエハを収納する保持部であるシェルと開閉扉部であるドアとで形成され、密閉空間中にウエハを保持することで、大気中の異物または化学的な汚染からウエハを防御することができる。たとえば、直径が３００ｍｍのウエハを用いた半導体製造ラインにおいては、ＦＯＵＰを用いたミニエンバイロンメント技術が採用され、ウエハが処理される領域のみを清浄化することでランニングコストの低減が図られている。
しかし、このような密閉型の搬送システムにおいても、以下のような問題があることが、本願発明者らによって明らかにされた。すなわち、銅埋め込み配線プロセス（シングル・ダマシン・プロセスまたはデュアル・ダマシン・プロセス）において、ビア底の銅拡散バリア絶縁膜エッチング工程の後、フープに収容する。その後、通常のクリーンルーム内雰囲気と等価な雰囲気（もちろん、フープ内の清浄度はクリーンルーム内よりずっと高い）で保管した後、ポリマー除去のためのウエット・エッチング処理を施す。そうすると、ビア底部の銅が大きくエッチングされて消失するというものである。
この現象は、以下のように解釈される。すなわち、図２９に示すように、ビア底には、銅拡散バリア絶縁膜３のエッチング後には、ビア底に銅配線２があるが、ビア底周辺の銅配線２の上面、銅拡散バリア絶縁膜３の側面及び層間絶縁膜の側面には、エッチング中にできたポリマー１１が形成されている。これがフープ内に保管中に、フープ内雰囲気中の酸素や水分を吸収して、それらが下部の銅配線と反応して、銅配線を変質させる（銅酸化層１５）。その結果、酸化した銅配線は、ポリマー・エッチング時に同時にエッチングされるものと推定される。
本発明の目的は、信頼性の高い半導体集積回路装置の製造プロセスを図ることにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、本願発明はビア底の銅拡散バリア絶縁膜をドライエッチングで除去した後、ビア底にたまったポリマーをウエット・エッチングで除去する間、非酸化性乾燥ガス雰囲気で保管することにより、ポリマーが雰囲気中の酸素や水分を取り込むことを防止するものである。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、ビア底の銅拡散バリア絶縁膜をドライエッチングで除去した後、ビア底にたまったポリマーをウエット・エッチングで除去する間、非酸化性乾燥ガス雰囲気で保管することにより、ポリマーをウエット・エッチングで除去する際に、下層の銅配線が消滅するのを防止することができる。
〔実施の形態の概要〕
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。
１．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ドライエッチング装置のエッチング処理室内において、ウエハの第１の主面上の絶縁膜に形成され、配線溝およびビアを有する銅埋め込み配線構造の内、前記ビアの底面に存在する絶縁性銅拡散バリア膜をドライエッチングにより、除去する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ドライエッチング装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｃ）搬出された前記ウエハを非酸化性乾燥ガス雰囲気中で保管する工程；
（ｄ）保管された前記ウエハをウエット処理装置内に搬入する工程；
（ｅ）前記ウエット処理装置内において、搬入された前記ウエハの前記第１の主面側に対して、前記ドライエッチング時に形成されたポリマーを除去する洗浄処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエット処理装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記絶縁膜の表面と前記配線溝およびビアの内面に銅拡散バリア・メタル膜を形成させる工程。
２．前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｂ）は以下の下位工程を含む：
（ｂ１）前記ドライエッチング装置とウエハ搬送容器を連結した状態で、前記ウエハを前記ドライエッチング装置から前記ウエハ搬送容器へ移送する工程；
（ｂ２）前記ドライエッチング装置と前記ウエハ搬送容器とを切り離す工程。
３．前記２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器は密閉型である。
４．前記３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器はフープである。
５．前記１から４項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、待機領域内において行われる。
６．前記１から４項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、ストッカ内において行われる。
７．前記２から６項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、前記ウエハ搬送容器の第１の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を供給することによって行われる。
８．前記２から６項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、前記ウエハ搬送容器の第１の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を供給し、前記ウエハ搬送容器の第２の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を排出することによって行われる。
９．前記１から８項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は不活性ガスを主成分とする。
１０．前記１から８項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は窒素ガスを主成分とする。
１１．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ドライエッチング装置のエッチング処理室内において、ウエハの第１の主面上の絶縁膜に形成され、配線溝およびビアを有する銅埋め込み配線構造の内、前記ビアの底面に存在する絶縁性銅拡散バリア膜をドライエッチングにより、除去する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ドライエッチング装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｃ）搬出された前記ウエハを非酸化性乾燥ガス雰囲気中で保管する工程；
（ｄ）保管された前記ウエハをウエット処理装置内に搬入する工程；
（ｅ）前記ウエット処理装置内において、搬入された前記ウエハの前記第１の主面側に対して、前記ドライエッチング時に形成されたポリマーを除去する洗浄処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエット処理装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記絶縁膜の表面と前記配線溝およびビアの内面に銅拡散バリア・メタル膜を形成させる工程、
ここで、前記工程（ａ）は、以下の下位工程を含む：
（ａ１）前記エッチング処理室内において、フルオロ・カーボン系のエッチング・ガスを含むエッチング雰囲気中でドライエッチング処理を実行する工程；
（ａ２）前記工程（ａ１）の後、前記エッチング処理室内において、窒素を主要な成分の一つとする非酸化性雰囲気中でプラズマ処理を実行する工程。
１２．前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は、酸化性反応種を生成する成分を実質的に含まない。
１３．前記１１または１２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は、トリ・フルオロ・メタンを含む。
１４．前記１１から１３項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｂ）は以下の下位工程を含む：
（ｂ１）前記ドライエッチング装置とウエハ搬送容器を連結した状態で、前記ウエハを前記ドライエッチング装置から前記ウエハ搬送容器へ移送する工程；
（ｂ２）前記ドライエッチング装置と前記ウエハ搬送容器とを切り離す工程。
１５．前記１４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器は密閉型である。
１６．前記１５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器はフープである。
１７．前記１１から１６項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、ストッカ内において行われる。
１８．前記１４から１７項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、前記ウエハ搬送容器の第１の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を供給し、前記ウエハ搬送容器の第２の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を排出することによって行われる。
１９．前記１１から１８項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は不活性ガスを主成分とする。
２０．前記１１から１８項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は窒素ガスを主成分とする。
２１．前記１１から１８項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は酸素ガスを実質的に含まない。
次に、本願において開示される発明のその他の実施の形態について概要を説明する。
２２．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ドライエッチング装置のエッチング処理室内において、ウエハの第１の主面上の絶縁膜に形成され、配線溝およびビアを有する銅埋め込み配線構造の内、前記ビアの底面に存在する絶縁性銅拡散バリア膜をドライエッチングにより、除去する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ドライエッチング装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｃ）搬出された前記ウエハをウエット処理装置内に搬入する工程；
（ｄ）前記ウエット処理装置内において、搬入された前記ウエハの前記第１の主面側に対して、前記ドライエッチング時に形成されたポリマーを除去する洗浄処理を実行する工程；
（ｅ）前記工程（ｄ）の後、前記ウエット処理装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記絶縁膜の表面と前記配線溝およびビアの内面に銅拡散バリア・メタル膜を形成させる工程、
ここで、前記工程（ａ）は、以下の下位工程を含む：
（ａ１）前記エッチング処理室内において、フルオロ・カーボン系のエッチング・ガスを含み、酸化性反応種を生成する成分を実質的に含まないエッチング雰囲気中でドライエッチング処理を実行する工程；
（ａ２）前記工程（ａ１）の後、前記エッチング処理室内において、窒素を主要な成分の一つとする非酸化性雰囲気中でプラズマ処理を実行する工程。
２３．前記２２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は、トリ・フルオロ・メタンを含む。
２４．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ドライエッチング装置のエッチング処理室内において、ウエハの第１の主面上の絶縁膜に形成され、配線溝およびビアを有する埋め込み配線構造の内、前記ビアの底面に存在する絶縁性配線金属拡散バリア膜をドライエッチングにより、除去する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ドライエッチング装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｃ）搬出された前記ウエハを非酸化性乾燥ガス雰囲気中で保管する工程；
（ｄ）保管された前記ウエハをウエット処理装置内に搬入する工程；
（ｅ）前記ウエット処理装置内において、搬入された前記ウエハの前記第１の主面側に対して、前記ドライエッチング時に形成されたポリマーを除去する洗浄処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエット処理装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記絶縁膜の表面と前記配線溝およびビアの内面に配線金属拡散バリア・メタル膜を形成させる工程。
２５．前記２４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｂ）は以下の下位工程を含む：
（ｂ１）前記ドライエッチング装置とウエハ搬送容器を連結した状態で、前記ウエハを前記ドライエッチング装置から前記ウエハ搬送容器へ移送する工程；
（ｂ２）前記ドライエッチング装置と前記ウエハ搬送容器とを切り離す工程。
２６．前記２５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器は密閉型である。
２７．前記２６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器はフープである。
２８．前記２４から２７項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、待機領域内において行われる。
２９．前記２４から２７項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、ストッカ内において行われる。
３０．前記２５から２９項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、前記ウエハ搬送容器の第１の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を供給することによって行われる。
３１．前記２５から２９項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、前記ウエハ搬送容器の第１の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を供給し、前記ウエハ搬送容器の第２の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を排出することによって行われる。
３２．前記２４から３１項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は不活性ガスを主成分とする。
３３．前記２４から３１項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は窒素ガスを主成分とする。
３４．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ドライエッチング装置のエッチング処理室内において、ウエハの第１の主面上の絶縁膜に形成され、配線溝およびビアを有する埋め込み配線構造の内、前記ビアの底面に存在する絶縁性配線金属拡散バリア膜をドライエッチングにより、除去する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ドライエッチング装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｃ）搬出された前記ウエハを非酸化性乾燥ガス雰囲気中で保管する工程；
（ｄ）保管された前記ウエハをウエット処理装置内に搬入する工程；
（ｅ）前記ウエット処理装置内において、搬入された前記ウエハの前記第１の主面側に対して、前記ドライエッチング時に形成されたポリマーを除去する洗浄処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエット処理装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記絶縁膜の表面と前記配線溝およびビアの内面に配線金属拡散バリア・メタル膜を形成させる工程、
ここで、前記工程（ａ）は、以下の下位工程を含む：
（ａ１）前記エッチング処理室内において、フルオロ・カーボン系のエッチング・ガスを含むエッチング雰囲気中でドライエッチング処理を実行する工程；
（ａ２）前記工程（ａ１）の後、前記エッチング処理室内において、窒素を主要な成分の一つとする非酸化性雰囲気中でプラズマ処理を実行する工程。
３５．前記３４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は、酸化性反応種を生成する成分を実質的に含まない。
３６．前記３４または３５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は、トリ・フルオロ・メタンを含む。
３７．前記３４から３６項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｂ）は以下の下位工程を含む：
（ｂ１）前記ドライエッチング装置とウエハ搬送容器を連結した状態で、前記ウエハを前記ドライエッチング装置から前記ウエハ搬送容器へ移送する工程；
（ｂ２）前記ドライエッチング装置と前記ウエハ搬送容器とを切り離す工程。
３８．前記３７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器は密閉型である。
３９．前記３８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器はフープである。
４０．前記３４から３９項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、ストッカ内において行われる。
４１．前記３７から４０項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、前記ウエハ搬送容器の第１の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を供給し、前記ウエハ搬送容器の第２の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を排出することによって行われる。
４２．前記３４から４１項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は不活性ガスを主成分とする。
４３．前記１１から４１項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は窒素ガスを主成分とする。
４４．前記１１から４１項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は酸素ガスを実質的に含まない。
４５．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ドライエッチング装置のエッチング処理室内において、ウエハの第１の主面上の絶縁膜に形成され、配線溝およびビアを有する銅埋め込み配線構造の内、前記ビアの底面に存在する絶縁性銅拡散バリア膜をドライエッチングにより、除去する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ドライエッチング装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｃ）搬出された前記ウエハを非酸化性乾燥ガス雰囲気中で保管する工程；
（ｄ）保管された前記ウエハをウエット処理装置内に搬入する工程；
（ｅ）前記ウエット処理装置内において、搬入された前記ウエハの前記第１の主面側に対して、前記ドライエッチング時に形成されたポリマーを除去する洗浄処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエット処理装置から前記ウエハを搬出する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記絶縁膜の表面と前記配線溝およびビアの内面に銅拡散バリア・メタル膜を形成させる工程、
ここで、前記工程（ａ）は、以下の下位工程を含む：
（ａ１）前記エッチング処理室内において、フルオロ・カーボン系のエッチング・ガスおよび窒素ガスを主要な成分として含むエッチング雰囲気中でドライエッチング処理を実行する工程。
４６．前記４５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は非酸化性雰囲気である。
４７．前記４５または４６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は実質的に酸素ガスを含まない。
４８．前記４５から４７項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気中の窒素ガス濃度は流量比で２０％以上である。
４９．前記４５から４７項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気中の窒素ガス濃度は流量比で３０％以上である。
５０．前記４５から４９項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気中の酸素ガス濃度は流量比で０．５％未満である。
５１．前記４５から４９項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ａ）は、更に以下の下位工程を含む：
（ａ２）前記工程（ａ１）の後、前記エッチング処理室内において、窒素を主要な成分の一つとする非酸化性雰囲気中でプラズマ処理を実行する工程。
５２．前記４５から５１項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は、酸化性反応種を生成する成分を実質的に含まない。
５３．前記４５から５２項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は、トリ・フルオロ・メタンを含む。
５４．前記４５から５３項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｂ）は以下の下位工程を含む：
（ｂ１）前記ドライエッチング装置とウエハ搬送容器を連結した状態で、前記ウエハを前記ドライエッチング装置から前記ウエハ搬送容器へ移送する工程；
（ｂ２）前記ドライエッチング装置と前記ウエハ搬送容器とを切り離す工程。
５５．前記５４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器は密閉型である。
５６．前記５５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器はフープである。
５７．前記４５から５６項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、ストッカ内において行われる。
５８．前記５４から５７項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、前記ウエハ搬送容器の第１の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を供給し、前記ウエハ搬送容器の第２の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を排出することによって行われる。
５９．前記４５から５８項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は不活性ガスを主成分とする。
６０．前記４５から５８項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は窒素ガスを主成分とする。
〔本願における記載形式・基本的用語・用法の説明〕
１．本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数の部分又はセクションに分けて記載する場合もあるが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しを省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
２．同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「ＡからなるＸ」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、Ａ以外の要素を主要な構成要素のひとつとするものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Ａを主要な成分として含むＸ」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。
３．半導体技術において、多用される絶縁膜は、主として有機材料を主要な構成要素とする有機系絶縁膜（ポリイミド膜、ＢＣＢ膜などの外、有機系モノマーと無機系モノマーの共重合体を含む）と、主として無機材料を主要な構成要素とする無機系絶縁膜に分けられる。無機系絶縁膜の内、もっとも多用されているのは、シリコン含有無機系絶縁膜である。このシリコン含有無機系絶縁膜は、酸化シリコン膜（酸化シリコン・ベース絶縁膜）と非酸化シリコン膜（一般に酸素含有量が数at％以下、通常ＳｉＣＮなどで０．５at％前後またはそれ以下）に大別される。非酸化シリコン膜の代表は窒化シリコン膜（ＳｉＮまたはＳｉ３Ｎ４）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ＳｉＣＮ等の非シリカ・ガラス系シリコン含有無機系絶縁膜である（なお、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ等と表示されているが、一般にはかなりの量の水素を含有する。また、その他の微量含有物を排除するものではない）。さらに、化学量論的な化合物等だけでなく非化学量論的な化合物等も含むことは言うまでもない。
ここで「酸化シリコン膜」と言っても、比較的純粋な非ドープ酸化シリコン(Undoped Silicon Dioxide)だけでなく、FSG（Fluorosilicate Glass）、TEOSベース酸化シリコン(TEOS-based silicon oxide)、SiOC(Silicon Oxicarbide)またはカーボンドープ酸化シリコン(Carbon-doped Silicon oxide)またはOSG(Organosilicate glass)、PSG(Phosphorus Silicate Glass)、BPSG(Borophosphosilicate Glass)等の熱酸化膜、CVD酸化膜、無機シロキサン系のHSQ(Hydrogen Silsesquioxane)や有機シロキサン系のMSQ(Methyl Silsesquioxane)等のSOG(Spin ON Glass)、ナノ・クラスタリング・シリカ（Nano-Clustering Silica:NSC）等の塗布系酸化シリコン（塗布系シリカ・ガラス）、これらと同様な部材に空孔を導入したシリカ系Low-k絶縁膜（ポーラス系絶縁膜）、およびこれらを主要な構成要素とする他のシリコン系絶縁膜との複合膜等を含むことは言うまでもない。SiOCやＳｉＣＮで２番目以降の元素の順序は、一般に元素組成の多い順とされている。従って、酸化シリコンカーバイドSiCOはカーボンドープ酸化シリコンSiOCよりも酸素組成が少ない。
なお、カーボンドープ酸化シリコン膜やMSQ膜は相当量の有機成分を含むが有機ポリマー系絶縁膜との対比上、無機系膜に分類される。
４．同様に、図形、位置、属性等に関して、好適な例示をするが、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、厳密にそれに限定されるものではないことは言うまでもない。
５．さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
６．「ウエハ」というときは、通常は半導体集積回路装置（半導体装置、電子装置も同じ）をその上に形成する単結晶シリコンウエハを指すが、エピタキシャルウエハ、ＳＯＩウエハ等の絶縁基板と半導体層等の複合ウエハ、その上に半導体装置または半導体集積回路装置を形成するためのガラス基板等も含むことは言うまでもない。また、状況により、これらの素子未形成基板のみでなく、ウエハ上への半導体装置または半導体集積回路装置形成プロセス途中のものの全体についても、同様にウエハという。
７．デバイス面とは、ウエハの主面であって、その面にリソグラフィにより、複数のチップ領域に対応するデバイスパターンが形成される面をいう。
８．レジストパターンとは、感光性樹脂膜（レジスト膜）をフォトリソグラフィの手法により、パターニングした膜パターンを言う。なお、このパターンには当該部分に関して全く開口のない単なるレジスト膜を含む。一般に感光性樹脂膜、フォトリソグラフィとは、光によるものを言うが、本願では、便宜上、特にそうでない旨限定したときを除き、電子線や紫外線より更に短波長の電磁波に感応するレジスト等を用いるパターン形成技術等も含むものとする。
９．埋め込み配線構造とは、デュアルダマシン(Dual Damascene)方式やシングルダマシン(Single Damascene)方式に代表されるダマシン系埋め込み配線を指し（製作途中の一部の構成要素も含む）、層間および層内絶縁膜（キャップ層、絶縁性銅拡散バリア膜等を含む）中に作られた配線溝、ビア、およびそれらの中に埋め込まれた銅拡散バリアメタル膜、銅等の良導体金属（銅ダマシンの場合は、銅であるが、銀ダマシンでは銀となる）を主要な成分とする配線部材（配線金属）等から構成されている。
なお、一般に両者を言い分ける必要のないときは、層間および層内絶縁膜を合わせて層間絶縁膜またはＩＬＤ(Interlayer Dielectric Film)という。
１０．絶縁性銅拡散バリア膜（より一般的には絶縁性配線金属拡散バリア膜）とは、配線金属が不所望に拡散しないようなするために設けられた拡散バリア性を有する無機系絶縁膜である。一般に、窒化シリコン膜（ＳｉＮ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ＳｉＣＮ等の非シリカ・ガラス系シリコン含有無機系絶縁膜が使用される。また、特殊なものとしてＳｉＣＯ（ＳｉＣをベースとした酸化物で酸素含有量はほぼ２０％弱である）がある。これに対してＳｉＯＣ等の酸素含有量はほぼ２０％以上のものが多い。
１１．銅拡散バリアメタル膜（より一般的には配線金属拡散バリアメタル膜）とは、配線金属が不所望に拡散しないようなするために設けられた拡散バリア性を有する金属膜、金属窒化膜、またはそれらの複合膜である。一般に高融点金属単体、又はその窒化物を主要な成分とする単一膜又は複合膜である。通常、スパッタリングまたはCVDにより形成される。配線金属金属が銅系部材で層間絶縁膜が酸化シリコン膜（SiO系絶縁膜）の場合は、タンタル、チタン、ルテニウム系の材料が用いられ、上層からCu/TaN/Ta/SiO、Cu/TiN/T/SiO、Cu/Ru/SiO（ルテニウムの場合は銅シード層が不要になるメリットがある）のような構造をとることが多い。
１２．不活性ガスとは、ヘリウム、アルゴン等の希ガスのみでなく、窒素ガス等を含むものである。もちろん、前記不活性ガスも通常半導体ラインで使用される程度に、十分に水分が除去されたものであることは言うまでもない。「乾燥ガス雰囲気」は、そのような通常半導体ラインで使用される程度に、十分に水分が除去されたものであることを示す。
１３．反射防止膜（Anti Reflective Coating）、ＴＡＲＣ(Top Anti Reflective Coating)またはＢＡＲＣ（Bottom Anti Reflective Coating）膜とは、ＵＶ光を吸収もしくは減衰させる特徴を持ち、露光時に発生する定在波やハレーションを減少させるためにレジスト膜の上部または下部に形成する膜を言う。塗布型有機材料による反射防止膜（感光性のないレジスト状の塗布材で水溶性のものもある）とCVDなどによる無機系反射防止膜がある。無機系反射防止膜としては、ＴｉＮ膜やＳｉＯＮ(Silicon Oxynitride)膜（酸化シリコンに窒素を添加して屈折率を調整したもの）等が多用される。ここで、ＳｉＯＮ膜は一般に、酸化シリコン膜に属する。
１４．ベイとは、まとまって配置された複数の半導体製造装置からなる装置群を言い、各種半導体製造装置はベイ単位でクリーンルーム内に配置される場合が多い。
１５．フープ（ＦＯＵＰ）とは、ウエハを収納する保持部であるシェルと開閉扉部であるドアとで形成され、そのドアを側部に有する密閉型ウエハ収納容器をいい、密閉空間中にウエハを保持することで、大気中の異物または化学的な汚染からウエハを防御することができる。密閉といっても、正確には擬似密閉型というべきもので、内外の気圧の調整をするための一対の呼吸孔を持つ。しかし、呼吸孔にはフィルタ（ブリージングフィルタ）が取り付けられており、塵埃は侵入しないようになっている。
１６．ＳＭＩＦ（Standard Mechanical InterFace）ポッドとは、特に２００φウエハ以前に用いられ、ウエハを収納する保持部であるシェルと開閉扉部であるドアとで形成され、そのドアを底部に有する密閉型ウエハ収納容器をいい、ＦＯＵＰ（３００φウエハ以降に用いられている）同様に密閉空間中にウエハを保持することで、大気中の異物または化学的な汚染からウエハを防御することができる。これら二つをまとめて、「密閉型ウエハ搬送容器」という。
１７．ストッカ（実施の形態では「ベイステーション」がこれに当たる）とは、ベイ間搬送とベイ内搬送との中継場所に配置され、ＦＯＵＰまたはＳＭＩＦポッドなどのウエハ収納容器に収容されたウエハは、ここに一時的に待機または保管された後、ベイ内に搬送される。ここでは、広くウエハの待機場所を言う。ウエハが停止しているか、動いているかにはかかわらない。
１８．ＲＧＶ（Rail Guided Vehicle）とは、たとえばＦＯＵＰまたはＳＭＩＦポッドなどのウエハ収納容器のベイ内搬送に用いられる搬送車であり、軌道レールなどの軌道上を走行する有軌道搬送車を言う。無軌道上を走行するＡＶＧ（Automatic Guided Vehicle）に比べて安定した走行をさせることが可能であるため、走行の制御が容易である。
１９．ＡＧＶとは、たとえばＲＧＶ同様にＦＯＵＰまたはＳＭＩＦポッドなどのウエハ収納容器のベイ内搬送に用いられる搬送車であり、軌道レールなどを必要とせず、床に張られたガイドテープなどを追従して走行する無軌道搬送車を言う。
２０．ＯＨＴ（Over-head Hoist transport）とは、たとえばＦＯＵＰまたはＳＭＩＦポッドなどのウエハ収納容器のベイ間搬送に用いられる搬送車であり、天井に敷設された軌道レールなどの軌道に沿って走行する有軌道搬送車を言う。
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
〔実施の形態の詳細〕
実施の形態について更に詳述する。各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
（実施の形態）
１．本実施の形態に使用する半導体ウエハ工程の構成および処理フロー等の説明（主に図１から２０）
このセクションでは、本実施の形態の実施に使用するウエハ・ラインの構成およびその中での被処理ウエハの動きを中心に説明する。
図１は、本実施の形態１の半導体製造ラインのウエハ搬送システムを示す全体平面図である。
半導体（回路または素子）製造に用いられる熱処理装置（熱酸化装置、プラズマ窒化装置等を含む）、イオン注入装置、エッチング装置（ドライ・エッチング装置、ウエット・エッチング装置等を含む）、成膜装置（CVD装置、スパッタリング装置、メッキ装置等を含む）、ＣＭＰ装置（ポストＣＭＰ洗浄装置等を含む）、洗浄装置（ベーパー洗浄装置、ウエット洗浄装置、ウエット・ポリマー除去装置等を含む）、フォトレジスト処理装置（フォトレジスト塗布装置、露光装置等を含む）などの各種製造装置（半導体製造装置）ＰＥは、複数のベイ（装置群）に分けられてクリーンルームＣＲ内に配置されている。そして、クリーンルームＣＲ内のウエハ搬送システムは、この配置に対応し、ベイ間搬送、ベイ内搬送およびそれらを中継するベイステーション（ストッカ（保管庫））ＢＳ（待機領域）によって構成されている。
ベイ間搬送は、クリーンルームＣＲ内の天井に設置した軌道ＲＬ１を介してウエハを搬送するＯＨＳ等によって行われる。一方、ベイ内搬送は、クリーンルームＣＲの床に敷設した軌道レールＲＬ２上を走行するＲＧＶｆｃによって行われる。
図２は、本実施の形態１のＦＯＵＰの外観構成の一例を示す斜視図であり、図３は、そのＦＯＵＰが製造装置ＰＥのロードポート上に配置された状態を示す断面図であり、図４は、そのＦＯＵＰの底面を示す平面図である。
ＦＯＵＰ（フープまたは密閉型容器）ｃｕｃは、ウエハの保持部であるシェルＳＨＬと開閉扉部であるドアＤＲ（フープ側ドア）とを有する。シェルＳＨＬの上部には、ＦＯＵＰｃｕｃをロボットにより自動搬送する際に掴むトップフランジＴＦＧが設けられており、シェルＳＨＬの側部には、マニュアルハンドＭＨおよびサイドレールＳＲが備わっている。マニュアルハンドＭＨは、たとえばＦＯＵＰｃｕｃを手動により持ち上げる際に用いられ、サイドレールＳＲは、たとえばＦＯＵＰｃｕｃをロボットによりすくい上げる際に用いられる。また、シェルＳＨＬの底部にはブリージングフィルタＢＲＺが設けられている。このブリージングフィルタＢＲＺは、ＦＯＵＰｃｕｃ（シェルＳＨＬ）の内部と外部との間の気圧差を解消するために設けられたフィルタであり、ＦＯＵＰｃｕｃ（シェルＳＨＬ）内への塵埃の浸入を防ぎつつＦＯＵＰｃｕｃ（シェルＳＨＬ）の内部の気圧を調整する。ＦＯＵＰｃｕｃ（シェルＳＨＬ）の内部と外部との間の気圧差を解消することにより、たとえばドアＤＲを開けた際にその気圧差に起因する気流が発生してしまうことを防ぐことができるので、ＦＯＵＰｃｕｃ（シェルＳＨＬ）内への塵埃の巻き込みを防ぎ、塵埃がウエハＷＦＲに付着してしまうことを防ぐことができる。さらにドアＤＲの外側には、ＦＯＵＰｃｕｃの位置を決めるためのレジストレーションピン穴ＲＰＨ、およびロボットによってドアＤＲを開けるためのラッチキー穴ＬＫＨが備わっている。
製造装置ＰＥのロードポートＬＰは、製造装置ＰＥ側にＦＩＭＳ（Standard Mechanical Interface）ドアＦＤＲ（装置側ドア）と、このＦＩＭＳドアＦＤＲの周囲に設けられたシール材（図示は省略）とで構成されるＦＩＭＳ面を持っており、ＦＯＵＰｃｕｃを前進させることによって、ＦＯＵＰｃｕｃのドアＤＲとＦＩＭＳドアＦＤＲとを合わせることができる。次いでラッチキーＬＫをドア３に設けられたラッチキー穴ＬＫＨに挿入し、回転させることにより、ドアＤＲに備わるクランピング機構ＣＲＰが外れて、ドアＤＲがＦＩＭＳドアＦＤＲに固定される。
半導体装置またはＩＣ（Integrated Circuit）が作り込まれる所定枚数のウエハＷＦＲが収納されたＦＯＵＰｃｕｃは、たとえば製造ライン内に設置されたベイステーションＢＳから製造装置ＰＥへと運ばれる。さらにウエハＷＦＲは、ＦＯＵＰｃｕｃの内部に入れられて製造装置ＰＥの間を移動する。しかしながら、ウエハＷＦＲの径が、たとえば３００ｍｍのような大口径である場合、ウエハＷＦＲを収納したＦＯＵＰｃｕｃは約８ｋｇ以上の重量となるため、半導体製造ライン内を人手により搬送することは安全上難しい。そこで、図１に示したようなＲＧＶｆｃおよびＯＨＴなどを用いてＦＯＵＰｃｕｃが自動搬送される。
図１においては、ＦＯＵＰのベイ内搬送をＲＧＶｆｃによって行う場合について示したが、図５に示すようにＯＨＴｈｔｒを用いてベイ内搬送を行ってもよい。この場合、ＯＨＴｈｔｒでは、ＯＨＴｈｔｒに備わるホイスト（Hoist）機構ＨＭを用いて半導体製造装置２１のロードポートＬＰ上にＦＯＵＰｃｕｃが降ろされる。ロードポートＬＰには、図６に示すように（図３も参照）、複数（たとえば３つ）のキネマティックピンＫＴＰ（位置決めピン）が形成されている。一方、ＦＯＵＰ１のシェルＳＨＬの底部には、一対の斜面を有し、キネマティックピンＫＴＰと係合するＶ字型の溝（以下、Ｖ溝と記す）ＧＶが複数（たとえば３つ）形成されている。図７に示すように、Ｖ溝ＧＶにキネマティックピンＫＴＰを収めることにより、ＦＯＵＰｃｕｃのロードポートＬＰ上での位置を固定することができる。ロードポートＬＰ上にＦＯＵＰｃｕｃの位置を固定した後、ホイスト機構ＨＭが外れてＦＯＵＰｃｕｃがロードポートＬＰ上の移載場所に残される。
図８は、ＦＯＵＰｃｕｃのドアＤＲの内側構成の一例を示す斜視図である。ドアＤＲの内側には、密閉性を保つためのシール材（パッキン）ＳＭ、リテーナＲＴＮおよびクランピング機構ＣＭ１が備わっている。ゴム材からなるシール材ＳＭはＦＯＵＰｃｕｃの密閉性を保つために設けられている。またリテーナＲＴＮはＦＯＵＰｃｕｃに収納されたウエハＷＦＲを押さえるために設けられており、成形プラスチックから成る可撓性の歯から形成されている。クランピング機構ＣＭ１は、ドアＤＲをシェルＳＨＬに固定するために設けられており、ラッチキー穴ＬＫＨを介して動作する。すなわち、ドアＤＲはシェルＳＨＬに設けられたドアフランジ（図示は省略）の内側に係合するものであり、ドアＤＲの外周部から出たり入ったりすることでドアフランジの溝と係合するラッチ（クランピング機構）を有している。
図９に示すように、ＦＯＵＰｃｕｃに収納されたウエハＷＦＲは、ウエハティースＷＴと呼ばれる梁に１枚づつ載せることができて、複数のウエハＷＦＲが、ウエハティースＷＴの間隔、たとえば１０ｍｍ程度を空けて縦方向に配列されている。
図１０は、図１中に示した製造装置ＰＥの説明図である（更に詳細は図２１及び図３２に説明する）。図１０に示すように、製造装置ＰＥは、ファンフィルターユニットＦＦＵを備えたミニエンバイロンメント（Mini Environment）ＭＥ、ロード・ロック（Load/Lock）ＬＬおよびロードポートＬＰなどを示している。ファンフィルターユニットＦＦＵとは、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air-filter）フィルタなどと小型送風機とを一体化した空気清浄装置を言い、ミニエンバイロメントＭＥとは、半導体製品を汚染源から隔離するための囲いでとりかこまれた局所的清浄環境を言う。また筐体面ＳＦによってミニエンバイロメントＭＥは外部から分離されており、ミニエンバイロメントＭＥの内部の清浄度は、たとえばＣｌａｓｓ１に保たれている。ここで、Ｃｌａｓｓ１とは、１ｆｔ3（１ｆｔ＝３０．４８ｃｍ）の空気中に含まれる粒径０．１μｍ以上の塵埃の数が１個以下である清浄度を言う。なお、ミニエンバイロメントＭＥの外部の清浄度は、たとえばＣｌａｓｓ１０００である。
図１０に示すように、ロードポートＬＰ上にＦＯＵＰｃｕｃの位置が固定されると、ＦＯＵＰｃｕｃは筐体面ＳＦに向かって前進する。次いで、ロードポートドア開閉機構ＬＤＯを駆動させて、ドアＤＲをシェルＳＨＬから取り外し、製造装置ＰＥの下部へ移動させる。ドアＤＲが外れた状態で、製造装置ＰＥに備わるウエハ搬送ロボットＨＲによってウエハＷＦＲはシェルＳＨＬの開口部から取り出され、ロードロック室ＬＬを通して製造装置ＰＥ（たとえば図２１のプラズマ処理装置１０１またはポリマー除去装置１０２）の処理室（たとえば図２１のプラズマ処理装置１０１の処理室１１１またはポリマー除去装置１０２の処理室１１２）へ運ばれて、所定の製造処理（ウエハ処理）がウエハＷＦＲに施される。製造処理の終了後、ウエハ搬送ロボットＨＲによってウエハＷＦＲは再びシェルＳＨＬ（フープｃｕｃ）へ戻される。
図１１〜図１３に示すように、ベイステーションＢＳにてＦＯＵＰｃｕｃを保管中には、たとえばＦＯＵＰｃｕｃの底面の２個所に設けられたブリージングフィルタＢＲＺの一方（第１の呼吸孔、ガス導入口）にパイプＰＰを取り付け、そのパイプＰＰから非酸化性乾燥ガスをＦＯＵＰｃｕｃ内へ流し込み、他方のブリージングフィルタ（第２の呼吸孔、ガス排出口）ＢＲＺからＦＯＵＰｃｕｃ内の雰囲気を排気する。ここで、図１１はベイステーションＢＳでのＦＯＵＰｃｕｃの保管手段を示す説明図であり、図１２はベイステーションＢＳにて保管中のＦＯＵＰｃｕｃの断面図であり、図１３はベイステーションＢＳにて保管中のＦＯＵＰｃｕｃの平面（底面）図である。たとえば、パイプＰＰは、ＦＯＵＰｃｕｃの自重によってＦＯＵＰｃｕｃの底面（ブリージングフィルタＢＲＺ）に取り付けられ、ＦＯＵＰｃｕｃ内に非酸化性乾燥ガスの流れを形成する構造となっている（図１４参照）。また、ＦＯＵＰｃｕｃ内において、ＦＯＵＰｃｕｃ内へ非酸化性乾燥ガスを導入するブリージングフィルタＢＲＺ上に偏向板ＣＦＢを設けることによって非酸化性乾燥ガスの流れを変えたり（図１５参照）、ＦＯＵＰｃｕｃ内へ非酸化性乾燥ガスを導入するブリージングフィルタＢＲＺ上にノズルＮＺＬを設けたりすることによって（図１６参照）、非酸化性乾燥ガスがＦＯＵＰｃｕｃ中をより広範に流れるようにしてもよい。また、ＦＯＵＰｃｕｃの在荷を検知して開くバルブをパイプＰＰに取り付けてもよい。ＦＯＵＰｃｕｃ内から排気された非酸化性乾燥ガスは、その非酸化性乾燥ガスを排出するブリージングフィルタ（第２の呼吸孔、ガス排出口）ＢＲＺの近くに設けられた真空排気手段によってベイステーションＢＳ外へ排出される。
本実施形態では、非酸化性乾燥ガスとして、不活性ガス（たとえば、たとえばＮ2ガスまたはＡｒ（アルゴンガス）など）を例示することができる。また、ＦＯＵＰｃｕｃ内への非酸化性乾燥ガスの流量は、ＦＯＵＰｃｕｃ内に存在する塵埃を巻き上げない程度とし、本実施の形態１では、ＦＯＵＰｃｕｃ内の容積が約３０ｌである場合に、非酸化性乾燥ガスの流量を１ＳＬＭ（Standard Liter per Minute）〜２０ＳＬＭ程度とすることを例示できる。ここで、図１９は、上記非酸化性乾燥ガスをＮ2ガスとした場合におけるＦＯＵＰｃｕｃ内へ流れ込んだＮ2ガスの量とＦＯＵＰｃｕｃ内のＯ2濃度との関係を示したものであり、ＦＯＵＰｃｕｃ内へ流し込むＮ2ガスの流量を２０ＳＬＭ、１０ＳＬＭ、５ＳＬＭおよび０．６ＳＬＭの４通りとした場合について示している。図１９に示すように、ＦＯＵＰｃｕｃ内のＯ2濃度は、ＦＯＵＰｃｕｃ内へ流れ込んだＮ2ガスの量の増加と共に低下する。また、図２０は、上記非酸化性乾燥ガスをＮ2ガスとした場合におけるＦＯＵＰｃｕｃ内へ流れ込んだＮ2ガスの量とＦＯＵＰｃｕｃ内雰囲気の露点との関係を示したものであり、ＦＯＵＰｃｕｃ内へ流し込むＮ2ガスの流量を１０ＳＬＭ、５ＳＬＭ、３ＳＬＭおよび０．５ＳＬＭの４通りとした場合について示している。図２０に示すように、ＦＯＵＰｃｕｃ内雰囲気の露点は、ＦＯＵＰｃｕｃ内へ流れ込んだＮ2ガスの量の増加と共に低下する。すなわち、ＦＯＵＰｃｕｃ内へ流れ込んだＮ2ガスの量の増加と共にＦＯＵＰｃｕｃ内雰囲気中の水分は減少する。
２．本実施の形態におけるプロセスフローの概要の説明（主に図２１および２２）
このセクションでは、先のセクション１で説明したウエハ・ラインの中での本実施の形態におけるプロセスフローの概要を背景となる問題と関連付けて説明する。
図２１は本実施の形態による半導体集積回路装置の製造方法の主要部を示すプロセス・ブロック・フローである（４層目配線Ｍ４を例にとり説明する。図２５参照）。また、図２２はこれに対応するデバイス断面フォローである。ここでは、ハードマスクを使用しないビア・ファースト・プロセスを例にとり説明する。
図２１および２２に基づいて、本実施の形態による半導体集積回路装置の製造方法におけるプロセスフローの概要を説明する。図２２に示すように、３層目配線は３層目の層間絶縁膜１に設けられた配線溝内に埋め込まれた銅配線２等から構成されており、その上に絶縁バリア膜（絶縁性銅拡散バリア膜）としてのＳｉＣＮ膜３（非酸化シリコン系シリコン含有無機絶縁膜）が形成されている。このＳｉＣＮ膜３上に、４層目の層間絶縁膜としての酸化シリコン膜４がCVD等により形成される。ここで、ビア・ファースト法ではフォトレジスト膜２１等をマスクに、フルオロ・カーボン・ガス、アルゴンガス等のエッチング雰囲気中で、ビア５がドライエッチング（ビア・エッチング）により開口される。ここで、ビアのレジストパターン２１を除去する。ビアフィル剤１０を塗布して、ビアを埋める。不要なビアフィル１０をエッチバックする。その後、新たなフォトレジスト２２を塗布・パターニングする。次に図２２に示すように、新たなフォトレジスト膜２２等をマスクに、たとえばフルオロ・カーボン・ガス、アルゴンガス等のエッチング雰囲気中で、トレンチ６（配線溝）がドライエッチング（トレンチ・エッチング）により開口される。ここで、フォトレジスト２２とビアフィル剤１０を除去する。
次に、図２２に示すように、ビア底のＳｉＣＮ膜３を選択的に除去するために、酸化シリコン膜に対して十分に選択比が得られる条件で（酸化シリコン膜は若干エッチングされる）フルオロ・カーボン・ガス、アルゴンガス等のエッチング雰囲気中において、ドライエッチング（ライナー・エッチング）が行われる（図２１の絶縁性銅拡散バリア膜エッチング工程９１）。ここで、このライナー・エッチングは図２１に示すように、ドライエッチング装置１０１の処理室１１１において行われる。
次に、被処理ウエハＷＦＲに対して、前記処理室１１１において、雰囲気を交換して窒素を主要な成分とする非酸化性ガス雰囲気中で窒素プラズマ処理が行われる（図２１の窒素プラズマ処理９２）。この処理は必須ではないが、エッチング後のビア内面等の表面状態を安定させるほか、ポリマーを減少させる効果もある。
その後、図２１に示すように、被処理ウエハＷＦＲはフープｃｕｃに戻される。そして、フープｃｕｃは適切な位置のストッカＢＳで待機する。その際、フープｃｕｃ内のウエハＷＦＲは窒素ガスを主要な成分とするパージガス（非酸化性乾燥ガス）中で保管される（図２１の非酸化性乾燥ガス雰囲気中保管工程９３）。
図２１に示すように、窒素保管の後、フープｃｕｃはポリマー除去洗浄装置１０２へ移動して、それと連結される。すなわち、ライナー・エッチング装置（そのミニ・エンバイロメントを含む。以下同じ）からウエハ搬送容器が分離されてから、ポリマー除去装置にウエハ搬送容器が連結される以前の間に、非酸化性乾燥ガス雰囲気中（または非酸化性ガス雰囲気中）で保管する期間を設ける。また、同雰囲気が流動雰囲気であることが望ましい。すなわち、雰囲気が連続的に置換されるか間歇的に置換されている（これを一般に「パージする」という）ことが重要である。また、ウエハ搬送容器は途中で別のものに入れ替わってもよい。すなわち、ロットの再編成を行ってもよい。
次に、図２２に示すように、エッチング時にビア５内に堆積したポリマーの除去が、たとえばフッ化アンモニウム系の薬液を用いてウエット処理により実行される（図２１のポリマー除去洗浄工程９４）。このポリマー除去処理は図２１に示すように、ポリマー除去洗浄装置１０２のウエット処理室１１２で行われる。
その後、図２２に示すように、形成されたビア５およびトレンチ６にバリアメタルをスパッタリングまたはCVDにより形成（図２１の銅拡散バリアメタル膜形成工程９５）し、その上に必要があるときは銅シード層をたとえばスパッタリング等により形成する（バリア・シード成膜）。
続いて、銅メッキとアニールによりビア５およびトレンチ６を銅で埋め込む（銅メッキ＆アニール）。その後、メタルCMPで不要なメタル部材を除去する（銅CMP）ことで、埋め込み配線構造４７の４層目配線を一応完成する。
３．本実施の形態における非酸化性乾燥ガス中保管とビア底銅消失不良の説明（主に図２８から３３）
このセクションでは、本実施の形態のプロセスとビア底銅消失不良の原因回避との関係を説明する。
図２８は窒素保管をしない場合のポリマー除去完了時点でのウエハの歩留まりとフープｃｕｃ内でのウエハＷＦＲの位置関係（スロット番号は一番下が１である。ここでは、１ロットが１２枚の例を示す）を表すデータプロット図である。ここでわかるように、最上スロットをのぞき、上に行くほど歩留まりが低下することがわかる。従って、このモードの不良をスロット依存性不良という。
図２９はスロット依存性不良とポリマー除去前の待機時間依存性を示すデータプロット図である。これから、待機時間が２時間を越えると急速に不良率が立ち上がることがわかる。
図３０は、これらのデータに基づいて、立てた不良メカニズムのモデルである。図３０(a)に示すように、ライナー・エッチング直後はビア内にポリマー１１が厚く堆積している。ここで、（フープの中ではあるが）大気中で保管すると、空気中の水分や酸素のような酸化種がポリマー１１中に取り込まれる。このとき、ウエハＷＦＲに残留しているフッ素が触媒の働きをして、銅の酸化を促進して、図３０(b)に示すように銅の酸化物１５を生成する。この銅の酸化物１５が図３０(c)に示すように、ポリマー除去の際に溶け出すものと考えられる。
このことは図３２および３３から更に明確になる。図３２は、ライナー・ドライエッチング装置１０１とフープｃｕｃの結合状態を示す側断面図である。ここで、ウエハの番号はスロット番号と一致している。ライナーエッチングは通常スロット番号１から始まりスロット番号１２で終わる。したがって、下層（スロット番号が小さい）のウエハＷＦＲ１、ＷＦＲ２、ＷＦＲ３は処理後フープｃｕｃ内で比較的長い時間放置される。その間に、局所クリーンルーム（ミニ・エンバイロメント）ＭＥ内のダウンフロー（またはその分岐流）によって、ウエハＷＦＲに残留したフッ素成分は相当量排除されると考えられる。一方、最上層以外の上層（スロット番号が大きい）のウエハＷＦＲ１１（上方中間位置ウエハ）はライナーエッチング後、フープｃｕｃに戻された後、すぐに局所クリーンルームＭＥから切り離され、フープｃｕｃ内で待機することとなる。したがって、局所クリーンルームＭＥ内のダウンフローによって十分に清浄化される前に、フープｃｕｃ内に閉じ込められることとなる。最上層のウエハＷＦＲ１２はどうかというと、一般にデバイス面は上を向いているので、上方のスペースが広い分、残留したフッ素成分は容易に散逸する。すなわち、図３３に示すように、下層や最上層のウエハＷＦＲ１、ＷＦＲ２、ＷＦＲ３、ＷＦＲ１２では、フープに閉じ込められた時点では、残留したフッ素成分はほとんどないか、または容易にフープｃｕｃ内で拡散する。一方、最上層以外の上層のウエハＷＦＲ１１は、相当の残留フッ素成分がある上に、ウエハ間隔（図３３のＷＦＲnとＷＦＲn+1の間隔）が狭いので、十分な空気中への拡散が期待できない。したがって、これらの上方中間位置ウエハに不良が多発するものと推測できる。
一方、本実施の形態による窒素保管を適用したときの図２８に対応するデータプロット図が図３１である。これより、窒素保管を適用することにより、不良モードがほとんど消滅しているのがわかる。
これらの事実より、以下の処方箋が明確となる。以下の内、組み合わせ可能な全部を実施してもよいし、一部のみを実施してもよいことは言うまでもない。
（１）ライナーエッチング後からそのポリマー除去間でのウエハ搬送容器内での外気中待機時間を２時間よりできるだけ短い時間となるようにし、できるだけ非酸化性乾燥ガス雰囲気中でパージしながら保管する（流動する非酸化性乾燥ガス雰囲気中で保管）。これにより、保管中の銅の酸化を防止する（セクション１参照）。ここで、「非酸化性」とは、主に酸素や水分等の含有量が実質的に酸化反応が進行しない程度に少ないことを示す。
（２）ライナー・エッチング・ガスはなるべく有機系ポリマーの堆積の少ないものとする。すなわち、水素が少なく、フッ素の多いガス組成を多くする（セクション４参照）。このことによって、酸化の原因となるポリマー量を削減する。
（３）ライナー・エッチング中の銅の酸化をできるだけ抑えて、無機系ポリマー（銅の酸化物等）量を削減する。すなわち、酸素の添加量をできるだけ削減するか、「０」にする（セクション４参照）。窒素等を添加して銅表面に窒化膜を形成して酸化を防止する（セクション４参照）。この窒化膜は大変薄いので電気特性的には問題がない。
（４）ライナー・エッチング直後に窒素プラズマ処理等により、銅表面に窒化膜を形成してその後の保管中の酸化を防止する（セクション５参照）。
４．本実施の形態における各種ライナー・エッチング処理雰囲気の説明（主に図２２）
セクション２（図２２等）において説明したライナー・エッチングの種々の詳細条件については、以下の例から適宜選択して選択することができる。以下では、ライナー膜３がSiCN膜である場合を例にとり、複数の例を挙げて説明する。いずれの方法を用いても、ダイ・フルオロ・メタンと酸素添加のケミストリを用いるのに比較して、ポリマー量を減少させることができる。もちろん、従来から実績のあるCH2F2/O2/Ar等のガス系を用いて処理することもできる。また、以下の処理時間は、膜厚にもよるが、一般に３０秒から９０秒程度となると考えられる。なお、ここでは、エッチングガスとして、フルオロ・カーボン系を中心に例示したが、その他のフッ素含有エッチングガスの使用を排除するものではない。
（１）酸素添加ケミストリ
詳細条件は以下のとおりである。たとえば、
エッチング装置：３００φウエハ用平行平板型で下部電極上にウエハを置いて処理；
上部電極の高周波周波数：６０MHz（電力１５００W）;
下部電極の高周波周波数：２MHz（電力２２５W）；
処理圧力：３．３Pa；
ウエハ温度：摂氏２０度；
ガス流量：CHF3/O2/Ar＝２０/１２/８００sccmである。
この条件は、エッチング特性が安定な酸素添加ケミストリを基礎として、エッチングガスをダイ・フルオロ・メタンからトリ・フルオロ・メタンに変えることで、エッチングガスのフッ素を増やし、有機系のポリマー量を削減したものである。この場合、酸素組成は流量比で１から５％程度が望ましい。他のパラメータの大小により、この範囲以外を用いることを排除するものではない。
（２）トリ・フルオロ・メタン・ケミストリ
詳細条件は以下のとおりである。たとえば、
エッチング装置：３００φウエハ用平行平板型で下部電極上にウエハを置いて処理；
上部電極の高周波周波数：６０MHz（電力２００W）;
下部電極の高周波周波数：２MHz（電力１５０W）；
処理圧力：１０．７Pa；
ウエハ温度：摂氏１５度；
ガス流量：CF4/CHF3/N2＝１１０/２０/３００sccmである。
この条件は、エッチングガスをダイ・フルオロ・メタンからトリ・フルオロ・メタンに変え、且つ、酸素を実質的に排除（望ましくはほぼ「０」で、多くとも流量比で０．５％未満）するとともに、希釈ガスであるアルゴンガスを窒素ガスに置き換えたものである。窒素組成は流量比で３０％以上が望ましいが、他の条件により２０％以上でもよい。窒素の流量比の上限は、エッチングがストの組み合わせにより、ほとんど１００％に近い値になることもあるが、通常９０％から９５％程度と考えられる。なお、アルゴンの一部を窒素に置き換えてもよい。また、他の酸化種を実質的に生成しない添加ガス等を排除するものではない。また、非酸化性の添加ガスを添加してもよいことは言うまでもない。以上は以下の（３）でも同じ。
この窒素の効果は、圧力調整または希釈によるエッチングの安定化のほか、窒素ラジカルにより銅そのたビアの表面の安定化にあると考えられる。
（３）四フッ化炭素ケミストリ
詳細条件は以下のとおりである。たとえば、
エッチング装置：３００φウエハ用平行平板型で下部電極上にウエハを置いて処理；
上部電極の高周波周波数：６０MHz（電力３００W）;
下部電極の高周波周波数：２MHz（電力３００W）；
処理圧力：４Pa；
ウエハ温度：摂氏１５度；
ガス流量：CF4/N2＝１７５/１００sccmである。
この条件は上記（２）とほぼ同じであるが、トリ・フルオロ・メタンを排除することで、有機系ポリマーの堆積を更に低減することができる。そのことによって、ライナーエッチング後に放置した場合の、銅腐食を低減することができるものと考えられる。
（４）本セクションのサマリ
前記（２）、（３）のエッチング条件ではセクション５の窒素プラズマ処理と同様の処理が同時並行的に行えると見ることもできるので、これらのプロセスでは、別途の窒素プラズマ処理を省略できる可能性が高い。なお、前記（１）のエッチング条件でも、窒素保管を十分に徹底すれば問題は回避される可能性が高い。
５．本実施の形態における窒素プラズマ処理の説明（主に図２１および２２）
セクション２において図２１に基づいて説明した窒素プラズマ処理９２の詳細を説明する。この処理はライナー・ドライエッチング９１と同一の処理室１１１（図２１）で連続的に行うことが望ましいが、それに限定されないことは言うまでもない。同一処理室で連続的に処理した場合は、処理時間の短縮効果が大きい。
詳細条件は以下のとおりである。たとえば、
エッチング装置：３００φウエハ用平行平板型で下部電極上にウエハを置いて処理；
上部電極の高周波周波数：６０MHz（電力２５００W）;
下部電極の高周波周波数：２MHz（電力０W）；
処理圧力：５．３Pa；
ウエハ温度：摂氏１５度；
ガス流量：N2＝４００sccmである。
なお、雰囲気は窒素を主要な構成成分として含み、非酸化性であることが望ましい。この窒素の効果は、窒素ラジカルによる銅の表面の窒化により非常に薄い銅窒化膜が対酸化マスクとなることによると考えられる。
処理時間は一般に１０秒から２０秒程度が適切と考えられる。もちろん、各種のパラメータの相違により、これ以外の処理時間となることを妨げるものではない。
６．本実施の形態における各種ダマシン・プロセスフローの説明（主に図２３および２４）
セクション２で図２２に基づいて説明したダマシン・プロセスフローの各種の例を説明する。配線層は各層が同様の製造方法を用いるので、ここでは、ここまでの説明と同様に４層目を例に取り説明する。
（１）中間ストッパを利用するプロセス（主に図２３、詳細構造等は図２６および２７参照）
図２３はハードマスクおよび中間ストッパー膜を使用したデュアル・ダマシン・プロセスの一例である。なお、各膜の詳細については、セクション７に詳述する。図２３に示すように、３層目配線はSiCN膜３をプラズマCVD法により堆積することで、完成する。このSiCN膜３上に層間絶縁膜１４をプラズマCVD法により形成する。その後、一旦CMP処理により層間絶縁膜１４を平坦化する。その上に、中間ストッパー膜８としてのSiCN膜をプラズマCVD法により形成する。更に、層内絶縁膜２４をプラズマCVD法により形成する。その上にSiNマスク層９をプラズマCVD法により形成する。このSiNマスク層９をパターニングして、あらかじめ、トレンチ用ハードマスクを作っておく。次にフォトレジスト膜２１をマスクとして、たとえばフルオロ・カーボン・ガス、アルゴンガスおよび酸素ガス等のエッチング雰囲気中で、ビア５がドライエッチング（ビア・エッチング）により開口される。ここで、ビアのレジストパターン２１を除去する。次に、先に作りつけておいたハードマスク９を使って、たとえばフルオロ・カーボン・ガス、アルゴンガスおよび酸素ガス等のエッチング雰囲気中で、ドライエッチング（トレンチ・エッチング）することでトレンチ６が開口される。
ここで、セクション４で説明したフルオロ・カーボンを含むエッチング・ガスを用いたドライエッチング（ライナー・エッチング）によりライナー膜３の除去が行われる。このとき同時にハードマスク９も除去される。必要があれば、続けてセクション５で説明した窒素プラズマ処理等が行われる。
その後、スパッタリング法（またはCVD法）により、バリアメタル膜が形成される。その上に、必要により銅シード層がスパッタリング法（またはCVD法）により形成される。その後、銅メッキが電気めっき等により行われ、銅のアニール工程等を経て、不要な銅を取り除いて銅配線７をトレンチおよびビア内にこの部分（４層目と３層目の一部）の銅埋め込み配線構造４７が一応完成する。
（２）ビア・フィルを利用するプロセス
図２４はハードマスクを使用するが中間ストッパー膜を使用しないデュアル・ダマシン・プロセスの一例である。図２４に示すように、３層目配線はSiCN膜３をプラズマCVD法により堆積することで、完成する。このSiCN膜３上に層間絶縁膜としてのプラズマＴＥＯＳ膜１４を形成する。ここで、一旦CMP処理により層間絶縁膜１４を平坦化する。その後、層内絶縁膜としてのＦＳＧ膜をプラズマCVD法により堆積する。更にその上に、ハードマスク用の反射防止膜ＳｉＯＮ膜９をプラズマCVD法により堆積する。このＳｉＯＮ膜９をパターニングして、ビア・エッチング用のハードマスクとする。たとえばフルオロ・カーボン・ガス、アルゴンガスおよび酸素ガス等のエッチング雰囲気中で、ビア５がドライエッチング（ビア・エッチング）により開口される。ここで、ビアフィル剤１０を塗布し、ビアを埋める。不要なビアフィル１０をエッチバックする。ＳｉＯＮ膜９を再度パターニングして、トレンチ用ハードマスクとする。このトレンチ用ハードマスクとして用いて、たとえばフルオロ・カーボン・ガス、アルゴンガスおよび酸素ガス等のエッチング雰囲気中で、ドライエッチング（トレンチ・エッチング）することでトレンチ６が開口される。
ここで、セクション４で説明したフルオロ・カーボンを含むエッチング・ガスを用いたドライエッチング（ライナー・エッチング）によりライナー膜３の除去が行われる。このとき同時にハードマスク９も除去される。必要があれば、続けてセクション５で説明した窒素プラズマ処理等が行われる。
その後、スパッタリング法（またはCVD法）により、バリアメタル膜が形成される。その上に、必要により銅シード層がスパッタリング法（またはCVD法）により形成される。その後、銅メッキが電気めっき等により行われ、銅のアニール工程等を経て、不要な銅を取り除いて銅配線７をトレンチおよびビア内にこの部分（４層目と３層目の一部）の銅埋め込み配線構造４７が一応完成する。
７．本実施の形態の製造プロセスによるデバイス構造の説明（主に図２５から２７）
図２５は、本実施の形態の製造プロセスによって製造したデバイス構造の概要を示す模式断面図である。基板・デバイス領域３１は主にシリコン基板領域３５、コンタクト用タングステン・プラグ領域３６および１層目銅配線Ｍ１から構成されている。素子分離はSTI(Shallow Trench Isolation)型であり、基板・デバイス領域３１には絶縁ゲート型MOSFET（CMOS FET集積回路を構成する）が形成されている。
その上に、ファイン・ピッチ・デュアル・ダマシン配線領域３２があり、主に２層目銅配線Ｍ２から６層目銅配線Ｍ６から構成されている。更に倍ピッチ・ダマシン配線領域３３がその上に形成されており、主に倍ピッチ・シングル・ダマシン配線Ｍ７と倍ピッチ・デュアル・ダマシン配線Ｍ８から構成されている。これらの１層目銅配線Ｍ１から８層目銅配線Ｍ８（各層の銅埋め込み配線構造）が銅埋め込み配線構造４７の全体を構成している。
更にその上には、ファイナル・パッシベーション領域３４があり、主に上層タングステン・プラグ領域３７とアルミニウム・パッド領域３８から構成されている。アルミニウム・パッド領域３８の構造はたとえば上からTi/TiN/Ti/AlまたはAl合金/TiN（厚さnm：10/50/10/2000/75）である。ファイナル・パッシベーション領域３４を構成する絶縁膜は、たとえば上からポリイミド膜/プラズマ・窒化シリコン膜/TEOS酸化シリコン膜（厚さnm：4000/600/200）である。
次に図２３のプロセスに対応する各層の銅埋め込み配線構造の詳細を説明する。図２６に基づいて８層目銅配線Ｍ８を例にとり、倍ピッチ銅埋め込み配線構造の詳細を説明する。図２６に示すように、７層目銅埋め込み配線構造は層間絶縁膜１４としてのFSG膜（たとえば厚さ300nm）上に中間ストッパ膜１３（一般にライナー膜３（たとえば厚さ75nm）と同様の材料で構成されている。たとえば厚さ50nm）がCVD法により形成されている。その上に、層内絶縁膜１aとしてのFSG膜（たとえば厚さ325nm）があり、その上層にはCMPプロセスとの整合のためにキャップ層１ｂとしてのTEOS膜（たとえば厚さ75nm）が形成されている。更に、ライナー膜３としてのSiCN膜がプラズマCVD法により形成されている。ライナー膜３上には８層目埋め込み配線構造の層間絶縁膜１４aとしてのFSG膜（たとえば厚さ300nm）がプラズマCVD法により形成されている。その上に中間キャップ層１４ｂとしてのTEOS膜（たとえば厚さ150nm）がプラズマCVD法により形成されている。その上に７層目と同様に中間ストッパ膜８としてのSiCN膜（たとえば厚さ50nm）がプラズマCVD法により形成されている。中間ストッパ膜８上には層内絶縁膜２４aとしてのFSG膜（たとえば厚さ325nm）がプラズマCVD法により形成されている。更に７層目と同様にキャップ層２４ｂとしてのTEOS膜（たとえば厚さ75nm）がプラズマCVD法により形成されている。これらの８層目埋め込み配線構造を構成する絶縁膜中に形成されたビアおよび配線溝中にバリアメタル膜１２を介して銅配線７が埋め込まれている。
次に図２７に基づいて４層目銅配線Ｍ４を例にとり、ファイン・ピッチ銅埋め込み配線構造の詳細を説明する。図２７に示すように、３層目銅埋め込み配線構造は層間絶縁膜１４としてのFSG膜（たとえば厚さ300nm）上に中間ストッパ膜１３（一般にライナー膜３（たとえば厚さ75nm）と同様の材料で構成されている。たとえば厚さ50nm）がCVD法により形成されている。その上に、層内絶縁膜１aとしてのFSG膜（たとえば厚さ325nm）があり、その上層にはCMPプロセスとの整合のためにキャップ層１ｂとしてのTEOS膜（たとえば厚さ75nm）が形成されている。更に、ライナー膜３としてのSiCN膜がプラズマCVD法により形成されている。ライナー膜３上には４層目埋め込み配線構造の層間絶縁膜１４aとしてのFSG膜（たとえば厚さ300nm）がプラズマCVD法により形成されている。その上に中間キャップ層１４ｂとしてのTEOS膜（たとえば厚さ150nm）がプラズマCVD法により形成されている。その上に３層目と同様に中間ストッパ膜８としてのSiCN膜（たとえば厚さ50nm）がプラズマCVD法により形成されている。中間ストッパ膜８上には層内絶縁膜２４aとしてのFSG膜（たとえば厚さ325nm）がプラズマCVD法により形成されている。更に３層目と同様にキャップ層２４ｂとしてのTEOS膜（たとえば厚さ75nm）がプラズマCVD法により形成されている。これらの４層目埋め込み配線構造を構成する絶縁膜中に形成されたビアおよび配線溝中にバリアメタル膜１２を介して銅配線７が埋め込まれている。
８．サマリ
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
たとえば、前記実施の形態においては、ベイ内搬送はＲＧＶまたはＯＨＴによって行う場合について説明したが、ＡＧＶによって行ってもよい。
また、前記実施の形態では、ＦＯＵＰを用いたウエハの収容および搬送について説明したが、ＦＯＵＰの代わりにＳＭＩＦポッドなどの密閉型容器を用いてもよく、その場合においてもベイステーションでの保管中には密閉型容器中への非酸化性乾燥ガスの流し込みを行う。
また、前記実施の形態においては、低誘電率層間絶縁膜としてFSGを用いた例を中心に説明したが、その他のシリカ系Low-k絶縁膜を用いたものでもよいことは言うまでもない。
本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法にて適用する半導体製造ラインのウエハ搬送システムを示す全体平面図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰの外観構成の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態で用いる半導体製造装置のロードポート上に配置されたＦＯＵＰの断面図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰの底面の一例を示す平面図である。 本発明の一実施の形態であるＯＨＴを用いたＦＯＵＰの自動搬送システムの概略図である。 本発明の一実施の形態で用いる半導体製造装置のロードポート上におけるＦＯＵＰの位置決め方法を示す説明図である。 本発明の一実施の形態で用いる半導体製造装置のロードポート上におけるＦＯＵＰの位置決め方法を示す説明図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰのドアの内側構造の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰ内における半導体ウエハとウエハティースとの位置関係の一例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態で用いる半導体製造装置のロードポート上におけるＦＯＵＰと半導体製造装置の結合状態を示す説明図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造工程中におけるベイステーション（ストッカ）でのＦＯＵＰの保管手段を示す説明図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰのベイステーション（ストッカ）での保管中の断面図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰのベイステーション（ストッカ）での保管中の平面（底面）図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰに設けられたブリージングフィルタへのパイプの取り付け方を示す説明図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰに設けられたブリージングフィルタへのパイプの取り付け方を示す説明図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰに設けられたブリージングフィルタへのパイプの取り付け方を示す説明図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰのベイステーション（ストッカ）での保管中の断面図である。 本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰのベイステーション（ストッカ）での保管中の平面（底面）図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造工程中におけるＦＯＵＰ内へのＮ2ガスの流量とＦＯＵＰ内のＯ2の濃度との関係を示す説明図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造工程中におけるＦＯＵＰ内へのＮ2ガスの流量とＦＯＵＰ内の露点との関係を示す説明図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の要部を説明するための工程ブロックフロー図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の要部を説明するためのデバイス模式断面フロー図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の要部を説明するためのデバイス断面フロー図（中間ストッパーのあるプロセス）である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法の要部を説明するためのデバイス断面フロー図（中間ストッパーのないプロセス）である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法によるデバイス全体断面構造を示すデバイス縦構造断面図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法によるデバイス全体断面構造の内の倍ピッチ部分の詳細を示す詳細部分断面図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法によるデバイス全体断面構造の内のファイン・ピッチ部分の詳細を示す詳細部分断面図である。 不良発生ウエハの歩留まりとフープ内の位置関係を示すデータ・プロット図である。 不良発生ウエハを含むロットの率とポリマー除去待ち時間の関係を示すデータ・プロット図である。 不良発生のメカニズムを説明するプロセス推定断面図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法によって処理したウエハの歩留まりとフープ内の位置関係を示すデータ・プロット図である。 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法における製造装置とフープの結合状態を示す模式側断面図である。 不良のスロット依存性のメカニズムを説明するフープ収容時のウエハの推定模式断面図である。
符号の説明
３ 絶縁性銅拡散バリア膜
５ ビア
６ 配線溝
１２ 銅拡散バリア・メタル膜
４７ 銅埋め込み配線構造
１０１ ドライ・エッチング装置
１０２ ウエット処理装置
１１１ エッチング処理室
ＷＦＲ ウエハ

Claims (20)

  1. 以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
    （ａ）ドライエッチング装置のエッチング処理室内において、ウエハの第１の主面上の絶縁膜に形成され、配線溝およびビアを有する銅埋め込み配線構造の内、前記ビアの底面に存在する絶縁性銅拡散バリア膜をドライエッチングにより、除去する工程；
    （ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ドライエッチング装置から前記ウエハを搬出する工程；
    （ｃ）搬出された前記ウエハを非酸化性乾燥ガス雰囲気中で保管する工程；
    （ｄ）保管された前記ウエハをウエット処理装置内に搬入する工程；
    （ｅ）前記ウエット処理装置内において、搬入された前記ウエハの前記第１の主面側に対して、前記ドライエッチング時に形成されたポリマーを除去する洗浄処理を実行する工程；
    （ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエット処理装置から前記ウエハを搬出する工程；
    （ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記絶縁膜の表面と前記配線溝およびビアの内面に銅拡散バリア・メタル膜を形成させる工程。
  2. 前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｂ）は以下の下位工程を含む：
    （ｂ１）前記ドライエッチング装置とウエハ搬送容器を連結した状態で、前記ウエハを前記ドライエッチング装置から前記ウエハ搬送容器へ移送する工程；
    （ｂ２）前記ドライエッチング装置と前記ウエハ搬送容器とを切り離す工程。
  3. 前記２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器は密閉型である。
  4. 前記３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器はフープである。
  5. 前記４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、待機領域内において行われる。
  6. 前記４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、ストッカ内において行われる。
  7. 前記６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、前記ウエハ搬送容器の第１の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を供給することによって行われる。
  8. 前記６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、前記ウエハ搬送容器の第１の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を供給し、前記ウエハ搬送容器の第２の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を排出することによって行われる。
  9. 前記８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は不活性ガスを主成分とする。
  10. 前記８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は窒素ガスを主成分とする。
  11. 以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
    （ａ）ドライエッチング装置のエッチング処理室内において、ウエハの第１の主面上の絶縁膜に形成され、配線溝およびビアを有する銅埋め込み配線構造の内、前記ビアの底面に存在する絶縁性銅拡散バリア膜をドライエッチングにより、除去する工程；
    （ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ドライエッチング装置から前記ウエハを搬出する工程；
    （ｃ）搬出された前記ウエハを非酸化性乾燥ガス雰囲気中で保管する工程；
    （ｄ）保管された前記ウエハをウエット処理装置内に搬入する工程；
    （ｅ）前記ウエット処理装置内において、搬入された前記ウエハの前記第１の主面側に対して、前記ドライエッチング時に形成されたポリマーを除去する洗浄処理を実行する工程；
    （ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエット処理装置から前記ウエハを搬出する工程；
    （ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記絶縁膜の表面と前記配線溝およびビアの内面に銅拡散バリア・メタル膜を形成させる工程、
    ここで、前記工程（ａ）は、以下の下位工程を含む：
    （ａ１）前記エッチング処理室内において、フルオロ・カーボン系のエッチング・ガスを含むエッチング雰囲気中でドライエッチング処理を実行する工程；
    （ａ２）前記工程（ａ１）の後、前記エッチング処理室内において、窒素を主要な成分の一つとする非酸化性雰囲気中でプラズマ処理を実行する工程。
  12. 前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は、酸化性反応種を生成する成分を実質的に含まない。
  13. 前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング雰囲気は、トリ・フルオロ・メタンを含む。
  14. 前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｂ）は以下の下位工程を含む：
    （ｂ１）前記ドライエッチング装置とウエハ搬送容器を連結した状態で、前記ウエハを前記ドライエッチング装置から前記ウエハ搬送容器へ移送する工程；
    （ｂ２）前記ドライエッチング装置と前記ウエハ搬送容器とを切り離す工程。
  15. 前記１４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器は密閉型である。
  16. 前記１５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウエハ搬送容器はフープである。
  17. 前記１６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、ストッカ内において行われる。
  18. 前記１７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｃ）の保管は、前記ウエハ搬送容器の第１の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を供給し、前記ウエハ搬送容器の第２の呼吸孔から前記非酸化性乾燥ガス雰囲気を排出することによって行われる。
  19. 前記１８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は不活性ガスを主成分とする。
  20. 前記１８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記非酸化性乾燥ガス雰囲気は窒素ガスを主成分とする。
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JP2013065654A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Asahi Glass Co Ltd Ｅｕｖｌ用反射型マスクおよびｅｕｖｌ用マスクブランクスの製造装置
WO2014014907A1 (en) * 2012-07-16 2014-01-23 Mattson Technology, Inc. Method for high aspect ratio photoresist removal in pure reducing plasma

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