半導体集積回路装置の製造方法
【課題】近年、半導体集積回路装置の製造プロセスにおいて、窒化シリコン膜等が有する応力に起因する歪を利用したキャリア移動度向上技術が活用されている。これに伴って、ウエハの表側における複雑なデバイス構造上の窒化シリコン膜を高選択で除去するため、熱燐酸によるバッチ方式ウエット処理が必須となっている。これによって、ウエハの裏面の窒化シリコン膜も除去され、一群の歪付与工程の後のプロセスにおいては、ウエハの裏側の表面はポリ・シリコン部材ということとなる。しかし、一般的なウエハの裏面等の洗浄に使用する方法は、裏面が窒化シリコン膜等であることを前提とするものであり、その特性の異なるポリ・シリコン主体の裏面を有するウエハでは洗浄の効果が十分といえない恐れがある。
【解決手段】リソグラフィ工程の前に、ＦＰＭ処理の後ＳＰＭ処理を実行する２工程を含むウエハ裏面に対するウエット洗浄処理を実行する。
【解決手段】リソグラフィ工程の前に、ＦＰＭ処理の後ＳＰＭ処理を実行する２工程を含むウエハ裏面に対するウエット洗浄処理を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置（または半導体装置）の製造方法における重金属汚染防止技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本特開２００１−１１０７６６号公報（特許文献１）または米国特許第６５９２６７７号公報（特許文献２）には、銅埋め込み配線工程において、銅メッキ後のシリコン系ウエハの裏面洗浄として、まず、ＦＰＭ（弗酸、過酸化水素の水溶液）でシリコン酸化膜とともに銅等の汚染金属を除去した後、ＳＰＭ（硫酸、過酸化水素の水溶液）で洗浄することにより、洗浄した面にシリコン酸化膜を形成することにより、親水性を付与する技術が開示されている。
【０００３】
日本特開２００２−１５８２０７号公報（特許文献３）には、銅膜が付着したシリコン系ウエハの再生方法として、ＳＰＭで洗浄した後、ＦＰＭで洗浄し、その後、再び、ＳＰＭで洗浄する技術が開示されている。
【０００４】
日本特開２０００−２６９１７８号公報（特許文献４）または米国特許公開２００４−０５３５０８号公報（特許文献５）には、銅埋め込み配線工程からのクロス・コンタミネーション防止対策として、ＳＰＭ、ＦＰＭ等を用いてシリコン系ウエハの裏面等を洗浄する技術が開示されている。
【０００５】
日本特開２００２−１７６０２２号公報（特許文献６）には、銅埋め込み配線工程からのクロス・コンタミネーション防止対策として、硫酸、過酸化水素、フッ化水素酸の水溶液等を用いてシリコン系ウエハの裏面等を洗浄する技術が開示されている。
【０００６】
日本特開２００６−１４８１４９号公報（特許文献７）または米国特許第６５８６１６１号公報（特許文献８）には、銅埋め込み配線工程からのクロス・コンタミネーション防止対策として、硫酸又は硝酸等を用いてシリコン系ウエハの裏面等を洗浄する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１１０７６６号公報
【特許文献２】米国特許第６５９２６７７号公報
【特許文献３】特開２００２−１５８２０７号公報
【特許文献４】特開２０００−２６９１７８号公報
【特許文献５】米国特許公開２００４−０５３５０８号公報
【特許文献６】特開２００２−１７６０２２号公報
【特許文献７】特開２００６−１４８１４９号公報
【特許文献８】米国特許第６５８６１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、半導体集積回路装置の製造プロセスにおいて、窒化シリコン膜等が有する応力に起因する歪を利用したキャリア移動度向上技術が活用されている。これに伴って、ウエハの表側における複雑なデバイス構造上の窒化シリコン膜を高選択で除去するため、熱燐酸によるバッチ方式ウエット処理が必須となっている。
【０００９】
このバッチ方式ウエット処理によって、ウエハの裏面の窒化シリコン膜も除去され、一群の歪付与工程の後のプロセスにおいては、ウエハの裏側の表面はポリ・シリコン部材（アモルファス・シリコンを含む）ということとなる。
【００１０】
一方、４５ｎｍテクノロジ・ノードの製品の製造工程の内、特にＦＥＯＬ（Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）におけるゲート電極パターニング工程、コンタクト・ホール形成工程等、および、ＢＥＯＬ（Ｂａｃｋ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）におけるビアおよびトレンチ形成工程等の微細寸法のリソグラフィ工程（レジスト膜形成、露光、現像等の一連の工程）においては、液浸型露光装置（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｔｙｐｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）の使用が必須となる。この液浸型露光装置は、非常に高価なため、各工程専用の装置とすることが困難な場合もあり、同一の装置をフロント・エンド工程およびバック・エンド工程に属するウエハが相前後して通過するという事態も起こりえる。この結果、ウエハの裏面等からの汚染によるクロス・コンタミネーションの問題が懸念される。
【００１１】
しかし、一般的なウエハの裏面等の洗浄（表側の面を洗浄するときに自動的に裏面も洗浄される場合等を含む）に使用する方法は、裏面が窒化シリコン膜、シリコン酸化膜等であることを前提とするものであり、それらと特性の異なるポリ・シリコン主体の裏面を有するウエハでは洗浄の効果が十分といえない恐れがある。
【００１２】
また、このような問題は、ウエハの裏面に窒化シリコン膜等が残るような製品プロセスにおいても、装置の枚葉化による裏面窒化シリコン膜の薄膜化のため、バック・エンド工程の一部の工程では、裏面窒化シリコン膜が部分的に消失する等の事態も考えられる。
【００１３】
更に、液浸型露光装置を使用する場合のみでなく、３２ｎｍおよび２２ｎｍテクノロジ・ノードの製品の製造工程で使用されるＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）露光装置についても、同様な状況になると見られる。
【００１４】
本願発明は、これらの課題を解決するためになされたものである。
【００１５】
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提供することにある。
【００１６】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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。
【００１８】
すなわち、本願の一つの発明は、半導体集積回路装置の製造方法において、ウエハの裏面にシリコン部材が露出する状態で、配線工程を実行するに際して、リソグラフィ工程の前に、以下の２工程を含むウエハ裏面に対するウエット洗浄処理を実行するものである。
【００１９】
ここで、前記２工程は、
（１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第1の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程；
（２）前記工程（１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第２の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
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。
【００２１】
すなわち、リソグラフィ工程の前に、ＦＰＭ処理の後ＳＰＭ処理を実行する２工程を含むウエハ裏面に対するウエット洗浄処理を実行するので、裏面の重金属汚染レベルを大幅に低下させることができ、その結果、リソグラフィ工程を介してのクロス・コンタミネーションを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスとその中での裏面洗浄プロセスとの関係を説明するプロセス・ブロック・フロー図である。
【図２】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセス中での裏面洗浄プロセスの詳細を示すプロセス・ブロック・フロー図である。
【図３】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセス中での裏面洗浄プロセスに使用する洗浄装置の全体上面図である。
【図４】図３に示す洗浄装置のスピン・テーブル周辺の構造を示す装置側断面図である。
【図５】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（ゲート電極パターニング）である。
【図６】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（サイド・ウォール等形成）である。
【図７】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（歪付与膜形成）である。
【図８】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（歪付与膜選択エッチ）である。
【図９】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（歪付与膜選択エッチ用レジスト除去）である。
【図１０】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（歪付与膜全面除去）である。
【図１１】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（ゲート電極構造保護用酸化シリコン膜除去）である。
【図１２】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（シリサイド形成）である。
【図１３】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（ＳＡＣ用窒化シリコン膜形成）である。
【図１４】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（コンタクト・ホール開口）である。
【図１５】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層の層間絶縁膜形成）である。
【図１６】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層のビア・ホール開口）である。
【図１７】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層のトレンチ加工用レジスト膜パターニング）である。
【図１８】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層のトレンチ形成）である。
【図１９】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜除去）である。
【図２０】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層の銅系配線埋め込み）である。
【図２１】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（パッド開口）である。
【図２２】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセス中での裏面洗浄プロセスとその他の裏面洗浄プロセスとのデータ比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔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。
【００２４】
１．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハのデバイス面上の第1の絶縁膜上に、埋め込み配線の層間絶縁膜となる第２の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ウエハの裏面に対して、第１のウエット洗浄を実行する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記ウエハを第１のリソグラフィ装置に導入して、第１のレジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パターニングされた前記第１のレジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、第1のドライ・エッチングにより、前記第２の絶縁膜への第1の加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｂ）は、以下の下位工程を含む：
（ｂ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第1の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程；
（ｂ２）前記下位工程（ｂ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第２の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程。
【００２５】
２．前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、更に、以下の工程を含む：
（ｅ）前記工程（ｄ）の後、前記第１のレジスト膜を除去する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエハの裏面に対して、第２のウエット洗浄を実行する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記ウエハを第１のリソグラフィ装置または第２のリソグラフィ装置に導入して、第２のレジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｈ）前記工程（ｇ）の後、パターニングされた前記第２のレジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、第２のドライ・エッチングにより、前記第２の絶縁膜への第２の加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｆ）は、以下の下位工程を含む：
（ｆ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第３の水溶液を用いて、前記第２のウエット洗浄を実行する工程；
（ｆ２）前記下位工程（ｆ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第４の水溶液を用いて、前記第２のウエット洗浄を実行する工程。
【００２６】
３．前記１または２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の加工は、前記埋め込み配線のビア・エッチ加工である。
【００２７】
４．前記２または３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２の加工は、前記埋め込み配線のトレンチ・エッチ加工である。
【００２８】
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、前記埋め込み配線は、銅系のデュアル・ダマシン配線である。
【００２９】
６．前記1から５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、前記第１のウエット洗浄は、枚葉方式により実行される。
【００３０】
７．前記1から５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、前記第２のウエット洗浄は、枚葉方式により実行される。
【００３１】
８．前記１から７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）から（ｄ）は、前記ウエハの前記裏面に窒化シリコン系絶縁膜が実質的にない状態で実行される。
【００３２】
９．前記１から７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（ｅ）から（ｈ）は、前記ウエハの前記裏面に窒化シリコン系絶縁膜が実質的にない状態で実行される。
【００３３】
１０．前記１から９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、前記第1の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第２の水溶液は、ＳＰＭである。
【００３４】
１１．前記１から１０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、前記第３の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第４の水溶液は、ＳＰＭである。
【００３５】
１２．前記１から１１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、前記第1の水溶液および前記第２の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【００３６】
１３．前記１から１２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、前記第３の水溶液および前記第４の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【００３７】
１４．前記１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、前記第２の絶縁膜の形成工程は、枚葉方式によって実行される。
【００３８】
１５．前記１から１４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、前記半導体集積回路装置は、ＭＩＳＦＥＴを有し、前記半導体集積回路装置の製造方法は、更に、以下の工程を含む：
（ｉ）前記工程（ａ）の前であって、前記ＭＩＳＦＥＴのゲート電極のパターニング工程の後に、前記ウエハに対して、熱燐酸によるバッチ方式のウエット処理を実行する工程。
【００３９】
１６．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハのデバイス面上の絶縁膜上に、メタル配線を形成するための薄膜を形成する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ウエハの裏面に対して、ウエット洗浄を実行する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記ウエハをリソグラフィ装置に導入して、レジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パターニングされた前記レジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、ドライ・エッチングにより、前記薄膜への加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｂ）は、以下の下位工程を含む：
（ｂ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第1の水溶液を用いて、前記ウエット洗浄を実行する工程；
（ｂ２）前記下位工程（ｂ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第２の水溶液を用いて、前記ウエット洗浄を実行する工程。
【００４０】
１７．前記１６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のウエット洗浄は、枚葉方式により実行される。
【００４１】
１８．前記１６または１７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２のウエット洗浄は、枚葉方式により実行される。
【００４２】
１９．前記１６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、前記工程（ａ）から（ｄ）は、前記ウエハの前記裏面に窒化シリコン系絶縁膜が実質的にない状態で実行される。
【００４３】
２０．前記１６から１９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、前記第1の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第２の水溶液は、ＳＰＭである。
【００４４】
２１．前記１６から２０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、前記第1の水溶液および前記第２の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【００４５】
２２．前記１６から２１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、前記薄膜の形成工程は、枚葉方式によって実行される。
【００４６】
２３．前記１６から２２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、前記半導体集積回路装置は、ＭＩＳＦＥＴを有し、前記半導体集積回路装置の製造方法は、更に、以下の工程を含む：
（ｉ）前記工程（ａ）の前であって、前記ＭＩＳＦＥＴのゲート電極のパターニング工程の後に、前記ウエハに対して、熱燐酸によるバッチ方式のウエット処理を実行する工程。
【００４７】
〔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。
【００４８】
更に、本願において、「半導体集積回路装置」というときは、主に、各種トランジスタ（能動素子）を中心に、抵抗、コンデンサ等を半導体チップ等（たとえば単結晶シリコン基板）上に集積したものをいう。ここで、各種トランジスタの代表的なものとしては、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に代表されるＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を例示することができる。このとき、集積回路構成の代表的なものとしては、Ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴとＰチャネル型ＭＩＳＦＥＴを組み合わせたＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型集積回路に代表されるＣＭＩＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型集積回路を例示することができる。
【００４９】
今日の半導体集積回路装置、すなわち、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）のウエハ工程は、通常、原材料としてのシリコンウエハの搬入からプリ・メタル（Ｐｒｅｍｅｔａｌ）工程（Ｍ１配線層下端とゲート電極構造の間の層間絶縁膜等の形成、コンタクト・ホール形成、タングステン・プラグ、埋め込み等からなる工程）あたりまでのＦＥＯＬ（Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）工程と、Ｍ１配線層形成から始まり、アルミニウム系パッド電極上のファイナル・パッシベーション膜へのパッド開口の形成あたりまで（ウエハ・レベル・パッケージ・プロセスにおいては、当該プロセスも含む）のＢＥＯＬ（Ｂａｃｋ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）工程に大別できる。ＦＥＯＬ工程の内、ゲート電極パターニング工程、コンタクト・ホール形成工程等は、特に微細な加工が要求される微細加工工程である。一方、ＢＥＯＬ工程においては、ビアおよびトレンチ形成工程、特に、比較的下層のローカル配線（たとえば４層程度の構成の埋め込み配線では、Ｍ１からＭ３あたりまで、１０層程度の構成の埋め込み配線では、Ｍ１からＭ５あたりまでの微細埋め込み配線）等において、特に微細加工が要求される。なお、「ＭＮ（通常Ｎ＝１から１５程度）」で、下から第Ｎ層配線を表す。Ｍ１は第１層配線であり、Ｍ３は第３層配線である。
【００５０】
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。同様に、「酸化シリコン膜」、「酸化シリコン系絶縁膜」等と言っても、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、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、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。
【００５１】
また、酸化シリコン系絶縁膜と並んで、半導体分野で常用されているシリコン系絶縁膜としては、窒化シリコン系絶縁膜がある。この系統の属する材料としては、ＳｉＮ，ＳｉＣＮ，ＳｉＮＨ，ＳｉＣＮＨ等がある。ここで、「窒化シリコン」というときは、特にそうでない旨明示したときを除き、ＳｉＮおよびＳｉＮＨの両方を含む。同様に、「ＳｉＣＮ」というときは、特にそうでない旨明示したときを除き、ＳｉＣＮおよびＳｉＣＮＨの両方を含む。
【００５２】
なお、ＳｉＣは、ＳｉＮと類似の性質を有するが、ＳｉＯＮは、むしろ、酸化シリコン系絶縁膜に分類すべき場合が多い。
【００５３】
窒化シリコン膜は、ＳＡＣ（Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｎｔａｃｔ）技術におけるエッチ・ストップ膜として、多用されるほか、ＳＭＴ（Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）における応力付与膜としても使用される。
【００５４】
同様に、「ニッケル・シリサイド」というときは、通常、ニッケル・モノ・シリサイドを指すが、比較的純粋なものばかりではなく、ニッケル・モノ・シリサイドを主要な構成要素とする合金、混晶等を含む。また、シリサイドは、ニッケル・シリサイドに限らず、従来から実績のあるコバルト・シリサイド、チタン・シリサイド、タングステン・シリサイド等でもよい。また、シリサイド化のための金属膜としては、Ｎｉ（ニッケル）膜以外にも、例えばＮｉ−Ｐｔ合金膜（ＮｉとＰｔの合金膜）、Ｎｉ−Ｖ合金膜（ＮｉとＶの合金膜）、Ｎｉ−Ｐｄ合金膜（ＮｉとＰｄの合金膜）、Ｎｉ−Ｙｂ合金膜（ＮｉとＹｂの合金膜）またはＮｉ−Ｅｒ合金膜（ＮｉとＥｒの合金膜）のようなニッケル合金膜などを用いることができる。なお、これらのニッケルを主要な金属元素とするシリサイドを「ニッケル系のシリサイド」と総称する。
【００５５】
３．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。
【００５６】
４．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。
【００５７】
５．「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基板、ＬＣＤガラス基板等の絶縁基板と半導体層等の複合ウエハ等も含むことは言うまでもない。
【００５８】
６．本願において「リソグラフィ装置」というときは、少なくとも露光装置を有する半導体製造装置（関連した検査装置を有することがある）を指すものとする。通常の条件では、このリソグラフィ装置は、統合型の装置であり、レジスト等塗布部（塗布、プリ・ベーク等）、露光部、現像部（現像、ポスト・ベーク等）等を有する。
【００５９】
７．埋め込み配線等のメタル配線層に関して、「層間絶縁膜」というときは、特に、そうでない旨明示したとき、または、そうでないことが明らかである場合を除き、いわゆる狭義の層間絶縁膜および層内絶縁膜の両方を含むものとする。
【００６０】
８．「ＳＭＴ（Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）」は、熱処理等のタイミングを調整することにより、ＭＩＳＦＥＴ等のチャネルまたは、その近傍の部材（応力記憶部材）に、窒化シリコン膜等の応力付与膜の応力を記憶させることにより、キャリアのチャネル移動度を向上させ、トランジスタ特性の向上を図る技術である。応力記憶部材の選定等により種々の方法があるが、ここでは、ゲート・ポリシリコン部材（完成時のゲート電極中のポリシリコン部分）がアモルファス状態から狭義のポリ・シリコンに変化する際に応力を記憶する性質を利用した方法について具体的に説明するが、それに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００６１】
９．本願で使用する各種の洗浄液又は薬液について説明する。なお、薬液等の組成は、特に明記しないときは、体積比すなわち体積％で表示する。
（１）ＤＨＦ（Ｄｉｌｕｔｅ Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃ ａｃｉｄ）は、希弗酸（通常０．５から１０％）であり、一般的な金属不純物除去能力は、比較的高いが、銅のようなイオン化傾向の低いものの除去能力は低い。ＦＰＭは、これに酸化剤である過酸化水素を添加して、対銅除去能力を強化したものということができる。
（２）第1の水溶液、または、第３の水溶液であるＦＰＭ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｏｕｒｉｄｅ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅからとった略称）は、弗酸過酸化水素水溶液（弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする水溶液）であり、ポリ・シリコン等をエッチングせず、酸化シリコン膜をエッチングするので、ウエハ裏面の表層の数ｎｍ以下程度の自然酸化膜または化学酸化膜（これらのシリコン酸化膜を「表層酸化膜」と呼ぶ）中に取り込まれた銅汚染を除去することも可能であると考える。常温で使用できるので、枚葉処理に適している。通常の代表的な組成は、ＨＦ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：１００程度である。この比の最も好適な範囲は、０．２：０．５：１００から１：１：５０程度の範囲と考えられる。また、実用的な範囲は、０．１：０．２：１００から１：１：５程度の範囲と考えられる。なお、これ以外の範囲を排除するものではないことは言うまでもない。組成の一般的な考え方は、代表組成を中心として、ＨＦをあまり濃くするとウエハ表面側の窒化シリコン膜等を削りすぎるので、ＨＦを大幅に濃くできないが、Ｈ２Ｏ２は、かなり自由出が高いと考えられる。しかし、コスト面からの制限がある。
【００６２】
比較的微量または作用の弱い添加物については、一般に許容されるが、硝酸等は、ポリ・シリコン等のシリコン部材を削るので、パーティクルの元になる恐れがある。
【００６３】
なお、代替薬液としては、たとえば１％以下程度のＤＨＦとオゾン水等の混合水溶液等が考えられる。
（３）第２の水溶液、または、第４の水溶液であるＳＰＭ（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ Ａｃｉｄ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）は、硫酸過酸化水素水溶液（硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする水溶液）であり、ペロオキソ硫酸（カロ酸）の非常に強力な酸化作用を利用して、通常、有機物汚染除去に利用される。しかし、ＨＰＭと同様な比較的強力な金属汚染除去能力（対銅除去能力を有する）を持つ。弗酸等の酸化シリコン膜エッチ剤を実質的に含まないので、ポリ・シリコン部材をほとんどエッチングせず、パーティクルの発生もない。常温で使用できるので、枚葉処理に適している。通常、微細パターンのあるウエハの表面側の洗浄では、硫酸の高い粘性が敬遠されるが、裏面では、そのような問題がない。通常の代表的な組成は、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：３．３：４７．７程度である。この比の最も好適な範囲は、０．５：１：５０から５：１０：５０程度の範囲と考えられる。また、実用的な範囲は、０．２：０．５：５０から１０：１０：５０程度の範囲と考えられる。なお、これ以外の範囲を排除するものではないことは言うまでもない。
【００６４】
比較的微量または作用の弱い添加物については、一般に許容されるが、弗酸等の酸化シリコン・エッチ剤は、通常の条件では不適当である。
【００６５】
なお、代替薬液としては、たとえばＨＰＭ（組成比範囲ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５００から１：１：５程度）や硫酸を主要な溶質成分とする水溶液等が考えられる。
（４）ＡＰＭ（Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｅｎ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）はＳＣ１（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ １）とも呼ばれ、いわゆるＲＣＡ洗浄における主要薬液の一つであり、主に、有機汚染除去の目的で使用される。摂氏８０から９０度程度の比較的高い温度での使用が主流のため、枚葉洗浄においては、若干不利な点がある。通常の代表的な組成は、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５程度である。なお、ｐＨは、通常、１０から１２程度である。
（５）ＨＰＭ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）はＳＣ２（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ ２）とも呼ばれ、いわゆるＲＣＡ洗浄における主要薬液の一つであり、主に、金属汚染除去の目的で使用される。摂氏８０から９０度程度の比較的高い温度での使用が主流のため、枚葉洗浄においては、若干不利な点がある。通常の代表的な組成は、ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５程度である。なお、ｐＨは、通常、０から２程度である。
（６）ＢＨＦ（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ ＨＦ）は、緩衝弗酸であり、通常、ＨＦ（弗酸）とＮＨ４Ｆ（弗化アンモニウム）の混合溶液（代表的混合体積比ＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：７）であるが、界面活性剤等の添加物を含むこともある。一般に、微細加工におけるシリコン酸化膜エッチングに使用される。
（７）オゾン水は、通常、オゾン・ガスをユース・ポイント近傍で純水にｐｐｍオーダで溶け込ませたものであり、強力な酸化作用のため、本願においてもＳＰＭの代替剤と考えられる。常温で使用でき、ランニング・コストが非常に安い等のメリットがある。
【００６６】
〔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。
【００６７】
また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。
【００６８】
なお、ＳＭＴ（Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）プロセスの詳細については、日本特願第２００８−１２８１１３号（日本出願日２００８年５月１５日）に詳しく記載されているので、本願では原則として、それらの部分の説明は繰り返さない。
【００６９】
１．本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスとその中での裏面洗浄プロセスとの関係等の説明（主に図１）
以下では、４５ｎｍテクノロジ・ノードのＣＭＩＳ型集積回路構成によるＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）製品を例にとり、本発明の一実施の形態を説明する。まず、図1に基づいて、本実施の形態におけるウエハ・プロセス全体の流れと裏面洗浄の関係を説明する。
【００７０】
図１に示すように、半導体集積回路のウエハ処理工程は、配線工程に対応するＢＥＯＬ（Ｂａｃｋ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）工程１０２と、それよりも前のＦＥＯＬ（Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）工程１０１に二分される。配線工程の一例は、以下で説明する銅ダマシン配線に代表されるメタル埋め込み配線である。バック・エンド繰り返し工程１０２（各工程の詳細はセクション3で説明する）は、複数の配線層ごとの埋め込み配線プロセス・ループ１０３から構成されている。埋め込み配線プロセス・ループ１０３の各工程のうち、ビア露光・現像工程（ビア・リソグラフィ処理）１２３およびトレンチ露光・現像工程（トレンチ・リソグラフィ処理）１２６は、特に微細加工が要求される最小寸法のリソグラフィ処理工程に属する。フロント・エンド工程１０１のうち、ゲート電極パターニングのための塗布・露光・現像１１１、コンタクト・ホール形成のための塗布・露光・現像１１３等は、同様に、微細加工が要求される最小寸法のリソグラフィ処理工程に属する。これらの最小寸法のリソグラフィ処理工程においては、ＡｒＦエキシマ・レーザの１９３ｎｍの単色紫外線露光用の液浸型投影スキャンニング露光装置等の極めて高価な微細リソグラフィ装置（第１のリソグラフィ装置）７１を必要とする。
【００７１】
一方、主に４５ｎｍテクノロジ・ノード以降のＣＭＩＳ型集積回路技術においては、デバイスの動作速度向上を目的として、種々のＳＭＴ（Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）プロセスの適用が期待されている。このＳＭＴプロセスにおいては、主に窒化シリコン膜等（バッチ式ＣＶＤにより成膜されるため、通常、裏面にも成膜される）の強い応力を伴った歪付与膜をゲート電極構造上に形成して、特性を向上しようとするチャネル領域に歪を記憶させた後、高選択比の熱燐酸によるバッチ型ウエット・エッチ（図１の裏面窒化シリコン膜ウエット・エッチ工程１１２）によりウエハ１（図５参照）のデバイス面１ａの窒化シリコン膜を全面除去（図１０参照）することが必要となる。ところが、このとき、ウエハ１は、全体が薬液に浸されるため、ウエハ１の裏面１ｂの窒化シリコン膜も同時に全面除去される。すなわち、ウエハ１の裏面１ｂには、ゲート電極のためのポリ・シリコン膜の成膜の際に（図５参照）、裏面１ｂにも同時に成膜されたポリ・シリコン膜のみがある状態となる。現在の最先端プロセス・ラインでは、これ以降の工程では、枚葉式ＣＶＤが主流技術であるため、ウエハ１の裏面１ｂは、ほぼ、このままの状態で、ウエハ工程の最終工程まで達することとなる。
【００７２】
そうすると、図1に示すように、同一の微細リソグラフィ装置（第１のリソグラフィ装置）７１によって、フロント・エンド工程１０１のウエハとバック・エンド繰り返し工程１０２のウエハが、処理される事態が想定される。この結果、両工程のウエハ間で、銅等の重金属汚染の移行、すなわち、クロス・コンタミネーションの発生が懸念される。
【００７３】
これに対して、第1の対策として、微細リソグラフィ装置７１への汚染の持込を阻止する観点から、埋め込み配線プロセス・ループ１０３の中の微細リソグラフィ工程、すなわち、ビア・リソグラフィ工程１２３およびトレンチ・リソグラフィ工程１２６の前に（微細リソグラフィ装置７１へ導入する前）ウエハ１の裏面１ｂの重金属を除去可能な洗浄、すなわち、裏面洗浄１２２，１２５を実施することが有効である。
【００７４】
なお、これらの裏面洗浄は、複数の埋め込み配線プロセス・ループ１０３の少なくとも一つのループの該当工程（すなわち、ビア・リソグラフィ工程１２３およびトレンチ・リソグラフィ工程１２６）に適用しても効果が期待できる。しかし、ほぼ全ての埋め込み配線プロセス・ループ１０３の該当工程に適用すると、ほぼ完璧にクロス・コンタミネーションの発生を排除することができる。また、一つのループの複数の該当工程のうち、少なくとも一つに適用しても効果が期待できる。しかし、ほぼ全ての該当工程に適用すると、より完璧なクロス・コンタミネーションの発生防止が可能となる。なお、「微細リソグラフィ装置７１へ導入する前」というのは、微細リソグラフィ装置７１へ導入する直前が望ましい。ここで、「直前」とは、裏面洗浄工程と当該リソグラフィ工程間に、新たな汚染源がない程度に、両工程が接近していることを示す。従って、両工程間に別の工程が介在することを排除するものではない。
【００７５】
次に、第2の対策として、ポリ・シリコンを主体とする（数ｎｍ程度の自然酸化膜がある状態を含む意味である）ウエハ１の裏面１ｂに最適化した洗浄プロセスを適用することが有効である。これは、在来のウエハ裏面洗浄は、裏面１ｂに窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の絶縁膜の存在を前提にして構築された洗浄技術であり、裏面１ｂがポリ・シリコン膜である点が考慮されていないからである。なお、この第2の対策は、単独でも効果があるが、先の第1の対策と組み合わせると、大幅に、クロス・コンタミネーションの発生防止効果が向上する。
【００７６】
この実施の形態では、図1に示すように、層間膜成膜１２１（キャップ膜成膜等も含む）およびビア・エッチ１２４後のレジスト除去の後に、被処理ウエハ１に対して、裏面洗浄１２２，１２５が実行される。
【００７７】
２．本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセス中での裏面洗浄プロセスに使用する洗浄装置の説明（主に図２、図３および図４）
図２から図４に基づいて、ウエハ裏面洗浄工程１２２，１２５の詳細を説明する。
【００７８】
図３に示すように、被処理ウエハ１は、たとえば、フープ（ウエハ搬送容器）７３に収容された状態で、裏面洗浄装置７８のロード・ポート７２にセットされる。なお、裏面洗浄装置７８は、単独の装置であってもよいが、たとえば、レジスト除去装置等と一体化された装置であってもよい。次に、ロード・ポート中間室間ウエハ搬送ロボット７５によって、フープ７３から装置内の中間室７４に導入され、洗浄テーブル中間室間ウエハ搬送ロボット７６に受け渡される。その後、ウエハ１は洗浄テーブル中間室間ウエハ搬送ロボット７６によって、図４に示すように、洗浄テーブル（スピン・テーブル）７７ａ、７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ（７７）のいずれかに、そのデバイス面１ａを上にしてセットされる。
【００７９】
ここで、図２および図４に基づいて、スピン・テーブル７７周辺の構造、働き、および裏面洗浄プロセスの流れを説明する。図４に示すように、ウエハ１は、スピン・テーブル７７の上面にある複数本（通常３から４本）のウエハ保持チャック・ピン（ウエハ保持機構）８１によって保持されている。
【００８０】
この状態で、ウエハ１とスピン・テーブル７７は、回転を開始し、たとえば、１５００ｒｐｍ程度の回転速度を維持する。一方、ウエハ１のデバイス面１ａに対向するように、上方には、雰囲気遮断板８３が設けられている。この雰囲気遮断板８３は、スピン・テーブル７７の回転に伴って、同一の方向に同一の速度で回転するようになっている。
【００８１】
このように回転している状態で、先ず、上部ガス・ノズル８４および下部ガス・ノズル８５から雰囲気遮蔽用の窒素ガス流８７、８８の供給が開始される。それに続いて、薬液又は洗浄液（純水を含む）８６の供給が開始される。洗浄液の供給時間、すなわち、洗浄処理時間は、たとえば、４０秒程度である。このときの洗浄液は、ＦＰＭすなわち弗酸および過酸化水素を主要な溶質成分として含む水溶液である。液温は常温、通常、摂氏２５度程度である。これが図２に示すＦＰＭ洗浄工程１３１である。なお、各種の洗浄液は、あらかじめ混合されて供給される。
【００８２】
続いて、そのままの状態で（窒素ガス流８７、８８の供給はそのまま維持されている。以下同じ）、洗浄液８６が純水に切り替わると、ほぼ同時に、回転速度がたとえば１０００から１２００ｒｐｍ程度に減速されて、その状態を維持する。洗浄処理時間は、たとえば、１５秒程度である。液温は常温、通常、摂氏２５度程度である。これが図２に示す純水洗浄工程１３２（純水リンス）である。
【００８３】
続いて、そのままの状態で洗浄液８６がＳＰＭすなわち硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分として含む水溶液に切り替わると、ほぼ同時に、回転速度が再び、たとえば１５００ｒｐｍ程度に上昇して、その状態を維持する。洗浄処理時間は、たとえば、２０秒程度である。液温は常温、通常、摂氏２５度程度である。これが図２に示すＳＰＭ洗浄工程１３３である。
【００８４】
続いて、そのままの状態で、洗浄液８６が純水に切り替わると、ほぼ同時に、回転速度が、たとえば２００から１２００ｒｐｍ程度に減速されて、その状態を維持する。洗浄処理時間は、たとえば、３０秒程度である。液温は常温、通常、摂氏２５度程度である。これが図２に示す純水洗浄工程１３４（純水リンス）である。
【００８５】
続いて、そのままの状態で（もちろん、窒素ガス流８７、８８の供給はそのまま維持されている）洗浄液８６が停止し、ほぼ同時に、回転速度が、たとえば２５００ｒｐｍ程度まで上昇し、その状態を維持する。この回転速度を維持する時間、すなわち、乾燥処理時間は、たとえば３０秒程度である。これが図２に示すスピン・ドライ工程１３５である。
【００８６】
その後、回転が停止すると同時に、窒素ガス流８７、８８が停止する。それに続いて、処理済のウエハ１は、洗浄テーブル中間室間ウエハ搬送ロボット７６によって、中間室７４に取り出される。その後、ロード・ポート中間室間ウエハ搬送ロボット７５に受け渡され、ロード・ポート中間室間ウエハ搬送ロボット７５により、フープ７３に戻される。これで裏面洗浄工程が終了する。
【００８７】
なお、薬液洗浄の間の水洗やリンス等の処理は、必ずしも必須ではないが、通常、薬液間の干渉を防止するために実施することが望ましい。次の薬液がそれ自体リンス等の役割をする場合には、省略すると処理時間の短縮につながる場合もある。また、図２に示した各ステップ間に追加のステップを付加することを排除するものではない。また、ここでは、図２に示した各ステップを同一のスピン・テーブル７７上で実行する例を説明したが、複数のテーブルに分けて一連のステップを実行するようにしてもよい。ただし、同一のスピン・テーブル７７上で処理する方が処理時間の短縮につながる。
【００８８】
３．本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フローの説明（主に図１および図５から図１１）
ここでは、本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー等を説明する。先ず、図５に基づいて、ゲート電極パターニング完了時点でのデバイス断面構造を説明する。
【００８９】
図５に示すように、ＣＭＩＳ型集積回路装置は、通常、比較的不純物濃度の低い単結晶Ｐ型シリコン系ウエハ１（たとえば３００φウエハ、２００φでも４５０φそのたのサイズのウエハでもよい）のデバイス面１ａ側（第１の主面または裏面１ｂの反対の面）に形成される（必要に応じて、Ｎ型半導体基板でもよいし、各種のエピタキシャル基板、ＳＯＩ基板等を使用してもよい。）。すなわち、ウエハ１のデバイス面１ａ側にＰ型ウエル領域２ｐおよびＮ型ウエル領域２ｎが形成されており、その間のシリコン基板１の表面には、素子分離のためのＳＴＩ絶縁膜３が配置されている。Ｐ型ウエル領域２ｐの表面近傍にはＮチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｎが、Ｎ型ウエル領域２ｎの表面近傍にはＰチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｐが、それぞれ設けられている。また、Ｐ型ウエル領域２ｐの表面には、ＮチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｎのＮ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｎが、Ｎ型ウエル領域２ｎの表面には、ＰチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｐのＰ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｐが、それぞれ設けられている。これらのＮチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｎおよびＰチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｐは、それぞれゲート絶縁膜６ｎ，６ｐ、ゲート電極７ｎ，７ｐ等を有している。なお、この時点で、ウエハ１の裏面１ｂには、ゲート・ポリシリコン膜７ｎ，７ｐをバッチ式ＣＶＤによって形成したときに、同時に形成された裏面のポリ・シリコン膜７ｂが形成されている。この膜の厚さは、たとえば、７０ｎｍ程度である。
【００９０】
次に、デバイス形成プロセスをゲート電極のパターニングから順次、簡略に説明する。図５に示すように、裏面洗浄が完了したウエハ１を、微細リソグラフィ装置７１（第１のリソグラフィ装置）または、その他の、微細リソグラフィ装置（第２のリソグラフィ装置）に導入して、その中のレジスト塗布部で、デバイス面１ａのほぼ全面に、たとえばポリ・シリコン膜を形成し、その上に、たとえば、ＡｒＦ露光用のネガ型のフォト・レジスト膜を塗布する。その後、その中の液浸露光部でマスク上のゲート電極パターンをたとえばスキャン型の縮小投影露光により、転写する。その後、微細リソグラフィ装置７１等内の現像部で現像処理等することで、図５に示すようなゲート電極パターニング用レジスト膜８を形成する。その後、微細リソグラフィ装置７１等外に排出する（図１のゲート電極パターニングのための塗布・露光・現像工程１１１）。ここでは、微細リソグラフィ装置７１内に塗布部、露光部、および現像部がある例を説明したが、それぞれ、または、いずれか一つを別個の装置としてもよい。
【００９１】
その後、ゲート電極パターニング用レジスト膜８をマスクとして、ポリ・シリコン膜をドライ・エッチングすることで、図５に示すようなゲート電極７ｎ，７ｐを形成する。その後、不要になったゲート電極パターニング用レジスト膜８をアッシング等により全面除去する。
【００９２】
続いて、Ｐ型ウエル領域２ｐおよびＮ型ウエル領域２ｎ上のウエハ１のデバイス面１ａを交互にレジスト膜で覆って、それぞれの領域の表面にＮ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｎおよびＰ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｐをイオン注入により形成する。
【００９３】
次に、図６に示すように、ウエハ１のデバイス面１ａのほぼ全面にバッチ式ＣＶＤによって，比較的薄いオフセット絶縁膜（窒化シリコン膜）１１ａを形成する。このとき、同時に、オフセット絶縁膜１１ａに対応する裏面の窒化シリコン膜１１ｂが成膜される。次に、デバイス面１ａに対して、異方性ドライ・エッチングを実行することによって、Ｌ字状の一対のオフセット絶縁膜１１ａがパターニングされる。続いて、オフセット絶縁膜１１ａよりも厚いサイド・ウォール・スペーサ絶縁膜（窒化シリコン膜）１２ａをウエハ１のデバイス面１ａのほぼ全面にバッチ式ＣＶＤによって，成膜する。このとき、同時に、サイド・ウォール・スペーサ絶縁膜に対応する裏面の窒化シリコン膜１２ｂが成膜される。次に、デバイス面１ａに対して、異方性ドライ・エッチングを実行することによって、サイド・ウォール・スペーサ絶縁膜１２ａがパターニングされる。
【００９４】
続いて、Ｐ型ウエル領域２ｐおよびＮ型ウエル領域２ｎ上のウエハ１のデバイス面１ａを交互にレジスト膜で覆って、それぞれの領域の表面にＮ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｎおよびＰ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｐをイオン注入により形成する。
【００９５】
次に、図７に示すように、ウエハ１のデバイス面１ａのほぼ全面に、たとえば枚葉式のプラズマＣＶＤによって，酸化シリコン系膜のキャップ絶縁膜１４（ゲート電極構造保護用酸化シリコン膜）を成膜する。更にその上のウエハ１のデバイス面１ａのほぼ全面に渉って、応力付与用窒化シリコン膜１５ａを、たとえばバッチ式ＣＶＤによって，成膜する。厚さは、たとえば、３５ｎｍ程度である。好適な範囲として、２０から５０ｎｍ程度の範囲を例示することができる。応力付与用窒化シリコン膜１５ａは、引張応力を有する膜であり、その強さは、たとえば０．３から１．７ＧＰａ程度を好適な範囲として例示することができる。これは、ＮチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｎのキャリア（電子）移動度を向上させる場合であるが、逆に、ＰチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｐのキャリア（ホール）移動度を向上させる場合には、圧縮応力を付与する応力付与用窒化シリコン膜を形成する必要がある。引張応力、圧縮応力または、その強度は、プラズマＣＶＤの成膜条件を調整することによって自由に制御できることが広く知られている。
【００９６】
次に、図８に示すように、Ｐ型ウエル領域２ｐ上を、応力付与用窒化シリコン膜選択エッチ用レジスト膜１６で被覆した状態で、ウエハ１のデバイス面１ａに対して、異方性ドライ・エッチングを実行することによって、ＰチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｐのサイド・ウォール・スペーサ絶縁膜１２ａの近傍の一部を残して、レジスト膜１６がない部分の応力付与用窒化シリコン膜１５ａをほぼ全面除去する。
【００９７】
次に、図９に示すように、不要になったレジスト膜１６をアッシング等により全面除去する。続いて、ゲート電極７ｎ、７ｐのアモルファス・シリコン状態をポリ・シリコン状態にするためのアニール処理を実行する。この処理は、たとえば、摂氏９５０度から１１５０度程度のスパイク・アニール処理とすることができる。このアニールの際、通常、Ｎ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｎ、Ｐ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｐ、Ｎ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｎ、およびＰ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｐが活性化される。
【００９８】
次に、図１０に示すように、熱燐酸によるバッチ式ウエット処理によって、ウエハ１の表側表面１ａの窒化シリコン膜１５ａ、応力付与用窒化シリコン膜に対応する裏面の窒化シリコン膜１５ｂ、サイド・ウォール・スペーサ絶縁膜に対応する裏面の窒化シリコン膜１２ｂおよびオフセット絶縁膜に対応する裏面の窒化シリコン膜１１ｂを全面除去する。このとき、熱燐酸の液温は、たとえば摂氏１５５度程度であり、処理時間は、たとえば１０分程度である。
【００９９】
次に、図１１に示すように、窒化シリコン系の膜およびポリ・シリコン膜に対して実質的に非エッチング性の弗酸系のウエット・エッチング液により、ウエハ１のデバイス面１ａ上のゲート電極構造保護用酸化シリコン膜（ゲート・キャップ膜）１４をほぼ全面除去する。なお、このとき、周辺回路等で、シリサイド化すべきでない部分がある場合については、ゲート・キャップ膜を残して、シリサイド化のマスクとする。
【０１００】
次に、図１２に示すように、Ｎ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｎ、Ｐ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｐ、ＮチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート電極７ｎ、およびＰチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート電極７ｐの表面をたとえばニッケル系のシリサイド膜１７とする。
【０１０１】
次に、図１３に示すように、ウエハ１のデバイス面１ａのほぼ全面に、たとえば枚葉式のＣＶＤによって，比較的薄いＳＡＣ用窒化シリコン膜１８を成膜する。
【０１０２】
次に、図１４に示すように、窒化シリコン膜１８上に、それよりも厚いプリ・メタル層間絶縁膜（酸化シリコン膜）２１をたとえば枚葉式のプラズマＣＶＤによって，成膜する。更に、ウエハ１を、微細リソグラフィ装置７１または、その他の、微細リソグラフィ装置（第２のリソグラフィ装置）に導入して、その中のレジスト塗布部で、デバイス面１ａのプリ・メタル層間絶縁膜２１上に、たとえば、ＡｒＦ露光用のポジ型のコンタクト・ホール形成用フォト・レジスト膜２２を塗布する。その後、その中の液浸露光部でマスク上のコンタクト・ホール・パターンをたとえばスキャン型の縮小投影露光により、転写する。その後、微細リソグラフィ装置７１内の現像部で現像処理等することでコンタクト・ホール形成用レジスト膜２２を形成する。その後、微細リソグラフィ装置７１外に排出する（図１のコンタクト・ホール形成のための塗布・露光・現像１１３）。
【０１０３】
更に、図１４に示すように、パターニングされたレジスト膜２２をマスクとして、異方性ドライ・エッチングにより、まず、コンタクト・エッチ・ストップ膜１８の上面に達するコンタクト・ホール２３を開口する。更に、ガスを変えて、ドライ・エッチングにより、コンタクト・エッチ・ストップ膜１８をエッチングして、コンタクト・ホール２３を下地のニッケル系シリサイド膜の上面まで延長する。その後、不要になったレジスト膜２２をアッシング等により、全面除去する。
【０１０４】
次に、図１５に示すように、コンタクト・ホール２３にタングステン・プラグ２４（通常、下層及び周辺の薄い窒化チタン膜等および主要部のタングステン系のプラグ本体からなる。以下、タングステン・プラグ等について同じ）を埋め込む。
【０１０５】
更に、図１５に示すように、プリ・メタル絶縁膜２１上に、第1層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜２０（たとえば、窒化炭化珪素膜すなわちＳｉＣＮ膜を例示することができるが、窒化シリコン膜系のものであればよい。以下、エッチ・ストップ膜について同じ）および第1層埋め込み配線層の層間絶縁膜２６（プラズマＴＥＯＳ膜等の酸化シリコン系の膜を例示することができるが、ＦＳＧ膜，ＳｉＯＣ膜，その他のＬｏｗ−ｋ酸化シリコン系絶縁膜であってもよい。また、Ｌｏｗ−ｋ酸化シリコン系絶縁膜の上部に、プラズマＴＥＯＳ膜等の通常のシリコン酸化膜をキャップ膜として重ねてもよい。以下、層間絶縁膜について同じ）をたとえば枚葉式のプラズマＣＶＤによって，形成する。それらの中には、第1層埋め込み配線層のバリア・メタル膜（通常、窒化タンタルおよびタンタルの重ね膜等が使用されるが、ルテニウムその他の高融点金属単体または、それと、その窒化物膜との重ね膜でもよい。以下、バリア・メタル膜について同じ）を介して、第1層埋め込み配線２７（銅系Ｍ１ダマシン配線）が埋め込まれている（銅の埋め込みは、通常、シード銅層を形成した後、電解銅メッキ等により実行される。以下、銅の埋め込みに付いて同じ）。第1層埋め込み配線層は、いわゆるシングル・ダマシン構造である。
【０１０６】
更に、この第1層埋め込み配線層の層間絶縁膜２６上に、第２層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜２９および第２層埋め込み配線層の層間絶縁膜２８をたとえば枚葉式のプラズマＣＶＤによって，形成する（図１の層間絶縁膜形成工程１２１）。
【０１０７】
次に、図１６に示すように、裏面洗浄（図１の裏面洗浄工程１２２）が完了したウエハ１を、微細リソグラフィ装置７１または、その他の、微細リソグラフィ装置に導入して、その中のレジスト塗布部で、デバイス面１ａの層間絶縁膜２８上に、たとえば、ＡｒＦ露光用のポジ型のビア・ホール形成用フォト・レジスト膜３１を塗布する。その後、その中の液浸露光部でマスク上のビア・ホール・パターンをたとえばスキャン型の縮小投影露光により、転写する。その後、微細リソグラフィ装置７１等内の現像部で現像処理等することでビア・ホール形成用レジスト膜３１を形成する。その後、微細リソグラフィ装置７１等の外に排出する（図１のビア露光・現像工程またはビア・リソグラフィ工程１２３）。
【０１０８】
更に、図１６に示すように、パターニングされたレジスト膜３１をマスクとして、異方性ドライ・エッチングにより、まず、エッチ・ストップ膜２９の上面に達するビア・ホール３２を開口する（図１のビア・エッチ工程１２４）。その後、不要になったレジスト膜３１をアッシング等により、全面除去する。
【０１０９】
次に、図１７に示すように、裏面洗浄（図１の裏面洗浄工程１２５）が完了したウエハ１を、微細リソグラフィ装置７１または、その他の、微細リソグラフィ装置に導入して、その中のレジスト等塗布部で、まず、ビア・ホール３２内に、たとえば、塗布系のレジスト・プラグ３３を充填する。その後、デバイス面１ａの層間絶縁膜２８上に、たとえば、ＡｒＦ露光用のポジ型のトレンチ形成用フォト・レジスト膜３４を塗布する。その後、その中の液浸露光部でマスク上のトレンチ・パターンをたとえばスキャン型の縮小投影露光により、転写する。その後、微細リソグラフィ装置７１等内の現像部で現像処理等することでトレンチ形成用レジスト膜３４を形成する。その後、微細リソグラフィ装置７１等の外に排出する（図１のトレンチ露光・現像工程またはトレンチ・リソグラフィ工程１２６）。
【０１１０】
次に、図１８に示すように、パターニングされたレジスト膜３４をマスクとして、異方性ドライ・エッチングにより、まず、トレンチ３５を形成する（図１のトレンチ・エッチ工程１２７）。
【０１１１】
次に、図１９に示すように、不要になったレジスト膜３４およびレジスト・プラグ３３をアッシング等により、全面除去する。その後、ビア底部分のエッチ・ストップ膜２９をドライ・エッチング等により、除去する。
【０１１２】
次に、図２０に示すように、たとえば、第２層埋め込み配線層の層間絶縁膜２８の上面（すなわち、ウエハ１のデバイス面１ａ側上面）、トレンチ３５およびビア・ホール３２の内面等に、窒化タンタル等の埋め込み配線層のバリア・メタル膜を成膜する。更に、銅シード膜の成膜に引き続き、電解メッキ法等により、ウエハ１のデバイス面１ａ側上面、トレンチ３５およびビア・ホール３２の内部等に銅を主要な成分とする配線材料を成膜する。
【０１１３】
更に、図２０に示すように、メタルＣＭＰ法等によって、トレンチ３５およびビア・ホール３２外の配線材料およびバリア・メタル膜を除去する。これによって、埋め込み配線３６が形成されたことになる。第２層埋め込み配線３６の配線ピッチは、たとえば、３００ｎｍ程度である。なお、通常、第1層から第３層埋め込み配線層の層間絶縁膜の厚さは、たとえば、１００から２００ｎｍ程度である。一方、第1層から第３層埋め込み配線の配線ピッチは、たとえば、３００ｎｍ程度である。第４層以上の埋め込み配線層の層間絶縁膜の厚さおよび配線ピッチは、これと同等か、これよりも大きい。
【０１１４】
次に、図２１に示すように、第２層埋め込み配線層と同様に、第３層埋め込み配線層の層間絶縁膜１９、第３層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜３０等の中にデュアル・ダマシン構造の第３層埋め込み配線層３９を形成する。更に、これを最上層埋め込み配線（通常第４層ないしは第１２層）である第Ｎ層埋め込み配線層の層間絶縁膜（Ｎ≧３）３７中の第Ｎ層埋め込み配線（Ｎ≧３）３８まで繰り返す。その後、最上層埋め込み配線層の層間絶縁膜３７上に、アルミニウム系パッド下層絶縁膜４１を形成し、それを貫通するアルミニウム系パッド下タングステン・プラグ４２を埋め込む。
【０１１５】
更に、図２１に示すように、アルミニウム系パッド下層絶縁膜４１上に、たとえばスパッタリング法等により、アルミニウム系金属膜（通常は、メタル多層膜構造）を成膜する。このアルミニウム系金属膜４５を通常のリソグラフィにより、パターニングし、アルミニウム系パッド電極４４を形成する。続いて、これらのアルミニウム系パッド下層絶縁膜４１およびアルミニウム系パッド電極４４上に、たとえばプラズマＣＶＤ法等によって、ファイナル・パッシベーション膜４３を成膜する。続いて、通常のリソグラフィにより、パターニングすることによって、アルミニウム系パッド電極４４上に、パッド開口４５を形成する。
【０１１６】
以上説明および図１等に示すように、各埋め込み配線層のパターニングにおけるバック・エンド繰り返し工程１０２の埋め込み配線プロセス・ループ１０３上の微細工程（たとえばビア露光・現像工程１２３、トレンチ露光・現像工程１２６等）において、特に、微細リソグラフィ装置７１等をＦＥＯＬ工程の微細工程（たとえば、図１のゲート電極パターニングのための塗布・露光・現像工程１１１、コンタクト・ホール形成のための塗布・露光・現像１１３等）と共用する場合は、その装置に導入する直前のバック・エンド工程に属するウエハに対して、セクション２で説明したような裏面洗浄を施すことが有益である。しかし、必ずしも、該当する全部の工程に適用する必要はない。これらの裏面洗浄をどこまで適用するかは、最終的にはコスト・パフォーマンスの問題である。配線層のうち等に適用すると効果の出るものとしては、Ｍ１からＭ５などのローカル配線に属する比較的下層の配線（セミ・グローバル配線やグローバル配線よりも下層の配線）である。
【０１１７】
４．本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセス中での裏面洗浄プロセスとその他の裏面洗浄プロセスとの比較等の説明（主に図２２）
図２２は、２群の同一程度の銅汚染度のウエハ１（図４等参照）の裏面１ｂに対して、本発明の裏面洗浄（ＦＰＭ後ＳＰＭの２段洗浄）を適用したものと、裏面が窒化シリコン膜である場合に多用される比較例の裏面洗浄（ＳＰＭ後ＦＰＭの２段洗浄）を適用したものとの裏面の汚染量の比較を示したものである。これより、本発明の裏面洗浄の方が、二桁程度汚染が低減されていることがわかる。
【０１１８】
５．サマリ
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１１９】
例えば、前記実施の形態においては、銅系の埋め込み配線に例をとり具体的に説明したが、本願発明はそれに限定されるものではなく、銀系の埋め込み配線、アルミニウム系通常配線（非埋め込み配線）等にも適用できることは言うまでもない。たとえば、アルミニウム系配線（メタル配線）パターン等の薄膜の加工等である。
【０１２０】
前記実施の形態では、ＳＭＴ技術を適用する結果、ウエハの裏面がバック・エンド繰り返し工程において、ポリ・シリコンを主体とした膜になるものを中心に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、ＳＭＴ技術を適用しないものにも適用して効果があることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２１】
１ 半導体ウエハまたは半導体基板（単結晶P型シリコン系ウエハ）
１ａ 半導体ウエハのデバイス面（第1の主面）
１ｂ 半導体ウエハの裏面（第２の主面）
２ｐ Ｐ型ウエル領域
２ｎ Ｎ型ウエル領域
３ ＳＴＩ絶縁膜（酸化シリコン膜）
４ｎ ＮチャネルＭＩＳＦＥＴ
４ｐ ＰチャネルＭＩＳＦＥＴ
５ｎ Ｎ型低濃度ソース又はドレイン領域（Ｎ型エクステンション領域）
５ｐ Ｐ型低濃度ソース又はドレイン領域（Ｐ型エクステンション領域）
６ｎ ＮチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート絶縁膜
６ｐ ＰチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート絶縁膜
７ｎ ＮチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート電極
７ｐ ＰチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート電極
７ｂ 裏面のポリ・シリコン膜
８ ゲート電極パターニング用レジスト膜
９ｎ Ｎ型高濃度ソース又はドレイン領域
９ｐ Ｐ型高濃度ソース又はドレイン領域
１１ａ オフセット絶縁膜（窒化シリコン膜）
１１ｂ オフセット絶縁膜に対応する裏面の窒化シリコン膜
１２ａ サイド・ウォール・スペーサ絶縁膜（窒化シリコン膜）
１２ｂ サイド・ウォール・スペーサ絶縁膜に対応する裏面の窒化シリコン膜
１４ ゲート電極構造保護用酸化シリコン膜（ゲート・キャップ膜）
１５ａ 応力付与用窒化シリコン膜
１５ｂ 応力付与用窒化シリコン膜に対応する裏面の窒化シリコン膜
１６ 応力付与用窒化シリコン膜選択エッチ用レジスト膜
１７ ニッケル系シリサイド膜
１８ ＳＡＣ用窒化シリコン膜（コンタクト・エッチ・ストップ膜）
１９ 第３層埋め込み配線層の層間絶縁膜
２０ 第１層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜
２１ プリ・メタル層間絶縁膜（酸化シリコン膜）
２２ コンタクト・ホール形成用レジスト膜
２３ コンタクト・ホール
２４ コンタクト部のタングステン・プラグ
２６ 第1層埋め込み配線層の層間絶縁膜（第1の絶縁膜の一例）
２７ 第1層銅系埋め込み配線
２８ 第２層埋め込み配線層の層間絶縁膜（第２の絶縁膜の一例）
２９ 第２層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜
３０ 第３層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜
３１ ビア開口用レジスト膜
３２ ビア・ホール
３３ レジスト・プラグ
３４ トレンチ加工用レジスト膜
３５ トレンチ（配線溝）
３６ 第２層埋め込み配線
３７ 第Ｎ層埋め込み配線層の層間絶縁膜（Ｎ≧３）
３８ 第Ｎ層埋め込み配線（Ｎ≧３）
３９ 第３層埋め込み配線層
４１ アルミニウム系のパッド電極下の層間絶縁膜
４２ アルミニウム系のパッド電極下のタングステン・プラグ
４３ ファイナル・パッシベーション膜
４４ アルミニウム系のパッド電極
４５ パッド開口
７１ 微細リソグラフィ装置（第１のリソグラフィ装置）
７２ ロード・ポート
７３ フープ（ウエハ搬送容器）
７４ 中間室
７５ ロード・ポート中間室間ウエハ搬送ロボット
７６ 洗浄テーブル中間室間ウエハ搬送ロボット
７７、７７ａ、７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ 洗浄テーブル（スピン・テーブル）
７８ 裏面洗浄装置
８１ ウエハ保持チャック・ピン（ウエハ保持機構）
８２ 薬液ノズル
８３ 雰囲気遮断板
８４ 上部ガス・ノズル
８５ 下部ガス・ノズル
８６ 薬液（純水含む）または洗浄用液体（）
８７ 下部ガス流
８８ 上部ガス流
１０１ フロント・エンド工程
１０２ バック・エンド繰り返し工程
１０３ 埋め込み配線プロセス・ループ
１１１ ゲート電極パターニングのための塗布・露光・現像
１１２ ウエハ裏面の窒化シリコン膜ウエット全面除去（ウエハの表側主面の窒化シリコン膜ウエット全面除去）
１１３ コンタクト・ホール形成のための塗布・露光・現像
１２１ 層間絶縁膜形成工程
１２２ 裏面洗浄工程
１２３ ビア露光・現像工程（ビア・リソグラフィ工程）
１２４ ビア・エッチ工程
１２５ 裏面洗浄工程
１２６ トレンチ露光・現像工程（トレンチ・リソグラフィ工程）
１２７ トレンチ・エッチ工程
１２８ 銅埋め込み工程
１２９ メタルＣＭＰ工程
１３１ ＦＰＭ洗浄工程（第1のウエット洗浄）
１３２ 純水リンス
１３３ ＳＰＭ洗浄工程（第２のウエット洗浄）
１３４ 純水リンス
１３５ スピン・ドライ工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置（または半導体装置）の製造方法における重金属汚染防止技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本特開２００１−１１０７６６号公報（特許文献１）または米国特許第６５９２６７７号公報（特許文献２）には、銅埋め込み配線工程において、銅メッキ後のシリコン系ウエハの裏面洗浄として、まず、ＦＰＭ（弗酸、過酸化水素の水溶液）でシリコン酸化膜とともに銅等の汚染金属を除去した後、ＳＰＭ（硫酸、過酸化水素の水溶液）で洗浄することにより、洗浄した面にシリコン酸化膜を形成することにより、親水性を付与する技術が開示されている。
【０００３】
日本特開２００２−１５８２０７号公報（特許文献３）には、銅膜が付着したシリコン系ウエハの再生方法として、ＳＰＭで洗浄した後、ＦＰＭで洗浄し、その後、再び、ＳＰＭで洗浄する技術が開示されている。
【０００４】
日本特開２０００−２６９１７８号公報（特許文献４）または米国特許公開２００４−０５３５０８号公報（特許文献５）には、銅埋め込み配線工程からのクロス・コンタミネーション防止対策として、ＳＰＭ、ＦＰＭ等を用いてシリコン系ウエハの裏面等を洗浄する技術が開示されている。
【０００５】
日本特開２００２−１７６０２２号公報（特許文献６）には、銅埋め込み配線工程からのクロス・コンタミネーション防止対策として、硫酸、過酸化水素、フッ化水素酸の水溶液等を用いてシリコン系ウエハの裏面等を洗浄する技術が開示されている。
【０００６】
日本特開２００６−１４８１４９号公報（特許文献７）または米国特許第６５８６１６１号公報（特許文献８）には、銅埋め込み配線工程からのクロス・コンタミネーション防止対策として、硫酸又は硝酸等を用いてシリコン系ウエハの裏面等を洗浄する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１１０７６６号公報
【特許文献２】米国特許第６５９２６７７号公報
【特許文献３】特開２００２−１５８２０７号公報
【特許文献４】特開２０００−２６９１７８号公報
【特許文献５】米国特許公開２００４−０５３５０８号公報
【特許文献６】特開２００２−１７６０２２号公報
【特許文献７】特開２００６−１４８１４９号公報
【特許文献８】米国特許第６５８６１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、半導体集積回路装置の製造プロセスにおいて、窒化シリコン膜等が有する応力に起因する歪を利用したキャリア移動度向上技術が活用されている。これに伴って、ウエハの表側における複雑なデバイス構造上の窒化シリコン膜を高選択で除去するため、熱燐酸によるバッチ方式ウエット処理が必須となっている。
【０００９】
このバッチ方式ウエット処理によって、ウエハの裏面の窒化シリコン膜も除去され、一群の歪付与工程の後のプロセスにおいては、ウエハの裏側の表面はポリ・シリコン部材（アモルファス・シリコンを含む）ということとなる。
【００１０】
一方、４５ｎｍテクノロジ・ノードの製品の製造工程の内、特にＦＥＯＬ（Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）におけるゲート電極パターニング工程、コンタクト・ホール形成工程等、および、ＢＥＯＬ（Ｂａｃｋ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）におけるビアおよびトレンチ形成工程等の微細寸法のリソグラフィ工程（レジスト膜形成、露光、現像等の一連の工程）においては、液浸型露光装置（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｔｙｐｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）の使用が必須となる。この液浸型露光装置は、非常に高価なため、各工程専用の装置とすることが困難な場合もあり、同一の装置をフロント・エンド工程およびバック・エンド工程に属するウエハが相前後して通過するという事態も起こりえる。この結果、ウエハの裏面等からの汚染によるクロス・コンタミネーションの問題が懸念される。
【００１１】
しかし、一般的なウエハの裏面等の洗浄（表側の面を洗浄するときに自動的に裏面も洗浄される場合等を含む）に使用する方法は、裏面が窒化シリコン膜、シリコン酸化膜等であることを前提とするものであり、それらと特性の異なるポリ・シリコン主体の裏面を有するウエハでは洗浄の効果が十分といえない恐れがある。
【００１２】
また、このような問題は、ウエハの裏面に窒化シリコン膜等が残るような製品プロセスにおいても、装置の枚葉化による裏面窒化シリコン膜の薄膜化のため、バック・エンド工程の一部の工程では、裏面窒化シリコン膜が部分的に消失する等の事態も考えられる。
【００１３】
更に、液浸型露光装置を使用する場合のみでなく、３２ｎｍおよび２２ｎｍテクノロジ・ノードの製品の製造工程で使用されるＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）露光装置についても、同様な状況になると見られる。
【００１４】
本願発明は、これらの課題を解決するためになされたものである。
【００１５】
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提供することにある。
【００１６】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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。
【００１８】
すなわち、本願の一つの発明は、半導体集積回路装置の製造方法において、ウエハの裏面にシリコン部材が露出する状態で、配線工程を実行するに際して、リソグラフィ工程の前に、以下の２工程を含むウエハ裏面に対するウエット洗浄処理を実行するものである。
【００１９】
ここで、前記２工程は、
（１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第1の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程；
（２）前記工程（１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第２の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
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。
【００２１】
すなわち、リソグラフィ工程の前に、ＦＰＭ処理の後ＳＰＭ処理を実行する２工程を含むウエハ裏面に対するウエット洗浄処理を実行するので、裏面の重金属汚染レベルを大幅に低下させることができ、その結果、リソグラフィ工程を介してのクロス・コンタミネーションを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスとその中での裏面洗浄プロセスとの関係を説明するプロセス・ブロック・フロー図である。
【図２】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセス中での裏面洗浄プロセスの詳細を示すプロセス・ブロック・フロー図である。
【図３】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセス中での裏面洗浄プロセスに使用する洗浄装置の全体上面図である。
【図４】図３に示す洗浄装置のスピン・テーブル周辺の構造を示す装置側断面図である。
【図５】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（ゲート電極パターニング）である。
【図６】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（サイド・ウォール等形成）である。
【図７】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（歪付与膜形成）である。
【図８】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（歪付与膜選択エッチ）である。
【図９】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（歪付与膜選択エッチ用レジスト除去）である。
【図１０】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（歪付与膜全面除去）である。
【図１１】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（ゲート電極構造保護用酸化シリコン膜除去）である。
【図１２】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（シリサイド形成）である。
【図１３】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（ＳＡＣ用窒化シリコン膜形成）である。
【図１４】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（コンタクト・ホール開口）である。
【図１５】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層の層間絶縁膜形成）である。
【図１６】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層のビア・ホール開口）である。
【図１７】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層のトレンチ加工用レジスト膜パターニング）である。
【図１８】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層のトレンチ形成）である。
【図１９】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜除去）である。
【図２０】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（第２層埋め込み配線層の銅系配線埋め込み）である。
【図２１】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー（パッド開口）である。
【図２２】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセス中での裏面洗浄プロセスとその他の裏面洗浄プロセスとのデータ比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔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。
【００２４】
１．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハのデバイス面上の第1の絶縁膜上に、埋め込み配線の層間絶縁膜となる第２の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ウエハの裏面に対して、第１のウエット洗浄を実行する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記ウエハを第１のリソグラフィ装置に導入して、第１のレジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パターニングされた前記第１のレジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、第1のドライ・エッチングにより、前記第２の絶縁膜への第1の加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｂ）は、以下の下位工程を含む：
（ｂ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第1の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程；
（ｂ２）前記下位工程（ｂ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第２の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程。
【００２５】
２．前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、更に、以下の工程を含む：
（ｅ）前記工程（ｄ）の後、前記第１のレジスト膜を除去する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエハの裏面に対して、第２のウエット洗浄を実行する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記ウエハを第１のリソグラフィ装置または第２のリソグラフィ装置に導入して、第２のレジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｈ）前記工程（ｇ）の後、パターニングされた前記第２のレジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、第２のドライ・エッチングにより、前記第２の絶縁膜への第２の加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｆ）は、以下の下位工程を含む：
（ｆ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第３の水溶液を用いて、前記第２のウエット洗浄を実行する工程；
（ｆ２）前記下位工程（ｆ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第４の水溶液を用いて、前記第２のウエット洗浄を実行する工程。
【００２６】
３．前記１または２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の加工は、前記埋め込み配線のビア・エッチ加工である。
【００２７】
４．前記２または３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２の加工は、前記埋め込み配線のトレンチ・エッチ加工である。
【００２８】
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、前記埋め込み配線は、銅系のデュアル・ダマシン配線である。
【００２９】
６．前記1から５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、前記第１のウエット洗浄は、枚葉方式により実行される。
【００３０】
７．前記1から５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、前記第２のウエット洗浄は、枚葉方式により実行される。
【００３１】
８．前記１から７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）から（ｄ）は、前記ウエハの前記裏面に窒化シリコン系絶縁膜が実質的にない状態で実行される。
【００３２】
９．前記１から７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（ｅ）から（ｈ）は、前記ウエハの前記裏面に窒化シリコン系絶縁膜が実質的にない状態で実行される。
【００３３】
１０．前記１から９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、前記第1の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第２の水溶液は、ＳＰＭである。
【００３４】
１１．前記１から１０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、前記第３の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第４の水溶液は、ＳＰＭである。
【００３５】
１２．前記１から１１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、前記第1の水溶液および前記第２の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【００３６】
１３．前記１から１２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、前記第３の水溶液および前記第４の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【００３７】
１４．前記１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、前記第２の絶縁膜の形成工程は、枚葉方式によって実行される。
【００３８】
１５．前記１から１４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、前記半導体集積回路装置は、ＭＩＳＦＥＴを有し、前記半導体集積回路装置の製造方法は、更に、以下の工程を含む：
（ｉ）前記工程（ａ）の前であって、前記ＭＩＳＦＥＴのゲート電極のパターニング工程の後に、前記ウエハに対して、熱燐酸によるバッチ方式のウエット処理を実行する工程。
【００３９】
１６．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハのデバイス面上の絶縁膜上に、メタル配線を形成するための薄膜を形成する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ウエハの裏面に対して、ウエット洗浄を実行する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記ウエハをリソグラフィ装置に導入して、レジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パターニングされた前記レジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、ドライ・エッチングにより、前記薄膜への加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｂ）は、以下の下位工程を含む：
（ｂ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第1の水溶液を用いて、前記ウエット洗浄を実行する工程；
（ｂ２）前記下位工程（ｂ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第２の水溶液を用いて、前記ウエット洗浄を実行する工程。
【００４０】
１７．前記１６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のウエット洗浄は、枚葉方式により実行される。
【００４１】
１８．前記１６または１７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２のウエット洗浄は、枚葉方式により実行される。
【００４２】
１９．前記１６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、前記工程（ａ）から（ｄ）は、前記ウエハの前記裏面に窒化シリコン系絶縁膜が実質的にない状態で実行される。
【００４３】
２０．前記１６から１９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、前記第1の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第２の水溶液は、ＳＰＭである。
【００４４】
２１．前記１６から２０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、前記第1の水溶液および前記第２の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【００４５】
２２．前記１６から２１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、前記薄膜の形成工程は、枚葉方式によって実行される。
【００４６】
２３．前記１６から２２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、前記半導体集積回路装置は、ＭＩＳＦＥＴを有し、前記半導体集積回路装置の製造方法は、更に、以下の工程を含む：
（ｉ）前記工程（ａ）の前であって、前記ＭＩＳＦＥＴのゲート電極のパターニング工程の後に、前記ウエハに対して、熱燐酸によるバッチ方式のウエット処理を実行する工程。
【００４７】
〔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。
【００４８】
更に、本願において、「半導体集積回路装置」というときは、主に、各種トランジスタ（能動素子）を中心に、抵抗、コンデンサ等を半導体チップ等（たとえば単結晶シリコン基板）上に集積したものをいう。ここで、各種トランジスタの代表的なものとしては、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に代表されるＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を例示することができる。このとき、集積回路構成の代表的なものとしては、Ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴとＰチャネル型ＭＩＳＦＥＴを組み合わせたＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型集積回路に代表されるＣＭＩＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型集積回路を例示することができる。
【００４９】
今日の半導体集積回路装置、すなわち、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）のウエハ工程は、通常、原材料としてのシリコンウエハの搬入からプリ・メタル（Ｐｒｅｍｅｔａｌ）工程（Ｍ１配線層下端とゲート電極構造の間の層間絶縁膜等の形成、コンタクト・ホール形成、タングステン・プラグ、埋め込み等からなる工程）あたりまでのＦＥＯＬ（Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）工程と、Ｍ１配線層形成から始まり、アルミニウム系パッド電極上のファイナル・パッシベーション膜へのパッド開口の形成あたりまで（ウエハ・レベル・パッケージ・プロセスにおいては、当該プロセスも含む）のＢＥＯＬ（Ｂａｃｋ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）工程に大別できる。ＦＥＯＬ工程の内、ゲート電極パターニング工程、コンタクト・ホール形成工程等は、特に微細な加工が要求される微細加工工程である。一方、ＢＥＯＬ工程においては、ビアおよびトレンチ形成工程、特に、比較的下層のローカル配線（たとえば４層程度の構成の埋め込み配線では、Ｍ１からＭ３あたりまで、１０層程度の構成の埋め込み配線では、Ｍ１からＭ５あたりまでの微細埋め込み配線）等において、特に微細加工が要求される。なお、「ＭＮ（通常Ｎ＝１から１５程度）」で、下から第Ｎ層配線を表す。Ｍ１は第１層配線であり、Ｍ３は第３層配線である。
【００５０】
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。同様に、「酸化シリコン膜」、「酸化シリコン系絶縁膜」等と言っても、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、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、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。
【００５１】
また、酸化シリコン系絶縁膜と並んで、半導体分野で常用されているシリコン系絶縁膜としては、窒化シリコン系絶縁膜がある。この系統の属する材料としては、ＳｉＮ，ＳｉＣＮ，ＳｉＮＨ，ＳｉＣＮＨ等がある。ここで、「窒化シリコン」というときは、特にそうでない旨明示したときを除き、ＳｉＮおよびＳｉＮＨの両方を含む。同様に、「ＳｉＣＮ」というときは、特にそうでない旨明示したときを除き、ＳｉＣＮおよびＳｉＣＮＨの両方を含む。
【００５２】
なお、ＳｉＣは、ＳｉＮと類似の性質を有するが、ＳｉＯＮは、むしろ、酸化シリコン系絶縁膜に分類すべき場合が多い。
【００５３】
窒化シリコン膜は、ＳＡＣ（Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｎｔａｃｔ）技術におけるエッチ・ストップ膜として、多用されるほか、ＳＭＴ（Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）における応力付与膜としても使用される。
【００５４】
同様に、「ニッケル・シリサイド」というときは、通常、ニッケル・モノ・シリサイドを指すが、比較的純粋なものばかりではなく、ニッケル・モノ・シリサイドを主要な構成要素とする合金、混晶等を含む。また、シリサイドは、ニッケル・シリサイドに限らず、従来から実績のあるコバルト・シリサイド、チタン・シリサイド、タングステン・シリサイド等でもよい。また、シリサイド化のための金属膜としては、Ｎｉ（ニッケル）膜以外にも、例えばＮｉ−Ｐｔ合金膜（ＮｉとＰｔの合金膜）、Ｎｉ−Ｖ合金膜（ＮｉとＶの合金膜）、Ｎｉ−Ｐｄ合金膜（ＮｉとＰｄの合金膜）、Ｎｉ−Ｙｂ合金膜（ＮｉとＹｂの合金膜）またはＮｉ−Ｅｒ合金膜（ＮｉとＥｒの合金膜）のようなニッケル合金膜などを用いることができる。なお、これらのニッケルを主要な金属元素とするシリサイドを「ニッケル系のシリサイド」と総称する。
【００５５】
３．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。
【００５６】
４．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。
【００５７】
５．「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基板、ＬＣＤガラス基板等の絶縁基板と半導体層等の複合ウエハ等も含むことは言うまでもない。
【００５８】
６．本願において「リソグラフィ装置」というときは、少なくとも露光装置を有する半導体製造装置（関連した検査装置を有することがある）を指すものとする。通常の条件では、このリソグラフィ装置は、統合型の装置であり、レジスト等塗布部（塗布、プリ・ベーク等）、露光部、現像部（現像、ポスト・ベーク等）等を有する。
【００５９】
７．埋め込み配線等のメタル配線層に関して、「層間絶縁膜」というときは、特に、そうでない旨明示したとき、または、そうでないことが明らかである場合を除き、いわゆる狭義の層間絶縁膜および層内絶縁膜の両方を含むものとする。
【００６０】
８．「ＳＭＴ（Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）」は、熱処理等のタイミングを調整することにより、ＭＩＳＦＥＴ等のチャネルまたは、その近傍の部材（応力記憶部材）に、窒化シリコン膜等の応力付与膜の応力を記憶させることにより、キャリアのチャネル移動度を向上させ、トランジスタ特性の向上を図る技術である。応力記憶部材の選定等により種々の方法があるが、ここでは、ゲート・ポリシリコン部材（完成時のゲート電極中のポリシリコン部分）がアモルファス状態から狭義のポリ・シリコンに変化する際に応力を記憶する性質を利用した方法について具体的に説明するが、それに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００６１】
９．本願で使用する各種の洗浄液又は薬液について説明する。なお、薬液等の組成は、特に明記しないときは、体積比すなわち体積％で表示する。
（１）ＤＨＦ（Ｄｉｌｕｔｅ Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃ ａｃｉｄ）は、希弗酸（通常０．５から１０％）であり、一般的な金属不純物除去能力は、比較的高いが、銅のようなイオン化傾向の低いものの除去能力は低い。ＦＰＭは、これに酸化剤である過酸化水素を添加して、対銅除去能力を強化したものということができる。
（２）第1の水溶液、または、第３の水溶液であるＦＰＭ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｏｕｒｉｄｅ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅからとった略称）は、弗酸過酸化水素水溶液（弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする水溶液）であり、ポリ・シリコン等をエッチングせず、酸化シリコン膜をエッチングするので、ウエハ裏面の表層の数ｎｍ以下程度の自然酸化膜または化学酸化膜（これらのシリコン酸化膜を「表層酸化膜」と呼ぶ）中に取り込まれた銅汚染を除去することも可能であると考える。常温で使用できるので、枚葉処理に適している。通常の代表的な組成は、ＨＦ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：１００程度である。この比の最も好適な範囲は、０．２：０．５：１００から１：１：５０程度の範囲と考えられる。また、実用的な範囲は、０．１：０．２：１００から１：１：５程度の範囲と考えられる。なお、これ以外の範囲を排除するものではないことは言うまでもない。組成の一般的な考え方は、代表組成を中心として、ＨＦをあまり濃くするとウエハ表面側の窒化シリコン膜等を削りすぎるので、ＨＦを大幅に濃くできないが、Ｈ２Ｏ２は、かなり自由出が高いと考えられる。しかし、コスト面からの制限がある。
【００６２】
比較的微量または作用の弱い添加物については、一般に許容されるが、硝酸等は、ポリ・シリコン等のシリコン部材を削るので、パーティクルの元になる恐れがある。
【００６３】
なお、代替薬液としては、たとえば１％以下程度のＤＨＦとオゾン水等の混合水溶液等が考えられる。
（３）第２の水溶液、または、第４の水溶液であるＳＰＭ（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ Ａｃｉｄ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）は、硫酸過酸化水素水溶液（硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする水溶液）であり、ペロオキソ硫酸（カロ酸）の非常に強力な酸化作用を利用して、通常、有機物汚染除去に利用される。しかし、ＨＰＭと同様な比較的強力な金属汚染除去能力（対銅除去能力を有する）を持つ。弗酸等の酸化シリコン膜エッチ剤を実質的に含まないので、ポリ・シリコン部材をほとんどエッチングせず、パーティクルの発生もない。常温で使用できるので、枚葉処理に適している。通常、微細パターンのあるウエハの表面側の洗浄では、硫酸の高い粘性が敬遠されるが、裏面では、そのような問題がない。通常の代表的な組成は、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：３．３：４７．７程度である。この比の最も好適な範囲は、０．５：１：５０から５：１０：５０程度の範囲と考えられる。また、実用的な範囲は、０．２：０．５：５０から１０：１０：５０程度の範囲と考えられる。なお、これ以外の範囲を排除するものではないことは言うまでもない。
【００６４】
比較的微量または作用の弱い添加物については、一般に許容されるが、弗酸等の酸化シリコン・エッチ剤は、通常の条件では不適当である。
【００６５】
なお、代替薬液としては、たとえばＨＰＭ（組成比範囲ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５００から１：１：５程度）や硫酸を主要な溶質成分とする水溶液等が考えられる。
（４）ＡＰＭ（Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｅｎ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）はＳＣ１（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ １）とも呼ばれ、いわゆるＲＣＡ洗浄における主要薬液の一つであり、主に、有機汚染除去の目的で使用される。摂氏８０から９０度程度の比較的高い温度での使用が主流のため、枚葉洗浄においては、若干不利な点がある。通常の代表的な組成は、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５程度である。なお、ｐＨは、通常、１０から１２程度である。
（５）ＨＰＭ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）はＳＣ２（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ ２）とも呼ばれ、いわゆるＲＣＡ洗浄における主要薬液の一つであり、主に、金属汚染除去の目的で使用される。摂氏８０から９０度程度の比較的高い温度での使用が主流のため、枚葉洗浄においては、若干不利な点がある。通常の代表的な組成は、ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５程度である。なお、ｐＨは、通常、０から２程度である。
（６）ＢＨＦ（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ ＨＦ）は、緩衝弗酸であり、通常、ＨＦ（弗酸）とＮＨ４Ｆ（弗化アンモニウム）の混合溶液（代表的混合体積比ＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：７）であるが、界面活性剤等の添加物を含むこともある。一般に、微細加工におけるシリコン酸化膜エッチングに使用される。
（７）オゾン水は、通常、オゾン・ガスをユース・ポイント近傍で純水にｐｐｍオーダで溶け込ませたものであり、強力な酸化作用のため、本願においてもＳＰＭの代替剤と考えられる。常温で使用でき、ランニング・コストが非常に安い等のメリットがある。
【００６６】
〔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。
【００６７】
また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。
【００６８】
なお、ＳＭＴ（Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）プロセスの詳細については、日本特願第２００８−１２８１１３号（日本出願日２００８年５月１５日）に詳しく記載されているので、本願では原則として、それらの部分の説明は繰り返さない。
【００６９】
１．本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスとその中での裏面洗浄プロセスとの関係等の説明（主に図１）
以下では、４５ｎｍテクノロジ・ノードのＣＭＩＳ型集積回路構成によるＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）製品を例にとり、本発明の一実施の形態を説明する。まず、図1に基づいて、本実施の形態におけるウエハ・プロセス全体の流れと裏面洗浄の関係を説明する。
【００７０】
図１に示すように、半導体集積回路のウエハ処理工程は、配線工程に対応するＢＥＯＬ（Ｂａｃｋ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）工程１０２と、それよりも前のＦＥＯＬ（Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ）工程１０１に二分される。配線工程の一例は、以下で説明する銅ダマシン配線に代表されるメタル埋め込み配線である。バック・エンド繰り返し工程１０２（各工程の詳細はセクション3で説明する）は、複数の配線層ごとの埋め込み配線プロセス・ループ１０３から構成されている。埋め込み配線プロセス・ループ１０３の各工程のうち、ビア露光・現像工程（ビア・リソグラフィ処理）１２３およびトレンチ露光・現像工程（トレンチ・リソグラフィ処理）１２６は、特に微細加工が要求される最小寸法のリソグラフィ処理工程に属する。フロント・エンド工程１０１のうち、ゲート電極パターニングのための塗布・露光・現像１１１、コンタクト・ホール形成のための塗布・露光・現像１１３等は、同様に、微細加工が要求される最小寸法のリソグラフィ処理工程に属する。これらの最小寸法のリソグラフィ処理工程においては、ＡｒＦエキシマ・レーザの１９３ｎｍの単色紫外線露光用の液浸型投影スキャンニング露光装置等の極めて高価な微細リソグラフィ装置（第１のリソグラフィ装置）７１を必要とする。
【００７１】
一方、主に４５ｎｍテクノロジ・ノード以降のＣＭＩＳ型集積回路技術においては、デバイスの動作速度向上を目的として、種々のＳＭＴ（Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）プロセスの適用が期待されている。このＳＭＴプロセスにおいては、主に窒化シリコン膜等（バッチ式ＣＶＤにより成膜されるため、通常、裏面にも成膜される）の強い応力を伴った歪付与膜をゲート電極構造上に形成して、特性を向上しようとするチャネル領域に歪を記憶させた後、高選択比の熱燐酸によるバッチ型ウエット・エッチ（図１の裏面窒化シリコン膜ウエット・エッチ工程１１２）によりウエハ１（図５参照）のデバイス面１ａの窒化シリコン膜を全面除去（図１０参照）することが必要となる。ところが、このとき、ウエハ１は、全体が薬液に浸されるため、ウエハ１の裏面１ｂの窒化シリコン膜も同時に全面除去される。すなわち、ウエハ１の裏面１ｂには、ゲート電極のためのポリ・シリコン膜の成膜の際に（図５参照）、裏面１ｂにも同時に成膜されたポリ・シリコン膜のみがある状態となる。現在の最先端プロセス・ラインでは、これ以降の工程では、枚葉式ＣＶＤが主流技術であるため、ウエハ１の裏面１ｂは、ほぼ、このままの状態で、ウエハ工程の最終工程まで達することとなる。
【００７２】
そうすると、図1に示すように、同一の微細リソグラフィ装置（第１のリソグラフィ装置）７１によって、フロント・エンド工程１０１のウエハとバック・エンド繰り返し工程１０２のウエハが、処理される事態が想定される。この結果、両工程のウエハ間で、銅等の重金属汚染の移行、すなわち、クロス・コンタミネーションの発生が懸念される。
【００７３】
これに対して、第1の対策として、微細リソグラフィ装置７１への汚染の持込を阻止する観点から、埋め込み配線プロセス・ループ１０３の中の微細リソグラフィ工程、すなわち、ビア・リソグラフィ工程１２３およびトレンチ・リソグラフィ工程１２６の前に（微細リソグラフィ装置７１へ導入する前）ウエハ１の裏面１ｂの重金属を除去可能な洗浄、すなわち、裏面洗浄１２２，１２５を実施することが有効である。
【００７４】
なお、これらの裏面洗浄は、複数の埋め込み配線プロセス・ループ１０３の少なくとも一つのループの該当工程（すなわち、ビア・リソグラフィ工程１２３およびトレンチ・リソグラフィ工程１２６）に適用しても効果が期待できる。しかし、ほぼ全ての埋め込み配線プロセス・ループ１０３の該当工程に適用すると、ほぼ完璧にクロス・コンタミネーションの発生を排除することができる。また、一つのループの複数の該当工程のうち、少なくとも一つに適用しても効果が期待できる。しかし、ほぼ全ての該当工程に適用すると、より完璧なクロス・コンタミネーションの発生防止が可能となる。なお、「微細リソグラフィ装置７１へ導入する前」というのは、微細リソグラフィ装置７１へ導入する直前が望ましい。ここで、「直前」とは、裏面洗浄工程と当該リソグラフィ工程間に、新たな汚染源がない程度に、両工程が接近していることを示す。従って、両工程間に別の工程が介在することを排除するものではない。
【００７５】
次に、第2の対策として、ポリ・シリコンを主体とする（数ｎｍ程度の自然酸化膜がある状態を含む意味である）ウエハ１の裏面１ｂに最適化した洗浄プロセスを適用することが有効である。これは、在来のウエハ裏面洗浄は、裏面１ｂに窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の絶縁膜の存在を前提にして構築された洗浄技術であり、裏面１ｂがポリ・シリコン膜である点が考慮されていないからである。なお、この第2の対策は、単独でも効果があるが、先の第1の対策と組み合わせると、大幅に、クロス・コンタミネーションの発生防止効果が向上する。
【００７６】
この実施の形態では、図1に示すように、層間膜成膜１２１（キャップ膜成膜等も含む）およびビア・エッチ１２４後のレジスト除去の後に、被処理ウエハ１に対して、裏面洗浄１２２，１２５が実行される。
【００７７】
２．本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセス中での裏面洗浄プロセスに使用する洗浄装置の説明（主に図２、図３および図４）
図２から図４に基づいて、ウエハ裏面洗浄工程１２２，１２５の詳細を説明する。
【００７８】
図３に示すように、被処理ウエハ１は、たとえば、フープ（ウエハ搬送容器）７３に収容された状態で、裏面洗浄装置７８のロード・ポート７２にセットされる。なお、裏面洗浄装置７８は、単独の装置であってもよいが、たとえば、レジスト除去装置等と一体化された装置であってもよい。次に、ロード・ポート中間室間ウエハ搬送ロボット７５によって、フープ７３から装置内の中間室７４に導入され、洗浄テーブル中間室間ウエハ搬送ロボット７６に受け渡される。その後、ウエハ１は洗浄テーブル中間室間ウエハ搬送ロボット７６によって、図４に示すように、洗浄テーブル（スピン・テーブル）７７ａ、７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ（７７）のいずれかに、そのデバイス面１ａを上にしてセットされる。
【００７９】
ここで、図２および図４に基づいて、スピン・テーブル７７周辺の構造、働き、および裏面洗浄プロセスの流れを説明する。図４に示すように、ウエハ１は、スピン・テーブル７７の上面にある複数本（通常３から４本）のウエハ保持チャック・ピン（ウエハ保持機構）８１によって保持されている。
【００８０】
この状態で、ウエハ１とスピン・テーブル７７は、回転を開始し、たとえば、１５００ｒｐｍ程度の回転速度を維持する。一方、ウエハ１のデバイス面１ａに対向するように、上方には、雰囲気遮断板８３が設けられている。この雰囲気遮断板８３は、スピン・テーブル７７の回転に伴って、同一の方向に同一の速度で回転するようになっている。
【００８１】
このように回転している状態で、先ず、上部ガス・ノズル８４および下部ガス・ノズル８５から雰囲気遮蔽用の窒素ガス流８７、８８の供給が開始される。それに続いて、薬液又は洗浄液（純水を含む）８６の供給が開始される。洗浄液の供給時間、すなわち、洗浄処理時間は、たとえば、４０秒程度である。このときの洗浄液は、ＦＰＭすなわち弗酸および過酸化水素を主要な溶質成分として含む水溶液である。液温は常温、通常、摂氏２５度程度である。これが図２に示すＦＰＭ洗浄工程１３１である。なお、各種の洗浄液は、あらかじめ混合されて供給される。
【００８２】
続いて、そのままの状態で（窒素ガス流８７、８８の供給はそのまま維持されている。以下同じ）、洗浄液８６が純水に切り替わると、ほぼ同時に、回転速度がたとえば１０００から１２００ｒｐｍ程度に減速されて、その状態を維持する。洗浄処理時間は、たとえば、１５秒程度である。液温は常温、通常、摂氏２５度程度である。これが図２に示す純水洗浄工程１３２（純水リンス）である。
【００８３】
続いて、そのままの状態で洗浄液８６がＳＰＭすなわち硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分として含む水溶液に切り替わると、ほぼ同時に、回転速度が再び、たとえば１５００ｒｐｍ程度に上昇して、その状態を維持する。洗浄処理時間は、たとえば、２０秒程度である。液温は常温、通常、摂氏２５度程度である。これが図２に示すＳＰＭ洗浄工程１３３である。
【００８４】
続いて、そのままの状態で、洗浄液８６が純水に切り替わると、ほぼ同時に、回転速度が、たとえば２００から１２００ｒｐｍ程度に減速されて、その状態を維持する。洗浄処理時間は、たとえば、３０秒程度である。液温は常温、通常、摂氏２５度程度である。これが図２に示す純水洗浄工程１３４（純水リンス）である。
【００８５】
続いて、そのままの状態で（もちろん、窒素ガス流８７、８８の供給はそのまま維持されている）洗浄液８６が停止し、ほぼ同時に、回転速度が、たとえば２５００ｒｐｍ程度まで上昇し、その状態を維持する。この回転速度を維持する時間、すなわち、乾燥処理時間は、たとえば３０秒程度である。これが図２に示すスピン・ドライ工程１３５である。
【００８６】
その後、回転が停止すると同時に、窒素ガス流８７、８８が停止する。それに続いて、処理済のウエハ１は、洗浄テーブル中間室間ウエハ搬送ロボット７６によって、中間室７４に取り出される。その後、ロード・ポート中間室間ウエハ搬送ロボット７５に受け渡され、ロード・ポート中間室間ウエハ搬送ロボット７５により、フープ７３に戻される。これで裏面洗浄工程が終了する。
【００８７】
なお、薬液洗浄の間の水洗やリンス等の処理は、必ずしも必須ではないが、通常、薬液間の干渉を防止するために実施することが望ましい。次の薬液がそれ自体リンス等の役割をする場合には、省略すると処理時間の短縮につながる場合もある。また、図２に示した各ステップ間に追加のステップを付加することを排除するものではない。また、ここでは、図２に示した各ステップを同一のスピン・テーブル７７上で実行する例を説明したが、複数のテーブルに分けて一連のステップを実行するようにしてもよい。ただし、同一のスピン・テーブル７７上で処理する方が処理時間の短縮につながる。
【００８８】
３．本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フローの説明（主に図１および図５から図１１）
ここでは、本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセスの主要部におけるデバイス断面フロー等を説明する。先ず、図５に基づいて、ゲート電極パターニング完了時点でのデバイス断面構造を説明する。
【００８９】
図５に示すように、ＣＭＩＳ型集積回路装置は、通常、比較的不純物濃度の低い単結晶Ｐ型シリコン系ウエハ１（たとえば３００φウエハ、２００φでも４５０φそのたのサイズのウエハでもよい）のデバイス面１ａ側（第１の主面または裏面１ｂの反対の面）に形成される（必要に応じて、Ｎ型半導体基板でもよいし、各種のエピタキシャル基板、ＳＯＩ基板等を使用してもよい。）。すなわち、ウエハ１のデバイス面１ａ側にＰ型ウエル領域２ｐおよびＮ型ウエル領域２ｎが形成されており、その間のシリコン基板１の表面には、素子分離のためのＳＴＩ絶縁膜３が配置されている。Ｐ型ウエル領域２ｐの表面近傍にはＮチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｎが、Ｎ型ウエル領域２ｎの表面近傍にはＰチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｐが、それぞれ設けられている。また、Ｐ型ウエル領域２ｐの表面には、ＮチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｎのＮ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｎが、Ｎ型ウエル領域２ｎの表面には、ＰチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｐのＰ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｐが、それぞれ設けられている。これらのＮチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｎおよびＰチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｐは、それぞれゲート絶縁膜６ｎ，６ｐ、ゲート電極７ｎ，７ｐ等を有している。なお、この時点で、ウエハ１の裏面１ｂには、ゲート・ポリシリコン膜７ｎ，７ｐをバッチ式ＣＶＤによって形成したときに、同時に形成された裏面のポリ・シリコン膜７ｂが形成されている。この膜の厚さは、たとえば、７０ｎｍ程度である。
【００９０】
次に、デバイス形成プロセスをゲート電極のパターニングから順次、簡略に説明する。図５に示すように、裏面洗浄が完了したウエハ１を、微細リソグラフィ装置７１（第１のリソグラフィ装置）または、その他の、微細リソグラフィ装置（第２のリソグラフィ装置）に導入して、その中のレジスト塗布部で、デバイス面１ａのほぼ全面に、たとえばポリ・シリコン膜を形成し、その上に、たとえば、ＡｒＦ露光用のネガ型のフォト・レジスト膜を塗布する。その後、その中の液浸露光部でマスク上のゲート電極パターンをたとえばスキャン型の縮小投影露光により、転写する。その後、微細リソグラフィ装置７１等内の現像部で現像処理等することで、図５に示すようなゲート電極パターニング用レジスト膜８を形成する。その後、微細リソグラフィ装置７１等外に排出する（図１のゲート電極パターニングのための塗布・露光・現像工程１１１）。ここでは、微細リソグラフィ装置７１内に塗布部、露光部、および現像部がある例を説明したが、それぞれ、または、いずれか一つを別個の装置としてもよい。
【００９１】
その後、ゲート電極パターニング用レジスト膜８をマスクとして、ポリ・シリコン膜をドライ・エッチングすることで、図５に示すようなゲート電極７ｎ，７ｐを形成する。その後、不要になったゲート電極パターニング用レジスト膜８をアッシング等により全面除去する。
【００９２】
続いて、Ｐ型ウエル領域２ｐおよびＮ型ウエル領域２ｎ上のウエハ１のデバイス面１ａを交互にレジスト膜で覆って、それぞれの領域の表面にＮ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｎおよびＰ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｐをイオン注入により形成する。
【００９３】
次に、図６に示すように、ウエハ１のデバイス面１ａのほぼ全面にバッチ式ＣＶＤによって，比較的薄いオフセット絶縁膜（窒化シリコン膜）１１ａを形成する。このとき、同時に、オフセット絶縁膜１１ａに対応する裏面の窒化シリコン膜１１ｂが成膜される。次に、デバイス面１ａに対して、異方性ドライ・エッチングを実行することによって、Ｌ字状の一対のオフセット絶縁膜１１ａがパターニングされる。続いて、オフセット絶縁膜１１ａよりも厚いサイド・ウォール・スペーサ絶縁膜（窒化シリコン膜）１２ａをウエハ１のデバイス面１ａのほぼ全面にバッチ式ＣＶＤによって，成膜する。このとき、同時に、サイド・ウォール・スペーサ絶縁膜に対応する裏面の窒化シリコン膜１２ｂが成膜される。次に、デバイス面１ａに対して、異方性ドライ・エッチングを実行することによって、サイド・ウォール・スペーサ絶縁膜１２ａがパターニングされる。
【００９４】
続いて、Ｐ型ウエル領域２ｐおよびＮ型ウエル領域２ｎ上のウエハ１のデバイス面１ａを交互にレジスト膜で覆って、それぞれの領域の表面にＮ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｎおよびＰ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｐをイオン注入により形成する。
【００９５】
次に、図７に示すように、ウエハ１のデバイス面１ａのほぼ全面に、たとえば枚葉式のプラズマＣＶＤによって，酸化シリコン系膜のキャップ絶縁膜１４（ゲート電極構造保護用酸化シリコン膜）を成膜する。更にその上のウエハ１のデバイス面１ａのほぼ全面に渉って、応力付与用窒化シリコン膜１５ａを、たとえばバッチ式ＣＶＤによって，成膜する。厚さは、たとえば、３５ｎｍ程度である。好適な範囲として、２０から５０ｎｍ程度の範囲を例示することができる。応力付与用窒化シリコン膜１５ａは、引張応力を有する膜であり、その強さは、たとえば０．３から１．７ＧＰａ程度を好適な範囲として例示することができる。これは、ＮチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｎのキャリア（電子）移動度を向上させる場合であるが、逆に、ＰチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｐのキャリア（ホール）移動度を向上させる場合には、圧縮応力を付与する応力付与用窒化シリコン膜を形成する必要がある。引張応力、圧縮応力または、その強度は、プラズマＣＶＤの成膜条件を調整することによって自由に制御できることが広く知られている。
【００９６】
次に、図８に示すように、Ｐ型ウエル領域２ｐ上を、応力付与用窒化シリコン膜選択エッチ用レジスト膜１６で被覆した状態で、ウエハ１のデバイス面１ａに対して、異方性ドライ・エッチングを実行することによって、ＰチャネルＭＩＳＦＥＴ４ｐのサイド・ウォール・スペーサ絶縁膜１２ａの近傍の一部を残して、レジスト膜１６がない部分の応力付与用窒化シリコン膜１５ａをほぼ全面除去する。
【００９７】
次に、図９に示すように、不要になったレジスト膜１６をアッシング等により全面除去する。続いて、ゲート電極７ｎ、７ｐのアモルファス・シリコン状態をポリ・シリコン状態にするためのアニール処理を実行する。この処理は、たとえば、摂氏９５０度から１１５０度程度のスパイク・アニール処理とすることができる。このアニールの際、通常、Ｎ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｎ、Ｐ型低濃度ソース又はドレイン領域５ｐ、Ｎ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｎ、およびＰ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｐが活性化される。
【００９８】
次に、図１０に示すように、熱燐酸によるバッチ式ウエット処理によって、ウエハ１の表側表面１ａの窒化シリコン膜１５ａ、応力付与用窒化シリコン膜に対応する裏面の窒化シリコン膜１５ｂ、サイド・ウォール・スペーサ絶縁膜に対応する裏面の窒化シリコン膜１２ｂおよびオフセット絶縁膜に対応する裏面の窒化シリコン膜１１ｂを全面除去する。このとき、熱燐酸の液温は、たとえば摂氏１５５度程度であり、処理時間は、たとえば１０分程度である。
【００９９】
次に、図１１に示すように、窒化シリコン系の膜およびポリ・シリコン膜に対して実質的に非エッチング性の弗酸系のウエット・エッチング液により、ウエハ１のデバイス面１ａ上のゲート電極構造保護用酸化シリコン膜（ゲート・キャップ膜）１４をほぼ全面除去する。なお、このとき、周辺回路等で、シリサイド化すべきでない部分がある場合については、ゲート・キャップ膜を残して、シリサイド化のマスクとする。
【０１００】
次に、図１２に示すように、Ｎ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｎ、Ｐ型高濃度ソース又はドレイン領域９ｐ、ＮチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート電極７ｎ、およびＰチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート電極７ｐの表面をたとえばニッケル系のシリサイド膜１７とする。
【０１０１】
次に、図１３に示すように、ウエハ１のデバイス面１ａのほぼ全面に、たとえば枚葉式のＣＶＤによって，比較的薄いＳＡＣ用窒化シリコン膜１８を成膜する。
【０１０２】
次に、図１４に示すように、窒化シリコン膜１８上に、それよりも厚いプリ・メタル層間絶縁膜（酸化シリコン膜）２１をたとえば枚葉式のプラズマＣＶＤによって，成膜する。更に、ウエハ１を、微細リソグラフィ装置７１または、その他の、微細リソグラフィ装置（第２のリソグラフィ装置）に導入して、その中のレジスト塗布部で、デバイス面１ａのプリ・メタル層間絶縁膜２１上に、たとえば、ＡｒＦ露光用のポジ型のコンタクト・ホール形成用フォト・レジスト膜２２を塗布する。その後、その中の液浸露光部でマスク上のコンタクト・ホール・パターンをたとえばスキャン型の縮小投影露光により、転写する。その後、微細リソグラフィ装置７１内の現像部で現像処理等することでコンタクト・ホール形成用レジスト膜２２を形成する。その後、微細リソグラフィ装置７１外に排出する（図１のコンタクト・ホール形成のための塗布・露光・現像１１３）。
【０１０３】
更に、図１４に示すように、パターニングされたレジスト膜２２をマスクとして、異方性ドライ・エッチングにより、まず、コンタクト・エッチ・ストップ膜１８の上面に達するコンタクト・ホール２３を開口する。更に、ガスを変えて、ドライ・エッチングにより、コンタクト・エッチ・ストップ膜１８をエッチングして、コンタクト・ホール２３を下地のニッケル系シリサイド膜の上面まで延長する。その後、不要になったレジスト膜２２をアッシング等により、全面除去する。
【０１０４】
次に、図１５に示すように、コンタクト・ホール２３にタングステン・プラグ２４（通常、下層及び周辺の薄い窒化チタン膜等および主要部のタングステン系のプラグ本体からなる。以下、タングステン・プラグ等について同じ）を埋め込む。
【０１０５】
更に、図１５に示すように、プリ・メタル絶縁膜２１上に、第1層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜２０（たとえば、窒化炭化珪素膜すなわちＳｉＣＮ膜を例示することができるが、窒化シリコン膜系のものであればよい。以下、エッチ・ストップ膜について同じ）および第1層埋め込み配線層の層間絶縁膜２６（プラズマＴＥＯＳ膜等の酸化シリコン系の膜を例示することができるが、ＦＳＧ膜，ＳｉＯＣ膜，その他のＬｏｗ−ｋ酸化シリコン系絶縁膜であってもよい。また、Ｌｏｗ−ｋ酸化シリコン系絶縁膜の上部に、プラズマＴＥＯＳ膜等の通常のシリコン酸化膜をキャップ膜として重ねてもよい。以下、層間絶縁膜について同じ）をたとえば枚葉式のプラズマＣＶＤによって，形成する。それらの中には、第1層埋め込み配線層のバリア・メタル膜（通常、窒化タンタルおよびタンタルの重ね膜等が使用されるが、ルテニウムその他の高融点金属単体または、それと、その窒化物膜との重ね膜でもよい。以下、バリア・メタル膜について同じ）を介して、第1層埋め込み配線２７（銅系Ｍ１ダマシン配線）が埋め込まれている（銅の埋め込みは、通常、シード銅層を形成した後、電解銅メッキ等により実行される。以下、銅の埋め込みに付いて同じ）。第1層埋め込み配線層は、いわゆるシングル・ダマシン構造である。
【０１０６】
更に、この第1層埋め込み配線層の層間絶縁膜２６上に、第２層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜２９および第２層埋め込み配線層の層間絶縁膜２８をたとえば枚葉式のプラズマＣＶＤによって，形成する（図１の層間絶縁膜形成工程１２１）。
【０１０７】
次に、図１６に示すように、裏面洗浄（図１の裏面洗浄工程１２２）が完了したウエハ１を、微細リソグラフィ装置７１または、その他の、微細リソグラフィ装置に導入して、その中のレジスト塗布部で、デバイス面１ａの層間絶縁膜２８上に、たとえば、ＡｒＦ露光用のポジ型のビア・ホール形成用フォト・レジスト膜３１を塗布する。その後、その中の液浸露光部でマスク上のビア・ホール・パターンをたとえばスキャン型の縮小投影露光により、転写する。その後、微細リソグラフィ装置７１等内の現像部で現像処理等することでビア・ホール形成用レジスト膜３１を形成する。その後、微細リソグラフィ装置７１等の外に排出する（図１のビア露光・現像工程またはビア・リソグラフィ工程１２３）。
【０１０８】
更に、図１６に示すように、パターニングされたレジスト膜３１をマスクとして、異方性ドライ・エッチングにより、まず、エッチ・ストップ膜２９の上面に達するビア・ホール３２を開口する（図１のビア・エッチ工程１２４）。その後、不要になったレジスト膜３１をアッシング等により、全面除去する。
【０１０９】
次に、図１７に示すように、裏面洗浄（図１の裏面洗浄工程１２５）が完了したウエハ１を、微細リソグラフィ装置７１または、その他の、微細リソグラフィ装置に導入して、その中のレジスト等塗布部で、まず、ビア・ホール３２内に、たとえば、塗布系のレジスト・プラグ３３を充填する。その後、デバイス面１ａの層間絶縁膜２８上に、たとえば、ＡｒＦ露光用のポジ型のトレンチ形成用フォト・レジスト膜３４を塗布する。その後、その中の液浸露光部でマスク上のトレンチ・パターンをたとえばスキャン型の縮小投影露光により、転写する。その後、微細リソグラフィ装置７１等内の現像部で現像処理等することでトレンチ形成用レジスト膜３４を形成する。その後、微細リソグラフィ装置７１等の外に排出する（図１のトレンチ露光・現像工程またはトレンチ・リソグラフィ工程１２６）。
【０１１０】
次に、図１８に示すように、パターニングされたレジスト膜３４をマスクとして、異方性ドライ・エッチングにより、まず、トレンチ３５を形成する（図１のトレンチ・エッチ工程１２７）。
【０１１１】
次に、図１９に示すように、不要になったレジスト膜３４およびレジスト・プラグ３３をアッシング等により、全面除去する。その後、ビア底部分のエッチ・ストップ膜２９をドライ・エッチング等により、除去する。
【０１１２】
次に、図２０に示すように、たとえば、第２層埋め込み配線層の層間絶縁膜２８の上面（すなわち、ウエハ１のデバイス面１ａ側上面）、トレンチ３５およびビア・ホール３２の内面等に、窒化タンタル等の埋め込み配線層のバリア・メタル膜を成膜する。更に、銅シード膜の成膜に引き続き、電解メッキ法等により、ウエハ１のデバイス面１ａ側上面、トレンチ３５およびビア・ホール３２の内部等に銅を主要な成分とする配線材料を成膜する。
【０１１３】
更に、図２０に示すように、メタルＣＭＰ法等によって、トレンチ３５およびビア・ホール３２外の配線材料およびバリア・メタル膜を除去する。これによって、埋め込み配線３６が形成されたことになる。第２層埋め込み配線３６の配線ピッチは、たとえば、３００ｎｍ程度である。なお、通常、第1層から第３層埋め込み配線層の層間絶縁膜の厚さは、たとえば、１００から２００ｎｍ程度である。一方、第1層から第３層埋め込み配線の配線ピッチは、たとえば、３００ｎｍ程度である。第４層以上の埋め込み配線層の層間絶縁膜の厚さおよび配線ピッチは、これと同等か、これよりも大きい。
【０１１４】
次に、図２１に示すように、第２層埋め込み配線層と同様に、第３層埋め込み配線層の層間絶縁膜１９、第３層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜３０等の中にデュアル・ダマシン構造の第３層埋め込み配線層３９を形成する。更に、これを最上層埋め込み配線（通常第４層ないしは第１２層）である第Ｎ層埋め込み配線層の層間絶縁膜（Ｎ≧３）３７中の第Ｎ層埋め込み配線（Ｎ≧３）３８まで繰り返す。その後、最上層埋め込み配線層の層間絶縁膜３７上に、アルミニウム系パッド下層絶縁膜４１を形成し、それを貫通するアルミニウム系パッド下タングステン・プラグ４２を埋め込む。
【０１１５】
更に、図２１に示すように、アルミニウム系パッド下層絶縁膜４１上に、たとえばスパッタリング法等により、アルミニウム系金属膜（通常は、メタル多層膜構造）を成膜する。このアルミニウム系金属膜４５を通常のリソグラフィにより、パターニングし、アルミニウム系パッド電極４４を形成する。続いて、これらのアルミニウム系パッド下層絶縁膜４１およびアルミニウム系パッド電極４４上に、たとえばプラズマＣＶＤ法等によって、ファイナル・パッシベーション膜４３を成膜する。続いて、通常のリソグラフィにより、パターニングすることによって、アルミニウム系パッド電極４４上に、パッド開口４５を形成する。
【０１１６】
以上説明および図１等に示すように、各埋め込み配線層のパターニングにおけるバック・エンド繰り返し工程１０２の埋め込み配線プロセス・ループ１０３上の微細工程（たとえばビア露光・現像工程１２３、トレンチ露光・現像工程１２６等）において、特に、微細リソグラフィ装置７１等をＦＥＯＬ工程の微細工程（たとえば、図１のゲート電極パターニングのための塗布・露光・現像工程１１１、コンタクト・ホール形成のための塗布・露光・現像１１３等）と共用する場合は、その装置に導入する直前のバック・エンド工程に属するウエハに対して、セクション２で説明したような裏面洗浄を施すことが有益である。しかし、必ずしも、該当する全部の工程に適用する必要はない。これらの裏面洗浄をどこまで適用するかは、最終的にはコスト・パフォーマンスの問題である。配線層のうち等に適用すると効果の出るものとしては、Ｍ１からＭ５などのローカル配線に属する比較的下層の配線（セミ・グローバル配線やグローバル配線よりも下層の配線）である。
【０１１７】
４．本願の一実施の形態の半導体集積回路装置（銅系埋め込み配線の製品）の製造方法のウエハ・プロセス中での裏面洗浄プロセスとその他の裏面洗浄プロセスとの比較等の説明（主に図２２）
図２２は、２群の同一程度の銅汚染度のウエハ１（図４等参照）の裏面１ｂに対して、本発明の裏面洗浄（ＦＰＭ後ＳＰＭの２段洗浄）を適用したものと、裏面が窒化シリコン膜である場合に多用される比較例の裏面洗浄（ＳＰＭ後ＦＰＭの２段洗浄）を適用したものとの裏面の汚染量の比較を示したものである。これより、本発明の裏面洗浄の方が、二桁程度汚染が低減されていることがわかる。
【０１１８】
５．サマリ
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１１９】
例えば、前記実施の形態においては、銅系の埋め込み配線に例をとり具体的に説明したが、本願発明はそれに限定されるものではなく、銀系の埋め込み配線、アルミニウム系通常配線（非埋め込み配線）等にも適用できることは言うまでもない。たとえば、アルミニウム系配線（メタル配線）パターン等の薄膜の加工等である。
【０１２０】
前記実施の形態では、ＳＭＴ技術を適用する結果、ウエハの裏面がバック・エンド繰り返し工程において、ポリ・シリコンを主体とした膜になるものを中心に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、ＳＭＴ技術を適用しないものにも適用して効果があることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２１】
１ 半導体ウエハまたは半導体基板（単結晶P型シリコン系ウエハ）
１ａ 半導体ウエハのデバイス面（第1の主面）
１ｂ 半導体ウエハの裏面（第２の主面）
２ｐ Ｐ型ウエル領域
２ｎ Ｎ型ウエル領域
３ ＳＴＩ絶縁膜（酸化シリコン膜）
４ｎ ＮチャネルＭＩＳＦＥＴ
４ｐ ＰチャネルＭＩＳＦＥＴ
５ｎ Ｎ型低濃度ソース又はドレイン領域（Ｎ型エクステンション領域）
５ｐ Ｐ型低濃度ソース又はドレイン領域（Ｐ型エクステンション領域）
６ｎ ＮチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート絶縁膜
６ｐ ＰチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート絶縁膜
７ｎ ＮチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート電極
７ｐ ＰチャネルＭＩＳＦＥＴのゲート電極
７ｂ 裏面のポリ・シリコン膜
８ ゲート電極パターニング用レジスト膜
９ｎ Ｎ型高濃度ソース又はドレイン領域
９ｐ Ｐ型高濃度ソース又はドレイン領域
１１ａ オフセット絶縁膜（窒化シリコン膜）
１１ｂ オフセット絶縁膜に対応する裏面の窒化シリコン膜
１２ａ サイド・ウォール・スペーサ絶縁膜（窒化シリコン膜）
１２ｂ サイド・ウォール・スペーサ絶縁膜に対応する裏面の窒化シリコン膜
１４ ゲート電極構造保護用酸化シリコン膜（ゲート・キャップ膜）
１５ａ 応力付与用窒化シリコン膜
１５ｂ 応力付与用窒化シリコン膜に対応する裏面の窒化シリコン膜
１６ 応力付与用窒化シリコン膜選択エッチ用レジスト膜
１７ ニッケル系シリサイド膜
１８ ＳＡＣ用窒化シリコン膜（コンタクト・エッチ・ストップ膜）
１９ 第３層埋め込み配線層の層間絶縁膜
２０ 第１層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜
２１ プリ・メタル層間絶縁膜（酸化シリコン膜）
２２ コンタクト・ホール形成用レジスト膜
２３ コンタクト・ホール
２４ コンタクト部のタングステン・プラグ
２６ 第1層埋め込み配線層の層間絶縁膜（第1の絶縁膜の一例）
２７ 第1層銅系埋め込み配線
２８ 第２層埋め込み配線層の層間絶縁膜（第２の絶縁膜の一例）
２９ 第２層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜
３０ 第３層埋め込み配線層のエッチ・ストップ膜
３１ ビア開口用レジスト膜
３２ ビア・ホール
３３ レジスト・プラグ
３４ トレンチ加工用レジスト膜
３５ トレンチ（配線溝）
３６ 第２層埋め込み配線
３７ 第Ｎ層埋め込み配線層の層間絶縁膜（Ｎ≧３）
３８ 第Ｎ層埋め込み配線（Ｎ≧３）
３９ 第３層埋め込み配線層
４１ アルミニウム系のパッド電極下の層間絶縁膜
４２ アルミニウム系のパッド電極下のタングステン・プラグ
４３ ファイナル・パッシベーション膜
４４ アルミニウム系のパッド電極
４５ パッド開口
７１ 微細リソグラフィ装置（第１のリソグラフィ装置）
７２ ロード・ポート
７３ フープ（ウエハ搬送容器）
７４ 中間室
７５ ロード・ポート中間室間ウエハ搬送ロボット
７６ 洗浄テーブル中間室間ウエハ搬送ロボット
７７、７７ａ、７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ 洗浄テーブル（スピン・テーブル）
７８ 裏面洗浄装置
８１ ウエハ保持チャック・ピン（ウエハ保持機構）
８２ 薬液ノズル
８３ 雰囲気遮断板
８４ 上部ガス・ノズル
８５ 下部ガス・ノズル
８６ 薬液（純水含む）または洗浄用液体（）
８７ 下部ガス流
８８ 上部ガス流
１０１ フロント・エンド工程
１０２ バック・エンド繰り返し工程
１０３ 埋め込み配線プロセス・ループ
１１１ ゲート電極パターニングのための塗布・露光・現像
１１２ ウエハ裏面の窒化シリコン膜ウエット全面除去（ウエハの表側主面の窒化シリコン膜ウエット全面除去）
１１３ コンタクト・ホール形成のための塗布・露光・現像
１２１ 層間絶縁膜形成工程
１２２ 裏面洗浄工程
１２３ ビア露光・現像工程（ビア・リソグラフィ工程）
１２４ ビア・エッチ工程
１２５ 裏面洗浄工程
１２６ トレンチ露光・現像工程（トレンチ・リソグラフィ工程）
１２７ トレンチ・エッチ工程
１２８ 銅埋め込み工程
１２９ メタルＣＭＰ工程
１３１ ＦＰＭ洗浄工程（第1のウエット洗浄）
１３２ 純水リンス
１３３ ＳＰＭ洗浄工程（第２のウエット洗浄）
１３４ 純水リンス
１３５ スピン・ドライ工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハのデバイス面上の第1の絶縁膜上に、埋め込み配線の層間絶縁膜となる第２の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ウエハの裏面に対して、第１のウエット洗浄を実行する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記ウエハを第１のリソグラフィ装置に導入して、第１のレジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パターニングされた前記第１のレジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、第1のドライ・エッチングにより、前記第２の絶縁膜への第1の加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｂ）は、以下の下位工程を含む：
（ｂ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第1の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程；
（ｂ２）前記下位工程（ｂ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第２の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程。
【請求項２】
前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、更に、以下の工程を含む：
（ｅ）前記工程（ｄ）の後、前記第１のレジスト膜を除去する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエハの裏面に対して、第２のウエット洗浄を実行する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記ウエハを第１のリソグラフィ装置または第２のリソグラフィ装置に導入して、第２のレジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｈ）前記工程（ｇ）の後、パターニングされた前記第２のレジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、第２のドライ・エッチングにより、前記第２の絶縁膜への第２の加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｆ）は、以下の下位工程を含む：
（ｆ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第３の水溶液を用いて、前記第２のウエット洗浄を実行する工程；
（ｆ２）前記下位工程（ｆ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第４の水溶液を用いて、前記第２のウエット洗浄を実行する工程。
【請求項３】
前記２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の加工は、前記埋め込み配線のビア・エッチ加工である。
【請求項４】
前記３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２の加工は、前記埋め込み配線のトレンチ・エッチ加工である。
【請求項５】
前記４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記埋め込み配線は、銅系のデュアル・ダマシン配線である。
【請求項６】
前記５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のウエット洗浄および前記第２のウエット洗浄は、それぞれ枚葉方式により実行される。
【請求項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（ａ）から（ｈ）は、前記ウエハの前記裏面に窒化シリコン系絶縁膜が実質的にない状態で実行される。
【請求項８】
前記７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第２の水溶液は、ＳＰＭである。
【請求項９】
前記８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第３の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第４の水溶液は、ＳＰＭである。
【請求項１０】
前記９項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の水溶液および前記第２の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【請求項１１】
前記１０項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第３の水溶液および前記第４の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【請求項１２】
前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２の絶縁膜の形成工程は、枚葉方式によって実行される。
【請求項１３】
前記１２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記半導体集積回路装置は、ＭＩＳＦＥＴを有し、前記半導体集積回路装置の製造方法は、更に、以下の工程を含む：
（ｉ）前記工程（ａ）の前であって、前記ＭＩＳＦＥＴのゲート電極のパターニング工程の後に、前記ウエハに対して、熱燐酸によるバッチ方式のウエット処理を実行する工程。
【請求項１４】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハのデバイス面上の絶縁膜上に、メタル配線を形成するための薄膜を形成する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ウエハの裏面に対して、ウエット洗浄を実行する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記ウエハをリソグラフィ装置に導入して、レジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パターニングされた前記レジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、ドライ・エッチングにより、前記薄膜への加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｂ）は、以下の下位工程を含む：
（ｂ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第1の水溶液を用いて、前記ウエット洗浄を実行する工程；
（ｂ２）前記下位工程（ｂ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第２の水溶液を用いて、前記ウエット洗浄を実行する工程。
【請求項１５】
前記１４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のウエット洗浄および前記第２のウエット洗浄は、それぞれ枚葉方式により実行される。
【請求項１６】
前記１５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ａ）から（ｄ）は、前記ウエハの前記裏面に窒化シリコン系絶縁膜が実質的にない状態で実行される。
【請求項１７】
前記１６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第２の水溶液は、ＳＰＭである。
【請求項１８】
前記１７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の水溶液および前記第２の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【請求項１９】
前記１８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記薄膜の形成工程は、枚葉方式によって実行される。
【請求項２０】
前記１９項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記半導体集積回路装置は、ＭＩＳＦＥＴを有し、前記半導体集積回路装置の製造方法は、更に、以下の工程を含む：
（ｉ）前記工程（ａ）の前であって、前記ＭＩＳＦＥＴのゲート電極のパターニング工程の後に、前記ウエハに対して、熱燐酸によるバッチ方式のウエット処理を実行する工程。
【請求項１】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハのデバイス面上の第1の絶縁膜上に、埋め込み配線の層間絶縁膜となる第２の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ウエハの裏面に対して、第１のウエット洗浄を実行する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記ウエハを第１のリソグラフィ装置に導入して、第１のレジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パターニングされた前記第１のレジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、第1のドライ・エッチングにより、前記第２の絶縁膜への第1の加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｂ）は、以下の下位工程を含む：
（ｂ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第1の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程；
（ｂ２）前記下位工程（ｂ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第２の水溶液を用いて、前記第１のウエット洗浄を実行する工程。
【請求項２】
前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、更に、以下の工程を含む：
（ｅ）前記工程（ｄ）の後、前記第１のレジスト膜を除去する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ウエハの裏面に対して、第２のウエット洗浄を実行する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記ウエハを第１のリソグラフィ装置または第２のリソグラフィ装置に導入して、第２のレジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｈ）前記工程（ｇ）の後、パターニングされた前記第２のレジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、第２のドライ・エッチングにより、前記第２の絶縁膜への第２の加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｆ）は、以下の下位工程を含む：
（ｆ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第３の水溶液を用いて、前記第２のウエット洗浄を実行する工程；
（ｆ２）前記下位工程（ｆ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第４の水溶液を用いて、前記第２のウエット洗浄を実行する工程。
【請求項３】
前記２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の加工は、前記埋め込み配線のビア・エッチ加工である。
【請求項４】
前記３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２の加工は、前記埋め込み配線のトレンチ・エッチ加工である。
【請求項５】
前記４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記埋め込み配線は、銅系のデュアル・ダマシン配線である。
【請求項６】
前記５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のウエット洗浄および前記第２のウエット洗浄は、それぞれ枚葉方式により実行される。
【請求項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（ａ）から（ｈ）は、前記ウエハの前記裏面に窒化シリコン系絶縁膜が実質的にない状態で実行される。
【請求項８】
前記７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第２の水溶液は、ＳＰＭである。
【請求項９】
前記８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第３の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第４の水溶液は、ＳＰＭである。
【請求項１０】
前記９項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の水溶液および前記第２の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【請求項１１】
前記１０項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第３の水溶液および前記第４の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【請求項１２】
前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２の絶縁膜の形成工程は、枚葉方式によって実行される。
【請求項１３】
前記１２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記半導体集積回路装置は、ＭＩＳＦＥＴを有し、前記半導体集積回路装置の製造方法は、更に、以下の工程を含む：
（ｉ）前記工程（ａ）の前であって、前記ＭＩＳＦＥＴのゲート電極のパターニング工程の後に、前記ウエハに対して、熱燐酸によるバッチ方式のウエット処理を実行する工程。
【請求項１４】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハのデバイス面上の絶縁膜上に、メタル配線を形成するための薄膜を形成する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ウエハの裏面に対して、ウエット洗浄を実行する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記ウエハをリソグラフィ装置に導入して、レジスト膜のパターニングを実行する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パターニングされた前記レジスト膜がある状態で、前記ウエハの前記デバイス面側に対して、ドライ・エッチングにより、前記薄膜への加工を実行する工程、
ここで、前記工程（ｂ）は、以下の下位工程を含む：
（ｂ１）弗化水素および過酸化水素を主要な溶質成分とする第1の水溶液を用いて、前記ウエット洗浄を実行する工程；
（ｂ２）前記下位工程（ｂ１）の後、硫酸および過酸化水素を主要な溶質成分とする第２の水溶液を用いて、前記ウエット洗浄を実行する工程。
【請求項１５】
前記１４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のウエット洗浄および前記第２のウエット洗浄は、それぞれ枚葉方式により実行される。
【請求項１６】
前記１５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ａ）から（ｄ）は、前記ウエハの前記裏面に窒化シリコン系絶縁膜が実質的にない状態で実行される。
【請求項１７】
前記１６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の水溶液は、ＦＰＭであり、前記第２の水溶液は、ＳＰＭである。
【請求項１８】
前記１７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の水溶液および前記第２の水溶液は、それぞれ常温で、前記ウエハの前記裏面に供給される。
【請求項１９】
前記１８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記薄膜の形成工程は、枚葉方式によって実行される。
【請求項２０】
前記１９項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記半導体集積回路装置は、ＭＩＳＦＥＴを有し、前記半導体集積回路装置の製造方法は、更に、以下の工程を含む：
（ｉ）前記工程（ａ）の前であって、前記ＭＩＳＦＥＴのゲート電極のパターニング工程の後に、前記ウエハに対して、熱燐酸によるバッチ方式のウエット処理を実行する工程。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１０−２０６０５６（Ｐ２０１０−２０６０５６Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１６６６（Ｐ２００９−５１６６６）
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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