JPH11162872A

JPH11162872A - 半導体集積回路装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH11162872A
Application number: JP33933297A
Authority: JP
Inventors: Genichi Shigesato; 元一重里; Shinji Tokumaru; 慎司徳丸; Shunichi Hayashi; 林　　俊一
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-11-24
Filing date: 1997-11-24
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】通常の半導体集積回路装置製造工程に
おいて不可避である４００℃〜５００℃での熱処理以外
の特別な熱処理を施さなくても半導体基板との接触抵抗
が低く、一層でも十分にバリア性が高いＴｉＷ合金を含
む配線を有する半導体集積回路装置を提供する。【解決手段】半導体基板上に形成された絶縁膜に開
孔されたコンタクトホールに金属が埋め込まれた半導体
集積回路装置において、コンタクトホール底部に露出し
た半導体基板上に、ＷとＴｉとの濃度和に対するＴｉ
濃度が２０ａｔ％以上５０ａｔ％以下であって、かつ酸
素濃度が全体の１．０ａｔ％以上２０ａｔ％以下である
ＴｉＷ合金層、あるいはＴｉ濃度が５ａｔ％以上２０ａ
ｔ％未満であって、かつ酸素濃度が全体の０．５ａｔ％
以上１５ａｔ％以下であるＴｉＷ合金層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関するものであり、より詳しくはコンタクトホール
に埋め込まれるＴｉＷ配線とその形成方法に特徴を有す
る半導体集積回路装置及びその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】コンタクトホールにＷやＡｌなどの金属
プラグあるいは金属配線を埋め込む際には、例えば特開
平２−９６３３１号公報や特開平１−１３８７１８号公
報に開示されているように、半導体基板と前記金属プラ
グとの間、あるいは半導体基板と前記金属配線との間に
ＴｉＷ合金やＴｉの層を形成することが多い。これは半
導体基板とのオーミックコンタクトを得たり、前記金属
プラグあるいは金属配線と半導体基板との相互拡散を防
ぐ目的で形成されるものであり、それぞれコンタクト
層、バリア層と呼ばれている。また、Ｔｉは半導体基板
との接触抵抗が低くコンタクト層としては優れた材料で
あるが、半導体基板やＴｉの上に積層されるＡｌやＷを
ＣＶＤ法で形成するときの酸素やフッ素ガスなどに対す
るバリア性が悪い。従って、Ｔｉ層の上にはＴｉＮなど
のバリア層が積層されることが多い。

【０００３】ＬＳＩ配線用に良く用いられているＴｉＷ
合金のＴｉ濃度は２０ａｔ％〜３０ａｔ％である。この
ときのＴｉＷは、Ｔｉに比べてバリア性に優れ、かつ金
属埋め込み時の膜剥がれが生じにくいなどの利点があ
る。

【０００４】しかしながら、ＴｉＷ合金と半導体基板と
の接触抵抗はＴｉと半導体基板との接触抵抗に比べて大
きく、抵抗不良によるトラブルが発生するという問題が
あった。特に４００℃〜５００℃で熱処理を施すと、Ｔ
ｉ濃度が２０ａｔ％〜３０ａｔ％のＴｉＷ合金の場合、
半導体基板との接触抵抗は著しく高くなりトラブルが発
生する。ここで、上記４００℃〜５００℃の熱処理は、
通常の半導体集積回路装置製造工程において、ＴｉＷな
どのバリア層を形成した後の酸化珪素絶縁膜形成などで
不可避的に行われるものである。

【０００５】そこで米国特許第４８８８２９７号では、
コンタクト層としてＴｉ濃度が約９０ａｔ％〜９７ａｔ
％のＴｉＷ合金を用いることが示され、またＢａｂｃｏ
ｃｋらは（Ｊ．Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．５３,１９８２,P.
６８９８-６９０５）Ｔｉ濃度が８０ａｔ％のＴｉＷ合
金を用いることを推奨している。

【０００６】しかしながら、このような組成のＴｉＷ合
金ではバリア性が不十分であるために、コンタクト層と
は別の組成のＴｉＷ合金、すなわちそれぞれＴｉ６３ａ
ｔ％以下、Ｔｉ３０ａｔ％のＴｉＷ合金層をバリア層と
して積層している。

【０００７】また、特開平５−１７５３４６号公報に開
示されているように、ＴｉＷなどのバリア層を形成した
後に６００℃〜７５０℃で熱処理を施すことによってＴ
ｉＷ合金と半導体基板との接触抵抗を低下させる方法も
あるが、その場合には通常の半導体集積回路装置製造工
程に新たな熱処理工程を追加しなければならないため、
製造コストが増加するという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、通常の半導
体集積回路装置製造工程に用いられる４００℃〜５００
℃の熱処理以外の特別な熱処理を施さなくても半導体基
板との接触抵抗が低く、一層でも十分にバリア性が高い
ＴｉＷ合金からなる配線を有する半導体集積回路装置と
その製造方法を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべ
く、本発明は、半導体基板上に形成された絶縁膜に開孔
されたコンタクトホールに金属が埋め込まれた半導体集
積回路装置において、コンタクトホール底部に露出した
半導体基板上に、ＷとＴｉとの濃度和に対するＴｉ濃度
が２０ａｔ％以上５０ａｔ％以下であって、かつ酸素濃
度が全体の１．０ａｔ％以上２０ａｔ％以下となってい
るＴｉＷ合金層、あるいはＴｉ濃度が５ａｔ％以上２０
ａｔ％未満であって、かつ酸素濃度が全体の０．５ａｔ
％以上１５ａｔ％以下となっているであるＴｉＷ合金層
が形成されていることを特徴とするものである。また、
全流量の０．１ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下の酸素ガ
スと１ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下の水素ガスを含ん
だＡｒガスを用いてスパッタ成膜するか、更に半導体基
板にバイアス電流を印加してスパッタ成膜することによ
り上記半導体集積回路装置を製造することを特徴とする
ものである。

【００１０】ＴｉＷ合金のＷとＴｉの濃度和に対するＴ
ｉ濃度が２０ａｔ％以上５０ａｔ％以下で、あってかつ
酸素濃度が１．０ａｔ％以上２０ａｔ％以下であるか、
あるいはＷとＴｉの濃度和に対するＴｉ濃度が５ａｔ％
以上２０ａｔ％未満であって、かつ酸素濃度が０．５ａ
ｔ％以上１５ａｔ％以下である場合に、４００℃〜５０
０℃の熱処理を施してもＢＣＣ構造のＴｉＷ合金層と半
導体基板との間に非晶質シリサイド層が生成せず、Ｔｉ
Ｗ合金と半導体基板との接触抵抗が低く保たれる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
について詳細に説明する。

【００１２】半導体基板上にＴｉＷ合金をスパッタリン
グにより成膜すると、Ｔｉ濃度が０ａｔ％〜９０ａｔ％
の範囲でＴｉＷ合金はＢＣＣ構造となる（Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．ｐｈｙｓ．５３,１９８２,P.６８９８-６９０
５）。バリア層として工業的によく用いられるＴｉＷ合
金はＴｉ濃度が２０ａｔ％〜３０ａｔ％のものである
が、これを４００℃〜５００℃の温度で熱処理を施す
と、ＢＣＣ構造のＴｉＷ合金と半導体基板の間に厚さ約
１ｎｍ〜２ｎｍの非晶質シリサイド層が生成する。この
非晶質シリサイド層が生成することにより、半導体基板
とＴｉＷ合金層との接触抵抗は大幅に増大する。

【００１３】これを防ぐ手法として、特開平５−１７５
３４６号公報では、ＴｉＷ合金などのバリア層を形成し
た後に６００℃〜７５０℃での高温熱処理を施すことに
よって、ＴｉＷ合金と半導体基板の間にＴｉとＷと半導
体基板元素の結晶質の三元合金をエピタキシャルに形成
させる手法が提案されていた。しかしながら、この手法
では、通常の半導体集積回路装置製造工程に新たな熱処
理工程を追加することとなるため、コストが増加すると
いう問題があった。図１は典型的な半導体集積回路の断
面構造を表したものである。基板１上に形成された酸化
珪素絶縁膜３に於ける基板１のｎ型拡散層２上にはコン
タクトホール３ａが形成され、その内部及び酸化珪素絶
縁膜３上にＴｉＷ合金層４及びＷ層５が成膜されてい
る。このＴｉＷ合金層４及びＷ層５を形成後、酸化珪素
絶縁膜６（ｓｐｉｎｏｎｇｒａｓｓ：以下ＳＯＧ）
を塗布した後に４００℃〜５００℃の温度に加熱する。
更に、後工程でＳＯＧが形成される場合、４００℃〜５
００℃の熱処理が施される。従って、４００℃〜５００
℃の熱処理は不可避的なものである。本発明者らは、本
発明の組成のＴｉＷ合金は４００℃〜５００℃の温度で
熱処理を施しても、ＢＣＣ構造のＴｉＷ合金と半導体基
板の間に非晶質シリサイド層は生成しないことを見いだ
し、これにより６００℃〜７５０℃での高温熱処理を施
さなくても半導体基板とＴｉＷ合金層との接触抵抗の増
大を防ぐことができることを見いだした。また、本発明
の組成のＴｉＷ合金はバリア性も十分であるため、一層
でコンタクト層とバリア層を兼ねることができる。これ
は、適当な量の酸素を意図的に混入させることにより、
酸素が粒界などの欠陥に入り込むため従来のＴｉＷ合金
よりもさらにバリア性が高くなっているためと考えられ
る。

【００１４】以下に、組成の限定理由について説明す
る。請求項１に関し、ＷとＴｉとの濃度和に対するＴｉ
濃度（以下、Ｔｉ濃度と略記）が２０ａｔ％以上の場
合、酸素濃度が１．０ａｔ％未満では、４００℃〜５０
０℃の温度での熱処理によりＢＣＣ構造のＴｉＷ合金と
半導体基板の間に非晶質シリサイド層が生成し、半導体
基板との接触抵抗が熱処理によって増大する。従って、
Ｔｉ濃度が２０ａｔ％以上の場合の酸素濃度の下限は
１．０ａｔ％となる。また、半導体基板との接触抵抗は
酸素濃度が高くなるに従い増大する傾向にあり、特に酸
素濃度が２０ａｔ％を越えると半導体基板との接触抵抗
は急激に大きくなる。このため、酸素濃度の上限は２０
ａｔ％となる。

【００１５】また、Ｔｉ濃度が５０ａｔ％を越えると、
酸素濃度によらず４００℃〜５００℃の温度での熱処理
によりＢＣＣ構造のＴｉＷ合金と半導体基板の間に非晶
質ＴｉＷ層が生成し、半導体基板との接触抵抗が熱処理
によって増大する。従って、Ｔｉ濃度の上限は５０ａｔ
％となる。

【００１６】次に、請求項２に関し、Ｔｉ濃度が２０ａ
ｔ％未満の場合、酸素濃度が０．５ａｔ％未満では、４
００℃〜５００℃の温度での熱処理によりＢＣＣ構造の
ＴｉＷ合金と半導体基板の間に非晶質シリサイド層が生
成する。従って、Ｔｉ濃度が２０ａｔ％未満の場合の酸
素濃度の下限は０．５ａｔ％となる。また、半導体基板
との接触抵抗は酸素濃度が高くなるに従い増大する傾向
にあり、特に酸素濃度が１５ａｔ％を越えると半導体基
板との接触抵抗は急激に大きくなる。このため、酸素濃
度の上限は１５ａｔ％となる。また、Ｔｉ濃度が５ａｔ
％未満では、熱処理による半導体基板との接触抵抗の増
大は見られないが、熱処理前の半導体基板との接触抵抗
がすでに大きい。従って、Ｔｉ濃度の下限は５ａｔ％と
なる。

【００１７】次いで、本発明の半導体集積回路装置の製
造方法におけるガス成分の限定理由について述べる。Ｔ
ｉＷ合金をスパッタ成膜するには通常アルゴンガスをス
パッタガスとして用い、ＴｉＷ酸化膜あるいは酸素を含
んだＴｉＷ合金をスパッタ成膜するにはアルゴンガスに
酸素を混合したガスをスパッタガスとして用いる。一般
的に金属ターゲットをアルゴンガスに酸素を混合したガ
スを用いてスパッタ成膜した場合、酸素ガスの濃度があ
る臨界値以上になると成膜したＴｉＷ合金中の酸素濃度
が急激に上昇し、完全な酸化膜になってしまう。従っ
て、ＴｉＷ合金中の酸素濃度を精密に制御するには水素
ガスを酸化反応の緩衝剤をして用いる必要がある。酸素
濃度が全体の０．５ａｔ％であるＴｉＷ合金を成膜する
には、スパッタガス中に酸素ガスを全流量の０．１ｖｏ
ｌ％以上含まなければならない。従って、酸素ガス濃度
の下限は０．１ｖｏｌ％となる。また、酸素ガスが全流
量の２０ｖｏｌ％を超えると水素ガス濃度にかかわらず
ＴｉＷ合金中の酸素濃度は２０ａｔ％を超えてしまう。
従って、酸素ガス濃度の上限は２０ｖｏｌ％となる。一
方、水素ガス濃度は酸化を抑制する効果がある１ｖｏｌ
％以上にする必要があるが、５０ｖｏｌ％を越えてもそ
の効果に変化はなく、そのうえアルゴンガス濃度が相対
的に低下するためＴｉＷ合金の成膜速度が急激に低下す
る恐れがある。従って、水素ガスの濃度範囲は１ｖｏｌ
％以上５０ｖｏｌ％以下となる。

【００１８】

【実施例】実施例１図２は本発明の一実施例を示す半導体集積回路装置のコ
ンタクトホール部分の断面図である。ｐ型シリコン基板
１１の上に層間絶縁膜として厚さ１．５μｍの酸化珪素
膜１３が形成され、ｐ型シリコン基板１の一部に設けら
れた厚さ約０．３μｍのｎ型拡散層２の上の酸化珪素膜
１３には０．５μｍ径のコンタクトホール１３ａが形成
されている。コンタクトホール１３ａには該コンタクト
ホール外での膜厚が１００ｎｍとなるように（ホール底
部では約２０ｎｍ）ＴｉＷ合金層１４が成膜されてい
る。ここで、本実施例ではＴｉ濃度を制御するためにＴ
ｉ、Ｗの２枚のターゲットを用い、基板を回転させなが
ら各ターゲットに印加する電力を調整して同時にスパッ
タリングすることにより、Ｔｉ濃度が７０ａｔ％、３０
ａｔ％、３ａｔ％である３種類の試料を作製した。スパ
ッタリングは基板を３００℃に加熱しながら、酸素ガス
を全流量の１．８ｖｏｌ％、水素を８．９ｖｏｌ％含ん
だアルゴンガス中で行った。ＴｉＷ合金層１４の上にコ
ンタクトホール外での膜厚が１００ｎｍのＷ層１５をＣ
ＶＤ法にて埋め込み、フォトリソグラフィー法によりコ
ンタクトホール１３ａ周辺部以外の部分のＷをエッチン
グで取り除いた。その上に層間絶縁膜としての酸化珪素
膜１６を形成し、再度フォトリソグラフィー法を用いて
コンタクトホール１３ａ周辺部の酸化珪素膜１６のみを
取り除いた。この方法により作製したコンタクト抵抗測
定用試料をアルゴン雰囲気中で４５０℃にて３時間の熱
処理を施した後、各試料のコンタクト抵抗を測定した。
また、ＴｉＷ合金中の酸素濃度は後で述べる透過型電子
顕微鏡観察の際にＥＤＳ分析法により測定した。ＴｉＷ
合金中の酸素濃度と熱処理前後のコンタクト抵抗の測定
結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】Ｔｉ濃度が７０ａｔ％、酸素濃度が９ａｔ
％のＴｉＷの場合、コンタクト抵抗は２０１５Ω、また
Ｔｉ濃度が３ａｔ％、酸素濃度が３ａｔ％のＴｉＷの場
合、コンタクト抵抗は９８０Ωとそれぞれ高い値を示し
たのに対して、本発明の一例としてＴｉ濃度が３０ａｔ
％、酸素濃度が５ａｔ％のＴｉＷでは３４０Ωと小さな
抵抗値となった。

【００２１】次に、それぞれの試料の基板ＳｉとＴｉＷ
合金の接触部分の断面構造（界面構造）を透過型電子顕
微鏡で観察し、基板ＳｉとＴｉＷ合金の間に非晶質Ｔｉ
Ｗ層が存在するかどうかを確かめた。図３は本発明の範
囲外の一例として、Ｔｉ濃度が７０ａｔ％、酸素濃度が
９ａｔ％のＴｉＷ合金とＳｉ基板の界面構造の観察結果
を示す。Ｓｉ基板とＢＣＣ構造のＴｉＷ合金の間に厚さ
約２ｎｍの非晶質（ＴｉＷ）Ｓｉ層が生成していること
がわかった。図４は本発明の一例として、Ｔｉ濃度が３
０ａｔ％、酸素濃度が５ａｔ％のＴｉＷ合金とＳｉ基板
との界面構造の観察結果である。Ｓｉ基板上に直接ＢＣ
Ｃ構造のＴｉＷ合金が成膜されており、Ｓｉ基板とＢＣ
Ｃ構造のＴｉＷ合金の間には非晶質シリサイド層は存在
しないことがわかった。このように本発明の半導体集積
回路装置ではＳｉ基板とＢＣＣ構造のＴｉＷ合金の間に
高抵抗化の原因となる非晶質シリサイド層は形成されな
かった。

【００２２】実施例２実施例１と同様のコンタクトホールが形成されたＳｉ基
板に、コンタクトホールにコンタクトホール外での膜厚
が１００ｎｍになるように（ホール底部では約２０ｎ
ｍ）ＴｉＷ合金層１４を成膜した。ここで、本実施例で
は、Ｔｉ濃度が３０ａｔ％のターゲットを用い、基板を
３００℃に加熱しながらアルゴンガスのみでスパッタリ
ングした試料と酸素ガスを全流量の１．６ｖｏｌ％、水
素を１６ｖｏｌ％含んだアルゴンガスでスパッタリング
した試料を作製した。ＴｉＷ合金成膜後、実施例１と同
様の工程でコンタクト抵抗測定用試料を作製した。それ
ぞれのコンタクト抵抗測定用試料をアルゴン雰囲気中で
４５０℃で３０分から３時間の熱処理を施した後、各試
料のコンタクト抵抗を測定した。

【００２３】図５にそれぞれの試料のコンタクト抵抗の
熱処理時間依存性を示す。アルゴンガスのみでスパッタ
リングして作製した試料の場合、３０分の熱処理では２
１５Ωと低いコンタクト抵抗を示すものの、それ以上の
熱処理では時間とともにコンタクト抵抗が増大した。一
方、本発明である水素と酸素を含んだアルゴンガスでス
パッタ成膜した場合、３時間までの熱処理では時間に依
存することなく十分低いコンタクト抵抗を維持した。こ
のことは、本発明の場合は、ＴｉＷ層形成後のＳＯＧベ
ークなどの半導体集積回路装置製造工程において不可避
である熱処理工程後でも信頼性が高いことを示唆するも
のである。

【００２４】実施例３シリコン基板上に１００ｎｍのＴｉＷ膜を、Ｔｉ濃度比
を制御するためにＴｉ、Ｗの２枚のターゲットを用い、
基板を回転させながら各ターゲットに印加する電力を調
整して同時にスパッタすることにより作製した。Ｔｉ濃
度が３０ａｔ％になるように各ターゲットの電力を制御
し、酸素ガスを全流量の１０ｖｏｌ％、水素を４０ｖｏ
ｌ％含んだアルゴンガスで基板にＲＦ１００Ｗのバイア
スを印加しながら成膜した。また、上記と同様にしてＴ
ｉ濃度が３０ａｔ％及び７０ａｔ％になるように各ター
ゲットの電力を調整し、アルゴンガスのみでスパッタリ
ングした試料も作製した。

【００２５】これら３つの試料の酸素に対するバリア性
を評価するために、真空チャンバ内にヒータが設置され
た装置に酸素ガスを圧力３ｍＴｏｒｒになるように導入
して、４５０℃で１０分の熱処理を行った。次いで、各
試料の酸素濃度の深さ方向分布を光電子分光法により測
定した。その結果を図６〜図８のグラフに示す。Ｔｉ濃
度が３０ａｔ％及び７０ａｔ％になるように各ターゲッ
トの電力を調整しアルゴンガスのみでスパッタした試料
（それぞれ図６、図７）では、Ｔｉの酸化物が膜表面に
厚く形成している。これに対し、本発明によるプロセス
で作製した試料（図８）ではＴｉの酸化物は表面に極薄
く存在しているに過ぎず、酸素に対するバリア性が高い
ことを示した。このことは、本発明によればＴｉＮなど
のバリア層を積層せずに直接層間絶縁膜を被覆すること
が可能であり、キャパシタ酸化膜の電極としての使用が
可能であることを示すものである。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、通常の半導体集積回路
装置製造工程において不可避である４００℃〜５００℃
の熱処理以外の特別な熱処理を施さなくても半導体基板
との接触抵抗が低く、一層でも十分にバリア性が高いＴ
ｉＷ合金を含む配線を有する半導体集積回路装置を提供
することができ、これにより製造コストを低下させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の典型的な半導体集積回路装置のコンタク
トホール部分の断面図。

【図２】接触抵抗測定に用いた本発明による半導体集積
回路装置のコンタクトホール部分の断面図。

【図３】Ｔｉ濃度が７０ａｔ％、Ｏ濃度が９ａｔ％のＴ
ｉＷ合金を基板Ｓｉ上に成膜し、４５０℃で３時間の熱
処理を施したものの金属組織を示す透過型電子顕微鏡写
真。

【図４】Ｔｉ濃度が３０ａｔ％、Ｏ濃度が５ａｔ％のＴ
ｉＷ合金を基板Ｓｉ上に成膜し、４５０℃で３時間の熱
処理を施したものの金属組織を示す透過型電子顕微鏡写
真。

【図５】アルゴンガスのみでスパッタして作製した試料
と、水素と酸素を含んだアルゴンガスでスパッタ成膜し
た試料のコンタクト抵抗の熱処理時間依存性を示すグラ
フ。

【図６】Ｔｉ濃度が３０ａｔ％になるように各ターゲッ
トの電力を調整し、アルゴンガスのみでスパッタリング
した試料の酸素に対するバリア性を示すグラフ。Ｏ１
ｓ、Ｔｉ２ｐ、Ｗ４ｆで示した曲線はそれぞれ酸素の１
ｓ軌道の電子、Ｔｉの２ｐ軌道の電子、Ｗの４ｆ軌道の
電子の励起による光電子強度を示しており、それぞれ酸
素、Ｔｉ、Ｗの濃度に比例する。

【図７】Ｔｉ濃度が７０ａｔ％になるように各ターゲッ
トの電力を調整し、アルゴンガスのみでスパッタリング
した試料の酸素に対するバリア性を示す図６と同様なグ
ラフ。

【図８】Ｔｉ濃度が３０ａｔ％になるように各ターゲッ
トの電力を調整し、酸素、水素を含んだアルゴンガスで
基板にＲＦ１００Ｗのバイアスを印加しながらスパッタ
リングした試料の酸素に対するバリア性を示す図６及び
図７と同様なグラフ。

【符号の説明】

１ｐ型シリコン基板２ｎ型拡散層３層間絶縁膜（酸化珪素）３ａコンタクトホール４ＴｉＷ合金層５Ｗ層６層間絶縁膜（酸化珪素）１１ｐ型シリコン基板１２ｎ型拡散層１３層間絶縁膜（酸化珪素）１３ａコンタクトホール１４ＴｉＷ合金層１５Ｗ層１６層間絶縁膜（酸化珪素）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に形成された絶縁膜に開
孔されたコンタクトホールに金属が埋め込まれた半導体
集積回路装置において、前記コンタクトホール底部に露出した半導体基板上に、
ＷとＴｉとの濃度和に対するＴｉ濃度が２０ａｔ％以上
５０ａｔ％以下であって、かつ酸素濃度が全体の１．０
ａｔ％以上２０ａｔ％以下となっているＴｉＷ合金層を
含む金属配線が形成されていることを特徴とする半導体
集積回路装置。
【請求項２】半導体基板上に形成された絶縁膜に開
孔されたコンタクトホールに金属が埋め込まれた半導体
集積回路装置において、前記コンタクトホール底部に露出した半導体基板上に、
ＷとＴｉとの濃度和に対するＴｉ濃度が５ａｔ％以上
２０ａｔ％未満であって、かつ酸素濃度が全体の０．５
ａｔ％以上１５ａｔ％以下となっているＴｉＷ合金層を
含む金属配線が形成されていることを特徴とする半導体
集積回路装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の半導
体集積回路装置の製造方法であって、ＴｉＷ層を形成する工程で、全流量の０．１ｖｏｌ％以
上２０ｖｏｌ％以下の酸素ガスと、１ｖｏｌ％以上５０
ｖｏｌ％以下の水素ガスとを含むアルゴンガスを用いて
スパッタ成膜することを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
【請求項４】請求項１または請求項２に記載の半導
体集積回路装置の製造方法であって、ＴｉＷ層を形成する工程で、全流量の０．１ｖｏｌ％以
上２０ｖｏｌ％以下の酸素ガスと、１ｖｏｌ％以上５０
ｖｏｌ％以下の水素ガスとを含んだアルゴンガスを用
い、半導体基板にバイアス電流を印加してスパッタ成膜
することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。