JP3379278B2 - 電極配線およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金配線層
（以下、Ａｌ合金層という）を有する半導体装置の電極
配線に係り、特に微細化する際にＡｌ合金層内に生じる
欠陥（以下、Ａｌボイドという）を低減する電極配線お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、素子の高集積化に伴い、微細化や
多層化が必須の技術となってきており、微細化するにつ
れてＡｌ合金層の線幅も細く設計され、その線幅が２〜
３μｍ以下になってくると、保護膜の形成による圧縮応
力によってＡｌ合金層内に図４に示すようなＡｌボイド
が発生する。このＡｌボイドは、熱処理中にＡｌ合金層
内に引っ張り応力がかかることにより発生するストレス
マイグレーションであることが知られている。また、多
層化によっても種々の薄膜を重ねるために素子の内部構
造に引っ張り応力が加えられ前述したＡｌボイドが発生
する。

【０００３】このＡｌボイドが大きくなると、信頼性上
非常に大きな問題となってくる。例えば、アルミニウム
合金配線の断線、Ａｌ合金層の断面積の減少による配線
抵抗の増大、発熱による素子破壊、動作スピードの遅
延、大電流を通電した時にエレクトロマイグレーション
が起こる、などである。従来では、Ａｌボイドの発生を
抑制するため、ＣｕをＡｌとＳｉの電極配線に混ぜるこ
とによってＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線を形成し、ＣｕをＡｌ
原子の移動の障害物として作用させていた。

【０００４】この電極配線として、特開昭６３−１５２
１４７号公報に開示された電極配線がある。これはＡｌ
−Ｓｉ−Ｃｕ配線において、その結晶面を主に（１１
１）面に配向させることにより、Ａｌボイドの発生をさ
らに低減できるというものである。すなわち、（１１
１）面はＡｌ原子が最密充填している面であるため、Ａ
ｌ原子は他のＡｌ原子によって移動を抑制され、それに
よりＡｌ合金層の内部応力の緩和のためのＡｌ原子の移
動が抑制され、Ａｌボイドの発生を低減するものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このＡ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線の（１１１）面の配向性は下地の結
晶構造と密接な関係にある。例えば、特公平３ー３３９
５号公報、特開平４ー４２５３７号公報、特開平３ー２
６２１２７号公報等に示されているように、バリアメタ
ルとしての高融点金属窒化膜である窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）層上にＡｌ合金層を形成した場合には、Ａｌ合金を
規則正しく（１１１）面に配向させて形成することが難
しいということが判明した。

【０００６】従って、特開昭６３−１５２１４７号公報
に開示された電極配線は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線の配向
性を向上させるために下地の結晶構造をも監視する必要
があり、この結果、生産性の向上が望めないという問題
がある。本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、窒
化チタン層上にＡｌ合金層を被覆したものについて、Ａ
ｌ合金層の配向性に係わらずこのＡｌ合金層内における
Ａｌボイドの発生を抑制することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため、窒化チタン層上にＡｌ合金層を被覆し
たものについて、Ａｌ合金層の配向性に係わらずこのＡ
ｌ合金層内におけるＡｌボイドの発生を抑制する方法に
ついて、その製造条件等から種々の検討を行った。

【０００８】その結果、Ａｌボイドの発生とは関係ない
と思われていた窒化チタン層の成膜条件によりＡｌボイ
ドの発生を大きく低減できることを見いだした。この点
について詳述する。この種の電極配線を形成する場合に
は、シリコン基板上にチタン（Ｔｉ）層、窒化チタン
層、Ａｌ合金層を形成した後、電気的接触部の抵抗を低
減するため熱処理を加え、その後、保護膜を形成する。
そして、チタン層、窒化チタン層を形成する場合、図１
６に示すスパッタリング装置を用いる。このスパッタリ
ング装置において、Ｔｉターゲットとヒータ間に電圧を
印加し、Ｔｉをウエハ（基板）上に堆積させた後、Ｎ₂
を流しながらＴｉと反応させＴｉＮを基板上に堆積させ
る。

【０００９】ここで、Ｔｉターゲットとヒータ間に印加
する電力をＴｉターゲットの面積で割ったＤＣパワー密
度（以下、単にパワー密度という）および基板温度を変
化させてＡｌボイドの発生を検討してところ、図３に示
すような結果を得た。この図３において、配線幅１μｍ
に対し、○は幅０．３μｍ以上のＡｌボイドの発生が見
られなかった試料を示し、×は幅０．３μｍ以上のＡｌ
ボイドが発生した試料を示している。なお、Ａｌボイド
の幅とは図４に定義される通りである。この図３に示す
○×の関係から、図中に実線から下の領域において、顕
著にＡｌボイドを抑制しており、特にパワー密度５．５
Ｗ／ｃｍ² 以下の条件においては基板温度に係わりな
く、Ａｌボイドを抑制していることがわかる。

【００１０】このことについて考察してみると、電極配
線を形成する場合に、Ａｌ合金層を形成した後に行われ
る電気的接続抵抗の低減を目的とした熱処理（４００℃
〜４８０℃）や絶縁膜を形成する際に加わる３００℃か
ら４８０℃の熱処理中に、窒化チタン層からＡｌ合金層
にチタンが拡散し、以下に示されるような反応が生じ
る。

【００１１】

【化１】Ａｌ ＋ ＴｉＮ → ＡｌＮ ＋ Ｔｉ

【００１２】

【化２】Ｔｉ ＋ ｘＡｌ → ＴｉＡｌ_x ここで、ｘは任意の数である。この化１式、化２式で示
される反応が生じることによりＡｌ合金中にＴｉの拡散
層（この層のことを歪み緩和層とよぶ）が形成され、Ａ
ｌ合金内部の歪みを緩和し、Ａｌボイドの形成を抑制す
るものと考えられる。

【００１３】すなわち、窒化チタン層とこの上に形成し
たＡｌ合金層に熱処理を施すと、ＴｉＮがＡｌによって
還元されＴｉができる。このＴｉはＡｌ合金層内部に、
Ａｌ合金層内部の歪みエネルギーを散逸させる方向に拡
散し、これにより歪み緩和層が形成される。すなわち、
Ａｌ合金層内部の歪みとしてＡｌ合金層内部に引っ張り
応力による歪みがある場合には、拡散したＴｉがアルミ
ニウム格子間に入り込み、アルミニウム格子間隔を押し
広げて歪みを緩和するように歪み緩和層が形成される。
この歪み緩和層により歪みが緩和され、その結果、Ａｌ
合金層の配向性に係わらずこのＡｌ合金層内におけるＡ
ｌボイドの発生を抑制する。

【００１４】Ａｌボイドの発生は、熱処理中にＡｌ内部
に応力がかかることにより発生するストレスマイグレー
ションであることが知られているが、上記したＡｌボイ
ドを抑制する機構は、窒化チタン層からＡｌ合金層へＴ
ｉが拡散することにより歪み緩和層を形成し、Ａｌ内部
にかかる応力の歪みを緩和することによってＡｌボイド
を抑制するものである。

【００１５】このような歪み緩和層は、Ａｌボイドの発
生を抑制するに十分な厚さをもった層である。この点、
上記公報に示される従来のものにおいても上記のような
反応が生じているものと思われるが、この場合には、Ａ
ｌ合金中へのＴｉ拡散層は、単なる反応層であって薄い
層であり、上記のようなＡｌボイドの発生を抑制するよ
うな厚い層とはならない。従って、このような薄い層の
場合には、図３の×の試料のようになり、Ａｌボイドが
発生することになる。このことにより、同じ成膜構成で
あってもＡｌ合金層中へのＴｉの拡散層の膜厚が異な
り、図３に示したようなＡｌボイドの発生に差が生じ
る。すなわち、歪み緩和層は、配線幅１μｍに対し、幅
０．３μｍ以上のＡｌボイドを実質的に０とする膜厚の
層ということができる。

【００１６】本発明者等は、配線幅を変えた場合のＡｌ
ボイド密度について実験を行った。その結果を図２７に
示す。図２７において、横軸はＡｌ配線の幅を示し、縦
軸は配線の長さ１ｍｍ当たりのＡｌボイドの個数、すな
わちＡｌボイド密度を示す。なお、Ａｌボイド密度とし
ては、配線幅１．２μｍ、１μｍ、０．８μｍ、０．６
μｍ、０．５μｍに対し、それぞれ幅０．４μｍ以上、
０．３μｍ以上、０．２４μｍ以上、０．１８μｍ以
上、０．１５μｍ以上、すなわち配線幅に対して約１／
３以上の幅を有するＡｌボイドの個数を示す。

【００１７】なお、この実験は、窒化チタン成膜時の基
板温度を２７０℃とし、スパッタリング装置のＤＣパワ
ー密度を４．４Ｗ／ｃｍ² として行った。この図より、
配線幅が１．２μｍ、１μｍ、０．８μｍ、０．６μｍ
の時、すなわち１．２μｍ〜０．６μｍの範囲において
は、配線幅に対して約１／３以上の幅を有するＡｌボイ
ドは０であった。

【００１８】なお、配線幅が０．５μｍのときには、Ａ
ｌボイド密度が１０個／ｍｍであったが、これも図３に
示すように、基板温度を上昇させれば、Ａｌボイド密度
を０とすることができると考えられる。従って、上記歪
み緩和層は、配線幅に対して約１／３以上の幅を有する
Ａｌボイドを実質的に０とする膜厚の層ということがで
きる。

【００１９】また、従来のものにおいては、アロイスパ
イクを防止するため、ＴｉＮ膜の形成後、大気中に暴露
して熱処理を施し、ＴｉＮの結晶粒界中に酸素を含ませ
るようにしている。しかしながら、このように窒化チタ
ン層形成後に一度大気暴露してからＡｌ合金層を形成す
ると、Ａｌボイドが多発することを確認した。これは、
窒化チタン層が酸化されたためにＡｌ合金中に窒化チタ
ン層からＴｉが拡散できなかったためと考えられる。従
って、歪み緩和層の形成には窒化チタン層内に酸素を含
まないようにする必要があり、このため、ＴｉＮ形成
後、大気中に暴露せず真空中でＡｌ合金層を連続して成
膜する必要がある。

【００２０】図３に示す試料のうちＡｌボイドの発生し
た試料と抑制した試料の組成をオージェ電子分光装置に
よる深さ方向（層間絶縁膜が形成されている部分につい
ての深さ方向）組成分析を用いて調べた。図５および図
６に示す深さ方向組成プロファイルは、成膜後の熱処理
による構成元素の分布を表すものであり、図５は上記図
３中の×の試料を、図６は図３中の○の試料を調べたも
のである。図５に示すＡｌボイドの発生した試料に比
べ、図６に示すＡｌボイドを抑制した試料ではＡｌ合金
中に歪み緩和層となるＴｉの拡散層を確認することがで
きる。

【００２１】また、各層の内部および層界面において酸
素は全く検出されていない。なお、層間絶縁膜とチタン
層および窒化チタン層界面と層間絶縁膜中に検出されて
いる酸素は、層間膜のＳｉＯ₂ によるものである。ま
た、これらの試料をＸ線回折測定を行ったところ、図７
に示す通り、検出角２θが３９．３°付近のところにＴ
ｉＡｌ₃ を主体とした化合物ＴｉＡｌ_x を示すブロード
なピークが検出され、Ａｌボイドの発生した試料に比べ
Ａｌボイドの抑制した試料ではそのピークが顕著に現れ
ている。従って、窒化チタン層からＡｌ合金中へチタン
が拡散したことにより形成されたアルミニウムとチタン
の金属間化合物層が、Ａｌボイドを抑制したことが明ら
かである。

【００２２】図８および図１０はそれぞれＡｌボイドの
発生した試料（図３中の×の試料）と抑制した試料（図
３中の○の試料）の透過電子顕微鏡写真であり、膜を断
面方向から観察したものである。また、図９，図１１は
それぞれ図８，図１０を説明する図である。Ａｌボイド
の発生した試料では、図８，図９に示すようにＡｌ合金
と窒化チタンの間には厚さ約７ｎｍの層（上記歪み緩和
層と区別するため反応層という）が確認できる。Ａｌボ
イドを抑制した試料では、図１０，図１１に示すように
図８，図９にくらべＡｌ合金と窒化チタンの間の層は明
らかに厚く、その厚さは約１０ｎｍの歪み緩和層が形成
されている。従って、歪み緩和層の厚さが約１０ｎｍ以
上であれば、Ａｌ合金層中の引っ張り応力による歪みが
十分緩和され、Ａｌボイドの発生を十分抑制することが
できる。

【００２３】図１２はＡｌボイドの発生した条件の窒化
チタン層と抑制した条件の窒化チタン層の差を明らかに
するために、窒化チタンのみを成膜した試料を用いてＸ
線分光法（ＸＰＳ）により測定し、窒素との化学結合に
よる窒化チタン中のＴｉ原子のＴｉ2p_3/2 準位にある電
子の束縛エネルギーのシフト量（化学シフト）を調べた
ものである。Ａｌボイドの発生した条件の窒化チタン層
のＴｉ2p_3/2 の化学シフトが１．５１ｅＶに対し、Ａｌ
ボイドを抑制した条件の窒化チタン層の化学シフトの方
が小さく１．３２ｅＶであった。これは、窒素とチタン
の結合状態が弱くＡｌ合金層中へ窒化チタンのチタンが
拡散しやすい状態であることを意味している。

【００２４】一般に、Ａｌボイドの抑制は、例えば特開
昭６３−１５２１４７号公報に開示された金属配線に示
されるように、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線においてその結晶
面を主にＡｌ（１１１）面に配向させることによりＡｌ
ボイドの発生を抑制している。これは、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ配線内部の欠陥、歪みをできる限り少なくすることに
よってボイド発生を抑制することを目的としている。し
かし、図３に示す試料についてＡｌ合金試料をＸ線回折
測定を行うと、Ａｌボイドの発生した試料もＡｌボイド
を抑制した試料も共にＡｌ（１１１）に配向しており、
Ａｌ（１１１）面の回折強度は図１３に示すとおりＡｌ
ボイドを抑制した試料のほうが小さいことがわかる。従
って、Ａｌボイドの抑制機構は、Ａｌ（１１１）配向性
向上によるものではないことは明らかである。

【００２５】熱処理温度に対するＡｌ（１１１）面の回
折強度を図１４に、Ａｌ₃ Ｔｉ（２０２）面の回折強度
を図１５に示す。熱処理温度が高くなるにつれて窒化チ
タン層からＡｌ合金層に拡散したＴｉにより形成された
Ａｌ₃ Ｔｉ（２０２）面の回折強度は大きくなり、それ
に対してＡｌ（１１１）面の回折強度が低下している。
このことから、窒化チタン層からＡｌ合金層に拡散した
Ｔｉを含む層をもつＡｌボイドを抑制した試料ではＡｌ
（１１１）面の配向性は小さく、Ａｌ（１１１）配向性
向上によりＡｌボイドを抑制したものではないことは明
らかである。

【００２６】本発明は上記種々の検討結果を基になされ
たもので、その構成上の特徴とするところは、特許請求
の範囲に記載した通り、請求項１に記載の発明において
は、半導体基板（１０）上に形成され、所定部分に開口
部を有する層間絶縁膜（１１）と、前記層間絶縁膜上を
含み、前記開口部を通して前記半導体基板上に形成さ
れ、ＴｉＮのみからなるバリア層（１３）と、このバリ
ア層上に形成されたＡｌ合金配線層（１５）とを有する
電極配線において、前記バリア層と前記Ａｌ合金配線層
との間に、ＡｌとＴｉＮの反応により形成された、Ａｌ
とＴｉを組成に含む金属間化合物である歪み緩和層（１
４）を備え、この歪み緩和層は、１０ｎｍ以上の膜厚を
有するものであることを特徴としている。

【００２７】請求項２に記載の発明においては、半導体
基板（１０）上に形成され、所定部分に開口部を有する
層間絶縁膜（１１）と、前記層間絶縁膜上を含み、前記
開口部を通して前記半導体基板上に形成され、ＴｉＮの
みからなるバリア層（１３）と、このバリア層上に形成
されたＡｌ合金配線層（１５）とを有する電極配線にお
いて、前記バリア層と前記Ａｌ合金配線層との間に、Ａ
ｌとＴｉＮの反応により形成された、ＡｌとＴｉを組成
に含む金属間化合物である歪み緩和層（１４）を備え、
この歪み緩和層は、配線幅に対して１／３以上の幅を有
するＡｌボイドを実質的に０とする膜厚を有するもので
あることを特徴としている。

【００２８】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明において、前記歪み緩和層（１４）は、
Ａｌ₃ Ｔｉ層もしくはＡｌ₃ Ｔｉを含む金属間化合物層
であることを特徴としている。請求項４に記載の発明で
は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発明におい
て、前記バリア層（１３）の内部は酸素濃度が１ａｔ％
以下であり、さらに前記バリア層と前記歪み緩和層（１
４）との界面も酸素濃度が１ａｔ％以下であることを特
徴としている。

【００２９】請求項５に記載の発明では、請求項１乃至
４のいずれか１つに記載の発明において、前記バリア層
と前記半導体基板の間に、アロイスパイクを防止するア
ロイスパイク防止層（２０）を設けたことを特徴として
いる。請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発
明において、前記バリア層は第１のＴｉＮ層（１３）で
あり、前記アロイスパイク防止層は前記第１のＴｉＮ層
と物性の異なる第２のＴｉＮ層（２０）であることを特
徴としている。

【００３０】請求項７に記載の発明においては、半導体
基板（１０）上に層間絶縁膜（１１）を形成する工程
と、この層間絶縁膜に開口部を形成する工程と、この開
口部が形成された層間絶縁膜上に前記開口部を含んで第
１のＴｉＮ層（１３）を形成する工程と、この第１のＴ
ｉＮ層の上にＡｌ合金配線層（１５）を形成する工程
と、この工程後に熱処理を行う工程とを備えた電極配線
の製造方法において、前記第１のＴｉＮ層を形成する工
程は、窒素ガスが供給されＴｉをターゲットとするスパ
ッタリング装置内で、ＤＣパワー密度５．５Ｗ／ｃｍ²
以下の条件で反応性スパッタリングにより前記第１のＴ
ｉＮ層を形成するものであり、前記第１のＴｉＮ層およ
び前記Ａｌ合金配線層を形成する工程は、前記第１のＴ
ｉＮ層と前記Ａｌ合金配線層を、真空中で連続して成膜
するものであり、前記熱処理を行うことによって、前記
第１のＴｉＮ層と前記Ａｌ合金配線層との間に、Ａｌと
ＴｉＮの反応により、ＡｌとＴｉを組成に含む金属間化
合物である歪み緩和層を形成することを特徴としてい
る。

【００３１】請求項８に記載の発明では、請求項７に記
載の発明において、前記開口部が形成された層間絶縁膜
上に、前記第１のＴｉＮ層（１３）を形成する前に、ア
ロイスパイクを防止する第２のＴｉＮ層（２０）を形成
する工程を有することを特徴としている。請求項９に記
載の発明では、請求項８に記載の発明において、前記第
２のＴｉＮ層（２０）は、前記スパッタリング装置内で
ＤＣパワー密度６．９６Ｗ／ｃｍ² 以上の条件で反応性
スパッタリングにより形成されたものであることを特徴
としている。

【００３２】なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後
述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００３３】

【発明の作用効果】請求項１に記載の発明においては、
半導体基板上に、層間絶縁膜、ＴｉＮのみからなるバリ
ア層、Ａｌ合金配線層がそれぞれ形成されて電極配線が
構成される。ここで、バリア層とＡｌ合金配線層との間
には、ＡｌとＴｉＮの反応により形成された、ＡｌとＴ
ｉを組成に含む金属間化合物である歪み緩和層が形成さ
れており、この歪み緩和層は、１０ｎｍ以上の膜厚を有
するものである。

【００３４】このような厚い膜厚を有する歪み緩和層に
て歪みを緩和し、Ａｌ合金配線層の配向性に係わらずＡ
ｌ合金配線層内におけるＡｌボイドの発生を抑制するこ
とができる。請求項２に記載の発明によれば、歪み緩和
層は、配線幅に対して１／３以上の幅を有するＡｌボイ
ドを実質的に０とする膜厚を有するものである。このよ
うな膜厚を有することにより、従来のＴｉＮ層とＡｌ合
金配線層との反応による反応層では得られなかったＡｌ
ボイドの大幅な低減を図ることができる。

【００３５】請求項３に記載の発明によれば、歪み緩和
層は、Ａｌ₃ Ｔｉ層もしくはＡｌ₃Ｔｉを含む金属間化
合物層である。Ａｌ₃ ＴｉもしくはＡｌ₃ Ｔｉ組成に含
む金属間化合物は、ＴｉがＡｌ格子間に入り込み形成さ
れるので、Ａｌ合金層内部に発生する引っ張り応力によ
る歪みを緩和する。従って、Ａｌ合金配線層の配向性に
係わらずこのＡｌ合金層内におけるＡｌボイドの発生を
抑制することができる。

【００３６】請求項４に記載の発明によれば、バリア層
の内部の酸素濃度を１ａｔ％以下とし、さらにバリア層
と歪み緩和層との界面の酸素濃度も１ａｔ％以下として
いるこれにより、ＡｌとＴｉとを反応し易くすることが
できる。請求項５に記載の発明によれば、バリア層と半
導体基板の間に、アロイスパイクを防止するアロイスパ
イク防止層を設けている。従って、Ａｌボイドの発生を
抑制すると同時にアロイスパイクの発生をも抑制するこ
とができる。

【００３７】請求項６に記載の発明によれば、バリア層
は第１のＴｉＮ層であり、アロイスパイク防止層は第１
のＴｉＮ層と物性の異なる第２のＴｉＮ層である。従っ
て、同一材料のＴｉＮ層を用い、両者の物性を異なるも
のとして、Ａｌボイドの発生とアロイスパイクの発生を
同時に抑制することができる。請求項７に記載の発明に
おいては、半導体基板上に、層間絶縁膜、第１のＴｉＮ
層、Ａｌ合金配線層をそれぞれ形成し、その後に熱処理
が行われて電極配線が製造される。ここで、第１のＴｉ
Ｎ層を形成する工程は、窒素ガスが供給されＴｉをター
ゲットとするスパッタリング装置内で、ＤＣパワー密度
５．５Ｗ／ｃｍ² 以下の条件で反応性スパッタリングに
より第１のＴｉＮ層を形成するものであり、さらに、こ
の第１のＴｉＮ層とＡｌ合金配線層を、真空中で連続し
て成膜するようにしている。

【００３８】このように第１のＴｉＮ膜をＤＣパワー密
度５．５Ｗ／ｃｍ² 以下の条件で成膜するとともに、第
１のＴｉＮ層とＡｌ合金配線層を真空中で連続して成膜
することにより、両者の反応を促進し、膜厚の大きい歪
み緩和層を形成することができる。請求項８に記載の発
明によれば、第１のＴｉＮ層を形成する前に、アロイス
パイクを防止する第２のＴｉＮ層を形成する工程を有し
ている。従って、請求項６に記載の発明のようにＡｌボ
イドの発生とアロイスパイクの発生を同時に抑制する構
成を得ることができ、この場合、その両者を同一材料の
２層のＴｉＮ層としているから、その製造工程を簡略化
することができる。

【００３９】請求項９に記載の発明によれば、第２のＴ
ｉＮ層は、スパッタリング装置内でＤＣパワー密度６．
９６Ｗ／ｃｍ² 以上の条件で反応性スパッタリングによ
り形成される。このような条件で第２のＴｉＮ層を形成
することにより、この第２のＴｉＮ層を、アロイスパイ
クの発生を一層低減させたアロイスパイク層として機能
させることができる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。 （第１実施例）図１は、第１実施例における電極配線を
用いた半導体装置の断面図である。この図１において、
シリコン基板（半導体基板）１０上に、開口部を有して
部分的に形成された層間絶縁膜１１、チタン層１２が形
成されている。このチタン層１２とシリコン基板１０の
間には、チタンシリサイド層１６が形成されている。ま
た、チタン層１２およびチタンシリサイド層１６上に
は、窒化チタン層（バリア層）１３が形成され、さらに
Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５％ＣｕからなるＡｌ合金層１５
および絶縁膜からなる保護膜１８が形成されている。

【００４１】また、窒化チタン層１３とＡｌ合金層１５
との界面には、前述したＴｉを含むＡｌ合金層である歪
み緩和層１４が形成されている。次に、図１に示した半
導体装置の製造方法を図２を用いて説明する。この半導
体装置において、図２（ａ）に示すように、シリコン基
板１０上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やスパッタリング法により、例え
ば、ＰＳＧ（リンガラス）等の層間絶縁膜１１を形成
し、写真飾刻法（ホトリソグラフィー）により、図２
（ｂ）に示すようにコンタクトホールを形成する。

【００４２】そして、図２（ｃ）に示す工程において、
図１６に示すスパッタリング装置を用い、スパッタリン
グ法により２０ｎｍの厚さのチタン層１２を、アルゴン
と窒素の混合ガス雰囲気中でＴｉをスパッタリングする
反応性スパッタリング法により８０ｎｍの厚さの窒化チ
タン層１３を、さらにスパッタリング法により４５０ｎ
ｍの厚さのＡｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ等のＡｌ合金
層１５を連続的に成膜し、その一部がシリコン基板と電
気接続するようにする。

【００４３】その際、チタン層１２、窒化チタン層１
３、Ａｌ合金層１５は、途中大気暴露せずに、真空中で
連続的に成膜している。従って、各層の内部および層の
界面には、酸素はほとんど存在せず、約１ａｔ％以下の
濃度である。チタン層１２、窒化チタン層１３及びＡｌ
合金層１５は、成膜時の実効基板温度をある値に設定し
て形成する。窒化チタン層１３はチタンをＮ₂ −Ａｒガ
ス雰囲気のプラズマ中で反応させながら形成させるた
め、化学的組成比及び結晶構造は成膜条件、例えば実効
基板温度、成膜圧力、Ｎ₂ −Ａｒガス流量比、パワー密
度などにより微妙に異なり、窒化チタン層１３からＡｌ
合金層１５へのチタンの拡散の程度は微妙に異なる。こ
のため、本実施例においては、実効基板温度を３００°
Ｃ、成膜圧力を５．５ｍＴｏｒｒ、Ｎ₂ −Ａｒガス流量
比を１：１、パワー密度を４．４Ｗ／ｃｍ² としてい
る。

【００４４】Ａｌ合金層１５を成膜後、チタン層１２、
窒化チタン層１３、Ａｌ合金層１５を所定の方法でパタ
ーニングし、図２（ｄ）に示すＡｌ配線に加工する。そ
して、シリコン基板１０、チタン層１２、窒化チタン層
１３、およびＡｌ合金層１５の電気的接続部の抵抗を小
さくするために、４００℃から４８０℃の熱処理を行
う。

【００４５】さらに、保護膜としての絶縁膜（窒化膜
等）１８を、３００℃から４８０℃の温度下でＣＶＤ法
あるいはスパッタリング法に形成し、図２（ｅ）に示す
構成を得る。このような電気的接続抵抗の低減を目的と
した４００℃から４８０℃の熱処理や絶縁膜１８を形成
する際に加わる３００℃から４８０℃の熱処理中に、窒
化チタン層１３からＡｌ合金層１５にチタンが拡散し、
前述した化１式、化２式に示す反応により歪み緩和層１
４が形成されることになる。この場合、歪み緩和層１４
は、図３に示す関係から、配線幅１μｍに対し、幅０．
３μｍ以上のＡｌボイドを実質的に０とする膜厚の層に
なる。

【００４６】以上のように本実施例では、窒化チタン層
１３とＡｌ合金層１５の間に主としてＴｉＡｌ₃ から成
るＴｉＡｌ_x 二元系化合物層となる歪み緩和層１４を形
成することにより、アルミニウムボイドの発生を抑える
ことができる。歪み緩和層１４を形成するための窒化チ
タン層１３からＡｌ合金層１５へのＴｉの拡散は窒化チ
タンの膜質に大きく影響するため、その成膜条件には制
約がある。前述のようにもっとも影響を大きく与えるの
はパワー密度であり、５．５Ｗ／ｃｍ² 以下が望まし
い。成膜時の実効的な基板温度は２００℃から３５０℃
の範囲に設定することが望ましいが、Ａｌ合金配線中に
Ａｌ粒に不具合が生じる可能性がある場合には、Ａｌ成
膜時には１００から１５０℃まで温度を下げてもよい。
Ｎ₂ −Ａｒガスの成膜圧力は、反応性スパッタの反応性
と大きく係わり、また、排気するポンプの寿命にも影響
し２から７ｍＴｏｒｒが適当と考えられる。Ｎ₂ とＡｒ
ガス混合比も反応性スパッタの反応性と成膜速度に係わ
り、Ｎ₂ のガス分圧を３３から７５％にすることが望ま
しい。

【００４７】また、本実施例においては、バリア層とな
る窒化チタン層１３の内部の酸素濃度を約１ａｔ％以下
とし、さらに窒化チタン層１３と歪み緩和層１４との界
面の酸素濃度も約１ａｔ％以下としている。これによ
り、Ａｌと窒化チタンＴｉＮとが反応し易くなり、所定
の厚みの歪み緩和層１４を容易に形成することができ
る。

【００４８】なお、本実施例においては、歪み緩和層１
４を形成するための窒化チタン層１３が、Ｓｉ基板１０
へＡｌが拡散するのを防ぐ拡散バリア層とＳｉ基板１０
からのＳｉとＴｉ層１２からのＴｉがＡｌ合金層１５に
拡散するのを防ぐ拡散バリア層の役割を果たしている
が、高融点金属、高融点金属の窒化物、高融点金属シリ
サイド等を拡散バリア層として窒化チタン層１３とチタ
ン層１２の間と窒化チタン層１３とチタンシリサイド層
の間に挿入した構成でもよい。また、同様にチタンシリ
サイド層およびチタン層のかわりに高融点金属、高融点
金属シリサイド等を用いてもよい。

【００４９】さらに、Ａｌ合金層１５のアルミニウム合
金はＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕに限られたものではなく、例えば
アルミニウム金属やＡｌ−Ｔｉ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａ
ｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｔｉ等の他の合金
を用いても良い。また、これらのバリア層やチタンシリ
サイド層、チタン層は多層で構成されていても良いし、
なくてもよい。Ａｌボイド抑制に必要なのは、Ａｌ合金
層１５と歪み緩和層１４を形成するための窒化チタン層
１３が直接接触している構造であればよく、配向性等他
の層の構造には何ら制限を受けない。 （第２実施例）上記第１実施例においては、窒化チタン
層１３の成膜条件を従来のものと変えることにより、歪
み緩和層１４を形成しＡｌボイド抑制するようにしてい
る。これについて、本発明者等がさらに検討を加えたと
ころ、確かにＡｌボイドの抑制は十分できたが、逆にア
ロイスパイクが生じるという現象が発生した。

【００５０】このアロイスパイクとは、図１７に示すよ
うに、配線材料であるＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉが反応し化合物
を形成し、素子特性（Ｔｒ特性）に悪影響を及ぼす現象
である。この点について考察してみると、従来の窒化チ
タン層の形成においては、窒化チタン層の形成時におけ
るパワー密度は高く、この場合にはアロイスパイクの発
生は抑制できたのであるが、上記のようにＡｌボイドの
抑制のためにパワー密度を５．５Ｗ／ｃｍ² 以下に低く
したためにアロイスパイクが生じたものである。従っ
て、このパワー密度の調整によっては、Ａｌボイドの抑
制とアロイスパイクの抑制とは相反する関係になる。

【００５１】このようなアロイスパイクの抑制のために
は、窒化チタン層の膜厚を厚くことが考えられる。すな
わち、その膜厚を厚くすることにより、アロイスパイク
を形成するＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉの化合物の形成を抑制しよ
うとするものである。しかしながら、このように窒化チ
タン層の膜厚を単純に厚くすると、Ａｌ配線に断線が生
じるなどの不具合が生じる。

【００５２】そこで、本発明者等は、Ａｌボイドの抑制
のための窒化チタン層の形成とは別に、その窒化チタン
層とシリコン基板との間にアロイスパイク防止層を設け
ることを案出した。具体的には、Ａｌボイドの抑制のた
めの窒化チタン層とは物性の異なる窒化チタン層との２
層構造にするようにしたものである。以下、この実施例
について説明する。

【００５３】図１８に、この第２実施例における電極配
線の断面を示す。この図１８に示すものは、図１に示す
構成に対し、バリア層を窒化チタン層１３とアロイスパ
イク防止用の窒化チタン層２０の２層構造としている点
で相違し、その他の構成は図１に示すものと同一であ
る。なお、歪み緩和層１４、チタンシリサイド層１６、
保護膜１８等は省略してある。

【００５４】このものの製造方法について説明する。図
２（ｂ）に示すように層間絶縁膜１１にコンタクトホー
ルを形成した後、図１９（ａ）に示すように、第１実施
例と同様のスパッタリング法にて、チタン層１２、アロ
イスパイク防止用の窒化チタン層２０を形成する。この
後、図１９（ｂ）に示すように、Ａｌボイド防止用の窒
化チタン層１３を形成し、続いて図１９（ｃ）に示すよ
うに、Ａｌ−Ｓｉ−ＣｕのＡｌ合金層１５を形成する。
なお、これらは、第１実施例と同様、スパッタリング装
置を用い、真空中で連続的に成膜するようにしている。

【００５５】この後、図２（ｄ）、（ｅ）のように、そ
れらの層を所定の方法でパターニングし、熱処理を行っ
た後、絶縁膜１８を形成する。なお、１層目の窒化チタ
ン層２０および２層目の窒化チタン層１３の成膜条件は
表１に示す通りであり、両者の物性を異ならせるため、
１層目の窒化チタン層２０に対しては８．７Ｗ／ｃｍ²
のパワー密度にて、２層目の窒化チタン層１３に対して
は４．４Ｗ／ｃｍ² のパワー密度にてそれぞれを形成す
るようにしている。また、それぞれの膜厚として、１層
目の窒化チタン層２０を７００Å、２層目の窒化チタン
層１３を３００Åとし、合計で１０００Åとしている。

【００５６】この第２実施例の効果を比較例１〜３と比
較して説明する。なお、これらの比較例は、窒化チタン
層を１層としたものであり、表１に示すようにパワー密
度を異ならせてそれぞれの成膜条件を変えた異なる物性
のものとしている。また、それぞれの窒化チタン層の膜
厚を上記２層の窒化チタン層の合計と同じく１０００Å
とし、チタン膜、Ａｌ合金層については、本実施例、比
較例１〜３ともそれぞれ２００Å、４５００Åとしてい
る。

【００５７】

【表１】

【００５８】本実施例と比較例１〜３とを、Ａｌボイド
密度、リーク電流について調べた結果を図２０に示す。
なお、アロイスパイクについては、図２１に示す結線を
行ったものを用い、コンタクト（コンタクト数は１３５
０個）のリーク電流値からその評価を行うこととした。
また、Ａｌボイドについては、配線幅１μｍで１ｍｍの
長さについてＡｌボイドの発生数、すなわちＡｌボイド
密度から評価することとした。この図２０から分かるよ
うに、パワー密度を４．４Ｗ／ｃｍ² 、５．２Ｗ／ｃｍ
² とした比較例１、２においては、Ａｌボイドの発生を
抑制しているが、リーク電流は大きくアロイスパイクが
発生している。また、パワー密度を８．７Ｗ／ｃｍ² と
した比較例３については、リーク電流が少なくアロイス
パイクの発生を抑制しているもののＡｌボイドが発生し
ている。これに対し、２層の窒化チタン層とした本実施
例においては、Ａｌボイドの発生を抑制するとともに、
リーク電流が少なく、アロイスパイクの発生も抑制して
いる。

【００５９】図２２に、１層の窒化チタン層のパワー密
度を変化させた場合のＸＲＤ分析を行った結果を示す。
この図から、パワー密度が大きくなるにつれてＴｉＮ
（２００）の配向性が変化していることが分かる。従っ
て、この配向性の変化による物性の違いがアロイスパイ
ク、Ａｌボイドの発生に大きく寄与しているものと考え
られる。

【００６０】この１層の窒化チタン層のパワー密度とリ
ーク電流の関係を図２３に示す。この図に示すように、
パワー密度が６．９６Ｗ／ｃｍ² で変異点があり、この
値より大きいパワー密度であればリーク電流が少ないこ
とが分かる。従って、アロイスパイク防止用の窒化チタ
ン層２０を、６．９６Ｗ／ｃｍ² より大きなパワー密度
にて形成することによりアロイスパイクを十分抑制する
ことができる。

【００６１】次に、同じ窒化チタン層であっても表１に
示すように成膜条件を変えることによって異なる物性に
なることについて説明する。図２４にオージェ電子分光
装置による深さ方向（層間絶縁膜１１が形成されていな
い部分についての深さ方向）組成分析を用いて調べた結
果を示す。図２４（ａ）はシリコン基板上にチタン層、
アロイスパイク防止用の窒化チタン層、Ａｌ層を形成し
た場合の組成を調べたものであり、図２４（ｂ）はシリ
コン基板上にチタン層、Ａｌボイド防止用の窒化チタン
層、Ａｌ層を形成した場合の組成を調べたものである。
この図から明らかなように両者に物性上の相違が生じて
いることが分かる。なお、アロイスパイク防止用の窒化
チタン層の上にＡｌ層を形成した場合にも両者の反応に
よる薄い反応層が形成されていることが分かる。

【００６２】次に、１層目の窒化チタン層２０と２層目
の窒化チタン層１３の膜厚を変えた場合のリーク電流、
Ａｌボイドの発生状況について説明する。図２５、図２
６にその結果を示す。これらの図から分かるように、両
者の膜厚比を変えても、リーク電流、Ａｌボイドとも良
好な結果が得られている。このことから、２層の窒化チ
タン層として、一方を非常に薄い膜としても両者の物性
を異ならせることにより、それぞれの効果が出ているこ
とが分かる。

【００６３】なお、この第２実施例において、アロイス
パイク防止層として、Ａｌボイド防止用の窒化チタン層
１３に対し同一物質の窒化チタン層２０を用いるように
したが、チタンタングステン（ＴｉＷ）、タングステン
シリサイド（ＷＳｉＸ）、モリブデンシリサイド（Ｍｏ
Ｓｉｘ）によりアロイスパイク防止層を形成するように
してもよい。但し、上記第２実施例のように、窒化チタ
ン層１３に対し同一物質の窒化チタン層２０とした場合
には、両者を連続した工程で形成でき、しかもそのエッ
チング加工においても同一の方法でできるため、製造工
程を簡略化することができるという効果がある。

【００６４】また、このアロイスパイク防止層は、Ａｌ
ボイド防止用の窒化チタン層１３と連続して形成されて
いる必要はなく、窒化チタン層１３とシリコン基板１０
との間のどこかに形成されていればよい。例えば、シリ
コン基板１０と窒化チタン層１３の間をチタン層、アロ
イスパイク防止用の窒化チタン層１３、チタン層を介在
させて形成するようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における電極配線を示す断
面図である。

【図２】図１に示した電極配線の製造方法を示す断面図
である。

【図３】図１に示した電極配線の窒化チタン層成膜条件
とＡｌボイド発生状況のと関係を示す図である。

【図４】Ａｌボイドの発生した電極配線のＡｌボイド幅
を説明する図である。

【図５】Ａｌボイドの発生した電極配線のオージェ電子
分光装置による組成分布解析を示す図である。

【図６】図１に示した電極配線のオージェ電子分光装置
による組成分布解析を示す図である。

【図７】図１に示した電極配線のＸ線回折図である。

【図８】Ａｌボイドの発生した電極配線の透過電子顕微
鏡写真である。

【図９】図８に示した透過電子顕微鏡写真を説明する図
である。

【図１０】図１に示した電極配線の透過電子顕微鏡写真
である。

【図１１】図１０に示した透過電子顕微鏡写真を説明す
る図である。

【図１２】図１に示した電極配線の窒化チタン層のＸ線
分光法によるＴｉ2p_3/2 の結合状態を表す化学シフトを
示す図である。

【図１３】図１に示した電極配線のＡｌ（１１１）面の
Ｘ線回折図である。

【図１４】図１に示した電極配線のＡｌ（１１１）面の
Ｘ線回折強度と熱処理温度との関係を示す図である。

【図１５】図１に示した電極配線のＡｌ₃ Ｔｉ（２０
２）面のＸ線回折強度と熱処理温との関係を示す図であ
る。

【図１６】スパッタリング装置の構成を示す構成図であ
る。

【図１７】アロイスパイクの発生を示す説明図である。

【図１８】本発明の第２実施例における電極配線を示す
断面図である。

【図１９】図１８に示した電極配線の部分的製造方法を
示す断面図である。

【図２０】第２実施例を比較例１〜３と、Ａｌボイド密
度、リーク電流について評価した図である。

【図２１】リーク電流を調べる場合の測定用の構成を示
す図である。

【図２２】１層の窒化チタン層のパワー密度を変化させ
た場合のＸ線回折図である。

【図２３】パワー密度とリーク電流の関係を示す特性図
である。

【図２４】（ａ）はアロイスパイク防止用の窒化チタン
層を形成した電極配線のオージェ電子分光装置による組
成分布解析を示す図であり、（ｂ）はＡｌボイド防止用
の窒化チタン層を形成した電極配線のオージェ電子分光
装置による組成分布解析を示す図である。

【図２５】１層目の窒化チタン層と２層目の窒化チタン
層の膜厚を変えた場合のリーク電流の発生状況を示す図
である。

【図２６】１層目の窒化チタン層と２層目の窒化チタン
層の膜厚を変えた場合のＡｌボイドの発生状況を示す図
である。

【図２７】配線幅を変えた場合のＡｌボイド密度を示す
図である。

【符号の説明】

１０ シリコン基板 １１ 層間絶縁膜 １２ チタン層 １３ 窒化チタン層（Ａｌボイド防止用の第１の窒化チ
タン層） １４ 歪み緩和層 １５ Ａｌ合金層 １６ チタンシリサイド層 １７ コンタクトホール １８ 保護膜 ２０ 窒化チタン層（アロイスパイク防止用の第２の窒
化チタン層）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯部 良彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 山根 宏幸 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−196526（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−17338（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−53216（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−151815（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−161813（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−328464（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3205 H01L 21/321 H01L 21/3213 H01L 21/768

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に形成され、所定部分に開
   口部を有する層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜上を含み、前記開口部を通して前記半導
   体基板上に形成され、ＴｉＮのみからなるバリア層と、 このバリア層上に形成されたＡｌ合金配線層とを有する
   電極配線において、 前記バリア層と前記Ａｌ合金配線層との間に、ＡｌとＴ
   ｉＮの反応により形成された、ＡｌとＴｉを組成に含む
   金属間化合物である歪み緩和層を備え、 この歪み緩和層は、１０ｎｍ以上の膜厚を有するもので
   あることを特徴とする電極配線。
2. 【請求項２】 半導体基板上に形成され、所定部分に開
   口部を有する層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜上を含み、前記開口部を通して前記半導
   体基板上に形成され、ＴｉＮのみからなるバリア層と、 このバリア層上に形成されたＡｌ合金配線層とを有する
   電極配線において、 前記バリア層と前記Ａｌ合金配線層との間に、ＡｌとＴ
   ｉＮの反応により形成された、ＡｌとＴｉを組成に含む
   金属間化合物である歪み緩和層を備え、 この歪み緩和層は、配線幅に対して１／３以上の幅を有
   するＡｌボイドを実質的に０とする膜厚を有するもので
   あることを特徴とする電極配線。
3. 【請求項３】 前記歪み緩和層は、Ａｌ₃ Ｔｉ層もしく
   はＡｌ₃ Ｔｉを含む金属間化合物層であることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の電極配線。
4. 【請求項４】 前記バリア層の内部は酸素濃度が１ａｔ
   ％以下であり、さらに前記バリア層と前記歪み緩和層と
   の界面も酸素濃度が１ａｔ％以下であることを特徴とす
   る請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電極配線。
5. 【請求項５】 前記バリア層と前記半導体基板の間に、
   アロイスパイクを防止するアロイスパイク防止層を設け
   たことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記
   載の電極配線。
6. 【請求項６】 前記バリア層は第１のＴｉＮ層であり、
   前記アロイスパイク防止層は前記第１のＴｉＮ層と物性
   の異なる第２のＴｉＮ層であることを特徴とする請求項
   ５に記載の電極配線。
7. 【請求項７】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
   程と、 この層間絶縁膜に開口部を形成する工程と、 この開口部が形成された層間絶縁膜上に前記開口部を含
   んで第１のＴｉＮ層を形成する工程と、 この第１のＴｉＮ層の上にＡｌ合金配線層を形成する工
   程と、 この工程後に熱処理を行う工程とを備えた電極配線の製
   造方法において、 前記第１のＴｉＮ層を形成する工程は、窒素ガスが供給
   されＴｉをターゲットとするスパッタリング装置内で、
   ＤＣパワー密度５．５Ｗ／ｃｍ² 以下の条件で反応性ス
   パッタリングにより前記第１のＴｉＮ層を形成するもの
   であり、 前記第１のＴｉＮ層および前記Ａｌ合金配線層を形成す
   る工程は、前記第１のＴｉＮ層と前記Ａｌ合金配線層
   を、真空中で連続して成膜するものであり、 前記熱処理を行うことによって、前記第１のＴｉＮ層と
   前記Ａｌ合金配線層との間に、ＡｌとＴｉＮの反応によ
   り、ＡｌとＴｉを組成に含む金属間化合物である歪み緩
   和層を形成することを特徴とする電極配線の製造方法。
8. 【請求項８】 前記開口部が形成された層間絶縁膜上
   に、前記第１のＴｉＮ層を形成する前に、アロイスパイ
   クを防止する第２のＴｉＮ層を形成する工程を有するこ
   とを特徴とする請求項７に記載の電極配線の製造方法。
9. 【請求項９】 前記第２のＴｉＮ層は、前記スパッタリ
   ング装置内でＤＣパワー密度６．９６Ｗ／ｃｍ² 以上の
   条件で反応性スパッタリングにより形成されたものであ
   ることを特徴とする請求項８に記載の電極配線の製造方
   法。
10. 【請求項１０】 半導体基板上に形成された層間絶縁膜
    と、 前記層間絶縁膜上に形成されたＴｉＮのみからなるバリ
    ア層と、 このバリア層とＡｌ合金配線層との間に、ＡｌとＴｉＮ
    の反応により形成された、ＡｌとＴｉを組成に含む金属
    間化合物である歪み緩和層を備え、 この歪み緩和層は、前記層間絶縁膜上において１０ｎｍ
    以上の膜厚を有するものであることを特徴とする電極配
    線。
11. 【請求項１１】 前記第１のＴｉＮ層は前記第２のＴｉ
    Ｎ層に比べてＴｉＮ（２００）の配向性が強いことを特
    徴とする請求項６に記載の電極配線。
12. 【請求項１２】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する
    工程と、 前記層間絶縁膜上にＴｉＮ層を形成する工程と、 このＴｉＮ層の上にＡｌ合金配線層を形成する工程と、 この工程後に熱処理を行う工程とを備えた電極配線の製
    造方法において、 前記ＴｉＮ層を形成する工程は、窒素ガスが供給されＴ
    ｉをターゲットとするスパッタリング装置内で、ＤＣパ
    ワー密度５．５Ｗ／ｃｍ² 以下の条件で反応性スパッタ
    リングにより前記ＴｉＮ層を形成するものであり、 前記ＴｉＮ層および前記Ａｌ合金配線層を形成する工程
    は、前記ＴｉＮ層と前記Ａｌ合金配線層を、真空中で連
    続して成膜するものであり、 前記熱処理を行うことによって、前記ＴｉＮ層と前記Ａ
    ｌ合金配線層との間に、ＡｌとＴｉＮの反応により、Ａ
    ｌとＴｉを組成に含む金属間化合物である歪み緩和層を
    形成することを特徴とする電極配線の製造方法。