ELIMINATION OF THE TITANIUM NITRIDE FILM DEPOSITION IN TUNGSTEN PLUG TECHNOLOGY USING PE-CVD-Ti AND IN-SITU PLASMA NITRIDATION

An effective barrier layer to chemical attack of fluorine during chemical vapor deposition of tungsten from a tungsten fluoride source gas is fabricated by the present invention. A titanium nitride conformal barrier film (140) can be formed by in-situ nitridation of a thin titanium film (136). The substrate (28) is placed in a module (20) wherein the pressure is reduced and the temperature raised to 350 DEG C to about 700 DEG C. A titanium film (136) is then deposit by plasma-enhanced chemical vapor deposition of titanium tetrahalide and hydrogen. This is followed by formation of titanium nitride (140) on the titanium film (136) by subjecting the titanium film (136) to a nitrogen containing plasma (141) such as an ammonia, an N2 or an NH3/N2 based plasma (141). Tungsten (142) is then deposited on the film of titanium nitride (140) by plasma-enhanced chemical vapor deposition. All the titanium deposition and nitridation steps may be conducted in the same processing module (20) without removing the substrate (28) from the module (20) until the reaction steps are completed. The tungsten deposition step may be preformed in a separate processing module or in the module (20) used to deposit and process the titanium. L'invention porte sur la fabrication d'une couche barrière efficace contre l'attaque chimique du fluor au cours du dépôt chimique en phase vapeur de tungstène à partir d'un gaz source de fluorure de tungstène. Il est possible de former un film barrière (140) de nitrure de titane épousant la forme d'un substrat par nitruration in situ d'un film mince (136) de titane. Le substrat (28) est placé dans un module (20) dans lequel la pression est réduite et la température montée de 350 DEG C à environ 700 DEG C. On dépose ensuite un film (136) de titane par dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma de tétrahalogénure de titane et d'hydrogène. Puis on forme le nitrure de titane (140) sur le film (136) de titane en soumettant ce dernier (136) à un plasma (141) contenant de l'azote tel qu'un ammoniac, un N2 ou un plasma (141) à base de NH3/N2. On dépose ensuite le tungstène sur le film de nitrure de titane (140) par dépôt chimique à phase vapeur activé par plasma. Toutes les étapes de dépôt de titane et de nitruration peuvent être effectuées dans le même module (20) de traitement sans retirer le substrat (28) du module (20) jusqu'à achèvement des étapes de réaction. L'étape de dépôt de tungstène peut être réalisée dans un module de traitement séparé ou