比利時(shí)IMEC分別與東電電子、美國(guó)科林研發(fā)公司（Lam Research）合作，對(duì)7nm工藝以后的邏輯LSI及存儲(chǔ)器用布線技術(shù)展開(kāi)研究，并在“IEEE 2015 International Interconnect Technology Conference（IITC）”（2015年5月18～21日，法國(guó)格勒諾布爾）公布了結(jié)果。

　　圖2：在鈀/鎢（Pd/W）底面的28nm直徑孔穴（寬高比4.5）中，利用化學(xué)鍍沉積的Co。左起依次是沉積途中、理想沉積、過(guò)度沉積狀態(tài)

　　IMEC與東電電子合作開(kāi)發(fā)的，是能夠替代廣泛普及的銅（Cu）布線的鑲嵌工藝，通過(guò)對(duì)Cu布線進(jìn)行直接蝕刻，制作布線圖案的方法。展現(xiàn)出了解決布線電阻和可靠性課題的可能性。

　　直接蝕刻Cu布線制作圖案

　　最尖端的器件使用鑲嵌而成的Cu布線，但溝槽寬度會(huì)限制粒度，因此，在晶界增加引發(fā)的表面散射的作用下，布線電阻會(huì)大幅升高。而且，晶界增加后，電遷移將會(huì)加劇，從而出現(xiàn)布線內(nèi)Cu的體積減少、可靠性降低的課題。

　　IMEC與東電電子很早就為替代傳統(tǒng)的Cu鑲嵌工藝，圍繞利用直接蝕刻制作Cu布線圖案的方法展開(kāi)了基礎(chǔ)研究（圖1）。此次的研究結(jié)果表明，該方法在兩點(diǎn)上具有優(yōu)勢(shì)。第一，通過(guò)使用直接蝕刻，可以擴(kuò)大粒度，降低布線電阻。第二，通過(guò)在蝕刻后防止暴露在空氣中，利用硅氮化膜進(jìn)行密封，可以遏制Cu的氧化，使Cu/Si氮化膜成為電界面，從而可以遏制電遷移。

　　利用化學(xué)鍍填入Co

　　另一方面，IMEC與科林研發(fā)公司合作開(kāi)發(fā)的，是利用化學(xué)鍍（electroless deposition：ELD）的方法，選擇性地在通孔及接觸孔中填入鈷（Co）的技術(shù)（圖2）。接觸孔在鎢（W）底面的上方、通孔在Cu底面的上方選擇性沉積Co。Co可以遏制孔穴的發(fā)生，因此與使用Cu相比，可以降低布線電阻。ELD法與通常的CVD法相比，可以降低成本，而且成本有望低于填入Cu的方法。Co即使與低介電常數(shù)（low-k）的材料直接接觸，也不會(huì)降低可靠性。

　　以上兩項(xiàng)發(fā)表雖然都還處于基礎(chǔ)研究階段，但在今后，該公司還將鎖定7nm工藝以后的技術(shù)，開(kāi)展具體的應(yīng)用研究。這次的結(jié)果得到了IMEC的核心CMOS項(xiàng)目的合作伙伴（美國(guó)GLOBALFOUNDRIES公司、美國(guó)英特爾公司、美國(guó)美光科技公司、韓國(guó)三星電子公司、臺(tái)灣TSMC，韓國(guó)SK海力士公司、松下、富士通半導(dǎo)體、索尼）的協(xié)助，技術(shù)將優(yōu)先提供給這些企業(yè)。