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

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

　　IMEC與東電電子合作開發(fā)的，是能夠替代廣泛普及的銅（Cu）布線的鑲嵌工藝，通過對Cu布線進行直接蝕刻，制作布線圖案的方法。展現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，布線電阻會大幅升高。而且，晶界增加后，電遷移將會加劇，從而出現布線內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了基礎研究（圖1）。此次的研究結果表明，該方法在兩點上具有優(yōu)勢。第一，通過使用直接蝕刻，可以擴大粒度，降低布線電阻。第二，通過在蝕刻后防止暴露在空氣中，利用硅氮化膜進行密封，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。

　　利用化學鍍填入Co

　　另一方面，IMEC與科林研發(fā)公司合作開發(fā)的，是利用化學鍍（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（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（low-k）的材料直接接觸，也不會降低可靠性。

　　以上兩項發(fā)表雖然都還處于基礎研究階段，但在今后，該公司還將鎖定7nm工藝以后的技術，開展具體的應用研究。這次的結果得到了IMEC的核心CMOS項目的合作伙伴（美國GLOBALFOUNDRIES公司、美國英特爾公司、美國美光科技公司、韓國三星電子公司、臺灣TSMC，韓國SK海力士公司、松下、富士通半導體、索尼）的協助，技術將優(yōu)先提供給這些企業(yè)。