鋁/銅互連工藝是指將前段工藝制備的晶體管連接起來的工藝。硅片上的金屬互連工藝過程是應(yīng)用化學(xué)方法和物理方法制備金屬連線的過程，這些金屬線在IC電路中負(fù)責(zé)傳導(dǎo)信號(hào)，而周圍介質(zhì)層的物性對(duì)鄰近金屬線的影響很大。在金屬互連中，接觸孔（Contact）是指硅芯片內(nèi)器件與第一金屬層之間的連接，過孔（Via）是指相鄰金屬層之間的連接。連接通道中填充薄膜金屬，以便在兩層金屬層之間形成電學(xué)連接。多層金屬互連是指金屬/平面金屬/垂直過孔的重復(fù)疊加，只是金屬連線與過孔的尺寸上的變化，以及平面金屬連線的厚度上的變化。互連的金屬主要有鋁、鋁-硅合金、鋁-銅合金等。0.13um 以前的互連技術(shù)是在鋁工藝基礎(chǔ)上發(fā)展出來的較為系統(tǒng)的鋁互連工藝技術(shù)，其中包括鋁刻蝕和鋁沉積等工藝模塊。

對(duì)于集成電路來說，由于集成度和工作頻率的提高，為了減小 RC 延遲和互連金屬的電阻，用銅替代鋁是必然的趨勢(shì)；同時(shí)還需要用低K層間介質(zhì)（ILD）來減小寄生電容。銅互連技術(shù)是 Intel 公司率先在0.13um 技術(shù)代的產(chǎn)品中大規(guī)模引入生產(chǎn)線的，是一種在邏輯器件產(chǎn)品中全面替代鋁互連的技術(shù)。由于采用銅具有較高的電導(dǎo)率，從而使互連線的厚度降低（導(dǎo)電界面減?。?，在保持較高電導(dǎo)的同時(shí)，降低其電容，提高工作頻率。銅互連的技術(shù)特點(diǎn)是，由于其具有更小的電阻和更大的電子遷移率，減小了互連能耗和互連時(shí)延，提升了芯片速度。但是銅具有不可揮發(fā)性，所以鋁互連技術(shù)中的金屬刻蝕技術(shù)無法在銅互連工藝中繼續(xù)應(yīng)用。

為此，一種用于銅互連的新型工藝技術(shù) ——雙鑲嵌法(Dual Damascenes )被研發(fā)出來，這種技術(shù)也稱為“雙大馬士革法”。所謂的雙鑲嵌法，就是在介質(zhì)上打孔和挖槽，然后將銅填充進(jìn)去，再進(jìn)行 CMP 拋光研磨，如上圖所示。由于銅的擴(kuò)散性和遷移率較高，在介質(zhì)中填充銅會(huì)導(dǎo)致銅原子擴(kuò)散滲透到介質(zhì)中從而導(dǎo)致互連的可靠性變差。為此，需要在銅與介質(zhì)之間通過物理沉積制備一層阻擋層（Ta/TaN )來阻止銅的擴(kuò)散，然后通過物理沉積制備一層銅籽晶層，再通過電鍍技術(shù)將銅填入通孔和溝槽，多余的部分通過化學(xué)機(jī)械研磨去除掉。

審核編輯 ：李倩