后端金属连接要选择Cu而不选择AL（其实最好的金属是金，不管是导电率还是其他性能，但是金太贵了）的原因：为什么Cu（铜）连接要使用大马士革工艺。我们今天来了解一下大马士革工艺。
    大马士革来源大马士革其实就是“镶嵌”工艺，就是你挖个孔，然后把想要的东西填进去。大马士革这个名字来源于古代大马士革地区有名的镶嵌工艺，这个工艺的核心思想就是工匠们会在金属表面事先雕刻出想要的图案，然后再这个图案上镶嵌入自己喜欢的金属或宝石之类的东西。当半导体制造在尺寸微缩的背景下，工程师发现当时的铝材料无法满足产品的需求；故而转向另一种材料铜，又因铜蚀刻会带来其他的问题；最好采用了“镶嵌”工艺来完美解决这个问题；故目前后段的铜制程都会叫做大马士革。

大马士革工艺

    传统的AL制程是在基材上先depo一层AL，之后涂上光刻胶（PR）；然后再通过蚀刻将不需要的AL蚀刻掉，得到我们想要的AL图形（其实大部分的蚀刻制程都是这样的，都是通过光刻胶转移目标图形）。

    而大马士革工艺制程是先在基材上deposit上介质层（一般都是SiO2或SIO2中添加其他元素或其他低k材料），然后再介质层上涂上光刻胶，再将要填铜的孔蚀刻出来，接着再填上铜，最好采用CMP将上面的其他铜层磨平掉。目前现在主流的FAB都是采用双大马士革工艺，但是整体的工艺个单大马士革是一样。

    大马士革工艺的难点个人认为大马士革看起来很简单，但实际的制造中不简单，这里面比较有挑战的。
    第一，就是光刻中OVL问题，因为孔的位置是要和底层相连的如果在这边OVL偏差太多会造成对准有问题，造成产品报废；

    第二，就是铜的扩散问题，如果铜和介质层直接相连铜离子容易在介质层中发生扩散导致产品报废或失效（目前都是会先depo一层阻挡层）；
    第三，就是CMP，主要CMP要保证铜的均匀性、dishing和defect等等问题，铜的均匀性会影响后续相关的导电性能，又因为铜是相对较硬的金属，在CMP过程容易产生particle，导致产品defect或scratch。
    总的来说，大马士革工艺解决了铜互连的制程困难的难题；是半导体尺寸越做越小的关键工艺之一；大马士革工艺从单大马士革到双大马士革，简化了制造的流程，缩短了制造时间和成本，为半导体发展提供了关键的一步。

                                                                                                   文章归原作者所有，转载仅为分享和学习使用，不做任何商业用途！内容如有侵权，请联系本部删除！