金屬層1工藝是指形成第一層金屬互連線，第一層金屬互連線的目的是實現把不同區域的接觸孔連起來，以及把不同區域的通孔1連起來。第一金屬層是大馬士革的銅結構，先在介質層上挖溝槽，再利用電鍍（Electro Chemical Plating, ECP）在溝槽里填充 Cu。

1） M1 光刻處理。通過微影技術將 M1掩膜版上的圖形轉移到晶圓上，形成 M1光刻膠圖案，M1區域上保留光刻膠。CT作為 M1光刻曝光對準。圖4-240所示為電路的版圖，工藝的剖面圖是沿 AA'方向，圖4-241所示為M1光刻的剖面圖。圖4-242所示為M1顯影的剖面圖。

2） 測量 M1 光刻的關鍵尺寸。

3）測量 M1套刻數據。收集曝光之后的 M1 光刻圖形與 CT對準圖形的套刻數據。

4）檢查顯影后曝光的圖形。

5） M1硬掩膜干法刻蝕。利用干法刻蝕去除沒有光刻膠覆蓋的 TiN 區域。圖4-243所示為M1硬掩膜刻蝕的剖面圖。

6）去除光刻膠。通過干法刻蝕和濕法刻蝕去除光刻膠。圖4-244 所示為去除光刻膠的剖面圖。

7）測量 M1的關鍵尺寸。收集刻蝕后的 M1的關鍵尺寸數據，檢查 M1 的關鍵尺寸是否符合產品規格。

8）M1干法刻蝕。干法刻蝕利用CF4，CHF3和 CO 等混合氣體產生等離子電漿刻蝕 Si-COH 層，SiCN 作為停止層。

9）去除ESL SiCN 層。利用濕法刻蝕去除SiCN層。圖4-245所示為去除SiCN 層的剖面圖。

10）淀積 Ta/TaN。利用PVD淀積Ta/TaN。預淀積一層 Ta/TaN 有助于后續的Cu 附著在氧化層上，因為Cu與氧化物之間的粘附性很差，如果沒有Ta/TaN的輔助，Cu 層很容易脫落。另外Cu在氧化物中很容易擴散，Ta/TaN 層作為阻擋層可以有效地防止Cu擴散。

11）淀積Cu 薄籽晶層。利用PVD淀積一層Cu 薄籽晶層。預淀積一層厚度約500A的Cu 薄籽晶層，Cu薄籽晶層作為電鍍的陰極。圖4-246所示為淀積Cu薄籽晶層的剖面圖。

12）電鍍淀積銅。利用ECP 電鍍淀積一層銅作為金屬連接層，化學溶液是 H2SO4，CuSO4和H2O。圖4-247所示為電鍍淀積銅的剖面圖。

13）Cu CMP。利用CMP去除表面多余的銅，防止不同區域的金屬線短路，留下Cu填充金屬互連線區域。氧化層作為CMP的停止層。CMP 終點偵察器偵查到 IMD1 硅玻璃的信號，但還要考慮工藝的容忍度，防止有銅殘留造成短路，所以偵查到終點時，還要進行一定時間的工藝。圖4-248所示 CuCMP 的剖面圖。

14）清洗。首先利用NH4OH和H2O清洗，再使用 HF:H2O（100:1）清洗，最后用超純凈水清洗，得到清潔的表面。