金属层1（M1）工艺是指形成第一层金属互连线，金属互连线的目的是实现把不同的器件连接起来。金属层是三文治结构，它是由不同的难熔金属组成，包括Ti、TiN和AICu。

1）Ar 刻蚀。PVD 前用Ar 离子溅射清洁表面。

2）淀积 Ti/TiN层。利用PVD的方式淀积300A的Ti和500A的TiN。首先通入气体Ar轰击Ti靶材，淀积Ti薄膜。再通入气体 Ar 和N₂轰击Ti靶材，淀积TiN 薄膜。Ti作为粘接层，TiN是AI的辅助层，TiN 也作为夹层防止 AI 与二氧化硅相互扩散，TiN 也可以改善AI的电迁移，TiN 中的Ti会与 AI 反应生成TiAl₃，TiAl₃是非常稳定的物质，它可以有效抵御电迁移现象。

3）淀积 AICu金属层。通常称金属溅镀时所使用的原料为铝合金靶材，其成分为0.5%铜，1%硅及98.5%铝。最初的制程是使用99%铝和1%硅，掺杂硅是为了改善铝穿刺现象。掺杂0.5%的铜是为了降低金属电迁移。通过 PVD的方式利用Ar离子轰击铝合金靶材淀积厚度为5500A的AICu 金属层，作第一层金属互连线。

4）淀积TiN层。通过PVD 的方式利用Ar离子轰击Ti靶材，Ti与N₂反应生成 TiN，淀积350A的TiN。TiN 隔离层可以防止 AI 和氧化硅之间相互扩散，TiN 除具有改善电迁移的作用外，还作为 VIA 蚀刻的停止层和光刻的抗反射层。图4-87所示为淀积金属层 Ti/TiN/AICu/TiN 的剖面图。

5） M1 光刻处理。通过微影技术将 M1掩膜版上的图形转移到晶圆上，形成 M1光刻胶图案，M1区域上保留光刻胶。CT 作为M1 光刻曝光对准。图4-88所示为电路的版图，与图4-79 比较，它多一层 M1，工艺的剖面图是沿 AA'方向。图4-89 所示为 M1 光刻的剖面图，图4-90所示为 M1显影的剖面图。

6）量测M1光刻的关键尺寸。

7）量测 M1的套刻，收集曝光之后的M1光刻与 CT 的套刻数据。

8）检查显影后曝光的图形。

9）M1干法刻蚀。利用干法刻蚀去除没有被光刻胶覆盖的金属，保留有光刻胶区域的金属形成金属互连线，刻蚀的气体是Cl₂。刻蚀最终停在氧化物上，终点侦查器会侦查到刻蚀氧化物的副产物。图4-91所示为 M1刻蚀的剖面图。

10）去除光刻胶。除了前面提到的干法刻蚀利用氧气形成等离子浆分解大部分光刻胶，还要通过湿法刻蚀利用有机溶剂去除金属刻蚀残留的氯离子，因为氯离子会与空气接触形成HCI 腐蚀金属。图4-92 所示力去除光刻胶的剖面图。

11）量测 M1 刻蚀的关键尺寸。