半导体制造的中段和后段工艺（Middle of Line, MOL与Back end of Line, BEOL）不仅连接着前段器件与后段金属层，还确保了整个芯片的电信号传输与性能表现。接下来，本文将对这两个阶段进行详细的探讨。
一、中段工艺：连接前后的桥梁
金属前电介质层（PMD）
金属前电介质层（PMD）的主要功能是作为前段器件与后段金属层之间的隔离层，防止杂质在两个阶段之间扩散。PMD通常由TEOS-SiO2、PSG/BPSG等材料通过化学气相沉积（CVD）方法沉积而成。这些材料的选择与沉积技术，旨在确保PMD具有优异的隔离性能和稳定性。
阻挡层与接触孔
在接触孔的形成过程中，阻挡层（如Ti/TiN等）的加入至关重要。它们不仅保护了接触孔底层的材料免受刻蚀过程中的损伤，还确保了后续钨栓塞的沉积质量。钨栓塞的形成是实现前段与后段导通的关键步骤，其质量直接影响芯片的互连电阻和整体性能。因此，刻蚀的高选择比和薄膜沉积的上下均匀性成为了中段工艺的主要壁垒。
二、后段工艺：构建互连网络
金属间介质层（IMD）/阻挡层/钝化层
后段工艺的核心是构建能够传输电信号的互联线网络。金属间介质层（IMD）通常由SiO2及低k介质制成，用于隔离不同金属层或导线与介质层之间的杂质。阻挡层（如Ti/TiN/TaN/Ta等）和钝化层（如Si3N4等）则进一步增强了这种隔离能力，并防止了最后一层金属在封测过程中的污染。这些薄膜的致密性、隔离和绝缘能力，以及阻挡层的厚度与粘附性，都是后段工艺的关键参数。
金属籽晶层与金属层
金属籽晶层（如W/Al/Cu）与金属层（如Al/Cu）构成了芯片的互连导线。这些金属层需要具有低电阻率和强导电能力，以确保电信号的稳定传输。在沉积过程中，扩散阻挡层的沉积是第一步，用于防止层间介质层的金属污染。随后，通过电镀方法沉积的金属层具有更低的电阻率和更好的填充特性。电镀前，需要使用PVD方法在阻挡层上沉积一层金属籽晶层，作为电镀前的成核层。
硬掩膜
随着制程的进步，光刻尺寸逐渐减小，硬掩膜层的使用变得至关重要。它们与光刻胶一起形成掩膜图形，并在刻蚀过程中被去除。传统的硬掩膜层材料（如SiO2、Si3N4等）逐渐被金属硬掩膜（如TiN、ACHM等）替代，以提高硬度和刻蚀性能。
焊盘
焊盘位于钝化层的上方，是芯片与外部电路连接的桥梁。它们通常由Al/Cu/合金制成，需要具有足够的硬度和稳定性，以承受检测或键合过程中的机械压力。焊盘的质量直接影响芯片的封装和测试效果。
中段与后段工艺是半导体制造中不可或缺的两个阶段。它们通过精细的薄膜沉积、刻蚀和互联线构建，确保了芯片内部电信号的稳定传输和整体性能的表现。
