在半導體加工中，金屬化問題是一個關鍵的技術挑戰，主要表現為金屬互連線(如銅、鋁)出現電遷移和接觸電阻升高，這些問題嚴重影響了芯片的性能和可靠性。
產生原因：溫度異常與微觀結構變化
溫度過高：在高溫退火過程中，金屬互連線會發生電遷移或晶粒過度生長。這種微觀結構的變化會直接影響電學性能，降低互連線的可靠性。
溫度不足：當溫度過低時，金屬與硅之間的接觸電阻無法得到優化。這會導致電流傳輸效率降低，增加器件的功耗，并使性能變得不穩定。
影響：性能下降與故障風險增加
電遷移、晶粒過度生長以及接觸電阻升高相互關聯，共同導致芯片整體性能下降。這些問題不僅會使芯片信號傳輸速度減慢、邏輯功能異常，還會增加芯片在使用過程中的故障風險，提高產品維護成本和失效率。
解決措施：溫控優化與工藝改進
優化退火溫度：通過采用高精度的溫度控制系統，如精密工業冷水機，為半導體設備提供穩定的冷卻支持，減少因溫度波動導致的電遷移和接觸電阻問題，從而提高芯片的性能和可靠性。
優化接觸工藝：調整接觸層的材料、厚度和制備工藝，例如采用多層結構或添加摻雜元素，可以有效降低接觸電阻，提高電流傳輸效率。
材料選擇：選用抗電遷移能力強的金屬材料(如銅合金)和導電性好的接觸材料(如摻雜多晶硅或金屬硅化物)，進一步優化接觸電阻。
通過這些措施，可以有效解決金屬化問題，提升半導體芯片的性能和可靠性。
