在双大马士革工艺中，用于分隔两层金属的介质材料是二氧化硅。然而，这种材料对于高性能电路来说存在一个问题。电路信号的延迟是由于金属电阻（R）和电容（C）的组合导致的，这被称为系统的RC常数。介质材料的介电常数（k）是电容因素的一个主要贡献者，它用于分隔金属层，即中间金属介质（IMD）。

二氧化硅的介电常数（k）约为3.9。根据半导体工业协会（SIA）的国际半导体技术路线图，成功的电路需要将k值降低到1.5到2.0的范围。除了介电性能外，IMD还必须具备多种化学和机械性能。它们包括热稳定性（后续金属工艺可能会使初始薄膜经历多次高达450℃的热处理）、良好的蚀刻选择性、无针孔、足够的柔韧性以承受芯片应力以及与其他工艺的兼容性。

为了满足超大规模集成电路（ULSI）的需求，已经开发出多种低k介质材料。它们被列在下面的图中。主要类别包括基于氧化物的材料、基于有机物的材料以及它们的各种变体。基于聚（亚烷基）醚（PAEs）或氢化有机硅氧烷聚合物（HOSPs）的有机物具有旋涂工艺的优势。旋涂工艺可以提供良好的均匀性和平面性，并且比化学气相沉积（CVD）工艺更便宜。

从铝金属化转向铜金属化并非简单地更换材料。铜本身也存在一系列问题和挑战。铜不易通过湿法或干法技术进行蚀刻。铜与硅的电接触电阻很高。铜容易通过二氧化硅扩散，并可能进入硅结构，在那里它会降低器件性能并导致结漏电问题。铜对二氧化硅表面的粘附性不好，会导致结构问题。这些挑战促使开发了一种独特的工艺，专门用于克服铜的问题并实现高生产率的工艺。它包括光刻工艺、低k阻挡层或衬里工艺的开发、铜电化学镀以及化学机械抛光工艺。

双大马士革工艺在前面章节中已经介绍过。但它的起源可以追溯到中世纪，当时用于装饰陶器的一种金属镶嵌工艺。它是在古代大马士革城附近开发的，因此得名双大马士革。其概念很简单。使用光刻工艺在表面介质层中形成一个沟槽，然后将所需的金属沉积到其中。通常，沟槽会被过量填充，需要通过化学机械抛光（CMP）步骤重新平整表面（见下面的图中所示）。该工艺提供了优越的尺寸控制，因为沟槽的宽度定义了金属的宽度。它消除了典型金属蚀刻工艺在金属沉积后产生的宽度变化。