种子混合层包括阻挡材料 和种子材料的混合物。参照图4至图7进一步详细地讨论示例性混合层。
[0048] 在一些实施例中，沉积第二组阻挡层、种子层和/或阻挡/种子混合层（也称为高 级梯度晶种（AGS))有助于减少可能在铜层和扩散阻挡层之间的连接处出现的缝隙和裂缝 的发生。这些缝隙或裂缝导致称为"电迀移"（EM)和"应力迀移"的现象，电迀移和应力迀 移降低铜互连结构的可靠性。这些问题在高级节点器件的铜互连结构中尤其普遍，因此本 发明的实施例解决这些问题。
[0049] 在其他实施例中，在铜互连结构10的开口 15中沉积第三组阻挡层、种子层和/或 阻挡/种子混合层。仍在其他实施例中，还在开口 15中沉积第四组阻挡层、种子层和/或 阻挡/种子混合层。又在其他实施例中，还在开口 15中沉积第五组阻挡层、种子层和/或 阻挡/种子混合层。基于s数量组的阻挡层、种子层和/或阻挡/种子混合层减少缝隙和 裂缝的发生的性能，在开口 15中可选择地沉积s数量组的阻挡层、种子层和/或阻挡/种 子混合层。例如，如果在铜互连结构10的开口 15中沉积四组阻挡层和种子层以令人满意 地防止缝隙和裂缝的发生，则组的数量s等于4,但是如果仅需要两组阻挡层和种子层来防 止缝隙和裂缝的发生，则s等于2。
[0050]在第二种子层50B的沉积之后，开口 15准备好用导电插塞60进行填充。在至少 一个示例性实施例中，导电插塞60包括铜。用来形成导电插塞60的导电材料通过溅射、蒸 发、化学镀、电镀和/或其他沉积工艺的一个或多个形成在开口 15中。可选择地实施额外 的工艺以完成半导体器件10的互连结构，诸如，例如用化学机械抛光（CMP)系统平坦化导 电插塞60的顶面和/或在导电插塞60上沉积介电材料层或钝化材料层。
[0051] 在一些实施例中，代替铜，导电插塞60可选择地包括一种或多种其他材料，诸如 铜合金、耐热金属、TiSi2、CoSi2、NiSi、PtSi、W、WSi2、金属硅化物、TiN、TaN、Al、AlCu、铝、铝 合金、钨和/或其他合适的材料。在一些实施例中，半导体器件10包括连接结构，其连接互 连层、连接互连层和衬底、连接互连层和栅极、连接有源区和栅极、连接有源区和互连层、或 用作其他连接目的。在一些实施例中，半导体器件10包括连接不同的半导体器件（诸如第 一器件的漏极区和第二器件的栅极、或者第一器件的源极区和第二器件的栅极）的连接结 构。
[0052] 图3示出的是根据一个或多个实施例的用于形成铜互连结构的方法100的流程 图。方法100包括框110,其中，在半导体器件的介电层中形成开口。开口具有侧壁和底部。 方法100包括框120,其中，在开口的侧壁和底部上共形地沉积第一阻挡层。方法100包括 框130,其中，在第一阻挡层上共形地沉积第一种子层。方法100包括框140,其中，在第一 种子层上共形地沉积第二阻挡层。方法100包括框150,其中，在第二阻挡层上共形地沉积 第二种子层。方法1〇〇包括框160,其中，在开口中沉积导电插塞。
[0053] 应该理解，在图3的框110至160之前、期间或之后可以实施额外的工艺以完成半 导体器件的制造，但是为了简单的目的，在此未详细地讨论这些额外的工艺。例如，在一个 实施例中，在第二种子层上可以共形地沉积第三阻挡层（未示出）并且在第三阻挡层上可 以共形地沉积第三种子层（未示出）。在另一实施例中，在第三种子层上可以共形地沉积第 四阻挡层（未示出）并且在第四阻挡层上可以共形地沉积第四种子层（未示出）。实际上， 根据本发明的各个方面和如上所讨论的，在铜互连结构的开口中可以沉积s组阻挡层和种 子层。本领域普通技术人员应该理解，需要在互连结构的开口中沉积以防止电迀移和应力 迀移的s数量组的阻挡层和种子层可被沉积，电迀移和应力迀移会降低铜互连结构的可靠 性。
[0054] 图4至图6是根据一个或多个实施例的铜互连结构10的截面侧视图。
[0055] 参照图4,铜互连结构10具有在衬底20的介电层30中形成的开口 15。第一阻挡 层40A共形地沉积在开口 15的侧壁和底部上。第一粘合层401A共形地沉积在第一阻挡层 40A上。第一粘合层401A包括&3、1?11、13、]/[0、￥、08、胶粘剂、聚合物、环氧树脂、薄膜或其他 合适的材料的一种或多种。
[0056] 第一阻挡/种子混合层403A共形地沉积在第一粘合层401A上。第一阻挡/种子 混合层403A包括已讨论的阻挡层40A/40B和种子层50A/50B的材料的混合物。通过物理 气相沉积（PVD)、化学气相沉积（CVD)、原子层沉积（ALD)、任何它们的变化或增强（诸如等 离子体增强ALD(PE-ALD)、等离子体增强CVD(PE-CVD))或其他合适的工艺来沉积第一阻挡 /种子混合层403A。
[0057] 在一些实施例中，第一阻挡/种子混合层403B包括阻挡层材料和种子层材料的交 互布置。例如，当形成第一阻挡/种子混合层403B时，通过阻挡层材料和种子层材料的交 互沉积工艺形成阻挡层材料和种子层材料的交互布置。在一些实施例中，通过等离子体辅 助或增强ALD或CVD工艺沉积第一阻挡/种子混合层403A，其中，第一阻挡层40A、第二阻 挡层40B(图1)、第一种子层50A或第二种子层50B(图1)的任一个首先形成为基底层，然 后实施等离子体辅助或增强ALD或CVD工艺以混合阻挡层材料和首先沉积的种子层材料、 或者混合种子层材料和首先沉积的阻挡层材料。
[0058] 第二粘合层401B共形地沉积在第一阻挡/种子混合层403A上。第二粘合层401B 包括Co、Ru、Ta、Mo、W、Os、胶粘剂、聚合物、环氧树脂、薄膜或其他合适的材料的一种或多种。 在一些实施例中，第一粘合层401A和第二粘合层401B包括相同的材料或相同的材料的组 合。在其他实施例中，第一粘合层401A和第二粘合层401B包括不同的材料或不同的材料 的组合。第一种子层50A共形地沉积在第二粘合层401B上。
[0059] 在一些实施例中，铜互连结构10包括不同数量的阻挡/种子混合层。例如，可选 择地沉积第二阻挡/种子混合层403B(未示出）来代替第一种子层50A，并且在第二阻挡/ 种子混合层403B上可选择地共形地沉积第三粘合层401C(未示出），在第三粘合层401C上 可选择地共形地沉积第一种子层50A。在一些实施例中，在一个或多个其他阻挡/种子混合 层上可选择地共形地沉积额外的阻挡/种子混合层。
[0060] 参照图5,铜互连结构10具有在衬底20的介电层30中形成的开口 15。第一阻挡 层40A共形地沉积在开口 15的侧壁和底部上。第一阻挡/种子混合层403A共形地沉积在 第一阻挡层40A上。在一些实施例中，通过经由等离子体辅助或增强ALD或CVD工艺将种 子层材料混合在第一阻挡层40A的一部分上，以在第一阻挡层40A上沉积第一阻挡/种子 混合层403A，从而形成第一阻挡/种子混合层403A。第一粘合层401A共形地沉积在第一 阻挡/种子混合层403A上。第一种子层50A共形地沉积在第一粘合层401A上。
[0061] 参照图6,铜互连结构10具有在衬底20的介电层30中形成的开口 15。第一阻挡 层40A共形地沉积在开口 15的侧壁和底部上。第一粘合层401A共形地沉积在第一阻挡层 40A上。第一阻挡/种子混合层40