種子混合層包括阻擋材料 和種子材料的混合物。參照圖4至圖7進一步詳細(xì)地討論示例性混合層。
[0048] 在一些實施例中，沉積第二組阻擋層、種子層和/或阻擋/種子混合層（也稱為高 級梯度晶種（AGS))有助于減少可能在銅層和擴散阻擋層之間的連接處出現(xiàn)的縫隙和裂縫 的發(fā)生。這些縫隙或裂縫導(dǎo)致稱為"電迀移"（EM)和"應(yīng)力迀移"的現(xiàn)象，電迀移和應(yīng)力迀 移降低銅互連結(jié)構(gòu)的可靠性。這些問題在高級節(jié)點器件的銅互連結(jié)構(gòu)中尤其普遍，因此本 發(fā)明的實施例解決這些問題。
[0049] 在其他實施例中，在銅互連結(jié)構(gòu)10的開口 15中沉積第三組阻擋層、種子層和/或 阻擋/種子混合層。仍在其他實施例中，還在開口 15中沉積第四組阻擋層、種子層和/或 阻擋/種子混合層。又在其他實施例中，還在開口 15中沉積第五組阻擋層、種子層和/或 阻擋/種子混合層?；趕數(shù)量組的阻擋層、種子層和/或阻擋/種子混合層減少縫隙和 裂縫的發(fā)生的性能，在開口 15中可選擇地沉積s數(shù)量組的阻擋層、種子層和/或阻擋/種 子混合層。例如，如果在銅互連結(jié)構(gòu)10的開口 15中沉積四組阻擋層和種子層以令人滿意 地防止縫隙和裂縫的發(fā)生，則組的數(shù)量s等于4,但是如果僅需要兩組阻擋層和種子層來防 止縫隙和裂縫的發(fā)生，則s等于2。
[0050]在第二種子層50B的沉積之后，開口 15準(zhǔn)備好用導(dǎo)電插塞60進行填充。在至少 一個示例性實施例中，導(dǎo)電插塞60包括銅。用來形成導(dǎo)電插塞60的導(dǎo)電材料通過濺射、蒸 發(fā)、化學(xué)鍍、電鍍和/或其他沉積工藝的一個或多個形成在開口 15中。可選擇地實施額外 的工藝以完成半導(dǎo)體器件10的互連結(jié)構(gòu)，諸如，例如用化學(xué)機械拋光（CMP)系統(tǒng)平坦化導(dǎo) 電插塞60的頂面和/或在導(dǎo)電插塞60上沉積介電材料層或鈍化材料層。
[0051] 在一些實施例中，代替銅，導(dǎo)電插塞60可選擇地包括一種或多種其他材料，諸如 銅合金、耐熱金屬、TiSi2、CoSi2、NiSi、PtSi、W、WSi2、金屬硅化物、TiN、TaN、Al、AlCu、鋁、鋁 合金、鎢和/或其他合適的材料。在一些實施例中，半導(dǎo)體器件10包括連接結(jié)構(gòu)，其連接互 連層、連接互連層和襯底、連接互連層和柵極、連接有源區(qū)和柵極、連接有源區(qū)和互連層、或 用作其他連接目的。在一些實施例中，半導(dǎo)體器件10包括連接不同的半導(dǎo)體器件（諸如第 一器件的漏極區(qū)和第二器件的柵極、或者第一器件的源極區(qū)和第二器件的柵極）的連接結(jié) 構(gòu)。
[0052] 圖3示出的是根據(jù)一個或多個實施例的用于形成銅互連結(jié)構(gòu)的方法100的流程 圖。方法100包括框110,其中，在半導(dǎo)體器件的介電層中形成開口。開口具有側(cè)壁和底部。 方法100包括框120,其中，在開口的側(cè)壁和底部上共形地沉積第一阻擋層。方法100包括 框130,其中，在第一阻擋層上共形地沉積第一種子層。方法100包括框140,其中，在第一 種子層上共形地沉積第二阻擋層。方法100包括框150,其中，在第二阻擋層上共形地沉積 第二種子層。方法1〇〇包括框160,其中，在開口中沉積導(dǎo)電插塞。
[0053] 應(yīng)該理解，在圖3的框110至160之前、期間或之后可以實施額外的工藝以完成半 導(dǎo)體器件的制造，但是為了簡單的目的，在此未詳細(xì)地討論這些額外的工藝。例如，在一個 實施例中，在第二種子層上可以共形地沉積第三阻擋層（未示出）并且在第三阻擋層上可 以共形地沉積第三種子層（未示出）。在另一實施例中，在第三種子層上可以共形地沉積第 四阻擋層（未示出）并且在第四阻擋層上可以共形地沉積第四種子層（未示出）。實際上， 根據(jù)本發(fā)明的各個方面和如上所討論的，在銅互連結(jié)構(gòu)的開口中可以沉積s組阻擋層和種 子層。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，需要在互連結(jié)構(gòu)的開口中沉積以防止電迀移和應(yīng)力 迀移的s數(shù)量組的阻擋層和種子層可被沉積，電迀移和應(yīng)力迀移會降低銅互連結(jié)構(gòu)的可靠 性。
[0054] 圖4至圖6是根據(jù)一個或多個實施例的銅互連結(jié)構(gòu)10的截面?zhèn)纫晥D。
[0055] 參照圖4,銅互連結(jié)構(gòu)10具有在襯底20的介電層30中形成的開口 15。第一阻擋 層40A共形地沉積在開口 15的側(cè)壁和底部上。第一粘合層401A共形地沉積在第一阻擋層 40A上。第一粘合層401A包括&3、1?11、13、]/[0、￥、08、膠粘劑、聚合物、環(huán)氧樹脂、薄膜或其他 合適的材料的一種或多種。
[0056] 第一阻擋/種子混合層403A共形地沉積在第一粘合層401A上。第一阻擋/種子 混合層403A包括已討論的阻擋層40A/40B和種子層50A/50B的材料的混合物。通過物理 氣相沉積（PVD)、化學(xué)氣相沉積（CVD)、原子層沉積（ALD)、任何它們的變化或增強（諸如等 離子體增強ALD(PE-ALD)、等離子體增強CVD(PE-CVD))或其他合適的工藝來沉積第一阻擋 /種子混合層403A。
[0057] 在一些實施例中，第一阻擋/種子混合層403B包括阻擋層材料和種子層材料的交 互布置。例如，當(dāng)形成第一阻擋/種子混合層403B時，通過阻擋層材料和種子層材料的交 互沉積工藝形成阻擋層材料和種子層材料的交互布置。在一些實施例中，通過等離子體輔 助或增強ALD或CVD工藝沉積第一阻擋/種子混合層403A，其中，第一阻擋層40A、第二阻 擋層40B(圖1)、第一種子層50A或第二種子層50B(圖1)的任一個首先形成為基底層，然 后實施等離子體輔助或增強ALD或CVD工藝以混合阻擋層材料和首先沉積的種子層材料、 或者混合種子層材料和首先沉積的阻擋層材料。
[0058] 第二粘合層401B共形地沉積在第一阻擋/種子混合層403A上。第二粘合層401B 包括Co、Ru、Ta、Mo、W、Os、膠粘劑、聚合物、環(huán)氧樹脂、薄膜或其他合適的材料的一種或多種。 在一些實施例中，第一粘合層401A和第二粘合層401B包括相同的材料或相同的材料的組 合。在其他實施例中，第一粘合層401A和第二粘合層401B包括不同的材料或不同的材料 的組合。第一種子層50A共形地沉積在第二粘合層401B上。
[0059] 在一些實施例中，銅互連結(jié)構(gòu)10包括不同數(shù)量的阻擋/種子混合層。例如，可選 擇地沉積第二阻擋/種子混合層403B(未示出）來代替第一種子層50A，并且在第二阻擋/ 種子混合層403B上可選擇地共形地沉積第三粘合層401C(未示出），在第三粘合層401C上 可選擇地共形地沉積第一種子層50A。在一些實施例中，在一個或多個其他阻擋/種子混合 層上可選擇地共形地沉積額外的阻擋/種子混合層。
[0060] 參照圖5,銅互連結(jié)構(gòu)10具有在襯底20的介電層30中形成的開口 15。第一阻擋 層40A共形地沉積在開口 15的側(cè)壁和底部上。第一阻擋/種子混合層403A共形地沉積在 第一阻擋層40A上。在一些實施例中，通過經(jīng)由等離子體輔助或增強ALD或CVD工藝將種 子層材料混合在第一阻擋層40A的一部分上，以在第一阻擋層40A上沉積第一阻擋/種子 混合層403A，從而形成第一阻擋/種子混合層403A。第一粘合層401A共形地沉積在第一 阻擋/種子混合層403A上。第一種子層50A共形地沉積在第一粘合層401A上。
[0061] 參照圖6,銅互連結(jié)構(gòu)10具有在襯底20的介電層30中形成的開口 15。第一阻擋 層40A共形地沉積在開口 15的側(cè)壁和底部上。第一粘合層401A共形地沉積在第一阻擋層 40A上。第一阻擋/種子混合層40