传统的物理气相沉积 (PVD) 利用电离氩等离子体将 Cu 原子从靶材溅射到晶圆上 。为了优化特征结构内部的覆盖率，现代工艺采用中等程度的晶圆偏压，以在离子轰击与中性 Cu 原子沉积之间建立平衡 。该偏压将 Cu 离子垂直引导至沟槽内，在底部和侧壁形成连续层 。然而，在高度微缩的结构中，种子层可能会变得不连续，从而迫使电沉积的 Cu 以孤立的颗粒岛状形式成核，而非形成平滑、连续的薄膜 。为了缓解这一问题，先进沉积技术可能会结合热回流 (thermal reflow) 步骤，利用表面能和化学势梯度驱动 Cu 原子沿侧壁迁移，有效预填充特征结构并降低有效纵横比 。
纯 Cu 是标准的种子材料，因为它与主体 ECD Cu 具有相容性，可作为关键的电子传输层和成核层 。为了增强长期互连可靠性，种子层中可掺入微量杂质（如锰、铝或锡）进行合金化 。在随后的热处理或覆盖层沉积过程中，这些杂质会扩散并偏析到晶界或界面处，从而显著降低铜原子的晶界扩散速率 。这种偏析机制从根本上抑制了电迁移，电迁移遵循阿伦尼乌斯扩散方程 (Arrhenius diffusion equation)，其中原子运动的活化能被有效提高 。
溅射功率、晶圆偏压和衬底温度等工艺参数必须进行细致的协同优化；过高的偏压会导致底层 Ta 衬层被再溅射，而不足的温度则会抑制实现均匀覆盖所必需的表面迁移率 。在 40nm 节点，尽管 MET6 的尺寸较局部互连更为宽松，但累计热预算和结构完整性的要求依然严苛 （工程实践）。在此选择优化的 Cu 种子工艺可确保后续的大体积电镀不会形成侧壁或线顶空洞，从而保证稳健的器件良率 。
风险与挑战
[高] 种子层覆盖不连续：如果侧壁上的 Cu 种子层过薄或不连续，后续电沉积电流密度会在局部集中，导致在孤立岛状区域优先生长，从而产生严重的空洞 。
[中] Ta 衬层再溅射：在 PVD 沉积过程中施加过高的晶圆偏置（wafer bias），会导致高能 Cu 离子轰击并刻蚀掉下方的 Ta 基阻挡层，从而破坏其扩散阻隔性能 。
[中] 种子层氧化（队列时间失效）：增加种子层沉积与电镀之间的队列时间（queue time），会使薄 Cu 层表面发生环境氧化，从而降低有效成核密度，并产生更粗糙、离散的沉积物 。
[低] 过度的场区沉积（悬垂）：中性沉积与离子轰击之间的平衡不佳，会导致 Cu 在沟槽开口处过度堆积，产生悬垂（overhang）现象，在特征结构完成底部填充之前将其封口 。