(57)【要約】  一般に集積回路の製造に有用な、金属を取り除くための、及び、特に貴金属の化学的機械的研磨用の、スラリーは、過ヨウ素酸、研磨剤、及び緩衝系を組み合わせることによって、形成されてもよく、ここでそのスラリーのｐＨは、約（４）と約（８）との間にある。
2007508692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーであって、
研磨剤、及び
過ヨウ素酸
を含み、
当該スラリーのｐＨは、約４から約８までの間にある、スラリー。
【請求項２】
腐食防止剤をさらに含む、請求項１に記載のスラリー。
【請求項３】
前記腐食防止剤は、１−ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）を含む、請求項２に記載のスラリー。
【請求項４】
有機酸及び該有機酸の塩を含む緩衝系をさらに含む、請求項１に記載のスラリー。
【請求項５】
前記有機酸は、クエン酸、酢酸、炭酸、シュウ酸、及びアスコルビン酸を含む群より選択される、請求項４に記載のスラリー。
【請求項６】
前記有機酸の塩は、クエン酸カリウム、酢酸カリウム、炭酸水素カリウム、シュウ酸カリウム、及び、アスコルビン酸カリウムを含む群より選択される、請求項１に記載のスラリー。
【請求項７】
前記過ヨウ素酸は、約０．００５Ｍから約０．０５Ｍまでのモル濃度を含む、請求項１に記載のスラリー。
【請求項８】
前記研磨剤は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、及びセリアを含む群より選択される、請求項１に記載のスラリー。
【請求項９】
界面活性剤をさらに含む、請求項１に記載のスラリー。
【請求項１０】
前記界面活性剤は、セチルトリメチルアンモニウム＝ヒドロキシド（ＣＴＡＯＨ）を含む群より選択される、請求項９に記載のスラリー。
【請求項１１】
マイクロ電子構造を形成する方法であって、
接着剤層に配置された障壁層を含む基体を提供すること、
を含み、
該接着剤層は、基体の、凹部内に及び第一の表面に配置され、
当該方法は、
過ヨウ素酸及び約４から約８までのｐＨを含むスラリーで該接着剤層から該障壁層を取り除くこと
を含む方法。
【請求項１２】
障壁層を含む基体を提供することは、酸化ルテニウム、ルテニウム、レニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスミウム、イリジウム、白金、及び金、並びにそれらの組み合わせを含む群より選択される材料を含む基体を提供することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
過ヨウ素酸及び約４から約８までのｐＨを含むスラリーで該接着剤層から該障壁層を取り除くことは、約０．０１Ｍから約０．０６Ｍまでのモル濃度における過ヨウ素酸及び約４から約８までのｐＨを含むスラリーで前記接着剤層から前記障壁層を取り除くことを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
スラリーで該接着剤層から該障壁層を取り除くことは、約９００オングストローム毎分から約１５００オングストローム毎分までの除去速度で、スラリーで前記接着剤層から酸化ルテニウムの層を取り除くことを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
接着剤層が、基体の、凹部内に及び第一の表面に配置される、接着剤層に配置された障壁層を含む基体を提供することは、接着剤層に配置される障壁層に配置された金属層を含む基体を提供することを含み、
該接着剤層は、基体の、凹部内に及び第一の表面に配置される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
該障壁層から該金属層を取り除くことは、前記障壁層から銅の層を取り除くことを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
約２５０オングストローム毎分から約８００オングストローム毎分までの除去速度で、スラリーで前記障壁層から前記銅の層を取り除くことをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
過ヨウ素酸及び約４から約８までのｐＨを含むスラリーで該接着剤層から該障壁層を取り除くことは、約０．００４Ｍから約０．００６Ｍまでのモル濃度における過ヨウ素酸及び約４から約８までのｐＨを含むスラリーで前記接着剤層から前記金属層を取り除くことを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
スラリーで該接着剤層から該障壁層を取り除くことは、少なくとも約１０００オングストローム毎分の除去速度で、スラリーで前記接着剤層からルテニウムの層を取り除くことを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
接着剤層に配置された障壁層を含む基体を提供することは、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、及び、それらの組み合わせからなる群より選択される材料に配置された障壁層を含む基体を提供することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
マイクロ電子構造を形成する方法であって、
凹部を含む基体を提供すること
を含み、
仕事関数層は、該凹部内に及び該凹部の第一の表面に配置され、且つ、
充填金属層は、該仕事関数層に配置され、且つ、
当該方法は、
該下地の仕事関数層が、約４から約８までのｐＨにおける過ヨウ素酸を含むスラリーを利用することによって露出させられるまで、該充填金属層を取り除くこと、及び、
該スラリーで該凹部の該第一の表面から該仕事関数層を取り除くこと
によって、金属ゲート電極を形成することを含む、方法。
【請求項２２】
該充填金属層を取り除くことは、化学的機械的研磨を利用することによって、前記充填金属層を取り除くことを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
該仕事関数層を取り除くことは、化学的機械的研磨を利用して前記仕事関数層を取り除くことを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
仕事関数層が、該凹部内に配置される、凹部を含む基体を提供することは、凹部を含む基体を提供することを含み、
ルテニウム、酸化ルテニウム、窒化チタン、チタン、アルミニウム、炭化チタン、窒化アルミニウム、及びそれらの組み合わせを含む群より選択される仕事関数層は、前記凹部内に配置される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
仕事関数層が、該凹部内に及び該凹部の第一の表面に配置される、凹部を含む基体を提供することは、凹部を含む基体を提供するを含み、
仕事関数層は、少なくとも約０．１ｅＶだけ該仕事関数層の仕事関数をシフトさせるのに十分な量の不純物を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
仕事関数層が、十分な量の不純物を含む、凹部を含む基体を提供することは、凹部を含む基体を提供することを含み、
仕事関数層は、ランタニド金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、スカンジウム、ジルコニウム、ハフニウム、アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、タングステン、窒素、塩素、酸素、フッ素、及び、臭素からなる群より選択される十分な量の不純物を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記金属充填層は、銅、チタン、窒化チタン、タングステン、及び、それらの組み合わせからなる群より選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
該仕事関数を取り除くことは、約０．０１Ｍから約０．０６Ｍまでのモル濃度における、約４から約８までのｐＨにおける過ヨウ素酸を含むスラリーを利用することによって前記仕事関数層を取り除くことを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
該仕事関数層を取り除くことは、約９００オングストローム毎分から約１５００オングストローム毎分までの除去速度で、ルテニウムの層を取り除くことを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
該仕事関数層を取り除くことは、約５００オングストローム毎分から約７００オングストローム毎分までの除去速度で、窒化チタン、窒化アルミニウムの層を取り除くことを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
該仕事関数層を取り除くことは、約１５０オングストローム毎分から約３５０オングストローム毎分までの除去速度で、チタンアルミニウム層を取り除くことを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
金属ゲート構造であって、
誘電体層、
仕事関数層
を含み、
該仕事関数層は、少なくとも約０．１ｅＶだけ該仕事関数層の仕事関数をシフトさせるのに十分な量の不純物を含み、
当該構造は、
銅を含む金属充填層
を含む、構造。
【請求項３３】
前記仕事関数層は、ルテニウム、窒化チタン、チタン、アルミニウム、炭化チタン、窒化アルミニウム、及び、それらの組み合わせを含む、請求項３２に記載の構造。
【請求項３４】
前記不純物は、ランタニド金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、スカンジウム、ジルコニウム、ハフニウム、アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、タングステン、窒素、塩素、酸素、フッ素、及び臭素からなる群より選択される、請求項３２に記載の構造。
【請求項３５】
前記誘電体層は、酸化ハフニウム、酸化ケイ素ハフニウム、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素ジルコニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化チタンストロンチウムバリウム、酸化チタンバリウム、酸化チタンストロンチウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化タンタルスカンジウム鉛、及びニオブ酸亜鉛鉛からなる群より選択される高いｋの誘電体層を含む、請求項３２に記載の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ電子処理の分野に、並びに、より詳しくは、金属の化学的機械的研磨用のスラリー及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ電子デバイスの製造は、シリコン又は他の半導体ウェハの中又は上におけるトランジスタ、ダイオード、及びコンデンサのような多重電子デバイスの製作、そして、金属の線、プラグ、及びビアでそれらデバイスを相互接続することを伴う。
【０００３】
マイクロ電子デバイスの製造の間に、異なる材料の多くの層が、互いに交互に堆積させられ、そして、部分的に取り除かれる。例えば半導体ウェハのような、基板上の層の除去の一つの技術は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）として当技術において知られる。ＣＭＰの動作において、ＣＭＰスラリーが、金属層のような層に塗布されるが、そのスラリーは、化学的な機能及び機械的な機能の両方を供給する。
【０００４】
化学的には、そのスラリーは、通常、電子の除去によって金属層を酸化してもよい酸化剤を含む。そのとき、形成される酸化された膜は、ＣＭＰ工程による除去が可能なものである。
【０００５】
機械的には、上記種類のスラリーは、また、シリカ（ＳｉＯ２）又はセリア（ＣｅＯ２）のような研磨剤をも含む。その研磨剤の目的は、研磨パッドが、その膜に対して押しつけられる及びその膜上で移動させられる、並びに、その膜を取り除くとき、その酸化された膜を研磨することである。
【０００６】
一度その酸化された膜が、取り除かれると、その新たに露出した金属は、その研磨剤を利用して再度取り除かれる別の酸化された膜を形成するために、再度酸化されることもある。その工程は、その金属層が、要求された深さまで取り除かれるまで、継続させられる。しかしながら、貴金属のような、化学的に安定な且つ機械的に硬い材料の場合には、このような膜を酸化することが、より困難なものであることもある。このように、貴金属の場合には、ＣＭＰ工程で使用される典型的なスラリーは、デバイスからこのような層を取り除くことが可能なものでないこともある。
【０００７】
ＣＭＰスラリーの使用と関連した別の問題は、それらが、通常、約３より低いｐＨの値を有するということである。約３より低いｐＨの値を有するスラリーは、腐食性である傾向があると共に化学的機械的研磨の動作に使用される研磨設備の損傷の原因であることもある。
【０００８】
加えて、約二より低いｐＨを備えたスラリーは、危険な材料と考えられ、従って、製造する費用を実質的に増加させる特別な操作手順を要求する。例えば、ルテニウムは、約２のｐＨで酸化させられるとすれば、毒性の及び爆発性の両方であり得るＲｕＯ４を形成することもある。なお、低いｐＨのスラリーは、容易に反応すると共にその研磨装置の腐食を引き起こす。このようなものとして、低いｐＨのスラリーが、集積回路の工程における膜を製造可能に化学的機械的研磨するためには、不適当なものであることが、見出されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、貴金属のような、金属の化学的機械的研磨用の改善されたスラリーについての要求がある。本発明は、このようなスラリー及びそれの関連した方法及び構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書が、本発明とみなされるものを特に指摘すると共に明確に請求する特許請求の範囲で終わる一方で、この発明の利点を、付随する図面に関連して読むとき、本発明の以下の記載から、より容易に確かめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の詳細な説明において、実例として、本発明を実施してもよい特定の実施形態を示す付随する図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施することを可能とするために、十分に詳細に記載される。本発明の様々な実施形態が、異なるとはいえ、必ずしも相互に排他的なものではないことは、理解されることである。例えば、ここに記載される特定の特徴、構造、又は特性を、一つの実施形態と関連して、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態内で実施してもよい。加えて、各々の開示される実施形態内での個々の要素の場所又は配置を、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく変更してもよいことは、理解されることである。従って、以下の詳細な説明は、限定する意味で解釈されるものではなく、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲によってのみ定義され、特許請求の範囲の権利を与える均等物の全範囲と一緒に、適切に解釈される。図面においては、同様の符号は、数個の図のいたるところで同じ又は類似の機能性を指す。
【００１２】
金属を取り除くためのスラリー及び方法を記載する。そのスラリーを、過ヨウ素酸（ＨｉＯ４）、研磨剤、及び緩衝系を組み合わせることによって形成してもよく、ここでそのスラリーのｐＨを、約４から約８までの間のｐＨに維持してもよい。本発明のスラリー及び方法を、マイクロ電子デバイスの製作に通常使用される、金属の相互接続の構造又は金属のゲート電極を形成するために、使用してもよい、しかしながら、また、本発明のスラリー及び方法を、マイクロ電子デバイス処理以外の領域のみならず、マイクロ電子デバイスの製造における他の工程で使用してもよい。
【００１３】
化学的機械的研磨用の、本発明と一致した、模範的なスラリーは、約４から約８までのｐＨを有すると共に、好ましくは、約６．７と約７．１との間にある。この実施形態のスラリーは、シリカ、セリア、ジルコニア若しくはアルミナ、又は任意の他の適切な研磨剤のような、研磨剤を含んでもよい。そのスラリーは、約１重量パーセントと３０重量パーセントとの間の研磨剤を含んでもよく、且つ、好ましくは、約１重量パーセントと５重量パーセントとの間の研磨剤を含んでもよい。
【００１４】
本発明のスラリーを、約４から約８までのｐＨに維持してもよく、且つ、最も好ましくは、約６．７から約７．１までのｐＨに維持するが、そのｐＨは、中性のｐＨである。そのスラリーを、緩衝系の使用を通じて、このようなｐＨの範囲に維持してもよく、その緩衝系は、そのｐＨを安定化させるように作用する。その緩衝系は、有機酸及び有機酸の塩を含んでもよい。このような緩衝系の例は、酢酸／酢酸カリウム、クエン酸／クエン酸カリウム、炭酸／炭酸水素カリウム、及び、リン酸／リン酸カリウムを含む。
【００１５】
そのスラリーは、約０．００５Ｍから約０．０５Ｍまでの範囲にわたるモル濃度で、酸化剤、好ましくは過ヨウ素酸（ＨＩＯ４）を含んでもよい。その過ヨウ素酸は、例えばルテニウムのような、貴金属を含む、金属を酸化させる（金属から電子を取り除く）こともあるヨウ素酸イオン（ＩＯ４−）を供給する。ルテニウムの場合には、そのスラリーのヨウ素酸イオンは、以下の式
７Ｒｕ（ｓ）  ＋  ４ＩＯ４−  ＋  ４Ｈ＋  →  ７ＲｕＯ２  ＋  ２Ｉ２  ＋  ２Ｈ２Ｏ
に従って、ルテニウムの層を酸化させることもある。
【００１６】
酸化ルテニウムが、ＲｕＯ２のような、プラス４の酸化状態で形成されることもある。本発明のスラリーの利点は、仮にそのスラリーが、先行技術のスラリーにおけるように、より低いｐＨに維持されるとすれば、そのように形成された酸化ルテニウムが、（ＲｕＯ４におけるように）プラス８の酸化状態にありそうであるのに対して、そのスラリーが、中性の付近のｐＨに維持されるので、そのルテニウムの層が、プラス４の酸化状態に酸化されることである。ＲｕＯ４は、高度に爆発性及び毒性であるとして、並びに、マイクロ電子デバイスの製造には不適切であるものとして、当業者に知られる。
【００１７】
このように、この実施形態のスラリーは、おおよそ４から約８までのｐＨを含むと共に、研磨剤、酸化剤としての過ヨウ素酸、及び緩衝系を含む。本発明のスラリーは、当技術において知られるような、腐食防止剤としてのベンゾトリアゾールをさらに含んでもよい。これらの成分は、そのスラリーを形成するために、典型的には水と組み合わせられる。図３は、ステップ３１０では、緩衝系及び研磨剤を水中で組み合わせてもよい、フローチャートを描く。ステップ３２０では、過ヨウ素酸を、そのスラリーにさらに組み合わせてもよく、且つ、ステップ３３０では、腐食防止剤を、そのスラリーにさらに組み合わせてもよい。ステップ３４０では、例えばセチルトリメチルアンモニウム＝ヒドロキシド（ＣＴＡＯＨ）、又は、グルコン酸のエトキシラート及びラウレルエーテル（laurel ether）のような、エトキシラートのエーテルを含んでもよい第四級の塩のような界面活性剤が、本発明のスラリーを形成するために、さらに組み合わせられることもある。
【００１８】
図１ａ−１ｆは、本発明のスラリーを利用して、材料の層を化学的機械的研磨することによって、マイクロ電子構造を形成する方法の実施形態を図解する。図１ａは、当技術において周知であるような、中間層の誘電体層（ＩＬＤ）のような誘電体１０１を含んでもよい基板１００の一部分を図解する。基板１００は、凹部１０６をさらに含んでもよい。接着剤層１０２を、基板１００の第一の表面１０８におけるのみならず、凹部１０６の、底部１０９及び側壁１０７に形成してもよい。チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、及びそれらの組み合わせのような、様々な材料を、接着剤層１０２として使用してもよい。その接着剤層を、当技術において知られた様々な堆積の技術によって、形成してもよく、且つ、そのこと自体を、ここではさらに議論しないことにする。
【００１９】
障壁層１０４を、接着剤層１０２に配置してもよい。障壁層１０４は、貴金属又は貴金属の酸化物を含んでもよく、且つ、酸化ルテニウム、ルテニウム、レニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスミウム、イリジウム、白金及び金、並びにそれらの組み合わせを含んでもよい。障壁層１０４を、当業者に知られた様々なスパッタ堆積技術のような、当技術において知られた任意の数の堆積工程を使用して、接着剤層１０２に堆積させもよい。好適な実施形態において、障壁層１０４は、酸化ルテニウムの層を含んでもよく、そして、その層は、相互接続構造のようなマイクロ電子構造が、たとえ空所が相互接続構造に生ずるとしても、機能的なままであることを可能にする導電路を提供することによって分路として作用することもある。
【００２０】
また、障壁層１０４は、障壁層１０４に形成してもよい金属層１１０用の種層として作用することもある（図１ｂ）。金属層１１０は、当技術において周知である様々な電気メッキ技術を使用して、電気メッキが施されてもよく、又は、蒸着工程を使用して、形成されてもよい。障壁層１０４は、金属層１１０からの外方拡散に対する障壁としてさらに作用することもある。金属層１１０は、好ましくは、銅を含んでもよく、又は、タングステンのような、別の金属で作られてもよい。
【００２１】
そして、図１ｃに示すように、前述した種類のスラリー１１４は、金属層１１０上に塗布される。一つの実施形態において、スラリー１１４は、約０．０１から約０．０６までのモル濃度の過ヨウ素酸、及び、クエン酸の緩衝系を含んでもよい。そのスラリーのｐＨは、約４から約８までに維持されてもよく、及び、好ましくは、約６．８から約７．１までの間にある。周知であるように、典型的な化学的機械的研磨の工程の間に、ウェハを、研磨パッドで覆われた回転するテーブルに、表を下にして置いてもよく、その研磨パッドは、本発明のスラリー１１４のような、スラリーで被覆されてある。担体は、その担体を回転可能なシャフトに付けてもよいが、そのウェハの裏側に対して下向きの力を加えるために、使用される。その下向きの力を加えること、及び、そのウェハを回転させることによって、そのスラリーを有するパッドを同時に回転させる一方で、所望の料の材料を、本発明の金属層１１０のような、薄膜の表面から取り除いてもよい。
【００２２】
その化学的機械的処理の工程の間に、その化学的機械的研磨の工程の間に形成される、金属層１１０の酸化された部分１１２を、先に記載した様式で、取り除いてもよい。そのスラリーが、酸化された部分１１２の除去において援助するのに十分な量で、シリカ、ジルコニア、アルミナ、及び／又は、セリアのような、研磨剤をさらに含んでもよいことは、当業者によって認識されると思われる。
【００２３】
この実施形態においては、おおよそ１．５プサイ（ｐｓｉ）の下方への力、おおよそ１５０ｒｐｍのウェハの回転スピード、及び、おおよそ６０ｃｃｍのスラリーの流量を、その化学的機械的研磨の工程の間に適用してもよい。その化学的機械的研磨の工程の様々なパラメータを、その特定の用途に依存して、変動させてもよいことは、理解されると思われる。銅の金属を含む金属層１１０の除去速度は、この実施形態においては、約２５０オングストローム毎分から約８００オングストローム毎分までであってもよい。その化学的機械的研磨の工程を、図１ｄに示すように、継続してもよく、金属層１１０は、実質的に取り除かれると共に、下地の障壁層１０４が、露出させられる（図１ｄ）。
【００２４】
図１ｅに示すように、スラリー１１４を、露出された障壁層１０４へ塗布してもよい。このステップでのスラリー１１４は、約０．００４モルから約０．００６モルまでのモル濃度の過ヨウ素酸、クエン酸の緩衝系、おおよそ１．５プサイの下方への力、おおよそ１５０ｒｐｍのウェハの回転スピード、及び、おおよそ６０ｃｃｍのスラリーの流量を含んでもよい。そのスラリーのｐＨを、約４から約８までに維持してもよく、且つ、好ましくは、約６．８から約７．１までの間にある。ルテニウム又は酸化ルテニウムの材料を含む障壁層１０４の除去速度は、この実施形態においては、約９００オングストローム毎分から約１５００オングストローム毎分まであってもよい。スラリー１１４のｐＨを減少させると、ルテニウムの材料を含む障壁層１０４の除去速度が、増加する傾向があることは、当業者によって認識されると思われる。その化学的機械的研磨の工程は、図１ｆに示すように、障壁層１０４が取り除かれるまで、繰り返される。
【００２５】
別の実施形態において、そのスラリーは、約０．０１から約０．０６までのモル濃度の過ヨウ素酸を含んでもよい。そのスラリーのｐＨを、約４から約８までに維持してもよく、且つ、好ましくは、約６．８から約７．１までの間にある。この場合には、ルテニウムの材料を含む障壁層のエッチング速度は、少なくとも約１，０００オングストローム毎分であってもよい。
【００２６】
このように、当技術において周知であるような導電性の相互接続構造のようなマイクロ電子構造（図１ｆ）を、本発明のスラリー及び方法を使用して、形成してもよい。
【００２７】
図２ａ−２ｆは、本発明のスラリーを利用して、材料の層を化学的機械的研磨することによって、マイクロ電子構造を形成する方法の別の実施形態を図解する。図２ａは、提供してもよい、且つ、当技術において周知であるような、中間層の誘電体層（ＩＬＤ）のような、誘電体２０１を含んでもよい、基板２００の一部分を図解する。基板２００は、凹部２０６をさらに含んでもよい。
【００２８】
誘電体層２０３を、凹部２０６の底部２０７に配置してもよい。誘電体層２０３は、当技術において周知であるようなゲート誘電体層であってもよい。また、誘電体層２０３は、高いｋの誘電体層を含んでもよく、且つ、酸化ハフニウム、酸化ケイ素ハフニウム、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素ジルコニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化チタンストロンチウムバリウム、酸化チタンバリウム、酸化チタンストロンチウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化タンタルスカンジウム鉛、及び、ニオブ酸亜鉛鉛からなる群より選択される材料を含んでもよい。
【００２９】
仕事関数層２０４を、凹部２０６の側壁２０７における及び基板２００の第一の表面２０８におけるのみならず、誘電体層２０３に配置してもよい。仕事関数層２０４は、ルテニウム、酸化ルテニウム、窒化チタン、チタン、アルミニウム、炭化チタン、窒化アルミニウム、及びそれらの組み合わせを含んでもよい。
【００３０】
仕事関数層２０４を、当技術において周知であるような様々な堆積の技術を使用して、形成してもよい。仕事関数層２０４は、好ましくは、仕事関数層２０４の仕事関数を上昇させることもある又は低下させることもある、仕事関数層２０４に添加される不純物を含んでもよい。それら不純物を、イオン注入法又は原位置（insitu）ドーピング技術のような、当技術において周知の様々なドーピングの技術を利用して、仕事関数層２０４へ添加してもよい。それらの不純物は、ランタニド金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、スカンジウム、ジルコニウム、ハフニウム、アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、タングステン、窒素、塩素、酸素、フッ素、及び臭素を含んでもよい。仕事関数層２０４に含まれることもある、不純物の量は、その用途に依存して、変動してもよいが、しかし、好ましくは、少なくとも約０．１ｅＶだけ、その仕事関数層の仕事関数をシフトさせるのに十分な量である。
【００３１】
充填金属層２１０を、仕事関数層２０４に配置してもよい（図２）。充填金属層２１０は、銅、チタン、窒化チタン、タングステン、及び、それらの組み合わせを含んでもよいが、しかし、また、他の導電性材料を含んでもよい。一つの実施形態において、その充填金属層は、銅の材料を含んでもよい。
【００３２】
スラリー２１４を、充填金属層２１０へ塗布してもよく（図２ｃ）、そのスラリーは、充填金属層２１４の酸化された部分２１２を取り除く。一つの実施形態において、そのスラリーは、約０．０１から約０．０６のモル濃度の過ヨウ素酸、及び、クエン酸の緩衝系を含んでもよい。そのスラリーのｐＨを、約４から約８までに維持してもよく、且つ、好ましくは、約６．８から約７．１までの間にある。銅の金属を含む充填金属層２１０の除去速度は、この実施形態においては、約２５０オングストローム毎分から約８００オングストローム毎分までであってもよい。
【００３３】
充填金属層２１０の除去において、下地の仕事関数層２０４は、露出させられる（図２ｄ）。スラリー２１４を、仕事関数層２１０へ塗布してもよく（図２ｅ）、そのスラリーは、仕事関数層２１４の酸化された部分２１２を取り除く。一つの実施形態において、そのスラリーは、約０．００４から約０．００６のモル濃度の過ヨウ素酸、及び、クエン酸の緩衝系を含んでもよい。そのスラリーのｐＨを、約４から約８までに維持してもよく、且つ、好ましくは、約６．８から約７．１までの間にある。ルテニウム又は酸化ルテニウムの材料を含む仕事関数層２１０の除去速度は、この実施形態においては、約９００オングストローム毎分から約１５００オングストローム毎分までであってもよい。
【００３４】
上述したスラリーを利用する別の実施形態においては、窒化チタン、窒化アルミニウムの材料を含む仕事関数層を、約５００オングストローム毎分から約７００オングストローム毎分までの除去速度で取り除いてもよい。
【００３５】
上述したスラリーを利用する別の実施形態においては、チタンアルミニウム材料を含む仕事関数層は、約１５０オングストローム毎分から約３５０オングストローム毎分までの除去速度で取り除いてもよい。
【００３６】
別の実施形態においては、そのスラリーは、約０．０１から約０．０６のモル濃度の過ヨウ素酸、及び、クエン酸の緩衝系を含んでもよい。そのスラリーのｐＨを、約４から約８までに維持してもよく、且つ、好ましくは、約６．８から約７．１までの間にある。ルテニウム又は酸化ルテニウムの材料を含む仕事関数層２１０の除去速度を、この実施形態においては、少なくとも約１０００オングストローム毎分の除去速度で取り除いてもよい。
【００３７】
このように、誘電体層２０３に配置される仕事関数層１０４に配置された充填金属層２１０を含む金属ゲート構造を、形成してもよい（図２ｆ）。上述したように、本発明は、本発明のスラリーを利用してマイクロ電子デバイスを形成する、スラリー及び方法並びに関連した構造を提供する。本発明のスラリー、方法、及び構造は、マイクロ電子デバイスからの、ルテニウムのような、貴金属の除去を可能とする。
【００３８】
前述の記載が、本発明の方法において使用してもよい、指定されたある一定のステップ及び材料を有するとはいえ、当業者は、多くの変更及び置換をなしてもよいことを認識すると思われる。それに応じて、全てのこのような変更、変形、置換、及び付加が、添付した特許請求の範囲によって定義されるような本発明の趣旨及び範囲内に入ることが考慮されることが、意図される。加えて、マイクロ電子デバイスを製造するための、シリコン基板のような、基板の頂上における多層構造の製作が、当技術において周知であることが、認識される。従って、ここに提供された図は、本発明の実施に属する模範的なマイクロ電子デバイスの部分のみを図解することが、認識される。このように、本発明は、ここに記載した構造に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１ａ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図１ｂ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図１ｃ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図１ｄ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図１ｅ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図１ｆ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図２ａ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図２ｂ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図２ｃ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図２ｄ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図２ｅ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図２ｆ】本発明の方法の実施形態を実行するとき、形成してもよい構造の断面を表す。
【図３】本発明の実施形態に従った方法のフローチャートを表す。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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