(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工学処理すべき導電性ナノスケール構造の個々の部分である、欠陥エッジを含むギャップ領域に集束した電子ビームを向けて、上記導電性ナノスケール構造の導電性材料に加熱による移動、溶融、スパッタリング及び／又は蒸発を発生させ、上記導電性ナノスケール構造のギャップ及び欠陥エッジの欠陥及び導電率を工学処理することにより、上記ギャップを埋め、上記欠陥エッジを接続して導電性を有する導電性ナノスケール構造を提供する工学処理方法。
【請求項２】
上記集束した電子ビームにより、上記欠陥エッジの導電性材料が加熱によって上記欠陥エッジ間のギャップに移動、溶融、スパッタリング及び／又は蒸発して上記ギャップを埋め、上記欠陥エッジを接続することを特徴とする請求項１記載の工学処理方法。
【請求項３】
上記電子ビームのビーム加速電圧は、０．１ｋＶ〜５０ｋＶであることを特徴とする請求項１又は２記載の工学処理方法。
【請求項４】
上記電子ビームは、１Ａ／ｃｍ２〜１００Ａ／ｃｍ２の電流密度を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項５】
上記電子ビームの絶対ビーム電流は、１０ｐＡ〜１０００ｐＡであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項６】
上記電子ビームは、径又は辺の長さが１０ｎｍ〜１００ｎｍのスキャニングウィンドウを有する走査モードにおいて適用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項７】
上記導電性ナノスケール構造の個々の部分は、上記スキャニングウィンドウの中央に位置することを特徴とする請求項６記載の工学処理方法。
【請求項８】
上記電子ビームは、１ｎｍ〜５０ｎｍのビーム径を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項９】
上記電子ビームの電子源と上記導電性ナノスケール構造との間の距離である作動距離は、２ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項１０】
単一の部分に対して適用される工学処理は、合計の電子照射量が１ｍＣ／ｃｍ２〜５００ｍＣ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項１１】
更に、上記導電性ナノスケール構造の部分に電子ビームを向けて後方散乱電子を検出することにより、上記導電性ナノスケール構造を検査する検査工程を有する請求項１〜１０のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項１２】
上記検査工程の間、電子ビームは、電界により加速され、上記導電性ナノスケール構造に達する前に減速界により減速されることを特徴とする請求項１１記載の工学処理方法。
【請求項１３】
上記検査工程は、後方散乱電子のみを検出する工程と、二次電子と後方散乱電子の両方を検出する工程とを有することを特徴とする請求項１１又は１２記載の工学処理方法。
【請求項１４】
上記導電性ナノスケール構造に対する上記検査工程の間に照射される電子ビームの合計の電子照射量は、０．１ｍＣ／ｃｍ２〜１０ｍＣ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項１５】
上記検査工程の間における電子ビームの絶対ビーム電流は、１ｐＡ〜５００ｐＡであることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項１６】
上記検査工程の間における電子ビームのビーム加速電圧は、０．０１ｋＶ〜５０ｋＶであることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項１７】
上記減速界は、上記電子ビームの一次電子を上記電界により発生した最大エネルギの２％〜１０％のエネルギに減速することを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項１８】
後方散乱電子画像を検出する手段を有する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置を使用する請求項１〜１７のいずれか１項記載の工学処理方法。
【請求項１９】
上記走査電子顕微鏡は、１０μｍ〜１００μｍの開口を有するように設計されていることを特徴とする請求項１８記載の工学処理方法。
【請求項２０】
上記後方散乱電子画像を検出する手段は、環状の後方散乱電子検出器（１７０）を有することを特徴とする請求項１８又は１９記載の工学処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナノスケール構造内の個々の部分又は個々の領域、すなわちナノスケール構造の要素における欠陥（defect）及び導電率（conductivity）を工学処理（engineering）する工学処理方法に関する。「欠陥及び導電率を工学処理する」という用語は、本発明の意味において最広義に解されなければならず、導電性ナノスケール構造の欠陥の修復（repairing）、すなわちギャップエッジ間にギャップを有するナノ構造を接続することと、ナノスケール構造における各部分の導電率の改善（amendment）又は調整（tuning）、すなわちナノスケール構造の特定の部分又は要素における導電率を増大及び減少させることとの両方を含む。「個々の部分を工学処理すること」という用語は、ナノスケール構造の部分、すなわち一部のみを目標として、それに対する全ての処理を含むものであり、ナノスケール構造の全体を同一の方法で、すなわちナノスケール構造を有する基板を全体的に加熱する方法で一括処理することはしないという意味である。
【０００２】
【従来の技術】
エス・フラム（S. Fullam）による刊行物「カーボンナノチューブの鋳型による自己組織化及び金ナノワイヤによる熱処理（Carbon Nanotube Template Self-Assembly and Thermal Processing of Gold Nanowires）」（先端技術（２０００年版）１２月号、Ｎｏ．１９、１４３０頁（Advanced materials(200)）,12,No. 19 pages 1430 ff.）には、組織全体を最大１２０秒間、３００℃のレンジ内で高温に加熱して、ナノスケール構造の隣接した結晶間に融合を生じさせることにより、ナノ構造組織（assembly）の導電率を増大させる方法が開示されている。
【０００３】
フロリアン・バンハート（Florian Banhart）による刊行物「電子ビームにおけるカーボンナノチューブ間の接続の形成（The Formation of a Connection between Carbon nanotubes in an Electric Beam）」（ナノレター２００１年版、Ｖｏｌ．１、Ｎｏ．６、３２９頁〜３３２頁（Nano Letters2001, Vol. 1, No. 6, pages 329 to 332））には、移動せずに照射領域に留まるアモルファスカーボンに、酸化水素を集めて送り込むことにより、交差多重壁ナノチューブ（crossing multiwalled nanotubes）を接続可能とし、これによって、２つの交差ナノチューブが結合し、両者間に機械的接合を形成することが開示されている。
【０００４】
ティー・アール・グローブス（T.R. Groves）による「ビーム照射による基板加熱の理論（Theory of beam-induced substrate heating）」（米国真空学会による真空科学技術ジャーナル、Ｂ１４（６）、１１月／１２月、１９９６年、３８３９頁（J.Vac.Sci. Technol.B 14(6), Nov/Dec, 1996, pages 3839 ff by American Vacuum Society）には、ビームによる基板加熱に関する一般的分析と共に、加熱、ビーム電力及びパターン密度間の依存関係が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、導電性ナノスケール構造の個々の部分のみを対象とし、導電性ナノスケール構造の他の部分は本質的に変更しないでおくことにより、広い領域に対して高速で信頼性と選択性があり、更なる側面によれば、好ましくは自動化した欠陥及び導電率の検査方法と組み合わせて使用することのできる、導電性ナノスケール構造の各部分における欠陥及び導電率を工学処理する工学処理方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、請求項１記載の工学処理方法及び請求項１８記載の走査電子顕微鏡（scanning electron microscope：ＳＥＭ）の使用方法により達成される。請求項２乃至１７は、本発明に係る工学処理方法の特定の有利な実現例について言及しており、請求項１９及び２０は、本発明に係る工学処理方法に使用する走査電子顕微鏡の有利な具体例について言及している。
【０００７】
本発明によれば、工学処理すべきナノスケール構造の個々の部分に集束した電子ビームを向けることによりナノスケール構造の導電性材料に加熱による移動、溶融、スパッタリング及び／又は蒸発を発生させることによって、導電性ナノスケール構造の各部分における欠陥及び導電率を工学処理する工学処理方法が提供される。
【０００８】
対象の導電性構造をビームにより加熱することは、材料の改質効果、すなわち移動、溶融、スパッタリング及び／又は蒸発を生じさせる原因である。これによって、本発明に係る工学処理方法は、種々の導電性ナノスケール構造に沿う欠陥の修復並びに導電率の増大及び調整のために容易に適用できる方法を提供するものであり、特に、本発明に係る工学処理方法は、種々の導電性ナノスケール構造とその物理的特性、特に融点に対して適応することができる。
【０００９】
集束した電子ビームを使用することにより、導電性ナノスケール構造の他の部分に影響を与えることなく、欠陥、すなわち導電率の低下した部分あるいは導電率がゼロにまで低下したギャップをも処理することができる。したがって、特定の要求に適合したナノスケール構造の工学処理、特に、特定のナノスケール設計の構築が可能となり、このことは、例えば金属及び半導体のナノ結晶又は他の材料から、データ処理装置、例えばナノメートルスケールの集積回路の面積を、小さく製造する際の基礎となるナノスケール構造を提供する上で極めて重要である。
【００１０】
本発明は、例えば多結晶金属ナノワイヤのように、選択的な自己組織化による金属化によって高い導電性が得られるＤＮＡ鋳型ナノワイヤ（DNA-templated nanowire）から成る導電性ナノスケール構造を提供するのに特に有益である。
【００１１】
ＤＮＡ鋳型ナノワイヤから成る導電性ナノスケール構造は、厚さ２ｎｍ〜５００ｎｍの酸化膜を有するシリコン基板上に通常作製されるが、本発明に係る工学処理方法は種々の基板材料上の導電性ナノ構造にも適用することができる。
【００１２】
更に、本発明に係る工学処理方法は、例えば粒子状導電性構造の導電率を増大するために、粒子状境界（grain-boundaries）又は個々のナノ結晶を結合するのにも使用できる。これらの粒子状境界又は個々のナノ結晶についても本発明の意味において「導電性ナノスケール構造」と解されるべきである。
【００１３】
好ましくは、本発明に係る工学処理方法は、導電性ナノスケール構造におけるギャップ領域に適用可能であり、欠陥エッジを含むギャップ領域に集束した電子ビームを向ける。これにより、欠陥エッジにおいて導電性材料の溶融、スパッタリング及び／又は蒸発による移動が加熱により発生してギャップが埋まり、欠陥エッジが接続され、これによりギャップが閉じ導電性ナノスケール構造が得られる。
【００１４】
集束した電子ビームのパラメータは、所望の効果に依存するとともに、導電性ナノスケール構造の材料にも依存し、工学処理すべきナノスケール構造に合わせて設定することができる。
【００１５】
例えば金の選択的メッキにより金属化可能なＤＮＡ鋳型ナノワイヤに対して特に有効だが、他の材料及び他のナノスケール構造に対しても適用できるビーム加速電圧は、例えば０．１ｋＶ〜５０ｋＶであり、特に３ｋＶ〜１０ｋＶが好ましく、約５ｋＶのレンジが最良である。
【００１６】
好ましい電流密度は、例えば１Ａ／ｃｍ２〜１００Ａ／ｃｍ２であり、特に１０Ａ／ｃｍ２〜５０Ａ／ｃｍ２が好ましく、約２０Ａ／ｃｍ２のレンジが最良である。好ましい絶対ビーム電流は、例えば１０ｐＡ〜１０００ｐＡであり、２０ｐＡ〜５００ｐＡが好ましく、２００ｐＡ〜４００ｐＡが最良である。このような低いエネルギビームでも、工学処理、特に欠陥の修復と導電率の増大を短い照射時間で実現するのに十分である。ビーム照射時間は、約２秒〜約３０秒の範囲が好ましく、特に上述した金属化されたＤＮＡ鋳型ナノワイヤの場合には１０秒〜２０秒でよいが、照射時間又は走査時間はナノスケール構造材料に依存する。照射時間は、材料の性質、特に工学処理すべき材料の熱伝導率に依存し、最大１分間まで延び、あるいは特定のケースでは数分程度まで延びる。
【００１７】
電子ビームのスキャニングウィンドウ（scanning window）は、欠陥領域（一般には工学処理すべき領域）に合わせるのが好ましく、欠陥領域又は工学処理すべき領域はスキャニングウィンドウの中央に置かれる。スキャニングウィンドウは、様々な形状を有することができ、典型的には略円形スキャニングウィンドウの場合では径が１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、矩形スキャニングウィンドウの場合では辺の長さが１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００１８】
なお、より小さな寸法のスキャニングウィンドウを使用してもよく、また、電子ビームの走査を止め、電子ビームを工学処理すべき中心又は位置にある特定のスポットに直接フォーカスしてもよい。典型的には、走査の場合における電子ビーム径は、電子ビームの直接フォーカスの場合より小さい。
【００１９】
典型的な電子ビーム径は、１ｎｍ〜５０ｎｍであり、特に５ｎｍ〜２０ｎｍが好ましく、更に好ましくは約１０ｎｍである。
【００２０】
好ましい電子照射量は、ナノスケール構造の特定領域に対する工学処理工程当たり１ｍＣ／ｃｍ２〜５００ｍＣ／ｃｍ２であり、特に１０ｍＣ／ｃｍ２〜２００ｍＣ／ｃｍ２が好ましく、更に好ましくは約５０ｍＣ／ｃｍ２〜約１００ｍＣ／ｃｍ２である。なお、この電子照射量の下限値は、数十Ｃ／ｃｍ２程度、好ましくは１０Ｃ／ｃｍ２〜５０Ｃ／ｃｍ２の範囲にまで拡大することもできる。
【００２１】
特に、２０ｍＣ／ｃｍ２超の比較的高い電子照射量により、非常に高い表面温度を達成でき、導電性材料の移動、溶融、スパッタリング、及び／又蒸発による構造変化を金属化されたナノ構造に生じさせることができる。
【００２２】
本発明の独立的な側面によれば、検査すべき構造部分に電子ビームを向けて後方散乱電子を検出することにより、導電性ナノスケール構造を検査することもできる。
【００２３】
この点に関して注目すべき重要な点は、後方散乱電子は、ナノスケール構造の導電率を検査することを可能とする、表面に関する所要の電子的情報を担っており、一方、電子ビームの一次電子によって生じる二次電子は、一般に導電率変動に関する有益なコントラスト変動を示すことはなく、通常は表面の幾何学的情報を担うだけであるということである。
【００２４】
したがって、後方散乱電子のみを検出するフィルタを設けることが好ましい。
ここに、この意味における「フィルタ」という用語は、最広義に解されなければならない。フィルタは、後方散乱電子のみに関する、又は主として後方散乱電子に基づく信号又は情報を受信又は計算するために、例えば特定の検出器又は特定の検出器構成又は様々な検出素子と組み合わせて使用可能な１つ以上の加速又は減速界を有する。
【００２５】
したがって、本発明のこの側面により、後方散乱電子を解析することによって、導電性ナノスケール構造における欠陥の存在又はナノスケール構造における導電率に直接関係するコントラスト情報を持つ後方散乱電子画像が得られる。
【００２６】
上述したように、電子ビームを検査すべき構造の部分に向けることによる導電性ナノスケール構造検査は、本発明の独立的な側面を成すものであるが、この導電性ナノスケール検査方法を上述したように方向付けた集束電子ビームを利用することによってなされる導電性ナノスケール構造の欠陥及び導電率に対する工学処理方法と組み合わせることにより特別の利点が得られる。
【００２７】
したがって、極めて簡単な方法によりかつ単一の装置のみを使用することにより、まず導電性ナノスケール構造を検査し、「改善（amend）」又は工学処理すべき所定の欠陥又はエリア／部分を検出した後、直ちにナノスケール構造の当該所定部分を修復又は工学処理することができる。
【００２８】
本発明の特別に有利な実現例によれば、検査と工学処理の両方法を逐次、好ましくは交互に適用し、まずナノ構造を検査し、欠陥があれば工学処理し、工学処理工程後、改善したナノスケール構造の検査を再度実行して、「過大な工学処理」、すなわち導電性材料の望ましくない移動、溶融、スパッタリング及び／又は蒸発を生じさせる過大加熱や望ましくない過大処理を避けるようにする。
【００２９】
加熱による移動、溶融、スパッタリング及び／又は蒸発の発生と同時に導電性ナノスケール構造を検査する工程を実行することも可能である。
【００３０】
なお、導電性ナノスケール構造の検査に使用する電子ビーム電力は、典型的には工学処理の場合より低い電力とし、ナノスケール構造の検査のみを行う場合には何らかの改善又は工学処理効果が生じないようにし、あるいはナノスケール構造の検査のみが要求される場合にはこの種の効果を可及的に低く抑える必要がある。
【００３１】
工学処理に好ましい電子ビームパラメータについては既に上述したが、検査用電子ビームの場合、電子照射量は、典型的には数ｍＣ／ｃｍ２未満、好ましくは１０ｍＣ／ｃｍ２未満である。好ましい電子照射量は、１ｍＣ／ｃｍ２〜５ｍＣ／ｃｍ２であるが、１ｍＣ／ｃｍ２未満の非常に少ない電子照射量も可能であり、例えば１μＣ／ｃｍ２〜５００μＣ／ｃｍ２である。検査用電子照射量を工学処理用電子照射量と比較すると、工学処理用電子照射量の方が好ましくは約１マグニチュード（magnitude）分多く、好ましい工学処理用電子照射量は、検査用電子照射量の５倍〜１００倍多く、好ましくは１０倍〜５０倍、殆どの場合は１０倍〜３０倍である。
【００３２】
検査用ビーム電流は、例えば１０ｐＡ〜５００ｐＡであり、２０ｐＡ〜１００ｐＡが好ましく、特に好ましいのは約５０ｐＡである。
【００３３】
好ましい検査用スキャニングウィンドウは、好ましい工学処理用スキャニングウィンドウと略同一の範囲であり、矩形形状の場合の辺の長さは、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍであり、好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍである。検査モードにおいても走査を止め、検査すべき部分の特定のスポットに電子ビームを直接フォーカスすることも可能ではあるが、この種の動作は通常、検査中は好ましくなく、工学処理モードのみに適している。
【００３４】
検査モードにおける好ましい加速電圧は、０．０１ｋＶ〜５０ｋＶであり、特に好ましいのは１ｋＶ〜１０ｋＶであり、したがって、工学処理用電子ビームの場合におけるビーム加速電圧に匹敵するが、通常は若干低く、好ましくは１／１．５〜１／３である。
【００３５】
検査モードの場合、ナノスケール構造を電子貯蔵部（electron reservoir）として機能する電極に接続することが特に好ましい。これにより、欠陥が存在するときの画像コントラストが大幅に改善される。代わりに、外側からナノスケール構造に所定のバイアス電圧をかける細い導電線にナノスケール構造を接続することもできる。これによっても所定のコントラスト改善が得られる。
【００３６】
一方、上述した工学処理の場合、ナノスケール構造と、電極又は導電細線との接続は不要であるが、工学処理中においても工学処理に悪影響を与えることなくナノスケール構造を電極に接続した状態にしておくこともできる。
【００３７】
導電性ナノスケール構造検査方法又は工程の好ましい実現例において、一次電子ビームは、高電圧の電界で加速された後、導電性ナノスケール構造に達する前に減速界により減速され、これにより、好ましい具体例において、第１の検出手段は、この第１の検出手段の方向において減速界により好ましくは加速された後方散乱電子のみを検出し、第２の検出手段は、二次電子と後方散乱電子の両方を検出し、これにより、両検出手段の測定結果を比較することにより後方散乱電子信号又は後方散乱電子画像を得ることができる。
【００３８】
一具体例において、減速界は、高電圧電界により発生した最大エネルギの約２％〜約１０％のエネルギに電子ビームの一次電子を減速する。
【００３９】
なお、減速ビームは実際には約１００ｅＶ〜約１０ｋｅＶのビーム電圧を有し得るので、高電圧電界により発生した最大エネルギの１％未満〜１００％までの値を取り得るが、好ましくは１０％〜１００％である。
【００４０】
本発明の目的は、上述した方法における走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）のシステムの使用によっても解決されるものであり、走査電子顕微鏡は、後方散乱電子及び二次電子を検出するフィルタと、本質的に後方散乱電子のみを検出するフィルタとを有する（なお、上述したように、「フィルタ」は本発明の意味において「後方散乱電子画像」又は信号を得るための任意の手段に関するものである）。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図１は、２個の電極１０とＤＮＡ鋳型ナノワイヤ（DNA-templated nanowire）２０、２２、２４のシステムの後方散乱電子画像を示したものであり、これらのＤＮＡ鋳型ナノワイヤ２０、２２、２４は、選択的な自己組織化（self-assembly）による金属化によって高い導電性を持たせたものである。この写真は検査すべきシステムに電子ビームを向け、本発明の一側面に従い後方散乱電子を検出することにより撮ったものである。図１に示す後方散乱電子画像は、ビーム電圧４ｋＶ、作動距離（working distance：以下、ＷＤという。）６ｍｍの条件下で得たものである。
【００４２】
図１の示すシステムにおいて、ＤＮＡ鋳型ナノスケールワイヤ２０、２２、２４は、ランダムに配置されているが、例えばナノエレクトロニクスの回路用としてより規則的な配置を実現することができる。
【００４３】
図１に明らかに見えるように、ＤＮＡ鋳型ナノワイヤ２０、２２、２４は、明るいコントラスト又は弱いコントラストのいずれかを示している。少なくとも１つの電極１０に電気的に接続されたワイヤ部分２２は、明るいコントラストを示しているのに対し、１つの電極１０と直接的な電気接点を明らかに持たないワイヤ部分２４は、弱いコントラストで現れている。
【００４４】
図１の白い円内に示すように、複数の欠陥３０も図１に明らかに見える。
【００４５】
比較のために、図２ａに図１のシステムを示し、図２ｂに同じシステムにおいて、原始間力顕微鏡（atomic force microscope：ＡＦＭ）のチップ（tip）でＤＮＡ鋳型ナノワイヤの導電性部分を切断することにより、同じく白い円で示す更なる欠陥３２をシステムに追加して形成した後のシステムを示す。
【００４６】
この欠陥３２を追加して形成したことにより、明らかに、ＤＮＡ鋳型ナノワイヤ２２の一部は、追加的に形成した欠陥３２により電極１０との接続が切れた状態となり、これにより弱いコントラストで現れている。
【００４７】
追加的に形成した欠陥３２のために、新たな欠陥３４が発見された。これは、ＤＮＡ鋳型ナノワイヤ２２が欠陥３４の左側で明るいコントラストを示すのに対し、欠陥３４の右側では弱いコントラストを示していることからよく見える。
【００４８】
図３は、後方散乱電子画像の拡大詳細図であり、ＤＮＡ鋳型ナノワイヤ２２は、電極（図示せず）に接続されているため、明るいコントラストを示し、ＤＮＡ鋳型ナノワイヤ２４は、電極（図示せず）に接続されていないので、弱いコントラストを示すのみである。図３の後方電子画像の略中央によく見えるように、欠陥３０を検出でき、この欠陥３０は、電極に接続されていないＤＮＡ鋳型ナノワイヤ２４（欠陥３０上方の弱いコントラスト）と電極に接続されているＤＮＡ鋳型ナノワイヤ２２（欠陥３０下方の明るいコントラスト）とを分離している。
【００４９】
本発明に係る工学処理方法を適用して、エネルギ４ｋＶ、ＷＤ６ｍｍ、ビーム電流約２０ｐＡ、開口３０μｍ、スキャニングウィンドウ約５０ｎｍ×１００ｎｍ、走査時間１０秒の条件下で集束電子ビームを利用することにより、欠陥３０は、架橋されて修復された（図４に指示符号３６で示す）。
【００５０】
図４において、ＤＮＡ型ナノワイヤ２２は、修復した欠陥３６の上方と下方の両側において後方散乱電子画像上で明るいコントラストを示しており、ＤＮＡ鋳型ナノワイヤ２２は、修復した欠陥３６の両側ともに１つの電極に接続されたことを明らかに示しており、欠陥（図３に示す３０）は、明らかに修復され、導電的に架橋されたことを示している。
【００５１】
図に示した具体例は、後方散乱電子画像を示すことによって本発明に係る工学処理方法の効果を示すものであり、本発明に係る欠陥及び導電率の工学処理方法は、後方散乱電子画像によって上述の導電性ナノスケール構造を検査する方法又は工程と組み合わせることにより、その組合せ効果が得られる点で好ましいが、検査方法又は工程とは独立して適用することができることは明らかである。なお、例えば導電率が低下した欠陥又は部分を見つけるために、例えば光又は赤外線の変動、電気的測定、又は原始間力顕微鏡による構造検査によっても導電性ナノスケール構造を検査することもできる。
【００５２】
図５は、本発明に係る工学処理方法に使用する具体的な走査電子顕微鏡装置の主要構成素の一部を模式的に示したものである。一次電子ビーム１０２が電子源１００により発生し、これに対する加速電圧は、本発明に係る工学処理方法に従い広い範囲で、例えば１ｋＶ〜１０ｋＶの範囲で調整することができる。
【００５３】
一次電子ビーム１０２はナノスケール構造を有する試料２００に向けられる。
試料２００は模式的に示されており、試料２００の上面には２個の電極２３０が取り付けらていれる。
【００５４】
図５に模式的に示すように、試料２００に向けられた一次電子ビーム１０２は、主として試料２００内の相互作用領域２１０内で効果を示す。相互作用領域２１０の体積は、この図５では模式的に示しているが、試料２００の材料と電子ビームのパラメータに依存する。
【００５５】
図５に模式的に示すように、一次電子ビーム１０２は、後方散乱電子１５０と二次電子１６０を発生し、一次電子ビーム１０２と本質的に同一エネルギを有する後方散乱電子１５０は、一次電子ビーム１０２と本質的に反対方向に後方散乱し、二次電子１６０は側方に発生する。
【００５６】
電子の方向は走査電子顕微鏡の磁力レンズ１１０と静電レンズ１２０により制御される。
【００５７】
図５に示す走査電子顕微鏡は、後方散乱電子１５０用の環状検出器１７０を備えており、これにより後方散乱電子信号を直接取り込み、「後方散乱電子画像」を得ることができる。
【００５８】
図５には図示していないが、走査電子顕微鏡は、更に二次電子１６０用の検出器、例えば側方検出器を備えていてもよい。なお、二次電子１６０は、図５に模式的に示すように、試料２００の上面領域における二次放出領域２２０においてのみ発生する。
【００５９】
明細書、特許請求の範囲及び／又は図面に開示する本発明の諸特徴は、別個にあるいは任意の組合せのいずれであれ、本発明を種々の形態で実現する上で重要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】電極に接続したナノスケールの金属化されたＤＮＡ鋳型ワイヤの後方散乱電子画像を示す写真である。
【図２】ナノスケールの金属化されたＤＮＡ鋳型ワイヤの切断前（図２ａ）と切断後（図２ｂ）における、図１に示すシステムの後方散乱電子画像を示す写真である。
【図３】１つの金属化されたＤＮＡ鋳型ナノワイヤに欠陥を有するナノスケールの金属化されたＤＮＡワイヤシステムの後方散乱電子画像の拡大詳細図を示す写真である。
【図４】１つの金属化ＤＮＡ鋳型ナノワイヤの欠陥修復後における、図３に示すシステムの後方散乱電子画像の同一拡大詳細図を示す。
【図５】本発明に係る工学処理方法に採用した走査電子顕微鏡の具体例の模式図であり、図中に後方散乱電子と二次電子の経路を示す。
【符号の説明】
１０  電極、２０，２２，２４  ナノワイヤ、３０，３２，３４  欠陥、３５  修復した欠陥、１００  電子源、１０２  一次電子ビーム、１１０  磁力レンズ、１２０  静電レンズ、１５０  後方散乱電子、１６０  二次電子、１７０  後方散乱電子用検出器、２００  試料（ナノスケール構造を有する）、２１０  相互作用領域、２２０  二次放出領域、２３０  電極
【図１】
0004614303.tif 000002
【図２】
0004614303.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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