(57)【要約】【課題】  有機金属ガスを真空雰囲気中に微量充填し、電子ビーム照射によって前記有機金属ガスを分解させ、金属成分を前記ビーム照射部分に堆積させる方法において、前記堆積部分がハイドロカーボンの混入により非晶質化し、導電性および強度著しく阻害する。【解決手段】  電子ビーム照射によって前記有機金属ガスを分解させ、金属成分を前記ビーム照射部分に堆積させる方法において、前記堆積部分にレーザーを照射，ヒータ加熱、もしくは赤外線照射しながら堆積させることによって、ハイドロカーボンの混入による非晶質化を防止し、導電性および強度に優れた、結晶質の金属堆積物を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機金属ガスを真空雰囲気中に微量充填し、電子ビーム照射によって前記有機金属ガスを分解させ、金属成分を前記ビーム照射部分に堆積させる方法において、前記堆積部分にレーザーを照射しながら堆積させることを特徴とする電子線応用装置。
【請求項２】
有機金属ガスを真空雰囲気中に微量充填し、電子ビーム照射によって前記有機金属ガスを分解させ、金属成分を前記ビーム照射部分に堆積させる方法において、前記堆積部分に基板上部もしくは基板下部から加熱ヒータを近接させ、ヒータから発する熱放射を付与しながら堆積させることを特徴とする電子線応用装置。
【請求項３】
有機金属ガスを真空雰囲気中に微量充填し、電子ビーム照射によって前記有機金属ガスを分解させ、金属成分を前記ビーム照射部分に堆積させる方法において、前記堆積部分に赤外線ランプから発する熱放射を集光させ、かつ付与しながら堆積させることを特徴とする電子線応用装置。
【請求項４】
請求項１，請求項２において、電子線のエネルギーが１ｋＶ〜数１０ｋＶであることを特徴とするもの。
【請求項５】
請求項１，請求項２において、前記堆積物の導電性が１μＡ以上であることを特徴とする製造法および電子線装置。
【請求項６】
請求項５において、前記堆積物が１ｎＮ以上の荷重を加えても圧痕がでないことを特徴とする製造法およびその堆積物を形成する電子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機金属ガスを電子線照射によって分解して形成する堆積物の形成法およびその機能を有する電子線応用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機金属ガスを荷電粒子であるガリウムイオンの照射によって分解し、ガリウムイオン照射部に金属堆積物を形成する方法が知られている。一方、電子線を照射することで同様の金属堆積物を形成させる方法も報告されている。
【０００３】
例えば、第６４回応用物理学会学術講演会の講演予稿集３０ａ−ＹＤ−４では走査型透過電子顕微鏡を用いてプローブサイズ約０.８ｎｍ の電子線を用いることで、最小径が約３.５ｎｍ のドットを形成した例が報告されている。この時の電子線の加速電圧としては１００ｋＶ以上を用いている。
【０００４】
【非特許文献１】古屋一夫「集束電子線を用いたナノ構造作製の現状」、第６４回日本応用物理学会学術講演会講演予稿集、３０ａ−ＹＤ−４、２００３年８月３０日〜９月２日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、電子線のエネルギーを数ｋＶ〜数１０ｋＶとした場合の、金属堆積物形成を試みた結果、金属堆積物が形成されることを見出したが、堆積物は非晶質であり、導電性，強度、および接合性が著しく劣るものであった。また、非晶質の金属堆積物を形成した後に加熱すると、混入したハイドロカーボンと金属が反応し、金属カーバイドもしくは金属炭水素化物を形成し、所望の特性が得られないことがわかった。
【０００６】
また、半導体の検査においては、タングステンプローブを用いて素子の健全性をチェックするが、タングステンプローブの損傷のため、頻繁にこれを交換する必要がある。
【０００７】
本発明の第一の目的は、導電性，強度，接合性に優れた金属堆積物を得る手法を提供することである。
【０００８】
本発明の第２の目的は、導電プローブに好適な端子を形成する手法を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１の目的を達成する第１の手段として、有機金属ガスを真空雰囲気中に微量充填し、電子ビーム照射によって前記有機金属ガスを分解させ、金属成分を前記ビーム照射部分に堆積させる方法において、前記堆積部分にレーザーを照射しながら堆積させることである。
【００１０】
第１の目的を達成する第２の手段は、有機金属ガスを真空雰囲気中に微量充填しながら、電子ビーム照射によって前記有機金属ガスを分解させ、金属成分を前記ビーム照射部分に堆積させる方法において、前記堆積部分に基板上部もしくは基板下部から加熱ヒータを近接させ、ヒータから発する熱放射を付与することである。
【００１１】
第１の目的を達成する第３の手段は、有機金属ガスを真空雰囲気中に微量充填しながら、電子ビーム照射によって前記有機金属ガスを分解させ、金属成分を前記ビーム照射部分に堆積させる方法において、前記堆積部分に基板上部に赤外線ランプを設置し、後部に設置した凹面鏡で集光した赤外線の熱放射を付与することである。
【００１２】
第１の目的を達成する第４の手段は、第１の目的を達成する第１の手段および第２の手段において、電子線のエネルギーを１ｋＶ〜数１０ｋＶにすることである。
【００１３】
第２の目的を達成する第１の手段は、第１の目的を達成する第１の手段および第２の手段において、堆積物の導電性を１μＡ以上にすることである。
【００１４】
第２の目的を達成する第２の手段は、第１の目的を達成する第１の手段および第２の手段において、堆積物の接合強度を１ｎＮ以上もしくは永久変形しないものとすることである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電子線照射時のハイドロカーボンの混入防止が可能であり、導電性，強度、および接合性に優れた結晶質の金属堆積物が形成可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
例えば、電子線によってタングステンを堆積させる場合は、Ｗ(ＣＯ)6 →Ｗ＋６ＣＯ↑の反応を用いるが、電子線の加速電圧を数ｋＶ〜数１０ｋＶとした場合、形成される堆積物は非晶質が主であり、これは電子線装置内部に残留するハイドロカーボンの混入に起因することを見出した。そこで、金属堆積物を形成する過程で、ハイドロカーボンの混入を防止しながら金属堆積物の結晶化を促進させる手段を用いて、この問題を解決した。以下実施例を示す。
【実施例１】
【００１７】
図１は電子銃から放出された電子が対物レンズ１１を通過した電子線１２によって有機金属ガス１４を分解し、電子線照射部分にレーザー放出口２１からレーザーを同時に照射することによって、局所的に温度を上げてハイドロカーボンの混入を防止しながら金属堆積物１５を形成する構成を示す。この手法により、ハイドロカーボンの混入が防止でき、加えてエネルギーの付与によって結晶質を含む金属堆積物が得られ、堆積物は健全な導電性，接合性が得られた。また、レーザー照射は金属堆積物１５の周囲のみを集中加熱するため、基板１６全体に熱歪が発生しにくいという効果があることもわかった。
【実施例２】
【００１８】
図２は電子線１２の照射による有機金属ガス１４分解部分近傍にヒータ２２を設置して、電子線照射部を加熱しながら金属堆積物１５を形成する実施例である。ヒータ２２の温度、およびヒータ２２と基板１６の距離と、金属堆積物１５の結晶性を調べた結果を図３に示す。図３に示す様に結晶質領域３１と非晶質領域３２があることが分かり、結晶化領域３１の条件で使用することにより健全な導電性，接合性が得られることを見出した。
【実施例３】
【００１９】
また、図４に示す様に、基板１６の上部に赤外線ランプ２３および集光板２４を設置し、基板１６本体を加熱することによっても、金属堆積物１５が接触する表面の温度が概略１３０℃以上であれば、ハイドロカーボンの混入は無いことが分かった。
【実施例４】
【００２０】
図５に金属堆積部の透過型電子顕微鏡断面写真を示す。電子線照射時間を１２０秒(41)，６０秒（４２）、および３０秒（４３）に変化させて形成した金属堆積物の写真である。体積成長速度はほぼ一定であり、金属堆積物を透過型電子顕微鏡に設置されているエネルギー分散型スペクトル分析装置を用いて点分析を実施したところ、タングステンのエネルギースペクトルが得られた。また、１μＡ以上の良好な電気導電性を得られた。また、同様の手法でＳｉ基板上に堆積した一辺が２５０ｎｍの正方形の金属堆積物に、１μＮの荷重を原子間顕微鏡のカンチレバーで圧痕評価を行ったが、圧痕の形跡はまったく見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電子線照射下でのレーザー照射による金属堆積物形成法。
【図２】電子線照射下での近接ヒータによる金属堆積物形成法。
【図３】ヒータの温度と、基板とヒータ間の距離を関数とした結晶質および非晶質領域マップ。
【図４】電子線照射下での背面ヒータの基板加熱による堆積物形成法。
【図５】半導体検査用金属プローブ形成部の透過型電子顕微鏡断面写真。
【符号の説明】
【００２２】
１１…対物レンズ、１２…電子ビーム、１３…有機金属ガス放出口、１４…有機金属ガス、１５…金属堆積物、１６…基板、２１…レーザー放出口、２２…加熱ヒータ、２３…赤外線ランプ、２４…集光板、３１…堆積物の結晶質領域、３２…堆積物の非晶質領域、４１…電子線１２０秒照射した金属堆積物、４２…電子線６０秒照射した金属堆積物、
４３…電子線３０秒照射した金属堆積物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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