(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐拡散膜パターンを設けた基板全面に触媒金属を堆積したのち、熱処理を行うことにより前記耐拡散膜パターン以外の領域に存在する触媒金属のみを深さ方向に拡散させ、次いで、前記耐拡散膜パターン上に拡散せずに残った触媒金属を起点に柱状カーボン構造物を選択的に成長させることを特徴とする柱状カーボン構造物の選択成長方法。
【請求項２】
基板上に設けた金属薄膜を選択的に陽極酸化することによって金属酸化物からなる耐拡散膜パターンを形成したのち、全面に触媒金属を堆積させ、次いで、熱処理を行うことにより前記耐拡散膜パターン以外の領域に存在する触媒金属のみを深さ方向に拡散させたのち、前記耐拡散膜パターン上に拡散せずに残った触媒金属を起点に柱状カーボン構造物を選択的に成長させることを特徴とする柱状カーボン構造物の選択成長方法。
【請求項３】
耐拡散膜パターンと、前記耐拡散膜パターン上に形成された触媒金属と、前記耐拡散膜パターン以外の領域において深さ方向に拡散した触媒金属と、前記耐拡散膜パターン上において前記触媒金属を起点に形成された柱状カーボン構造物とを有することを特徴とする電子デバイス。
【請求項４】
上記耐拡散膜の膜厚が、１〜２ｎｍであることを特徴とする請求項３記載の電子デバイス。
【請求項５】
上記耐拡散膜が、Ｔｉ、Ｔａ、Ｐｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、及び、Ｐｄよりなる群より選ばれる金属元素の酸化物であることを特徴とする請求項３または４に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は柱状カーボン構造物の選択成長方法及び電子デバイスに関するものであり、例えば、ＳｉＵＬＳＩに代表される半導体集積回路装置に用いる多層配線の配線間を繋ぐビアホール部分における配線エレクトロマイグレーション耐性を向上するための柱状カーボン構造物、特に、カーボンナノチューブを用いた多層配線構造に特徴のある柱状カーボン構造物の選択成長方法及び電子デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＳｉＵＬＳＩに代表される半導体集積回路装置に用いる配線において、配線ルールの縮小化に伴って配線材料の低抵抗化が重要になり、近年、従来のＡｌ配線にかわるものとしてより低抵抗なＣｕを配線材料として採用することが行われつつあり、この場合、シリコン基板上に層間絶縁膜を介して多層Ｃｕ配線が形成される。
【０００３】
この多層Ｃｕ配線構造の半導体集積回路装置においては、層間絶縁膜は配線間容量の低減のためにＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）樹脂等当の低誘電率（ｌｏｗ−ｋ）膜が使用され、配線間はビアホールに埋め込まれたＣｕにより接続されることになる。
【０００４】
この様な多層配線構造の構造の場合、金属材料として低抵抗なＣｕを用いているにもかかわらず、微細化されたビアホール部分において、電流集中によるエレクトロマイグレーションが発生することによりＣｕ中にボイドが生成して高抵抗化したり、極端な場合には、断線する場合がある。
【０００５】
この様なエレクトロマイグレーションに起因する問題を解決するためには、エレクトロマイグレーションに対する許容電流密度が大きな配線材料を適用することで解決され、カーボンナノチューブはその候補の一つである。
【０００６】
カーボンナノチューブはその構造により電子構造が金属的であったり半導体的であったりする材料であり、金属的なカーボンナノチューブのエレクトロマイグレーションに対する許容電流密度が１０8 Ａ／ｃｍ2 台とＣｕの１０6 Ａ／ｃｍ2 台より２桁大きいという優れた物性をもっていることが知られている。
また、構造的にもカーボンナノチューブは、ダイヤモンド構造に近く、耐熱性にも優れているという特徴がある。
【０００７】
ここで、図６を参照してカーボンナノチューブを縦方向の配線部分に適用した半導体集積回路装置の構成を説明する。
図６参照
図６は、従来、提案されているカーボンナノチューブの構成を示す断面図であり、ＦＥＴ等のデバイスを形成したシリコン基板３１上にＳｉＯ2 膜３２を介してＣｕ配線３３を形成し、縦方向配線予定部にフォトリソグラフィーによるレジストパターンを用いた蒸着・リフトオフによってＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等からなる触媒金属パターン３４を形成する。
【０００８】
次いで、熱ＣＶＤ法あるいはプラズマＣＶＤ法を用い、縦方向に電界を印加しながら成膜することによって、縦方向配線予定部に形成した触媒金属パターンを触媒として電界方向、即ち、垂直方向にカーボンナノチューブ３５を成長させる。
【０００９】
次いで、比誘電率が２．８のＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）樹脂を塗布することによって層間絶縁膜３６を形成したのち、再び、Ｃｕ膜を堆積させ、次いで、複数箇所のカーボンナノチューブ３５を接続するようにイオンエッチングによりパターニングすることによって上層Ｃｕ配線３７を形成する。
この様な工程を必要とする層数だけ繰り返すことによって、エレクトロマイグレーション耐性に優れた半導体集積回路装置の実現が可能になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法は触媒金属パターンを形成するリフトオフ工程で発生するパーティクル状の触媒金属残渣が表面を汚染し、その触媒金属残渣からカーボンナノチューブが成長してしまうという問題があり、不所望な短絡の原因となる。
【００１１】
また、半導体集積回路装置の集積度がさらに増加した場合、配線ルールがさらに縮小し、フォトリソグラフィーによるレジストパターニングではカーボンナノチューブからなる微小ビアを成長させるための触媒金属パターンの形成が困難になるといった問題が生じる可能性がある。
【００１２】
したがって、本発明は、必要とする箇所のみに選択的にカーボンナノチューブ等の柱状カーボン構造物を形成することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理的構成図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記目的を達成するため、本発明は、柱状カーボン構造物６の選択成長方法において、耐拡散膜パターン４を設けた基板１全面に触媒金属５を堆積したのち、熱処理を行うことにより前記耐拡散膜パターン４以外の領域に存在する触媒金属５のみを深さ方向に拡散させ、次いで、前記耐拡散膜パターン４上に拡散せずに残った触媒金属５を起点に柱状カーボン構造物６を選択的に成長させることを特徴とする。
【００１４】
この様に、触媒金属５を堆積させたのち、熱処理を施すことによって、耐拡散膜パターン４以外の領域に存在する触媒金属５のみを深さ方向に拡散させることができるので、この拡散した触媒金属９が柱状カーボン構造物６の成長核となることはなく、耐拡散膜パターン４上のみに柱状カーボン構造物６を成長させることができる。
【００１５】
この様に、リフトオフ法を用いないことによりパーティクル状の触媒金属残渣によって表面が汚染されることがなくなり、必要な部分にのみ柱状カーボン構造物６を成長することができる。
なお、パーティクル状の触媒金属残渣は、直径或いは膜厚が触媒金属パターンと同じであるので、熱処理によってパーティクル状の触媒金属残渣のみが拡散によって消失することはない。
【００１６】
この場合、耐拡散膜パターン４は、酸化膜或いは窒化膜のいずれでも良いが、金属薄膜パターン３の少なくとも表面を酸化して形成した金属酸化物を用いることが薄い耐拡散膜の製造容易性の観点から好適であり、金属薄膜パターン３の全てを酸化したものでも良い。
【００１７】
また、耐拡散膜パターン４は、基板１上に設けた金属薄膜パターン３を、例えば、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）等に代表される走査プローブ顕微鏡のカンチレバー等の最先端部の直径が２０ｎｍ以下の針状先端部を有する導電部材を介して電圧を印加することによって選択的に陽極酸化して形成しても良いものであり、それによって、一本等の極少数の柱状カーボン構造物６のみを選択的に成長させることができ、超微細な配線パターン２に対するビアの形成が可能になる。
【００１８】
また、本発明は、電子デバイスにおいて、耐拡散膜パターン４と、前記耐拡散膜パターン４上に形成された触媒金属５と、前記耐拡散膜パターン４以外の領域において深さ方向に拡散した触媒金属９と、前記耐拡散膜パターン４上において前記触媒金属５を起点に形成された柱状カーボン構造物６とを有することを特徴とする。
【００１９】
この場合、耐拡散膜パターン４は、基板１上に形成しても良いし、或いは、基板１上に形成された金属配線パターン２上に形成しても良いものであり、耐拡散膜の膜厚を、１〜２ｎｍとすることによって、触媒金属５に対する耐拡散性を保つとともに、トンネル電流による電気的導通が可能になる。
【００２０】
また、耐拡散膜としては、酸化が容易なＴｉ、Ｔａ、Ｐｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、及び、Ｐｄよりなる群より選ばれる金属元素の酸化物が好適である。
【００２１】
また、金属配線パターン２は、低抵抗性に優れるＣｕ、Ａｌ、或いは、Ａｕよりなる群より金属が好適であり、且つ、触媒金属５としては、Ｎｉ、Ｆｅ、或いは、Ｃｏのいずれかが好適である。
【００２２】
本発明における、柱状カーボン構造物６とは純粋なカーボンナノチューブに限られるものではなく、また、電子デバイスも半導体集積回路装置に限られるものではなく、強誘電体を用いた光集積回路装置等の他の電子デバイスにも適用されるものであり、柱状カーボン構造物６を層間絶縁膜７を介して設けられた上下の金属配線パターン２，８を接続するビアとすることによって、エレクトロマイグレーション耐性に優れる多層配線構造を構成することが可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
ここで、図２及び図３を参照して、本発明の第１の実施の形態のカーボンナノチューブビアの製造工程を説明する。
なお、各図は、工程要所における半導体集積装置の要部断面図である。
図２（ａ）参照
まず、ＦＥＴ等の能動素子を形成したシリコン基板１１上にＳｉＯ2 膜１２を介して、スパッタリング法によって厚さが、例えば、１００ｎｍのＣｕ膜を堆積させたのち、所定の配線パターンの形状を有するレジストパターン（図示を省略）をマスクとしてイオンエッチングを用いて露出するＣｕ膜をエッチングすることによってＣｕ配線１３を形成する。
【００２４】
次いで、ビアを形成する領域に例えば、２μｍ×２μｍの開口部を有するレジストパターン１４を形成したのち、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、２ｎｍのＴｉ膜１５，１６を堆積させる。
【００２５】
図２（ｂ）参照
次いで、リフトオフ法によってレジストパターン１４とともに、不要なＴｉ膜１６を除去して、ビア形成領域のみに選択的にＴｉ膜１５を残存させたのち、酸素プラズマに晒すことによってＴｉ膜１５の表面を酸化して厚さが１〜２ｎｍのＴｉ酸化膜１７を形成する。
【００２６】
図２（ｃ）参照
次いで、蒸着法を用いて、全面にカーボンナノチューブの成長の触媒となるＦｅ微粒子１８を堆積させる。
なお、この場合のＦｅ微粒子の粒径は例えば、２０ｎｍである。
【００２７】
図２（ｄ）参照
次いで、窒素ガス雰囲気中で、例えば、９００℃において１時間の熱処理を行うことによって、Ｔｉ酸化膜１７以外の領域に堆積したＦｅ微粒子１８を深さ方向に拡散させてＦｅ拡散粒子１９をＣｕ配線１３内、ＳｉＯ2 膜１２内、或いは、シリコン基板１１内へ追いやる。
この時、Ｔｉ酸化膜１７の膜厚は１〜２ｎｍであるので、Ｆｅの拡散に対する拡散バリアとなり、Ｆｅ微粒子１８はＴｉ酸化膜１７上に残存する。
【００２８】
図３（ｅ）参照
次いで、ＣＨ4 ＋Ｈ2 を原料ガスとして熱ＣＶＤ法を用いて、基板加熱温度を８００〜９００℃とした状態で、基板に２００Ｖの電圧を印加して垂直方向の電界を形成した状態でＦｅ微粒子１８を触媒としてカーボンナノチューブ２０を垂直方向に例えば、１μｍ程度の長さに成長させる。
なお、カーボンナノチューブ２０の長さは成長時間で制御可能である。
【００２９】
図３（ｆ）参照
次いで、全面に低誘電率（ｌｏｗ−ｋ）膜であるＢＣＢ樹脂をスピン塗布によって、１μｍの厚さで成膜させて層間絶縁膜２１とする。
このとき、カーボンナノチューブ２０の先端部分が層間絶縁膜２１上に露出する厚みである必要がある。
【００３０】
図３（ｇ）参照
次いで、スパッタ法を用いて全面に厚さが、例えば、１００ｎｍのＣｕ膜を堆積させたのち、複数箇所に成長させたカーボンナノチューブ２０を結ぶ配線パターンの形状を有するレジストパターン（図示を省略）をマスクとしてイオンエッチングを用いて露出するＣｕ膜をエッチングすることによって上層Ｃｕ配線２２を形成する。
この工程を必要とする層数だけ繰り返すことによって、カーボンナノチューブ２０をビアとして用いた半導体集積回路装置が完成する。
【００３１】
この様に、本発明の第１の実施の形態においては、触媒金属を堆積させたのち、不必要な領域の触媒金属は熱拡散によって深さ方向に追いやっているので、ビア形成領域のみに選択的にカーボンナノチューブ２０を成長させることができる。
【００３２】
また、Ｔｉ酸化膜１７の膜厚は１〜２ｎｍであるので、このＴｉ酸化膜１７を介してトンネル電流が流れ、このカーボンナノチューブ２０を介して下層側のＣｕ配線１３と上層Ｃｕ配線２２とを電気的に導通させることができる。
【００３３】
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第２の実施の形態のカーボンナノチューブビアの製造工程を説明する。
なお、各図は、工程要所における半導体集積装置の要部断面図である。
図４（ａ）参照
まず、上記の第１の実施の形態と同様に、ＦＥＴ等の能動素子を形成したシリコン基板１１上にＳｉＯ2 膜１２を介して、スパッタリング法によって厚さが、例えば、１００ｎｍのＣｕ膜を堆積させたのち、所定の配線パターンの形状を有するレジストパターン（図示を省略）をマスクとしてイオンエッチングを用いて露出するＣｕ膜をエッチングすることによってＣｕ配線１３を形成する。
【００３４】
次いで、ビアを形成する領域に例えば、２μｍ×２μｍの開口部を有するレジストパターン１４を形成したのち、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、２ｎｍのＴｉ膜１５，１６を堆積させる。
【００３５】
図４（ｂ）参照
次いで、リフトオフ法によってレジストパターン１４とともに、不要なＴｉ膜１６を除去して、ビア形成領域のみに選択的にＴｉ膜１５を残存させたのち、ＡＦＭのカンチレバー２３を陰極とし電源２４によって大気中の水分を介して電流を流すことによって、Ｔｉ膜１５の表面の一部を局部的に陽極酸化させて厚さが１〜２ｎｍのＴｉ酸化膜２５を形成する。
この場合、Ｔｉ酸化膜２５の大きさは、ナノスケールで微細化することが可能であり、例えば、直径或いは一辺が２０ｎｍの大きさとする。
【００３６】
図４（ｃ）参照
以降は、上記の第１の実施の形態と同様に、蒸着法を用いて、全面にカーボンナノチューブの成長の触媒となるＦｅ微粒子１８を堆積させる。
【００３７】
図４（ｄ）参照
次いで、窒素ガス雰囲気中で、例えば、９００℃において１時間の熱処理を行うことによって、Ｔｉ酸化膜２５以外の領域に堆積したＦｅ微粒子１８を深さ方向に拡散させてＦｅ拡散粒子１９をＣｕ配線１３内、ＳｉＯ2 膜１２内、或いは、シリコン基板１１内へ追いやるとともに、Ｔｉ酸化膜２５上にのみＦｅ微粒子１８を残存させる。
なお、この時、Ｔｉ膜１５上に堆積したＦｅ微粒子１８は、Ｃｕ配線１３或いはＴｉ膜１５の内部へ拡散することになる。
【００３８】
図５（ｅ）参照
次いで、ＣＨ4 ＋Ｈ2 を原料ガスとして熱ＣＶＤ法を用いて、基板加熱温度を８００〜９００℃とした状態で、基板に２００Ｖの電圧を印加して垂直方向の電界を形成した状態でＦｅ微粒子１８を触媒としてカーボンナノチューブ２０を垂直方向に例えば、１μｍ程度の長さに成長させる。
この時、Ｔｉ酸化膜２５の大きさを直径或いは一辺が２０ｎｍの大きさとしているので、１本のカーボンナノチューブ２６のみが成長することになる。
【００３９】
図５（ｆ）参照
次いで、全面に低誘電率（ｌｏｗ−ｋ）膜であるＢＣＢ樹脂をスピン塗布によって、１μｍの厚さで成膜させて層間絶縁膜２１とする。
このとき、カーボンナノチューブ２０の先端部分が層間絶縁膜２１上に露出する厚みである必要がある。
【００４０】
図５（ｇ）参照
次いで、スパッタ法を用いて全面に厚さが、例えば、１００ｎｍのＣｕ膜を堆積させたのち、複数箇所に成長させたカーボンナノチューブ２０を結ぶ配線パターンの形状を有するレジストパターン（図示を省略）をマスクとしてイオンエッチングを用いて露出するＣｕ膜をエッチングすることによって上層Ｃｕ配線２２を形成する。
この工程を必要とする層数だけ繰り返すことによって、カーボンナノチューブ２０をビアとして用いた半導体集積回路装置が完成する。
【００４１】
この様に、本発明の第２の実施の形態においては、Ｔｉ酸化膜２５をカンチレバーを用いた陽極酸化によって形成しているので、Ｔｉ酸化膜２５の大きさをナノスケールにすることができ、それによって、カーボンナノチューブ２０の成長本数を１本のみとすることができるので、通常のリソグラフィー工程では困難な超微細な配線パターンからなる多層配線構造の形成が可能になる。
【００４２】
また、この場合もＴｉ酸化膜２５の膜厚は１〜２ｎｍであるので、このＴｉ酸化膜２５を介してトンネル電流が流れ、このカーボンナノチューブ２０を介して下層側のＣｕ配線１３と上層Ｃｕ配線２２とを電気的に導通させることができる。
【００４３】
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は各実施の形態に記載した構成及び条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施の形態においては、触媒金属の微粒子を用いているが、微粒子の限られるものではなく、スパッタリング法によって、例えば、２原子層程度の厚さに堆積させた膜でも良いものであり、この場合も、Ｔｉ酸化膜以外の領域に堆積した触媒金属層は熱拡散により深さ方向に拡散して表面からは消失する。
【００４４】
また、上記の各実施の形態においては、触媒金属としてＦｅを用いているが、Ｆｅに限られるものではなく、Ｃｏ或いはＮｉを用いても良いものであり、この場合も微粒子として用いても良いし、原子層レベルの膜として用いても良いものである。
【００４５】
また、上記の各実施の形態においては、拡散バリアをＴｉ酸化膜によって形成しているが、Ｔｉ酸化膜に限られるものではなく、Ｔａ、Ｐｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、及び、Ｐｄ等の金属膜を酸化させた金属酸化膜を用いても良いものである。
【００４６】
また、上記の各実施の形態においては、薄い酸化膜を精度良く形成することが困難であるため金属膜を成膜したのち酸化させているが、成膜精度が高まった場合には、直接金属酸化膜を成膜しても良いことは言うまでもない。
【００４７】
また、上記の各実施の形態においては、金属薄膜の表面のみを酸化しているが、金属薄膜を１ｎｍ以下に精度良く成膜できる場合には、金属薄膜を全て膜厚方向に全て酸化しても良いものであり、その場合にもトンネル電流を流すことは可能である。
【００４８】
また、拡散バリアは金属酸化膜に限られるものではなく、窒化膜を用いても良いものであり、Ｓｉ薄膜或いは金属薄膜の表面を窒素雰囲気中で直接窒化することによって、ＳｉＮ、ＴｉＮ、或いは、ＴａＮを形成して拡散バリアとしても良いものである。
【００４９】
また、上記の各実施の形態においては、配線をＣｕによって形成しているが、純粋なＣｕに限られるものではなく、Ｃｕ合金等を用いても良いものであり、さらには、Ａｌ或いはＡｕ等の低比抵抗材料を用いても良いものである。
【００５０】
また、上記の第２の実施の形態においては、カーボンナノチューブを１本のみ成長させているが、この様な選択酸化を用いた場合も１本に限られるものではなく、複数本成長させても良いものである。
【００５１】
また、上記の第２の実施の形態においては、陽極酸化させる際の陰極としてＡＦＭ（原子間力顕微鏡）の導電性カンチレバーを用いているが、ＳＴＭ（走査型トンネル顕微鏡）の探針を陰極として用いても良いものである。
【００５２】
また、上記の各実施の形態においては、カーボンナノチューブとして説明しているが、厳密な意味でのカーボンナノチューブである必要はなく、カーボンナノチューブとフラーレンの混在した柱状カーボン構造物でも良いものである。
【００５３】
また、上記の各実施の形態においては、カーボンナノチューブを熱ＣＶＤ法によって成長させているが、熱ＣＶＤ法に限られるものではなく、プラズマＣＶＤ法等の他の成長方法を用いても良いものである。
【００５４】
また、上記の各実施の形態においては、半導体集積回路装置の多層配線工程として説明しているが、半導体集積回路装置に限られるものではなく、光偏向素子或いは光変調素子等を集積化した強誘電体を用いた光集積回路装置等の他の電子デバイスの多層配線構造の製造工程をも対象とするものである。
【００５５】
ここで、再び図１を参照して、改めて本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図１参照
（付記１）  耐拡散膜パターン４を設けた基板１全面に触媒金属５を堆積したのち、熱処理を行うことにより前記耐拡散膜パターン４以外の領域に存在する触媒金属５のみを深さ方向に拡散させ、次いで、前記耐拡散膜パターン４上に拡散せずに残った触媒金属５を起点に柱状カーボン構造物６を選択的に成長させることを特徴とする柱状カーボン構造物の選択成長方法。
（付記２）  上記耐拡散膜パターン４が、金属薄膜パターン３の少なくとも表面を酸化して形成した金属酸化物からなることを特徴とする付記１記載の柱状カーボン構造物の選択成長方法。
（付記３）  基板１上に設けた金属薄膜パターン３を選択的に陽極酸化することによって金属酸化物からなる耐拡散膜パターン４を形成したのち、全面に触媒金属５を堆積させ、次いで、熱処理を行うことにより前記耐拡散膜パターン４以外の領域に存在する触媒金属５のみを深さ方向に拡散させたのち、前記耐拡散膜パターン４上に拡散せずに残った触媒金属５を起点に柱状カーボン構造物６を選択的に成長させることを特徴とする柱状カーボン構造物の選択成長方法。
（付記４）  上記陽極酸化工程において、最先端部の直径が２０ｎｍ以下の針状先端部を有する導電部材を介して電圧を印加することを特徴とする付記３記載の柱状カーボン構造物の選択成長方法。
（付記５）  耐拡散膜パターン４と、前記耐拡散膜パターン４上に形成された触媒金属５と、前記耐拡散膜パターン４以外の領域において深さ方向に拡散した触媒金属９と、前記耐拡散膜パターン４上において前記触媒金属５を起点に形成された柱状カーボン構造物６とを有することを特徴とする電子デバイス。
（付記６）  基板１上に形成された金属配線パターン２と、前記金属配線パタ−ン上に形成された耐拡散膜パターン４と、前記耐拡散膜パターン４上に形成された触媒金属５と、前記耐拡散膜パターン４以外の領域において深さ方向に拡散した触媒金属９と、前記耐酸化膜パターン上において前記触媒金属５を起点に形成された柱状カーボン構造物６とを有することを特徴とする電子デバイス。
（付記７）  上記耐拡散膜の膜厚が、１〜２ｎｍであることを特徴とする付記５または６に記載の電子デバイス。
（付記８）  上記耐拡散膜が、Ｔｉ、Ｔａ、Ｐｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、及び、Ｐｄよりなる群より選ばれる金属元素の酸化物であることを特徴とする付記５乃至７のいずれか１に記載の電子デバイス。
（付記９）  上記金属配線パターン２は、Ｃｕ、Ａｌ、或いは、Ａｕよりなる群より金属元素からなり、且つ、前記触媒金属５はＮｉ、Ｆｅ、或いは、Ｃｏのいずれかであることを特徴とする付記５乃至８のいずれか１に記載の電子デバイス。
（付記１０）  上記柱状カーボン構造物６が、半導体集積回路装置を構成する上下の金属配線パターン２，８を接続するカーボンナノチューブビアであることを特徴とする付記５乃至９のいずれか１に記載の電子デバイス。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、カーボンナノチューブ等の柱状カーボン構造物を選択的に成長させる際に、不要な領域に堆積した触媒金属を熱拡散により基板の深さ方向へ追いやって表面からは消失させているので、不所望な位置に柱状カーボン構造物が成長することはなく、それによって、エレクトロマイグレーション耐性に優れた多層配線構造を精度良く形成することができ、ひいては、超高集積度の半導体集積回路装置の実現に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工程の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の図２以降の製造工程の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の途中までの製造工程の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の図４以降の製造工程の説明図である。
【図６】従来のカーボンナノチューブビアの説明図である。
【符号の説明】
１  基板
２  金属配線パターン
３  金属薄膜パターン
４  耐拡散膜パターン
５  触媒金属
６  柱状カーボン構造物
７  層間絶縁膜
８  金属配線パターン
９  拡散した触媒金属
１１  シリコン基板
１２  ＳｉＯ2 膜
１３  Ｃｕ配線
１４  レジストパターン
１５  Ｔｉ膜
１６  Ｔｉ膜
１７  Ｔｉ酸化膜
１８  Ｆｅ微粒子
１９  Ｆｅ拡散粒子
２０  カーボンナノチューブ
２１  層間絶縁膜
２２  上層Ｃｕ配線
２３  カンチレバー
２４  電源
２５  Ｔｉ酸化膜
２６  カーボンナノチューブ
３１  シリコン基板
３２  ＳｉＯ2 膜
３３  Ｃｕ配線
３４  触媒金属パターン
３５  カーボンナノチューブ
３６  層間絶縁膜
３７  上層Ｃｕ配線
【図１】
0004120918.tif 000002
【図２】
0004120918.tif 000003
【図３】
0004120918.tif 000004
【図４】
0004120918.tif 000005
【図５】
0004120918.tif 000006
【図６】
0004120918.tif 000007