JP2951133B2 - Method of forming gold thin film or its pattern - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器に搭載さ
れる半導体、金属、絶縁体薄膜を利用した装置、即ち、
記憶装置、光電変換装置、表示装置、信号処理装置等で
の金薄膜又はそのパターン形成法、特にレジストを用い
ない金薄膜又はそのパターンの形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus using a semiconductor, metal, or insulator thin film mounted on various electronic devices,
The present invention relates to a method of forming a gold thin film or a pattern thereof in a storage device, a photoelectric conversion device, a display device, a signal processing device, and the like, and particularly to a method of forming a gold thin film or a pattern thereof without using a resist.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造工程における重要な技
術の一つに、所望のパターンに従って試料基板上に微細
加工を施し素子構造を形成するフォトリソグラフィー工
程がある。従来、これを実施する技術として、レジスト
塗布、パターン露光、現像、エッチング、レジスト剥離
等の複雑で煩雑なプロセスが広く用いられてきた。2. Description of the Related Art One of the important technologies in the manufacturing process of a semiconductor device is a photolithography process of forming a device structure by performing fine processing on a sample substrate according to a desired pattern. Conventionally, complicated and complicated processes such as resist coating, pattern exposure, development, etching, and resist stripping have been widely used as techniques for implementing this.

【０００３】近年、半導体記憶素子に代表される様に、
素子の大容量化、機能の高性能化が急速に進み、それに
伴い、回路パターンがより微細化しまた回路構造も更に
複雑化してきている。更に液晶ディスプレイ、プラズマ
ディスプレイ等の表示装置は、ますます大型化し、素子
機能も複雑化しつつある。これらのデバイスを上記のプ
ロセスで製造する場合、プロセスの更なる複雑化によっ
て、コストが上昇し、ごみの発生の増加等によって歩留
りが低下し全体のコストも上昇する。In recent years, as represented by semiconductor memory elements,
With the rapid increase in the capacity of elements and the high performance of functions, circuit patterns have become finer and the circuit structure has become more complicated. Further, display devices such as a liquid crystal display and a plasma display are becoming larger and larger, and element functions are becoming more complicated. When these devices are manufactured by the above-described process, the cost is increased due to the further complexity of the process, the yield is reduced due to an increase in generation of dust, and the overall cost is increased.

【０００４】一方金薄膜は、時計バンドなどのアクセサ
リーの装飾用の他、リードフレームやＨＩＣ等の厚膜分
野の配線や電極、ＧａＡｓ半導体の薄膜配線などに広く
用いられてきた。最近では、Ｓｉ半導体デバイスの高密
度化から、Ａｌ配線のエレクトロ・マイグレーションが
深刻な問題となり、重金属である金が配線材料として有
望視されている。[0004] On the other hand, gold thin films have been widely used for decoration of accessories such as watch bands, as well as wires and electrodes in the field of thick films such as lead frames and HICs, and thin film wires of GaAs semiconductors. Recently, electromigration of Al wiring has become a serious problem due to the increase in the density of Si semiconductor devices, and gold, which is a heavy metal, has been regarded as a promising wiring material.

【０００５】特に耐エレクトロ・マイグレーション、耐
腐食性、低抵抗性、耐メルト性、などで優れている大粒
径の単結晶群からなる金結晶薄膜が望まれていた。In particular, there has been a demand for a gold crystal thin film comprising a single crystal group having a large grain size, which is excellent in electromigration resistance, corrosion resistance, low resistance, melt resistance, and the like.

【０００６】従来基板上への金結晶薄膜のパターン形成
方法は以下の様にして行なわれてきた。Conventionally, a pattern forming method of a gold crystal thin film on a substrate has been performed as follows.

【０００７】まず真空蒸着法、ＣＶＤ法、電解めっき
法、無電解めっき法によって金結晶薄膜を形成する。真
空蒸着法は、Ｓｉ、ＳｉＯ₂ 、ＳｉＮ、ＧａＡｓ、サフ
ァイヤ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕなどの基板を電子ビームや抵
抗加熱により５００〜７００℃程度に加熱したうえ、通
常１０^-6ｔｏｒｒ以下の真空中で金を蒸気相で輸送して
堆積を行なう。真空蒸着法により、マイカ（雲母）上に
数１０μｍに大粒径の金単結晶を形成できた報告があ
る。（Ｄｅｎｎｉｓ Ｊ．Ｔｒｅｖｏｒ他 Ｐｈｙｓｉ
ｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．６２
Ｎｏ．８ ２０．Ｆｅｂ．８９）熱ＣＶＤ法、ＰＥＣ
ＶＤ法により、Ｓｉ上に金多結晶薄膜を形成した報告が
ある。（Ｎ．Ｍｉｓａｗａ他 第３７回半導体・集積回
路技術シンポジウム Ｄｅｃ．７．１９８９）電解めっ
き、無電解めっき法は、装飾用の金薄膜形成やリードフ
レームのめっきなどで古くから利用されている方法であ
り、予め、基板表面に金、銅、ニッケル面に形成した
上、金薄膜を形成する。First, a gold crystal thin film is formed by a vacuum deposition method, a CVD method, an electrolytic plating method, and an electroless plating method. The vacuum evaporation method heats a substrate of Si, SiO ₂ , SiN, GaAs, sapphire, Cr, Ti, Cu, or the like to about 500 to 700 ° C. by an electron beam or resistance heating, and is usually performed in a vacuum of 10 ⁻⁶ torr or less. Transports gold in the vapor phase for deposition. There is a report that a gold single crystal having a large particle size of several tens of μm can be formed on mica (mica) by a vacuum evaporation method. (Dennis J. Trevor et al. Physi
cal Review Letters Vol. 62
No. 8 20. Feb. 89) Thermal CVD method, PEC
There is a report that a gold polycrystalline thin film is formed on Si by the VD method. (N. Misawa et al., The 37th Symposium on Semiconductor and Integrated Circuit Technology Dec. 7.1989) Electroplating and electroless plating are methods that have been used for a long time in forming gold thin films for decoration and plating lead frames. Yes, a gold thin film is formed on a gold, copper, or nickel surface on the substrate surface in advance.

【０００８】次にパターンの形成を行なう。上記の様に
形成した金結晶薄膜に、レジストとしてノボラック系レ
ジストあるいは感光性ポリイミドを２μｍ塗布する。次
にパターン露光、現像を行ないレジストパターン像を形
成し、ヨウ素＋ヨウ化カリウム溶液に入れ、レジストパ
ターン像をマスクにして金単結晶薄膜をウエットエッチ
ングし、レジストを剥離し、目的の電極等のパターンを
得る。Next, a pattern is formed. A novolak-based resist or a photosensitive polyimide is applied as a resist to the gold crystal thin film formed as described above at 2 μm. Next, pattern exposure and development are performed to form a resist pattern image. The resist pattern image is placed in a solution of iodine + potassium iodide, the resist pattern image is used as a mask to wet-etch the gold single crystal thin film, and the resist is peeled off. Get the pattern.

【０００９】より微細加工を必要とする場合にはウエッ
トエッチングの代わりにドライエッチングも可能であ
る。この場合エッチングガスとしてＣＣｌ₂ Ｆ₂ あるい
はＣＣｌ₄ を用い反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を
行ない、レジストを剥離し、金結晶薄膜のパターンを形
成する。When finer processing is required, dry etching can be used instead of wet etching. In this case, reactive ion etching (RIE) is performed using CCl ₂ F ₂ or CCl ₄ as an etching gas, the resist is stripped, and a pattern of a gold crystal thin film is formed.

【００１０】あるいは、前述のレジストパターン形成後
電解メッキ、無電解メッキを行ないレジストパターンに
従い金を成長させ、レジストを剥離し目的の金結晶薄膜
パターンを形成する。Alternatively, electrolytic plating and electroless plating are performed after the formation of the resist pattern, gold is grown in accordance with the resist pattern, and the resist is peeled off to form a desired gold crystal thin film pattern.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来方法では、
以下のような問題点を有していた。 上述した工程ではレジストを使うため、レジスト塗
布、パターン露光、現像、エッチング、レジスト剥離等
の複雑で煩雑なプロセスが必要である。 レジストそれ自身から発生するごみや、工程が複雑
なため取り扱い中に付着するゴミが多く、製造素子の欠
陥を引き起こす。 真空蒸着法やＣＶＤ法により、マイカ（雲母）や高
配向グラファイトの不活性基板には大粒径単結晶群から
なる金結晶薄膜を形成できるが、Ｓｉ、ＧａＡｓなどの
半導体材料上やＳｉＯ₂ やＳｉＮやＡｌ₂ Ｏ₃ などのセ
ラミックス上では、サブミクロン径の単結晶群か多結晶
膜に成ってしまう。 電解めっき法や無電解めっき法では、多結晶膜とな
り、基板上の所望の場所に結晶構造を有する単結晶又は
金結晶薄膜は形成できない。In the above conventional method,
It had the following problems. Since a resist is used in the above-described steps, complicated and complicated processes such as resist coating, pattern exposure, development, etching, and resist peeling are required. There is a lot of dust generated from the resist itself and dust attached during handling due to the complicated process, which causes defects in manufacturing elements. By a vacuum deposition method or a CVD method, an inert substrate mica or highly oriented graphite could form gold crystal thin film composed of large diameter single crystal group, Si, on a semiconductor material such as GaAs and SiO ₂ Ya On ceramics such as SiN and Al ₂ O ₃ , a single crystal group having a submicron diameter or a polycrystalline film is formed. In the electrolytic plating method or the electroless plating method, a polycrystalline film is formed, and a single crystal or gold crystal thin film having a crystal structure cannot be formed at a desired position on the substrate.

【００１２】また、真空蒸着法やＣＶＤ法では、基板温
度を高温にする必要が有るため、高温下に置くことが出
来ないデバイスには、制約を多く受ける。例えば、Ｓｉ
上に金薄膜を形成する場合メルトによってＡｕ−Ｓｉ合
金が形成されてしまう為、共晶温度３６３℃を越えるこ
とができない。Further, in the vacuum evaporation method and the CVD method, it is necessary to increase the substrate temperature, so that devices which cannot be placed at a high temperature are subject to many restrictions. For example, Si
When a gold thin film is formed thereon, an eutectic temperature of 363 ° C. cannot be exceeded because an Au—Si alloy is formed by the melt.

【００１３】また、電解めっき法、無電解めっき法で
は、金、銅、ニッケルなどの導電性表面をデバイスに作
成する必要があった。In the electrolytic plating method and the electroless plating method, it is necessary to form a conductive surface of gold, copper, nickel or the like on a device.

【００１４】なおかつ、従来、半導体材料の特定の導電
型の部分に金薄膜を形成するためには、金薄膜形成前に
形成したくない部分をレジスト等で覆うか、全面に金薄
膜を形成した後に特定領域をレジスト等で覆って保護し
てからエッチングして不要領域の金薄膜を除去する等の
方法がとられていた。したがってレジストパターン作製
の手間や、パターンがずれる可能性があった。Further, conventionally, in order to form a gold thin film on a specific conductivity type portion of a semiconductor material, a portion which is not desired to be formed before forming the gold thin film is covered with a resist or the like, or a gold thin film is formed on the entire surface. Later, a method has been adopted in which a specific region is covered with a resist or the like to protect it, and then etched to remove the gold thin film in an unnecessary region. Therefore, there is a possibility that the trouble of producing the resist pattern and the pattern may be shifted.

【００１５】本発明は、上記従来技術が有する問題点に
鑑みてなされたもので、耐エレクトロ・マイグレーショ
ン、耐腐食性、低抵抗性、耐メルト性、などで優れてい
る大粒径の単結晶群からなる金結晶薄膜を、特別な装置
は一切必要とせず、常圧、比較的低い温度下で、セラミ
ックや半導体基板上に形成することができる金薄膜の選
択形成方法を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has a large grain size single crystal which is excellent in electromigration resistance, corrosion resistance, low resistance, melt resistance, and the like. An object of the present invention is to provide a method for selectively forming a gold thin film that can be formed on a ceramic or semiconductor substrate under normal pressure and at a relatively low temperature without requiring any special equipment at all. And

【００１６】また、半導体基板上の特定の導電型の部位
に大粒径の単結晶群からなる金結晶薄膜を提供すること
を目的としている。It is another object of the present invention to provide a gold crystal thin film composed of a single crystal group having a large grain size at a specific conductivity type site on a semiconductor substrate.

【００１７】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の金
薄膜の真空蒸着法、ＣＶＤ法、レジストを用いたパター
ン形成法における上記の諸問題を解決して本発明の目的
を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成に至
ったものである。Means for Solving the Problems The present inventors have solved the above-mentioned problems in the conventional vacuum deposition method of gold thin film, CVD method, and pattern formation method using resist to achieve the object of the present invention. As a result of intensive studies, the present invention has been completed.

【００１８】本発明は、金錯体溶液中に基板を浸漬し、
前記金錯体溶液中の金錯体を分解処理することで溶液中
の金を過飽和状態に移行させ、選択的に金単結晶若しく
は金単結晶群からなる金薄膜又はそのパターンを基板表
面に形成する方法であり、金錯体溶液中に浸漬する基板
はエネルギービームを浸漬前にあらかじめ照射するか又
は浸漬後に照射する方法がとられることを特徴としてい
る。According to the present invention, a substrate is immersed in a gold complex solution,
A method of decomposing a gold complex in the gold complex solution to shift gold in the solution to a supersaturated state, and selectively forming a gold thin film composed of a gold single crystal or a group of gold single crystals or a pattern thereof on a substrate surface. The method of irradiating a substrate immersed in a gold complex solution with an energy beam before immersion or after immersion is adopted.

【００１９】即ち第１に、反応容器内にある試料保持台
に核形成密度の大きい材料からなる材質の被処理基板を
載置し、反応ガス雰囲気中で前記試料表面に選択的にエ
ネルギーを照射し、照射部のみ化学変化させ異なった組
成を持ち核形成密度の小さい潜像層を形成する第一の工
程と、該基板に、金錯体溶液中の金錯体を分解処理する
ことで、溶液中の金を過飽和状態に移行させ、前記核形
成密度の大きい前記潜像層以外の部分にのみに選択的に
単結晶群からなる金結晶薄膜を形成し所望のパターンを
形成することを特徴とする金薄膜又はそのパターン形成
法である。First, a substrate to be processed made of a material having a high nucleation density is placed on a sample holding table in a reaction vessel, and the surface of the sample is selectively irradiated with energy in a reaction gas atmosphere. Then, the first step of forming a latent image layer having a different composition and a small nucleation density by chemically changing only the irradiated portion, and decomposing the gold complex in the gold complex solution on the substrate, Is transferred to a supersaturated state, and a desired pattern is formed by selectively forming a gold crystal thin film composed of a single crystal group only in a portion other than the latent image layer having a large nucleation density. It is a gold thin film or its pattern formation method.

【００２０】第２に、基板を金錯体溶液中に浸漬し、該
金錯体溶液を分解することで溶液中の金を過飽和状態に
移行させ、前記基板表面に単結晶群からなる金単結晶又
は金薄膜を形成する方法にあって、前記基板面に選択的
にエネルギービーム照射して該基板表面を局所的に昇温
させることにより前記分解を行なうことを特徴とする金
単結晶又は金薄膜の形成方法である。Second, the substrate is immersed in a gold complex solution, and the gold complex solution is decomposed to shift the gold in the solution to a supersaturated state. A method for forming a gold thin film, wherein the decomposition is performed by selectively irradiating the substrate surface with an energy beam to locally raise the temperature of the substrate surface. It is a forming method.

【００２１】第３に、金錯体を含む溶液中に半導体基板
を浸漬し、該半導体基板への光照射および金錯体の分解
処理をすることにより、該半導体基板近傍において溶液
中の金を過飽和状態に移行させ、該半導体基板表面に単
結晶群からなる金単結晶薄膜を形成することを特徴とす
る金薄膜の形成方法である。Third, the semiconductor substrate is immersed in a solution containing a gold complex, and the semiconductor substrate is irradiated with light and the gold complex is decomposed, so that the gold in the solution becomes supersaturated in the vicinity of the semiconductor substrate. And forming a gold single crystal thin film composed of a single crystal group on the surface of the semiconductor substrate.

【００２２】以下図面を参照にして請求項１に係わる本
発明を詳細に説明する。図１は本発明の金薄膜のパター
ン形成法を行なう工程の流れを示した図であり、（ａ）
は第一の工程を示し、１００は基板、１０１は基板１０
０上に形成されたパターン構造を持つ潜像層、１０２は
選択的に前記潜像層１０１を形成させるためのパターン
分布を持つエネルギービームであり、（ｂ）は第二の工
程を示し、１０３は、潜像層以外の上に所望のパターン
を選択的に成長させた金単結晶群薄膜である。Hereinafter, the present invention according to claim 1 will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a flow of a step of performing a pattern forming method of a gold thin film according to the present invention, wherein (a)
Denotes the first step, 100 denotes the substrate, 101 denotes the substrate 10
A latent image layer having a pattern structure formed on the reference numeral 0, an energy beam 102 having a pattern distribution for selectively forming the latent image layer 101, (b) shows a second step, and 103 Is a gold single crystal group thin film in which a desired pattern is selectively grown on portions other than the latent image layer.

【００２３】図２は第一の工程を実施するための潜像形
成装置の概略構成図である。同図において、２０２は試
料保持台、２０５は真空気密可能な潜像室、２０６は第
一の工程即ち潜像層を形成するのに必要な反応処理ガス
を導入するためのガス導入口、２０８は基板１００を潜
像室２０５に導出入するための真空気密可能なゲートバ
ルブ、２０９は潜像室２０５内を真空排気可能で排気速
度が制御可能な真空排気装置、２１０はエネルギービー
ム発生源である光源、但しここではＫｒＦエキシマレー
ザーを用い、２１２は所望のパターンを持つマスク２１
１をエキシマレーザー光で照射するための照明光学系、
２１３はマスクの像を基板１００表面に結像するための
投影光学系、２０７はエキシマレーザー光を透過しかつ
真空気密可能な光入射窓、ここでは材質として溶融石英
を用いた。FIG. 2 is a schematic structural view of a latent image forming apparatus for performing the first step. In the drawing, reference numeral 202 denotes a sample holder, 205 denotes a latent image chamber capable of vacuum sealing, 206 denotes a gas inlet for introducing a reaction processing gas necessary for forming the first step, that is, a latent image layer, and 208. Is a gate valve that can be vacuum-tightly sealed to lead the substrate 100 into and out of the latent image chamber 205, 209 is a vacuum exhaust device that can evacuate the latent image chamber 205 and can control the exhaust speed, and 210 is an energy beam source. A light source, here, a KrF excimer laser is used, and 212 is a mask 21 having a desired pattern.
An illumination optical system for irradiating 1 with excimer laser light,
Reference numeral 213 denotes a projection optical system for forming an image of the mask on the surface of the substrate 100, 207 denotes a light entrance window that transmits excimer laser light and can be vacuum-sealed, and here, fused quartz is used as a material.

【００２４】図３は、選択的に金単結晶群膜を堆積させ
る金結晶薄膜形成装置の概略図である。同図において、
３０５は溶液槽、３１４は溶液、３１５は溶液の温度を
測定する熱電対等の温度測定素子、３１６は溶液３１４
を加熱するためのヒータ、３１７は熱電対３１５により
得られた温度の信号をもとにヒータ３１６に印加する電
圧を制御し、溶液の温度を一定に保つための機構を有す
る電源である。FIG. 3 is a schematic view of a gold crystal thin film forming apparatus for selectively depositing a gold single crystal group film. In the figure,
305 is a solution tank, 314 is a solution, 315 is a temperature measuring element such as a thermocouple for measuring the temperature of the solution, and 316 is a solution 314.
Is a power source having a mechanism for controlling the voltage applied to the heater 316 based on the temperature signal obtained by the thermocouple 315 and keeping the temperature of the solution constant.

【００２５】実施態様１ 上記の装置を用いて本発明の金薄膜パターン形成法につ
いて以下に説明する。まず第一の工程について説明す
る。ゲートバルブ２０８を開け、試料である基板１００
を試料保持台２０２に載せ、ゲートバルブ２０８を閉じ
真空排気装置２０９によって潜像室２０５内の圧力が１
０^-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気する。ガス導入口
２０６よりＯ₂ 等の潜像用ガスを潜像室２０５内に導入
し内部の圧力が０．１ｔｏｒｒ〜７６０ｔｏｒｒの範囲
の所定の圧力になる様に真空排気装置２０９の排気速度
を制御する。次にＫｒＦエキシマレーザー２１０で発振
させた波長２４８ｎｍのレーザー光を照明光学系２１２
によって所望にパターンを有するマスク２１１に均一に
照射し、投影光学系２１３によって基板１００にマスク
２１１のパターン像を光入射窓２０７を通して結像させ
る。マスク像が結像した基板表面では、光が当たった部
分のみで潜像用ガスと試料であるＳｉが光化学反応を起
こし潜像層１０１が形成される（図１の（ａ）参照）。
潜像ガスとしてＯ₂ を用いているので潜像層の組成は酸
化シリコンとなる。所望の厚さ（２０〜１００オングス
トローム）に潜像層１０１が形成された後、ガスの供給
を止め、潜像室２０５内の圧力が１０^-7ｔｏｒｒ以下に
なるまで真空排気する。ゲートバルブ２０８を開いて基
板１００を取り出す。ここで光源として、ＫｒＦエキシ
マレーザーを用いたが、試料表面で光化学反応を起こす
波長であれば特に限定されず、キセノンランプ、高圧水
銀灯等のランプ光源や、ＡｒＦエキシマレーザー、Ｘｅ
Ｃｌエキシマレーザー、Ａｒレーザー等の光源も使用可
能である。なお光入射窓２０７の材質として波長２４８
ｎｍのレーザー光を吸収せずに透過させるため溶融石英
を使用したが、この他、ＣａＦ₂ 、ＭｇＦ₂ 、ＬｉＦ
₂ 、サファイアガラス等も使用可能で、要するに光源で
発光する光を透過し、潜像室の内外の圧力差にたえられ
るものであれば特に限定されるものではない。Embodiment 1 A method for forming a gold thin film pattern according to the present invention using the above apparatus will be described below. First, the first step will be described. The gate valve 208 is opened, and the substrate 100 as a sample is opened.
Is placed on the sample holder 202, the gate valve 208 is closed, and the pressure in the latent image chamber 205 is reduced to 1 by the vacuum exhaust device 209.
Evacuate until the pressure becomes 0 ^-7 torr or less. A latent image gas such as O ₂ is introduced into the latent image chamber 205 through the gas inlet 206 and the exhaust speed of the vacuum exhaust device 209 is controlled so that the internal pressure becomes a predetermined pressure in the range of 0.1 torr to 760 torr. I do. Next, a laser beam having a wavelength of 248 nm oscillated by the KrF excimer laser 210 is irradiated with the illumination optical system 212.
Thus, the mask 211 having a desired pattern is uniformly irradiated, and a pattern image of the mask 211 is formed on the substrate 100 through the light incident window 207 by the projection optical system 213. On the surface of the substrate on which the mask image has been formed, the latent image gas and Si, which is a sample, cause a photochemical reaction only in the portion where the light has been applied, and a latent image layer 101 is formed (see FIG. 1A).
Because of the use of O ₂ as a latent image gas composition of the latent image layer comprising silicon oxide. After the latent image layer 101 is formed to a desired thickness (20 to 100 angstroms), the supply of gas is stopped, and evacuation is performed until the pressure in the latent image chamber 205 becomes 10 ⁻⁷ torr or less. The gate valve 208 is opened and the substrate 100 is taken out. Here, a KrF excimer laser was used as a light source. However, the wavelength is not particularly limited as long as a photochemical reaction occurs on the sample surface, and a lamp light source such as a xenon lamp or a high-pressure mercury lamp, an ArF excimer laser, or a Xe
Light sources such as a Cl excimer laser and an Ar laser can also be used. The wavelength of the light incident window 207 is 248.
fused laser was used to transmit the laser light of 10 nm without absorbing it. In addition, CaF ₂ , MgF ₂ , LiF
_2. Sapphire glass or the like can also be used, and is not particularly limited as long as it can transmit light emitted from the light source and can withstand the pressure difference between the inside and outside of the latent image chamber.

【００２６】次に第二の工程を行なう。まず溶液層３０
５に蒸留水を入れヨウ化カリウム及びヨウ素を投入して
ヨウ素水溶液を形成した後、金を投入し攪拌溶解させ、
溶液３１４として［ＡｕＩ₄ ］^- を含有する金錯体溶液
を形成する。このとき溶液中には、金錯体［ＡｕＩ₄ ］
^- の他、Ｉ₃ ^-、Ｋ⁺ が存在するものと考えられる。Next, the second step is performed. First, the solution layer 30
5 was charged with distilled water, potassium iodide and iodine were added thereto to form an aqueous iodine solution, and then gold was added and stirred to dissolve.
A gold complex solution containing [AuI ₄ ] ⁻ is formed as the solution 314. At this time, the gold complex [AuI ₄ ] was contained in the solution.
^- other, I ₃ ^-, it is considered that K ⁺ is present.

【００２７】ヨウ素水溶液は、ヨウ化カリウム以外のヨ
ウ化化合物、例えばヨウ化アンモニウムを溶解すること
でも作成出来る。また、アルコールを溶媒として用いた
ヨウ素アルコール溶液やアルコールと水の混合物を溶媒
として用いたヨウ素アルコール・水溶液も本発明に用い
ることができる。溶液中のヨウ素、ヨウ化化合物の濃度
は、溶解することできる金の量を左右する。The aqueous iodine solution can also be prepared by dissolving an iodide compound other than potassium iodide, for example, ammonium iodide. Further, an iodine alcohol solution using alcohol as a solvent or an iodine alcohol / water solution using a mixture of alcohol and water as a solvent can also be used in the present invention. The concentration of iodine and iodide compound in the solution determines the amount of gold that can be dissolved.

【００２８】次いで、前記基板１００の表面を溶液に接
した後、ヒータ３１６によって溶液３１４を加熱し溶液
３１４を３０〜１００℃の所望の温度に昇温し一定の温
度になる様に電源３１７で制御し、ヨウ素成分の揮発を
促進させる。Next, after the surface of the substrate 100 is brought into contact with the solution, the solution 314 is heated by the heater 316 to raise the temperature of the solution 314 to a desired temperature of 30 to 100 ° C. Control and promote volatilization of iodine component.

【００２９】溶液３１４系内では、Ｉ₃ ^-の状態で存在す
るヨウ素成分の揮発による、溶液系内の平衡状態の維持
の為の［ＡｕＩ₄ ］^- からのＩ成分の解離による分解、
又は［ＡｕＩ₄ ］^- の形で存在する錯体中のヨウ素成分
の直接の揮発による分解が進行すると考えられ、結果と
して金が過飽和状態となる。[0029] In the solution 314 system, I ₃ ^- due to volatilization of iodine component which is present in the state, for the maintenance of the equilibrium state of the solution system [AuI _4] ^- degradation by dissociation of I component from,
Alternatively, it is considered that the decomposition by direct volatilization of the iodine component in the complex existing in the form of [AuI ₄ ] ⁻ proceeds, and as a result, the gold becomes supersaturated.

【００３０】溶液３１４中で過飽和状態となった金は、
潜像層１０１が形成されていない核形成密度の高いＳｉ
基板表面のみにランダムな核として析出する。Ｓｉ表面
の露出部が、４０μｍφ程度以下であれば、この中に形
成される核は、殆ど１個であるので、核が自己整合的に
成長し単結晶膜が形成される。一方潜像層表面はＳｉＯ
₂ になっており、ＳｉＯ₂ 表面は核形成密度が低いため
潜像層上には、金単結晶は形成されなかった。The supersaturated gold in solution 314 is
Si with high nucleation density without the latent image layer 101 formed
It precipitates as random nuclei only on the substrate surface. If the exposed portion of the Si surface is about 40 μmφ or less, almost one nucleus is formed therein, and the nucleus grows in a self-aligned manner to form a single crystal film. On the other hand, the surface of the latent image
_No gold single crystal was formed on the latent image layer because the nucleation density was low on the SiO ₂ surface.

【００３１】解析の結果、形成された結晶は、欠陥のな
い単結晶であり、１１１方位を有していた。又、成長レ
ートについて観察した結果、縦方向：横方向が１：１０
０〜２００の割合で成長することが解った。As a result of the analysis, the formed crystal was a single crystal having no defect and had 111 orientations. Further, as a result of observing the growth rate, the ratio of the vertical direction to the horizontal direction was 1:10
It was found that it grows at a rate of 0 to 200.

【００３２】Ｓｉの露出部分が４０μｍφ以上では、複
数の核から成長が始まりやがて、結晶どうしが衝突し、
粒界が形成され、核形成密度の大きい材料からなる面を
覆い、平均粒径約２０μｍ、最大粒径約４０μｍの単結
晶群からなる金結晶薄膜が選択的に形成出来た。核形成
密度の小さい部分である光潜像層表面には、核の発生は
見られなかった。If the exposed portion of Si is 40 μmφ or more, growth starts from a plurality of nuclei, and the crystals collide with each other,
Grain boundaries were formed, covering the surface made of a material having a high nucleation density, and a gold crystal thin film composed of a single crystal group having an average grain size of about 20 μm and a maximum grain size of about 40 μm was selectively formed. No nuclei were found on the surface of the photolatent image layer where the nucleation density was low.

【００３３】本実施態様例では、極めて平滑な表面を有
する金単結晶パターンを形成できる効果がある。このこ
とは、溶液系に存在するヨウ素が、その金溶解作用によ
り、成長中の金結晶上の新たな核発生を抑制する為であ
ると考えられる。The present embodiment has an effect that a gold single crystal pattern having an extremely smooth surface can be formed. This is considered to be because iodine existing in the solution system suppresses generation of new nuclei on the growing gold crystal due to its gold dissolving action.

【００３４】本発明で作成された金単結晶群からなる金
薄膜は、半導体集積回路などに用いる薄膜配線として利
用できる。The gold thin film composed of a group of gold single crystals prepared according to the present invention can be used as a thin film wiring used for a semiconductor integrated circuit and the like.

【００３５】実施態様２ 前記の実施態様では第一工程で選択的に光を照射する方
法としてマスクを用いて行なったが、図４に示すように
光ビームを走査することによっても行なうことができ
る。図４はマスクを用いない潜像形成装置の概略図であ
る。同図において４０２ａは二次元的に移動可能なステ
ージ４０２ｂ上に設置された試料保持台、４０２ｃはコ
ンピュータ（図示せず）で制御されたステージ４０２ｂ
を二次元的に移動させる駆動装置、４１３は投影光学
系、４１８はシャッター、４１９はシャッター４１８を
制御するためのシャッター制御装置、４２０はレーザー
光の可干渉性をなくし均一なレーザービーム光とするた
めのビーム整形器であり、その他図１、図２、図３にお
いて付した符号と同一の符号を付した部材は同一部材を
示す。Embodiment 2 In the above-described embodiment, a method of selectively irradiating light in the first step is performed by using a mask, but it can also be performed by scanning a light beam as shown in FIG. . FIG. 4 is a schematic diagram of a latent image forming apparatus that does not use a mask. In the figure, reference numeral 402a denotes a sample holder mounted on a two-dimensionally movable stage 402b, and 402c denotes a stage 402b controlled by a computer (not shown).
413 is a projection optical system, 418 is a shutter, 419 is a shutter control device for controlling the shutter 418, and 420 is a uniform laser beam without coherence of the laser beam. In addition, members denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, and 3 indicate the same members.

【００３６】このような構成の潜像形成装置を用いて第
一の工程即ち潜像層１０１の形成法について以下に述べ
る。ゲートバルブ２０８を開け、試料である基板１００
を試料保持台４０２ａに載せ、ゲートバルブ２０８を閉
じ真空排気装置４０９によって潜像室４０５内の圧力が
１０^-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気する。ガス導入
口４０６より潜像用ガス（本例ではＯ₂ ガスを用い
た。）を潜像室４０５内に導入し内部の圧力が０．１ｔ
ｏｒｒ〜７６０ｔｏｒｒの範囲の所定の圧力になる様に
真空排気装置４０９の排気速度を制御する。次にＫｒＦ
エキシマレーザー２１０で発振させたレーザー光はシャ
ッター制御装置４１９によって開閉を制御されたシャッ
ター４１８に入り、通過する光量を制限され、次にビー
ム整形器４２０によって可干渉性をなくし空間的に均一
化され、その後投影光学系４１３によって基板１００表
面に所望のスポットサイズで光入射窓４０７を通して照
射される。光が照射されている時は、基板１００表面で
は該表面と潜像用ガスとが光化学反応を起こし潜像層１
０１が形成される。一方シャッター４１８によってレー
ザー光が遮断されている時は光化学反応は起こらず潜像
層１０１は形成されない。駆動装置４０２ｃによって試
料台４０２ａを設置したステージ４０２ｂを二次元的に
移動させることによって、基板１００全面にレーザー光
を照射することができ、更にシャッター４１８の開閉と
照射位置を連動して制御することによってマスクを用い
なくても所望のパターンの潜像層１０１を形成すること
ができる。なおこの例では試料台を移動して照射位置を
制御したが、走査光学系を用いレーザービームを走査す
ることによっても同様の効果がえられる。この後の第二
の工程は前記実施態様と同様に行なう。The first step, that is, a method of forming the latent image layer 101 using the latent image forming apparatus having the above-described configuration will be described below. The gate valve 208 is opened, and the substrate 100 as a sample is opened.
Is placed on the sample holder 402a, the gate valve 208 is closed, and the vacuum exhaust device 409 evacuates the latent image chamber 405 until the pressure in the latent image chamber 405 becomes 10 ^-7 torr or less. A latent image gas (O ₂ gas was used in this example) was introduced from the gas inlet 406 into the latent image chamber 405 and the internal pressure was reduced to 0.1 t.
The evacuation speed of the vacuum evacuation device 409 is controlled so that the pressure becomes a predetermined pressure in the range of orr to 760 torr. Next, KrF
The laser light oscillated by the excimer laser 210 enters the shutter 418 whose opening and closing are controlled by the shutter control device 419, the amount of light passing therethrough is restricted, and then the beam shaper 420 eliminates coherence and spatially uniforms. Thereafter, the projection optical system 413 irradiates the surface of the substrate 100 with a desired spot size through the light incident window 407. When light is applied, the surface and the latent image gas cause a photochemical reaction on the surface of the substrate 100, and the latent image layer 1
01 is formed. On the other hand, when the laser light is blocked by the shutter 418, no photochemical reaction occurs and the latent image layer 101 is not formed. By moving the stage 402b on which the sample stage 402a is set by the driving device 402c two-dimensionally, it is possible to irradiate the entire surface of the substrate 100 with a laser beam, and to control the opening and closing of the shutter 418 and the irradiation position in conjunction with each other. Thus, the latent image layer 101 having a desired pattern can be formed without using a mask. In this example, the irradiation position is controlled by moving the sample table. However, the same effect can be obtained by scanning a laser beam using a scanning optical system. The subsequent second step is performed in the same manner as in the above embodiment.

【００３７】実施態様３ 前記の２つ実施態様では、第一工程で基板１００に照射
するエネルギービームとして光を用いたが電子ビームに
よっても本工程は実施可能である。図５は電子ビームを
用いた潜像形成装置の概略図を示す。同図において、５
０２ａは二次元的に移動可能なステージ５０２ｂ上に設
置された試料保持台、５０２ｃはコンピュータ（図示せ
ず）で制御されたステージ５０２ｂを二次元的に移動さ
せる駆動装置、５０５は潜像室、５０６はガス導入口、
５２１はガス噴射ノズル、５０９は潜像室５０５を真空
排気可能で排気速度が制御可能な真空排気装置、５２２
は電子ビーム発生部で内部はイオンポンプ（図示せず）
によって常に１×１０^-7ｔｏｒｒ以下に真空排気されて
おり、５２４は電子銃、５２５は電子光学系、５２６は
電子ビーム、５２３は電子ビーム出射口であり、その他
図１、図２において付した符号と同一の符号を付したも
のは同一のものを示す。Embodiment 3 In the above two embodiments, light is used as the energy beam for irradiating the substrate 100 in the first step, but this step can also be performed using an electron beam. FIG. 5 is a schematic view of a latent image forming apparatus using an electron beam. In FIG.
02a is a sample holder mounted on a stage 502b that can move two-dimensionally, 502c is a driving device that moves the stage 502b two-dimensionally controlled by a computer (not shown), 505 is a latent image chamber, 506 is a gas inlet,
521, a gas injection nozzle; 509, a vacuum exhaust device capable of evacuating the latent image chamber 505 and controlling the exhaust speed;
Is an electron beam generator and the inside is an ion pump (not shown)
It is evacuated always below 1 × 10 ^-7 torr by 524 electron gun, 525 electron optical system, 526 is an electron beam, 523 electron beam outlet, other Figure 1, denoted in FIG. 2 Those denoted by the same reference numerals as the reference numerals indicate the same components.

【００３８】このような構成の潜像形成装置を用いて第
一の工程即ち潜像層１０１の形成法について以下に述べ
る。ゲートバルブ２０８を開け、試料である基板１００
を試料保持台５０２ａに載せ、ゲートバルブ２０８を閉
じ真空排気装置５０９によって潜像室５０５内の圧力が
１０^-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気する。ガス導入
口５０６より潜像用ガス（本例ではＯ₂ ガス）を導入し
ガス噴射ノズル５２１から電子ビーム５２６が照射され
る部分に向かって噴射し、潜像室５０５内の圧力が１×
１０^-4ｔｏｒｒ〜０．１ｔｏｒｒの範囲の所定の圧力に
なるように真空排気装置５０９の排気速度を制御する。
次に電子ビーム発生部５２２を動作させ、即ち電子銃５
２４で電子を発生させ、電子光学系５２５で電子ビーム
５２６を収束させ、電子ビーム出射口５２３より、潜像
室５０５内の基板１００表面に所望のスポットサイズで
照射する。電子ビームが照射された表面では、電子ビー
ムが基板１００表面に入射し失ったエネルギーによって
潜像用ガスと試料表面の化学反応が促進され潜像層１０
１が形成される。駆動装置５０２ｃによって試料保持台
５０２ａを設置したステージ５０２ｂを二次元的に移動
させることによって、基板１００全面に電子ビーム５２
６を照射することができ、更に電子光学系５２５に内蔵
された電子ビームシャッター（図示せず）の開閉と照射
位置を連動して制御することによってマスクを用いなく
ても所望のパターンの潜像層１０１を形成することがで
きる。この後の第二の工程は前記実施態様と同様に行な
う。The first step, that is, a method of forming the latent image layer 101 using the latent image forming apparatus having the above-described configuration will be described below. The gate valve 208 is opened, and the substrate 100 as a sample is opened.
Is placed on the sample holder 502 a, the gate valve 208 is closed, and the vacuum exhaust device 509 evacuates the latent image chamber 505 to a pressure of 10 ⁻⁷ torr or less. A latent image gas (O ₂ gas in this example) is introduced from the gas inlet 506 and is injected from the gas injection nozzle 521 toward a portion irradiated with the electron beam 526, and the pressure in the latent image chamber 505 becomes 1 ×.
The evacuation speed of the vacuum evacuation device 509 is controlled so as to be a predetermined pressure in the range of 10 ⁻⁴ torr to 0.1 torr.
Next, the electron beam generator 522 is operated, that is, the electron gun 5 is operated.
Electrons are generated at 24, an electron beam 526 is converged by an electron optical system 525, and the electron beam exit 523 irradiates the surface of the substrate 100 in the latent image chamber 505 with a desired spot size. On the surface irradiated with the electron beam, a chemical reaction between the latent image gas and the sample surface is promoted by the energy lost by the electron beam incident on the surface of the substrate 100, and the latent image layer 10
1 is formed. The stage 502b on which the sample holder 502a is placed is moved two-dimensionally by the driving device 502c, so that the electron beam 52
6, and further controls the opening and closing of an electron beam shutter (not shown) built in the electron optical system 525 in conjunction with the irradiation position, thereby enabling a latent image of a desired pattern without using a mask. The layer 101 can be formed. The subsequent second step is performed in the same manner as in the above embodiment.

【００３９】実施態様４ 前記の実施態様では、第一工程で基板１００に照射する
エネルギービームとして電子ビームを用いたがイオンビ
ームによっても本工程は実施可能である。図６にイオン
ビームを用いた潜像形成装置の概略図を示す。同図にお
いて、６０２ａは二次元的に移動可能なステージ６０２
ｂ上に設置された試料保持台、６０２ｃはコンピュータ
（図示せず）で制御されたステージ６０２ｂを二次元的
に移動させる駆動装置、６０５は潜像室、６０６はガス
導入口、６２１はガス噴射ノズル、６０９は潜像室６０
５を真空排気可能で排気速度が制御可能な真空排気装
置、６２２はイオンビーム発生部で内部はイオンポンプ
（図示せず）によって常に１×１０^-7ｔｏｒｒ以下に真
空排気されており、６２４はイオン源、６２５はイオン
光学系、６２６はイオンビーム、６２３はイオンビーム
出射口であり、その他図１、図２において付した符号と
同一の符号を付したものは同一のものを示す。Embodiment 4 In the above embodiment, an electron beam is used as an energy beam for irradiating the substrate 100 in the first step, but this step can also be performed using an ion beam. FIG. 6 is a schematic diagram of a latent image forming apparatus using an ion beam. In the figure, reference numeral 602a denotes a two-dimensionally movable stage 602.
602c is a driving device for moving the stage 602b two-dimensionally controlled by a computer (not shown), 605 is a latent image chamber, 606 is a gas inlet, and 621 is a gas jet. Nozzle 609 is latent image chamber 60
Reference numeral 622 denotes an ion beam generator which is capable of evacuating the vacuum pump 5 and capable of controlling the pumping speed. The inside thereof is constantly evacuated to 1 × 10 ⁻⁷ torr or less by an ion pump (not shown). An ion source, 625 is an ion optical system, 626 is an ion beam, 623 is an ion beam exit, and the same reference numerals shown in FIGS. 1 and 2 denote the same components.

【００４０】この様な構成の潜像形成装置を用いて第一
の工程即ち潜像層１０１の形成法について以下に述べ
る。ゲートバルブ２０８を開け、試料である基板１００
を試料保持台６０２ａに載せ、ゲートバルブ２０８を閉
じ真空排気装置６０９によって潜像室６０５内の圧力が
１０^-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気する。ガス導入
口６０６より潜像用ガス（本例ではＯ₂ ガス）を導入し
ガス噴射ノズル６２１からイオンビーム６２６が照射さ
れる部分に向かって噴射し、潜像室６０５内の圧力が１
×１０^-4ｔｏｒｒ〜０．１ｔｏｒｒの範囲の所定の圧力
になるように真空排気装置６０９の排気速度を制御す
る。次にイオンビーム発生部６２２を動作させ、即ちイ
オン源６２４でイオンを発生させ、イオン光学系６２５
でイオンビーム６２６を収束させ、イオンビーム出射口
６２３より、潜像室６０５内の基板１００表面に所望の
スポットサイズで照射する。イオンビーム６２６が照射
された表面では、イオンビーム６２６が基板１００表面
に入射し失ったエネルギーによって潜像用ガスと試料表
面の化学反応が促進され潜像層１０１が形成される。駆
動装置６０２ｃによって試料保持台６０２ａを設置した
ステージ６０２ｂを二次元的に移動させることによっ
て、基板１００全面にイオンビーム６２６を照射するこ
とができ、更にイオン光学系６２５に内蔵されたイオン
ビームシャッター（図示せず）の開閉と照射位置を連動
して制御することによってマスク用いなくても所望のパ
ターンの潜像層１０１を形成することができる。なおこ
の例では試料保持台を移動して照射位置を制御したが、
走査イオン光学系を用いイオンビーム６２６を走査する
ことによっても同様の効果がえられる。この後の第二の
工程は前記実施態様と同様に行なう。The first step, that is, a method of forming the latent image layer 101 using the latent image forming apparatus having such a configuration will be described below. The gate valve 208 is opened, and the substrate 100 as a sample is opened.
Is placed on the sample holding table 602a, the gate valve 208 is closed, and the vacuum exhaust device 609 is evacuated until the pressure in the latent image chamber 605 becomes 10 ⁻⁷ torr or less. A latent image gas (O ₂ gas in this example) is introduced from the gas inlet 606 and is injected from the gas injection nozzle 621 toward a portion irradiated with the ion beam 626, and the pressure in the latent image chamber 605 becomes 1
The evacuation speed of the vacuum evacuation device 609 is controlled so as to have a predetermined pressure in the range of × 10 ⁻⁴ torr to 0.1 torr. Next, the ion beam generator 622 is operated, that is, ions are generated by the ion source 624, and the ion optical system 625 is used.
To irradiate the ion beam 626 with a desired spot size from the ion beam exit port 623 to the surface of the substrate 100 in the latent image chamber 605. On the surface irradiated with the ion beam 626, a chemical reaction between the latent image gas and the sample surface is promoted by the energy lost by the ion beam 626 incident on the surface of the substrate 100, and the latent image layer 101 is formed. The entire surface of the substrate 100 can be irradiated with the ion beam 626 by moving the stage 602b on which the sample holding table 602a is installed two-dimensionally by the driving device 602c, and furthermore, an ion beam shutter ( The latent image layer 101 having a desired pattern can be formed without using a mask by controlling the opening and closing (not shown) and the irradiation position in conjunction. In this example, the irradiation position was controlled by moving the sample holder.
The same effect can be obtained by scanning the ion beam 626 using the scanning ion optical system. The subsequent second step is performed in the same manner as in the above embodiment.

【００４１】実施態様５ 第二の工程の他の実施態様として、試料としてＴｉを成
膜したＳｉ基板を用い、金錯体として［ＡｕＩ₄ ］^- 、
分解処理手段として還元剤を用いて本発明を実施した例
について説明する。Embodiment 5 In another embodiment of the second step, a Si substrate on which a Ti film is formed is used as a sample, and [AuI ₄ ] ⁻ ,
An example in which the present invention is implemented using a reducing agent as the decomposition processing means will be described.

【００４２】まず前述の第一の工程を行ない、Ｔｉ表面
に所望のパターンを持ったＴｉ酸化膜の潜像層１０１を
形成する。First, the first step is performed to form a latent image layer 101 of a Ti oxide film having a desired pattern on the Ti surface.

【００４３】次に好ましい実施態様の詳細な説明で示し
たものと同様に［ＡｕＩ₄ ］^- を含有する金錯体溶液３
１４を作製し溶液槽３０５内に満たした。本実施態様で
は加熱は行わない。続いて還元剤例えばＮａ₂ ＳＯ₃ 水
溶液をゆっくり滴下する。[0043] Then similarly to that shown in the detailed description of preferred embodiments [AuI _4] ^- gold complex solution 3 containing
14 was prepared and filled in the solution tank 305. In this embodiment, no heating is performed. Subsequently, a reducing agent such as an aqueous solution of Na ₂ SO ₃ is slowly dropped.

【００４４】溶液３１４内では、Ｉ₂ の状態で存在する
ヨウ素成分の２Ｉ^- へのイオン化に伴い、溶液３１４内
の平衡状態の維持の為の［ＡｕＩ₄ ］^- からのＩ成分の
解離による分解が皆無と考えられ、結果として金が過飽
和状態となる。溶液３１４中で過飽和状態となった金
は、潜像層１０１が形成されていない核形成密度の高い
Ｔｉ表面のみに結晶の形で析出する。一方Ｔｉ酸化膜で
ある潜像層１０１表面には金の結晶は形成されなかっ
た。In the solution 314, as the iodine component existing in the state of I ₂ is ionized into 2I ⁻ , the I component is decomposed from [AuI ₄ ] ⁻ to maintain the equilibrium state in the solution 314 by dissociation. Is considered to be absent, resulting in supersaturation of the gold. The supersaturated gold in the solution 314 precipitates in a crystalline form only on the Ti surface having a high nucleation density where the latent image layer 101 is not formed. On the other hand, no gold crystal was formed on the surface of the latent image layer 101 as a Ti oxide film.

【００４５】解析の結果、形成された結晶は欠陥のない
単結晶群で構成され、平均粒径約２μｍ、最大粒径約５
μｍのであった。As a result of the analysis, the formed crystal is composed of a single crystal group having no defect, and has an average grain size of about 2 μm and a maximum grain size of about 5 μm.
μm.

【００４６】本発明は、前記の実施態様例以外にも様々
な態様で実施可能である。The present invention can be implemented in various modes other than the above-described embodiment.

【００４７】金錯体は、［ＡｕＩ₄ ］^- 、［ＡｕＣｌ
₄ ］^- 、［Ａｕ（ＣＮ）₂ ］^- 、［Ａｕ（ＣＮ）₃ ］^-
等の金錯体を用いることができる。Gold complexes include [AuI ₄ ] ⁻ , [AuCl
₄ ] ^- , [Au (CN) ₂ ] ^- , [Au (CN) ₃ ] ^-
Etc. can be used.

【００４８】分解処理手段として、揮発や還元剤を用い
ることができる。As a decomposition means, a volatile or reducing agent can be used.

【００４９】還元剤としては、例えばハイドロキノン、
ピロガロール、パイロカテキン、グクシン、メトールハ
イドロキノン、アミドール、メトール、亜硫酸ソーダ、
チオ硫酸ナトリウムなどの他、溶液中で還元作用を有す
る物質が用いられる。Examples of the reducing agent include hydroquinone,
Pyrogallol, pyrocatechin, guxin, methol hydroquinone, amidole, methol, sodium sulfite,
In addition to sodium thiosulfate, substances having a reducing action in a solution are used.

【００５０】次に、請求項１１に係わる実施態様を説明
する。Next, an embodiment according to claim 11 will be described.

【００５１】図７は金の形成工程の説明図、図８は金の
形成装置の構成図である。７０１は基板、７０２は金の
核、７０３は金の単結晶又は薄膜、７０４は照射装置、
７０５は容器、７０６は金錯体溶液、７０７はスタイラ
ー付加熱装置、７０８はマグネットである。FIG. 7 is an explanatory view of a gold forming step, and FIG. 8 is a structural view of a gold forming apparatus. 701 is a substrate, 702 is a gold nucleus, 703 is a gold single crystal or thin film, 704 is an irradiation device,
705 is a container, 706 is a gold complex solution, 707 is a styler-added heating device, and 708 is a magnet.

【００５２】実施態様６ 基板７０１に石英ガラス基板、金錯体溶液７０６に［Ａ
ｕＩ₄ ］^- を含有する金錯体溶液、照射装置７０４に赤
外線照射装置を用いた。Embodiment 6 A quartz glass substrate was used as the substrate 701 and [A
uI _4] ^- using the infrared radiator to the gold complex solution, the irradiation device 704 containing.

【００５３】まず、金錯体溶液７０６に基板７０１の金
形成面をひたし、照射装置７０４から赤外光を基板７０
１に照射して金の核７０２を形成した。First, the gold forming surface of the substrate 701 is immersed in the gold complex solution 706, and infrared light is irradiated from the irradiation device 704 to the substrate 70.
Irradiation was performed to form a gold core 702.

【００５４】この実施態様では基板７０１に石英ガラス
を用いたが透可性を有する基板材（例えば、ソーダライ
ムガラス ７０５９ マイカ等）であればどの様な基板
材を用いてもかまわない。又、本態様では金形成面の裏
面から照射装置により照射したが、金形成面側から照射
してもよくこの場合基板７０１は透可性を有する必要が
なく、半導体材料、メタル材料、セラミック材料、絶縁
体材料等いかなる材料を用いてもかまわない。In this embodiment, quartz glass is used for the substrate 701, but any substrate material having transparency (for example, soda lime glass 7059 mica, etc.) may be used. In this embodiment, the irradiation is performed from the back surface of the gold forming surface by the irradiation device. However, the irradiation may be performed from the gold forming surface side. In this case, the substrate 701 does not need to have transparency, and may be a semiconductor material, a metal material, or a ceramic material. Any material such as an insulator material may be used.

【００５５】次に［ＡｕＩ₄ ］^- を含有する金錯体溶液
７０６は、以下のごとく作成した。Next, a gold complex solution 706 containing [AuI ₄ ] ⁻ was prepared as follows.

【００５６】まず蒸留水にヨウ化カリウム及びヨウ素を
投入してヨウ素水溶液を形成した後、金を投入し攪拌溶
解させ、［ＡｕＩ₄ ］^- を含有する金錯体溶液を形成す
る。このとき溶液中には、金錯体［ＡｕＩ₄ ］^- の他、
Ｉ₃ ^-、Ｋ⁺ が存在するものと考えられる。First, potassium iodide and iodine are charged into distilled water to form an aqueous iodine solution, and then gold is charged and dissolved by stirring to form a gold complex solution containing [AuI ₄ ] ^- . At this time, in addition to the gold complex [AuI ₄ ] ^- ,
It is considered that I ₃ ⁻ and K ⁺ exist.

【００５７】ヨウ素水溶液は、ヨウ化カリウム以外のヨ
ウ化化合物、例えばヨウ化アンモニウムを溶解すること
でも作成出来る。また、アルコールを溶媒として用いた
ヨウ素アルコール溶液やアルコールと水の混合物を溶媒
として用いたヨウ素アルコール・水溶液も本発明に用い
ることができる。溶液中のヨウ素、ヨウ化化合物の濃度
は、溶解することできる金の量を左右する。The aqueous iodine solution can also be prepared by dissolving an iodide compound other than potassium iodide, for example, ammonium iodide. Further, an iodine alcohol solution using alcohol as a solvent or an iodine alcohol / water solution using a mixture of alcohol and water as a solvent can also be used in the present invention. The concentration of iodine and iodide compound in the solution determines the amount of gold that can be dissolved.

【００５８】次に、金錯体溶液７０６に接した基板７０
１に照射装置７０４より赤外光を照射したが、これは基
板７０１の金形成面の温度を局所的に３０〜２００℃に
昇温せることにより、金錯体溶液７０６が基体７０１の
発熱により３０〜１００℃に昇温し、ヨウ素成分の揮発
が促進されるように作用する。Next, the substrate 70 in contact with the gold complex solution 706
1 was irradiated with infrared light from the irradiation device 704. This was performed by locally increasing the temperature of the gold forming surface of the substrate 701 to 30 to 200 ° C. The temperature is raised to １００100 ° C., so that the volatilization of the iodine component is promoted.

【００５９】さらに詳細に説明すると溶液系内では、Ｉ
₃ ^-の状態で存在するヨウ素成分の揮発による、溶液系内
の平衡状態の維持の為の［ＡｕＩ₄ ］^- からのＩ成分独
自でのイオン化による分解、又は［ＡｕＩ₄ ］^- の形で
存在する錯体中のヨウ素成分の直接の揮発による分解が
進行すると考えられ、結果として局所的に金が過飽和状
態となり、溶液中で過飽和状態となった金は基板７０１
に照射を受けた場所のみの基板表面に核として析出する
（図７（ｂ））本態様では照射装置７０４に赤外光源を
用いたが基板を局所的に加熱できる方法であればよく、
他にレーザー源例えば、波長１〜１０μｍ程度のＣＯ₂
レーザー、ＣＯレーザー、ＹＡＧレーザー、ガラスレー
ザー等の赤外線レーザーおよび半導体レーザーを用いる
ことができる。照射装置７０４は基板７０１との吸収波
長の整合性のとれたものがもっとも効率よく短時間で昇
温でき、任意の場所以外に熱拡散を防止でき、所望の位
置に金の核形成ができる。More specifically, in the solution system, I
₃ ^- due to volatilization of iodine components present in the form of, for maintaining the equilibrium in the solution system [AuI _4] ^- degradation by ionization of its own I component from, or [AuI _4] ^- in the form of It is considered that decomposition due to direct volatilization of the iodine component in the complex proceeds, and as a result, the gold is locally supersaturated, and the supersaturated gold in the solution is deposited on the substrate 701.
(FIG. 7 (b)) In this embodiment, an infrared light source is used for the irradiation device 704, but any method capable of locally heating the substrate may be used.
In addition, a laser source such as CO _{2 having} a wavelength of about 1 to 10 μm
An infrared laser such as a laser, a CO laser, a YAG laser, and a glass laser and a semiconductor laser can be used. The irradiation device 704 having the absorption wavelength matching with the substrate 701 can raise the temperature most efficiently in a short time, can prevent heat diffusion to any place, and can form a gold nucleus at a desired position.

【００６０】金錯体溶液７０６は［ＡｕＩ₄ ］^- 以外に
［ＡｕＣｌ₄ ］^- 、［Ａｕ（ＣＮ） ₂ ］^- 、［Ａｕ（Ｃ
Ｎ）₃ ］^- 等の金錯体を用いた溶液を用いることができ
る。さらに、基板７０１に金の核７０２が成長してから
約３分間、同様に基板７０１に赤外光を照射しつづける
と、金７０３は約３０μｍ程度に成長する（図７
（ｃ））。又、成長レートは、縦方向１に対して横方向
は１００〜２００の割合で成長する。The gold complex solution 706 contains [AuI_Four ]^- other than
[AuCl_Four ]^- , [Au (CN) _Two ]^- , [Au (C
N)_Three ]^- Solution using a gold complex such as
You. Further, after the gold nucleus 702 is grown on the substrate 701,
Continue irradiating the substrate 701 with infrared light for about 3 minutes
And gold 703 grows to about 30 μm (FIG. 7).
(C)). The growth rate is 1 in the vertical direction and in the horizontal direction.
Grow at a rate of 100-200.

【００６１】又、前記のごとく基板７０１に形成され
た、金の核７０２と基板７０１の石英基板との核形成密
度の違いを利用して金７０３をさらに成長させることが
できる。図８に示した装置のごとく金の核７０２を成長
させ、ついで、スタイラー付加熱装置７０７にて溶液７
０６の液温を３０℃〜１００℃にしながらマグネット７
０８を回転させ溶液７０６の濃度を均一にしながら成長
させると赤外光を照射する方法と同様に金の核７０２の
みに同様な成長レートで成長させることができる。The gold 703 can be further grown by utilizing the difference in the nucleation density between the gold nucleus 702 formed on the substrate 701 and the quartz substrate of the substrate 701 as described above. A gold core 702 is grown as in the apparatus shown in FIG.
06 while keeping the liquid temperature at 30 ° C to 100 ° C.
When the solution 706 is rotated to rotate the solution 706 to make the concentration uniform, growth can be performed only on the gold nucleus 702 at the same growth rate as in the method of irradiating infrared light.

【００６２】上記のごとく成長した金をＸ線回折法によ
り解析した結果、形成された結晶は欠陥のない単結晶で
あり、（１１１）方位を有していた。As a result of analyzing the gold grown as described above by an X-ray diffraction method, it was found that the formed crystal was a single crystal having no defect and had a (111) orientation.

【００６３】又、基板７０１に金の核７０２を複数形成
し、照射装置７０４もしくはスタイラー付加熱装置７０
７で金の核７０２の成長を続けると結晶どうしが衝突
し、粒界が形成され、基板を覆い単結晶群からなる金結
晶薄膜が形成される。Further, a plurality of gold nuclei 702 are formed on the substrate 701 and the irradiation device 704 or the styler additional heating device 70 is formed.
As the growth of the gold nucleus 702 continues at 7, the crystals collide with each other, forming a grain boundary, and covering the substrate to form a gold crystal thin film composed of a single crystal group.

【００６４】又、基板７０１に金の核７０２を連続的に
形成できる。Further, the gold nucleus 702 can be continuously formed on the substrate 701.

【００６５】本発明は、極めて平滑な表面を有する金単
結晶もしくは単結晶群からなる金結晶薄膜を形成できる
効果がある。このことは、金錯体溶液７０６中に含まれ
る金溶解性材料が金を溶解する様に作用し、成長中の金
結晶上に新たな核発生を抑制する為であると考えられ
る。The present invention has the effect of forming a gold single crystal having a very smooth surface or a gold crystal thin film composed of a single crystal group. This is considered to be because the gold-soluble material contained in the gold complex solution 706 acts to dissolve gold and suppresses generation of new nuclei on the growing gold crystal.

【００６６】[0066]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【００６７】実施例１ 図２に示した潜像形成装置を用いＳｉ基板上金薄膜のパ
ターニングを行った例を示す。まず第一の工程を行なっ
た。ゲートバルブ２０８を開けＳｉ基板１００を潜像室
２０５に導入し試料保持台２０２に載せ、ゲートバルブ
２０８を閉じた。真空排気装置２０９によって潜像室２
０５内の圧力が１０^-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。ガス導入口２０６より酸素を流量８００ｓｃｃｍ
で潜像室２０５内に導入し真空排気装置２０９の排気速
度を制御し該内部の圧力を１０ｔｏｒｒに設定した。次
にＫｒＦエキシマレーザー光源２１０で発振させた波長
２４８ｎｍのレーザー光を照明光学系２１２によって所
望にパターンを有するマスク２１１に均一に照射し、投
影光学系２１３によって基板１００にマスク２１１のパ
ターン像を結像させ１０分間照射（Ｓｉ基板１００表面
で照射光強度１００ｍＷ／ｃｍ² ）し潜像層１０１を形
成した。照射終了後ガスの供給を止め、潜像室２０５内
の圧力が１０^-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
潜像室２０５に窒素ガスを導入し大気圧に戻しゲートバ
ルブ２０８を開け潜像層１０１を形成したＳｉ基板を取
り出した。Example 1 An example of patterning a gold thin film on a Si substrate using the latent image forming apparatus shown in FIG. 2 will be described. First, the first step was performed. The gate valve 208 was opened, the Si substrate 100 was introduced into the latent image chamber 205, placed on the sample holder 202, and the gate valve 208 was closed. The latent image chamber 2 is evacuated by the vacuum exhaust device 209.
The chamber was evacuated until the pressure in the chamber 05 became 10 ^-7 torr or less. The flow rate of oxygen is 800 sccm through the gas inlet 206.
Then, the gas was introduced into the latent image chamber 205 and the evacuation speed of the vacuum evacuation device 209 was controlled to set the internal pressure to 10 torr. Next, laser light having a wavelength of 248 nm oscillated by the KrF excimer laser light source 210 is uniformly irradiated on the mask 211 having a desired pattern by the illumination optical system 212, and a pattern image of the mask 211 is formed on the substrate 100 by the projection optical system 213. The latent image layer 101 was formed by applying an image (irradiation light intensity 100 mW / cm ^{2 on the} surface of the Si substrate 100) for 10 minutes. After the irradiation, the supply of gas was stopped, and the chamber was evacuated until the pressure in the latent image chamber 205 became 10 ^-7 torr or less.
Nitrogen gas was introduced into the latent image chamber 205, the pressure was returned to the atmospheric pressure, the gate valve 208 was opened, and the Si substrate on which the latent image layer 101 was formed was taken out.

【００６８】次に図３に示した装置を用い、第二の工程
を行った。蒸留水５００ｍｌにヨウ化カリウム４０ｇ及
びヨウ素６ｇを投入して攪拌溶解させた。この溶液に金
を３ｇ投入して攪拌溶解させた。溶解後、この溶液から
１００ｍｌ分取して反応容器にいれ、ここにさらに蒸留
水を５００ｍｌ加えて攪拌し結晶成長用溶液３１４とし
溶液槽３０５に入れた。Next, the second step was performed using the apparatus shown in FIG. 40 g of potassium iodide and 6 g of iodine were added to 500 ml of distilled water and dissolved by stirring. 3 g of gold was added to this solution and dissolved by stirring. After dissolution, 100 ml of this solution was taken and placed in a reaction vessel. Further, 500 ml of distilled water was added thereto, followed by stirring to obtain a crystal growth solution 314, which was then put into the solution tank 305.

【００６９】潜像を施したＳｉ基板の表面を結晶成長用
溶液３１４に接触させ、次いで、溶液を８０℃に加熱し
て放置した。１．５時間後基板を取り出し観察したとこ
ろ、潜像層がないＳｉ基板上のみに１１１面を有する単
結晶群が形成されていた。各単結晶間には粒界が形成さ
れていた。単結晶の平均粒径は約１０μｍであった。膜
の厚さは約３００ｎｍであった。ＳＴＭで観察した結
果、個々の単結晶表面の凹凸は、１μｍ角内で５オング
ストロームであった。核形成密度の低い潜像層上には、
核の発生は、認められず、所望のパターンの金単結晶群
からなる微細構造を作製できた。The surface of the Si substrate on which the latent image was formed was brought into contact with the crystal growth solution 314, and then the solution was heated to 80 ° C. and allowed to stand. After 1.5 hours, the substrate was taken out and observed. As a result, a single crystal group having 111 planes was formed only on the Si substrate having no latent image layer. Grain boundaries were formed between the single crystals. The average grain size of the single crystal was about 10 μm. The thickness of the film was about 300 nm. As a result of observation by STM, the irregularities on the surface of each single crystal were 5 Å within 1 μm square. On the latent image layer with low nucleation density,
No nucleation was observed, and a fine structure consisting of a group of gold single crystals having a desired pattern could be produced.

【００７０】実施例２ 図４に示した潜像形成装置を用い、スパッタ法によって
厚さ１０００オングストロームのＣｒを成膜したＳｉ基
板上に金薄膜を形成した例を示す。まず第一の工程を行
う。実施例１と同様の手順でＣｒを成膜したＳｉ基板を
試料保持台４０２ａに載せ、ゲートバルブ２０８を閉じ
た。真空排気装置４０９によって潜像室４０５内の圧力
が１０^-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。ガス導
入口４０６よりＮＯ₂ を流量８００ｓｃｃｍで潜像室４
０５内に導入し真空排気装置４０９の排気速度を制御し
該内部の圧力を１０ｔｏｒｒに設定した。次にＫｒＦエ
キシマレーザー光源２１０で発振させたレーザー光はシ
ャッター４１８によって通過する光量を制限しながら投
影光学系４１３によって基板１００表面に直径３０μｍ
のスポットサイズ照射した。また駆動装置４０２ｃによ
って試料台４０２ａを設置したステージ４０２ｂをシャ
ッター４１８の開閉と連動して制御し二次元的に移動す
ることによってマスク用いず実施例１と同一のパターン
を持つ潜像層１０１を形成することができた。潜像層の
組成は酸化クロムである。照射終了後ガスの供給を止
め、潜像室２０５内の圧力が１０^-7ｔｏｒｒ以下になる
まで真空排気した。潜像室２０５に窒素ガスを導入し大
気圧に戻しゲートバルブ２０８を開け潜像層１０１を形
成したＣｒ膜を有するＳｉ基板を取り出した。Example 2 An example is shown in which a latent image forming apparatus shown in FIG. 4 was used to form a gold thin film on a Si substrate on which a Cr film having a thickness of 1000 Å was formed by sputtering. First, the first step is performed. The Si substrate on which Cr was formed in the same procedure as in Example 1 was placed on the sample holder 402a, and the gate valve 208 was closed. Vacuum evacuation was performed by the vacuum evacuation device 409 until the pressure in the latent image chamber 405 became 10 ⁻⁷ torr or less. The latent image chamber 4 is supplied with NO ₂ at a flow rate of 800 sccm
05, the pumping speed of the vacuum pumping device 409 was controlled, and the internal pressure was set to 10 torr. Next, the laser light oscillated by the KrF excimer laser light source 210 has a diameter of 30 μm on the surface of the substrate 100 by the projection optical system 413 while limiting the amount of light passing through the shutter 418.
Spot size irradiation. The latent image layer 101 having the same pattern as that of the first embodiment is formed without using a mask by controlling the stage 402b on which the sample stage 402a is installed by the driving device 402c in conjunction with opening and closing of the shutter 418 and moving it two-dimensionally. We were able to. The composition of the latent image layer is chromium oxide. After the irradiation, the supply of gas was stopped, and the chamber was evacuated until the pressure in the latent image chamber 205 became 10 ^-7 torr or less. Nitrogen gas was introduced into the latent image chamber 205 and the pressure was returned to the atmospheric pressure, the gate valve 208 was opened, and the Si substrate having the Cr film on which the latent image layer 101 was formed was taken out.

【００７１】次に図３に示した装置を用い、第二の工程
を行った。蒸留水５００ｍｌにヨウ化アンモニウム４０
ｇ及びヨウ素４０ｇを投入して攪拌溶解させた。この溶
液に金を３ｇ投入して攪拌溶解させた。溶解後、この溶
液から１００ｍｌ分取して反応容器にいれ、ここにさら
に蒸留水を５００ｍｌ加えて攪拌し結晶成長用溶液３１
４とし溶液槽３０５に入れた。Next, the second step was performed using the apparatus shown in FIG. Ammonium iodide 40 in 500 ml of distilled water
g and 40 g of iodine were charged and dissolved by stirring. 3 g of gold was added to this solution and dissolved by stirring. After dissolution, a 100 ml aliquot was taken from this solution and placed in a reaction vessel. Further, 500 ml of distilled water was added thereto, followed by stirring, and a solution for crystal growth 31 was added.
It was set to 4 and put in the solution tank 305.

【００７２】潜像を施したＣｒ膜を有するＳｉ基板の表
面を結晶成長用溶液３１４に接し、次いで、溶液を８０
℃に加熱して放置した。１時間後基板を取り出し観察し
たところ、Ｃｒ膜上に１１１面を有する単結晶群が形成
されていた。各単結晶間には粒界が形成されていた。単
結晶の最大長さの平均は約２μｍであった。膜の厚さは
約１００ｎｍであった。ＳＴＭで観察した結果、個々の
単結晶表面の凹凸は、１μｍ角内で５オングストローム
であった。核形成密度の低い酸化クロムからなる潜像層
上には、核の発生は、認められず、所望のパターンの微
細構造を作製できた。The surface of the Si substrate having the Cr film on which the latent image was formed was brought into contact with the crystal growth solution 314,
C. and left to stand. One hour later, the substrate was taken out and observed. As a result, a single crystal group having 111 planes was formed on the Cr film. Grain boundaries were formed between the single crystals. The average of the maximum length of the single crystal was about 2 μm. The thickness of the film was about 100 nm. As a result of observation by STM, the irregularities on the surface of each single crystal were 5 Å within 1 μm square. No nuclei were found on the latent image layer made of chromium oxide having a low nucleation density, and a fine structure having a desired pattern could be produced.

【００７３】実施例３ 図５に示した潜像形成装置を用い、スパッタ法によって
厚さ２０００オングストロームのＴｉを成膜したＳｉ基
板上に金薄膜を形成した例を示す。まず第一の工程を行
う。実施例１と同様の手順でＴｉを成膜したＳｉ基板１
００を試料保持台５０２ａに載せ、ゲートバルブ２０８
を閉じた。真空排気装置５０９によって潜像室５０５内
の圧力が１０^-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。
ガス導入口５０４より流量１０ｓｃｃｍの酸素を導入し
ガス噴射ノズル５２１よりＴｉ膜表面に吹きつけ潜像室
５０５内の圧力を３×１０^-3ｔｏｒｒにした。次に電子
ビーム発生部５２２を動作させ、即ち電子銃５２４で電
子を発生させ、電子光学系５２５で電子ビーム５２６を
２ｋＶに加速し、Ｃｒ膜表面に直径０．４μｍのスポッ
トサイズで収束せ、駆動装置５０２ｃによって試料保持
台５０２ａを設置したステージ５０２ｂを電子ビームシ
ャッター（図示せず）と連動させ二次元的に移動させる
ことによって、マスクを用いずに所望のパターンの潜像
層１０１を形成した。潜像層の組成は酸化チタンであ
る。照射終了後ガスの供給を止め、潜像室５０５内の圧
力が１０^-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気した。潜像
室５０５に窒素ガスを導入し大気圧に戻しゲートバルブ
２０８を開け潜像層１０１を形成したＣｒ膜を有するＳ
ｉ基板を取り出した。Embodiment 3 An example in which a gold thin film is formed on a Si substrate on which a 2000-Å-thick Ti film is formed by a sputtering method using the latent image forming apparatus shown in FIG. First, the first step is performed. Si substrate 1 on which Ti was formed by the same procedure as in Example 1.
00 on the sample holder 502a and the gate valve 208
Closed. Vacuum evacuation was performed by the vacuum evacuation device 509 until the pressure in the latent image chamber 505 became 10 ⁻⁷ torr or less.
Oxygen was introduced at a flow rate of 10 sccm from the gas inlet 504 and sprayed onto the surface of the Ti film from the gas injection nozzle 521 to set the pressure in the latent image chamber 505 to 3 × 10 ⁻³ torr. Next, the electron beam generator 522 is operated, that is, electrons are generated by the electron gun 524, the electron beam 526 is accelerated to 2 kV by the electron optical system 525, and converges on the Cr film surface with a spot size of 0.4 μm in diameter. The latent image layer 101 having a desired pattern was formed without using a mask by moving the stage 502b on which the sample holder 502a was set by the driving device 502c in conjunction with an electron beam shutter (not shown) and moving the stage 502b two-dimensionally. . The composition of the latent image layer is titanium oxide. After the irradiation was completed, the supply of gas was stopped, and evacuation was performed until the pressure in the latent image chamber 505 became 10 ^-7 torr or less. Nitrogen gas is introduced into the latent image chamber 505, the pressure is returned to the atmospheric pressure, the gate valve 208 is opened, and the latent image layer 101 is formed.
The i substrate was taken out.

【００７４】次に図３に示した装置を用い、第二の工程
を行った。蒸留水５００ｍｌにヨウ化カリウム４０ｇ及
びヨウ素６ｇを投入して攪拌溶解させた。この溶液に金
を３ｇ投入して攪拌溶解させた。溶解後、この溶液から
１００ｍｌ分取して反応容器にいれ、ここにさらに蒸留
水を５００ｍｌ加えて攪拌し結晶成長用溶液３１４とし
溶液槽３０５に入れた。Next, the second step was performed using the apparatus shown in FIG. 40 g of potassium iodide and 6 g of iodine were added to 500 ml of distilled water and dissolved by stirring. 3 g of gold was added to this solution and dissolved by stirring. After dissolution, 100 ml of this solution was taken and placed in a reaction vessel. Further, 500 ml of distilled water was added thereto, followed by stirring to obtain a crystal growth solution 314, which was then put into the solution tank 305.

【００７５】光潜像を施したＴｉ膜を有するＳｉ基板の
表面を結晶成長用溶液３１４に接し、次いで、溶液を８
０℃に加熱して放置した。１時間後基板を取り出し観察
したところ、Ｃｒ膜上に１１１面を有する単結晶群が形
成されていた。各単結晶間には粒界が形成されていた。
単結晶の最大長さの平均は約２μｍであった。膜の厚さ
は約１００ｎｍであった。ＳＴＭで観察した結果、個々
の単結晶表面の凹凸は、１μｍ角内で５オングストロー
ムであった。核形成密度の低い酸化チタンからなる潜像
層上には、核の発生は、認められず、所望のパターンの
微細構造を作製できた。The surface of the Si substrate having the Ti film on which the optical latent image was formed was brought into contact with the crystal growth solution 314, and then the solution was
Heated to 0 ° C. and left. One hour later, the substrate was taken out and observed. As a result, a single crystal group having 111 planes was formed on the Cr film. Grain boundaries were formed between the single crystals.
The average of the maximum length of the single crystal was about 2 μm. The thickness of the film was about 100 nm. As a result of observation by STM, the irregularities on the surface of each single crystal were 5 Å within 1 μm square. No nuclei were found on the latent image layer made of titanium oxide having a low nucleation density, and a fine structure having a desired pattern could be produced.

【００７６】実施例４ 図６に示した潜像形成装置を用い、Ｓｉ基板上に金薄膜
を形成した例を示す。まず第一の工程を行う。実施例１
と同様の手順でＳｉ基板１００を試料保持台６０２ａに
載せ、ゲートバルブ２０８を閉じた。真空排気装置６０
９によって潜像室６０５内の圧力が１０^-7ｔｏｒｒ以下
になるまで真空排気した。ガス導入口６０６より流量１
０ｓｃｃｍの酸素を導入しガス噴射ノズル６２１よりＳ
ｉ基板上に吹きつけ潜像室６０５内の圧力を３×１０^-3
ｔｏｒｒにした。次にイオンビーム発生部６２２を動作
させ、即ちイオン源６２４よりＳｉ⁺ イオンを発生さ
せ、イオン光学系６２５でイオンビーム６２６を２ｋＶ
に加速し、Ｓｉ基板１００表面に直径０．３μｍのスポ
ットサイズで収束せ、駆動装置６０２ｃによって試料保
持台６０２ａを設置したステージ６０２ｂをイオンビー
ムシャッター（図示せず）と連動させ二次元的に移動さ
せることによって、マスクを用いずに所望の潜像層１０
１を形成した。照射終了後ガスの供給を止め、潜像室６
０５内の圧力が１０^-7ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気
した。潜像室６０５に窒素ガスを導入し大気圧に戻しゲ
ートバルブ２０８を開け潜像層１０１を形成したＣｒ膜
を有するＳｉ基板を取り出した。Embodiment 4 An example in which a gold thin film is formed on a Si substrate using the latent image forming apparatus shown in FIG. 6 will be described. First, the first step is performed. Example 1
The Si substrate 100 was placed on the sample holding table 602a in the same procedure as described above, and the gate valve 208 was closed. Vacuum exhaust device 60
The vacuum evacuation was performed until the pressure in the latent image chamber 605 became 10 ⁻⁷ torr or less by step 9. Flow rate 1 from gas inlet 606
0 sccm of oxygen is introduced, and S is injected from the gas injection nozzle 621.
The pressure in the latent image chamber 605 sprayed onto the i-substrate is set to 3 × 10 ⁻³
torr. Next, the ion beam generator 622 is operated, that is, Si ⁺ ions are generated from the ion source 624, and the ion beam 626 is set to 2 kV by the ion optical system 625.
, And converges on the surface of the Si substrate 100 with a spot size of 0.3 μm in diameter. The stage 602b on which the sample holding table 602a is installed is moved two-dimensionally by the driving device 602c in conjunction with an ion beam shutter (not shown). As a result, the desired latent image layer 10 can be formed without using a mask.
1 was formed. After the irradiation is completed, the supply of gas is stopped, and the latent image
The chamber was evacuated until the pressure in the chamber 05 became 10 ^-7 torr or less. Nitrogen gas was introduced into the latent image chamber 605, the pressure was returned to the atmospheric pressure, the gate valve 208 was opened, and the Si substrate having the Cr film on which the latent image layer 101 was formed was taken out.

【００７７】次に図３に示した装置を用い、第二の工程
を行った。塩酸６０ｍｌと硝酸２０ｍｌを混合して王水
を作成した後、この溶液に金を４ｇ投入して攪拌溶解さ
せた。溶解後、この溶液から３０ｍｌ分取して反応容器
にいれ、ここにさらに蒸留水を３００ｍｌ加えて攪拌
し、結晶成長用溶液３１４とし溶液槽３０５に入れた。Next, the second step was performed using the apparatus shown in FIG. After 60 ml of hydrochloric acid and 20 ml of nitric acid were mixed to prepare aqua regia, 4 g of gold was added to this solution and dissolved by stirring. After dissolution, 30 ml of this solution was taken and placed in a reaction vessel. Further, 300 ml of distilled water was added thereto, followed by stirring to obtain a crystal growth solution 314, which was then placed in a solution tank 305.

【００７８】潜像を施したＳｉ基板の表面を結晶成長用
溶液３１４に接し、次いで溶液を４０℃に加熱した後水
酸化カリウム３０ｇを溶解した水溶液を徐々に加え、放
置した。１．５時間後基板を取り出し観察したところ、
潜像層がないＳｉ基板表面に１１１面を有する単結晶群
が形成されていた。各単結晶間には粒界が形成されてい
た。単結晶の最大長さの平均は約３μｍであった。膜の
厚さは約２００ｎｍであった。ＳＴＭで観察した結果、
個々の単結晶表面の凹凸は、１μｍ角内で５オングスト
ロームであった。核形成密度の低い潜像層上には、核の
発生は、認められず、所望のパターンの金単結晶群から
なる微細構造を作製できた。The surface of the Si substrate on which the latent image was formed was brought into contact with the crystal growth solution 314, the solution was heated to 40 ° C., and an aqueous solution in which 30 g of potassium hydroxide was dissolved was gradually added and allowed to stand. After 1.5 hours, the substrate was taken out and observed.
A single crystal group having 111 planes was formed on the surface of the Si substrate having no latent image layer. Grain boundaries were formed between the single crystals. The average of the maximum length of the single crystal was about 3 μm. The thickness of the film was about 200 nm. As a result of observation by STM,
The irregularities on the surface of each single crystal were 5 Å within 1 μm square. No nuclei were found on the latent image layer having a low nucleation density, and a fine structure composed of a group of gold single crystals having a desired pattern could be produced.

【００７９】実施例５ 次に、請求項１１に係わる実施例を説明する。Embodiment 5 Next, an embodiment according to claim 11 will be described.

【００８０】図７は本実施例の形成工程の説明図、図８
は本発明で用いた形成装置の構成図である。FIG. 7 is an explanatory view of the forming process of this embodiment, and FIG.
1 is a configuration diagram of a forming apparatus used in the present invention.

【００８１】図７、図８において、７０１は基板、７０
２は金の核、７０３は金、７０４は照射装置、７０６は
金錯体溶液、７０５は容器、７０８はマグネット、７０
７はスタイラー付加熱装置である。In FIGS. 7 and 8, reference numeral 701 denotes a substrate;
2 is a gold nucleus, 703 is gold, 704 is an irradiation device, 706 is a gold complex solution, 705 is a container, 708 is a magnet, 70
7 is a styler additional heating device.

【００８２】本実施例では基板７０１に石英ガラス、照
射装置７０４に赤外光源を用いた。又、金錯体溶液７０
６は蒸留水５００ｍｌにヨウ化カリウム４０ｇ及びヨウ
素６ｇを投入して攪拌溶解させた。この溶液に金を３ｇ
投入して攪拌溶解させた。溶解後、この溶液から１００
ｍｌ分取して蒸留水を５００ｍｌ加えたもの用い、容器
７０６に入れた。ついで石英ガラスの金形成面を金錯体
溶液７０６中にひたし、石英ガラス基板７０１の金形成
面温度が１２０℃になる様に赤外光源７０４より赤外光
を照射した（図７（ａ））ところ石英ガラス基板７０１
の金形成面に核７０２が形成された（図７（ｂ））。In this embodiment, quartz glass is used for the substrate 701, and an infrared light source is used for the irradiation device 704. Also, the gold complex solution 70
For No. 6, 40 g of potassium iodide and 6 g of iodine were added to 500 ml of distilled water and dissolved by stirring. 3 g of gold in this solution
It was charged and dissolved by stirring. After dissolution, 100
Then, 500 ml of distilled water was added and 500 ml of distilled water was added, and the mixture was placed in a container 706. Next, the gold forming surface of the quartz glass was immersed in the gold complex solution 706, and infrared light was irradiated from the infrared light source 704 so that the temperature of the gold forming surface of the quartz glass substrate 701 became 120 ° C. (FIG. 7A). However, quartz glass substrate 701
A nucleus 702 was formed on the gold forming surface of FIG. 7 (FIG. 7B).

【００８３】次いで、前記同様に石英ガラス基板７０１
の金形成面温度を１２０℃に保つ様に赤外光を照射し、
１時間、成長を続けたところ、石英ガラス基板７０１上
に粒径約５００μｍ、膜厚約１．８μｍの（１１１）面
を有した金単結晶を成長させることができ、ＳＴＭで観
察したところ単結晶表面の凹凸が５オングストローム／
１μｍ□と極めて平坦な金単結晶を得ることが出来た
（図７（ｃ））。Next, the quartz glass substrate 701 is formed in the same manner as described above.
Irradiation to maintain the gold forming surface temperature of 120 ° C.,
When the growth was continued for 1 hour, a gold single crystal having a (111) plane with a particle diameter of about 500 μm and a film thickness of about 1.8 μm could be grown on a quartz glass substrate 701. 5 angstrom / unevenness of crystal surface
An extremely flat gold single crystal of 1 μm square was obtained (FIG. 7C).

【００８４】尚、本実施例では金錯体溶液７０６を前記
割合で設けたが錯体中のヨウ素成分の直接の揮発による
分解が照射装置７０４からのエネルギーにより進行し、
金が局所的に過飽和状態になればよく、前記割合に限定
されるものではない。In this embodiment, the gold complex solution 706 is provided in the above-described ratio, but the decomposition by direct volatilization of the iodine component in the complex proceeds by the energy from the irradiation device 704,
It is sufficient that the gold is locally supersaturated, and the ratio is not limited to the above.

【００８５】又、照射装置７０４は所望位置が所望温度
に達していればよく、基板７０１に連続的に照射した
り、パルス的に照射すればよい。The irradiation device 704 only needs to reach a desired temperature at a desired position, and may irradiate the substrate 701 continuously or in a pulsed manner.

【００８６】又、本実施例によれば、実質的なヨウ素成
分の揮発量が極めて少ない為、長時間安定に金錯体溶液
７０６を維持できることから基板７０１上に複数の金や
広い範囲に安定的に金を成長できるといった効果があ
る。Further, according to this embodiment, since the substantial amount of iodine component volatilized is extremely small, the gold complex solution 706 can be stably maintained for a long time. There is an effect that gold can grow.

【００８７】実施例６ 次に本発明の別の実施例を説明する。（図示せず。）本
実施例は、実施例５と同様の方法で金の核形成を行なっ
た。次いでスタイラ付加熱装置にてマグネット７０８を
回転させ攪拌させながら金錯体溶液７０６を８０℃に加
熱し、約５０分間成長を続けたところ粒径約５２０μ
ｍ、膜厚約１．９μｍの（１１１）面を有する極めて平
坦な金単結晶を得ることが出来た。Embodiment 6 Next, another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, gold nucleation was performed in the same manner as in the fifth embodiment. Next, the gold complex solution 706 was heated to 80 ° C. while rotating and stirring the magnet 708 with a stirrer-added heating device, and the growth was continued for about 50 minutes.
An extremely flat gold single crystal having a (111) plane and a thickness of about 1.9 μm was obtained.

【００８８】実施例７ 次に本発明の他の実施例を説明する。（図示せず。）本
実施例は、図８で示した装置により基板７０１にＳｉウ
エハー基板、照射装置７０４にＣＯ₂ レーザー、金錯体
溶液７０６に蒸留水５００ｍｌにヨウ化カリウム４０ｇ
及びヨウ素６ｇを投入して攪拌溶解させた。この溶液に
金を２ｇ投入して攪拌溶解させた。溶解後、この溶液か
ら１００ｍｌ分取して、ここにさらに蒸留水を３００ｍ
ｌ加えて攪拌したものを用いた。Embodiment 7 Next, another embodiment of the present invention will be described. (Not shown) In this embodiment, the apparatus shown in FIG. 8 is used to form a Si wafer substrate on the substrate 701, a CO ₂ laser on the irradiation device 704, a gold complex solution 706 on 500 ml of distilled water and 40 g of potassium iodide.
And 6 g of iodine were charged and dissolved by stirring. 2 g of gold was added to this solution and dissolved by stirring. After dissolution, 100 ml was taken from this solution, and distilled water was further added thereto for 300 m.
What was added and stirred was used.

【００８９】まず、容器７０５に上記金錯体溶液７０６
を入れ、次いで希フッ酸で表面酸化膜を除去したＳｉウ
エハー基板７０１を金錯体溶液７０６中に投入し、基板
７０１の表面温度が１００℃になる様にＣＯ₂ レーザー
照射装置７０４よりレーザーを照射し、Ｓｉウエハー基
板７０１上に金の核７０２を形成した。次いで前記同様
に基板７０１の表面温度を１００℃に保つ様、レーザー
光を照射し、１時間成長を続けたところＳｉウエハー基
板７０１上に粒径約２０μｍ、膜厚約０．３μｍの（１
１１）面を有する極めて平坦な金単結晶を得ることがで
きた。First, the gold complex solution 706 is placed in a container 705.
And then put the Si wafer substrate 701 from which the surface oxide film has been removed with diluted hydrofluoric acid into a gold complex solution 706, and irradiate a laser from a CO ₂ laser irradiation device 704 so that the surface temperature of the substrate 701 becomes 100 ° C. Then, a gold core 702 was formed on the Si wafer substrate 701. Next, a laser beam was irradiated to keep the surface temperature of the substrate 701 at 100 ° C. in the same manner as described above, and the growth was continued for 1 hour.
11) An extremely flat gold single crystal having a plane could be obtained.

【００９０】実施例８ 本実施例は実施例７と同様な方法で金の核形成を行なっ
た。次いでスタイラ付加熱装置にてマグネット７０８を
回転させ攪拌させながら金錯体溶液７０６を８０℃に加
熱し、約５０分間成長を続けたところ粒径約１８μｍ、
膜厚約０．２５μｍの（１１１）面を有する極めて平坦
な金単結晶を得ることができた。Example 8 In this example, gold nuclei were formed in the same manner as in Example 7. Next, the gold complex solution 706 was heated to 80 ° C. while rotating and stirring the magnet 708 with a stirrer additional heating device, and the growth was continued for about 50 minutes.
An extremely flat gold single crystal having a (111) plane with a thickness of about 0.25 μm was obtained.

【００９１】実施例９ 次に本発明の実施例を図９を用いて説明する。Embodiment 9 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【００９２】図９は本実施例の形成工程の説明図で、７
０１は基板、７０２は金の核、７０３は金、７０４は照
射装置で実施例５で用いたのと同様に図８で示した形成
装置を用いた。FIG. 9 is an explanatory view of the forming process of this embodiment.
Reference numeral 01 denotes a substrate, 702 denotes a gold nucleus, 703 denotes gold, and 704 denotes an irradiation device, which is the same as that used in Example 5 and which is shown in FIG.

【００９３】本実施例では実施例５と同様に石英ガラス
基板７０１、赤外光源７０４、金錯体溶液７０６を用い
た。In this embodiment, a quartz glass substrate 701, an infrared light source 704, and a gold complex solution 706 were used as in the fifth embodiment.

【００９４】まず、実施例５と同様に石英ガラス基板７
０１に金の核を形成した。ついで、前記金の核から２５
０μｍ間隔をおき、第２の金の核７０２を形成した。さ
らに同様な間隔で、石英ガラス基板７０１に５ケ所の金
の核７０２を形成した。（図９（ｂ））ついで、図８の
形成装置にて、金錯体溶液７０６を８０℃に加熱して、
約４８ｍｉｎ間成長させたところ平均粒径５００μｍの
約２．５ｍｍの幅にわたって金の単結晶からなる単結晶
群による膜厚約１．８μｍ、（１１１）面を有する金７
０３薄膜を形成した。さらに金７０３の薄膜の電気抵抗
を測定したところ２．８×１０^-6Ω・ｃｍと十分に低い
抵抗を得られた。First, as in the fifth embodiment, the quartz glass substrate 7
01 formed a gold nucleus. Then, 25 from the gold core
A second gold nucleus 702 was formed at intervals of 0 μm. Further, at the same intervals, five gold nuclei 702 were formed on the quartz glass substrate 701. (FIG. 9 (b)) Next, the gold complex solution 706 was heated to 80 ° C. by the forming apparatus of FIG.
After growing for about 48 minutes, a gold layer having a thickness of about 1.8 μm and a (111) plane is formed of a single crystal group of a single crystal of gold over a width of about 2.5 mm having an average particle diameter of 500 μm.
03 thin film was formed. Further, when the electric resistance of the thin film of gold 703 was measured, a sufficiently low resistance of 2.8 × 10 ⁻⁶ Ω · cm was obtained.

【００９５】実施例１０ 次に本発明の第１０の実施例を図１０を用いて説明す
る。Embodiment 10 Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【００９６】図１０は本実施例における金単結晶７０３
からなる単結晶群における金薄膜を示した図である。FIG. 10 shows a gold single crystal 703 in this embodiment.
FIG. 3 is a view showing a gold thin film in a single crystal group consisting of:

【００９７】本実施例は金の核７０２を５００μｍ間隔
で３×３ケ所形成した以外は実施例９と同様な方法で形
成した。次いで実施例９と同様に金の核７０２を成長さ
せたところ約１．５ｍｍ□にわたって平均粒径５００μ
ｍ、膜厚約１．８μｍ、（１１１）面を有する金７０３
の単結晶からなる単結晶群における極めて平坦な金単結
晶薄膜を形成することが出来た。In this embodiment, a gold core 702 was formed in the same manner as in Embodiment 9 except that 3 × 3 gold cores 702 were formed at intervals of 500 μm. Next, a gold core 702 was grown in the same manner as in Example 9.
m, thickness about 1.8 μm, gold 703 having a (111) plane
An extremely flat gold single crystal thin film in a single crystal group composed of the single crystal was formed.

【００９８】実施例１１ 次に本発明に於ける第１１の実施例を図１１を用いて説
明する。Embodiment 11 Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【００９９】図１１は本実施例の形成工程を示す図で、
７０１は基板、７０３は金、７０４は照射装置で実施例
５で用いたのと同様に図８で示した形成装置を用いた。
さらに本実施例では実施例５と同様に、石英ガラス基板
７０１、赤外光源７０４、金錯体溶液７０６を用いた。FIG. 11 is a diagram showing a forming process of this embodiment.
Reference numeral 701 denotes a substrate; 703, gold; and 704, an irradiation device. The forming device shown in FIG.
Further, in this embodiment, a quartz glass substrate 701, an infrared light source 704, and a gold complex solution 706 were used as in the fifth embodiment.

【０１００】まず、形成装置にて金の核を実施例５と同
様の方法で形成した。つづいて赤外光源照射装置７０４
を石英ガラス基板７０１の金形成面温度を１２０℃に保
つ様に赤外光を照射しながら、照射装置７０４を１分間
に１μｍの速度で図１１（ａ）→図１１（ｂ）→図１１
（ｃ）のごとく１ｍｍの距離を直線的に移動させ金の核
７０２を成長させたところ約８μｍ幅で１ｍｍの長さに
わたって膜厚約３００オングストロームの金７０３を連
続的に形成することが出来た。First, gold nuclei were formed in the same manner as in Example 5 using a forming apparatus. Next, the infrared light source irradiation device 704
11 (a) → FIG. 11 (b) → FIG. 11 at a rate of 1 μm per minute while irradiating infrared light so as to maintain the gold forming surface temperature of the quartz glass substrate 701 at 120 ° C.
As shown in (c), the gold nucleus 702 was grown by linearly moving a distance of 1 mm to grow gold 703 having a thickness of about 300 angstroms over a width of about 8 μm and a length of 1 mm. .

【０１０１】本実施例では照射装置７０４を１μｍ／ｍ
ｉｎの速度で移動させたが照射装置７０４の移動の速度
を制御することにより、連続的に形成した金７０３の
幅、膜厚を制御することができる。In this embodiment, the irradiation device 704 is set to 1 μm / m
The width and the film thickness of the continuously formed gold 703 can be controlled by controlling the moving speed of the irradiation device 704 although the moving speed is in.

【０１０２】さらに、本実施例では照射装置７０４を直
線的に移動させたが、あえて言うまでもなく曲線等任意
に連続な金を形成することができる。Further, in the present embodiment, the irradiation device 704 is moved linearly, but it is needless to say that any continuous gold such as a curve can be formed.

【０１０３】実施例１２ 図１２は本実施例の形成工程を示す図である。本実施例
は、照射装置７０４の移動速度以外は、実施例１１と同
様の方法で行った。Embodiment 12 FIG. 12 is a view showing a forming process of this embodiment. This example was performed in the same manner as in Example 11, except for the moving speed of the irradiation device 704.

【０１０４】まず、本実施例では照射装置７０４の移動
速度を１ｍｍの長さにわたり初期速度１μｍ／ｍｉｎか
ら徐々に変化させ、最終速度０．５μｍ／ｍｉｎになる
様、連続的に移動させ金７０３を成長させたところ図１
２に示すごとく、１ｍｍの長さにわたって幅が約８μｍ
から約１６μｍ、膜厚が約３００オングストロームから
約６００オングストロームと連続的に変化する金７０３
を形成することができた。First, in this embodiment, the moving speed of the irradiation device 704 is gradually changed from the initial speed of 1 μm / min over a length of 1 mm, and is continuously moved so that the final speed is 0.5 μm / min. Fig. 1
As shown in Fig. 2, the width is about 8 µm over a length of 1 mm
From about 300 Å to about 600 Å in thickness from about 300 Å
Could be formed.

【０１０５】実施例１３ 次に、請求項１４に係わる実施例を説明する。Embodiment 13 Next, an embodiment according to claim 14 will be described.

【０１０６】図１３及び図１４は金薄膜形成工程の説明
図である。FIGS. 13 and 14 are explanatory views of the gold thin film forming step.

【０１０７】図１３（ａ）は本実施例による金薄膜形成
系の構成を示す。FIG. 13A shows the structure of a gold thin film forming system according to this embodiment.

【０１０８】図１３（ａ）において１３０は半導体基
板、１３４は金を適量溶解したヨウ素−ヨウ化カリウム
水溶液、１３３は光源、１３５は溶液１３４の容器、１
３６はヒーターである。In FIG. 13A, reference numeral 130 denotes a semiconductor substrate; 134, an aqueous solution of iodine-potassium iodide in which an appropriate amount of gold is dissolved; 133, a light source; 135, a container for the solution 134;
36 is a heater.

【０１０９】半導体基板１３０はｐ型１３１およびｎ型
１３２の両方の導電型を兼ね備えている（図１３
（ｂ））。The semiconductor substrate 130 has both the p-type 131 and the n-type 132 conductivity types (FIG. 13).
(B)).

【０１１０】水溶液１３４中に半導体基板１３０を浸漬
する。The semiconductor substrate 130 is immersed in the aqueous solution 134.

【０１１１】次に半導体基板１３０に光源１３３から光
照射する。このとき光源１３３は、使用する半導体基板
１３０のバンドギャップよりも高いエネルギーの波長を
含んでいなければならない。Next, the semiconductor substrate 130 is irradiated with light from the light source 133. At this time, the light source 133 must include a wavelength having an energy higher than the band gap of the semiconductor substrate 130 to be used.

【０１１２】光照射を行なうと、半導体基板１３０のｐ
型領域が励起され、励起された電子はｎ型領域へ行き、
ｐ型領域にはホールが発生して正電荷に帯電する。When light irradiation is performed, p of the semiconductor substrate 130 is reduced.
The type region is excited, the excited electrons go to the n-type region,
Holes are generated in the p-type region and are charged to a positive charge.

【０１１３】一方、ヨウ素−ヨウ化カリウム水溶液中に
溶解した金は、負イオンである金ヨウ素錯体［ＡｕＩ
₄ ］^- の状態で存在する。従って金ヨウ素錯体は正電荷
に帯電した半導体基板１３０のｐ型領域に集まる。On the other hand, gold dissolved in an aqueous solution of iodine-potassium iodide is converted to a gold-iodine complex [AuI
₄ ] ^{-exists in} the state of-. Therefore, the gold iodine complex collects in the p-type region of the semiconductor substrate 130 charged to a positive charge.

【０１１４】一方ｎ型領域は負電荷に帯電するため金錯
体は近傍からなくなる。On the other hand, since the n-type region is negatively charged, the gold complex disappears from the vicinity.

【０１１５】さらに水溶液をヒーター１３６によって３
０〜１００℃に加温しておくと、水溶液中のヨウ素は次
第に揮発する。Further, the aqueous solution was added to the
When heated to 0 to 100 ° C., iodine in the aqueous solution gradually evaporates.

【０１１６】ヨウ素の揮発後、以下溶液中の平衡状態維
持のため、金錯体の分解が起こり、金が遊離する。ｐ型
領域近傍の金錯体が分解して濃度が低下しても遠方の金
錯体が拡散してくる。After the iodine is volatilized, the gold complex is decomposed to maintain the equilibrium state in the solution, thereby releasing gold. Even if the gold complex in the vicinity of the p-type region is decomposed and the concentration is reduced, the distant gold complex will diffuse.

【０１１７】半導体基板１３０近傍には、金錯体が高濃
度に集まっているため、分解した金濃度も高く、ｐ型領
域表面において金がランダムに核形成する。その様子は
図１４（ｃ）に示されているが、１３７が核である。Since the gold complex is concentrated at a high concentration in the vicinity of the semiconductor substrate 130, the concentration of the decomposed gold is high, and gold nucleates randomly on the surface of the p-type region. This is shown in FIG. 14C, where 137 is the nucleus.

【０１１８】本発明の方法において特徴的なこととし
て、核形成密度が低い状態のまま、核が自己整合的に成
長する。As a characteristic feature of the method of the present invention, nuclei grow in a self-aligned manner while the nucleation density is low.

【０１１９】核形成密度は、基板表面材料の種類、錯体
の種類、成長条件によって異なるが、特に基板表面材料
の種類には、強く依存する。The nucleation density varies depending on the type of the substrate surface material, the type of the complex, and the growth conditions, but particularly strongly depends on the type of the substrate surface material.

【０１２０】成長から、３分程度において大きいもので
３０μｍ程度に成長する。From the growth, it grows to about 30 μm which is large in about 3 minutes.

【０１２１】解析の結果、形成された結晶は、欠陥のな
い単結晶であり、（１１１）方位を有していた。As a result of the analysis, the formed crystal was a single crystal having no defect and had a (111) orientation.

【０１２２】また成長レートについて観察した結果、縦
方向：横方向が１：１００〜２００の割合で成長するこ
とがわかった。As a result of observing the growth rate, it was found that the growth was performed at a ratio of 1: 100 to 200 in the vertical direction: horizontal direction.

【０１２３】更に成長を続けると図１４（ｄ）及び図１
４（ｅ）の様に、結晶どうしが衝突し、粒界１３９が形
成され、基板を覆い、平均粒径５２０μｍの単結晶群か
らなる金結晶薄膜１３８が形成できた。As shown in FIG. 14D and FIG.
As shown in FIG. 4 (e), the crystals collided with each other to form a grain boundary 139 and cover the substrate, whereby a gold crystal thin film 138 composed of a single crystal group having an average particle size of 520 μm was formed.

【０１２４】本実施例では、極めて平滑な表面を有する
金単結晶を形成できる効果がある。このことは、溶液系
に存在するヨウ素が、その金溶解作用により、成長中の
金結晶上の新たな核発生を抑制するためであると考えら
れる。This embodiment has an effect that a gold single crystal having an extremely smooth surface can be formed. This is considered to be because iodine existing in the solution system suppresses generation of new nuclei on the growing gold crystal due to its gold dissolving action.

【０１２５】本実施例において特有な効果として、ｐ型
半導体の光照射時の帯電を利用しているため、特別なパ
ターニング手段を必要とせず、半導体基板の特定領域に
金薄膜を形成できることが上げられる。As a special effect of the present embodiment, it is possible to form a gold thin film on a specific region of a semiconductor substrate without using any special patterning means because the p-type semiconductor is charged at the time of light irradiation. Can be

【０１２６】実施例１４ 以下に本発明の他の一実施例を示す。Embodiment 14 Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described.

【０１２７】図１５は金薄膜形成工程の説明図である。FIG. 15 is an explanatory view of a gold thin film forming step.

【０１２８】図１５（ａ）は本実施例による金薄膜形成
系の構成を示す。FIG. 15A shows the structure of a gold thin film forming system according to this embodiment.

【０１２９】図１５（ａ）において１３０は半導体基
板、１４４は金を適量溶解したヨウ素−ヨウ化カリウム
水溶液、１３３は光源、１４５は溶液１４４の容器、１
４６はヒーター、１４２は導線、１４１は白金電極であ
る。In FIG. 15A, 130 is a semiconductor substrate, 144 is an aqueous solution of iodine-potassium iodide in which an appropriate amount of gold is dissolved, 133 is a light source, 145 is a container for a solution 144,
46 is a heater, 142 is a conducting wire, and 141 is a platinum electrode.

【０１３０】以下に、図１５を用いて本実施例の金薄膜
形成工程を説明する。Hereinafter, the step of forming a gold thin film of this embodiment will be described with reference to FIG.

【０１３１】水溶液１４４中に半導体基板１３０を浸漬
する。The semiconductor substrate 130 is immersed in the aqueous solution 144.

【０１３２】次に半導体基板１３０に光源１３３から光
照射する。このとき光源１３３は、使用する半導体基板
１３０のバンドギャップよりも高いエネルギーの波長を
含んでいなければならない。Next, the semiconductor substrate 130 is irradiated with light from the light source 133. At this time, the light source 133 must include a wavelength having an energy higher than the band gap of the semiconductor substrate 130 to be used.

【０１３３】光照射を行なうと、半導体基板１３０のｐ
型領域が励起され、励起された電子は導線１４２を通
り、白金電極１４１に行く。ｐ型領域にはホールが発生
して正電荷に帯電する。When light irradiation is performed, p of the semiconductor substrate 130 is reduced.
The mold region is excited, and the excited electrons pass through lead 142 to platinum electrode 141. Holes are generated in the p-type region and are charged to a positive charge.

【０１３４】一方、ヨウ素−ヨウ化カリウム水溶液中に
溶解した金は、負イオンである金ヨウ素錯体［ＡｕＩ
₄ ］^- の状態で存在する。従って金ヨウ素錯体は正電荷
に帯電した半導体基板１３０のｐ型領域に集まる。On the other hand, gold dissolved in an aqueous solution of iodine-potassium iodide is converted to a gold-iodine complex [AuI
₄ ] ^{-exists in} the state of-. Therefore, the gold iodine complex collects in the p-type region of the semiconductor substrate 130 charged to a positive charge.

【０１３５】一方ｎ型領域は負電荷に帯電するため金錯
体は近傍からなくなる。On the other hand, since the n-type region is negatively charged, the gold complex disappears from the vicinity.

【０１３６】さらに水溶液をヒーター１４６によって３
０〜１００℃に加温しておくと、水溶液中のヨウ素は次
第に揮発する。Further, the aqueous solution was
When heated to 0 to 100 ° C., iodine in the aqueous solution gradually evaporates.

【０１３７】ヨウ素の揮発後、水溶液中の平衡状態維持
のため、金錯体の分解が起こり、金が遊離する。ｐ型領
域近傍の金錯体が分解して濃度が低下しても遠方の金錯
体が拡散してくる。After the volatilization of iodine, decomposition of the gold complex occurs to maintain the equilibrium state in the aqueous solution and gold is released. Even if the gold complex in the vicinity of the p-type region is decomposed and the concentration is reduced, the distant gold complex will diffuse.

【０１３８】半導体基板１３０近傍には、金錯体が高濃
度に集まっているため、分解した金濃度も高く、半導体
基板１３０表面において金がランダムに核形成する。そ
の様子は図１５（ｂ）に示されているが、１３７が核で
ある。Since the gold complex is concentrated at a high concentration in the vicinity of the semiconductor substrate 130, the concentration of the decomposed gold is high, and gold nucleates randomly on the surface of the semiconductor substrate 130. This is shown in FIG. 15B, where 137 is the nucleus.

【０１３９】本発明の方法において特徴的なこととし
て、核形成密度が低い状態のまま、核が自己整合的に成
長する。A characteristic feature of the method of the present invention is that nuclei grow in a self-aligned manner while the nucleation density is low.

【０１４０】核形成密度は、基板表面材料の種類、錯体
の種類、成長条件によって異なるが、特に基板表面材料
の種類には、強く依存する。The nucleation density varies depending on the type of the substrate surface material, the type of the complex, and the growth conditions, and particularly strongly depends on the type of the substrate surface material.

【０１４１】成長から、３分程度において大きいもので
３０μｍ程度に成長する。From the growth, a large one grows to about 30 μm in about three minutes.

【０１４２】解析の結果、形成された結晶は、欠陥のな
い単結晶であり、（１１１）方位を有していた。As a result of analysis, the formed crystal was a single crystal having no defect and had a (111) orientation.

【０１４３】また成長レートについて観察した結果、縦
方向：横方向が１：１００〜２００の割合で成長するこ
とがわかった。Further, as a result of observing the growth rate, it was found that the growth was performed at a ratio of 1: 100 to 200 in the vertical direction: horizontal direction.

【０１４４】更に成長を続けると図１５（ｃ）および図
１５（ｄ）の様に、結晶どうしが衝突し、粒界１３９が
形成され、基板を覆い、平均粒径５２０μｍの単結晶群
からなる金結晶薄膜１３８が形成できた。When the growth is further continued, as shown in FIGS. 15C and 15D, the crystals collide with each other to form grain boundaries 139, cover the substrate, and consist of a group of single crystals having an average grain size of 520 μm. A gold crystal thin film 138 was formed.

【０１４５】本実施例では、極めて平滑な表面を有する
金単結晶を形成できる効果がある。このことは、溶液系
に存在するヨウ素が、その金溶解作用により、成長中の
金結晶上の新たな核発生を抑制するためであると考えら
れる。This embodiment has an effect that a gold single crystal having an extremely smooth surface can be formed. This is considered to be because iodine existing in the solution system suppresses generation of new nuclei on the growing gold crystal due to its gold dissolving action.

【０１４６】本実施例で作製された金薄膜を用い、レジ
ストを用いた、ウエットエッチングやドライエッチング
により金単結晶群からなる薄膜配線として利用できる。The gold thin film produced in this example can be used as a thin film wiring composed of a group of gold single crystals by wet etching or dry etching using a resist.

【０１４７】[0147]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明は、従
来用いられたレジストを用いずに、また金の溶解された
溶液の、溶解度をコントロールすることで、特別な装置
は一切必要とせず、しかも、常圧、比較的低い温度で金
の単結晶又はその金結晶薄膜を簡単な工程で形成するこ
とができ、またその微細構造パターンを形成することが
できる。As described in detail above, the present invention does not use any conventional resist and controls the solubility of a solution in which gold is dissolved, so that no special apparatus is required. In addition, a gold single crystal or a gold crystal thin film thereof can be formed by a simple process at a normal pressure and a relatively low temperature, and its fine structure pattern can be formed.

【０１４８】得られた金結晶薄膜又はそのパターンは、
半導体集積回路、光集積回路、磁気回路等の電子素子、
光素子、圧電素子等或は電子放出素子、記録媒体用電極
などに応用でき、レジストを用いていないのでごみの発
生が非常に少なくなり、歩留が向上する効果がある。The resulting gold crystal thin film or its pattern is
Electronic elements such as semiconductor integrated circuits, optical integrated circuits, and magnetic circuits,
It can be applied to an optical element, a piezoelectric element or the like, an electron emitting element, an electrode for a recording medium, and the like. Since no resist is used, the generation of dust is extremely reduced, and the yield is improved.

【０１４９】さらに、耐エレクトロ・マイグレーショ
ン、耐腐食性、低抵抗性、耐メルト性等で優れている大
粒径の単結晶群からなる金結晶薄膜を、セラミックや半
導体基板上に形成することができる。Further, it is possible to form a gold crystal thin film composed of a group of single crystals having a large grain size, which is excellent in electromigration resistance, corrosion resistance, low resistance, melt resistance, etc., on a ceramic or semiconductor substrate. it can.

【０１５０】また、結晶粒径は、表面材料および金錯体
の種類によりコントロールすることができる。The crystal grain size can be controlled by the surface material and the type of the gold complex.

【０１５１】また、本発明の方法によって得られる金結
晶薄膜は、（１１１）に配向制御される特徴を有する。
このため、横方向の成長レートが極めて高く、大粒径の
単結晶であっても、かつ、薄く形成することができる。
また、得られた金結晶薄膜上に圧電体膜などを積層させ
る際、（１１１）に方位継承させることができる。The gold crystal thin film obtained by the method of the present invention has a feature that the orientation is controlled to (111).
Therefore, a single crystal having a very large growth rate in the lateral direction and a large grain size can be formed thin.
When a piezoelectric film or the like is laminated on the obtained gold crystal thin film, the orientation can be inherited to (111).

【０１５２】また、成長系の溶液種を選択することで極
めて平滑な表面を有する単結晶群からなる金薄膜を得る
ことができる。Further, by selecting a solution type of the growth system, a gold thin film composed of a group of single crystals having an extremely smooth surface can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明による金薄膜又はそのパターンの形成工
程図である。FIG. 1 is a process chart for forming a gold thin film or a pattern thereof according to the present invention.

【図２】本発明の潜像形成装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a latent image forming apparatus of the present invention.

【図３】本発明の金結晶薄膜形成装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a gold crystal thin film forming apparatus of the present invention.

【図４】マスクを用いない潜像形成装置の概略図であ
る。FIG. 4 is a schematic diagram of a latent image forming apparatus that does not use a mask.

【図５】電子ビームを用いた潜像形成装置の概略図であ
る。FIG. 5 is a schematic view of a latent image forming apparatus using an electron beam.

【図６】イオンビームを用いた潜像形成装置の概略図で
ある。FIG. 6 is a schematic diagram of a latent image forming apparatus using an ion beam.

【図７】本発明による他の実施例における金の形成工程
の説明図である。FIG. 7 is an explanatory view of a step of forming gold in another embodiment according to the present invention.

【図８】本発明による他の実施例における金の形成装置
の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a gold forming apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図９】本発明による他の実施例における金の形成工程
の説明図である。FIG. 9 is an explanatory view of a step of forming gold in another embodiment according to the present invention.

【図１０】本発明による他の実施例における金薄膜を示
す図である。FIG. 10 is a view showing a gold thin film in another embodiment according to the present invention.

【図１１】本発明による他の実施例における金形成工程
を示す図である。FIG. 11 is a view showing a gold forming process in another embodiment according to the present invention.

【図１２】本発明による他の実施例における金形成工程
を示す図である。FIG. 12 is a view showing a gold forming step in another embodiment according to the present invention.

【図１３】本発明による他の金薄膜形成工程の説明図で
ある。FIG. 13 is an explanatory view of another gold thin film forming step according to the present invention.

【図１４】本発明による他の金薄膜形成工程の説明図で
ある。FIG. 14 is an explanatory view of another gold thin film forming step according to the present invention.

【図１５】本発明による他の金薄膜形成工程の説明図で
ある。FIG. 15 is an explanatory diagram of another gold thin film forming step according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１００ 基板 １０１ 潜像層 １０２ エネルギービーム １０３ 金単結晶群薄膜 １３０ 半導体基板 １３１ ｐ型領域 １３２ ｎ型領域 １３３ 光源 １３４，１４４ 溶液 １３５，１４５ 容器 １３６，１４６ ヒーター １３７ 核 １３８ 薄膜 １３９ 粒界 １４１ 白金電極 １４２ 導線 ２０２ 試料保持台 ２０５，４０５，５０５，６０５ 潜像室 ２０６，４０６，５０６，６０６ ガス導入口 ２０７，４０７ 光入射窓 ２０８ ゲートバルブ ２０９，４０９，５０９，６０９ 真空排気装置 ２１０ 光源 ２１１ マスク ２１２ 照明光学系 ２１３，４１３ 投影光学系 ３０５ 溶液槽 ３１４ 溶液 ３１５ 温度測定素子 ３１６ ヒーター ３１７ 電源 ４０２ａ，５０２ａ，６０２ａ 試料保持台 ４０２ｂ，５０２ｂ，６０２ｂ ステージ ４０２ｃ，５０２ｃ，６０２ｃ 駆動装置 ４１８ シャッター ４１９ シャッター制御装置 ４２０ ビーム整形器 ５２１，６２１ ガス噴射ノズル ５２２ 電子ビーム発生部 ５２３ 電子ビーム出射口 ５２４ 電子銃 ５２５ 電子光学系 ５２６ 電子ビーム ６２２ イオンビーム発生部 ６２３ イオンビーム出射口 ６２４ イオン源 ６２５ イオン光学系 ６２６ イオンビーム ７０１ 基板 ７０２ 金の核 ７０３ 金 ７０４ 照射装置 ７０５ 容器 ７０６ 金錯体溶液 ７０７ スタイラー付加熱装置 ７０８ マグネット REFERENCE SIGNS LIST 100 substrate 101 latent image layer 102 energy beam 103 gold single crystal group thin film 130 semiconductor substrate 131 p-type region 132 n-type region 133 light source 134, 144 solution 135, 145 container 136, 146 heater 137 nucleus 138 thin film 139 grain boundary 141 platinum electrode 142 Conductor 202 Sample holder 205, 405, 505, 605 Latent image chamber 206, 406, 506, 606 Gas inlet 207, 407 Light entrance window 208 Gate valve 209, 409, 509, 609 Vacuum exhaust device 210 Light source 211 Mask 212 Illumination optical system 213, 413 Projection optical system 305 Solution tank 314 Solution 315 Temperature measuring element 316 Heater 317 Power supply 402a, 502a, 602a Sample holding table 402b, 502b, 602b Stage 402c, 502c, 02c Driving device 418 Shutter 419 Shutter control device 420 Beam shaper 521, 621 Gas injection nozzle 522 Electron beam generator 523 Electron beam exit 524 Electron gun 525 Electron optics 526 Electron beam 622 Ion beam generator 623 Ion beam exit 624 Ion source 625 Ion optics 626 Ion beam 701 Substrate 702 Gold nucleus 703 Gold 704 Irradiation device 705 Vessel 706 Gold complex solution 707 Styler additional heating device 708 Magnet

フロントページの続き (72)発明者 中西 正浩 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C23C 26/00 Continuation of front page (72) Inventor Masahiro Nakanishi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁶ , DB name) C23C 26/00

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 基板表面に選択的にエネルギービーム照
射することを含む所望の部位を表面改質するための第一
工程と、前記基板を金錯体溶液中に浸漬し、その溶液中
の金錯体を分解処理することで溶液中の金を過飽和状態
に移行させ、前記工程によって形成もしくは残存した部
位で核形成密度の大きい基板表面のみに単結晶群からな
る金結晶薄膜を形成させる第二の工程とを含むことを特
徴とする金薄膜又はそのパターンの形成方法。1. A first step for surface-modifying a desired portion including selectively irradiating a surface of a substrate with an energy beam, and immersing the substrate in a gold complex solution to form a gold complex in the solution. A second step of forming a gold crystal thin film consisting of a single crystal group only on the substrate surface having a high nucleation density at the portion formed or remaining in the above step by decomposing the gold in the solution to a supersaturated state. And a method for forming a gold thin film or a pattern thereof. 【請求項２】 前記第一の工程で選択的にエネルギービ
ームを照射する手段として光照射をすることを特徴とす
る請求項１に記載の金薄膜又はそのパターンの形成方
法。2. The method for forming a gold thin film or a pattern thereof according to claim 1, wherein light is irradiated as a means for selectively irradiating the energy beam in the first step. 【請求項３】 前記第一の工程で選択的にエネルギービ
ームを照射する手段として電子ビーム照射をすることを
特徴とする請求項１に記載の金薄膜又はそのパターンの
形成方法。3. The method for forming a gold thin film or its pattern according to claim 1, wherein the means for selectively irradiating the energy beam in the first step is an electron beam irradiation. 【請求項４】 前記第一の工程で選択的にエネルギービ
ームを照射する手段としてイオンビーム照射をすること
を特徴とする請求項１に記載の金薄膜又はそのパターン
の形成方法。4. The method for forming a gold thin film or its pattern according to claim 1, wherein ion beam irradiation is performed as means for selectively irradiating the energy beam in the first step. 【請求項５】 前記第一工程の表面改質は、前記エネル
ギービームを該表面に照射して化学反応を生じせしめ酸
化膜を選択的に形成する工程を含むことを特徴とする請
求項１に記載の金薄膜又はそのパターンの形成方法。5. The method according to claim 1, wherein the surface modification in the first step includes a step of irradiating the surface with the energy beam to cause a chemical reaction to selectively form an oxide film. The method for forming the gold thin film or the pattern thereof according to the above. 【請求項６】 前記金結晶薄膜は、１１１方位の高い単
結晶の群からなることを特徴とする請求項１に記載の金
薄膜又はそのパターンの形成方法。6. The method for forming a gold thin film or a pattern thereof according to claim 1, wherein the gold crystal thin film comprises a group of single crystals having a high 111 orientation. 【請求項７】 前記金錯体は、［ＡｕＩ₄ ］^- であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の金薄膜又はそのパター
ンの形成方法。7. The method for forming a gold thin film or a pattern thereof according to claim 1, wherein the gold complex is [AuI ₄ ] ⁻ . 【請求項８】 前記金錯体は、［ＡｕＣｌ₄ ］^- である
ことを特徴とする請求項１に記載の金薄膜又はそのパタ
ーン形成方法。8. The method according to claim 1, wherein the gold complex is [AuCl ₄ ] ⁻ . 【請求項９】 前記分解処理は、前記金錯体を構成する
物質の溶液系からの揮発により行なわれることを特徴と
する請求項１に記載の金薄膜又はそのパターン形成方
法。9. The method according to claim 1, wherein the decomposition treatment is performed by volatilizing a substance constituting the gold complex from a solution system. 【請求項１０】 前記分解処理は、前記金錯体を構成す
る物質の溶液系への還元剤の添加によって行なわれるこ
とを特徴とする請求項１に記載の金薄膜又はそのパター
ン形成方法。10. The method according to claim 1, wherein the decomposition treatment is performed by adding a reducing agent to a solution system of a substance constituting the gold complex. 【請求項１１】 基板を金錯体溶液中に浸漬し、該金錯
体溶液中の金錯体を分解することで溶液中の金を過飽和
状態に移行させ、前記基板表面に単結晶群からなる金単
結晶又は金薄膜を形成する方法にあって、前記基板面に
選択的にエネルギービーム照射して該基板表面を局所的
に昇温させることにより前記分解を行なうことを特徴と
する金単結晶又は金薄膜の形成方法。11. A substrate is immersed in a gold complex solution to decompose the gold complex in the gold complex solution to shift the gold in the solution to a supersaturated state. A method of forming a crystal or a gold thin film, wherein the decomposition is performed by selectively irradiating the substrate surface with an energy beam to locally raise the temperature of the substrate surface. A method for forming a thin film. 【請求項１２】 前記エネルギービームとして、レーザ
ーまたは赤外光を使用して局所的に昇温させることを特
徴とする請求項１１に記載の金単結晶又は金薄膜の形成
方法。12. The method for forming a gold single crystal or a gold thin film according to claim 11, wherein the temperature is locally increased by using a laser or infrared light as the energy beam. 【請求項１３】 前記レーザーまたは赤外光が基板又は
金形成部材の吸収波長と整合のとれた波長を有すること
を特徴とする請求項１２に記載の金単結晶又は金薄膜の
形成方法。13. The method for forming a gold single crystal or gold thin film according to claim 12, wherein the laser or the infrared light has a wavelength matched with the absorption wavelength of the substrate or the gold forming member. 【請求項１４】 半導体基板上に金薄膜を形成する方法
において、金錯体を含む溶液中に半導体基板を浸漬し、
該半導体基板への光照射および金錯体の分解処理をする
ことにより、該半導体基板近傍において溶液中の金を過
飽和状態に移行させ、該半導体基板表面に単結晶群から
なる金単結晶薄膜を形成することを特徴とする金薄膜の
形成方法。14. A method for forming a gold thin film on a semiconductor substrate, comprising: immersing the semiconductor substrate in a solution containing a gold complex;
By irradiating the semiconductor substrate with light and decomposing the gold complex, gold in the solution is shifted to a supersaturated state in the vicinity of the semiconductor substrate, and a gold single crystal thin film composed of a single crystal group is formed on the surface of the semiconductor substrate. Forming a gold thin film. 【請求項１５】 請求項１４に記載の半導体基板はｐ型
およびｎ型の導電型を兼ね備えていることを特徴とする
請求項１４に記載の金薄膜の形成方法。15. The method according to claim 14, wherein the semiconductor substrate according to claim 14 has both p-type and n-type conductivity types. 【請求項１６】 請求項１４に記載の半導体基板は同一
溶液中に浸漬された金属電極と導体によって電気的に結
合されていることを特徴とする請求項１４に記載の金薄
膜の形成方法。16. The method according to claim 14, wherein the semiconductor substrate according to claim 14 is electrically coupled to a metal electrode immersed in the same solution by a conductor. 【請求項１７】 請求項１４に記載の単結晶群は、１μ
ｍ以上の粒径を有することを特徴とする請求項１４に記
載の金薄膜の形成方法。17. The single crystal group according to claim 14, wherein
The method for forming a gold thin film according to claim 14, having a particle size of at least m. 【請求項１８】 請求項１４に記載の金結晶薄膜は、
（１１１）方位の高い単結晶の群からなることを特徴と
する請求項１４に記載の金薄膜の形成方法。18. The gold crystal thin film according to claim 14,
The method for forming a gold thin film according to claim 14, comprising a group of single crystals having a high (111) orientation. 【請求項１９】 請求項１４に記載の金錯体は、［Ａｕ
Ｉ₄ ］^- であることを特徴とする請求項１４に記載の金
薄膜の形成方法。19. The gold complex according to claim 14, wherein the gold complex is [Au
I _4] ^- a method of forming the gold thin film according to claim 14, characterized in that a. 【請求項２０】 請求項１４に記載の金錯体は、［Ａｕ
Ｃｌ₄ ］^- であることを特徴とする請求項１４に記載の
金薄膜の形成方法。20. The gold complex according to claim 14, wherein the gold complex is [Au
The method for forming a gold thin film according to claim 14, wherein Cl ₄ ] ^- . 【請求項２１】 請求項１４に記載の分解処理は、溶液
系の昇温によって、金錯体を構成する成分の溶液系から
の揮発を促進することで分解処理を行なうことを特徴と
する請求項１４に記載の金薄膜の形成方法。21. The decomposition treatment according to claim 14, wherein the decomposition treatment is carried out by promoting the volatilization of the components constituting the gold complex from the solution system by raising the temperature of the solution system. 15. The method for forming a gold thin film according to 14.