JP2006205271A - 治具、μマニュピュレータ及び治具の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易かつ効率よく試料を採取する治具及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 試料を採取するための先細りの芯を有する治具であって、芯の細い１１側の先端部に、芯１１より細い複数の突起１２が形成されている。芯１１の細い側の先端部は半球状であり、半球の曲率半径は、０.５μｍ以上５μｍ以下である。突起１２の直径は、０.５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。突起１２の高さは、５０ｎｍ以上１００μｍ以下である。突起１２の間隔距離は、１ｎｍ以上１μｍ以下である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、微小粒子を採取するための治具、μマニュピュレータ及びそれの製造方法に関する。

製品製造においては、製造工程、各工程間の搬送若しくは放置、製品の試験評価の間に微小な異物が混入したり、生成したりすることで製品の不良品が生じることがある。

このような異物は、製造装置の駆動部から生成されるもの、人体発塵、加熱やプロセスガスなどによる反応生成物などである。

異物の混入及び生成を防ぐ対策としては、従来、ＴＦＴ液晶を構成する基板やインクを吐出したＢＪヘッドなどに付着したり生成したりする異物を採取する。続いて、その組成及び結晶構造などを分析した上で、その結果を元にして異物発生源を探っていくことである。

基板上に付着されたり生成されたりする微小異物を採取する方法としては、従来、基板上に付着した微小異物を２本のサンプリングニードルつまり微小針を使って採取するというμマニピュレータ装置が知られている(例：特開平０５−２０８３８７号公報など)。

この装置では、微小針先端への試料の付着は、試料の持つ自然な静電気力及び粘着力で行われているので、これを利用して試料を採取することができる。
特開平０５−２０８３８７号公報

しかしながら、従来の二本の微小針を用いて採取する方法では、平らな表面上の微小異物や自然な静電気力及び粘着性を有する試料を採取できるが、溶液などの自然な静電気力や粘着性が小さい試料やＢＪヘッドのノズルなどの凸凹の構造体を有する領域にある試料などを採取するのが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、上記の従来技術の課題を解決し、簡易かつ効率よく採取する治具及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、試料を採取するための先細りの芯を有する治具であって、前記芯の細い側の先端部の表面に、当該芯の先端部の反対側より細い複数の突起を有することを特徴とする。

また、本発明は、試料を採取するための先細りの芯と、当該先細りの芯の細い側の先端部の表面に形成される、前記芯より細い突起と、を備える治具の製造方法であって、下地膜、柱状部材及び当該柱状部材を取り囲むように形成される構造体が形成された前記先細りの芯から、前記柱状部材を除去し細孔を形成する工程と、当該細孔が形成された芯を前記突起となる材料を含む物質に浸すことにより、前記細孔中に前記突起を形成する工程と、前記構造体を除去する工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、試料を採取するための先細りの芯と、当該先細りの芯の細い側の先端部の表面に形成される、前記芯より細い突起と、を備える治具の製造方法であって、前記芯に金属触媒超微粒子分散膜を形成する工程と、前記芯に炭素を含むガスを反応させることで、前記金属触媒超微粒子分散膜にカーボンナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、溶液などの自然な静電気力や粘着性が小さい試料やＢＪヘッドのノズルなどの凸凹の構造体を有する領域にある試料などを簡易かつ効率よく採取することができる。

また、本発明により、試料を簡易かつ効率よく採取できる治具の製造方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。

本実施の形態においては、先細りの芯の先端部に突起を有することを特徴とする治具を用いて、溶液などの自然な静電気力や粘着性が小さい試料やＢＪヘッドのノズルなどの凸凹の構造体を有する領域にある試料などを簡易かつ効率よく採取することができる。

また、本実施の形態における治具の製造方法においては、先細りの芯の先端部を含めた表面又は表面の一部分上に突起を成長させることを特徴とする。

また、本実施の形態における治具の製造方法においては、めっきにより金属から成る突起を製造し、又は物理的や化学的成長法によりカーボンナノチューブを突起として製造することができる。

以下に、本発明の実施の形態について図を用いて詳しく説明する。

＜本実施の形態における治具について＞
本実施の形態における治具の概略図の例として、図１に示す。

治具は、先端が尖っていた先細りの芯１１から成っており、先細りの芯１１の細い側の先端部分及び側面方向に多数の突起１２が形成されている。

芯１１の先端部の反対側は、図１において、１１ａで指し示す箇所を示す。

先細りの芯１１の材料としては、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｇ、Ｍｎなどの金属材料が好ましく、かつ試料を採取するのに耐えられる硬質材料が好ましい。

また、数μｍ以下の粒径を有する試料を採取するのに、先細りの芯１１の細い側の先端は半球面であることが好ましく、先細りの芯１１の細い側の先端における曲率半径は０.５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。

また、先細りの芯１１における最大直径は少なくとも０.５ｍｍ以上であることが好ましく、先細りの芯１１の細い側の先端部から最大直径を有する領域までの距離は特に限定されていないが、試料の採取を行うのに十分ある距離、例えば２ｃｍ以上の距離があればよい。

また、突起１２は数μｍ以下の粒径を有する試料を採取するのに、先細りの芯１１の細い側の先端部分の表面と垂直方向に形成されている方が好ましく、先細りの芯１１側面と垂直方向に形成されているのも好ましい。

また、突起１２の軸方向と先細りの芯１１の側面とのなす角は６０°以上であることが好ましく、８０°以上であることが好ましい。

また、一列並んだ突起１２（図７（ｂ））などのように、所望通りの領域(突起の形成領域７１)に突起１２を形成させることもできる。

また、突起１２の構造体としては、円柱及び円錐、円錐で先端が尖っているものや先端が平坦なものなどをすべて含む。

さらに、三角錐、四角錘、六角錘、それ以外の多角錘やその多角錘の先端が平坦なもの、また三角柱、四角柱、六角柱、それ以外の多角柱状、あるいは先端が尖った三角柱、四角柱、六角柱、それ以外の多角柱状やその先端が平坦なものなども含まれ、さらに、これらの折れ線状構造も含まれる。

また、突起１２の材料としては、先細りの芯１１と同様に、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｇ、Ｍｎなどの金属材料が好ましく、熱的にも化学的にも機械的にも安定であるカーボンナノチューブもまた好ましい。かつ試料を採取するのに耐えられる硬質材料が好ましい。

また、生成された突起１２のアスペクト比は、数μｍ以下の粒径を有する試料を採取するのに５０以上、さらに１００以上であることが好ましく、突起１２において最大直径を有する横切断面の重心を通る最小長さも０.５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。

ここでいうアスペクト比とは、突起１２の横切断面が円形又は円形に近い状態の形状の場合は直径に対する長さの比率をいい、突起１２の横切断面が六角形などの角形の場合は切断面の重心を通る最小長さに対する長さの比率をいうものとする。

また、本実施の形態における治具においては、各々の突起１２の間隔距離は数μｍ以下の粒径を有する試料を採取するのに、１ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。

ここでいう間隔距離とは、各々の突起１２の最大直径を有する横切断面の重心の間隔距離をいうものとする。

また、突起１２は先細りの芯１１の細い側の先端から１００μｍ以下の距離がある領域を有する先細りの芯１１の側面に生成された方が好ましい。

＜本実施の形態における治具の製造方法について＞
本実施の形態における治具の製造方法については、一例として、めっき(無電解めっき)により金属の突起３４を作製する方法を、図２及び図３を用いて詳細に説明する。

先細りの芯１１、触媒活性を有する下地膜２２及び金属の突起３４から成る治具の製造方法において、下地膜２２付きの先細りの芯１１と、芯１１の細い側の先端部に対して垂直方向に形成されたＡｌを主成分とする柱状部材２３部分と、Ａｌを主成分とする柱状部材２３部分の側面を囲むように配置されるＳｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅのいずれかを主成分とするマトリックス２４部分からなる構造体を有するＡｌ(Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１を形成した先細りの芯１１のＡｌを主成分とする柱状部材２３を除去することにより先細りの芯１１上のＡｌ(Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１中に細孔３３を形成する工程、無電解めっき浴に細孔３３を形成したニードル１１を浸すことにより細孔３３中に金属の突起３４を形成する工程、金属の突起３４を形成した先細りの芯１１を強アルカリ性・強酸性を有する溶液に浸すことでＡｌ(Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１を除去し金属の突起３４を形成する工程を含むことを特徴とする。

また、金属の突起３４の製造方法において、先細りの芯１１上のＡｌ(Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１中に細孔３３を形成する工程が、無電解めっき浴に浸すことにより、先細りの芯１１上のＡｌ(Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１中のＡｌを主成分とする柱状部材２３を除去すると同時に細孔３３を形成することであることを特徴とする。

また、金属の突起３４の製造方法において、金属の突起３４は強アルカリ性・強酸性を有する溶液に溶解しないことを特徴とする。

また、Ａｌ(Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１は（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ混合薄膜（０≦Ｘ≦２）、（Ｇｅ、Ａｌ）O_Ｘ混合薄膜（０≦Ｘ≦２）、（Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ）O_Ｘ混合薄膜（０≦Ｘ≦２）のいずれかであることを特徴とするが、本発明においては、（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ混合薄膜（０≦Ｘ≦２）を採用して説明する(特開２００３-２６６４００号公報など)。

まず、（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ混合薄膜（０≦Ｘ≦２）について説明するが、ここではＸ＝０として(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１とする。

Ａｌを主成分とする柱状部材２３が、Ｓｉを主成分として構成される領域つまりマトリックス２４に取り囲まれており、かつ(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１にはＳｉが、ＡｌとＳｉの全量に対して２０ａｔ％以上７０ａｔ％以下の割合で含まれていることを特徴とする。

上記割合は、(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１を構成するＡｌとＳｉの全量に対するＳｉの割合のことであり、好ましくは２５ａｔ％以上６５ａｔ％以下、より好ましくは３０ａｔ％以上６０ａｔ％以下である。

上記のＡｌとＳｉの割合を示すａｔ％とは、ＳｉとＡｌの原子の数の割合を示し、ａｔｏｍ％あるいはａｔ％とも記載され、例えば誘導結合型プラズマ発光分析法（ＩＣＰ法）で(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１中のＳｉとＡｌの量を定量分析したときの値である。

また、(Ａｌ、Ｇｅ)混合薄膜、(Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜の場合も同様にして、(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１の場合に先述したＳｉの代わりにそれぞれＧｅ、ＳｉＧｅを用いて適用できる。

図２に本実施の形態における(Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１を形成した先細りの芯１１の構成図を示す。

図２において、２３は柱状部材、２４はＳｉを主成分とするマトリックス部分、２２は下地膜、１１は先細りの芯である。

(Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１には、マトリックス２４中に複数の柱状部材２３が分散していることになる。

また、柱状部材２３の直径（平面形状が円の場合は直径）２ｒ（図２）は、主として(Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１の製造条件により制御することが可能であるが、その平均直径２ｒは０.５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。

なお、楕円等の場合は、最も長い外径部の範囲内であればよい。

ここで平均直径とは、例えば、実際のＳＥＭ写真で観察される柱状の部分を、その写真から直接、あるいはコンピュータで画像処理して導出される値である。

なお、薄膜をどのようなデバイスに用いるか、あるいはどのような処理を行うかにもよるが、平均径の下限としては１ｎｍ以上、あるいは数ｎｍ以上であることが実用的な下限値である。

また、柱状部材２３間の中心間距離２Ｒ（図２）は、３０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。

(Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１は、膜状の構造体であることが好ましく、柱状部材２３は下地膜２２及び先細りの芯１１に対して垂直になるようにマトリックス２４中に分散していることが好ましい。

(Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１の膜厚としては、特に限定されるものではないが、１ｎｍ以上１００μｍ以下の範囲で適用できる。

図３に本実施の形態における金属の突起３４の製造方法の一実施様態を示す工程図を示す。

混合薄膜３１（一例として（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ混合薄膜（０≦Ｘ≦２）を採用する。）を形成した下地膜２２付きの先細りの芯１１をエッチング液及び無電解めっき浴又は無電解めっき浴に浸すことで、多孔質体３２の有する細孔３３中に先細りの芯１１上に垂直方向に金属の突起３４を形成することを特徴とする。

混合薄膜３１は、非平衡状態で成膜する方法を利用して作製することができる。

本実施の形態における成膜方法としては、スパッタリング法が好ましいが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）、イオンプレーティング法をはじめとする任意の非平衡状態で物質を形成する成膜法が適用可能である。

スパッタリング法で行う場合には、マグネトロンスパッタリング、ＲＦスパッタリング、ＥＣＲスパッタリング、ＤＣスパッタリング法を用いることができる。

一例として、本実施の形態の（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ混合薄膜（０≦Ｘ≦２）３１を用いた場合の治具の製造方法を以下の（ａ）〜（ｅ）の順に追って説明する。

（ａ）工程：下地膜の形成工程
無電解めっきを行うには、先細りの芯１１上に触媒活性を有する下地膜２２を形成する必要がある。

触媒としては、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｉｒなどの貴金属元素などが好ましいが、本発明においては、Ｐｄを採用する。

触媒活性を有する膜を選択的に形成することで選択的に無電解めっき皮膜を形成させることが可能であるが、特に平坦性を有した連続した膜が好ましい。

また、膜厚は所望通りに制御してもよいが、１００ｎｍ以下が好ましい。特に２０ｎｍ以下が好ましい。

触媒活性を有する下地膜２２の形成方法として、ゾルゲル法、蒸着法、スパッタリング法などが挙げられるが、本実施の形態においてはスパッタリング法を採用し、膜厚２０ｎｍ以下の触媒活性を有する連続した膜を形成する。

また、先細りの芯１１の先端を含めた全ての領域上に下地膜２２を形成してもよいが、所望通りの領域に下地膜２２を形成してもよい。

（ｂ）工程：（Ａｌ、Ｓｉ）混合薄膜(ここでは（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ混合薄膜（Ｘ＝０）)の形成工程
次に、（ａ）工程で作製した下地膜２２付きの先細りの芯１１上に(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１を形成する。

ここでは、非平衡状態で物質を形成する成膜法として、スパッタリング法を用いた例を説明する。

下地膜２２付きの先細りの芯１１上に、非平衡状態で物質を形成する成膜法であるマグネトロンスパッタリング法により、(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１を形成する。

(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１は、Ａｌを主成分とする柱状部材２３と、その周囲のＳｉを主成分とするマトリックス２４から構成される。

図４に示すように、先細りの芯１１上に、非平衡状態で物質を形成する成膜法であるマグネトロンスパッタリング法により、(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１を形成する（特開２００３-２６６４００号公報）。

原料としてのＳｉ及びＡｌは、図４に示すようにＡｌのターゲット４３上にＳｉチップ４２を配置することで達成される。

また、図４に示すように、Ｓｉチップ４２は複数に分けて配置しているが、勿論これに限定されるものではなく、所望の成膜が可能であれば、１つであってもよい。

ただし、均一なＡｌを含む柱状部材２３をＳｉを主成分とするマトリックス２４領域内に均一に分散させるには、Ａｌターゲット４３上にＳｉチップ４２を対称に配置しておくのがよい。

また、所定量のＡｌとＳｉとの粉末を焼成して作製したＡｌＳｉ焼成物を成膜のターゲット材として用いることもできる。

また、ＡｌターゲットとＳｉターゲットを別々に用意し、同時に両方のターゲットをスパッタリングする方法を用いてもよい。

形成される膜中のシリコンの量は、ＡｌとＳｉの全量に対して２０〜７０ａｔ％であり、好ましくは２５〜６５ａｔ％、さらに好ましくは３０〜６０ａｔ％である。

Ｓｉ量が斯かる範囲内であれば、Ｓｉを主成分とするマトリックス２４領域内にＡｌを主成分とする柱状部材２３が分散した(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１が得られる。

上記のようにして成膜された(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１は、Ａｌを主成分とする柱状部材２３と、その周囲のＳｉを主成分とするマトリックス２４領域を備える。

また、先細りの芯１１温度としては、３００℃以下であり、好ましくは２００℃以下であるのがよい。

なお、このような方法で(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１を形成すると、ＡｌとＳｉが準安定状態の共晶型組織となり、ＡｌがＳｉマトリックス２４内に数ｎｍレベルのナノ構造体（柱状部材２３）を形成し、自己組織的に分離する。

そのときのＡｌはほぼ円柱状形状であり、その孔径は１ｎｍ以上１５ｎｍ以下であり、中心間距離は２ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。

(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１のＳｉの量は、例えばＡｌターゲット４３上に置くＳｉチップ４２の量を変えることで制御できる。

また、非平衡状態で成膜を行う場合、特にスパッタリング法の場合は、Ａｒガスを流したときの反応装置内の圧力は、０.２〜１Ｐａ程度が好ましい。

また、プラズマを形成するための出力は４インチターゲットでは、１５０〜１０００Ｗ程度が好ましい。

しかし、特に、これに限定されるものではなく、Ａｒプラズマ４１が安定に形成される圧力及び出力で成膜を行えばよい。

下地膜２２付きの先細りの芯１１においては、(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１の形成に不都合がなければ、先細りの芯１１の材質、表面形状、機械的強度などは特に限定されるものではない。

（ｃ）工程：細孔形成工程
上記の(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１中のＡｌ領域（Ａｌを主成分とする柱状部材２３領域）のみを選択的にエッチングを行う。

その結果、細孔３３を有するＳｉを主成分とするマトリックス２４領域のみが残り、多孔質体３２が形成されるが、エッチングを行うたびに(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１は酸化される場合があるので、（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ多孔質体３２（０≦Ｘ≦２）が形成されることにする。

なお、（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ多孔質体３２（０≦Ｘ≦２）の細孔３３は、中心間距離２Ｒが３０ｎｍ以下、平均直径２ｒが２０ｎｍ以下であるが、好ましくは、細孔３３の平均直径２ｒは１ｎｍ以上１５ｎｍ以下であり、その中心間距離２Ｒは５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。また、長さは１ｎｍ以上１００μｍ以下の範囲である。

エッチングに用いる溶液は、例えばＡｌを溶かしＳｉはほとんど溶解しない、りん酸、硫酸、塩酸、クロム酸溶液などの酸が挙げられるが、エッチングによる細孔３３形成に不都合がなければ水酸化ナトリウムやアンモニア水などのアルカリを用いることができ、特に酸の種類やアルカリの種類に限定されるものではない。

また、数種類の酸溶液やあるいは数種類のアルカリ溶液を混合したものを用いてもかまわない。

また、エッチング条件は、例えば、溶液温度、濃度、時間などは、作製する（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ多孔質体３２（０≦Ｘ≦２）に応じて、適宜設定することができる。

（ｄ）工程：（ｂ）工程で作製した(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１又は（ｃ）工程で作製した（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ多孔質体３２（０≦Ｘ≦２）の細孔３３中に無電解めっきにより金属の突起３４を充填させ、本発明のナノ構造体３５を形成する工程
本発明における無電解めっきにより作製する金属の突起３４の材料としては、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇなどの貴金属などが好ましい。

金属の突起３４の製造方法として、無電解めっき液に（ｃ）工程で作製した（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ多孔質体（０≦Ｘ≦２）３２及び下地膜２２付きの先細りの芯１１を浸すことで、（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ多孔質体３２（０≦Ｘ≦２）の細孔３３中に金属の突起３４を形成させることが可能である。

無電解めっきに用いるめっき液の主成分としては、析出させる金属を含む塩つまり金属塩、ヒドラジン、次亜リン酸ナトリウム、ジメチルアミンボランなどの金属イオンを金属として析出させるために電子を与える還元剤がある。

また、めっき浴に金属の沈殿を生じさせないようにするのに必要な添加剤、つまり錯化剤もある。

クエン酸ナトリウムや酒石酸ナトリウムなどの錯化剤を添加することにより金属イオンを金属錯体にしてそのままの状態にすることが可能なので、錯化剤も添加するのが好ましい。

また、水酸化ナトリウムやアンモニア水などの塩基性化合物などのｐＨ調整剤は、めっき速度、還元効率及びめっき皮膜の状態に大きく及ぼすが、無電解めっき液のｐＨを安定させるためにｐＨ調整剤を添加するのが好ましい。

無電解めっき液のｐＨは、無電解めっきの種類によって色々と違うが、無電解めっき液のｐＨは（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ多孔質体５１（０≦Ｘ≦２）が高速で溶けない程度の範囲内であれば、酸性又はアルカリ性を有する無電解めっき液を用いてもよい。

無電解めっきによる金属の突起３４の作製条件として、金属塩、還元剤、錯化剤、ｐＨ調整剤などのめっき浴における成分の種類の組み合わせ、各々の濃度、めっき液温度、攪拌速度、ｐＨの調整、基板を無電解めっき液に浸す時間が挙げられるが、これらを制御することで所望通りのサイズを有する金属の突起３４を作製することが可能である。

また、（ｂ）工程で作製した(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１を無電解めっき液に浸すことにより、酸化されて形成した（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ多孔質体３２（０≦Ｘ≦２）の細孔３３中に金属の突起３４を形成する方法については、無電解めっき液に(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１を浸す間に、Ｓｉを主成分とするマトリックス２４を溶解させずにＡｌを主成分とする柱状部材２３を下地膜２２表面の位置まで溶解させて(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１に細孔３３をあけることで、（Ｓｉ、Ａｌ）O_Ｘ多孔質体３２（０≦Ｘ≦２）を形成する必要がある。

つまり、無電解めっきに用いるめっき液は、Ｓｉを主成分とするマトリックス２４が変化しないもしくは酸化する程度、もしくは少し溶ける程度、かつＡｌを主成分とする柱状部材２３が溶ける程度のｐＨの範囲を有することが好ましい。

特に、ｐＨ３以上ｐＨ６以下の酸性、又はｐＨ１０以上ｐＨ１２以下のアルカリ性であることが好ましい。

金属塩、還元剤、錯化剤、ｐＨ調整剤などのめっき浴における成分の種類の組み合わせ、各々の濃度、めっき液温度、攪拌速度、ｐＨの調整、混合薄膜３１を無電解めっき液に浸す時間の制御によって、Ａｌを主成分とする柱状部材２３の溶かし具合を制御することが可能である。

攪拌速度や無電解めっき液に混合薄膜３１を浸す時間などを調整することで、Ａｌを主成分とする柱状部材２３を全て溶解させることにより細孔３３を形成させ、多孔質体３２を形成する。

続いて、多孔質体３２を無電解めっき液に浸した状態のままで、細孔３３中に金属の突起を形成すればよい。

（ｅ）工程：（ｄ）工程で作製したナノ構造体を除去し金属の突起を形成する工程
上記のナノ構造体３５中のＳｉを主成分とするマトリックス２４のみを選択的にエッチングを行う。

その結果、Ｓｉを主成分とするマトリックス２４領域のみが溶解してなくなるが、下地膜２４付きの先細りの芯１１上に金属の突起３４を形成できる。

なお、金属の突起３４は、中心間距離２Ｒが３０ｎｍ以下、平均直径２ｒが２０ｎｍ以下であるが、好ましくは、金属の突起３４の平均直径２ｒは１ｎｍ以上１５ｎｍ以下であり、その中心間距離２Ｒは５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。また、長さは０.５ｎｍ以上１００μｍ以下の範囲である。

エッチングに用いる溶液は、Ｓｉを主成分とするマトリックス２４を溶かし金属の突起３４はほとんど溶解しない、りん酸、硫酸、塩酸、クロム酸溶液などの強酸性、水酸化ナトリウムやアンモニア水などの強アルカリ性を有するものが好ましく、特に酸の種類やアルカリの種類に限定されるものではない。

また、数種類の酸溶液やあるいは数種類のアルカリ溶液を混合したものを用いてもかまわない。

また、エッチング条件においては、例えば、溶液温度、濃度、時間などは、作製する金属の突起３４に応じて、適宜設定することができる。

金属の突起３４が変化しないもしくは酸化する程度、もしくは少し溶ける程度、かつＳｉを主成分とするマトリックス２４が溶ける程度のｐＨの範囲を有することが好ましい。特に、ｐＨ３以下の強酸性、又はｐＨ１２以上の強アルカリ性であることが好ましい。

また、（ｂ）〜（ｅ）工程においては、（Ａｌ、Ｇｅ）混合薄膜、（Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ）混合薄膜も同様にして、上述した（Ａｌ、Ｓｉ）混合薄膜３１の場合に用いたＳｉの代わりにそれぞれＧｅ、ＳｉＧｅを用いれば適用できる。

また、カーボンナノチューブ５４の突起１２を作製する方法を説明する。

カーボンナノチューブ５４の作製方法としては、アーク放電、レーザーアブレーション法、プラズマ法、熱分解法などが色々と挙げられるが、先細りの芯１１上に配向成長させかつカーボンナノチューブ５４の根元を固定させるカーボンナノチューブ５４の作製方法が好ましい。

特に、先述した作製方法の中でも特開平１１-０１１９１７号公報及び特開２０００-３１３６０８号公報などが挙げられるが、本発明においては、一例として、先細りの芯１１、金属触媒超微粒子５３が分散された薄膜つまり金属触媒超微粒子分散膜５２、カーボンナノチューブ５４の突起１２から成る治具の製造方法を、図５を用いて以下に詳しく説明する(特開平１１-１３９８１５号公報)。

本発明におけるカーボンナノチューブ５４の突起１２を作製する方法においては、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒのうち１種類以上からなる金属を主成分にした金属膜中にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち１種類以上からなる金属触媒超微粒子５３を分散させた金属触媒超微粒子分散膜５２付きの先細りの芯１１の表面からカーボンナノチューブ５４を成長させ、その際、金属触媒超微粒子分散膜５２を形成した先細りの芯１１を、エチレン、アセチレン、一酸化炭素ガスのいずれか、又は混合されたガスを原料ガスとして含む雰囲気中で４００〜８００℃の範囲で加熱してカーボンナノチューブ５４を成長させることを特徴とする。

図５に本発明における金属の突起１２の作製方法の一実施態様を示す工程図を示し、図５(ａ)〜(ｃ)の順を追って以下に説明する。

図５(ａ)に金属触媒超微粒子分散膜(アニール前)５１の形成工程の図を、図５(ｂ)に金属触媒超微粒子分散膜(アニール後)５２のアニール工程の図を示す。

金属触媒超微粒子分散膜５１は同時スパッタリング法、ＩＣＢ法(クラスターイオンビーム法)、蒸着法などにより形成することが可能である。

金属触媒超微粒子分散膜５２の構造体としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒのうち１種類以上からなる金属膜中にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち１種類以上からなる金属触媒超微粒子５３が分散され、金属膜表面に金属触媒超微粒子５３がみられた構造体であることが好ましい。

金属触媒超微粒子分散膜５２の膜厚としては、５０ｎｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。

また、金属触媒超微粒子５３の粒径は、成膜中における先細りの芯１１の加熱や成膜後のアニールにより制御することが可能である。

金属触媒超微粒子分散膜５２の形成工程における成膜中の加熱やアニールに用いる雰囲気ガスとしては、還元性もしくは不活性を有するガスが好ましい。

また、真空の下でも先細りの芯１１の加熱やアニールを行うことで金属触媒超微粒子５３の粒径を制御することができる。

また、金属触媒超微粒子５３径は１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。

また、金属触媒超微粒子膜５２の表面上にも金属触媒超微粒子５３が現われるので、超微粒子５３をカーボンナノチューブ成長の成長核として利用できる。

例えば、ＣｕとＣｏとターゲットに用いた二元同時スパッタリング法を採用して、このスパッタリング法によりＣｕとＣｏを成分にした金属触媒超微粒子分散膜(アニール前)５１を形成するとする。

金属触媒超微粒子分散膜５１を還元雰囲気中４００〜８００℃でアニールを行うことで、分散の均質性が破壊され、Ｃｕなどを主成分にした金属触媒超微粒子分散膜５２の中や表面にＣｏを主成分にした金属触媒超微粒子５３が析出した金属触媒超微粒子分散膜(アニール後)５２が得られる。

図５(ｃ)にカーボンナノチューブ５４の形成工程の図を示す。

金属触媒超微粒子分散膜５２を有する先細りの芯１１からカーボンナノチューブ５４を成長させるには、原料ガスもしくは希釈ガスや成長促進ガスなどを加えた原料ガス雰囲気で加熱処理を行う方法が好ましい。

原料ガスとしては、カーボンを含むガスの多くが利用可能であるが、これらの中ではメタン、エタン、プロパンなどの炭素、水素のみから成るガスや、ベンゾニトリル、アセトン、エチルアルコール、一酸化炭素などの炭素、水素以外の元素を含むガスが好ましい。

また、特に金属触媒超微粒子分散膜５２に不純物を入れにくい炭素、水素、酸素から成る原料ガスが好ましい。

また、成長促進ガスとしては水素が挙げられるが、水素の有効性は原料ガスや反応温度、成長核の組成などに依存するが、特に無くてもよい。

また希釈ガスは、成長が速過ぎる場合や原料ガスの毒性や爆発性を緩和したい場合に有効であり、ＡｒやＨｅなどの不活性ガスや窒素などを用いるのが好ましい。

次に、カーボンナノチューブ５４を成長させる反応装置についてであるが、一例として本発明における反応装置の概略図を図６に示す。

反応容器６１、赤外線ランプなどの加熱機構６５、先細りの芯１１の固定台、エチレンなどの原料ガス導入管６２、水素などの反応促進ガス導入管６３、ヘリウムなどの希釈ガス導入管６３、ガスの排気系ライン６４である。

また、先細りの芯１１の固定台付近での原料ガス濃度が均一であるように配置されているのが好ましい。

図では省略されているが、反応容器６１内の圧力を測定する真空計、加熱温度を測定する熱電対、ターポ分子ポンプやロータリーポンプの真空装置などが組み込まれている。

例えば、原料ガスとして反応容器６１にエチレンを１０ｓｃｏｍ、水素を１０ｓｃｏｍ導入し、反応容器６１内の圧力を１０００Ｐａに設定し、加熱機構６５により先細りの芯１１を７００℃まで加熱して６０分間反応させる。

こうすることで、図５(ｃ)に示すようにカーボンナノチューブ５４を突起１２として形成した治具ができ上がる。

金属触媒超微粒子５３の粒径の制御やその他の反応条件によりカーボンナノチューブ５４の直径や長さを制御できる。

直径の範囲としては１ｎｍ以上１μｍ以下の範囲であり、長さは１０ｎｍ以上１００μｍ以下の範囲であることが好ましい。

また、本発明における先細りの芯１１の所望通りの領域(突起の形成領域７１)に突起１２を作製する方法について、図７を用いて以下に詳細に説明する。

ここでは、先述した(Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１、金属触媒超微粒子分散膜５１などを所望通りの形状及びサイズを有する突起の形成領域７１内に形成するには、例えば、領域７１と同じ形状及びサイズを有する穴付きのマスク７２を用いるのが好ましい。

ここでいうマスク７２とは、突起の形成領域７１以外の領域に突起を形成させないためのマスクである。

図７に一列並んだ突起１２の製造方法の一実施態様を示す工程図を示す。

図７（ａ）に示すように、(Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１もしくは金属触媒超微粒子分散膜５１の形成工程において先細りの芯１１の真上に所望通りの形状及びサイズを有する穴付きのマスク７２を設置し、先細りの芯１１の所望通りの形状及びサイズを有する領域上に(Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ)混合薄膜２１もしくは金属触媒超微粒子分散膜５１を形成する。

マスク７２の材料としては、先細りの芯１１の加熱に耐えられるＷ、Ｍｏ、Ｃｒなどの耐熱材料が好ましい。

また、マスク７２は先細りの芯１１からの距離が小さい位置に設置してもよいが、先細りの芯１１の表面に接触させて設置した方が好ましい。

これらの製造方法はスパッタリング法、蒸着法、レーザーアブレーション法などが色々と挙げられるが、本発明においては一例としてスパッタリング法で各々の薄膜の形成を行うとする。

続いて、先述した本発明における各々の突起１２の製造方法で突起１２を形成することで、所望通りの形状及びサイズを有する領域(突起の形成領域７１)に金属もしくはカーボンナノチューブ５４の突起１２を形成させることができる(図７(ｂ))。

［実施例１］
本実施例は、一例として、(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１を形成した下地Ｐｂ膜２２付きの先細りの芯１１をエッチングした後、先細りの芯１１を白金無電解めっき液に浸すことにより白金の突起３４を作製し、続いて先細りの芯１１を強アルカリ性を有するエッチング液に浸して治具を作製した例について説明する（図３）。

まず、触媒活性を有する下地膜２２として、スパッタリング法により先細りの芯１１の先端部に膜厚２０ｎｍのＰｄ薄膜を形成した（図３（ａ））。

さらに、下地Ｐｂ膜２２付きの先細りの芯１１上にスパッタリング法により膜厚１μｍのＡｌ：Ｓｉの組成比が３：２であることを有する(Ａｌ、Ｓｉ)混合薄膜３１を形成した（図３（ｂ））。

ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出走査型電子顕微鏡）で先細りの芯１１の表面を観察した結果、直径が約５ｎｍ、中心間距離が約２０ｎｍであるＡｌを主成分とする柱状部材２３がＳｉを主成分とするマトリックス２４表面中に多数できていた。

また、断面の観察した結果、Ａｌを主成分とする柱状部材２３は下地膜２２付きの先細りの芯１１に対して垂直方向に形成されていた。

また、混合薄膜３１付きの先細りの芯１１を２５℃に設定したリン酸５ｗｔ％中に６時間浸すことでエッチングを行った。

このＦＥ−ＳＥＭで断面観察した結果、Ａｌを主成分とする柱状部材２３は全て溶解されて直径が約５ｎｍ、中心間距離が約１０ｎｍである細孔３３が形成されて、多孔質体３２が形成されていた（図３（ｃ））。

次に、白金無電解めっき液の作製方法として、１００ｍＬのレクトロレスＰｔ１００基本液（日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース（株））、１０ｍＬのアンモニア水２８％、２ｍＬのレクトロレスＰｔ１００還元剤（日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース（株））、８８ｍＬの純水を混合させて白金無電解めっき液を作製した。めっき液のｐＨは１２となっていた。

続いて、白金無電解めっき液を加熱して６０℃に設定した。

この状態で多孔質体３２を形成した先細りの芯１１を無電解めっき液に３０分間浸した。

この試料をＦＥ−ＳＥＭで観察した結果、多孔質体３１中の細孔３３中に白金の突起３４が形成されて、ナノ構造体３５が形成されていた。

白金の突起３４は直径が約５ｎｍで、高さは約５００ｎｍとなっていた。また、中心間距離は約２０ｎｍであった（図３（ｄ））。

続いて、この試料を１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液に６０分間浸すことで、白金の突起３４を除いたナノ構造体３５を溶かし、白金の突起３４を形成し、治具ができた（図３（ｅ））。

比較例として、曲率半径が１μｍであるタングステン（Ｗ）のサンプリングニードルを用意する。このニードルには突起１２も何もつけていない状態である。

このニードルを用いたμマニピュレータ装置にて、インク吐出したＢＪヘッドのノズルの凹構造内にあった微小異物（粒径は１〜２μｍ）を採取しょうとしたが、その微小異物はインク溶液に分散されていたため、採取できなかった。

本実施例における治具においては、これを用いたμマニピュレータ装置にて、先述した微小異物を突起にひっかけて簡易かつ効率よく採取できた。

さらに、ＦＥ−ＳＥＭで先細りの芯１１の先端を観察した結果、Ｐｔの突起３４に約１０〜２０ｎｍの粒径を有する微小異物が付着されていた。

溶液などの自然な静電気力や粘着性が小さい試料やＢＪヘッドのノズルなどの凸凹の構造体を有する領域にある試料などを簡易かつ効率よく採取することができる他に、ナノサイズを有する微小異物も採取することができる。

［実施例２］
本実施例は、一例として、金属触媒超微粒子分散膜５１を形成した先細りの芯１１のアニールを行うことでカーボンナノチューブ５４を突起１２に用いた治具を作製した例について説明する（図５）。

まず、ＣｕとＣｏをターゲットに用いてスパッタリング法で先細りの芯の表面上に膜厚２００ｎｍの金属触媒超微粒子分散膜５１を形成した。

スパッタリング条件はＲＦ電力４００Ｗ、Ａｒ雰囲気ガス、Ａｒガス圧５ｍＴｏｒｒ、であり、Ｃｏ：Ｃｕの組成比は１：４程度であった。

この先細りの芯を図６に示した反応容器６１内に設置して、１０^-７Ｔｏｒｒの真空中において４５０℃で２０分間アニールを行なった。

このとき、金属触媒超微粒子分散膜５２中のＣｏが析出して粒径３ｎｍ以上３０ｎｍ以下のＣｏ超微粒子５３が高い密度で分散された状態が得られた。

続いて、この先細りの芯１１を設置したままにして、水素ガスを反応容器６１に２０ｓｃｃｍ導入して反応容器６１内の圧力を３.５Ｔｏｒｒに設定した。

さらに、加熱機構６５により先細りの芯１１を７００℃まで加熱した。この温度が安定してから、原料ガスとしてエチレンガスを２０ｓｃｃｍ導入し、反応容器６１内の圧力を７.５Ｔｏｒｒに設定して２０分間保持した。

そして、加熱を止めてガス供給を遮断した。

次に、先細りの芯１１の温度を室温にしてから先細りの芯１１を大気中に取り出した。

この試料をＦＥ−ＳＥＭで観察した結果、金属触媒超微粒子分散膜５２上に多数の配向性のあるカーボンナノチューブ５４が形成されて、治具ができ上がった。

カーボンナノチューブ５４の突起１２は直径が５ｎｍ以上３０ｎｍ以下で、高さは約２μｍとなっていた。

また、中心間距離は約１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であった（図５（ｃ））。

比較例として、曲率半径が１μｍであるタングステン（Ｗ）のサンプリングニードルを用意する。

このニードルには突起１２も何もつけていない状態である。

このニードルを用いたμマニピュレータ装置にて、インク吐出したＢＪヘッドのノズルの凹構造内にあった微小異物（粒径は１〜２μｍ）を採取しょうとしたが、その微小異物はインク溶液に分散されていたため、採取できなかった。

本実施例における治具においては、これを用いたμマニピュレータ装置にて、先述した微小異物を突起にひっかけて簡易かつ効率よく採取できた。

さらに、ＦＥ−ＳＥＭで先細りの芯１１の先端を観察した結果、カーボンナノチューブ５４の突起１２に約１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の粒径を有する微小異物が付着されていた。

溶液などの自然な静電気力や粘着性が小さい試料やＢＪヘッドのノズルなどの凸凹の構造体を有する領域にある試料などを簡易かつ効率よく採取することができる他に、ナノサイズを有する微小異物も採取することができる。

［実施例３］
本実施例は、一例として、先細りの芯の１１先端部上に櫛状のカーボンナノチューブ５４の突起１２（図７（ｂ））を作製した例について説明する（図７）。

先端部の曲率半径が１μｍであるタングステンからなる先細りの芯１１を用いて、幅１μｍ×長さ１００μｍの大きさを有する穴のマスク７２を先細りの芯１１の先端部上に設置する。

この様態で、スパッタリング法により先細りの芯１１の幅１μｍ×長さ１００μｍの領域内に膜厚２００ｎｍの金属触媒超微粒子分散膜５１を形成した（図３（ａ））。

スパッタリング条件は実施例２と同様であり、Ｃｏ：Ｃｕの組成比は１：４程度であった。

この先細りの芯１１を図６に示した反応容器６１内に設置して、１０^-７Ｔｏｒｒの真空中において４５０℃で２０分間アニールを行なった。

このとき、金属触媒超微粒子分散膜５２中のＣｏが析出して粒径３ｎｍ以上３０ｎｍ以下のＣｏ超微粒子５３が高い密度で分散された状態が得られた。

続いて、この先細りの芯１１を設置したままにして、水素ガスを反応容器６１に２０ｓｃｃｍ導入して反応容器６１内の圧力を３.５Ｔｏｒｒに設定した。

さらに、加熱機構６５により先細りの芯１１を７００℃まで加熱した。この温度が安定してから、原料ガスとしてエチレンガスを２０ｓｃｃｍ導入し、反応容器６１内の圧力を７.５Ｔｏｒｒに設定して２０分間保持した。

そして、加熱を止めてガス供給を遮断した。次に、先細りの芯１１の温度を室温にしてから先細りの芯１１を大気中に取り出した。

この試料をＦＥ−ＳＥＭで観察した結果、金属触媒超微粒子分散膜５２上に多数の配向性のあるカーボンナノチューブ５４が形成されて、櫛状のカーボンナノチューブ５４の突起１２を有する治具ができ上がった。

カーボンナノチューブ５４の突起１２は直径が５ｎｍ以上３０ｎｍ以下で、高さは約２μｍとなっていた。また、中心間距離は約１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であった（図５（ｃ））。

比較例として、曲率半径が１μｍであるタングステン（Ｗ）のサンプリングニードルを用意する。

このニードルには突起１２も何もつけていない状態である。

このニードルを用いたμマニピュレータ装置にて、インク吐出したＢＪヘッド吐出口の周辺の平坦な表面にインク溶液と共にあった微小異物（粒径は１〜２μｍ）を採取しょうとしたが、その微小異物はインク溶液に分散されていたため、採取できなかった。

本実施例における治具においては、インク吐出したＢＪヘッド吐出口の周辺の平坦な表面と櫛状のカーボンナノチューブ５４の突起１２とが平行になるように、治具を設置して、先述した微小異物を突起１２にひっかけて簡易かつ効率よく採取できた。

さらに、ＦＥ−ＳＥＭで先細りの芯１１の先端を観察した結果、カーボンナノチューブ５４の突起１２に約１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の粒径を有する微小異物が付着されていた。

溶液などの自然な静電気力や粘着性が小さい試料やＢＪヘッドのノズルなどの凸凹の構造体を有する領域にある試料などを簡易かつ効率よく採取することができる他に、ナノサイズを有する微小異物も採取することができる。

また、本発明における金属の突起１２を用いた場合においても、同様に先細りの芯１１上に所望通りの形状及びサイズを有する領域(突起の形成領域７１)に金属の突起１２を作製することが可能である。

本発明の実施の形態における治具の概略を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における治具の製造方法を示す図である。 本発明の実施の形態における治具の製造方法を示す図である。 芯に柱状部材とそれを取り囲む構造体を形成する方法を示す図である。 本発明の実施の形態における治具の製造方法を示す図である。 カーボンナノチューブを成長させる反応装置の断面図である。 芯に所望領域に突起を作製する方法を示す図である。

符号の説明

１１ サンプリングニードル
１２ 突起
２１ （Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ）混合薄膜
２２ 下地膜
２３ 柱状部材
２４ マトリックス
３１ （Ａｌ、Ｓｉ）混合薄膜
３２ 多孔質体
３３ 細孔
３４ 金属の突起
３５ ナノ構造体
４１ Ａｒプラズマ
４２ Ｓｉ又はＧｅチップ
４３ Ａｌターゲット
５１ 金属触媒超微粒子分散膜(アニール前)
５２ 金属触媒超微粒子分散膜(アニール後)
５３ 金属触媒超微粒子
５４ カーボンナノチューブ
６１ 反応容器
６２ 原料ガス導入管
６３ 促進及び希釈ガス導入管
６４ 排気系ライン
６５ 加熱機構
７１ 突起の形成領域
７２ マスク

Claims (12)

1. 試料を採取するための先細りの芯を有する治具であって、
   前記芯の細い側の先端部の表面に、当該芯の先端部の反対側より細い複数の突起を有することを特徴とする治具。
2. 前記突起は、前記先細りの芯の細い側の先端部の表面に列状に並べられていることを特徴とする請求項１記載の治具。
3. 前記突起が、金属又はカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１又は２記載の治具。
4. 前記芯の細い側の先端部は半球面であり、
   当該半球面の曲率半径は、０.５μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の治具。
5. 前記突起の直径は、０.５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の治具。
6. 前記突起の高さは、５０ｎｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の治具。
7. 前記突起の間隔距離は、１ｎｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の治具。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載の治具を備えることを特徴とするμマニュピュレータ。
9. 試料を採取するための先細りの芯と、当該先細りの芯の細い側の先端部の表面に形成される、前記芯より細い突起と、を備える治具の製造方法であって、
   下地膜、柱状部材及び当該柱状部材を取り囲むように形成される構造体が形成された前記先細りの芯から、前記柱状部材を除去し細孔を形成する工程と、
   当該細孔が形成された芯を前記突起となる材料を含む物質に浸すことにより、前記細孔中に前記突起を形成する工程と、
   前記構造体を除去する工程と、を含むことを特徴とする治具の製造方法。
10. 前記芯の細い側の先端部は半球面になっていて、
    当該先端部を含む表面又は前記表面の一部分上に前記突起を成長させることを特徴とする請求項９記載の治具の製造方法。
11. 前記突起は、金属であることを特徴とする請求項９記載の治具の製造方法。
12. 試料を採取するための先細りの芯と、当該先細りの芯の細い側の先端部の表面に形成される、前記芯より細い突起と、を備える治具の製造方法であって、
    前記芯に金属触媒超微粒子分散膜を形成する工程と、
    前記芯に炭素を含むガスを反応させることで、前記金属触媒超微粒子分散膜にカーボンナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする治具の製造方法。