JP2014002004A - 粒子吸着マイクロプローブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粒子吸着プローブ1000は、複数のカーボンナノチューブ10を備えるカーボンナノチューブ集合体100を有し、直径が10μm以下の粒子を1個のみ吸着する。
【選択図】図1
Description
複数のカーボンナノチューブを備えるカーボンナノチューブ集合体を有し、
直径が10μm以下の粒子を1個のみ吸着する。
本発明の粒子吸着マイクロプローブは、複数のカーボンナノチューブを備えるカーボンナノチューブ集合体を有する。本発明の粒子吸着マイクロプローブは、複数のカーボンナノチューブを備えるカーボンナノチューブ集合体を、好ましくは、少なくとも先端部分に有する。本発明の粒子吸着マイクロプローブは、このようなカーボンナノチューブ集合体を有することにより、粒子をピックアップする際に物理的応力を加える必要がなく、粒子のピックアップにあたって異物表面を汚染することなく、非常に微細な粒子を1個のみ選択的にピックアップでき、粒子のピックアップ後にそのまま分析装置内で分析評価を行うことができる。
本発明の粒子吸着マイクロプローブが有するカーボンナノチューブ集合体は、下記のような2つの好ましい実施形態を採り得る。
本発明の粒子吸着マイクロプローブが有するカーボンナノチューブ集合体の好ましい実施形態の1つ(以下、第1の好ましい実施形態と称することがある)は、複数のカーボンナノチューブを備え、該カーボンナノチューブが複数層を有し、該カーボンナノチューブの層数分布の分布幅が10層以上であり、該層数分布の最頻値の相対頻度が25%以下である。
本発明の粒子吸着マイクロプローブが有するカーボンナノチューブ集合体の好ましい実施形態の別の1つ(以下、第2の好ましい実施形態と称することがある)は、複数のカーボンナノチューブを備え、該カーボンナノチューブが複数層を有し、該カーボンナノチューブの層数分布の最頻値が層数10層以下に存在し、該最頻値の相対頻度が30%以上である。
本発明の粒子吸着マイクロプローブが有するカーボンナノチューブ集合体の製造方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。
カーボンナノチューブ集合体の長さおよび直径は、走査型電子顕微鏡(SEM)によって測定した。
カーボンナノチューブ集合体におけるカーボンナノチューブの層数および層数分布は、走査型電子顕微鏡(SEM)および/または透過電子顕微鏡(TEM)によって測定した。得られたカーボンナノチューブ集合体の中から少なくとも10本以上、好ましくは20本以上のカーボンナノチューブをSEMおよび/またはTEMにより観察し、各カーボンナノチューブの層数を調べ、層数分布を作成した。
タングステン針(株式会社マイクロサポート製、TP−010、先端直径=10μm)の平滑断面に、銀ペースト(ドータイトD362、藤倉化成株式会社製)を用いて、カーボンナノチューブ集合体を接着し、粒子吸着マイクロプローブを作成した。
得られた粒子吸着マイクロプローブを、サンプリング機器のアクシスプロ(株式会社マイクロサポート製)に固定し、下記に示す種々の粒径(直径)のポリスチレンラテックス(日新EM株式会社製)、ガラスビーズ(フジガラスビーズ、株式会社不二製作所製)に接触させ、応力をかけずに、粒子の吸着状態を調べた。粒子が1個のみ吸着された場合を○とし、それ以外の場合を×とした。
ポリスチレンラテックス「品番1253」:粒径1.1μm
ポリスチレンラテックス「品番1254」:粒径2.0μm
ポリスチレンラテックス「品番1255」:粒径3.0μm
ガラスビーズ「品番FGB−1500」:粒径20μm以下
ガラスビーズ「品番FGB−1000」:粒径30μm以下
基板としてのシリコンウェハ(シリコンテクノロジー製)上に、スパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)により、アルミナ薄膜(厚み20nm)を形成した。このアルミナ薄膜上に、さらにスパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)にてFe薄膜(厚み1nm)を蒸着した。その後、フォトリソグラフィ加工により、直径1μmにパターン化した。
その後、この基板を30mmφの石英管内に載置し、水分600ppmに保ったヘリウム/水素(90/50sccm)混合ガスを石英管内に30分間流して、管内を置換した。その後、電気管状炉を用いて管内を765℃まで昇温させ、765℃にて安定させた。765℃にて温度を保持したまま、ヘリウム/水素/エチレン(85/50/5sccm、水分率600ppm)混合ガスを管内に充填させ、5秒間放置してカーボンナノチューブを基板上に成長させ、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体(1)を得た。
カーボンナノチューブ集合体(1)の長さは2μmであり、直径は1μmであった。
カーボンナノチューブ集合体(1)が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は2層に存在し、相対頻度は75%であった。
タングステン針(株式会社マイクロサポート製、TP−010、先端直径=10μm)の平滑断面に、銀ペースト(ドータイトD362、藤倉化成株式会社製)を用いて、得られたカーボンナノチューブ集合体(1)を接着し、粒子吸着マイクロプローブ(1)を作成した。
評価結果を表1に示す。
また、得られた粒子吸着マイクロプローブに粒子が吸着された状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)の写真図を図4に示した。
基板としてのシリコンウェハ(シリコンテクノロジー製)上に、スパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)により、アルミナ薄膜(厚み20nm)を形成した。このアルミナ薄膜上に、さらにスパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)にてFe薄膜(厚み1nm)を蒸着した。その後、フォトリソグラフィ加工により、直径2μmにパターン化した。
その後、この基板を30mmφの石英管内に載置し、水分600ppmに保ったヘリウム/水素(90/50sccm)混合ガスを石英管内に30分間流して、管内を置換した。その後、電気管状炉を用いて管内を765℃まで昇温させ、765℃にて安定させた。765℃にて温度を保持したまま、ヘリウム/水素/エチレン(85/50/5sccm、水分率600ppm)混合ガスを管内に充填させ、10秒間放置してカーボンナノチューブを基板上に成長させ、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体(2)を得た。
カーボンナノチューブ集合体(2)の長さは5μmであり、直径は2μmであった。
カーボンナノチューブ集合体(2)が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は2層に存在し、相対頻度は75%であった。
タングステン針(株式会社マイクロサポート製、TP−010、先端直径=10μm)の平滑断面に、銀ペースト(ドータイトD362、藤倉化成株式会社製)を用いて、得られたカーボンナノチューブ集合体(2)を接着し、粒子吸着マイクロプローブ(2)を作成した。
評価結果を表1に示す。
基板としてのシリコンウェハ(シリコンテクノロジー製)上に、スパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)により、アルミナ薄膜(厚み20nm)を形成した。このアルミナ薄膜上に、さらにスパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)にてFe薄膜(厚み1nm)を蒸着した。その後、フォトリソグラフィ加工により、直径5μmにパターン化した。
その後、この基板を30mmφの石英管内に載置し、水分600ppmに保ったヘリウム/水素(90/50sccm)混合ガスを石英管内に30分間流して、管内を置換した。その後、電気管状炉を用いて管内を765℃まで昇温させ、765℃にて安定させた。765℃にて温度を保持したまま、ヘリウム/水素/エチレン(85/50/5sccm、水分率600ppm)混合ガスを管内に充填させ、15秒間放置してカーボンナノチューブを基板上に成長させ、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体(3)を得た。
カーボンナノチューブ集合体(3)の長さは5μmであり、直径は5μmであった。
カーボンナノチューブ集合体(3)が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は2層に存在し、相対頻度は75%であった。
タングステン針(株式会社マイクロサポート製、TP−010、先端直径=10μm)の平滑断面に、銀ペースト(ドータイトD362、藤倉化成株式会社製)を用いて、得られたカーボンナノチューブ集合体(3)を接着し、粒子吸着マイクロプローブ(3)を作成した。
評価結果を表1に示す。
基板としてのシリコンウェハ(シリコンテクノロジー製)上に、スパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)により、Al薄膜(厚み5nm)を形成した。このAl薄膜上に、さらにスパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)にてFe薄膜(厚み0.35nm)を蒸着した。その後、フォトリソグラフィ加工により、直径30μmにパターン化した。
その後、この基板を30mmφの石英管内に載置し、水分600ppmに保ったヘリウム/水素(90/50sccm)混合ガスを石英管内に30分間流して、管内を置換した。その後、電気管状炉を用いて管内を765℃まで昇温させ、765℃にて安定させた。765℃にて温度を保持したまま、ヘリウム/水素/エチレン(85/50/5sccm、水分率600ppm)混合ガスを管内に充填させ、0.5分間放置してカーボンナノチューブを基板上に成長させ、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体(C1)を得た。
カーボンナノチューブ集合体(C1)の長さは10μmであり、直径は30μmであった。
カーボンナノチューブ集合体(C1)が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は1層に存在し、相対頻度は61%であった。
タングステン針(株式会社マイクロサポート製、TP−010、先端直径=10μm)の平滑断面に、銀ペースト(ドータイトD362、藤倉化成株式会社製)を用いて、得られたカーボンナノチューブ集合体(C1)を接着し、粒子吸着マイクロプローブ(C1)を作成した。
評価結果を表1に示す。
基板としてのシリコンウェハ(シリコンテクノロジー製)上に、スパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)により、アルミナ薄膜(厚み20nm)を形成した。このアルミナ薄膜上に、さらにスパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)にてFe薄膜(厚み1nm)を蒸着した。その後、フォトリソグラフィ加工により、直径20μmにパターン化した。
その後、この基板を30mmφの石英管内に載置し、水分600ppmに保ったヘリウム/水素(90/50sccm)混合ガスを石英管内に30分間流して、管内を置換した。その後、電気管状炉を用いて管内を765℃まで昇温させ、765℃にて安定させた。765℃にて温度を保持したまま、ヘリウム/水素/エチレン(85/50/5sccm、水分率600ppm)混合ガスを管内に充填させ、2.5分間放置してカーボンナノチューブを基板上に成長させ、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体(C2)を得た。
カーボンナノチューブ集合体(C2)の長さは30μmであり、直径は20μmであった。
カーボンナノチューブ集合体(C2)が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は2層に存在し、相対頻度は75%であった。
タングステン針(株式会社マイクロサポート製、TP−010、先端直径=10μm)の平滑断面に、銀ペースト(ドータイトD362、藤倉化成株式会社製)を用いて、得られたカーボンナノチューブ集合体(C2)を接着し、粒子吸着マイクロプローブ(C2)を作成した。
評価結果を表1に示す。
実施例1で得られた粒子吸着マイクロプローブは、粒子のピックアップ後に、そのまま分析装置内において図4の走査型電子顕微鏡(SEM)の写真図に示す状態を維持することができた。
このことにより、実施例で得られた粒子吸着マイクロプローブは、粒子のピックアップ後にそのまま分析装置内で分析評価を行うことができることが判る。
100 カーボンナノチューブ集合体
10 カーボンナノチューブ
10a カーボンナノチューブの片端
20 軸状基材
20a 軸状基材の断面側表面
Claims (6)
- 複数のカーボンナノチューブを備えるカーボンナノチューブ集合体を有し、
直径が10μm以下の粒子を1個のみ吸着する、
粒子吸着マイクロプローブ。 - 前記カーボンナノチューブ集合体の直径が10μm以下である、請求項1に記載の粒子吸着マイクロプローブ。
- 前記カーボンナノチューブ集合体の長さが10μm以下である、請求項1または2に記載の粒子吸着マイクロプローブ。
- 前記カーボンナノチューブが複数層を有し、該カーボンナノチューブの層数分布の分布幅が10層以上であり、該層数分布の最頻値の相対頻度が25%以下である、請求項1から3までのいずれかに記載の粒子吸着マイクロプローブ。
- 前記カーボンナノチューブが複数層を有し、該カーボンナノチューブの層数分布の最頻値が層数10層以下に存在し、該最頻値の相対頻度が30%以上である、請求項1から3までのいずれかに記載の粒子吸着マイクロプローブ。
- 軸状基材上に前記カーボンナノチューブ集合体が設けられている、請求項1から5までのいずれかに記載の粒子吸着マイクロプローブ。
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