JP2016074144A

JP2016074144A - 粘弾性体

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Publication number: JP2016074144A
Application number: JP2014206358A
Authority: JP
Inventors: 前野　洋平; Yohei Maeno; 洋平前野
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2016-05-12

Abstract

【課題】薄膜を有する材料であって、該薄膜がファンデルワールス力による接着効果を発現できるとともに、該薄膜単独に比べて格段に扱いやすい、新規な材料を提供する。
【解決手段】粘弾性体１０００は、ヤング率が５．０×１０^６Ｐａ以下の柔軟層５００の少なくとも一方の面側に、厚みが５０００ｎｍ以下の薄膜３００を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、粘弾性体に関する。

金箔などの薄膜は、薄膜特有のファンデルワールス力によって、被着体に接着できることが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このような薄膜は、それ単独では非常に扱い難いという問題がある。

このような薄膜を扱いやすくするために、例えば、薄膜をプラスチック基材などの基板に載置して扱う方法が考えられる。しかし、プラスチック基材のような基板に薄膜を載置すると、薄膜とプラスチック基材で一体化した材料となってしまい、薄膜特有のファンデルワールス力による接着効果が発現できないという問題がある。

特開２００６−３４１８９８号公報

本発明の課題は、薄膜を有する材料であって、該薄膜がファンデルワールス力による接着効果を発現できるとともに、該薄膜単独に比べて格段に扱いやすい、新規な材料を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために各種検討を行った。その結果、特定のヤング率を有する柔軟層の少なくとも一方の面側に薄膜を有する構造にすると、該薄膜表面が被着体に良好に追従して変形できる粘弾性体となり、上記課題を解決するに至った。

本発明の粘弾性体は、ヤング率が５．０×１０^６Ｐａ以下の柔軟層の少なくとも一方の面側に、厚みが５０００ｎｍ以下の薄膜を有する。

好ましい実施形態においては、上記柔軟層の厚みが１０μｍ〜２０００μｍである。

好ましい実施形態においては、上記薄膜の上記柔軟層と反対側の表面の、シリコンウェハ鏡面に対する静摩擦係数が４．０以上である。

好ましい実施形態においては、上記薄膜が無機材料から構成されている。

好ましい実施形態においては、上記柔軟層が、繊維状柱状物を複数備える繊維状柱状構造体である。

好ましい実施形態においては、上記繊維状柱状構造体が、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である。

本発明によれば、薄膜を有する材料であって、該薄膜がファンデルワールス力による接着効果を発現できるとともに、該薄膜単独に比べて格段に扱いやすい、新規な材料を提供することができる。

本発明の好ましい実施形態における粘弾性体の一例の概略断面図である。本発明の好ましい実施形態における粘弾性体の別の一例の概略断面図である。柔軟層が繊維状柱状物を複数備える繊維状柱状構造体である場合の、本発明の好ましい実施形態における粘弾性体の一例の概略断面図である。カーボンナノチューブ集合体の製造装置の概略断面図である。ヤング率の測定方法を示す概略断面図である。

本発明の粘弾性体は、柔軟層の少なくとも一方の面側に薄膜を有する。すなわち、本発明の粘弾性体は、柔軟層の片側に薄膜を有するものであっても良いし、柔軟層の両側に薄膜を有するものであっても良い。

図１は、本発明の好ましい実施形態における粘弾性体の一例の概略断面図である。図１において、本発明の好ましい実施形態における粘弾性体１０００は、柔軟層５００の片側の面側に薄膜３００を有する。

図２は、本発明の好ましい実施形態における粘弾性体の別の一例の概略断面図である。図２において、本発明の好ましい実施形態における粘弾性体１０００は、柔軟層５００の両側の面側に薄膜３１０、３２０を有する。

本発明の粘弾性体においては、薄膜の柔軟層と反対側の表面の、シリコンウェハ鏡面に対する静摩擦係数が、好ましくは４．０以上である。「薄膜の柔軟層と反対側の表面」とは、例えば、図１においては、薄膜３００の柔軟層５００と反対側の表面３００ａのことである。本発明の粘弾性体においては、薄膜の柔軟層と反対側の表面の、シリコンウェハ鏡面に対する静摩擦係数が４．０以上であれば、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できる。

本発明の粘弾性体においては、本発明の効果をより効果的に発現し得る点で、薄膜の柔軟層と反対側の表面の、シリコンウェハ鏡面に対する静摩擦係数が、より好ましくは４．３以上であり、さらに好ましくは４．５以上であり、特に好ましくは４．８以上であり、最も好ましくは５．０以上である。

本発明の粘弾性体が有する薄膜は、厚みが５０００ｎｍ以下の薄膜であれば、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な薄膜を採用し得る。本発明の粘弾性体が有する薄膜の厚みが５０００ｎｍ以下であれば、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果を発現できる。

本発明の粘弾性体が有する薄膜の厚みは、本発明の効果をより効果的に発現し得る点で、好ましくは１ｎｍ〜５０００ｎｍであり、より好ましくは１０ｎｍ〜３０００ｎｍであり、さらに好ましくは２５ｎｍ〜１０００ｎｍであり、特に好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、最も好ましくは１００ｎｍ〜３００ｎｍである。本発明の粘弾性体が有する薄膜の厚みが厚すぎると、ファンデルワールス力による接着効果を発現し難くなるおそれがある。本発明の粘弾性体が有する薄膜の厚みが薄すぎると、ファンデルワールス力による接着効果を発現し難くなるおそれがあるとともに、取り扱い性も悪くなるおそれがある。

本発明の粘弾性体が有する薄膜の材料は、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な材料を採用し得る。本発明の粘弾性体が有する薄膜の材料は、本発明の効果をより効果的に発現し得る点で、好ましくは、無機材料である。すなわち、本発明の粘弾性体が有する薄膜が無機材料から構成されていることが好ましい。

上記無機材料としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な無機材料を採用し得る。このような無機材料としては、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、ＩＴＯなどが挙げられる。

本発明の粘弾性体が有する薄膜は、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な方法によって形成することができる。このような形成方法としては、例えば、スパッタにより薄膜を柔軟層表面に形成する方法、別途準備した薄膜を柔軟層表面に載置する方法などが挙げられる。スパッタの条件などは、従来一般に採用されている条件を適宜採用すれば良い。

本発明の粘弾性体が有する柔軟層は、ヤング率が５．０×１０^６Ｐａ以下の層であれば、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な層を採用し得る。本発明の粘弾性体が有する柔軟層のヤング率が５．０×１０^６Ｐａ以下であれば、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果を発現できるとともに、該薄膜単独に比べて格段に扱いやすい。

本発明の粘弾性体が有する柔軟層のヤング率は、本発明の効果をより効果的に発現し得る点で、好ましくは１０^３Ｐａ〜５．０×１０^６Ｐａであり、より好ましくは２．０×１０^３Ｐａ〜３．０×１０^６Ｐａであり、さらに好ましくは３．０×１０^３Ｐａ〜２．０×１０^６Ｐａであり、特に好ましくは４．０×１０^３Ｐａ〜１０^６Ｐａであり、最も好ましくは５．０×１０^３Ｐａ〜５．０×１０^５Ｐａである。本発明の粘弾性体が有する柔軟層のヤング率が大き過ぎると、本発明の粘弾性体が有する薄膜のファンデルワールス力による接着効果を発現し難くなるおそれがある。本発明の粘弾性体が有する柔軟層のヤング率が小さ過ぎると、本発明の粘弾性体の取り扱い性も悪くなるおそれがある。

本発明の粘弾性体が有する柔軟層の厚みは、１０μｍ〜２０００μｍである。本発明の粘弾性体が有する柔軟層の厚みがこの範囲に収まることによって、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果を発現できるとともに、該薄膜単独に比べて格段に扱いやすくなる。

本発明の粘弾性体が有する柔軟層の厚みは、本発明の効果をより効果的に発現し得る点で、好ましくは１０μｍ〜２０００μｍであり、より好ましくは１０μｍ〜１０００μｍであり、さらに好ましくは２０μｍ〜５００μｍであり、特に好ましくは２０μｍ〜３００μｍであり、最も好ましくは３０μｍ〜１００μｍである。本発明の粘弾性体が有する柔軟層の厚みが厚すぎると、本発明の粘弾性体が有する薄膜のファンデルワールス力による接着効果を発現し難くなるおそれがある。本発明の粘弾性体が有する柔軟層の厚みが薄すぎると、本発明の粘弾性体が有する薄膜のファンデルワールス力による接着効果を発現し難くなるおそれがあるとともに、取り扱い性も悪くなるおそれがある。

本発明の粘弾性体が有する柔軟層は、ヤング率が５．０×１０^６Ｐａ以下の層であれば、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な材料を採用し得る。このような材料としては、例えば、繊維状柱状物を複数備える繊維状柱状構造体、多孔体、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、アクリル系両面テープ、ゴム系両面テープなどが挙げられる。これらの材料の中でも、本発明の効果をより効果的に発現し得る点で、繊維状柱状物を複数備える繊維状柱状構造体、シリコーン系粘着剤が好ましく、繊維状柱状物を複数備える繊維状柱状構造体がより好ましい。

柔軟層が繊維状柱状物を複数備える繊維状柱状構造体である場合の、本発明の好ましい実施形態における粘弾性体の一例の概略断面図を図３に示す。図３において、繊維状柱状構造体１０は、複数の繊維状柱状物２を備える。図３において、本発明の好ましい実施形態における粘弾性体１０００は、繊維状柱状構造体１０の片側の面側に薄膜３００を有する。繊維状柱状物２は、長さＬの方向に配向している。繊維状柱状物２は、薄膜３００に対して略垂直方向に配向している。ここで、「略垂直方向」とは、薄膜３００の面に対する角度が、好ましくは９０°±２０°であり、より好ましくは９０°±１５°であり、さらに好ましくは９０°±１０°であり、特に好ましくは９０°±５°である。

繊維状柱状物の材料としては、任意の適切な材料を採用し得る。例えば、アルミ、鉄などの金属；シリコンなどの無機材料；カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）などのカーボン材料；エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどの高モジュラスの樹脂；などが挙げられる。樹脂の具体例としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドなどが挙げられる。樹脂の分子量などの諸物性は、本発明の目的を達成しうる範囲において、任意の適切な物性を採用し得る。

繊維状柱状物の長さは、好ましくは１００μｍ〜３０００μｍであり、より好ましくは２００μｍ〜２０００μｍであり、さらに好ましくは３００μｍ〜１５００μｍであり、特に好ましくは４００μｍ〜１０００μｍであり、最も好ましくは５００μｍ〜１０００μｍである。繊維状柱状物の長さが上記範囲内に収まることにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

繊維状柱状物の直径は、好ましくは０．３ｎｍ〜２０００ｎｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、さらに好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、特に好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍであり、最も好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍである。繊維状柱状物の直径が上記範囲内に収まることにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

繊維状柱状構造体は、好ましくは、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である。この場合、繊維状柱状物は、好ましくは、カーボンナノチューブである。

繊維状柱状構造体が、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であることにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより一層発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより一層格段に扱いやすくなる。

カーボンナノチューブ集合体としては、本発明の効果がより効果的に発現する点で、好ましくは、２つの好ましい実施形態を採り得る。

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。カーボンナノチューブ集合体がこのような構成を採ることにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第１の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数分布の分布幅は、好ましくは１０層以上であり、より好ましくは１０層〜３０層であり、さらに好ましくは１０層〜２５層であり、特に好ましくは１０層〜２０層である。カーボンナノチューブの層数分布の分布幅をこのような範囲内に調整することにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

カーボンナノチューブの層数分布の「分布幅」とは、カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数との差をいう。カーボンナノチューブの層数分布の分布幅を上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

カーボンナノチューブの層数、層数分布は、任意の適切な装置によって測定すれば良い。好ましくは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定される。例えば、カーボンナノチューブ集合体から少なくとも１０本、好ましくは２０本以上のカーボンナノチューブを取り出してＳＥＭあるいはＴＥＭによって測定し、層数および層数分布を評価すれば良い。

第１の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数の最大層数は、好ましくは５層〜３０層であり、より好ましくは１０層〜３０層であり、さらに好ましくは１５層〜３０層であり、特に好ましくは１５層〜２５層である。カーボンナノチューブの層数の最大層数をこのような範囲内に調整することにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第１の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数の最小層数は、好ましくは１層〜１０層であり、より好ましくは１層〜５層である。カーボンナノチューブの層数の最小層数をこのような範囲内に調整することにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第１の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数を上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第１の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数分布の最頻値の相対頻度は、好ましくは２５％以下であり、より好ましくは１％〜２５％であり、さらに好ましくは５％〜２５％であり、特に好ましくは１０％〜２５％であり、最も好ましくは１５％〜２５％である。カーボンナノチューブの層数分布の最頻値の相対頻度を上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第１の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数分布の最頻値は、好ましくは層数２層から層数１０層に存在し、さらに好ましくは層数３層から層数１０層に存在する。カーボンナノチューブの層数分布の最頻値を上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第１の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの形状としては、その横断面が任意の適切な形状を有していれば良い。例えば、その横断面が、略円形、楕円形、ｎ角形（ｎは３以上の整数）等が挙げられる。

第１の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの長さは、好ましくは５０μｍ以上であり、より好ましくは１００μｍ〜３０００μｍであり、さらに好ましくは２００μｍ〜１５００μｍであり、さらに好ましくは３００μｍ〜１０００μｍであり、特に好ましくは５００μｍ〜１０００μｍである。カーボンナノチューブの長さを上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第１の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの直径は、好ましくは０．３ｎｍ〜２０００ｎｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、さらに好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍである。カーボンナノチューブの直径を上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第１の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの比表面積、密度は、任意の適切な値に設定され得る。

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。カーボンナノチューブ集合体がこのような構成を採ることにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第２の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数分布の分布幅は、好ましくは９層以下であり、より好ましくは１層〜９層であり、さらに好ましくは２層〜８層であり、特に好ましくは３層〜８層である。カーボンナノチューブの層数分布の分布幅をこのような範囲内に調整することにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

カーボンナノチューブの層数分布の「分布幅」とは、カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数との差をいう。カーボンナノチューブの層数分布の分布幅が上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第２の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数の最大層数は、好ましくは１層〜２０層であり、より好ましくは２層〜１５層であり、さらに好ましくは３層〜１０層である。カーボンナノチューブの層数の最大層数をこのような範囲内に調整することにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第２の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数の最小層数は、好ましくは１層〜１０層であり、より好ましくは１層〜５層である。カーボンナノチューブの層数の最小層数をこのような範囲内に調整することにより、本発明の粘弾性体が有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第２の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数を上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第２の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数分布の最頻値の相対頻度は、好ましくは３０％以上であり、より好ましくは３０％〜１００％であり、さらに好ましくは３０％〜９０％であり、特に好ましくは３０％〜８０％であり、最も好ましくは３０％〜７０％である。カーボンナノチューブの層数分布の最頻値の相対頻度を上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第２の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの層数分布の最頻値は、好ましくは層数１０層以下に存在し、より好ましくは層数１層から層数１０層に存在し、さらに好ましくは層数２層から層数８層に存在し、特に好ましくは層数２層から層数６層に存在する。カーボンナノチューブの層数分布の最頻値を上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第２の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの形状としては、その横断面が任意の適切な形状を有していれば良い。例えば、その横断面が、略円形、楕円形、ｎ角形（ｎは３以上の整数）等が挙げられる。

第２の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの長さは、好ましくは５０μｍ以上であり、より好ましくは１００μｍ〜３０００μｍであり、さらに好ましくは３００μｍ〜２０００μｍであり、さらに好ましくは５００μｍ〜１０００μｍであり、特に好ましくは７００μｍ〜１０００μｍである。カーボンナノチューブの長さを上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第２の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの直径は、好ましくは０．３ｎｍ〜２０００ｎｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、さらに好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍである。カーボンナノチューブの直径を上記範囲内に調整することにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

第２の好ましい実施形態において、カーボンナノチューブの比表面積、密度は、任意の適切な値に設定され得る。

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製造方法としては、例えば、平滑な基板の上に触媒層を構成し、熱、プラズマなどにより触媒を活性化させた状態で炭素源を充填し、カーボンナノチューブを成長させる、化学気相成長法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ法）によって、基板からほぼ垂直に配向したカーボンナノチューブ集合体を製造する方法が挙げられる。この場合、例えば、基板を取り除けば、長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体が得られる。

カーボンナノチューブ集合体の製造方法で用い得る基板としては、任意の適切な基板を採用し得る。例えば、平滑性を有し、カーボンナノチューブの製造に耐え得る高温耐熱性を有する材料が挙げられる。このような材料としては、例えば、石英ガラス、シリコン（シリコンウェハなど）、アルミニウムなどの金属板などが挙げられる。

カーボンナノチューブ集合体を製造するための装置としては、任意の適切な装置を採用し得る。例えば、熱ＣＶＤ装置としては、図４に示すような、筒型の反応容器を抵抗加熱式の電気管状炉で囲んで構成されたホットウォール型などが挙げられる。その場合、反応容器としては、例えば、耐熱性の石英管などが好ましく用いられる。

カーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る触媒（触媒層の材料）としては、任意の適切な触媒を用い得る。例えば、鉄、コバルト、ニッケル、金、白金、銀、銅などの金属触媒が挙げられる。

カーボンナノチューブ集合体を製造する際、必要に応じて、基板と触媒層の中間にアルミナ／親水性膜を設けても良い。

アルミナ／親水性膜の作製方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。例えば、基板の上にＳｉＯ_２膜を作製し、Ａｌを蒸着後、４５０℃まで昇温して酸化させることにより得られる。このような作製方法によれば、Ａｌ_２Ｏ_３が親水性のＳｉＯ_２膜と相互作用し、Ａｌ_２Ｏ_３を直接蒸着したものよりも粒子径の異なるＡｌ_２Ｏ_３面が形成される。基板の上に、親水性膜を作製することを行わずに、Ａｌを蒸着後に４５０℃まで昇温して酸化させても、粒子径の異なるＡｌ_２Ｏ_３面が形成され難いおそれがある。また、基板の上に、親水性膜を作製し、Ａｌ_２Ｏ_３を直接蒸着しても、粒子径の異なるＡｌ_２Ｏ_３面が形成され難いおそれがある。

カーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る触媒層の厚みは、微粒子を形成させるため、好ましくは０．０１ｎｍ〜２０ｎｍであり、より好ましくは０．１ｎｍ〜１０ｎｍである。カーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る触媒層の厚みを上記範囲内に調整することにより、形成するカーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を有する本発明の粘弾性体は、それが有する薄膜がファンデルワールス力による接着効果をより発現できるとともに、該薄膜単独に比べてより格段に扱いやすくなる。

触媒層の形成方法は、任意の適切な方法を採用し得る。例えば、金属触媒をＥＢ（電子ビーム）、スパッタなどにより蒸着する方法、金属触媒微粒子の懸濁液を基板上に塗布する方法などが挙げられる。

カーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る炭素源としては、任意の適切な炭素源を用い得る。例えば、メタン、エチレン、アセチレン、ベンゼンなどの炭化水素；メタノール、エタノールなどのアルコール；などが挙げられる。

カーボンナノチューブ集合体の製造における製造温度としては、任意の適切な温度を採用し得る。たとえば、本発明の効果を十分に発現し得る触媒粒子を形成させるため、好ましくは４００℃〜１０００℃であり、より好ましくは５００℃〜９００℃であり、さらに好ましくは６００℃〜８００℃である。

本発明の粘弾性体は、各種の用途に用いることができる。

本発明の粘弾性体は、例えば、搬送基材と半導体載置部材とを有する半導体搬送部材における半導体載置部材に用いることができる。この場合、本発明の粘弾性体の搬送基材と反対側の面に薄膜が配置されるような構成とする。柔軟層として繊維状柱状構造体を採用する場合には、繊維状柱状物が、搬送基材に対して略垂直方向に配向しているように配置させる。ここで、「略垂直方向」とは、搬送基材の面に対する角度が、好ましくは９０°±２０°であり、より好ましくは９０°±１５°であり、さらに好ましくは９０°±１０°であり、特に好ましくは９０°±５°である。

搬送基材としては、半導体搬送部材に用いられる任意の適切な搬送基材を採用し得る。このような搬送基材としては、例えば、搬送アーム、搬送テーブル、搬送リング、搬送ガイドレール、収納カセット、フック、搬送フレームなどが挙げられる。このような搬送基材の大きさや形状は、目的に応じて、適宜選択し得る。

半導体搬送部材においては、搬送基材と半導体載置部材との間にバインダーを有していても良い。このようなバインダーとしては、搬送基材と半導体載置部材とを接合できる効果を有するものであれば、任意の適切なバインダーを採用し得る。このようなバインダーとしては、例えば、カーボンペースト、アルミナペースト、銀ペースト、ニッケルペースト、金ペースト、アルミペースト、酸化チタンペースト、酸化鉄ペースト、クロムペーストなどが挙げられる。このようなバインダーを有することにより、搬送基材と半導体載置部材とが十分に接合される。

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、各種評価や測定は、以下の方法により行った。

＜ヤング率の測定＞
静的試験法（曲げ試験）を行った。
具体的には、両端支持の板状試料（ｄｍｍ×ｂｍｍ×Ｌｍｍ）の中央部に荷重（Ｐ（Ｎ））をかけたときに生じるたわみ（ｈｍｍ）を測定し、ヤング率Ｅ（Ｎ／ｍ^２）を下記式から算出した。
Ｅ＝（１／４）（Ｌ^３／（ｄ^３×ｂ））（Ｐ／ｈ）×１０^６

＜繊維状柱状物の長さ、薄膜の厚みの測定＞
繊維状柱状物の長さ、薄膜の厚みは、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・層数分布の評価＞
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。

＜シリコンウェハ鏡面に対する静摩擦係数の測定＞
ＪＩＳＫ７１２５に準じて測定した。
（柔軟層がカーボンナノチューブ集合体の場合）
シリコンウェハ上のカーボンナノチューブ集合体（８０ｍｍ×２００ｍｍ）を２００℃に加熱したポリプロピレン基材（３０μｍ厚）に押付けて転写させ、カーボンナノチューブ集合体／ポリプロピレン基材のテープ形状の試験片を作製した。得られたテープ形状の試験片のカーボンナノチューブ集合体側をシリコンウェハ（シリコンテクノロジー製）の鏡面におき、その上からすべり片（底面：フェルト、６３ｍｍ×６３ｍｍ）と、さらにそのすべり片の上におもり（すべり片の全質量が２００ｇとなる重さのおもり）を載せた状態で、試験片を試験速度１００ｍｍ/ｍiｎで引張り、試験片が動き始めるときの最大荷重から静摩擦係数を算出した。
（柔軟層またはそれに相当するものがカーボンナノチューブ集合体以外の場合）
柔軟層またはそれに相当するもの（８０ｍｍ×２００ｍｍ）の薄膜層が形成されていない端面を両面テープ（Ｎｏ−５０００Ｎ、日東電工製）を介してポリプロピレン基材（３０μｍ厚）に押付けて、薄膜層／柔軟層／両面テープ／ポリプロピレン基材のテープ形状の試験片を作製した。得られたテープ形状の試験片の薄膜層側をシリコンウェハ（シリコンテクノロジー製）の鏡面におき、その上からすべり片（底面：フェルト、６３ｍｍ×６３ｍｍ）と、さらにそのすべり片の上におもり（すべり片の全質量が２００ｇとなる重さのおもり）を載せた状態で、試験片を試験速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、試験片が動き始めるときの最大荷重から静摩擦係数を算出した。

＜表面汚染の評価＞
シリコンウェハ（シリコンテクノロジー製）上に薄膜層を押し付け、１８０°ピールにて剥離する工程を１０００回繰返した面をＳＥＭにて形態観察を行い、表面に付着している異物を確認した。
評価は下記の基準にて行った。
○：１ｃｍ×１ｃｍの測定領域において付着異物がゼロ。
×：１ｃｍ×１ｃｍの測定領域において付着異物が１個以上。

〔実施例１〕
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１０ｎｍ）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１ｎｍ）を蒸着した。
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分間放置してカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）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）が備えるカーボンナノチューブの長さは３００μｍ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。
カーボンナノチューブ集合体（１）のヤング率は９．１×１０^４Ｐａであった。
さらに、スパッタを行い、厚みが５０ｎｍのＳｉＯ_２薄膜をカーボンナノチューブ集合体（１）の片側の表面に有する粘弾性体（１）を得た。
結果を表１に示した。

〔実施例２〕
実施例１において、放置時間を２５分に変えた以外は、実施例１と同様に行い、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）が備えるカーボンナノチューブの長さは５００μｍ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。
カーボンナノチューブ集合体（２）のヤング率は９．１×１０^４Ｐａであった。
さらに、スパッタを行い、厚みが１００ｎｍのＳｉＯ_２薄膜をカーボンナノチューブ集合体（２）の片側の表面に有する粘弾性体（２）を得た。
結果を表１に示した。

〔実施例３〕
実施例１において、放置時間を３５分に変えた以外は、実施例１と同様に行い、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）が備えるカーボンナノチューブの長さは７００μｍ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。
カーボンナノチューブ集合体（３）のヤング率は９．１×１０^４Ｐａであった。
さらに、スパッタを行い、厚みが１００ｎｍのＡｌ薄膜をカーボンナノチューブ集合体（３）の片側の表面に有する粘弾性体（３）を得た。
結果を表１に示した。

〔実施例４〕
実施例１において、Ｆｅ薄膜を２ｎｍ、Ａｌ_２Ｏ_３薄膜を２０ｎｍ、放置時間を２５分に変えた以外は、実施例１と同様に行い、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（４）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（４）が備えるカーボンナノチューブの長さは５００μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（４）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３層に存在し、相対頻度は７２％であった。
カーボンナノチューブ集合体（４）のヤング率は１．６×１０^５Ｐａであった。
さらに、スパッタを行い、厚みが５０ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３薄膜をカーボンナノチューブ集合体（４）の片側の表面に有する粘弾性体（４）を得た。
結果を表１に示した。

〔実施例５〕
実施例１において、Ｆｅ薄膜を２ｎｍ、Ａｌ_２Ｏ_３薄膜を２０ｎｍ、放置時間を３５分に変えた以外は、実施例１と同様に行い、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（５）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（５）が備えるカーボンナノチューブの長さは７００μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（５）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３層に存在し、相対頻度は７２％であった。
カーボンナノチューブ集合体（５）のヤング率は１．６×１０^５Ｐａであった。
さらに、スパッタを行い、厚みが１００ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３薄膜をカーボンナノチューブ集合体（５）の片側の表面に有する粘弾性体（５）を得た。
結果を表１に示した。

〔実施例６〕
シリコン基板（ＫＳＴ製、熱酸化膜付ウェハ、厚み１０００μｍ）上に、真空蒸着装置（ＪＥＯＬ製、ＪＥＥ−４ＸＶａｃｕｕｍＥｖａｐｏｒａｔｏｒ）により、Ａｌ薄膜（厚み１０ｎｍ）を形成した後、４５０℃で１時間酸化処理を施した。このようにして、シリコン基板上にＡｌ_２Ｏ_３膜を形成した。このＡｌ_２Ｏ_３膜上に、さらにスパッタ装置（ＵＬＶＡＣ製、ＲＦＳ−２００）にてＦｅ薄膜（厚み２ｎｍ）を蒸着させて触媒層を形成した。
次に、得られた触媒層付シリコン基板をカットして、３０ｍｍφの石英管内に載置し、水分３５０ｐｐｍに保ったヘリウム／水素（１２０／８０ｓｃｃｍ）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３５分間で段階的に昇温させ、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（１０５／８０／１５ｓｃｃｍ、水分率３５０ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させ、３５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（６）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（６）が備えるカーボンナノチューブの長さは７００μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（６）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、層数分布の分布幅は１７層（４層〜２０層）であり、最頻値は４層と８層に存在し、相対頻度はそれぞれ２０％と２０％であった。
カーボンナノチューブ集合体（６）のヤング率は８．３×１０^４Ｐａであった。
さらに、スパッタを行い、厚みが１００ｎｍのＣｕ薄膜をカーボンナノチューブ集合体（６）の片側の表面に有する粘弾性体（６）を得た。
結果を表１に示した。

〔実施例７〕
実施例６において、放置時間を２５分に変えた以外は、実施例６と同様に行い、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（７）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（７）が備えるカーボンナノチューブの長さは５００μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（７）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、層数分布の分布幅は１７層（４層〜２０層）であり、最頻値は４層と８層に存在し、相対頻度はそれぞれ２０％と２０％であった。
カーボンナノチューブ集合体（７）のヤング率は８．３×１０^４Ｐａであった。
さらに、スパッタを行い、厚みが２００ｎｍのＣｕ薄膜をカーボンナノチューブ集合体（７）の片側の表面に有する粘弾性体（７）を得た。
結果を表１に示した。

〔比較例１〕
実施例１において、放置時間を４分に変えた以外は、実施例１と同様に行い、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）が備えるカーボンナノチューブの長さは８０μｍ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２層に存在し、相対頻度は７５％であった。
カーボンナノチューブ集合体（Ｃ１）のヤング率は９．１×１０^４Ｐａであった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（Ｃ１）をそのまま粘弾性体（Ｃ１）とした。
結果を表１に示した。

〔比較例２〕
実施例１において、放置時間を２０分に変えた以外は、実施例１と同様に行い、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）が備えるカーボンナノチューブの長さは４００μｍ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。
カーボンナノチューブ集合体（Ｃ２）のヤング率は９．１×１０^４Ｐａであった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（Ｃ２）をそのまま粘弾性体（Ｃ２）とした。
結果を表１に示した。

〔比較例３〕
柔軟層にポリイミドフィルム（カプトン、東レ・デュポン製、３００ＥＮ、厚み７５μｍ、ヤング率＝５．８×１０^６Ｐａ）を用い、この表面にスパッタを行い、厚みが５０ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３薄膜を柔軟層の片側に有する粘弾性体（Ｃ３）を得た。
結果を表１に示した。

〔比較例４〕
Ａｌ薄膜の厚みを５０００ｎｍとした以外は実施例３と同様に行い、粘弾性体（Ｃ４）を得た。
結果を表１に示した。

本発明の粘弾性体は、例えば、半導体製造プロセスに利用することができる。

１０００粘弾性体
５００柔軟層
３００薄膜
３００ａ薄膜の柔軟層と反対側の表面
３１０薄膜
３２０薄膜
１０繊維状柱状構造体
２繊維状柱状物

Claims

ヤング率が５．０×１０^６Ｐａ以下の柔軟層の少なくとも一方の面側に、厚みが５０００ｎｍ以下の薄膜を有する、粘弾性体。
前記柔軟層の厚みが１０μｍ〜２０００μｍである、請求項１に記載の粘弾性体。
前記薄膜の前記柔軟層と反対側の表面の、シリコンウェハ鏡面に対する静摩擦係数が４．０以上である、請求項１または２に記載の粘弾性体。
前記薄膜が無機材料から構成されている、請求項１から３までのいずれかに記載の粘弾性体。
前記柔軟層が、繊維状柱状物を複数備える繊維状柱状構造体である、請求項１から４までのいずれかに記載の粘弾性体。
前記繊維状柱状構造体が、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である、請求項１から５までのいずれかに記載の粘弾性体。