JP2017126694A - 載置部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】グリップ力および耐熱性に優れながら、かつ、低発塵性に優れ、被載置物を汚染しがたい載置部材を提供すること。【解決手段】載置部材１００は、基材２０及び載置面１０ａが、カーボンナノチューブ１１の集合体１０から構成され、該カーボンナノチューブの直径の標準偏差が、３ｎｍ以下である。該カーボンナノチューブ集合体が多層構造のカーボンナノチューブを含んでよく、該カーボンナノチューブの層数の標準偏差が、好ましくは３以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、載置部材に関する。
半導体素子等の製造工程において、材料、製造中間品、製品等（以下、被加工物ともいう）を搬送する際、該被加工物を移動アームや移動テーブルなどの搬送基材を用いて搬送することが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。このような搬送を行う際、被加工物が載置される部材（載置部材）には、被加工物が搬送中にずれないような強いグリップ力が要求される。また、このような要求は、製造工程高速化の要求とあいまって、年々、高まっている。
しかしながら、従来の載置部材は、樹脂等の弾性材料から構成されており、被加工物に該弾性材料が付着残存しやすく、被加工物を汚染するという問題がある。また、樹脂等の弾性材料から構成される載置部材は、耐熱性が低く、高熱環境下では、そのグリップ力が低下するという問題がある。
セラミックスなどの材料を載置部材として用いると、被加工物の汚染は防止され、また、グリップ力の温度依存性は低くなる。しかしながら、このような材料から構成される載置部材は、本質的にグリップ力が低く、常温下でも十分に被加工物を保持し得ないという問題がある。
特開２００１−３５１９６１号公報 特開２０１３−１３８１５２号公報
本発明の課題は、グリップ力および耐熱性に優れながら、かつ、低発塵性に優れ、被載置物を汚染しがたい載置部材を提供することにある。
１つの実施形態においては、本発明の載置部材は、載置面が、カーボンナノチューブの集合体から構成され、該カーボンナノチューブの直径の標準偏差が、３ｎｍ以下である。
１つの実施形態においては、本発明の載置部材は、載置面が、カーボンナノチューブの集合体から構成され、該カーボンナノチューブ集合体が多層構造のカーボンナノチューブを含み、該カーボンナノチューブの層数の標準偏差が、３以下である。
１つの実施形態においては、上記載置部材は、基材を含み、前記カーボンナノチューブの集合体が、該基材に固定されている。
１つの実施形態においては、上記カーボンナノチューブの直径の平均値が、１ｎｍ〜８００ｎｍである。
１つの実施形態においては、上記カーボンナノチューブの先端を含む部分が、無機材料によって被覆されている。
本発明によれば、載置面が、特定の構造を有するカーボンナノチューブの集合体から構成されていることにより、グリップ力および耐熱性に優れながら、かつ、低発塵性に優れ、被載置物を汚染しがたい載置部材を提供することができる。
本発明の１つの実施形態による載置部材の概略断面図である。 本発明の別の実施形態による載置部材の概略断面図である。 本発明の１つの実施形態におけ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。 実施例および比較例における、カーボンナノチューブの直径および層数の標準偏差とウエハ転写パーティクルとの関係を示すグラフ図である。
本発明の載置部材は、カーボンナノチューブ集合体を含む。カーボンナノチューブ集合体は、載置部材の載置面を構成する。カーボンナノチューブ集合体は良好な粘着性（摩擦性）を有し、載置部材上に置かれた被載置物を良好に保持することができる。
Ａ．載置部材
図１は、本発明の１つの実施形態による載置部材の概略断面図である。載置部材１００は、カーボンナノチューブ集合体１０から構成される。
１つの実施形態においては、図１に示すように、載置部材１００は、基材２０をさらに備える。なお、図１（および後述の図２）においては、基材２０の片側にカーボンナノチューブ集合体１０が配置される形態を示しているが、カーボンナノチューブ集合体１０は、基材２０の両側に配置されていてもよい。
カーボンナノチューブ集合体１０は複数のカーボンナノチューブ１１から構成される。カーボンナノチューブ１１の片端は、基材２０に固定されている。カーボンナノチューブ１１は、長さＬの方向に配向しており、カーボンナノチューブ集合体１０は、繊維状柱状構造体として構成される。カーボンナノチューブ１１は、基材２０に対して略垂直方向に配向していることが好ましい。ここで、「略垂直方向」とは、基材２０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。
別の実施形態においては、図２に示すように、載置部材２００は、基材２０と、バインダー３０とをさらに備える。この実施形態において、カーボンナノチューブ１１の片端は、バインダー３０に固定されている。
本発明においては、カーボンナノチューブ集合体を構成するカーボンナノチューブの均一性を高めることにより、低発塵性に優れる載置部材を得ることができる。このような載置部材を用いれば、被載置物の汚染を顕著に防止することができる。本発明の載置部材は、その低発塵性から、高いクリーン性が求められる被載置物に好適に用いられる。例えば、本発明の載置部材は、半導体素子の製造工程、光学部材の製造工程等において、被加工物（例えば、半導体ウエハ、ガラス基板等）の搬送に好適に用いられ、該載置部材上に被加工物を載置して該被加工物を搬送すれば、被加工物のクリーン性を維持したまま工程を進めることができる。また、本発明の載置部材は、分析装置に用いられる載置部材としても、好適に用いられ得る。また、カーボンナノチューブ集合体から構成される載置部材は、耐熱性に優れるため、高温環境下（例えば、４００℃以上、好ましくは５００℃〜１０００℃、より好ましくは５００℃〜７００℃）においても、優れた摩擦特性を示す。本発明の載置部材は、低発塵性および耐熱性に優れるため、例えば、半導体素子の製造工程におけるウエハ処理工程（いわゆる、前工程）において、特に有用である。このように、カーボンナノチューブの均一性に着目して、耐熱性およびグリップ性を低下させることなく、低発塵性の向上を実現し得たことが本発明の成果のひとつである。カーボンナノチューブの均一性とは、具体的には、複数あるカーボンナノチューブの直径の均一性、多層構造を有する該カーボンナノチューブの層数の均一性等である。詳細は、後述する。
シリコンウエハ上に、カーボンナノチューブ集合体側表面が該シリコンウエハと接するようにして、上記載置部材を置き、載置部材の上から１００ｇの荷重をかけ３０秒放置した際に、該シリコンウエハに転写した直径０．２μｍ以上のパーティクルの数は、好ましくは１５０個／ｃｍ２以下であり、より好ましくは１００個／ｃｍ２以下であり、さらに好ましくは５０個／ｃｍ２以下である。該パーティクルの数は少なければ少ないほど好ましいが、その下限は、例えば、１０個／ｃｍ２（好ましくは５個／ｃｍ２）である。「カーボンナノチューブ集合体側表面」とは、載置部材の載置面であり、図１および図２においては、カーボンナノチューブ集合体１０の基材２０とは反対側の表面１０ａのことである。
上記載置部材のカーボンナノチューブ集合体側表面に生じる凹部の平面視面積の割合は、カーボンナノチューブ集合体側表面の全面積に対して、好ましくは５％以下であり、より好ましくは４％以下であり、さらに好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは２％以下であり、特に好ましくは１％以下であり、最も好ましくは０％である。このような範囲であれば、低発塵性に優れる載置部材を得ることができる。なお、「凹部の平面視面積」とは、カーボンナノチューブ集合体側表面における凹部の開口部の面積の総和を意味し、ＳＥＭ等の顕微鏡を用いてカーボンナノチューブ集合体側表面を観察し、測定され得る。また、「凹部」は、その開口部の直径が１０μｍ以上のものを意味する。「凹部」は、代表的にはカーボンナノチューブ集合体の欠損により生じ得る。
上記凹部の開口部の直径は、好ましくは１０００μｍ以下であり、より好ましくは５００μｍ以下であり、さらに好ましくは１００μｍ以下である。
上記凹部の数は、好ましくは８０個／ｃｍ２以下であり、より好ましくは５０個／ｃｍ２以下であり、さらに好ましくは２０個／ｃｍ２以下であり、さらに好ましくは１０個／ｃｍ２以下であり、特に好ましくは５個／ｃｍ２以下であり、最も好ましくは０個／ｃｍ２である。
上記載置部材のカーボンナノチューブ集合体側表面の、ガラス表面に対する静摩擦係数は、好ましくは１．０以上である。上記静摩擦係数の上限値は、好ましくは２０である。このような範囲であれば、グリップ性に優れる載置部材を得ることができる。なお、ガラス表面に対する摩擦係数の大きい上記載置部材が、ガラス以外の材料から構成される被載置物（例えば、半導体ウエハ）に対しても、強いグリップ性を発現し得ることは言うまでもない。
Ａ−１．カーボンナノチューブ集合体
カーボンナノチューブ集合体は、複数のカーボンナノチューブから構成される。
上記カーボンナノチューブの直径（個々値）は、好ましくは０．３ｎｍ〜１０００ｎｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍであり、特に好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍ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摩擦特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
上記カーボンナノチューブの直径の平均値は、好ましくは１ｎｍ〜８００ｎｍであり、より好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜５０ｎｍであり、特に好ましくは５ｎｍ〜４０ｎｍであり、最も好ましくは５ｎｍ以上１０ｎｍ未満である。このような範囲であれば、低発塵性に優れる載置部材を得ることができる。カーボンナノチューブの直径の平均値は、カーボンナノチューブ集合体を構成するカーボンナノチューブを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察して、不作為に抽出された３０本のカーボンナノチューブの直径を測定し、当該測定値から算出された平均値（個数基準）を意味する。なお、ＴＥＭ観察用試料は、測定するカーボンナノチューブとエタノール約５ｍＬとを１０ｍＬのガラス瓶に入れ、約１０分間の超音波処理を行い、カーボンナノチューブ分散液を調製し、その後、マイクロピペットを用いて分取した該分散液を、ＴＥＭ観察用のマイクログリッド（試料保持メッシュ）に数滴滴下した後、風乾させて、作製することができる。
上記カーボンナノチューブの直径の標準偏差は、好ましくは３ｎｍ以下であり、より好ましくは２．５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは２ｎｍ以下であり、特に好ましくは１．８ｎｍ以下であり、最も好ましくは１ｎｍ以下である。カーボンナノチューブの直径の標準偏差を小さくすること、すなわち、直径についてバラツキの少ないカーボンナノチューブ集合体を形成することにより、低発塵性に優れる載置部材を得ることができる。カーボンナノチューブの直径の標準偏差は小さければ小さいほど好ましいが、その下限値は、例えば、０．１ｎｍである。カーボンナノチューブの直径の標準偏差は、カーボンナノチューブ集合体を構成するカーボンナノチューブを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察して、不作為に抽出された３０本のカーボンナノチューブの直径を測定し、当該測定値および当該測定値の平均値（個数基準）をもとにした標準偏差を意味する。
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。
１つの実施形態においては、カーボンナノチューブは多層構造を有する。多層構造を有するカーボンナノチューブの層数の標準偏差は、好ましくは３以下であり、より好ましくは２以下であり、さらに好ましくは１．７以下であり、特に好ましくは１以下である。カーボンナノチューブの層数の標準偏差を小さくすること、すなわち、層数についてバラツキの少ないカーボンナノチューブ集合体を形成することにより、低発塵性に優れる載置部材を得ることができる。カーボンナノチューブの層数の標準偏差は小さければ小さいほど好ましいが、その下限値は、例えば、０．１である。カーボンナノチューブの層数の標準偏差は、カーボンナノチューブ集合体を構成するカーボンナノチューブを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察して、不作為に抽出された３０本のカーボンナノチューブの層数を測定し、当該測定値および当該測定値の平均値（個数基準）をもとにした標準偏差を意味する。
１つの実施形態においては、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、グリップ力が高く、かつ、低発塵性に優れる載置部材を得ることができる。
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、グリップ力が高く、かつ、低発塵性に優れる載置部材を形成することができる。
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、グリップ力が高く、かつ、低発塵性に優れる載置部材を形成することができる。
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、グリップ力が高く、かつ、低発塵性に優れる載置部材を形成することができる。
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摩擦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載置部材は、グリップ力および低発塵性に優れる。
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摩擦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載置部材は、グリップ力および低発塵性に優れる。
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〜１５００μｍであり、さらに好ましくは４００μｍ〜１０００μｍであり、特に好ましくは５００μｍ〜９００μｍ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摩擦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載置部材は、グリップ力および低発塵性に優れる。
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。
１つの実施形態においては、上記カーボンナノチューブは、先端を含む部分が無機材料によって被覆されている。ここでいう「先端を含む部分」とは、カーボンナノチューブの先端（カーボンナノチューブの基材とは反対側の先端）を少なくとも含む部分を意味する。
上記カーボンナノチューブ集合体を構成するカーボンナノチューブの全てにおいて、先端を含む部分が無機材料によって被覆されていてもよく、カーボンナノチューブ集合体を構成するカーボンナノチューブの一部において、先端を含む部分が無機材料によって被覆されていてもよい。先端を含む部分が無機材料によって被覆されているカーボンナノチューブの含有割合は、カーボンナノチューブ集合体を構成するカーボンナノチューブの全量に対して、好ましくは５０重量％〜１００重量％であり、より好ましくは６０重量％〜１００重量％であり、さらに好ましくは７０重量％〜１００重量％であり、さらに好ましくは８０重量％〜１００重量％であり、特に好ましくは９０重量％〜１００重量％であり、最も好ましくは実質的に１００重量％である。このような範囲であれば、グリップ力が高く、かつ、低発塵性に優れる載置部材が形成され得る。
上記被覆層の厚みは、好ましくは１ｎｍ以上であり、より好ましくは３ｎｍ以上であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上であり、さらに好ましくは７ｎｍ以上であり、特に好ましくは９ｎｍ以上であり、最も好ましくは１０ｎｍ以上である。上記被覆層の厚みの上限値は、好ましくは５０ｎｍであり、より好ましくは４０ｎｍであり、さらに好ましくは３０ｎｍであり、特に好ましくは２０ｎｍであり、最も好ましくは１５ｎｍである。このような範囲であれば、グリップ力が高く、かつ、低発塵性に優れる載置部材を形成することができる。
上記被覆層の長さは、好ましくは１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜７００ｎｍであり、さらに好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍであり、特に好ましくは３０ｎｍ〜３００ｎｍであり、最も好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍである。このような範囲であれば、グリップ力が高く、かつ、低発塵性に優れる載置部材が形成され得る。
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、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕなどが挙げられる。
Ａ−２．基材
基材としては、目的に応じて、任意の適切な基材を採用し得る。例えば、石英ガラス、シリコン（シリコンウエハなど）、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、アルミニウム等の金属などが挙げられる。エンジニアリングプラスチックおよびスーパーエンジニアリングプラスチックの具体例としては、ポリイミド、ポリエチレン、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、ポリプロピレン、ポリアミドなどが挙げられる。これらの基材の分子量などの諸物性は、本発明の目的を達成し得る範囲において、任意の適切な物性を採用し得る。
基材の厚みは、目的に応じて、任意の適切な値に設定され得る。例えば、シリコン基材を用いる場合、該シリコン基材の厚みは、好ましくは１００μｍ〜１００００μｍであり、より好ましくは１００μｍ〜５０００μｍであり、さらに好ましくは１００μｍ〜２０００μｍである。
基材の表面は、隣接する層との密着性、保持性などを高めるために、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理などの化学的または物理的処理、下塗剤（例えば、上記粘着性物質）によるコーティング処理が施されていてもよい。
基材は単層であってもよいし、多層であってもよい。
Ａ−３．バインダー
上記バインダーとしては、基材とカーボンナノチューブ集合体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、アルミニウム、ニッケル、クロム、銅、金、銀などが挙げられる。また、任意の適切な接着剤によりバインダーを形成してもよい。
Ｂ．載置部材の製造方法
本発明の載置部材は、例えば、平滑板上に形成されたカーボンナノチューブ集合体を上記基材に転写する方法（好ましくは、バインダーを介して基材に固定する方法）、基材として用いられ得る平滑板に直接カーボンナノチューブ集合体を形成する方法等が挙げられる。また、カーボンナノチューブ集合体が形成された平滑板と基材とを貼り合せて、載置部材を製造してもよい。
１つの実施形態においては、上記載置部材の製造方法は、
（工程ａ）所定の形状の平滑板Ａ１を準備する工程と、
（工程ｂ）該平滑板Ａ１に、触媒層を形成する工程と、
（工程ｃ）触媒層が形成された平滑板Ａ２に、カーボンナノチューブ集合体を形成する工程とを含む。
上記平滑板としては、任意の適切な平滑板を採用し得る。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（シリコンウエハなど）、アルミニウムなどの金属板などが挙げられる。
上記平滑板Ａ１は、目的に応じて、任意の適切な形状であり得る。代表的には矩形状である。１つの実施形態においては、工程ａは、大面積の平滑板Ａ０を、任意の適切な方法で個片化して、所定の形状の平滑板Ａ１を得ることを含む。
好ましくは、工程ａで準備された平滑板Ａ１と、工程ｃ後の平滑板Ａ３とは略同形状かつ略同サイズである。すなわち、工程ａ後においては、平滑板Ａ１、触媒層が形成された平滑板Ａ２、およびカーボンナノチューブ集合体が形成された平滑板Ａ３を個片化する工程を含まないことが好ましい。なお、カーボンナノチューブ集合体を形成した後（工程ｃ後）は、得られた載置部材を個片化してもよい。
カーボンナノチューブ集合体は、工程ｂにおいて平滑板Ａ１上に触媒層を形成させ、工程ｃにおいて該触媒層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方法、すなわち、化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ法）によって、形成され得る。
カーボンナノチューブ集合体を形成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３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形成に用い得る触媒（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形成する際、必要に応じて、平滑板と触媒層との間にアルミナ／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、平滑板の上にＳｉＯ２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、Ａｌ２Ｏ３が親水性のＳｉＯ２膜と相互作用し、Ａｌ２Ｏ３を直接蒸着したものよりも粒子径の異なるＡｌ２Ｏ３面が形成される。平滑板の上に、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Ａｌ２Ｏ３面が形成され難いおそれがある。また、平滑板の上に、親水性膜を作製し、Ａｌ２Ｏ３を直接蒸着しても、粒子径の異なるＡｌ２Ｏ３面が形成され難いおそれがある。
上記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平滑板上に塗布する方法などが挙げられる。
１つの実施形態においては、スパッタ処理により、触媒層を形成する。スパッタ処理の条件としては、任意の適切な条件が採用され得る。詳細は後述する。
好ましくは、スパッタ処理を行う前に、平滑板Ａ１に前処理を施す。前処理としては、平滑板Ａ１を加温する処理が挙げられる。加温処理により、平滑板Ａ１は、２５℃〜８０℃にまで加温されていることが好ましく、２５℃〜４０℃にまで加温されていることがより好ましい。前処理を行うことにより、カーボンナノチューブ集合体の欠損が少なく、低発塵性に優れる載置部材を得ることができる。
上記触媒層の厚みは、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であり、さらに好ましくは０．１ｎｍ以上３ｎｍ未満であり、特に好ましくは０．５ｎｍ〜２ｎｍである。このような範囲であれば、均一性に優れるカーボンナノチューブ集合体、すなわち、カーボンナノチューブの直径および／または層数の標準偏差が小さいカーボンナノチューブ集合体を形成することができる。また、優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備え、さらには、優れた摩擦特性を示すカーボンナノチューブ集合体を得ることができる。
工程ｃにおいて充填する炭素源としては、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形成における製造温度（工程ｃ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。
上記のようにして、平滑板上に、カーボンナノチューブ集合体を形成させることができる。１つの実施形態においては、カーボンナノチューブ集合体および平滑板を含む構成体を載置部材とする。この場合、上記平滑板Ａ３が基材（図１の基材２０）に相当する。別の実施形態においては、カーボンナノチューブ集合体を、平滑板から基材に転写して載置部材を得る。
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。
（１）カーボンナノチューブの長さＬの測定
カーボンナノチューブの長さＬは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定した。
（２）カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の直径および層数の測定
カーボンナノチューブ集合体を構成するカーボンナノチューブを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察して、不作為に抽出された３０本のカーボンナノチューブの直径および層数を測定した。得られた測定値から、カーボンナノチューブの直径および層数について、平均値および標準偏差を求めた。
（３）ウエハ転写パーティクルの評価
クリーンルーム内で、シリコン製８インチウエハ（バルカー・エフティ社製、厚み７００μｍ）を設置し、該ウエハ上に、カーボンナノチューブ集合体側表面が該ウエハと接するようにして、１ｃｍ角にカットされた載置部材を置き、載置部材の上から１００ｇの荷重をかけ、３０秒放置した。その後、載置部材に接していたウエハ表面に残存するパーティクル（直径：０．２μｍ以上）の数を、ウエハ評価装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製、商品名「Ｓｕｒｆｓｃａｎ ＳＰ１」）で測定した。
〔実施例１〕
シリコン基材（バルカー・エフティ社製、厚み７００μｍ）上に、スパッタ装置（芝浦メカトロニクス社製、商品名「ＣＦＳ−４ＥＳ」）により、Ａｌ２Ｏ３薄膜（到達真空度：８．０×１０−４Ｐａ、スパッタガス：Ａｒ、ガス圧：０．５０Ｐａ、成長レート：０．１２ｎｍ／ｓｅｃ、厚み：２０ｎｍ）を形成した。このＡｌ２Ｏ３薄膜上に、さらにスパッタ装置（芝浦メカトロニクス社製、商品名「ＣＦＳ−４ＥＳ」）にてＦｅ薄膜を触媒層（スパッタガス：Ａｒ、ガス圧：０．７５Ｐａ、成長レート：０．０１２ｎｍ／ｓｅｃ、厚み：１．０ｎｍ）として形成した。
その後、この基材を３０ｍｍφの石英管内に載置し、水分率７００ｐｐｍに保ったヘリウム／水素（１０５／８０ｓｃｃｍ）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７００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させ、６０分間放置してカーボンナノチューブを基材上に垂直方向に配向させて、載置部材を得た。
得られた載置部材を上記評価（１）〜（３）に供した。結果を表１に示す。
〔実施例２〕
触媒層の厚みを１．３ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして載置部材を得た。得られた載置部材を上記評価（１）〜（３）に供した。結果を表１に示す。
〔実施例３〕
実施例１と同様にして、基材上に触媒層を形成した。
その後、この基材を３０ｍｍφの石英管内に載置し、水分率６００ｐｐｍに保ったヘリウム／水素（８５／５０ｓｃｃｍ）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／アセチレン（８５／５０／５ｓｃｃｍ、水分率６００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させ、６０分間放置してカーボンナノチューブを基材上に垂直方向に配向させて、載置部材を得た。
得られた載置部材を上記評価（１）〜（３）に供した。結果を表１に示す。
〔比較例１〕
触媒層の厚みを３．０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして載置部材を得た。得られた載置部材を上記評価（１）〜（３）に供した。結果を表１に示す。
Figure 2017126694
さらに、カーボンナノチューブの直径および層数を調整して得られた複数の載置部材を準備し、カーボンナノチューブの直径の標準偏差とウエハ転写パーティクルとの関係、および、カーボンナノチューブの層数の標準偏差とウエハ転写パーティクルとの関係を評価した。結果を図４に示す。
表１および図４から明らかなように、カーボンナノチューブの直径および層数の標準偏差を特定値以下とすることにより、低発塵性に優れる載置部材を得ることができる。
１０ カーボンナノチューブ集合体
１１ カーボンナノチューブ
２０ 基材
１００、２００ 載置部材

Claims (5)

  1. 載置面が、カーボンナノチューブの集合体から構成され、
    該カーボンナノチューブの直径の標準偏差が、３ｎｍ以下である、
    載置部材。
  2. 載置面が、カーボンナノチューブの集合体から構成され、
    該カーボンナノチューブ集合体が多層構造のカーボンナノチューブを含み、
    該カーボンナノチューブの層数の標準偏差が、３以下である、
    載置部材。
  3. 基材を含み、
    前記カーボンナノチューブの集合体が、該基材に固定されている、
    請求項１または２に記載の載置部材。
  4. 前記カーボンナノチューブの直径の平均値が、１ｎｍ〜８００ｎｍである、請求項１から３のいずれかに記載の載置部材。
  5. 前記カーボンナノチューブの先端を含む部分が、無機材料によって被覆されている、請求項１から４のいずれかに記載の載置部材。
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