JP2023093790A - グラフェンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】グラフェン膜の特性の低下を抑制すること。【解決手段】金属膜上に形成されたグラフェン膜の上面に枠状の保持膜を形成する工程と、前記保持膜を形成した後、前記金属膜をエッチング液に溶かす工程と、前記金属膜を溶かした後、前記グラフェン膜を転写基板上に移す工程と、前記グラフェン膜を前記転写基板上に移した後、前記保持膜を除去する工程と、を備えるグラフェンの製造方法。これにより、転写基板上に大きなグラフェン膜を特性の低下を抑えて転写することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、グラフェンの製造方法に関する。

金属膜上に形成したグラフェン膜を基板に転写する方法として、金属膜をエッチング液に溶かした後、グラフェン膜を液体表面に浮かせ、液体表面に浮いたグラフェン膜を基板に転写する方法が知られている（例えば特許文献１－４）。

特表２０１９－５１１４５１号公報 特表２０１８－５３１４２６号公報 米国特許出願公開第２０１７／００２８６９２号明細書 米国特許出願公開第２０１７／００５７８１２号明細書

グラフェン膜の散開を抑制するため、グラフェン膜上にレジスト膜を塗布した後に、金属膜をエッチング液に溶かすことが行われている。グラフェン膜上に形成したレジスト膜は最終的に除去されるが、レジスト膜の一部がグラフェン膜上に残渣として残ることがある。この場合、グラフェン膜に汚染等が生じて特性が低下してしまうことがある。

１つの側面では、グラフェン膜の特性の低下を抑制することを目的とする。

１つの態様では、金属膜上に形成されたグラフェン膜の上面に枠状の保持膜を形成する工程と、前記保持膜を形成した後、前記金属膜をエッチング液に溶かす工程と、前記金属膜を溶かした後、前記グラフェン膜を転写基板上に移す工程と、前記グラフェン膜を前記転写基板上に移した後、前記保持膜を除去する工程と、を備えるグラフェンの製造方法である。

１つの態様では、グラフェン膜が形成された金属膜をエッチング液に溶かす工程と、前記金属膜を溶かした後、前記グラフェン膜を液体表面に浮かせる工程と、前記液体表面に浮いた前記グラフェン膜を、枠状の囲い部が形成された転写基板の前記囲い部内に移す工程と、前記転写基板の前記囲い部内に前記グラフェン膜を移した後、前記囲い部を前記転写基板から除去する工程と、を備えるグラフェンの製造方法である。

１つの側面として、グラフェン膜の特性の低下を抑制することができる。

図１（ａ）から図１（ｄ）は、実施例１に係るグラフェンの製造方法を示す断面図（その１）である。 図２（ａ）から図２（ｄ）は、実施例１に係るグラフェンの製造方法を示す断面図（その２）である。 図３（ａ）は、保持膜を形成する前のグラフェン膜付きの基板の平面図、図３（ｂ）は、保持膜を形成した後のグラフェン膜付きの基板の平面図である。 図４は、図２（ａ）の工程を行った後の転写基板の顕微鏡像である。 図５は、図２（ｂ）の工程を行った後の転写基板の顕微鏡像である。 図６は、図２（ｄ）の工程を行った後の転写基板の顕微鏡像である。 図７（ａ）から図７（ｃ）は、比較例に係るグラフェンの製造方法を示す断面図（その１）である。 図８（ａ）から図８（ｃ）は、比較例に係るグラフェンの製造方法を示す断面図（その２）である。 図９（ａ）は、電気特性を評価したデバイスの上面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ－Ａ断面図である。 図１０（ａ）から図１０（ｄ）は、実施例２に係るグラフェンの製造方法を示す断面図（その１）である。 図１１（ａ）から図１１（ｄ）は、実施例２に係るグラフェンの製造方法を示す断面図（その２）である。 図１２（ａ）から図１２（ｄ）は、実施例２に係るグラフェンの製造方法を示す平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

図１（ａ）から図２（ｄ）は、実施例１に係るグラフェンの製造方法を示す断面図である。図１（ａ）のように、グラフェン膜３０付きの基板１０を準備する。グラフェン膜３０付きの基板１０は、基板１０上に金属膜２０が形成され、金属膜２０上にグラフェン膜３０が形成されている。基板１０は、例えば酸化膜付きシリコン基板である。金属膜２０は、例えば銅膜である。なお、基板１０および金属膜２０は、この場合に限られる訳ではない。金属膜２０は、グラフェンの触媒となる金属により形成された膜であればよい。金属膜２０は、例えば鉄膜、ニッケル膜、またはコバルト膜でもよい。金属膜２０は、例えばスパッタリング法により、基板１０上に堆積される。金属膜２０の厚さは、例えば１ｎｍ～１ｍｍ程度である。

グラフェン膜３０は、例えば熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により金属膜２０上に成長される。熱ＣＶＤ法では、例えば、原料ガスとしてメタンガスを用い、希釈ガスとして水素およびアルゴンを用いる。なお、グラフェン膜３０は、例えばプラズマＣＶＤ法またはＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法等の他の方法により成長されてもよい。グラフェン膜３０は、単層でもよいし、複数層でもよい。グラフェン膜３０を成長した後、窒素雰囲気中にグラフェン膜３０付きの基板１０を載置して脱気処理を行ってもよい。

図１（ｂ）のように、グラフェン膜３０の上面に枠状の保持膜４０を形成する。図３（ａ）は、保持膜４０を形成する前のグラフェン膜３０付きの基板１０の平面図、図３（ｂ）は、保持膜４０を形成した後のグラフェン膜３０付きの基板１０の平面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）のように、グラフェン膜３０の上面に、矩形状の外形を有し、内側に円形状の開口４２を有する保持膜４０を形成する。保持膜４０はグラフェン膜３０の上面に接して形成され、保持膜４０の開口４２からはグラフェン膜３０が露出している。開口４２の大きさは適宜決定されるが、例えば５ｍｍ～２ｃｍ程度である。

保持膜４０は、例えば粘着剤を有するテープである。保持膜４０は、粘着剤によりグラフェン膜３０の上面に貼り付けられている。テープは、後述する乾燥処理に耐え得るような、ポリイミドテープ等の耐熱テープであることが好ましい。耐熱テープの厚さは、例えば０．０３ｍｍ～０．１ｍｍ程度である。

図１（ｃ）のように、ビーカー等の容器７０に入ったエッチング液７４にグラフェン膜３０付きの基板１０を浸す。エッチング液７４は、金属膜２０を溶かすことが可能な液体である。エッチング液７４として、例えば塩化鉄（ＦｅＣｌ_２）水溶液または王水が用いられる。なお、エッチング液７４はこの場合に限られる訳ではない。例えば、金属膜２０が銅膜である場合では硝酸（ＨＮＯ_３）を含むエッチング液７４を用いてもよいし、鉄膜である場合では塩酸（ＨＣｌ）を含むエッチング液７４を用いてもよい。ニッケル膜またはコバルト膜である場合では硝酸または塩酸を含むエッチング液７４を用いてもよい。

グラフェン膜３０付きの基板１０をエッチング液７４に浸すことで、金属膜２０がエッチング液７４に溶け、基板１０とグラフェン膜３０が分離する。基板１０はエッチング液７４の下に沈み、グラフェン膜３０はエッチング液７４の表面に浮く。グラフェン膜３０の上面に保持膜４０が設けられているため、グラフェン膜３０を金属膜２０から分離させてエッチング液７４の表面に浮いた状態としても、グラフェン膜３０が散開することが抑制される。

図１（ｄ）のように、エッチング液７４の表面に浮いたグラフェン膜３０を別の基板（不図示）で掬った後、希塩酸および純水等により洗浄し、最終的に、容器７２に入れられた純水７６の表面に浮いた状態とする。グラフェン膜３０の上面に保持膜４０が設けられていることから、グラフェン膜３０に対して洗浄を行っても、グラフェン膜３０が散開することが抑制される。

図２（ａ）のように、純水７６の表面に浮いたグラフェン膜３０を転写基板６０で掬う。グラフェン膜３０を転写基板６０で掬った後、グラフェン膜３０が濡れているときに、グラフェン膜３０の位置決めをしたり、グラフェン膜３０に皺が生じている場合には皺伸ばしを行ったりしてもよい。転写基板６０は、例えば酸化膜付きシリコン基板であるが、グラフェン膜３０の使用用途に応じて適宜適切な基板が選択される。なお、転写基板６０を親水性にするため、グラフェン膜３０を掬う前に、転写基板６０に対して酸素プラズマアッシャー処理を行ってもよい。

図２（ｂ）のように、転写基板６０をホットプレート等の加熱機器７８上に載置し、転写基板６０およびグラフェン膜３０に付着した水分を蒸発させて乾燥させる。転写基板６０を加熱機器７８上に載置する場合に、転写基板６０を加熱機器７８上に載置した石英治具８８に斜めに立てかけるようにしてもよい。このようにすることで、転写基板６０とグラフェン膜３０の中の水が抜けやすくなる。また、転写基板６０を石英治具８８に斜めに立てかけずにそのまま加熱機器７８に乗せると水蒸気の気泡でグラフェン膜３０が損傷する恐れがある。

図２（ｃ）のように、グラフェン膜３０を乾燥させた後、保持膜４０を除去する。グラフェン膜３０を加熱して乾燥させることで、グラフェン膜３０のうち保持膜４０の開口４２から露出して保持膜４０が貼り付いていない部分は、熱収縮によって保持膜４０から離れるようになる。このため、グラフェン膜３０のうち保持膜４０の開口４２から露出した部分への影響を抑えつつ、保持膜４０を除去することができる。例えば、保持膜４０が粘着剤を有するテープである場合、グラフェン膜３０のうち保持膜４０の開口４２から露出した部分が熱収縮することで、この部分への影響を抑えつつ、保持膜４０をグラフェン膜３０から剥がすことができる。保持膜４０を除去した部分には、グラフェン膜３０の一部が残ったりするが、この部分は保持膜４０の残渣があるのでデバイスには用いない。つまり、グラフェン膜３０のうち、保持膜４０を除去した部分をデバイスに用いる。

図２（ｄ）のように、転写基板６０を加熱機器７８上に再度載置し、図２（ｂ）で説明したグラフェン膜３０の乾燥のときよりも高い温度で転写基板６０およびグラフェン膜３０を加熱する。これにより、転写基板６０とグラフェン膜３０の密着性が向上する。

［転写実験］
図１（ａ）から図２（ｄ）に示した方法によりグラフェン膜３０を転写基板６０に転写する実験を行った。各工程の詳細について以下に示す。

図１（ａ）の工程：基板１０に酸化膜付きシリコン基板を用い、金属膜２０に銅膜を用いた、金属膜２０上に熱ＣＶＤ法を用いてグラフェン膜３０を成長させた。その後、グラフェン膜３０付きの基板１０を切り出し、平面視して、一辺の長さＬ１（図３（ａ）参照）が１２ｍｍの正方形状とした。

図１（ｂ）の工程：保持膜４０に粘着剤を有する厚さが約１０ｍｍのポリイミドテープを用いた。保持膜４０をグラフェン膜３０の上面に粘着剤により貼り付けた。保持膜４０は、平面視して、正方形状の外形を有し、内側に円形状の開口４２が設けられている。保持膜４０の一辺の長さＬ２（図３（ｂ）参照）は１２ｍｍで、開口４２の直径Ｄ（図３（ｂ）参照）は７ｍｍであった。

図１（ｃ）の工程：エッチング液７４に塩化鉄水溶液を用いた。金属膜２０をエッチング液７４に溶かして、グラフェン膜３０を基板１０から分離させてエッチング液７４の表面に浮かせた。

図１（ｄ）の工程：エッチング液７４の表面に浮かんだグラフェン膜３０を酸化膜付きシリコン基板で掬い、純水１０分、希塩酸１０分、純水１０分の順に洗浄し、最終的に、容器７２内の純水７６の表面に浮かした状態とした。

図２（ａ）の工程：転写基板６０に酸素プラズマアッシャー処理を５分間行った酸化膜付きシリコン基板を用い、純水７６の表面に浮いたグラフェン膜３０を転写基板６０で掬った。転写基板６０で掬ったグラフェン膜３０に対して位置決めおよび皺伸ばしを行った。

図２（ｂ）の工程：加熱機器７８としてホットプレートを用い、転写基板６０を加熱機器７８上に載置した石英治具８８に斜めに立てかけた。この状態で、加熱機器７８（ホットプレート）の温度を６０℃に設定して１時間の熱処理を行い、グラフェン膜３０を乾燥させた。

図２（ｃ）の工程：転写基板６０を加熱機器７８から取り出した後、グラフェン膜３０の上面から保持膜４０を剥がした。

図２（ｄ）の工程：転写基板６０を加熱機器７８上に再度載置し、加熱機器７８（ホットプレート）の温度を１５０℃に設定して１時間の熱処理を行った。

図４は、図２（ａ）の工程を行った後の転写基板６０の顕微鏡像である。図５は、図２（ｂ）の工程を行った後の転写基板６０の顕微鏡像である。すなわち、図４は、グラフェン膜３０を掬った後の転写基板６０の顕微鏡像であり、図５は、グラフェン膜３０を加熱して乾燥させた後の転写基板６０の顕微鏡像である。図４および図５において、グラフェン膜３０のうち保持膜４０の開口４２に位置して露出している部分をグラフェン膜３０ａとする。図４および図５のように、グラフェン膜３０を加熱して乾燥させた後（図５）は、加熱処理を行う前（図４）に比べて、保持膜４０の開口４２で露出したグラフェン膜３０ａが熱収縮し、グラフェン膜３０ａが保持膜４０から離れていることが確認できる。

図６は、図２（ｄ）の工程を行った後の転写基板６０の顕微鏡像である。すなわち、図６は、グラフェン膜３０から保持膜４０を剥がし、その後、１５０℃、１時間の熱処理を行った後の転写基板６０の顕微鏡像である。図６においても、図４および図５と同じく、グラフェン膜３０のうち保持膜４０の開口４２に位置して露出していた部分をグラフェン膜３０ａとしている。図６のように、保持膜４０の開口４２で露出していたグラフェン膜３０ａが熱収縮して保持膜４０から離れたことで、グラフェン膜３０ａへの影響を抑えつつ保持膜４０をグラフェン膜３０から剥がせたことが確認できる。このため、大きな面積のグラフェン膜３０ａが転写基板６０に転写できたことが確認できる。なお、グラフェン膜３０ａの周囲には、保持膜４０が貼り付いていた箇所のグラフェン膜３０ｂが一部残っている。

［比較例］
図７（ａ）から図８（ｃ）は、比較例に係るグラフェンの製造方法を示す断面図である。図７（ａ）のように、グラフェン膜３０付きの基板１０を準備し、グラフェン膜３０の上面にＰＭＭＡ（polymenthyl methacrylate）レジストであるポリマー膜９０を塗布する。ポリマー膜９０はグラフェン膜３０の上面全面に形成される。

図７（ｂ）のように、容器７０に入ったエッチング液７４にグラフェン膜３０付きの基板１０を浸して、金属膜２０をエッチング液７４に溶かす。これにより、基板１０とグラフェン膜３０が分離し、基板１０はエッチング液７４の下に沈み、グラフェン膜３０はエッチング液７４の表面に浮く。グラフェン膜３０の上面にポリマー膜９０が設けられているため、グラフェン膜３０を金属膜２０から分離させても、グラフェン膜３０が散開することが抑制される。

図７（ｃ）のように、エッチング液７４の表面に浮いたグラフェン膜３０を別の基板（不図示）で掬った後、グラフェン膜３０を洗浄し、最終的に容器７２に入った純水７６の表面にグラフェン膜３０が浮いた状態とする。グラフェン膜３０の上面にポリマー膜９０が設けられているため、グラフェン膜３０を洗浄しても、グラフェン膜３０が散開することが抑制される。

図８（ａ）のように、純水７６の表面に浮いたグラフェン膜３０を転写基板６０で掬う。

図８（ｂ）のように、ポリマー膜９０が溶ける溶液９４が入った容器９２に転写基板６０を浸す。これにより、グラフェン膜３０の上面に設けられたポリマー膜９０が溶けて除去される。

図８（ｃ）のように、転写基板６０を容器９２から取り出す。その後、転写基板６０およびグラフェン膜３０を加熱機器（不図示）により加熱して、転写基板６０とグラフェン膜３０を乾燥させるとともに、転写基板６０とグラフェン膜３０の密着性を向上させる。

［電気特性評価］
実施例１の方法により転写したグラフェン膜３０と、比較例の方法により転写したグラフェン膜３０と、を用いてデバイスを作製して電気特性の評価を行った。図９（ａ）は、電気特性を評価したデバイスの上面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）のように、電気特性を評価したデバイスは、酸化膜付きシリコン基板８０の下面にゲート電極８２が設けられ、上面にソース電極８４およびドレイン電極８６が設けられている。ゲート電極８２、ソース電極８４、およびドレイン電極８６は、チタン層と金層の積層構造とした。

酸化膜付きシリコン基板８０の上面に、ソース電極８４とドレイン電極８６の間を接続するグラフェン膜３０が設けられている。典型的なグラフェン膜３０の長さは１～５０μｍで、幅は１～５０μｍで、厚さは数ｎｍ～数百ｎｍであった。グラフェン膜３０は、上述した実施例１および比較例の方法により酸化膜付きシリコン基板８０上に転写した後、所望の形状にフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いてパターニングすることで形成した。

図９（ａ）および図９（ｂ）に示すデバイスに対して、ソース電極８４とドレイン電極８６にプローブ針を当ててドレイン電極８６に１０ｍＶの電流を流す。ゲート電極８２に－４０Ｖ～＋４０Ｖの間を５００ｍＶのステップで振った電圧を印加する。これにより、移動度およびコンタクト抵抗を測定した。表１は測定結果である。

表１のように、実施例１は、比較例に比べて、移動度が大きく、コンタクト抵抗は小さい結果であった。比較例の転写方法では、グラフェン膜３０の上面にポリマー膜９０の残渣が残ってしまい、その結果、移動度が小さく、コンタクト抵抗が大きくなったものと考えられる。一方、実施例１では、枠状の保持膜４０を用いているため、グラフェン膜３０ａの上面に保持膜４０の残渣が残り難く、その結果、移動度が大きく、コンタクト抵抗が小さくなったと考えられる。

実施例１によれば、図１（ｂ）および図３（ｂ）のように、グラフェン膜３０の上面に枠状の保持膜４０を形成する。図１（ｃ）のように、保持膜４０を形成した後、金属膜２０をエッチング液７４に溶かす。図２（ａ）のように、金属膜２０を溶かした後、グラフェン膜３０を転写基板６０上に移す。図２（ｃ）のように、グラフェン膜３０を転写基板６０上に移した後、保持膜４０を除去する。グラフェン膜３０の上面に保持膜４０を形成することで、グラフェン膜３０の散開が抑制され、図６のように、転写基板６０上に大きなグラフェン膜３０ａを転写することができる。また、グラフェン膜３０ａは、保持膜４０が形成されていなかった部分であるため、保持膜４０の残渣が残ることが抑制される。よって、グラフェン膜３０ａは特性の低下が抑制される。

また、実施例１では、図３（ｂ）のように、保持膜４０は、平面視して、輪郭が丸みを帯びた線で形成される円形状の開口４２を有する。例えば、開口４２が平面視して矩形状をしている場合では、開口４２で露出するグラフェン膜３０ａのうち開口４２の角に位置する部分に応力が集中し易くなり、グラフェン膜３０ａに皺が発生し易くなる。これに対し、開口４２の輪郭が丸みを帯びた線で表される形状であると、開口４２で露出するグラフェン膜３０ａの外周全体に応力が分散され易く、グラフェン膜３０ａに皺が発生し難くなる。また、例えば加熱機器７８によりグラフェン膜３０を乾燥させるときに、グラフェン膜３０ａの外周全体が熱収縮によって均等に保持膜４０から離れ易くなる。このため、グラフェン膜３０ａへの影響を抑えて保持膜４０を除去することが容易にでき、転写基板６０上に大きなグラフェン膜３０ａが転写され易くなる。なお、開口４２の形状は、円形状である場合を例に示したが、楕円形状等、輪郭が丸みを帯びた線で表される形状であればよい。

また、実施例１では、図３（ｂ）のように、保持膜４０は、平面視して、矩形状の外形を有し、内側に輪郭が丸みを帯びた線で形成される開口４２を有する。これにより、グラフェン膜３０の上面への保持膜４０の貼り付けおよびグラフェン膜３０からの保持膜４０の剥がしの作業性を向上させつつ、グラフェン膜３０ａの皺の発生の抑制および大きなグラフェン膜３０ａの転写が可能となる。

また、実施例１では、図２（ｂ）のように、グラフェン膜３０を転写基板６０上に移した後、転写基板６０上のグラフェン膜３０を加熱して乾燥させる。その後、図２（ｃ）のように、保持膜４０を除去する。転写基板６０上に移したグラフェン膜３０を加熱して乾燥させることで、開口４２で露出するグラフェン膜３０ａが熱収縮して保持膜４０から離れるようになる。このため、その後にグラフェン膜３０から保持膜４０を除去することで、グラフェン膜３０ａへの影響を抑えつつ、保持膜４０を除去することができる。

また、実施例１では、グラフェン膜３０の上面への保持膜４０の形成は、粘着剤を有するテープである保持膜４０をグラフェン膜３０の上面に貼り付けることで行う。グラフェン膜３０からの保持膜４０の除去は、保持膜４０をグラフェン膜３０から剥がすことで行う。これにより、転写基板６０上に残るグラフェン膜３０ａへの影響を抑えて、保持膜４０を除去することが容易にできる。

図１０（ａ）から図１１（ｄ）は、実施例２に係るグラフェンの製造方法を示す断面図である。図１２（ａ）から図１２（ｄ）は、実施例２に係るグラフェンの製造方法を示す平面図である。図１２（ａ）から図１２（ｄ）では、図の明瞭化のために、グラフェン膜３０および囲い部５０にハッチングを付している。図１０（ａ）のように、グラフェン膜３０付きの基板１０を準備する。これは、実施例１の図１（ａ）と同じであるため説明を省略する。

図１０（ｂ）および図１２（ａ）のように、容器７０に入ったエッチング液７４にグラフェン膜３０付きの基板１０を浸す。これにより、金属膜２０がエッチング液７４に溶け、基板１０とグラフェン膜３０が分離する。基板１０はエッチング液７４の下に沈み、グラフェン膜３０はエッチング液７４の表面に浮く。このときに、グラフェン膜３０の上面に保持膜が形成されていないため、グラフェン膜３０は散開して複数に分かれることがある。

図１０（ｃ）および図１２（ｂ）のように、グラフェン膜３０を希塩酸および純水で洗浄し、最終的に、容器７２に入れられた純水７６の表面にグラフェン膜３０が浮いた状態とする。この洗浄工程においても、グラフェン膜３０は散開して更に多くに分かれる。

図１０（ｄ）のように、枠状の囲い部５０が形成された転写基板６０を予め準備する。例えば、囲い部５０は、平面視して、矩形状の外形を有し、内側には矩形状の開口５２を有する（図１２（ｃ）も参照）。囲い部５０内には、スポイト等を用いて純水５４を予め入れておいてもよい。また、転写基板６０を親水性にするため、転写基板６０に対して事前に酸素プラズマアッシャー処理を行ってもよい。囲い部５０は、例えば粘着剤を有するテープである。囲い部５０は、粘着剤により転写基板６０の上面に貼り付けられている。テープは、後述する乾燥処理に耐え得るような、ポリイミドテープ等の耐熱テープである場合が好ましい。

なお、囲い部５０は、平面視して、五角形以上の多角形の外形、または、円形や楕円形等の輪郭が丸みを帯びた線で形成される外形を有する等、その他の外形形状をしていてもよい。開口５２は、平面視して、五角形以上の多角形形状を有していてもよいし、円形や楕円形等の輪郭が丸みを帯びた線で形成される形状を有していてもよいし、その他の形状を有していてもよい。

図１１（ａ）および図１２（ｃ）のように、純水７６の表面に浮いているグラフェン膜３０を、転写基板６０の囲い部５０内に移す。例えば、純水７６の表面に浮いているグラフェン膜３０をピンセットで摘まんで転写基板６０の囲い部５０内に移す。

図１１（ｂ）のように、転写基板６０を加熱機器７８上に載置し、囲い部５０内の水分を蒸発させて、グラフェン膜３０を乾燥させる。

図１１（ｃ）および図１２（ｄ）のように、グラフェン膜３０を乾燥させた後、囲い部５０を転写基板６０から除去する。囲い部５０内の水分は蒸発しているため、囲い部５０を除去しても、グラフェン膜３０が動くことは抑制される。

図１１（ｄ）のように、転写基板６０を加熱機器７８上に再度載置し、図１１（ｂ）で説明したグラフェン膜３０の乾燥のときよりも高い温度で加熱する。これにより、転写基板６０とグラフェン膜３０の密着性が向上する。

実施例２によれば、図１０（ｂ）のように、グラフェン膜３０が形成された金属膜２０をエッチング液７４に溶かす。図１０（ｃ）のように、金属膜２０を溶かした後、グラフェン膜３０を純水（液体）７６の表面に浮かせる。図１１（ａ）のように、純水７６の表面に浮いたグラフェン膜３０を、枠状の囲い部５０が形成された転写基板６０の囲い部５０内に移す。図１１（ｃ）のように、囲い部５０内にグラフェン膜３０を移した後、囲い部５０を転写基板６０から除去する。これにより、グラフェン膜３０の上面にポリマー膜を形成しなくても、転写基板６０の所望の位置にグラフェン膜３０を転写することができる。グラフェン膜３０の上面にポリマー膜を形成していないため、グラフェン膜３０にポリマー膜の残渣が残ることがなく、グラフェン膜３０の特性の低下が抑制される。

また、実施例２では、図１１（ｂ）のように、転写基板６０の囲い部５０内にグラフェン膜３０を移した後、グラフェン膜３０を加熱して乾燥させる。その後に、図１１（ｃ）のように、転写基板６０から囲い部５０を除去する。これにより、囲い部５０を除去しても、グラフェン膜３０が動くことを抑制できる。

また、実施例２では、図１０（ｄ）のように、グラフェン膜３０を転写基板６０の囲い部５０内に移す前に、囲い部５０内に純水（液体）５４を注入しておく。これにより、グラフェン膜３０を囲い部５０内で動かくことが容易となり、グラフェン膜３０を所望の位置に合わせることができる。このことから、囲い部５０内に注入しておく純水５４の量は、グラフェン膜３０を移動させることを可能としつつ、グラフェン膜３０が勝手に動くことが抑制される程度の量であることが好ましい。

また、実施例２では、囲い部５０は、粘着剤を有するテープであり、粘着剤によって転写基板６０に貼り付けられている。これにより、囲い部５０の除去は、囲い部５０を転写基板６０から剥がすことでできるため、囲い部５０内のグラフェン膜３０への影響を抑えて、囲い部５０を除去することができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）金属膜上に形成されたグラフェン膜の上面に枠状の保持膜を形成する工程と、前記保持膜を形成した後、前記金属膜をエッチング液に溶かす工程と、前記金属膜を溶かした後、前記グラフェン膜を転写基板上に移す工程と、前記グラフェン膜を前記転写基板上に移した後、前記保持膜を除去する工程と、を備えるグラフェンの製造方法。
（付記２）前記保持膜は、平面視して、輪郭が丸みを帯びた線で形成される開口を有する、付記１に記載のグラフェンの製造方法。
（付記３）前記保持膜は、平面視して、矩形状の外形を有し、内側に前記開口を有する、付記２に記載のグラフェンの製造方法。
（付記４）前記グラフェン膜を前記転写基板上に移した後、前記転写基板上の前記グラフェン膜を加熱して乾燥させる工程を備える、付記１から３のいずれか一項に記載のグラフェンの製造方法。
（付記５）前記保持膜の除去は、前記グラフェン膜を乾燥させた後に行われる、付記４に記載のグラフェンの製造方法。
（付記６）前記グラフェン膜を乾燥させることで、前記グラフェン膜のうち前記保持膜の開口から露出して前記保持膜が形成されていない部分は熱収縮により前記保持膜から離れる、付記４または５に記載のグラフェンの製造方法。
（付記７）前記グラフェン膜の乾燥は、加熱機器上に載置された石英治具に斜めに立てかけて行う、付記４から６のいずれか一項に記載のグラフェンの製造方法。
（付記８）前記保持膜の形成は、粘着剤を有するテープである前記保持膜を前記グラフェン膜の上面に貼り付けることで行われ、前記保持膜の除去は、前記保持膜を前記グラフェン膜から剥がすことで行われる、付記１から７のいずれか一項に記載のグラフェンの製造方法。
（付記９）グラフェン膜が形成された金属膜をエッチング液に溶かす工程と、前記金属膜を溶かした後、前記グラフェン膜を液体表面に浮かせる工程と、前記液体表面に浮いた前記グラフェン膜を、枠状の囲い部が形成された転写基板の前記囲い部内に移す工程と、前記転写基板の前記囲い部内に前記グラフェン膜を移した後、前記囲い部を前記転写基板から除去する工程と、を備えるグラフェンの製造方法。
（付記１０）前記転写基板の前記囲い部内に前記グラフェン膜を移した後、前記グラフェン膜を加熱して乾燥させる工程を備え、前記囲い部の除去は、前記グラフェン膜を乾燥させた後に行われる、付記９に記載のグラフェンの製造方法。
（付記１１）前記グラフェン膜を前記転写基板の前記囲い部内に移す前に、前記転写基板の前記囲い部内に液体を注入する工程を備える、付記９または１０に記載のグラフェンの製造方法。
（付記１２）前記囲い部は、粘着剤を有するテープであり、前記粘着剤によって前記転写基板に張り付けられている、付記９から１１のいずれか一項に記載のグラフェンの製造方法。

１０ 基板
２０ 金属膜
３０、３０ａ、３０ｂ グラフェン膜
４０ 保持膜
４２ 開口
５０ 囲い部
５２ 開口
５４ 純水
６０ 転写基板
７０、７２ 容器
７４ エッチング液
７６ 純水
７８ 加熱機器
８０ 酸化膜付きシリコン基板
８２ ゲート電極
８４ ソース電極
８６ ドレイン電極
８８ 石英治具
９０ ポリマー膜
９２ 容器
９４ 溶液

Claims (10)

1. 金属膜上に形成されたグラフェン膜の上面に枠状の保持膜を形成する工程と、
   前記保持膜を形成した後、前記金属膜をエッチング液に溶かす工程と、
   前記金属膜を溶かした後、前記グラフェン膜を転写基板上に移す工程と、
   前記グラフェン膜を前記転写基板上に移した後、前記保持膜を除去する工程と、を備えるグラフェンの製造方法。
2. 前記保持膜は、平面視して、輪郭が丸みを帯びた線で形成される開口を有する、請求項１に記載のグラフェンの製造方法。
3. 前記保持膜は、平面視して、矩形状の外形を有し、内側に前記開口を有する、請求項２に記載のグラフェンの製造方法。
4. 前記グラフェン膜を前記転写基板上に移した後、前記転写基板上の前記グラフェン膜を加熱して乾燥させる工程を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のグラフェンの製造方法。
5. 前記保持膜の除去は、前記グラフェン膜を乾燥させた後に行われる、請求項４に記載のグラフェンの製造方法。
6. 前記グラフェン膜を乾燥させることで、前記グラフェン膜のうち前記保持膜の開口から露出して前記保持膜が形成されていない部分は熱収縮により前記保持膜から離れる、請求項４または５に記載のグラフェンの製造方法。
7. 前記保持膜の形成は、粘着剤を有するテープである前記保持膜を前記グラフェン膜の上面に貼り付けることで行われ、
   前記保持膜の除去は、前記保持膜を前記グラフェン膜から剥がすことで行われる、請求項１から６のいずれか一項に記載のグラフェンの製造方法。
8. グラフェン膜が形成された金属膜をエッチング液に溶かす工程と、
   前記金属膜を溶かした後、前記グラフェン膜を液体表面に浮かせる工程と、
   前記液体表面に浮いた前記グラフェン膜を、枠状の囲い部が形成された転写基板の前記囲い部内に移す工程と、
   前記転写基板の前記囲い部内に前記グラフェン膜を移した後、前記囲い部を前記転写基板から除去する工程と、を備えるグラフェンの製造方法。
9. 前記転写基板の前記囲い部内に前記グラフェン膜を移した後、前記グラフェン膜を加熱して乾燥させる工程を備え、
   前記囲い部の除去は、前記グラフェン膜を乾燥させた後に行われる、請求項８に記載のグラフェンの製造方法。
10. 前記グラフェン膜を前記転写基板の前記囲い部内に移す前に、前記転写基板の前記囲い部内に液体を注入する工程を備える、請求項８または９に記載のグラフェンの製造方法。

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