TW202103917A - 奈米纖維薄膜及保護性奈米纖維離型襯裡 - Google Patents

Abstract

本發明描述一種多層型碳奈米纖維結構體(例如包含多重堆疊膜及/或片之多層型結構體)，其為多壁型碳奈米管及單壁型及/或少壁型碳奈米管之一或多者的複合材料。在一些情況下，該複合材料是一或多個經過濾的奈米纖維膜和一或多個經拉伸的奈米纖維片的堆疊體。經拉伸之奈米纖維片的元件能被部分地緻密化，且可藉由短暫暴露(1秒、2秒、3秒)於溶劑蒸氣而與經過濾之膜結合。薄膜的主要表面能藉由可移除之奈米纖維「離型襯裡」保護而免受汙染。

Description

奈米纖維薄膜及保護性奈米纖維離型襯裡

本揭示內容大致是關於碳奈米纖維。尤其，本揭示內容係關於奈米纖維薄膜及其保護性奈米纖維離型襯裡。 [相關申請案]

本申請案根據35 USC § 119(e)主張在2019年5月31日提出之標題為「奈米纖維薄膜及保護性奈米纖維離型襯裡」(NANOFIBER PELLICLES AND PROTECTIVE NANOFIBER RELEASE LINERS)的美國臨時申請案第62/855,515號的優先權，該申請案整體藉由引用被併於此文中。

已知奈米纖維具有不尋常之機械性質、光學性質、和電子性質。然而，因為奈米纖維之奈米等級的尺寸，將奈米纖維的組態整合於商品中之設計是具挑戰性的。PCT公開案WO 2007/015710是發展奈米纖維之商業上有用具體例的先進實例。此公開案述將奈米纖維「叢(forest)」轉化成奈米纖維片及/或紗。然後，該奈米纖維片和紗可以被應用於多種不同的情境。

實例1是一種裝置，其包含：包含第一複數奈米纖維之第一層，該第一層包含第一主要表面和與該第一主要表面相反之第二主要表面；以及包含第二複數奈米纖維之第二層，該第二層包含第三主要表面，其中該第三主要表面與該第一主要表面係可釋離地接觸。

實例2包括實例1之標的，其中：該第一層包含經過濾之奈米纖維膜，且該第一複數奈米纖維包含在該第一層之平面內隨機定向的奈米纖維；且該第二層包含經拉伸之奈米纖維片，且該第二複數奈米纖維包含在該第二層之平面中端對端對準的奈米纖維。

實例3包括實例1或2之標的，其中該經拉伸之奈米纖維片包含初拉伸(as-drawn)之奈米纖維片。

實例4包括實例1或2中任一者之標的，其中該經拉伸之奈米纖維片包含部分緻密化的奈米纖維片。

實例5包括實例1或2中任一者之標的，其中該經拉伸之奈米纖維片包含緻密化的奈米纖維片。

實例6包括前述實例中任一者之標的，其中該第一層包含多重奈米纖維層之堆疊體。

實例7包括前述實例中任一者之標的，其中該多重奈米纖維層之堆疊體包含至少一或多個奈米纖維膜，該奈米纖維膜包含在該一或多個奈米纖維膜之平面中隨機定向的奈米纖維。

實例8包括前述實例中任一者之標的，其中該多重奈米纖維層之堆疊體進一步包含一或多個奈米纖維膜，該奈米纖維膜包含在該一或多個奈米纖維膜之平面中端對端對準的奈米纖維。

實例9包括前述實例中任一者之標的，其中該多重奈米纖維層之堆疊體在層之間不具有界面。

實例10包括前述實例中任一者之標的，其進一步包含對550 nm波長之輻射具有大於73%的透射率。

實例11包括實例1或2中任一者之標的，其中該第一層包含與單壁型和少壁型碳奈米管交互混合並隨機定向的多壁型碳奈米纖維。

實例12包括實例1之標的，其中該第一層和該第二層經結合以形成碳奈米管薄膜，且經配置以對波長在10 nm至124 nm之間的輻射具有透明度。

實例13包括實例6至8中任一者之標的，其中多壁型碳奈米管之拉伸片在該裝置之頂部或底部形成一或二個暴露之主要表面。

實例14包括實例2之標的，其中該經過濾之奈米纖維膜之一或多個經暴露表面係經一或多個可移除之奈米纖維離型襯裡所保護。

實例15包括實例2之標的，其中該經拉伸之奈米纖維片之一或多個經暴露表面係經一或多個可移除之奈米纖維之過濾膜的離型襯裡所保護。

實例16包括實例1之標的，其中該第一複數奈米纖維與該第二複數奈米纖維約略端對端對準。

實例17是一種形成碳奈米管薄膜的方法，其包含：將第一層之奈米纖維拉伸成第一片；將第二層之奈米纖維拉伸成第二片；將該第一層和該第二層之至少一者部分緻密化；將過濾膜形成在框架上；將該第一層和該第二層形成在該框架上；以及藉由暴露於溶劑蒸氣，將該第一層和該第二層與該過濾膜連結。

實例18包括實例17之標的，其中該暴露於溶劑蒸氣係進行3秒或更短。

實例19包括實例17之標的，且進一步包含，在藉由暴露於該溶劑蒸氣以將該第一層和該第二層與過濾膜連結的步驟之前，添加表面活性劑至該溶劑蒸氣的步驟。

實例20包括實例17之標的，且進一步包含將奈米纖維黏合層加在該框架與該等奈米纖維層之間的步驟。

概論

碳奈米纖維結構體通常是由多壁型碳奈米管(MWCNT)、少壁型碳奈米管(FWCNT)、或單壁型碳奈米管(SWCNT)之一者所形成，但通常非彼等之組合。在一些情況下，這是因為迄今很多發展努力已聚焦於形成純形(例如大於90%)之一種類型的碳奈米管，以致該類型之奈米纖維的性質能被了解且被最佳化。再者，用以形成純形之多壁型碳奈米管(例如具有4至20個同心壁及4 nm至100 nm之直徑的碳奈米管)、少壁型碳奈米管(例如具有2或3個同心壁及2 nm至6 nm之直徑的碳奈米管)、和單壁型碳奈米管(例如1個壁及0.2 nm至4 nm之管直徑)的方法能互不相同。例如，雖然多壁型碳奈米管能使用化學蒸氣沉積製程且利用在基材上之相對厚的觸媒層(例如10 nm至數微米厚)來製造，但是少壁型和單壁型碳奈米纖維通常使用雷射剝蝕、碳弧製程、或化學蒸氣沉積(使用例如乙炔、乙烷作為前驅物)且利用在整個該基材上之薄(例如0.2 nm至10 nm厚)且可為不連續的觸媒層來形成。雷射剝蝕通常製造出比藉由化學蒸氣沉積所製造者更短的碳奈米管且可製造具有更少結晶缺陷的奈米管。至少由於此理由，通常，用以製造一種類型之奈米纖維的製程不製造出可測量之量的其他類型的奈米纖維。

此三個不同類型之碳奈米管分別具有不同性質。在一實例中，少壁型碳奈米管和單壁型碳奈米管能更便利地分散在溶劑中(例如大部分奈米管被個別地懸浮且不被吸附在其他奈米管上)，以供後續形成為隨機定向之碳奈米管片。此種將個別奈米管均勻地分散在溶劑中的能力轉而能製造藉由從該懸浮之奈米纖維移除該溶劑所形成之尺寸均勻的奈米管膜。奈米纖維片的此種組態有時被稱為「過濾膜」。此物理上的均勻性(其藉由上下堆疊多重的過濾膜而進一步改良)也能改良整個該膜之性質(例如對輻射之透明度)的均勻性。

在奈米纖維之間的凡得瓦爾引力的強度在單/少壁型奈米纖維與多壁型奈米纖維之間也是不同的。通常，單/少壁型奈米纖維之彼此之間的凡得瓦爾引力比由多壁型奈米纖維所觀察者更大。此種在單/少壁型奈米纖維之間提高之引力能改良少/單壁型碳奈米纖維彼此之間的黏附能力，以形成內聚奈米纖維結構體，諸如過濾膜。由單壁型碳奈米管以及少壁型碳奈米管所形成之片或膜比由多壁型碳奈米管所形成之片或膜可以在更小的尺寸下，順適下方表面之形貌。在一些實例中，由單壁型碳奈米管及/或少壁型碳奈米管所形成之片或膜可在小至10 nm(其比多壁型碳奈米管之基材可順適的特徵尺寸小至少50%)之尺寸下，順適下方基材之形貌，因為多壁型碳奈米管有較大直徑。在一些情況下，該多壁型碳奈米管比單/少壁型奈米管更可能黏聚在一起且因而生成結構不均勻之膜，較不可能與順適及/或黏附至下方表面。

過濾膜(尤其是以單壁型及/或少壁型碳奈米管製造者)通常也對一些波長之輻射有較大透明度。在一些實例中，入射輻射之透射率能高至90%或95%。在一些情況下，此透射率明顯高於在多壁型碳奈米管之拉伸片(諸如下述之由碳奈米管叢所拉伸者)中所觀察者。雖然不希望侷限於理論，但相信：在拉伸片中的奈米管之對準定向增加輻射相對於過濾膜的散射。在某種程度上，具有隨機定向之奈米管的過濾膜之較大透明度在多種應用中已激起對由經過濾之碳奈米管膜形成透明過濾器和薄膜的興趣。

雖然單壁型碳奈米管和少壁型碳奈米管具有上述的優點，多壁型碳奈米管亦具有優點，這些優點不一定在程度上相同於由單或少壁型奈米管所形成之奈米管結構體。例如，由多壁型碳奈米管所形成之結構體通常被觀察到具有比單/少壁型碳奈米管所形成者更大之發射率。雖然不希望侷限於理論，相信：多壁型碳奈米管之更大壁數和更大直徑是發射率提高的因素。例如，多壁型碳奈米管結構體(例如奈米管叢、奈米管片)具有比由少/單壁型奈米管所形成之奈米管結構體大之熱發射率。在一比較例中，包含多壁型碳奈米管之奈米纖維結構體之發射率是在0.275 (+/-15%)的級別上，但包含單壁型碳奈米管之奈米纖維結構體能具有0.05 (+/-15%)的明顯更低的發射率。高發射率在製程中能引起奈米纖維結構體內之加熱的技術應用中是特別有利的，但該奈米纖維結構體之傳導式或對流式冷卻的機制是受限的或在技術上是不可得的。

例如，對某些波長之輻射(例如在10 nm至124 nm範圍中之極紫外線或「EUV」)具有透明度之奈米纖維結構體有潛力作為在EUV微影裝置中的過濾器(也被稱為「薄膜」)。該薄膜能充作粒子過濾器，其防止外來粒子落在待圖案化之材料表面上及/或落在待用以圖案化光學活性表面之微影罩的表面上。此降低微影所導入之瑕疵的比率，因此改良該圖案化之裝置的製造產率。

雖在該EUV輻射波長範圍中有高透明度，採用奈米纖維EUV薄膜仍具有挑戰性。例如，在微影圖案化期間，由於吸收EUV能量，為了防止奈米纖維薄膜的過熱，冷卻該薄膜可能是重要的。在該薄膜中的高溫會降低奈米纖維結構體之整體性。然而，假使EUV微影是在真空下進行且該薄膜大抵被懸吊(在周邊被貼合至框架的情況下)，在此環境下，該奈米纖維結構體之對流式及/或傳導式冷卻的機會是低的。因這理由，熱發射是奈米纖維薄片之主要的冷卻機制。

多壁型碳奈米管結構體通常具有較高發射率，這可應付EUV薄膜的冷卻問題。當在拉伸片中被對準時，多壁型碳奈米管也比在過濾膜中隨機定向之單/少壁型碳奈米纖維更不透射。更透明的(但較不發射的)少壁型/單壁型奈米纖維在機械上常是太纖細的，以致不能以薄膜形式被使用。在一些情況下，因為其相對短的長度(例如少於100 μm)，由少壁型/單壁型奈米纖維所製成之膜和片是易碎的且在受到EUV微影機所通用之壓力循環(例如+/-1大氣壓至2大氣壓之壓力(由大氣壓之壓力至真空)的改變)時會碎裂。

使奈米纖維薄膜之用途更複雜的是：彼等在形體上是纖細的。若奈米纖維薄膜表面遭受能透過EUV微影而非故意地被印刷在光活化表面上的粒子所汙染，則該薄膜同樣是無用的，因為彼通常不能在無損害的情況下被清潔。

因此，根據本揭示內容之一些實例，描述多層碳奈米纖維結構體(例如包含多重堆疊膜及/或片之多層結構體)，其為多壁型碳奈米管和單壁型及/或少壁型碳奈米管之一或多者的複合材料。在一些情況下，該複合材料是一或多個經過濾之奈米纖維膜和一或多個經拉伸之奈米纖維片的堆疊體。在一些情況下，能將該經拉伸之奈米纖維片元件部分地緻密化且藉由短暫暴露(1秒、2秒、3秒)於溶劑蒸氣而與過濾膜連結。該薄膜之主要表面可經由可移除之奈米纖維「離型襯裡」保護而免受汙染。在實例EUV微影薄膜的描述之前，以下是奈米纖維叢之描述。 奈米纖維叢

在此所用的，「奈米纖維」一詞意指直徑小於1 μm之纖維。雖然在此之具體例初步被描述為由碳奈米管所製造的，將會理解：其他的碳同素異形體，不管是石墨烯、微米或奈米等級之石墨纖維及/或片，以及甚或是奈米等級纖維之其他組成物諸如氮化硼，可使用下述技術緻密化。在此使用的「奈米纖維」及「碳奈米管」二詞涵蓋單壁型碳奈米管及/或多壁型碳奈米管二者，其中碳原子連接在一起形成圓柱狀結構體。在一些具體例中，在此所引用之碳奈米管具有在4與10個之間的壁。在此使用的，「奈米纖維片」或簡稱「片」是指透過拉伸製程所對準之奈米纖維片(如在PCT公開案WO 2007/015710中描述的，且其整體藉由引用併於此)，以致該片之奈米纖維的長軸平行於該片之主要表面，而非垂直於該片之主要表面(亦即初沉積(as-deposited)形式之片，常稱為「叢」(forest))。此將分別在圖3和4中說明且顯示。

碳奈米管之尺寸能依據所用之製造方法大幅地變化。例如，碳奈米管之直徑可以是0.4 nm至100 nm，且其長度範圍可以是10 μm至大於55.5 cm。碳奈米管也能具有極高之縱橫比(長對寬之比)，在一些情況可高達132,000,000:1或更高。假設有廣範圍之尺寸可能性，碳奈米管之性質是高度可調節的，或「可調諧的」。雖然碳奈米管之很多吸引人的性質已經確認，在實際應用中操控碳奈米管之性質需要可使碳奈米管之特徵能被維持或加強之可縮放且可控制的製造方法。

由於其獨特結構，碳奈米管擁有特別之機械的、電的、化學的、熱學的和光學的性質而使其極適合某些應用。尤其，碳奈米管展現優越導電性、高機械強度、良好熱穩定性且也是疏水的。除了這些性質之外，碳奈米管也可展現有用的光學性質。例如，可將碳奈米管用於發光二極體(LED)及光學偵測器以發射或偵測窄選波長的光。碳奈米管也可證實是有用於光子輸送及/或聲子輸送。

依據本揭示內容之多種具體例，能將奈米纖維(包括但不限於碳奈米管)設置成多種組態，包括在此被稱為「叢」之組態。在此使用的，奈米纖維或碳奈米管之「叢」是指實質互相平行設置在基底上之具有大約等效的尺寸之奈米纖維陣列。圖1顯示在基底上之實例奈米纖維叢。該基底可以是任何形狀，但在一些具體例中，該基底具有平坦表面，該叢在該表面上組合。在圖1中可見的，在該叢中之奈米纖維在高度及/或直徑方面可以大約相等。

在此所揭示之奈米纖維叢可以是相當緻密的。尤其，所揭示之奈米纖維叢可具有至少10億奈米纖維/cm² 。在一些特定具體例中，在此所述之奈米纖維叢之密度可以在100億奈米纖維/cm² 與300億奈米纖維/cm² 之間。在其他實例中，在此所述之奈米纖維叢之密度可以在900億奈米纖維/cm² 之範圍中。該叢可包括高密度區或低密度區且特定區可以沒有奈米纖維。在叢內之奈米纖維也可展現纖維間之連接性。例如，在奈米纖維叢內之鄰近的奈米纖維可藉由凡得瓦爾力互相吸引。無論如何，在叢內之奈米纖維的密度能藉由施加本文所述之技術而被提高。

製造奈米纖維叢之方法係在例如PCT No. WO2007/015710中描述，其係藉由引用被整體併於此。

可以使用不同方法以製造奈米纖維前驅物之叢。例如，在一些具體例中，奈米纖維可在圖2中描繪之高溫爐中成長。在一些具體例中，可將觸媒沉積在基底上，放置在反應器中，然後可曝於經提供至該反應器之燃料化合物。基底可耐受高於800℃或甚至1000℃之溫度，且可以是惰性材料。該基底可包含設置在下方矽(Si)晶圓上的不鏽鋼或鋁，雖然可以使用其他陶瓷基底(例如氧化鋁、氧化鋯、SiO₂ 、玻璃陶瓷)以代替該Si晶圓。在該前驅物之叢的奈米纖維是碳奈米管的實例中，可以使用碳系化合物諸如乙炔作為燃料化合物。在導引至該反應器之後，該燃料化合物可開始累積在該觸媒上且可藉由從該基底向上成長而組合以形成奈米纖維叢。該反應器也可包括氣體入口(由此燃料化合物和載劑氣體可被供應至該反應器)以及氣體出口(由此用過的燃料化合物及載劑氣體可由該反應器釋出)。載劑氣體之實例包括氫、氬、及氦。也可將這些氣體(尤其是氫)導至該反應器以促進該奈米纖維叢成長。另外，可將待併於該奈米纖維中之摻雜劑添加至該氣流。

在用以製造多層奈米纖維叢之製程中，使一個奈米纖維叢形成在基底上，接著是與該第一奈米纖維叢接觸之第二奈米纖維叢之成長。多層奈米纖維叢能藉由很多適合方法形成，諸如形成第一奈米纖維叢在該基底上，沉積觸媒在該第一奈米纖維叢上且接著將另外的燃料化合物導至該反應器以助長第二奈米纖維叢從定位在該第一奈米纖維叢上之觸媒成長。依據所應用之成長的方法理論、觸媒類型、及該觸媒之位置，該第二奈米纖維層可成長在該第一奈米纖維層的頂部，或在再生該觸媒(例如利用氫氣)之後，直接在該基底上成長，因此在該第一奈米纖維層下方成長。無論如何，該第二奈米纖維叢能與該第一奈米纖維叢之奈米纖維約端對端對準，雖然在該第一叢與第二叢之間有容易偵測之介面。多層奈米纖維叢可包括任何數目之叢。例如，多層前驅物叢可包括二、三、四、五或更多叢。 奈米纖維片

除了呈叢組態之配置，本申請案之奈米纖維也可以片組態配置。在此所用的，「奈米纖維片」、「奈米管片」或簡稱「片」是指奈米纖維的配置，其中該奈米纖維係在平面中端對端對準。實例奈米纖維片之描繪是在標示維度之圖3中顯示。在一些具體例中，該片之長度及/或寬度比該片厚度大超過100倍。在一些具體例中，長度、寬度或二者比該片的平均厚度大超過10³ 、10⁶ 或10⁹ 倍。奈米纖維片能具有例如在約5 nm與30 μm之間的厚度以及適合所企圖之應用的任何長度和寬度。在一些具體例中，奈米纖維片可具有在1 cm與10公尺之間的長度以及在1 cm與1公尺之間的寬度。提供這些長度以僅供說明。奈米纖維片之長度和寬度受限於製造設備之結構，不受限於奈米管、叢、或奈米纖維片之任一者的物理或化學性質。例如，連續製程能製造任何長度之片。隨著這些片被製造，彼等能被纏繞在滾筒上。

在圖3中能見到的，其中奈米纖維經端對端對準的軸被稱為奈米纖維對準方向。在一些具體例中，奈米纖維之對準方向可持續遍及整個奈米纖維片。奈米纖維無須完美地互相平行，且據了解：奈米纖維之對準方向是該等奈米纖維之對準方向的平均或一般量度。

奈米纖維片可使用任何類型之能製造奈米纖維片的合適製程來組合。在一些實例具體例中，奈米纖維片可由奈米纖維叢拉伸得到。由奈米纖維叢拉伸之奈米纖維片的實例係在圖4中顯示。

在圖4中能見到的，該奈米纖維可由叢側向拉伸，然後端對端對準以形成奈米纖維片。在其中奈米纖維片係由奈米纖維叢拉伸的具體例中，可控制該叢之尺寸以形成具有特別尺寸的奈米纖維片。例如，奈米纖維片之寬度可與拉伸出該片的奈米纖維叢之寬度約相等。另外，當所需長度已經達成時，該片之長度能例如藉由結束該拉伸製程而受控制。

奈米纖維片具有很多能被開發以供多種應用之性質。例如，奈米纖維片可具有可調諧之濁度、高機械強度和可撓性、導熱性及導電性，且也可展現疏水性。假定在片內該奈米纖維有高度對準，奈米纖維片可為極薄。在一些實例中，奈米纖維片是在約10 nm厚之等級(在標準測量容許度內測量)，而使其接近二維。在其他實例中，奈米纖維片之厚度可高至200 nm或300 nm。如此，奈米纖維片可將最小之額外厚度加在組件上。

與奈米纖維叢相同的，在奈米纖維片中之奈米纖維可藉由將化學基團或元素添加至該片之奈米纖維表面而被處理劑官能化，如此提供與單獨的奈米纖維不同之化學活性。奈米纖維片之官能化能對預先官能化之奈米纖維進行或能對未預先官能化之奈米纖維進行。使用在此所述之技術(包括但不限於CVD)、及不同之摻雜技術的任一者能進行官能化。

由奈米纖維叢初拉伸之奈米纖維片也可具有高純度，其中在一些例子中該奈米纖維片之重量百分率中多於90%、多於95%或多於99%是屬於奈米纖維。同樣地，該奈米纖維片可包含重量計多於90%、多於95%、多於99%、或多於99.9%之碳。 奈米纖維薄膜結構體及形成技術

如上述的，在此描述之實例包括由多壁型碳奈米管與單壁型及少壁型碳奈米管之一或多者的組合物所形成之奈米纖維膜。這些能被描述成「複合膜」，由於是在堆疊體之一層內不同奈米纖維類型的組合物或混合物及/或由不同定向之奈米纖維(例如隨機定向之過濾膜、對準之奈米纖維的拉伸片)組成之層。在一些實例中，在一類型之過濾膜層中之相對重量比例是最大80重量(wt)%的多壁型碳奈米管和最小20 wt%的單及/或少壁型奈米管。該多壁型碳奈米管之長度能藉由在上述化學蒸氣沉積反應器中加長或縮短該成長製程得以控制。但在此例中，多壁型碳奈米管長度能具有約300 μm(+/-10%)之中值(median)長度。鑒於以下描述將理解的，能將具有至少250 μm或更長之長度的多壁型碳奈米管包括在過濾膜中，以改良通常是較短(例如0.5 μm至30 μm)之亦包括單壁型及/或少壁型碳奈米管之過濾膜的機械穩定性。包括較長之多壁型奈米管或較短之少/單壁型碳奈米管中任一者的膜通常不像包括多壁型及/或少/單壁型奈米管之混合物的膜耐用。

圖5是在本揭示內容之一實例中的複合奈米管過濾膜500的圖示性說明。如所示的，該複合奈米管過濾膜500包括與多壁型碳奈米管508交互分散之單/少壁型奈米管504。在此實例膜500中，該單/少壁型碳奈米管508對該膜500整體結構，能提供至少二種有益效果。例如，該單/少壁型碳奈米管508能藉由橋接其間之間隙，提高鄰近的多壁型碳奈米管508之間的間接連接數。在短的與長的奈米纖維之間的交互連接能改良對施加至膜之力的轉移和分布且因此改良耐用性。有益效果之第二實例中，該單/少壁型碳奈米管504能減低在相鄰及/或重疊之多壁型碳奈米管508之間的間隙的中值或平均尺寸。再者，當分散在溶劑中，太多較長的多壁型碳奈米管會凝聚。如此導致非均勻膜。較短的奈米管更容易分散在溶劑中，且因此更可能形成每單位體積具有均勻奈米管密度的尺寸均勻膜。

圖6是在本揭示內容之實例中複合奈米纖維薄膜600之一實例的橫截面說明。如可見到的，該複合奈米纖維薄膜600不僅鑒於在個別層內之多重不同類型之奈米纖維，係為複合物，但也為具有多層之複合物，該多層中每一者包括不同比率之不同類型的奈米纖維。如在以下表1中呈現的，將理解：調整在多層結構體中每一層個別的組成且進一步調整層數和層順序能影響本揭示內容之具體例的發射率和機械耐用性。

在圖6中顯示之複合奈米纖維薄膜600包括在第三層608之相反面上的第一和第二層604A、604B。第一和第二層604A、604B之組成物包含大部分(例如50 wt%至80 wt%)之多壁型碳奈米管(亦即具有4至20壁之奈米管)。該第三層608之組成是具有大部分(例如大於50重量百分比)之少壁型(例如具有2至3壁之奈米管)及/或單壁型碳奈米管者。

該複合奈米纖維薄膜600能以多種方式之任一者所形成。例如，具有所欲比例之多壁型碳奈米管和少/單壁型碳奈米管的乾燥混合物能被混合且然後懸浮在溶劑中。在其他實例中，製備具有已知濃度之多壁型碳奈米管和少壁型碳奈米管和單壁型奈米管之一或多者的不同懸浮液。該等懸浮液然後按比例混合以在最後之過濾膜中達到該多壁型、少/單壁型奈米管的所欲相對重量。

當製備該一或多個懸浮液時，乾的碳奈米管能與該溶劑混合以將該奈米管均勻分布在該溶劑中而呈懸浮液。混合能包括機械混合(例如使用磁性攪拌棒和攪拌器)、超音波攪動(例如使用浸液式超音波探頭)或其他裝置。在一些實例中，該溶劑能為水、異丙醇(IPA)、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、二甲基硫醚(DMS)、及其組合。在一些實例中，也可包括表面活性劑以輔助碳奈米纖維均勻分散在該溶劑中。實例表面活性劑包括但不限於膽酸鈉、硫酸十二烷酯鈉(SDS)、以及苯磺酸十二烷酯鈉(SDBS)。在該溶劑中表面活性劑之重量百分率可以是在0.1重量%與10重量%之間的任何點。在一具體例中，50 wt%多壁型碳奈米管及50 wt%少/單壁型碳奈米管之混合物能被製備且懸浮在水和SDS表面活性劑中。

然後能將該溶液導至結構體中，該結構體移除該溶劑且使隨機定向之奈米纖維膜形成在基底上。此製程之實例包括但不限於真空過濾至濾紙之基底上。因為奈米管之此複合之「過濾膜」是疏水性的，該過濾膜能藉由將該基底和膜浸至水中而從該濾紙(或其他基底)分離出，因此使該複合膜浮在水面上。然後能使用框架以將該膜從該水面吊起，因此使該過濾膜沉積在該框架上。若需要，該水(或其他溶劑)之表面張力能藉由添加表面活性劑或其他溶劑得以改良。然後能將該複合膜乾燥(例如使用低濕度環境、熱、真空)。能重複此製程以形成多壁型、少壁型、及/或單壁型奈米管之隨意且不同組成的混合物的不同膜。

能將此實例製程重複多次以製造碳奈米管之多重膜。在一些實例中，將個別的膜(在每一膜中具有相同或不同比例之多壁型及少/單壁型碳奈米管)彼此上下堆疊以形成多層複合膜。堆疊二或更多膜能製造具有更均勻性質之更均勻堆疊體。例如，若在該堆疊體中之膜有局部瑕疵(例如孔或破洞)，在該堆疊體中相鄰的膜能提供形體連續性及性質均勻性，不然在該瑕疵位置上沒有形體連續性及性質均勻性。在一些具體例中，堆疊體在任何處皆能包括2至10個個別膜，在該堆疊體中，彼等分別能具有彼此相同或不同之組成(亦即，多壁型對單/少壁型碳奈米管之不同的相對比例)。

在一些實例中，能將堆疊膜暴露於包括水、IPA、NMP、二甲基甲醯胺(DMF)、甲苯、或其組合的緻密化溶劑。暴露於緻密化溶劑能使堆疊體中之膜互相黏附。在一些情況下，不僅在該堆疊體中之膜互相黏附，彼等還合併以致彼此變得不可區分，即使是在使用顯微技術以檢視該堆疊體之橫截面的情況。換言之，該緻密化的堆疊體在層之間不具有可見的或顯微可偵測之介面。

在圖6中顯示的，第一和第二層604A、604B是在該薄膜600之該經暴露表面上。如上述，該第一和第二層604A、604B之大部分(在50 wt%與80 wt%之間)是由多壁型碳奈米管組成。也如上述，由多壁型碳奈米管所形成之膜具有比由少/單壁型奈米管所形成者更高之熱發射率。所配置之該經暴露的第一和第二層604A、604B，當用在包括EUV及/或真空之環境下，能改良該薄膜600之可靠性。藉由比主要由少/單壁型奈米管所組成之薄膜更有效率地放出(由入射輻射在該薄膜中所形成的)熱能，該薄膜600更佳地耐受在EUV微影裝置中的操作環境。此組態進一步降低由該薄膜600所放出及/或導離之熱輻射的再吸收。

圖7說明由經過濾之碳奈米管膜之堆疊體所形成之複合奈米纖維薄膜700之替代具體例。與該薄膜600類似的，該薄膜700包括主要由多壁型碳奈米管所形成之第一和第二層704A、704B。第三和第四層708A、708B主要由單/少壁型奈米管所形成。

圖8說明包括薄膜框架804之組合件800，在該薄膜框架804之上設置實例碳奈米管薄膜(在所示之實例中為薄膜700)。將理解：在本揭示內容之範圍內之任何薄膜能被放置在框架804上。在圖8中描述的薄膜700僅為一實例具體例。在一些實例中，能由聚合物諸如聚乙烯、聚碳酸酯、複合材料諸如碳纖維環氧複合物、及金屬諸如鋁和不鏽鋼製造該框架804。在一些實例中，該框架804的尺寸和配置係經設定以配合於EUV微影機內部，以致能將微影界定之特徵曝於下方之光活化表面上。在一些實例中，將該框架804的尺寸且配置係經設定以供方便從薄膜製造位址輸送至EUV微影位置。在此實例中，該框架804主要被配置以保持在此所述之獨立式(freestanding)碳奈米管，且方便地釋離該獨立式薄膜以供後續放置在經配置以供插置於該EUV微影機中的不同框架上。在一些實例中，在製造EUV微影機之組件時，具有不同的輸送和微影框架使能依據較容易符合的設計要求且使用比通常使用的更便宜的材料來製造輸送框架。再者，特別針對EUV微影機所配置之框架(可能更昂貴)可以保持僅在該微影製造位置(例如清潔室)，降低磨損率、破裂率、及/或污染率。

圖9說明替代具體例組合件900，其包括前述元件、及設置在該框架804與奈米纖維薄膜700之間的黏合層904。即使在該薄膜700中之碳奈米管將黏附至該框架804 (不管是由聚合物或金屬或複合材料製成)，通常碳奈米管與其他碳奈米管之黏合是最強的。在具有較小直徑之碳奈米管(亦即單壁型及/或少壁型碳奈米管)的情況特別是如此。為結合框架804之利益與奈米纖維對奈米纖維的黏合性強的利益，在放置該薄膜700於該框架上之前，碳奈米管之黏合層904能直接放置在該框架804上。

該黏合層904能藉由首先製備碳奈米管之懸浮液且形成上述之「過濾膜」而製備。該過濾膜能被配置以配合該框架804之經暴露區，其最終將與該薄膜700間接接觸。該框架之過濾膜的橫跨(spanning)結構的一部分能被移除，以使得沒有膜橫跨在該框架804內及/或由該框架804所界定之開口(或多個開口)。由未直接重疊該框架804之區移除多餘的膜的技術包括使用雷射、放電機(electrical discharge machine，EDM)、機械技術(以刀片諸如手術刀或矽晶圓之斷裂表面切割)。在一些技術中，能使用諸如薄棒之施用器機械地施加溶劑。例如，能將丙酮、IPA、NMP、DMF、甲苯、或其他溶劑(及其組合)施加至棒，該棒隨後經過該膜以切開所需部分的過濾膜。

藉由將在該框架804上之膜暴露於水、IPA、或其組合的蒸氣(在高於沸點之溫度的蒸氣滴)，能將該過濾膜加工成該黏合層904。暴露於該蒸氣將使該過濾膜緊密黏附至該框架804，因此形成該黏合層904。在一些實例中，能調配該薄膜之底層以包括較大百分比(例如大於50%、大於60%、大於70%)之少壁型及/或單壁型碳奈米管，以進一步改良與該黏合層904直接接觸時的黏合性。

在一些實例中，可將塗層共形(conformally)沉積在該薄膜之經暴露表面。實例塗層包括但不限於一或多層金屬(例如鎢、鐵)、或其他形成碳化物的金屬，尤其是金、銀、硼、釕、氮化矽。塗層可為1 nm至10 nm厚。較厚塗層是可能的，但對一些波長之輻射可降低透明度(決定於塗層之性質及輻射之波長)。因為塗層可降低相向的層之間的凡得瓦爾力，故塗層可使得可移除地黏附該結構體變得更容易。在一些實例中，在不同層已經組合且互相黏附後所施加之塗層通常不會干擾熱從該單/少壁型碳奈米管之過濾膜(例如在該薄膜之經暴露表面之間)傳至形成該薄膜之經暴露表面的多壁型碳奈米管之更熱發射性的拉伸片。在一些實例中，在該奈米纖維片之經暴露表面上之共形層能降低由存在於該微影暴露室中之氫離子所造成之薄膜的變質。

在一些實例(諸如那些在圖10A和10B中描繪者)中，該薄膜之一或多個主要表面可由從奈米纖維叢拉伸之多壁型碳奈米管之奈米纖維片所形成。對應於此組態之一些具體例的實驗結果以樣本編號5至11在表1中顯示。

在圖10A中圖示性顯示的，該組合件1000包括經拉伸的多壁型碳奈米管(MWCNT)片1004A、1004B，在二者之間是包括大部分之少/單壁型碳奈米管(F/ SWCNT)的過濾膜。該片1004A、1004B比該過濾膜1008具有更大之熱發射率，因此增加在真空中之冷卻。該片1004A、1004B也提供該組合件1000之經暴露之主要表面。在圖10B中，包含大部分之F/SWCNT之第二過濾膜1016是在與該層1004A相反之經暴露的主要表面。在一些實例中，該層1004A能提供較高之熱發射率，但該層1016能與薄膜框架有更大的黏合性。 實驗結果

下表複製由很多根據本揭示內容之一些具體例所製備之樣本所測量之結果。所測量之樣本包括「過濾膜」(例如由懸浮在如上述溶液中之奈米纖維所製造的膜)的堆疊體的變化型，其有或沒有一或二個由奈米纖維叢所拉伸之奈米纖維片(如上文中關於圖3、4所述者)。層的個數和類型在從左邊起之第二和第三欄中確認。由左邊起之標示「CNT高度」的第四欄確認：拉伸奈米纖維片所用之奈米纖維叢的高度。因此，此欄確認：形成該拉伸片所用之多壁型碳奈米纖維的長度。標示透射率之欄確認：具有550 nm波長之光透射通過過濾膜及/或拉伸膜之堆疊體的強度百分率。「間隙尺寸」確認在奈米纖維素之間的間隙的平均尺寸。

可經觀察到的，如上述之具有奈米管隨機定向在該膜內及複合本質(亦即多壁型碳奈米管和單壁型及少壁型奈米管之一或多者的混合物)的過濾膜具有較高透射率。在一些實例中，對於具有二層過濾膜之薄膜，透射率可高至89% (相對於550 nm波長之輻射)。包括一或多個具有對準拉伸方向之多壁型碳奈米管的拉伸片，使透射率降至72與79%之間。在一些實例(例如樣本編號5至11)中，該拉伸片之層是在過濾膜之主要表面的一或二面上，如圖10A、10B中描繪的。

在一些實例(諸如那些在圖10A、10B中描繪的)中，該薄膜之一或多個主要表面可由從奈米纖維叢所拉伸之多壁型碳奈米管的奈米纖維片所形成。對應於此組態之一些具體例的實驗結果在表1中以樣本編號5至11顯示。 奈米纖維表面之保護

如上述，該複合奈米纖維堆疊體之應用是作為用於EUV微影的薄膜。在此所述之具體例能幫助防止顆粒接觸待圖案化之光活化表面，或在EUV暴露期間防止非意圖成像在該光活化表面上。然而，此目標可能由於插置於該EUV微影機內之前該奈米纖維薄膜本身之汙染而受挫。若該薄膜本身在輸送期間或從輸送期間所用之包裝移除之期間受粒子汙染，則在該光活化表面上圖案化瑕疵的風險提高。再者，奈米纖維薄膜可能是昂貴的、難以製造的、且形體上纖細的。一旦受汙染，這些昂貴的產品可能變為無用，因為彼等太纖細而不能在不破壞彼等下被清潔。因為此理由，提供可移除層在該薄膜之經暴露表面的一或多者上，能有益於防止粒子配置及/或黏附在薄膜本身之表面上。反而，犧牲層(sacrificial layer)能收集任何汙染物，然後被移除，從而在清潔室內且在即將使用前，才暴露出該薄膜之未受汙染的表面。在某些方面，此保護性的可移除層可能類似於用以防止黏合劑膜之汙染的「離型襯裡」。

然而，使在該薄膜上「離型襯裡」之使用複雜化者是奈米纖維片及膜之高度黏合及機械上纖細的本質。通常，奈米纖維片及膜會黏附至任何與彼等接觸之結構，即使是低表面能量結構(由例如聚四氟乙烯(PTFE)製成)。再者，當與其他結構體在形體上有接觸時，奈米纖維片及膜容易變皺且撕裂。

為完成保護薄膜表面免於汙染的目標，下述具體例包括由一或多個過濾膜構成之薄膜，其中該過濾膜之經暴露的主要表面受可釋離地連接之奈米纖維「離型襯裡」所保護。在此所述之奈米纖維「離型襯裡」能包括在一實例中黏附至經拉伸之多壁型碳奈米纖維片之主要為單壁型及少壁型碳奈米纖維的過濾膜，或逆結構(其中該經拉伸之多壁型碳奈米纖維片形成可移除之結構以保護由過濾膜構成之經暴露之薄膜的主要表面)。這些過濾膜能與經拉伸之多壁型碳奈米管之片的表面貼合，且稍後由該表面移除。在其未緻密化狀態下過濾膜與多壁型拉伸片的配對顯然是對奈米纖維結構體所展現之天然強黏合性的少數例外中之一者。

雖不希望侷限於理論，相信：該經拉伸之多壁型片的形貌促進與其他奈米纖維表面之可移除的連結。關於此點，圖11A、11B、和11C說明多壁型之經拉伸的碳奈米纖維片的三種不同狀態。圖11A圖示性說明經對準之多壁型碳奈米管於奈米纖維片中之初拉伸狀態下的構形。該奈米纖維通常端對端且在該片之平面(與該頁之平面垂直)內對準，但展現非線性之構形及纏結。該片之主要表面具有奈米等級之峰和谷的形貌表面。圖11B說明已經藉由溶劑之提供及且後續移除以部分緻密化的奈米纖維片。圖11C說明已經藉由溶劑之提供且後續移除以緻密化的奈米纖維片。此「緻密化」能使在片中該對準的奈米纖維更拉伸接近在一起，因此在移除該溶劑後，即因減少纖維間之間隔而變更緻密。將會注意到：緻密化程度愈大，則在該平面的片內該奈米纖維更對準且在該拉伸片之經暴露表面有較少的表面形貌。

初拉伸之未緻密化之片的奈米等級的粗糙表面(在圖11A中顯示)能有利地用於製備由奈米纖維之過濾膜所形成之離型襯裡。這在圖12A和12B中說明。圖12A說明組合件1200，其包括經拉伸之多壁型碳奈米纖維片1204和經過濾之奈米纖維膜之離型襯裡1208。如圖示性顯示的，該過濾膜1208具有比該初拉伸之碳奈米纖維片1204更平滑且較少形貌粗糙的表面。當該二片1204、1208互相接觸放置時，該經拉伸的奈米纖維片1204之表面形貌防止該二片1204、1208之相向表面之間的連續接觸。該經拉伸的奈米纖維片1204之表面形貌和粗糙度因此使該過濾膜片1208能在相互接觸後被移除。亦即，初拉伸之未緻密化的多壁型碳奈米纖維片不具有清楚界定的表面，而是表面因該奈米纖維(有時被稱為「毛狀」)表面輪廓而使之擴散。雖不希望侷限於理論，相信此「毛狀」表面結構降低與該過濾膜的接觸程度。在一些情況下中，與該過濾膜之接觸是在該初拉伸之未緻密化的多壁型奈米纖維片的經暴露表面的長絲纖維處。在此組態中，凡得瓦爾力並不夠強到能持久地與該膜黏附在一起。這不像大部分之其他材料及/或結構，其通常與該初拉伸之奈米纖維片1204及/或該過濾膜1208不可逆地黏附。

與圖12A中之描繪對比之實例係在圖12B中被圖示性說明。在此圖中描繪之組合件1212是已經藉由施加且後續移除溶劑所緻密化之緻密化的拉伸片1216的組合件。該緻密化之拉伸片1216的表面形貌遠比該未緻密化之片1204更平滑且更均勻。結果，在該緻密化之拉伸片1216與奈米纖維之過濾膜1220之間的介面接觸遠比在該初拉伸之未緻密化之片1204與該過濾膜1208之間的介面接觸更大。結果，在該組合件1212之層1216、1220之間的黏合更可能是不可逆的(或若移除，破壞這些結構之一或二者)。

圖13A、13B、13C說明藉由不同配置之奈米纖維結構之「離型襯裡」所保護之奈米纖維結構的不同組態。在這些具體例中，該經拉伸之多壁型奈米纖維片係可釋離地施加至奈米纖維之過濾膜，前者能被移除以留下該過濾膜之經暴露表面。圖13A說明第一組態1300，其中過濾膜(根據上述組成物之任一者)係設置在經拉伸之未緻密化的多壁型碳奈米纖維片1308A、1308B之間。這些經拉伸之未緻密化的多壁型碳奈米纖維片1308A、1308B保護該過濾膜1304之主要表面以免於汙染且需要時能被移除。

圖13B說明第二組態1312，其中將二個過濾膜1320A、1320B彼此接觸放置(以充作如上述且在實驗實例段落中以表1之樣本編號1至4所特徵化的薄膜)。該過濾膜1320A、1320B之平滑的平坦表面同樣地使其之間的接觸為不可逆。再者，該過濾膜1320A、1320B暴露於水、IPA或其溶液之蒸氣，能進一步使該過濾膜1320A、1320B合併。將具有形態粗糙且不均勻的表面之經拉伸之未緻密化的多壁型奈米纖維片1316A、1316B放置在過濾膜1320A、1320B之經暴露表面上以保護這些表面以免於汙染。如以上指明的，該經拉伸之未緻密化的多壁型奈米纖維片1316A、1316B能在不破壞該過濾膜1320A、1320B的情況下被移除。

在圖13C中描繪之第三組態1324是第二組態1312之變化型，除了該第三組態1324包括完全緻密化之奈米纖維片1336於過濾膜1332A與1332B之間，其全部不可逆地互相黏附(特別是在暴露於蒸氣之後)。將具有形態粗糙且不均勻的表面之經拉伸且緻密化的多壁型奈米纖維片1328A、1328B放置在過濾膜1332A、1332B之經暴露的表面上以保護這些表面以免於汙染。然後在需要時，該經拉伸之未緻密化的多壁型奈米纖維片1328A、1328B能在不破壞該過濾膜1332A、1332B的情況下被移除。

圖14A及14B說明其中該過濾膜被用作為經拉伸之多壁型奈米纖維片的可移除離型襯裡。圖14A說明組合件1400，其中將經拉伸之多壁型奈米纖維片1404設置在過濾膜1408A與1408B之間。如上述，因該經拉伸之多壁型奈米纖維片1404之奈米等級的形貌，該過濾膜1408A、1408B可被移除。以此方式，該過濾膜1408A、1408B保護該經拉伸之多壁型奈米纖維片1404之表面，因此充作如上述之「離型襯裡」。多層組合件1412與該組合件1400類似，除了並非單個經拉伸之多壁型奈米纖維片，該組合件1412包括由過濾膜1416B分開之二個經拉伸之多壁型片1420A、1420B。該組合件1412之經暴露表面可藉由可移除之「離型襯裡」之過濾膜1416A、1416C所保護。

用於在不破壞該薄膜的情況下將奈米纖維離型襯裡從該薄膜移除的實例技術係與靜電相關。可將丙烯酸片施加至該奈米纖維離型襯裡，如此來自該丙烯酸片的電吸引力能將該奈米纖維離型襯裡從該奈米纖維薄膜提起。轉移至該薄膜本身之任何電荷能藉由連結該奈米纖維薄膜(以及中介之傳導框架或支架)至地表而被移除。 由複合膜組合件所形成之薄膜

在一些實例中，能使用一或多個過濾膜和一或多個經拉伸的奈米纖維片之堆疊體作為薄膜。在一些實例中，緻密化之經拉伸的多壁型奈米纖維片能提供過濾膜額外的機械支持，因此改良在EUV微影影印機之操作期間(例如壓力循環)該薄膜整體耐受物理應力的能力。

對於此用途，奈米纖維片和膜之不同組態能藉由將堆疊體暴露於溶劑蒸氣而不可逆地連結在一起，以致該層不可彼此釋離。暴露於蒸氣也使該經拉伸之奈米纖維片緻密化，且改良機械性質和輻射的透射率。在一些實例中，可能有利地是利用短暫暴露於溶劑蒸氣以使經拉伸之奈米纖維片緻密化。短暫暴露於蒸氣能產生該奈米纖維片之某些緻密化，同時保留該經拉伸之奈米纖維片的表面形貌而能接收如上述之可移除之奈米纖維「離型襯裡」。

在一些實例中，在層之間此固定的連接能被描述成「合併」(merge)組態，其中該複合結構體在該連結層之間不具有明確的介面。在其他實例中，依據所要應用和所需構造，複數個層可全部為過濾膜，全部為經拉伸之多壁型片，或是過濾膜和拉伸片之組合。圖15A、15B、及15C說明複數個片可合併在一起以形成複合結構體的製程。會理解：膜之個數和不同膜類型之組合不限於在這些圖中所敘述之實例具體例。

圖15A說明一實例，其中複數個過濾膜之堆疊體係合併在一起形成單一層。在此實例中，將複數個過濾膜堆疊在一起且暴露於蒸氣。該蒸氣之施加使得在層之間形成不可釋離的(或不可逆的)連結。在所示之實例中，將過濾膜層1504A、1504B互相堆疊且暴露於蒸氣以形成合併膜1508。

圖15B說明不同組態，其中該過濾膜1516與經拉伸之多壁型片1512接觸放置。該過濾膜1516和該經拉伸之多壁型片1512之堆疊體如以上關於圖15A中所述的，暴露於蒸氣，以製造合併的複合結構體1520。在此情況下，該經拉伸之多壁型片1512已經緻密化成緻密片1512’，其已變得不可逆地黏附至該過濾膜1516，以形成複合結構體1520。

圖15C說明製造合併之複合物的另一實例。如所示的，將過濾膜1524放置在未緻密化之經拉伸的多壁型片1528A、1528B之間且暴露於蒸氣。此製造出複合結構體1536，其中緻密化之經拉伸的多壁型片1532A、1532B係永久地黏附至過濾膜1524之相反的主要表面。 實驗實例

其他考量

已經呈現先前本揭示內容之具體例的描述以供說明目的；不企圖要詳盡的或要限制申請專利範圍於所揭示之精確型式。精於相關技術之人士能理解：鑒於以上揭示內容，改良型和變化型是可能的。

在本說明書中所用之語言原則上已經被選擇以供閱讀和指導目的，且彼可不經選擇以劃定或限制本發明之主題。因此企圖使本揭示內容之範圍不限於此詳細描述，而是藉由基於本申請案所發布之任何申請專利範圍所限制。因此，該等具體例之揭示內容意圖為說明的，而非限制在以下申請專利範圍中所列之本發明的範圍。

500:複合奈米管過濾膜 504:單/少壁型奈米管 508:多壁型碳奈米管 600:複合奈米纖維薄膜 604A,604B,608:層 700:複合奈米纖維薄膜 704A,704B,708A,708B:層 800:組合件 804:框架 900:組合件 904:黏合層 1000:組合件 1004A,1004B:經拉伸之多壁型碳奈米管(MWCNT)片 1008,1016:過濾膜 1200:組合件 1204:經拉伸之多壁型碳奈米纖維片 1208:經過濾之奈米纖維膜的離型襯裡 1212:組合件 1216:緻密化之經拉伸片 1300:奈米纖維結構體之組態 1304:過濾膜 1308A,1308B:經拉伸之未緻密化的多壁型碳奈米纖維片 1312:奈米纖維結構體之組態 1316A,1316B:經拉伸之未緻密化的多壁型奈米纖維片 1320A,1320B:過濾膜 1324:奈米纖維結構體之組態 1328A,1328B:初拉伸且緻密化之多壁型奈米纖維片 1332A,1332B:過濾膜 1400:組合件 1404:經拉伸之多壁型奈米纖維片 1408A,1408B:過濾膜 1412:組合件 1416A,1416B,1416C:過濾膜 1404:經拉伸之多壁型片

[圖1]是在一具體例中，於基材上之實例奈米纖維叢的顯微照片。

[圖2]是在一具體例中，用於奈米纖維成長之實例反應器的圖示性說明。

[圖3]是在一具體例中之奈米纖維片的說明，其確認該片之相對維度，且圖示性說明在該片內的奈米纖維在與該片之一表面平行之平面中端對端對準。

[圖4]是在一具體例中之SEM顯微照片，其為由奈米纖維叢側向拉伸之奈米纖維片的圖像，該奈米纖維如圖示地係端對端對準。

[圖5]是在一具體例中之經過濾之奈米管膜之一部分的圖示性說明，該奈米管膜包括與單壁型和少壁型碳奈米管交互混合並隨機定向的更大且更長之多壁型碳奈米纖維。

[圖6]是在一具體例中之本揭示內容之實例奈米纖維薄膜之橫剖面視圖，該橫剖面是垂直於該薄膜之主要表面。

[圖7]是在一具體例中之本揭示內容之實例奈米纖維薄膜之橫剖面視圖，該橫剖面是垂直於該薄膜之主要表面。

[圖8]說明在一具體例中之在框架上的圖7的奈米纖維薄膜。

[圖9]說明在一具體例中之在框架上且具有中介之奈米纖維黏合層的圖7的奈米纖維薄膜。

[圖10A、10B]說明在具體例中之實例奈米纖維薄膜，其中多壁型碳奈米管之拉伸片形成經暴露的主要表面之一或二者。

[圖11A、11B、及11C]是在具體例中之經拉伸之多壁型碳奈米纖維片之圖示性說明。

[圖12A]說明在一具體例中之多層奈米纖維結構堆疊體，其包括初拉伸之未緻密化的多壁型碳奈米纖維片在經過濾之奈米纖維膜上。

[圖12B]說明在一具體例中之多層奈米纖維結構堆疊體，其包括經緻密化的多壁型碳奈米纖維片在經過濾之奈米纖維膜上。

[圖13A、13B和13C]說明在具體例中之奈米纖維的過濾膜之多種組態，該膜之主要表面係經可移除之奈米纖維「離型襯裡」所保護。

[圖14A和14B]說明在具體例中之經拉伸的奈米纖維片之多種組態，該片之主要表面係經可移除之奈米纖維之過濾膜的「離型襯裡」所保護。

[圖15A、15B和15C]說明在具體例中之奈米纖維薄膜之多種複合組態，該薄膜係藉由已經由暴露於溶劑蒸氣而連結之一或多個過濾膜和一或多個拉伸奈米纖維片的堆疊體所形成。

該圖描繪本揭示內容之多種具體例以僅供說明之用。很多變化型、組態、和其他具體例將由以下詳細討論來顯明。

Claims (20)

1. 一種裝置，其包含： 包含第一複數奈米纖維之第一層，該第一層包含第一主要表面和與該第一主要表面相反之第二主要表面；以及 包含第二複數奈米纖維之第二層，該第二層包含第三主要表面，其中 該第三主要表面與該第一主要表面係可釋離地接觸。
2. 如請求項1之裝置，其中： 該第一層包含經過濾之奈米纖維膜，且該第一複數奈米纖維包含在該第一層之平面內隨機定向的奈米纖維；且 該第二層包含經拉伸之奈米纖維片，且該第二複數奈米纖維包含在該第二層之平面中端對端對準的奈米纖維。
3. 如請求項2之裝置，其中該經拉伸之奈米纖維片包含初拉伸(as-drawn)之奈米纖維片。
4. 如請求項2之裝置，其中該經拉伸之奈米纖維片包含部分緻密化的奈米纖維片。
5. 如請求項2之裝置，其中該經拉伸之奈米纖維片包含完全緻密化的奈米纖維片。
6. 如請求項1之裝置，其中該第一層包含多重奈米纖維層之堆疊體。
7. 如請求項6之裝置，其中該多重奈米纖維層之堆疊體包含至少一或多個奈米纖維膜，該奈米纖維膜包含在該一或多個奈米纖維膜之平面中隨機定向的奈米纖維。
8. 如請求項7之裝置，其中該多重奈米纖維層之堆疊體進一步包含一或多個奈米纖維膜，該奈米纖維膜包含在該一或多個奈米纖維膜之平面中端對端對準的奈米纖維。
9. 如請求項6之裝置，其中該多重奈米纖維層之堆疊體在層之間不具有界面。
10. 如前述請求項中任一項之裝置，其進一步包含對550 nm波長之輻射具有大於73%的透射率。
11. 如請求項1或2中任一項之裝置，其中該第一層包含與單壁型和少壁型碳奈米管交互混合並隨機定向的多壁型碳奈米纖維。
12. 如請求項1之裝置，其中該第一層和該第二層經結合以形成碳奈米管薄膜，且經配置以對波長在10 nm至124 nm之間的輻射具有透明度。
13. 如請求項6至8中任一項之裝置，其中多壁型碳奈米管之拉伸片在該裝置之頂部或底部形成一或二個經暴露之主要表面。
14. 如請求項2之裝置，其中該經過濾之奈米纖維膜之一或多個經暴露表面係經一或多個可移除之奈米纖維離型襯裡所保護。
15. 如請求項2之裝置，其中該經拉伸之奈米纖維片之一或多個經暴露表面係經一或多個可移除之奈米纖維之過濾膜的離型襯裡所保護。
16. 如請求項1之裝置，其中該第一複數奈米纖維與該第二複數奈米纖維約略端對端對準。
17. 一種形成碳奈米管薄膜的方法，其包含： 將第一層之奈米纖維拉伸成第一片； 將第二層之奈米纖維拉伸成第二片； 將該第一層和該第二層之至少一者部分緻密化； 將過濾膜形成在框架上； 將該第一層和該第二層形成在該框架上；以及 藉由暴露於溶劑蒸氣，將該第一層和該第二層與該過濾膜連結。
18. 如請求項17之形成碳奈米管薄膜之方法，其中該暴露於溶劑蒸氣係進行3秒或更短。
19. 如請求項17之形成碳奈米管薄膜之方法，其進一步包含，在藉由暴露於該溶劑蒸氣以將該第一層和該第二層與過濾膜連結的步驟之前，添加表面活性劑至該溶劑蒸氣的步驟。
20. 如請求項17之形成碳奈米管薄膜之方法，其進一步包含將奈米纖維黏合層加在該框架與該等奈米纖維層之間的步驟。

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