半导体输送部件和半导体载置部件的制作方法

文档序号:11161500阅读:652来源:国知局
半导体输送部件和半导体载置部件的制造方法与工艺

本发明涉及半导体输送部件和半导体载置部件。



背景技术:

在输送硅晶片等半导体时,使用移动臂或移动台等输送基材对该半导体进行输送(例如参照专利文献1、2)。在进行这样的输送时,对载置半导体的部件(半导体载置部件)要求使得半导体在输送中在该输送基材上不偏移的强的抓持力。

然而,以往的具有强的抓持力的半导体载置部件存在如下问题:在输送后将半导体从该半导体载置部件剥离时,污染物容易附着残留于半导体侧。

另一方面,若将污染物难以附着残留于半导体侧的陶瓷等材料用作半导体载置部件,则存在抓持力变弱,在输送中在该半导体载置部件上半导体偏移的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2001-351961号公报

专利文献2:日本特开2013-138152号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种具有能够表现出强的抓持力并且污染物难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。另外,本发明要解决的技术问题在于提供一种能够表现出强的抓持力并且污染物难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件。

用于解决技术问题的手段

本发明的半导体输送部件具有输送基材和半导体载置部件,其特征在于:

该半导体载置部件包含纤维状柱状结构体,

该纤维状柱状结构体为具备多个纤维状柱状物的纤维状柱状结构体,

该纤维状柱状物沿相对于该输送基材大致垂直的方向取向,

该纤维状柱状结构体的与该输送基材相反的一侧的表面相对于玻璃表面的静摩擦系数为4.0以上。

在优选实施方式中,上述纤维状柱状物的至少包含前端的部分由无机材料包覆。

在优选实施方式中,上述被包覆的部分所具有的包覆层的厚度为1nm以上。

在优选实施方式中,在上述输送基材与上述半导体载置部件之间具有粘合剂。

在优选实施方式中,上述纤维状柱状结构体为具备多个碳纳米管的碳纳米管集合体。

在优选实施方式中,上述碳纳米管具有多层,该碳纳米管的层数分布的分布幅度为10层以上,该层数分布的最频值的相对频度为25%以下。

在优选实施方式中,上述碳纳米管的长度为300μm以上。

在优选实施方式中,上述碳纳米管具有多层,该碳纳米管的层数分布的最频值存在于层数10层以下,该最频值的相对频度为30%以上。

在优选实施方式中,上述碳纳米管的长度为500μm以上。

本发明的半导体载置部件用于载置半导体,其特征在于:

包含具备多个纤维状柱状物的纤维状柱状结构体,

该纤维状柱状结构体的表面相对于玻璃表面的静摩擦系数为4.0以上。

在优选实施方式中,上述纤维状柱状物的至少包含前端的部分由无机材料包覆。

在优选实施方式中,上述被包覆的部分所具有的包覆层的厚度为1nm以上。

在优选实施方式中,上述纤维状柱状结构体为具备多个碳纳米管的碳纳米管集合体。

在优选实施方式中,上述碳纳米管具有多层,该碳纳米管的层数分布的分布幅度为10层以上,该层数分布的最频值的相对频度为25%以下。

在优选实施方式中,上述碳纳米管的长度为300μm以上。

在优选实施方式中,上述碳纳米管具有多层,该碳纳米管的层数分布的最频值存在于层数10层以下,该最频值的相对频度为30%以上。

在优选实施方式中,上述碳纳米管的长度为500μm以上。

发明效果

根据本发明,能够提供一种具有能够表现出强的抓持力并且污染物难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。另外,能够提供一种能够表现出强的抓持力并且污染物难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件。

附图说明

图1为本发明的优选实施方式中的半导体输送部件的一个例子的概略剖视图。

图2为本发明的优选实施方式中的半导体载置部件的一个例子的概略剖视图。

图3为本发明的优选实施方式中的碳纳米管集合体的制造装置的概略剖视图。

具体实施方式

本发明的半导体输送部件具有输送基材和半导体载置部件。

作为本发明的半导体输送部件所具有的输送基材,可采用半导体输送部件中所用的任意适当的输送基材。作为这样的输送基材,例如可列举:输送臂、输送台、输送环、输送导轨、收纳盒、钩、输送框架等。这样的输送基材的大小和形状可根据目的而适当选择。

本发明的半导体输送部件所具有的半导体载置部件为载置半导体的部件。本发明的半导体输送部件所具有的半导体载置部件包含纤维状柱状结构体。

本发明的半导体输送部件所具有的半导体载置部件只要包含纤维状柱状结构体,则也可以在不损害本发明的效果的范围内具有任意适当的其他部件。为了充分地表现出本发明的效果,本发明的半导体输送部件所具有的半导体载置部件优选由纤维状柱状结构体构成。

纤维状柱状结构体为具备多个纤维状柱状物的纤维状柱状结构体。

纤维状柱状物的长度优选为100μm~3000μm,更优选为200μm~2000μm,进一步优选为300μm~1500μm,特别优选为400μm~1000μm,最优选为500μm~1000μm。通过将纤维状柱状物的长度控制在上述范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

纤维状柱状物优选其至少包含前端的部分由无机材料包覆。此处所谓的“至少包含前端的部分”,是指至少包含纤维状柱状物的前端的部分,即,至少包含纤维状柱状物的与配置有输送基材的一侧相反的一侧的前端的部分。

可以半导体载置部件所具有的全部纤维状柱状物的至少包含前端的部分由无机材料包覆,也可以半导体载置部件所具有的一部分纤维状柱状物的至少包含前端的部分由无机材料包覆。半导体载置部件所具有的纤维状柱状物总体中的、至少包含前端的部分由无机材料包覆的纤维状柱状物的含有比率优选为50重量%~100重量%,更优选为60重量%~100重量%,进一步优选为70重量%~100重量%,进一步优选为80重量%~100重量%,特别优选为90重量%~100重量%,最优选为实质上100重量%。通过将半导体载置部件所具有的纤维状柱状物总体中的、至少包含前端的部分由无机材料包覆的纤维状柱状物的含有比率控制在上述范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在纤维状柱状物的至少包含前端的部分由无机材料包覆的情况下,该被包覆的部分所具有的包覆层的厚度优选为1nm以上,更优选为3nm以上,进一步优选为5nm以上,进一步优选为7nm以上,特别优选为9nm以上,最优选为10nm以上。上述包覆层的厚度的上限值优选为50nm,更优选为40nm,进一步优选为30nm,特别优选为20nm,最优选为15nm。在纤维状柱状物的至少包含前端的部分由无机材料包覆的情况下,通过将该被包覆的部分所具有的包覆层的厚度控制在上述范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在纤维状柱状物的至少包含前端的部分由无机材料包覆的情况下,该被包覆的部分所具有的包覆层的长度优选为1nm~1000nm,更优选为5nm~700nm,进一步优选为10nm~500nm,特别优选为30nm~300nm,最优选为50nm~100nm。在纤维状柱状物的至少包含前端的部分由无机材料包覆的情况下,通过将该被包覆的部分所具有的包覆层的长度控制在上述范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在纤维状柱状物的至少包含前端的部分由无机材料包覆的情况下,作为该无机材料,可在不损害本发明效果的范围内采用任意适当的无机材料。作为这样的无机材料,例如可列举SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、MgO、Cu、Ag、Au等。

在本发明的半导体输送部件中,可以在输送基材与半导体载置部件之间具有粘合剂。作为这样的粘合剂,只要为具有能够将输送基材与半导体载置部件接合的效果的物质,则可采用任意适当的粘合剂。作为这样的粘合剂,例如可列举:碳浆、氧化铝浆、银浆、镍浆、金浆、铝浆、氧化钛浆、氧化铁浆、铬浆等。通过具有这样的粘合剂,输送基材与半导体载置部件被充分地接合,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在图1中示出本发明的优选实施方式中的半导体输送部件的一个例子的概略剖视图。

在图1中,半导体输送部件1000具有:输送基材100;粘合剂200;和作为半导体载置部件的纤维状柱状结构体10。

在图1中,纤维状柱状结构体10具备多个纤维状柱状物2。纤维状柱状物2的一端被固定于粘合剂200。纤维状柱状物2沿长度L的方向取向。纤维状柱状物2沿相对于输送基材100大致垂直的方向取向。此处,所谓“大致垂直的方向”,是指相对于输送基材100的表面的角度优选为90°±20°,更优选为90°±15°,进一步优选为90°±10°,特别优选为90°±5°。

在图1中,纤维状柱状物2的至少包含前端的部分由无机材料包覆,其包覆物构成包覆层50。

如上所述的用于载置半导体、且包含具备多个纤维状柱状物的纤维状柱状结构体的半导体载置部件,也是本发明的半导体载置部件。即,本发明的半导体载置部件为用于载置半导体的半导体载置部件,其包含具备多个纤维状柱状物的纤维状柱状结构体。

在图2中示出本发明的优选实施方式中的半导体载置部件的一个例子的概略剖视图。

在图2中,半导体载置部件由纤维状柱状结构体10构成,纤维状柱状结构体10具备多个纤维状柱状物2。纤维状柱状物2沿长度L的方向取向。

在图2中,纤维状柱状物2的至少包含前端的部分由无机材料包覆,其包覆物构成包覆层50。

在本发明的半导体输送部件中,纤维状柱状结构体的与输送基材相反的一侧的表面相对于玻璃表面的静摩擦系数为4.0以上。所谓“纤维状柱状结构体的与输送基材相反的一侧的表面”,在图1中是指纤维状柱状结构体10的与输送基材100相反的一侧的表面10a。

在本发明的半导体载置部件中,纤维状柱状结构体的表面相对于玻璃表面的静摩擦系数为4.0以上。所谓“纤维状柱状结构体的表面”,在图2中是指纤维状柱状结构体10的表面10a。

在本发明的半导体输送部件中,纤维状柱状结构体的与输送基材相反的一侧的表面相对于玻璃表面的静摩擦系数为4.0以上,优选为5.0以上,更优选为5.5以上,进一步优选为6.0以上,进一步优选为6.5以上,特别优选为7.0以上,最优选为7.3以上。在本发明的半导体输送部件中,纤维状柱状结构体的与输送基材相反的一侧的表面相对于玻璃表面的静摩擦系数的上限值优选为10。在本发明的半导体输送部件中,通过将纤维状柱状结构体的与输送基材相反的一侧的表面相对于玻璃表面的静摩擦系数控制在上述范围内,能够提供一种具有能够表现出强的抓持力并且污染物难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在本发明的半导体载置部件中,纤维状柱状结构体的表面相对于玻璃表面的静摩擦系数为4.0以上,优选为5.0以上,更优选为5.5以上,进一步优选为6.0以上,进一步优选为6.5以上,特别优选为7.0以上,最优选为7.3以上。在本发明的半导体载置部件中,纤维状柱状结构体的表面相对于玻璃表面的静摩擦系数的上限值优选为10。在本发明的半导体载置部件中,通过将纤维状柱状结构体的表面相对于玻璃表面的静摩擦系数控制在上述范围内,能够提供一种具有能够表现出强的抓持力并且污染物难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。此外,相对于玻璃表面的摩擦系数大的上述输送部件,相对于由玻璃以外的材料构成的被输送物(例如硅晶片)也能够表现出强的抓持力,这是不言而喻的。

作为纤维状柱状物的材料,可采用任意适当的材料。例如可列举:铝、铁等金属;硅等无机材料;碳纳米纤维、碳纳米管(CNT)等碳材料;工程塑料、超级工程塑料等高模数的树脂等。作为树脂的具体例,可列举:聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙酰纤维素、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺等。树脂的分子量等各种物性可在能达成本发明的目的的范围内采用任意适当的物性。

纤维状柱状物的直径优选为0.3nm~2000nm,更优选为1nm~1000nm,进一步优选为2nm~500nm,特别优选为2nm~200nm,最优选为2nm~100nm。通过将纤维状柱状物的直径控制在上述范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

纤维状柱状结构体优选为具备多个碳纳米管的碳纳米管集合体。在该情况下,纤维状柱状物优选为碳纳米管。

通过纤维状柱状结构体为具备多个碳纳米管的碳纳米管集合体,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

作为碳纳米管集合体,在更有效地表现出本发明的效果的方面,优选可采用2个优选实施方式。

碳纳米管集合体的一个优选实施方式(以下,有时称为第1优选实施方式)具备多个碳纳米管,该碳纳米管具有多层,该碳纳米管的层数分布的分布幅度为10层以上,该层数分布的最频值的相对频度为25%以下。通过碳纳米管集合体采用这样的构成,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第1优选实施方式中,碳纳米管的层数分布的分布幅度优选为10层以上,更优选为10层~30层,进一步优选为10层~25层,特别优选为10层~20层。通过将碳纳米管的层数分布的分布幅度调整至这样的范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

碳纳米管的层数分布的“分布幅度”是指碳纳米管的层数的最大层数与最小层数的差。通过将碳纳米管的层数分布的分布幅度调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

碳纳米管的层数、层数分布只要通过任意适当的装置测定即可。优选通过扫描式电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM)测定。例如,只要从碳纳米管集合体中取出至少10根、优选20根以上的碳纳米管,通过SEM或TEM进行测定,评价层数和层数分布即可。

在第1优选实施方式中,碳纳米管的层数的最大层数优选为5层~30层,更优选为10层~30层,进一步优选为15层~30层,特别优选为15层~25层。通过将碳纳米管的层数的最大层数调整至这样的范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第1优选实施方式中,碳纳米管的层数的最小层数优选为1层~10层,更优选为1层~5层。通过将碳纳米管的层数的最小层数调整至这样的范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第1优选实施方式中,通过将碳纳米管的层数的最大层数与最小层数调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第1优选实施方式中,碳纳米管的层数分布的最频值的相对频度优选为25%以下,更优选为1%~25%,进一步优选为5%~25%,特别优选为10%~25%,最优选为15%~25%。通过将碳纳米管的层数分布的最频值的相对频度调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第1优选实施方式中,碳纳米管的层数分布的最频值优选存在于层数2层至层数10层,进一步优选存在于层数3层至层数10层。通过将碳纳米管的层数分布的最频值调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第1优选实施方式中,作为碳纳米管的形状,只要其横截面具有任意适当的形状即可。例如,其横截面可列举大致圆形、椭圆形、n边形(n为3以上的整数)等。

在第1优选实施方式中,碳纳米管的长度优选为50μm以上,更优选为100μm~3000μm,进一步优选为200μm~1500μm,进一步优选为300μm~1000μm,特别优选为500μm~1000μm。通过将碳纳米管的长度调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第1优选实施方式中,碳纳米管的直径优选为0.3nm~2000nm,更优选为1nm~1000nm,进一步优选为2nm~500nm。通过将碳纳米管的直径调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第1优选实施方式中,碳纳米管的比表面积、密度可设定为任意适当的值。

碳纳米管集合体的另一个优选实施方式(以下,有时称为第2优选实施方式)具备多个碳纳米管,该碳纳米管具有多层,该碳纳米管的层数分布的最频值存在于层数10层以下,该最频值的相对频度为30%以上。通过碳纳米管集合体采用这样的构成,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第2优选实施方式中,碳纳米管的层数分布的分布幅度优选为9层以下,更优选为1层~9层,进一步优选为2层~8层,特别优选为3层~8层。通过将碳纳米管的层数分布的分布幅度调整至这样的范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

碳纳米管的层数分布的“分布幅度”是指碳纳米管的层数的最大层数与最小层数的差。通过将碳纳米管的层数分布的分布幅度调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

碳纳米管的层数、层数分布只要通过任意适当的装置测定即可。优选通过扫描式电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM)测定。例如,只要从碳纳米管集合体中取出至少10根、优选20根以上的碳纳米管,通过SEM或TEM进行测定,评价层数和层数分布即可。

在第2优选实施方式中,碳纳米管的层数的最大层数优选为1层~20层,更优选为2层~15层,进一步优选为3层~10层。通过将碳纳米管的层数的最大层数调整至这样的范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第2优选实施方式中,碳纳米管的层数的最小层数优选为1层~10层,更优选为1层~5层。通过将碳纳米管的层数的最小层数调整至这样的范围内,能够提供一种具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第2优选实施方式中,通过将碳纳米管的层数的最大层数与最小层数调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第2优选实施方式中,碳纳米管的层数分布的最频值的相对频度优选为30%以上,更优选为30%~100%,进一步优选为30%~90%,特别优选为30%~80%,最优选为30%~70%。通过将碳纳米管的层数分布的最频值的相对频度调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第2优选实施方式中,碳纳米管的层数分布的最频值优选存在于层数10层以下,更优选存在于层数1层至层数10层,进一步优选存在于层数2层至层数8层,特别优选存在于层数2层至层数6层。通过将碳纳米管的层数分布的最频值调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第2优选实施方式中,作为碳纳米管的形状,只要其横截面具有任意适当的形状即可。例如,其横截面可列举大致圆形、椭圆形、n边形(n为3以上的整数)等。

在第2优选实施方式中,碳纳米管的长度优选为50μm以上,更优选为100μm~3000μm,进一步优选为300μm~2000μm,进一步优选为500μm~1000μm,特别优选为700μm~1000μm。通过将碳纳米管的长度调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第2优选实施方式中,碳纳米管的直径优选为0.3nm~2000nm,更优选为1nm~1000nm,进一步优选为2nm~500nm。通过将碳纳米管的直径调整至上述范围内,该碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

在第2优选实施方式中,碳纳米管的比表面积、密度可设定为任意适当的值。

作为碳纳米管集合体的制造方法,可采用任意适当的方法。

作为碳纳米管集合体的制造方法,例如可列举:在平滑的基板上构成催化剂层,通过化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition:CVD法),制造从基板大致垂直地取向的碳纳米管集合体的方法,上述化学气相沉积法在通过热、等离子体等使催化剂活化的状态下填充碳源,使碳纳米管沉积。在该情况下,例如,若去掉基板,则获得沿长度方向取向的碳纳米管集合体。

作为可在碳纳米管集合体的制造方法中使用的基板,可采用任意适当的基板。例如可列举:具有平滑性、且具有可耐受碳纳米管的制造的高温耐热性的材料。作为这样的材料,例如可列举石英玻璃、硅(硅晶片等)、铝等金属板等。

作为用于制造碳纳米管集合体的装置,可采用任意适当的装置。例如,作为热CVD装置,可列举如图3所示的利用电阻加热式电管状炉包围筒型的反应容器而构成的热壁型等。在该情况下,作为反应容器,例如可优选使用耐热性的石英管等。

作为可用于制造碳纳米管集合体的催化剂(催化剂层的材料),可使用任意适当的催化剂。例如可列举铁、钴、镍、金、铂、银、铜等金属催化剂。

在制造碳纳米管集合体时,根据需要也可以在基板与催化剂层的中间设置氧化铝/亲水性膜。

作为氧化铝/亲水性膜的制作方法,可采用任意适当的方法。例如可通过以下方式获得:在基板上制作SiO2膜,蒸镀Al之后,升温至450℃而使其氧化。根据这样的制作方法,Al2O3与亲水性的SiO2膜相互作用,与直接蒸镀Al2O3的情况相比,形成粒径不同的Al2O3面。即使在基板上不制作亲水性膜而在蒸镀Al之后升温至450℃使其氧化,也有可能难以形成粒径不同的Al2O3面。另外,即使在基板上制作亲水性膜并直接蒸镀Al2O3,也有可能难以形成粒径不同的Al2O3面。

为了形成微颗粒,可用于制造碳纳米管集合体的催化剂层的厚度优选为0.01nm~20nm,更优选为0.1nm~10nm。通过将可用于制造碳纳米管集合体的催化剂层的厚度调整至上述范围内,所形成的碳纳米管能够兼具优异的机械特性和高的比表面积,进而,该碳纳米管能够形成显示出优异的粘附特性的碳纳米管集合体。因此,具有这样的碳纳米管集合体的半导体输送部件能够成为:具有能够表现出更强的抓持力并且污染物更难以附着残留于半导体侧的半导体载置部件的半导体输送部件。

催化剂层的形成方法可采用任意适当的方法。例如可列举:通过EB(电子束)、溅射等蒸镀金属催化剂的方法;将金属催化剂微颗粒的悬浊液涂敷在基板上的方法等。

作为可用于制造碳纳米管集合体的碳源,可使用任意适当的碳源。例如可列举:甲烷、乙烯、乙炔、苯等烃;甲醇、乙醇等醇等。

作为碳纳米管集合体的制造中的制造温度,可采用任意适当的温度。例如,为了形成可充分地表现出本发明的效果的催化剂颗粒,优选为400℃~1000℃,更优选为500℃~900℃,进一步优选为600℃~800℃。

实施例

以下,根据实施例对本发明进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。此外,各种评价或测定通过以下方法进行。

<纤维状柱状物的长度L的测定>

纤维状柱状物的长度L通过扫描式电子显微镜(SEM)测定。

<碳纳米管集合体中的碳纳米管的层数和层数分布的评价>

碳纳米管集合体中的碳纳米管的层数和层数分布通过扫描式电子显微镜(SEM)和/或透射电子显微镜(TEM)测定。通过SEM和/或TEM观察所获得的碳纳米管集合体中的至少10根以上、优选20根以上的碳纳米管,研究各碳纳米管的层数,制作层数分布。

<相对于玻璃表面的静摩擦系数的测定>

依据JISK7125进行测定。

将硅晶片上的碳纳米管柱状结构体(80mm×200mm)按压在加热至200℃的聚丙烯基材(30μm厚)上,使碳纳米管柱状结构体从硅晶片转印至聚丙烯基材上,制作碳纳米管结构体/聚丙烯膜的带形状的试验片。将带形状的试验片的碳纳米管侧放置在载玻片(松浪硝子工业株式会社制造)上,在从其上载置滑片(底面:毛毡,63mm×63m m)、进而在该滑片上载置砝码(使滑片的总质量成为200g的重量的砝码)的状态下,将试验片以试验速度100mm/min拉伸,根据试验片开始移动时的最大负载算出静摩擦系数。

<表面污染的评价>

将碳纳米管柱状结构体按压贴合在硅晶片(Silicon Technology Corporation制造)上。然后,以180°剥离将碳纳米管柱状结构体从硅晶片(Silicon Technology Corporation制造)剥离。利用SEM对硅晶片的贴合面侧进行形态观察,确认附着于表面的异物。

[实施例1]

通过溅射装置(ULVAC制造,RFS-200)在作为基板的硅晶片(Silicon Technology Corporation制造)上形成Al薄膜(厚度10nm)。在该Al薄膜上,进一步利用溅射装置(ULVAC制造,RFS-200)蒸镀Fe薄膜(厚度1nm)。

然后,将该基板载置在30mmφ的石英管内,向石英管内流通水分保持在600ppm的氦气/氢气(90/50sccm)混合气体30分钟,对管内进行置换。然后,使用电管状炉使管内升温至765℃,使其稳定在765℃。在将温度保持在765℃的状态下,使氦气/氢气/乙烯(85/50/5scc m,水分率600ppm)混合气体填充至管内,放置15分钟,使碳纳米管在基板上生长,获得碳纳米管沿长度方向取向的碳纳米管集合体(1)。

碳纳米管集合体(1)所具备的碳纳米管的长度为300μm。

在碳纳米管集合体(1)所具备的碳纳米管的层数分布中,最频值存在于2层,相对频度为75%。

通过将形成在基板上的碳纳米管集合体(1)从基板剥离,获得半导体载置部件(1)。

对于所获得的半导体载置部件(1),将从基板剥离的一侧的端面埋入超耐热碳浆(EM Japan制造)中,使其固化(室温×2小时、90℃×2小时、260℃×2小时、450℃×3小时)并固定在输送台上,由此获得半导体输送部件(1A)。

对所获得的半导体输送部件(1A)进行溅射,由此获得半导体输送部件(1B),该半导体输送部件(1B)具有在包含前端的部分具备厚度5nm、长度70nm的SiO2包覆层的碳纳米管。

将评价结果示于表1。

[实施例2]

除了在实施例1中将放置时间改变为25分钟以外,与实施例1同样地进行操作,获得碳纳米管沿长度方向取向的碳纳米管集合体(2)。

碳纳米管集合体(2)所具备的碳纳米管的长度为500μm。

在碳纳米管集合体(2)所具备的碳纳米管的层数分布中,最频值存在于2层,相对频度为75%。

与实施例1同样地进行操作,获得半导体载置部件(2)、半导体输送部件(2A)和半导体输送部件(2B),该半导体输送部件(2B)具有在包含前端的部分具备厚度5nm、长度70nm的SiO2包覆层的碳纳米管。

将评价结果示于表1。

[实施例3]

除了在实施例1中将放置时间改变为30分钟以外,与实施例1同样地进行操作,获得碳纳米管沿长度方向取向的碳纳米管集合体(3)。

碳纳米管集合体(3)所具备的碳纳米管的长度为600μm。

在碳纳米管集合体(3)所具备的碳纳米管的层数分布中,最频值存在于2层,相对频度为75%。

与实施例1同样地进行操作,获得半导体载置部件(3)、半导体输送部件(3A)。

进而,除了在实施例1中将溅射时间改变为2倍以外,与实施例1同样地进行操作,获得半导体输送部件(3B),该半导体输送部件(3B)具有在包含前端的部分具备厚度10nm、长度100nm的SiO2包覆层的碳纳米管。

将评价结果示于表1。

[实施例4]

除了在实施例1中将Fe薄膜改变为2nm,将Al2O3薄膜改变为20nm,将放置时间改变为35分钟以外,与实施例1同样地进行操作,获得碳纳米管沿长度方向取向的碳纳米管集合体(4)。

碳纳米管集合体(4)所具备的碳纳米管的长度为700μm。

在碳纳米管集合体(4)所具备的碳纳米管的层数分布中,最频值存在于3层,相对频度为72%。

与实施例1同样地进行操作,获得半导体载置部件(4)、半导体输送部件(4A)。

然后,对所获得的半导体输送部件(4A)溅射Al2O3,由此获得半导体输送部件(4B),该半导体输送部件(4B)具有在包含前端的部分具备厚度5nm、长度70nm的Al2O3包覆层的碳纳米管。

将评价结果示于表1。

[实施例5]

除了在实施例4中将Al2O3溅射改变为2倍以外,与实施例4同样地进行操作,获得半导体载置部件(5)、半导体输送部件(5A)和半导体输送部件(5B),该半导体输送部件(5B)具有在包含前端的部分具备厚度10nm、长度100nm的Al2O3包覆层的碳纳米管。

将评价结果示于表1。

[实施例6]

通过真空蒸镀装置(JEOL制造,JEE-4X Vacuum Evaporator)在硅基板(KST制造,带热氧化膜的晶片,厚度1000μm)上形成Al薄膜(厚度10nm)之后,在450℃实施1小时氧化处理。这样,在硅基板上形成Al2O3膜。在该Al2O3膜上,进一步利用溅射装置(ULVAC制造,RFS-200)蒸镀Fe薄膜(厚度2nm)形成催化剂层。

然后,将所获得的带催化剂层的硅基板切断,载置在30mmφ的石英管内,向石英管内流通水分保持在350ppm的氦气/氢气(120/80sc cm)混合气体30分钟,对管内进行置换。然后,使用电管状炉使管内以35分钟分阶段地升温至765℃,使其稳定在765℃。在将温度保持在765℃的状态下,使氦气/氢气/乙烯(105/80/15sccm,水分率350ppm)混合气体填充至管内,放置5分钟,使碳纳米管在基板上生长,获得碳纳米管沿长度方向取向的碳纳米管集合体(6)。

碳纳米管集合体(6)所具备的碳纳米管的长度为100μm。

在碳纳米管集合体(6)所具备的碳纳米管的层数分布中,层数分布的分布幅度为17层(4层~20层),最频值存在于4层和8层,相对频度分别为20%和20%。

与实施例1同样地进行操作,获得半导体载置部件(6)、半导体输送部件(6A)和半导体输送部件(6B),该半导体输送部件(6B)具有在包含前端的部分具备厚度5nm、长度20nm的SiO2包覆层的碳纳米管。

将评价结果示于表1。

[实施例7]

除了在实施例6中将放置时间改变为15分钟以外,与实施例6同样地进行操作,获得碳纳米管沿长度方向取向的碳纳米管集合体(7)。

碳纳米管集合体(7)所具备的碳纳米管的长度为300μm。

在碳纳米管集合体(7)所具备的碳纳米管的层数分布中,层数分布的分布幅度为17层(4层~20层),最频值存在于4层和8层,相对频度分别为20%和20%。

与实施例1同样地进行操作,获得半导体载置部件(7)、半导体输送部件(7A)和半导体输送部件(7B),该半导体输送部件(7B)具有在包含前端的部分具备厚度5nm、长度70nm的SiO2包覆层的碳纳米管。

将评价结果示于表1。

[实施例8]

除了在实施例6中将反应时间改变为25分钟以外,与实施例6同样地进行操作,获得碳纳米管沿长度方向取向的碳纳米管集合体(8)。

碳纳米管集合体(8)所具备的碳纳米管的长度为500μm。

在碳纳米管集合体(8)所具备的碳纳米管的层数分布中,层数分布的分布幅度为17层(4层~20层),最频值存在于4层和8层,相对频度分别为20%和20%。

除了在实施例6中将Al2O3溅射时间改变为2倍以外,与实施例6同样地进行操作,获得半导体载置部件(8)、半导体输送部件(8A)和半导体输送部件(8B),该半导体输送部件(8B)具有在包含前端的部分具备厚度10nm、长度100nm的SiO2包覆层的碳纳米管。

将评价结果示于表1。

[比较例1]

除了在实施例1中改变为不进行SiO2溅射以外,与实施例1同样地进行操作,获得碳纳米管沿长度方向取向的碳纳米管集合体(C1)。

碳纳米管集合体(C1)所具备的碳纳米管的长度为100μm。

在碳纳米管集合体(C1)所具备的碳纳米管的层数分布中,最频值存在于2层,相对频度为75%。

通过将形成在基板上的碳纳米管集合体(C1)从基板上剥离,获得半导体载置部件(C1)。

对于所获得的半导体载置部件(C1),将从基板剥离的一侧的端面埋入超耐热碳浆(EM Japan制造)中,使其固化(室温×2小时、90℃×2小时、260℃×2小时、450℃×3小时)并固定于输送台上,由此获得半导体输送部件(C1)。

将评价结果示于表1。

[比较例2]

除了在实施例1中不设置包覆层以外,与实施例2同样地进行操作,获得半导体载置部件(C2)、半导体输送部件(C2)。

将评价结果示于表1。

[比较例3]

除了在实施例4中不设置包覆层以外,与实施例4同样地进行操作,获得半导体载置部件(C3)、半导体输送部件(C3)。

将评价结果示于表1。

[比较例4]

除了在实施例6中不设置包覆层以外,与实施例6同样地进行操作,获得半导体载置部件(C4)、半导体输送部件(C4)。

将评价结果示于表1。

[比较例5]

除了在实施例7中不设置包覆层以外,与实施例7同样地进行操作,获得半导体载置部件(C5)、半导体输送部件(C5)。

将评价结果示于表1。

[比较例6]

除了在实施例8中不设置包覆层以外,与实施例8同样地进行操作,获得半导体载置部件(C6)、半导体输送部件(C6)。

将评价结果示于表1。

[比较例7]

将PDMS聚二甲基硅氧烷(商品名“Sylgard184”,Dow Corning制造)制成半导体载置部件(C7)。

通过将所获得的半导体载置部件(C7)以500μm厚度成形、固化,获得半导体输送部件(C7)。

将评价结果示于表1。

[表1]

产业上的可利用性

本发明的半导体输送部件和半导体载置部件能够用于例如半导体制造工艺。

符号说明

1000 半导体输送部件

100 输送基材

200 粘合剂

50 包覆层

10 纤维状柱状结构体

10a 纤维状柱状结构体的表面

2 纤维状柱状物

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