(57)【要約】【課題】比較的簡易な構成により、選別対象である粒子に荷電を要さず、しかも質量分布（サイズ分布）の狭い確実な粒子選別を可能とする。【解決手段】第１の処理室１１内に設置されており、貫通孔１２ａを有し、第１の処理室１１の内壁より高温に設定されてなる粒子選別部２に、第１の粒子１０ａを有する粒子１０を含むキャリアガスを吹き付け、貫通孔１２ａを通過した第１の粒子１０ａを選択的に回収する。【選択図】図１
2010075796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の粒子を含む第１のキャリアガスの入口を有する第１の導入部と、前記第１の粒子の出口を有する第１の放出部とが設けられた第１の処理室と、
前記第１の処理室内で前記第１の導入部と前記第１の放出部との間に配置され、前記第１の導入部側から前記第１の放出部側を貫く貫通孔を有する粒子選別部と
を含み、
前記粒子選別部は、前記第１の処理室の内壁に比して高い温度に設定されてなることを特徴とする粒子選別装置。
【請求項２】
前記第１の粒子及び前記第１の粒子より重い第２の粒子を含む第２のキャリアガスの入口を有する第２の導入部と、前記第２のキャリアガスを前記第１のキャリアガスとして放出する出口を有する第２の放出部とが設けられた第２の処理室と、
前記第２の処理室内に配置され、導入された前記第２のキャリアガスから前記第２の粒子を選択的に捕集する粒子捕集部と
を更に含み、
前記第２の放出部は、前記第１の導入部に接続されてなることを特徴とする請求項１に記載の粒子選別装置。
【請求項３】
前記粒子選別部は、前記第１の導入部との対向部位に凸部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の粒子選別装置。
【請求項４】
前記凸部は、前記対向部位に頂部を有する円錐形状であり、前記頂部に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の粒子選別装置。
【請求項５】
前記粒子選別部と前記第１の処理室の内壁との間隙のコンダクタンスが、前記粒子選別部の前記貫通孔のコンダクタンスより高いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の粒子選別装置。
【請求項６】
第１の処理室内に設置されており、貫通孔を有し、前記第１の処理室の内壁より高温に設定されてなる粒子選別部に、第１の粒子を含む第１のキャリアガスを吹き付ける工程と、
前記貫通孔を通過した前記第１の粒子を回収する工程と
を含むことを特徴とする粒子選別方法。
【請求項７】
第１の処理室内に設置されており、貫通孔を有し、前記第１の処理室の内壁より高温に設定されてなる粒子選別部に、第１の粒子を含む第１のキャリアガスを吹き付ける工程と、
前記貫通孔を通過した前記第１の粒子を回収する工程と、
回収された前記第１の粒子を、電子部材の基体上に供給する工程と
を含むことを特徴とする電子部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、粒子選別装置及び方法、並びに電子部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノ粒子は、その大きな比表面積やサイズ効果によって現れる特異な性質等から、近年応用を目指した研究が盛んに行われている。
ナノ粒子の生成法としては、主として液相系における方法と気相系における方法とに大別される。液相系での反応を利用した方法は、反応場の制御のし易さから、微粒子のサイズを揃え易いという利点がある。しかしその一方で、界面活性剤や有機溶媒等を使用することから、電気的応用等を考えた場合、不純物の影響が懸念される。一方、気相系で生成する方法（レーザアブレーション又はプラズマＣＶＤ等）は、清浄な微粒子が得られるものの、サイズ分布は一般的に広く、しばしばサイズを揃えるためにサイズ選別器が使用される。微分式静電分級器(Differential Mobility Analyzer; ＤＭＡ)はサイズ選別器の１つであり、微粒子のガス中における電気移動度を利用して微粒子をサイズ選別するものであり、エアロゾルの分野で頻繁に用いられている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
上記のＤＭＡを利用する方法では、非常にサイズの揃った粒子が得られるが、得られる微粒子の量（スループット）が非常に少ない、という欠点がある。ＤＭＡによるサイズ選別では微粒子が荷電されている必要があるが、ナノ粒子（特に粒径（直径）１０ｎｍ以下）を高効率で荷電することは困難である、というのがその理由である。例えば粒径１０ｎｍ以下のサイズの微粒子がＤＭＡによりサイズ選別されて得られる確率は、実際に存在する量の高々数パーセントである。これは、サイズの揃った微粒子を応用に供する場合、非常に大きな問題となる。
【０００４】
【特許文献１】特許第３８６９３９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２０３２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、本願出願人は、微粒子の慣性を利用するインパクタを利用して微粒子のサイズ選別を行った（特許文献２）。インパクタは、微粒子の慣性を利用して、あるサイズより大きな粒径の微粒子を除去するものである。この場合、微粒子は荷電している必要が無いため、ＤＭＡに比較して分級効率は格段に高い。また、粒径１０ｎｍ程度以下のナノ粒子は一般的に不安定で、常に凝集等によりサイズが増加するため、微粒子サイズに「下限値」が存在する。その結果、インパクタのみでも、ある程度サイズ選別が可能になる。実際このようにインパクタを利用した結果、ＤＭＡに比較して１００倍以上のスループットでサイズ選別微粒子を得ることが可能になった。
【０００６】
しかしながら、上記のインパクタを用いた場合、条件によっては、小さい微粒子やクラスタ等が相当割合存在し、サイズ分布が広く（ブロードに）なる、という問題があった。即ち、ナノ粒子の不安定性を利用しても、微粒子サイズの下限制御が確実に実現するというわけではなく、より確実な小さいサイズの粒子選別法が望まれている現況にある。
【０００７】
本件は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な構成により、選別対象である粒子に荷電を要さず、しかも質量分布（サイズ分布）の狭い確実な粒子選別を可能とする粒子選別装置及び方法を提供することを目的とする。
また本件は、上記のように精緻に選別された粒子を用いて、電子部材を所期の構成に正確に製造することを可能とし、電子部材の更なる微細化・高性能化の要請に対応した信頼性の高い電子部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本件の粒子選別装置は、第１の粒子を含む第１のキャリアガスの入口を有する第１の導入部と、前記第１の粒子の出口を有する第１の放出部とが設けられた第１の処理室と、前記第１の処理室内で前記第１の導入部と前記第１の放出部との間に配置され、前記第１の導入部側から前記第１の放出部側を貫く貫通孔を有する粒子選別部とを含み、前記粒子選別部は、前記第１の処理室の内壁に比して高い温度に設定されてなる。
【０００９】
本件の粒子選別方法は、第１の処理室内に設置されており、貫通孔を有し、前記第１の処理室の内壁より高温に設定されてなる粒子選別部に、第１の粒子を含む第１のキャリアガスを吹き付ける工程と、前記貫通孔を通過した前記第１の粒子を回収する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本件によれば、比較的簡易な構成により、選別対象である粒子に荷電を要さず、しかも質量分布（サイズ分布）の狭い確実な粒子選別が可能となる。
また、上記のように精緻に選別された粒子を用いて、電子部材を所期の構成に正確に製造することを可能とし、電子部材の更なる微細化・高性能化の要請に対応した信頼性の高い電子部材が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
―本件の基本骨子―
本件では、粒子、特にナノ粒子を簡易な構成で効率良く確実に選別分級すべく、粒子の慣性力と共に熱泳動力を利用する粒子選別装置及び方法を提示する。
本件による粒子選別では、本質的には、複数種の粒子のうちから重さ（質量）の揃った粒子を分級する。従って例えば、粒子がそれぞれ質量密度の相異なる複数種のものであれば、所定の同一質量密度の粒子が選別される。また、粒子が全て質量密度の同等な複数種のものであれば、所定の同一粒径（サイズ）の粒子が選別される。以下、本件では特にことわらない限り、同一サイズの粒子を選別する場合を例示する。
【００１２】
図１は、本件の粒子選別装置の原理的構成を示す模式図である。
この粒子選別装置１は、粒子の選別分級が行われる分級室１１と、選別対象である粒子の通路である貫通孔１２ａを有する粒子選別部１２と、分級室１１の内壁及び粒子選別部１２の各温度を独立に制御する温度制御部１３とを備えて構成される。
【００１３】
分級室１１は、選別対象の粒子を含むキャリアガスの入口を有するキャリアガス導入部１１ａと、選別対象の粒子の出口を有する粒子放出部１１ｂとが設けられている。
粒子選別部１２は、分級室１１内でキャリアガス導入部１１ａと粒子放出部１１ｂとの間に配置され、貫通孔１２ａがキャリアガス導入部１１ａ側から粒子放出部１１ｂ側を貫く細管状に形成されており、例えば軸対称形状とされている。この粒子選別部１２は、キャリアガス導入部１１ａとの対向部位にテーパ状の凸部を有しており、この凸部は当該対向部位に頂部を有する円錐形状であり、その頂部に貫通孔１２ａの入口が形成されている。
なお、粒子選別部１２の形状は、軸対称形状でなく、例えば図１の奥行き方向に長い非対称形状であっても良い。
【００１４】
ここで、粒子選別部１２の貫通孔１２ａの孔径は、分級室１１のキャリアガス導入部１１ａの内径と同一、或いはそれ以上とされている。
また、粒子選別部１２と分級室１１の内壁との間隙のコンダクタンス（断面積）は、貫通孔１２ａのコンダクタンスより高く（例えば前者が後者の２０倍程度）なるように設定されている。
【００１５】
温度制御部１３は、粒子選別部１２の温度を、分級室１１の内壁の温度に比して高温に制御する。例えば、粒子選別部１２の温度が２５℃、分級室１１の内壁の温度が２５０℃に設定される。一例として、温度制御部１３は、粒子選別部１２及び分級室１１の内壁とそれぞれ接触する（或いは、粒子選別部１２及び分級室１１に内蔵された）ヒータ等を有しており、当該各ヒータの温度を適宜制御する。
【００１６】
この粒子選別装置１では、ナノ粒子１０を含むキャリアガスを、矢印Ａ１の方向にキャリアガス導入部１１ａから分級室１１内へ導入する。ナノ粒子１０は、選別対象である第１のナノ粒子１０ａと、第１のナノ粒子１０ａよりも粒径の小さい第２のナノ粒子１０ｂとが混在してなる。
【００１７】
分級室１１内に導入されたキャリアガスは、粒子選別部１２の貫通孔１２ａと、粒子選別部１２と分級室１１の内壁との間隙１４とのいずれかに向かう。ここで、間隙１４のコンダクタンスが貫通孔１２ａのコンダクタンスより高く設定されているため、キャリアガスの殆どが、例えば矢印Ａ２の方向に沿って間隙１４に向かうことになる。ナノ粒子１０のうち、粒径の大きい第１のナノ粒子１０ａは慣性力が大きく、キャリアガスの主流方向に関わらず慣性により貫通孔１２ａに導かれ、貫通孔１２ａを流れる僅かなキャリアガスの流れである矢印ａに乗って貫通孔１２ａの下流へ導かれる。一方、ナノ粒子１０のうち、粒径の小さい第２のナノ粒子１０ｂは慣性力が小さく、その殆どがキャリアガスの主流に乗って間隙１４に導かれる。温度制御部１３の温度制御により、粒子選別部１２は分級室１１の内壁に比して高温とされているため、間隙１４に導かれた第２のナノ粒子１０ｂは、粒子選別部１２と分級室１１の内壁との間隙１４との間の温度差によって引き起こされる熱泳動力により分級室１１の内壁の方向に力を受け、結果的に内壁面に堆積される。熱泳動力の大きさは、ナノ粒子のようなサイズでは殆どサイズに依存しないため、間隙１４に導かれたナノ粒子は全てが内壁面に堆積し、キャリアガスから取り除かれる。
【００１８】
結果として、粒径の小さい第２のナノ粒子１０ｂの大部分は例えば矢印Ａ３で示すキャリアガスの流れから除去され、第１のナノ粒子１０ａのみを含むキャリアガスが矢印Ａ４の方向に粒子放出部１１ｂから分級室１１外へ放出されることになる。
なお、キャリアガスのうち貫通孔１２ａに導かれるナノ粒子のサイズは、キャリアガス導入部１１ａのノズル径、キャリアガスの流量、キャリアガスの圧力等により制御することができる。
【００１９】
このように本件では、質量（粒径）の異なる粒子が混在する場合に、比較的簡易な構成により、選別対象である粒子に荷電を要さず、質量（粒径）の小さい粒子を除去し、所望の質量（粒径）、ここでは質量（粒径）が大きく均一な粒子のみを正確に選別分級することができる。
また、本件を利用することにより、サイズの選別の他に副次的な効果も得られる。それは、貫通口１２ａを通過した粒子が、粒子を含まない矢印Ａ３のキャリアガスの流れに包まれることになるため、粒子放出部１１ｂを通過する粒子が粒子放出部１１ｂの中心部分に集束される、という点である。ここで、集束される領域の粒子放出部１１ｂの断面に対する面積比は、（貫通口１２ａを通過する流量）／［（貫通口１２ａを通過する流量）＋（矢印Ａ３のキャリアガスの流量）］で与えられる。ナノ粒子のこのような空間的な集束は容易ではないため、この方法は集束ナノ粒子ビームを作る方法としても有効である。
【００２０】
―本件を適用した好適な諸実施形態―
以下、本件を適用した具体的な諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
本実施形態では、図１の粒子選別装置１を主要構成要素とする粒子選別システムを開示する。
図２は、第１の実施形態による粒子選別システムの概略構成を示す模式図である。
この粒子選別システムは、図１と同様の粒子選別装置１と、ナノ粒子１０を発生させる粒子発生装置２と、粒子選別装置１で分級された第１のナノ粒子１０ａを回収する粒子堆積装置３とを備えて構成される。
【００２２】
粒子発生装置２は、ナノ粒子１０が生成される生成室２１と、生成室２１内に設置されたターゲット２０にレーザ光、ここでは例えばパルスレーザとして繰り返し周波数２０ＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザ２倍波のレーザ光を照射するＮｄ：ＹＡＧレーザ２２とを備えて構成される。
粒子発生装置２は、生成室２１の出口が粒子選別装置１のキャリアガス導入部１１ａの入口と接続されることにより、粒子選別装置１と連結されている。
【００２３】
粒子堆積装置３は、粒子選別装置１で分級された第１のナノ粒子１０ａが導かれる堆積室３１と、第１のナノ粒子１０ａが堆積される基体３０が設置される基体ステージ３２とを備えて構成される。堆積室３１には不図示の真空ポンプが接続され、堆積室３１内が適宜の真空状態に調節される。
粒子堆積装置３は、堆積室３１の入口が粒子選別装置１の粒子放出部１１ｂと接続されることにより、粒子選別装置１と連結されている。
【００２４】
この粒子選別システムでは、先ず、粒子発生装置２によりターゲット２０をレーザアブレーションしてナノ粒子１０を発生させる。
詳細には、内部が所定の圧力、例えば６．７×１０2Ｐａ〜１．３×１０3Ｐａ程度（５torr〜１０torr程度）の圧力に調節された生成室２１に設置されたターゲット２０に、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ２２からレーザ光を照射する。ターゲット２０はレーザ光によって叩かれ、蒸気が発生する。この蒸気は、例えば１．９ｓｌｐｍ(スタンダードリッター毎分)程度の流量のキャリアガス（例えばＨｅ）により冷却され、ナノ粒子１０が生成される。
【００２５】
形成されたナノ粒子１０は、続いて粒子選別装置１に導かれる。詳細には、ナノ粒子１０を含むキャリアガスは、例えば矢印Ａ５の方向へ進み、キャリアガス導入部１１ａを通って分級室１１内に導入される。
【００２６】
分級室１１の内部は、例えば圧力が８．４×１０2Ｐａ（６．３torr）程度に保たれている。キャリアガス導入部１１ａの内径は例えば５ｍｍ程度、キャリアガス導入部１１ａの先端と粒子選別部１２の先端との間の距離は例えば１５ｍｍ程度、粒子選別部１２の貫通孔１２ａの孔径は例えば５ｍｍ程度とされている。粒子選別部１２の外径は例えば１００ｍｍ程度、凸部のテーパ角度は例えば５０°程度とされている。間隙１４の幅は例えば５ｍｍ程度とされている。
温度制御部１３により、粒子選別部１２は一様に内部から熱せられて１２７℃（４００Ｋ）程度に、分級室１１の壁及びキャリアガス導入部１１ａは２７℃（３００Ｋ）程度にそれぞれ保たれている。
【００２７】
キャリアガスと共に分級室１１内に導入されたナノ粒子１０は、上述のように選別分級され、ナノ粒子１０のうち小さい第２のナノ粒子１０ｂやクラスタが除去される。そして、例えば粒径１０ｎｍ程度の第１のナノ粒子１０ａのみがキャリアガスと共に粒子放出部１１ｂから放出される。
【００２８】
放出された第１のナノ粒子１０ａは、続いて粒子堆積装置３に導かれる。詳細には、粒子放出部１１ｂから堆積室３１内に放出された第１のナノ粒子１０ａは、堆積室３１内の基体ステージ３２に設置された基体３０上に適宜堆積する。
【００２９】
本実施形態における、粒子選別装置１によるナノ粒子の透過率を図３に示す。図３では、横軸がナノ粒子の粒径（直径：ｎｍ）を、縦軸がナノ粒子の透過率をそれぞれ表している。
図３の結果は、ナノ粒子１０をキャリアガス導入部１１ａから導入し、粒子放出部１１ｂで粒子数を測定することにより得られた。図３から判るように、粒径の大きなナノ粒子は粒子選別装置１を透過する一方で、小さなナノ粒子は分級室１１の内壁面に衝突し捕捉され、通過することができない。この場合、透過率が５０％となるナノ粒子の粒径（カットサイズ）は約４．５ｎｍであった。このカットサイズは、キャリアガス導入部１１ａのノズル径、キャリアガスの流量、キャリアガスの圧力等を変えることにより制御することができる。
【００３０】
上記した粒子選別装置１の機能を十分に発揮させるべく、装置内部の表面粗さ及びクリーニング法にも注意する必要がある。
一般的に、ナノ粒子は、粗い表面において捕獲され易い。そこで、図４の太実線ＳＬで示すキャリアガス導入部１１ａ及び粒子放出部１１ｂの内面、粒子選別部１２の貫通孔１２ａの内面については滑らかであることが望ましい。具体的には、各内面に鏡面加工を施し、ナノ粒子の捕獲を最小限にする。ここで、各内面の平均表面粗さを１０ｎｍ程度以下とすることが望ましい。
一方、破線ＢＬ２で示す分級室１１の内壁面部分に関しては、ナノ粒子の捕獲を促進する意味で粗い表面にすることが望ましい。ここで、内壁面部分の平均表面粗さを少なくとも１００ｎｍ程度以上、可能なら１μｍ程度以上にすることが好ましい。
【００３１】
また、ナノ粒子は、特に太破線ＢＬ１で示す分級室１１の内壁面部分に優先的に堆積する。したがって実用上、この内壁面部分のクリーニングが重要になる。一例として、この内壁面部分に粘着性のシートを積層しておき、汚れる度に当該シートを剥離することが考えられる。勿論、シートの表面は上記したような粗面とされている。このシートを剥離するには、太破線ＢＬ１の内壁面部分を含む部分が簡単に取り外すことのできる構成とされていることを要する。一例として、キャリアガス導入部１１ａ及びこれと接続されている分級室１１の側壁部、或いは粒子放出部１１ｂ及びこれと接続されている分級室１１の側壁部を、図４の円Ｃで示す部分でねじ込み構造とする。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態によれば、比較的簡易な構成により、選別対象であるナノ粒子に荷電を要さず、しかも質量分布（サイズ分布）の狭い確実なナノ粒子選別が可能となる。
【００３３】
（第２の実施形態）
本実施形態では、図１の粒子選別装置１を主要構成要素とする粒子選別システムを開示するが、粒子選別装置１の前段にインパクタが付加される点で相違する。
図５は、第２の実施形態による粒子選別システムの概略構成を示す模式図である。
この粒子選別システムは、図１と同様の粒子選別装置１と、粒子選別装置１の前段に設けられたインパクタ４とを備えており、更にインパクタ４の前段に第１の実施形態の図２と同様に粒子発生装置２と、粒子選別装置１の後段に第１の実施形態の図２と同様に粒子堆積装置３とが設けられて構成される。なお図示の便宜上、図５では粒子発生装置２及び粒子堆積装置３の図示を省略する。
【００３４】
インパクタ４は、粒子の選別分級が行われる分級室４１と、選別対象でない粒子を選択的に捕集する補集板４２とを備えて構成される。
分級室４１は、選別対象の粒子を含むキャリアガスの入口を有するキャリアガス導入部４１ａと、選別対象の粒子の出口を有する粒子放出部４１ｂとが設けられている。
補集板４２は、表面が例えばポーラス構造（多孔性構造）とされており、表面に垂直な方向の回転軸を有し、所定速度で回転自在とされた円板状部材であり、上下左右に移動（スライド）自在に配設されている。
【００３５】
インパクタ４は、粒子放出部４１ｂの出口が粒子選別装置１のキャリアガス導入部１１ａの入口と接続されることにより、粒子選別装置１と連結されている。
また、インパクタ４は、キャリアガス導入部４１ａの入口が図２の粒子発生装置２の生成室２１の出口と接続されることにより、粒子発生装置２と連結されている。
粒子堆積装置３は、第１の実施形態の図２と同様に、堆積室３１の入口が粒子選別装置１の粒子放出部１１ｂと接続されることにより、粒子選別装置１と連結されている。
【００３６】
この粒子選別システムでは、先ず第１の実施形態と同様に、粒子発生装置２によりターゲット２０をレーザアブレーションしてナノ粒子１０を発生させる。本実施形態では、ナノ粒子１０は、選別対象である第１のナノ粒子１０ａと、第１のナノ粒子１０ａよりも粒径の小さい第２のナノ粒子１０ｂと、第１のナノ粒子１０ａよりも粒径の大きい第３のナノ粒子１０ｃとが混在してなる。
【００３７】
形成されたナノ粒子１０は、続いてインパクタ４に導かれる。詳細には、ナノ粒子１０を含むキャリアガスは、例えば矢印Ａ６の方向へ進み、キャリアガス導入部４１ａを通って分級室４１内に導入される。
キャリアガスと共に導入されたナノ粒子１０は、質量（粒径）がある程度以上のもの、従って、慣性がある程度以上のものはキャリアガスの流れに追随することができず、捕集板４２に衝突して捕集される。ここで通常、粒子が捕集されるか否かは、無次元のストークス数と呼ばれるパラメータ（微粒子の粒径、キャリアガス導入部４１ａの内径、キャリアガス速度等の関数）で記述される。本実施形態では、ナノ粒子１０のうち、最も粒径の大きな第３のナノ粒子１０ｃが捕集板４２に捕集され、第１及び第２のナノ粒子１０ａ，１０ｂは捕集板４２に捕集されずにキャリアガスと共に粒子放出部４１ｂから放出される。粒子放出部４１ｂは粒子選別装置１のキャリアガス導入部１１ａと接続されているため、粒子放出部４１ｂから放出された第１及び第２のナノ粒子１０ａ，１０ｂを含むキャリアガスは、キャリアガス導入部１１ａを通って粒子選別装置１の分級室１１内に導入される。
【００３８】
キャリアガスと共に分級室１１内に導入された第１及び第２のナノ粒子１０ａ，１０ｂは、上述のように選別分級され、小さい第２のナノ粒子１０ｂやクラスタが除去される。そして、例えば粒径１０ｎｍ程度の第１のナノ粒子１０ａのみがキャリアガスと共に粒子放出部１１ｂから放出される。
【００３９】
放出された第１のナノ粒子１０ａは、続いて粒子堆積装置３に導かれる。詳細には、粒子放出部１１ｂから堆積室３１内に放出された第１のナノ粒子１０ａは、堆積室３１内の基体ステージ３２に設置された基体３０上に適宜堆積する。
【００４０】
本実施形態では、質量（粒径）の異なる粒子が混在する場合に、比較的簡易な構成により、選別対象である粒子に荷電を要さず、質量（粒径）の小さい粒子及び質量（粒径）の大きい粒子を除去し、所望の質量（粒径）、ここでは質量（粒径）の小さい粒子と大きい粒子の中間の質量（粒径）の均一な粒子のみを正確に選別分級することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、比較的簡易な構成により、選別対象であるナノ粒子に荷電を要さず、しかも質量分布（サイズ分布）の狭い確実なナノ粒子選別が可能となる。
【００４１】
（第３の実施形態）
本実施形態では、図２又は図５の粒子選別システムを用いた電子部材の製造方法を開示する。
図６は、第３の実施形態による電子部材の製造方法を示す概略斜視図である。
【００４２】
本実施形態では、図２又は図５の粒子選別システムにおいて、粒子発生装置２の生成室２１に設置するターゲット２０をＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ、又はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅから選択された２種以上の合金からなるターゲットとする。また、粒子堆積装置３の基体ステージ３２に設置する基体３０を、表面にシリコン酸化膜等の絶縁膜２が形成された例えばシリコン基板である基板５１とする。
【００４３】
先ず、粒子選別システムにより、粒子堆積装置３の堆積室３１内の基体ステージ３２に設置された基板５１の表面に第１のナノ粒子１０ａを堆積する。本実施形態では、図６（ａ）に示すように、第１のナノ粒子１０ａは、粒径が均一に揃えられてなる、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ、又はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅから選択された２種以上の合金からなる触媒ナノ粒子５０である。
【００４４】
続いて、図６（ｂ）に示すように、基板５１上に堆積された触媒ナノ粒子５０に、ＣＶＤ法によりカーボンナノチューブ（Carbon Nano Tube：ＣＮＴ）ＣＮＴ５２を成長させる。
具体的には、触媒ナノ粒子５０が表面に堆積されてなる基板５１を、ＣＶＤチャンバに搬送し、例えばアセチレン・アルゴン混合ガス(例えば比率１：９)を原料ガスとして実行する。原料ガスの流量を例えば２００ｓｃｃｍ (スタンダード立方センチメーター毎分)、圧力を例えば１ｋＰａとする。基板５１が載置された加熱ステージの温度を例えば５４０℃、成長時間を例えば１０分間とする。
以上により、基板５１上に堆積した触媒ナノ粒子５０から高密度で均質なＣＮＴ５２を成長させる。触媒ナノ粒子５０がその粒径が均一な所定値に揃えられているため、ＣＮＴ５１もまたその直径が均一に揃えられて形成される。
【００４５】
本実施形態により形成されるＣＮＴ５２は、例えば電子部材である半導体装置（ＭＯＳトランジスタや各種半導体メモリ等）の配線材料やコンタクト孔を埋め込む導電材料等として用いられる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、上記のように精緻に選別された触媒ナノ粒子５０を用いて、半導体装置を所期の構成に正確に製造することを可能とし、更なる微細化・高性能化の要請に対応した信頼性の高い半導体装置が実現する。
【００４７】
（第４の実施形態）
本実施形態では、第３の実施形態と同様に、図２又は図５の粒子選別システムを用いた電子部材の製造方法を開示するが、製造対象となる電子部材が発光素子である点で相違する。
図７は、第４の実施形態による電子部材の製造方法を示す概略斜視図である。
【００４８】
本実施形態では、図２又は図５の粒子選別システムにおいて、粒子発生装置２の生成室２１に設置するターゲット２０をシリコン、カドミウム、セレン等からなるターゲットとする。また、粒子堆積装置３の基体ステージ３２に設置する基体３０を、Ｎ型半導体層６１（又はＰ型半導体層６２）とする。
【００４９】
粒子選別システムにより、粒子堆積装置３の堆積室３１内の基体ステージ３２に設置されたＮ型半導体層６１を備えた基板の表面（Ｎ型半導体層６１の表面）に第１のナノ粒子１０ａを堆積し、微粒子発光層６３を形成する。本実施形態では、図８に示すように、第１のナノ粒子１０ａは、粒径が均一に揃えられてなる、シリコン、カドミウム、セレン等の微粒子６０である。
【００５０】
ここで、上記のように微粒子６０をＮ型半導体層６１となる基板上に直接的に堆積させて微粒子発光層６３を形成する代わりに、粒子選別装置１の粒子放出部１１ｂから放出された微粒子６０を、所定の液中に分散させ、Ｎ型半導体層６１となる基板上にスピンコート等によって供給し、微粒子発光層６３を形成するようにしても良い。
【００５１】
続いて、微粒子発光層６３上にＰ型半導体層６２を堆積形成する。そして、Ｎ型半導体層６１の微粒子発光層６３の形成されていない面に電極６４を、Ｐ型半導体層６２の微粒子発光層６３の形成されていない面に電極６５をそれぞれ設ける。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、上記のように精緻に選別された微粒子６０を用いて、発光素子を所期の構成に正確に製造することを可能とし、更なる微細化・高性能化の要請に対応した信頼性の高い発光素子が実現する。
【００５３】
（第５の実施形態）
本実施形態では、第３の実施形態と同様に、図２又は図５の粒子選別システムを用いた電子部材の製造方法を開示するが、製造対象となる電子部材が磁気ディスクである点で相違する。
図８は、第５の実施形態による電子部材の製造方法を示す概略斜視図である。
【００５４】
本実施形態では、図２又は図５の粒子選別システムにおいて、粒子発生装置２の生成室２１に設置するターゲット２０を例えばＦｅＰｔ，ＢａＦｅ等の磁性体からなるターゲットとする。また、粒子堆積装置３の基体ステージ３２に設置する基体３０を、例えばプラスチックフィルム、セラミック、金属、ガラス等の非磁性支持体を有する磁気ディスク用基板７１とする。
【００５５】
粒子選別システムにより、粒子堆積装置３の堆積室３１内の基体ステージ３２に設置された磁気ディスク用基板７１の表面に第１のナノ粒子１０ａを堆積する。本実施形態では、図８に示すように、第１のナノ粒子１０ａは、粒径が均一に揃えられてなる、ＦｅＰｔ，ＢａＦｅ等の磁性体微粒子７０である。
図８の領域Ｒのように、磁気ディスク用基板７１上に堆積した磁性体微粒子７０により、各トラックＡ，Ｂ，Ｃ・・・が構成される。
【００５６】
ここで、上記のように磁性体微粒子７０を磁気ディスク用基板７１上に直接的に堆積させる代わりに、粒子選別装置１の粒子放出部１１ｂから放出された磁性体微粒子７０を、非磁性マトリックス中に分散させ、磁気ディスク用基板７１上に供給するようにしても良い。非磁性マトリックスとしては、例えば酸化物、窒化物、フッ化物、炭化物、金属等や、アモルファス、Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，Ｆｅ3Ｏ4等が用いられる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば、上記のように精緻に選別された磁性体微粒子７０を用いて、磁気ディスクを所期の構成に正確に製造することを可能とし、更なる微細化・高性能化の要請に対応した信頼性の高い磁気ディスクが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本件の粒子選別装置の原理的構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態による粒子選別システムの概略構成を示す模式図である。
【図３】本実施形態の粒子選別装置によるナノ粒子透過率を示す特性図である。
【図４】本実施形態の粒子選別装置の具体例を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態による粒子選別システムの概略構成を示す模式図である。
【図６】第３の実施形態による電子部材の製造方法を示す概略斜視図である。
【図７】第４の実施形態による電子部材の製造方法を示す概略斜視図である。
【図８】第５の実施形態による電子部材の製造方法を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  粒子選別装置
２  粒子発生装置
３  粒子堆積装置
４  インパクタ
１０  ナノ粒子
１０ａ  第１のナノ粒子
１０ｂ  第２のナノ粒子
１０ｃ  第３のナノ粒子
１１，４１  分級室
１１ａ，４１ａ  キャリアガス導入部
１１ｂ，４１ｂ  粒子放出部
１２  粒子選別部
１２ａ  貫通孔
１３  温度制御部
１４  間隙
２０  ターゲット
２１  生成室
３０  基体
３１  堆積室
３２  基体ステージ
４２  補集板
５０  触媒ナノ粒子
５１  基板
５２  ＣＮＴ
６０  微粒子
６１  Ｎ型半導体層
６２  Ｐ型半導体層
６３  微粒子発光層
６４，６５  電極
７０  磁性体微粒子
７１  磁気ディスク用基板
【図１】
2010075796.tif 000003
【図２】
2010075796.tif 000004
【図３】
2010075796.tif 000005
【図４】
2010075796.tif 000006
【図５】
2010075796.tif 000007
【図６】
2010075796.tif 000008
【図７】
2010075796.tif 000009
【図８】
2010075796.tif 000010