(57)【要約】      （修正有）【課題】グリップ力が高く高速搬送に使用可能であり、被搬送物を汚染しにくく、かつ、耐熱性に優れる搬送固定治具を提供する。【解決手段】面積が４０ｃｍ２以上であり、重量が５ｇ以上の被搬送物を搬送する搬送固定治具１００であって、第１の基材１０と、第１の基材上１０に設けられたカーボンナノチューブ集合体２０とを備える。被搬送物を載置した際に、カーボンナノチューブ集合体２０にかかる荷重が０．０５ｋｇ／ｃｍ２以上となるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面積が４０ｃｍ２以上であり、重量が５ｇ以上の被搬送物を搬送する搬送固定治具であって、
第１の基材と、第１の基材上に設けられたカーボンナノチューブ集合体とを備え、
該被搬送物を載置した際に、該カーボンナノチューブ集合体にかかる荷重が０．０５ｋｇ／ｃｍ２以上となるように構成されている、
搬送固定治具。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブ集合体が、前記第１の基材上に３つ以上設けられている、請求項１に記載の搬送固定治具。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブ集合体の総面積が、３０ｍｍ２〜２４０ｍｍ２である、請求項１または２に記載の搬送固定治具。
【請求項４】
前記カーボンナノチューブ集合体ひとつあたりの面積が、８ｍｍ２〜６０ｍｍ２である、請求項２または３に記載の搬送固定治具。
【請求項５】
前記搬送固定治具に１２８ｇの被搬送物を載置した場合の該被搬送物とカーボンナノチューブとの真実接触面積が、０．０８ｃｍ２以上である、請求項１から４のいずれかに記載の搬送固定治具。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブ集合体表面のガラス表面に対する２３℃における静摩擦係数が、１〜５０である、請求項１から５のいずれかに記載の搬送固定治具。
【請求項７】
前記カーボンナノチューブ集合体が、カーボンナノチューブと第２の基材とを含む、請求項１から６のいずれかに記載の搬送固定治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送固定治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
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には、被加工物が載置される部材（搬送治具）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。
【０００３】
しかしながら、従来の搬送治具は、樹脂等の弾性材料により被加工物を保持しており、被加工物に該弾性材料が付着残存しやすいという問題がある。また、樹脂等の弾性材料は、耐熱性が低く、高温環境下では、そのグリップ力が低下するという問題がある。
【０００４】
セラミックスなどの材料を搬送治具に用いると、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搬送治具は、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。
【０００５】
また、高温環境下で被加工物を保持する方法としては、減圧吸着する方法、搬送治具の形状により被加工物を固定する方法（例えば、チャッキング、ザグリ固定等）等が挙げられる。しかしながら、減圧吸着する方法は、大気雰囲気下でのみ有効であり、ＣＶＤ工程等における真空下では採用できず、所望のグリップ力を得ることができない。また、搬送治具の形状により被加工物を固定する方法においては、被加工物と搬送治具との接触により、被加工物がダメージを受ける、パーティクルが発生する等の問題がある。
【０００６】
上記のとおり、従来の搬送治具は、クリーン性およびグリップ力が低く、特に、半導体素子等の製造工程において、高速搬送する際に要求される性能には達していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３５１９６１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３８１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、グリップ力が高く高速搬送に使用可能であり、被搬送物を汚染しがたく、かつ、耐熱性に優れる搬送固定治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の搬送固定治具は、面積が４０ｃｍ２以上であり、重量が５ｇ以上の被搬送物を搬送する搬送固定治具であって、第１の基材と、第１の基材上に設けられたカーボンナノチューブ集合体とを備え、該被搬送物を載置した際に、該カーボンナノチューブ集合体にかかる荷重が０．０５ｋｇ／ｃｍ２以上となるように構成されている。
１つの実施形態においては、上記カーボンナノチューブ集合体が、上記第１の基材上に３つ以上設けられている。
１つの実施形態においては、上記カーボンナノチューブ集合体の総面積が、３０ｍｍ２〜２４０ｍｍ２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集合体ひとつあたりの面積が、８ｍｍ２〜６０ｍｍ２である。
１つの実施形態においては、上記搬送固定治具に１２８ｇの被搬送物を載置した場合の該被搬送物とカーボンナノチューブとの真実接触面積が、０．０８ｃｍ２以上である。
１つの実施形態においては、上記カーボンナノチューブ集合体表面のガラス表面に対する２３℃における静摩擦係数が、１〜５０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集合体が、カーボンナノチューブと第２の基材とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、グリップ力が高く、被搬送物を汚染しがたく、かつ、耐熱性に優れる搬送固定治具を提供することができる。本発明の搬送固定治具は、高温下においてもグリップ力が高い点で、特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの実施形態による搬送固定治具の概略断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態による搬送固定治具の概略断面図である。
【図３】本発明の１つの実施形態による搬送固定治具の概略斜視図である。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
Ａ．搬送固定治具の概要
図１は、本発明の１つの実施形態による搬送固定治具の概略断面図である。搬送固定治具１００は、第１の基材１０と、第１の基材１０上に設けられたカーボンナノチューブ集合体２０とを備える。１つの実施形態においては、図示例のように、第１の基材１０とカーボンナノチューブ集合体２０との間には、接着剤層３０が配置される。この実施形態においては、第１の基材１０とカーボンナノチューブ集合体２０とは、接着剤層３０を介して接合されている。カーボンナノチューブ集合体２０は複数のカーボンナノチューブ２１から構成される。カーボンナノチューブ２１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２０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２１は、第１の基材１０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、第１の基材１０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。
【００１３】
本発明の搬送固定治具は、面積が４０ｃｍ２以上であり、重量が５ｇ以上の被搬送物を保持して搬送する際に用いられ得る。なお、本明細書において「面積」とは、カーボンナノチューブ集合体が配置される第１の基材面に対向して見たときの（図１の紙面上側から見たとき）の平面視面積である。したがって、被搬送物の面積とは、搬送時に、第１の基材およびカーボンナノチューブ集合体に対向する面の面積を意味する。被搬送物の面積は、好ましくは４０ｃｍ２〜３０００ｃｍ２であり、より好ましくは７５ｃｍ２〜２０００ｃｍ２であり、さらに好ましくは３００ｃｍ２〜１６００ｃｍ２である。また、被搬送物の重量は、好ましくは５ｇ〜６００ｇであり、より好ましくは１０ｇ〜５００ｇであり、さらに好ましくは４０ｇ〜４００ｇであり、特に好ましくは５０ｇ〜３００ｇである。
【００１４】
本発明の搬送固定治具は、カーボンナノチューブ集合体の粘着性により、被搬送物を保持することができる。カーボンナノチューブ集合体を用いれば、被搬送物を汚染し難い搬送固定治具を得ることができる。本発明の搬送固定治具は、例えば、半導体素子の製造工程、光学部材の製造工程等に好適に用いられ得る。より詳細には、本発明の搬送固定治具は、半導体素子製造における工程と工程との間、あるいは所定の工程内で、材料、製造中間品、製品等（具体的には、半導体材料、ウエハ、チップ、電子部品、フィルム等）の被搬送物を移送するために用いられ得る。また、光学部材製造における工程間、あるいは所定の工程内で、ガラス基板等の被搬送物を移送するために用いられ得る。また、本発明の搬送固定治具は被搬送物を把持し得る形態であってもよい。
【００１５】
好ましくは、カーボンナノチューブ集合体２０は、第１の基材１０の一部の面上に設けられている。また、好ましくは、カーボンナノチューブ集合体２０は、第１の基材１０の一部の面上において、複数設けられる。カーボンナノチューブ集合体は、被搬送物が第１の基材表面に対して略平行に保持され得るように、配置されていることが好ましく、例えば、第１の基材上に３つ以上（好ましくは３〜８、より好ましくは３〜５、特に好ましくは４）のカーボンナノチューブ集合体が設けられていることが好ましい。また、本発明の搬送固定治具においては、被搬送物がすべてのカーボンナノチューブ集合体に接触し得るようにして、カーボンナノチューブ集合体が配置される。
【００１６】
カーボンナノチューブ集合体ひとつあたりの面積（みかけ面積）は、好ましくは８ｍｍ２〜６０ｍｍ２であり、より好ましくは９ｍｍ２〜５０ｍｍ２であり、さらに好ましくは９ｍｍ２〜４０ｍｍ２であり、特に好ましくは９ｍｍ２〜３０ｍｍ２であり、最も好ましくは９ｍｍ２〜２０ｍｍ２である。なお、ここでの面積は、上記のとおり、カーボンナノチューブ集合体が配置された第１の基材面に対向して見たとき（図１の紙面上側から見たとき）の平面視面積である。
【００１７】
カーボンナノチューブ集合体の総面積（みかけ面積）は、好ましくは３０ｍｍ２〜２４０ｍｍ２であり、より好ましくは３５ｍｍ２〜２００ｍｍ２であり、さらに好ましくは３５ｍｍ２〜１６０ｍｍ２であり、特に好ましくは３５ｍｍ２〜１２０ｍｍ２であり、最も好ましくは３５ｍｍ２〜８０ｍｍ２である。
【００１８】
カーボンナノチューブ集合体は、被搬送物を載置した際にカーボンナノチューブ集合体にかかる荷重が、０．０５ｋｇ／ｃｍ２以上となるように構成されていることが好ましく、０．０６ｋｇ／ｃｍ２〜１ｋｇ／ｃｍ２となるように構成されていることがより好ましく、０．０７ｋｇ／ｃｍ２〜０．７ｋｇ／ｃｍ２となるように構成されていることがさらに好ましく、０．０８ｋｇ／ｃｍ２〜０．６ｋｇ／ｃｍ２となるように構成されていることがさらに好ましく、０．０９ｋｇ／ｃｍ２〜０．５ｋｇ／ｃｍ２となるように構成されていることが特に好ましく、０．１５ｋｇ／ｃｍ２〜０．４ｋｇ／ｃｍ２となるように構成されていることが最も好ましい。なお、上記荷重は、被搬送物の重量／カーボンナノチューブ集合体の総面積（みかけ面積）により求められる。
【００１９】
本発明の搬送固定治具においては、カーボンナノチューブ集合体にかかる荷重が、０．０５ｋｇ／ｃｍ２以上となるように構成されていることにより、非常に高いグリップ力で被搬送物を保持することができる。カーボンナノチューブ集合体は、繊維状のカーボンナノチューブの集合体であるため、搬送固定治具に載置した被搬送物においては、カーボンナノチューブに接触する部分と、カーボンナノチューブに接触しない部分とが生じる。本発明においては、特定値以上の荷重がかかるようにカーボンナノチューブ集合体を構成することにより、被搬送物を載置した際の被搬送物とカーボンナノチューブとの接触率が増大して、上記効果が得られると考えられる。このような搬送固定治具は、例えば、被搬送物の面積に対して十分に小さい面積を有するカーボンナノチューブ集合体を第１の基材上に配置することにより得ることができる。本発明の搬送固定治具を構成するカーボンナノチューブ集合体は、長さ方向に変形しやすく、被搬送物を載置した際の接触率増大が顕著となり、カーボンナノチューブ集合体自体の面積を小さくした場合に、荷重増大による効果が支配的となる。一方、荷重が所定の値を超えると、それ以上荷重を大きくしてもグリップ力向上効果が見られなくなる（グリップ力が飽和する）。そのため、カーボンナノチューブ集合体の面積は所定以上（例えば、上記のとおり、総面積が３０ｍｍ２以上）であることが好ましい。
【００２０】
上記のように、グリップ力に優れる本発明の搬送固定治具は、常温下において優れたグリップ力を発現することはもとより、高温下（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、優れたグリップ力を発現し得る。カーボンナノチューブ自体が耐熱性を有し、かつ、上記構成により高温下においても高いグリップ力を発現させることが可能であるため、本発明の搬送固定治具は、高温下での使用、特に高温下での高速搬送に有用である。
【００２１】
本発明の搬送固定治具に１２８ｇの被搬送物を載置した場合の被搬送物とカーボンナノチューブとの真実接触面積は好ましくは０．０８ｃｍ２以上であり、より好ましくは０．０９ｃｍ２以上であり、さらに好ましくは０．１ｃｍ２以上であり、より好ましくは０．１１ｃｍ２以上である。このような範囲であれば、グリップ力に特に優れる搬送固定治具を得ることができる。真実接触面積の上限は、カーボンナノチューブ集合体総面積（みかけ面積）に対して、好ましくは７０％以下であり、より好ましくは５０％以下である。なお、真実接触面積とは、２３℃の環境下において、搬送固定治具を構成する全てのカーボンナノチューブの集合体上に載置されるように１つの被搬送物を載せ、被搬送物による荷重がすべてカーボンナノチューブ集合体にかかるようにした場合に、被搬送物とカーボンナノチューブとが接触する部分の面積を意味する。真実接触面積は、ＳＥＭによる断面観察により被搬送物とカーボンナノチューブとの接触率（接触部分の長さ／カーボンナノチューブ集合体表面測定長）を測定し、該接触率とカーボンナノチューブ集合体の総面積との積から求めることができる。
【００２２】
上記搬送固定治具のカーボンナノチューブ集合体側表面の、シリコン製ウエハに対する２３℃における静摩擦係数は、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５０である。このような範囲であれば、グリップ性に優れる搬送固定治具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搬送固定治具が、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。
【００２３】
上記搬送固定治具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３００℃における静摩擦係数は、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５０である。
【００２４】
上記搬送固定治具のカーボンナノチューブ集合体側表面のシリコン製ウエハに対する２３℃における垂直剥離力は、好ましくは０．０１Ｎ／ｃｍ２以下であり、より好ましくは０．００１Ｎ／ｃｍ２以下であり、さらに好ましくは０Ｎ／ｃｍ２である。垂直剥離力は、カーボンナノチューブ集合体側表面とシリコン製ウエハとを貼り合わせて測定用サンプルを作製し、該評価用サンプルを、両面からカーボンナノチューブ集合体側表面に対して垂直方向に引っ張ることにより測定することができる。垂直剥離力は、当該引張試験において、シリコン製ウエハがカーボンナノチューブ集合体表面から剥離する力に相当する。なお、垂直剥離力の測定は、例えば、引張試験機（ＴＧ―１ｋＮ：ミネベア社製）、およびロードセル（ＴＴ３Ｄ−５０Ｎ：ミネベア社製）が用いられる。引張試験において、評価用サンプルは、例えば、評価用サンプル両面に固定されたピンスタブ（アルミ製、平面部φ１２．５ｍｍ）を介して引っ張られる。
【００２５】
図２は、本発明の別の実施形態による搬送固定治具の概略断面図である。図２の搬送固定治具２００においては、カーボンナノチューブ集合体２０がカーボンナノチューブ２１と第２の基材２２とから構成され、カーボンナノチューブ２１が第２の基材２２上に形成されている。接着剤層３０は、第２の基材２２のカーボンナノチューブ２１が形成されていない側に配置される。第１の基材１０と第２の基材２２とは、接着剤層３０を介して接合されている。本実施形態においても、カーボンナノチューブ集合体２０の配置、面積、被搬送物を載置した際にかかる荷重および真実接触面積、ならびに静摩擦係数は、上記のとおりである。
【００２６】
Ｂ．第１の基材
上記第１の基材は、半導体材料、電子材料等を搬送する際の搬送基材として機能する。第１の基材の形態としては、例えば、搬送アーム、搬送テーブル、搬送リング、搬送ガイドレール、収納カセット、フック、搬送フレームなどが挙げられる。第１の基材の大きさや形状は、目的に応じて、適宜選択し得る。第１の基材は、搬送アーム、搬送テーブル、搬送リング、搬送ガイドレール、収納カセット、フック、搬送フレーム等の一部であってもよい。第１の基材が搬送アームである場合の一例を、図３の概略斜視図に示す。図３の搬送固定治具１００は、搬送アームとしての第１の基材１０に、４つのカーボンナノチューブ集合体２０が配置されている。なお、上述の図１は、搬送固定治具１００のＩ−Ｉ線による断面図である。
【００２７】
上記第１の基材を構成する材料としては、任意の適切な材料が採用され得る。１つの実施形態においては、搬送基材を構成する材料として、アルミナ、窒化珪素等のセラミックス材料；ステンレス鋼等の耐熱性材料が用いられる。好ましくは、アルミナが用いられる。
【００２８】
上記第１の基材の線膨張係数は、好ましくは５ｐｐｍ／℃〜１２ｐｐｍ／℃であり、より好ましくは６ｐｐｍ／℃〜９ｐｐｍ／℃である。このような範囲であれば、高温下においても、良好に機能し得る搬送固定治具を得ることができる。本明細書において、線膨張係数は、熱機械分析装置（ＴＭＡ）により測定することができる。
【００２９】
上記第１の基材の体積膨張係数は、好ましくは１５ｐｐｍ／℃〜３６ｐｐｍ／℃であり、より好ましくは１８ｐｐｍ／℃〜２７ｐｐｍ／℃である。このような範囲であれば、高温下においても、良好に機能し得る搬送固定治具を得ることができる。
【００３０】
Ｃ．接着剤層
上記接着剤層は、任意の適切な接着剤により構成され得る。上記接着剤層を構成する接着剤として、好ましくは、無機系接着剤、カーボン系接着剤またはシリカゾル系接着剤が用いられる。これらの接着剤は、耐熱性に優れる点で好ましい。なかでも好ましくは、無機系接着剤またはカーボン系接着剤である。
【００３１】
上記無機系接着剤としては、例えば、セラミック接着剤が挙げられる。
【００３２】
セラミック接着剤は、アルカリ金属ケイ酸塩、リン酸塩、金属アルコキシド等の硬化成分を硬化させることにより、接着性を発現し得る接着剤である。好ましくは、硬化成分として、アルカリ金属ケイ酸塩またはリン酸塩（例えば、リン酸アルミニウム）を含むセラミック接着剤が用いられる。
【００３３】
セラミック接着剤は、硬化剤（硬化促進剤）および／または充填剤（フィラー）をさらに含み得る。また、セラミック接着剤は、任意の適切な分散媒を含み得る。
【００３４】
上記アルカリ金属ケイ酸塩と組み合わせて用いられる硬化剤（硬化促進剤）としては、例えば、亜鉛、マグネシウム、カルシウム等の酸化物または水酸化物；ナトリウム、カリウム、カルシウム等のケイ化物；アルミニウム、亜鉛等のリン酸塩；カルシウム、バリウム、マグネシウム等のホウ酸塩；等が挙げられる。上記リン酸塩と組み合わせて用いられる硬化剤（硬化促進剤）としては、例えば、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム等の酸化物または水酸化物；マグネシウム、カルシウム等のケイ酸塩；ＩＩ族ホウ酸塩；等が挙げられる。
【００３５】
上記充填剤（フィラー）としては、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、酸化マグネシウム等が挙げられる。１つの実施形態においては、充填剤（フィラー）の種類および／または添加量により、接着剤層の線膨張係数が調整される。
【００３６】
上記分散媒としては、任意の適切な溶媒が用いられる。該溶媒としては、水系溶媒を用いてもよく、有機系溶媒を用いてもよい。水系溶媒は、より高耐熱な接着剤層を形成し得る点で好ましい。また有機系溶媒は、カーボンナノチューブ集合体との親和性に優れる点で好ましい。
【００３７】
上記セラミック接着剤中の成分は、第１の基材を構成する材料、第２の基材を構成する材料、所望とする耐熱温度等に応じて、適切に選択され得る。１つの実施形態において、第１の基材がアルミナから構成される場合、硬化成分として金属アルコキシドが用いられ、充填剤としてアルミナが用いられ、分散媒としてメタノール等のアルコールが用いられる。
【００３８】
１つの実施形態においては、カーボン系接着剤は、バインダと、カーボン系フィラーと、溶媒とを含む。バインダとしては、例えば、アルカリ金属ケイ酸塩、リン酸塩、金属アルコキシド等が挙げられ、好ましくはアルカリ金属ケイ酸塩である。カーボン系フィラーとしては、例えば、グラファイト粉末、カーボンブラック等が挙げられ、好ましくはカーボンブラックである。溶媒としては、例えば、水等が挙げられる。
【００３９】
別の実施形態においては、カーボン系接着剤は、所定の樹脂と、カーボン系フィラーとを含み得る。当該樹脂としては、加熱により難黒鉛化炭素となる樹脂が用いられ得る。このような樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ポリカルボジイミド樹脂等が挙げられる。カーボン系フィラーとしては、例えば、グラファイト粉末、カーボンブラック等が挙げられる。また、カーボン系接着剤は、任意の適切な溶媒を含み得る。カーボン系接着剤に含まれる溶媒としては、例えば、水、フェノール、ホルムアルデヒド、エタノール等が挙げられる。
【００４０】
上記接着剤層の線膨張係数は、好ましくは５ｐｐｍ／℃〜１２ｐｐｍ／℃であり、より好ましくは６ｐｐｍ／℃〜９ｐｐｍ／℃である。このような範囲であれば、高温下においても、カーボンナノチューブ集合体が脱離し難い搬送固定治具を得ることができる。なお、接着剤層の線膨張係数とは、接着剤を硬化させた後の線膨張係数である。
【００４１】
上記接着剤層の体積膨張係数は、好ましくは１５ｐｐｍ／℃〜３６ｐｐｍ／℃であり、より好ましくは１８ｐｐｍ／℃〜２７ｐｐｍ／℃である。このような範囲であれば、高温下においても、カーボンナノチューブ集合体が脱離し難い搬送固定治具を得ることができる。なお、接着剤層の体積膨張係数とは、接着剤を硬化させた後の体積膨張係数である。
【００４２】
上記接着剤層の厚みは、好ましくは０．１μｍ〜１００μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜５０μｍであり、さらに好ましくは１．０μｍ〜２０μｍである。このような範囲であれば、該接着剤層を介して、カーボンナノチューブ集合体または第２の基材と、第１の基材とを強固に接合することができる。
【００４３】
Ｄ．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。
【００４４】
上記カーボンナノチューブの長さは、好ましくは５０μｍ〜３０００μｍであり、より好ましくは２００μｍ〜２０００μｍであり、さらに好ましくは３００μｍ〜１５００μｍであり、特に好ましくは４００μｍ〜１０００μｍであり、最も好ましくは５００μｍ〜１０００μｍである。このような範囲であれば、グリップ力が高く、かつ、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具を形成することができる。
【００４５】
カーボンナノチューブ集合体は、例えば、後述の実施形態（第１の実施形態、第２の実施形態）を取り得る。
【００４６】
カーボンナノチューブ集合体の第１の実施形態は、複数のカーボンナノチューブを備え、該カーボンナノチューブが複数層を有し、該カーボンナノチューブの層数分布の分布幅が１０層以上であり、該層数分布の最頻値の相対頻度が２５％以下である。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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具を形成することができる。
【００４７】
第１の実施形態において、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１０層以上であり、より好ましくは１０層〜３０層であり、さらに好ましくは１０層〜２５層であり、特に好ましくは１０層〜２０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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具を形成することができる。
【００４８】
カーボンナノチューブの層数分布の「分布幅」とは、カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数との差をいう。カーボンナノチューブの層数分布の分布幅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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００４９】
カーボンナノチューブの層数、層数分布は、任意の適切な装置によって測定すれば良い。好ましくは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定される。例えば、カーボンナノチューブ集合体から少なくとも１０本、好ましくは２０本以上のカーボンナノチューブを取り出してＳＥＭあるいはＴＥＭによって測定し、層数および層数分布を評価すれば良い。
【００５０】
第１の実施形態において、カーボンナノチューブの層数の最大層数は、好ましくは５層〜３０層であり、より好ましくは１０層〜３０層であり、さらに好ましくは１５層〜３０層であり、特に好ましくは１５層〜２５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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具を形成することができる。
【００５１】
第１の実施形態において、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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具を形成することができる。
【００５２】
第１の実施形態において、カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００５３】
第１の実施形態において、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２５％以下であり、より好ましくは１％〜２５％であり、さらに好ましくは５％〜２５％であり、特に好ましくは１０％〜２５％であり、最も好ましくは１５％〜２５％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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００５４】
第１の実施形態において、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２層から層数１０層に存在し、さらに好ましくは層数３層から層数１０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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００５５】
第１の実施形態において、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。
【００５６】
第１の実施形態において、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〜１０００μｍ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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００５７】
第１の実施形態において、カーボンナノチューブの直径は、好ましくは０．３ｎｍ〜２０００ｎｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、さらに好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍである。カーボンナノチューブの直径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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００５８】
第１の実施形態において、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。
【００５９】
カーボンナノチューブ集合体の第２の実施形態は、複数のカーボンナノチューブを備え、該カーボンナノチューブが複数層を有し、該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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具を形成することができる。
【００６０】
第２の実施形態において、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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具を形成することができる。
【００６１】
第２の実施形態において、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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具を形成することができる。
【００６２】
第２の実施形態において、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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具を形成することができる。
【００６３】
第２の実施形態において、カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００６４】
第２の実施形態において、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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００６５】
第２の実施形態において、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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００６６】
第２の実施形態において、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。
【００６７】
第２の実施形態において、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５５０μｍ〜３０００μｍであり、さらに好ましくは６００μｍ〜２０００μｍであり、さらに好ましくは６５０μｍ〜１０００μｍであり、特に好ましくは７００μｍ〜１０００μｍ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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００６８】
第２の実施形態において、カーボンナノチューブの直径は、好ましくは０．３ｎｍ〜２０００ｎｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、さらに好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍである。カーボンナノチューブの直径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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００６９】
第２の実施形態において、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。
【００７０】
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、その少なくとも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「少なくとも先端を含む部分」とは、カーボンナノチューブの先端、すなわち、カーボンナノチューブの第１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。
【００７１】
上記カーボンナノチューブは、その全てが、その少なくとも先端を含む部分が無機材料によって被覆されていても良いし、その一部が、その少なくとも先端を含む部分が無機材料によって被覆されていても良い。複数あるカーボンナノチューブの全体の中における、その少なくとも先端を含む部分が無機材料によって被覆されたカーボンナノチューブの含有割合は、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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具が形成され得る。
【００７２】
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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具を形成することができる。
【００７３】
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、被搬送物を汚染しがたい搬送固定治具が形成され得る。
【００７４】
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。
【００７５】
カーボンナノチューブ集合体の製造方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。
【００７６】
カーボンナノチューブ集合体の製造方法としては、例えば、平板の上に触媒層を形成し、熱、プラズマなどにより触媒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、化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ法）によって、平板から略垂直に配向したカーボンナノチューブ集合体を製造する方法が挙げられる。
【００７７】
カーボンナノチューブ集合体の製造方法で用い得る平板としては、任意の適切な平板を採用し得る。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（シリコンウェハなど）、アルミニウムなどの金属板などが挙げられる。
【００７８】
カーボンナノチューブ集合体を製造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４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。
【００７９】
カーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る触媒（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。
【００８０】
カーボンナノチューブ集合体を製造する際、必要に応じて、平板と触媒層の中間にアルミナ／親水性膜を設けても良い。
【００８１】
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。
【００８２】
カーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る触媒層の厚みは、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である。カーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る触媒層の厚みを上記範囲内に調整することにより、形成する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粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。
【００８３】
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板上に塗布する方法などが挙げられる。
【００８４】
カーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る炭素源としては、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。
【００８５】
カーボンナノチューブ集合体の製造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。
【００８６】
（第２の基材）
上記第２の基材は、カーボンナノチューブ集合体を形成する際に用いた平板であり得る。すなわち、第２の基材を備える搬送固定治具は、カーボンナノチューブ集合体が形成された平板をそのまま、第２の基材に積層して得られる。
【００８７】
Ｅ．搬送固定治具の製造方法
搬送固定治具は、任意の適切な方法により製造され得る。１つの実施形態においては、第１の基板上に接着剤層を構成する接着剤を塗布し、該塗布により形成された塗布層上にカーボンナノチューブ集合体を配置した後、該塗布層を硬化させることにより接着剤層を形成して、搬送固定治具を得ることができる。カーボンナノチューブ集合体を塗布層上に配置する方法としては、例えば、上記Ｄ項で説明した方法により得られたカーボンナノチューブ集合体付平板から、カーボンナノチューブ集合体を上記塗布層に転写する方法が挙げられる。
【００８８】
別の実施形態においては、第１の基板上に接着剤層を構成する接着剤を塗布し、該塗布により形成された塗布層上に、カーボンナノチューブ集合体が形成された平板（第２の基板）を積層した後、該塗布層を硬化することにより、搬送固定治具を得ることができる。
【００８９】
接着剤の塗布方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。塗布方法としては、例えば、コンマコーターやダイコーターによる塗布、ディスペンサによる塗布、スキージによる塗布等が挙げられる。
【００９０】
上記接着剤塗布層の硬化方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。加熱により硬化する方法が好ましく用いられる。硬化温度は、接着剤の種類に応じて適切に設定され得る。該硬化温度は、例えば、９０℃〜４００℃である。１つの実施形態において、接着剤としてカーボン系接着剤を用いる場合、硬化後、高温下で焼成する。焼成温度は、該接着剤の使用温度より高いことが好ましく、例えば、３５０℃〜３０００℃である。
【実施例】
【００９１】
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。
【００９２】
［製造例１］カーボンナノチューブ集合体の製造
シリコン製の平板（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、この平板を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、平板上にカーボンナノチューブ集合体を形成させた。
【００９３】
［実施例１］
第１の基材（セラミクス製）上に、接着剤を塗布した。該接着剤状に、製造例１で得られたカーボンナノチューブ集合体を上記平板から採取し、接着剤塗布層上に配置して評価サンプルを作製した。カーボンナノチューブ集合体は、ひとつ当たりの面積を９ｍｍ２とし、第１の基材上に４つのカーボンナノチューブ集合体を配置した（総面積：０．３６ｃｍ２）。
【００９４】
［実施例２］
カーボンナノチューブ集合体ひとつ当たりの面積を１６ｍｍ２（総面積：０．６４ｃｍ２）としたこと以外は、実施例１と同様にして、評価サンプルを作製した。
【００９５】
［実施例３］
カーボンナノチューブ集合体ひとつ当たりの面積を３６ｍｍ２（総面積：１．４４ｃｍ２）としたこと以外は、実施例１と同様にして、評価サンプルを作製した。
【００９６】
［比較例１］
カーボンナノチューブ集合体ひとつ当たりの面積を８１ｍｍ２（総面積：３．２４ｃｍ２）としたこと以外は、実施例１と同様にして、評価サンプルを作製した。
【００９７】
＜評価＞
実施例および比較例で得られた評価サンプルを下記の評価に供した。カーボンナノチューブ集合体にかかる荷重とともに、評価結果を表１に示す。
【００９８】
（１）接触率、真実接触面積
実施例および比較例で得られた評価サンプル上に重量１２８ｇ、面積７０７ｃｍ２の被搬送物を載せた。このとき、４つすべてのカーボンナノチューブ集合体上に被搬送物が載っている状態となるようにし、該被搬送物による荷重はすべてカーボンナノチューブ集合体にかかるようにした。
このように被搬送物を載せた状態で、カーボンナノチューブ集合体表面部分の断面をＳＥＭ（倍率：２万倍）により観察し、被搬送物とカーボンナノチューブとの接触率（カーボンナノチューブと被搬送物が接触している部分の長さ／カーボンナノチューブ集合体表面測定長）を測定した。
また、カーボンナノチューブ集合体の面積および当該接触率から、（カーボンナノチューブ集合体の面積）×（接触率）の式により、真実接触面積を求めた。
【００９９】
（２）限界すべり角
上記（１）と同様にして、評価サンプル上に被搬送物を載せた。その後、常温（２３℃）下で、被搬送物を載せた評価サンプルを傾け、徐々に傾斜角度を増し、被搬送物が評価サンプルに保持される（滑り落ちない）傾斜角度の最大値を測定し、これを限界すべり角とした。
また、３００℃の環境下において、同様の方法により限界すべり角を測定した。
【０１００】
（３）静摩擦係数
ＪＩＳ  Ｋ７１２５に準じて測定した。
評価サンプルのカーボンナノチューブ集合体側をシリコン製ウエハにおき、その上からすべり片（底面：フェルト、６３ｍｍ×６３ｍｍ）と、さらにそのすべり片の上におもり（すべり片の全質量が２００ｇとなる重さのおもり）を載せた状態で、試験片を試験速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、試験片が動き始めるときの最大荷重から静摩擦係数を算出した。
また、静摩擦係数をもとにして、高温高速搬送性を評価した。静摩擦係数が１．６より大きい場合、実用上許容可能な高温高速搬送性を有し（表１中、△）、静摩擦係数が１．８以上である場合、優れた高温高速搬送性を有すると判断される（表１中、〇）。
【０１０１】
【表１】
2018160587.tif 000003
【０１０２】
表１から明らかなように、カーボンナノチューブ集合体にかかる荷重が０．０５ｋｇ／ｃｍ２以上となるように構成された本願の搬送固定治具は、グリップ力に優れ、高温下での高速搬送性に優れる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０      第１の基材
２０      カーボンナノチューブ集合体
２１      カーボンナノチューブ
２２      第２の基材
３０      接着剤層
１００、２００  搬送固定治具
【図１】
2018160587.tif 000004
【図２】
2018160587.tif 000005
【図３】
2018160587.tif 000006
【図４】
2018160587.tif 000007