＜ケミマテ’２３＞

　日本ゼオンは単層カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を用いた帯電防止技術を半導体製造装置向けに提案する。シリコンウエハーに直接触れるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製の樹脂パーツに単層ＣＮＴを少量添加し、帯電防止機能を付与する。半導体の微細化にともなって高レベルの静電対策が求められており、高性能の単層ＣＮＴを売り込む。薬液がバルブやチューブに流れる際に発生する電気も同様の処方で抑制できる。一部で採用が進んでおり、さらなる拡販を目指していく。

　日本ゼオンはスーパーグロース（ＳＧ）法を用いた単層ＣＮＴを手がける。多層よりも単層の方が性能に優れ、単層の中でもゼオンの単層ＣＮＴは高い性能を誇る。長尺のためアスペクト比が大きく、比表面積も１グラム当たり８００平方メートル以上。純度も９９％以上で不純物が少ないのが特徴だ。単層ＣＮＴとゴムの複合材料がＯリングなどに採用されている。

　足元、採用が進むのが半導体製造プロセスの帯電防止用途。半導体製造装置でシリコンウエハーに直接触れる部分には、ＰＴＦＥの樹脂部品などが使われる。絶縁体のＰＴＦＥに単層ＣＮＴをごく少量添加すると、導電性が付与され、帯電防止につながる。単層ＣＮＴを０・０５重量％添加した場合、体積抵抗率は１０００～１００万オーム・センチメートルを示したという。カーボンブラックで同様の性能を得るには、２重量％の添加量が必要になる。

　シリコンウエハーの帯電防止対策はこれまでも行われてきたが、半導体の微細化が進むにつれ、装置内はわずかな静電気も発生しないことが求められつつある。ＳＧ法による単層ＣＮＴは高純度であるため、半導体製造装置に用いることが可能。少量の添加ですむため、ＰＴＦＥの成形性を維持でき、溶出しにくいためクリーン度も保てる。

　半導体の製造プロセスで用いた薬液がバルブやチューブに流れる際も電気が発生しやすい。耐薬品性に優れるＰＴＦＥはこうした配管にも用いられており、同じ処方で帯電防止機能を付与できる。半導体製造装置全体に帯電防止機能を付与することで、歩留まり向上につながることが期待される。