JP2013040097A - Method for treating graphene sheet material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for treating a graphene sheet material, which can form the graphene sheet material having a desired number of layers.SOLUTION: The surface of the graphene sheet material 40 is irradiated with an ultraviolet lay 36 under an atmosphere that contains a reactive material 34 acting on the graphene sheet material 40. Thus the electrical properties of the graphene sheet material 40 are changed by removing an uppermost surface layer of the graphene sheet material or by modifying the uppermost surface layer thereof.

Description

本発明は、グラフェンシート系材料の処理方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for processing a graphene sheet material.

近年、半導体装置やプリント配線基板等を含む半導体集積回路装置において、導電体の性質を持った電子部材として、いわゆるグラフェンシート系材料を用いる検討が行われている。   In recent years, in a semiconductor integrated circuit device including a semiconductor device, a printed wiring board, and the like, a study using a so-called graphene sheet-based material as an electronic member having a property of a conductor has been performed.

グラフェンシート系材料とは、グラファイトの水平層（グラフェンシート）が１〜１０層程度の薄膜状グラフェン、並びにその化学修飾されたものなど派生材料一般を指すものである。グラフェンシート系材料は、化学的安定性に優れている一方、特異な物理的・電気的性質など種々の魅力的な特性を有しており、半導体装置の形成材料として注目されている。   The graphene sheet-based material refers to generally derived materials such as thin-film graphene having about 1 to 10 horizontal layers (graphene sheets) of graphite and chemically modified layers thereof. Graphene sheet materials are excellent in chemical stability, but have various attractive properties such as unique physical and electrical properties, and are attracting attention as materials for forming semiconductor devices.

具体的には、半導体装置の配線及びビア構造部材や半導体素子の部品、例えばグラフェンチャネルトランジスタ、ＬＳＩ用のグラフェン配線等への適用が検討されている。   Specifically, application to semiconductor device wiring and via structure members and semiconductor element components, such as graphene channel transistors, LSI graphene wiring, and the like has been studied.

従来、グラフェンシート系材料の形成には、粘着テープ等の粘着性の部材を用いてバルク状のグラファイトから転写する方法や、ＣＶＤ法などの真空成膜プロセスを用いる方法等が用いられていた。
特開２００７−０９８３５７号公報 A.C.Ferrari et al., "Raman spectrum of graphene and graphene layers", Phys. Rev. Lett. 97, 187401 (2006) Conventionally, for forming a graphene sheet-based material, a method of transferring from bulk graphite using an adhesive member such as an adhesive tape, a method using a vacuum film forming process such as a CVD method, and the like have been used.
JP 2007-098357 A ACFerrari et al., "Raman spectrum of graphene and graphene layers", Phys. Rev. Lett. 97, 187401 (2006)

グラフェンシート系材料を半導体素子等の微細なデバイスに適用するためには、所望の層数のグラフェンシートを有するグラフェンシート系材料を形成することが必要である。しかしながら、上記従来のグラフェンシート系材料の形成方法では、グラフェンシートの層数を制御することはできなかった。   In order to apply the graphene sheet material to a fine device such as a semiconductor element, it is necessary to form a graphene sheet material having a desired number of layers of graphene sheets. However, in the conventional method for forming a graphene sheet-based material, the number of graphene sheets cannot be controlled.

本発明の目的は、所望の層数のグラフェンシートを有するグラフェンシート系材料を形成しうるグラフェンシート系材料の処理方法及び装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the processing method and apparatus of the graphene sheet-type material which can form the graphene sheet-type material which has a graphene sheet of the desired number of layers.

本発明の一観点によれば、グラフェンシート系材料の表面に、前記グラフェンシート系材料に作用する反応性物質を含む雰囲気中で紫外線を照射することにより、前記グラフェンシート系材料の最表面層を除去し又は前記最表面層を改質化して前記グラフェンシート系材料の電気的性質を変化するグラフェンシート系材料の処理方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, by irradiating the surface of the graphene sheet material with ultraviolet rays in an atmosphere containing a reactive substance that acts on the graphene sheet material, the outermost surface layer of the graphene sheet material is formed. A method of treating a graphene sheet-based material that changes or changes the electrical properties of the graphene sheet-based material by removing or modifying the outermost surface layer is provided.

また、本発明の他の観点によれば、基板上に、グラフェンシート系材料を形成する工程と、前記グラフェンシート系材料の表面に、前記グラフェンシート系材料に作用する反応性物質を含む雰囲気中で紫外線を照射することにより、前記グラフェンシート系材料に含まれるグラフェンシートを前記表面側から順次除去することにより、前記グラフェンシート系材料に含まれる前記グラフェンシートを所望の層数に制御する工程とを有するグラフェンシート系材料の処理方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, a step of forming a graphene sheet-based material on a substrate, and an atmosphere containing a reactive substance that acts on the graphene sheet-based material on the surface of the graphene sheet-based material The step of controlling the graphene sheet contained in the graphene sheet-based material to a desired number of layers by sequentially removing the graphene sheet contained in the graphene sheet-based material from the surface side by irradiating with ultraviolet rays A method of treating a graphene sheet-based material having

また、本発明の更に他の観点によれば、グラフェンシート系材料が形成された被処理基板を処理する処理装置であって、紫外線発生光源と、ガス導入口及びガス噴出口を備えた活性反応室と、前記ガス噴出口に対向して設けられ、前記被処理基板を載置する被処理基板載置ステージとを有し、前記グラフェンシート系材料に作用する反応性物質を含むガスを前記ガス導入口から導入し、前記紫外線発生光源からの紫外線によって活性化し、活性化した前記反応性物質を前記被処理基板に吹き付けることにより、前記グラフェンシート系材料の最表面層を除去し又は前記最表面層を改質化して前記グラフェンシート系材料の電気的性質を変化するグラフェンシート系材料の処理装置が提供される。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a processing apparatus for processing a substrate to be processed on which a graphene sheet-based material is formed. The active reaction includes an ultraviolet light source, a gas inlet, and a gas outlet. And a gas containing a reactive substance that acts on the graphene sheet-based material, the chamber including a chamber and a processing substrate mounting stage on which the processing substrate is mounted. The outermost surface layer of the graphene sheet-based material is removed or the outermost surface is introduced by introducing ultraviolet light from the ultraviolet light generation light source and activated by the ultraviolet light from the ultraviolet light generation source and spraying the activated reactive substance onto the substrate to be processed. An apparatus for processing a graphene sheet-based material that modifies the electrical properties of the graphene sheet-based material by modifying a layer is provided.

本発明によれば、グラフェンシート系材料の表面層から１層ずつ順次グラフェンシートを除去することができる。これにより、所望の層数のグラフェンシートを有するグラフェンシート系材料を容易に形成することができる。   According to the present invention, the graphene sheets can be sequentially removed one by one from the surface layer of the graphene sheet-based material. Thereby, a graphene sheet material having a desired number of layers of graphene sheets can be easily formed.

本発明の一実施形態によるグラフェンシート系材料の処理方法について図１乃至図６を用いて説明する。   A method for processing a graphene sheet material according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態によるグラフェンシート系材料の処理方法は、グラフェンシート系材料に対し、真空紫外線（ＶＵＶ：Vacuum Ultra Violet rays）を照射し、当該ＶＵＶとの組合せにより当該カーボン系ナノ材料の表面と反応し得る物質（「ＶＵＶとの組合せによりカーボン系ナノ材料の表面をエッチングし得る物質」を、以下、「特定物質」ともいう）を供給することにより、グラフェンシート系材料を処理するものである。グラフェンシート系材料に対し、ＶＵＶを照射し、この特定物質を供給することで、グラフェンシート系材料を表面から均一にエッチングすることができる。   The graphene sheet-based material processing method according to the present embodiment irradiates the graphene sheet-based material with vacuum ultraviolet (VUV), and reacts with the surface of the carbon-based nanomaterial in combination with the VUV. The graphene sheet-based material is processed by supplying a material to be obtained (“substance capable of etching the surface of the carbon-based nanomaterial in combination with VUV”, hereinafter also referred to as “specific substance”). By irradiating the graphene sheet material with VUV and supplying this specific substance, the graphene sheet material can be uniformly etched from the surface.

グラフェンシート系材料が表面から均一にエッチングされるのは、上記特定物質がＶＵＶによって活性化されてラジカル等の化学的に活性な種を発生し、その化学種がグラフェンシート系材料の表面に作用するためであると考えられる。   The graphene sheet-based material is uniformly etched from the surface because the specific substance is activated by VUV to generate chemically active species such as radicals, and the chemical species act on the surface of the graphene sheet-based material. It is thought that it is to do.

そのメカニズムの詳細については明らかではないが、例えば次のようなものであると推察されている。すなわち、ＶＵＶ照射を受けて、グラフェンシート系材料の近傍に浮遊した状態の特定物質の結合が開裂し、一重項酸素等の活性酸素、アミノラジカル、アルキルラジカル、アルコキシラジカル等の化学種が発生する。これらのラジカルは不安定で反応性が高いため、近傍のグラフェンシート系材料上の比較的反応性の高い欠陥部分（五員環、七員環部分、通常ダングリングボンドと呼ばれる不安定結合状態部等）又はグラフェンシート系材料の端部の化学的に活性な部分に、速やかに結合し、グラフェンシート系材料を層面に対して均一にエッチングするというメカニズムである。   Although the details of the mechanism are not clear, it is presumed that it is as follows, for example. That is, upon receiving VUV irradiation, the bond of a specific substance floating in the vicinity of the graphene sheet material is cleaved, and chemical species such as active oxygen such as singlet oxygen, amino radical, alkyl radical, and alkoxy radical are generated. . Because these radicals are unstable and highly reactive, they have relatively reactive defects on nearby graphene sheet materials (five-membered, seven-membered, usually unstable bond states called dangling bonds). Etc.) or a mechanism in which the graphene sheet-based material is quickly etched to the chemically active portion at the end of the graphene sheet-based material and the graphene sheet-based material is uniformly etched with respect to the layer surface.

本発明における特定物質であるかどうかは、ＡＦＭ、ラマンスペクトル法等により、ＶＵＶの照射後に何らかの意味でグラフェンシート系材料の表面がエッチングされ層数が変化したことで確認することができる。   Whether or not it is a specific substance in the present invention can be confirmed by the fact that the surface of the graphene sheet material is etched in some sense after the VUV irradiation and the number of layers is changed by AFM, Raman spectrum method or the like.

本発明における特定物質については特に制限はなく、グラフェンシート系材料をエッチングしうる任意の物質から選択することができる。より具体的には、酸素、アミン類、ハロゲン化アルキル類、アルコール類、エーテル類及びこれらの混合物からなる群から選択された少なくとも一の物質を含むものであることが好ましい。これらの物質を使用すると、一般的にはグラフェンシート系材料をエッチングすることができる。   There is no restriction | limiting in particular about the specific substance in this invention, It can select from the arbitrary substances which can etch a graphene sheet type material. More specifically, it preferably contains at least one substance selected from the group consisting of oxygen, amines, alkyl halides, alcohols, ethers, and mixtures thereof. When these substances are used, it is generally possible to etch graphene sheet-based materials.

特定物質の供給は、特定物質をグラフェンシート系材料と接触させるために行う。この供給は気相で行われる。特定物質を蒸気として供給する場合、常圧、室温下では蒸気圧が低く、または蒸発しにくいものもあるので、後述のごとく減圧を採用したり、後述の不活性物質で希釈することによりこの不活性物質に同伴させたり、特定物質を加熱したりすることが好ましい場合もある。   The specific substance is supplied in order to bring the specific substance into contact with the graphene sheet-based material. This supply is performed in the gas phase. When supplying a specific substance as a vapor, some vapor pressures are low or difficult to evaporate at normal pressure and room temperature, so this pressure can be reduced by adopting reduced pressure as described below or by diluting with an inert substance described later. In some cases, it is preferable to entrain the active substance or heat the specific substance.

ただし、特定物質自体は必ずしも蒸気になっている必要はない。例えば、噴霧により特定物質が他の気体中に浮遊している状態で供給することも有用である。この場合、浮遊した特定物質が液状のままグラフェンシート系材料のエッチングに寄与することもある。   However, the specific substance itself does not necessarily have to be vapor. For example, it is also useful to supply a specific substance in a state of being suspended in another gas by spraying. In this case, the suspended specific substance may contribute to the etching of the graphene sheet-based material while being in a liquid state.

紫外線は、波長が３１５ｎｍを超え、４００ｎｍ以下の範囲のＵＶ−Ａ、波長が２８０ｎｍを超え、３１５ｎｍ以下の範囲のＵＶ−Ｂ、波長が２００ｎｍを超え、２８０ｎｍ以下の範囲のＵＶ−Ｃ及び波長が１０〜２００ｎｍの範囲のＶＵＶに分類される。   Ultraviolet rays have a wavelength of more than 315 nm, UV-A in the range of 400 nm or less, a wavelength of more than 280 nm, a UV-B in the range of 315 nm or less, a wavelength of more than 200 nm, a UV-C in the range of 280 nm or less, and a wavelength Classified as VUV in the range of 10-200 nm.

これらのうち、本実施形態によるグラフェンシート系材料の処理方法では、ＶＵＶを用いる。これは、この波長の持つエネルギーによる活性種（反応性ガスが酸素である場合）が炭素−炭素結合を切断するのに十分であるからである。グラフェンシート系材料は一般的に表面の安定性（化学安定性等）が高いため、ＵＶ−Ａ〜ＵＶ−Ｃの紫外線の照射では、十分に表面のエッチングができない又は十分なエッチング速度が得られない。ＶＵＶと上記特定物質との組み合わせは、本実施形態によるグラフェンシートの処理方法に特に有効である。   Among these, the processing method of the graphene sheet material according to the present embodiment uses VUV. This is because the active species due to the energy of this wavelength (when the reactive gas is oxygen) is sufficient to break the carbon-carbon bond. Since graphene sheet-based materials generally have high surface stability (chemical stability, etc.), UV-A to UV-C UV irradiation cannot sufficiently etch the surface or provide a sufficient etching rate. Absent. The combination of VUV and the specific substance is particularly effective for the graphene sheet processing method according to the present embodiment.

ＶＵＶを得る手段には特に制限はない。幅が狭く中心波長が１７２ｎｍのＸｅエキシマＵＶランプ、又は１９３ｎｍのＡｒＦエキシマランプを好ましく例示できる。１７２ｎｍでは通例、１６０〜２００ｎｍ程度の波長分布を示すＸｅ封入エキシマＵＶランプが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。なお、有機化合物の結合の切断エネルギーはＶＵＶの波長に直接関係するので、特にエッチングを精密に制御したい場合には、ＶＵＶの使用波長範囲を目的に応じて狭く制限することも有用である。   There is no particular limitation on the means for obtaining VUV. A Xe excimer UV lamp with a narrow width and a center wavelength of 172 nm or an ArF excimer lamp with 193 nm can be preferably exemplified. At 172 nm, an Xe-encapsulated excimer UV lamp that generally shows a wavelength distribution of about 160 to 200 nm is preferable, but not necessarily limited thereto. In addition, since the bond cutting energy of the organic compound is directly related to the wavelength of the VUV, it is also useful to restrict the wavelength range of the VUV to be narrowed according to the purpose, particularly when the etching is precisely controlled.

ＶＵＶの出力についても制限はなく、市販の数十ｍＷ／ｃｍ２程度の出力のものを好ましく使用できる。ただし、ＶＵＶを発生しうる装置（エキシマＵＶランプ、等）の冷却や配置に問題なければ、より高出力の装置を用いるか、あるいはＵＶランプを近接して複数個並べて、実際の面あたり照射量を増やすことは、生産性の向上につながることもありうる。 There is no restriction | limiting also about the output of VUV, The thing of the output about about several tens mW / cm < 2 > can be used preferably. However, if there is no problem with cooling or arrangement of a device that can generate VUV (excimer UV lamp, etc.), use a higher output device or arrange a plurality of UV lamps close to each other, and the actual irradiation amount per surface Increasing the value may lead to improved productivity.

なお、ＶＵＶはその名前が示すように真空中または減圧下で使用されるのが一般的であるが、本発明においては必ずしもそうではなく、常圧下においても可能である。すなわち、本発明におけるＶＵＶ照射は、減圧または常圧の雰囲気中におかれたグラフェンシート系材料に対して行われる。   VUV is generally used in a vacuum or under reduced pressure as its name indicates, but this is not necessarily the case in the present invention, and it is possible under normal pressure. In other words, the VUV irradiation in the present invention is performed on a graphene sheet-based material placed in a reduced pressure or normal pressure atmosphere.

ＶＵＶの照射条件は、照射される光の面照度が照射距離の１乗に反比例すること、特性物質の吸光係数が大きいため照射強度がランバート・ベール（Lambert-Beer）の法則により減衰すること、を考慮して決定される。すなわち、光強度が強ければ光源−試料間距離を大きくし、さらにその距離での特定物質の吸光の度合いを考慮して、その希釈濃度を決める。なお、ランバート・ベールの法則とは、透過率をＴ、モル吸光係数をε、媒質透過長さをｂ、溶液濃度をｃとして、吸光度Ａが
Ａ＝−ｌｏｇ（Ｔ）＝ｌｏｇ（１／Ｔ）＝εｂｃ
で表される法則をいう。 The irradiation conditions of VUV are that the surface illuminance of the irradiated light is inversely proportional to the first power of the irradiation distance, and the irradiation intensity is attenuated by the Lambert-Beer law due to the large extinction coefficient of the characteristic substance, Is determined in consideration of That is, if the light intensity is strong, the distance between the light source and the sample is increased, and the dilution concentration is determined in consideration of the degree of light absorption of the specific substance at that distance. The Lambert-Beer law is that the transmittance A is A = −log (T) = log (1 / T, where T is the transmittance, ε is the molar extinction coefficient, b is the transmission length of the medium, and c is the solution concentration. ) = Εbc
The law expressed by

すなわち、ＶＵＶと特定物質との組合せ作用をコントルールする意味やＶＵＶとグラフェンシート系材料との間の距離を大きくできるという実用性上の意味からは、グラフェンシート系材料を取り囲む雰囲気中の特定物質の濃度をコントロールすることが有用である場合が多い。例えば、酸素を２０体積％含む空気ではＶＵＶが１ｃｍ以内でほぼすべて吸収されるというように、特定物質は吸光係数が大きいことが多く、何らかの手段で特定物質の濃度（又は蒸気圧や分圧でもよい）を低下させることが好ましい場合が多いからである。これは、雰囲気の減圧度を調整することによって行うこともできるが、ＶＵＶを照射してもグラフェンシート系材料の表面をエッチングしない物質である不活性物質で希釈した特定物質を使用することも好ましい場合が多い。具体的には、常圧状態で、特定物質を０．０００１〜３０体積％の間に希釈することが好ましく、０．０１〜２０体積％の間に希釈することがより好ましい。なお、この不活性物質については特に制限はないが、本発明の環境が気相であるので、一般的に、気体物質または揮発性の物質が適切である。ネオン、アルゴン等の不活性ガスや窒素ガスを好ましく例示できる。これらガスのＶＵＶに対する吸光係数は小さいため、特定物質を希釈するに好適である。   That is, the specific substance in the atmosphere surrounding the graphene sheet-based material from the meaning of controlling the combined action of the VUV and the specific substance and the practical meaning that the distance between the VUV and the graphene sheet-based material can be increased. Often it is useful to control the concentration of. For example, a specific substance often has a large extinction coefficient such that almost all VUV is absorbed within 1 cm in air containing 20% by volume of oxygen, and the concentration (or vapor pressure or partial pressure) of the specific substance is often increased by some means. This is because it is often preferable to reduce (good). This can be performed by adjusting the degree of decompression of the atmosphere, but it is also preferable to use a specific substance diluted with an inert substance that does not etch the surface of the graphene sheet-based material even when irradiated with VUV. There are many cases. Specifically, in a normal pressure state, the specific substance is preferably diluted between 0.0001 and 30% by volume, more preferably between 0.01 and 20% by volume. In addition, although there is no restriction | limiting in particular about this inactive substance, Since the environment of this invention is a gaseous phase, generally a gaseous substance or a volatile substance is suitable. Preferred examples include an inert gas such as neon and argon, and a nitrogen gas. Since the extinction coefficient of these gases with respect to VUV is small, it is suitable for diluting a specific substance.

紫外線の照射対象であるグラフェンシート系材料とＶＵＶ照射源との間の距離については、ＶＵＶが吸収されやすいので、小さい方が好ましい場合が多い。グラフェンシート系材料とＶＵＶ照射源との間に存在する物質の種類及び濃度（又は蒸気圧或いは分圧）にもよるが、一般的には、この距離はたとえば、０．０００５〜２ｍが好ましい。さらに言えば、多くの場合、０．１ｍｍから数十ｃｍ程度が好ましい場合が多い。   Regarding the distance between the graphene sheet-based material that is the object of ultraviolet irradiation and the VUV irradiation source, VUV is likely to be absorbed, and thus a smaller one is often preferable. Generally, this distance is preferably 0.0005 to 2 m, for example, although it depends on the type and concentration (or vapor pressure or partial pressure) of the substance existing between the graphene sheet material and the VUV irradiation source. Furthermore, in many cases, the thickness is preferably about 0.1 mm to several tens of centimeters.

ＶＵＶ照射の仕方には特に制限はない。特定物質の供給とは必ずしも同時である必要はない場合もあり得る。グラフェンシート系材料に対し特定物質を連続的に供給し、ＶＵＶ照射を連続的に行う方法、グラフェンシート系材料に対し特定物質を断続的に供給し、その供給時に合わせてＶＵＶ照射を断続的に行う方法、グラフェンシート系材料に対し特定物質を断続的に供給し、その供給時に合わせかつその後ある時間継続するようにＶＵＶ照射を断続的に行う方法等を例示することができる。   There is no restriction | limiting in particular in the method of VUV irradiation. It may not always be necessary to supply the specific substance at the same time. A method in which a specific substance is continuously supplied to a graphene sheet-based material and VUV irradiation is continuously performed. A specific substance is intermittently supplied to a graphene sheet-based material, and VUV irradiation is intermittently adjusted according to the supply. Examples thereof include a method of intermittently supplying a specific substance to the graphene sheet-based material, and a method of intermittently performing VUV irradiation so as to match the supply time and continue for a certain time thereafter.

グラフェンシート系材料のエッチングがＶＵＶに直接照射されている箇所のみに生じているのかどうかは不明である。たとえば生じたラジカル等の化学的に活性な種の寿命が長い場合には、ＶＵＶに直接照射されていない箇所も反応が生じ得ると考えられる。したがって、グラフェンシート系材料が全体としてＶＵＶに照射され、結果としてエッチングされていれば、本発明の趣旨に合致するが、一般的には、エッチングする領域のグラフェンシート系材料ができるだけ直接ＶＵＶに照射されるようになっていることが好ましい。この意味では、グラフェンシート系材料が基板上に平行に配置された状態が好ましい。   It is unclear whether or not the etching of the graphene sheet-based material occurs only in the portion where the VUV is directly irradiated. For example, when the lifetime of a chemically active species such as a generated radical is long, it is considered that a reaction can also occur in a portion not directly irradiated with VUV. Therefore, if the graphene sheet-based material is irradiated to the VUV as a whole and is etched as a result, it meets the gist of the present invention, but generally, the graphene sheet-based material in the region to be etched is directly irradiated to the VUV as much as possible. It is preferable to be adapted. In this sense, a state in which the graphene sheet-based material is arranged in parallel on the substrate is preferable.

なお、従来のリソグラフィー技術等を応用して、グラフェンシート系材料の表面の一部を覆った状態で上記処理を行うことで表面におけるエッチング箇所を限定したり、更には、この操作を複数回行い、場所によって異なった程度のエッチングを行うことも可能である。   In addition, by applying the above-mentioned treatment while applying a part of the surface of the graphene sheet material by applying conventional lithography technology, etc., the etching location on the surface is limited, and furthermore, this operation is performed multiple times. It is also possible to perform different degrees of etching depending on the location.

本願明細書において、「グラフェンシート系材料」とは、グラフェンシート又はグラフェンシートが何らかの化学修飾された材料を意味する。グラフェンシートは、単にグラフェンと呼ばれたり、グラフェンナノリボンと呼ばれたりする物質で、典型的には、ナノサイズの厚さ（たとえば０．３〜数百ｎｍ）を有するが工業的利用分野によってはさらに大きなサイズのものが用いられることもある。グラフェンシートはシート状で、炭素がミツバチの巣状の形状の各六角形の頂点にある、単層又は複数の層よりなる。グラフェンシート系材料は、どのような方法で作製されてもよい。最も簡易な方法はグラファイトの劈開による方法であるが、ＣＶＤ法などカーボンナノチューブと同様の手法によっても成長することができる。   In the present specification, the “graphene sheet-based material” means a graphene sheet or a material obtained by chemically modifying a graphene sheet. A graphene sheet is a substance simply referred to as graphene or a graphene nanoribbon, and typically has a nano-sized thickness (for example, 0.3 to several hundred nm), depending on the industrial application field. Larger sizes are sometimes used. The graphene sheet is in the form of a sheet, and is composed of a single layer or a plurality of layers in which carbon is at the apex of each hexagon in a beehive shape. The graphene sheet material may be produced by any method. The simplest method is a method of cleaving graphite, but it can also be grown by a method similar to that of carbon nanotubes, such as a CVD method.

グラフェンシート系材料、特にグラフェンシートは、単位量あたりの高い表面積、導電性、導電性やその異方性等の点で独特の性質を有している。グラフェンシート系材料は、層数が大きすぎるとグラファイト構造に近づき、グラフェンシートに特徴的な異方性が小さくなる。一般的には、厚さ方向の層数が１〜１０層程度のものがグラフェンシートと呼ばれることが多い。厚さに対する長さおよび幅のサイズについては特に制限はなく、用途に応じて適宜選択することができるが、一般的には、それぞれ０．７ｎｍ〜数十ｎｍの範囲である。無修飾のグラフェンシートは、金属的または半金属的な性質を示すと言われている。   Graphene sheet-based materials, particularly graphene sheets, have unique properties in terms of high surface area per unit amount, conductivity, conductivity, and anisotropy thereof. When the number of layers of the graphene sheet-based material is too large, the graphene sheet approaches a graphite structure, and anisotropy characteristic of the graphene sheet is reduced. In general, a sheet having about 1 to 10 layers in the thickness direction is often called a graphene sheet. The size of the length and width with respect to the thickness is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the application, but is generally in the range of 0.7 nm to several tens of nm. Unmodified graphene sheets are said to exhibit metallic or semi-metallic properties.

グラフェンシート系材料が基板上に生成すること自体は本発明の必須要件ではないが、グラフェンシート系材料が基板上に生成している場合には、先述したごとく、ＶＵＶの直接照射がし易く、また、基板との密着性が良好であるため、好ましい場合が多い。   Although it is not an essential requirement of the present invention that the graphene sheet-based material is generated on the substrate itself, when the graphene sheet-based material is generated on the substrate, as described above, it is easy to directly irradiate VUV, In addition, it is often preferable because of good adhesion to the substrate.

本実施形態によるグラフェンシート系材料の処理装置は、グラフェンシート系材料に対し、ＶＵＶを照射し、特定物質を供給できるものであれば、特に制限はない。例えば、図１乃至図４に示すような装置を例示することができる。   The graphene sheet-based material processing apparatus according to the present embodiment is not particularly limited as long as it can irradiate the graphene sheet-based material with VUV and supply a specific substance. For example, an apparatus as shown in FIGS. 1 to 4 can be exemplified.

図１は本実施形態によるグラフェンシート系材料の処理装置の第１の例の概念的斜視図である。図２は図１の処理装置の要部を説明する断面図である。   FIG. 1 is a conceptual perspective view of a first example of a graphene sheet-based material processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a main part of the processing apparatus of FIG.

ステンレス製のチャンバ１０内部には、石英ガラス製の活性化反応容器１２が収納されている。活性化反応容器１２の天井部には、ＸｅエキシマＵＶランプ１６を収容した収容部１４が設けられている。なお、図においては、内部の構成が理解しやすいように活性化反応容器１２の両端部が開放されているように図示しているが、実際には両端部は閉鎖されており、以下同様である。   An activation reaction vessel 12 made of quartz glass is housed inside the stainless steel chamber 10. On the ceiling portion of the activation reaction vessel 12, a housing portion 14 that houses a Xe excimer UV lamp 16 is provided. In the figure, the both ends of the activation reaction vessel 12 are shown open so that the internal configuration can be easily understood, but both ends are actually closed, and so on. is there.

ＸｅエキシマＵＶランプ１６としては、例えば、長軸方向の発光長が４００ｍｍで発生中心波長λがλ＝１７２ｎｍの真空紫外線を発生し、光出力が３０ｍＷ／ｃｍ2 のＸｅエキシマＵＶランプを用いることができる。 As the Xe excimer UV lamp 16, for example, a Xe excimer UV lamp having a light emission length in the major axis direction of 400 mm, generating a vacuum ultraviolet ray having a generation center wavelength λ = 172 nm, and an optical output of 30 mW / cm 2 is used. it can.

また、ＸｅエキシマＵＶランプ以外にも、Ｋｒ（クリプトン）、Ａｒ（アルゴン）、ＫｒＣｌ（塩化クリプトン）を封入したエキシマＵＶランプ（それぞれ発光中心波長が１４６ｎｍ、１２６ｎｍ、２２２ｎｍ）を用いることもできる。   In addition to the Xe excimer UV lamp, an excimer UV lamp encapsulating Kr (krypton), Ar (argon), and KrCl (krypton chloride) (emission center wavelengths of 146 nm, 126 nm, and 222 nm, respectively) can also be used.

また、活性化反応容器１２には、ＸｅエキシマＵＶランプ１６の長さに応じて複数本に分岐したガス導入管１８が設けられているとともに、下側に、ＸｅエキシマＵＶランプ１６の形状に応じた長方形のガス噴出口２０が設けられている。なお、ここでは、ガス導入管１８が収容部１４の左右に３本ずつ設けられている。   In addition, the activation reaction vessel 12 is provided with a plurality of gas introduction pipes 18 that are branched according to the length of the Xe excimer UV lamp 16, and on the lower side according to the shape of the Xe excimer UV lamp 16. A rectangular gas outlet 20 is provided. Here, three gas introduction pipes 18 are provided on each of the right and left sides of the accommodating portion 14.

ＸｅエキシマＵＶランプ１６には、冷媒ダクト２４を備えた金属ブロック２２からなる冷却機構２６が設けられており、この金属ブロック２６を介して収容部１４に固定・保持されている。冷媒としては、例えばガス状の冷媒物質を用いることができる。   The Xe excimer UV lamp 16 is provided with a cooling mechanism 26 composed of a metal block 22 provided with a refrigerant duct 24, and is fixed and held in the accommodating portion 14 via the metal block 26. As the refrigerant, for example, a gaseous refrigerant substance can be used.

また、チャンバ１０内にはＸ−Ｙ方向に移動可能な基板載置ステージ２８が設けられている。基板載置ステージ２８は、被処理基板３０の温度を制御するための温度調節器（図示せず）が内蔵するとともに、Ｘ−Ｙ方向に移動するための移動機構２２を備えている。   In addition, a substrate mounting stage 28 that is movable in the XY directions is provided in the chamber 10. The substrate mounting stage 28 includes a temperature controller (not shown) for controlling the temperature of the substrate 30 to be processed, and includes a moving mechanism 22 for moving in the XY directions.

次に、図１及び図２に示す処理装置の動作について説明する。   Next, the operation of the processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be described.

表面にグラフェンシート系材料４０が形成された被処理基板３０は、基板載置ステージ２８上に載置され、図示しない温度調節器によって所定の処理温度に保持される。   The substrate 30 to be processed, on which the graphene sheet-based material 40 is formed, is placed on the substrate placement stage 28 and held at a predetermined treatment temperature by a temperature controller (not shown).

この状態で、ガス導入管１８から、Ｏ2 やＮＨ3 等の特定物質をＮ2 等のＶＵＶに不活性なガス又はガス状物質で希釈した混合ガス３４を導入する。同時に、ＸｅエキシマＵＶランプ１６を点灯して波長が１７２ｎｍのＶＵＶ光３６を発生させ、ＶＵＶ光３６によって特定物質を活性化する。 In this state, a mixed gas 34 obtained by diluting a specific substance such as O 2 or NH 3 with a gas inert to the VUV such as N 2 or a gaseous substance is introduced from the gas introduction pipe 18. At the same time, the Xe excimer UV lamp 16 is turned on to generate VUV light 36 having a wavelength of 172 nm, and the specific substance is activated by the VUV light 36.

特定物質の活性化により発生した 1Δg Ｏ2 * やＮＨ2 * 等の活性化種３８は、ガス噴出口２０から被処理基板３０に噴射される。これにより、活性化種３８が被処理基板３０の表面に形成されたグラフェンシート系材料４０に作用し、グラフェンシート系材料４０がエッチングされる。この際、グラフェンシート系材料４０のエッチングは、表面側の層から１層ずつ順次進行する。 1 Δ g O 2 * and NH 2 * Activation of such species 38 generated by activation of a specific substance is injected from the gas ejection port 20 on the processing substrate 30. As a result, the activated species 38 acts on the graphene sheet-based material 40 formed on the surface of the substrate 30 to be processed, and the graphene sheet-based material 40 is etched. At this time, the etching of the graphene sheet-based material 40 proceeds sequentially one by one from the surface side layer.

活性化反応容器１２を設け、この活性化反応容器１２内で予め活性化種３８を発生し、この発生した活性化種３８を被処理基板３０に吹き付けることにより、ＶＵＶ光３６の吸収距離を気にすることなく被処理基板３０を設置することができる。これにより、装置構成の設計自由度が大幅に高まるとともに装置構成が簡素化される。   An activation reaction vessel 12 is provided, and activated species 38 are generated in the activation reaction vessel 12 in advance, and the generated activated species 38 is sprayed on the substrate 30 to be processed, thereby reducing the absorption distance of the VUV light 36. The to-be-processed substrate 30 can be installed without making it. This greatly increases the degree of design freedom of the device configuration and simplifies the device configuration.

また、反応ガスとして特定物質をＮ2 等の真空紫外線に不活性なガスまたはガス状物質で希釈した混合ガス３４を用いることにより、光吸収距離を長くすることができ、それによって、光吸収による活性化効率を高めることができる。また、活性化反応容器１２の形状を大きくすることができるので、設計自由度を高めることができる。 Further, by using a mixed gas 34 in which a specific substance is diluted with a vacuum inert gas such as N 2 or a gaseous substance as a reactive gas, the light absorption distance can be increased, thereby causing light absorption. Activation efficiency can be increased. Moreover, since the shape of the activation reaction container 12 can be enlarged, a design freedom can be raised.

被処理基板３０がガス噴出口２０に対して無視できないほど大きいなど、被処理基板３０の全面を一括して均一に処理できないような場合には、基板載置ステージ２８を移動しながら処理を行う。例えば、被処理基板３０がＸｅエキシマＵＶランプ１６の発光長より小さい場合には、基板載置ステージ２８をガス噴出口２０の長軸方向と直交する方向（ｘ方向）へ走査しながら処理を行う。被処理基板３０のｙ方向の長さが、ＸｅエキシマＵＶランプ１６の発光長より長い場合には、ｙ方向にも走査しながら処理を行う。これにより、被処理基板３０の全面に渡って均一に処理を行うことができる。基板載置ステージ２８の走査は、移動速度を一定にして連続的に走査するようにしてもよいし、移動と停止を繰り返して断続的に走査するようにしてもよい。   In the case where the entire surface of the substrate to be processed 30 cannot be uniformly processed at once, for example, the substrate 30 to be processed is too large to be ignored, the processing is performed while moving the substrate mounting stage 28. . For example, when the substrate 30 to be processed is smaller than the light emission length of the Xe excimer UV lamp 16, the substrate mounting stage 28 is processed while scanning in the direction (x direction) perpendicular to the major axis direction of the gas ejection port 20. . When the length of the substrate to be processed 30 in the y direction is longer than the light emission length of the Xe excimer UV lamp 16, the processing is performed while also scanning in the y direction. Thereby, processing can be performed uniformly over the entire surface of the substrate 30 to be processed. The scanning of the substrate mounting stage 28 may be performed continuously at a constant moving speed, or may be performed intermittently by repeatedly moving and stopping.

この際、ＶＵＶ強度、特定物質濃度、ガス噴出口２０と被処理基板３０との距離などのグラフェンシート系材料４０のエッチングレートに関係する処理パラメータと基板載置ステージ２８の移動速度とを関連づけるデータベースを用意し、このデータベースに基づいて基板載置ステージ２８を制御する制御機構を設けることが有効である。基板載置ステージ２８の移動速度は、例えば１回の走査でグラフェンシート１層が均一に除去されるように、グラフェンシート系材料４０のエッチングレートとの関係から規定することが考えられる。   At this time, a database that associates the processing parameters related to the etching rate of the graphene sheet material 40 such as the VUV intensity, the specific substance concentration, the distance between the gas outlet 20 and the substrate 30 and the moving speed of the substrate mounting stage 28. It is effective to provide a control mechanism for controlling the substrate mounting stage 28 based on this database. It is conceivable that the moving speed of the substrate mounting stage 28 is defined from the relationship with the etching rate of the graphene sheet-based material 40 so that, for example, one graphene sheet layer is uniformly removed by one scan.

また、ガス噴出口２０と被処理基板３０との間に、図２に示すようなスリット４４を有する遮蔽板４２を設けることも有効である。スリット４４は、例えば被処理基板３０を移動しなくても均一な処理を行うことが可能な領域に設けられている。こうすることで、より均一な処理が可能となる。   It is also effective to provide a shielding plate 42 having a slit 44 as shown in FIG. 2 between the gas outlet 20 and the substrate 30 to be processed. The slit 44 is provided in an area where uniform processing can be performed without moving the substrate 30 to be processed, for example. By doing so, more uniform processing becomes possible.

図３は本実施形態によるグラフェンシート系材料の処理装置の第２の例を示す概略断面図である。図３は処理装置の要部だけを示したものであり、他の構成部分については図１に示す第１の例と同様である。図３に示す処理装置は、活性化反応容器１２のガス導入管１８及びＸｅエキシマＵＶランプ１６の冷媒ダクト２４が側方から導入される構成となっている他は、図１及び図２に示す装置と同様である。   FIG. 3 is a schematic sectional view showing a second example of the graphene sheet-based material processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 shows only the main part of the processing apparatus, and the other components are the same as in the first example shown in FIG. The processing apparatus shown in FIG. 3 is shown in FIGS. 1 and 2 except that the gas introduction pipe 18 of the activation reaction vessel 12 and the refrigerant duct 24 of the Xe excimer UV lamp 16 are introduced from the side. It is the same as the device.

図４は本実施形態によるグラフェンシート系材料の処理装置の第３の例を示す概略断面図である。図４は処理装置の要部だけを示したものであり、他の構成部分については図１に示す第１の例と同様である。図４に示す装置は、冷却媒体が水冷ダクトに代わり、混合ガス３４の供給経路中で被処理基板３０が移動する構成となっている他は、図１及び図２に示す装置と同様である。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a third example of the graphene sheet-based material processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 shows only the main part of the processing apparatus, and the other components are the same as in the first example shown in FIG. The apparatus shown in FIG. 4 is the same as the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 except that the substrate 30 moves in the supply path of the mixed gas 34 instead of the water cooling duct. .

次に、本実施形態によるグラフェンシート系材料の処理方法の具体的な手順について図５及び図６を用いて説明する。   Next, a specific procedure of the processing method of the graphene sheet material according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、基板５０上に、グラフェンシート系材料層５２を形成する（図５（ａ））。基板５０は、特に限定されるものではないが、シリコンウェーハなど、グラフェンシート５２の成長が可能な種々の基板を用いることができる。ここでは、基板５０としては、例えばｐ型（１００）シリコンウェーハを用いるものとする。   First, the graphene sheet material layer 52 is formed on the substrate 50 (FIG. 5A). The substrate 50 is not particularly limited, and various substrates capable of growing the graphene sheet 52 such as a silicon wafer can be used. Here, for example, a p-type (100) silicon wafer is used as the substrate 50.

グラフェンシート系材料層５２の形成方法は、特に限定されるものではないが、粘着テープ等の粘着性の部材を用いてバルク状のグラファイトから転写する方法や、ＣＶＤ法などの成膜装置を用いる方法など、種々の方法を用いることができる。グラフェンシート系材料層５２に含まれるグラフェンシートの層数は何層でもよい。ここでは、例えばＣＶＤ法により、例えばアセチレンガスを原料として、例えば１０００℃にて、グラフェンシート系材料層５２を形成するものとする。   The method of forming the graphene sheet material layer 52 is not particularly limited, but a method of transferring from bulk graphite using an adhesive member such as an adhesive tape, or a film forming apparatus such as a CVD method is used. Various methods such as a method can be used. Any number of graphene sheets may be included in the graphene sheet material layer 52. Here, it is assumed that the graphene sheet-based material layer 52 is formed by, for example, a CVD method using, for example, acetylene gas as a raw material at 1000 ° C., for example.

次いで、基板５０上に形成したグラフェンシート系材料層５２に含まれるグラフェンシートの層数を測定する。グラフェンシートの層数の測定には、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope：原子間力顕微鏡）やラマン分光法を用いることができる。   Next, the number of graphene sheets included in the graphene sheet material layer 52 formed on the substrate 50 is measured. AFM (Atomic Force Microscope) or Raman spectroscopy can be used for measuring the number of layers of the graphene sheet.

ＡＦＭを用いた測定では、グラフェンシート系材料層５２の膜厚を測定することにより、層数を算出することができる。グラフェンシートの一層あたりの膜厚は、０．３４ｎｍ程度である。したがって、グラフェンシート系材料層５２の膜厚を測定することにより、含まれるグラフェンシートの層数を算出することができる。   In the measurement using AFM, the number of layers can be calculated by measuring the film thickness of the graphene sheet-based material layer 52. The film thickness per layer of the graphene sheet is about 0.34 nm. Therefore, by measuring the film thickness of the graphene sheet-based material layer 52, the number of graphene sheets included can be calculated.

例えば、ＡＦＭを用いた測定においてグラフェンシート系材料層５２の膜厚が６．７ｎｍであったと仮定すると、グラフェンシート系材料層５２が２０層のグラフェンシートを有していることが判る。   For example, assuming that the film thickness of the graphene sheet-based material layer 52 is 6.7 nm in the measurement using AFM, it can be seen that the graphene sheet-based material layer 52 has 20 graphene sheets.

また、ラマン分光法による測定では、グラフェンシートの層数に応じてラマンシフトが変化する。したがって、測定したラマンシフトに応じてグラフェンシートの層数を測定することができる（例えば、非特許文献１を参照）。   Further, in the measurement by Raman spectroscopy, the Raman shift changes according to the number of layers of the graphene sheet. Therefore, the number of graphene sheets can be measured according to the measured Raman shift (see, for example, Non-Patent Document 1).

次いで、必要に応じて、例えばフォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、グラフェンシート系材料層５２をパターニングする（図５（ｂ））。   Next, if necessary, the graphene sheet material layer 52 is patterned by, for example, photolithography and dry etching (FIG. 5B).

次いで、グラフェンシート系材料層５２が形成された基板５０を、清浄な乾燥空気中で、例えば４００℃で１５分ベークし、グラフェンシート系材料層５２表面の、グラフェンシート以外の可燃性不純物を取り除く。   Next, the substrate 50 on which the graphene sheet-based material layer 52 is formed is baked in clean dry air, for example, at 400 ° C. for 15 minutes to remove flammable impurities other than the graphene sheet on the surface of the graphene sheet-based material layer 52. .

次いで、全面に、例えばＣＶＤ法により、グラフェンシート系材料層５２に対して選択的に除去が可能であり、グラフェンシート系材料層５２のエッチング条件に対して耐性のある材料よりなるハードマスク５４を形成する（図５（ｃ））。ハードマスク５４としては、特に限定されるものではないが、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等を適用することができる。なお、後述のフォトレジスト膜５６だけでグラフェンシート系材料層５２のエッチングの際のマスクとして十分に機能する場合には、ハードマスク５４は必ずしも必要はない。   Next, a hard mask 54 made of a material that can be selectively removed from the graphene sheet-based material layer 52 by, for example, a CVD method and is resistant to the etching conditions of the graphene sheet-based material layer 52 is formed on the entire surface. It forms (FIG.5 (c)). The hard mask 54 is not particularly limited, and for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film can be applied. Note that the hard mask 54 is not necessarily required when the photoresist film 56 described later functions sufficiently as a mask for etching the graphene sheet-based material layer 52.

次いで、ハードマスク５４上に、フォトリソグラフィにより、フォトレジスト膜５６を形成する（図５（ｄ））。フォトレジスト膜５６は、少なくともグラフェンシート系材料層５２のエッジ部の総てを囲むように形成する。   Next, a photoresist film 56 is formed on the hard mask 54 by photolithography (FIG. 5D). The photoresist film 56 is formed so as to surround at least the entire edge portion of the graphene sheet material layer 52.

次いで、フォトレジスト膜５６をマスクとしてハードマスク５４をパターニングし、ハードマスク５４に、グラフェンシート系材料層５２の表面を露出する開口部５８を形成する（図６（ａ））。グラフェンシート系材料層５２の総てのエッジ部は、ハードマスク５４により覆われた状態のままである。   Next, the hard mask 54 is patterned using the photoresist film 56 as a mask, and an opening 58 that exposes the surface of the graphene sheet material layer 52 is formed in the hard mask 54 (FIG. 6A). All the edge portions of the graphene sheet-based material layer 52 remain covered with the hard mask 54.

次いで、グラフェンシート系材料層５２の表面が露出し他の領域がハードマスク５４及びフォトレジスト膜５６で覆われた基板５０を、図１乃至図４に示すような本実施形態の処理装置内に搬入する。なお、上述のグラフェンシート系材料層５２に含まれるグラフェンシートの層数の測定は、処理装置に搬入する前のどの段階で行ってもよい。   Next, the substrate 50 in which the surface of the graphene sheet-based material layer 52 is exposed and the other region is covered with the hard mask 54 and the photoresist film 56 is placed in the processing apparatus of this embodiment as shown in FIGS. Carry in. Note that the measurement of the number of graphene sheets included in the above-described graphene sheet-based material layer 52 may be performed at any stage before being loaded into the processing apparatus.

次いで、図２の説明でしたと同様の手順により、グラフェンシート系材料層５２をエッチングする。   Next, the graphene sheet material layer 52 is etched by the same procedure as described in FIG.

この際、処理条件に応じて処理時間を適宜制御することにより、グラフェンシート系材料層５２の表面から、所望の層数のグラフェンシートをエッチングする。   At this time, the graphene sheets having a desired number of layers are etched from the surface of the graphene sheet-based material layer 52 by appropriately controlling the processing time according to the processing conditions.

グラフェンシート系材料層５２のエッジ部はハードマスク５４により覆われているため、グラフェンシート系材料層５２のエッチングは、表面側から、グラフェンシートを１層ずつ剥ぐように進行する。この際、予め測定しておいたグラフェンシートのエッチングレートを考慮して処理時間を適宜制御することにより、任意の層数のグラフェンシートをエッチングすることができる。   Since the edge portion of the graphene sheet-based material layer 52 is covered with the hard mask 54, the etching of the graphene sheet-based material layer 52 proceeds from the surface side so as to peel off the graphene sheets one by one. At this time, the graphene sheet having an arbitrary number of layers can be etched by appropriately controlling the processing time in consideration of the etching rate of the graphene sheet measured in advance.

したがって、予め測定しておいたグラフェンシート５２の層数を考慮して処理時間を設定することにより、基板５０上に所望の層数のグラフェンシートを残存させることができる。   Therefore, the graphene sheet having a desired number of layers can be left on the substrate 50 by setting the processing time in consideration of the number of layers of the graphene sheet 52 measured in advance.

グラフェンシート系材料層５２の処理条件は、ＶＵＶの強度を例えば１〜２００ｍＷ／ｃｍ２、好ましくは５〜５０ｍＷ／ｃｍ２、混合ガス中の酸素濃度を例えば０．０００５〜２０体積％、好ましくは０．０１〜５体積％、ガス噴出口２０と被処理基板３０との距離を例えば０．１〜１０００ｍｍ、好ましくは１〜５００ｍｍ、基板載置ステージ２８の移動速度を例えば０．１〜１０００ｍｍ／秒、好ましくは１〜３００ｍｍ／秒に設定する。 The processing conditions of the graphene sheet-based material layer 52 include VUV intensity of, for example, 1 to 200 mW / cm 2 , preferably 5 to 50 mW / cm 2 , and oxygen concentration in the mixed gas of, for example, 0.0005 to 20% by volume, preferably 0.01 to 5% by volume, the distance between the gas outlet 20 and the substrate 30 to be processed is, for example, 0.1 to 1000 mm, preferably 1 to 500 mm, and the moving speed of the substrate mounting stage 28 is, for example, 0.1 to 1000 mm / Second, preferably 1 to 300 mm / sec.

例えば、特定物質としての酸素ガスをその蒸気圧が１気圧濃度０．０５体積％程度となるよう純窒素で希釈混合した混合ガス３４を用いそのガスの流量を毎分２Ｌとし、グラフェンシート系材料層５２上へ吹き付ける。次いで、吹き付け開始後速やかに、発生中心波長λが１７２ｎｍ、発行長４００ｍｍのエキシマＵＶランプを、３０ｍＷ／ｃｍ２の出力で、試料から５０ｃｍの距離から照射する。このとのグラフェンシートのエッチングレートは、およそ０．０５ｎｍ／秒である。したがって、この条件によって例えば６．８秒の処理を行うことにより、１層のグラフェンシートを除去することができる（第１の条件）。 For example, using a mixed gas 34 obtained by diluting and mixing oxygen gas as a specific substance with pure nitrogen so that the vapor pressure thereof is about 1 atm concentration of 0.05 volume%, the flow rate of the gas is set to 2 L / min, and the graphene sheet material Spray onto layer 52. Next, immediately after the start of spraying, an excimer UV lamp having a generated center wavelength λ of 172 nm and an issue length of 400 mm is irradiated with a power of 30 mW / cm 2 from a distance of 50 cm from the sample. The etching rate of the graphene sheet with this is about 0.05 nm / second. Therefore, for example, by performing the process for 6.8 seconds under this condition, the one-layer graphene sheet can be removed (first condition).

或いは、特定物質としての酸素ガスをその蒸気圧が１気圧濃度０．１体積％程度となるよう純窒素で希釈混合した混合ガス３４を用いそのガスの流量を毎分５Ｌとし、グラフェンシート系材料層５２上へ吹き付ける。次いで、吹き付け開始後速やかに、発生中心波長λが１７２ｎｍ、発行長４００ｍｍのエキシマＵＶランプを、２０ｍＷ／ｃｍ２の出力で、試料から３０ｃｍの距離から照射する。このとのグラフェンシートのエッチングレートは、およそ０．０３ｎｍ／秒である。したがって、この条件によって例えば１０秒の処理を行うことにより、１層のグラフェンシートを除去することができる（第２の条件）。 Alternatively, a graphene sheet-based material is prepared by using a mixed gas 34 obtained by diluting and mixing oxygen gas as a specific substance with pure nitrogen so that the vapor pressure is about 1 atm concentration of 0.1 volume%, and the flow rate of the gas is 5 L / min. Spray onto layer 52. Next, immediately after the start of spraying, an excimer UV lamp having a generated center wavelength λ of 172 nm and an issue length of 400 mm is irradiated from a distance of 30 cm from the sample at an output of 20 mW / cm 2 . The etching rate of the graphene sheet is about 0.03 nm / second. Therefore, for example, by performing the treatment for 10 seconds under this condition, the one-layer graphene sheet can be removed (second condition).

こうして、開口部５８内に、所望の層数のグラフェンシートを有するグラフェンシート系材料層６０を形成する（図６（ｂ））。例えば、前述の第２の条件を用いて１８層のグラフェンシートを有するグラフェンシート系材料層６０を形成する場合、グラフェンシート系材料層５２を２０秒間処理すればよい。また、前述の第２の条件を用いて１６層のグラフェンシートを有するグラフェンシート系材料層６０を形成する場合、グラフェンシート系材料層５２を４０秒間処理すればよい。   Thus, a graphene sheet-based material layer 60 having a desired number of graphene sheets is formed in the opening 58 (FIG. 6B). For example, when the graphene sheet-based material layer 60 having 18 layers of graphene sheets is formed using the second condition described above, the graphene sheet-based material layer 52 may be processed for 20 seconds. Further, when the graphene sheet-based material layer 60 having 16 layers of graphene sheets is formed using the second condition described above, the graphene sheet-based material layer 52 may be processed for 40 seconds.

次いで、フォトレジスト膜５６及びハードマスク５４を除去する（図６（ｃ））。なお、フォトレジスト膜５６は、グラフェンシート系材料層５２のエッチングの際に、一部又は全部が除去されることもある。   Next, the photoresist film 56 and the hard mask 54 are removed (FIG. 6C). The photoresist film 56 may be partially or wholly removed when the graphene sheet material layer 52 is etched.

次いで、必要に応じて、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、不要な部分のグラフェンシート系材料層５２等を除去する（図６（ｄ））。   Next, if necessary, unnecessary portions of the graphene sheet-based material layer 52 and the like are removed by photolithography and dry etching (FIG. 6D).

これにより、基板５０上に、所望の層数のグラフェンシートを有するグラフェンシート系材料層６０を形成することができる。   As a result, the graphene sheet-based material layer 60 having a desired number of graphene sheets can be formed on the substrate 50.

更に少ない層数のグラフェンシート系材料層を有する領域を形成する場合等には、図５（ｃ）〜図６（ｄ）の工程を繰り返し行うようにすればよい。   When forming a region having a graphene sheet-based material layer with a smaller number of layers, the steps of FIGS. 5C to 6D may be repeated.

本実施形態によるグラフェンシート系材料の処理方法により形成した所定の層数のグラフェンシート系材料は、ニーズに応じて、電気製品、電子製品、機械品等、グラフェンシート系材料の使用されるあるいは使用される可能性のあるどのような用途に使用されてもよいが、グラフェンシート系材料の優れた電気的特性および熱的特性に鑑み、電子装置（たとえば、半導体装置やこれを含む半導体集積回路装置）に好適に利用できる。なお、このような電子部材としては、電子デバイス用等の配線、ビア、トランジスタ用のゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、チャネル電極等を挙げることができる。   The graphene sheet-based material having a predetermined number of layers formed by the method of processing a graphene sheet-based material according to the present embodiment may be used or used as a graphene sheet-based material such as an electric product, an electronic product, a mechanical product, etc. In view of the excellent electrical and thermal characteristics of the graphene sheet-based material, an electronic device (for example, a semiconductor device and a semiconductor integrated circuit device including the same) may be used. ) Can be suitably used. Examples of such electronic members include wiring for electronic devices, vias, gate electrodes for transistors, source electrodes, drain electrodes, channel electrodes, and the like.

このように、本実施形態によれば、グラフェンシート系材料の表面層から１層ずつ順次グラフェンシートを除去することができる。これにより、所望の層数のグラフェンシートを有するグラフェンシート系材料を容易に形成することができる。   Thus, according to the present embodiment, the graphene sheets can be sequentially removed one by one from the surface layer of the graphene sheet-based material. Thereby, a graphene sheet material having a desired number of layers of graphene sheets can be easily formed.

［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。 [Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.

例えば、上記実施形態では、グラフェンシート系材料の表面から順次グラフェンシートを除去する方法を示したが、必ずしもグラフェンシートが面内均一に除去される必要はない。例えば、最表面のグラフェンシートの一部が除去されることにより、最表面のグラフェンシートが均一に除去されたと同様の電気的特性が得られることがあることも経験的に認められている。したがって、例えば所定の電気特性のグラフェンシート系材料を形成するという観点からは、必ずしもグラフェンシートが面内均一に除去される必要はない。   For example, in the above-described embodiment, the method of sequentially removing the graphene sheets from the surface of the graphene sheet-based material has been described. However, the graphene sheets need not necessarily be uniformly removed in the plane. For example, it has been empirically recognized that removal of a portion of the outermost graphene sheet may provide the same electrical characteristics as if the outermost graphene sheet was uniformly removed. Therefore, for example, from the viewpoint of forming a graphene sheet-based material having predetermined electrical characteristics, the graphene sheet does not necessarily have to be removed in-plane uniformly.

また、上記実施形態に記載したグラフェンシート系材料の処理条件は、本願発明者が用いた装置において最適化した例であり、これに限定されるものではない。処理条件の最適値は、使用する装置やエッチング対象物の組成などが変化することにより変化するものであり、適宜設定することが望ましい。   The processing conditions for the graphene sheet-based material described in the above embodiment are examples optimized in the apparatus used by the inventors of the present application, and the present invention is not limited to this. The optimum value of the processing conditions changes as the apparatus to be used, the composition of the etching target, and the like change, and it is desirable to set them appropriately.

以上詳述したように、本発明の特徴をまとめると以下の通りとなる。   As described above in detail, the features of the present invention are summarized as follows.

（付記１） グラフェンシート系材料の表面に、前記グラフェンシート系材料に作用する反応性物質を含む雰囲気中で紫外線を照射することにより、前記グラフェンシート系材料の最表面層を除去し又は前記最表面層を改質化して前記グラフェンシート系材料の電気的性質を変化する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 (Appendix 1) The surface of the graphene sheet material is irradiated with ultraviolet rays in an atmosphere containing a reactive substance that acts on the graphene sheet material, thereby removing the outermost surface layer of the graphene sheet material or the outermost layer. A method for treating a graphene sheet-based material, comprising modifying a surface layer to change the electrical properties of the graphene sheet-based material.

（付記２） 基板上に、グラフェンシート系材料を形成する工程と、
前記グラフェンシート系材料の表面に、前記グラフェンシート系材料に作用する反応性物質を含む雰囲気中で紫外線を照射することにより、前記グラフェンシート系材料に含まれるグラフェンシートを前記表面側から順次除去することにより、前記グラフェンシート系材料に含まれる前記グラフェンシートを所望の層数に制御する工程と
を有することを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 (Appendix 2) A step of forming a graphene sheet material on a substrate;
By irradiating the surface of the graphene sheet material with ultraviolet rays in an atmosphere containing a reactive substance that acts on the graphene sheet material, the graphene sheets contained in the graphene sheet material are sequentially removed from the surface side. A process for controlling the graphene sheet contained in the graphene sheet-based material to a desired number of layers, thereby treating the graphene sheet-based material.

（付記３） 付記２記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記グラフェンシート系材料に含まれる前記グラフェンシートの層数を測定する工程を更に有する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 (Additional remark 3) In the processing method of the graphene sheet-type material of Additional remark 2,
The method of processing a graphene sheet-based material further comprising a step of measuring the number of layers of the graphene sheet contained in the graphene sheet-based material.

（付記４） 付記２又は３記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記グラフェンシート系材料を形成する工程の後、前記グラフェンシートの層数を制御する工程の前に、前記グラフェンシート系材料のエッジ部を囲むマスク膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 (Additional remark 4) In the processing method of the graphene sheet-type material of Additional remark 2 or 3,
After the step of forming the graphene sheet-based material, the method further includes a step of forming a mask film surrounding an edge portion of the graphene sheet-based material before the step of controlling the number of layers of the graphene sheet. Method for processing graphene sheet-based material.

（付記５） 付記１乃至４のいずれか１項に記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記反応性物質は、前記紫外線により活性化されて前記グラフェンシート系材料に作用する物質である
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 (Appendix 5) In the method for processing a graphene sheet material according to any one of appendices 1 to 4,
The reactive substance is a substance that is activated by the ultraviolet rays and acts on the graphene sheet material. A method for treating a graphene sheet material.

（付記６） 付記１乃至５のいずれか１項に記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記反応性物質は、酸化性物質である
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 (Appendix 6) In the method for processing a graphene sheet material according to any one of appendices 1 to 5,
The reactive substance is an oxidizing substance. A method for treating a graphene sheet-based material, wherein:

（付記７） 付記１乃至６のいずれか１項に記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記雰囲気は、不活性気体で希釈された前記反応性物質を含む
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 (Appendix 7) In the method for processing a graphene sheet material according to any one of appendices 1 to 6,
The said atmosphere contains the said reactive substance diluted with the inert gas. The processing method of the graphene sheet-type material characterized by the above-mentioned.

（付記８） 付記１乃至７のいずれか１項に記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記紫外線は、真空紫外線である
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 (Appendix 8) In the method for processing a graphene sheet material according to any one of appendices 1 to 7,
The method for treating a graphene sheet material, wherein the ultraviolet rays are vacuum ultraviolet rays.

（付記９） 付記８記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記真空紫外線として、キセノン、クリプトン、アルゴン及び塩化クリプトンを含む群から選択される少なくとも一種類の材料を用いた真空紫外線ランプにより発生する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 (Additional remark 9) In the processing method of the graphene sheet-type material of Additional remark 8,
A method for treating a graphene sheet-based material, wherein the vacuum ultraviolet ray is generated by a vacuum ultraviolet lamp using at least one material selected from the group including xenon, krypton, argon, and krypton chloride.

（付記１０） 付記１乃至９のいずれか１項に記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記グラフェンシート系材料は、グラフェンシート又はその一部が化学修飾されたシートの積層体である
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 (Appendix 10) In the method for processing a graphene sheet material according to any one of appendices 1 to 9,
The graphene sheet-based material is a graphene sheet or a laminate of chemically modified parts of the graphene sheet. A method for treating a graphene sheet-based material, wherein:

（付記１１） グラフェンシート系材料が形成された被処理基板を処理する処理装置であって、
紫外線発生光源と、
ガス導入口及びガス噴出口を備えた活性反応室と、
前記ガス噴出口に対向して設けられ、前記被処理基板を載置する被処理基板載置ステージとを有し、
前記グラフェンシート系材料に作用する反応性物質を含むガスを前記ガス導入口から導入し、前記紫外線発生光源からの紫外線によって活性化し、活性化した前記反応性物質を前記被処理基板に吹き付けることにより、前記グラフェンシート系材料の最表面層を除去し又は前記最表面層を改質化して前記グラフェンシート系材料の電気的性質を変化する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理装置。 (Additional remark 11) It is a processing apparatus which processes the to-be-processed substrate in which the graphene sheet type material was formed,
An ultraviolet light source,
An active reaction chamber with a gas inlet and a gas outlet;
A substrate-receiving stage on which the substrate to be processed is mounted;
By introducing a gas containing a reactive substance that acts on the graphene sheet-based material from the gas inlet, activated by the ultraviolet light from the ultraviolet light generation light source, and spraying the activated reactive substance on the substrate to be processed An apparatus for processing a graphene sheet-based material, wherein an electrical property of the graphene sheet-based material is changed by removing an outermost surface layer of the graphene-sheet-based material or modifying the outermost surface layer.

（付記１２） 付記１１記載のグラフェンシート系材料の処理装置において、
前記被処理基板載置ステージを移動する移動機構を更に有する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理装置。 (Supplementary note 12) In the graphene sheet-based material processing apparatus according to supplementary note 11,
The apparatus for processing a graphene sheet-based material, further comprising a moving mechanism for moving the substrate mounting stage.

（付記１３） 付記１１又は１２記載のグラフェンシート系材料の処理装置において、
前記移動機構は、前記被処理基板載置ステージを一定の速度で連続的に走査する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理装置。 (Additional remark 13) In the processing apparatus of the graphene sheet-type material of Additional remark 11 or 12,
The said movement mechanism scans the said to-be-processed substrate mounting stage continuously at a fixed speed. The processing apparatus of the graphene sheet type material characterized by the above-mentioned.

（付記１４） 付記１１又は１２記載のグラフェンシート系材料の処理装置において、
前記移動機構は、前記被処理基板載置ステージの移動と停止を繰り返して断続的に走査する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理装置。 (Supplementary Note 14) In the graphene sheet-based material processing apparatus according to Supplementary Note 11 or 12,
The said movement mechanism repeats a movement and a stop of the said to-be-processed substrate mounting stage, and scans intermittently. The processing apparatus of the graphene sheet type material characterized by the above-mentioned.

（付記１５） 付記１１乃至１４のいずれか１項に記載のグラフェンシート系材料の処理装置において、
前記グラフェンシート系材料のエッチングレートを考慮して前記移動機構による前記被処理基板載置ステージの移動速度を制御する制御機構を更に有する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理装置。 (Appendix 15) In the graphene sheet-based material processing apparatus according to any one of appendices 11 to 14,
The graphene sheet-based material processing apparatus, further comprising a control mechanism that controls a moving speed of the substrate mounting stage by the moving mechanism in consideration of an etching rate of the graphene sheet-based material.

（付記１６） 付記１１乃至１５のいずれか１項に記載のグラフェンシート系材料の処理装置において、
前記紫外線発生光源は、キセノン、クリプトン、アルゴン及び塩化クリプトンを含む群から選択される少なくとも一種類の材料を用いた真空紫外線ランプである
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理装置。 (Appendix 16) In the graphene sheet-based material processing apparatus according to any one of appendices 11 to 15,
The apparatus for processing a graphene sheet-based material, wherein the ultraviolet light source is a vacuum ultraviolet lamp using at least one material selected from the group including xenon, krypton, argon, and krypton chloride.

本発明の一実施形態によるグラフェンシート系材料の処理装置を示す概念的斜視図である。1 is a conceptual perspective view showing a graphene sheet-based material processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態によるグラフェンシート系材料の処理装置の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the processing apparatus of the graphene sheet-type material by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるグラフェンシート系材料の処理装置の他の例を示す概略断面図（その１）である。It is a schematic sectional drawing (the 1) which shows the other example of the processing apparatus of the graphene sheet-type material by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるグラフェンシート系材料の処理装置の他の例を示す概略断面図（その２）である。It is a schematic sectional drawing (the 2) which shows the other example of the processing apparatus of the graphene sheet-type material by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるグラフェンシート系材料の処理方法を示す工程断面図（その１）である。It is process sectional drawing (the 1) which shows the processing method of the graphene sheet-type material by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるグラフェンシート系材料の処理方法を示す工程断面図（その１）である。It is process sectional drawing (the 1) which shows the processing method of the graphene sheet-type material by one Embodiment of this invention.

１０…チャンバ
１２…活性化反応容器
１４…収容部
１６…ＸｅエキシマＵＶランプ
１８…ガス導入管
２０…ガス噴出口
２２…金属ブロック
２４…冷媒ダクト
２６…冷却機構
２８…基板載置ステージ
３０…被処理基板
３２…移動機構
３４…混合ガス
３６…ＶＵＶ光
３８…活性化種
４０…グラフェンシート系材料
４２…遮蔽板
４４…スリット
５０…基板
５２，６０…グラフェンシート系材料層
５４…ハードマスク
５６…フォトレジスト膜
５８…開口部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Chamber 12 ... Activation reaction container 14 ... Accommodating part 16 ... Xe excimer UV lamp 18 ... Gas introduction pipe | tube 20 ... Gas jet outlet 22 ... Metal block 24 ... Refrigerant duct 26 ... Cooling mechanism 28 ... Substrate mounting stage 30 ... Covered Process substrate 32 ... Movement mechanism 34 ... Mixed gas 36 ... VUV light 38 ... Activated species 40 ... Graphene sheet material 42 ... Shielding plate 44 ... Slit 50 ... Substrate 52, 60 ... Graphene sheet material layer 54 ... Hard mask 56 ... Photoresist film 58 ... opening

本発明の一観点によれば、基板上に、グラフェンシート系材料を形成する工程と、前記グラフェンシート系材料の表面に、前記グラフェンシート系材料に作用する反応性物質を含む雰囲気中で紫外線を照射することにより、前記グラフェンシート系材料に含まれるグラフェンシートを前記表面側から順次除去することにより、前記グラフェンシート系材料に含まれる前記グラフェンシートを所望の層数に制御する工程とを有するグラフェンシート系材料の処理方法の処理方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a step of forming a graphene sheet material on a substrate, and ultraviolet rays in an atmosphere containing a reactive substance that acts on the graphene sheet material on the surface of the graphene sheet material. The step of controlling the graphene sheet contained in the graphene sheet-based material to a desired number of layers by sequentially removing the graphene sheet contained in the graphene sheet-based material from the surface side by irradiation. A processing method of a processing method for a sheet-based material is provided.

Claims (7)

グラフェンシート系材料の表面に、前記グラフェンシート系材料に作用する反応性物質を含む雰囲気中で紫外線を照射することにより、前記グラフェンシート系材料の最表面層を除去し又は前記最表面層を改質化して前記グラフェンシート系材料の電気的性質を変化する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 By irradiating the surface of the graphene sheet material with ultraviolet rays in an atmosphere containing a reactive substance that acts on the graphene sheet material, the outermost surface layer of the graphene sheet material is removed or the outermost surface layer is modified. The method for treating a graphene sheet-based material, characterized in that the electrical properties of the graphene sheet-based material are changed. 基板上に、グラフェンシート系材料を形成する工程と、
前記グラフェンシート系材料の表面に、前記グラフェンシート系材料に作用する反応性物質を含む雰囲気中で紫外線を照射することにより、前記グラフェンシート系材料に含まれるグラフェンシートを前記表面側から順次除去することにより、前記グラフェンシート系材料に含まれる前記グラフェンシートを所望の層数に制御する工程と
を有することを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 Forming a graphene sheet-based material on the substrate;
By irradiating the surface of the graphene sheet material with ultraviolet rays in an atmosphere containing a reactive substance that acts on the graphene sheet material, the graphene sheets contained in the graphene sheet material are sequentially removed from the surface side. A process for controlling the graphene sheet contained in the graphene sheet-based material to a desired number of layers, thereby treating the graphene sheet-based material. 請求項１又は２記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記反応性物質は、前記紫外線により活性化されて前記グラフェンシート系材料に作用する物質である
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 In the processing method of the graphene sheet material according to claim 1 or 2,
The reactive substance is a substance that is activated by the ultraviolet rays and acts on the graphene sheet material. A method for treating a graphene sheet material. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記雰囲気は、不活性気体で希釈された前記反応性物質を含む
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 In the processing method of the graphene sheet system material according to any one of claims 1 to 3,
The said atmosphere contains the said reactive substance diluted with the inert gas. The processing method of the graphene sheet-type material characterized by the above-mentioned. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記紫外線は、真空紫外線である
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 In the processing method of the graphene sheet material according to any one of claims 1 to 4,
The method for treating a graphene sheet material, wherein the ultraviolet rays are vacuum ultraviolet rays. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のグラフェンシート系材料の処理方法において、
前記グラフェンシート系材料は、グラフェンシート又はその一部が化学修飾されたシートの積層体である
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理方法。 In the processing method of the graphene sheet system material according to any one of claims 1 to 5,
The graphene sheet-based material is a graphene sheet or a laminate of chemically modified parts of the graphene sheet. A method for treating a graphene sheet-based material, wherein: グラフェンシート系材料が形成された被処理基板を処理する処理装置であって、
紫外線発生光源と、
ガス導入口及びガス噴出口を備えた活性反応室と、
前記ガス噴出口に対向して設けられ、前記被処理基板を載置する被処理基板載置ステージとを有し、
前記グラフェンシート系材料に作用する反応性物質を含むガスを前記ガス導入口から導入し、前記紫外線発生光源からの紫外線によって活性化し、活性化した前記反応性物質を前記被処理基板に吹き付けることにより、前記グラフェンシート系材料の最表面層を除去し又は前記最表面層を改質化して前記グラフェンシート系材料の電気的性質を変化する
ことを特徴とするグラフェンシート系材料の処理装置。
A processing apparatus for processing a substrate to be processed on which a graphene sheet-based material is formed,
An ultraviolet light source,
An active reaction chamber with a gas inlet and a gas outlet;
A substrate-receiving stage on which the substrate to be processed is mounted;
By introducing a gas containing a reactive substance that acts on the graphene sheet-based material from the gas inlet, activated by the ultraviolet light from the ultraviolet light generation light source, and spraying the activated reactive substance on the substrate to be processed An apparatus for processing a graphene sheet-based material, wherein an electrical property of the graphene sheet-based material is changed by removing an outermost surface layer of the graphene-sheet-based material or modifying the outermost surface layer.
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