JP2002097082A - 炭素部品の製造方法 - Google Patents
炭素部品の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所望形状への成形が容易で，かつ過酷な条件
下においても良好に使用することができる炭素部品の製
造方法を提供すること。 【解決手段】 炭素部品を製造するに当たり，まずは吸
引成形工程を行う。この吸引成形工程では，炭素繊維を
液体中に懸濁させてスラリー３１を作り，該スラリー３
１の中に多孔状型面２０を有する吸引成形型２を浸漬さ
せる。そして，スラリー３１中の液体を多孔状型面２０
の背後に吸引して多孔状型面２０の表面に成形物３を成
形し，その後，吸引成形型２をスラリー３１中より引き
上げる。次に，吸引成形を行った成形物３を乾燥させる
乾燥工程，成形物３を焼成させる焼成工程及び成形物３
から不純物を除去する純化工程を行う。最後に，焼成を
行った成形物３の表面に熱分解炭素被膜を形成する被膜
形成工程を行う。
下においても良好に使用することができる炭素部品の製
造方法を提供すること。 【解決手段】 炭素部品を製造するに当たり，まずは吸
引成形工程を行う。この吸引成形工程では，炭素繊維を
液体中に懸濁させてスラリー３１を作り，該スラリー３
１の中に多孔状型面２０を有する吸引成形型２を浸漬さ
せる。そして，スラリー３１中の液体を多孔状型面２０
の背後に吸引して多孔状型面２０の表面に成形物３を成
形し，その後，吸引成形型２をスラリー３１中より引き
上げる。次に，吸引成形を行った成形物３を乾燥させる
乾燥工程，成形物３を焼成させる焼成工程及び成形物３
から不純物を除去する純化工程を行う。最後に，焼成を
行った成形物３の表面に熱分解炭素被膜を形成する被膜
形成工程を行う。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，炭素材料よりなる炭素部品を製
造する方法に関する。
造する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来より，炭素材料を使用した炭素部品を
製造する方法として，例えば，予め所望とする製品の形
状よりも大きな中実のブロック材料を準備し，該ブロッ
ク材料に切削加工を行うことによって最終の製品とする
方法がある。この方法によれば，切削加工を行うので出
来上がった製品の加工精度が良好である。
製造する方法として，例えば，予め所望とする製品の形
状よりも大きな中実のブロック材料を準備し，該ブロッ
ク材料に切削加工を行うことによって最終の製品とする
方法がある。この方法によれば，切削加工を行うので出
来上がった製品の加工精度が良好である。
【０００３】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の炭
素部品の製造方法においては，以下のような問題点があ
る。即ち，上記従来の炭素部品の製造方法においては，
ブロック材料を用いるので，切削加工を行うとき，かな
りの量の切削加工を行う必要がある。そのため，該切削
加工に時間がかかり，工数が増加する。また，ブロック
材料からは切削加工により削り出される切り屑を大量に
発生させるため，材料の歩留りが低く，材料の費用が増
大する。
素部品の製造方法においては，以下のような問題点があ
る。即ち，上記従来の炭素部品の製造方法においては，
ブロック材料を用いるので，切削加工を行うとき，かな
りの量の切削加工を行う必要がある。そのため，該切削
加工に時間がかかり，工数が増加する。また，ブロック
材料からは切削加工により削り出される切り屑を大量に
発生させるため，材料の歩留りが低く，材料の費用が増
大する。
【０００４】また，上記従来の炭素部品の製造方法にお
いては，特に，薄肉部を有する炭素部品，例えば，後述
する半導体製造装置に使用する各種の炭素部品を加工す
ることが困難である。即ち，薄肉部を有する炭素部品を
切削加工する際に，工具による加圧力に耐えられなくな
って，薄肉部にヒビが入ったり，割れてしまったりする
おそれがある。そのため，切削速度及び一回の切削送り
における切削量を小さくし，被加工物である炭素部品へ
の負担を小さくして加工を行っている。その結果，一層
加工に時間がかかる。また，このような対策を行ってい
ても，加工に失敗する場合もあり，この場合には不良品
の発生によって製品のコストを増大させてしまう。
いては，特に，薄肉部を有する炭素部品，例えば，後述
する半導体製造装置に使用する各種の炭素部品を加工す
ることが困難である。即ち，薄肉部を有する炭素部品を
切削加工する際に，工具による加圧力に耐えられなくな
って，薄肉部にヒビが入ったり，割れてしまったりする
おそれがある。そのため，切削速度及び一回の切削送り
における切削量を小さくし，被加工物である炭素部品へ
の負担を小さくして加工を行っている。その結果，一層
加工に時間がかかる。また，このような対策を行ってい
ても，加工に失敗する場合もあり，この場合には不良品
の発生によって製品のコストを増大させてしまう。
【０００５】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，所望形状への成形が容易で，かつ過酷な
条件下においても良好に使用することができる炭素部品
の製造方法を提供しようとするものである。
されたもので，所望形状への成形が容易で，かつ過酷な
条件下においても良好に使用することができる炭素部品
の製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，炭素材料
よりなる炭素部品を製造する方法において，炭素繊維を
液体中に懸濁させてスラリーを作り，該スラリーを多孔
状型面を有する吸引成形型に導入すると共に，該スラリ
ー中の液体を多孔状型面の背後に吸引して多孔状型面の
表面に成形物を成形する吸引成形工程と，上記成形物を
焼成させる焼成工程と，上記焼成を行った上記成形物の
内部及び／又は表面に熱分解炭素被膜を形成する被膜形
成工程とを含むことを特徴とする炭素部品の製造方法に
ある。
よりなる炭素部品を製造する方法において，炭素繊維を
液体中に懸濁させてスラリーを作り，該スラリーを多孔
状型面を有する吸引成形型に導入すると共に，該スラリ
ー中の液体を多孔状型面の背後に吸引して多孔状型面の
表面に成形物を成形する吸引成形工程と，上記成形物を
焼成させる焼成工程と，上記焼成を行った上記成形物の
内部及び／又は表面に熱分解炭素被膜を形成する被膜形
成工程とを含むことを特徴とする炭素部品の製造方法に
ある。
【０００７】本発明において最も注目すべきことは，上
記スラリーを吸引することにより成形を行う吸引成形工
程と，上記焼成を行った上記成形物の内部及び／又は表
面に熱分解炭素被膜を形成する被膜形成工程とを行うこ
とである。ここで，上記熱分解炭素とは，炭化水素ガス
等を加熱することにより熱分解生成される炭素物質をい
う。また，上記多孔状型面の表面においては，成形する
成形物の外周形状に接する部分に，上記スラリーに含ま
れる炭素繊維の長さよりも小さい大きさを有する微細孔
が複数形成されている。
記スラリーを吸引することにより成形を行う吸引成形工
程と，上記焼成を行った上記成形物の内部及び／又は表
面に熱分解炭素被膜を形成する被膜形成工程とを行うこ
とである。ここで，上記熱分解炭素とは，炭化水素ガス
等を加熱することにより熱分解生成される炭素物質をい
う。また，上記多孔状型面の表面においては，成形する
成形物の外周形状に接する部分に，上記スラリーに含ま
れる炭素繊維の長さよりも小さい大きさを有する微細孔
が複数形成されている。
【０００８】次に，本発明の作用効果につき説明する。
上記吸引成形工程においては，上記スラリーを吸引成形
型に向けて吸引する。このとき，スラリー中の炭素繊維
の長さは，多孔状型面に形成された微細孔の大きさより
も大きいため，多孔状型面の表面には，炭素繊維が堆積
する。また，スラリー中の液体は多孔状型面の微細孔を
通過することができるため，多孔状型面の背後に吸引さ
れる。そして，多孔状型面における微細孔を有している
部分には，多孔状型面に囲まれた形状に沿った成形物が
成形される。このようにして，炭素繊維を堆積させて成
形物を形成するため，所望形状に対応した吸引成形型を
準備することにより，容易に所望形状の成形物を得るこ
とができる。そのため，特に薄肉部を有する成形物を成
形することが容易である。それ故，従来のようにブロッ
ク材料に対して切削加工を行って，余分な材料を切り屑
にしてしまうことがなく，材料にかかる費用を削減する
ことができる。
上記吸引成形工程においては，上記スラリーを吸引成形
型に向けて吸引する。このとき，スラリー中の炭素繊維
の長さは，多孔状型面に形成された微細孔の大きさより
も大きいため，多孔状型面の表面には，炭素繊維が堆積
する。また，スラリー中の液体は多孔状型面の微細孔を
通過することができるため，多孔状型面の背後に吸引さ
れる。そして，多孔状型面における微細孔を有している
部分には，多孔状型面に囲まれた形状に沿った成形物が
成形される。このようにして，炭素繊維を堆積させて成
形物を形成するため，所望形状に対応した吸引成形型を
準備することにより，容易に所望形状の成形物を得るこ
とができる。そのため，特に薄肉部を有する成形物を成
形することが容易である。それ故，従来のようにブロッ
ク材料に対して切削加工を行って，余分な材料を切り屑
にしてしまうことがなく，材料にかかる費用を削減する
ことができる。
【０００９】また，上記のごとく，炭素繊維を堆積させ
て炭素部品を成形するため，従来の加工方法に比べてそ
の成形にかかる時間を短縮することができると共に，成
形ミス等により，不良品を生じることがほとんどない。
て炭素部品を成形するため，従来の加工方法に比べてそ
の成形にかかる時間を短縮することができると共に，成
形ミス等により，不良品を生じることがほとんどない。
【００１０】更に本発明では，上記成形物の内部又は表
面あるいはそれらの双方に上記熱分解炭素被膜を形成す
る。これにより，成形物の表面から炭素繊維が脱落する
ことを防止することができる。そのため，得られる炭素
部品の劣化が抑制され，その耐久性が向上する。
面あるいはそれらの双方に上記熱分解炭素被膜を形成す
る。これにより，成形物の表面から炭素繊維が脱落する
ことを防止することができる。そのため，得られる炭素
部品の劣化が抑制され，その耐久性が向上する。
【００１１】なお，上記焼成工程を行う前には，上記吸
引成形工程を行った成形物を乾燥させる乾燥工程を行っ
てもよい。この場合には，成形物に含まれる液体をほぼ
完全に除去して焼成を行うので，一層良好な焼成を行う
ことができる。
引成形工程を行った成形物を乾燥させる乾燥工程を行っ
てもよい。この場合には，成形物に含まれる液体をほぼ
完全に除去して焼成を行うので，一層良好な焼成を行う
ことができる。
【００１２】以上，本発明によれば，所望形状への成形
が容易で，かつ過酷な条件下においても良好に使用する
ことができる炭素部品の製造方法を提供することができ
る。
が容易で，かつ過酷な条件下においても良好に使用する
ことができる炭素部品の製造方法を提供することができ
る。
【００１３】次に，請求項２に記載の発明のように，上
記被膜形成工程を行う前には，上記焼成を行った上記成
形物から不純物を除去する純化工程を行うことが好まし
い。これにより，得られる炭素部品を高純度化すること
ができ，該炭素部品を例えば高温環境下で使用するとき
でも，不純物が使用雰囲気中に放出することを防止する
ことができる。そのため，非常にクリーンな環境下にお
いて行う処理に上記炭素材料を用いても，その処理に悪
影響を及ぼすことがほとんどない。
記被膜形成工程を行う前には，上記焼成を行った上記成
形物から不純物を除去する純化工程を行うことが好まし
い。これにより，得られる炭素部品を高純度化すること
ができ，該炭素部品を例えば高温環境下で使用するとき
でも，不純物が使用雰囲気中に放出することを防止する
ことができる。そのため，非常にクリーンな環境下にお
いて行う処理に上記炭素材料を用いても，その処理に悪
影響を及ぼすことがほとんどない。
【００１４】次に，請求項３に記載の発明のように，上
記純化工程においては，上記成形物を１０００〜２００
０℃の温度に加熱すると共に塩素ガスと反応させて塩化
物として上記不純物を取り除くことが好ましい。これに
より，上記不純物を容易に除去することができる。
記純化工程においては，上記成形物を１０００〜２００
０℃の温度に加熱すると共に塩素ガスと反応させて塩化
物として上記不純物を取り除くことが好ましい。これに
より，上記不純物を容易に除去することができる。
【００１５】次に，請求項４に記載の発明のように，上
記炭素部品は，半導体製造装置用の部品であることが好
ましい。上記半導体製造装置用の部品としては，薄い厚
みが要求され，かつ高温環境下で使用されるため，本発
明において製造した炭素部品は特に有効である。即ち，
本発明においては，上記吸引成形工程で薄い厚みに成形
し，被膜形成工程で熱分解炭素皮膜を形成することがで
きるため，部品の軽量化ができると共に，半導体製造装
置内で使用するときに，炭素部品を形成する炭素材料
が，剥離して周囲に飛散してしまうことを防止すること
ができる。
記炭素部品は，半導体製造装置用の部品であることが好
ましい。上記半導体製造装置用の部品としては，薄い厚
みが要求され，かつ高温環境下で使用されるため，本発
明において製造した炭素部品は特に有効である。即ち，
本発明においては，上記吸引成形工程で薄い厚みに成形
し，被膜形成工程で熱分解炭素皮膜を形成することがで
きるため，部品の軽量化ができると共に，半導体製造装
置内で使用するときに，炭素部品を形成する炭素材料
が，剥離して周囲に飛散してしまうことを防止すること
ができる。
【００１６】なお，上記半導体製造装置用の部品として
は，例えば，後述するシリコン単結晶引上げ装置の内部
に用いられる部品として，ルツボ，回転軸，ヒータ，保
温筒，上部リング，下部リング，底部遮熱板及びガス整
流部材等がある。
は，例えば，後述するシリコン単結晶引上げ装置の内部
に用いられる部品として，ルツボ，回転軸，ヒータ，保
温筒，上部リング，下部リング，底部遮熱板及びガス整
流部材等がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施形態例 本発明の実施形態例にかかる炭素部品の製造方法につ
き，図１〜図３を用いて説明する。本例においては，炭
素材料よりなる炭素部品を製造するに当たり，まずは吸
引成形工程を行う。この吸引成形工程では，炭素繊維を
液体中に懸濁させてスラリー３１を作り，該スラリー３
１の中に多孔状型面２０を有する吸引成形型２を浸漬さ
せる。そして，スラリー３１中の液体を多孔状型面２０
の背後に吸引して多孔状型面２０の表面に成形物３を成
形し，その後，吸引成形型２をスラリー３１中より引き
上げる。
き，図１〜図３を用いて説明する。本例においては，炭
素材料よりなる炭素部品を製造するに当たり，まずは吸
引成形工程を行う。この吸引成形工程では，炭素繊維を
液体中に懸濁させてスラリー３１を作り，該スラリー３
１の中に多孔状型面２０を有する吸引成形型２を浸漬さ
せる。そして，スラリー３１中の液体を多孔状型面２０
の背後に吸引して多孔状型面２０の表面に成形物３を成
形し，その後，吸引成形型２をスラリー３１中より引き
上げる。
【００１８】次に，上記吸引成形を行った成形物３を乾
燥させる乾燥工程を行い，乾燥させた成形物３を焼成さ
せる焼成工程を行う。次に，上記焼成を行った上記成形
物３から炭素材料以外の不純物を除去する純化工程を行
う。そして，最後に，上記焼成を行った上記成形物３の
内部又は表面にあるいはその双方に熱分解炭素被膜を形
成する被膜形成工程を行う。
燥させる乾燥工程を行い，乾燥させた成形物３を焼成さ
せる焼成工程を行う。次に，上記焼成を行った上記成形
物３から炭素材料以外の不純物を除去する純化工程を行
う。そして，最後に，上記焼成を行った上記成形物３の
内部又は表面にあるいはその双方に熱分解炭素被膜を形
成する被膜形成工程を行う。
【００１９】以下に，これを詳説する。本例において
は，上記炭素繊維は，ピッチ系の炭素繊維とし，その直
径は１３±１．３μｍ，その長さは１〜２ｍｍとした。
また，上記スラリー３１を作るに当たっては，上記炭素
繊維に，バインダー成分として，ＭＦＣ（パルプ），フ
ェノール樹脂及びでんぷんを混合した。これらの配合割
合は，炭素繊維１００に対して，ＭＦＣ（パルプ）５，
フェノール樹脂５及びでんぷん５とした。
は，上記炭素繊維は，ピッチ系の炭素繊維とし，その直
径は１３±１．３μｍ，その長さは１〜２ｍｍとした。
また，上記スラリー３１を作るに当たっては，上記炭素
繊維に，バインダー成分として，ＭＦＣ（パルプ），フ
ェノール樹脂及びでんぷんを混合した。これらの配合割
合は，炭素繊維１００に対して，ＭＦＣ（パルプ）５，
フェノール樹脂５及びでんぷん５とした。
【００２０】また，上記スラリー３１は，具体的に以下
のようにして作った。即ち，スラリー３１は，上記炭素
繊維を水の中に入れて撹拌し，そこにフェノール樹脂を
入れて再度撹拌，更にＭＦＣを入れて撹拌した後，でん
ぷんを入れて撹拌し，それを凝集させて作った。なお，
上記炭素繊維としては，上記ピッチ系以外のＰＡＮ系の
炭素繊維，あるいはその他のものを用いることができ
る。
のようにして作った。即ち，スラリー３１は，上記炭素
繊維を水の中に入れて撹拌し，そこにフェノール樹脂を
入れて再度撹拌，更にＭＦＣを入れて撹拌した後，でん
ぷんを入れて撹拌し，それを凝集させて作った。なお，
上記炭素繊維としては，上記ピッチ系以外のＰＡＮ系の
炭素繊維，あるいはその他のものを用いることができ
る。
【００２１】図１に示すごとく，上記吸引成形工程にお
いては，吸引成形装置１を使用する。この吸引成形装置
１は，成形を行う成形物３の形状に沿った形状に形成さ
れた吸引室２１と，該吸引室２１の側面及び底面に沿っ
て形成された減圧室２２とを有する吸引成形型２と，上
記減圧室２２を減圧させる吸引ポンプ２３と，スラリー
３１を入れたタンク３０と，タンク３０内における吸引
成形型２を上下させる図示しない上下移動装置とを有し
ている。なお，上記成形物３は，後述するシリコン単結
晶引上げ装置４に使用されるルツボ４１である。
いては，吸引成形装置１を使用する。この吸引成形装置
１は，成形を行う成形物３の形状に沿った形状に形成さ
れた吸引室２１と，該吸引室２１の側面及び底面に沿っ
て形成された減圧室２２とを有する吸引成形型２と，上
記減圧室２２を減圧させる吸引ポンプ２３と，スラリー
３１を入れたタンク３０と，タンク３０内における吸引
成形型２を上下させる図示しない上下移動装置とを有し
ている。なお，上記成形物３は，後述するシリコン単結
晶引上げ装置４に使用されるルツボ４１である。
【００２２】上記吸引室２１を形成する側面及び底面
は，スラリー３１中の炭素繊維の大きさよりも小さな微
細孔２１１を複数有する上記多孔状型面２０により形成
されている。この微細孔２１１は，成形物３であるルツ
ボ４１の外周形状に沿った部分にのみ設けられている。
上記減圧室２２は，吸引室２１の底部外周に位置する中
継減圧室２２１と吸引室２１の側方外周に位置する側部
減圧室２２２とよりなる。側部減圧室２２２は吸引口２
２３を介して中継減圧室２２１と連通しており，吸引口
２２３は成形品３を吸引する力である吸引力が，減圧室
２２の全体においてほぼ同じになるように大きな開口面
積を有して形成されている。
は，スラリー３１中の炭素繊維の大きさよりも小さな微
細孔２１１を複数有する上記多孔状型面２０により形成
されている。この微細孔２１１は，成形物３であるルツ
ボ４１の外周形状に沿った部分にのみ設けられている。
上記減圧室２２は，吸引室２１の底部外周に位置する中
継減圧室２２１と吸引室２１の側方外周に位置する側部
減圧室２２２とよりなる。側部減圧室２２２は吸引口２
２３を介して中継減圧室２２１と連通しており，吸引口
２２３は成形品３を吸引する力である吸引力が，減圧室
２２の全体においてほぼ同じになるように大きな開口面
積を有して形成されている。
【００２３】上記吸引成形工程における成形は以下のよ
うにして行う。まずは，上記吸引ポンプ２３を作動させ
て，減圧室２２の圧力状態をを大気圧よりも低くする。
この状態で，吸引成形型２をスラリー３１の入ったタン
ク３０内に浸漬させると，上記多孔状型面２０の表面に
スラリー３１が吸い寄せられる。このとき，スラリー３
１中の炭素繊維の大きさは，吸引室２１の多孔状型面２
０に形成された微細孔２１１の大きさよりも大きいた
め，多孔状型面２０の表面には，炭素繊維が堆積する。
うにして行う。まずは，上記吸引ポンプ２３を作動させ
て，減圧室２２の圧力状態をを大気圧よりも低くする。
この状態で，吸引成形型２をスラリー３１の入ったタン
ク３０内に浸漬させると，上記多孔状型面２０の表面に
スラリー３１が吸い寄せられる。このとき，スラリー３
１中の炭素繊維の大きさは，吸引室２１の多孔状型面２
０に形成された微細孔２１１の大きさよりも大きいた
め，多孔状型面２０の表面には，炭素繊維が堆積する。
【００２４】また，スラリー３１中の液体は多孔状型面
２０の微細孔２１１を通過することができるため，中継
減圧室２２１又は側部減圧室２２２である減圧室２２に
浸入し，その後，吸引ポンプ２３によりそれらの減圧室
２２から排出される。このようにして，炭素繊維が吸引
室２１の内側面である多孔状型面２０の微細孔２１１が
設けられた部分に堆積し，成形物３が成形される。な
お，本例においては，タンク３０内における吸引成形型
２を上下に連続的に移動させながら吸引成形を行った。
これにより，タンク３０内のスラリー３１を撹拌するこ
とができ，均質な厚みを有する成形物３を成形すること
ができる。
２０の微細孔２１１を通過することができるため，中継
減圧室２２１又は側部減圧室２２２である減圧室２２に
浸入し，その後，吸引ポンプ２３によりそれらの減圧室
２２から排出される。このようにして，炭素繊維が吸引
室２１の内側面である多孔状型面２０の微細孔２１１が
設けられた部分に堆積し，成形物３が成形される。な
お，本例においては，タンク３０内における吸引成形型
２を上下に連続的に移動させながら吸引成形を行った。
これにより，タンク３０内のスラリー３１を撹拌するこ
とができ，均質な厚みを有する成形物３を成形すること
ができる。
【００２５】また，上記吸引成形装置１においては，部
分的に成形する成形物３の厚みを変化させることができ
る。即ち，厚みを変化させたい部分において，別の減圧
室を設け，この別の減圧室と他の減圧室とが吸引ポンプ
２３に繋がる中継室に連通する吸引口の開口面積に違い
を持たせる。つまり，この吸引口の開口面積が大きい減
圧室に接する部分の方が小さい部分に比べて，吸引力が
大きくなることを利用して成形物３の厚みに違いを持た
せる。
分的に成形する成形物３の厚みを変化させることができ
る。即ち，厚みを変化させたい部分において，別の減圧
室を設け，この別の減圧室と他の減圧室とが吸引ポンプ
２３に繋がる中継室に連通する吸引口の開口面積に違い
を持たせる。つまり，この吸引口の開口面積が大きい減
圧室に接する部分の方が小さい部分に比べて，吸引力が
大きくなることを利用して成形物３の厚みに違いを持た
せる。
【００２６】以下に例示して，これを説明する。即ち，
図２に示すごとく，例えば，上記のごとく，成形物３が
ルツボ４１である場合において，ルツボ４１の底部の厚
みをその側部の厚みよりも大きくしたい場合を考える。
この場合，上記中継減圧室２２１と上記吸引室２１の底
部との間に別の減圧室である底部減圧室２２４を設け
る。この底部減圧室２２４は吸引口２２５を介して，一
方，側部減圧室２２２は吸引口２２６を介して中継減圧
室２２１に連通されている。
図２に示すごとく，例えば，上記のごとく，成形物３が
ルツボ４１である場合において，ルツボ４１の底部の厚
みをその側部の厚みよりも大きくしたい場合を考える。
この場合，上記中継減圧室２２１と上記吸引室２１の底
部との間に別の減圧室である底部減圧室２２４を設け
る。この底部減圧室２２４は吸引口２２５を介して，一
方，側部減圧室２２２は吸引口２２６を介して中継減圧
室２２１に連通されている。
【００２７】また，底部減圧室２２４の吸引孔２２５の
開口面積を，側部減圧室２２２の吸引孔２２６の開口面
積よりも大きく形成しておく。そして，上記と同様にし
て吸引を行ったときには，噴射したスラリー３１は，開
口面積が大きな底部減圧室２２４に接する吸引室２１の
底部の方に多く引き寄せられ，ルツボ４１の底部の厚み
がその側部の厚みに比べて大きく成形される。
開口面積を，側部減圧室２２２の吸引孔２２６の開口面
積よりも大きく形成しておく。そして，上記と同様にし
て吸引を行ったときには，噴射したスラリー３１は，開
口面積が大きな底部減圧室２２４に接する吸引室２１の
底部の方に多く引き寄せられ，ルツボ４１の底部の厚み
がその側部の厚みに比べて大きく成形される。
【００２８】なお，成形物３の厚みを部分的に変化させ
るための別の方法として，厚み調整板を用いた方法も使
用することができる。即ち，この方法は，上記スラリー
３１の吸引を行う途中で一旦吸引を停止し，厚みを大き
くしたい部分に厚み調整板を配置して，この厚み調整板
の上から再度スラリー３１を吸引して成形を行う。これ
により，成形した成形物３において，厚み調整板がある
部分の厚みを他の部分の厚みに比べて，厚み調整板の厚
みの分だけ大きくすることができる。
るための別の方法として，厚み調整板を用いた方法も使
用することができる。即ち，この方法は，上記スラリー
３１の吸引を行う途中で一旦吸引を停止し，厚みを大き
くしたい部分に厚み調整板を配置して，この厚み調整板
の上から再度スラリー３１を吸引して成形を行う。これ
により，成形した成形物３において，厚み調整板がある
部分の厚みを他の部分の厚みに比べて，厚み調整板の厚
みの分だけ大きくすることができる。
【００２９】上記乾燥工程においては，吸引成形工程で
成形した成形物３を，炉内に配置し，該炉内の温度を，
スラリー３１中の液体である水が蒸発する温度以上，具
体的には１５０℃として，乾燥させた。また，上記焼成
工程においては，上記乾燥を行った成形物３を不活性ガ
ス雰囲気中で，約１０００℃の炉内に放置して行った。
成形した成形物３を，炉内に配置し，該炉内の温度を，
スラリー３１中の液体である水が蒸発する温度以上，具
体的には１５０℃として，乾燥させた。また，上記焼成
工程においては，上記乾燥を行った成形物３を不活性ガ
ス雰囲気中で，約１０００℃の炉内に放置して行った。
【００３０】また，上記純化工程においては，上記成形
物３を約２０００℃の温度に加熱し，塩素ガスを成形物
３の表面に流動させて，塩素ガスと成形物３に含まれる
不純物とを反応させて塩化物として不純物を取り除い
た。
物３を約２０００℃の温度に加熱し，塩素ガスを成形物
３の表面に流動させて，塩素ガスと成形物３に含まれる
不純物とを反応させて塩化物として不純物を取り除い
た。
【００３１】上記被膜形成工程においては，化学蒸着法
（ＣＶＤ）により，上記焼成を行った成形物３の表面に
熱分解炭素被膜を形成した。即ち，成形物３の表面を約
１２００〜１９００℃に加熱しておき，真空度約１０〜
２００Ｔｏｒｒで，炭化水素ガス又はハロゲン化炭化水
素ガスを，水素ガスが共存している雰囲気下で，成形物
３の表面に接触させて化学反応をさせ，その表面に熱分
解炭素の層を形成した。これで，熱分解炭素被膜を有す
る炭素部品が製作される。なお，同様の方法により成形
物３の内部にも熱分解炭素の層を形成することができ
る。
（ＣＶＤ）により，上記焼成を行った成形物３の表面に
熱分解炭素被膜を形成した。即ち，成形物３の表面を約
１２００〜１９００℃に加熱しておき，真空度約１０〜
２００Ｔｏｒｒで，炭化水素ガス又はハロゲン化炭化水
素ガスを，水素ガスが共存している雰囲気下で，成形物
３の表面に接触させて化学反応をさせ，その表面に熱分
解炭素の層を形成した。これで，熱分解炭素被膜を有す
る炭素部品が製作される。なお，同様の方法により成形
物３の内部にも熱分解炭素の層を形成することができ
る。
【００３２】上記のようにして製作をした炭素部品は，
各種の部品に使用されることができる。特に，この炭素
部品は，薄くて，過酷な環境下で使用される半導体製造
装置用の部品に使用することができる。この半導体製造
装置には，例えばシリコン単結晶引上げ装置がある。図
３に示すごとく，シリコン単結晶引上げ装置４は，ルツ
ボ４１内にシリコン５の材料を入れ，これを加熱ヒータ
４３によって加熱して，その後シリコン５を単結晶体と
して取り出すものである。このシリコン単結晶引上げ装
置４の内部で使用される部品のほとんどには，本例の製
造方法による炭素部品を使用することができる。
各種の部品に使用されることができる。特に，この炭素
部品は，薄くて，過酷な環境下で使用される半導体製造
装置用の部品に使用することができる。この半導体製造
装置には，例えばシリコン単結晶引上げ装置がある。図
３に示すごとく，シリコン単結晶引上げ装置４は，ルツ
ボ４１内にシリコン５の材料を入れ，これを加熱ヒータ
４３によって加熱して，その後シリコン５を単結晶体と
して取り出すものである。このシリコン単結晶引上げ装
置４の内部で使用される部品のほとんどには，本例の製
造方法による炭素部品を使用することができる。
【００３３】それらの部品には，以下のものがある。即
ち，シリコン５を溶融する石英ルツボ４１，ルツボ４１
を載置して回転させる回転軸４２，ルツボ４１を加熱す
るヒータ４３，ヒータ４３の側面をシールドする保温筒
４４，保温筒４４の上部に設けた上部リング４５，保温
筒４４の下部に設けた下部リング４６，密閉本体４０の
内部底面に設けた底部遮熱板４７及び密閉本体４０の内
部に不活性ガスを供給するためにルツボ４１の上方に設
けたガス整流部４８がある。
ち，シリコン５を溶融する石英ルツボ４１，ルツボ４１
を載置して回転させる回転軸４２，ルツボ４１を加熱す
るヒータ４３，ヒータ４３の側面をシールドする保温筒
４４，保温筒４４の上部に設けた上部リング４５，保温
筒４４の下部に設けた下部リング４６，密閉本体４０の
内部底面に設けた底部遮熱板４７及び密閉本体４０の内
部に不活性ガスを供給するためにルツボ４１の上方に設
けたガス整流部４８がある。
【００３４】次に，本例の作用効果につき説明する。本
例においては，上記吸引成形工程においては，上記吸引
成形装置１により成形する成形物３の厚みを所定の厚み
に成形することができる。つまり，所望形状に対応した
吸引成形型２を準備することにより，容易に所望形状の
成形物３を得ることができる。そのため，特に薄肉部を
有する成形物３を成形することが容易である。それ故，
従来のようにブロック材料に対して切削加工を行って，
余分な材料を切り屑にしてしまうことがなく，材料にか
かる費用を削減することができる。また，上記のごと
く，炭素繊維を堆積させて炭素部品を成形するため，従
来の加工方法に比べてその成形にかかる時間を短縮する
ことができると共に，成形ミス等により，不良品を生じ
ることがほとんどない。
例においては，上記吸引成形工程においては，上記吸引
成形装置１により成形する成形物３の厚みを所定の厚み
に成形することができる。つまり，所望形状に対応した
吸引成形型２を準備することにより，容易に所望形状の
成形物３を得ることができる。そのため，特に薄肉部を
有する成形物３を成形することが容易である。それ故，
従来のようにブロック材料に対して切削加工を行って，
余分な材料を切り屑にしてしまうことがなく，材料にか
かる費用を削減することができる。また，上記のごと
く，炭素繊維を堆積させて炭素部品を成形するため，従
来の加工方法に比べてその成形にかかる時間を短縮する
ことができると共に，成形ミス等により，不良品を生じ
ることがほとんどない。
【００３５】また，上記シリコン単結晶引上げ装置４に
使用される各種の炭素部品は，薄い厚みが要求され，か
つ高温環境下で使用されるため，本例の製造方法により
製作することで，装置全体の軽量化ができると共に，装
置の耐久性も向上させることができる。また，上記炭素
部品には上記熱分解炭素被膜が形成したあるため，シリ
コン単結晶引上げ装置４の内部で，炭素部品を形成する
炭素材料が，剥離して周囲に飛散したり，シリコン５の
材料の中に混入したりしてしまうことを防止することが
できる。
使用される各種の炭素部品は，薄い厚みが要求され，か
つ高温環境下で使用されるため，本例の製造方法により
製作することで，装置全体の軽量化ができると共に，装
置の耐久性も向上させることができる。また，上記炭素
部品には上記熱分解炭素被膜が形成したあるため，シリ
コン単結晶引上げ装置４の内部で，炭素部品を形成する
炭素材料が，剥離して周囲に飛散したり，シリコン５の
材料の中に混入したりしてしまうことを防止することが
できる。
【００３６】
【発明の効果】上述のごとく，本発明によれば，所望形
状への成形が容易で，かつ過酷な条件下においても良好
に使用することができる炭素部品の製造方法を提供する
ことができる。
状への成形が容易で，かつ過酷な条件下においても良好
に使用することができる炭素部品の製造方法を提供する
ことができる。
【図１】実施形態例における，吸引成形装置を示す説明
図。
図。
【図２】実施形態例における，減圧室を複数有する吸引
成形装置を示す説明図。
成形装置を示す説明図。
【図３】実施形態例における，シリコン単結晶引上げ装
置を示す説明図。
置を示す説明図。
１．．．吸引成形装置， ２．．．吸引成形型， ２０．．．多孔状型面， ２１．．．吸引室， ２１１．．．微細孔， ２２．．．減圧室， ２３．．．吸引ポンプ， ３．．．成形物， ３０．．．タンク， ３１．．．スラリー， ４．．．シリコン単結晶引上げ装置，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪下 敬一 岐阜県大垣市青柳町300番地 イビデン株 式会社青柳工場内 Ｆターム(参考） 4G032 AA09 AA12 AA14 AA52 BA01 GA12 GA15 GA19 4G052 GA10 GA15 GB01 GC08
Claims (4)
- 【請求項１】 炭素材料よりなる炭素部品を製造する方
法において，炭素繊維を液体中に懸濁させてスラリーを
作り，該スラリーを多孔状型面を有する吸引成形型に導
入すると共に，該スラリー中の液体を多孔状型面の背後
に吸引して多孔状型面の表面に成形物を成形する吸引成
形工程と，上記成形物を焼成させる焼成工程と，上記焼
成を行った上記成形物の内部及び／又は表面に熱分解炭
素被膜を形成する被膜形成工程とを含むことを特徴とす
る炭素部品の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において，上記被膜形成工程を
行う前には，上記焼成を行った上記成形物から不純物を
除去する純化工程を行うことを特徴とする炭素部品の製
造方法。 - 【請求項３】 請求項２において，上記純化工程におい
ては，上記成形物を１０００〜２０００℃の温度に加熱
すると共に塩素ガスと反応させて塩化物として上記不純
物を取り除くことを特徴とする炭素部品の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
上記炭素部品は，半導体製造装置用の部品であることを
特徴とする炭素部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000233594A JP3882478B2 (ja) | 2000-07-21 | 2000-08-01 | 炭素部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-220723 | 2000-07-21 | ||
| JP2000220723 | 2000-07-21 | ||
| JP2000233594A JP3882478B2 (ja) | 2000-07-21 | 2000-08-01 | 炭素部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002097082A true JP2002097082A (ja) | 2002-04-02 |
| JP3882478B2 JP3882478B2 (ja) | 2007-02-14 |
Family
ID=26596424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000233594A Expired - Lifetime JP3882478B2 (ja) | 2000-07-21 | 2000-08-01 | 炭素部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3882478B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2415733A1 (en) | 2010-08-04 | 2012-02-08 | Ibiden Co., Ltd. | Carbon fiber strucuture and method for manufacturing the same |
| EP2415735A2 (en) | 2010-08-04 | 2012-02-08 | Ibiden Co., Ltd. | Carbon fiber-reinforced carbon composite material and method for manufacturing the same |
| EP2415734A2 (en) | 2010-08-04 | 2012-02-08 | Ibiden Co., Ltd. | C/C composite material molded body and method for manufacturing the same |
| US10273610B2 (en) | 2009-07-17 | 2019-04-30 | Cfp Composites Limited | Fibre matrix and a method of making a fibre matrix |
-
2000
- 2000-08-01 JP JP2000233594A patent/JP3882478B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10273610B2 (en) | 2009-07-17 | 2019-04-30 | Cfp Composites Limited | Fibre matrix and a method of making a fibre matrix |
| EP2415733A1 (en) | 2010-08-04 | 2012-02-08 | Ibiden Co., Ltd. | Carbon fiber strucuture and method for manufacturing the same |
| EP2415735A2 (en) | 2010-08-04 | 2012-02-08 | Ibiden Co., Ltd. | Carbon fiber-reinforced carbon composite material and method for manufacturing the same |
| EP2415734A2 (en) | 2010-08-04 | 2012-02-08 | Ibiden Co., Ltd. | C/C composite material molded body and method for manufacturing the same |
| CN102371715A (zh) * | 2010-08-04 | 2012-03-14 | 揖斐电株式会社 | C/c复合材料成型体及其制造方法 |
| CN102399089A (zh) * | 2010-08-04 | 2012-04-04 | 揖斐电株式会社 | 碳纤维结构体及其制造方法 |
| CN102399089B (zh) * | 2010-08-04 | 2013-10-16 | 揖斐电株式会社 | 碳纤维结构体及其制造方法 |
| EP2415734A3 (en) * | 2010-08-04 | 2013-12-04 | Ibiden Co., Ltd. | C/C composite material molded body and method for manufacturing the same |
| US8815365B2 (en) | 2010-08-04 | 2014-08-26 | Ibiden Co., Ltd. | Carbon fiber structure and method for manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3882478B2 (ja) | 2007-02-14 |
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