JP4330775B2 - Carbon parts - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭素材料からなる炭素部品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、炭素材料を使用した半導体製造用の炭素部品が各種知られている。
このような炭素部品を製造する方法としては、例えば所望の製品よりも大きな中実のブロック材料を用意しておき、そのブロック材料を切削加工して最終製品を得るという方法が一般的である。そして、この従来方法によれば、比較的加工精度に優れた製品を得ることができることが特徴的である。
【0003】
【発明が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及びその製造方法には、以下のようないくつかの問題点がある。
【0004】
即ち、上記従来の炭素部品は炭素からなる緻密な中実体であるので、大型のものになると重くなってしまい、搬送時等における取り扱いが困難になる。また、このような部品を用いた装置の場合、高温で使用されることが多いため、熱容量の増加により加熱電力費等が高くついてしまう。
【0005】
また、ブロック材料を用いる上記従来の炭素部品の製造方法では、相当量のブロック材料を切削加工する必要がある。そのため、切削加工に時間がかかり、生産性に劣っている。また、切削加工による材料の無駄が多いため、材料の歩留りが低く、材料コストが高くついてしまう。
【0006】
さらに、上記従来の炭素部品の製造方法によって、肉厚部と肉薄部とを有する炭素部品(例えば半導体製造装置用の炭素部品)を得ようとした場合、切削加工時に肉薄部にクラックが生じやすい。
【0007】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造時の材料の無駄が少なくて低コストでありかつ製造が容易であって、しかも軽量で取り扱いやすい炭素部品を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、液体中に炭素繊維を懸濁してなるスラリーを用いた吸引成形により得られた成形物を焼成した基材であって、平均繊維長が1mm〜2mmである炭素繊維を配向した状態に堆積させた堆積層からなり、かさ密度が0.2g/cm3〜0.3g/cm3である基材と、その基材の表面を覆う高純度かつ硬質の物質である熱分解炭素からなる被覆層とからなり、前記基材の端縁部における前記被覆層の基材内部へ浸透した浸透厚さは、前記端縁部以外の箇所における前記被覆層の基材内部へ浸透した浸透厚さよりも大きいことを特徴とする炭素部品をその要旨とする。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記炭素部品は半導体製造用の部品であるとした。
【0011】
以下、本発明の「作用」について説明する。
【0012】
請求項1に記載の発明によると、液体中に炭素繊維を懸濁してなるスラリーを用いた吸引成形により得られた成形物を焼成した基材であって、平均繊維長が1mm〜2mmである炭素繊維を配向した状態に堆積させた堆積層からなるものであるため、かさ密度の低い多孔質体となっている。このため、軽量で取り扱いやすいものとなる。また、前記基材の表面は高純度かつ硬質の物質である熱分解炭素からなる被覆層により覆われているため、炭素部品全体として好適な機械的強度が付与される。よって、基材表面からの炭素繊維の脱落等も防止される。なお、被覆層が基材内部へ浸透している場合には、堆積層を構成する炭素繊維の層同士が被覆層によって結合される結果、炭素部品により好適な機械的強度が付与される。
【0013】
また、この構造であれば、ブロック材料に対する切削加工を行う場合とは異なり、製造時における材料の無駄が極めて少なくなる。このため、材料の歩留りが高くなり、材料コストが低減される。しかも、この構造であれば、成形時にクラックが生じるようなこともなく、比較的容易に製造が可能となる。
【0014】
さらに、基材の端縁部については、被覆層の材料物質が堆積層の層方向に沿って内部に容易に浸透することができる。このため、当該箇所における被覆層は、それ以外の箇所における被覆層に比べて厚くなりやすい。従って、特に欠けや剥がれが起こりやすい基材の端縁部が前記被覆層によって補強される。
【0015】
請求項2に記載の発明によると、半導体を汚染しにくいクリーンな半導体製造用の部品とすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]
以下、本発明を具体化した一実施形態の半導体製造用炭素部品及びその製造方法を図1〜図3に基づき詳細に説明する。
【0018】
図1には、半導体製造装置の一種であるシリコン単結晶引き上げ装置1が示されている。この装置1は、シリコン材料を加熱していったん溶融させた後、シリコンを単結晶として引き上げることにより、高純度のシリコンインゴットを得るためのものである。このシリコン単結晶引上げ装置1を構成する密閉本体2の上部には、その内部に不活性ガスを導入するための導入部3が設けられている。密閉本体2の内部には、石英るつぼ4、るつぼ5、回転軸6、ヒータ7、保温筒8、上部リング9、下部リング10、底部遮熱板11及びガス整流部材12等が収容されている。石英るつぼ4にはシリコン材料が投入される。この石英るつぼ4は、その外側に配置されたるつぼ5に保持されている。るつぼ5の底面中央部は回転軸6によって下方から支持されている。図示しない駆動手段によって回転軸6が回転すると、それに伴ってるつぼ5が回転する。るつぼ5の側部の周囲にはヒータ7が配置されている。このヒータ7への通電によってるつぼ5が加熱され、シリコン材料が溶融するようになっている。ヒータ7の側部の周囲には、保温筒8が設けられている。この保温筒8は、上部リング9と下部リング10との間に支持されている。密閉本体2の内底面には、底面から熱が逃げるのを防止するための底部遮熱板11が配設されている。
【0019】
石英るつぼ4の真上の位置、言い換えると密閉本体2において導入部3が形成されている位置には、導入部3を介して導入される不活性ガスを整流して、石英るつぼ4内にそれを確実に導くためのガス整流部材12が設けられている。本実施形態のガス整流部材12は、図2(a)に示されるように断面円形状の筒状物である。ガス整流部材12の一端の直径は、他端の直径よりも大きくなっている。ゆえに、このガス整流部材12を側方から投影したときの形状は略台形状である。言い換えると、ガス整流部材12は先細り形状のテーパ状部材となっている。
【0020】
図1に示されるように、このガス整流部材12は、小径側の端部を下方に向けた状態で、大径側の端部が密閉本体2の上面内側に固定されている。なお、前記大径側の端部の直径は、導入部3の直径よりも大きくなるように設定されていることがよい。
【0021】
図2(b)にて概略的に示されるように、本実施形態のガス整流部材12は、炭素繊維13を層状に堆積させた堆積層からなる基材14と、その基材14の表面を覆う高純度かつ硬質の物質からなる被覆層15とからなっている。なお、本実施形態では、被覆層15として熱分解炭素からなる被覆層15が選択されている。ここで熱分解炭素とは、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のことをいう。ここで「高純度」とは不純物濃度が20ppm以下であることをいい、「硬質」とは硬度がHs70以上であることをいう。
【0022】
被覆層15は基材14の表面を全体的に覆っている。また、被覆層15の材料物質である熱分解炭素は、基材14の内部へある程度浸透してはいるものの、完全には浸透していない状態となっている。基材14の端縁部14aにおける被覆層15の基材内部への浸透厚さW1は、端縁部以外の箇所における被覆層15の基材内部への浸透厚さW2よりも大きくなっている。その理由は次のとおりである。
【0023】
即ち、図2(b)に示されるようにガス整流部材12を軸線方向に沿って切断した面をみると、堆積層を構成する炭素繊維13はアトランダムな状態ではなく、ある程度配向した状態となっている。より具体的にいうと、炭素繊維13はガス整流部材12の厚さ方向に対して直交するように配向している。従って、基材14の端縁部14aについては、熱分解炭素が堆積層の層方向に沿って内部に容易に浸透しやすくなっている。その反面、基材14の端縁部14a以外の箇所(内周面14bや外周面14c)については、相対的に熱分解炭素が内部に浸透しにくくなっている。このため、端縁部14aにおける被覆層15は、それ以外の箇所における被覆層15に比べて厚くなっている。本実施形態の場合、浸透厚さW1は3mm〜5mm、浸透厚さW2は1mm〜3mmとなっている。
【0024】
このガス整流部材12は薄肉かつほぼ均一な厚さになっている。本実施形態では、ガス整流部材12の厚さは5mm〜20mmに設定されている。被覆前における基材14のかさ密度は、0.2g/cm3〜0.3g/cm3となっていて、いわば多孔質体と言いうるものとなっている。被覆後における基材14のかさ密度(即ち完成品であるガス整流部材12全体の平均かさ密度)は、0.5g/cm3〜0.8g/cm3となっている。さらに、炭素繊維13の平均繊維長は1mm〜2mmとなっていて、平均繊維径は12μm〜14μmとなっている。
【0025】
次に、上記のガス整流部材12を製造する装置及び方法について説明する。
図3には、ガス整流部材12の成形に用いられる吸引成形装置21が示されている。この吸引成形装置21は、吸引成形型22、吸引ポンプ23及び図示しない昇降手段を備えている。吸引成形型22は、所望とする成形物24の形状に沿った内面形状の吸引室25と、その吸引室25の側面及び底面に沿って形成された減圧室26とを有している。減圧室26側と吸引ポンプ23側とは配管によって連通されている。従って、吸引ポンプ23を作動させると、減圧室26内の空気が排出され減圧状態となる。吸引成形型22の下方にはスラリー28を入れておくためのタンク27が配置されている。このタンク27または吸引成形型22は、昇降手段によって上下方向に駆動されるようになっている。
【0026】
吸引室25を形成する側面及び底面は、多数の微細孔29を有する多孔状型面となっている。微細孔29の大きさ、スラリー28中の炭素繊維13の大きさよりも小さなものとなっている。なお、この微細孔29は成形物24の外周形状に沿った部分にのみ設けられている。
【0027】
減圧室26は、吸引室25の底部外周に位置する中継減圧室26aと、吸引室25の側方外周に位置する側部減圧室26bとからなる。側部減圧室26bは吸引口30を介して中継減圧室26aと連通している。吸引口30の開口面積は、成形物24を吸引する力が減圧室26の全体においてほぼ同じになるように設定されている。
【0028】
以下、上記構造の吸引成形装置21を用いたガス整流部材12の製造方法について工程順に説明する。
ガス整流部材12を製造するにあたっては、まず吸引成形工程を行う。この吸引成形工程では、炭素繊維13を液体中に懸濁させることによりスラリー28を作製する。
【0029】
本実施形態では、炭素繊維13としてピッチ系の炭素繊維(直径13±1.3μm、繊維長1〜2mmのもの)13を用いている。また、スラリー28を作製するにあたり、バインダ成分としてのMFC(パルプ)、フェノール樹脂及びでんぷんを上記ピッチ系の炭素繊維13に混合している。これらのものの配合割合は、炭素繊維が100に対して、MFC(パルプ)が5、フェノール樹脂が5及びでんぷんが5となっている。上記組成のスラリー28は、炭素繊維13を水の中に入れて攪拌した後、そこにフェノール樹脂、MFC及びでんぷんを順に入れて攪拌し、それを凝集させることにより作製される。
【0030】
そして、このスラリー28をタンク27内に入れ、昇降手段を駆動させることにより、スラリー28に吸引成形型22を浸漬させるようにする。この場合、あらかじめ吸引ポンプ23を作動させ、減圧室22の圧力状態を大気圧よりも低くしておく。すると、吸引成形型22側にスラリー28が吸引される。スラリー28中の炭素繊維13は微細孔29よりも大きいことから、多孔状型面の表面には次第に炭素繊維13が層状に堆積するようになる。一方、スラリー28中の液体については、微細孔29を通過することができる。即ち、前記液体は多孔状型面の背後に吸引されて減圧室22側に到った後、配管を介して外部に排出される。以上の結果、炭素繊維13が吸引室25の内側面の特定部分に堆積し、所望形状の成形物24が成形される。
【0031】
次に、吸引成形工程を経て得られた成形物24を乾燥させる乾燥工程を行い、成形物24中に含まれている水分をほぼ完全に除去する。本実施形態において具体的には、成形物24を乾燥炉内に配置するとともに、炉内温度を水の蒸発温度以上の値(ここでは150℃)に設定して乾燥を行っている。なお、あらかじめこのような乾燥工程を行っておくと、次の焼成工程において良好な焼成品を得ることができる。
【0032】
次に、乾燥工程工程を経て乾燥された成形物24を焼成させる焼成工程を行う。本実施形態において具体的には、不活性ガス雰囲気下にて約2000℃の温度条件で焼成を行っている。
【0033】
次に、焼成工程を経て焼成された成形物24の純化工程を行い、成形物24から炭素材料以外の不純物を除去する。本実施形態において具体的には、成形物24を約2000℃の温度に加熱し、塩素ガスを成形物24の表面に流動させることにより、成形物24中の不純物を塩化物に変えた後にこれを取り除いている。この工程を行うと、最終的に得られるガス整流部材12を高純度化することができる。従って、このガス整流部材12を高温環境下で使用した場合でも、雰囲気中に不純物を放出するようなことがなくなり、クリーンなものとなる。
【0034】
そして最後に、純化された成形物24(即ち基材14)に対する被覆層形成工程を行い、基材14の表層部に熱分解炭素からなる被覆層15を形成する。ここでは被覆層15を形成する手法として、化学蒸着法(CVD)を採用している。
【0035】
CVDにおいて具体的には、基材14の表面を約1200〜1900℃に加熱しておく。そして、真空度約10Torr〜200Torrに設定するとともに、炭化水素ガスまたはハロゲン化炭化水素ガスを、水素ガスの共存下で基材14の表面に接触させて化学反応を起こさせるようにする。その結果、基材14の表面及びその表面から所定の深さの部分に熱分解炭素からなる被覆層15が形成され、図2に示す所望形状のガス整流部材12が完成する。
【0036】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態のガス整流部材12は、炭素繊維13を層状に堆積させた堆積層からなる基材14と、その基材14の表面を覆う高純度かつ硬質の物質からなる被覆層15とからなっている。そして、これに用いられてる基材14はかさ密度の小さい多孔質体となっていて、軽量で取り扱いやすいものとなっている。また、このガス整流部材12は被覆層15を備えている。そのため、基材14が多孔質体であるにも関わらず、ガス整流部材12全体としてみると好適な機械的強度が付与されている。つまり、基材14は前記被覆層15によって補強されている。よって、基材14表面からの炭素繊維13の脱落等も確実に防止される。従って、本実施形態のガス整流部材12は、半導体を汚染しにくいクリーンな半導体製造用の部品となっている。
【0037】
また、この構造であれば、ブロック材料に対する切削加工を行う従来の場合とは異なり、製造時における材料の無駄が極めて少なくなる。このため、材料の歩留りが高くなり、材料コストが低減される。結果として安価なガス整流部材12とすることができる。しかも、このような堆積層からなる構造であれば、肉薄のガス整流部材12であったとしても、成形時にクラックが生じるようなことがない。ゆえに、比較的容易に製造することが可能なガス整流部材12となる。
【0038】
(2)本実施形態のガス整流部材12では、被覆層15が基材14の表面に存在しているのみならず、基材14内部にもある程度浸透している。従って、堆積層を構成する炭素繊維13の層同士が被覆層15によって結合される結果、ガス整流部材12によりいっそう好適な機械的強度が付与される。
【0039】
また、基材14の端縁部14aにおける被覆層15の基材内部への浸透厚さW1は、それ以外の箇所における被覆層15の基材内部への浸透厚さW2よりも大きくなっている。従って、特に欠けや剥がれが起こりやすい基材14の端縁部14aが被覆層15によって補強される。このため、耐久性に優れたガス整流部材12を実現することができる。
【0040】
なお、熱分解炭素は基材14の内部へある程度浸透してはいるものの、完全には浸透していない状態となっている。従って、完全に浸透させた場合に比べて材料コストが削減され、結果として安価なガス整流部材12となっている。しかも、本実施形態のような不完全浸透品は、完全浸透品に比べて軽量になる。
【0041】
(3)このガス整流部材12における被覆層15は熱分解炭素からなる。熱分解炭素は高純度かつ硬質であることに加え、比較的安価であってかつ比較的容易に形成することができる。また、熱分解炭素からなる被覆層15は、炭素繊維13からなる基材14と同種の物質であるため、基材14との親和性も高く、好適な接合強度を確保することができる。以上のことから、さらなる低コスト化及び製造容易化を図ることができるとともに、耐久性も向上させることができる。
【0042】
(4)前記基材14は、液体中に炭素繊維13を懸濁してなるスラリーを用いた吸引成形により得られた成形物24を焼成することによって作製される。そして、このような基材14を作製するため、本実施形態では上記の構造の吸引成形装置21を用いた吸引成形工程、乾燥工程及び焼成工程を行っている。よって、所望とする形状に対応した吸引成形型22を用意しておけば、比較的簡単に所望形状の成形物24を得ることができる。なお、この方法は薄肉の成形物24を成形する場合に特に有利である。従って、切削加工を行う従来方法に比べて成形にかかる時間が短かいことに加え、成形ミスが起こりにくいため不良品が生じにくいという利点がある。
[第2の実施形態]
次に、図4に基づいて実施形態2を説明する。実施形態2では、ガス整流部材12に代えて、前記シリコン単結晶引き上げ装置1におけるるつぼ5の製造を行っている。図1に示されるように、ガス整流部材12とるつぼ5とでは形状が異なっている。つまり、このるつぼ5は肉薄部と肉厚部とを有している(即ち底部が側部よりも肉厚になっている)ため、ここでは実施形態1と構造の若干異なる吸引成形装置21を用いている。
【0043】
図4に示されるように、中継減圧室26aと吸引室25の底部との間には、それとは別の減圧室である底部減圧室31が設けられている。この底部減圧室31は吸引口32を介して中継減圧室26aに連通されている。一方、側部減圧室26bは吸引口33を介して中継減圧室26aに連通されている。底部減圧室31の吸引口32の開口面積は、側部減圧室26bの吸引口33の開口面積よりも大きくなるように設定されている。従って、実施形態1と同様の方法で吸引を行った場合、スラリー28は、開口面積の大きな底部減圧室31に接する吸引室25の底部のほうに多く引き寄せられる。ゆえに、るつぼ5となる成形物24の底部の厚さが、その側部の厚さに比べて大きくなる。
【0044】
なお、成形物24の厚さを部分的に変化させる別の方法として、厚さ調整板を用いた方法を実施してもよい。この方法では、スラリー28の吸引を行う途中でいったん吸引を停止する。そして、肉厚にしたい部分に厚さ調整板を配置して、この厚さ調整板の上から再度スラリー28を吸引して成形を行う。その結果、厚さ調整板がある部分の厚さを、他の部分の厚さに比べて厚くすることができる。
【0045】
そして、本実施形態の吸引成形装置21を用いれば、製造時の材料の無駄が少なくて低コストでありかつ製造が容易であって、しかも軽量で取り扱いやすいるつぼ5を得ることができる。また、成形物24の厚さを部分的に変化させることが比較的簡単に行えるため、肉薄部及び肉厚部を有する上記るつぼ5を確実に得ることができる。
【0046】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 実施形態において使用したピッチ系の炭素繊維13に限定されず、ピッチ系以外の炭素繊維(例えばPAN系の炭素繊維やその他の炭素繊維等)を用いて、炭素部品を作製してもよい。
【0047】
・ CVD法による熱分解によって形成された炭素からなる被覆層15に代えて、前記熱分解以外の手法(例えば樹脂を塗布した後に焼成すること等)によって形成された高純度かつ硬質の炭素からなる被覆層15を採用してもよい。また、炭素以外の高純度かつ硬質の物質(言い換えると高純度かつ硬質のものであって基材構成材料とは異種の物質)、例えば炭化珪素等からなる被覆層15を採用することも可能である。
【0048】
・ 炭素部品は実施形態1のような筒状体または実施形態2のような椀状体のみに限定されず、例えば箱状体や板状体等であってもよい。
・ 本発明の炭素部品は、半導体製造装置の一種であるシリコン単結晶引上げ装置1の内部に用いられる各種部品(石英るつぼ4、回転軸6、ヒータ7、保温筒8、上部リング9、下部リング10、底部遮熱板11等)として具体化されてもよい。勿論、シリコン単結晶引上げ装置1以外の半導体製造装置における部品として具体化されてもよい。
【0049】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
(1) 請求項2において、前記炭素部品は、シリコン単結晶引上げ装置の内部に用いられる、るつぼ、回転軸、ヒータ、保温筒、上部リング、下部リング、底部遮熱板またはガス整流部材であることを特徴とする炭素部品。
【0051】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1に記載の発明によれば、製造時の材料の無駄が少なくて低コストでありかつ製造が容易であって、しかも軽量で取り扱いやすい炭素部品を提供することができる。
【0052】
さらに、基材の端縁部が補強されるため耐久性に優れた炭素部品とすることができる。
請求項2に記載の発明によれば、半導体を汚染しにくいクリーンな半導体製造用の部品とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した一実施形態におけるシリコン単結晶引上げ装置を示す概略断面図。
【図2】(a)は実施形態のガス整流部材を示す断面図、(b)はその要部拡大して概略的に示した断面図。
【図3】実施形態のガス整流部材の成形に用いられる吸引成形装置を示す概略図。
【図4】別の実施形態において、複数の減圧室を有する吸引成形装置を示す概略図。
【符号の説明】
5…炭素部品としてのるつぼ、12…炭素部品としてのガス整流部材、13…炭素繊維、14…基材、14a…基材の端縁部、15…被覆層としての熱分解炭素被覆層、24…成形物、W1,W2…浸透厚さ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a carbon component made of a carbon material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various carbon parts for manufacturing semiconductors using carbon materials are known.
As a method for manufacturing such a carbon component, for example, a method is generally used in which a solid block material larger than a desired product is prepared, and the block material is cut to obtain a final product. And, according to this conventional method, it is characteristic that a product having relatively high processing accuracy can be obtained.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional carbon parts and the manufacturing method thereof have some problems as follows.
[0004]
That is, since the conventional carbon parts are dense solid bodies made of carbon, they become heavier when they are large and difficult to handle during transportation. In addition, since an apparatus using such components is often used at a high temperature, the heating power cost is increased due to an increase in heat capacity.
[0005]
Further, in the above conventional carbon part manufacturing method using a block material, it is necessary to cut a considerable amount of the block material. Therefore, it takes time for the cutting process and is inferior in productivity. In addition, since material is wasted by cutting, the yield of the material is low and the material cost is high.
[0006]
Furthermore, when a carbon part having a thick part and a thin part (for example, a carbon part for a semiconductor manufacturing apparatus) is to be obtained by the above-described conventional carbon part manufacturing method, cracks are likely to occur in the thin part during cutting. .
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a carbon component that is light in weight and easy to handle, with low waste of materials during manufacture, low cost, and easy manufacture. There is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a substrate obtained by firing a molded product obtained by suction molding using a slurry in which carbon fibers are suspended in a liquid, fiber length is from the deposition layer deposited on an oriented state of carbon fibers is 1 mm to 2 mm, and the substrate is a bulk density 0.2g / cm 3 ~0.3g / cm 3 , the surface of the substrate A coating layer made of pyrolytic carbon, which is a high-purity and hard substance that covers the substrate, and the penetration thickness penetrated into the substrate of the coating layer at the edge of the substrate is other than the edge The gist of the carbon component is that the thickness is greater than the permeation thickness of the coating layer penetrating into the substrate.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the carbon component is a component for manufacturing a semiconductor .
[0011]
Below, a description will be given of "action" in the present invention.
[0012]
According to invention of Claim 1, it is the base material which baked the molding obtained by the suction molding using the slurry formed by suspending carbon fiber in the liquid, Comprising : Average fiber length is 1 mm-2 mm Since the carbon fiber is composed of a deposited layer deposited in an oriented state, the porous body has a low bulk density. For this reason, it becomes light and easy to handle. Moreover, since the surface of the base material is covered with a coating layer made of pyrolytic carbon, which is a high-purity and hard substance , mechanical strength suitable for the entire carbon component is imparted. Therefore, dropping off of the carbon fiber from the surface of the substrate is prevented. In addition, when the coating layer has penetrate | infiltrated the inside of a base material, as a result of combining the layers of the carbon fiber which comprise a deposition layer with a coating layer, suitable mechanical strength is provided by carbon components.
[0013]
Also, with this structure, unlike in the case of cutting the block material, the waste of material at the time of manufacture is extremely reduced. For this reason, the yield of material becomes high and material cost is reduced. In addition, with this structure, there is no occurrence of cracks during molding, and manufacturing is relatively easy.
[0014]
Furthermore , the material substance of the coating layer can easily permeate into the inside along the layer direction of the deposited layer at the edge portion of the substrate. For this reason, the coating layer in the said location tends to be thick compared with the coating layer in the other location. Therefore, the edge portion of the substrate that is particularly prone to chipping or peeling is reinforced by the coating layer.
[0015]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a clean semiconductor manufacturing component that hardly contaminates the semiconductor.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First embodiment]
Hereinafter, a carbon part for semiconductor manufacture and a manufacturing method thereof according to an embodiment embodying the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0018]
FIG. 1 shows a silicon single crystal pulling apparatus 1 which is a kind of semiconductor manufacturing apparatus. The apparatus 1 is for obtaining a high-purity silicon ingot by heating and melting a silicon material and then pulling silicon as a single crystal. An introduction part 3 for introducing an inert gas is provided in the upper part of the sealed body 2 constituting the silicon single crystal pulling apparatus 1. A quartz crucible 4, a
[0019]
At the position directly above the quartz crucible 4, in other words, at the position where the introduction part 3 is formed in the sealed body 2, the inert gas introduced through the introduction part 3 is rectified and is introduced into the quartz crucible 4. A
[0020]
As shown in FIG. 1, the
[0021]
As schematically shown in FIG. 2 (b), the
[0022]
The
[0023]
That is, when the surface which cut | disconnected the gas rectification | straightening
[0024]
The
[0025]
Next, an apparatus and a method for manufacturing the
FIG. 3 shows a
[0026]
The side surface and the bottom surface forming the
[0027]
The
[0028]
Hereinafter, the manufacturing method of the
In manufacturing the
[0029]
In the present embodiment, pitch-based carbon fibers (having a diameter of 13 ± 1.3 μm and a fiber length of 1 to 2 mm) 13 are used as the
[0030]
The
[0031]
Next, a drying process for drying the molded
[0032]
Next, the baking process which bakes the
[0033]
Next, a purification process of the molded
[0034]
Finally, a coating layer forming step is performed on the purified molded article 24 (that is, the base material 14) to form a
[0035]
Specifically, the surface of the
[0036]
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
[0037]
Also, with this structure, unlike the conventional case where the cutting process is performed on the block material, waste of the material at the time of manufacture is extremely reduced. For this reason, the yield of material becomes high and material cost is reduced. As a result, an inexpensive
[0038]
(2) In the
[0039]
Moreover, the penetration thickness W1 into the inside of the base material of the
[0040]
Although pyrolytic carbon has penetrated into the
[0041]
(3) The
[0042]
(4) The
[Second Embodiment]
Next, Embodiment 2 will be described with reference to FIG. In Embodiment 2, the
[0043]
As shown in FIG. 4, a
[0044]
As another method for partially changing the thickness of the molded
[0045]
And if the
[0046]
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
-It is not limited to the pitch-
[0047]
It is made of high-purity and hard carbon formed by a method other than the thermal decomposition (for example, baking after applying a resin) instead of the
[0048]
The carbon component is not limited to the cylindrical body as in the first embodiment or the saddle-like body as in the second embodiment, and may be, for example, a box-like body or a plate-like body.
The carbon parts of the present invention are various parts (quartz crucible 4,
[0049]
Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.
(1) In Claim 2 , the carbon component is a crucible, a rotating shaft, a heater, a heat insulating cylinder, an upper ring, a lower ring, a bottom heat shield plate, or a gas rectifying member used in a silicon single crystal pulling apparatus. Carbon parts characterized by that.
[0051]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, there is provided a carbon component that is low in cost, easy to manufacture, and is lightweight and easy to handle. Can do.
[0052]
Furthermore, since the edge part of a base material is reinforced, it can be set as the carbon component excellent in durability.
According to the second aspect of the present invention, a clean semiconductor manufacturing component that hardly contaminates the semiconductor can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a silicon single crystal pulling apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A is a cross-sectional view showing a gas rectifying member of the embodiment, and FIG. 2B is a cross-sectional view schematically showing an enlarged main part thereof.
FIG. 3 is a schematic view showing a suction molding apparatus used for molding the gas rectifying member of the embodiment.
FIG. 4 is a schematic view showing a suction molding apparatus having a plurality of decompression chambers in another embodiment.
[Explanation of symbols]
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Claims (2)
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