JPH04246176A - Ｃｖｄ装置 - Google Patents
Ｃｖｄ装置Info
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- JPH04246176A JPH04246176A JP3010471A JP1047191A JPH04246176A JP H04246176 A JPH04246176 A JP H04246176A JP 3010471 A JP3010471 A JP 3010471A JP 1047191 A JP1047191 A JP 1047191A JP H04246176 A JPH04246176 A JP H04246176A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、不純物の混入が無く均
質で、かつ均一な膜厚の皮膜の形成が可能なＣＶＤ装置
に関するものであり、特に宇宙往還機に用いられるＣ／
Ｃ複合材料等の大型部材への被覆に適する。
質で、かつ均一な膜厚の皮膜の形成が可能なＣＶＤ装置
に関するものであり、特に宇宙往還機に用いられるＣ／
Ｃ複合材料等の大型部材への被覆に適する。
【０００１】
【従来の技術】ＣＶＤ（化学気相蒸着）法は、切削工具
等の耐磨耗性材料に適用されて以後、半導体処理の主要
プロセスとして利用されてきた。さらに最近では、その
均質性や緻密性などから、宇宙飛行用材料、原子力関連
部品等へ応用されるなど、その利用は拡大している。
等の耐磨耗性材料に適用されて以後、半導体処理の主要
プロセスとして利用されてきた。さらに最近では、その
均質性や緻密性などから、宇宙飛行用材料、原子力関連
部品等へ応用されるなど、その利用は拡大している。
【０００２】ところで、半導体関連部品（エピタキシャ
ル成長用サセプター等）へのコーティングや宇宙飛行用
材料としてのＣ／Ｃ複合材料への耐酸化コーティングに
おいては、基材全面に均一に皮膜をコーティングする必
要がある。全面均一コーティングが達成されない場合、
サセプターではその加熱時に炭素中の吸蔵ガスが放出さ
れてシリコンウェハーを汚染する。また、Ｃ／Ｃ複合材
料の場合、容易に酸化されその機械的、化学的特性が急
激に低下する。そこで、基材全面への均一ＣＶＤコーテ
ィング方法に関し、種々の方法が検討されてきた。
ル成長用サセプター等）へのコーティングや宇宙飛行用
材料としてのＣ／Ｃ複合材料への耐酸化コーティングに
おいては、基材全面に均一に皮膜をコーティングする必
要がある。全面均一コーティングが達成されない場合、
サセプターではその加熱時に炭素中の吸蔵ガスが放出さ
れてシリコンウェハーを汚染する。また、Ｃ／Ｃ複合材
料の場合、容易に酸化されその機械的、化学的特性が急
激に低下する。そこで、基材全面への均一ＣＶＤコーテ
ィング方法に関し、種々の方法が検討されてきた。
【０００３】たとえば、特開昭５７−１３２５４３ 、
５８−１４８４２４ 、５９−１４４１２１ 、６３−
１１７１４７ 、特開平１−９０５２１ 号公報等では
、支持体上の基材を回転させることにより、均一コーテ
ィングが達成できることを開示している。しかしながら
、この方法では支持体によって支持されている基材の支
持部への被覆は全く行われないため、その部位へコーテ
ィングするためには、反応を中断して支持部を移動する
必要があった。そのため、皮膜の不均一化が生じやすく
、また大型基材の場合煩雑なハンドリングが増えること
は好ましくない。
５８−１４８４２４ 、５９−１４４１２１ 、６３−
１１７１４７ 、特開平１−９０５２１ 号公報等では
、支持体上の基材を回転させることにより、均一コーテ
ィングが達成できることを開示している。しかしながら
、この方法では支持体によって支持されている基材の支
持部への被覆は全く行われないため、その部位へコーテ
ィングするためには、反応を中断して支持部を移動する
必要があった。そのため、皮膜の不均一化が生じやすく
、また大型基材の場合煩雑なハンドリングが増えること
は好ましくない。
【０００４】また特開昭６１−１２４５７２ 号公報お
よび特開昭６１−１２４５７４ 号公報では、化学蒸着
すべき材料の支持材の表面に熱分解炭素、あるいは炭化
硅素を被覆することにより、基材に化学蒸着処理する際
基材と支持部材が固着せず、且つ支持部材による基材の
支持部にも化学蒸着層が形成できることを開示している
。この方法は、支持部の炭化硅素が基材に拡散していく
現象を利用したものであるが、原料ガスを直接流して反
応させる場合に比べて支持部の皮膜の成長が起こり難く
、全面均一な皮膜とはなり得ない。
よび特開昭６１−１２４５７４ 号公報では、化学蒸着
すべき材料の支持材の表面に熱分解炭素、あるいは炭化
硅素を被覆することにより、基材に化学蒸着処理する際
基材と支持部材が固着せず、且つ支持部材による基材の
支持部にも化学蒸着層が形成できることを開示している
。この方法は、支持部の炭化硅素が基材に拡散していく
現象を利用したものであるが、原料ガスを直接流して反
応させる場合に比べて支持部の皮膜の成長が起こり難く
、全面均一な皮膜とはなり得ない。
【０００５】特開昭６３−１３４６６３ 号公報では、
カーボン基材の全面にＣＶＤまたはコンバージョン法に
より他物質の皮膜を形成するにあたり、反応過程を通じ
てカーボン基材の支持接点を連続的に移動すること、さ
らに詳しく述べればカーボン基材を小さな断面積を有す
る支持部材の上に置き、支持材または基材を回転させる
方法を開示している。ところが、この方法は基材および
支持部を直接接触させながら回転させる方法のため基材
および皮膜に傷がつきやすく、必要特性を有する材料を
得ることが難しい。さらにこの方法は重量物や異型物の
コーティングに適した方法とはいい難い。
カーボン基材の全面にＣＶＤまたはコンバージョン法に
より他物質の皮膜を形成するにあたり、反応過程を通じ
てカーボン基材の支持接点を連続的に移動すること、さ
らに詳しく述べればカーボン基材を小さな断面積を有す
る支持部材の上に置き、支持材または基材を回転させる
方法を開示している。ところが、この方法は基材および
支持部を直接接触させながら回転させる方法のため基材
および皮膜に傷がつきやすく、必要特性を有する材料を
得ることが難しい。さらにこの方法は重量物や異型物の
コーティングに適した方法とはいい難い。
【０００６】さらに、日本でも宇宙往還機の開発に伴い
、非常に大型のＣ／Ｃ複合材料の製造が現実のものにな
ろうとしている。こういった大型Ｃ／Ｃ複合材料の耐酸
化被覆にもＣＶＤ装置が用いられるが、支持接点を移動
するためにコーティングを中断し、次いで基材の移動を
行うことは、操作上、安全上非常に問題が大きい。
、非常に大型のＣ／Ｃ複合材料の製造が現実のものにな
ろうとしている。こういった大型Ｃ／Ｃ複合材料の耐酸
化被覆にもＣＶＤ装置が用いられるが、支持接点を移動
するためにコーティングを中断し、次いで基材の移動を
行うことは、操作上、安全上非常に問題が大きい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来技
術は基材に均一被覆を行うのに十分なものではなかった
。即ち、基材および支持部を回転させる方法では、基材
の支持部が全く被覆されないため、反応を中断し再度コ
ーティングする必要があり、皮膜の均一性や純度が損な
われる。支持材を炭化硅素にし、拡散により基材に炭化
硅素皮膜を形成させる方法では、基材の支持部での炭化
硅素の成長が遅れるため、均一な膜厚の皮膜が得られな
い。基材を小さな断面積を有する支持部材の上に置き、
支持材または基材を回転させる方法では、基材部および
皮膜に傷等の欠陥が生じやすく、必要特性を有する材料
を得ることは難しい。
術は基材に均一被覆を行うのに十分なものではなかった
。即ち、基材および支持部を回転させる方法では、基材
の支持部が全く被覆されないため、反応を中断し再度コ
ーティングする必要があり、皮膜の均一性や純度が損な
われる。支持材を炭化硅素にし、拡散により基材に炭化
硅素皮膜を形成させる方法では、基材の支持部での炭化
硅素の成長が遅れるため、均一な膜厚の皮膜が得られな
い。基材を小さな断面積を有する支持部材の上に置き、
支持材または基材を回転させる方法では、基材部および
皮膜に傷等の欠陥が生じやすく、必要特性を有する材料
を得ることは難しい。
【０００８】本発明は、前記諸問題点を解決し、不純物
の混入が無く均質で、かつ均一な膜厚の皮膜を一度の処
理で形成可能なＣＶＤ装置を提供することを目的とする
。
の混入が無く均質で、かつ均一な膜厚の皮膜を一度の処
理で形成可能なＣＶＤ装置を提供することを目的とする
。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点を解決すべく鋭意検討を重ね、コーティングすべ
き基材の支持（保持）部材による支持（保持）部を含め
基材の全表面を均一かつ均質にコーティングすることが
できる本発明に到達したものである。
問題点を解決すべく鋭意検討を重ね、コーティングすべ
き基材の支持（保持）部材による支持（保持）部を含め
基材の全表面を均一かつ均質にコーティングすることが
できる本発明に到達したものである。
【００１０】すなわち、本発明は、基材を反応空間内で
保持しながらコーティングするＣＶＤ装置において、反
応空間内で基材を保持しながら回転しかつ上下移動可能
な第１保持部材と、第１部材とは異なる位置において基
材を保持する第２保持部材とを反応空間内に有し、第１
保持部材と第２保持部材とで基材を交互に保持しつつ基
材にコーティングを行なうよう構成したことを特徴とす
るＣＶＤ装置を提供するものである。
保持しながらコーティングするＣＶＤ装置において、反
応空間内で基材を保持しながら回転しかつ上下移動可能
な第１保持部材と、第１部材とは異なる位置において基
材を保持する第２保持部材とを反応空間内に有し、第１
保持部材と第２保持部材とで基材を交互に保持しつつ基
材にコーティングを行なうよう構成したことを特徴とす
るＣＶＤ装置を提供するものである。
【００１１】
【作用】本発明によれば、全コーティング過程を通じて
基材と支持部材の接点が、固定されることなく、連続的
にしかも基材を傷つけることなく移動しているため、全
基材表面は常に均等に反応ガスと接触する。このため、
基材全面に均一な膜厚かつ均質な皮膜の形成が、コーテ
ィングを途中で中断することなく可能になる。
基材と支持部材の接点が、固定されることなく、連続的
にしかも基材を傷つけることなく移動しているため、全
基材表面は常に均等に反応ガスと接触する。このため、
基材全面に均一な膜厚かつ均質な皮膜の形成が、コーテ
ィングを途中で中断することなく可能になる。
【００１２】
【発明の具体的構成】以下に本発明のＣＶＤ装置の構成
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
【００１３】本発明のＣＶＤ装置１は、図１に示すよう
に、リアクタ２を具え、このリアクタ２内に反応空間３
が黒鉛容器４によって限定され、この反応空間内で基材
（被コーティング材料）５に対してコーティングが行な
われる。黒鉛容器４の外周には好ましくは黒鉛製の発熱
体６が配設され、これらの黒鉛容器４および発熱体６は
断熱材７内に収納されている。そして反応空間３内には
反応ガス導入管８を経てコーティング用の反応ガスが導
入される。熱電対９および二色温度計１０により装置内
温度が計測される。１１は反応済ガスの排気管である。
に、リアクタ２を具え、このリアクタ２内に反応空間３
が黒鉛容器４によって限定され、この反応空間内で基材
（被コーティング材料）５に対してコーティングが行な
われる。黒鉛容器４の外周には好ましくは黒鉛製の発熱
体６が配設され、これらの黒鉛容器４および発熱体６は
断熱材７内に収納されている。そして反応空間３内には
反応ガス導入管８を経てコーティング用の反応ガスが導
入される。熱電対９および二色温度計１０により装置内
温度が計測される。１１は反応済ガスの排気管である。
【００１４】本発明においては、反応空間３内で基材５
を保持するための部材を２種類設けて基材５の保持部材
による保持部をコーティング中に変えることにより保持
部も均一かつ均質にコーティングできるようにするもの
である。
を保持するための部材を２種類設けて基材５の保持部材
による保持部をコーティング中に変えることにより保持
部も均一かつ均質にコーティングできるようにするもの
である。
【００１５】第１の保持部材１２は反応空間３内で矢印
ａで示すように回転可能であると同時に、矢印ｂで示す
ように上下方向に移動可能である。第１保持部材１２は
通常はその保持部１２ａ上に基材５を保持した状態（第
１図に示す状態）で回転し続け、この状態で基材５上に
管８からの反応ガスによって化学蒸着される。保持部１
２ａは図２に図１の断面図として示すように基材５をで
きるだけ小面積で保持する部分である。
ａで示すように回転可能であると同時に、矢印ｂで示す
ように上下方向に移動可能である。第１保持部材１２は
通常はその保持部１２ａ上に基材５を保持した状態（第
１図に示す状態）で回転し続け、この状態で基材５上に
管８からの反応ガスによって化学蒸着される。保持部１
２ａは図２に図１の断面図として示すように基材５をで
きるだけ小面積で保持する部分である。
【００１６】また、反応空間３内には第２の保持部材１
３が下方位置に設置されている。この第２保持部材は回
転および／または上下動してもよいが、固定していても
よい。その作用は、第１保持部材１２上で基材５を所定
の時間コーティングした後、第１保持部材１２を下降さ
せて基材５を第１保持部材１２から第２保持部材１３上
に一時的に移すことにある。この際、基材５の第１保持
部材１２で保持されていた部分と第２保持部材１３で保
持される部分は異なるようにすることが重要である。そ
の状態を図２に示す。この例では各保持部材で保持され
る部分は４５°位置がずれている。
３が下方位置に設置されている。この第２保持部材は回
転および／または上下動してもよいが、固定していても
よい。その作用は、第１保持部材１２上で基材５を所定
の時間コーティングした後、第１保持部材１２を下降さ
せて基材５を第１保持部材１２から第２保持部材１３上
に一時的に移すことにある。この際、基材５の第１保持
部材１２で保持されていた部分と第２保持部材１３で保
持される部分は異なるようにすることが重要である。そ
の状態を図２に示す。この例では各保持部材で保持され
る部分は４５°位置がずれている。
【００１７】第２保持部材１３上で同様にコーティング
を所定の時間行ない、今まで第１保持部材と接触してい
た基材５の部分にもコーティングを行なう。同様に第２
保持部材１３が基材５を保持する部分１３ａも小面積に
しておくのがよい。
を所定の時間行ない、今まで第１保持部材と接触してい
た基材５の部分にもコーティングを行なう。同様に第２
保持部材１３が基材５を保持する部分１３ａも小面積に
しておくのがよい。
【００１８】第２保持部材１３上で基材５を所定の時間
コーティングした後、再び第１保持部材１２を上昇させ
て基材５を第１保持部材１２で保持してコーティングを
行なう。第１保持部材１２は、基材５が第２保持部材１
３で保持されている間も回転させておくのがよい。これ
により再度基材５が第１保持部材１２により保持される
とき、前回に第１保持部材１２により保持されていた基
材５の保持部分とは異なる部分が第１保持部材によって
保持されるからである。
コーティングした後、再び第１保持部材１２を上昇させ
て基材５を第１保持部材１２で保持してコーティングを
行なう。第１保持部材１２は、基材５が第２保持部材１
３で保持されている間も回転させておくのがよい。これ
により再度基材５が第１保持部材１２により保持される
とき、前回に第１保持部材１２により保持されていた基
材５の保持部分とは異なる部分が第１保持部材によって
保持されるからである。
【００１９】なお、両保持部材ともに基材の形状や大き
さの多様性に対応するため、着脱可能な方式とすること
が望ましい。また、保持部材は、耐熱性の大きな黒鉛で
構成されることが望ましい。基材との接点部の形状は、
基材の形状に応じて自由に変更することができ、特殊な
構成である必要はない。
さの多様性に対応するため、着脱可能な方式とすること
が望ましい。また、保持部材は、耐熱性の大きな黒鉛で
構成されることが望ましい。基材との接点部の形状は、
基材の形状に応じて自由に変更することができ、特殊な
構成である必要はない。
【００２０】以上説明したところから明らかなように、
通常は基材５を第１保持部材１２上に保持してその回転
により基材５の全面に均一にコーティングし、この間に
コーティングが不十分となる基材５の第１保持部材１２
との接触保持部をより均一にコーティングするために、
第１保持部材１２上から第２保持部材１３上にその保持
部を異ならせるようにして基材５を第２保持部材１３上
に保持し、暫時の後再び第１保持部材１２上に基材５を
保持する操作を繰り返すことにより、基材５と両保持部
材１２，１３との間の接触保持部を順次異なる位置にす
ることにより、両保持部材の跡を基材上に残すことなく
基材５全体を均一かつ均質にコーティングすることがで
きる。
通常は基材５を第１保持部材１２上に保持してその回転
により基材５の全面に均一にコーティングし、この間に
コーティングが不十分となる基材５の第１保持部材１２
との接触保持部をより均一にコーティングするために、
第１保持部材１２上から第２保持部材１３上にその保持
部を異ならせるようにして基材５を第２保持部材１３上
に保持し、暫時の後再び第１保持部材１２上に基材５を
保持する操作を繰り返すことにより、基材５と両保持部
材１２，１３との間の接触保持部を順次異なる位置にす
ることにより、両保持部材の跡を基材上に残すことなく
基材５全体を均一かつ均質にコーティングすることがで
きる。
【００２１】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。
する。
【００２２】（実施例１）上記の装置を用い、宇宙往還
機用に用いられるノーズコーン（Ｃ／Ｃ複合材料、１３
００ｎｍφ×１０００ｍｍＨ）の炭化硅素コーティング
を行ったところ、基材全面に緻密でかつ均質な被覆層が
形成し、保持部の不均一被覆は認められなかった。ノー
ズコーンにコーティングされたＳｉＣ皮膜の膜厚分布を
表１に示した。
機用に用いられるノーズコーン（Ｃ／Ｃ複合材料、１３
００ｎｍφ×１０００ｍｍＨ）の炭化硅素コーティング
を行ったところ、基材全面に緻密でかつ均質な被覆層が
形成し、保持部の不均一被覆は認められなかった。ノー
ズコーンにコーティングされたＳｉＣ皮膜の膜厚分布を
表１に示した。
【００２３】なお、第１保持部材による保持は３０秒、
回転数は１．５ｒｍｐで、第２保持部材による保持は３
０秒でのサイクルを１サイクルとし、全体で６００サイ
クルのコーティングを行なった。反応ガスの温度は１１
００℃であった。
回転数は１．５ｒｍｐで、第２保持部材による保持は３
０秒でのサイクルを１サイクルとし、全体で６００サイ
クルのコーティングを行なった。反応ガスの温度は１１
００℃であった。
【００２４】（比較例）本発明におけるＣＶＤ装置を用
い、第２保持部材を用いずに第１保持部材のみを用いて
実施例と同様のノーズコーンをコーティングしたところ
、基材保持部にコーティングむらが生じた。皮膜の膜厚
分布を表１に示した。
い、第２保持部材を用いずに第１保持部材のみを用いて
実施例と同様のノーズコーンをコーティングしたところ
、基材保持部にコーティングむらが生じた。皮膜の膜厚
分布を表１に示した。
【００２５】
【００２６】
【発明の効果】本発明のＣＶＤ装置によれば、煩雑な処
理を繰り返すことなく、基材全面に均一かつ均質な皮膜
のコーティングを行うことが可能となる。特に、本実施
例で示した装置構成とすれば、基材保持部材とその他の
部位の膜厚差が生じず、ほぼ均一なコーティングが可能
になる。さらにこの構成であれば、有害物質との接触を
かなり減らすことができ、安全面からも本発明の効果は
大きい。
理を繰り返すことなく、基材全面に均一かつ均質な皮膜
のコーティングを行うことが可能となる。特に、本実施
例で示した装置構成とすれば、基材保持部材とその他の
部位の膜厚差が生じず、ほぼ均一なコーティングが可能
になる。さらにこの構成であれば、有害物質との接触を
かなり減らすことができ、安全面からも本発明の効果は
大きい。
【図１】本発明のＣＶＤ装置の一構成例を示す縦断面図
である。
である。
【図２】図１に示す本発明のＣＶＤ装置の横断面図であ
る。
る。
１ ＣＶＤ装置
２ リアクタ
３ 反応空間
４ 黒鉛容器
５ 基材（被コーティング材料）６
発熱体 ７ 断熱材 ８ 反応ガス導入管 ９ 熱電対 １０ 二色温度計 １１ 排気管 １２ 第１保持部材 １３ａ 保持部 １３ 第２保持部材 １３ａ 保持部
発熱体 ７ 断熱材 ８ 反応ガス導入管 ９ 熱電対 １０ 二色温度計 １１ 排気管 １２ 第１保持部材 １３ａ 保持部 １３ 第２保持部材 １３ａ 保持部
Claims (2)
- 【請求項１】 基材を反応空間内で保持しながらコー
ティングするＣＶＤ装置において、反応空間内で基材を
保持しながら回転しかつ上下移動可能な第１保持部材と
、第１部材とは異なる位置において基材を保持する第２
保持部材とを反応空間内に有し、第１保持部材と第２保
持部材とで基材を交互に保持しつつ基材にコーティング
を行なうよう構成したことを特徴とするＣＶＤ装置。 - 【請求項２】第２保持部材は固定されている請求項１に
記載のＣＶＤ装置。 【００００】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010471A JPH04246176A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | Ｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010471A JPH04246176A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | Ｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246176A true JPH04246176A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=11751060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3010471A Withdrawn JPH04246176A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | Ｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04246176A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1991
- 1991-01-31 JP JP3010471A patent/JPH04246176A/ja not_active Withdrawn
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