[发明专利]在石墨材料上将热分解氮化硼涂布的方法以及用该方法得到的被覆物

说明书

技术领域

本发明涉及在石墨材料上进行热分解氮化硼涂布的方法，以及用该方法得到的被覆物，特别是涉及，将石墨材料的表面用CVI（Chemical Vap or Infiltration）处理来致密化，进一步在进行反应性气体表面处理后，在该处理面上形成热分解氮化硼被膜，在石墨材料上进行热分解氮化硼涂布的方法以及由该方法得到的被覆物。

背景技术

热分解氮化硼（Pyrolitic Boron Nitride：PBN；本发明中，以下称「PBN」）涂布的石墨材料，具有优良的耐热性，耐热冲击性，耐化学药品性，耐放射线性，以及热传导性等，由于具有石墨材料单独不能得到的电绝缘性，特别是作为不能用碳的系统中使用的夹具的素材是非常有用的。

PBN本体用化学蒸着法来合成，如将PBN直接作为夹具使用，具有相当的形状的限制。对此，在石墨材料上将PBN涂布的场合，如用石墨材料制作目的形状，得到的石墨材料上将PBN涂布，可以以自由的形状，而且可以短时间涂布，就可以容易地得到具有PBN的特性的复杂形状的夹具等。

实际上其用途广泛，例如，晶圆用盘，蒸着原料溶融的锅，加热器，反应容器，热盾部件，结晶拉上用坩埚等，可以用于多种用途。

作为石墨材料上进行PBN涂布的一般的方法，已知的为在1700～2300℃的高温，1000Pa以下的减压条件下，使石墨材料，与BCl₃以及NH₃反应气体接触，得到PBN的蒸着膜。

但是，该方法得到的PBN的涂布膜的热膨胀系数与石墨的热膨胀系数不同，具有PBN的蒸着膜的剥离的问题。

具体的说，一般市售的各向同性石墨材料的热膨胀系数为约4～6×10^-6（/℃），与PBN的a轴方向的热膨胀系数1～3×10^-6（/℃）有差别。由此，当蒸着温度变为常温时，会产生0.2～1%程度的尺寸差，PBN的蒸着膜易剥离。特别是PBN的蒸着膜的膜厚变为0.1mm以上时，剥离显著。

由此，石墨材料被用等离子以及／或反应性气体进行表面处理后，尝试用化学蒸着法在其处理面上形成PBN被膜，使其有某种程度的改善（专利文献1）。但是即使在该场合，如反复进行急速的升降温，也会明显地产生PBN被膜的剥离。特别是，膜的应力集中的角部附近的PBN被膜的剥离显著，所以有必要使石墨材料的角部变得圆滑。

【专利文献1】日本特开昭62－207786号公报

本发明人就是为了使上述问题点进行改善，在石墨材料的表面，形成耐热冲击强，形成坚固的不剥离的PBN被膜，而进行了研究的结果，可以使石墨材料的表面用CVI处理进行致密化，进一步用反应性气体进行表面处理后，在该处理面使PBN被膜形成，从而解决了上述问题，完成了本发明。

因此，本发明的第1目的，为提供一种可以在石墨材料的表面形成耐热冲击强，坚固且不剥离的PBN被膜的，在石墨材料的表面进行PBN涂布的方法。

本发明的第2目的，为提供一种耐热冲击强且不剥离的坚固的PBN被膜在石墨材料表面进行了涂布的被覆物。

发明内容

即，本发明，为将石墨材料的表面用CVI处理致密化，进一步用反应性气体进行表面处理后，在该处理面上，使PBN被膜形成的，在石墨材料上进行PBN涂布的方法以及由该方法得到的被覆物。

作为上述反应性气体，优选使用氧化性气体，气体状卤化物，或氨气（权利要求2），特别是优选使用气体状卤化物（权利要求3）。另外，CVI处理，反应性气体的表面处理以及PBN被膜形成的工程，在同一反应器内，连续地实施，从成本减低的观点为优选（权利要求4）。

【发明的效果】

根据本发明的方法，可以在石墨材料的表面，形成耐热冲击性强，坚固且不剥离的PBN被膜，由此，可以得到石墨材料和PBN的双方的特性兼备的被覆物。进一步，将CVI处理，用反应性气体进行的表面处理以及将PBN被膜形成的工程，在同一的反应器内连续进行，由此，可以便宜地得到在石墨材料上形成有PBN被膜的被覆物。

附图说明

图1：用本发明的方法制作的晶圆用盘的截面概念图。

具体实施方式

以下，对本发明进行详述，但是本发明并不限于此。

本发明的石墨材料的涂布方法，将石墨材料用CVI处理进行表面致密化，进一步用反应性气体的表面处理进行后，其表面处理的面上形成PBN被膜。由此，耐热冲击强，坚固，剥离困难的PBN被膜在石墨材料的表面形成。