[发明专利]碳材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳材料及其制造方法，尤其涉及被表面改性且抑制了杂质的放出的碳材料及其制造方法。

背景技术

碳材料轻量且化学稳定性·热稳定性方面良好，具有虽为非金属但导热性及导电性良好这一特性。另一方面，碳材料存在具有发尘性的问题，必须在表面制作被覆层来抑制发尘。然而，在碳材料上形成与碳不同的金属等材质的层的情况下，在碳材料与其他层之间的密接性方面存在问题。考虑这样的问题，例如提出了通过利用卤化铬气体对碳基材进行处理而在表面上设置由Cr₂₃C₆构成的碳化铬层，并在该碳化铬层上熔射覆盖金属的方案(参照下述专利文献1及专利文献2)。

然而，在如上述现有的方法那样使用卤系气体进行处理的情况下，在处理后的碳材料中存在杂质。因此，在半导体领域等使用上述碳材料的情况下，产生不良状况。例如，在将使用氯作为卤系气体的碳材料用于使用了铝的半导体的制造时，会产生铝可能腐蚀的不良情况。此外，不限于半导体用途，当使用性能被处理环境影响的材料时，存在因由处理装置等周边的构件产生的杂质而发生缺陷的可能性，故对不放出反应性高的氯的材料尤其有需求。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平8-143384号

【专利文献2】日本特开平8-143385号

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而作出的，其目的在于提供一种在使用卤素气体进行处理的情况下能够抑制在处理后存在杂质(卤素)的碳材料的制造方法及该碳材料。

为了实现上述目的，本发明的特征在于，从碳材料产生的氯的浓度为5ppb以下。

如果放出的氯的浓度为5ppb以下，则在将碳材料用于使用了铝等的半导体的制造的情况下，也能够抑制产生铝腐蚀等不良情况，并且能够抑制周围的环境污染。因此，能够将本发明的碳材料适当地应用于半导体领域等。

需要说明的是，在上述氯的浓度的测定中使用通过离子色谱法测定将碳材料(样品的大小为2mm×3.5mm×50mm)浸渍到水(100mL)中规定的时间(24小时)而放出的氯的浓度的方法。此外，也可以使用将在向碳材料(样品的大小为2mm×3mm×30mm)照射能量线(波长为193nm的激光)时放出的气体导入到纯水(160mL)中而提取离子，并通过离子色谱法测定氯的浓度的方法。

优选在表面形成有过渡金属碳化物的层(碳化金属层)。

若在形成过渡金属的碳化物的层时使用氯化氢气体，则效率高，但当利用这样的制法形成过渡金属碳化物的层时，在碳材料上容易残留氯，难以作为用于半导体制造的材料使用。但是，在利用这样的方法形成过渡金属碳化物的层时，只要氯浓度为5ppb以下，则也能够将碳材料作为用于半导体制造的材料使用。该氯浓度更优选为0.5ppb以下。

本发明的特征还在于，对碳材料在还原气体气氛中以500℃以上且1200℃以下进行退火处理。

若对碳材料在还原气体气氛中进行退火处理，则能够降低从碳材料放出的卤素浓度。此外，能够抑制碳材料的发尘。并且，即使在对碳材料进行了加工的情况下等，也能够抑制碳材料的变形，改善平坦度。

在此，将退火处理时的温度限制在500℃以上且1200℃以下是因为，若该温度小于500℃则无法发挥卤素放出降低效果，而该温度超过1200℃也无法更进一步地提高卤素放出降低效果，并且，能量的损失变大，碳材料的制造成本高涨。需要说明的是，为了充分发挥卤素放出降低效果，优选该温度为800℃以上。

优选上述退火处理在减压下进行，且该压力为1Pa以上且10000Pa以下。

如此进行限制是因为，如果压力超过10000Pa或小于1Pa，则在装置或处理中使用的气体等的成本花费过多，导致不实用。如果为10～1000Pa的压力，则装置上的结构变得简单，且能够充分发挥卤素放出降低效果，故优选。

优选上述退火处理的时间为1分钟以上且20小时以下。

如此进行限制是因为，如果退火处理的时间小于1分钟，则无法充分发挥卤素放出降低效果和平坦度的改善效果，而超过20小时，也无法更进一步地发挥卤素放出降低效果和平坦度的改善效果。从这一观点及抑制能量损失的观点考虑，特别优选退火处理的时间为5小时以上且10小时以下。

【发明效果】

根据本发明，在使用卤素气体处理碳材料的情况下，也能够抑制处理后存在杂质(卤素)的情况，且能够抑制碳材料的发尘，此外，具有无论碳材料的形状如何都能够改善碳材料的平坦度的良好效果。

附图说明