DE102017107299A1 - Filmbildungsvorrichtung und Filmbildungsverfahren - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine zum Bilden eines Films auf einem Teil eines Werkstücks konfigurierte Filmbildungsvorrichtung. Die Filmbildungsvorrichtung umfasst ein Filmbildungsgefäß mit einer ersten Form, die sich über dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um einen ersten ausgenommenen Abschnitt, welcher von einem Filmbildungszielteil des Werkstücks aus gesehen nach oben ausgenommen ist, und einen um den ersten ausgenommenen Abschnitt angeordneten ersten ebenen Abschnitt zu beinhalten, und mit einer zweiten Form, die sich unter dem Werkstück befindet, so dass sie der ersten Form gegenüberliegt, und konfiguriert ist, um einen zweiten ebenen Abschnitt an einer dem ersten ebenen Abschnitt gegenüberliegenden Stelle zu beinhalten; ein erstes Abdichtelement, das sich zwischen dem ersten ebenen Abschnitt und dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um mit dem ersten ebenen Abschnitt und dem Werkstück in Berührung zu gelangen, wenn das Werkstück von dem ersten ebenen Abschnitt entfernt ist; und ein zweites Abdichtelement, das sich zwischen dem zweiten ebenen Abschnitt und dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um mit dem zweiten ebenen Abschnitt und dem Werkstück in Berührung zu gelangen, wenn das Werkstück von dem zweiten ebenen Abschnitt entfernt ist. Das zweite Abdichtelement ist an einer Unterseite des Werkstücks vorgesehen. Diese Konfiguration unterbindet eine schlechte Filmbildung, wenn das zweite Abdichtelement zwischen dem Filmbildungsgefäß und dem Werkstück platziert ist.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität aus der am 25. April 2016 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-086810 , deren Inhalt hiermit durch Verweis in diese Anmeldung miteinbezogen wird.
  • HINTERGRUND
  • Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Filmbildungsvorrichtung und ein Filmbildungsverfahren.
  • Verwandter Stand der Technik
  • Als eine Vorrichtung zur Filmbildung auf einem Werkstück beschreibt JP 2009-62579A eine Vorrichtung, die derart konfiguriert ist, dass ein Werkstück zwischen zwei Hälften eines vertikal teilbaren Filmbildungsgefäßes platziert wird und in dem Filmbildungsgefäß, das mit einem Gas gefüllt ist, ein Film auf dem Werkstück gebildet wird.
  • In der Konfiguration, bei der das Werkstück zwischen den Hälften des Filmbildungsgefäßes platziert ist, können zwischen dem Filmbildungsgefäß und dem Werkstück Abdichtelemente vorgesehen sein, um das Innere des Filmbildungsgefäßes luftdicht zu halten. Wenn Abdichtelemente in einer oberen Form und einer unteren Form des Filmbildungsgefäßes vorgesehen sind, dann kann zum Beispiel eine unerwünschte Substanz in dem Filmbildungsgefäß, die im Verlauf der Filmbildung erzeugt wird, infolge eines aus Öffnungs-/Schließvorgängen des Filmbildungsgefäßes, eines Vorgangs des Hineinbeförderns des Werkstücks in das Filmbildungsgefäß und eines Vorgangs des Herausbeförderns des Werkstücks aus dem Filmbildungsgefäß herabfallen und an dem in der unteren Form vorgesehenen Abdichtelement anhaften. Damit kann die Luftdichtigkeit in dem Filmbildungsgefäß wahrscheinlich nicht gehalten werden, wenn das Filmbildungsgefäß geschlossen ist, und dies bewirkt wahrscheinlich eine schlechte Filmbildung. Demgemäß besteht ein Bedarf an einer Technik, die eine schlechte Filmbildung unterbindet, wenn die Filmbildung mit Abdichtelementen erfolgt, welche zwischen dem Filmbildungsgefäß und dem Werkstück vorgesehen sind.
  • Zur Lösung mindestens eines Teils der oben beschriebenen Probleme ist die Offenbarung durch nachstehend beschriebene Aspekte implementierbar.
  • KURZFASSUNG
    • (1) Gemäß einem Aspekt der Offenbarung ist eine Filmbildungsvorrichtung vorgesehen, die zum Bilden eines Films auf einem Teil eines Werkstücks konfiguriert ist. Diese Filmbildungsvorrichtung umfasst ein Filmbildungsgefäß mit einer ersten Form, die sich über dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um einen ersten ausgenommenen Abschnitt, welcher von einem Filmbildungszielteil des Werkstücks aus gesehen nach oben ausgenommen ist, und einen um den ersten ausgenommenen Abschnitt angeordneten ersten ebenen Abschnitt zu beinhalten, und mit einer zweiten Form, die sich unter dem Werkstück befindet, so dass sie der ersten Form gegenüberliegt, und konfiguriert ist, um einen zweiten ebenen Abschnitt an einer dem ersten ebenen Abschnitt gegenüberliegenden Stelle zu beinhalten; ein erstes Abdichtelement, das sich zwischen dem ersten ebenen Abschnitt und dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um mit dem ersten ebenen Abschnitt und dem Werkstück in Berührung zu gelangen, wenn das Werkstück von dem ersten ebenen Abschnitt entfernt ist; und ein zweites Abdichtelement, das sich zwischen dem zweiten ebenen Abschnitt und dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um mit dem zweiten ebenen Abschnitt und dem Werkstück in Berührung zu gelangen, wenn das Werkstück von dem zweiten ebenen Abschnitt entfernt ist. Das zweite Abdichtelement ist an einer Unterseite des Werkstücks vorgesehen. In der Filmbildungsvorrichtung dieses Aspekts ist das zweite Abdichtelement an der Unterseite des Werkstücks vorgesehen. Selbst wenn eine unerwünschte Substanz herabfällt, verhindert diese Konfiguration, dass die unerwünschte Substanz an dem zweiten Abdichtelement anhaftet. Diese Konfiguration hält demgemäß das Innere des Filmbildungsgefäßes luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß geschlossen ist, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung.
    • (2) In der Filmbildungsvorrichtung des obigen Aspekts kann das erste Abdichtelement an dem ersten ebenen Abschnitt vorgesehen sein. In der Filmbildungsvorrichtung dieses Aspekts ist das erste Abdichtelement an dem ersten ebenen Abschnitt der ersten Form vorgesehen, welche über dem Werkstück platziert ist. Selbst wenn eine unerwünschte Substanz herabfällt, verhindert diese Konfiguration, dass die unerwünschte Substanz an dem ersten Abdichtelement anhaftet. Diese Konfiguration hält demgemäß das Innere des Filmbildungsgefäßes luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß geschlossen ist, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung. Das erste Abdichtelement ist an dem ersten ebenen Abschnitt vorgesehen. Diese Konfiguration braucht die ersten Abdichtelemente nicht separat für eine Mehrzahl von Werkstücken vorzusehen in dem Fall, dass die Filmbildung durch die Filmbildungsvorrichtung für die Mehrzahl von Werkstücken erfolgt. Diese Konfiguration reduziert demgemäß die erforderliche Anzahl erster Abdichtelemente.
    • (3) In der Filmbildungsvorrichtung des obigen Aspekts kann das zweite Abdichtelement einen Durchmesser besitzen, der größer ist als ein Durchmesser des ersten Abdichtelements. In der Filmbildungsvorrichtung dieses Aspekts ist der Durchmesser des zweiten Abdichtelements größer als der Durchmesser des ersten Abdichtelements. Dies führt dazu, dass die Berührungsfläche zwischen dem zweiten Abdichtelement und dem zweiten ebenen Abschnitt größer ist als die Berührungsfläche zwischen dem ersten Abdichtelement und dem ersten ebenen Abschnitt oder die Berührungsfläche zwischen dem ersten Abdichtelement und dem Werkstück, wenn das Filmbildungsgefäß geschlossen ist. Selbst wenn eine unerwünschte Substanz in dem Filmbildungsgefäß auf die zweite Form herabfällt und an dem zweiten Abdichtelement anhaftet, ermöglicht es diese Konfiguration dem zweiten ebenen Abschnitt der zweiten Form, mit dem zweiten Abdichtelement an einer Stelle des zweiten Abdichtelements in Berührung zu gelangen, an der keine unerwünschte Substanz anhaftet. Diese Konfiguration hält demgemäß das Innere des Filmbildungsgefäßes luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß geschlossen ist, und unterbindet dadurch wirkungsvoll eine schlechte Filmbildung.
    • (4) Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung ist ein Filmbildungsverfahren zum Bilden eines Films auf einem Teil eines Werkstücks durch eine Filmbildungsvorrichtung vorgesehen. Die Filmbildungsvorrichtung umfasst ein Filmbildungsgefäß mit einer ersten Form, die sich über dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um einen ersten ausgenommenen Abschnitt, welcher von einem Filmbildungszielteil des Werkstücks aus gesehen nach oben ausgenommen ist, und einen um den ersten ausgenommenen Abschnitt angeordneten ersten ebenen Abschnitt zu beinhalten, und mit einer zweiten Form, die sich unter dem Werkstück befindet, so dass sie der ersten Form gegenüberliegt, und konfiguriert ist, um einen zweiten ebenen Abschnitt an einer dem ersten ebenen Abschnitt gegenüberliegenden Stelle zu beinhalten; ein erstes Abdichtelement, das sich zwischen dem ersten ebenen Abschnitt und dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um mit dem Werkstück in Berührung zu gelangen, wenn das Werkstück von dem ersten ebenen Abschnitt entfernt ist; und ein zweites Abdichtelement, das sich zwischen dem zweiten ebenen Abschnitt und dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um mit dem Werkstück in Berührung zu gelangen, wenn das Werkstück von dem zweiten ebenen Abschnitt entfernt ist. Das zweite Abdichtelement ist an einer Unterseite des Werkstücks vorgesehen. Dieses Filmbildungsverfahren umfasst (a) Aufwärtsbewegen der ersten Form relativ zu dem Werkstück unter der Bedingung, dass die erste Form und das Werkstück mit dem ersten Abdichtelement in Berührung stehen und die zweite Form und das Werkstück mit dem zweiten Abdichtelement in Berührung stehen; und (b) Aufwärtsbewegen des Werkstücks relativ zu der zweiten Form nach Beginn von (a). Das Filmbildungsverfahren dieses Aspekts bewegt das Werkstück aufwärts relativ zu der zweiten Form nach Aufwärtsbewegen der ersten Form relativ zu dem Werkstück. Diese Konfiguration verhindert, dass eine unerwünschte Substanz aus einem durch die zweite Form und das Werkstück gebildeten Raum zwischen die zweite Form und das Werkstück eindringt, bevor das an der Unterseite des Werkstücks vorgesehene zweite Abdichtelement von dem zweiten ebenen Abschnitt getrennt wird. Diese Konfiguration hält demgemäß das Innere des Filmbildungsgefäßes luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß geschlossen ist, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung. Darüber hinaus ist das zweite Abdichtelement an der Unterseite des Werkstücks vorgesehen. Selbst wenn eine unerwünschte Substanz herabfällt, verhindert die Konfiguration des Aufwärtsbewegens des Werkstücks relativ zu der zweiten Form, dass die unerwünschte Substanz an dem zweiten Abdichtelement anhaftet, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung.
    • (5) Das Filmbildungsverfahren des obigen Aspekts kann das (b) nach Stoppen des Bewegens der ersten Form in (a) durchführen. Selbst wenn eine unerwünschte Substanz durch die Vibration während der Aufwärtsbewegung der ersten Form relativ zu dem Werkstück herabfällt, verhindert das Filmbildungsverfahren dieser Konfiguration, dass die unerwünschte Substanz zwischen die zweite Form und das Werkstück eindringt, bevor das an der Unterseite des Werkstücks vorgesehene zweite Abdichtelement von dem zweiten ebenen Abschnitt getrennt wird. Demgemäß unterbindet dies ferner ein Anhaften der unerwünschten Substanz an dem zweiten Abdichtelement. Diese Konfiguration hält ferner das Innere des Filmbildungsgefäßes luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß geschlossen ist, und unterbindet dadurch weiterhin eine schlechte Filmbildung.
    • (6) Das Filmbildungsverfahren des obigen Aspekts kann ferner (c) Herausbefördern des Werkstücks aus dem Filmbildungsgefäß nach b); und (d) Reinigen des zweiten Abdichtelements, das an der Unterseite des aus dem Filmbildungsgefäß herausbeförderten Werkstücks vorgesehen ist, nach (c) umfassen. Selbst wenn eine unerwünschte Substanz an dem zweiten Abdichtelement anhaftet, das an dem Werkstück vorgesehen ist, befördert das Filmbildungsverfahren dieses Aspekts das Werkstück aus dem Filmbildungsgefäß heraus und reinigt das zweite Abdichtelement. Dies ermöglicht es, die unerwünschte Substanz außerhalb des Filmbildungsgefäßes von dem zweiten Abdichtelement zu entfernen. In dem Fall einer Filmbildung unter erneuter Verwendung des zweiten Abdichtelements hält diese Konfiguration das Innere des Filmbildungsgefäßes luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß geschlossen ist, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung.
  • Die Offenbarung ist durch irgendeinen verschiedener anderer Aspekte als die Filmbildungsvorrichtung und das Filmbildungsverfahren, welche oben beschrieben sind, implementierbar, zum Beispiel ein Steuerungsverfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Filmbildungsvorrichtung, ein Verfahren zum Befördern eines Werkstücks in der Filmbildungsvorrichtung, ein zum Implementieren jeglicher dieser Vorrichtungen und Verfahren konfiguriertes Computerprogramm und ein nichttransitorisches Aufzeichnungsmedium, in dem ein solches Computerprogramm aufgezeichnet ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, welche die Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung veranschaulicht;
  • 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Filmbildungsvorrichtung veranschaulicht;
  • 3 ist eine vergrößerte Teilansicht, welche die Filmbildungsvorrichtung veranschaulicht;
  • 4 ist ein Prozessdiagramm, das ein Filmbildungsverfahren durch die Filmbildungsvorrichtung zeigt;
  • 5 ist ein Diagramm, das einen Prozess des Aufwärtsbewegens einer ersten Form relativ zu einem Werkstück veranschaulicht;
  • 6 ist ein Diagramm, das einen Prozess des Aufwärtsbewegens des Werkstücks relativ zu einer zweiten Form veranschaulicht;
  • 7 ist ein Diagramm, das eine Filmbildungsvorrichtung gemäß Modifikation 1 der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
  • 8 ist ein Diagramm, das eine Filmbildungsvorrichtung gemäß Modifikation 2 der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
  • 9 ist eine schematische Schnittansicht, welche die Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
  • 10 ist ein Prozessdiagramm, das ein Filmbildungsverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt; und
  • 11 ist eine schematische Teilschnittansicht, welche einen Teil der Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • A. Erste Ausführungsform
  • A1. Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, welche die Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung 200 gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung veranschaulicht. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Filmbildungsvorrichtung 200 veranschaulicht. Zueinander orthogonale XYZ-Achsen sind in 1 und 2 veranschaulicht. Eine Richtung der Y-Achse gibt eine vertikale Richtung an, eine Richtung der X-Achse gibt eine horizontale Richtung an und eine Richtung der Z-Achse gibt eine zu sowohl der Y-Achse als auch der X-Achse senkrechte Richtung an. Die +Y-Richtung ist die Aufwärtsrichtung und die –Y-Richtung ist die Abwärtsrichtung. Das Gleiche gilt für nachfolgende Zeichnungen.
  • Die Filmbildungsvorrichtung 200 ist so konfiguriert, dass sie einen Film auf einem Filmbildungszielteil 10A bildet, der Teil eines Werkstücks W ist. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Filmbildungsvorrichtung 200 anhand von Plasma-CVD (chemische Dampfphasenabscheidung) einen dünnen Film auf dem Filmbildungszielteil 10A bilden. Gemäß dieser Ausführungsform kann das Werkstück W ein Filmbildungsobjekt 10, ein Maskierungselement 20, ein Isolierelement 30 und einen Träger 130 beinhalten. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Filmbildungsobjekt 10 eine tafelförmige Metallplatte, die als ein Grundmaterial für Separatoren einer Brennstoffzelle verwendet wird. Die Filmbildungsvorrichtung 200 kann beispielsweise einen leitfähigen dünnen Film auf Kohlenstoffbasis auf dem Filmbildungszielteil 10A des Filmbildungsobjekts 10 bilden.
  • Die Filmbildungsvorrichtung 200 kann ein Filmbildungsgefäß 100 und Abdichtelemente 60 beinhalten. Die Filmbildungsvorrichtung 200 kann ferner eine Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50, eine Beförderungsvorrichtung 55, eine Energieanlegeeinheit 70, eine Gaszufuhrvorrichtung 80, eine Auslassvorrichtung 90 und einen Controller 95 beinhalten. Die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50, die Beförderungsvorrichtung 55, die Energieanlegeeinheit 70 und deren elektrischer Energieeinleitungsabschnitt 71, die Gaszufuhrvorrichtung 80 und deren Zufuhröffnungen 81, die Auslassvorrichtung 90 und deren Auslassöffnungen 91 sowie der Controller 95, sind aus der Darstellung von 2 weggelassen.
  • Das Filmbildungsgefäß 100 ist ein teilbarer Metallbehälter. Das Filmbildungsgefäß 100 kann eine erste Form 110 und eine zweite Form 120 beinhalten. Die erste Form 110 beinhaltet einen ersten ausgenommenen Abschnitt 114, welcher von dem Filmbildungszielteil 10A einer oberen Stirnseite des Werkstücks W aus gesehen nach oben ausgenommen ist, und einen ersten ebenen Abschnitt 111, der um den ersten ausgenommenen Abschnitt 114 angeordnet ist. Gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet der erste ausgenommene Abschnitt 114 einen seitlichen Abschnitt 112 und einen Bodenabschnitt 113. Gemäß dieser Ausführungsform befinden sich die Verbindungen zwischen dem ersten ausgenommenen Abschnitt 114 und dem ersten ebenen Abschnitt 111 in einer YZ-Ebene, so dass sie mit Enden des Filmbildungszielteils 10A fluchten. Die zweite Form 120 beinhaltet einen zweiten ausgenommenen Abschnitt 124, welcher von dem Filmbildungszielteil 10A einer unteren Stirnseite des Werkstücks W aus gesehen nach unten ausgenommen ist, und einen zweiten ebenen Abschnitt 121, der um den zweiten ausgenommenen Abschnitt 124 angeordnet ist. Gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet der zweite ausgenommene Abschnitt 124 einen seitlichen Abschnitt 122 und einen Bodenabschnitt 123. Der zweite ebene Abschnitt 121 ist an einer Stelle vorgesehen, welche dem ersten ebenen Abschnitt 111 der ersten Form 110 entspricht. Gemäß dieser Ausführungsform befinden sich die Verbindungen zwischen dem zweiten ausgenommenen Abschnitt 124 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 in der YZ-Ebene, so dass sie mit den Enden des Filmbildungszielteils 10A fluchten. Gemäß dieser Ausführungsform sind der erste ebene Abschnitt 111 und der zweite ebene Abschnitt 121 parallel zu einer XZ-Ebene angeordnet. Die erste Form 110 und die zweite Form 120 beinhalten Zufuhröffnungen 81, die zum Einleiten eines Gases aus der Gaszufuhrvorrichtung 80 in das Filmbildungsgefäß 100 vorgesehen sind, und Auslassöffnungen 91, die zum Ablassen des Gases aus dem Filmbildungsgefäß 100 durch die Auslassvorrichtung 90 vorgesehen sind. Öffenbare und schließbare Ventile sind an den Zufuhröffnungen 81 und den Auslassöffnungen 91 vorgesehen. Die zweite Form 120 beinhaltet auch einen elektrischen Energieeinleitungsabschnitt 71, der zum Anlegen einer Spannung an das Werkstück W konfiguriert ist. Die zweite Form 120 ist durch ein Isolierelement 35 von dem elektrischen Energieeinleitungsabschnitt 71 elektrisch isoliert. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Filmbildungsgefäß 100 ein Massepotential auf. In dem Filmbildungsgefäß 100 ist das Werkstück W entfernt von dem ersten ebenen Abschnitt 111 platziert. Der Filmbildungszielteil 10A des Werkstücks W ist so angeordnet, dass er dem Innenraum des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 zugewandt ist, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist.
  • Das Maskierungselement 20 ist ein Element, das zum Bedecken von Filmbildungs-Nichtzielteilen 10B des Filmbildungsobjekts 10 konfiguriert ist. Mit anderen Worten ist das Maskierungselement 20 ein Element, das in dem Filmbildungszielteil 10A offen ist. Gemäß dieser Ausführungsform kann das Maskierungselement 20 ein oberes Maskierungselement 21 und ein unteres Maskierungselement 22 beinhalten. Das obere Maskierungselement 21 ist auf der oberen Stirnseite des Filmbildungsobjekts 10 platziert. Das untere Maskierungselement 22 ist auf der unteren Stirnseite des Filmbildungsobjekts 10 platziert. Gemäß dieser Ausführungsform ist das untere Maskierungselement 22 so konfiguriert, dass es das Filmbildungsobjekt 10 trägt. Das Maskierungselement 20 ist aus einem leitenden Material hergestellt. Das Filmbildungsobjekt 10 und das Maskierungselement 20 sind in Berührung miteinander angeordnet, so dass sie miteinander elektrisch verbunden sind.
  • Das Isolierelement 30 ist zwischen dem ersten ebenen Abschnitt 111 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 platziert. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Isolierelement 30 in Berührung mit dem Maskierungselement 20 angeordnet, wenn das Filmbildungszielteil 10A der oberen Stirnseite des Werkstücks W so angeordnet ist, dass es dem Innenraum des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 zugewandt ist und das Filmbildungsobjekt 10 und das Maskierungselement 20 entfernt von dem ersten ebenen Abschnitt 111 angeordnet sind. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Isolierelement 30 auch dann in Berührung mit dem Maskierungselement 20 angeordnet, wenn das Filmbildungszielteil 10A der unteren Stirnseite des Werkstücks W so angeordnet ist, dass es dem Innenraum des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124 zugewandt ist und das Filmbildungsobjekt 10 und das Maskierungselement 20 entfernt von dem zweiten ebenen Abschnitt 121 angeordnet sind. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Isolierelement 30 in Berührung mit dem unteren Maskierungselement 22 angeordnet, so dass es das untere Maskierungselement 22 trägt. Das Isolierelement 30 kann aus einem keramischen Material, wie etwa Aluminiumoxid (Al2O3) oder Siliziumdioxid (SiO2), hergestellt sein.
  • Der Träger 130 ist ein plattenartiges Metallelement. Gemäß dieser Ausführungsform dient der Träger 130 auch als ein Element, das zum Befördern des Filmbildungsobjekts 10, des Maskierungselements 20 und des Isolierelements 30 in das Filmbildungsgefäß 100 konfiguriert ist. Das Isolierelement 30, das untere Maskierungselement 22, das Filmbildungsobjekt 10 und das obere Maskierungselement 21 sind in dieser Reihenfolge auf dem Träger 130 platziert. Gemäß dieser Ausführungsform weist der Träger 130 das Massepotential auf.
  • Die Abdichtelemente 60 (61, 62) befinden sich zwischen dem Werkstück W und dem Filmbildungsgefäß 100. Die Abdichtelemente 60 sind Elemente, die dazu konfiguriert sind, das Innere des Filmbildungsgefäßes 100 luftdicht zu halten. Gemäß dieser Ausführungsform sind die Abdichtelemente 60 Isolierelemente. Gemäß dieser Ausführungsform sind die Abdichtelemente 60 ringförmige Gummielemente. Diese Ausführungsform verwendet O-Ringe für die Abdichtelemente 60. Ein erstes Abdichtelement 61 befindet sich zwischen dem ersten ebenen Abschnitt 111 und dem Werkstück W und steht mit dem ersten ebenen Abschnitt 111 und dem Werkstück W in Berührung, wenn das Werkstück W von dem ersten ebenen Abschnitt 111 entfernt angeordnet ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist das erste Abdichtelement 61 in eine Nut eingesetzt, die in dem ersten ebenen Abschnitt 111 der ersten Form 110 vorgesehen ist, und steht mit einer Oberseite des Trägers 130 in Berührung, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist. Ein zweites Abdichtelement 62 befindet sich zwischen dem zweiten ebenen Abschnitt 121 und dem Werkstück W und steht mit dem zweiten ebenen Abschnitt 121 und dem Werkstück W in Berührung, wenn das Werkstück W entfernt von dem zweiten ebenen Abschnitt 121 angeordnet ist. Das zweite Abdichtelement 62 ist an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehen. Gemäß dieser Ausführungsform ist das zweite Abdichtelement 62 in eine Nut eingesetzt, die in einer Unterseite des Trägers 130 vorgesehen ist, und steht mit dem zweiten ebenen Abschnitt 121 in Berührung, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist. Gemäß dieser Ausführungsform weisen das erste Abdichtelement 61 und das zweite Abdichtelement 62 identische Durchmesser auf.
  • Die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 ist eine zum Öffnen und Schließen des Filmbildungsgefäßes 100 konfigurierte Vorrichtung. Gemäß dieser Ausführungsform bewegt die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 die erste Form 110 aufwärts relativ zu dem Werkstück W, um das Filmbildungsgefäß 100 zu öffnen, während sie die erste Form 110 abwärts relativ zu dem Werkstück W bewegt, um das Filmbildungsgefäß 100 zu schließen.
  • Die Beförderungsvorrichtung 55 ist eine Vorrichtung, die zum Hineinbefördern des Werkstücks W in das Filmbildungsgefäß 100 und Herausbefördern des Werkstücks W aus dem Filmbildungsgefäß 100 konfiguriert ist. Wenn gemäß dieser Ausführungsform die Beförderungsvorrichtung 55 in Berührung mit einem Ende 130t des Trägers 130 angeordnet ist und das Filmbildungsgefäß 100 geöffnet wird, dann befördert die Beförderungsvorrichtung 55 den Träger 130 sowie das Isolierelement 30, das Maskierungselement 20 und das Filmbildungsobjekt 10, welche auf dem Träger 130 platziert sind, in das Filmbildungsgefäß 100. Die Beförderungsvorrichtung 55 bewegt das beförderte Werkstück W auch abwärts, um das Werkstück W über das zweite Abdichtelement 62 auf der zweiten Form 120 zu platzieren. Wenn gemäß dieser Ausführungsform die Beförderungsvorrichtung 55 in Berührung mit dem Ende 130t des Trägers 130 angeordnet ist und das Filmbildungsgefäß 100 geöffnet wird, dann bewegt die Beförderungsvorrichtung 55 den Träger 130 aufwärts relativ zu der zweiten Form 120. Die Beförderungsvorrichtung 55 kann das aufwärts bewegte Werkstück W auch entlang der XZ-Ebene bewegen, um das Werkstück W aus dem Filmbildungsgefäß 100 herauszubefördern. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 konfiguriert sein, um mit dem Träger 130 verbindbar zu sein und den Träger 130 relativ zu der zweiten Form 120 aufwärtszubewegen.
  • Die Energieanlegeeinheit 70 ist eine Vorrichtung, die zum Erzeugen eines Plasmas konfiguriert ist. Die Energieanlegeeinheit 70 legt eine elektrische Energie an das Maskierungselement 20 und das Filmbildungsobjekt 10 des Werkstücks W an. Die Energieanlegeeinheit 70 erzeugt ein elektrisches Feld zum Erzeugen eines Plasmas aus einem Rohmaterialgas oder einem Ätzgas, welches in das Filmbildungsgefäß 100 zugeführt wird. Gemäß dieser Ausführungsform sind der elektrische Energieeinleitungsabschnitt 71, das Filmbildungsobjekt 10 und das Maskierungselement 20 Minuspole, während die erste Form 110, die zweite Form 120 und der Träger 130 Pluspole sind. Gemäß dieser Ausführungsform legt die Energieanlegeeinheit 70 über das untere Maskierungselement 22 eine Vorspannung an das Filmbildungsobjekt 10 an. Die Energieanlegeeinheit 70 kann beispielsweise eine Spannung von –3000 V an den elektrischen Energieeinleitungsabschnitt 71 anlegen. Gemäß dieser Ausführungsform sind das Filmbildungsgefäß 100 und der Träger 130 mit Masse verbunden (0 V).
  • Die Gaszufuhrvorrichtung 80 führt dem Filmbildungsgefäß 100 über die Zufuhröffnungen 81 ein Trägergas und ein Rohmaterialgas zu. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Gaszufuhrvorrichtung 80 beispielsweise Stickstoff(N2)-Gas oder Argon(Ar)-Gas als das Trägergas zuführen und kann beispielsweise Pyridin(C5H5N)-Gas als das Rohmaterialgas zuführen. Die Gaszufuhrvorrichtung 80 ist mit Tanks verbunden, welche zum Speichern unterschiedlicher Arten von Gasen vorgesehen sind. Umschaltventile, die zwischen den jeweiligen Tanks und den Zufuhröffnungen 81 vorgesehen sind, sind derart betätigbar, dass die Gaszufuhrvorrichtung 80 zwischen der Art des den Zufuhröffnungen 81 zuzuführenden Gases umschaltet. Die Gaszufuhrvorrichtung 80 kann dem Filmbildungsgefäß 100 nach einer Filmbildung durch die Filmbildungsvorrichtung 200 beispielsweise Stickstoffgas zuführen, um den Innendruck des Filmbildungsgefäßes 100 wieder auf einen Druckpegel zurückzuführen, der ein Öffnen des Filmbildungsgefäßes 100 durch die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 erlaubt.
  • Die Auslassvorrichtung 90 gibt das Gas über die Auslassöffnungen 91 aus dem Filmbildungsgefäß 100 ab. Die Auslassvorrichtung 90 kann zum Beispiel durch eine Rotationspumpe, eine Diffusionspumpe oder eine Turbomolekularpumpe konfiguriert sein.
  • Der Controller 95 steuert die Betriebsvorgänge der gesamten Filmbildungsvorrichtung 200. Der Controller 95 beinhaltet eine CPU und einen Speicher. Die CPU führt Programme aus, die in dem Speicher gespeichert sind, um die Filmbildungsvorrichtung 200 zu steuern. Diese Programme können in verschiedenen Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet sein. Der Controller 95 steuert die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 zum Aufwärtsbewegen der ersten Form 110 relativ zu dem Werkstück W unter der Bedingung, dass die erste Form 110 und das Werkstück W mit dem ersten Abdichtelement 61 in Berührung stehen und die zweite Form 120 und das Werkstück W mit dem zweiten Abdichtelement 62 in Berührung stehen. Der Controller 95 steuert anschließend die Beförderungsvorrichtung 55 zum Aufwärtsbewegen des Werkstücks W relativ zu der zweiten Form 120. Der Controller 95 steuert auch die Beförderungsvorrichtung 55 zum Befördern des Werkstücks W. Der Controller 95 steuert die Auslassvorrichtung 90 zum Ablassen des Gases aus dem Filmbildungsgefäß 100 und steuert die Gaszufuhrvorrichtung 80 zum Zuführen des Gases in das Filmbildungsgefäß 100. Der Controller 95 steuert auch die Energieanlegeeinheit 70 zum Anlegen einer elektrischen Energie an das Filmbildungsobjekt 10 über das untere Maskierungselement 22.
  • 3 ist eine vergrößerte Teilansicht der Filmbildungsvorrichtung 200. 3 veranschaulicht eine durch die gestrichelte Linie in 1 gezeigte Fläche X. In 3 sind eine Berührungsposition P1 und eine Berührungsposition P2 zwischen dem Maskierungselement 20 und dem Isolierelement 30 gezeigt. Aus Positionen, in denen der Minuspol des Werkstücks W mit dem Isolierelement 30 in Berührung steht, ist die Berührungsposition P1 eine Position, die dem ersten ebenen Abschnitt 111 gegenüberliegt. Aus Positionen, in denen der Minuspol des Werkstücks W mit dem Isolierelement 30 in Berührung steht, ist die Berührungsposition P2 eine Position, die dem zweiten ebenen Abschnitt 121 gegenüberliegt. 3 zeigt auch einen Abstand A1 zwischen der Berührungsposition P1 und dem ersten ebenen Abschnitt 111 sowie einen Abstand B1 zwischen dem Filmbildungsobjekt 10 und dem Bodenabschnitt 113 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114. Genauer gesagt, kennzeichnet der Abstand B1 einen Abstand zwischen dem Minuspol des Werkstücks W, welcher dem ersten ausgenommenen Abschnitt 114 gegenüberliegt, und dem Bodenabschnitt 113 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114. In der nachstehenden Beschreibung gibt der Minuspol des Werkstücks W das Maskierungselement 20 und das Filmbildungsobjekt 10 an. 3 zeigt überdies einen Abstand A2 zwischen der Berührungsposition P2 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 sowie einen Abstand B2 zwischen dem Filmbildungsobjekt 10 und dem Bodenabschnitt 123 des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124. Genauer gesagt, kennzeichnet der Abstand B2 einen Abstand zwischen dem Minuspol des Werkstücks W, welcher dem zweiten ausgenommenen Abschnitt 124 gegenüberliegt, und dem Bodenabschnitt 123 des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124. In der Filmbildungsvorrichtung 200 ist der Abstand A1 kleiner als der Abstand B1. Mit anderen Worten ist ein durch den Minuspol des Werkstücks W und den ersten ebenen Abschnitt 111 gebildeter Raum kleiner als ein durch den Minuspol des Werkstücks W und den ersten ausgenommenen Abschnitt 114 gebildeter Raum. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Abstand A2 kleiner als der Abstand B2. Mit anderen Worten ist ein durch den Minuspol des Werkstücks W und den zweiten ebenen Abschnitt 121 gebildeter Raum kleiner als ein durch den Minuspol des Werkstücks W und den zweiten ausgenommenen Abschnitt 124 gebildeter Raum.
  • Gemäß dieser Ausführungsform sind der Abstand A1 und der Abstand A2 kürzer als die Abstände von Ummantelungen, die zwischen dem Minuspol (Filmbildungsobjekt 10 und Maskierungselement 20) des Werkstücks W und dem Filmbildungsgefäß 100 (genauer gesagt, dem ersten ebenen Abschnitt 111 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121) bei Anlegen einer elektrischen Energie zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem Filmbildungsgefäß 100 als dem Pluspol gebildet werden. Gemäß dieser Ausführungsform sind der Abstand A1 und der Abstand A2 kleiner oder gleich 2,0 mm. Der Abstand A1 und der Abstand A2 sind vorzugsweise größer oder gleich 0,5 mm im Hinblick auf das Sicherstellen einer ausreichenden Isolierung des Filmbildungsgefäßes 100 von dem Filmbildungsobjekt 10 und dem Maskierungselement 20.
  • 3 zeigt ferner einen kürzesten Abstand C entlang der X-Achse von einer Verbindungsposition Q1 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 mit dem ersten ebenen Abschnitt 111 und einer Verbindungsposition Q2 des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124 mit dem zweiten ebenen Abschnitt 121 zu den Berührungspositionen P1 und P2. Der Abstand C kennzeichnet auch einen kürzesten Abstand entlang der X-Achse von dem seitlichen Abschnitt 112 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 und dem seitlichen Abschnitt 122 des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124 zu den Berührungspositionen P1 und P2. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Abstand C größer als 0 (null). Gemäß dieser Ausführungsform ist der Abstand C größer oder gleich 10 mm.
  • A2. Filmbildungsverfahren
  • 4 ist ein Prozessdiagramm, das ein Filmbildungsverfahren durch die Filmbildungsvorrichtung 200 zeigt. In dem Prozess der Filmbildung durch die Filmbildungsvorrichtung 200 wird das Werkstück W zunächst in das Filmbildungsgefäß 100 befördert (Schritt S10). Gemäß dieser Ausführungsform werden das Isolierelement 30, das untere Maskierungselement 22 und das Filmbildungsobjekt 10 auf dem Träger 130 platziert, und das obere Maskierungselement 21 wird ferner auf dem Filmbildungsobjekt 10 platziert. Diese Konfiguration bewirkt, dass die Filmbildungs-Nichtzielteile 10B des Filmbildungsobjekts 10 von dem Maskierungselement 20 bedeckt werden. Die erste Form 110 des Filmbildungsgefäßes 100 wird anschließend durch die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 aufwärtsbewegt, und der Träger 130 mit dem Isolierelement 30, dem Maskierungselement 20 und dem Filmbildungsobjekt 10, welche darauf platziert sind, wird durch die Beförderungsvorrichtung 55 in das Filmbildungsgefäß 100 befördert. Der beförderte Träger 130 wird abwärtsbewegt und über das zweite Abdichtelement 62 auf der zweiten Form 120 platziert.
  • Das Filmbildungsgefäß 100 wird dann geschlossen (Schritt S20). Gemäß dieser Ausführungsform wird nach dem Befördern des Trägers 130 in das Filmbildungsgefäß 100 die erste Form 110 durch die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 abwärtsbewegt. Wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist, ist das Filmbildungszielteil 10A so angeordnet, dass es dem Innenraum des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 und dem Innenraum des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124 in dem Filmbildungsgefäß 100 zugewandt ist. Der Minuspol des Werkstücks W ist entfernt von dem ersten ebenen Abschnitt 111 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 platziert. Der Abstand A1 zwischen der Berührungsposition P1 des Minuspols (Maskierungselements 20) des Werkstücks W mit dem Isolierelement 30 und dem ersten ebenen Abschnitt 111 ist kleiner als der Abstand B1 zwischen dem Minuspol (Filmbildungsobjekt 10) des Werkstücks W und dem ersten ausgenommenen Abschnitt 114. Der Abstand A2 zwischen der Berührungsposition P2 des Minuspols (Maskierungselements 20) des Werkstücks W mit dem Isolierelement 30 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 ist kleiner als der Abstand B2 zwischen dem Minuspol (Filmbildungsobjekt 10) des Werkstücks W und dem zweiten ausgenommenen Abschnitt 124.
  • Anschließend wird das Gas aus dem Filmbildungsgefäß 100 abgelassen (Schritt S30). Gemäß dieser Ausführungsform kann die Filmbildungsvorrichtung 200 beispielsweise in eine Stickstoffatmosphäre platziert werden. In Schritt S30 wird die Auslassvorrichtung 90 zum Ablassen des Stickstoffgases aus dem Filmbildungsgefäß 100 über die Auslassöffnungen 91 verwendet, um das Filmbildungsgefäß 100 zu evakuieren.
  • Nach Ablassen des Gases aus dem Filmbildungsgefäß 100 wird ein Rohmaterialgas in das Filmbildungsgefäß 100 eingeleitet (Schritt S40). Genauer gesagt, leitet die Gaszufuhrvorrichtung 80 in Schritt S40 ein Trägergas und ein Rohmaterialgas über die Zufuhröffnungen 81 ein. Beispielsweise können Wasserstoffgas und Argongas als das Trägergas in das Filmbildungsgefäß 100 eingeleitet werden. Beispielsweise können Stickstoffgas und Pyridingas als das Rohmaterialgas in das Filmbildungsgefäß 100 eingeleitet werden. In Schritt S40 kann der Innendruck des Filmbildungsgefäßes 100 beispielsweise 11 Pa betragen. Beispielsweise kann die Energieanlegeeinheit 70 zum Zweck des Förderns der Filmbildungsgeschwindigkeit vor Zufuhr des Rohmaterialgases eine elektrische Energie zwischen den Minuspol (Filmbildungsobjekt 10 und Maskierungselement 20) des Werkstücks W und das Filmbildungsgefäß 100 anlegen, um die Temperatur des Werkstücks W anzuheben.
  • Dann wird eine elektrische Energie zwischen dem Minuspol (Filmbildungsobjekt 10 und Maskierungselement 20) des Werkstücks W und dem Filmbildungsgefäß 100 angelegt (Schritt S50). Wenn die elektrische Energie durch die Energieanlegeeinheit 70 zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem Filmbildungsgefäß 100 angelegt wird, dann wird ein Plasma in dem ersten ausgenommenen Abschnitt 114 und in dem zweiten ausgenommenen Abschnitt 124 erzeugt, so dass ein dünner Film auf dem Filmbildungszielteil 10A des Filmbildungsobjekts 10 gebildet wird. In Schritt S50 kann durch die Energieanlegeeinheit 70 eine elektrische Energie von beispielsweise –3000 V an den Minuspol des Werkstücks W angelegt werden. Die Beendigung von Schritt S50 stoppt die Zufuhr des Rohmaterialgases und das Anlegen einer elektrischen Energie und vollendet die Filmbildung.
  • Bei Vollendung der Filmbildung wird der Innendruck des Filmbildungsgefäßes 100 geregelt (Schritt S55). Gemäß dieser Ausführungsform wird dem Filmbildungsgefäß 100 durch die Gaszufuhrvorrichtung 80 Stickstoffgas zugeführt, um den Innendruck des Filmbildungsgefäßes 100 auf einen Druckpegel zurückzuführen, der ein Öffnen des Filmbildungsgefäßes 100 durch die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 erlaubt.
  • Die erste Form 110 wird anschließend relativ zu dem Werkstück W aufwärtsbewegt (Schritt S60). 5 ist ein Diagramm, das einen Prozess des Aufwärtsbewegens der ersten Form 110 relativ zu dem Werkstück W veranschaulicht. Die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50, die Beförderungsvorrichtung 55, die Energieanlegeeinheit 70, die Gaszufuhrvorrichtung 80, die Auslassvorrichtung 90 und der Controller 95 sind in der Darstellung in 5 und nachfolgenden Zeichnungen nicht berücksichtigt. Genauer gesagt, steuert der Controller 95 in Schritt S60 die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 zum Aufwärtsbewegen der ersten Form 110 relativ zu dem Werkstück W. Gemäß dieser Ausführungsform wird die erste Form 110 durch die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 aufwärtsbewegt. Dieser Prozess wird auch als „Prozess (a)” bezeichnet.
  • Nach dem Beginn von Schritt S60 wird das Werkstück W relativ zu der zweiten Form 120 aufwärtsbewegt (Schritt S70). 6 ist ein Diagramm, das einen Prozess des Aufwärtsbewegens des Werkstücks W relativ zu der zweiten Form 120 veranschaulicht. Gemäß dieser Ausführungsform steuert der Controller 95 die Beförderungsvorrichtung 55, so dass sie mit dem Ende 130t des Trägers 130 in Berührung gelangt und den Träger 130 (d. h. das Werkstück W) relativ zu der zweiten Form 120 aufwärtsbewegt. Dieser Prozess wird auch als „Prozess (b)” bezeichnet. Dieser Prozess wird vorzugsweise durchgeführt, nachdem Schritt S60 begonnen wurde, um die erste Form 110 durch die Öffnungs-Schließ-Vorrichtung 50 aufwärtszubewegen, und das Bewegen der ersten Form 110 anschließend beendet wird. Nach diesem Prozess wird das Werkstück W durch die Beförderungsvorrichtung 55 entlang der XZ-Ebene bewegt und aus dem Filmbildungsgefäß 100 herausbefördert. Dies vollendet die Filmbildung durch die Filmbildungsvorrichtung 200.
  • A.3 Vorteilhafte Wirkungen
  • A3-1. Vorteilhafte Wirkung 1
  • Es ist wahrscheinlich, dass in dem Prozess der Filmbildung auf dem Filmbildungsobjekt eine unerwünschte Substanz an dem Abdichtelement anhaftet. Die unerwünschte Substanz kann beispielsweise ein Film sein, der sich im Verlauf der Filmbildung nicht nur auf dem Filmbildungsobjekt, sondern auch auf der Innenwand des Filmbildungsgefäßes ablagert. Bei der unerwünschten Substanz kann es sich auch um Flakes bzw. Flocken des sich in dem Filmbildungsgefäß ablagernden Films handeln, welche infolge eines aus Öffnungs-Schließ-Vorgängen des Filmbildungsgefäßes während des Filmbildungsprozesses, eines Vorgangs des Hineinbeförderns des Werkstücks in das Filmbildungsgefäß und eines Vorgangs des Herausbeförderns des Werkstücks aus dem Filmbildungsgefäß herabfallen. Die unerwünschte Substanz kann auch eine Fremdsubstanz sein, die infolge eines dieser Vorgänge von außerhalb des Filmbildungsgefäßes in das Innere des Filmbildungsgefäßes gelangt. Das Vorhandensein derartiger unerwünschter Substanzen, welche an dem Abdichtelement anhaften, kann dazu führen, dass das Innere des Filmbildungsgefäßes nicht luftdicht gehalten werden kann, wenn das Filmbildungsgefäß geschlossen ist, und bewirkt wahrscheinlich eine schlechte Filmbildung. In der Filmbildungsvorrichtung 200 der ersten Vorrichtung ist das zweite Abdichtelement 62 jedoch an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehen. Selbst wenn die unerwünschte Substanz herabfällt, verhindert diese Konfiguration, dass die unerwünschte Substanz an dem zweiten Abdichtelement 62 anhaftet. Diese Konfiguration hält das Innere des Filmbildungsgefäßes 100 demgemäß luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist, und unterbindet damit eine schlechte Filmbildung.
  • In der Filmbildungsvorrichtung 200 der ersten Ausführungsform ist das erste Abdichtelement 61 auf dem ersten ebenen Abschnitt 111 vorgesehen. Diese Konfiguration braucht die ersten Abdichtelemente 61 nicht separat für eine Mehrzahl von Werkstücken W vorzusehen in dem Fall, dass die Filmbildung durch die Filmbildungsvorrichtung 200 für die Mehrzahl von Werkstücken W erfolgt. Diese Konfiguration reduziert demgemäß die erforderliche Anzahl erster Abdichtelemente 61.
  • Das Filmbildungsverfahren durch die Filmbildungsvorrichtung 200 der ersten Ausführungsform bewegt das Werkstück W aufwärts relativ zu der zweiten Form 120 nach Aufwärtsbewegen der ersten Form 110 relativ zu dem Werkstück W. Diese Konfiguration verhindert, dass die unerwünschte Substanz aus dem durch die zweite Form 120 und das Werkstück W gebildeten Raum zwischen die zweite Form 120 und das Werkstück W eindringt, bevor das an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehene zweite Abdichtelement 62 von dem zweiten ebenen Abschnitt 121 getrennt wird. Dies verhindert demgemäß, dass die unerwünschte Substanz an dem zweiten Abdichtelement 62 anhaftet, und unterbindet eine schlechte Filmbildung. Diese Konfiguration hält demgemäß das Innere des Filmbildungsgefäßes 100 luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung.
  • Selbst wenn die unerwünschte Substanz durch die Vibration während des Aufwärtsbewegens der ersten Form 110 relativ zu dem Werkstück W herabfällt, verhindert das Durchführen des Prozesses des Aufwärtsbewegens des Werkstücks W relativ zu der zweiten Form 120 (Schritt S70) nach Stoppen des Bewegens der ersten Form 110, dass die herabfallende unerwünschte Substanz zwischen die zweite Form 120 und das Werkstück W dringt, bevor das an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehene zweite Abdichtelement 62 von dem zweiten ebenen Abschnitt 121 getrennt wird. Dies verhindert demgemäß weiterhin, dass die unerwünschte Substanz an dem zweiten Abdichtelement 62 anhaftet. Diese Konfiguration hält ferner das Innere des Filmbildungsgefäßes 100 luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist, und unterbindet dadurch weiterhin eine schlechte Filmbildung.
  • A3-2. Vorteilhafte Wirkung 2
  • In der Filmbildungsvorrichtung 200 der ersten Ausführungsform ist das Isolierelement 30, das mit dem Minuspol (Maskierungselement 20 und Filmbildungsobjekt 10) des Werkstücks W in Berührung gelangt, zwischen dem ersten ebenen Abschnitt 111 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 platziert, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist. Der Abstand A1 zwischen der Berührungsposition P1 des Minuspols des Werkstücks W mit dem Isolierelement 30 und dem ersten ebenen Abschnitt 111 ist kleiner als der Abstand B1 zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem Bodenabschnitt 113 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114. Diese Konfiguration verhindert, dass Plasma aus dem ersten ausgenommenen Abschnitt 114 oder dem zweiten ausgenommenen Abschnitt 124 während der Filmbildung oder des Ätzens unter Verwendung des Plasmas in den durch den Minuspol des Werkstücks W und den ersten ebenen Abschnitt 111 gebildeten Raum eindringt. Dies reduziert demgemäß die Plasmamenge an der Berührungsposition P1 und reduziert dadurch die Möglichkeit einer abnormen elektrischen Entladung.
  • Analog ist der Abstand A2 zwischen der Berührungsposition P2 des dem zweiten ebenen Abschnitt 121 gegenüberliegenden Minuspols des Werkstücks W mit dem Isolierelement 30 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 kleiner als der Abstand B2 zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem Bodenabschnitt 123 des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124. Diese Konfiguration verhindert, dass Plasma aus dem zweiten ausgenommenen Abschnitt 124 oder dem ersten ausgenommenen Abschnitt 114 in den durch den Minuspol des Werkstücks W und den zweiten ebenen Abschnitt 121 gebildeten Raum eindringt. Dies reduziert demgemäß die Plasmamenge an der Berührungsposition P2 und reduziert dadurch die Möglichkeit einer abnormen elektrischen Entladung.
  • Der Abstand C entlang der X-Achse von der Verbindungsposition Q1 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 mit dem ersten ebenen Abschnitt 111 und der Verbindungsposition Q2 des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124 mit dem zweiten ebenen Abschnitt 121 zu dem Isolierelement 30 ist größer als 0 (null). Dies bewirkt, dass der Raum zur Plasmaerzeugung, der durch den ersten ausgenommenen Abschnitt 114 und den zweiten ausgenommenen Abschnitt 124 gebildet wird, von den Berührungspositionen P1 und P2 zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem Isolierelement 30 entfernt ist. Diese Konfiguration reduziert weiterhin die Plasmamenge an den Berührungspositionen P1 und P2 und reduziert dadurch ferner die Möglichkeit einer abnormen elektrischen Entladung.
  • Der Abstand A1 zwischen der Berührungsposition P1 des Minuspols des Werkstücks W mit dem Isolierelement 30 und dem ersten ebenen Abschnitt 111 ist kürzer als der Abstand der zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem ersten ebenen Abschnitt 111 gebildeten Ummantelung. Diese Konfiguration stört eine Erzeugung von Plasma zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem ersten ebenen Abschnitt 111. Der Abstand A2 zwischen der Berührungsposition P2 des Minuspols des Werkstücks W mit dem Isolierelement 30 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 ist kürzer als der Abstand der Umhüllung, die zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 gebildet wird. Diese Konfiguration stört eine Erzeugung von Plasma zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem zweiten ebenen Abschnitt 121. Dies reduziert wirkungsvoll die Plasmamenge an den Berührungspositionen P1 und P2 und reduziert dadurch wirkungsvoll die Möglichkeit einer abnormen elektrischen Entladung.
  • Der Abstand A1 und der Abstand A2 sind kleiner oder gleich 2,0 mm. Diese Konfiguration unterbindet weiterhin ein Eindringen von Plasma aus dem ersten ausgenommenen Abschnitt 114 und dem zweiten ausgenommenen Abschnitt 124 in den durch den Minuspol des Werkstücks W und den ersten ebenen Abschnitt 111 gebildeten Raum und in den durch den Minuspol des Werkstücks W und den zweiten ebenen Abschnitt 121 gebildeten Raum. Diese Konfiguration stört eine Erzeugung von Plasma zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem ersten ebenen Abschnitt 111. Dies stört auch eine Erzeugung von Plasma zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem zweiten ebenen Abschnitt 121. Dies reduziert weiterhin die Plasmamenge an den Berührungspositionen P1 und P2 und reduziert dadurch ferner wirkungsvoll die Möglichkeit einer abnormen elektrischen Entladung.
  • In der Filmbildungsvorrichtung 200 ist der Filmbildungszielteil 10A des Werkstücks W so angeordnet, dass er dem Innenraum des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 zugewandt ist und dem Innenraum des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124 zugewandt ist. Das Isolierelement 30 und das Ende des Minuspols (Maskierungselements 20) des Werkstücks W befinden sich zwischen dem ersten ebenen Abschnitt 111 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121. Diese Konfiguration erlaubt eine Verkleinerung der Filmbildungsvorrichtung 200 im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der das gesamte Werkstück W in dem Raum zur Plasmaerzeugung angeordnet ist. Ferner weist die Filmbildungsvorrichtung 200 einen kleinen Evakuierungsraum zum Zweck der Filmbildung auf. Dies verkürzt den zum Evakuieren erforderlichen Zeitraum und verkürzt dadurch den für eine Filmbildung auf dem Filmbildungszielteil 10A erforderlichen Zeitraum.
  • A4. Modifikationen der ersten Ausführungsform
  • A4-1. Modifikation 1 der ersten Ausführungsform
  • 7 ist ein Diagramm, das eine Filmbildungsvorrichtung 200h gemäß Modifikation 1 der ersten Ausführungsform veranschaulicht. 7 veranschaulicht den Zustand, in dem die erste Form 110 relativ zu dem Werkstück W aufwärtsbewegt wird und das Werkstück W anschließend relativ zu der zweiten Form 120 aufwärtsbewegt wird. Die Filmbildungsvorrichtung 200h dieser Modifikation unterscheidet sich von der Filmbildungsvorrichtung 200 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hauptsächlich durch eine Konfiguration, bei der ein erstes Abdichtelement 61h nicht an dem ersten ebenen Abschnitt 111, sondern an der Oberseite des Werkstücks W vorgesehen ist. Gemäß dieser Modifikation ist das erste Abdichtelement 61h in eine Nut eingesetzt, die in einer Oberseite eines Trägers 130h vorgesehen ist, und steht mit dem ersten ebenen Abschnitt 111 in Berührung, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist. Genau wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, ist das zweite Abdichtelement 62 in dieser Modifikation an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehen. Die übrige Konfiguration dieser Modifikation ist ähnlich jener der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
  • In dieser Filmbildungsvorrichtung 200h ist das zweite Abdichtelement 62 an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehen. Genau wie die oben beschriebene erste Ausführungsform verhindert diese Konfiguration, selbst wenn eine unerwünschte Substanz herabfällt, dass die unerwünschte Substanz an dem zweiten Abdichtelement 62 anhaftet. Diese Konfiguration Mit demgemäß das Innere des Filmbildungsgefäßes 100 luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung.
  • A4-2. Modifikation 2 der ersten Ausführungsform
  • 8 ist ein Diagramm, das eine Filmbildungsvorrichtung 200m gemäß Modifikation 2 der ersten Ausführungsform veranschaulicht. In der Filmbildungsvorrichtung 200m dieser Modifikation ist ein kürzester Abstand entlang eines ersten ebenen Abschnitts 111m von einer Verbindungsposition Q1 eines ersten ausgenommenen Abschnitts 114m mit dem ersten ebenen Abschnitt 111m und einer Verbindungsposition Q2 eines zweiten ausgenommenen Abschnitts 124m mit einem zweiten ebenen Abschnitt 121m zu den Berührungspositionen P1 und P2 des Minuspols des Werkstücks W mit dem Isolierelement 30 gleich 0 (null). Gemäß dieser Modifikation befinden sich die Verbindungsposition Q2 und die Verbindungsposition P2 in einer identischen YZ-Ebene. Demgemäß, wie in 8 gezeigt, liegt in einer Filmbildungsvorrichtung 100m das obere Maskierungselement 21 innerhalb des ersten ausgenommenen Abschnitts 114m einer ersten Form 110m frei, und ein Teil des unteren Maskierungselements 22 liegt innerhalb des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124m einer zweiten Form 120m frei. Genau wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, ist in dieser Modifikation der Abstand zwischen der Berührungsposition P1 und dem ersten ebenen Abschnitt 111m kleiner als der Abstand zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und einem Bodenabschnitt 113m des ersten ausgenommenen Abschnitts 114m. Analog ist der Abstand zwischen der Berührungsposition P2 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121m kleiner als der Abstand zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und einem Bodenabschnitt 123m des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124m. Diese Filmbildungsvorrichtung 200m reduziert auch die Möglichkeit einer abnormen elektrischen Entladung, genau wie die oben beschriebene erste Ausführungsform. Wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, ist das zweite Abdichtelement 62 in dieser Modifikation an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehen. Genau wie die oben beschriebene erste Ausführungsform, hält diese Konfiguration das Innere des Filmbildungsgefäßes 100m luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß 100m geschlossen ist, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung.
  • A4-3. Modifikation 3 der ersten Ausführungsform
  • Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist das Werkstück W so konfiguriert, dass es das Filmbildungsobjekt 10, das Maskierungselement 20, das Isolierelement 30 und den Träger 130 beinhaltet. Gemäß einer Modifikation kann das Werkstück W jedoch so konfiguriert sein, dass es nur das Filmbildungsobjekt 10 beinhaltet. Mit anderen Worten kann das Werkstück W so konfiguriert sein, dass es das Maskierungselement 20, das Isolierelement 30 und den Träger 130 nicht enthält. In dieser Modifikation kann das zweite Abdichtelement 62 an einer Unterseite des Filmbildungsobjekts 10 vorgesehen sein. Das Filmbildungsobjekt 10 kann durch die Beförderungsvorrichtung 55 befördert werden. In dieser Modifikation kann die obige Berührungsposition P1 eine Position sein, an der das Filmbildungsobjekt 10 mit dem ersten Abdichtelement 61 in Berührung steht, und die obige Berührungsposition P2 kann eine Position sein, an der das Filmbildungsobjekt 10 mit dem zweiten Abdichtelement 62 in Berührung steht. Der obige Abstand C kann ein kürzester Abstand entlang der X-Achse von der Verbindungsposition des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 mit dem ersten ebenen Abschnitt 111 und der Verbindungsposition des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124 mit dem zweiten ebenen Abschnitt 121 zu der Position sein, an der das Filmbildungsobjekt 10 mit dem ersten Abdichtelement 61 oder dem zweiten Abdichtelement 62 in Berührung steht.
  • Gemäß einer anderen Modifikation kann das Werkstück W so konfiguriert sein, dass es das Filmbildungsobjekt 10 und das Maskierungselement 20 beinhaltet. Mit anderen Worten kann das Werkstück W so konfiguriert sein, dass es das Isolierelement 30 und den Träger 130 nicht enthält. In dieser Modifikation kann das zweite Abdichtelement 62 an einer Unterseite des Filmbildungsobjekts 10 oder des unteren Maskierungselements 22 vorgesehen sein. Das Filmbildungsobjekt 10 und das Maskierungselement 20 können durch die Beförderungsvorrichtung 55 befördert werden. In dieser Modifikation kann die obige Berührungsposition P1 eine Position sein, an der das Filmbildungsobjekt 10 oder das Maskierungselement 20 mit dem ersten Abdichtelement 61 in Berührung steht, und die obige Berührungsposition P2 kann eine Position sein, an der das Filmbildungsobjekt 10 oder das Maskierungselement 20 mit dem zweiten Abdichtelement 62 in Berührung steht. Der obige Abstand C kann ein kürzester Abstand entlang der X-Achse von der Verbindungsposition des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 mit dem ersten ebenen Abschnitt 111 und der Verbindungsposition des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124 mit dem zweiten ebenen Abschnitt 121 zu der Position sein, an der das Filmbildungsobjekt 10 oder das Maskierungselement 20 mit dem ersten Abdichtelement 61 oder dem zweiten Abdichtelement 62 in Berührung steht.
  • A4-4. Modifikation 4 der ersten Ausführungsform
  • Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform verwendet die Filmbildungsvorrichtung 200 Plasma-CVD zur Filmbildung. Die Filmbildungsvorrichtung 200 kann jedoch eine andere Technik, wie etwa physikalische Dampfphasenabscheidung (PVD), zur Filmbildung auf dem Filmbildungszielteil 10A verwenden. Beispielsweise kann die Filmbildungsvorrichtung 200 mit einem Mechanismus zum Verdampfen (oder Sublimieren) eines Filmbildungsmaterials in dem Filmbildungsgefäß 100 ausgestattet sein und kann durch die Dampfphasenabscheidungstechnik einen Film auf dem Filmbildungszielteil 10A bilden. In einem anderen Beispiel kann die Filmbildungsvorrichtung 200 mit einem Mechanismus ausgestattet sein, um Partikel, die durch Verdampfen des Filmbildungsmaterials erhalten wurden, zu veranlassen, durch Plasma hindurchzutreten, und kann anhand der Ionenplattierungstechnik einen Film auf dem Filmbildungszielteil 10A bilden. In einem anderen Beispiel kann die Filmbildungsvorrichtung 200 mit einem Mechanismus ausgestattet sein, um hochenergetische Teilchen zu veranlassen, gegen das Filmbildungsmaterial (Target) zu prallen, und kann anhand der Sputtertechnik einen Film auf dem Filmbildungszielteil 10A bilden.
  • A4-5. Andere Modifikationen der ersten Ausführungsform
  • Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist der Abstand A1 zwischen der Berührungsposition P1 und dem ersten ebenen Abschnitt 111 kürzer als der Abstand der zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem ersten ebenen Abschnitt 111 gebildeten Ummantelung. Analog ist der Abstand A2 zwischen der Berührungsposition P2 und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 kürzer als der Abstand der zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 gebildeten Ummantelung. Gemäß einer Modifikation kann einer aus dem Abstand A1 und dem Abstand A2 größer sein als der Abstand der Ummantelung, oder sowohl der Abstand A1 als auch der Abstand A2 können größer sein als die Abstände der Ummantelungen. Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind der Abstand A1 und der Abstand A2 kleiner oder gleich 2,0 mm. Gemäß einer Modifikation kann einer aus dem Abstand A1 und dem Abstand A2 größer sein als 2,0 mm, oder sowohl der Abstand A1 als auch der Abstand A2 können größer sein als 2,0 mm.
  • Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform beinhaltet der erste ausgenommene Abschnitt 114 den seitlichen Abschnitt 112 und den Bodenabschnitt 113. Gemäß einer Modifikation kann der erste ausgenommene Abschnitt 114 irgendeine Konfiguration derart aufweisen, dass er von dem ersten ebenen Abschnitt 111 in einer Richtung weg von dem Filmbildungsobjekt 10 ausgenommen ist, und kann beispielsweise eine Halbkugelform aufweisen. In dieser Modifikation kann der Abstand B1 zwischen dem Minuspol des Werkstücks W und dem Bodenabschnitt 113 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 ein Abstand zwischen dem Minuspol des Werkstücks W, der dem ersten ausgenommenen Abschnitt 114 gegenüberliegt, und einer Position des ersten ausgenommenen Abschnitts 114 sein, die von dem Minuspol des Werkstücks W am weitesten entfernt ist.
  • Gemäß der obigen Ausführungsform weisen das Filmbildungsgefäß 100 und der Träger 130 das Massepotential auf. Gemäß einer Modifikation können das Filmbildungsgefäß 100 und der Träger 130 in dem Prozess der Filmbildung anhand von Plasma-CVD nicht das Massepotential aufweisen. Die Energieanlegeeinheit 70 kann irgendeine Konfiguration zum Anlegen einer elektrischen Energie zwischen dem Filmbildungsgefäß 100 und dem Filmbildungsobjekt 10 zur Filmbildung auf dem Filmbildungsobjekt 10 aufweisen.
  • B. Zweite Ausführungsform
  • B1. Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung
  • 9 ist eine schematische Schnittansicht, welche die Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung 200i gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht. 9 veranschaulicht die Filmbildungsvorrichtung 200i, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist. Die Filmbildungsvorrichtung 200i dieser Ausführungsform unterscheidet sich insofern von der Filmbildungsvorrichtung 200 der ersten Ausführungsform, als ein zweites Abdichtelement 62i einen größeren Durchmesser aufweist als der Durchmesser des ersten Abdichtelements 61. Der Durchmesser jedes Abdichtelements kennzeichnet die Dicke jedes Abdichtelements. Genau wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, ist das zweite Abdichtelement 62i in dieser Ausführungsform an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehen. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Durchmesser des zweiten Abdichtelements 62i größer als der Durchmesser des ersten Abdichtelements 61. Die Berührungsfläche zwischen dem zweiten Abdichtelement 62i und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 ist somit größer als die Berührungsfläche zwischen dem ersten Abdichtelement 61 und dem ersten ebenen Abschnitt 111, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist. Wie in 9 gezeigt, ist die Breite des zweiten Abdichtelements 62i in der X-Richtung demgemäß größer als die Breite des ersten Abdichtelements 61 in der X-Richtung. In der in 9 gezeigten Filmbildungsvorrichtung 200i ist die Mittenposition in der X-Richtung des zweiten Abdichtelements 62i identisch mit der Mittenposition in der X-Richtung des ersten Abdichtelements 61.
  • Gemäß dieser Ausführungsform beträgt der Durchmesser des zweiten Abdichtelements 62i etwa 8 mm, und der Durchmesser des ersten Abdichtelements 61 beträgt etwa 4 mm. Der Durchmesser des zweiten Abdichtelements 62i kann beispielsweise in einem Bereich von nicht weniger als 6 mm und nicht mehr als 10 mm liegen, und der Durchmesser des ersten Abdichtelements 61 kann beispielsweise in einem Bereich von nicht weniger als 3 mm und nicht mehr als 5 mm liegen. Die übrige Konfiguration der Filmbildungsvorrichtung 200i dieser Ausführungsform ist ähnlich jener der Filmbildungsvorrichtung 200 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, und ihre Beschreibung entfällt.
  • B2. Vorteilhafte Wirkungen
  • In der Filmbildungsvorrichtung 200i dieser Ausführungsform ist der Durchmesser des zweiten Abdichtelements 62i größer als der Durchmesser des ersten Abdichtelements 61. Diese Konfiguration bewirkt, dass die Berührungsfläche zwischen dem zweiten Abdichtelement 62i und dem zweiten ebenen Abschnitt 121 größer ist als die Berührungsfläche zwischen dem ersten Abdichtelement 61 und dem ersten ebenen Abschnitt 111 oder die Berührungsfläche zwischen dem ersten Abdichtelement 61 und dem Werkstück W, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist. Selbst wenn eine unerwünschte Substanz auf die zweite Form 120 herabfällt und an dem zweiten Abdichtelement 62i anhaftet, ermöglicht es diese Konfiguration dem zweiten ebenen Abschnitt 121 der zweiten Form 120, mit dem zweiten Abdichtelement 62i an einer Stelle des zweiten Abdichtelements 62i in Berührung zu gelangen, an der keine unerwünschte Substanz anhaftet. Diese Konfiguration hält demgemäß das Innere des Filmbildungsgefäßes 100 luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist, und unterbindet dadurch wirkungsvoll eine schlechte Filmbildung.
  • Der Durchmesser des zweiten Abdichtelements 62i ist größer als der Durchmesser des ersten Abdichtelements 61, und dies sorgt für die größere Berührungsfläche zwischen dem zweiten Abdichtelement 62i und dem zweiten ebenen Abschnitt 121. Selbst wenn im Verlauf des Beförderns des Werkstücks W in das Filmbildungsgefäß 100 eine positionelle Fehlausrichtung des Werkstücks W vorliegt, lässt diese Konfiguration es wahrscheinlich werden, dass mindestens ein Teil der Position in der X-Richtung des in 9 gezeigten ersten Abdichtelements 61 mindestens einen Teil der Position in der X-Richtung des zweiten Abdichtelements 62i überlappt. Demgemäß hält diese Konfiguration das Innere des Filmbildungsgefäßes 100 bei geschlossenem Filmbildungsgefäß 100 wahrscheinlich selbst dann luftdicht und unterbindet dadurch wahrscheinlich eine schlechte Filmbildung, wenn im Verlauf des Beförderns des Werkstücks W in das Filmbildungsgefäß 100 eine positionelle Fehlausrichtung des Werkstücks W vorliegt.
  • C. Dritte Ausführungsform
  • C1. Filmbildungsverfahren
  • 10 ist ein Prozessdiagramm, das ein Filmbildungsverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. Im Folgenden wird ein anderes Filmbildungsverfahren beschrieben, das zur Filmbildung unter Verwendung der Filmbildungsvorrichtung 200 der ersten Ausführungsform verwendbar ist. Genau wie in der ersten Ausführungsform, wird in dieser Ausführungsform der in 4 gezeigte Prozess von Schritt S10 bis Schritt 570 durchgeführt. Das Werkstück W wird anschließend aus dem Filmbildungsgefäß 100 herausbefördert (Schritt S80 in 10). Gemäß dieser Ausführungsform steuert der Controller 95 nach der Filmbildung die Beförderungsvorrichtung 55 zum Herausbefördern des Trägers 130 mit dem Isolierelement 30, dem Maskierungselement 20 und dem Filmbildungsobjekt 10, welche darauf platziert sind (d. h. des Werkstücks W), aus dem Filmbildungsgefäß 100. Dieser Prozess wird auch als „Prozess (c)” bezeichnet.
  • Das zweite Abdichtelement 62, das an der Unterseite des aus dem Filmbildungsgefäß 100 herausbeförderten Werkstücks W vorgesehen ist, wird dann gereinigt (Schritt S90 in 10). Gemäß dieser Ausführungsform werden nach dem Entfernen des Filmbildungsobjekts 10 von dem Träger 130 mit dem Isolierelement 30, dem Maskierungselement 20 und dem Filmbildungsobjekt 10, welche darauf platziert sind (d. h. dem Werkstück W), das Isolierelement 30, das Maskierungselement 20, der Träger 130 und das zweite Abdichtelement 62 gereinigt. Beispielsweise kann der Reinigungsprozess Luft auf das Maskierungselement 20, das Isolierelement 30, den Träger 130 und das zweite Abdichtelement 62 aufblasen, um jegliche unerwünschte Substanz, die an diesen Komponenten anhaftet, zu entfernen. In einem anderen Beispiel kann der Reinigungsprozess eine Bürste verwenden, um jegliche unerwünschte Substanz, die an diesen Komponenten anhaftet, zu entfernen. Dieser Prozess wird auch als „Prozess (d)” bezeichnet. Es ist möglich, das Reinigen nur für das zweite Abdichtelement 62 durchzuführen.
  • Nach dem Reinigen wird das Werkstück W (Isolierelement 30, Maskierungselement 20 und Filmbildungsobjekt 10 ohne gebildeten Film), das mit dem in Schritt S90 gereinigten zweiten Abdichtelement 62 versehen ist, durch die Beförderungsvorrichtung 55 in das Filmbildungsgefäß 100 befördert (Schritt S10). Gemäß dieser Ausführungsform kann das zweite Abdichtelement 62 somit erneut zur Filmbildung verwendet werden.
  • C2. Vorteilhafte Wirkungen
  • Selbst wenn eine unerwünschte Substanz an dem zweiten Abdichtelement 62 anhaftet, welches an dem Werkstück W vorgesehen ist, befördert das Filmbildungsverfahren der dritten Ausführungsform das Werkstück W aus dem Filmbildungsgefäß 100 heraus und reinigt das zweite Abdichtelement 62. Dies ermöglicht es, dass die unerwünschte Substanz außerhalb des Filmbildungsgefäßes 100 von dem zweiten Abdichtelement 62 entfernt wird. In dem Fall einer Filmbildung unter erneuter Verwendung des zweiten Abdichtelements 62 hält diese Konfiguration das Innere des Filmbildungsgefäßes 100 luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung.
  • Selbst wenn nach Abschluss von Schritt S70 in dem ersten Filmbildungszyklus durch die Filmbildungsvorrichtung 200 eine unerwünschte Substanz auf den zweiten ebenen Abschnitt 121 der zweiten Form 120 herabfällt, kann die auf den zweiten ebenen Abschnitt 121 herabfallende unerwünschte Substanz an das zweite Abdichtelement 62, das an der Unterseite des in dem zweiten Filmbildungszyklus in das Filmbildungsgefäß 100 beförderten Werkstücks W vorgesehen ist, gebunden und von diesem angesammelt werden. Die durch das zweite Abdichtelement 62 in dem zweiten Filmbildungszyklus angesammelte unerwünschte Substanz wird zusammen mit dem Werkstück W aus dem Filmbildungsgefäß 100 herausbefördert und durch Reinigen von dem zweiten Abdichtelement 62 entfernt. Diese Konfiguration unterbindet eine Ablagerung der unerwünschten Substanz auf dem zweiten ebenen Abschnitt 121. Diese Konfiguration reduziert die unerwünschte Substanz in dem Filmbildungsgefäß 100 und unterbindet dadurch ferner eine schlechte Filmbildung.
  • C3. Modifikation der dritten Ausführungsform
  • Die obige dritte Ausführungsform beschreibt das zur Filmbildung unter Verwendung der Filmbildungsvorrichtung 200 der ersten Ausführungsform eingesetzte Filmbildungsverfahren. Gemäß einer Modifikation kann dieses Filmbildungsverfahren zur Filmbildung unter Verwendung der Filmbildungsvorrichtung 200h gemäß Modifikation 1 der ersten Ausführungsform eingesetzt werden. Genauer gesagt, kann das Filmbildungsverfahren unter Verwendung der Filmbildungsvorrichtung 200h durchgeführt werden, welche so konfiguriert ist, dass das erste Abdichtelement 61h an der Oberseite des Werkstücks W (Trägers 130h) vorgesehen ist und das zweite Abdichtelement 62 an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehen ist. Gemäß dieser Modifikation kann in dem obigen Prozess des Reinigens des zweiten Abdichtelements 62 (Schritt S90 in 10) das erste Abdichtelement 61h zusätzlich zu dem zweiten Abdichtelement 62 gereinigt werden.
  • Gemäß dieser Modifikation ist das erste Abdichtelement 61h an der Oberseite des Werkstücks W vorgesehen. Selbst wenn eine unerwünschte Substanz an dem ersten Abdichtelement 61h anhaftet, das an dem Werkstück W vorgesehen ist, befördert diese Modifikation das Werkstück W aus dem Filmbildungsgefäß 100 heraus und reinigt das Werkstück W, um die unerwünschte Substanz außerhalb des Filmbildungsgefäßes 100 von dem ersten Abdichtelement 61h zu entfernen. In dem Fall einer Filmbildung unter erneuter Verwendung des ersten Abdichtelements 61h hält diese Konfiguration das Innere des Filmbildungsgefäßes 100 luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung.
  • Da wie bei der oben beschriebenen dritten Ausführungsform das zweite Abdichtelement 62h an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehen ist, hält das Filmbildungsverfahren unter Verwendung der Filmbildungsvorrichtung 200h gemäß dieser Modifikation das Innere des Filmbildungsgefäßes 100 luftdicht, wenn das Filmbildungsgefäß 100 geschlossen ist, und unterbindet dadurch eine schlechte Filmbildung.
  • D. Vierte Ausführungsform
  • D1. Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung
  • 11 ist eine schematische Teilschnittansicht, die einen Teil der Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung 200d gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht. 11 veranschaulicht eine Fläche X1, die der Fläche X von 1 entspricht. In der Filmbildungsvorrichtung 200d dieser Ausführungsform befindet sich eine Verbindungsposition Q1 eines ersten ausgenommenen Abschnitts 114d (genauer gesagt, des seitlichen Abschnitts 112d desselben) mit einem ersten ebenen Abschnitt 111d einer ersten Form 110d entfernt von einem Ende des Filmbildungszielteils 10A in Richtung des Isolierelements 30. Analog befindet sich eine Verbindungsposition Q2 eines zweiten ausgenommenen Abschnitts 124d (genauer gesagt, des seitlichen Abschnitts 122d desselben) mit einem zweiten ebenen Abschnitt 121d einer zweiten Form 120d entfernt vom Ende des Filmbildungszielteils 10A in Richtung des Isolierelements 30.
  • 11 zeigt einen Abstand L1 entlang der X-Achse zwischen der Verbindungsposition Q1 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114d mit dem ersten ebenen Abschnitt 111d und dem Ende des Filmbildungszielteils 10A. 11 zeigt auch einen Abstand L2 entlang der X-Achse zwischen der Verbindungsposition Q2 des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124d mit dem zweiten ebenen Abschnitt 121d und dem Ende des Filmbildungszielteils 10A. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Abstand L1 gleich dem Abstand L2. Wenn beispielsweise eine elektrische Energie von –1000 V durch die Energieanlegeeinheit 70 an den Minuspol des Werkstücks W angelegt wird und ein Filmbildungsgefäß 100d einen Innendruck von 10 Pa aufweist, dann sind die Abstände L1 und L2 vorzugsweise größer oder gleich etwa 3 mm. Wenn in einem anderen Beispiel eine elektrische Energie von –3000 V durch die Energieanlegeeinheit 70 an den Minuspol des Werkstücks W angelegt wird und ein Filmbildungsgefäß 100d einen Innendruck von 10 Pa aufweist, dann sind die Abstände L1 und L2 vorzugsweise größer oder gleich etwa 9 mm. Die Abstände L1 und L2 können je nach der elektrischen Energie, die durch die Energieanlegeeinheit 70 angelegt wird, und dem Innendruck (Vakuumgrad) des Filmbildungsgefäßes 100d verändert werden. Die übrige Konfiguration der Filmbildungsvorrichtung 200d dieser Ausführungsform ist ähnlich jener der Filmbildungsvorrichtung 200 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, und ihre Beschreibung entfällt.
  • D2. Vorteilhafte Wirkungen
  • Der Film wird auf dem Filmbildungszielteil durch Erzeugen eines Plasmas zwischen dem Minuspol des Werkstücks, an den eine elektrische Energie angelegt wird, und dem Filmbildungsgefäß gebildet. Es ist demgemäß zu bevorzugen, dass der Abstand zwischen dem Filmbildungszielteil und dem Filmbildungsgefäß größer ist als der Abstand der Ummantelung. Plasma wird möglicherweise nicht an einer Stelle erzeugt, an der sich das Filmbildungszielteil nahe bei dem Filmbildungsgefäß befindet. Dies kann zu einer schlechten Filmbildung an einem Ende des Filmbildungszielteils führen. In der Filmbildungsvorrichtung 200d dieser Ausführungsform jedoch befindet sich die Verbindungsposition Q1 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114d mit dem ersten ebenen Abschnitt 111d in dem Filmbildungsgefäß 100d entfernt vom Ende des Filmbildungszielteils 10A der Oberseite des Werkstücks W in Richtung des Isolierelements 30. Diese Konfiguration stellt den Abstand zwischen dem Filmbildungszielteil 10A der Oberseite des Werkstücks W und dem Filmbildungsgefäß 100d sicher. Diese Konfiguration unterbindet demgemäß eine schlechte Filmbildung am Ende des Filmbildungszielteils 10A der Oberseite des Werkstücks W.
  • Die Verbindungsposition Q2 des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124d mit dem zweiten ebenen Abschnitt 121d in dem Filmbildungsgefäß 100d befindet sich entfernt vom Ende des Filmbildungszielteils 10A der Unterseite des Werkstücks W in Richtung des Isolierelements 30. Diese Konfiguration stellt den Abstand zwischen dem Filmbildungszielteil 10A der Unterseite des Werkstücks W und dem Filmbildungsgefäß 100d sicher. Diese Konfiguration unterbindet demgemäß eine schlechte Filmbildung am Ende des Filmbildungszielteils 10A der Unterseite des Werkstücks W.
  • Darüber hinaus weist die Filmbildungsvorrichtung 200d dieser Ausführungsform die vorteilhafte Wirkung auf, die der vorteilhaften Wirkung 2 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ähnelt. Die Filmbildungsvorrichtung 200d reduziert demgemäß die Möglichkeit einer abnormen elektrischen Entladung.
  • D3. Modifikation der vierten Ausführungsform
  • Gemäß der oben beschriebenen vierten Ausführungsform ist der Abstand L1 zwischen der Verbindungsposition Q1 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114d mit dem ersten ebenen Abschnitt 111d und dem Ende des Filmbildungszielteils 10A gleich dem Abstand L2 zwischen der Verbindungsposition Q2 des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124d mit dem zweiten ebenen Abschnitt 121d und dem Ende des Filmbildungszielteils 10A. Gemäß einer Modifikation kann der Abstand L1 von dem Abstand L2 verschieden sein. Beispielsweise kann sich nur die Verbindungsposition Q1 des ersten ausgenommenen Abschnitts 114d mit dem ersten ebenen Abschnitt 111d entfernt vom Ende des Filmbildungszielteils 10A der Oberseite des Werkstücks W in Richtung des Isolierelements 30 befinden, oder nur die Verbindungsposition Q2 des zweiten ausgenommenen Abschnitts 124d mit dem zweiten ebenen Abschnitt 121d kann sich entfernt vom Ende des Filmbildungszielteils 10A der Unterseite des Werkstücks W in Richtung des Isolierelements 30 befinden.
  • E. Andere Modifikationen
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Filmbildungsobjekt 10 ein Separator. Das Filmbildungsobjekt 10 kann jedoch irgendein Element mit elektrischer Leitfähigkeit sein. In den obigen Ausführungsformen ist jede der Filmbildungsvorrichtungen 200 bis 200m so konfiguriert, dass sie einen Dünnfilm auf Kohlenstoffbasis bildet. Die Filmbildungsvorrichtung kann jedoch so konfiguriert sein, dass sie einen Dünnfilm aus einem anderen leitenden Element, wie etwa Gold (Au), Platin (Pt), Tantalum (Ta) oder Silizium (Si), bildet.
  • In den obigen Ausführungsformen sind das erste Abdichtelement 61 oder 61h und das zweite Abdichtelement 62 oder 62i ringförmige Gummielemente. Gemäß einer Modifikation kann das erste Abdichtelement 61 oder 61h irgendein Element sein, das an der Oberseite des ersten ebenen Abschnitts 111, 111d oder 111m oder der Oberseite des Werkstücks W vorgesehen ist und so konfiguriert ist, dass es das Innere des Filmbildungsgefäßes 100, 100d oder 100m luftdicht hält, wenn das Filmbildungsgefäß 100, 100d oder 100m geschlossen ist. Das zweite Abdichtelement 62 oder 62i kann irgendein Element sein, das an der Unterseite des Werkstücks W vorgesehen ist und so konfiguriert ist, dass es das Innere des Filmbildungsgefäßes 100, 100d oder 100m luftdicht hält, wenn das Filmbildungsgefäß 100, 100d oder 100m geschlossen ist. Jedes Abdichtelement kann mit der Oberseite des ersten ebenen Abschnitts 111, 111d oder 111m oder der Oberseite des Werkstücks W integriert sein oder kann mit der Unterseite des Werkstücks W durch Befestigung oder Spritzguss integriert sein. Wenn beispielsweise das erste Abdichtelement 61 mit der ersten Form 110 integriert ist, dann kann das erste Abdichtelement 61 in einer konvexen Struktur oder einer Winkelstruktur gebildet sein, welche einen Bodenabschnitt auf der Seite der ersten Form 110 aufweist und dem Werkstück W (Träger 130) zugewandt ist.
  • Die Offenbarung ist nicht auf eine der Ausführungsformen und deren oben beschriebene Modifikationen beschränkt, sondern ist durch eine Vielzahl anderer Konfigurationen implementierbar, ohne vom Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können die technischen Merkmale irgendeiner der Ausführungsformen und deren Modifikationen, welche den technischen Merkmalen jedes der in KURZFASSUNG beschriebenen Aspekte entsprechen, auf geeignete Weise ersetzt oder kombiniert werden, um alle oder einen Teil der oben beschriebenen Probleme zu lösen oder um alle oder einen Teil der oben beschriebenen vorteilhaften Wirkungen zu erzielen. Aus den Elementen, die in den jeweiligen Ausführungsformen und deren oben beschriebenen Modifikationen beinhaltet sind, sind diejenigen Elemente, die von den in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Elementen verschieden sind, zusätzliche Elemente und können gegebenenfalls entfallen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2016-086810 [0001]
    • JP 2009-62579 A [0003]

Claims (6)

  1. Filmbildungsvorrichtung, die zum Bilden eines Films auf einem Teil eines Werkstücks konfiguriert ist, wobei die Filmbildungsvorrichtung umfasst: ein Filmbildungsgefäß mit einer ersten Form, die sich über dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um einen ersten ausgenommenen Abschnitt, welcher von einem Filmbildungszielteil des Werkstücks aus gesehen nach oben ausgenommen ist, und einen um den ersten ausgenommenen Abschnitt angeordneten ersten ebenen Abschnitt zu beinhalten, und mit einer zweiten Form, die sich unter dem Werkstück befindet, so dass sie der ersten Form gegenüberliegt, und konfiguriert ist, um einen zweiten ebenen Abschnitt an einer dem ersten ebenen Abschnitt gegenüberliegenden Stelle zu beinhalten; ein erstes Abdichtelement, das sich zwischen dem ersten ebenen Abschnitt und dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um mit dem ersten ebenen Abschnitt und dem Werkstück in Berührung zu gelangen, wenn das Werkstück von dem ersten ebenen Abschnitt entfernt ist; und ein zweites Abdichtelement, das sich zwischen dem zweiten ebenen Abschnitt und dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um mit dem zweiten ebenen Abschnitt und dem Werkstück in Berührung zu gelangen, wenn das Werkstück von dem zweiten ebenen Abschnitt entfernt ist, wobei das zweite Abdichtelement an einer Unterseite des Werkstücks vorgesehen ist.
  2. Filmbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Abdichtelement an dem ersten ebenen Abschnitt vorgesehen ist.
  3. Filmbildungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das zweite Abdichtelement einen Durchmesser besitzt, der größer ist als ein Durchmesser des ersten Abdichtelements.
  4. Filmbildungsverfahren zum Bilden eines Films auf einem Teil eines Werkstücks durch eine Filmbildungsvorrichtung, wobei die Filmbildungsvorrichtung umfasst: ein Filmbildungsgefäß mit einer ersten Form, die sich über dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um einen ersten ausgenommenen Abschnitt, welcher von einem Filmbildungszielteil des Werkstücks aus gesehen nach oben ausgenommen ist, und einen um den ersten ausgenommenen Abschnitt angeordneten ersten ebenen Abschnitt zu beinhalten, und mit einer zweiten Form, die sich unter dem Werkstück befindet, so dass sie der ersten Form gegenüberliegt, und konfiguriert ist, um einen zweiten ebenen Abschnitt an einer dem ersten ebenen Abschnitt gegenüberliegenden Stelle zu beinhalten; ein erstes Abdichtelement, das sich zwischen dem ersten ebenen Abschnitt und dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um mit dem Werkstück in Berührung zu gelangen, wenn das Werkstück von dem ersten ebenen Abschnitt entfernt ist; und ein zweites Abdichtelement, das sich zwischen dem zweiten ebenen Abschnitt und dem Werkstück befindet und konfiguriert ist, um mit dem Werkstück in Berührung zu gelangen, wenn das Werkstück von dem zweiten ebenen Abschnitt entfernt ist, wobei das zweite Abdichtelement an einer Unterseite des Werkstücks vorgesehen ist, wobei das Filmbildungsverfahren umfasst: (a) Aufwärtsbewegen der ersten Form relativ zu dem Werkstück unter der Bedingung, dass die erste Form und das Werkstück mit dem ersten Abdichtelement in Berührung stehen und die zweite Form und das Werkstück mit dem zweiten Abdichtelement in Berührung stehen; und (b) Aufwärtsbewegen des Werkstücks relativ zu der zweiten Form nach Beginn von (a).
  5. Filmbildungsverfahren nach Anspruch 4, wobei das Filmbildungsverfahren das (b) nach Stoppen des Bewegens der ersten Form in (a) durchführt.
  6. Filmbildungsverfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, ferner umfassend: (c) Herausbefördern des Werkstücks aus dem Filmbildungsgefäß nach (b); und (d) Reinigen des zweiten Abdichtelements, das an der Unterseite des aus dem Filmbildungsgefäß herausbeförderten Werkstücks vorgesehen ist, nach (c).
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