JP6607159B2 - Ｃｖｄ成膜用マスク - Google Patents

Description

本発明は、ＣＶＤ成膜用マスクに関する。

ワークに対してＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜を行うときに、ワークの一部に対して成膜がなされないようにマスクで覆うことがある。この技術に関し、特許文献１は、プラズマＣＶＤ成膜装置で被成膜物の表面に膜を成膜する際に用いられるプラズマＣＶＤ成膜用マスクを開示する。特許文献１にかかるプラズマＣＶＤ成膜用マスクは、所定の位置に形成された第１開口部を有するマスク部材と、マスク部材よりも厚さ寸法の小さい金属部材とを備える。金属部材は、第１開口部と同じ開口位置に、第１開口部の開口寸法よりも小さな開口寸法にて第１開口部と略同形状で開口する第２開口部、及びこの第２開口部を形成する第２非開口部を有し、且つ当該第２非開口部がセラミックコートされている。

特開２０１４−２１４３６７号公報

ＣＶＤ装置を用いてＣＶＤ成膜が行われるとき、ＣＶＤ装置の内部は高温状態となる。したがって、熱によりワークが変形（反りなど）することがある。ワークがマスクに近づくようにした場合には、成膜の状態が不安定となるおそれはそれほどない。一方、ワークがマスクから遠ざかるように変形した場合には、成膜の状態が不安定となるおそれがある。

本発明の目的は、ワークが変形した場合であっても成膜を安定して行うことが可能なＣＶＤ成膜用マスクを提供することにある。

本発明にかかるＣＶＤ成膜用マスクは、ワークを成膜する際に前記ワークの端部の近傍に取り付けられた被保護部を覆うために用いられるＣＶＤ成膜用マスクであって、板材と、前記板材に固定され、前記ワークに設けられた穴に貫通することにより前記ワークを吊り下げるフックとを有し、前記板材は、前記フックが固定され、前記フックによって前記ワークが吊り下げられたときに前記被保護部を覆うマスク部と、前記マスク部の端部から前記マスク部の厚み方向に延びるように設けられ、前記フックによって前記ワークが吊り下げられたときに前記ワークの前記端部を覆う側面部とを有する。

本発明によれば、ワークが変形した場合であっても成膜を安定して行うことが可能なＣＶＤ成膜用マスクを提供できる。

実施の形態１にかかるＣＶＤ成膜装置を示す図である。 図１においてワークを上側から見た図である。 実施の形態１にかかるＣＶＤ成膜用マスクを示す斜視図である。 図２の矢印Ａで示す方向から見た、ＣＶＤ成膜用マスクの近傍を示す図である。 図２の矢印Ｂで示す方向から見た、ＣＶＤ成膜用マスクの近傍を示す図である。 ワークが吊り下げられた状態で変形した状態を示す図である。 ワークが吊り下げられた状態で変形した状態を示す図である。 比較例にかかるＣＶＤ成膜用マスクを用いて被保護部を覆っている場合にワークが変形した状態を示す図である。 比較例にかかるＣＶＤ成膜用マスクを用いて被保護部を覆っている場合にワークが変形した状態を示す図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

図１は、実施の形態１にかかるＣＶＤ成膜装置１０の構成を示す図である。ＣＶＤ成膜装置１０は、ワーク８０に対してプラズマＣＶＤ成膜処理を施す。ここで、ワーク８０は、例えば、燃料電池のセパレータとして用いられる、導電性およびガス不透過性を有する板状部材（例えば金属板）である。

図２は、図１においてワーク８０を上側から見た図である。ワーク８０の片方の端部８０ａの近傍には、成膜を施さないことが望まれる被保護部９０が設けられている。被保護部９０は、例えば、ワーク８０に関する情報（例えばシリアルナンバー等の識別情報）を示す画像である。被保護部９０は、例えば、バーコード又はＱＲコード（登録商標）等である。被保護部９０に成膜が施されてしまうと、情報を読み取ることができなくなるので、被保護部９０の機能を果たすことができなくなる。したがって、情報を読み取ることが可能な程度（つまり被保護部９０の機能を果たすことができる程度）に、被保護部９０に成膜が施されることが抑制されることが必要となる。

また、ワーク８０の、端部８０ａとは反対側の端部の近傍には、貫通穴８２が設けられている。また、ワーク８０の、被保護部９０（端部８０ａ）の近傍には、貫通穴８４が設けられている。

ＣＶＤ成膜装置１０は、ワーク８０を収容する容器１２と、電源２０と、ワーク８０を支持する支持部２２，２４とを有する。ワーク８０は、支持部２２，２４によって、ワーク８０の厚さ方向を水平方向とするように吊り下げられた状態で支持されている。また、容器１２には、ガス供給口１４が設けられている。ガス供給口１４を介して、プラズマＣＶＤ成膜処理を行う際に用いられるガスが、容器１２の内部に供給される。また、容器１２の内部は、プラズマＣＶＤ成膜処理が可能な程度に真空状態となっている。また、容器１２の内部は、プラズマＣＶＤ成膜処理が可能な程度に高温状態となっている。

支持部２２には、鉤型形状のフック３２が取り付けられている。フック３２は、ワーク８０の貫通穴８２に貫通している。これにより、ワーク８０は、フック３２によって支持される。また、支持部２４には、被保護部９０を覆うためのＣＶＤ成膜用マスク４０が取り付けられている。そして、ＣＶＤ成膜用マスク４０に設けられた、鉤型形状のフック４２が、ワーク８０の貫通穴８４に貫通している。これにより、ワーク８０は、フック４２によって支持される。このようにして、ワーク８０は、容器１２の内部で吊り下げられた状態に支持されている。

また、支持部２２，２４は、電流供給路２１を介して電源２０と電気的に接続されている。ここで、支持部２２，２４、フック３２、ＣＶＤ成膜用マスク４０及びフック４２は、導電性材料で形成されている。したがって、電源２０は、支持部２２，２４、フック３２、ＣＶＤ成膜用マスク４０及びフック４２を介して、ワーク８０と電気的に接続される。これにより、電源２０によってワーク８０は通電され、正極となる。また、容器１２は接地されているので、負極となる。したがって、ワーク８０と容器１２との間で、プラズマ放電がなされる。

次に、図２〜図５を用いて、ＣＶＤ成膜用マスク４０の詳細について説明する。図３は、実施の形態１にかかるＣＶＤ成膜用マスク４０を示す斜視図である。また、図４は、図２の矢印Ａで示す方向から見た、ＣＶＤ成膜用マスク４０の近傍を示す図である。また、図５は、図２の矢印Ｂで示す方向から見た、ＣＶＤ成膜用マスク４０の近傍を示す図である。

図３に示すように、ＣＶＤ成膜用マスク４０は、フック４２と、板材４４とを有する。板材４４は、マスク部４６と、側面部４８とを有する。側面部４８は、マスク部４６の端部４６ａからマスク部４６の厚み方向（図２の下方向）に延びるように設けられている。したがって、板材４４は、マスク部４６と側面部４８とにより、Ｌ字型形状に形成されている。

フック４２は、マスク部４６の、側面部４８が延設された側の面に固定されている。フック４２は、先端側が（図１において上方に）屈曲するように形成されている。これにより、図２、図４及び図５に示すように、フック４２がワーク８０の貫通穴８４に貫通してワーク８０が吊り下げられると、被保護部９０が、マスク部４６に覆われるようになる。

なお、図２では、ワーク８０（被保護部９０）とマスク部４６との間に隙間があるように見えるが、実際には、この隙間は非常に狭いので、この隙間から侵入するガスはわずかである。また、この隙間にガスが侵入したとしても、被保護部９０の機能が阻害されない程度の厚さにしか、成膜は施されない。

また、フック４２と側面部４８との距離Ｌは、ワーク８０の貫通穴８４とワーク８０の端部８０ａとの距離に対応した長さとなっている。したがって、フック４２がワーク８０の貫通穴８４に貫通してワーク８０が吊り下げられると、図２、図４及び図５に示すように、ワーク８０の端部８０ａは、側面部４８に接触することとなる。つまり、側面部４８は、ワーク８０の端部８０ａを覆うように構成されている。

また、ワーク８０は、吊り下げられた状態において、貫通穴８２においてフック３２と接触し、貫通穴８４においてフック４２と接触し、端部８０ａにおいてＣＶＤ成膜用マスク４０の側面部４８と接触している。ここで、上述したように、フック３２、フック４２及びＣＶＤ成膜用マスク４０は電源２０と電気的に接続されている。したがって、ワーク８０は、貫通穴８２、貫通穴８４及び端部８０ａの３つの接点において、電源２０と電気的に接続されている。

図６及び図７は、ワーク８０が吊り下げられた状態で変形した状態を示す図である。図６及び図７では、図２において下方向（図１において紙面手前方向）にワーク８０が反っている状態が示されている。上述したように、ワーク８０は、プラズマＣＶＤ成膜処理の際に、熱によって変形することがある。

このとき、図６に示すように、ワーク８０の端部８０ａは、下方向つまりマスク部４６から離れる方向に移動する。ここで、側面部４８がマスク部４６の端部からマスク部４６の厚み方向に延びるように設けられているので、ワーク８０が変形した場合であっても、ワーク８０の端部８０ａは、側面部４８に接触し得る。また、ワーク８０が変形した場合であっても、ワーク８０は、貫通穴８２においてフック３２と接触し、貫通穴８４においてフック４２と接触している。したがって、ワーク８０が変形した場合であっても、ワーク８０は、接点Ｐ１（貫通穴８２）、接点Ｐ２（貫通穴８４）及び接点Ｐ３（端部８０ａ）の３つの接点において、電源２０と電気的に接続されている。つまり、ワーク８０が変形した場合であっても、ワーク８０と電源２０との電気的な接点の数は、ワーク８０の変形前と変わらない。つまり、実施の形態１にかかるＣＶＤ成膜用マスク４０によって、ワーク８０と電源２０との電気的な接点の数を、ワーク８０の変形前から減少させることを抑制することができる。

また、図７に示すように、矢印Ｇで示すようにガスが流入した場合、側面部４８の外側の領域Ａ１において、プラズマ密度が高くなる。また、被保護部９０の近傍の領域Ａ２においては、ワーク８０の変形により、ワーク８０とマスク部４６との間隔が広がっている。しかしながら、側面部４８によって、ガスが矢印Ｇで示す方向から直接侵入することが抑制されている。したがって、領域Ａ２におけるプラズマ密度は低い。したがって、実施の形態１にかかるＣＶＤ成膜用マスク４０によって、ワーク８０が変形した場合であっても被保護部９０に成膜が施されることが抑制される。

（比較例）
以下、図８及び図９を用いて比較例について説明する。
図８及び図９は、比較例にかかるＣＶＤ成膜用マスク１４０を用いて被保護部９０を覆っている場合にワーク８０が変形した状態を示す図である。図８及び図９は、図２と同様の方向からワーク８０を見た図である。比較例にかかるＣＶＤ成膜用マスク１４０の構成は、実施の形態１にかかるＣＶＤ成膜用マスク４０から側面部４８を除外したものに対応する。したがって、比較例にかかるＣＶＤ成膜用マスク１４０は、平板材であるマスク部４６と、フック４２とを有する。

図８には、上方向（図１において紙面奥方向）にワーク８０が反っている状態が示されている。この場合、ワーク８０の端部８０ａがマスク部４６に接触し得る。したがって、ワーク８０がこの方向に反った場合は、ワーク８０は、接点Ｐ１（貫通穴８２）、接点Ｐ２（貫通穴８４）及び接点Ｐ３（端部８０ａ）の３つの接点において、電源２０と電気的に接続されている。なお、実施の形態１においても、図８に示すようにワークが反った場合は、ワーク８０の端部８０ａがマスク部４６に接触するので、上述した３つの接点が確保されている。

また、図８に示すようにワーク８０が反った状態で、矢印Ｇで示すようにガスが流入した場合、ワーク８０の端部８０ａがマスク部４６に接触しているので、矢印Ｇで示す方向から被保護部９０の近傍にガスが直接侵入することが抑制される。したがって、図８に示す状態であれば、被保護部９０に成膜が施されることが抑制されている。

一方、図９に示すように、上方向（図１において紙面手前方向）にワーク８０が反っている場合、ワーク８０の端部８０ａは、マスク部４６から離れてしまっている。したがって、ワーク８０は、接点Ｐ１（貫通穴８２）及び接点Ｐ２（貫通穴８４）の２つの接点のみにおいて、電源２０と電気的に接続されている。このように、接点が減少することで、接点不足による異常放電が発生するおそれがある。

また、ワーク８０の端部８０ａがマスク部４６から離れてしまうことにより、ガスが、矢印Ｇで示す方向から、直接、被保護部９０の近傍に侵入するおそれがある。これにより、被保護部９０の近傍のプラズマ密度が増加して、被保護部９０に、被保護部９０の機能を果たせない程度に厚く成膜が施されてしまうおそれがある。

一方、上述したように、実施の形態１にかかるＣＶＤ成膜用マスク４０を用いることによって、比較例にかかるＣＶＤ成膜用マスク１４０を用いた場合の上記問題点を解決することができる。すなわち、ワーク８０の端部８０ａがマスク部４６から離れるようにワーク８０が変形した場合であっても、端部８０ａは側面部４８に接触し得るので、ワーク８０と電源２０との電気的な接点の数を、ワーク８０の変形前から減少させることを抑制することができる。したがって、接点不足による異常放電の発生を抑制することが可能となる。

また、ワーク８０の端部８０ａがマスク部４６から離れるようにワーク８０が変形した場合であっても、ワーク８０の端部８０ａは側面部４８に覆われているので、ワーク８０の端部８０ａの側から、直接、被保護部９０の近傍にガスが侵入することが抑制される。したがって、被保護部９０の近傍のプラズマ密度の増加を抑制できるので、被保護部９０に、被保護部９０の機能を果たせない程度に厚く成膜が施されることを抑制することが可能となる。したがって、実施の形態１にかかるＣＶＤ成膜用マスク４０を用いることによって、ワーク８０が変形した場合であっても成膜を安定して行うことが可能となる。

（変形例）
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ワーク８０は、燃料電池のセパレータに限られない。また、被保護部９０は、ワーク８０に関する情報を示す画像に限られない。

また、図１に示す例においては、容器１２の右側に１つのガス供給口１４が設けられているとしたが、このような構成に限られない。ガス供給口は、容器１２の左側、上側又は下側に設けられていてもよい。さらに、ガス供給口は、容器１２の左側、上側及び下側に複数設けられていてもよい。

１０ ＣＶＤ成膜装置
１２ 容器
１４ ガス供給口
２０ 電源
３２ フック
４０ ＣＶＤ成膜用マスク
４２ フック
４４ 板材
４６ マスク部
４６ａ 端部
４８ 側面部
８０ ワーク
８０ａ 端部
８２ 貫通穴
８４ 貫通穴
９０ 被保護部

Claims (1)

1. ワークを成膜する際に前記ワークの端部の近傍に取り付けられた被保護部を覆うために用いられるＣＶＤ成膜用マスクであって、
   板材と、
   前記板材に固定され、前記ワークに設けられた穴に貫通することにより前記ワークを吊り下げるフックと
   を有し、
   前記板材は、
   前記フックが固定され、前記フックによって前記ワークが吊り下げられたときに前記被保護部を覆うマスク部と、
   前記マスク部の端部から前記マスク部の厚み方向に延びるように設けられ、前記フックによって前記ワークが吊り下げられたときに前記ワークの前記端部に接触し前記端部を覆う側面部と
   を有する
   ＣＶＤ成膜用マスク。

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