JP2003277920A - 薄膜の製造方法及び製造装置 - Google Patents
薄膜の製造方法及び製造装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の蒸発源を用いて電子ビーム蒸着を行な
い薄膜を形成する場合において、面内における組成比率
のばらつきを減少させる。 【解決手段】 第１薄膜材料を保持する第１蒸発源４０
ａと第２薄膜材料を保持する第２蒸発源４０ｂとを被蒸
着面と対向する面内で移動させながら、第１蒸発源４０
ａ及び第２蒸発源４０ｂの移動に追従するように電子ビ
ーム源５０からの電子ビーム５２を偏向させて、第１薄
膜材料及び第２薄膜材料を加熱する。
い薄膜を形成する場合において、面内における組成比率
のばらつきを減少させる。 【解決手段】 第１薄膜材料を保持する第１蒸発源４０
ａと第２薄膜材料を保持する第２蒸発源４０ｂとを被蒸
着面と対向する面内で移動させながら、第１蒸発源４０
ａ及び第２蒸発源４０ｂの移動に追従するように電子ビ
ーム源５０からの電子ビーム５２を偏向させて、第１薄
膜材料及び第２薄膜材料を加熱する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜の製造方法及び
製造装置に関する。
製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報通信時代の進展に伴い、薄膜の利用
範囲がますます拡大している。これに伴い、薄膜を製造
するためのプロセスと、薄膜の組成とについても日々開
発がなされている。
範囲がますます拡大している。これに伴い、薄膜を製造
するためのプロセスと、薄膜の組成とについても日々開
発がなされている。
【０００３】代表的な薄膜の製造プロセスとして蒸着法
がある。その中でも、薄膜材料に電子ビームを照射し加
熱して蒸発させる電子ビーム蒸着法は、高純度の薄膜が
得られるために、電子部品の製造過程などで広く使用さ
れている。
がある。その中でも、薄膜材料に電子ビームを照射し加
熱して蒸発させる電子ビーム蒸着法は、高純度の薄膜が
得られるために、電子部品の製造過程などで広く使用さ
れている。
【０００４】そのとき、薄膜に様々な特性を付与するた
めに、異種材料を異なる蒸発源から同時に蒸発させて同
一の被蒸着領域に付着させることにより、複数の材料か
らなる混合薄膜を形成することが出来る。
めに、異種材料を異なる蒸発源から同時に蒸発させて同
一の被蒸着領域に付着させることにより、複数の材料か
らなる混合薄膜を形成することが出来る。
【０００５】例えば、被蒸着領域の下側に第１薄膜材料
を保持する第１蒸発源と第２薄膜材料を保持する第２蒸
発源とを近接して設置する。そして、第１薄膜材料を第
１電子ビーム源からの電子ビームで加熱し蒸発させ、同
様に第２薄膜材料を第２電子ビーム源からの電子ビーム
で加熱し蒸発させる。これにより、被蒸着領域に第１薄
膜材料と第２薄膜材料とからなる混合薄膜を形成するこ
とが可能である。
を保持する第１蒸発源と第２薄膜材料を保持する第２蒸
発源とを近接して設置する。そして、第１薄膜材料を第
１電子ビーム源からの電子ビームで加熱し蒸発させ、同
様に第２薄膜材料を第２電子ビーム源からの電子ビーム
で加熱し蒸発させる。これにより、被蒸着領域に第１薄
膜材料と第２薄膜材料とからなる混合薄膜を形成するこ
とが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、混合薄膜を構成する各材料の組成比率が薄膜
の面内においてばらつくという問題があった。この問題
は、混合薄膜の組成比率を厳密に管理する必要がある用
途では致命的であった。
方法では、混合薄膜を構成する各材料の組成比率が薄膜
の面内においてばらつくという問題があった。この問題
は、混合薄膜の組成比率を厳密に管理する必要がある用
途では致命的であった。
【０００７】例えば、リチウム２次電池を薄膜積層技術
を利用して製造する場合、基板上に正極活物質層として
ＬｉＣｏＯ2の薄膜を形成する必要がある。この薄膜
は、従来、Ｌｉ及びＣｏを別々の蒸発源として、それぞ
れを電子ビーム加熱法により同時に蒸発させて、酸素雰
囲気下で蒸着することで形成していた。ところが、Ｌｉ
及びＣｏが別々の蒸発源から蒸発するため、被蒸着領域
の全面にわたってＬｉとＣｏの組成比率が均一な薄膜を
得ることが困難であった。ＬｉとＣｏの組成比率が所望
する通りでない場合には、電池容量の低下などの製品欠
陥を生じる。
を利用して製造する場合、基板上に正極活物質層として
ＬｉＣｏＯ2の薄膜を形成する必要がある。この薄膜
は、従来、Ｌｉ及びＣｏを別々の蒸発源として、それぞ
れを電子ビーム加熱法により同時に蒸発させて、酸素雰
囲気下で蒸着することで形成していた。ところが、Ｌｉ
及びＣｏが別々の蒸発源から蒸発するため、被蒸着領域
の全面にわたってＬｉとＣｏの組成比率が均一な薄膜を
得ることが困難であった。ＬｉとＣｏの組成比率が所望
する通りでない場合には、電池容量の低下などの製品欠
陥を生じる。
【０００８】被蒸着領域を小さくすれば、所望する組成
比率の薄膜が得られるが、生産性が低下し、工業的生産
には適さない。
比率の薄膜が得られるが、生産性が低下し、工業的生産
には適さない。
【０００９】本発明は、上記の従来の問題を解決し、複
数の蒸発源を用いて電子ビーム蒸着を行ない薄膜を形成
する場合において、被蒸着領域の全面にわたって所望す
るとおりの組成比率を有する薄膜を得ることができる薄
膜の製造方法及び製造装置を提供することを目的とす
る。
数の蒸発源を用いて電子ビーム蒸着を行ない薄膜を形成
する場合において、被蒸着領域の全面にわたって所望す
るとおりの組成比率を有する薄膜を得ることができる薄
膜の製造方法及び製造装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために以下の構成とする。
達成するために以下の構成とする。
【００１１】本発明の薄膜の製造方法は、少なくとも第
１薄膜材料と第２薄膜材料とを電子ビーム加熱法により
加熱し蒸発させて、被蒸着面上に、前記第１薄膜材料と
前記第２薄膜材料とを含む薄膜を真空蒸着により製造す
る方法であって、前記第１薄膜材料を保持する第１蒸発
源と前記第２薄膜材料を保持する第２蒸発源とを前記被
蒸着面と対向する面内で移動させながら、前記第１蒸発
源及び前記第２蒸発源の移動に追従するように電子ビー
ム源からの電子ビームを偏向させて、前記第１薄膜材料
及び前記第２薄膜材料に前記電子ビームを照射すること
を特徴とする。
１薄膜材料と第２薄膜材料とを電子ビーム加熱法により
加熱し蒸発させて、被蒸着面上に、前記第１薄膜材料と
前記第２薄膜材料とを含む薄膜を真空蒸着により製造す
る方法であって、前記第１薄膜材料を保持する第１蒸発
源と前記第２薄膜材料を保持する第２蒸発源とを前記被
蒸着面と対向する面内で移動させながら、前記第１蒸発
源及び前記第２蒸発源の移動に追従するように電子ビー
ム源からの電子ビームを偏向させて、前記第１薄膜材料
及び前記第２薄膜材料に前記電子ビームを照射すること
を特徴とする。
【００１２】また、本発明の薄膜の製造装置は、被蒸着
面に向けて配置され、第１薄膜材料を保持する第１蒸発
源と、前記被蒸着面に向けて配置され、第２薄膜材料を
保持する第２蒸発源と、前記第１薄膜材料及び前記第２
薄膜材料を電子ビーム加熱法により加熱し蒸発させるた
めの電子ビームを放出する電子ビーム源と、前記電子ビ
ームを偏向させる偏向装置と、前記第１蒸発源及び前記
第２蒸発源を前記被蒸着面と対向する面内で移動させる
駆動装置とを備え、前記偏向装置は、前記第１蒸発源及
び前記第２蒸発源の移動に追従させて、前記電子ビーム
を偏向させることを特徴とする。
面に向けて配置され、第１薄膜材料を保持する第１蒸発
源と、前記被蒸着面に向けて配置され、第２薄膜材料を
保持する第２蒸発源と、前記第１薄膜材料及び前記第２
薄膜材料を電子ビーム加熱法により加熱し蒸発させるた
めの電子ビームを放出する電子ビーム源と、前記電子ビ
ームを偏向させる偏向装置と、前記第１蒸発源及び前記
第２蒸発源を前記被蒸着面と対向する面内で移動させる
駆動装置とを備え、前記偏向装置は、前記第１蒸発源及
び前記第２蒸発源の移動に追従させて、前記電子ビーム
を偏向させることを特徴とする。
【００１３】以上の本発明の薄膜の製造方法及び製造装
置によれば、面内における組成比率のばらつきが少ない
混合薄膜を得ることができる。
置によれば、面内における組成比率のばらつきが少ない
混合薄膜を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
薄膜の製造装置の一実施の形態を示した概略構成図であ
る。
薄膜の製造装置の一実施の形態を示した概略構成図であ
る。
【００１５】巻き出しロール１２から巻き出された長尺
の帯状の支持体２０が、巻き出し側ガイドロール１４を
経て、矢印方向に回転する円筒状のキャンローラ１０の
外周面に沿って搬送され、巻き取り側ガイドロール１６
を経て巻き取りロール１８に巻き取られる。支持体２０
の搬送速度は自由に設定できるが、例えば０．６ｍ／ｍ
ｉｎである。
の帯状の支持体２０が、巻き出し側ガイドロール１４を
経て、矢印方向に回転する円筒状のキャンローラ１０の
外周面に沿って搬送され、巻き取り側ガイドロール１６
を経て巻き取りロール１８に巻き取られる。支持体２０
の搬送速度は自由に設定できるが、例えば０．６ｍ／ｍ
ｉｎである。
【００１６】３０は真空槽、３２は真空槽３０の内部を
仕切る隔壁、３４はキャンローラ１０の下部を露出させ
るために隔壁３２に設けられた開口、３６は真空槽３０
内を所定の真空度に維持するための真空ポンプである。
また、３８は蒸発原子流中に反応性ガスを導入するため
のガスノズルである。
仕切る隔壁、３４はキャンローラ１０の下部を露出させ
るために隔壁３２に設けられた開口、３６は真空槽３０
内を所定の真空度に維持するための真空ポンプである。
また、３８は蒸発原子流中に反応性ガスを導入するため
のガスノズルである。
【００１７】開口３４から露出したキャンローラ１０上
の支持体２０（被蒸着面）に対向するように、その下部
には、３種類の薄膜材料をそれぞれ保持する３つの蒸発
源（坩堝）４０ａ，４０ｂ，４０ｃが回転テーブル４２
上に載置されている。回転テーブル４２は駆動装置（モ
ータ）４４により水平面内で回転する。蒸発源４０ａ，
４０ｂ，４０ｃの側部には電子ビーム源５０が設置され
ている。電子ビーム源５０の電子銃（図示せず）からの
電子ビーム５２が蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの回転
移動に追従して蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃ内の薄膜
材料を順に照射して加熱し蒸発させる。
の支持体２０（被蒸着面）に対向するように、その下部
には、３種類の薄膜材料をそれぞれ保持する３つの蒸発
源（坩堝）４０ａ，４０ｂ，４０ｃが回転テーブル４２
上に載置されている。回転テーブル４２は駆動装置（モ
ータ）４４により水平面内で回転する。蒸発源４０ａ，
４０ｂ，４０ｃの側部には電子ビーム源５０が設置され
ている。電子ビーム源５０の電子銃（図示せず）からの
電子ビーム５２が蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの回転
移動に追従して蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃ内の薄膜
材料を順に照射して加熱し蒸発させる。
【００１８】電子ビーム源５０からの電子ビーム５２が
蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの回転に追従する様子を
図２、図３を用いて説明する。
蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの回転に追従する様子を
図２、図３を用いて説明する。
【００１９】図２は、回転テーブル４２上の蒸発源４０
ａ，４０ｂ，４０ｃ（順に、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」と
する）の配置を示した概略平面図である。図２中、４２
ａは回転テーブル４２の回転方向、４１は蒸発源４０
ａ，４０ｂ，４０ｃの各中心（蒸発源に保持された薄膜
材料の位置）を含む円であり、円４１の中心は回転テー
ブル４２の回転中心と一致する。換言すれば、円４１は
蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの各中心の移動軌跡を示
す。
ａ，４０ｂ，４０ｃ（順に、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」と
する）の配置を示した概略平面図である。図２中、４２
ａは回転テーブル４２の回転方向、４１は蒸発源４０
ａ，４０ｂ，４０ｃの各中心（蒸発源に保持された薄膜
材料の位置）を含む円であり、円４１の中心は回転テー
ブル４２の回転中心と一致する。換言すれば、円４１は
蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの各中心の移動軌跡を示
す。
【００２０】図３の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、一定時
間間隔毎の蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの位置とその
ときの電子ビーム５２とを示した概略斜視図である。
間間隔毎の蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの位置とその
ときの電子ビーム５２とを示した概略斜視図である。
【００２１】図３に示したように、蒸発源４０ａ，４０
ｂ，４０ｃは、時間Ｔ＝ｔ１のときは図３（Ａ）の位置
にあり、一定時間後の時間Ｔ＝ｔ２のときは図３（Ｂ）
の位置に移動し、更に一定時間後の時間Ｔ＝ｔ３のとき
は図３（Ｃ）の位置に移動し、更に一定時間後には図３
（Ａ）の状態に戻る。蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの
回転速度は例えば６０ｒｐｍである。
ｂ，４０ｃは、時間Ｔ＝ｔ１のときは図３（Ａ）の位置
にあり、一定時間後の時間Ｔ＝ｔ２のときは図３（Ｂ）
の位置に移動し、更に一定時間後の時間Ｔ＝ｔ３のとき
は図３（Ｃ）の位置に移動し、更に一定時間後には図３
（Ａ）の状態に戻る。蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの
回転速度は例えば６０ｒｐｍである。
【００２２】このように蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃ
の連続した回転移動に追従しながら、電子ビーム源５０
から射出される電子ビーム５２が蒸発源４０ａ，４０
ｂ，４０ｃを順に走査する。例えば、電子ビーム５０
は、蒸発源４０ａ内の薄膜材料を時間４ｍｓｅｃ照射し
た後、蒸発源４０ｂ内の薄膜材料を時間４ｍｓｅｃ照射
し、次いで、蒸発源４０ｃ内の薄膜材料を時間２ｍｓｅ
ｃ照射する。その後、再度、蒸発源４０ａ内の薄膜材料
から同様に順に走査を繰り返す。電子ビーム５２は図２
の円４１上にある点に着地するように設定されている。
の連続した回転移動に追従しながら、電子ビーム源５０
から射出される電子ビーム５２が蒸発源４０ａ，４０
ｂ，４０ｃを順に走査する。例えば、電子ビーム５０
は、蒸発源４０ａ内の薄膜材料を時間４ｍｓｅｃ照射し
た後、蒸発源４０ｂ内の薄膜材料を時間４ｍｓｅｃ照射
し、次いで、蒸発源４０ｃ内の薄膜材料を時間２ｍｓｅ
ｃ照射する。その後、再度、蒸発源４０ａ内の薄膜材料
から同様に順に走査を繰り返す。電子ビーム５２は図２
の円４１上にある点に着地するように設定されている。
【００２３】このような電子ビーム５２の走査は、偏向
コイルを備えた偏向装置（図示せず）を用い、これから
の偏向磁界を変化させることで行なう。また、電子ビー
ム５２を蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの回転移動に追
従させるには、何らかの方法で蒸発源４０ａ，４０ｂ，
４０ｃの各位置を検出し、これに応じて偏向磁界を変化
させればよい。例えば蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃを
回転させる駆動装置４４をステッピングモータを用いて
構成し、これからの回転位相信号から各蒸発源４０ａ，
４０ｂ，４０ｃの位置を計算し、その結果に基づいて電
子ビーム５２を偏向させる上記偏向磁界を変化させるこ
とで、電子ビーム５２を移動する蒸発源４０ａ，４０
ｂ，４０ｃに追従させることができる。
コイルを備えた偏向装置（図示せず）を用い、これから
の偏向磁界を変化させることで行なう。また、電子ビー
ム５２を蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの回転移動に追
従させるには、何らかの方法で蒸発源４０ａ，４０ｂ，
４０ｃの各位置を検出し、これに応じて偏向磁界を変化
させればよい。例えば蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃを
回転させる駆動装置４４をステッピングモータを用いて
構成し、これからの回転位相信号から各蒸発源４０ａ，
４０ｂ，４０ｃの位置を計算し、その結果に基づいて電
子ビーム５２を偏向させる上記偏向磁界を変化させるこ
とで、電子ビーム５２を移動する蒸発源４０ａ，４０
ｂ，４０ｃに追従させることができる。
【００２４】以上のように、本実施の形態では、開口３
４内の被蒸着面に対向して配置された蒸発源４０ａ，４
０ｂ，４０ｃを水平面内で回転させながら、電子ビーム
蒸着を行なうので、支持体２０の幅方向（キャンローラ
１０の回転軸方向と平行な方向）において組成比率が均
一な混合薄膜を形成することが可能である。
４内の被蒸着面に対向して配置された蒸発源４０ａ，４
０ｂ，４０ｃを水平面内で回転させながら、電子ビーム
蒸着を行なうので、支持体２０の幅方向（キャンローラ
１０の回転軸方向と平行な方向）において組成比率が均
一な混合薄膜を形成することが可能である。
【００２５】上記において、支持体２０の搬送速度をＶ
（ｍｍ／ｓｅｃ）、図１に示した開口３４の支持体２０
の移動方向における開口幅をＢ（ｍｍ）、回転テーブル
４２の回転速度をＲ（ｒｐｍ）としたとき、Ｖ×Ｒ／Ｂ
が３〜１０を満足することが好ましい。Ｖ×Ｒ／Ｂは５
〜７を満足することがより好ましく、６であることが最
も好ましい。この条件を満足するとき、支持体２０の幅
方向において組成比率が均一な混合薄膜を安定的に形成
することができる。
（ｍｍ／ｓｅｃ）、図１に示した開口３４の支持体２０
の移動方向における開口幅をＢ（ｍｍ）、回転テーブル
４２の回転速度をＲ（ｒｐｍ）としたとき、Ｖ×Ｒ／Ｂ
が３〜１０を満足することが好ましい。Ｖ×Ｒ／Ｂは５
〜７を満足することがより好ましく、６であることが最
も好ましい。この条件を満足するとき、支持体２０の幅
方向において組成比率が均一な混合薄膜を安定的に形成
することができる。
【００２６】また、電子ビーム５２が蒸発源４０ａ，４
０ｂ，４０ｃをそれぞれ照射する時間を変更することに
より、それらに保持されている薄膜材料に投入されるパ
ワーを変更することができる。これにより、薄膜材料の
蒸発量が変化し、形成される混合薄膜の組成比率を変更
することが可能である。
０ｂ，４０ｃをそれぞれ照射する時間を変更することに
より、それらに保持されている薄膜材料に投入されるパ
ワーを変更することができる。これにより、薄膜材料の
蒸発量が変化し、形成される混合薄膜の組成比率を変更
することが可能である。
【００２７】支持体２０としては、金属箔や樹脂シート
が使用される。金属箔としては、ステンレス鋼、銅、ニ
ッケルなどからなる箔を使用することができる。樹脂シ
ートとしては、例えばポリエチレンテレフタレートから
なるシートを使用することができる。
が使用される。金属箔としては、ステンレス鋼、銅、ニ
ッケルなどからなる箔を使用することができる。樹脂シ
ートとしては、例えばポリエチレンテレフタレートから
なるシートを使用することができる。
【００２８】また、薄膜の形成時に、ガスノズル３８か
ら反応性ガスを薄膜形成領域に向けて導入することによ
り、反応蒸着を行なうことができる。反応性ガスとして
は特に限定されないが、酸素、窒素などを用いることが
できる。
ら反応性ガスを薄膜形成領域に向けて導入することによ
り、反応蒸着を行なうことができる。反応性ガスとして
は特に限定されないが、酸素、窒素などを用いることが
できる。
【００２９】蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃに保持され
る薄膜材料は特に限定されず、例えばＬｉ、Ｃｏ、Ｍ
ｎ、Ｐ、Ｃｒなどを用いることができる。形成される薄
膜としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＰＯＮ等を例
示できる。
る薄膜材料は特に限定されず、例えばＬｉ、Ｃｏ、Ｍ
ｎ、Ｐ、Ｃｒなどを用いることができる。形成される薄
膜としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＰＯＮ等を例
示できる。
【００３０】（実施の形態２）本実施の形態は、実施の
形態１と蒸発源及び電子ビーム源の配置と蒸発源の移動
が異なり、その他の点は実施の形態１と同様である。従
って、実施の形態１と異なる点のみを説明し、実施の形
態１と共通する説明を省略する。
形態１と蒸発源及び電子ビーム源の配置と蒸発源の移動
が異なり、その他の点は実施の形態１と同様である。従
って、実施の形態１と異なる点のみを説明し、実施の形
態１と共通する説明を省略する。
【００３１】図４は、本実施の形態における蒸発源及び
電子ビーム源のある瞬間での配置を示した斜視図であ
る。図４において、矢印３５はキャンローラ１０の回転
軸と平行な方向を示している。
電子ビーム源のある瞬間での配置を示した斜視図であ
る。図４において、矢印３５はキャンローラ１０の回転
軸と平行な方向を示している。
【００３２】Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれ６個の蒸発源４０
が、矢印３５の方向を長手方向とする長円上にＡ，Ｂ，
Ｃの順に繰り返して配置されている。これら合計１８個
の蒸発源４０は図示しない駆動装置により移動方向４６
の向きに循環移動する。１８個の蒸発源４０の周囲に６
つの電子ビーム源５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５
０ｅ，５０ｆが配置されている。２点鎖線で囲まれた領
域６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ
は、それぞれ電子ビーム源５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５
０ｄ，５０ｅ，５０ｆに対応する。電子ビーム源５０
ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆからの各
電子ビーム５２は、それぞれ領域６０ａ，６０ｂ，６０
ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ内にあるＡ，Ｂ，Ｃからな
る３つの蒸発源４０を実施の形態１と同様に順に走査し
て、それらに保持された薄膜材料を加熱する。例えば、
電子ビーム源５０ａからの電子ビーム５２は、領域６０
ａ内にあるＡ，Ｂ，Ｃの３つの蒸発源４０の移動に追従
しながら、これら３つの蒸発源４０を順に走査する。
が、矢印３５の方向を長手方向とする長円上にＡ，Ｂ，
Ｃの順に繰り返して配置されている。これら合計１８個
の蒸発源４０は図示しない駆動装置により移動方向４６
の向きに循環移動する。１８個の蒸発源４０の周囲に６
つの電子ビーム源５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５
０ｅ，５０ｆが配置されている。２点鎖線で囲まれた領
域６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ
は、それぞれ電子ビーム源５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５
０ｄ，５０ｅ，５０ｆに対応する。電子ビーム源５０
ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆからの各
電子ビーム５２は、それぞれ領域６０ａ，６０ｂ，６０
ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ内にあるＡ，Ｂ，Ｃからな
る３つの蒸発源４０を実施の形態１と同様に順に走査し
て、それらに保持された薄膜材料を加熱する。例えば、
電子ビーム源５０ａからの電子ビーム５２は、領域６０
ａ内にあるＡ，Ｂ，Ｃの３つの蒸発源４０の移動に追従
しながら、これら３つの蒸発源４０を順に走査する。
【００３３】以上の蒸発源４０及び電子ビーム源５０
ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆは、図１
に示した開口３４の下部に、開口３４内に露出した支持
体２０と対向して配置される。
ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆは、図１
に示した開口３４の下部に、開口３４内に露出した支持
体２０と対向して配置される。
【００３４】本実施の形態によれば、支持体２０の幅
（矢印３５と平行な方向の幅）が広い場合であっても、
幅方向において組成比率が均一な混合薄膜を形成するこ
とが可能である。
（矢印３５と平行な方向の幅）が広い場合であっても、
幅方向において組成比率が均一な混合薄膜を形成するこ
とが可能である。
【００３５】上記の実施の形態２において、蒸発源４０
の個数は支持体２０の幅に応じて変更することができ
る。また、蒸発源４０の移動軌道は、上記のような長円
形である必要はなく、円形、楕円形、長方形などであっ
ても良い。
の個数は支持体２０の幅に応じて変更することができ
る。また、蒸発源４０の移動軌道は、上記のような長円
形である必要はなく、円形、楕円形、長方形などであっ
ても良い。
【００３６】上記の実施の形態１，２では、蒸発源４０
としてＡ，Ｂ，Ｃの３種類の蒸発源を使用する場合を例
に説明したが、本発明はこれに限定されず、形成する薄
膜の組成に応じて２種類又は４種類以上の蒸発源を使用
することもできる。
としてＡ，Ｂ，Ｃの３種類の蒸発源を使用する場合を例
に説明したが、本発明はこれに限定されず、形成する薄
膜の組成に応じて２種類又は４種類以上の蒸発源を使用
することもできる。
【００３７】また、実施の形態１，２では、異なる種類
の蒸発源の個数が全て同一の場合を例に説明したが、蒸
発源の種類ごとに個数を変更しても良い。例えば、実施
の形態２において、蒸発源Ａ，Ｂ，Ｃの個数比率を１：
２：３に設定することもできる。形成される薄膜の組成
に概略一致するように蒸発源の個数比率を設定し、電子
ビーム５２の照射時間で薄膜の組成比率を微調整するこ
とができる。これにより、様々な組成比率の混合薄膜を
容易に製造できる。
の蒸発源の個数が全て同一の場合を例に説明したが、蒸
発源の種類ごとに個数を変更しても良い。例えば、実施
の形態２において、蒸発源Ａ，Ｂ，Ｃの個数比率を１：
２：３に設定することもできる。形成される薄膜の組成
に概略一致するように蒸発源の個数比率を設定し、電子
ビーム５２の照射時間で薄膜の組成比率を微調整するこ
とができる。これにより、様々な組成比率の混合薄膜を
容易に製造できる。
【００３８】また、薄膜を形成する支持体としては、上
記の実施の形態１，２のような帯状の支持体である必要
はなく、キャンローラ１０自体を支持体として、キャン
ローラ１０の外周面上に直接薄膜を形成しても良い。支
持体を連続的に移動させることにより効率よく薄膜を製
造できる。あるいは、支持体として円形又は矩形の平板
を用い、これを被蒸着領域に間欠送りしても良い。この
場合には、複数の蒸発源の移動軌道は平板の形状や大き
さに応じて決定することが好ましい。
記の実施の形態１，２のような帯状の支持体である必要
はなく、キャンローラ１０自体を支持体として、キャン
ローラ１０の外周面上に直接薄膜を形成しても良い。支
持体を連続的に移動させることにより効率よく薄膜を製
造できる。あるいは、支持体として円形又は矩形の平板
を用い、これを被蒸着領域に間欠送りしても良い。この
場合には、複数の蒸発源の移動軌道は平板の形状や大き
さに応じて決定することが好ましい。
【００３９】本発明により得られる薄膜は、面内方向に
ほぼ均一な組成比率を有するので、薄膜の組成比率が厳
密に管理される用途に特に好適に使用される。例えば、
薄膜電池、光スイッチ、超音波センサー、高集積メモ
リ、赤外センサ、超音波センサ、薄膜高誘電率体等を構
成する薄膜の製造に応用できる。薄膜電池であれば、例
えばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＰＯＮなどの薄
膜、薄膜高誘電率体の絶縁膜であればＰｂＴｉＯ3、Ｓ
ｉ−Ｏ−Ｔｉなどのの薄膜の製造に使用できる。
ほぼ均一な組成比率を有するので、薄膜の組成比率が厳
密に管理される用途に特に好適に使用される。例えば、
薄膜電池、光スイッチ、超音波センサー、高集積メモ
リ、赤外センサ、超音波センサ、薄膜高誘電率体等を構
成する薄膜の製造に応用できる。薄膜電池であれば、例
えばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＰＯＮなどの薄
膜、薄膜高誘電率体の絶縁膜であればＰｂＴｉＯ3、Ｓ
ｉ−Ｏ−Ｔｉなどのの薄膜の製造に使用できる。
【００４０】
【実施例】（実施例１）本発明を薄膜電池に応用するた
めに、実施の形態１で説明した図１〜図３の装置を用い
てＬｉＣｏＯ2薄膜を形成した。
めに、実施の形態１で説明した図１〜図３の装置を用い
てＬｉＣｏＯ2薄膜を形成した。
【００４１】誘導加熱により外周面を３００℃に保持キ
ャンローラ１０の外周面上に、支持体２０としてステン
レス鋼からなる厚さ１０μｍ、幅３００ｍｍの金属箔を
走行させた。走行速度Ｖは１０ｍｍ／ｍｉｎとした。開
口３４の支持体２０の走行方向における開口幅Ｂは１０
０ｍｍであった。
ャンローラ１０の外周面上に、支持体２０としてステン
レス鋼からなる厚さ１０μｍ、幅３００ｍｍの金属箔を
走行させた。走行速度Ｖは１０ｍｍ／ｍｉｎとした。開
口３４の支持体２０の走行方向における開口幅Ｂは１０
０ｍｍであった。
【００４２】蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃとして、直
径３４ｍｍの坩堝を使用し、蒸着材料としてのＬｉを蒸
発源４０ａの坩堝内に、Ｃｏを蒸発源４０ｂの坩堝内に
それぞれ投入した。蒸発源４０ｃの坩堝は空のままとし
た。蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの各中心を通る円４
１の直径は４６ｍｍであった。蒸発源４０ａ，４０ｂ，
４０ｃの回転速度Ｒは６０ｒｐｍであった。蒸発源４０
ａ，４０ｂ，４０ｃの回転中心（円４１の中心）の水平
面内での位置は、支持体２０の幅方向における中心位置
と一致させた。蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃと支持体
２０との間の鉛直方向距離は２００ｍｍであった。
径３４ｍｍの坩堝を使用し、蒸着材料としてのＬｉを蒸
発源４０ａの坩堝内に、Ｃｏを蒸発源４０ｂの坩堝内に
それぞれ投入した。蒸発源４０ｃの坩堝は空のままとし
た。蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの各中心を通る円４
１の直径は４６ｍｍであった。蒸発源４０ａ，４０ｂ，
４０ｃの回転速度Ｒは６０ｒｐｍであった。蒸発源４０
ａ，４０ｂ，４０ｃの回転中心（円４１の中心）の水平
面内での位置は、支持体２０の幅方向における中心位置
と一致させた。蒸発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃと支持体
２０との間の鉛直方向距離は２００ｍｍであった。
【００４３】電子ビーム源５０を構成する電子銃として
日本電子（株）製のＪＥＢＧ−３０３ＵＡを用い、偏向
装置を用いて電子ビーム５２を蒸発源の回転移動に追従
させながら、電子ビーム５２を、蒸発源４０ａ，４０ｂ
に交互に同時間ずつ照射した。
日本電子（株）製のＪＥＢＧ−３０３ＵＡを用い、偏向
装置を用いて電子ビーム５２を蒸発源の回転移動に追従
させながら、電子ビーム５２を、蒸発源４０ａ，４０ｂ
に交互に同時間ずつ照射した。
【００４４】１０００℃に加熱したガスノズル３８を開
口３４の中央部に向けて設置し、反応性ガスとして酸素
ガスを被蒸着領域内に導入した。真空槽３０内の圧力は
６．５×１０-2Ｐａであった。
口３４の中央部に向けて設置し、反応性ガスとして酸素
ガスを被蒸着領域内に導入した。真空槽３０内の圧力は
６．５×１０-2Ｐａであった。
【００４５】以上により、支持体２０上に厚さ２μｍの
ＬｉＣｏＯ2薄膜を連続的に形成した。
ＬｉＣｏＯ2薄膜を連続的に形成した。
【００４６】（比較例１）上記の実施例１において、蒸
発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの回転を行なわない以外は
全く同様にして支持体２０上に厚さ２μｍのＬｉＣｏＯ
2薄膜を連続的に形成した。蒸発源４０ａ，４０ｂは、
支持体２０の幅方向に配置した。
発源４０ａ，４０ｂ，４０ｃの回転を行なわない以外は
全く同様にして支持体２０上に厚さ２μｍのＬｉＣｏＯ
2薄膜を連続的に形成した。蒸発源４０ａ，４０ｂは、
支持体２０の幅方向に配置した。
【００４７】［評価］実施例１及び比較例１で得た支持
体２０上のＬｉＣｏＯ2薄膜の幅方向のＬｉ／Ｃｏの組
成比率をＩＣＰ（inductively coupled plasma spectro
metry（誘導結合高周波プラズマ分光分析））を用いて
測定した。
体２０上のＬｉＣｏＯ2薄膜の幅方向のＬｉ／Ｃｏの組
成比率をＩＣＰ（inductively coupled plasma spectro
metry（誘導結合高周波プラズマ分光分析））を用いて
測定した。
【００４８】結果を図５に示す。図５において、横軸は
支持体２０の幅方向の位置（一方の端からの距離）を、
縦軸は各位置でのＬｉ／Ｃｏの組成比率を示す。
支持体２０の幅方向の位置（一方の端からの距離）を、
縦軸は各位置でのＬｉ／Ｃｏの組成比率を示す。
【００４９】図５から、Ｌｉ／Ｃｏ＝１±０．１の範囲
は、実施例１では約２５０ｍｍであるのに対して、比較
例１では約１００ｍｍであった。これより、本発明によ
り幅方向に組成が均一な薄膜が形成できることが分か
る。
は、実施例１では約２５０ｍｍであるのに対して、比較
例１では約１００ｍｍであった。これより、本発明によ
り幅方向に組成が均一な薄膜が形成できることが分か
る。
【００５０】なお、実施例１及び比較例１において、幅
方向の両端部でＬｉ／Ｃｏの組成比率が上昇しているの
は、Ｌｉ蒸気の拡散角がＣｏ蒸気の拡散角より大きいた
めであると考えられる。支持体２０の幅に応じて円４１
の直径を変化させるか、実施の形態２（図４）で示した
ように蒸発源４０を循環させることにより、支持体２０
の全幅にわたってＬｉ／Ｃｏの組成比率を略一定にする
ことは可能であると考えられる。
方向の両端部でＬｉ／Ｃｏの組成比率が上昇しているの
は、Ｌｉ蒸気の拡散角がＣｏ蒸気の拡散角より大きいた
めであると考えられる。支持体２０の幅に応じて円４１
の直径を変化させるか、実施の形態２（図４）で示した
ように蒸発源４０を循環させることにより、支持体２０
の全幅にわたってＬｉ／Ｃｏの組成比率を略一定にする
ことは可能であると考えられる。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、面内における組成比率
のばらつきが少ない混合薄膜を得ることができる。
のばらつきが少ない混合薄膜を得ることができる。
【図１】 本発明の薄膜の製造装置の一実施の形態を示
した概略構成図である。
した概略構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態１における蒸発源の配置
を示した概略平面図である。
を示した概略平面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１における蒸発源の移動
とこれに追従する電子ビームを示した概略斜視図であ
る。
とこれに追従する電子ビームを示した概略斜視図であ
る。
【図４】 本発明の実施の形態２におけるある瞬間での
蒸発源及び電子ビーム源の配置を示した斜視図である。
蒸発源及び電子ビーム源の配置を示した斜視図である。
【図５】 実施例１及び比較例１の薄膜について幅方向
のＬｉ／Ｃｏの組成比率を測定した結果を示した図であ
る。
のＬｉ／Ｃｏの組成比率を測定した結果を示した図であ
る。
１０ キャンローラ
１２ 巻き出しロール
１４ 巻き出し側ガイドロール
１６ 巻き取り側ガイドロール
１８ 巻き取りロール
２０ 支持体
３０ 真空槽
３２ 隔壁
３４ 開口
３５ キャンローラの回転軸方向
３６ 真空ポンプ
３８ ガスノズル
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 蒸発源
４１ 蒸発源の中心の軌跡円
４２ 回転テーブル
４４ 駆動装置
４６ 移動方向
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０
ｆ 電子ビーム源 ５２ 電子ビーム ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ 領
域
ｆ 電子ビーム源 ５２ 電子ビーム ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ 領
域
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ▲高▼井 より子
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 酒井 仁
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 稲葉 純一
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 伊藤 修二
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 樋口 洋
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 4K029 CA02 DB14 DB22 DB23
5H050 AA19 BA16 CA07 CB11 GA02
GA24 GA27 HA12 HA20
Claims (12)
- 【請求項１】 少なくとも第１薄膜材料と第２薄膜材料
とを電子ビーム加熱法により加熱し蒸発させて、被蒸着
面上に、前記第１薄膜材料と前記第２薄膜材料とを含む
薄膜を真空蒸着により製造する方法であって、 前記第１薄膜材料を保持する第１蒸発源と前記第２薄膜
材料を保持する第２蒸発源とを前記被蒸着面と対向する
面内で移動させながら、前記第１蒸発源及び前記第２蒸
発源の移動に追従するように電子ビーム源からの電子ビ
ームを偏向させて、前記第１薄膜材料及び前記第２薄膜
材料に前記電子ビームを照射することを特徴とする薄膜
の製造方法。 - 【請求項２】 前記電子ビームは、前記第１薄膜材料及
び前記第２薄膜材料を交互に走査することを特徴とする
請求項１に記載の薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 前記電子ビームが前記第１薄膜材料及び
前記第２薄膜材料をそれぞれ照射する時間を変えること
により、前記薄膜中の前記第１薄膜材料と前記第２薄膜
材料との組成比率を変更することを特徴とする請求項１
に記載の薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 前記被蒸着面を連続的に移動させながら
真空蒸着を行なうことを特徴とする請求項１に記載の薄
膜の製造方法。 - 【請求項５】 前記第１蒸発源及び前記第２蒸発源が共
通する円周上を移動することを特徴とする請求項１に記
載の薄膜の製造方法。 - 【請求項６】 前記第１蒸発源及び前記第２蒸発源が共
通する長円上を移動し、前記長円の長軸方向は、前記被
蒸着面の移動方向と直交する方向と平行であることを特
徴とする請求項４に記載の薄膜の製造方法。 - 【請求項７】 被蒸着面に向けて配置され、第１薄膜材
料を保持する第１蒸発源と、 前記被蒸着面に向けて配置され、第２薄膜材料を保持す
る第２蒸発源と、 前記第１薄膜材料及び前記第２薄膜材料を電子ビーム加
熱法により加熱し蒸発させるための電子ビームを放出す
る電子ビーム源と、 前記電子ビームを偏向させる偏向装置と、 前記第１蒸発源及び前記第２蒸発源を前記被蒸着面と対
向する面内で移動させる駆動装置とを備え、 前記偏向装置は、前記第１蒸発源及び前記第２蒸発源の
移動に追従させて、前記電子ビームを偏向させることを
特徴とする薄膜の製造装置。 - 【請求項８】 前記偏向装置は、前記電子ビームが前記
第１薄膜材料及び前記第２薄膜材料を交互に照射するよ
うに前記電子ビームを走査させることを特徴とする請求
項７に記載の薄膜の製造装置。 - 【請求項９】 前記電子ビームが前記第１薄膜材料及び
前記第２薄膜材料をそれぞれ照射する時間を任意に調整
可能であることを特徴とする請求項７に記載の薄膜の製
造装置。 - 【請求項１０】 更に、前記被蒸着面に向けて配置さ
れ、第３薄膜材料を保持する第３蒸発源を備え、 前記駆動装置は、前記第１蒸発源、前記第２蒸発源及び
前記第３蒸発源を前記被蒸着面と対向する面内で移動さ
せ、 前記偏向装置は、前記第１蒸発源、前記第２蒸発源及び
前記第３蒸発源の移動に追従させて、前記電子ビームを
偏向させることを特徴とする請求項７に記載の薄膜の製
造装置。 - 【請求項１１】 前記第１蒸発源及び前記第２蒸発源の
うちの少なくとも一方を複数有することを特徴とする請
求項７に記載の薄膜の製造装置。 - 【請求項１２】 更に、前記被蒸着面を移動させる移動
機構を備えることを特徴とする請求項７に記載の薄膜の
製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086796A JP2003277920A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 薄膜の製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086796A JP2003277920A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 薄膜の製造方法及び製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003277920A true JP2003277920A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29233272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002086796A Withdrawn JP2003277920A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 薄膜の製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003277920A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008508671A (ja) * | 2004-07-30 | 2008-03-21 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | リチウム化電極製造方法、本方法により得られるリチウム化電極、ならびに、この使用 |
| WO2008114481A1 (ja) * | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Panasonic Corporation | 電気化学素子とその電極の製造方法、製造装置 |
| JP2008221532A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Oshima Denki Seisakusho:Kk | 成膜装置 |
| JP2011518954A (ja) * | 2008-04-28 | 2011-06-30 | ライトラブ・スウェーデン・エービー | 蒸着システム |
| CN101619441B (zh) * | 2009-06-22 | 2012-10-17 | 北京京运通科技股份有限公司 | 扫描蒸镀制膜的设备 |
| US8420263B2 (en) | 2008-04-03 | 2013-04-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrode collector manufacturing method and manufacturing apparatus, and battery provided with said collector |
| US20140287160A1 (en) * | 2011-07-21 | 2014-09-25 | Toyota Motor Corporation | Vapour deposition process for the preparation of a phosphate compound |
| CN113454262A (zh) * | 2020-01-28 | 2021-09-28 | 株式会社爱发科 | 沉积源及沉积装置 |
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002086796A patent/JP2003277920A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008508671A (ja) * | 2004-07-30 | 2008-03-21 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | リチウム化電極製造方法、本方法により得られるリチウム化電極、ならびに、この使用 |
| JP2008221532A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Oshima Denki Seisakusho:Kk | 成膜装置 |
| WO2008114481A1 (ja) * | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Panasonic Corporation | 電気化学素子とその電極の製造方法、製造装置 |
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| CN101619441B (zh) * | 2009-06-22 | 2012-10-17 | 北京京运通科技股份有限公司 | 扫描蒸镀制膜的设备 |
| US20140287160A1 (en) * | 2011-07-21 | 2014-09-25 | Toyota Motor Corporation | Vapour deposition process for the preparation of a phosphate compound |
| JP2014525989A (ja) * | 2011-07-21 | 2014-10-02 | イリカ テクノロジーズ リミテッド | リン酸塩化合物の調製のための蒸着方法 |
| US9533886B2 (en) | 2011-07-21 | 2017-01-03 | Ilika Technologies Ltd. | Vapour deposition process for the preparation of a phosphate compound |
| CN113454262A (zh) * | 2020-01-28 | 2021-09-28 | 株式会社爱发科 | 沉积源及沉积装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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