JP2008231454A - 真空蒸着装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 真空蒸着装置において、金属基板3に蒸着膜を形成すると同時に、第1の透明フィルム基板6と第2の透明フィルム基板9に蒸着膜を形成する。第1の透明フィルム基板6及び第2の透明フィルム基板9の抵抗値と透過率を測定し、蒸着原料22の蒸発量、第1酸素ノズル18および第2酸素ノズル19から供給する酸素ガス量を制御する。
【選択図】 図2
Description
なわち蒸発源と基板との距離に依存し、蒸着原料や反応ガスの供給量に影響を受けやすくなる。また、反応ガスを複数の場所から供給する場合は、1箇所からの供給量が変化すると全体の組成に影響を及ぼすことになる。従って、蒸着膜の膜厚や組成を制御するには、蒸着原料および反応ガスの供給量を適正に制御する必要がある。
(装置構成)
本発明の実施の形態における真空蒸着装置の一例について、図1、図2、図3を参照しながら説明する。図1、図2および図3において、同じ構成要素については同じ符号を用いる。
次に、上記の真空蒸着装置の詳細について、図2と図3を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態における真空蒸着装置の断面を示す模式図である。図2において、蒸着室
となる真空槽100中に、主蒸着部101を構成する、凹凸パターン形状を有する箔状の基材である金属基板3が巻き込まれた巻き出しロール1と、2つの走行ローラ11と、2つの冷却キャン12と、金属基板3を巻き取る巻き取りロール2が配置されている。また、蒸発部104を構成する、蒸着原料22の入った蒸発源となる蒸発るつぼ23と、蒸発るつぼ23に電子を照射する電子照射装置24が設けられている。この時、走行している金属基板3に立てた法線(D1、図2と図4を参照)に対して、角度θ1(45°<θ<75°)の方向から蒸着原料22中の蒸着原子が入射し堆積するように2つの冷却キャン12を配置し、主蒸着膜形成ゾーン39を形成させる。また、真空室100内に酸素ガスを供給する第1酸素ノズル18及び第2酸素ノズル19と、第1酸素ノズル18及び第2酸素ノズル19への供給酸素ガス量を制御する第1酸素流量制御装置20及び第2酸素流量制御装置21と、蒸着に必要な真空状態まで真空槽100内を排気する排気ポンプ25と、蒸着原料の蒸発量を測定する膜厚モニタ30と、第1酸素流量制御装置20及び第2酸素流量制御装置21と電子照射装置24の動作を制御する制御部31と、蒸着原料の回り込みを遮蔽する遮蔽板13が設けられている。
次に、本発明の実施の形態における真空蒸着装置の動作について説明する。まず、以下の初期制御を行い蒸着膜の形成条件を制御する。排気ポンプ25を動作させ、真空槽100内を蒸着に必要な真空状態まで排気する。巻き出しロール5から透明フィルム状の基材である第1の透明フィルム基板6を、走行ローラ16を介して送り、冷却キャン17に沿って走行させる。また、巻き出しロール8から透明フィルム状の基材である第2の透明フィルム基板9を、走行ローラ16を介して送り、冷却キャン17に沿って走行させる。
形成させた蒸着膜の厚さを求め、電子照射装置24を制御して蒸発るつぼ23からの蒸発原料22の蒸発量を調整し、安定化させる。
、蒸着原料22の溶解面に立てた法線とがなす角度が45°となる位置に設置する。この時の蒸発るつぼ23の容積を130ccとすると、電子照射装置24からは、15kWのエネルギーを投入し、蒸発るつぼ23から蒸発するケイ素の蒸発速度として0.06g/sとする。また、膜厚モニタ30、あるいは第1透過率測定装置26または第2透過率測定装置29で測定した透過率から、ケイ素の蒸発速度を求め、蒸発るつぼ23へのエネルギーの投入量を制御して、ケイ素の蒸発速度を適正化させる。次に、第1酸素ノズル18から60sccmで、及び第2酸素ノズル19から20sccmで酸素ガスの供給を開始する。第1の透明フィルム基板6および第2の透明フィルム基板9の抵抗値から蒸着原料22の酸化度を推測し、必要な酸化度を得るために第1酸素流量制御装置20及び第2酸素流量制御装置に情報をフィードバックし、酸素ガス供給量を追従させる。上記形成条件により、柱状粒子52の基板近傍50の酸化度がSiO0.7となる蒸着膜が、柱状粒子52の上方51の酸化度がSiO0.4となる蒸着膜が得られ、基板近傍の酸素濃度が高い柱状粒子を容易に得ることができる。なお、金属基板3の搬送速度が1.0cm/minの場合、蒸着膜の金属基板3平面に垂直な方向の厚みは、約20μmとなる。なお、蒸着原料の蒸発量や酸素ガス供給量を追従させる制御は、金属基板3へ蒸着膜を形成する動作中行うことが望まししい。また、金属基板3は、各々の柱状粒子の間隔を適切に保ち、効果的に形成させるためには、表面粗さRaが2.0μm程度のものを用いるのが好ましい。なお、第1の透明フィルム基板および第2の透明フィルム基板の透過率と酸化度にも相関関係がある。そこで、第1の透明フィルム基板および第2の透明フィルム基板の抵抗値から求めた酸化度を、第1の透明フィルム基板および第2の透明フィルム基板の透過率から求めた酸化度で補正することも可能であり、補正することで柱状粒子52の酸化度分布をより正確に制御できる。
ている組成のリチウムイオン伝導性を有する電解液と共に用いることで、リチウムイオン二次電池が容易に作製できる。
2 巻き取りロール
3 金属基板
4 極板
5 巻き出しロール
6 第1の透明フィルム基板
7 巻き取りロール
8 巻き出しロール
9 第2の透明フィルム基板
10 巻き取りロール
11 走行ローラ
12 冷却キャン
13 遮蔽板
14 遮蔽板
15 遮蔽板
16 走行ローラ
17 冷却キャン
18 第1酸素ノズル
19 第2酸素ノズル
20 第1酸素流量制御装置
21 第2酸素流量制御装置
22 蒸着原料
23 蒸発るつぼ
24 電子照射装置
25 排気ポンプ
26 第1の抵抗測定ローラ
27 第1の透過率測定装置
28 第2の抵抗測定ローラ
29 第2の透過率測定装置
30 膜厚モニタ
31 制御部
39 主蒸着膜形成ゾーン
40 第1副蒸着膜形成ゾーン
41 第2副蒸着膜形成ゾーン
50 柱状粒子の基板近傍
51 柱状粒子の上方
52 柱状粒子
100 真空槽
101 主蒸着部
102 第1の酸化度測定部
103 第2の酸化度測定部
104 蒸発部
Claims (3)
- 金属基板に蒸着原料の酸化物を蒸着する真空蒸着装置であって、
前記蒸着原料を蒸発させる蒸発源と、
前記蒸着原料を酸化させる酸素ガスを供給する第1の酸素ガス導入ノズルおよび第2の酸素ガス導入ノズルと、
前記金属基板に立てた法線と前記蒸発源の蒸着原料の融解面に立てた法線とがなす角度を45°以上75°以下となるように成膜領域を設けた、前記金属基板を連続走行させて蒸着する主蒸着部と、
前記蒸着原料の蒸発量を測定する蒸発量測定部と、
前記第1の酸素ガス導入ノズルの近傍にあって、連続走行させた第1の透明フィルム基板に前記蒸着原料の酸化物を蒸着させ、前記蒸着させた蒸着原料の酸化物の酸化度を測定する第1の酸化度測定部と、
前記第2の酸素ガス導入ノズルの近傍にあって、連続走行させた第2の透明フィルム基板に前記蒸着原料の酸化物を蒸着させ、前記蒸着させた蒸着原料の酸化物の酸化度を測定する第2の酸化度測定部と、
前記蒸発量測定部の蒸発量測定値に基づき前記蒸発源での前記蒸着原料の蒸発量を増減させ、前記第1の酸化度測定部での酸化度測定値に基づき前記第1の酸素ガス導入ノズルで供給する酸素ガスの供給量を増減させ、前記第2の酸化度測定部での酸化度測定値に基づき前記第2の酸素ガス導入ノズルで供給する酸素ガスの供給量を増減させる制御部を有する真空蒸着装置。 - 前記第1の酸素ガス導入ノズルと前記第2の酸素ガス導入ノズルに加え、さらに第3の酸素ガス導入ノズルを設けた請求項1に記載の真空蒸着装置。
- 前記蒸着原料はケイ素を含み、ケイ素酸化物を前記金属基板に蒸着させる請求項1または2のいずれかに記載の真空蒸着装置。
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