JP2009179856A - Vacuum deposition system - Google Patents

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Sadayuki Okazaki
禎之 岡崎
Kazuyoshi Honda
和義 本田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that, when a vapor deposition material is fed to vapor-deposited regions, the temperature of a vapor deposition source is lowered, a vapor deposition rate is not stabilized, and vapor deposition can not be performed in a state where the vapor deposition rate is stable for a long time. <P>SOLUTION: A material obtained by melting a vapor deposition material 104 by emitting electron beams is fed to a part 102 connected to at least two regions 101, 103 evaporated by the irradiation of the electron beams and melted without being evaporated, thus a rapid temperature difference is hard to be generated. In this way, splashes are hard to be generated upon the feed of the material, further, upon the feed of the material, the reduction of an evaporation source temperature can be suppressed, and the evaporation face heights of the two evaporation regions 101, 103 can be made constant, thus the variation in the vapor deposition rate can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、真空蒸着装置に関する。   The present invention relates to a vacuum deposition apparatus.

近年、モバイル機器の高性能化および多機能化に伴い、それらの電源である二次電池の高容量化が要求されている。この要求を満足し得る二次電池として非水電解質二次電池が注目されている。非水電解質二次電池の高容量化を達成するために、電極活物質（以下、単に「活物質」とする）として、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）などを用いることが提案されている。このような電極活物質を用いた非水電解質二次電池用電極（以下、単に「電極」とする）は、一般的に、電極活物質やバインダーなどを含むスラリーを集電体に塗布することで形成されている（以下、「塗布型電極」とする）。しかし、充放電の繰り返しに起因して、活物質が激しく膨張・収縮する結果、粉砕されたり微細化されるおそれがある。活物質の粉砕や微細化が生じると、電極の集電性の低下を引き起こすだけでなく、活物質と電解液との接触面積が増大するために、活物質による電解液の分解反応を促進することになり、十分な充放電サイクル特性が得られないという問題がある。また、塗布型電極では、電極中に導電材やバインダーなどが含まれるために、電極の容量を高めることが困難である。   In recent years, as mobile devices have higher performance and more functions, there is a demand for higher capacities of secondary batteries serving as power sources thereof. Non-aqueous electrolyte secondary batteries are attracting attention as secondary batteries that can satisfy this requirement. Use silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), etc. as an electrode active material (hereinafter simply referred to as “active material”) in order to achieve higher capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery. Has been proposed. In general, an electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery using such an electrode active material (hereinafter simply referred to as an “electrode”) is obtained by applying a slurry containing an electrode active material or a binder to a current collector. (Hereinafter referred to as “coating electrode”). However, due to repeated charge and discharge, the active material may swell and shrink as a result of intense expansion and contraction. When the active material is pulverized or refined, not only does the current collection of the electrode decrease, but also the contact area between the active material and the electrolyte increases, which accelerates the decomposition reaction of the electrolyte by the active material. As a result, there is a problem that sufficient charge / discharge cycle characteristics cannot be obtained. Moreover, in the coating type electrode, it is difficult to increase the capacity of the electrode because a conductive material, a binder, and the like are included in the electrode.

そこで、塗布型電極に代わって、蒸着法、スパッタリング法またはＣＶＤ法などの蒸着方法を用いて集電体に活物質層を形成することによって、電極を製造することが検討されている。蒸着方法を用いて形成された電極は、塗布型電極に比べて、活物質層の微細化を抑制できるとともに、集電体と活物質層との密着性をより高めることができるので、電極における電子伝導性を向上でき、かつ、電極容量および充放電サイクル特性を改善できる。また、塗布型電極中には、導電材やバインダーなどが存在するが、蒸着方法を用いて活物質層を形成することにより、電極中に存在するこれらの量を低減あるいは排除できるので、本質的に電極の容量を高めることが可能となる。   Therefore, it has been studied to produce an electrode by forming an active material layer on a current collector using a vapor deposition method such as a vapor deposition method, a sputtering method, or a CVD method instead of a coating electrode. The electrode formed using the vapor deposition method can suppress the miniaturization of the active material layer and can further improve the adhesion between the current collector and the active material layer as compared with the coating type electrode. Electron conductivity can be improved, and electrode capacity and charge / discharge cycle characteristics can be improved. In addition, there are conductive materials, binders, and the like in the coating-type electrode, but these amounts existing in the electrode can be reduced or eliminated by forming an active material layer using a vapor deposition method. In addition, the capacity of the electrode can be increased.

しかしながら、蒸着方法を用いても、充放電時における活物質の膨張・収縮に起因して、集電体と活物質層とが剥離したり、集電体に応力がかかってしわが発生するおそれがあり、充放電サイクル特性を低下させる要因となっていた。   However, even if the vapor deposition method is used, the current collector and the active material layer may be peeled off due to expansion / contraction of the active material during charging / discharging, or wrinkles may occur due to stress applied to the current collector. Therefore, the charge / discharge cycle characteristics are deteriorated.

これに対し、本出願人による特許文献１および２は、集電体の法線方向に対して傾斜した方向からケイ素粒子を蒸着させることによって（斜め蒸着）、活物質体層を形成することを提案している。このような活物質体層は、後述するシャドウイング効果を利用して形成され、集電体表面の法線方向に対して一方向に傾斜した柱状の活物質体が集電体表面に配列された構造を有している。この構造によると、活物質体間にケイ素の膨張応力を緩和する空間を確保できるので、活物質体が集電体から剥離したり、集電体にしわが発生することを抑制でき、従来よりも充放電サイクル特性を向上できる。   On the other hand, Patent Documents 1 and 2 by the present applicant indicate that an active material layer is formed by depositing silicon particles from a direction inclined with respect to the normal direction of the current collector (oblique deposition). is suggesting. Such an active material layer is formed by using a shadowing effect described later, and columnar active material members inclined in one direction with respect to the normal direction of the current collector surface are arranged on the current collector surface. Have a structure. According to this structure, a space for relaxing the expansion stress of silicon can be secured between the active material bodies, so that the active material body can be prevented from peeling from the current collector or wrinkle generation in the current collector. Charge / discharge cycle characteristics can be improved.

また、特許文献２には、集電体にかかる活物質の膨張応力をより効果的に緩和するために、蒸着方向を切り換えながら複数段の斜め蒸着を行うことにより、ジグザグ状に成長させた活物質体を形成することが提案されている。ジグザグ状の活物質体は、例えば次のようにして形成される。   Further, in Patent Document 2, in order to more effectively relieve the expansion stress of the active material applied to the current collector, active growth grown in a zigzag shape is performed by performing multiple stages of oblique vapor deposition while switching the vapor deposition direction. It has been proposed to form a substance. The zigzag active material body is formed as follows, for example.

まず、集電体上に、集電体の法線方向から傾斜した第１の方向から蒸着を行って第１部分を形成した後（第１段目の蒸着工程）、集電体の法線方向に対して第１の方向と反対側に傾斜した第２の方向から蒸着を行って、第１部分の上に第２部分を形成する（第２段目
の蒸着工程）。その後、さらに第１の方向から蒸着を行って第３部分を形成する（第３段目の蒸着工程）。このようにして、任意の積層数に達するまで、蒸着方向を切り換えながら蒸着工程を繰り返し、活物質体を得る。 First, vapor deposition is performed on the current collector from a first direction inclined from the normal direction of the current collector to form a first portion (first-stage vapor deposition step), and then the current normal of the current collector Vapor deposition is performed from a second direction inclined to the opposite side of the first direction with respect to the direction to form a second portion on the first portion (second vapor deposition step). Thereafter, vapor deposition is further performed from the first direction to form a third portion (third vapor deposition step). In this way, the vapor deposition process is repeated while switching the vapor deposition direction until an arbitrary number of layers is reached, thereby obtaining an active material body.

このような活物質体の形成は、例えば上述した特許文献２に記載された蒸着装置を用いて行うことができる。特許文献２に記載された蒸着装置では、蒸発源の上方に集電体を固定する固定台が配置されている。固定台は、その表面が蒸発源における蒸発面（蒸着原料の上面）と平行な平面に対して傾斜するように配置されており、これによって、集電体の法線方向に対して任意の角度だけ傾斜した方向から集電体表面に蒸着原料を入射させることができる。また、固定台の傾斜方向を切り換えることにより、蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えることができる。従って、固定台の傾斜方向を切り換えながら複数段の蒸着工程を繰り返すと、上述したようなジグザグ状の活物質体が得られる。なお、固定台の傾斜方向を切り換える代わりに、蒸発源を移動させたり、または複数の蒸発源を交互に用いることによって、蒸着原料の入射方向を切り換える構成も記載されている。   Such an active material body can be formed using, for example, the vapor deposition apparatus described in Patent Document 2 described above. In the vapor deposition apparatus described in Patent Document 2, a fixing base for fixing the current collector is disposed above the evaporation source. The fixing base is arranged so that the surface thereof is inclined with respect to a plane parallel to the evaporation surface (the upper surface of the vapor deposition material) in the evaporation source, and thereby an arbitrary angle with respect to the normal direction of the current collector. The vapor deposition material can be incident on the current collector surface from the inclined direction. Moreover, the incident direction (vapor deposition direction) of the vapor deposition material can be switched by switching the inclination direction of the fixed base. Therefore, when a plurality of vapor deposition steps are repeated while switching the inclination direction of the fixed base, the zigzag active material body as described above is obtained. In addition, instead of switching the inclination direction of the fixed base, a configuration is also described in which the evaporation source is moved or the incident direction of the vapor deposition material is switched by using a plurality of evaporation sources alternately.

一方、特許文献３や特許文献４には、量産プロセスに好適に使用されるロールツーロール方式の蒸着装置が開示されている。   On the other hand, Patent Document 3 and Patent Document 4 disclose a roll-to-roll type vapor deposition apparatus suitably used in a mass production process.

特許文献３には、ロールツーロール方式の蒸着装置を用いて、斜め蒸着によって活物質層を形成することが提案されている。この蒸着装置では、チャンバー内で、シート状の集電体を巻出しロールから巻取りロールへ走行させ、所定の蒸着領域において、走行している集電体表面に蒸着膜（活物質層）を連続的に形成することができる。この蒸着領域では、集電体の法線方向から傾斜した一方向から集電体表面に蒸着原料が入射するので、集電体の法線方向から特定の方向に傾斜した柱状の活物質体を形成できる。   Patent Document 3 proposes forming an active material layer by oblique vapor deposition using a roll-to-roll vapor deposition apparatus. In this vapor deposition apparatus, a sheet-like current collector is run from an unwinding roll to a winding roll in a chamber, and a vapor deposition film (active material layer) is formed on the running current collector surface in a predetermined vapor deposition region. It can be formed continuously. In this vapor deposition region, since the vapor deposition material enters the current collector surface from one direction inclined from the normal direction of the current collector, a columnar active material body inclined in a specific direction from the normal direction of the current collector is formed. Can be formed.

特許文献４には、電解コンデンサ用電極材料を連続生産するための蒸着装置として、種々の構成のロールツーロール方式の蒸着装置が開示されている。例えば１つの蒸発源に対して２つの蒸着ロールを配置し、各蒸着ロール上の基板表面に上記蒸発源で蒸発させた金属粒子を蒸着させることにより、１つの蒸発源に対して２つの蒸着領域を設ける構成も提案されている。   Patent Document 4 discloses various configurations of a roll-to-roll type vapor deposition apparatus as a vapor deposition apparatus for continuously producing electrode materials for electrolytic capacitors. For example, two evaporation rolls are arranged for one evaporation source, and metal particles evaporated by the evaporation source are evaporated on the surface of the substrate on each evaporation roll, thereby providing two evaporation regions for one evaporation source. A configuration is also proposed in which the above is provided.

特許文献５には、蒸着材料を蒸発する領域と、蒸着材料を供給して溶融する池を設け、蒸着材料を安定に蒸発する蒸着装置が開示されている。   Patent Document 5 discloses a vapor deposition apparatus that provides a region for evaporating a vapor deposition material and a pond for supplying and melting the vapor deposition material to stably vaporize the vapor deposition material.

特許文献６には、蒸着材料を１箇所の材料補給位置から２箇所の蒸発源に、材料を補給する蒸着装置が開示されている。   Patent Document 6 discloses a vapor deposition apparatus that replenishes a vapor deposition material from one material replenishment position to two evaporation sources.

特許文献７には、蒸着材料を安定に材料供給する蒸着装置が開示されている。
国際公開第２００７／０１５４１９号パンフレット 国際公開第２００７／０５２８０３号パンフレット 特開２００７−１２８６５９号公報 特許第２７０４０２３号公報 特開平７−１２６８３９号公報 特許第３４９４１８５号公報 特許第２５０２７９２号公報 Patent Document 7 discloses a vapor deposition apparatus that stably supplies a vapor deposition material.
International Publication No. 2007/015419 Pamphlet International Publication No. 2007/052803 Pamphlet JP 2007-128659 A Japanese Patent No. 2770423 Japanese Patent Laid-Open No. 7-126839 Japanese Patent No. 3494185 Japanese Patent No. 2502792

特許文献２に記載された蒸着装置を用いると、予め所定のサイズに切断された集電体に対して蒸着を行うため、生産性が低くなってしまう。よって、このような蒸着装置を量産
プロセスに適用することは困難である。特許文献３および４に記載された従来のロールツーロール方式の蒸着装置を用いて、特許文献２に記載されているようなジグザグ状に成長させた活物質体を連続的に形成することは困難である。 When the vapor deposition apparatus described in Patent Document 2 is used, vapor deposition is performed on a current collector that has been cut into a predetermined size in advance, resulting in low productivity. Therefore, it is difficult to apply such a vapor deposition apparatus to a mass production process. Using the conventional roll-to-roll type vapor deposition apparatus described in Patent Documents 3 and 4, it is difficult to continuously form an active material body grown in a zigzag shape as described in Patent Document 2. It is.

前述したように、特許文献２に記載されたような活物質体は、集電体に対する蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えながら複数段の蒸着を行うことにより形成されるが、特許文献３の蒸着装置では、集電体に対する蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えようとすると、蒸発源に対する蒸着領域の配置を変更する必要がある。従って、チャンバー内を真空に保った状態で蒸着方向を切り換えることが難しく、上記のような活物質体を含む蒸着膜を連続して形成することができない。   As described above, the active material body as described in Patent Document 2 is formed by performing multiple stages of vapor deposition while switching the incident direction (vapor deposition direction) of the vapor deposition material with respect to the current collector. In the vapor deposition apparatus 3, when the incident direction (vapor deposition direction) of the vapor deposition material with respect to the current collector is to be switched, it is necessary to change the arrangement of the vapor deposition region with respect to the evaporation source. Therefore, it is difficult to switch the vapor deposition direction while keeping the inside of the chamber in a vacuum, and it is impossible to continuously form a vapor deposition film containing the active material body as described above.

また、特許文献４の蒸着装置は、そもそも斜め蒸着を行うように構成されておらず、集電体表面の法線方向に対する蒸着原料の入射角度や蒸着方向を制御することが困難である。従って、活物質体の蒸着方向を制御してジグザグ状に成長させた活物質体を形成することはできない。   In addition, the vapor deposition apparatus of Patent Document 4 is not configured to perform oblique vapor deposition in the first place, and it is difficult to control the incident angle and vapor deposition direction of the vapor deposition material with respect to the normal direction of the current collector surface. Therefore, the active material body grown in a zigzag shape by controlling the vapor deposition direction of the active material body cannot be formed.

さらに、特許文献５の蒸着装置によると、蒸着材料を蒸着している領域に供給すると、蒸着源の温度が下がり、蒸着速度が安定しない問題がある。   Furthermore, according to the vapor deposition apparatus of Patent Document 5, when the vapor deposition material is supplied to the vapor deposition region, there is a problem that the temperature of the vapor deposition source is lowered and the vapor deposition rate is not stable.

特許文献６の蒸着装置によると、材料補給方法が固体のため、溶融したところに材料を補給すると、溶融した材料があふれたり、突沸が起きたりする。   According to the vapor deposition apparatus of patent document 6, since the material replenishment method is solid, if a material is replenished in the melted place, the melted material overflows or bumping occurs.

特許文献７の蒸着装置の場合、金属材料のＣｏやＣｒよりも比熱容量が大きい非金属材料（例えばＳｉ）の場合、供給する棒材を、溶解した材料の熱伝導を利用して溶解することが困難であった。   In the case of the vapor deposition apparatus of Patent Document 7, in the case of a non-metallic material (for example, Si) having a specific heat capacity larger than that of the metallic material Co or Cr, the bar to be supplied is melted using the thermal conduction of the melted material. It was difficult.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸着速度を長時間安定に行うことができ、量産性に優れた蒸着装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the vapor deposition apparatus which can perform vapor deposition speed stably for a long time, and was excellent in mass-productivity.

本発明の蒸着装置は、チャンバー内においてロールツーロール方式でシート状の基板を移動させることにより、前記基板に蒸着膜を連続的に形成する蒸着装置であって、前記基板を巻き付けて保持する第１および第２のロールと前記基板を案内するガイド部とを含む搬送部であって、前記第１および第２のロールの一方が前記基板を繰り出し、前記ガイド部が繰り出された基板を案内し、前記第１および第２のロールの他方が前記基板を巻き取ることによって、前記基板に前記蒸発させた蒸着原料が到達する、２箇所以上の蒸着領域を通過するように前記基板を搬送する搬送部を備えた蒸着装置において、蒸着原料を蒸発させる蒸発源は、電子ビームを照射して材料を蒸発するための領域を少なくとも２箇所備え、前記少なくとも２箇所の前記蒸発するための領域は連続した領域を備え、前記蒸発するための領域は、第一の蒸着領域側と第二の蒸着領域側に分かれて配置され、前記第一の蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第二の蒸着領域に到達するのを防ぐことができる遮蔽板をさらに備え、前記第二の蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第一の蒸着領域に到達するのを防ぐことができる遮蔽板をさらに備え、前記連続した領域の上方に、棒形状の蒸着原料を差し向ける機構を備えている。   The vapor deposition apparatus of the present invention is a vapor deposition apparatus that continuously forms a vapor deposition film on the substrate by moving a sheet-like substrate in a roll-to-roll manner in a chamber, and is configured to wrap and hold the substrate. A transport unit including first and second rolls and a guide unit for guiding the substrate, wherein one of the first and second rolls feeds the substrate and guides the substrate from which the guide unit has been fed. The other of the first and second rolls winds the substrate, and the substrate is transported so as to pass through two or more deposition regions where the evaporated deposition material reaches the substrate. In the vapor deposition apparatus including the unit, the evaporation source for evaporating the vapor deposition material includes at least two regions for irradiating the electron beam to evaporate the material, The region for evaporating comprises a continuous region, and the region for evaporating is disposed separately on the first vapor deposition region side and the second vapor deposition region side, and is disposed on the first vapor deposition region side. A vapor deposition material evaporated from the center of the evaporation region is further provided with a shielding plate capable of preventing the evaporation material from reaching the second evaporation region, and evaporated from the center of the evaporation region disposed on the second evaporation region side. A shielding plate capable of preventing the vapor deposition material from reaching the first vapor deposition region is further provided, and a mechanism for directing the rod-shaped vapor deposition material is provided above the continuous region.

本発明の蒸着装置によると、蒸着材料に電子ビームを照射して溶解した材料を、電子ビームを照射して蒸発する少なくとも２つの領域とつながり、蒸発せずに溶解した部分に供給することで、急激な温度差が発生しにくいため、材料供給時にスプラッシュが発生しにくく、また料供給時に、蒸発源温度の低下が抑制でき、２つの蒸発領域の蒸発面高さを一
定にすることができるので、蒸着レートの変動を抑えることができる。 According to the vapor deposition apparatus of the present invention, the material melted by irradiating the vapor deposition material with the electron beam is connected to at least two regions that are vaporized by the electron beam irradiation, and is supplied to the melted portion without being vaporized. Since a rapid temperature difference is unlikely to occur, splash is unlikely to occur during material supply, and a decrease in evaporation source temperature can be suppressed during material supply, and the evaporation surface heights of the two evaporation regions can be made constant. The fluctuation of the deposition rate can be suppressed.

さらに、前記第一の蒸着領域と前記第二の蒸着領域が、前記基板の表面側及び前記基板の裏面側に配置することで、
基板の表面と裏面に、同量の蒸着膜を形成することができ、基板のカールによる走行不良を抑えることができる。
さらに、前記ガイド部は、前記第一の蒸着領域内において、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第１のガイド部材を含み、
前記遮蔽部は、前記第１のガイド部材と前記蒸発源との間に配置された第１の遮蔽部材を含み、
前記第１のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第１のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第１の蒸着領域および前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第２の蒸着領域を形成し、
前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に配置され、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第２のガイド部材を前記第二の蒸着領域内にさらに含み、
前記遮蔽部は、前記第２のガイド部材と前記蒸発源との間に配置された第２の遮蔽部材をさらに含み、
前記第２のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第２のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第３の蒸着領域および前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着領域を形成し、
前記遮蔽領域を除く前記第１〜第４蒸着領域において、前記蒸着材料が前記基板の法線方向から前記基板に入射しないように、前記蒸発源に対して前記搬送部が配置することで、
蒸着方向を切り換えながら複数段の蒸着工程を連続して行うことができる。具体的には、第１のガイド部材および第１の遮蔽部材を含む搬送部によって、チャンバー内に蒸着方向が互いに異なる第１および第２の蒸着領域が形成される。さらに、第２のガイド部材および第２の遮蔽部材を含む搬送部によって、チャンバー内に蒸着方向が互いに異なる第３および第４の蒸着領域が形成される。第１及び第２蒸着領域側に配置された蒸発するための領域と第１の蒸着領域において、基板の法線方向に対して傾斜した方向から蒸着原料を基板表面に入射させ、第２の蒸着領域において、基板の法線方向に対して第１の蒸着領域における傾斜方向と反対側に傾斜した方向から蒸着原料を基板表面に入射させることができる。これにより、基板表面に成長方向の異なる２層を連続して形成できる。第３及び第４蒸着領域側に配置された蒸発するための領域からは、遮蔽板により、第３蒸着領域に蒸着材料が到達するのを防ぐ。また、基板の搬送方向を切り換えて蒸着を繰り返すと、任意の積層数の蒸着膜が得られる。 Furthermore, by arranging the first vapor deposition region and the second vapor deposition region on the front surface side of the substrate and the back surface side of the substrate,
The same amount of vapor deposition film can be formed on the front surface and the back surface of the substrate, and running failure due to curling of the substrate can be suppressed.
Further, the guide portion includes a first guide member that guides the substrate in the first vapor deposition region so that a surface irradiated by the vapor deposition material is convex with respect to the evaporation source,
The shielding part includes a first shielding member disposed between the first guide member and the evaporation source,
The first guide member includes a first vapor deposition region located closer to the first roll than the first guide member and the second guide than the first guide member in the substrate transport path. Forming a second vapor deposition region located on the roll side;
A second guide member that is disposed closer to the second roll than the first guide member and guides the substrate so that a surface irradiated by the vapor deposition material is convex with respect to the evaporation source; Further included in the second deposition region;
The shielding part further includes a second shielding member disposed between the second guide member and the evaporation source,
The second guide member has a third vapor deposition region positioned closer to the first roll than the second guide member and the second guide member than the first guide member in the substrate transport path. Forming a fourth deposition region located on the roll side;
In the first to fourth vapor deposition regions excluding the shielding region, the transport unit is disposed with respect to the evaporation source so that the vapor deposition material does not enter the substrate from the normal direction of the substrate.
A plurality of vapor deposition steps can be performed continuously while switching the vapor deposition direction. Specifically, first and second vapor deposition regions having different vapor deposition directions are formed in the chamber by the transport unit including the first guide member and the first shielding member. Furthermore, the 3rd and 4th vapor deposition area | region from which a vapor deposition direction differs mutually is formed in a chamber by the conveyance part containing a 2nd guide member and a 2nd shielding member. In the first vapor deposition region and the first vapor deposition region disposed on the first and second vapor deposition region sides, the vapor deposition material is incident on the substrate surface from a direction inclined with respect to the normal direction of the substrate, and the second vapor deposition is performed. In the region, the vapor deposition material can be incident on the substrate surface from a direction inclined to the opposite side of the inclination direction in the first vapor deposition region with respect to the normal direction of the substrate. Thereby, two layers having different growth directions can be continuously formed on the substrate surface. The vapor deposition material is prevented from reaching the third vapor deposition region by the shielding plate from the vaporization regions arranged on the third and fourth vapor deposition region sides. In addition, when the deposition is repeated while changing the substrate transport direction, a deposition film having an arbitrary number of layers can be obtained.

従って、本発明の蒸着装置を用いると、基板表面に複数の活物質体をジグザグ状に成長させることができるので、特許文献３および４に記載された従来のロールツーロール方式の蒸着装置を用いて製造される電極よりも、活物質の膨張応力が効果的に緩和された電極を製造できる。また、本発明の蒸着装置によると、上記のような活物質体をシート状の基板表面に連続的に形成できるので、特許文献２に記載されたような集電体を固定する台の傾斜方向を切り換えることによって蒸着方向を制御するプロセスよりも、量産性に優れたプロセスを実現できる。   Accordingly, when the vapor deposition apparatus of the present invention is used, a plurality of active material bodies can be grown in a zigzag pattern on the substrate surface. Therefore, the conventional roll-to-roll vapor deposition apparatus described in Patent Documents 3 and 4 is used. Thus, an electrode in which the expansion stress of the active material is effectively relieved can be manufactured as compared with the electrode manufactured in this manner. Moreover, according to the vapor deposition apparatus of the present invention, since the active material body as described above can be continuously formed on the surface of the sheet-like substrate, the inclination direction of the base for fixing the current collector as described in Patent Document 2 It is possible to realize a process superior in mass productivity than the process of controlling the deposition direction by switching between the two.

さらに、特許文献５及び７に記載された従来の材料供給装置よりも、蒸着レートを安定にすることができ、製品の歩留まりを向上することができる。また、特許文献６に記載された蒸着装置では実現できなかった、蒸着を行いながら蒸着材料を連続に供給することができ、量産性に優れたプロセスを実現できる。   Furthermore, the deposition rate can be stabilized and the product yield can be improved as compared with the conventional material supply devices described in Patent Documents 5 and 7. Moreover, the vapor deposition material which was not implement | achieved with the vapor deposition apparatus described in patent document 6 can be supplied continuously, performing vapor deposition, and the process excellent in mass productivity can be implement | achieved.

本発明によれば、蒸着工程において、蒸着材料を補給しながら連続して安定に行うことが可能な、量産性に優れた蒸着装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vapor deposition apparatus excellent in mass-productivity which can be performed continuously and stably, replenishing vapor deposition material can be provided in a vapor deposition process.

また、本発明の蒸着装置を用いると、生産性に優れたプロセスで、充放電サイクル特性に優れた電極を製造できる。   Moreover, when the vapor deposition apparatus of this invention is used, the electrode excellent in the charge / discharge cycle characteristic can be manufactured with the process excellent in productivity.

以下、図面を参照しながら、本発明による蒸着装置の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of a vapor deposition apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
本実施形態の蒸着装置では、チャンバー内において、蒸発源に対してシート状の基板を搬送し、基板表面に２層の積層蒸着を行う。基板の表面に積層蒸着するため、蒸着を行う場所を２箇所設ける。
〈蒸着装置の構成〉
まず、図１を参照する。図１は、本発明による第１の実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。蒸着装置１００は、チャンバー（真空槽）２と、チャンバー２の外部に設けられ、チャンバー２を排気するための排気ポンプ１、チャンバー２の外部からチャンバー２に酸素ガスなどのガスを導入するガス導入管１１ａ、１１ｂとを備える。チャンバー２の内部には、蒸着原料を蒸発させる蒸発源９と、シート状の基板４を搬送するための搬送部と、蒸発源９によって蒸発した蒸着原料が到達するのを防ぐ遮蔽領域を形成する遮蔽部と、基板４を加熱するための加熱部１６ａ、１６ｂと、ガス導入管１１ａ、１１ｂに接続され、基板４の表面にガスを供給するためのノズル部２２とが設けられている。 (First embodiment)
In the vapor deposition apparatus of this embodiment, in a chamber, a sheet-like board | substrate is conveyed with respect to an evaporation source, and two-layer lamination | stacking vapor deposition is performed on the substrate surface. In order to carry out laminated vapor deposition on the surface of the substrate, two places for vapor deposition are provided.
<Configuration of vapor deposition equipment>
First, refer to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a vapor deposition apparatus according to a first embodiment of the present invention. The vapor deposition apparatus 100 is provided outside the chamber 2 (vacuum tank) 2, an exhaust pump 1 for exhausting the chamber 2, and gas introduction for introducing a gas such as oxygen gas into the chamber 2 from the outside of the chamber 2. Tube 11a, 11b. Inside the chamber 2, an evaporation source 9 for evaporating the deposition material, a transport unit for transporting the sheet-like substrate 4, and a shielding region for preventing the deposition material evaporated by the evaporation source 9 from reaching. A shielding unit, heating units 16 a and 16 b for heating the substrate 4, and a nozzle unit 22 connected to the gas introduction pipes 11 a and 11 b for supplying gas to the surface of the substrate 4 are provided.

蒸発源９は、例えば蒸着原料を収容する坩堝などの容器と、蒸着原料を蒸発させるための加熱装置とを含み、蒸着材料および容器は適宜着脱可能に構成されている。加熱装置としては、例えば抵抗加熱装置、誘導加熱装置、電子ビーム加熱装置などを用いることができる。蒸着を行う際には、坩堝内に収容された蒸着原料が上記加熱装置によって加熱されて、その上面（蒸発源）９ｓから蒸発し、シャッター２８を開くと、基板４の表面に蒸着材料が供給される。
また、蒸発源９の上空には、棒状の材料５０が設置されており、基板幅方向に移動する機構で、移動することができる。さらに、棒状の材料５０は、加熱装置で溶解され、蒸発源９に材料を供給する。棒状の材料５０を溶解する加熱装置は、電子ビーム加熱装置で行う。
さらに、棒状の材料５０の上空には、遮蔽板２３ｂが配置されており、棒状の材料５０を電子ビームで溶解するときに発生する、材料の突沸により飛び散るスプラッシュが、基板４に到達するのを防いでいる。遮蔽板２３ａ、２３ｂは、図１０に示すような、数枚の板を重ね合わせた形状にすると、輻射熱の断熱ができ、遮蔽板２３ａの熱変形を防止できるのでさらに良い。 The evaporation source 9 includes, for example, a container such as a crucible for storing a vapor deposition raw material and a heating device for evaporating the vapor deposition raw material, and the vapor deposition material and the container are configured to be detachable as appropriate. As the heating device, for example, a resistance heating device, an induction heating device, an electron beam heating device, or the like can be used. When vapor deposition is performed, the vapor deposition material accommodated in the crucible is heated by the heating device, evaporates from the upper surface (evaporation source) 9 s, and when the shutter 28 is opened, the vapor deposition material is supplied to the surface of the substrate 4. Is done.
In addition, a rod-shaped material 50 is installed above the evaporation source 9 and can be moved by a mechanism that moves in the substrate width direction. Further, the rod-shaped material 50 is melted by the heating device and supplies the material to the evaporation source 9. A heating device for melting the rod-shaped material 50 is an electron beam heating device.
Further, a shielding plate 23b is arranged above the rod-shaped material 50, and splash splashed by material bumping that occurs when the rod-shaped material 50 is melted by an electron beam reaches the substrate 4. It is preventing. When the shielding plates 23a and 23b have a shape in which several plates are overlapped as shown in FIG. 10, it is better because heat radiation can be insulated and thermal deformation of the shielding plate 23a can be prevented.

搬送部は、基板４を巻き付けて保持し得る第１および第２のロール３、８と、基板４を案内するガイド部とを含む。ガイド部は、第１のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６ａ、第２のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６ｂおよび他の搬送ローラ５ａ〜５ｇを有し、これにより、基板４が、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が到達する領域（蒸着可能領域）を通過するように、基板４の搬送経路が規定される。   The transport unit includes first and second rolls 3 and 8 that can wind and hold the substrate 4, and a guide unit that guides the substrate 4. The guide unit includes a first guide member (here, a conveyance roller) 6a, a second guide member (here, a conveyance roller) 6b, and other conveyance rollers 5a to 5g. The conveyance path of the substrate 4 is defined so as to pass through an area (evaporation possible area) where the evaporation material evaporated from 9s reaches.

第１および第２のロール３、８、搬送ローラ５ａ〜５ｇおよび第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂは、例えば長さが６００ｍｍの円筒形を有しており、その長さ方向（すなわち搬送する基板４の幅方向）が互いに平行になるようにチャンバー内に配置さ
れている。図１では、これらの円筒形の底面に平行な断面のみが示されている。 The first and second rolls 3 and 8, the transport rollers 5a to 5g, the first guide member 6a, and the second guide member 6b have, for example, a cylindrical shape having a length of 600 mm, and the length direction thereof. It arrange | positions in a chamber so that (namely, the width direction of the board | substrate 4 to convey) may become mutually parallel. In FIG. 1, only a cross section parallel to these cylindrical bottom surfaces is shown.

なお、蒸発源９も、例えば蒸着原料の蒸発面９ｓ及び９ｔが、上記搬送部によって搬送される基板４の幅方向に平行に十分な長さ（例えば６００ｍｍ以上）を有するように構成されていてもよい。これによって、基板４の幅方向に略均一な蒸着を行うことができる。   The evaporation source 9 is also configured so that the evaporation surfaces 9s and 9t of the evaporation source have a sufficient length (for example, 600 mm or more) in parallel with the width direction of the substrate 4 transferred by the transfer unit. Also good. Thereby, substantially uniform vapor deposition can be performed in the width direction of the substrate 4.

また、蒸発源(蒸発部)９の具体的な構成例を、図７（ａ）および（ｂ）に示す。図７（ａ）は蒸発部の上面図であり、そのＡ１−Ａ１断面図を図７(ｂ)に示す。本実施形態の蒸発部は、図７(ａ)および（ｂ）に示すように、第一の蒸発領域１０１と、第一の蒸発領域１０１とは分離して設けられた第二の蒸発領域１０３と、前記第一および第二の蒸発領域１０１，１０３を接続する位置に設けられ、前記第一および第二の蒸発領域１０１，１０３に棒状の蒸発原料１０４を溶解して供給する溶解領域１０２とを含む。なお、ここで、第一の蒸発領域１０１は、図１の蒸発面９ｓに、第二の蒸発領域１０３は、図１の蒸発面９ｔに、それぞれ対応している。   Moreover, the specific structural example of the evaporation source (evaporation part) 9 is shown to Fig.7 (a) and (b). FIG. 7A is a top view of the evaporation section, and a cross-sectional view taken along the line A1-A1 is shown in FIG. As shown in FIGS. 7A and 7B, the evaporation unit of the present embodiment includes a first evaporation region 101 and a second evaporation region 103 provided separately from the first evaporation region 101. A melting region 102 provided at a position connecting the first and second evaporation regions 101, 103, and supplying the rod-shaped evaporation material 104 to the first and second evaporation regions 101, 103 after being dissolved. including. Here, the first evaporation region 101 corresponds to the evaporation surface 9s in FIG. 1, and the second evaporation region 103 corresponds to the evaporation surface 9t in FIG.

図７（ｃ）および（ｄ）は、本実施形態における蒸発部９の別の構成例である。第一、第二の蒸発領域１０１，１０３と、溶解領域１０２との間に、仕切り１０５が設けられ、溶解した原料の移動が制限されている。これによって、蒸発領域１０１，１０３の温度変化を抑制することができる。   FIGS. 7C and 7D show another configuration example of the evaporation unit 9 in the present embodiment. A partition 105 is provided between the first and second evaporation regions 101 and 103 and the dissolution region 102 to restrict the movement of the dissolved raw material. Thereby, the temperature change of the evaporation regions 101 and 103 can be suppressed.

また、図７（ｅ）および（ｆ）は、本実施形態における蒸発部９の別の構成例である。図７(ｅ)、(ｆ)では、蒸発部９は上面がロの字型に形成されている。このような構成により、基板の幅方向(基板面内で基板の進行方向に対して垂直方向)に組成の均一な薄膜を形成することができる。逆に図７(ａ)、(ｂ)のＨ型では、溶解領域１０２を小さくできるため、溶解に要するパワー(エネルギー)を抑制することができる。   Moreover, FIG.7 (e) and (f) are another structural examples of the evaporation part 9 in this embodiment. 7 (e) and 7 (f), the evaporating section 9 is formed in a square shape on the upper surface. With such a configuration, a thin film having a uniform composition can be formed in the width direction of the substrate (in the direction perpendicular to the traveling direction of the substrate within the substrate surface). On the other hand, in the H type shown in FIGS. 7A and 7B, since the melting region 102 can be made small, the power (energy) required for melting can be suppressed.

また、仕切り１０５は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）の場合に適用しても良い。   Moreover, you may apply the partition 105 in the case of FIG. 7 (a), (b), (e), (f).

なお、このような蒸発部の構成については、他の実施形態においても同様である。   In addition, about the structure of such an evaporation part, it is the same also in other embodiment.

本実施形態では、第１および第２のロール３、８の何れか一方が基板４を繰り出し、搬送ローラ５ａ〜５ｇおよび第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂは繰り出された基板４を搬送経路に沿って案内し、第１および第２のロール３、８の他方が基板４を巻き取る。巻き取られた基板４は、必要に応じて、上記他方のロールによってさらに繰り出され、搬送経路を逆方向に搬送される。このように、本実施形態における第１および第２のロール３、８は、搬送方向によって巻き出しロールとしても巻き取りロールとしても機能することができる。また、搬送方向の反転を繰り返すことによって、基板４が蒸着領域を通過する回数を調整できるので、所望の回数の蒸着工程を連続して実施できる。   In the present embodiment, one of the first and second rolls 3 and 8 feeds out the substrate 4, and the transport rollers 5a to 5g, the first guide member 6a, and the second guide member 6b are fed out. Is guided along the transport path, and the other of the first and second rolls 3 and 8 winds up the substrate 4. The wound substrate 4 is further fed out by the other roll as necessary, and is transported in the reverse direction along the transport path. Thus, the 1st and 2nd rolls 3 and 8 in this embodiment can function as a winding roll and a winding roll depending on a conveyance direction. Further, by repeating the reversal of the transport direction, the number of times the substrate 4 passes through the vapor deposition region can be adjusted, so that the desired number of vapor deposition steps can be continuously performed.

搬送ローラ５ａ、５ｂ、第１のガイド部材６ａおよび搬送ローラ５ｃ、さらに、搬送ローラ５ｃ、５ｄ、第２のガイド部材６ｂおよび搬送ローラ５ｅ、５ｆ、５ｇは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。本明細書では、「基板４の搬送経路において第１のロール側」とは、基板４の搬送方向や第１のロールの空間的な配置にかかわらず、第１および第２のロール３、８を両端とする搬送経路上の第１ロール側を意味する。   The transport rollers 5a and 5b, the first guide member 6a and the transport roller 5c, and the transport rollers 5c and 5d, the second guide member 6b, and the transport rollers 5e, 5f, and 5g are first in the transport path of the substrate 4. Are arranged in this order from the roll side. In this specification, “the first roll side in the transport path of the substrate 4” means the first and second rolls 3, 8 regardless of the transport direction of the substrate 4 or the spatial arrangement of the first rolls. Means the first roll side on the transport path with both ends.

第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂと蒸発源９（蒸発面９ｓ、９ｔ）との間には、遮蔽部材２０a、２０ｂが配置されており、蒸発面９ｓ及び９ｔから蒸発した蒸着材料が基板４に蒸着形成される蒸着量を調整している。このような構成により、基板４
の搬送経路において、第１のガイド部材６ａに位置する第一の蒸着領域６０ａと、第２のガイド部材６ｂに位置する第二の蒸着領域６０ｂとが形成される。本明細書では、蒸着領域の名称は、チャンバー２における第１および第２のロール３、８の設置位置や基板４の搬送方向にかかわらず、第１のガイド部材６ａによって規定される経路において、第１のガイド部材６ａに位置していれば「第一の蒸着領域６０ａ」となり、第２のロール側に位置していれば「第二の蒸着領域６０ｂ」となる。従って、「第一の蒸着領域６０ａ」は、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６ａよりも第１のロール側に位置していればよく、例えば第１のロール３と第１の蒸着領域６０ａとの直線距離が、第１のロール３と第１のガイド部材６との直線距離よりも長くてもかまわない。 Shielding members 20a and 20b are disposed between the first guide member 6a and the second guide member 6b and the evaporation source 9 (evaporation surfaces 9s and 9t), and vapor deposition evaporated from the evaporation surfaces 9s and 9t. The amount of deposition by which the material is deposited on the substrate 4 is adjusted. With such a configuration, the substrate 4
In the transport path, a first vapor deposition region 60a located on the first guide member 6a and a second vapor deposition region 60b located on the second guide member 6b are formed. In the present specification, the name of the vapor deposition region is a path defined by the first guide member 6a regardless of the installation position of the first and second rolls 3 and 8 in the chamber 2 and the transport direction of the substrate 4. If it is located on the first guide member 6a, it becomes the “first vapor deposition region 60a”, and if it is located on the second roll side, it becomes the “second vapor deposition region 60b”. Therefore, the “first vapor deposition region 60 a” only needs to be positioned on the first roll side with respect to the first guide member 6 a in the conveyance path of the substrate 4. The linear distance from the region 60 a may be longer than the linear distance between the first roll 3 and the first guide member 6.

遮蔽部は蒸着可能領域内に配置されており、上述した遮蔽部材２０a、20bや遮蔽板２3ｂの他に、蒸発面９ｔから蒸発した蒸着材料が、第二の蒸着領域６０ｂそして、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が、第一の蒸着領域６０ａに入射しない様に、遮蔽板２３ａを配置している。さらに、蒸発源９や排気ポンプ１に接続された排気口（図示せず）を覆うように配置された遮蔽板１０ａ、１０ｂと、ノズル部２２を覆うように配置されたノズル部遮蔽板２４と、チャンバー２の側壁から第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｃに向かってそれぞれ延びる遮蔽板１５ａ、１５ｂとを含む。遮蔽板１５ａ、１５ｂは、基板４の搬送経路における蒸着領域６０ａ、６０ｂ以外の蒸着可能領域を走行する基板４、第１および第２のロール３、８および加熱部１６ａ、１６ｂなどを覆うように配置され、これらに蒸着原料が到達することを防止する。   The shielding portion is disposed in the vapor deposition possible region. In addition to the above-described shielding members 20a and 20b and the shielding plate 23b, the vapor deposition material evaporated from the evaporation surface 9t is transferred from the second vapor deposition region 60b and the evaporation surface 9s. The shielding plate 23a is arranged so that the evaporated evaporation material does not enter the first evaporation region 60a. Furthermore, shielding plates 10a and 10b arranged to cover the exhaust ports (not shown) connected to the evaporation source 9 and the exhaust pump 1, and a nozzle portion shielding plate 24 arranged to cover the nozzle portion 22; And shielding plates 15a and 15b extending from the side wall of the chamber 2 toward the first and second vapor deposition regions 60a and 60c, respectively. The shielding plates 15 a and 15 b cover the substrate 4, the first and second rolls 3 and 8, the heating units 16 a and 16 b, and the like that travel in the deposition possible region other than the deposition regions 60 a and 60 b in the transport path of the substrate 4. It arrange | positions and prevents that a vapor deposition raw material arrives at these.

なお、本実施形態における搬送部および遮蔽部は、蒸発面９ｓ及び９ｔから蒸発した蒸着材料が搬送経路を走行する基板４の法線方向から基板４に入射しないように、蒸発源９に対して配置されており、これによって、基板４の法線方向から傾斜した方向から蒸着を行う（斜め蒸着）ことが可能になる。図１に示す蒸着装置１００では、遮蔽部材２０ａ、２０ｂ、遮蔽板２３a、２３ｂおよびノズル部遮蔽板２４によって、蒸着材料が基板４の法線方向から基板４に入射することを防止しているが、搬送部の構成によっては、他の遮蔽板（例えば１５ａ、１５ｂなど）も同様の機能を有する場合がある。   In addition, the conveyance part and shielding part in this embodiment are with respect to the evaporation source 9 so that the vapor deposition material evaporated from the evaporation surfaces 9s and 9t does not enter the substrate 4 from the normal direction of the substrate 4 traveling on the conveyance path. Thus, it is possible to perform deposition (oblique deposition) from a direction inclined from the normal direction of the substrate 4. In the vapor deposition device 100 shown in FIG. 1, the vapor deposition material is prevented from entering the substrate 4 from the normal direction of the substrate 4 by the shielding members 20 a and 20 b, the shielding plates 23 a and 23 b and the nozzle portion shielding plate 24. Depending on the configuration of the transport unit, other shielding plates (for example, 15a and 15b) may have the same function.

本実施形態におけるノズル部２２は、遮蔽板２４と遮蔽部材２０ａとの間に設置されている。ノズル部２２は、例えば搬送される基板４の幅方向（図１に示す断面に垂直な方向）に沿って延びた管であり、その側面に、対応する第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂにガスを噴出するための複数の出射口が設けられていてもよい。これにより、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂにおいて、基板４の幅方向に略均一にガスを供給できる。また、ノズル部２２は、第一、第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂのそれぞれにおいて基板４の表面の基板走行方向に平行にガスを噴射するように構成されていることが好ましい。このような構成によって、ノズル部２２から出射する酸素ガスと蒸着粒子との反応率を高めることができ、チャンバー２の真空圧力を悪化させることなく、酸化度の高い蒸着膜を形成することができる。   The nozzle part 22 in this embodiment is installed between the shielding plate 24 and the shielding member 20a. The nozzle part 22 is, for example, a tube extending along the width direction of the substrate 4 to be transported (direction perpendicular to the cross section shown in FIG. 1), and the corresponding first and second vapor deposition regions 60a, A plurality of outlets for jetting gas may be provided in 60b. Thereby, gas can be supplied substantially uniformly in the width direction of the substrate 4 in the first and second vapor deposition regions 60a and 60b. Moreover, it is preferable that the nozzle part 22 is comprised so that a gas may be injected in parallel with the substrate running direction of the surface of the board | substrate 4 in each of the 1st, 2nd vapor deposition area | region 60a, 60b. With such a configuration, the reaction rate between the oxygen gas emitted from the nozzle portion 22 and the vapor deposition particles can be increased, and a vapor deposition film with a high degree of oxidation can be formed without deteriorating the vacuum pressure in the chamber 2. .

加熱部１６ａ、１６ｂは、往路の蒸着経路の第１のロール側および復路の蒸着経路の第２のロール側にそれぞれ配置されている。このような構成により、第１のロール３から蒸着経路に基板４が搬送されるときには、基板面が、加熱部１６ａによって蒸着経路を通過する前の基板４を８０℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱し、第２のロール８から蒸着経路に基板４が搬送されるときには、基板面が、加熱部１６ｂによって蒸着経路を通過する前の基板４を８０℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱することができる。設定温度は、基板４の材質により適宜調整する。例えば、真空下で８０℃以上温度を加えることで、基板に付着した水分を蒸発除去することができる。また基板４を上記温度まで加熱すると、基板４の蒸着しようとする表面に付着した有機物を除去して、基板４と蒸着原料（例えばケイ素粒子）との密着力および蒸着原料（ケイ素粒子）同士の密着力を向上させる
ことができる。
〈蒸着装置の動作〉
次に、蒸着装置１００の動作を説明する。ここでは、蒸着装置１００を用いて、基板４の表面にケイ素酸化物を含む複数の活物質体を形成する場合を例に説明する。 The heating units 16a and 16b are arranged on the first roll side of the forward vapor deposition path and on the second roll side of the reverse vapor deposition path, respectively. With such a configuration, when the substrate 4 is transported from the first roll 3 to the vapor deposition path, the substrate surface of the substrate 4 before passing through the vapor deposition path by the heating unit 16a is 80 ° C. to 400 ° C. (for example, 300 ° C.). When the substrate 4 is transported from the second roll 8 to the vapor deposition path, the substrate surface of the substrate 4 before passing through the vapor deposition path by the heating unit 16b is 80 ° C. to 400 ° C. (for example, 300 ° C.). Can be heated. The set temperature is appropriately adjusted according to the material of the substrate 4. For example, by applying a temperature of 80 ° C. or higher under vacuum, moisture attached to the substrate can be removed by evaporation. Further, when the substrate 4 is heated to the above temperature, the organic matter adhering to the surface of the substrate 4 to be deposited is removed, the adhesion between the substrate 4 and the deposition material (for example, silicon particles) and the deposition material (silicon particles) Adhesion can be improved.
<Operation of vapor deposition system>
Next, operation | movement of the vapor deposition apparatus 100 is demonstrated. Here, a case where a plurality of active material bodies containing silicon oxide is formed on the surface of the substrate 4 using the vapor deposition apparatus 100 will be described as an example.

まず、第１および第２のロール３、８のうちの一方のロール（ここでは第１のロール３）に長尺の基板４を巻き付けておく。基板４として、銅箔、ニッケル箔などの金属箔を用いることができる。後で詳述するように、基板４の表面に複数の活物質体を所定の間隔を空けて配置するためには、斜め蒸着によるシャドウイング効果を利用する必要があり、そのためには、金属箔の表面に凹凸パターンが形成されていることが好ましい。本実施形態では、凹凸パターンとして、例えば上面が菱形（対角線：２０μｍ×１０μｍ）で高さが１０μｍの四角柱形状の突起が規則的に配列されたパターンを用いる。菱形の長い方の対角線に沿った間隔を２０μｍ、短い方の対角線に沿った間隔を１０μｍ、菱形の辺に平行な方向における間隔を１０μｍとする。また、各突起の上面の表面粗さＲａを例えば２．０μｍとする。   First, the long substrate 4 is wound around one of the first and second rolls 3 and 8 (here, the first roll 3). As the substrate 4, a metal foil such as a copper foil or a nickel foil can be used. As will be described in detail later, in order to dispose a plurality of active material bodies on the surface of the substrate 4 at a predetermined interval, it is necessary to use a shadowing effect by oblique vapor deposition. It is preferable that a concavo-convex pattern is formed on the surface. In the present embodiment, as the uneven pattern, for example, a pattern in which square columnar protrusions having a rhombus (diagonal line: 20 μm × 10 μm) and a height of 10 μm are regularly arranged is used. The interval along the longer diagonal of the rhombus is 20 μm, the interval along the shorter diagonal is 10 μm, and the interval in the direction parallel to the sides of the rhombus is 10 μm. Further, the surface roughness Ra of the upper surface of each protrusion is set to 2.0 μm, for example.

また、蒸発源９の坩堝内には蒸着材料（例えばケイ素）を収容し、ガス導入管１１ａ、１１ｂは蒸着装置１００の外部に設置された酸素ガスボンベなどに接続しておく。この状態で、排気ポンプ１を用いてチャンバー２を排気する。   A vapor deposition material (for example, silicon) is accommodated in the crucible of the evaporation source 9, and the gas introduction pipes 11 a and 11 b are connected to an oxygen gas cylinder or the like installed outside the vapor deposition apparatus 100. In this state, the chamber 2 is evacuated using the exhaust pump 1.

次いで、第１のロール３に巻き付けられた基板４を繰り出し、第２のロール８に向かって搬送する。基板４は、まず、加熱部１６ａで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第一の蒸着領域６０ａを含む蒸着経路を通過する。このとき、蒸発源９の坩堝内のケイ素を電子ビーム加熱装置などの加熱装置（図示せず）によって蒸発面９ｓから蒸発させて、第一の蒸着領域６０ａを通過する基板４の表面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ａを介してノズル部２２から基板４の表面に供給する。これにより、基板４の表面に、反応性蒸着により、ケイ素と酸素とを含む化合物（ケイ素酸化物）を成長させることができる。これらの蒸着領域６０ａで表面にケイ素酸化物が蒸着された後の基板４は、搬送ローラ５ｃ、５ｄを経由した後、第二の蒸着領域６０ｃを含む蒸着経路を通過する。このとき、蒸発源９の坩堝内のケイ素を電子ビーム加熱装置などの加熱装置（図示せず）によって蒸発面９ｔから蒸発させて、第二の蒸着領域６０ｂを通過することで、第一の蒸着領域６０ａで形成された蒸着膜表面にさらに供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ｂを介してノズル部２２から基板４の第一の蒸着領域６０ａで形成された蒸着膜表面に供給する。これにより、基板４の表面に、反応性蒸着により、ケイ素と酸素とを含む化合物（ケイ素酸化物）を２層成長させることができる。これらの蒸着領域６０ａ、６０ｂで基板表面にケイ素酸化物が２層蒸着された後の基板４は、第２のロール８によって巻き取られる。   Next, the substrate 4 wound around the first roll 3 is fed out and conveyed toward the second roll 8. The substrate 4 is first heated to a temperature of 200 ° C. to 300 ° C. by the heating unit 16a and then passes through a vapor deposition path including the first vapor deposition region 60a. At this time, silicon in the crucible of the evaporation source 9 is evaporated from the evaporation surface 9s by a heating device (not shown) such as an electron beam heating device and supplied to the surface of the substrate 4 passing through the first vapor deposition region 60a. . At the same time, oxygen gas is supplied from the nozzle portion 22 to the surface of the substrate 4 through the gas introduction pipe 11a. Thereby, a compound (silicon oxide) containing silicon and oxygen can be grown on the surface of the substrate 4 by reactive vapor deposition. The substrate 4 on which the silicon oxide has been deposited on the surface in these vapor deposition regions 60a passes through the vapor deposition path including the second vapor deposition region 60c after passing through the transport rollers 5c and 5d. At this time, the silicon in the crucible of the evaporation source 9 is evaporated from the evaporation surface 9t by a heating device (not shown) such as an electron beam heating device, and passes through the second evaporation region 60b, whereby the first evaporation is performed. Further supplied to the surface of the deposited film formed in the region 60a. At the same time, oxygen gas is supplied from the nozzle portion 22 to the vapor deposition film surface formed in the first vapor deposition region 60a of the substrate 4 through the gas introduction pipe 11b. Thereby, two layers of the compound (silicon oxide) containing silicon and oxygen can be grown on the surface of the substrate 4 by reactive vapor deposition. The substrate 4 after two layers of silicon oxide are deposited on the substrate surface in these deposition regions 60 a and 60 b is wound up by the second roll 8.

棒状の材料５０（ここではケイ素）は、蒸発源９の電子ビーム加熱装置のビームの一部によって溶解される。溶解された材料は、蒸発面９ｓと９ｔの間の溶解ゾーン（融点より高い温度であるが、蒸発面９ｓ、９ｔほど蒸発しない温度領域）に定期的に滴下供給される。滴下供給される材料速度は、蒸発面９ｓ、９ｔから蒸発する速度と同程度になるように、棒状材料が押し出され、電子ビームで溶解される。蒸発面９ｓ、９ｔからの蒸発速度は、蒸発源９の材料温度変化に敏感に作用される。溶解ゾーンと蒸発面の深さ方向は、溶解ゾーンの方を浅くしておくのが好ましい。浅くすることで、材料容量が少なくなり、溶解するための電子ビームの投入エネルギーを小さくすることができる。蒸発面と溶解ゾーンの深さ同じ場合、溶解ゾーンでは、電子ビームのエネルギーが小さいため、底部で溶解できない部分が生じてしまう。そのため、小さな温度変化で、材料の溶解量が変化してしまい、蒸発速度が不安定になる。蒸発面９ｓ、９ｔと溶解ゾーンは、電子ビームの滞在時間に差を設けることで、温度を制御することができる。例えば、電子ビームを１００秒間
照射する場合、蒸発面９ｓに３０秒と９ｔに３０秒滞在し、溶解ゾーンに２０秒滞在し、棒状の材料に２０秒滞在して、材料の蒸発量と材料滴下供給量と蒸発源の温度変化のバランスをとることができる。また、溶解ゾーンが、蒸発面９ｓと９ｔの間に位置することで、溶解ゾーンに滴下した材料による蒸発源９の温度変化を、蒸発面９ｓ、９ｔへの電子ビーム滞在時間の調整で制御することが可能になり、蒸発速度を安定にできる。溶解ゾーンが蒸発面９ｓ、９ｔの間に無い場合（例えば蒸発面が９ｓだけの場合）、蒸発面と溶解ゾーンに温度の傾斜が生じ、蒸発速度が不安定になったり、蒸発速度分布が生じてしまう。さらに、蒸発源９の材料は、溶解ゾーンを含め液体状態に保持しているため、蒸発面９ｓと９ｔは常に同じ高さにすることができる。そのため、第一の蒸着領域６０ａおよび第二の蒸着領域６０ｂの基板への入射角度を一定に保つことができる。 The rod-shaped material 50 (here, silicon) is melted by a part of the beam of the electron beam heating device of the evaporation source 9. The dissolved material is periodically dropped and supplied to a melting zone between the evaporation surfaces 9s and 9t (temperature range higher than the melting point but not evaporated as much as the evaporation surfaces 9s and 9t). The rod-shaped material is pushed out and melted by the electron beam so that the material speed supplied dropwise is about the same as the speed of evaporation from the evaporation surfaces 9s and 9t. The evaporation rate from the evaporation surfaces 9s and 9t is sensitive to changes in the material temperature of the evaporation source 9. It is preferable to make the dissolution zone shallower in the depth direction of the dissolution zone and the evaporation surface. By making it shallow, the material capacity is reduced and the input energy of the electron beam for melting can be reduced. When the evaporation surface and the depth of the dissolution zone are the same, in the dissolution zone, since the energy of the electron beam is small, a portion that cannot be dissolved at the bottom portion is generated. For this reason, the amount of dissolved material changes with a small change in temperature, and the evaporation rate becomes unstable. The evaporation surfaces 9s and 9t and the melting zone can control the temperature by providing a difference in the residence time of the electron beam. For example, when irradiating with an electron beam for 100 seconds, stays on the evaporation surface 9s for 30 seconds and 9t for 30 seconds, stays on the melting zone for 20 seconds, stays on the rod-shaped material for 20 seconds, and evaporates the material and drops the material. The supply amount and the temperature change of the evaporation source can be balanced. Further, since the melting zone is positioned between the evaporation surfaces 9s and 9t, the temperature change of the evaporation source 9 due to the material dropped on the melting zone is controlled by adjusting the electron beam residence time on the evaporation surfaces 9s and 9t. And the evaporation rate can be stabilized. If the dissolution zone is not between the evaporation surfaces 9s and 9t (for example, if the evaporation surface is only 9s), a temperature gradient occurs between the evaporation surface and the dissolution zone, the evaporation rate becomes unstable, and an evaporation rate distribution occurs. End up. Furthermore, since the material of the evaporation source 9 is kept in a liquid state including the dissolution zone, the evaporation surfaces 9s and 9t can always be at the same height. Therefore, the incident angles of the first vapor deposition region 60a and the second vapor deposition region 60b to the substrate can be kept constant.

本実施形態では、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂにおける蒸着原料（例えばケイ素）の入射角度θは、以下のように制御される。第１のガイド部材６ａは、少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｓに対して配置される。第２のガイド部材６ｂは、少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｔに対して配置される。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、遮蔽部材２０ａ、２０ｂ、２３a、23bおよびノズル部遮蔽板２４は、蒸着経路のうち入射角度θが上記範囲から外れる領域に入射しようとするケイ素を遮蔽するように配置される。具体的に説明すると、図１に示す例では、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂの上端部６２Ｕ、６４Ｕにおける入射角度θ2、θ４は、それぞれ、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、２３a、23bで調整される。また、下端部６２Ｌ、６４Ｌにおける入射角度θ１、θ３は、遮蔽部材２０ａ、２０ｂおよびノズル部遮蔽板２４で調整される。なお、遮蔽部材２０ａ、２０ｂを設けずに、ノズル部遮蔽板２４を遮蔽部材としても機能させてもよい。ここでは、入射角度θ１、θ２、θ３、θ４は、それぞれ、４５°、７５°、４５°、７５°である（θ１＝４５°、θ２＝７５°、θ３＝４５°、θ４＝７５°）。   In the present embodiment, the incident angle θ of the vapor deposition material (for example, silicon) in the first and second vapor deposition regions 60a and 60b is controlled as follows. The first guide member 6a has at least a part of the evaporation surface 9s so that the incident angle θ of silicon is in a desired range (for example, 45 ° to 75 °, preferably 60 ° to 75 °). Arranged against. The second guide member 6b has at least a part of the evaporation surface 9t so that the incident angle θ of silicon is in a desired range (for example, 45 ° or more and 75 ° or less, preferably 60 ° or more and 75 ° or less). Arranged against. In addition, the shielding plates 15a and 15b, the shielding members 20a, 20b, 23a, and 23b, and the nozzle portion shielding plate 24 are disposed so as to shield silicon that is about to enter the region where the incident angle θ is outside the above range in the vapor deposition path. Is done. Specifically, in the example shown in FIG. 1, the incident angles θ2 and θ4 at the upper end portions 62U and 64U of the first and second vapor deposition regions 60a and 60b are respectively the shielding plates 15a, 15b, 23a, and 23b. Adjusted. Further, the incident angles θ1 and θ3 at the lower end portions 62L and 64L are adjusted by the shielding members 20a and 20b and the nozzle portion shielding plate 24. In addition, you may make the nozzle part shielding plate 24 function also as a shielding member, without providing shielding member 20a, 20b. Here, the incident angles θ1, θ2, θ3, and θ4 are 45 °, 75 °, 45 °, and 75 °, respectively (θ1 = 45 °, θ2 = 75 °, θ3 = 45 °, θ4 = 75 °). .

本実施形態では、加熱部１６ａによって加熱された基板４の温度が各蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過中に５００℃を超えないように、加熱部１６ａで加熱された直後に通過する搬送ローラを除いて、搬送ローラ（第１のガイド部材６を含む）は冷却されていることが好ましい。また、搬送部による基板４の搬送速度や蒸着レートも、基板４の温度が５００℃を超えないように適宜調整される。   In the present embodiment, except for the transport roller that passes immediately after being heated by the heating unit 16a so that the temperature of the substrate 4 heated by the heating unit 16a does not exceed 500 ° C. while passing through the vapor deposition regions 60a and 60b. In addition, it is preferable that the transport roller (including the first guide member 6) is cooled. Moreover, the conveyance speed and vapor deposition rate of the board | substrate 4 by a conveyance part are also adjusted suitably so that the temperature of the board | substrate 4 may not exceed 500 degreeC.

上記のように、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂを走行するときの基板４の温度を例えば２００℃以上５００℃未満に制御することによって、活物質体の成長角度（基板の法線方向Ｍと活物質体の成長方向Ｇ１、Ｇ２とのなす角度）αを調整することができる。前述したように、活物質体の成長角度αは蒸着原料の入射角度θによってほぼ決まるが（２ｔａｎα＝ｔａｎθ、以下、「ｔａｎ則」という）、入射角度θが６０°以上のとき、成長角度αは上記ｔａｎ則によって決まる角度よりも小さくなる傾向がある。このとき、基板４の温度が上記範囲よりも低いと、成長角度αは特に小さくなってしまう。基板４の温度を２００℃以上に制御することにより、活物質体の成長角度αをｔａｎ則によって決まる角度に近づけることができる。一方、基板４の温度が５００℃未満であれば、基板４の熱変形によってしわが生じることを防止できる。また、基板４として銅基板を用いる場合には、銅基板にケイ素が拡散することを防止できる。   As described above, by controlling the temperature of the substrate 4 when traveling through the first and second vapor deposition regions 60a and 60b to, for example, 200 ° C. or more and less than 500 ° C., the growth angle of the active material body (the normal of the substrate) The angle α) between the direction M and the growth direction G1, G2 of the active material body can be adjusted. As described above, the growth angle α of the active material body is substantially determined by the incident angle θ of the vapor deposition material (2 tan α = tan θ, hereinafter referred to as “tan rule”), but when the incident angle θ is 60 ° or more, the growth angle α Tends to be smaller than the angle determined by the tan rule. At this time, if the temperature of the substrate 4 is lower than the above range, the growth angle α is particularly small. By controlling the temperature of the substrate 4 to 200 ° C. or higher, the growth angle α of the active material body can be made closer to the angle determined by the tan rule. On the other hand, if the temperature of the substrate 4 is less than 500 ° C., wrinkles can be prevented from being generated due to thermal deformation of the substrate 4. Further, when a copper substrate is used as the substrate 4, it is possible to prevent silicon from diffusing into the copper substrate.

本実施形態では、加熱部１６ａが蒸着領域以外の領域に配置され、蒸着領域６０ａ、６０ｂに搬送される前の基板４を加熱しているが、これらの加熱部１６ａは第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂに配置されていてもよい。ただし、本実施形態の構成のように、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂに搬送される直前の基板４を加熱するように
加熱部１６ａを配置すると、不純物を除去した後に、基板表面に蒸着できるので好ましい。 In the present embodiment, the heating unit 16a is disposed in a region other than the vapor deposition region and heats the substrate 4 before being transported to the vapor deposition regions 60a and 60b. You may arrange | position to the vapor deposition area | region 60a, 60b. However, if the heating unit 16a is disposed so as to heat the substrate 4 immediately before being transported to the first and second vapor deposition regions 60a and 60b as in the configuration of the present embodiment, the substrate surface is removed after impurities are removed. It is preferable because it can be evaporated.

本実施形態の蒸着装置を用いると、シート状の基板４表面に、積層した蒸着膜を連続的に安定に形成できる。   If the vapor deposition apparatus of this embodiment is used, the laminated vapor deposition film can be continuously formed stably on the surface of the sheet-like substrate 4.

なお、ケイ素酸化物からなる活物質体を形成する場合を例に蒸着装置１００の動作を説明したが、使用する蒸着材料が昇華性材料出なければ、この例に限定されない。また、上記では、蒸発源９で蒸発させた蒸着原料（ケイ素原子）とノズル部２２から供給されるガス（酸素ガス）とを反応させて蒸着膜を形成しているが、ガスを供給せずに、蒸着原料のみを基板４の表面に成長させてもよい。
（第２の実施形態）
本実施形態の蒸着装置では、チャンバー内において、蒸発源に対してシート状の基板を搬送し、基板表面、裏面の両側の蒸着を行う。基板の両面を蒸着するため、蒸着を行う場所を２箇所設ける。
〈蒸着装置の構成〉
以下、図面を参照しながら、本発明による第２の実施形態の蒸着装置を説明する、本実施形態の蒸着装置の搬送部は、図２を参照しながら第１の実施形態で説明したような基板蒸着領域２箇所を、基板の表面、裏表面が搬送する構成である。 In addition, although the operation | movement of the vapor deposition apparatus 100 was demonstrated to the case where the active material body which consists of silicon oxides was formed as an example, if the vapor deposition material to be used does not come out of a sublimable material, it will not be limited to this example. In the above description, the vapor deposition material (silicon atoms) evaporated by the evaporation source 9 and the gas (oxygen gas) supplied from the nozzle unit 22 are reacted to form a vapor deposition film, but the gas is not supplied. In addition, only the deposition material may be grown on the surface of the substrate 4.
(Second Embodiment)
In the vapor deposition apparatus of this embodiment, in a chamber, a sheet-like board | substrate is conveyed with respect to an evaporation source, and vapor deposition of both sides of a substrate surface and a back surface is performed. In order to vapor-deposit both sides of the substrate, two places for vapor deposition are provided.
<Configuration of vapor deposition equipment>
Hereinafter, the vapor deposition apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The transport unit of the vapor deposition apparatus according to the present embodiment is as described in the first embodiment with reference to FIG. In this configuration, the front and back surfaces of the substrate convey two substrate deposition regions.

図２は、本実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。簡単のため、前述の実施形態で説明した蒸着装置１００と同様の構成要素には、同じ参照符号を付して説明を省略する。   FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the vapor deposition apparatus of the present embodiment. For simplicity, the same components as those in the vapor deposition apparatus 100 described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施形態では、加熱部１６ａ、１６ｂは、表面蒸着経路の第１のロール側および裏面蒸着経路の第１のロール側にそれぞれ配置されている。このような構成により、第１のロール３から蒸着経路に基板４が搬送されるときには、表面が、加熱部１６ａによって蒸着経路を通過する前の基板４を８０℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱し、裏面が加熱部１６ｂによって蒸着経路を通過する前の基板４を８０℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱することができる。設定温度は、基板４の材質により適宜調整する。例えば、真空下で８０℃以上温度を加えることで、基板に付着した水分を蒸発除去することができる。また基板４を上記温度まで加熱すると、基板４の蒸着しようとする表面に付着した有機物を除去して、基板４と蒸着原料（例えばケイ素粒子）との密着力および蒸着原料（ケイ素粒子）同士の密着力を向上させることができる。
〈蒸着装置の動作〉
次に、蒸着装置２００の動作を説明する。ここでは、蒸着装置２００を用いて、基板４の表面にケイ素酸化物を含む複数の活物質体を形成する場合を例に説明する。 In the present embodiment, the heating units 16a and 16b are respectively disposed on the first roll side of the front surface vapor deposition path and the first roll side of the back surface vapor deposition path. With this configuration, when the substrate 4 is transported from the first roll 3 to the vapor deposition path, the surface of the substrate 4 before passing through the vapor deposition path by the heating unit 16a is 80 ° C. to 400 ° C. (for example, 300 ° C.). The substrate 4 before the back surface passes through the vapor deposition path by the heating unit 16b can be heated to 80 ° C. to 400 ° C. (for example, 300 ° C.). The set temperature is appropriately adjusted according to the material of the substrate 4. For example, by applying a temperature of 80 ° C. or higher under vacuum, moisture attached to the substrate can be removed by evaporation. Further, when the substrate 4 is heated to the above temperature, the organic matter adhering to the surface of the substrate 4 to be deposited is removed, the adhesion between the substrate 4 and the deposition material (for example, silicon particles) and the deposition material (silicon particles) Adhesion can be improved.
<Operation of vapor deposition system>
Next, operation | movement of the vapor deposition apparatus 200 is demonstrated. Here, a case where a plurality of active material bodies containing silicon oxide is formed on the surface of the substrate 4 using the vapor deposition apparatus 200 will be described as an example.

まず、第１および第２のロール３、８のうちの一方のロール（ここでは第１のロール３）に長尺の基板４を巻き付けておく。基板４として、銅箔、ニッケル箔などの金属箔を用いることができる。後で詳述するように、基板４の表面に複数の活物質体を所定の間隔を空けて配置するためには、斜め蒸着によるシャドウイング効果を利用する必要があり、そのためには、金属箔の表面に凹凸パターンが形成されていることが好ましい。本実施形態では、凹凸パターンとして、例えば上面が菱形（対角線：２０μｍ×１０μｍ）で高さが１０μｍの四角柱形状の突起が規則的に配列されたパターンを用いる。菱形の長い方の対角線に沿った間隔を２０μｍ、短い方の対角線に沿った間隔を１０μｍ、菱形の辺に平行な方向における間隔を１０μｍとする。また、各突起の上面の表面粗さＲａを例えば２．０μｍとする。   First, the long substrate 4 is wound around one of the first and second rolls 3 and 8 (here, the first roll 3). As the substrate 4, a metal foil such as a copper foil or a nickel foil can be used. As will be described in detail later, in order to dispose a plurality of active material bodies on the surface of the substrate 4 at a predetermined interval, it is necessary to use a shadowing effect by oblique vapor deposition. It is preferable that a concavo-convex pattern is formed on the surface. In the present embodiment, as the uneven pattern, for example, a pattern in which square columnar protrusions having a rhombus (diagonal line: 20 μm × 10 μm) and a height of 10 μm are regularly arranged is used. The interval along the longer diagonal of the rhombus is 20 μm, the interval along the shorter diagonal is 10 μm, and the interval in the direction parallel to the sides of the rhombus is 10 μm. Further, the surface roughness Ra of the upper surface of each protrusion is set to 2.0 μm, for example.

また、蒸発源９の坩堝内には蒸着材料（例えばケイ素）を収容し、ガス導入管１１ａ、
１１ｂは蒸着装置２００の外部に設置された酸素ガスボンベなどに接続しておく。この状態で、排気ポンプ１を用いてチャンバー２を排気する。 Further, a vapor deposition material (for example, silicon) is accommodated in the crucible of the evaporation source 9, and a gas introduction pipe 11a,
11b is connected to an oxygen gas cylinder or the like installed outside the vapor deposition apparatus 200. In this state, the chamber 2 is evacuated using the exhaust pump 1.

次いで、第１のロール３に巻き付けられた基板４を繰り出し、第２のロール８に向かって搬送する。基板４は、まず、加熱部１６ａで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第一の蒸着領域６０ａを含む蒸着経路を通過する。このとき、蒸発源９の坩堝内のケイ素を電子ビーム加熱装置などの加熱装置（図示せず）によって蒸発面９ｓから蒸発させて、第一の蒸着領域６０ａを通過する基板４の表面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ａを介してノズル部２２から基板４の表面に供給する。これにより、基板４の表面に、反応性蒸着により、ケイ素と酸素とを含む化合物（ケイ素酸化物）を成長させることができる。これらの第一の蒸着領域６０ａで表面にケイ素酸化物が蒸着された後の基板４は、次に反転され、加熱部１６ｂで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第二の蒸着領域６０ｂを含む蒸着経路を通過する。このとき、蒸発源９の坩堝内のケイ素を電子ビーム加熱装置などの加熱装置（図示せず）によって蒸発面９ｔから蒸発させて、第二の蒸着領域６０ｂを通過する基板４の裏面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ｂを介してノズル部２２から基板４の裏面に供給する。これにより、基板４の裏面に、反応性蒸着により、ケイ素と酸素とを含む化合物（ケイ素酸化物）を成長させることができる。これらの蒸着領域６０ａ、６０ｂで基板おもて、うら両表面にケイ素酸化物が蒸着された後の基板４は、第２のロール８によって巻き取られる。   Next, the substrate 4 wound around the first roll 3 is fed out and conveyed toward the second roll 8. The substrate 4 is first heated to a temperature of 200 ° C. to 300 ° C. by the heating unit 16a and then passes through a vapor deposition path including the first vapor deposition region 60a. At this time, silicon in the crucible of the evaporation source 9 is evaporated from the evaporation surface 9s by a heating device (not shown) such as an electron beam heating device and supplied to the surface of the substrate 4 passing through the first vapor deposition region 60a. . At the same time, oxygen gas is supplied from the nozzle portion 22 to the surface of the substrate 4 through the gas introduction pipe 11a. Thereby, a compound (silicon oxide) containing silicon and oxygen can be grown on the surface of the substrate 4 by reactive vapor deposition. The substrate 4 on which the silicon oxide is deposited on the surface in the first deposition region 60a is then reversed and heated to a temperature of 200 ° C. to 300 ° C. by the heating unit 16b, and then the second deposition. It passes through the vapor deposition path including the region 60b. At this time, silicon in the crucible of the evaporation source 9 is evaporated from the evaporation surface 9t by a heating device (not shown) such as an electron beam heating device, and supplied to the back surface of the substrate 4 passing through the second deposition region 60b. . At the same time, oxygen gas is supplied from the nozzle portion 22 to the back surface of the substrate 4 through the gas introduction pipe 11b. Thereby, the compound (silicon oxide) containing silicon and oxygen can be grown on the back surface of the substrate 4 by reactive vapor deposition. The substrate 4 after the silicon oxide is vapor-deposited on both surfaces of the substrate in the vapor deposition regions 60 a and 60 b is wound up by the second roll 8.

棒状の材料５０（ここではケイ素）は、蒸発源９の電子ビーム加熱装置のビームの一部によって溶解される。溶解された材料は、蒸発面９ｓと９ｔの間の溶解ゾーン（融点より高い温度であるが、蒸発面９ｓ、９ｔほど蒸発しない温度領域）に定期的に滴下供給される。滴下供給される材料速度は、蒸発面９ｓ、９ｔから蒸発する速度と同程度になるように、棒状材料が押し出され、電子ビームで溶解される。蒸発面９ｓ、９ｔからの蒸発速度は、蒸発源９の材料温度変化に敏感に作用される。溶解ゾーンと蒸発面の深さ方向は、溶解ゾーンの方を浅くしておくのが好ましい。浅くすることで、材料容量が少なくなり、溶解するための電子ビームの投入エネルギーを小さくすることができる。蒸発面と溶解ゾーンの深さ同じ場合、溶解ゾーンでは、電子ビームのエネルギーが小さいため、底部で溶解できない部分が生じてしまう。そのため、小さな温度変化で、材料の溶解量が変化してしまい、蒸発速度が不安定になる。蒸発面９ｓ、９ｔと溶解ゾーンは、電子ビームの滞在時間に差を設けることで、温度を制御することができる。例えば、電子ビームを１００秒間照射する場合、蒸発面９ｓに３０秒と９ｔに３０秒滞在し、溶解ゾーンに２０秒滞在し、棒状の材料に２０秒滞在して、材料の蒸発量と材料滴下供給量と蒸発源の温度変化のバランスをとることができる。また、溶解ゾーンが、蒸発面９ｓと９ｔの間に位置することで、溶解ゾーンに滴下した材料による蒸発源９の温度変化を、蒸発面９ｓ、９ｔへの電子ビーム滞在時間の調整で制御することが可能になり、蒸発速度を安定にできる。溶解ゾーンが蒸発面９ｓ、９ｔの間に無い場合（例えば蒸発面が９ｓだけの場合）、蒸発面と溶解ゾーンに温度の傾斜が生じ、蒸発速度が不安定になったり、蒸発速度分布が生じてしまう。さらに、蒸発源９の材料は、溶解ゾーンを含め液体状態に保持しているため、蒸発面９ｓと９ｔは常に同じ高さにすることができる。そのため、第１の蒸着領域６０ａおよび第２の蒸着領域６０ｂの基板への入射角度を一定に保つことができる。   The rod-shaped material 50 (here, silicon) is melted by a part of the beam of the electron beam heating device of the evaporation source 9. The dissolved material is periodically dropped and supplied to a melting zone between the evaporation surfaces 9s and 9t (temperature range higher than the melting point but not evaporated as much as the evaporation surfaces 9s and 9t). The rod-shaped material is pushed out and melted by the electron beam so that the material speed supplied dropwise is about the same as the speed of evaporation from the evaporation surfaces 9s and 9t. The evaporation rate from the evaporation surfaces 9s and 9t is sensitive to changes in the material temperature of the evaporation source 9. It is preferable to make the dissolution zone shallower in the depth direction of the dissolution zone and the evaporation surface. By making it shallow, the material capacity is reduced and the input energy of the electron beam for melting can be reduced. When the evaporation surface and the depth of the dissolution zone are the same, in the dissolution zone, since the energy of the electron beam is small, a portion that cannot be dissolved at the bottom portion is generated. For this reason, the amount of dissolved material changes with a small change in temperature, and the evaporation rate becomes unstable. The evaporation surfaces 9s and 9t and the melting zone can control the temperature by providing a difference in the residence time of the electron beam. For example, when irradiating with an electron beam for 100 seconds, stays on the evaporation surface 9s for 30 seconds and 9t for 30 seconds, stays on the melting zone for 20 seconds, stays on the rod-shaped material for 20 seconds, and evaporates the material and drops the material. The supply amount and the temperature change of the evaporation source can be balanced. Further, since the melting zone is positioned between the evaporation surfaces 9s and 9t, the temperature change of the evaporation source 9 due to the material dropped on the melting zone is controlled by adjusting the electron beam residence time on the evaporation surfaces 9s and 9t. And the evaporation rate can be stabilized. If the dissolution zone is not between the evaporation surfaces 9s and 9t (for example, if the evaporation surface is only 9s), a temperature gradient occurs between the evaporation surface and the dissolution zone, the evaporation rate becomes unstable, and an evaporation rate distribution occurs. End up. Furthermore, since the material of the evaporation source 9 is kept in a liquid state including the dissolution zone, the evaporation surfaces 9s and 9t can always be at the same height. Therefore, the incident angles on the substrate of the first vapor deposition region 60a and the second vapor deposition region 60b can be kept constant.

本実施形態では、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂにおける蒸着原料（例えばケイ素）の入射角度θは、以下のように制御される。第１のガイド部材６ａは、少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｓに対して配置される。第２のガイド部材６ｂは、少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｔに対して配置される。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、遮蔽部材２０ａ、２０ｂ、２３a、23bお
よびノズル部遮蔽板２４は、蒸着経路のうち入射角度θが上記範囲から外れる領域に入射しようとするケイ素を遮蔽するように配置される。具体的に説明すると、図１に示す例では、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂの上端部６２Ｕ、６４Ｕにおける入射角度θ2、θ４は、それぞれ、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、２３a、23bで調整される。また、下端部６２Ｌ、６４Ｌにおける入射角度θ１、θ３は、遮蔽部材２０ａ、２０ｂおよびノズル部遮蔽板２４で調整される。なお、遮蔽部材２０ａ、２０ｂを設けずに、ノズル部遮蔽板２４を遮蔽部材としても機能させてもよい。ここでは、入射角度θ１、θ２、θ３、θ４は、それぞれ、４５°、７５°、４５°、７５°である（θ１＝４５°、θ２＝７５°、θ３＝４５°、θ４＝７５°）。 In the present embodiment, the incident angle θ of the vapor deposition material (for example, silicon) in the first and second vapor deposition regions 60a and 60b is controlled as follows. The first guide member 6a has at least a part of the evaporation surface 9s so that the incident angle θ of silicon is in a desired range (for example, 45 ° to 75 °, preferably 60 ° to 75 °). Arranged against. The second guide member 6b has at least a part of the evaporation surface 9t so that the incident angle θ of silicon is in a desired range (for example, 45 ° or more and 75 ° or less, preferably 60 ° or more and 75 ° or less). Arranged against. In addition, the shielding plates 15a and 15b, the shielding members 20a, 20b, 23a, and 23b, and the nozzle portion shielding plate 24 are disposed so as to shield silicon that is about to enter the region where the incident angle θ is outside the above range in the vapor deposition path. Is done. Specifically, in the example shown in FIG. 1, the incident angles θ2 and θ4 at the upper end portions 62U and 64U of the first and second vapor deposition regions 60a and 60b are respectively the shielding plates 15a, 15b, 23a, and 23b. Adjusted. Further, the incident angles θ1 and θ3 at the lower end portions 62L and 64L are adjusted by the shielding members 20a and 20b and the nozzle portion shielding plate 24. In addition, you may make the nozzle part shielding plate 24 function also as a shielding member, without providing shielding member 20a, 20b. Here, the incident angles θ1, θ2, θ3, and θ4 are 45 °, 75 °, 45 °, and 75 °, respectively (θ1 = 45 °, θ2 = 75 °, θ3 = 45 °, θ4 = 75 °). .

本実施形態では、加熱部１６ａ、１６ｂによって加熱された基板４の温度が各蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過中に５００℃を超えないように、加熱部１６ａ、１６ｂで加熱された直後に通過する搬送ローラを除いて、搬送ローラ（第１のガイド部材６を含む）は冷却されていることが好ましい。また、搬送部による基板４の搬送速度や蒸着レートも、基板４の温度が５００℃を超えないように適宜調整される。   In the present embodiment, the substrate 4 heated by the heating units 16a and 16b passes immediately after being heated by the heating units 16a and 16b so that the temperature of the substrate 4 does not exceed 500 ° C. while passing through the vapor deposition regions 60a and 60b. Except for the conveyance roller, the conveyance roller (including the first guide member 6) is preferably cooled. Moreover, the conveyance speed and vapor deposition rate of the board | substrate 4 by a conveyance part are also adjusted suitably so that the temperature of the board | substrate 4 may not exceed 500 degreeC.

上記のように、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂを走行するときの基板４の温度を例えば２００℃以上５００℃未満に制御することによって、活物質体の成長角度（基板の法線方向Ｍと活物質体の成長方向Ｇ１、Ｇ２とのなす角度）αを調整することができる。前述したように、活物質体の成長角度αは蒸着原料の入射角度θによってほぼ決まるが（２ｔａｎα＝ｔａｎθ、以下、「ｔａｎ則」という）、入射角度θが６０°以上のとき、成長角度αは上記ｔａｎ則によって決まる角度よりも小さくなる傾向がある。このとき、基板４の温度が上記範囲よりも低いと、成長角度αは特に小さくなってしまう。基板４の温度を２００℃以上に制御することにより、活物質体の成長角度αをｔａｎ則によって決まる角度に近づけることができる。一方、基板４の温度が５００℃未満であれば、基板４の熱変形によってしわが生じることを防止できる。また、基板４として銅基板を用いる場合には、銅基板にケイ素が拡散することを防止できる。   As described above, by controlling the temperature of the substrate 4 when traveling through the first and second vapor deposition regions 60a and 60b to, for example, 200 ° C. or more and less than 500 ° C., the growth angle of the active material body (the normal of the substrate) The angle α) between the direction M and the growth direction G1, G2 of the active material body can be adjusted. As described above, the growth angle α of the active material body is substantially determined by the incident angle θ of the vapor deposition material (2 tan α = tan θ, hereinafter referred to as “tan rule”), but when the incident angle θ is 60 ° or more, the growth angle α Tends to be smaller than the angle determined by the tan rule. At this time, if the temperature of the substrate 4 is lower than the above range, the growth angle α is particularly small. By controlling the temperature of the substrate 4 to 200 ° C. or higher, the growth angle α of the active material body can be made closer to the angle determined by the tan rule. On the other hand, if the temperature of the substrate 4 is less than 500 ° C., wrinkles can be prevented from being generated due to thermal deformation of the substrate 4. Further, when a copper substrate is used as the substrate 4, it is possible to prevent silicon from diffusing into the copper substrate.

本実施形態では、加熱部１６ａ、１６ｂが蒸着領域以外の領域に配置され、蒸着領域６０ａ、６０ｂに搬送される前の基板４を加熱しているが、これらの加熱部１６ａ、１６ｂは第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｃに配置されていてもよい。ただし、本実施形態の構成のように、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｃに搬送される直前の基板４を加熱するように加熱部１６ａ、１６ｂを配置すると、不純物を除去したの後に、基板表面に蒸着できるので好ましい。   In the present embodiment, the heating units 16a and 16b are arranged in a region other than the vapor deposition region and heat the substrate 4 before being transported to the vapor deposition regions 60a and 60b. However, these heating units 16a and 16b are the first ones. And you may arrange | position in the 2nd vapor deposition area | region 60a, 60c. However, when the heating parts 16a and 16b are arranged so as to heat the substrate 4 immediately before being transported to the first and second vapor deposition regions 60a and 60c as in the configuration of the present embodiment, after the impurities are removed, It is preferable because it can be deposited on the substrate surface.

本実施形態の蒸着装置を用いると、シート状の基板４のおもて、うら両表面に、蒸着膜を連続的に安定に形成できる。   If the vapor deposition apparatus of this embodiment is used, a vapor deposition film can be continuously and stably formed on both the back surfaces of the sheet-like substrate 4.

なお、ケイ素酸化物からなる活物質体を形成する場合を例に蒸着装置１００の動作を説明したが、使用する蒸着材料が昇華性材料出なければ、この例に限定されない。また、上記では、蒸発源９で蒸発させた蒸着原料（ケイ素原子）とノズル部２２から供給されるガス（酸素ガス）とを反応させて蒸着膜を形成しているが、ガスを供給せずに、蒸着原料のみを基板４の表面に成長させてもよい。   In addition, although the operation | movement of the vapor deposition apparatus 100 was demonstrated to the case where the active material body which consists of silicon oxides was formed as an example, if the vapor deposition material to be used does not come out of a sublimable material, it will not be limited to this example. In the above description, the vapor deposition material (silicon atoms) evaporated by the evaporation source 9 and the gas (oxygen gas) supplied from the nozzle unit 22 are reacted to form a vapor deposition film, but the gas is not supplied. In addition, only the deposition material may be grown on the surface of the substrate 4.

（第３の実施形態）
本実施形態の蒸着装置では、チャンバー内において、蒸発源に対して凸になるようにシート状の基板を搬送し、凸の頂点となる部分の両側の領域で蒸着を行う。基板の両面を蒸着するため、凸の頂点となる部分の両側の領域で蒸着を行う場所を２箇所設ける。
〈蒸着装置の構成〉
まず、図３を参照する。図３は、本発明による第３の実施形態の蒸着装置を模式的に示
す断面図である。蒸着装置３００は、チャンバー（真空槽）２と、チャンバー２の外部に設けられ、チャンバー２を排気するための排気ポンプ１、チャンバー２の外部からチャンバー２に酸素ガスなどのガスを導入するガス導入管１１ａ、１１ｂとを備える。チャンバー２の内部には、蒸着原料を蒸発させる蒸発源９と、シート状の基板４を搬送するための搬送部と、蒸発源９によって蒸発した蒸着原料が到達するのを防ぐ遮蔽領域を形成する遮蔽部と、基板４を加熱するための加熱部１６ａ、１６ｂと、ガス導入管１１ａ、１１ｂに接続され、基板４の表面にガスを供給するためのノズル部２２とが設けられている。 (Third embodiment)
In the vapor deposition apparatus of the present embodiment, the sheet-like substrate is conveyed so as to be convex with respect to the evaporation source in the chamber, and vapor deposition is performed in regions on both sides of the portion that becomes the convex vertex. In order to vapor-deposit both surfaces of the substrate, two places for vapor deposition are provided in the regions on both sides of the convex vertex.
<Configuration of vapor deposition equipment>
First, referring to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a vapor deposition apparatus according to a third embodiment of the present invention. The vapor deposition apparatus 300 is provided outside the chamber 2 (vacuum chamber) 2 and an exhaust pump 1 for exhausting the chamber 2, and introduces a gas such as oxygen gas into the chamber 2 from the outside of the chamber 2. Tube 11a, 11b. Inside the chamber 2, an evaporation source 9 for evaporating the deposition material, a transport unit for transporting the sheet-like substrate 4, and a shielding region for preventing the deposition material evaporated by the evaporation source 9 from reaching. A shielding unit, heating units 16 a and 16 b for heating the substrate 4, and a nozzle unit 22 connected to the gas introduction pipes 11 a and 11 b for supplying gas to the surface of the substrate 4 are provided.

蒸発源９は、例えば蒸着原料を収容する坩堝などの容器と、蒸着原料を蒸発させるための加熱装置とを含み、蒸着材料および容器は適宜着脱可能に構成されている。加熱装置としては、例えば抵抗加熱装置、誘導加熱装置、電子ビーム加熱装置などを用いることができる。蒸着を行う際には、坩堝内に収容された蒸着原料が上記加熱装置によって加熱されて、その上面（蒸発源）９ｓから蒸発し、シャッター２８を開くと、基板４の表面に蒸着材料が供給される。
また、蒸発源９の上空には、棒状の材料５０が設置されており、基板幅方向に移動する機構で、移動することができる。さらに、棒状の材料５０は、加熱装置で溶解され、蒸発源９に材料を供給する。棒状の材料５０を溶解する加熱装置は、電子ビーム加熱装置で行う。
さらに、棒状の材料５０の上空には、遮蔽板２３ｂが配置されており、棒状の材料５０を電子ビームで溶解するときに発生する、材料の突沸により飛び散るスプラッシュが、基板４に到達するのを防いでいる。遮蔽板２３ａ、２３ｂは、図１０に示すような、数枚の板を重ね合わせた形状にすると、輻射熱の断熱ができ、遮蔽板２３ａの熱変形を防止できるのでさらに良い。 The evaporation source 9 includes, for example, a container such as a crucible for storing a vapor deposition raw material and a heating device for evaporating the vapor deposition raw material, and the vapor deposition material and the container are configured to be detachable as appropriate. As the heating device, for example, a resistance heating device, an induction heating device, an electron beam heating device, or the like can be used. When vapor deposition is performed, the vapor deposition material accommodated in the crucible is heated by the heating device, evaporates from the upper surface (evaporation source) 9 s, and when the shutter 28 is opened, the vapor deposition material is supplied to the surface of the substrate 4. Is done.
In addition, a rod-shaped material 50 is installed above the evaporation source 9 and can be moved by a mechanism that moves in the substrate width direction. Further, the rod-shaped material 50 is melted by the heating device and supplies the material to the evaporation source 9. A heating device for melting the rod-shaped material 50 is an electron beam heating device.
Further, a shielding plate 23b is arranged above the rod-shaped material 50, and splash splashed by material bumping that occurs when the rod-shaped material 50 is melted by an electron beam reaches the substrate 4. It is preventing. When the shielding plates 23a and 23b have a shape in which several plates are overlapped as shown in FIG. 10, it is better because heat radiation can be insulated and thermal deformation of the shielding plate 23a can be prevented.

搬送部は、基板４を巻き付けて保持し得る第１および第２のロール３、８と、基板４を案内するガイド部とを含む。ガイド部は、第１のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６ａ、第２のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６ｂおよび他の搬送ローラ５ａ〜５ｋを有し、これにより、基板４が、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が到達する領域（蒸着可能領域）を通過するように、基板４の搬送経路が規定される。   The transport unit includes first and second rolls 3 and 8 that can wind and hold the substrate 4, and a guide unit that guides the substrate 4. The guide portion includes a first guide member (here, a conveyance roller) 6a, a second guide member (here, a conveyance roller) 6b, and other conveyance rollers 5a to 5k. The conveyance path of the substrate 4 is defined so as to pass through an area (evaporation possible area) where the evaporation material evaporated from 9s reaches.

第１および第２のロール３、８、搬送ローラ５ａ〜５ｋおよび第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂは、例えば長さが６００ｍｍの円筒形を有しており、その長さ方向（すなわち搬送する基板４の幅方向）が互いに平行になるようにチャンバー内に配置されている。図２では、これらの円筒形の底面に平行な断面のみが示されている。   The first and second rolls 3 and 8, the transport rollers 5a to 5k, the first guide member 6a, and the second guide member 6b have, for example, a cylindrical shape having a length of 600 mm, and the length direction thereof. It arrange | positions in a chamber so that (namely, the width direction of the board | substrate 4 to convey) may become mutually parallel. In FIG. 2, only a cross section parallel to these cylindrical bottom surfaces is shown.

なお、蒸発源９も、例えば蒸着原料の蒸発面９ｓ及び９ｔが、上記搬送部によって搬送される基板４の幅方向に平行に十分な長さ（例えば６００ｍｍ以上）を有するように構成されていてもよい。これによって、基板４の幅方向に略均一な蒸着を行うことができる。   The evaporation source 9 is also configured so that the evaporation surfaces 9s and 9t of the evaporation source have a sufficient length (for example, 600 mm or more) in parallel with the width direction of the substrate 4 transferred by the transfer unit. Also good. Thereby, substantially uniform vapor deposition can be performed in the width direction of the substrate 4.

なお、蒸発源９については、図７に示すように、実施形態１と同様である。   The evaporation source 9 is the same as that of the first embodiment as shown in FIG.

本実施形態では、第１および第２のロール３、８の何れか一方が基板４を繰り出し、搬送ローラ５ａ〜５ｋおよび第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂは繰り出された基板４を搬送経路に沿って案内し、第１および第２のロール３、８の他方が基板４を巻き取る。巻き取られた基板４は、必要に応じて、上記他方のロールによってさらに繰り出され、搬送経路を逆方向に搬送される。このように、本実施形態における第１および第２のロール３、８は、搬送方向によって巻き出しロールとしても巻き取りロールとしても機能することができる。また、搬送方向の反転を繰り返すことによって、基板４が蒸着領域を通過する回数を調整できるので、所望の回数の蒸着工程を連続して実施できる。   In this embodiment, one of the first and second rolls 3 and 8 feeds out the substrate 4, and the transport rollers 5a to 5k, the first guide member 6a, and the second guide member 6b are fed out. Is guided along the transport path, and the other of the first and second rolls 3 and 8 winds up the substrate 4. The wound substrate 4 is further fed out by the other roll as necessary, and is transported in the reverse direction along the transport path. Thus, the 1st and 2nd rolls 3 and 8 in this embodiment can function as a winding roll and a winding roll depending on a conveyance direction. Further, by repeating the reversal of the transport direction, the number of times the substrate 4 passes through the vapor deposition region can be adjusted, so that the desired number of vapor deposition steps can be continuously performed.

搬送ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、第１のガイド部材６ａおよび搬送５ｄさらに、搬送ローラ５e、５ｆ、５ｇ、５ｉ、第２のガイド部材６ｂおよび搬送ローラ５ｊ、５ｋは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。本明細書では、「基板４の搬送経路において第１のロール側」とは、基板４の搬送方向や第１のロールの空間的な配置にかかわらず、第１および第２のロール３、８を両端とする搬送経路上の第１ロール側を意味する。また、搬送ローラ６ａは、隣接する搬送ローラ５ｃ、５ｄよりも下方に配置され、かつ搬送ローラ６ｂは、隣接する搬送ローラ５ｉ、５ｊよりも下方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が、蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内する。「蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内する」とは、蒸発面９ｓ及び９ｔに対して凸になるように基板４を案内することを意味し、この構成により、図示する断面図において、基板４の経路は搬送ローラ６ａ及び６ｂで方向転換するＶ字型またはＵ字型となる。本明細書では、第１のガイド部材６a及び第２のガイド部材６ｂによって規定されるＶ字型またはＵ字型の経路２つを「W字型経路」と呼ぶ。   The transport rollers 5a, 5b, and 5c, the first guide member 6a and the transport 5d, and the transport rollers 5e, 5f, 5g, and 5i, the second guide member 6b, and the transport rollers 5j and 5k are in the transport path of the substrate 4. They are arranged in this order from the first roll side. In this specification, “the first roll side in the transport path of the substrate 4” means the first and second rolls 3, 8 regardless of the transport direction of the substrate 4 or the spatial arrangement of the first rolls. Means the first roll side on the transport path with both ends. Further, the conveyance roller 6a is disposed below the adjacent conveyance rollers 5c and 5d, and the conveyance roller 6b is disposed below the adjacent conveyance rollers 5i and 5j, and is irradiated by the deposition material of the substrate 4. The substrate 4 is guided so that the surface to be projected becomes convex with respect to the evaporation source 9. “Guide the substrate 4 so as to be convex with respect to the evaporation source 9” means that the substrate 4 is guided so as to be convex with respect to the evaporation surfaces 9s and 9t. In the cross-sectional view, the path of the substrate 4 is V-shaped or U-shaped whose direction is changed by the transport rollers 6a and 6b. In this specification, two V-shaped or U-shaped paths defined by the first guide member 6a and the second guide member 6b are referred to as “W-shaped paths”.

第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂと蒸発源９（蒸発面９ｓ、９ｔ）との間には、第１の遮蔽部材２０ａ、第２の遮蔽部材２０ｂが配置されており、蒸発面９ｓ及び９ｔから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、Ｖ字型経路の第一および第二の蒸着領域を２つに分離している。このような構成により、基板４の搬送経路において、第一の蒸着領域内に、第１のガイド部材６ａよりも第１のロール側に位置する第１の蒸着領域６０ａと、第１のガイド部材６ａよりも第２のロール側に位置する第２の蒸着領域６０ｂと、第二の蒸着領域内に、第２のガイド部材６ｂよりも第１のロール側に位置する第３の蒸着領域６０ｃと、第２のガイド部材６ｂよりも第２のロール側に位置する第４の蒸着領域６０ｄとが形成される。本明細書では、蒸着領域の名称は、チャンバー２における第１および第２のロール３、８の設置位置や基板４の搬送方向にかかわらず、第１のガイド部材６ａによって規定される第一の蒸着領域内のＶ字型経路において、第１のガイド部材６ａの第１のロール側に位置していれば「第１の蒸着領域６０ａ」となり、第２のロール側に位置していれば「第２の蒸着領域６０ｂ」となる。従って、「第１の蒸着領域６０ａ」は、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６ａよりも第１のロール側に位置していればよく、例えば第１のロール３と第１の蒸着領域６０ａとの直線距離が、第１のロール３と第１のガイド部材６との直線距離よりも長くてもかまわない。同様に第２のガイド部材６ｂによって規定される第二の蒸着領域内のＶ字型経路において、第２のガイド部材６ｂの第１のロール側に位置していれば「第３の蒸着領域６０ｃ」となり、第２のロール側に位置していれば「第４の蒸着領域６０ｄ」となる。従って、「第３の蒸着領域６０ｃ」は、基板４の搬送経路において第２のガイド部材６ｂよりも第１のロール側に位置していればよく、例えば第１のロール３と第４の蒸着領域６０ｃとの直線距離が、第１のロール３と第２のガイド部材６ｂとの直線距離よりも長くてもかまわない。   Between the 1st guide member 6a and the 2nd guide member 6b, and the evaporation source 9 (evaporation surface 9s, 9t), the 1st shielding member 20a and the 2nd shielding member 20b are arrange | positioned, and evaporation The vapor deposition material evaporated from the surfaces 9s and 9t is prevented from entering from the normal direction of the substrate 4, and the first and second vapor deposition regions of the V-shaped path are separated into two. With such a configuration, the first vapor deposition region 60a located on the first roll side with respect to the first guide member 6a and the first guide member in the first vapor deposition region in the transport path of the substrate 4 A second vapor deposition region 60b located closer to the second roll than 6a, and a third vapor deposition region 60c located closer to the first roll than the second guide member 6b within the second vapor deposition region. A fourth vapor deposition region 60d located on the second roll side with respect to the second guide member 6b is formed. In the present specification, the name of the vapor deposition region is defined by the first guide member 6a regardless of the installation position of the first and second rolls 3 and 8 in the chamber 2 and the transport direction of the substrate 4. If it is located on the first roll side of the first guide member 6a in the V-shaped path in the vapor deposition zone, it becomes the “first vapor deposition zone 60a”, and if it is located on the second roll side, “ It becomes the second vapor deposition region 60b ". Accordingly, the “first vapor deposition region 60 a” only needs to be positioned on the first roll side with respect to the first guide member 6 a in the transport path of the substrate 4. For example, the first vapor deposition area 60 a and the first vapor deposition area are formed. The linear distance from the region 60 a may be longer than the linear distance between the first roll 3 and the first guide member 6. Similarly, if the V-shaped path in the second vapor deposition zone defined by the second guide member 6b is positioned on the first roll side of the second guide member 6b, the “third vapor deposition zone 60c” will be described. If it is located on the second roll side, it becomes the “fourth vapor deposition region 60d”. Therefore, the “third vapor deposition region 60 c” only needs to be positioned on the first roll side with respect to the second guide member 6 b in the transport path of the substrate 4. For example, the first roll 3 and the fourth vapor deposition are provided. The linear distance with the region 60c may be longer than the linear distance between the first roll 3 and the second guide member 6b.

遮蔽部は蒸着可能領域内に配置されており、上述した第１の遮蔽部材２０ａの他に、蒸発面９ｔから蒸発した蒸着材料が、蒸着領域６０ｃ、６０ｄそして、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が、蒸着領域６０ａ、６０ｂに入射しない様に、遮蔽板２３を配置している。さらに、蒸発源９や排気ポンプ１に接続された排気口（図示せず）を覆うように配置された遮蔽板１０ａ、１０ｂと、ノズル部２２を覆うように配置されたノズル部遮蔽板２４と、チャンバー２の側壁から第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｃの上端部に向かってそれぞれ延びる遮蔽板１５ａ、１５ｂとを含む。遮蔽板１５ａ、１５ｂは、基板４の搬送経路における蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ以外の蒸着可能領域を走行する基板４、第１および第２のロール３、８および加熱部１６ａ、１６ｂなどを覆うように配置され、これらに蒸着原料が到達することを防止する。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂは、対応する蒸着領域６０ａ、６０ｃと対向する壁部１５ａ’、１５ｂ’を有しており、これによって、ノズル部２２の側面に設けられた複数の出射口から出射されるガスを効率よく
蒸着領域６０ａ、６０ｃ内に滞留させることが可能になる。 The shielding part is disposed in the vapor deposition possible region. In addition to the first shielding member 20a described above, the vapor deposition material evaporated from the evaporation surface 9t is evaporated from the vapor deposition regions 60c and 60d and the evaporation surface 9s. However, the shielding plate 23 is disposed so as not to enter the vapor deposition regions 60a and 60b. Furthermore, shielding plates 10a and 10b arranged to cover the exhaust ports (not shown) connected to the evaporation source 9 and the exhaust pump 1, and a nozzle portion shielding plate 24 arranged to cover the nozzle portion 22; And shielding plates 15a and 15b extending from the side walls of the chamber 2 toward the upper ends of the first and second vapor deposition regions 60a and 60c, respectively. The shielding plates 15a, 15b are the substrate 4, the first and second rolls 3, 8 and the heating units 16a, 16b that travel in the deposition possible region other than the deposition regions 60a, 60b, 60c, 60d in the transport path of the substrate 4, etc. It is arrange | positioned so that it may cover, and it prevents that a vapor deposition raw material reaches | attains these. Further, the shielding plates 15a and 15b have wall portions 15a ′ and 15b ′ facing the corresponding vapor deposition regions 60a and 60c, and thereby emit light from a plurality of emission ports provided on the side surface of the nozzle portion 22. It is possible to efficiently retain the gas to be deposited in the vapor deposition regions 60a and 60c.

なお、本実施形態における搬送部および遮蔽部は、蒸発面９ｓ及び９ｔから蒸発した蒸着材料が搬送経路を走行する基板４の法線方向から基板４に入射しないように、蒸発源９に対して配置されており、これによって、基板４の法線方向から傾斜した方向から蒸着を行う（斜め蒸着）ことが可能になる。図３に示す蒸着装置３００では、第１の遮蔽部材２０ａ、第２の遮蔽部材２０ｂ、遮蔽板２３ａ、２３ｂおよびノズル部遮蔽板２４によって、蒸着材料が基板４の法線方向から基板４に入射することを防止しているが、搬送部の構成によっては、他の遮蔽板（例えば１５ａ、１５ｂなど）も同様の機能を有する場合がある。   In addition, the conveyance part and shielding part in this embodiment are with respect to the evaporation source 9 so that the vapor deposition material evaporated from the evaporation surfaces 9s and 9t does not enter the substrate 4 from the normal direction of the substrate 4 traveling on the conveyance path. Thus, it is possible to perform deposition (oblique deposition) from a direction inclined from the normal direction of the substrate 4. In the vapor deposition apparatus 300 shown in FIG. 3, the vapor deposition material is incident on the substrate 4 from the normal direction of the substrate 4 by the first shielding member 20 a, the second shielding member 20 b, the shielding plates 23 a and 23 b and the nozzle portion shielding plate 24. However, depending on the configuration of the transport unit, other shielding plates (for example, 15a and 15b) may have the same function.

本実施形態におけるノズル部２２は、遮蔽板２４と第１の遮蔽部材２０ａとの間及び、遮蔽板２４と第２の遮蔽部材２０ｂとの間に設置されている。ノズル部２２は、例えば搬送される基板４の幅方向（図３に示す断面に垂直な方向）に沿って延びた管であり、その側面に、対応する蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにガスを噴出するための複数の出射口が設けられていてもよい。これにより、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおいて、基板４の幅方向に略均一にガスを供給できる。また、ノズル部２２は、第１から第４の蒸着領域６０ａ〜６０ｄのそれぞれに平行にガスを噴射するように構成されていることが好ましい。このような構成によって、ノズル部２２から出射する酸素ガスと蒸着粒子との反応率を高めることができ、チャンバー２の真空圧力を悪化させることなく、酸化度の高い蒸着膜を形成することができる。   The nozzle part 22 in this embodiment is installed between the shielding plate 24 and the first shielding member 20a, and between the shielding plate 24 and the second shielding member 20b. The nozzle part 22 is, for example, a tube extending along the width direction of the substrate 4 to be conveyed (direction perpendicular to the cross section shown in FIG. 3), and on the side surfaces thereof, the corresponding vapor deposition regions 60a, 60b, 60c, 60d A plurality of emission ports for ejecting gas may be provided. Thereby, gas can be supplied substantially uniformly in the width direction of the substrate 4 in the first and second vapor deposition regions 60a, 60b, 60c, and 60d. Moreover, it is preferable that the nozzle part 22 is comprised so that a gas may be injected in parallel with each of the 1st to 4th vapor deposition area | regions 60a-60d. With such a configuration, the reaction rate between the oxygen gas emitted from the nozzle portion 22 and the vapor deposition particles can be increased, and a vapor deposition film with a high degree of oxidation can be formed without deteriorating the vacuum pressure in the chamber 2. .

加熱部１６ａ、１６ｂは、表面蒸着Ｖ字型経路の第１のロール側および裏面蒸着Ｖ字型経路の第１のロール側にそれぞれ配置されている。このような構成により、第１のロール３からＶ字型経路に基板４が搬送されるときには、表面が、加熱部１６ａによってＶ字型経路を通過する前の基板４を２００℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱し、裏面が加熱部１６ｂによってＶ字型経路を通過する前の基板４を２００℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱することができる。基板４を上記温度まで加熱すると、基板４の蒸着しようとする表面に付着した有機物を除去して、基板４と蒸着原料（例えばケイ素粒子）との密着力および蒸着原料（ケイ素粒子）同士の密着力を向上させることができる。
〈蒸着装置の動作〉
次に、蒸着装置３００の動作を説明する。ここでは、蒸着装置３００を用いて、基板４の表面にケイ素酸化物を含む複数の活物質体を形成する場合を例に説明する。 The heating units 16a and 16b are respectively disposed on the first roll side of the front surface deposition V-shaped path and the first roll side of the back surface deposition V-shaped path. With such a configuration, when the substrate 4 is transported from the first roll 3 to the V-shaped path, the surface of the substrate 4 before passing through the V-shaped path by the heating unit 16a is 200 ° C to 400 ° C ( For example, the substrate 4 can be heated to 200 ° C. to 400 ° C. (for example, 300 ° C.) before the back surface passes through the V-shaped path by the heating unit 16b. When the substrate 4 is heated to the above temperature, organic substances adhering to the surface of the substrate 4 to be deposited are removed, and the adhesion between the substrate 4 and the deposition material (for example, silicon particles) and the adhesion between the deposition materials (silicon particles). The power can be improved.
<Operation of vapor deposition system>
Next, the operation of the vapor deposition apparatus 300 will be described. Here, a case where a plurality of active material bodies containing silicon oxide are formed on the surface of the substrate 4 using the vapor deposition apparatus 300 will be described as an example.

まず、第１および第２のロール３、８のうちの一方のロール（ここでは第１のロール３）に長尺の基板４を巻き付けておく。基板４として、銅箔、ニッケル箔などの金属箔を用いることができる。後で詳述するように、基板４の表面に複数の活物質体を所定の間隔を空けて配置するためには、斜め蒸着によるシャドウイング効果を利用する必要があり、そのためには、金属箔の表面に凹凸パターンが形成されていることが好ましい。本実施形態では、凹凸パターンとして、例えば上面が菱形（対角線：２０μｍ×１０μｍ）で高さが１０μｍの四角柱形状の突起が規則的に配列されたパターンを用いる。菱形の長い方の対角線に沿った間隔を２０μｍ、短い方の対角線に沿った間隔を１０μｍ、菱形の辺に平行な方向における間隔を１０μｍとする。また、各突起の上面の表面粗さＲａを例えば２．０μｍとする。   First, the long substrate 4 is wound around one of the first and second rolls 3 and 8 (here, the first roll 3). As the substrate 4, a metal foil such as a copper foil or a nickel foil can be used. As will be described in detail later, in order to dispose a plurality of active material bodies on the surface of the substrate 4 at a predetermined interval, it is necessary to use a shadowing effect by oblique vapor deposition. It is preferable that a concavo-convex pattern is formed on the surface. In the present embodiment, as the uneven pattern, for example, a pattern in which square columnar protrusions having a rhombus (diagonal line: 20 μm × 10 μm) and a height of 10 μm are regularly arranged is used. The interval along the longer diagonal of the rhombus is 20 μm, the interval along the shorter diagonal is 10 μm, and the interval in the direction parallel to the sides of the rhombus is 10 μm. Further, the surface roughness Ra of the upper surface of each protrusion is set to 2.0 μm, for example.

また、蒸発源９の坩堝内には蒸着材料（例えばケイ素）を収容し、ガス導入管１１ａ、１１ｂは蒸着装置３００の外部に設置された酸素ガスボンベなどに接続しておく。この状態で、排気ポンプ１を用いてチャンバー２を排気する。   A vapor deposition material (for example, silicon) is accommodated in the crucible of the evaporation source 9, and the gas introduction pipes 11 a and 11 b are connected to an oxygen gas cylinder installed outside the vapor deposition apparatus 300. In this state, the chamber 2 is evacuated using the exhaust pump 1.

次いで、第１のロール３に巻き付けられた基板４を繰り出し、第２のロール８に向かっ
て搬送する。基板４は、まず、加熱部１６ａで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第１の蒸着領域６０ａ、第２の蒸着領域６０ｂを含むＶ字型経路を通過する。このとき、蒸発源９の坩堝内のケイ素を電子ビーム加熱装置などの加熱装置（図示せず）によって蒸発面９ｓから蒸発させて、第１の蒸着領域６０ａおよび第２の蒸着領域６０ｂを通過する基板４の表面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ａを介してノズル部２２から基板４の表面に供給する。これにより、基板４の表面に、反応性蒸着により、ケイ素と酸素とを含む化合物（ケイ素酸化物）を成長させることができる。これらの蒸着領域６０ａ、６０ｂで表面にケイ素酸化物が蒸着された後の基板４は、次に反転され、加熱部１６ｂで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第３の蒸着領域６０ｃ、第４の蒸着領域６０ｄを含むＶ字型経路を通過する。このとき、蒸発源９の坩堝内のケイ素を電子ビーム加熱装置などの加熱装置（図示せず）によって蒸発面９ｔから蒸発させて、第３の蒸着領域６０ｃおよび第４の蒸着領域６０ｄを通過する基板４の裏面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ｂを介してノズル部２２から基板４の裏面に供給する。これにより、基板４の裏面に、反応性蒸着により、ケイ素と酸素とを含む化合物（ケイ素酸化物）を成長させることができる。これらの蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄで基板おもて、うら両表面にケイ素酸化物が蒸着された後の基板４は、第２のロール８によって巻き取られる。 Next, the substrate 4 wound around the first roll 3 is fed out and conveyed toward the second roll 8. The substrate 4 is first heated to a temperature of 200 ° C. to 300 ° C. by the heating unit 16a, and then passes through a V-shaped path including the first vapor deposition region 60a and the second vapor deposition region 60b. At this time, silicon in the crucible of the evaporation source 9 is evaporated from the evaporation surface 9s by a heating device (not shown) such as an electron beam heating device, and passes through the first evaporation region 60a and the second evaporation region 60b. Supply to the surface of the substrate 4. At the same time, oxygen gas is supplied from the nozzle portion 22 to the surface of the substrate 4 through the gas introduction pipe 11a. Thereby, a compound (silicon oxide) containing silicon and oxygen can be grown on the surface of the substrate 4 by reactive vapor deposition. The substrate 4 after the silicon oxide is deposited on the surface in these vapor deposition zones 60a and 60b is then reversed and heated to a temperature of 200 ° C. to 300 ° C. in the heating unit 16b, and then the third vapor deposition zone. 60c passes through a V-shaped path including the fourth deposition region 60d. At this time, silicon in the crucible of the evaporation source 9 is evaporated from the evaporation surface 9t by a heating device (not shown) such as an electron beam heating device, and passes through the third vapor deposition region 60c and the fourth vapor deposition region 60d. Supply to the back surface of the substrate 4. At the same time, oxygen gas is supplied from the nozzle portion 22 to the back surface of the substrate 4 through the gas introduction pipe 11b. Thereby, the compound (silicon oxide) containing silicon and oxygen can be grown on the back surface of the substrate 4 by reactive vapor deposition. The substrate 4 after the silicon oxide is vapor-deposited on both surfaces of the substrate in these vapor deposition regions 60 a, 60 b, 60 c and 60 d is wound up by the second roll 8.

棒状の材料５０（ここではケイ素）は、蒸発源９の電子ビーム加熱装置のビームの一部によって溶解される。溶解された材料は、蒸発面９ｓと９ｔの間の溶解ゾーン（融点より高い温度であるが、蒸発面９ｓ、９ｔほど蒸発しない温度領域）に定期的に滴下供給される。滴下供給される材料速度は、蒸発面９ｓ、９ｔから蒸発する速度と同程度になるように、棒状材料が押し出され、電子ビームで溶解される。蒸発面９ｓ、９ｔからの蒸発速度は、蒸発源９の材料温度変化に敏感に作用される。溶解ゾーンと蒸発面の深さ方向は、溶解ゾーンの方を浅くしておくのが好ましい。浅くすることで、材料容量が少なくなり、溶解するための電子ビームの投入エネルギーを小さくすることができる。蒸発面と溶解ゾーンの深さ同じ場合、溶解ゾーンでは、電子ビームのエネルギーが小さいため、底部で溶解できない部分が生じてしまう。そのため、小さな温度変化で、材料の溶解量が変化してしまい、蒸発速度が不安定になる。蒸発面９ｓ、９ｔと溶解ゾーンは、電子ビームの滞在時間に差を設けることで、温度を制御することができる。例えば、電子ビームを１００秒間照射する場合、蒸発面９ｓに３０秒と９ｔに３０秒滞在し、溶解ゾーンに２０秒滞在し、棒状の材料に２０秒滞在して、材料の蒸発量と材料滴下供給量と蒸発源の温度変化のバランスをとることができる。また、溶解ゾーンが、蒸発面９ｓと９ｔの間に位置することで、溶解ゾーンに滴下した材料による蒸発源９の温度変化を、蒸発面９ｓ、９ｔへの電子ビーム滞在時間の調整で制御することが可能になり、蒸発速度を安定にできる。溶解ゾーンが蒸発面９ｓ、９ｔの間に無い場合（例えば蒸発面が９ｓだけの場合）、蒸発面と溶解ゾーンに温度の傾斜が生じ、蒸発速度が不安定になったり、蒸発速度分布が生じてしまう。さらに、蒸発源９の材料は、溶解ゾーンを含め液体状態に保持しているため、蒸発面９ｓと９ｔは常に同じ高さにすることができる。そのため、第１の蒸着領域６０ａ、第２の蒸着領域６０ｂおよび第３の蒸着領域６０ｃ、第４の蒸着領域６０ｄの基板への入射角度を一定に保つことができる。   The rod-shaped material 50 (here, silicon) is melted by a part of the beam of the electron beam heating device of the evaporation source 9. The dissolved material is periodically dropped and supplied to a melting zone between the evaporation surfaces 9s and 9t (temperature range higher than the melting point but not evaporated as much as the evaporation surfaces 9s and 9t). The rod-shaped material is pushed out and melted by the electron beam so that the material speed supplied dropwise is about the same as the speed of evaporation from the evaporation surfaces 9s and 9t. The evaporation rate from the evaporation surfaces 9s and 9t is sensitive to changes in the material temperature of the evaporation source 9. It is preferable to make the dissolution zone shallower in the depth direction of the dissolution zone and the evaporation surface. By making it shallow, the material capacity is reduced and the input energy of the electron beam for melting can be reduced. When the evaporation surface and the depth of the dissolution zone are the same, in the dissolution zone, since the energy of the electron beam is small, a portion that cannot be dissolved at the bottom portion is generated. For this reason, the amount of dissolved material changes with a small change in temperature, and the evaporation rate becomes unstable. The evaporation surfaces 9s and 9t and the melting zone can control the temperature by providing a difference in the residence time of the electron beam. For example, when irradiating with an electron beam for 100 seconds, stays on the evaporation surface 9s for 30 seconds and 9t for 30 seconds, stays on the melting zone for 20 seconds, stays on the rod-shaped material for 20 seconds, and evaporates the material and drops the material. The supply amount and the temperature change of the evaporation source can be balanced. Further, since the melting zone is positioned between the evaporation surfaces 9s and 9t, the temperature change of the evaporation source 9 due to the material dropped on the melting zone is controlled by adjusting the electron beam residence time on the evaporation surfaces 9s and 9t. And the evaporation rate can be stabilized. If the dissolution zone is not between the evaporation surfaces 9s and 9t (for example, if the evaporation surface is only 9s), a temperature gradient occurs between the evaporation surface and the dissolution zone, the evaporation rate becomes unstable, and an evaporation rate distribution occurs. End up. Furthermore, since the material of the evaporation source 9 is kept in a liquid state including the dissolution zone, the evaporation surfaces 9s and 9t can always be at the same height. Therefore, the incident angle of the first vapor deposition region 60a, the second vapor deposition region 60b, the third vapor deposition region 60c, and the fourth vapor deposition region 60d to the substrate can be kept constant.

ここで、図４を参照しながら、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおいて、蒸着原料が基板４に入射する角度（入射角度）θを説明する。ここでいう「入射角度θ」は、基板４の法線と蒸着原料の入射方向とのなす角度を指す。   Here, the angle (incident angle) θ at which the deposition material enters the substrate 4 in the first to fourth deposition regions 60a, 60b, 60c, and 60d will be described with reference to FIG. Here, “incident angle θ” refers to an angle formed between the normal line of the substrate 4 and the incident direction of the vapor deposition material.

図４は、チャンバー２における第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄと、蒸発源９との位置関係を模式的に示す断面図である。簡単のため、図３と同様の構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略する。   FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the positional relationship between the first to fourth vapor deposition regions 60 a, 60 b, 60 c and 60 d in the chamber 2 and the evaporation source 9. For the sake of simplicity, the same components as those in FIG.

図４に示すように、第１の蒸着領域６０ａ、第２の蒸着領域６０ｂは、上述したＶ字型経路において、第１のガイド部材６ａの両側に配置されている。このとき、第１の蒸着領域６０ａにおける蒸着原料の入射角度θは、第１の蒸着領域６０ａの下端部（第１のガイド部材６ａの側の端部）６２Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ２以上であり、かつ、第１の蒸着領域６０ａの上端部６２Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ１以下の範囲内となる。なお、上端部６２Ｕにおける入射角度θ１は、第１の蒸着領域６０ａに垂直な直線３２と、第１の蒸着領域６０ａの上端部６２Ｕおよび蒸発面９ｓの中心を結ぶ直線３０とのなす角度とし、下端部６２Ｌにおける入射角度θ２は、第１の蒸着領域６０ａに垂直な直線３６と、第１の蒸着領域６０ａの下端部６２Ｌおよび蒸発面９ｓの中心を結ぶ直線３４とのなす角度とする。同様に、第２の蒸着領域６０ｂにおける蒸着原料の入射角度θは、第２の蒸着領域６０ｂの下端部６４Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ３以上であり、かつ、第２の蒸着領域６０ｂの上端部６４Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ４以下の範囲内となる。   As shown in FIG. 4, the 1st vapor deposition area | region 60a and the 2nd vapor deposition area | region 60b are arrange | positioned at the both sides of the 1st guide member 6a in the V-shaped path | route mentioned above. At this time, the incident angle θ of the vapor deposition material in the first vapor deposition region 60a is equal to or greater than the incident angle θ2 of the vapor deposition material in the lower end portion (end portion on the first guide member 6a side) 62L of the first vapor deposition region 60a. Yes, and within the range of the incident angle θ1 or less of the vapor deposition material at the upper end 62U of the first vapor deposition region 60a. The incident angle θ1 at the upper end 62U is an angle formed by the straight line 32 perpendicular to the first vapor deposition region 60a and the straight line 30 connecting the upper end 62U of the first vapor deposition region 60a and the center of the evaporation surface 9s. The incident angle θ2 at the lower end 62L is an angle formed by a straight line 36 perpendicular to the first vapor deposition region 60a and a straight line 34 connecting the lower end 62L of the first vapor deposition region 60a and the center of the evaporation surface 9s. Similarly, the incident angle θ of the vapor deposition material in the second vapor deposition region 60b is equal to or larger than the incident angle θ3 of the vapor deposition material in the lower end portion 64L of the second vapor deposition region 60b, and the upper end portion of the second vapor deposition region 60b. It becomes in the range below the incident angle θ4 of the vapor deposition material at 64U.

第３の蒸着領域６０ｃ、第４の蒸着領域６０ｄは、上述したＶ字型経路において、第２のガイド部材６ｂの両側に配置されている。このとき、第３の蒸着領域６０ｃにおける蒸着原料の入射角度θは、第３の蒸着領域６０ｂの下端部（第２のガイド部材６ｂの側の端部）６５Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ５以上であり、かつ、第３の蒸着領域６０ｃの上端部６５Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ６以下の範囲内となる。なお、上端部６５Ｕにおける入射角度θ６は、第３の蒸着領域６０ｃに垂直な直線３７と、第３の蒸着領域６０ｃの上端部６５Ｕおよび蒸発面９ｔの中心を結ぶ直線３８とのなす角度とし、下端部６５Ｌにおける入射角度θ５は、第３の蒸着領域６０ｃに垂直な直線３９と、第２の蒸着領域６０ｃの下端部６５Ｌおよび蒸発面９ｔの中心を結ぶ直線４０とのなす角度とする。同様に、第４の蒸着領域６０ｄにおける蒸着原料の入射角度θは、第４の蒸着領域６０ｄの下端部６６Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ７以上であり、かつ、第４の蒸着領域６０ｄの上端部６６Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ８以下の範囲内となる。   The third vapor deposition region 60c and the fourth vapor deposition region 60d are disposed on both sides of the second guide member 6b in the V-shaped path described above. At this time, the incident angle θ of the vapor deposition material in the third vapor deposition region 60c is equal to or larger than the incident angle θ5 of the vapor deposition material in the lower end portion (end portion on the second guide member 6b side) 65L of the third vapor deposition region 60b. In addition, the vapor deposition material has an incident angle θ6 or less at the upper end portion 65U of the third vapor deposition region 60c. The incident angle θ6 at the upper end portion 65U is an angle formed by the straight line 37 perpendicular to the third vapor deposition region 60c and the straight line 38 connecting the upper end portion 65U of the third vapor deposition region 60c and the center of the evaporation surface 9t, The incident angle θ5 at the lower end portion 65L is an angle formed by the straight line 39 perpendicular to the third vapor deposition region 60c and the straight line 40 connecting the lower end portion 65L of the second vapor deposition region 60c and the center of the evaporation surface 9t. Similarly, the incident angle θ of the vapor deposition material in the fourth vapor deposition region 60d is equal to or larger than the incident angle θ7 of the vapor deposition material in the lower end portion 66L of the fourth vapor deposition region 60d, and the upper end portion of the fourth vapor deposition region 60d. It becomes in the range below the incident angle θ8 of the vapor deposition material at 66U.

本実施形態では、上記入射角度θ１〜θ８が何れも４５°以上７５°以下となるように、蒸発源９に対して第１のガイド部材６ａ、第２のガイド部材６ｂ、搬送ローラ５ｃ、５ｄ、５ｉ、５ｊ、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、遮蔽部材２０ａ、２０ｂ、２３ａ、２３ｂおよびノズル部遮蔽板２４が配置されていることが好ましい。この理由を以下に説明する。   In the present embodiment, the first guide member 6a, the second guide member 6b, and the transport rollers 5c and 5d with respect to the evaporation source 9 so that the incident angles θ1 to θ8 are all 45 ° to 75 °. 5i, 5j, shielding plates 15a and 15b, shielding members 20a, 20b, 23a and 23b, and a nozzle portion shielding plate 24 are preferably arranged. The reason for this will be described below.

入射角度θ１〜θ８が何れも４５°以上７５°以下に制御されていると、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおけるケイ素の入射角度θの範囲が、それぞれ、４５°以上７５°以下となる。ケイ素の入射角度θが４５°未満になると、シャドウイング効果を利用して基板４の突起７１のみにケイ素を入射させることが困難になり、活物質体間に十分な間隙を形成できない可能性がある。そのため、リチウム二次電池の負極に適用すると、リチウム二次電池の充電時に、各活物質体の膨張により基板４にしわが生じやすくなる。一方、入射角度θが７５°より大きいと、活物質体の成長方向が基板表面に向かって大きく傾斜するので、基板４の表面と活物質体との付着力が小さくなり、基板４と活物質体との密着性が低下する。そのため、リチウム二次電池の負極に適用すると、リチウム二次電池の充放電に伴い活物質体が基板４から剥がれやすくなる。   When the incident angles θ1 to θ8 are all controlled to be 45 ° or more and 75 ° or less, the ranges of the incident angles θ of silicon in the first to fourth deposition regions 60a, 60b, 60c, and 60d are 45 °, respectively. More than 75 degrees. If the incident angle θ of silicon is less than 45 °, it becomes difficult to make silicon incident only on the protrusions 71 of the substrate 4 using the shadowing effect, and there is a possibility that a sufficient gap cannot be formed between the active material bodies. is there. Therefore, when applied to the negative electrode of a lithium secondary battery, the substrate 4 is likely to wrinkle due to expansion of each active material body during charging of the lithium secondary battery. On the other hand, if the incident angle θ is larger than 75 °, the growth direction of the active material body is greatly inclined toward the substrate surface, so that the adhesive force between the surface of the substrate 4 and the active material body is reduced, and the substrate 4 and the active material Adhesion with the body is reduced. Therefore, when applied to the negative electrode of a lithium secondary battery, the active material body easily peels off from the substrate 4 as the lithium secondary battery is charged and discharged.

また、第１の蒸着領域６０ａ、第２の蒸着領域６０ｂおよび第３の蒸着領域６０ｃ、第４の蒸着領域６０ｄにおける蒸着原料の入射方向は、基板４の法線方向を挟んで互いに反対側に傾斜している。これにより、基板４の法線方向に対して反対側に交互に傾斜した方向に活物質体を成長させることができるので、前述したようなジグザグ状の活物質体が得られる。   Further, the incident directions of the vapor deposition materials in the first vapor deposition region 60 a, the second vapor deposition region 60 b, the third vapor deposition region 60 c, and the fourth vapor deposition region 60 d are opposite to each other across the normal direction of the substrate 4. Inclined. As a result, the active material body can be grown in directions alternately inclined to the opposite side with respect to the normal direction of the substrate 4, so that the zigzag active material body as described above is obtained.

本実施形態では、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおける蒸
着原料（例えばケイ素）の入射角度θは、以下のように制御される。搬送ローラ５ｃ、５ｄおよび第１のガイド部材６ａは、Ｖ字型経路における搬送ローラ５ｃと第１のガイド部材６ａとの間の少なくとも一部の領域、および、第１のガイド部材６ａと搬送ローラ５ｄとの間の少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｓに対して配置される。搬送ローラ５ｉ、５ｊおよび第２のガイド部材６ｂは、Ｖ字型経路における搬送ローラ５ｉと第２のガイド部材６ｂとの間の少なくとも一部の領域、および、第２のガイド部材６ｂと搬送ローラ５ｊとの間の少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｔに対して配置される。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、遮蔽部材２０ａ、２０ｂ、２３およびノズル部遮蔽板２４は、Ｖ字型経路のうち入射角度θが上記範囲から外れる領域に入射しようとするケイ素を遮蔽するように配置される。具体的に説明すると、図４に示す例では、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの上端部６２Ｕ、６４Ｕ、６５Ｕ、６６Ｕにおける入射角度θ１、θ４、θ６、θ８は、それぞれ、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、２３ａ、２３ｂで調整される。また、下端部６２Ｌ、６４Ｌ、６５L、６６Lにおける入射角度θ２、θ３、θ５、θ７は、遮蔽部材２０およびノズル部遮蔽板２４で調整される。なお、遮蔽部材２０を設けずに、ノズル部遮蔽板２４を遮蔽部材としても機能させてもよい。ここでは、入射角度θ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６、θ７、θ８は、それぞれ、７５°、６０°、６０°、７５°、６０°、７５°、６０°および７５°である（θ１＝７５°、θ２＝６０°、θ３＝６０°、θ４＝７５°、θ５＝６０°、θ６＝７５°、θ７＝６０°、θ８＝７５°）。 In the present embodiment, the incident angle θ of the vapor deposition material (for example, silicon) in the first to fourth vapor deposition regions 60a, 60b, 60c, and 60d is controlled as follows. The conveyance rollers 5c and 5d and the first guide member 6a are at least a part of the V-shaped path between the conveyance roller 5c and the first guide member 6a, and the first guide member 6a and the conveyance roller. With respect to the evaporation surface 9s, the incident angle θ of silicon is in a desired range (for example, 45 ° or more and 75 ° or less, preferably 60 ° or more and 75 ° or less) in at least a part of the region between 5d. Be placed. The conveyance rollers 5i and 5j and the second guide member 6b are at least a partial region between the conveyance roller 5i and the second guide member 6b in the V-shaped path, and the second guide member 6b and the conveyance roller. 5j with respect to the evaporation surface 9t so that the incident angle θ of silicon is in a desired range (for example, 45 ° to 75 °, preferably 60 ° to 75 °). Be placed. Further, the shielding plates 15a and 15b, the shielding members 20a, 20b, and 23 and the nozzle portion shielding plate 24 are arranged so as to shield silicon that is going to be incident on a region of the V-shaped path where the incident angle θ is outside the above range. Is done. Specifically, in the example shown in FIG. 4, the incident angles θ1, θ4, θ6, and θ8 at the upper end portions 62U, 64U, 65U, and 66U of the first to fourth vapor deposition regions 60a, 60b, 60c, and 60d are They are adjusted by the shielding plates 15a, 15b, 23a, and 23b, respectively. Further, the incident angles θ2, θ3, θ5, and θ7 at the lower end portions 62L, 64L, 65L, and 66L are adjusted by the shielding member 20 and the nozzle portion shielding plate 24. Note that the nozzle part shielding plate 24 may function as a shielding member without providing the shielding member 20. Here, the incident angles θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, and θ8 are 75 °, 60 °, 60 °, 75 °, 60 °, 75 °, 60 °, and 75 °, respectively ( θ1 = 75 °, θ2 = 60 °, θ3 = 60 °, θ4 = 75 °, θ5 = 60 °, θ6 = 75 °, θ7 = 60 °, θ8 = 75 °).

さらに、蒸着装置３００では、蒸発源９の蒸発面９ｓに垂直で、かつ、蒸着方向を含む任意の断面において、第１の蒸着領域６０ａの上端部６２Ｕおよび下端部６２Ｌと蒸発面９ｓの中心とを結ぶそれぞれの直線３０、３４の間の角度範囲をＡとし、第２の蒸着領域６０ｂの上端部６４Ｕおよび下端部６４Ｌと蒸発面９ｓの中心とを結ぶそれぞれの直線間の角度範囲をＢとし、蒸発源９の蒸発面９ｔに垂直で、かつ、蒸着方向を含む任意の断面において、第３の蒸着領域６０ｃの上端部６５Ｕおよび下端部６５Ｌと蒸発面９ｔの中心とを結ぶそれぞれの直線３８、４０の間の角度範囲をＡAとし、第４の蒸着領域６０ｄの上端部６６Ｕおよび下端部６６Ｌと蒸発面９ｔの中心とを結ぶそれぞれの直線間の角度範囲をＢBとすると、図４に示すように、蒸発面９ｓの中心から角度範囲ＡおよびＢに出射するケイ素原子を蒸着に利用することができ、蒸発面９ｔの中心から角度範囲ＡAおよびＢBに出射するケイ素原子を蒸着に利用することができる。よって、蒸着領域が１つしか形成されない蒸着装置（例えば特許文献３の蒸着装置）よりも広い出射範囲のケイ素原子を蒸着に利用できるので、蒸着材料（ケイ素）の利用率を高めることができ、かつ、蒸着効率も向上できる。   Furthermore, in the vapor deposition apparatus 300, the upper end 62U and the lower end 62L of the first vapor deposition region 60a and the center of the vaporization surface 9s are in any cross section that is perpendicular to the vaporization surface 9s of the vaporization source 9 and includes the vapor deposition direction. An angle range between the respective straight lines 30 and 34 connecting the two is defined as A, and an angle range between the respective straight lines connecting the upper end portion 64U and the lower end portion 64L of the second vapor deposition region 60b and the center of the evaporation surface 9s is defined as B. The straight line 38 connecting the upper end portion 65U and the lower end portion 65L of the third vapor deposition region 60c and the center of the evaporation surface 9t in an arbitrary cross section perpendicular to the evaporation surface 9t of the evaporation source 9 and including the vapor deposition direction. , 40 is AA, and the angle range between the respective straight lines connecting the upper end 66U and lower end 66L of the fourth vapor deposition region 60d and the center of the evaporation surface 9t is BB, as shown in FIG. Yo Further, silicon atoms emitted from the center of the evaporation surface 9s to the angle ranges A and B can be used for vapor deposition, and silicon atoms emitted from the center of the evaporation surface 9t to the angle ranges AA and BB can be used for vapor deposition. it can. Therefore, since a silicon atom having a wider emission range can be used for vapor deposition than a vapor deposition apparatus in which only one vapor deposition region is formed (for example, the vapor deposition apparatus of Patent Document 3), the utilization factor of the vapor deposition material (silicon) can be increased. In addition, the deposition efficiency can be improved.

以下、図面を参照しながら、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおいて蒸着膜が形成される工程を詳しく説明する。ここでは、蒸着原料としてケイ素を用い、ノズル部２２から酸素を供給しながら蒸着を行って、蒸着膜としてケイ素酸化物膜（ＳｉＯｘ、０＜ｘ＜２）膜を形成する工程を例に説明を行う。   Hereinafter, a process of forming a vapor deposition film in the first to fourth vapor deposition regions 60a, 60b, 60c, and 60d will be described in detail with reference to the drawings. Here, the process of forming a silicon oxide film (SiOx, 0 <x <2) film as a vapor deposition film by performing vapor deposition while supplying oxygen from the nozzle unit 22 using silicon as a vapor deposition raw material will be described as an example. Do.

図５は、蒸着膜（ケイ素酸化物膜）の一例を模式的に示す図であり、基板４に垂直で、かつ、ケイ素の入射方向（蒸着方向）を含む断面図である。   FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a vapor deposition film (silicon oxide film), and is a cross-sectional view perpendicular to the substrate 4 and including the incident direction (vapor deposition direction) of silicon.

まず、第１の蒸着領域６０ａでは、基板４の法線方向Ｍに対して６０°以上７５°以下の角度で傾斜した方向４２から基板４の表面にケイ素が入射する。このとき、ケイ素は集電体４の表面に配列された突起７２の上に蒸着しやすく、従って、ケイ素酸化物は突起７２の上で柱状に成長する。一方、集電体４の表面には、突起７２や柱状に成長していくケイ素酸化物の影となり、Ｓｉ原子が入射せずにケイ素酸化物が蒸着しない領域が形成され
る（シャドウイング効果）。図４に示す例では、このようなシャドウイング効果により、集電体４の表面のうち隣接する突起７２の間の溝の上にはＳｉ原子は付着せず、ケイ素酸化物は成長しない。その結果、集電体４の各突起７２の上に選択的にケイ素酸化物が柱状に成長し、第１部分ｐ１が得られる（第１段目の蒸着工程）。第１部分ｐ１の成長方向Ｇ１は、基板４の法線方向Ｍに対して傾斜している。 First, in the first vapor deposition region 60 a, silicon is incident on the surface of the substrate 4 from a direction 42 inclined at an angle of 60 ° to 75 ° with respect to the normal direction M of the substrate 4. At this time, silicon is easily deposited on the protrusions 72 arranged on the surface of the current collector 4, so that the silicon oxide grows in a columnar shape on the protrusions 72. On the other hand, on the surface of the current collector 4, shadows of silicon oxides that grow in the form of protrusions 72 and pillars are formed, and regions in which silicon atoms are not incident and silicon oxide is not deposited are formed (shadowing effect). . In the example shown in FIG. 4, due to the shadowing effect, Si atoms do not adhere to the grooves between the adjacent protrusions 72 on the surface of the current collector 4, and silicon oxide does not grow. As a result, silicon oxide selectively grows in a columnar shape on each protrusion 72 of the current collector 4, and a first portion p1 is obtained (first-stage vapor deposition step). The growth direction G1 of the first portion p1 is inclined with respect to the normal direction M of the substrate 4.

この後、基板４は第２の蒸着領域６０ｂに搬送される。第２の蒸着領域６０ｂでは、基板４の法線方向Ｍに対して方向４２と反対側に、６０°以上７５°以下の角度で傾斜した方向４４から基板４の表面にケイ素が入射する。このとき、上述したシャドウイング効果により、集電体４に形成された第１部分ｐ１の上にケイ素が選択的に入射するので、第１部分ｐ１の上に、集電体４の法線方向Ｍから傾斜した成長方向Ｇ２を有する第２部分ｐ２が形成される（第２段目の蒸着工程）。   Thereafter, the substrate 4 is transferred to the second vapor deposition region 60b. In the second vapor deposition region 60 b, silicon is incident on the surface of the substrate 4 from the direction 44 inclined at an angle of 60 ° or more and 75 ° or less on the side opposite to the direction 42 with respect to the normal direction M of the substrate 4. At this time, silicon is selectively incident on the first portion p1 formed on the current collector 4 due to the shadowing effect described above, and thus the normal direction of the current collector 4 on the first portion p1. A second portion p2 having a growth direction G2 inclined from M is formed (second stage vapor deposition step).

第１および第２部分ｐ１、ｐ２の成長方向Ｇ１、Ｇ２は、それぞれケイ素の入射方向４２、４４によって決まる。従って、本実施形態では、第２部分ｐ２の成長方向Ｇ２は、集電体４の法線方向Ｍに対して第１部分ｐ１の成長方向Ｇ１と反対側に傾斜する。また、第１および第２部分ｐ１、ｐ２の成長方向Ｇ１、Ｇ２と基板４の法線方向Ｍとのなす角度（成長角度）をそれぞれα（ｐ１）、α（ｐ２）とし、基板４の法線方向Ｍとケイ素の入射方向４２、４４とのなす角度（入射角度）をそれぞれθ（ｐ１）、θ（ｐ２）とすると、これらの角度は、２ｔａｎα（ｐ１）＝ｔａｎθ（ｐ１）、２ｔａｎα（ｐ２）＝ｔａｎθ（ｐ２）の関係を満たす。 The growth directions G1 and G2 of the first and second portions p1 and p2 are determined by the incident directions 42 and 44 of silicon, respectively. Therefore, in this embodiment, the growth direction G2 of the second portion p2 is inclined to the opposite side of the normal direction M of the current collector 4 from the growth direction G1 of the first portion p1. Further, the angles (growth angles) formed by the growth directions G1 and G2 of the first and second portions p1 and p2 and the normal direction M of the substrate 4 are α (p1) and α (p2) , respectively. Assuming that the angles (incident angles) between the line direction M and the silicon incident directions 42 and 44 are θ (p1) and θ (p2) , respectively, these angles are 2 tan α (p1) = tan θ (p1) and 2 tan α ( p2) = tan θ (p2) is satisfied.

このようにして、成長方向の異なる２つの部分を有する２層の活物質体（積層数ｎ＝２）４１ａが形成される。各活物質体４１ａは、集電体４の表面に形成された突起７２に対応して配列されるので、隣接する活物質体間に十分な間隔を確保することが可能になる。よって、活物質体４１ａの膨張応力に起因する電極の変形などの問題を抑制できる。   In this way, a two-layer active material body (stacking number n = 2) 41a having two portions with different growth directions is formed. Since each active material body 41a is arranged corresponding to the protrusion 72 formed on the surface of the current collector 4, it is possible to secure a sufficient interval between adjacent active material bodies. Therefore, problems such as electrode deformation caused by the expansion stress of the active material body 41a can be suppressed.

なお、図示するような積層構造の活物質体４１ａを形成する場合、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂの下端部６２Ｌ、６４Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ２およびθ３は略等しいことが好ましい。この理由を以下に説明する。   When forming the active material body 41a having a laminated structure as shown in the drawing, it is preferable that the incident angles θ2 and θ3 of the vapor deposition material at the lower end portions 62L and 64L of the first and second vapor deposition regions 60a and 60b are substantially equal. . The reason for this will be described below.

蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料の濃度は、蒸発面９ｓの中心から蒸発面９ｓに垂直に延びる線（以下、単に「蒸発面９ｓの中心を通る法線」という）Ｎに近いほど、また、蒸発面９ｓに近いほど高くなる。従って、第１の蒸着領域６０ａのうち下端部６２Ｌの近傍では上端部６２Ｕの近傍よりも蒸着量が多くなる。そのため、第１の蒸着領域６０ａで形成される第１部分ｐ１の成長方向Ｇ１は、主に入射角度θ２によって決まる。同様に、第２の蒸着領域６０ｂで形成される第２部分ｐ２の成長方向Ｇ２は、主に、蒸着量の多い下端部６４Ｕにおける入射角度θ３によって決まる。このとき、入射角度θ２およびθ３が略等しいと、活物質体４１ａを構成する各部分ｐ１およびｐ２が基板４の法線方向を挟んで互いに反対側に略等しい角度で傾斜させることができ、活物質体４１ａを全体として基板４の法線方向に沿って成長させることができるので有利である。   The concentration of the vapor deposition material evaporated from the evaporation surface 9s is closer to a line N (hereinafter, simply referred to as “normal line passing through the center of the evaporation surface 9s”) N extending perpendicularly from the center of the evaporation surface 9s to the evaporation surface 9s. The closer to the evaporation surface 9s, the higher the value. Accordingly, the amount of vapor deposition in the first vapor deposition region 60a is greater in the vicinity of the lower end 62L than in the vicinity of the upper end 62U. Therefore, the growth direction G1 of the first portion p1 formed in the first vapor deposition region 60a is mainly determined by the incident angle θ2. Similarly, the growth direction G2 of the second portion p2 formed in the second vapor deposition region 60b is mainly determined by the incident angle θ3 at the lower end portion 64U with a large vapor deposition amount. At this time, if the incident angles θ2 and θ3 are substantially equal, the portions p1 and p2 constituting the active material body 41a can be inclined at substantially equal angles on opposite sides of the normal direction of the substrate 4, This is advantageous because the material body 41a can be grown along the normal direction of the substrate 4 as a whole.

上記では、図４を参照しながら２層構造の活物質体４１ａを例に説明したが、同様に、基板４裏面にも２層構造の活物質体４１ｂが形成される。さらに、基板４の搬送方向を反転させながら蒸着を繰り返すことにより、３層以上の活物質体を、基板４のおもて、うら両面に形成することもできる。例えば、上記の第２段目の蒸着工程後、第２のロール８によって巻き取られた基板４を第１のロール３に向かって搬送して、さらに蒸着を行う。このように、搬送方向を切り換えることにより、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄを複数回通過させると、任意の積層数ｎの活物質体を形成できる。   In the above description, the active material body 41a having a two-layer structure is described as an example with reference to FIG. 4, but similarly, an active material body 41b having a two-layer structure is formed on the back surface of the substrate 4 as well. Furthermore, by repeating the deposition while reversing the transport direction of the substrate 4, three or more layers of active material bodies can be formed on both the front and back surfaces of the substrate 4. For example, after the above-described second stage vapor deposition step, the substrate 4 wound up by the second roll 8 is conveyed toward the first roll 3 for further vapor deposition. As described above, when the first to fourth vapor deposition regions 60a, 60b, 60c, and 60d are passed a plurality of times by switching the transport direction, an active material body having an arbitrary number n of layers can be formed.

図６は、蒸着装置３００を用いて形成した５層（積層数ｎ＝５）の活物質体を有する蒸着膜を例示する断面図である。図５に示す活物質体７５は、例えば次のようにして形成される。   FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a deposited film having an active material body of five layers (the number of stacked layers n = 5) formed by using the deposition apparatus 300. The active material body 75 shown in FIG. 5 is formed as follows, for example.

まず、上述した第１および第２段目の蒸着工程を行う。これによって、基板４の法線方向Ｍに対して傾斜した第１部分ｐ１と、基板４の法線方向Ｍに対して第１部分ｐ１と反対側に傾斜した第２部分の下層ｐ２Ｌとが形成される。同様に基板４うら面にも第１段目、第２段目の蒸着工程の後、基板４は第２のロール８によって巻き取られる。   First, the first and second stage vapor deposition steps described above are performed. As a result, the first portion p1 inclined with respect to the normal direction M of the substrate 4 and the lower layer p2L of the second portion inclined in the opposite direction to the first portion p1 with respect to the normal direction M of the substrate 4 are formed. Is done. Similarly, the substrate 4 is wound on the back surface of the substrate 4 by the second roll 8 after the first and second vapor deposition steps.

続いて、第２のロール８から基板４を繰り出し、第４の蒸着領域６０ｄに案内する。第４の蒸着領域６０ｄでは、ケイ素原子は上述した方向４４から入射するので、上記第２部分の下層ｐ２Ｌの上に、第２部分ｐ２の成長方向Ｇ２と略同じ方向にケイ素酸化物がさらに成長して第２部分の上層ｐ２Ｕが形成される（第３段目の蒸着工程）。これにより、第２部分の下層ｐ２Ｌおよび上層ｐ２Ｕから構成される第２部分ｐ２を得る。   Subsequently, the substrate 4 is unwound from the second roll 8 and guided to the fourth deposition region 60d. In the fourth vapor deposition region 60d, silicon atoms are incident from the above-described direction 44, so that silicon oxide is further grown on the lower layer p2L of the second portion in the same direction as the growth direction G2 of the second portion p2. Thus, the upper layer p2U of the second portion is formed (third stage vapor deposition step). Thereby, the second portion p2 composed of the lower layer p2L and the upper layer p2U of the second portion is obtained.

次いで、基板４を、第３の蒸着領域６０ｃに案内する。第３の蒸着領域６０ｃでは、第２部分ｐ２の上に、第１部分の成長方向Ｇ１と平行方向に成長する第３部分の下層ｐ３Ｌが形成される（第４段目の蒸着工程）。この後、同様に基板４のおもて面にも第３段目、第４段目が形成される。そして第１のロール３に巻き取り、さらに搬送方向を反転させて、第１の蒸着領域６０ａに案内して蒸着を行い、第３部分の上層ｐ３Ｕを得る（第５段目の蒸着工程）。このように、基板４の搬送方向を切り換えながら第８段目の蒸着工程まで蒸着を繰り返すことにより、活物質体（積層数ｎ＝５）７５を得ることができる。   Next, the substrate 4 is guided to the third deposition region 60c. In the third vapor deposition region 60c, the lower layer p3L of the third portion that grows in a direction parallel to the growth direction G1 of the first portion is formed on the second portion p2 (fourth vapor deposition step). Thereafter, the third and fourth steps are formed on the front surface of the substrate 4 in the same manner. And it winds up to the 1st roll 3, and also reverses a conveyance direction, it guides to the 1st vapor deposition area | region 60a, vapor deposition is performed, and the 3rd part upper layer p3U is obtained (5th vapor deposition process). As described above, the active material body (the number of stacked layers n = 5) 75 can be obtained by repeating the vapor deposition up to the eighth vapor deposition step while switching the transport direction of the substrate 4.

搬送方向を切り換えて蒸着を繰り返す場合には、第１の蒸着領域６０ａにおける成膜量（例えば第１部分ｐ２の厚さ）と、第２の蒸着領域６０ｂにおける成膜量（例えば第２部分ｐ２の下層ｐ２Ｌの厚さ）との比が略１：１になるように、これらの蒸着領域６０ａ、６０ｂの長さや位置が調整されていることが好ましい。上記比が１：１から大きくずれると、活物質体が全体として一方向に傾斜してしまう結果、隣接する活物質体間の隙間が集電体表面に近いほど小さくなるため、充電時に活物質体同士がぶつかり、基板にしわが生じやすくなるという問題がある。これに対し、上記比が略１：１となるように搬送部が配置されていれば、活物質体７５を全体として基板４の表面の略法線方向に成長させることができるので、上記問題を抑制できる。   When the deposition is repeated while switching the transport direction, the film formation amount in the first vapor deposition region 60a (for example, the thickness of the first portion p2) and the film formation amount in the second vapor deposition region 60b (for example, the second portion p2). It is preferable that the lengths and positions of these vapor deposition regions 60a and 60b are adjusted so that the ratio to the thickness of the lower layer p2L is approximately 1: 1. If the ratio is greatly deviated from 1: 1, the active material body is inclined in one direction as a whole. As a result, the gap between adjacent active material bodies becomes smaller as the current collector surface is closer. There is a problem that the bodies collide with each other and the substrate is likely to be wrinkled. On the other hand, since the active material body 75 as a whole can be grown in a substantially normal direction of the surface of the substrate 4 if the transport unit is arranged so that the ratio is approximately 1: 1, the above problem is caused. Can be suppressed.

なお、本実施形態では、加熱部１６ａ、１６ｂによって加熱された基板４の温度が各蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過中に５００℃を超えないように、加熱部１６ａ、１６ｂで加熱された直後に通過する搬送ローラを除いて、搬送ローラ（第１のガイド部材６を含む）は冷却されていることが好ましい。また、搬送部による基板４の搬送速度や蒸着レートも、基板４の温度が５００℃を超えないように適宜調整される。   In the present embodiment, immediately after being heated by the heating units 16a and 16b, the temperature of the substrate 4 heated by the heating units 16a and 16b does not exceed 500 ° C. while passing through the vapor deposition regions 60a and 60b. Except for the conveying roller that passes, the conveying roller (including the first guide member 6) is preferably cooled. Moreover, the conveyance speed and vapor deposition rate of the board | substrate 4 by a conveyance part are also adjusted suitably so that the temperature of the board | substrate 4 may not exceed 500 degreeC.

上記のように、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂを走行するときの基板４の温度を例えば２００℃以上５００℃未満に制御することによって、活物質体の成長角度（基板の法線方向Ｍと活物質体の成長方向Ｇ１、Ｇ２とのなす角度）αを調整することができる。前述したように、活物質体の成長角度αは蒸着原料の入射角度θによってほぼ決まるが（２ｔａｎα＝ｔａｎθ、以下、「ｔａｎ則」という）、入射角度θが６０°以上のとき、成長角度αは上記ｔａｎ則によって決まる角度よりも小さくなる傾向がある。このとき、基板４の温度が上記範囲よりも低いと、成長角度αは特に小さくなってしまう。小さい成長角度αでジグザグ状の活物質体を形成すると、ｔａｎ則に沿った成長角度で成長させた活物質体よりも太くなり、活物質体間の隙間を十分確保できなくなる。このような活物質体を用いて電極を形成すると、充電時に活物質体同士がぶつかり、基板に挫屈やしわなどが生じるおそれがある。なお、「挫屈」とは、基板（電極板）が膨張応力によって折
れ曲がることをいい、挫屈が生じると、電極の断面が波状になる。よって、基板４の温度を２００℃以上に制御することにより、活物質体の成長角度αをｔａｎ則によって決まる角度に近づけることができるので、活物質体間の膨張空間を十分に確保することが可能になる。一方、基板４の温度が５００℃未満であれば、基板４の熱変形によってしわが生じることを防止できる。また、基板４として銅基板を用いる場合には、銅基板にケイ素が拡散することを防止できる。 As described above, by controlling the temperature of the substrate 4 when traveling through the first and second vapor deposition regions 60a and 60b to, for example, 200 ° C. or more and less than 500 ° C., the growth angle of the active material body (substrate normal line) The angle α) between the direction M and the growth direction G1, G2 of the active material body can be adjusted. As described above, the growth angle α of the active material body is substantially determined by the incident angle θ of the vapor deposition material (2 tan α = tan θ, hereinafter referred to as “tan rule”), but when the incident angle θ is 60 ° or more, the growth angle α Tends to be smaller than the angle determined by the tan rule. At this time, if the temperature of the substrate 4 is lower than the above range, the growth angle α is particularly small. When a zigzag active material body is formed at a small growth angle α, the active material body is thicker than an active material body grown at a growth angle according to the tan rule, and a sufficient gap between the active material bodies cannot be secured. If an electrode is formed using such an active material body, the active material bodies may collide with each other at the time of charging, and there is a possibility that the substrate may be bent or wrinkled. The term “buckling” means that the substrate (electrode plate) bends due to expansion stress. When the buckling occurs, the cross section of the electrode becomes wavy. Therefore, by controlling the temperature of the substrate 4 to 200 ° C. or more, the growth angle α of the active material body can be brought close to the angle determined by the tan rule, so that a sufficient expansion space between the active material bodies can be secured. It becomes possible. On the other hand, if the temperature of the substrate 4 is less than 500 ° C., wrinkles can be prevented from being generated due to thermal deformation of the substrate 4. Further, when a copper substrate is used as the substrate 4, it is possible to prevent silicon from diffusing into the copper substrate.

本実施形態では、加熱部１６ａ、１６ｂが蒸着領域以外の領域に配置され、蒸着領域６０ａ、６０ｂに搬送される前の基板４を加熱しているが、これらの加熱部１６ａ、１６ｂは第１および第３の蒸着領域６０ａ、６０ｃに配置されていてもよい。ただし、本実施形態の構成のように、第１および第３の蒸着領域６０ａ、６０ｃに搬送される直前の基板４を加熱するように加熱部１６ａ、１６ｂを配置すると、蒸着される際の基板４の温度をより正確に制御できるので好ましい。   In the present embodiment, the heating units 16a and 16b are arranged in a region other than the vapor deposition region and heat the substrate 4 before being transported to the vapor deposition regions 60a and 60b. However, these heating units 16a and 16b are the first ones. And you may arrange | position in the 3rd vapor deposition area | region 60a, 60c. However, if the heating parts 16a and 16b are arranged so as to heat the substrate 4 immediately before being transported to the first and third vapor deposition regions 60a and 60c as in the configuration of the present embodiment, the substrate at the time of vapor deposition. This is preferable because the temperature of 4 can be controlled more accurately.

本実施形態の蒸着装置を用いると、シート状の基板４のおもて、うら両表面に、任意の積層数ｎの活物質体を連続的に安定に形成できる。なお、積層数ｎが３０以上の活物質体を形成する場合、各活物質体の断面形状は、成長方向に沿って傾斜したジグザグ形状にならずに、基板４の法線方向に沿って直立した柱状になることもある。このような場合であっても、例えば断面ＳＥＭ観察により、活物質体の断面形状にかかわらず、活物質体の成長方向が活物質体の底面から上面に向かってジグザグ状に延びることを確認できる。   If the vapor deposition apparatus of this embodiment is used, the active material body of arbitrary lamination | stacking number n can be continuously formed stably on the back surface of the sheet-like board | substrate 4 on both sides. When forming active material bodies having a stacking number n of 30 or more, the cross-sectional shape of each active material body does not have a zigzag shape inclined along the growth direction, but stands upright along the normal direction of the substrate 4. It may become columnar. Even in such a case, for example, by cross-sectional SEM observation, it can be confirmed that the growth direction of the active material body extends in a zigzag shape from the bottom surface to the top surface of the active material body regardless of the cross-sectional shape of the active material body. .

また、これらの活物質体は、基板４の表面に所定の間隔を空けて配置されているので、隣接する活物質体間の空間を、充放電に伴ってこれらの活物質体が膨張するための膨張空間として使用することができる。従って、活物質の応力が緩和されて、正極負極間の短絡を抑制できる結果、充放電サイクル特性の高い電池を得ることができる。   Moreover, since these active material bodies are arrange | positioned on the surface of the board | substrate 4 at predetermined intervals, these active material bodies expand | swell in the space between adjacent active material bodies with charging / discharging. It can be used as an expansion space. Therefore, the stress of the active material is relieved and a short circuit between the positive electrode and the negative electrode can be suppressed. As a result, a battery having high charge / discharge cycle characteristics can be obtained.

なお、ケイ素酸化物からなる活物質体を形成する場合を例に蒸着装置３００の動作を説明したが、使用する蒸着材料や得られた蒸着膜の用途はこの例に限定されない。また、上記では、蒸発源９で蒸発させた蒸着原料（ケイ素原子）とノズル部２２から供給されるガス（酸素ガス）とを反応させて蒸着膜を形成しているが、ガスを供給せずに、蒸着原料のみを基板４の表面に成長させてもよい。   In addition, although the operation | movement of the vapor deposition apparatus 300 was demonstrated to the example in the case of forming the active material body which consists of silicon oxides, the use of the vapor deposition material to be used and the obtained vapor deposition film is not limited to this example. In the above description, the vapor deposition material (silicon atoms) evaporated by the evaporation source 9 and the gas (oxygen gas) supplied from the nozzle unit 22 are reacted to form a vapor deposition film, but the gas is not supplied. In addition, only the deposition material may be grown on the surface of the substrate 4.

（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明による第４の実施形態の蒸着装置を説明する、本実施形態の蒸着装置の搬送部は、図８を参照しながら第３の実施形態で説明したような第一の蒸着領域内もしくは、第二の蒸着領域内に、V字型の基板経路をさらに２箇所（Ｗ字型経路）形成する構成である。 (Fourth embodiment)
Hereinafter, the vapor deposition apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The transport unit of the vapor deposition apparatus according to the present embodiment is as described in the third embodiment with reference to FIG. In this configuration, two more V-shaped substrate paths (W-shaped paths) are formed in the first vapor deposition region or the second vapor deposition region.

図８は、本実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。簡単のため、前述の実施形態で説明した蒸着装置１００、２００、３００と同様の構成要素には、同じ参照符号を付して説明を省略する。   FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the vapor deposition apparatus of the present embodiment. For simplicity, the same components as those in the vapor deposition apparatuses 100, 200, and 300 described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図８に示す蒸着装置４００は、第１および第２のロール３、８と、搬送ローラ５ａ〜５ｍと、第１〜第４のガイド部材６ａ〜６ｄとを含む搬送部を有しており、これによって、基板４の搬送経路が規定される。また、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が基板４の法線方向から基板４に入射しないように、遮蔽板１５ａ〜１５ｅ及び第１〜第４の遮蔽部材２０ａ〜２０ｄ及び遮蔽板２３ａ、２３ｂが配置されている。   The vapor deposition apparatus 400 shown in FIG. 8 has the conveyance part containing the 1st and 2nd rolls 3 and 8, conveyance roller 5a-5m, and the 1st-4th guide members 6a-6d, Thereby, the conveyance path of the substrate 4 is defined. Further, the shielding plates 15a to 15e, the first to fourth shielding members 20a to 20d, and the shielding plates 23a and 23b are provided so that the vapor deposition material evaporated from the evaporation surface 9s does not enter the substrate 4 from the normal direction of the substrate 4. Has been placed.

搬送ローラ５ａ〜５ｍは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。また、第１〜第４のガイド部材（搬送ローラ）６ａ〜６ｄは、上記基板
４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。前述の実施形態と同様に、各ガイド部材６ａ〜６ｄは、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内し、Ｖ字型経路を形成する。各ガイド部材６ａ〜６ｄと蒸発源９との間には、それぞれ、第１〜第４の遮蔽部材２０ａ〜２０ｄが配置されており、蒸発源９の蒸発面９ｓ、蒸発面９ｔから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、Ｖ字型経路における蒸着領域を２つに分離している。このような構成により、第１のガイド部材６ａによって形成されたＶ字型経路において、第１のガイド部材６ａよりも第１のロール側に位置する第１の蒸着領域６０ａと、第１のガイド部材６ａよりも第２のロール側に位置する第２の蒸着領域６０ｂとが形成される。同様に、第２のガイド部材６ｂによって形成されたＶ字型経路において、第２のガイド部材６ｂよりも第１のロール側に位置する第３の蒸着領域６０ｃと、第２のガイド部材６ｂよりも第２のロール側に位置する第４の蒸着領域６０ｄとが形成され、第３のガイド部材６ｃによって形成されたＶ字型経路において、第３のガイド部材６ｃよりも第１のロール側に位置する第５の蒸着領域６０ｅと、第３のガイド部材６ｃよりも第２のロール側に位置する第６の蒸着領域６０ｆとが形成され、第４のガイド部材６ｄによって形成されたＶ字型経路において、第４のガイド部材６ｄよりも第１のロール側に位置する第７の蒸着領域６０ｇと、第４のガイド部材６ｄよりも第２のロール側に位置する第８の蒸着領域６０ｈとが形成される。また、これらの第１〜第８の蒸着領域６０ａ〜６０ｈと蒸発面９ｓ、蒸発面９ｔとの間には、シャッター２８が配置されている。 The transport rollers 5 a to 5 m are arranged in this order from the first roll side in the transport path of the substrate 4. The first to fourth guide members (conveyance rollers) 6 a to 6 d are arranged in this order from the first roll side in the conveyance path of the substrate 4. Similar to the above-described embodiment, each of the guide members 6a to 6d guides the substrate 4 so that the surface of the substrate 4 irradiated with the deposition material is convex with respect to the evaporation source 9, and the V-shaped path is guided. Form. Between each guide member 6a-6d and the evaporation source 9, the 1st-4th shielding member 20a-20d is each arrange | positioned, The vapor deposition which evaporated from the evaporation surface 9s of the evaporation source 9, and the evaporation surface 9t The material is prevented from entering from the normal direction of the substrate 4 and the vapor deposition region in the V-shaped path is separated into two. With such a configuration, in the V-shaped path formed by the first guide member 6a, the first vapor deposition region 60a located on the first roll side with respect to the first guide member 6a, and the first guide A second vapor deposition region 60b located on the second roll side with respect to the member 6a is formed. Similarly, in the V-shaped path formed by the second guide member 6b, the third vapor deposition region 60c located on the first roll side with respect to the second guide member 6b, and the second guide member 6b. And a fourth vapor deposition region 60d positioned on the second roll side, and in the V-shaped path formed by the third guide member 6c, on the first roll side relative to the third guide member 6c. A fifth vapor deposition region 60e located and a sixth vapor deposition region 60f located closer to the second roll than the third guide member 6c are formed, and a V-shape formed by the fourth guide member 6d. In the path, a seventh vapor deposition region 60g located on the first roll side with respect to the fourth guide member 6d, and an eighth vapor deposition region 60h located on the second roll side with respect to the fourth guide member 6d, Is formed. Further, a shutter 28 is disposed between the first to eighth vapor deposition regions 60a to 60h and the evaporation surface 9s and the evaporation surface 9t.

本実施形態における搬送部および遮蔽部は、第１〜第８の蒸着領域６０ａ〜６０ｈにおける蒸着原料の入射方向が基板４の法線方向に対して例えば４５°以上７５°以下の角度だけ傾斜するように、蒸発面９ｓ、蒸発面９ｔに対して配置されている。   In the transport unit and the shielding unit in the present embodiment, the incident direction of the vapor deposition material in the first to eighth vapor deposition regions 60 a to 60 h is inclined with respect to the normal direction of the substrate 4 by, for example, an angle of 45 ° to 75 °. As described above, they are arranged with respect to the evaporation surface 9s and the evaporation surface 9t.

本実施形態における搬送ローラ５ｆ〜５ｈは、基板４の搬送経路における第４の蒸着領域６０ｄと第５の蒸着領域６０ｅとの間に、第２のロール８を回り込むように配置されている（反転構造）。この構造により、第１〜第４の蒸着領域６０ａ〜６０ｄを含むＷ字型経路を通過した後の基板４を裏返して、第５〜第８の蒸着領域６０ｅ〜６０ｈに案内できるので、チャンバー２の真空状態を保ったままで、基板４の両面に蒸着膜を連続的に形成することが可能になる。   The conveyance rollers 5f to 5h in the present embodiment are arranged so as to wrap around the second roll 8 between the fourth vapor deposition region 60d and the fifth vapor deposition region 60e in the conveyance path of the substrate 4 (inversion). Construction). With this structure, the substrate 4 after passing through the W-shaped path including the first to fourth vapor deposition regions 60a to 60d can be turned over and guided to the fifth to eighth vapor deposition regions 60e to 60h. It is possible to continuously form a vapor deposition film on both surfaces of the substrate 4 while maintaining the vacuum state.

蒸着装置４００は、また、各蒸着領域以外の領域に設けられ、基板４を２００℃〜４００℃に加熱する４個の加熱部１６ａ〜１６ｄをさらに備えている。加熱部１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、第１、第４、第５および第８の蒸着領域６０ａ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｈの上端近傍にそれぞれ配置されている。このような構成により、第１のロール３から第２のロール８に向かって基板４を搬送するときには、各Ｗ字型経路を通過する直前の基板４を加熱部１６ａ、１６ｃで加熱し、逆方向に基板４を搬送するときには、各Ｗ字型経路を通過する前の基板４を加熱部１６ｂ、１６ｄで加熱することができる。なお、蒸着装置３００には加熱部が４個設けられているが、例えば基板４の搬送方向を切り換える必要がない場合などには、加熱部は２個でもよい。その場合には、基板４の搬送経路において、第１の蒸着領域６０ａよりも第１のロール側に配置された加熱部１６ａと、第４の蒸着領域６０ｄと第５の蒸着領域６０ｅとの間に配置された加熱部１６ｃとが設けられていてもよい。 The vapor deposition apparatus 400 further includes four heating units 16a to 16d that are provided in regions other than the respective vapor deposition regions and heat the substrate 4 to 200 ° C to 400 ° C. The heating units 16a to 16d are respectively disposed in the vicinity of the upper ends of the first, fourth, fifth, and eighth vapor deposition regions 60a, 60d, 60e, and 60h. With this configuration, when transporting the substrate 4 toward the first roll 3 to the second roll 8 heats the immediately preceding substrate 4 passing through each W-shaped path heating section 16a, in 16c, When the substrate 4 is transported in the reverse direction, the substrate 4 before passing through each W-shaped path can be heated by the heating units 16b and 16d. In addition, although the four heating parts are provided in the vapor deposition apparatus 300, when it is not necessary to switch the conveyance direction of the board | substrate 4, for example, two heating parts may be sufficient. In that case, in the conveyance path | route of the board | substrate 4, between the heating part 16a arrange | positioned rather than the 1st vapor deposition area | region 60a at the 1st roll side, the 4th vapor deposition area | region 60d, and the 5th vapor deposition area | region 60e. The heating part 16c arrange | positioned may be provided.

蒸着装置４００によると、基板４の両面に蒸着方向を切り換えながら複数段の蒸着工程を連続して行うことができる。また、蒸着可能領域に８つの蒸着領域を形成するため、より広い角度に出射する蒸着原料を蒸着に利用でき、蒸着材料の利用率をさらに高めることができる。   According to the vapor deposition apparatus 400, a plurality of vapor deposition steps can be continuously performed while switching the vapor deposition direction on both surfaces of the substrate 4. Moreover, since eight vapor deposition regions are formed in the vapor deposition possible region, the vapor deposition raw material emitted at a wider angle can be used for vapor deposition, and the utilization factor of the vapor deposition material can be further increased.

本実施形態では、基板４の表面に垂直で、かつ、基板４の搬送方向を含む断面において
、第１および第２のガイド部材６ａおよび６ｂと、第３および第４のガイド部材６ｃおよび６ｄとは、蒸発源９の中心を通る法線Ｎを挟んで両側に配置され、第１から第８の蒸着領域６０ａ〜６０ｈのうち何れか１つが蒸発源９の中心を通る法線と交わるように、蒸発源９に対して搬送部が配置されていることが好ましい。これにより、蒸着可能領域のうち蒸着源９から蒸発した蒸着原料の濃度のより高い領域を利用して蒸着を行うことができるので、蒸着材料の利用効率を向上できる。 In the present embodiment, the first and second guide members 6a and 6b, the third and fourth guide members 6c and 6d, in a cross section perpendicular to the surface of the substrate 4 and including the transport direction of the substrate 4, Are arranged on both sides with a normal N passing through the center of the evaporation source 9, so that any one of the first to eighth vapor deposition regions 60 a to 60 h intersects the normal passing through the center of the evaporation source 9. In addition, it is preferable that a transport unit is disposed with respect to the evaporation source 9. Thereby, since it can vapor-deposit using the area | region where the density | concentration of the vapor deposition raw material evaporated from the vapor deposition source 9 among vapor deposition possible area | regions can be performed, the utilization efficiency of vapor deposition material can be improved.

次に、蒸着装置４００を用いて基板４の両面に形成された蒸着膜の構造の一例を説明する。図９は、基板４を第１のロール３から第２のロール８まで搬送し（往路）、続いて、第２のロール８から第１のロール３まで搬送する（復路）ことによって得られた蒸着膜を示す断面図である。この例では、基板４の各表面に形成された蒸着膜は、それぞれ、間隔を空けて配置された複数の活物質体を有している。   Next, an example of the structure of the vapor deposition film formed on both surfaces of the substrate 4 using the vapor deposition apparatus 400 will be described. FIG. 9 is obtained by transporting the substrate 4 from the first roll 3 to the second roll 8 (forward path), and subsequently transporting the substrate 4 from the second roll 8 to the first roll 3 (return path). It is sectional drawing which shows a vapor deposition film. In this example, the vapor deposition film formed on each surface of the substrate 4 has a plurality of active material bodies arranged at intervals.

本実施形態では、基板４として、両面（第１表面および第２表面）Ｓ１、Ｓ２に凹凸パターンが形成された金属箔を用いる。ここでは、各表面Ｓ１、Ｓ２に形成されたパターンは、第１の実施形態で説明した凹凸パターンと同様とし、説明を省略する。   In the present embodiment, a metal foil having a concavo-convex pattern formed on both surfaces (first surface and second surface) S1 and S2 is used as the substrate 4. Here, the pattern formed on each of the surfaces S1 and S2 is the same as the concavo-convex pattern described in the first embodiment, and description thereof is omitted.

基板４の第１および第２表面Ｓ１、Ｓ２には、それぞれ、複数の活物質体９４、９６が形成されている。各活物質体９４は、第１表面Ｓ１の法線方向に対して交互に反対側に傾斜した成長方向を有する７つの第１〜第７部分ｐ１〜ｐ７が積層された構造（積層数ｎ＝７）を有している。   A plurality of active material bodies 94 and 96 are formed on the first and second surfaces S1 and S2 of the substrate 4, respectively. Each active material body 94 has a structure in which seven first to seventh portions p1 to p7 having a growth direction inclined alternately to the opposite side with respect to the normal direction of the first surface S1 are stacked (the number n of layers n = 7).

活物質体９４、９６は、例えば次のようにして形成できる。まず、往路において、第１のロール３から繰り出された基板４は、第１〜第４の蒸着領域６０ａ〜６０ｄを通過することによって、基板４の第１表面Ｓ１に第１部分ｐ１、第２部分ｐ２、第３部分ｐ３および第４部分の下層ｐ４Ｌがこの順に積層される。次いで、基板４は反転構造によって裏返されて第５〜第８の蒸着領域６０ｅ〜６０ｈを通過し、これによって基板４の第２表面Ｓ２にも第１部分ｑ１、第２部分ｑ２、第３部分ｑ３および第４部分の下層ｑ４Ｌがこの順に積層される。   The active material bodies 94 and 96 can be formed as follows, for example. First, in the forward path, the substrate 4 fed out from the first roll 3 passes through the first to fourth vapor deposition regions 60a to 60d, whereby the first portion p1 and the second portion are formed on the first surface S1 of the substrate 4. The portion p2, the third portion p3, and the lower layer p4L of the fourth portion are stacked in this order. Next, the substrate 4 is turned over by the reversal structure and passes through the fifth to eighth deposition regions 60e to 60h, whereby the first part q1, the second part q2, and the third part are also applied to the second surface S2 of the substrate 4. q3 and the lower layer q4L of the fourth portion are stacked in this order.

続いて、基板４は一旦第２のロール８に巻き取られ、その後、さらに第１のロール３に向かって繰り出される（復路）。復路では、基板４は、まず第８の蒸着領域６０ｈを通過する。ここで、往路で形成された第４部分の下層４ｑＬの上に、下層４ｑＬと略同じ方向に上層４ｑＵが成長し、下層４ｑＬおよび上層４ｑＵからなる第４部分４ｑが得られる。その後、基板４は第７、第６、第５の蒸着領域６０ｇ、６０ｆ、６０ｅをこの順で通過し、第４部分４ｑの上に第５〜第７部分ｑ５〜ｑ７が形成される。このようにして、第１〜第７部分ｑ１〜ｑ７を有する７層の活物質体（積層数ｎ：７）９６を得る。   Subsequently, the substrate 4 is once wound around the second roll 8 and then further fed out toward the first roll 3 (return path). In the return path, the substrate 4 first passes through the eighth vapor deposition region 60h. Here, the upper layer 4qU grows in substantially the same direction as the lower layer 4qL on the lower layer 4qL of the fourth portion formed in the outward path, and a fourth portion 4q composed of the lower layer 4qL and the upper layer 4qU is obtained. Thereafter, the substrate 4 passes through the seventh, sixth, and fifth vapor deposition regions 60g, 60f, and 60e in this order, and the fifth to seventh portions q5 to q7 are formed on the fourth portion 4q. In this way, a seven-layer active material body (stacking number n: 7) 96 having the first to seventh portions q1 to q7 is obtained.

次いで、基板４は反転構造によって裏返されて第４の蒸着領域６０ｄに導かれ、ここで、往路で形成された第４部分の下層４ｐＬの上に上層４ｐＵが形成され、第４部分４ｐを得る。その後、基板４は第３、第２および第１の蒸着領域６０ｃ、６０ｂ、６０ａをこの順で通過し、第５〜第７部分ｐ５〜ｐ７が形成される。このようにして、第１〜第７部分ｐ１〜ｐ７を有する７層の活物質体（積層数ｎ：７）９４を得る。   Next, the substrate 4 is turned over by the inversion structure and guided to the fourth deposition region 60d, where the upper layer 4pU is formed on the lower layer 4pL of the fourth portion formed in the outward path, and the fourth portion 4p is obtained. . Thereafter, the substrate 4 passes through the third, second and first vapor deposition regions 60c, 60b, 60a in this order, and the fifth to seventh portions p5 to p7 are formed. In this way, a seven-layer active material body (stacking number n: 7) 94 having the first to seventh portions p1 to p7 is obtained.

基板４の搬送方向を切り換えて蒸着を繰り返す場合、第１〜第８の蒸着領域６０ａ〜６０ｈにおける成膜量の比が１：２：２：１：１：２：２：１となるように搬送部や遮蔽部が構成されていることが好ましい。これにより、前述した第２の実施形態で説明したように、基板４が２回連続して通過する可能性のある蒸着領域６０ａ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｈにおける成膜量を、他の蒸着領域６０ｂ、６０ｃ、６０ｆ、６０ｇにおける成膜量の１／２に設定されるので、活物質体を構成する各部分の厚さ（第１部分と最上層となる部分
とを除く）を略等しくすることができる。図９に示す活物質体を例に具体的に説明すると、第４の蒸着領域６０ｄを２回通過することによって形成される第４部分ｐ４の厚さと、第２および第３の蒸着領域６０ｂ、６０ｃを１回通過することによってそれぞれ形成される第２および第３部分ｐ２、ｐ３の厚さとを略等しくできるので、活物質体９４が全体として特定の方向に大きく傾斜してしまうことを防止できる。活物質体９６についても同様である。従って、成膜量の比を上記のように設定すると、斜め蒸着を利用しつつ、活物質体を全体として基板４の法線方向に成長させることができる。 When the deposition is repeated by switching the transport direction of the substrate 4, the ratio of the film formation amounts in the first to eighth deposition regions 60a to 60h is 1: 2: 2: 1: 1: 2: 2: 1. It is preferable that the conveyance part and the shielding part are configured. As a result, as described in the second embodiment, the deposition amount in the vapor deposition regions 60a, 60d, 60e, and 60h where the substrate 4 may pass twice in succession is set to the other vapor deposition region 60b. , 60c, 60f, and 60g, the thickness of each part constituting the active material body (except for the first part and the uppermost part) is made substantially equal. Can do. Specifically, the active material body shown in FIG. 9 will be described as an example. The thickness of the fourth portion p4 formed by passing the fourth vapor deposition region 60d twice, the second and third vapor deposition regions 60b, Since the thicknesses of the second and third portions p2 and p3 formed by passing through 60c once can be made substantially equal, it is possible to prevent the active material body 94 from being largely inclined in a specific direction as a whole. . The same applies to the active material body 96. Therefore, when the ratio of the film formation amounts is set as described above, the active material body can be grown in the normal direction of the substrate 4 as a whole while utilizing oblique vapor deposition.

なお、蒸着装置４００は基板４を裏返すための反転構造を有するが、本実施形態の蒸着装置は反転構造を有していなくてもよい。このような蒸着装置では、基板４が２つのＷ字型経路を通過することにより、基板４の一方の表面にのみ８層（積層数ｎ＝８）の活物質体が形成される。   In addition, although the vapor deposition apparatus 400 has an inversion structure for turning the substrate 4 upside down, the vapor deposition apparatus of the present embodiment may not have the inversion structure. In such a vapor deposition apparatus, when the substrate 4 passes through two W-shaped paths, an active material body of eight layers (the number of stacked layers n = 8) is formed only on one surface of the substrate 4.

本発明の真空蒸着装置で形成される活物質体の形状は、上述した種々の実施形態で説明した形状に限定されず、適用しようとする電池の設計容量により適宜選択できる。例えば、各活物質体の積層数ｎも適宜選択される。ただし、積層数ｎは３層以上が好ましい。２層以下では、活物質体の幅方向（横方向）の膨張を十分に抑制できないおそれがある。一方、積層数ｎの好ましい範囲の上限は、活物質体全体の厚さ（例えば１００μｍ以下）および活物質体を構成する各部分の厚さ（例えば２μｍ以上）によって決まり、例えば５０層（１００μｍ／２μｍ）となる。より好ましくは、積層数ｎは３０以上４０以下である。   The shape of the active material body formed by the vacuum deposition apparatus of the present invention is not limited to the shape described in the various embodiments described above, and can be appropriately selected depending on the design capacity of the battery to be applied. For example, the number n of layers of each active material body is also appropriately selected. However, the number n of layers is preferably 3 or more. If there are two layers or less, there is a possibility that expansion in the width direction (lateral direction) of the active material body cannot be sufficiently suppressed. On the other hand, the upper limit of the preferred range of the number n of layers is determined by the thickness of the entire active material body (for example, 100 μm or less) and the thickness of each part constituting the active material body (for example, 2 μm or more). 2 μm). More preferably, the number n of layers is 30 or more and 40 or less.

上述したように、本発明による実施形態の蒸着装置によると、基板４の表面に、間隔を空けて配置された複数の活物質体を含む活物質層を形成できる。活物質層が形成された基板４は、必要に応じて所定のサイズに切断されて、リチウム二次電池などの非水電解質二次電池用の負極となる。このようにして得られた負極は、活物質の膨張に伴う活物質体の破壊や極板の変形が抑制され、また、セパレータの孔変形も防止されているので、優れた充放電サイクル特性を実現できる。   As described above, according to the vapor deposition apparatus of the embodiment of the present invention, an active material layer including a plurality of active material bodies arranged at intervals can be formed on the surface of the substrate 4. The board | substrate 4 with which the active material layer was formed is cut | disconnected by the predetermined size as needed, and becomes a negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries, such as a lithium secondary battery. The negative electrode obtained in this way has excellent charge / discharge cycle characteristics because the destruction of the active material body and the deformation of the electrode plate due to the expansion of the active material are suppressed, and also the hole deformation of the separator is prevented. realizable.

上記負極は、円筒型、扁平型、コイン型、角形等の様々な形状の非水電解質二次電池に適用できる。非水電解質二次電池は、公知の方法により製造できる。具体的には、本発明の蒸着装置を用いて得られた負極を、正極活物質を含む正極板と、微多孔性フィルムなどからなるセパレータを介して対向させて極板群を形成し、この極板群とリチウムイオン伝導性を有する電解液と共にケース内に収容することにより、非水電解質二次電池が得られる。正極活物質や電解液としては、リチウムイオン二次電池に一般的に使用される材料を用いることができる。例えば、正極活物質としてＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４などを用い、電解液として、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート類に６フッ化リン酸リチウムなどを溶解することによって得られる電解液を用いてもよい。また、電池の封止形態も特に限定されない。 The negative electrode can be applied to non-aqueous electrolyte secondary batteries having various shapes such as a cylindrical shape, a flat shape, a coin shape, and a square shape. The nonaqueous electrolyte secondary battery can be manufactured by a known method. Specifically, a negative electrode obtained using the vapor deposition apparatus of the present invention is opposed to a positive electrode plate containing a positive electrode active material via a separator made of a microporous film or the like to form an electrode plate group. A non-aqueous electrolyte secondary battery can be obtained by accommodating the electrode plate group and an electrolytic solution having lithium ion conductivity in a case. As a positive electrode active material and electrolyte solution, the material generally used for a lithium ion secondary battery can be used. For example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 or the like is used as the positive electrode active material, and electrolysis obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate or the like in a cyclic carbonate such as ethylene carbonate or propylene carbonate as the electrolytic solution. A liquid may be used. Moreover, the sealing form of a battery is not specifically limited.

以上をまとめると、本発明は、搬送中の基板上に薄膜を形成する真空蒸着装置であって、
第一の蒸発領域と、前記第一の蒸発領域とは分離して設けられた第二の蒸発領域と、前記第一および第二の蒸発領域を接続する位置に設けられ、前記第一および第二の蒸発領域に蒸発原料を溶解して供給する溶解領域とを含む蒸発部と、
前記第一の蒸発領域から蒸発した粒子によって、前記基板上に第一の薄膜を形成する第一の蒸発領域と、前記第一の薄膜が形成された基板上に、さらに、前記第二の蒸発領域から蒸発した粒子によって、第二の薄膜を形成する第二の蒸着領域とに前記基板を搬送させる基板搬送部と、
前記蒸発部と、前記基板搬送部とを収容する真空槽と、
を有する真空蒸着装置である。 In summary, the present invention is a vacuum deposition apparatus for forming a thin film on a substrate being transported,
A first evaporation region, a second evaporation region provided separately from the first evaporation region, and a position connecting the first and second evaporation regions; An evaporating section including a dissolving area for dissolving and supplying evaporating raw materials to the second evaporating area;
A first evaporation region for forming a first thin film on the substrate by particles evaporated from the first evaporation region, and a second evaporation on the substrate on which the first thin film is formed. A substrate transport unit that transports the substrate to a second vapor deposition region that forms a second thin film by particles evaporated from the region;
A vacuum chamber that houses the evaporation section and the substrate transport section;
It is the vacuum evaporation system which has.

また、本発明の真空蒸着装置は、前記第一の蒸着領域において、前記基板の表面または裏面の一方に第一の薄膜が形成され、前記第二の蒸着領域において、前記基板の表面または裏面のうち第一の薄膜が形成されていない面に第二の薄膜が形成される、ように構成されていても良い。   In the vacuum deposition apparatus of the present invention, the first thin film is formed on one of the front surface and the back surface of the substrate in the first deposition region, and the surface or the back surface of the substrate is formed in the second deposition region. Of these, the second thin film may be formed on the surface where the first thin film is not formed.

本発明の真空蒸着装置は、蒸着膜を利用した種々のデバイス、例えば電池などの電気化学デバイス、フォトニック素子や光回路部品などの光学デバイス、センサーなどの各種デバイス素子等の製造に用いられ得る。本発明は、電気化学素子全般に適用可能であるが、特に充放電に伴う膨張・収縮の大きい活物質を用いた電池用極板の製造に適用すると、活物質の膨張に起因する極板の変形やしわの発生が抑制された、エネルギー密度の高い極板を提供できるので有利である。   The vacuum vapor deposition apparatus of the present invention can be used for manufacturing various devices using vapor deposition films, for example, electrochemical devices such as batteries, optical devices such as photonic elements and optical circuit components, and various device elements such as sensors. . The present invention can be applied to all electrochemical devices, but particularly when applied to the production of a battery electrode plate using an active material having a large expansion / contraction caused by charging / discharging, the electrode plate resulting from the expansion of the active material is used. This is advantageous because it can provide an electrode plate with high energy density in which generation of deformation and wrinkles is suppressed.

本発明の第１の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図Typical sectional drawing of the vapor deposition apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図Typical sectional drawing of the vapor deposition apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図Typical sectional drawing of the vapor deposition apparatus of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態の蒸着装置において、蒸着原料が基板に入射する角度（入射角度）を説明するための断面図Sectional drawing for demonstrating the angle (incident angle) in which the vapor deposition raw material injects into a board | substrate in the vapor deposition apparatus of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝２）の模式的な断面図Typical sectional drawing of the active material body (the number of laminations n = 2) formed using the vapor deposition apparatus of the 3rd Embodiment of this invention 本発明の第３の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝５の模式的な断面図Active material body formed by using the vapor deposition apparatus according to the third embodiment of the present invention (schematic cross-sectional view of the number of stacked layers n = 5) 本発明の第１〜第４の実施形態の蒸発源(蒸発部)の模式的な図、（ａ）蒸発源の一構成例の上面図、（ｂ）構成例(ａ)のＡ１-Ａ１断面図、（ｃ）蒸発源の別の構成例の上面図、（ｄ）構成例(ｃ)のＡ２-Ａ２断面図、（ｅ）蒸発源の別の構成例の上面図、（ｆ）構成例(ｅ)のＡ３-Ａ３断面図FIG. 1 is a schematic diagram of an evaporation source (evaporation unit) according to first to fourth embodiments of the present invention, (a) a top view of one configuration example of the evaporation source, and (b) a cross section along line A1-A1 of the configuration example (a). (C) Top view of another configuration example of the evaporation source, (d) A2-A2 cross-sectional view of the configuration example (c), (e) Top view of another configuration example of the evaporation source, (f) Configuration example (e) A3-A3 cross section 本発明の第４の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図Typical sectional drawing of the vapor deposition apparatus of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝７の模式的な断面図Active material body formed by using the vapor deposition apparatus of the fourth embodiment of the present invention (schematic cross-sectional view of the number of stacked layers n = 7) 本発明の第１〜第４の実施形態の遮蔽板の模式的な断面図Typical sectional drawing of the shielding board of the 1st-4th embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 排気ポンプ
２ チャンバー
３、８ 巻き出しまたは巻取りロール
４ 基板
５ａ〜５ｍ 搬送ローラ
６ａ〜６ｄ ガイド部材
９ 蒸発源
９ｓ 、９ｔ 蒸発面
１０ａ、１０ｂ 遮蔽板
１１ａ、１１ｂ ガス導入管
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、２３ａ、２３ｂ 遮蔽板
２０ａ〜２０ｄ 遮蔽部材
２２ ノズル部
２４ ノズル部遮蔽板
２８ シャッター
６０ａ〜６０ｈ 蒸着領域
１００、２００、３００、４００ 蒸着装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust pump 2 Chamber 3, 8 Unwinding or winding roll 4 Board | substrate 5a-5m Conveyance roller 6a-6d Guide member 9 Evaporation source 9s, 9t Evaporation surface 10a, 10b Shielding plate 11a, 11b Gas introduction pipe 15a, 15b, 15c , 23a, 23b Shielding plate 20a-20d Shielding member 22 Nozzle part 24 Nozzle part shielding plate 28 Shutter 60a-60h Deposition area 100, 200, 300, 400 Deposition apparatus

Claims (5)

チャンバー内においてロールツーロール方式でシート状の基板を移動させることにより、前記基板に蒸着膜を連続的に形成する蒸着装置であって、前記基板を巻き付けて保持する第１および第２のロールと前記基板を案内するガイド部とを含む搬送部であって、前記第１および第２のロールの一方が前記基板を繰り出し、前記ガイド部が繰り出された基板を案内し、前記第１および第２のロールの他方が前記基板を巻き取ることによって、前記基板に前記蒸発させた蒸着原料が到達する、２箇所以上の蒸着領域を通過するように
前記基板を搬送する搬送部を備えた蒸着装置において、
蒸着原料を蒸発させる蒸発源は、電子ビームを照射して材料を蒸発するための領域を少なくとも２箇所備え、前記少なくとも２箇所の前記蒸発するための領域は連続した領域を備え、前記蒸発するための領域は、第一の蒸着領域側と第二の蒸着領域側に分かれて配置され、前記第一の蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第二の蒸着領域に到達するのを防ぐことができる遮蔽板をさらに備え、前記第二の蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第一の蒸着領域に到達するのを防ぐことができる遮蔽板をさらに備え、前記連続した領域の上方に、棒形状の蒸着原料を差し向ける機構を備えた真空蒸着装置。 A vapor deposition apparatus for continuously forming a vapor deposition film on the substrate by moving a sheet-shaped substrate in a roll-to-roll manner in a chamber, the first and second rolls winding and holding the substrate A transport unit including a guide unit for guiding the substrate, wherein one of the first and second rolls feeds the substrate, guides the substrate from which the guide unit is fed, and the first and second rolls. In the vapor deposition apparatus provided with a transport unit that transports the substrate so as to pass through two or more vapor deposition regions where the vaporized raw material reaches the substrate when the other of the rolls winds the substrate. ,
The evaporation source for evaporating the deposition material includes at least two regions for evaporating the material by irradiating an electron beam, and the at least two regions for evaporation include continuous regions for evaporating. The region is divided into a first vapor deposition region side and a second vapor deposition region side, and the vapor deposition raw material evaporated from the center of the vapor deposition region disposed on the first vapor deposition region side is the second vapor deposition region. A shielding plate that can prevent reaching the region, and prevents a deposition material evaporated from the center of the evaporation region arranged on the second deposition region side from reaching the first deposition region. A vacuum vapor deposition apparatus further comprising a shielding plate that can be disposed, and further comprising a mechanism for directing a bar-shaped vapor deposition material above the continuous region. 前記第一の蒸着領域と前記第二の蒸着領域が、前記基板の表面側及び前記基板の裏面側に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の真空蒸着装置。   The vacuum vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the first vapor deposition region and the second vapor deposition region are disposed on a front surface side of the substrate and a back surface side of the substrate. 前記ガイド部は、前記第一の蒸着領域内において、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第１のガイド部材を含み、
前記遮蔽部は、前記第１のガイド部材と前記蒸発源との間に配置された第１の遮蔽部材を含み、
前記第１のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第１のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第１の蒸着領域および前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第２の蒸着領域を形成し、
前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に配置され、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第２のガイド部材を前記第二の蒸着領域内にさらに含み、
前記遮蔽部は、前記第２のガイド部材と前記蒸発源との間に配置された第２の遮蔽部材をさらに含み、
前記第２のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第２のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第３の蒸着領域および前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着領域を形成し、
前記遮蔽領域を除く前記第１〜第４蒸着領域において、前記蒸着材料が前記基板の法線方向から前記基板に入射しないように、前記蒸発源に対して前記搬送部が配置されている、請求項２に記載の真空蒸着装置。 The guide portion includes a first guide member that guides the substrate in the first vapor deposition region so that a surface irradiated by the vapor deposition material is convex with respect to the evaporation source,
The shielding part includes a first shielding member disposed between the first guide member and the evaporation source,
The first guide member includes a first vapor deposition region located closer to the first roll than the first guide member and the second guide than the first guide member in the substrate transport path. Forming a second vapor deposition region located on the roll side;
A second guide member that is disposed closer to the second roll than the first guide member and guides the substrate so that a surface irradiated by the vapor deposition material is convex with respect to the evaporation source; Further included in the second deposition region;
The shielding part further includes a second shielding member disposed between the second guide member and the evaporation source,
The second guide member has a third vapor deposition region positioned closer to the first roll than the second guide member and the second guide member than the first guide member in the substrate transport path. Forming a fourth deposition region located on the roll side;
In the first to fourth vapor deposition regions excluding the shielding region, the transport unit is disposed with respect to the evaporation source so that the vapor deposition material does not enter the substrate from the normal direction of the substrate. Item 3. The vacuum evaporation apparatus according to Item 2. 前記ガイド部は、前記第一の蒸着可能領域内に、
前記基板の搬送経路において前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に配置され、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第２のガイド部材と、
前記第二の蒸着可能領域内に、
前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に配置され、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第３のガイド部材と、
前記基板の搬送経路において前記第３のガイド部材よりも前記第２のロール側に配置され、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を
案内する第４のガイド部材とをさらに含み、
前記第２のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第２のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第３の蒸着領域および前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着領域を形成し、
前記第３のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第３のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第５の蒸着領域および前記第３のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第６の蒸着領域を形成し、
前記第４のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第４のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第７の蒸着領域および前記第４のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第８の蒸着領域を形成し、
前記遮蔽部は、前記第２、第３および第４のガイド部材と前記蒸発源との間にそれぞれ配置された第２、第３および第４の遮蔽部材をさらに含み、
前記蒸発するための領域は、前記第１、第２、第３及び第４蒸着領域側と前記第５、第６、第７及び第８蒸着領域側に分かれて配置され、前記第１、第２、第３及び第４蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第５蒸着領域及び第７蒸着領域に蒸着原料が到達するのを防ぐ遮蔽板をさらに備え、前記第５、第６、第７及び第８蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第２蒸着領域及び第４蒸着領域に蒸着原料が到達するのを防ぐ遮蔽板をさらに備えた、請求項３に記載の真空蒸着装置。 The guide portion is in the first deposition possible region,
A first guide member is disposed on the second roll side of the first guide member in the substrate transport path, and guides the substrate so that a surface irradiated with the vapor deposition material is convex with respect to the evaporation source. Two guide members;
In the second deposition possible region,
A second guide member is disposed on the second roll side of the second guide member in the substrate transport path and guides the substrate so that a surface irradiated with the vapor deposition material is convex with respect to the evaporation source. 3 guide members;
A first guide member is disposed on the second roll side of the third guide member in the substrate transport path and guides the substrate so that a surface irradiated with the vapor deposition material is convex with respect to the evaporation source. 4 guide members,
The second guide member has a third vapor deposition region located on the first roll side with respect to the second guide member and the second guide member with respect to the second guide member in the substrate transport path. Forming a fourth deposition region located on the roll side;
The third guide member has a fifth vapor deposition region located on the first roll side with respect to the third guide member and the second guide member with respect to the third guide member in the substrate transport path. Forming a sixth vapor deposition region located on the roll side;
The fourth guide member includes a seventh vapor deposition region located on the first roll side with respect to the fourth guide member and the second guide member with respect to the fourth guide member in the substrate transport path. Forming an eighth vapor deposition region located on the roll side;
The shielding portion further includes second, third, and fourth shielding members disposed between the second, third, and fourth guide members and the evaporation source, respectively.
The regions for evaporating are separately arranged on the first, second, third, and fourth vapor deposition region sides and the fifth, sixth, seventh, and eighth vapor deposition region sides, and the first, second, 2, further comprising a shielding plate that prevents the vapor deposition material evaporated from the center of the evaporation region arranged on the third and fourth vapor deposition region side from reaching the fifth vapor deposition region and the seventh vapor deposition region, Shielding that prevents the deposition material evaporated from the center of the evaporation region disposed on the fifth, sixth, seventh, and eighth deposition region sides from reaching the second deposition region and the fourth deposition region. The vacuum deposition apparatus according to claim 3, further comprising a plate. 前記基板の表面に垂直で、かつ、前記基板を搬送する方向を含む断面において、各蒸着領域を通過する基板の任意の点と前記蒸発源の中心とを結ぶ線は、前記基板の法線方向と４５°以上９０°以下の角度をなすように、前記蒸発源に対して前記搬送部が配置されている請求項３または請求項４に記載の真空蒸着装置。   In a cross section perpendicular to the surface of the substrate and including a direction in which the substrate is transported, a line connecting an arbitrary point of the substrate that passes through each vapor deposition region and the center of the evaporation source is a normal direction of the substrate The vacuum evaporation apparatus according to claim 3 or 4, wherein the transport unit is arranged with respect to the evaporation source so as to form an angle of 45 ° to 90 ° with respect to the evaporation source.
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