JP2023528467A - 蒸発源用の温度制御されたシールド、材料堆積装置、及び基材の上に材料を堆積させるための方法 - Google Patents

蒸発源用の温度制御されたシールド、材料堆積装置、及び基材の上に材料を堆積させるための方法 Download PDF

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Abstract

蒸発源用の温度制御されたシールドが説明される。温度制御されたシールドは、予熱ゾーン又は後冷却ゾーンを提供するように構成されている。【選択図】図１

Description

[0001] 本開示の実施形態は、減圧チャンバ内での熱蒸発による基材コーティングに関する。本開示の実施形態は、更に、基材の上への蒸発材料の材料堆積に関する。複数の実施形態はまた、基材の上への材料の温度制御された堆積にも関する。
[0002] 基材上への堆積のための様々な技法、例えば、化学気相堆積（CVD）及び物理的気相堆積（PVD）が知られている。速い堆積速度での堆積では、熱蒸発が、PVDプロセスとして使用されてよい。熱蒸発では、ソース材料が、例えば基材上に堆積されてよい蒸気を生成するために加熱される。加熱されたソース材料の温度を上昇させると、蒸気濃度が増加し、速い堆積速度が促進され得る。速い堆積速度を実現するための温度は、ソース材料の物理的特性、例えば、温度の関数としての蒸気圧、及び基材の物理的限界、例えば、融点に依存する。
[0003] 例えば、基材上に堆積される材料は、高い蒸気圧で蒸気を生成するために、るつぼ内で加熱され得る。蒸気は、るつぼから複数のノズルを備えた加熱蒸気分配器に移送され得る。蒸気は、１以上のノズルによって、例えば減圧チャンバ内のコーティング空間内の基材の上に向けられ得る。
[0004] 蒸発による金属、例えばリチウムの、可撓性基材上、例えば銅基材上への堆積は、Li‐バッテリなどのようなバッテリの製造向けに使用されてよい。例えば、リチウム層は、バッテリのアノードを製造するための薄い可撓性基材上に堆積されてよい。アノード層スタックとカソード層スタックとを、場合によってはそれらの間に電解質及び／又はセパレータを含んで組み立てた後で、製造された層構成を圧延するか又は他の方法で積層して、Li‐バッテリを製造してよい。
[0005] 構成要素の表面、例えば減圧チャンバの減圧チャンバ壁は、蒸気に曝露されてもよく、コーティングされてもよい。凝縮物を除去するための頻繁な保守は、大量の製造、例えば薄箔上のウェブコーティングには実用的ではない。更に、減圧チャンバの構成要素がコーティングされる基材と異なる場合、高価なコーティング材料が無駄になる可能性がある。
[0006] 更に、堆積される材料は、高温まで加熱され、それによって、コーティングされる基材に高い熱負荷を与える。しかし、高温は、基材に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、当該技術分野における問題を少なくとも部分的に克服するための改善された材料堆積装置を提供することが有益である。
[0007] 一実施形態によれば、蒸発源用の温度制御されたシールドが提供される。温度制御されたシールドは、予熱ゾーン又は後冷却ゾーンを提供するように構成されている。
[0008] 一実施形態によれば、基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置が提供される。材料堆積装置は、本開示の実施形態による１以上の温度制御されたシールドを含む。
[0009] 一実施形態によれば、基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置が提供される。材料堆積装置は、蒸発材料を基材に提供するための蒸発源を含む。蒸発源は、第１の端部及び第１の端部の反対側の第２の端部並びに第１の端部と第２の端部との間で長さを有する表面を有する。材料堆積装置は、更に、蒸発源の第１の端部又は第２の端部のうちの少なくとも一方に配置された１以上の温度制御されたシールドを含む。１以上の温度制御されたシールドは、蒸発源から外向きに延在する。１以上の温度制御されたシールドは、蒸発源の第１の端部と第２の端部との間の表面の長さの少なくとも２０％の幅を提供する。
[0010] 一実施形態によれば、基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置が提供される。材料堆積装置は、蒸発材料を基材に供給するための蒸発源を含む。蒸発源は、第１の端部及び第１の端部の反対側の第２の端部を有する。材料堆積装置は、更に、蒸発源の第１の端部又は第２の端部のうちの少なくとも一方に配置された１以上の温度制御されたシールドを含む。１以上の温度制御されたシールドは、広角で蒸発源から外向きに延在する。
[0011] 一実施形態によれば、基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置が提供される。材料堆積装置は、基材を基材搬送方向に沿って搬送するための基材搬送デバイス、及び、基材に蒸発材料を提供するための基材搬送方向に沿った少なくとも２つの蒸発源を含む。少なくとも２つの蒸発源は、各々、１以上の非対称の温度制御されたシールドを含む。
[0012] 一実施形態によれば、減圧チャンバ内で基材に蒸発材料を提供するための蒸発源が提供される。蒸発源は、少なくとも１つの列状に配置された複数のノズルを有するノズルアセンブリシールドを含み、列は、２つの最外側ノズルを含む。２つの最外側ノズルは異なる方向に傾斜している。
[0013] 一実施形態によれば、減圧チャンバ内で基材に蒸発材料を提供するための蒸発源が提供される。蒸発源は、第１の端部及び第２の端部並びに第１の端部と第２の端部との間の基材に対向する表面を有するノズルアセンブリシールドを含む。ノズルアセンブリシールドは、第１の端部と第２の端部との間の表面における少なくとも１つの列状に配置された複数の開口部を有する。少なくとも１つの列は、第１の端部に隣接して設けられた第１の最外側開口部、及び第２の端部に隣接して設けられた第２の最外側開口部を有する。蒸発源は、更に、複数の開口部を貫通して延在する複数のノズルを含む。複数のノズルは、第１の最外側開口部を貫通して延在する第１の最外側ノズル、及び第２の最外側開口部を貫通して延在する第２の最外側ノズルを含む。第１及び第２の最外側ノズルは、第１の端部と第２の端部との間の表面に対してある角度だけ傾斜している。
[0014] 一実施形態によれば、減圧チャンバ内で基材の上に材料を堆積させるための方法が提供される。該方法は、蒸気放出エリアを有する蒸発源内で材料を蒸発させること、及び、蒸発材料を温度制御されたシールドによって基材エリアに向けて誘導することを含む。基材エリアは、蒸気放出エリアよりも大きい。
[0015] 一実施形態によれば、バッテリのアノードを製造する方法が提供される。バッテリのアノードを製造する方法は、本明細書で説明される実施形態のいずれかによる、減圧チャンバ内で基材の上に材料を堆積させるための方法を含む。
[0016] 一実施形態によれば、バッテリのアノードを製造する方法が提供される。該方法は、本開示の実施形態による材料堆積装置内でアノード層を含むか又はアノード層から成るウェブを誘導すること、及び、気相堆積装置を用いてウェブ上にリチウム含有材料又はリチウムを堆積させることを含む。
[0017] 複数の実施形態は、開示されている方法を実施するための装置も対象としており、説明されている各方法態様を実行するための装置部分を含む。これらの方法態様は、ハードウェア構成要素を用いて、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータを用いて、これらの２つの任意の組み合わせによって、又は他の任意のやり方で実施され得る。更に、本開示による実施形態は、説明されている装置を動作させるための方法も対象とする。これは、装置のあらゆる機能を実行するための方法態様を含む。
[0018] 本開示の上述の特徴を細部まで理解し得るように、実施形態を参照することによって、上記で簡単に要約された本開示の、より詳細な説明を得ることができる。添付の図面は本開示の実施形態に関連し、以下の記述において説明される。
本明細書で説明される実施形態による材料堆積装置の概略図を示す。 本明細書で説明される実施形態による材料堆積装置の概略図を示す。 本明細書で説明される実施形態による基材における温度プロファイルを示す。 本明細書で説明される実施形態による材料堆積装置の概略図を示す。 本明細書で説明される実施形態による材料堆積装置の概略図を示す。 本明細書で説明される実施形態による基材における熱負荷プロファイルを示す。 本明細書で説明される実施形態による方法のフロー図を示す。
[0019] 本開示の様々な実施形態について、これより詳細に参照する。これらの実施形態の１以上の実施例は、図面で示されている。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。概して、個々の実施形態に対する相違のみが説明される。本開示の説明として各実施例が与えられているが、これは本開示を限定することを意図しているわけではない。更に、一実施形態の部分として図示且つ説明されている特徴を、他の実施形態で用いてもよく、或いは他の実施形態と併用してもよい。それにより、更に別の実施形態が生み出される。本説明には、このような修正例及び変形例が含まれることが意図されている。
[0020] 本明細書で提供される複数の実施形態は、蒸発による薄膜コーティングに関し、特に減圧チャンバ内の薄膜コーティングに関する。典型的には、コーティングされる材料が、蒸発される材料固有の温度まで加熱される。一般に、より速い蒸発速度は、より高い温度で提供され得る。特定のコーティング速度向けのそれぞれの温度は、とりわけ、例えば、材料蒸気圧に依存する。堆積速度が速いプロセスでは、材料の凝縮熱負荷が、基材上の熱負荷を支配する可能性がある。
[0021] 蒸発システムでは、蒸発材料が、蒸発材料よりも低い温度を有するシステム構成要素の表面上で凝縮することになる。基材の熱コーティングでは、基材がより低い温度を含む。それによって、蒸発材料が基材の上にコーティングされて、基材上に薄い層を形成してよい。しかし、堆積される材料と基材との間の温度差に基づくコーティング又は材料堆積もまた、基材に凝縮エネルギーを提供する。したがって、堆積された材料によって提供される凝縮エネルギーは、特に、蒸発材料が基材に直接当たる位置で基材を加熱する。
[0022] したがって、コーティングされる基材へ凝縮エネルギーが集中することを回避するシステム、装置、及び方法、ならびに、コーティングされる基材の上への熱、すなわち凝縮エネルギーのより良好な分散を提供するシステム、装置、及び方法を提供することが有益である。
[0023] 図１は、本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る、本明細書で説明される複数の実施形態による材料堆積装置を例示的に示している。材料堆積装置１００は、減圧チャンバ１０５を含んでよい。減圧チャンバ内に減圧が提供されてよい。例えば、材料堆積装置は、減圧チャンバ内に減圧を提供するための減圧ポンプを含んでよい。
[0024] 本明細書で使用されるときに、「減圧（vacuum）」という用語は、例えば１０mbar未満の真空圧力を有する工業的真空の意味に理解され得る。典型的には、本明細書で説明される減圧チャンバの圧力は、約１０－４mbarと約１０－８mbarとの間、より典型的には、約１０－４mbarと約１０－７mbarとの間、更により典型的には、約１０－５mbarと約１０－６mbarとの間であってよい。幾つかの実施形態では、１以上の減圧チャンバ内の全圧が、約１０－４mbarから約１０－７mbarの範囲であってよい。したがって、減圧チャンバは、「減圧堆積チャンバ」、すなわち減圧堆積のために構成された減圧チャンバであってよい。
[0025] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、材料堆積装置は、蒸発源１１０を含んでよい。蒸発源は、基材１２２に向かって蒸発材料を提供するように構成される。蒸発源１１０は、減圧チャンバ１０５内に設けられ得るか、又は減圧チャンバ１０５内に少なくとも部分的に設けられ得る。
[0026] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、材料堆積装置は、基材搬送デバイス１２０を含んでよい。基材搬送デバイスは、基材１２２を搬送するように構成されてよい。基材１２２は、基材搬送デバイス１２０の周りに配置されてよい。基材搬送デバイス１２０は、図１で例示的に示されているようなコーティングドラムであってよい。コーティングドラムは、湾曲したドラム表面を含んでよく、気相堆積装置は、湾曲したドラム表面上の基材１２２を、蒸発源１１０を通過して円周方向又は基材搬送方向Ｄに移動させるように構成されてよい。例えば、基材は、可撓性ウェブ又は箔であってよく、材料堆積装置は、ロールツーロール堆積装置であってよい。コーティングドラムは、図１の紙面に垂直な長さ方向に延在する円筒であってよい。基材搬送デバイスは、可動であってよく、すなわち、コーティングドラムは、軸Ａの周りで回転されてよい。基材搬送デバイスは、時計回り又は反時計回りに動かされてよく又は回転されてよい。基材搬送デバイスは、堆積中に方向を変えてもよく、例えば、堆積中に基材搬送デバイスを時計回りに回転させるときに、回転方向を反時計回りに変えてもよく、逆も同様である。基材は、図１の矢印Ｄで示されている円周方向又は基材搬送方向に移動されてよい。
[0027] 本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る幾つかの実施形態によれば、コーティングドラムは、ガスクッションコーティングドラムであってもよい。ガスクッションコーティングドラムは、ドラムの表面と基材との間に冷却ガスを提供する。例えば、ドラム及び冷却ガスは、室温未満の温度まで冷却され得る。材料が堆積される薄い箔又はウェブを損傷することなく、より速い堆積速度を可能にするために、基材から熱が除去され得る。
[0028] ガスクッションローラでは、第１のサブグループのガス出口、すなわち開いたガス出口が、処理ドラムのウェブ誘導領域内に設けられ得る。第２のサブグループのガス出口、すなわち閉じたガス出口が、ウェブ誘導領域の外側に設けられる。ガスは、ホバリングクッションを形成するためにガスが必要とされるウェブ誘導領域内でのみ放出されるので、ウェブが重ならない領域には、ガスが直接放出されることはないか、又はほとんど放出されないため、ガスの無駄が低減されてよく、及び／又は、より良好な減圧が、ポンプシステムへのより小さい歪みで維持されてよい。
[0029] 本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る幾つかの実施形態によれば、サブグループのガス出口に加えて又は替えて、処理ドラムの外面に、細孔性表面がコーティングされてよい。細孔性表面は、少量の冷却ガスが、処理ドラムの内側から処理ドラムの表面に流れることを可能にしてよい。冷却ガスは、処理ドラムと、その上に材料を堆積させるために処理ドラムの上に誘導されるウェブ又は箔と、の間にガスクッションを形成してよい。
[0030] 本明細書で記載される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、基材は、薄い基材、例えば箔又はウェブであり得る。コーティングされる基材は、５０μm以下、特に２０μm以下、又は更には１０μm以下の厚さを有してよい。例えば、気相堆積装置において、金属箔又は可撓性金属がコーティングされた箔が、コーティングされてよい。幾つかの実装形態では、基材１０が、３０μm未満、例えば１０μm以下の厚さを有する薄い銅箔又は薄いアルミニウム箔である。
[0031] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、材料堆積装置は、未処理の基材を提供するための基材提供ロール又は巻き出しロール（図１では示されていない）を含んでよい。基材提供ロール又は巻き出しロールは、基材が基材提供ロール又は巻き出しロールから巻き出されてよいように、動かされて、すなわち回転されてよい。更に、材料堆積装置は、基材の上への材料の堆積が行われた後で、処理済み基材を巻き取るための基材受容ロールを含んでよい。基材受容ロールは、動かされてよく、すなわち、基材受容ロールは、処理済み基材を巻き取るために回転されてよい。基材受容ロール及び基材供給ロール又は巻き出しロールは、同じ方向に回転されてよく、すなわち、両方のロールが時計回りに回転されてもよく、又は基材供給ロール若しくは巻き出しロールが反対方向に回転されてもよく、すなわち、一方のロールが時計回りに回転されてもよく、他方のロールが反時計回りに回転されてもよく、またはその逆でもよい。
[0032] しかし、基材搬送デバイスはまた、図１では示されていないが、ロールツーロール搬送デバイスであり得ることも理解されたい。ロールツーロール搬送デバイスは、未処理の基材が提供され得る巻き出しロール又は基材提供ロールを含んでもよい。ロールツーロール搬送デバイスは、処理済み基材を巻き取るための受容ロールを更に含んでよい。巻き出しロール又は基材供給ロール及び受容ロールは、各々、蒸発源とは異なる減圧チャンバ内に設けられてもよく、又は蒸発源と同じ減圧チャンバ内に設けられてもよい。巻き出しロールと受容ロールとの間で、基材は、基材の上に材料を堆積させるために蒸発源の近傍に提供されてよい。例えば、基材は、巻き出しロールと受容ロールとの間に「広がって」よく、蒸発材料を受け取るために蒸発源の上に誘導されてよい。例えば、基材は、規定された及び／又は制御された力を与えられてよい。基材テンショナが設けられてよい。
[0033] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、蒸発源１１０は、第１の端部及び第１の端部の反対側の第２の端部を有してよい。第１の端部と第２の端部とは、その間に空間を画定してよい。本開示全体にわたって使用される「第１の端部の反対側の第２の端部」という用語は、蒸発源の２つの側部が互いに並んで配置されるものとして理解されてよい。例えば、蒸発源は、同じ方向に延在し且つ互いに並んで配置された第１の壁と第２の壁とを含んでよい。第１の端部及び第２の端部は、蒸発源の側壁制限として理解されてよい。特に、第１の端部と第２の端部とは、それらの間に、表面１１９、すなわち蒸発源の第１の壁及び第２の壁に対して実質的に垂直であってよい表面を画定してよい。蒸発源の表面は、基材搬送デバイスと位置合わせされてよく、すなわち、蒸発源の表面１１９は、堆積される材料の提供が促進されてよいように配向されてよい。
[0034] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、蒸発源は、基材に堆積される材料を提供してよい。蒸発源は、材料を蒸発させるのに適した温度を材料に与えることによって、堆積される材料を蒸発させてよいるつぼを含んでよい。例えば、堆積される材料は、例えば、所与の条件下で気相を有する金属、特にリチウム、金属合金、及び他の気化可能な材料などを含み得る。更なる実施形態によれば、追加的又は代替的に、材料は、マグネシウム（Mg）、イッテルビウム（Yb）、及びフッ化リチウム（LiF）を含んでよい。
[0035] 更に、蒸発源は、分配器を含んでよい。分配器は、蒸発した材料を分配してよい。材料は、例えば、るつぼが入口開口部を介して分配器に接続されることによって、分配器内に提供されてよい。分配器は、１以上の開口部を有してよい。堆積される蒸発材料は、開口部を通って分配器から出ることができる。開口部を貫通して延在する複数のノズルによって、基材１２２上にソース材料を堆積させることができる。言い換えれば、蒸発源は、基材に蒸発材料を提供するための１以上のノズルを含んでよい。堆積される材料は、例えば、複数のノズルによって基材に噴霧されてよい。
[0036] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、温度制御されたシールド１１２が提供される。温度制御されたシールドは、加熱ゾーン又は冷却ゾーン、特に予熱ゾーン及び後冷却ゾーンを提供するように構成される。特に、温度制御されたシールドは、基材搬送デバイス１２０に、すなわち、基材搬送デバイスによって搬送される基材１２２に向かって又は基材１２２において、予熱ゾーン又は後冷却ゾーンを提供するように構成されてよい。温度制御されたシールド１１２は、加熱デバイス又は冷却デバイスのうちの一方を含んでよい。温度制御されたシールドは、蒸発源１１０に設けられてよい。特に、１以上の温度制御されたシールドが、蒸発源に設けられてよい。温度制御されたシールド１１２は、加熱可能である。それによって、温度制御されたシールド１１２が、動作温度、例えば幾つかの実施例では５００℃以上の動作温度に加熱されたときに、温度制御されたシールド１１２上の蒸気凝縮を低減又は防止してよい。
[0037] 本開示の実施形態によれば、温度制御されたシールドは、蒸発源の対応する幅よりも少なくとも１０％大きい、特に少なくとも２０％大きい、搬送方向に沿った幅を有する。したがって、材料の堆積は、搬送方向における蒸発源のエリアに限定されない。材料のプルームを蒸発源のエリアに限定することは、基材の温度の急激な上昇をもたらす可能性がある。これは、基材、例えば、薄い箔又はウェブのしわ及び反りをもたらす可能性がある。したがって、蒸発源からの材料のプルームは、予熱ゾーン及び／又は後冷却ゾーンを有するので、蒸発ゾーンの側方に向かって広がることが可能になる。温度上昇が堆積材料の量と直接相関しているので、加熱されたシールドの拡大した形状は、入口で低い堆積速度をもたらす。堆積速度は、例えば、蒸発源の本体において最大の堆積速度まで連続的に増加する。本明細書で説明されるように、熱負荷は、主に凝縮エネルギーによって提供される。したがって、ウェブ又は箔の温度プロファイルは、堆積速度に比例する。したがって、温度プロファイルは、上述された堆積速度のプロファイルと同様に増加する。
[0038] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、温度制御されたシールドは、熱伝導材料を含んでよい。温度制御されたシールドは、接触加熱又は冷却に適した材料を含んでよい。例えば、温度制御されたシールドは、例えば、ステンレス鋼、Mo、Ta、W、インバール、若しくは他の高温材料、又は高温金属などの、金属材料で作製されてよい。例えば、AlNも良好な熱伝導セラミックとして提供されてよい）。
[0039] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、１以上の温度制御されたシールドは、蒸発源の第１の端部及び第２の端部に設けられてよい。特に、蒸発源の第１の端部に、第１の温度制御されたシールドを設けてよく、蒸発源の第２の端部に、第２の温度制御されたシールドを設けてよい。更に又は代替的に、温度制御されたシールドの第１の部分を蒸発源の第１の端部に設けてよく、温度制御されたシールドの第２の部分を蒸発源の第２の端部に設けてよい。
[0040] 換言すれば、温度制御されたシールド１１２は、基材搬送デバイス１２０と接触しない。それによって、基材搬送デバイス１２０に支持された基材は、材料堆積中に、蒸発源１１０を通過し、温度制御されたシールド１１２を通過して移動し得る。温度制御されたシールド１１２は、温度制御されたシールド１１２と基材搬送デバイス１２０との間に僅かな間隙、例えば、５mm以下、３mm以下、２mm以下、又は更には約１mmの間隙を残すだけでよい。それによって、いかなる蒸気も、温度制御されたシールドを通過して、例えば側方にほとんど伝播することができない。
[0041] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、温度制御されたシールドは、円周方向又は基材搬送方向Ｄに沿って延在してよい。温度制御されたシールドは、基材搬送デバイス１２０の軸に沿った幅寸法、及び、基材搬送デバイス１２０の軸とは異なる方向、すなわち円周方向又は基材搬送方向Ｄにおける長さ寸法を含んでよい。
[0042] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、温度制御されたシールドは、蒸発源から離れるように半径方向又は側方に延在してよい。以下では、このような温度制御されたシールドを「細長いシールド」と呼ぶこともある。例えば、温度制御されたシールドは、蒸発源から半径方向に離れるように又は外向きに延在する直線部分１１３を含んでよい。温度制御されたシールド又は直線部分は、蒸発源から基材１２２に向けられてよい。温度制御されたシールド又は直線部分１１３は、基材に向かって堆積エリアを区切ってよい。温度制御されたシールド又は直線部分は、蒸発源に対して角度を付けられてよい。例えば、温度制御されたシールドは、蒸発源１１０に対して、すなわち蒸発源の第１の端部と第２の端部との間の蒸発源の表面１１９に対して、広角αで配置されてよい。広角は、９５°と１８０°との間、特に１１０°と１４０°との間、更に特に１１０°と１３０°との間であってよい。
[0043] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、温度制御されたシールド１１２は、曲げられてよく、又は曲げられた部分若しくは曲げられた端部１１１を含んでよい。曲げられた部分は、直線部分１１３に対して曲げられてよい。曲げられた端部１１１は、蒸発源と基材との間の堆積エリアを更に区切ってよい。曲げられた部分又は曲げられた端部は、基材に向かって傾斜してよい。すなわち、曲げられた端部は、直線部分と比較して基材により近くてよい。言い換えれば、直線部分は、曲げられた端部よりも基材に対してより長い距離を有してよい。
[0044] 本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、材料堆積装置は、蒸発源１１０と基材搬送デバイス１２０との間に堆積エリアを含んでよい。堆積エリアは、堆積される材料が基材に提供されるエリアとして理解されてよい。堆積エリアは、蒸発源からの堆積される材料で充填され得、例えば、均一な材料堆積を提供するために、１以上の温度制御されたシールドによって側方に制限されてよい。
[0045] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、１以上の温度制御されたシールドは、当技術分野における従来のシールドと比較して細長くてよい。特に、直線部分１１３は細長くてよい。細長い温度制御されたシールドは、基材の大きな表面積をカバーする又は囲むシールドとして理解されてよく、それによって、当該技術分野における短いシールド又は側壁と比較して、より大きな堆積エリアを提供する。例えば、当該技術分野における短いシールドは、堆積源から基材に向けて９０°の角度で延在する。したがって、１以上の温度制御されたシールドは、蒸発源の第１の端部又は第２の端部のうちの少なくとも一方に配置されてよく、基材搬送デバイスに向かって外向き延在してよく、特に基材に向かって９０°の角度で延在する直線シールドと比較して、堆積エリアを拡大するように構成されてよい。
[0046] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、１以上の温度シールドは、各々、蒸発源１１０の第１の端部と第２の端部との間の表面１１９の長さの少なくとも２０％の長さを有してよい。
[0047] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、１以上の温度制御されたシールドは、加熱されてよい。シールドの温度は、堆積される材料の凝縮が防止又は回避されるように制御されてよい。堆積される材料が、シールドにおいて凝縮する場合、１以上の温度制御されたシールドの加熱は、凝縮材料の再蒸発をもたらす可能性がある。有利なことに、高い堆積収率を実現することができる。
[0048] 更に有利なことに、高温蒸発材料によって基材にもたらされる凝縮エネルギーは、基材の広いエリアにわたって分散されてよい。温度制御されたシールドは、堆積される材料が能動的に提供され得ない基材の下、すなわち蒸発源のノズルが配置されないが、堆積される材料がここで説明される温度制御されたシールドを介して提供され得る基材の下で、堆積エリアを提供してよい。したがって、コーティングされる基材が１以上の温度制御されたシールドに沿って搬送されるときに、堆積される材料は、材料がノズルを有する位置で提供される速度と比較して、すなわち材料が複数のノズルによって直接提供される速度と比較して、ノズルなしのエリアにおいてより低い速度で提供されてよい。したがって、材料によって基材に提供される全体的な温度は、コーティング中に基材のより広いエリアにわたってより均一に分布する。したがって、基材の温度依存性の損傷を回避又は防止することができる。特に、基材のしわを回避又は防止することができる。したがって、基材のコーティングはより効率的であり、処理済み基材のより高い収率をもたらし、処理済み基材のより良好な品質をもたらす。
[0049] また更に有利なことに、基材が温度制御されたシールドと基材搬送デバイスとの間のエリアに入る位置で、より低いコーティング速度が提供されてよい。そして、基材が蒸発源（すなわち、蒸発源に面するエリア）に向かって進行するときに、コーティング速度はゆっくりと高められてよい。蒸発源に面するエリアには、複数のノズルが配置され、基材のより均一なコーティングをもたらす。第２の温度制御されたシールドが存在する場合、基材が蒸発源の第２の端部に配置された第２の温度制御されたシールドに更に進むときに、コーティング速度が低下してよい。
[0050] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得、図２Ａを例示的に参照する複数の実施形態によれば、材料堆積装置２００は、少なくとも２つの蒸発源を含んでよい。少なくとも２つの蒸発源は、図２Ａの矢印Ｄとして示されている基材搬送方向に対して並べられてよい。言い換えると、少なくとも２つの蒸発源は、基材搬送方向に対して一列に設けられていてよく、互いに前後に設けられていてよい。少なくとも２つの蒸発源は、本明細書で説明されるような蒸発源であってよい。
[0051] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、少なくとも２つの蒸発源１１０は、各々、２つの非対称の温度制御されたシールドを含んでよく、又は２つの部分が互いに非対称である１つの非対称の温度制御されたシールドを有してよい。本明細書で使用されるときに、用語「非対称」は、２つの温度制御されたシールド又は１つの温度制御されたシールドの２つの部分の、形状及びサイズが異なっていてよいことであると理解されてよい。更に、２つの非対称シールド又は２つの部分は、異なる長さを有してよく、２つの非対称シールド又は２つの部分は、両方とも基材に向かって延在しながら、異なる方向に延在してよいことが理解され得る。
[0052] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、非対称の温度制御されたシールドは、少なくとも２つの蒸発源の各々の両側に配置された第１の非対称の温度制御されたシールド２１４及び第２の非対称の温度制御されたシールド２１６を含んでよい。第１の非対称の温度制御されたシールド２１４は直線シールドであってよく、すなわち第１の非対称の温度制御されたシールドは、曲げられた端部を含まなくてよい。第１の非対称の温度制御されたシールド２１４は、蒸発源の各々から外向きに延在してよく、すなわち、第１の非対称の温度制御されたシールド２１４は、少なくとも２つの蒸発源のうちの１つの第１の端部に配置されてよく、少なくとも２つの蒸発源のうちの別の１つの第２の端部に配置されてよく、又はその逆であってもよく、１つ及び別の１つの蒸発源は、互いに隣接して配置されてよい。
[0053] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、第２の非対称の温度制御されたシールド２１６は、直線部分及び曲げられた端部を含んでよい。曲げられた端部は、基材から離れるように、又は他のシールドに向かって曲げられてよい。隣接する蒸発源の第２の非対称の温度制御されたシールド２１６の間に、堆積エリアが設けられる。第２の非対称の温度制御されたシールド２１６は、蒸発源の各々から内向きに延在してもよく、すなわち、第２の非対称の温度制御されたシールド２１６は、少なくとも２つの蒸発源のうちの１つの第２の端部に配置されてよく、少なくとも２つの蒸発源のうちの別の１つの第１の端部に配置されてよく、又はその逆であってもよく、互いに向かって延在してよい。特に、曲げられた端部は、互いに向かって曲げられてよく、すなわち、各々の直線部分は、基材に向かって方向付けられてよく、それぞれの曲げられた端部は、任意選択的に、基材から離れる方向に向けられてもよい。例えば、曲げられた端部は、第２の非対称の温度制御されたシールドの直線部に対してある角度だけ曲げられてよい。
[0054] 有利なことに、少なくとも２つの蒸発源の間の上述されたような開いたシールド設計は、減圧ポンピングを可能にするが、依然として堆積される材料の逸れたコーティングを防止してよい。更に有利なことに、非対称シールド構成、特に上述されたような２つの第２の非対称の温度制御されたシールドの配置により、活性粒子の堆積が生じない２つの蒸発源の間での基材の過剰な冷却が防止される。したがって、蒸発した材料によって材料堆積装置の中にもたらされる温度は、２つの蒸発源の間でも、より均一に分布させることができ、その結果、例えば箔であり得る基材のしわを効果的に防止又は回避し得る。言い換えると、材料粒子が全く存在しないか又は少なく存在するので通常は基材が冷却され得る２つの蒸発源の間の界面は、ブリッジ（bridge）され、２つの蒸発源の間の急速な温度変化によって引き起こされる基材の損傷なしに、均一なコーティングを可能にし得る。
[0055] また、３つ以上の蒸発源が、基材の搬送方向に沿って並べられてよく、蒸発源の各々の間で、開いたシールド設計、すなわち互いに面する２つの曲げられたシールドを有する非対称シールド設計を設けてよいことが理解されるべきである。
[0056] 蒸発源の間の開いたシールド設計と組み合わされた開いたシールド設計の有益な効果が、図２Ｂの図面で例示的に見られてよい。図２Ｂは、x軸が秒単位の時間であり、y軸が℃単位の基材における温度である、２つの温度プロファイルを示している。点線２３４は、蒸発源の間に開いたシールド設計を有さない、基材搬送方向に並べられた４つの蒸発源を含む材料堆積装置の温度プロファイルを示している。実線２３２は、蒸発源の間に本明細書で説明される実施形態による開いたシールド設計を有する、すなわち、非対称の温度制御されたシールドを有する基材搬送方向に並べられた４つの蒸発源の温度プロファイルを示している。両方の曲線は、同じ堆積厚さすなわち全体の堆積速度についての温度プロファイルを示している。プラトー（plateau）の各々は、基材が蒸発源のうちの１つの真上に配置されているときと見なされ得る。言い換えると、時間を表すx軸は、４つの蒸発源上を移動している基材セクションの時間を示す。したがって、第１のプラトーに到達する前に、基材は、空間的に第１の蒸発源の前方、すなわち図２Ａで示されている左側の蒸発源の左側にあるものとみなされてよい。第１の温度制御されたシールドのため、基材が蒸発源に到達したときに、実線の曲線２３２の傾斜は、極端な急勾配が検出される点線の曲線２３４（図２Ａの左側の温度制御されたシールドが無い場合）の傾斜よりも平坦である。したがって、特に基材の質量が小さいため、基材の温度は、温度制御されたシールドが蒸発源に存在しないときに、激しい様態で上昇し、基材が第１の蒸発源を通過した後で温度が非常に速く降下する前に非常に高いレベルに留まる。
[0057] 対照的に、開いたシールド設計を有する蒸発源では、基材の温度が、ゆっくりと上昇し、適度なレベルのままである。蒸発源の間の曲げられたシールドのため、基材が蒸発源の真上に配置されていなくても、温度の急激な低下は検出されないが、温度は略一定のままである。材料堆積が生じた後で、温度の低下は、開いたシールド設計を有していない蒸発源と比較して、より滑らかでより平坦である。
[0058] したがって、基材の温度をより一定に且つ適度なレベルに維持することができる。したがって、基材への熱関連損傷を回避又は防止することができる。更に、時間における温度変化を低減することができ、これにより、基材のしわ又は反りが低減又は防止される。
[0059] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得、図３を例示的に参照する複数の実施形態によれば、開いたシールド設計と、加熱ゾーン又は冷却ゾーンを有する温度制御されたシールドと、を有する材料堆積装置３００が本明細書で提供される。言い換えれば、図３で示されている材料堆積装置は、図１及び図２Ａに関して示された実施形態の組み合わせと見なされ得る。したがって、材料堆積装置は、基材１２２を搬送する基材搬送装置１２０の下方の基材搬送方向Ｄに沿って、少なくとも２つの蒸発源３１０を含む。少なくとも２つの蒸発源３１０は、少なくとも２つの蒸発源の各々の両側に配置された第１の非対称シールド（又はシールド部分）及び第２の非対称シールド（又はシールド部分）を含んでよい。第１の非対称シールドは、本明細書で説明される複数の実施形態による温度制御されたシールドであり、すなわち、第１の非対称の温度制御されたシールドは、温度制御されたシールド１１２、例えば、図１に関して説明されたような直線部分１１３及び曲げられた端部１１１を有する細長いシールドであってよく、例えば、細長いコーティングエリアを提供する。第２の非対称シールドは、図２Ａに関して説明されたようなシールドであり、すなわち、第２の非対称の温度制御されたシールドは、直線部分２１６及び曲げられた部分２１７を含んでよい。曲げられた部分２１７は、例えば、基材から離れるように、少なくとも２つの蒸発源のうちの別の蒸発源の第２の非対称の温度制御されたシールドに向けて曲げられる。
[0060] 図１及び図２Ａに関して説明された実施形態の本明細書で説明される有益な効果を引き継ぎ、図２Ｂで示されている温度プロファイルに戻ると、図３で示されているようなシールド設計は、実線２３２の左側（最も左側の蒸発源の左側を表す）の温度の平坦な増加及び右側の温度の平坦な減少をもたらしてよい。したがって、蒸発源の左右の最も外側の位置におけるコーティング速度は低い。それによって、全体的な熱負荷、特に熱負荷の増加又は減少が、完全な堆積サイクルに関して適度なレベルに維持され得る。その場合、基材は、基材搬送方向に並べられた蒸発源の全てを通過してよい。
[0061] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、減圧チャンバ内の基材に蒸発材料を提供するための蒸発源が提供される。蒸発源は、列状に配置された複数のノズルを有するノズルアセンブリシールドを含む。列の各々は、２つの最も外側のノズルを含む。２つの最も外側のノズルは、異なる方向に傾斜している。複数の列のうちの１つの列が、図４Ａで示されている蒸発源４１０について示されている。搬送デバイス１２０の軸Ａに沿って複数の列が配置される。列のうちの１以上、特に列の５０％以上、若しくは列のより多く、又は全ての列が、図４Ａに関して示され説明されるような傾斜したノズルを有してよい。
[0062] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、蒸発源は、第１の端部及び第２の端部並びに第１の端部と第２の端部との間の表面を有してよい。ノズルアセンブリシールドは、第１の端部と第２の端部との間の表面に、少なくとも１つの列（例えば、複数列）状に配置された複数の開口部を含んでよい。少なくとも１つの列は、第１の端部に隣接して設けられた第１の最外側開口部、及び第２の端部に隣接して設けられた第２の最外側開口部を有してよい。
[0063] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、ノズルアセンブリシールドは、複数の開口部を有する複数の列を含んでよい。複数の列は、表面において、すなわちコーティングドラムの軸に沿って平行に配置されてよい。
[0064] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、複数のノズルは、複数の開口部を貫通して延在してよい。１つの列の複数のノズルは、第１の最外側開口部を貫通して延在する第１の最外側ノズル、及び第２の最外側開口部を貫通して延在する第２の最外側ノズルを含んでよい。第１及び第２の最外側ノズルは、第１の端部と第２の端部との間の表面に対してある角度だけ傾斜してよい。例えば、第１及び第２最外側ノズルは、図１で示されているように、角度αに相当する角度だけ傾斜してよい。更に又は代替的に、第１及び第２の最外側ノズルは、５°と２５°との間、特に５°と１５°との間、更に特に５°と１０°との間の角度だけ傾斜してよい。
[0065] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得、図４Ａを例示的に参照する複数の実施形態によれば、基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置４００が提供される。材料堆積装置は、本明細書で説明される実施形態による蒸発源、すなわち上述されたようなノズルアセンブリシールドを含む蒸発源を含んでよい。材料堆積装置は、本明細書で説明される複数の実施形態のいずれかによる１以上の温度制御されたシールドを更に含んでよい。したがって、材料堆積装置４００は、例えば、図１に関して説明されたような直線部分１１３及び曲げられた端部１１１を有する細長いシールドすなわちシールド１１２、並びに、図２Ａに関して説明されたような第１及び第２の非対称シールドの任意の組み合わせを含んでよい。
[0066] 複数の実施形態によれば、材料堆積装置は、基材搬送方向Ｄに沿って分散された少なくとも２つの蒸発源を含んでよい。少なくとも２つの蒸発源は、各々、本明細書で説明されるような分配器及びるつぼを含んでよい。更に、少なくとも２つの蒸発源は、少なくとも１つの列（例えば、コーティングドラムの軸に沿って延在する複数の列）状に配置された複数の開口部を含んでよい。少なくとも１つの列は、少なくとも２つの蒸発源の各々の第１の端部からそれぞれの第２の端部まで延在する。複数の開口部は、基材に蒸発材料を提供するための複数のノズル３１８を含んでよい。複数の開口部は、少なくとも２つの蒸発源のそれぞれの第１の端部に隣接する第１の最外側開口部、及びそれぞれの第２の端部に隣接する第２の最外側開口部を含んでよい。第１の最外側開口部及び第２最外側開口部を貫通して、第１及び第２の最外側ノズルが設けられてよい。
[0067] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、第１及び第２の最外側ノズル３１５は、異なる方向に傾斜してよい。例えば、第１及び第２の最外側ノズルの各々は、傾斜したノズルのすぐ隣に配置される温度制御されたシールドと同様の方向に傾斜してよい。言い換えると、傾斜したノズルを第１の端部に隣接して配置するときに、ノズルは、蒸発源の第１の端部に配置された温度制御されたシールドと同様の方向に傾斜してよく、傾斜したノズルを第２の端部に隣接して配置するときに、傾斜したノズルは、第２の端部に配置された温度制御されたシールドの方向と同様な方向に傾斜してよい。更に特に、それぞれの傾斜ノズルの傾斜角度は、それぞれの温度制御されたシールドのそれぞれの直線部分１１３、２１６の角度と同様であってよい。
[0068] 図４Ａで示されているような細長い温度制御されたシールドを含む開いたシールド設計と組み合わされた傾斜したノズルの設計の有益な効果は、図４Ｂの図面で例示的に見られてよい。図４Ｂは、それぞれの温度制御されたシールド設計を有する２つの場合（傾斜したノズルが有る場合と無い場合と）の蒸発源の２つの熱負荷を示している。点線４３８は、傾斜したノズルを有さない蒸発源の熱負荷を示し、実線４３６は、傾斜ノズルを有する蒸発源の熱負荷を示している。
[0069] 示されている図では、x軸が、蒸発源にわたる全長（例えば、基材搬送方向に沿って分散された４つの蒸発源の全長）において測定された位置である。y軸は、パーセント［％］に標準化された層厚を表し、すなわち、y軸は、基材上に堆積された材料の量についての相対的な尺度を提供する。言い換えると、y軸は、材料堆積装置によって実現される有益な層厚の百分率を提供する。熱負荷は、基材上に堆積された材料の量に依存するので、相対的な層厚は、様々な位置における相対的な熱負荷についての情報を提供してよい。
[0070] 高い堆積収率、すなわち、５から１００μmの層厚を実現することが有益である。しかし、より多くの材料が基材の上に堆積されるほど、基材に提供される凝縮エネルギーがより大きくなり、基材の温度が高くなり、これは、基材を損傷させる可能性があり、例えば、箔基材のしわ形成をもたらす。更に、箔の最高温度は、堆積される材料の溶融温度によって制限される。Liの場合、基材の最高温度は、有益なことに材料の溶解温度よりもかなり低い（例えば、２０℃低い）。Liの場合、材料の溶融温度は１８０℃である。したがって、プロセス中に、高い堆積速度にあることと、特に堆積された同じ層厚にあることと、を依然として実現しながら、基材の温度に関連する損傷を防止するために、基材の温度の滑らかな上昇を提供することが有益である。
[0071] ボックス４３７内の図４Ｂの実線の曲線４３６は、傾斜したノズルを含む設定が、ノズルが傾斜していない曲線４３８のプロファイルと比較して更に温度の上昇を滑らかにすることを示している。したがって、温度制御されたシールドと傾斜した最外側ノズルの使用との組み合わせは、依然として高い堆積収率を提供しながら、温度の滑らかな上昇を提供する。
[0072] 本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得る複数の実施形態によれば、減圧チャンバ内で基材の上に材料を堆積させるための方法が提供される。工程５０２では、蒸気放出エリアを有する蒸発源内で材料を蒸発させる。工程５０４では、蒸発材料が、温度制御されたシールドによって基材エリアに向けて誘導され、基材エリアは蒸気放出エリアよりも大きい。幾つかの実施形態では、基材エリアが、基材の搬送方向においてより大きい。例えば、放出エリアの外側の基材エリアは、放出エリア内の堆積速度よりも小さい堆積速度を有し、特に放出エリアの外側の基材エリアの少なくとも１０％は、放出エリア内の堆積速度よりも少なくとも５０％小さい堆積速度を有する。幾つかの実施形態によれば、材料は、本開示の実施形態による蒸発装置で蒸発されてよく、及び／又は本開示の実施形態による温度制御されたシールドで誘導されてもよい。
[0073] また更なる実施形態によれば、バッテリのアノードを製造する方法が提供される。該方法は、本明細書で説明される実施形態のいずれかによる減圧チャンバ内で、基材の上に材料を堆積させるための方法を含んでよい。
[0074] また更なる実施形態によれば、バッテリのアノードを製造する方法が提供される。該方法は、本明細書で説明される任意の実施形態による材料堆積装置内でアノード層を含むか又はアノード層から成るウェブを誘導すること、及び、気相堆積装置を用いてウェブ上にリチウム含有材料又はリチウムを堆積させることを含んでよい。
[0075] 本明細書で説明される他の実施形態と組み合わされ得る幾つかの実施形態によれば、バッテリのアノードを製造する方法では、ウェブが銅を含むか又は銅から成る。幾つかの実施態様によれば、ウェブは、グラファイト並びにシリコン及び／又は酸化ケイ素を更に含んでよい。例えば、リチウムは、グラファイト並びにシリコン及び／又は酸化ケイ素を含む層を予めリチウム化してよい。
[0076] 特に、以下の実施形態が本明細書で説明される。
実施形態１．
蒸発源用の温度制御されたシールドであって、前記温度制御されたシールドは、予熱ゾーン又は後冷却ゾーンを提供するように構成されている、蒸発源用の温度制御されたシールド。
実施形態２．
前記温度制御されたシールドは、加熱デバイス又は冷却デバイスのうちの１つを含む、実施形態１の蒸発源用の温度制御されたシールド。
実施形態３．
前記温度制御されたシールドは、前記蒸発源に配置され、前記蒸発源から外向きに延在する、実施形態１又は２の蒸発源用の温度制御されたシールド。
実施形態４．
前記温度制御されたシールドは、直線部分及び曲げられた端部を含む、実施形態１から３のいずれか１つの蒸発源用の温度制御されたシールド。
実施形態５．
前記曲げられた端部は、前記蒸発源から離れるように基材支持体に向けられた方向に延在し、特に、前記蒸発源の配向と実質的に平行である、実施形態４の蒸発源用の温度制御されたシールド。
実施形態６．
前記温度制御されたシールドは、熱伝導材料を含む、実施形態１から５のいずれか１つの蒸発源用の温度制御されたシールド。
実施形態７．
基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置であって、１以上の実施形態１から６のいずれか１つの温度制御されたシールドを含む、材料堆積装置。
実施形態８．
基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置であって、
前記基材に前記蒸発材料を提供するための蒸発源であって、第１の端部及び前記第１の端部の反対側の第２の端部並びに前記第１の端部と前記第２の端部との間で長さを有する表面を有する、蒸発源、並びに
前記蒸発源の前記第１の端部又は前記第２の端部のうちの少なくとも一方に配置された１以上の温度制御されたシールドであって、前記蒸発源から外向きに延在し、前記蒸発源の前記第１の端部と前記第２の端部の間における前記表面の前記長さの少なくとも２０％の幅を提供する、１以上の温度制御されたシールドを含む、材料堆積装置。
実施形態９．
基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置であって、
前記基材に前記蒸発材料を提供するための蒸発源であって、第１の端部及び前記第１の端部の反対側の第２の端部を有する蒸発源、並びに
前記蒸発源の前記第１の端部又は前記第２の端部のうちの少なくとも一方に配置された１以上の温度制御されたシールドであって、前記蒸発源から広角で外向きに延在する１以上の温度制御されたシールドを含む、基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
実施形態１０．
前記広角が、９５°と１８０°との間である、実施形態７から９のいずれか１つの基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
実施形態１１．
前記１以上の温度制御されたシールドは、前記基材搬送デバイスに向かって延在し、加熱ゾーン又は冷却ゾーンを提供するように、特に予熱ゾーン又は後冷却ゾーンを提供するように構成されている、実施形態７から１０のいずれか１つの基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
実施形態１２．
前記材料堆積装置は、前記蒸発源の上方に配置された基材搬送デバイスを更に含む、実施形態７から１１のいずれか１つの基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
実施形態１３．
基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置であって、
基材搬送方向に沿って前記基材を搬送するための基材搬送デバイス、及び
前記基材に前記蒸発材料を提供するための前記基材搬送方向に沿った少なくとも２つの蒸発源であって、各々が１以上の非対称の温度制御されたシールドを含む少なくとも２つの蒸発源を含む、基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
実施形態１４．
２つの前記非対称の温度制御されたシールドが、前記少なくとも２つの蒸発源の各々の両側に配置され、前記２つの非対称の温度制御されたシールドは、異なる方向において前記基材搬送デバイスに向かって延在する、実施形態１３の基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
実施形態１５．
前記少なくとも２つの蒸発源の第２の前記非対称の温度制御されたシールドが、互いに隣接して配置され、前記第２の非対称の温度制御されたシールドは、前記基材から離れるように且つ／又は互いに向けて曲げられている、実施形態１３又は１４の基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
実施形態１６．
第１の前記非対称の温度制御されたシールドが、実施形態１から６のいずれか１つの温度制御されたシールドである、実施形態１３から１５のいずれか１つの基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
実施形態１７．
前記材料堆積装置は、少なくとも前記温度制御されたシールドを収容する減圧チャンバを更に含む、実施形態７から１６のいずれか１つの基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
実施形態１８．
２つの前記非対称の温度制御されたシールドは、前記少なくとも２つの蒸発源の間に材料を提供し、及び／又は、第１の蒸発源の第１の端部から第２の蒸発源の第２の端部への堆積エリアを提供するように構成されている、実施形態１３に間接的に又は直接的に従属するときの実施形態７から１６のいずれか１つの材料堆積装置。
実施形態１９．
減圧チャンバ内で基材に蒸発材料を提供するための蒸発源であって、少なくとも１つの列状に配置された複数のノズルを有するノズルアセンブリシールドを含み、前記列は、異なる方向に傾斜した２つの最外側ノズルを含む、蒸発源。
実施形態２０．
減圧チャンバ内で基材に蒸発材料を提供するための蒸発源であって、
第１の端部及び第２の端部並びに前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記基材に対向する表面を有するノズルアセンブリシールドであって、前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記表面に少なくとも１つの列状に配置された複数の開口部を有し、前記少なくとも１つの列は、前記第１の端部に隣接して設けられた第１の最外側開口部及び前記第２の端部に隣接して設けられた第２の最外側開口部を有する、ノズルアセンブリシールド、並びに
前記複数の開口部を貫通して延在する複数のノズルであって、前記第１の最外側開口部を貫通して延在する第１の最外側ノズル及び前記第２の最外側開口部を貫通して延在する第２の最外側ノズルを含み、前記第１の最外側ノズルと前記第２の最外側ノズルとは、前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記表面に対してある角度で傾斜している、複数のノズルを含む、蒸発源。
実施形態２１．
前記ある角度が、５°と２５°との間、特に５°と１５°との間、更に特に５°と１０°との間である、実施形態２０の蒸発源。
実施形態２２．
前記材料堆積装置は、実施形態１９から２１のうちの少なくとも１つの蒸発源を含む、実施形態７から１８のいずれか１つの基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
実施形態２３．
減圧チャンバ内で基材の上に材料を堆積させるための方法であって、
蒸気放出エリアを有する蒸発源内で前記材料を蒸発させること、及び
蒸発材料を温度制御されたシールドによって基材エリアに向けて誘導することを含み、前記基材エリアは前記蒸気放出エリアよりも大きい、方法。
実施形態２４．
前記基材エリアは、前記基材の搬送方向においてより大きい、実施形態２３の方法。
実施形態２５．
前記放出エリアの外側の前記基材エリアは、前記放出エリア内の堆積速度よりも小さい堆積速度を有し、特に、前記放出エリアの外側の前記基材エリアの少なくとも１０％は、前記放出エリア内の前記堆積速度よりも少なくとも５０％小さい前記堆積速度を有する、実施形態２３又は２４の方法。
実施形態２６．
実施形態２３から２５のいずれか１つの減圧チャンバ内で基材の上に材料を堆積させるための方法を含む、バッテリのアノードを製造する方法。
実施形態２７．
バッテリのアノードを製造する方法であって、
実施形態７から１８のいずれか１つの材料堆積装置内で、アノード層を含むか又は前記アノード層から成るウェブを誘導すること、及び
前記材料堆積装置を用いて、前記ウェブ上にリチウム含有材料又はリチウムを堆積させることを含む、方法。
実施形態２８．
前記ウェブが銅を含む、実施形態２７の方法。
実施形態２９．
前記ウェブが、グラファイト並びにシリコン及び／又は酸化ケイ素を含む、実施形態２７に記載の方法。
実施形態３０．
前記アノード層が予めリチウム化される、実施形態２９の方法。
[0077] 以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって規定される。

Claims (20)

  1. 蒸発源用の温度制御されたシールドであって、前記温度制御されたシールドは、予熱ゾーン又は後冷却ゾーンを提供するように構成されている、蒸発源用の温度制御されたシールド。
  2. 前記温度制御されたシールドは、加熱デバイス又は冷却デバイスのうちの１つを含む、請求項１に記載の蒸発源用の温度制御されたシールド。
  3. 前記温度制御されたシールドは、前記蒸発源に配置され、前記蒸発源から外向きに延在する、請求項１に記載の蒸発源用の温度制御されたシールド。
  4. 前記温度制御されたシールドは、直線部分及び曲げられた端部を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸発源用の温度制御されたシールド。
  5. 前記曲げられた端部は、前記蒸発源から離れるように基材支持体に向けられた方向に延在する、請求項４に記載の蒸発源用の温度制御されたシールド。
  6. 基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置（１００）であって、
    １以上の、請求項１から３及び５のいずれか一項に記載の温度制御されたシールド、を含む材料堆積装置（１００）。
  7. 基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置（１００）であって、
    前記基材に前記蒸発材料を提供するための蒸発源（１１０）であって、第１の端部及び前記第１の端部の反対側の第２の端部並びに前記第１の端部と前記第２の端部との間で長さを有する表面を有する、蒸発源、並びに
    前記蒸発源の前記第１の端部又は前記第２の端部のうちの少なくとも一方に配置された１以上の温度制御されたシールドであって、前記蒸発源から外向きに延在し、前記蒸発源の前記第１の端部と前記第２の端部の間における前記表面の前記長さの少なくとも２０％の幅を提供する、１以上の温度制御されたシールドを含む、材料堆積装置（１００）。
  8. 基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置（１００）であって、
    前記基材に前記蒸発材料を提供するための蒸発源（１１０）であって、第１の端部及び前記第１の端部の反対側の第２の端部を有する蒸発源、並びに
    前記蒸発源の前記第１の端部又は前記第２の端部のうちの少なくとも一方に配置された１以上の温度制御されたシールドであって、前記蒸発源から広角で外向きに延在する１以上の温度制御されたシールドを含む、基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置（１００）。
  9. 前記１以上の温度制御されたシールドは、基材搬送デバイスに向かって延在し、加熱ゾーン又は冷却ゾーンを提供するように構成されている、請求項６から８のいずれか一項に記載の基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置（１００）。
  10. 基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置（２００）であって、
    基材搬送方向に沿って前記基材を搬送するための基材搬送デバイス（１２０）、及び
    前記基材に前記蒸発材料を提供するための前記基材搬送方向に沿った少なくとも２つの蒸発源（１１０）であって、各々が１以上の非対称の温度制御されたシールドを含む少なくとも２つの蒸発源を含む、基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置（２００）。
  11. ２つの前記非対称の温度制御されたシールドが、前記少なくとも２つの蒸発源の各々の両側に配置され、前記２つの非対称の温度制御されたシールドは、異なる方向において前記基材搬送デバイスに向かって延在する、請求項１０に記載の基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置（２００）。
  12. 前記少なくとも２つの蒸発源の第２の前記非対称の温度制御されたシールドが、互いに隣接して配置され、前記第２の非対称の温度制御されたシールドは、前記基材から離れるように曲げられる構成と、互いに向けて曲げられる構成と、の群のうちの１つの構成を有する、請求項１０又は１１に記載の基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置（２００）。
  13. 第１の前記非対称の温度制御されたシールドが、請求項１に記載の温度制御されたシールドである、請求項１０又は１１に記載の基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置（２００）。
  14. ２つの前記非対称の温度制御されたシールドは、前記少なくとも２つの蒸発源の間に材料を提供することと、第１の蒸発源の第１の端部から第２の蒸発源の第２の端部への堆積エリアを提供することと、から成るの群のうちの１つを実行するように構成されている、請求項６から８及び１０又は１１のいずれか一項に記載の基材の上に蒸発材料を堆積させるための材料堆積装置。
  15. 減圧チャンバ内で基材に蒸発材料を提供するための蒸発源であって、
    少なくとも１つの列状に配置された複数のノズルを有するノズルアセンブリシールドを含み、前記列は、異なる方向に傾斜した２つの最外側ノズルを含む、蒸発源。
  16. 減圧チャンバ内で基材に蒸発材料を提供するための蒸発源であって、
    第１の端部及び第２の端部並びに前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記基材に対向する表面を有するノズルアセンブリシールドであって、前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記表面に少なくとも１つの列状に配置された複数の開口部を有し、前記少なくとも１つの列は、前記第１の端部に隣接して設けられた第１の最外側開口部及び前記第２の端部に隣接して設けられた第２の最外側開口部を有する、ノズルアセンブリシールド、並びに
    前記複数の開口部を貫通して延在する複数のノズルであって、前記第１の最外側開口部を貫通して延在する第１の最外側ノズル及び前記第２の最外側開口部を貫通して延在する第２の最外側ノズルを含み、前記第１の最外側ノズルと前記第２の最外側ノズルとは、前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記表面に対してある角度で傾斜している、複数のノズルを含む、蒸発源。
  17. 前記ある角度が、５°と２５°との間である、請求項１６に記載の減圧チャンバ内で基材に蒸発材料を提供するための蒸発源。
  18. 減圧チャンバ内で基材の上に材料を堆積させるための方法であって、
    蒸気放出エリアを有する蒸発源内で前記材料を蒸発させること、及び
    蒸発材料を温度制御されたシールドによって基材エリアに向けて誘導することを含み、前記基材エリアは前記蒸気放出エリアよりも大きい、減圧チャンバ内で基材の上に材料を堆積させるための方法。
  19. 前記基材エリアは、前記基材の搬送方向においてより大きい、請求項１８に記載の減圧チャンバ内で基材の上に材料を堆積させるための方法。
  20. 前記放出エリアの外側の前記基材エリアは、前記放出エリア内の堆積速度よりも小さい堆積速度を有し、特に、前記放出エリアの外側の前記基材エリアの少なくとも１０％は、前記放出エリア内の前記堆積速度よりも少なくとも５０％小さい前記堆積速度を有する、請求項１８又は１９に記載の減圧チャンバ内で基材の上に材料を堆積させるための方法。
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