JP5846780B2 - 真空処理装置及び真空処理方法、リチウムイオン二次電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、リチウムイオン二次電池を一貫装置により生産する技術に関するものである。
リチウムイオン二次電池は、携帯電話やノートパソコンの充電池として広く用いられているが、電解液の液漏れが起こらない固体電解質を用いたリチウムイオン二次電池が注目されている。
リチウムイオン二次電池を構成する電解質膜や各電極膜をエッチングやスパッタリング等により形成させてリチウムイオン二次電池を生成する場合に、固体電解質と正電極は、負電極、集電体や保護膜と比べ厚みが大きいので、正電極と電解質の処理時間は、負電極、集電体や保護膜の処理時間と比べて長く、正電極と電解質を形成する処理が終わるまでに他の装置が待つ時間が長いという問題点がある。
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、リチウムイオン二次電池の生産において、処理時間が長い成膜工程を複数回に分けて処理を行うことにより、処理時間の違いにより生じる処理装置の待ち時間を減少させる技術を提供することである。
上記課題を解決するため、本発明は、長手方向を有する形状に形成された移動室と、前記移動室の前記長手方向の一端に接続された搬入室と、前記移動室の前記長手方向の他端に接続された搬出室と、少なくとも一部が前記移動室内に位置し、前記搬入室側から前記搬出室側へ基板を移動させる移動機構と、前記基板の移動方向の、前記搬入室が接続された位置と前記搬出室が接続された位置との間で、第一〜第三の仕込取出室を介して前記移動室に接続された第一〜第三の処理部と、前記基板を前記移動室内に搬出入する搬出入室と、前記移動機構とは別に、前記基板を前記搬出入室から前記移動室を介して前記第二の仕込取出室に移動させる二度処理用搬送部を有し、前記第二の処理部内で、第二の真空処理を行い、前記搬出入室から前記第二の真空処理が行われた前記基板を大気に取り出した後、前記搬入室から前記第二の真空処理が行われた前記基板を搬入して、前記第一の処理部内で第一の真空処理を行えるように構成された真空処理装置である。
本発明は、真空処理装置であって、前記第二の真空処理を行う処理部に接続された仕込取出室と、前記搬出入室とは、対面する位置に配置された真空処理装置である。
本発明は、長手方向を有する形状に形成された移動室と、前記移動室の前記長手方向の一端に接続された搬入室と、前記移動室の前記長手方向の他端に接続された搬出室と、少なくとも一部が前記移動室内に位置し、前記搬入室側から前記搬出室側へ基板を移動させる移動機構と、前記基板の移動方向の、搬入室が接続された位置と前記搬出室が接続された位置との間で、第一〜第三の仕込取出室を介して前記移動室に接続された第一〜第三の処理部と、前記基板を前記移動室内に搬出入する搬出入室と、前記移動機構とは別に、前記基板を前記搬出入室から前記移動室を介して前記第二の仕込取出室に移動させる二度処理用搬送部と、を有する真空処理装置を用いた真空処理方法であって、前記搬出入室から搬入した前記基板を前記二度処理用搬送部によって前記第二の処理部に移動させ、前記第二の処理部内で、第二の真空処理を行った後、前記搬出入室から前記第二の真空処理が行われた基板を大気に取り出し、次いで、前記搬入室から前記第二の真空処理が行われた基板を搬入して前記第一の処理部内で第一の真空処理を行う真空処理方法である。
本発明は、真空処理方法であって、前記第一の真空処理を行った後、前記第二の処理部内で第四の真空処理を行う真空処理方法である。
本発明は、リチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記第二の真空処理は前記基板上に正極集電体膜を成膜する処理であり、前記第一の真空処理は前記正極集電体膜上に正電極膜を成膜する処理である真空処理方法でリチウムイオン二次電池を製造するリチウムイオン二次電池の製造方法である。
本発明は、リチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記第一の真空処理を行った後、前記第二の処理部内で負極集電体膜を成膜する処理である第四の真空処理を行うリチウムイオン二次電池の製造方法である。
本発明は、真空処理装置であって、前記第二の真空処理を行う処理部に接続された仕込取出室と、前記搬出入室とは、対面する位置に配置された真空処理装置である。
本発明は、長手方向を有する形状に形成された移動室と、前記移動室の前記長手方向の一端に接続された搬入室と、前記移動室の前記長手方向の他端に接続された搬出室と、少なくとも一部が前記移動室内に位置し、前記搬入室側から前記搬出室側へ基板を移動させる移動機構と、前記基板の移動方向の、搬入室が接続された位置と前記搬出室が接続された位置との間で、第一〜第三の仕込取出室を介して前記移動室に接続された第一〜第三の処理部と、前記基板を前記移動室内に搬出入する搬出入室と、前記移動機構とは別に、前記基板を前記搬出入室から前記移動室を介して前記第二の仕込取出室に移動させる二度処理用搬送部と、を有する真空処理装置を用いた真空処理方法であって、前記搬出入室から搬入した前記基板を前記二度処理用搬送部によって前記第二の処理部に移動させ、前記第二の処理部内で、第二の真空処理を行った後、前記搬出入室から前記第二の真空処理が行われた基板を大気に取り出し、次いで、前記搬入室から前記第二の真空処理が行われた基板を搬入して前記第一の処理部内で第一の真空処理を行う真空処理方法である。
本発明は、真空処理方法であって、前記第一の真空処理を行った後、前記第二の処理部内で第四の真空処理を行う真空処理方法である。
本発明は、リチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記第二の真空処理は前記基板上に正極集電体膜を成膜する処理であり、前記第一の真空処理は前記正極集電体膜上に正電極膜を成膜する処理である真空処理方法でリチウムイオン二次電池を製造するリチウムイオン二次電池の製造方法である。
本発明は、リチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記第一の真空処理を行った後、前記第二の処理部内で負極集電体膜を成膜する処理である第四の真空処理を行うリチウムイオン二次電池の製造方法である。
本発明により、従来と比べ、リチウムイオン二次電池の生産速度が速くなる。
生産装置を短くすることができる。
生産装置を短くすることができる。
図１の符号３０は、固体薄膜二次電池が製造できる真空処理装置であり、移動室２と、搬入室３１と、搬出室３２と、第一〜第三の仕込取出部３３〜３５と、搬出入室３６と、第一〜第三の処理部３〜５と、移動機構（不図示）と、二度処理用搬送部４３と、第一、第二の搬送部４４、４５とを有している。
移動室２は長手方向を有する細長形状に形成され、搬入室３１は、移動室２の長手方向の一端に接続され、搬出室３２は、移動室２の長手方向の他端に接続されている。
移動機構は、少なくとも一部が移動室２内に配置されており、移動室２内部に位置する基板を搬入室３１側から搬出室３２側へ移動させるように構成されている。
移動機構は、少なくとも一部が移動室２内に配置されており、移動室２内部に位置する基板を搬入室３１側から搬出室３２側へ移動させるように構成されている。
搬出入室３６は、移動室２の、搬入室３１が接続された部分と搬出室３２が接続された部分の間の位置に接続されている。
搬入室３１と、搬出室３２と、搬出入室３６は、それぞれ開閉自在な扉を有しており、搬入室３１の内部雰囲気と搬出室３２の内部雰囲気と搬出入室３６の内部雰囲気と、移動室２の内部雰囲気との間とを遮断して扉を開けると、移動室２の内部を所望のガスの雰囲気に維持しながら、搬入室３１の内部雰囲気と搬出室３２の内部雰囲気と搬出入室３６の内部雰囲気とを、大気に接続して大気との間で基板７０の搬出又は搬入ができるようになっている。
搬入室３１と、搬出室３２と、搬出入室３６は、それぞれ開閉自在な扉を有しており、搬入室３１の内部雰囲気と搬出室３２の内部雰囲気と搬出入室３６の内部雰囲気と、移動室２の内部雰囲気との間とを遮断して扉を開けると、移動室２の内部を所望のガスの雰囲気に維持しながら、搬入室３１の内部雰囲気と搬出室３２の内部雰囲気と搬出入室３６の内部雰囲気とを、大気に接続して大気との間で基板７０の搬出又は搬入ができるようになっている。
扉を閉じると、各室３１、３２、３６の内部雰囲気を大気雰囲気と遮断することができる。
搬入室３１と、搬出室３２と、搬出入室３６には、それぞれガス導入装置５５と同じガスを導入することができるガス導入系５１3〜５１5が接続されており、移動室２の内部雰囲気から遮断した状態では、搬入室３１と、搬出室３２と、搬出入室３６とを、大気雰囲気から移動室２の内部と同じガスの雰囲気にすることができる。
搬入室３１と搬出室３２を移動室２と同じガス雰囲気にすると、搬入室３１から移動室２への基板７０の搬入と、搬出室３２への移動室２からの基板７０の搬出を行うことができる。
搬入室３１と、搬出室３２と、搬出入室３６には、それぞれガス導入装置５５と同じガスを導入することができるガス導入系５１3〜５１5が接続されており、移動室２の内部雰囲気から遮断した状態では、搬入室３１と、搬出室３２と、搬出入室３６とを、大気雰囲気から移動室２の内部と同じガスの雰囲気にすることができる。
搬入室３１と搬出室３２を移動室２と同じガス雰囲気にすると、搬入室３１から移動室２への基板７０の搬入と、搬出室３２への移動室２からの基板７０の搬出を行うことができる。
移動室２には、搬入室３１と搬出室３２とが接続された部分の間で、搬入室３１側から、第一〜第三の処理部３〜５が、第一〜第三の仕込取出部３３〜３５を介して、それぞれこの順序で接続されている。ここで、搬出入室３６は、二度処理用の仕込取出部である第二の仕込取出部３４と対面する位置で移動室２に接続されている。
従って、搬出入室３６の内部を大気から遮断すると共に、第二の仕込取出部３４の内部と搬出入室３６の内部を移動室２と同じ雰囲気にして接続すると、搬出入室３６と第二の仕込取出部３４との間で、二度処理用搬送部４３が移動室２を横断させて基板を移動させることができる。
移動室２には、移動室２の内部雰囲気を所望圧力のガス雰囲気にできるガス導入装置５５が接続されている。移動室２は、基板の処理中は、ガス導入装置５５が導入するガスの雰囲気にされている。
第一〜第三の仕込取出部３３〜３５には、それぞれ真空排気部６１3〜６１5が接続され、また、第一〜第三の仕込取出部３３〜３５には、ガス導入装置５５と同じガスを導入するガス導入部５２3〜５２5がそれぞれ接続されている。
第一〜第三の仕込取出部３３〜３５の内部雰囲気を、それぞれ移動室２の内部雰囲気と遮断して真空排気し、ガス導入系５２3〜５２5を動作させ、第一〜第三の仕込取出部３３〜３５の内部雰囲気を移動室２の内部雰囲気と同じ雰囲気にすると、基板を移動室２と、第一〜第三の仕込取出部３３〜３５との間で移動させることができる。
第一〜第三の処理部３〜５には、それぞれ真空排気部５３3〜５３5が接続され、基板の処理中は、移動室２が常圧程度のガス雰囲気に置かれているのに対し、第一〜第三の処理部３〜５の内部は真空雰囲気に置かれている。
上記真空処理装置３０は、搬出入室３６と第二の仕込取出部３４との間で、移動室２を通して基板を搬送し、また、第二の仕込取出部３４と移動室２との間で基板を搬送できる二度処理用搬送部４３を有している。
また、移動室２と第一、第三の仕込取出部３３、３５の間でそれぞれ基板を搬送する第一、第二の搬送部４４、４５を有している。
上記真空処理装置３０で基板を真空処理する際、移動室２を所望のガス雰囲気にし、第一〜第三の仕込取出部３３〜３５の内部を真空雰囲気にしておく。
上記真空処理装置３０で基板を真空処理する際、移動室２を所望のガス雰囲気にし、第一〜第三の仕込取出部３３〜３５の内部を真空雰囲気にしておく。
搬出入室３６の内部には未処理の基板が配置されており、搬出入室３６の内部と第二の仕込取出部３４の内部とを、移動室２の内部と同じガス雰囲気にした後、搬出入室３６と移動室２との間と、第二の仕込取出部３４と移動室２との間を接続し、搬出入室３６内に配置された基板を、二度処理用搬送部４３が移動室２を横断させて第二の仕込取出部３４に移動させる。
次いで、第二の仕込取出部３４と移動室２の間を遮断し、第二の仕込取出部３４を第二の処理部４に接続し、第二の仕込取出部３４内の基板を第二の処理部４内に搬入する。
そして、第二の処理部４内で真空処理をし、第二の仕込取出部３４に戻す。
そして、第二の処理部４内で真空処理をし、第二の仕込取出部３４に戻す。
第二の仕込取出室３４と第二の処理部４との間を遮断し、第二の処理部３４内を移動室２と同じガス雰囲気にして、第二の仕込取出室３４と搬出入室３６とを移動室２に接続し、第二の仕込取出部３３から移動室２を横断させて搬出入室３６に搬入する。搬出入室３６の内部を移動室２から遮断し、搬入された基板を真空処理装置３０の外部に取り出す。
処理された基板は真空処理装置３０の外部で搬入室３１の方向に移動させ、移動室２と遮断された搬入室３１内に搬入する。
処理された基板は真空処理装置３０の外部で搬入室３１の方向に移動させ、移動室２と遮断された搬入室３１内に搬入する。
次いで、搬入室３１の内部を真空排気した後、移動室２と同じガス雰囲気にして、搬入室３１と移動室２とを接続し、搬入室３１内の基板を移動室２に搬入する。
ここで、第一の搬送部４４によって、搬入した基板を第一の仕込取出部３３に移動させる。上述した第二の仕込取出室３４と第二の処理部４との間の処理及び搬出入と同様に、第一の仕込取出室３３から第一の処理部３に移動させ、第一の処理部３内で基板に真空処理を行った後、第一の仕込取出部３３に戻し、移動室２に移動させる。
ここで、第一の搬送部４４によって、搬入した基板を第一の仕込取出部３３に移動させる。上述した第二の仕込取出室３４と第二の処理部４との間の処理及び搬出入と同様に、第一の仕込取出室３３から第一の処理部３に移動させ、第一の処理部３内で基板に真空処理を行った後、第一の仕込取出部３３に戻し、移動室２に移動させる。
移動室２内に移動させた基板は、搬出室３２が位置する下流方向に流し、第二の仕込取出部３４を介して第二の処理部４内に搬入し、第二の処理部４と第一の処理部３とで真空処理した基板に、更に、第二の処理部４で真空処理を行う。
ここでの真空処理は、第一の処理部３で真空処理を行う前に第二の処理部４によって行った真空処理と同じ内容の真空処理であってもよいし、異なる内容の真空処理であってもよい。
ここでの真空処理は、第一の処理部３で真空処理を行う前に第二の処理部４によって行った真空処理と同じ内容の真空処理であってもよいし、異なる内容の真空処理であってもよい。
第二の処理部４で二度目の真空処理を行った後は、第二の仕込取出部３４を介して移動室２に移動させ、更に下流方向に移動させる。
この基板は搬出室３２から大気に取り出すこともできるが、ここでは、第三の仕込取出部３５を介して第三の処理部５に移動させ、第三の処理部５内で、更に、真空処理を行うことができる。
第三の処理部５内で真空処理が終了した基板は、第三の仕込取出部３５を介して移動室２に移動させ、搬出室３２から大気に取り出すことができる。
この基板は搬出室３２から大気に取り出すこともできるが、ここでは、第三の仕込取出部３５を介して第三の処理部５に移動させ、第三の処理部５内で、更に、真空処理を行うことができる。
第三の処理部５内で真空処理が終了した基板は、第三の仕込取出部３５を介して移動室２に移動させ、搬出室３２から大気に取り出すことができる。
なお、第一〜第三の処理部３〜５は、それぞれ１乃至２以上の処理装置を設け、設けた処理装置を仕込取出室を介して移動室２に接続すれば、第一〜第三の処理部３〜５内で、複数の異なる真空処理を行うことができる。
ここでは、第一の処理部３が、三台の処理装置８〜１０を有しており、それぞれ仕込取出室を介して移動室２と接続され、一台の搬送部４４が、移動室２の内部と、その仕込取出室との間で基板を移動させるように構成されている。
＜装置＞
図２の符号１は、リチウムイオン二次電池量産装置の一例であり、移動室２と、第一〜第三の処理部３〜５と、第一〜第三の仕込取出室３３〜３５を有している。移動室２の、第一の仕込取出室３３と対面する位置には、アニール装置６が接続されている。ガス導入装置や真空排気装置の図示は省略した。
図２の符号１は、リチウムイオン二次電池量産装置の一例であり、移動室２と、第一〜第三の処理部３〜５と、第一〜第三の仕込取出室３３〜３５を有している。移動室２の、第一の仕込取出室３３と対面する位置には、アニール装置６が接続されている。ガス導入装置や真空排気装置の図示は省略した。
第一の処理部３は、正極形成装置８と、電解質膜形成装置９と、負極形成装置１０とを有しており、第二の処理部４は、集電体形成装置７を有しており、第三の処理部５は、保護膜形成装置１１を有している。
正極形成装置８と、電解質膜形成装置９と、負極形成装置１０と、保護膜形成装置１１と、集電体形成装置７は、それぞれ処理用搬送室２１を有しており、処理用搬送室２１の周囲には、第１〜第５の処理室２２1〜２２5が接続されている。処理用搬送室２１は、仕込取出室２３を介して移動室２に接続されている。
各装置７〜１１が有する各室２１、２２1〜２２5、２３は、各装置７〜１１で同じ接続、配置構造なので、同じ名称を付して説明する。図面では、正極形成装置８が有する各室２１、２２1〜２２5以外は符号を省略している。
集電体形成装置７と、正極形成装置８と、電解質膜形成装置９と、保護膜形成装置１１の第１〜第５の処理室２２1〜２２5の内部には、ターゲットがそれぞれ配置され、負極形成装置１０の第１〜第５の処理室２２1〜２２5の内部には、蒸発源がそれぞれ配置されており、各処理室２２1〜２２5の内部に基板７０が搬送されると、表面にターゲットの薄膜、又は蒸発源の薄膜を形成できるように構成されている。
正極形成装置８と、電解質膜形成装置９と、保護膜形成装置１１の処理用搬送室２１内には、円形搬送装置２５が配置されており、処理基板７１は、仕込取出室２３内に搬入されると円形搬送装置２５により、基板は起立した状態を維持され、第１〜第５の処理室２２1〜２２5の内部に、この順番に移動させると、薄膜が基板表面に形成される。
次いで、薄膜を形成した基板は、第５の処理室２２5から仕込取出室２３に移動させ、処理基板を円形搬送機構２５から取り外して、仕込取出室２３に配置する。
負極形成装置１０の円形搬送装置２６には、処理基板７１を反転した状態で真空処理が行える機能が備えられている。
負極形成装置１０の円形搬送装置２６には、処理基板７１を反転した状態で真空処理が行える機能が備えられている。
集電体形成装置７の処理用搬送室２１内には、搬送ロボット２７が配置されており、基板７０は搬送ロボット２７に装着されると、搬送ロボット２７によって第１〜第５の処理室２２1〜２２5の内の予め決められた室に移送されて、表面が成膜されるように構成されている。
正極形成装置８と、電解質膜形成装置９と、負極形成装置１０と、保護膜形成装置１１は、第１の処理室２２1から所望の膜厚の五分の一の薄膜を成膜して、第５の処理室２２5で成膜が行われると、所望の厚さの薄膜が形成できるように構成されている。
アニール装置６は、アニール室２９を有しており、移動室２の、正極形成装置８に接続された仕込取出室２３が接続された部分と、電解質膜形成装置９に接続された仕込取出室２３が接続された部分との間に配置さている。
アニール室２９の内部には、ヒータ２８が配置され、ヒータ２８に通電すると、ヒータ２８は赤外線を放出し、発熱するように構成されている。
アニール室２９の内部には、ヒータ２８が配置され、ヒータ２８に通電すると、ヒータ２８は赤外線を放出し、発熱するように構成されている。
＜プロセス＞
ガス導入装置５５により水分を含まないアルゴン等の希ガスを移動室２内に導入し、移動室２内をアルゴンガス雰囲気にする。
ガス導入装置５５により水分を含まないアルゴン等の希ガスを移動室２内に導入し、移動室２内をアルゴンガス雰囲気にする。
基板７０を搬出入室３６内に搬入し、出し入れ装置４１により、基板７０を先ず、第二の仕込取出部３４に移動させる。ここでは、出し入れ装置４１が基板７０を搬出入室３６と第二の仕込取出室３４との間で移動させたが、二度処理用搬送部４３が基板７０を搬出入室３６と第二の仕込取出室３４との間で移動させてもよい。移動室２内の基板は、搬入室３１〜搬出室３２が位置する方向に、移動室２内を移動できるように構成されている。
基板７０(図３)の表面に、集電体形成装置７によって、金属から成る正極集電体膜８１を成膜する（図４）。
成膜後の基板は、処理基板７１として説明する。仕込取出室２３へ搬送された処理基板７１を搬出入室３６に戻し、処理基板７１を搬出入室３６の外部に取り出す。
成膜後の基板は、処理基板７１として説明する。仕込取出室２３へ搬送された処理基板７１を搬出入室３６に戻し、処理基板７１を搬出入室３６の外部に取り出す。
処理基板７１を搬入室３１の内部に搬入し、搬送機構により移動室２内へ移動させ、正極形成装置８に接続された仕込取出室２３内に搬入させる。スパッタリングにより正極集電体膜８１の表面上に、ＬｉＣｏＯ2膜、ＬｉＮｉＯ2膜、ＬｉＭｎＯ2膜、又はＬｉＦｅＰＯ4膜のうち、いずれか一層から成る正電極膜８２を形成する（図５）。
正電極膜８２が形成された処理基板７１は、正極形成室８に接続された仕込取出室２３を通って移動室２内へ移動させる。
正電極膜８２が形成された処理基板７１は、正極形成室８に接続された仕込取出室２３を通って移動室２内へ移動させる。
アニール室２９、又は移動室２の内部のいずれか一方には、挿入抜去装置３７が設けられており、処理基板７１を挿入抜去装置３７によってアニール室２９の内部に搬入する。
アニール室２９の内部でヒータ２８によって処理基板７１を加熱し、正電極膜８２を結晶化させる。
結晶化後、挿入抜去装置３７によって処理基板７１を移動室２の内部に移動させる。
アニール室２９の内部でヒータ２８によって処理基板７１を加熱し、正電極膜８２を結晶化させる。
結晶化後、挿入抜去装置３７によって処理基板７１を移動室２の内部に移動させる。
次に、電解質膜形成装置９により、正電極膜８２表面と接触し、正電極膜８２を覆うようにＬｉＰＯＮ膜から成る電解質膜８３を成膜する（図６）。ここでは、電解質膜形成装置９が有する第１〜第５の処理室２２1〜２２5の内部には、Ｌｉ3ＰＯ4ターゲットがそれぞれ配置され、処理ガス導入装置によりＮ2ガスが導入され、Ｎ2ガスがＬｉ3Ｐｏ4ターゲットをスパッタリングすることによりＬｉＰＯＮ膜から成る電解質膜８３が成膜される。
電解質膜８３を形成した後、処理基板７１を集電体形成装置７内に移動させ、正電極膜８２や正極集電体膜８１とは非接触で、電解質膜８３を露出させた状態で、負極集電膜８５を形成する（図７）。負極集電膜８５は、Ｃｕ膜やＮｉ膜から成る。
次に、処理基板７１を負極形成装置１０に移動させ、電解質膜８３の表面と、負極集電体膜８５の表面とに、接触させてリチウム膜から成る負電極膜８４を蒸着させる（図８）。
次いで、保護膜形成装置１１に移動させ、負電極膜８４の上に、正極集電体膜の一部と、負極集電体膜の一部とが露出した状態で、負電極膜８４が覆われるようにして、保護膜８６を形成すると、リチウムイオン二次電池が得られる（図９）。
ここでは、保護膜８６は、Ａｌ2Ｏ3膜、Ａｌ膜、Ａｌ2Ｏ3膜の三層が積層された膜であり、この順序で、負電極膜８４側から形成されている。
最表層に保護膜８６が形成された処理基板７１を搬出室３２へ移動させ、搬出室３２外部に取り出す。
ここでは、保護膜８６は、Ａｌ2Ｏ3膜、Ａｌ膜、Ａｌ2Ｏ3膜の三層が積層された膜であり、この順序で、負電極膜８４側から形成されている。
最表層に保護膜８６が形成された処理基板７１を搬出室３２へ移動させ、搬出室３２外部に取り出す。
＜リチウムイオン二次電池量産装置の他の例＞
図１０の符号５０は、リチウムイオン二次電池量産装置の他の例であり、ここでは、第一の処理部３は、正極形成装置８と、電解質膜形成装置９とを有し、第二の処理部４は、負極形成装置１０を有している。第三の処理部５は、集電体形成装置７と、保護膜形成装置１１とを有している。
図１０の符号５０は、リチウムイオン二次電池量産装置の他の例であり、ここでは、第一の処理部３は、正極形成装置８と、電解質膜形成装置９とを有し、第二の処理部４は、負極形成装置１０を有している。第三の処理部５は、集電体形成装置７と、保護膜形成装置１１とを有している。
基板７０を搬出入室３６から集電体形成装置７に接続された仕込取出室２３へ搬入し、基板７０の表面に集電体形成装置７によって、正極集電体膜９１を成膜する（図１１）。
正極集電体膜９１を成膜後、処理基板７１を搬出入室３６に戻し、大気中に取り出す。
正極集電体膜９１を成膜後、処理基板７１を搬出入室３６に戻し、大気中に取り出す。
表面に正極集電体膜９１が成膜された処理基板７１を搬入室３１から移動室２内部に移動させ、正極形成装置８により正極集電体膜９１の上に、ＬｉＣｏＯ2膜、ＬｉＮｉＯ2膜、ＬｉＭｎＯ2膜、又はＬｉＦｅＰＯ4膜のうち、いずれか一層から成る正電極膜９２を形成し（図１２）、アニール室２９内で処理基板７１をアニール後、電解質膜形成装置９により、正電極膜９２表面を覆うようにＬｉＰＯＮから成る電解質膜９３を成膜し（図１３）、集電体形成装置７により、電解質膜９３の上に金属膜から成る負極集電体膜９４を成膜する（図１４）。負極形成装置１０の第１〜第５の処理室２２1〜２２5の内部にそれぞれ配置されたリチウムから成る蒸発源により、電解質膜９３の上にＬｉから成る負電極膜９５を蒸着させ（図１５）、保護膜形成装置１１により、負極電極膜９５の上にＡｌ2Ｏ3膜、Ａｌ膜、Ａｌ2Ｏ3膜を、負極電極膜９５から、この順序で積層させて保護膜９６を形成すると、リチウムイオン二次電池が得られる（図１６）。保護膜９６は、ポリ尿素膜で構成してもよい。また、保護膜９６は、金属、又は金属酸化物に限定されず、リチウムから水分を保護すれば有機、又は無機材料でもよい。
上述したプロセスでは、搬送機構として多数のローラーやベルトが近接して配置されて構成され、ローラーやベルト上を処理基板７１が移動するために処理基板７１はトレイに載せられトレイがローラーやベルトと接触して移動するように構成されている。また、ローラーやベルトは、搬入室３１と、移動室２と、搬送室３２に亘って配置されてもよい。
上述した処理装置は成膜装置に限定されず、エッチング、ＣＶＤ、表面改質等が行える装置でもよい。
上述した処理装置は成膜装置に限定されず、エッチング、ＣＶＤ、表面改質等が行える装置でもよい。
なお、上記例では未処理の基板を搬出入室３６から搬入し、第二の処理部４で真空処理を行った後、大気に搬出し、再度、第二の処理部４で真空処理を行ったが、他の処理部(第一、第三の処理部３、５)内で真空処理後一旦大気に搬出して再度真空処理を行う二度の真空処理を行うこともできる。また、二個以上の処理部３〜５内で二度の真空処理を行うこともできる。
また、負極集電体膜８５と負電極膜８４の形成順序は逆であっても良いし、正極集電体薄膜８１と正電極膜８２の形成順序も逆であっても良い。
なお、本発明によれば、移動室２内に搬入された後、大気に搬出されるまでは、基板は大気に曝されることはない。
また、負極集電体膜８５と負電極膜８４の形成順序は逆であっても良いし、正極集電体薄膜８１と正電極膜８２の形成順序も逆であっても良い。
なお、本発明によれば、移動室２内に搬入された後、大気に搬出されるまでは、基板は大気に曝されることはない。
２……移動室
３〜５……第一〜第三の処理部
７……集電体形成装置
８……正電極膜形成装置
９……電解質膜形成装置
１０……負極形成装置
１１……保護膜形成装置
３６……搬出入室
８１……正極集電体薄膜
８２……正電極膜
８３……電解質膜
８４……負電極膜
８５……負極集電体膜
３〜５……第一〜第三の処理部
７……集電体形成装置
８……正電極膜形成装置
９……電解質膜形成装置
１０……負極形成装置
１１……保護膜形成装置
３６……搬出入室
８１……正極集電体薄膜
８２……正電極膜
８３……電解質膜
８４……負電極膜
８５……負極集電体膜
Claims (6)
- 長手方向を有する形状に形成された移動室と、
前記移動室の前記長手方向の一端に接続された搬入室と、
前記移動室の前記長手方向の他端に接続された搬出室と、
少なくとも一部が前記移動室内に位置し、前記搬入室側から前記搬出室側へ基板を移動させる移動機構と、
前記基板の移動方向の、前記搬入室が接続された位置と前記搬出室が接続された位置との間で、第一〜第三の仕込取出室を介して前記移動室に接続された第一〜第三の処理部と、
前記基板を前記移動室内に搬出入する搬出入室と、
前記移動機構とは別に、前記基板を前記搬出入室から前記移動室を介して前記第二の仕込取出室に移動させる二度処理用搬送部を有し、
前記第二の処理部内で、第二の真空処理を行い、前記搬出入室から前記第二の真空処理が行われた前記基板を大気に取り出した後、前記搬入室から前記第二の真空処理が行われた前記基板を搬入して、前記第一の処理部内で第一の真空処理を行えるように構成された真空処理装置。 - 前記第二の真空処理を行う処理部に接続された仕込取出室と、前記搬出入室とは、対面する位置に配置された請求項１記載の真空処理装置。
- 長手方向を有する形状に形成された移動室と、
前記移動室の前記長手方向の一端に接続された搬入室と、
前記移動室の前記長手方向の他端に接続された搬出室と、
少なくとも一部が前記移動室内に位置し、前記搬入室側から前記搬出室側へ基板を移動させる移動機構と、
前記基板の移動方向の、搬入室が接続された位置と前記搬出室が接続された位置との間で、第一〜第三の仕込取出室を介して前記移動室に接続された第一〜第三の処理部と、
前記基板を前記移動室内に搬出入する搬出入室と、
前記移動機構とは別に、前記基板を前記搬出入室から前記移動室を介して前記第二の仕込取出室に移動させる二度処理用搬送部と、
を有する真空処理装置を用いた真空処理方法であって、
前記搬出入室から搬入した前記基板を前記二度処理用搬送部によって前記第二の処理部に移動させ、
前記第二の処理部内で、第二の真空処理を行った後、前記搬出入室から前記第二の真空処理が行われた基板を大気に取り出し、
次いで、前記搬入室から前記第二の真空処理が行われた基板を搬入して前記第一の処理部内で第一の真空処理を行う真空処理方法。 - 前記第一の真空処理を行った後、前記第二の処理部内で第四の真空処理を行う請求項３記載の真空処理方法。
- 前記第二の真空処理は前記基板上に正極集電体膜を成膜する処理であり、前記第一の真空処理は前記正極集電体膜上に正電極膜を成膜する処理である請求項３記載の真空処理方法でリチウムイオン二次電池を製造するリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記第一の真空処理を行った後、前記第二の処理部内で負極集電体膜を成膜する処理である第四の真空処理を行う請求項５記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
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