WO2012086512A1 - 薄膜リチウム二次電池製造装置及び薄膜リチウム二次電池製造方法 - Google Patents

薄膜リチウム二次電池製造装置及び薄膜リチウム二次電池製造方法 Download PDF

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positive electrode
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secondary battery
transfer chamber
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木村　勲
神保　武人
弘鋼 鄒
鉄也 島田
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株式会社アルバック
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for manufacturing a lithium secondary battery using a solid electrolyte, and more particularly to a technique for manufacturing a lithium secondary battery using a thin film.
  • lithium ion secondary batteries have been widely known as power sources for mobile phones and personal computers.
  • a lithium ion secondary battery uses a liquid electrolyte, liquid leakage, ignition, etc. may occur, and there are safety issues.
  • an all-solid-state lithium secondary battery using a solid material as an electrolyte material has been proposed, and its development is progressing.
  • an all solid lithium secondary battery using a solid material an all solid lithium secondary battery made of a thin film is expected as a power source for a card type electronic component.
  • an all-solid-state lithium secondary battery made of a thin film has various problems, so that a technique for mass production is difficult and has not been established at present.
  • the formation time of the positive electrode layer and the solid electrolyte layer is longer than in other processes, so waiting time is generated in other processes and production efficiency is improved.
  • the formation time of the positive electrode layer and the solid electrolyte layer is longer than in other processes, so waiting time is generated in other processes and production efficiency is improved.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and its object is to efficiently manufacture a large number of thin-film lithium secondary batteries with minimum waiting time in each process. It is to provide a technology that can do.
  • the present invention made in order to solve the above-mentioned problems is to produce a thin film lithium secondary battery having a positive electrode layer, a negative electrode layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode current collecting layer, a negative electrode current collecting layer, and a protective layer on a substrate.
  • a thin film lithium secondary battery manufacturing apparatus wherein a transfer chamber for sequentially moving a plurality of substrates along a predetermined transfer line in a dry atmosphere cut off from the atmosphere, and a position branched from the transfer chamber A positive electrode layer forming device for forming a positive electrode layer containing lithium on the substrate by sputtering, and a position branched from the transfer chamber and disposed downstream of the positive electrode layer forming device in the transport direction of the transfer chamber, An annealing apparatus for annealing the positive electrode layer on the substrate; and a position branched from the transfer chamber and downstream of the annealing apparatus in the transport direction of the transfer chamber, and is disposed on the substrate.
  • a solid electrolyte layer forming apparatus that forms a solid electrolyte layer containing the substrate by sputtering, and the positive electrode layer forming apparatus has a plurality of film forming chambers, and the substrate is branched from the transfer chamber and loaded into the substrate.
  • the film formation is performed in the plurality of film formation chambers sequentially, and the substrate after film formation is sequentially returned to the transfer chamber.
  • the solid electrolyte layer forming apparatus includes a plurality of film formation chambers, and the transfer A plurality of deposition chambers sequentially deposits a substrate branched from the chamber and carried in, and the deposited substrates are sequentially returned to the transfer chamber.
  • the positive electrode layer forming apparatus includes a transfer chamber having a transfer mechanism capable of holding and rotating a plurality of substrates, and the plurality of film forming chambers are disposed around the transfer chamber. It is effective.
  • the solid electrolyte layer forming apparatus includes a transfer chamber having a transfer mechanism capable of holding and rotating a plurality of substrates, and the plurality of film forming chambers are arranged around the transfer chamber. Is also effective.
  • the number of film forming chambers of the positive electrode layer forming apparatus is also effective when set based on the moving speed of the substrate in the transfer chamber.
  • the number of film forming chambers of the solid electrolyte layer forming apparatus is also effective when it is set based on the moving speed of the substrate in the transfer chamber.
  • a thin film lithium secondary battery is manufactured by forming a positive electrode layer, a negative electrode layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode current collector layer, a negative electrode current collector layer, and a protective layer on a substrate.
  • sputtering is performed a plurality of times at a position branched from the transfer line.
  • the substrate was returned to the transfer line, and the positive electrode layer stacked on the substrate was annealed at a position branched from the transfer line. Thereafter, the substrate is returned to the transfer line, and after the annealing process, a plurality of sputtering processes are performed on the substrate to form a solid electrolyte layer containing lithium, and the substrate is then transferred to the transfer line. And it has a to process. In the present invention, it is also effective to set the thickness of each layer and the number of times of sputtering when stacking the positive electrode layer based on the moving speed of the substrate in the transfer line.
  • the present invention it is also effective to set the thickness of each layer and the number of times of sputtering when the solid electrolyte layer is laminated on the basis of the moving speed of the substrate in the transfer line.
  • the positive electrode layer is particularly effective when made of lithium cobalt oxide.
  • the solid electrolyte layer is particularly effective when made of lithium phosphate.
  • the substrate after performing sputtering a plurality of times at the position branched from the transfer line (transfer chamber) to form a positive electrode layer containing lithium on the substrate, the substrate is returned to the transfer line. After the annealing process is performed on the positive electrode layer formed on the substrate at a position branched from the substrate, the substrate is returned to the transfer line, and after the annealing process, the substrate is sputtered a plurality of times.
  • the formation time of the positive electrode layer and the solid electrolyte layer which requires a longer time than other processes when formed as a single layer Can be adjusted based on the moving speed of the substrate in the transfer line, and as a result, even if there is a process with a short deposition time after the deposition of these films, It is possible to perform the speed of sequentially moving the substrate along the Inn, i.e. the steps without significantly changing the tact time. Therefore, according to the present invention, the waiting time in each film forming step can be minimized, so that a large number of thin film lithium secondary batteries can be efficiently manufactured.
  • the film forming chamber By changing the number of layers (the thickness of each layer and the number of times of sputtering), the film formation time can be easily adjusted according to the takt time and according to the type of film (positive electrode layer or solid electrolyte layer).
  • the film formation time can be easily adjusted according to the takt time and according to the type of film (positive electrode layer or solid electrolyte layer).
  • the positive electrode layer forming apparatus or the solid electrolyte layer forming apparatus includes a transfer chamber having a transfer mechanism capable of holding and rotating a plurality of substrates, and the plurality of film forming chambers are arranged around the transfer chamber.
  • the positive electrode layer or the solid electrolyte layer can be formed smoothly and in a short time, and therefore the formation time of the positive electrode layer or the solid electrolyte layer can be easily adjusted.
  • a thin film lithium secondary battery can be efficiently manufactured in large quantities.
  • Schematic configuration plan view showing an embodiment of a thin-film secondary battery manufacturing apparatus Schematic configuration plan view showing the main part of the same embodiment
  • A SEM cross-sectional photograph of amorphous state of lithium cobaltate (LiCoO 2 ) single layer film
  • b SEM cross section after annealing the single layer film of lithium cobaltate (LiCoO 2 )
  • Photo A): SEM cross-sectional photograph of an amorphous state of a laminated film of lithium cobaltate (LiCoO 2 )
  • FIG. 1 is a schematic configuration plan view showing an embodiment of a thin-film lithium secondary battery manufacturing apparatus according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic configuration plan view showing a main part of the embodiment.
  • the thin-film lithium secondary battery manufacturing apparatus 1 of the present embodiment includes a transfer chamber 2, a positive electrode layer forming apparatus 3, an annealing apparatus 4, a solid electrolyte layer forming apparatus 5, and a current collecting layer. It has a forming device 6, a negative electrode layer forming device 7, and a protective layer forming device 8.
  • the transfer chamber 2 is formed in, for example, an elongated shape along, for example, a linear transfer line.
  • argon (Ar) gas introducing, for example, argon (Ar) gas into the transfer chamber 2, the dew point temperature in the chamber is maintained at about ⁇ 50 ° C. to ⁇ 60 ° C., and a dry atmosphere cut off from the atmosphere is maintained. It is supposed to be.
  • a plurality of partition valves are provided inside the transfer chamber 2, and the positive electrode layer forming device 3, the annealing device 4, the solid electrolyte layer forming device 5, the current collecting layer forming device 6, the negative electrode layer forming device 7, and the protection Each atmosphere can be divided into regions corresponding to the layer forming apparatus 8.
  • a substrate transfer system (not shown) composed of, for example, a roller or a belt, whereby the substrate 10 is transferred from the carry-in chamber 21 provided at one end of the transfer chamber 2. It is configured to carry in, transfer the substrate 10 at a predetermined speed toward the unloading chamber 22 provided at the other end of the transfer chamber 2, and unload the substrate 10 (10 ⁇ / b> A) from the unloading chamber 22. Yes.
  • the transfer chamber 2 includes a positive electrode layer forming device 3, an annealing device 4, a solid electrolyte layer forming device 5, a current collecting layer forming device 6, a negative electrode layer forming device 7, and a protective layer forming device 8 described below.
  • comb-like transport mechanisms 20A to 20F for delivering the substrate 10 are disposed at positions corresponding to the respective devices.
  • the positive electrode layer forming device 3, the solid electrolyte layer forming device 5, the current collecting layer forming device 6, the negative electrode layer forming device 7, and the protective layer forming device 8 are positions that branch from one side of the transfer chamber 2 and are carried in Between the chamber 21 and the carry-out chamber 22, they are arranged in this order in the substrate transport direction.
  • the positive electrode layer forming device 3, the solid electrolyte layer forming device 5, the current collecting layer forming device 6, the negative electrode layer forming device 7, and the protective layer forming device 8 are connected to a vacuum exhaust system (not shown).
  • the positive electrode layer forming device 3, the solid electrolyte layer forming device 5, the current collecting layer forming device 6, the negative electrode layer forming device 7, and the protective layer forming device 8 are respectively connected via the charging / unloading chambers 23, 25, 26, 27, and 28.
  • the transfer chambers 30, 50, 60, 70, 80 are connected, and the first to fifth film forming chambers 31 to 35, 51 to 55 are provided around the transfer chambers 30, 50, 60, 70, 80. , 61 to 65, 71 to 75, 81 to 85 are connected.
  • a film is formed on the substrate 10 by sputtering.
  • a rotary substrate holder 36 capable of holding six substrates 10 is provided in the transfer chamber 30 of the positive electrode layer forming apparatus 3, and is carried into the transfer chamber 30 through the preparation / extraction chamber 23.
  • the substrate 10 thus held is held by the substrate holder 36 in an upright state and is opposed to a target (for example, lithium cobaltate: LiCoO 2 ) in the first to fifth film forming chambers 31 to 35 in this order.
  • a target for example, lithium cobaltate: LiCoO 2
  • the fifth film formation chamber 35 is configured to return to the preparation / extraction chamber 23.
  • a rotary substrate holder 56 capable of holding six substrates 10 is also provided in the transfer chamber 50 of the solid electrolyte layer forming apparatus 5, and is carried into the transfer chamber 50 through the loading / unloading chamber 25.
  • the substrate 10 is held by the substrate holder 56 in an upright state and is opposed to a target (for example, lithium phosphate: Li 3 PO 4 ) in the first to fifth film formation chambers 51 to 55.
  • a target for example, lithium phosphate: Li 3 PO 4
  • the fifth film formation chamber 55 is configured to return to the charging / unloading chamber 25.
  • a transfer robot 66 is provided in the transfer chamber 60 of the current collecting layer forming apparatus 6, and the transfer robot 66 transfers the substrate 10 between the first to fifth film forming chambers 61 to 65. It is configured.
  • the current collecting layer forming apparatus 6 also serves to form a positive current collecting layer and a negative current collecting layer on a substrate 10.
  • the current collecting layer forming apparatus 6 includes first to fifth film forming chambers 61 to 65.
  • Targets for forming a positive electrode current collecting layer for example, magnesium oxide (MgO), titanium (Ti), platinum (Pt)
  • MgO magnesium oxide
  • Ti titanium
  • Pt platinum
  • targets for forming a negative electrode current collecting layer for example, nickel (Ni) or copper (Cu)
  • a carry-in / carry-out chamber 67 is arranged at a position branching from the other side of the transfer chamber 2 with the transfer chamber 2 in between the charging / extracting chamber 26 of the current collecting layer forming apparatus 6.
  • This loading / unloading chamber 67 is for transferring the substrate 10 between the transfer chamber 2 and the atmosphere.
  • an evaporation source (for example, lithium: Li) is disposed, and the first to fifth film forming chambers 71 to 75 are arranged.
  • a film is formed on the substrate 10 carried in 75 by vapor deposition.
  • a transfer robot 76 is provided in the transfer chamber 70 of the negative electrode layer forming apparatus 7, and the substrate 10 is reversed between the first to fifth film formation chambers 71 to 75 by the transfer robot 76. It is configured to deliver.
  • a target for example, aluminum: Al (not shown) is disposed inside the first to fifth film forming chambers 81 to 85 of the protective layer forming apparatus 8, and the first to fifth film forming chambers 81 to 85 are disposed. It forms so that film-forming may be performed by sputtering with respect to the board
  • a predetermined one of the first to fifth film forming chambers 81 to 85 is configured to introduce oxygen (O 2 ).
  • a transfer robot 86 is provided in the transfer chamber 80 of the protective layer forming apparatus 8, and the transfer robot 86 transfers the substrate 10 between the first to fifth film forming chambers 81 to 85. It is configured.
  • the annealing device 4 is a position branched from the other side of the transfer chamber 2, and is between the positive electrode layer forming device 3 and the solid electrolyte layer forming device 5, that is, with respect to the positive electrode layer forming device 3. It is arranged at a position downstream in the transport direction and upstream of the solid electrolyte layer forming device 5 in the substrate transport direction.
  • the annealing apparatus 4 has a heater 40 for heating it by emitting infrared rays.
  • the substrate 10 is loaded into the loading / unloading chamber 67, and the current collecting layer is further transferred by the transfer mechanism 20 ⁇ / b> D in the transfer chamber 2.
  • the substrate 10 is carried into the charging / unloading chamber 26 of the forming apparatus 6.
  • the film-formed substrate 10 transferred to the preparation / extraction chamber 26 of the current collecting layer forming apparatus 6 is returned to the loading / unloading chamber 67 by the transfer mechanism 20 ⁇ / b> D in the transfer chamber 2 and further to the outside of the loading / unloading chamber 67. Take out.
  • the plurality of substrates 10 taken out of the carry-in / carry-out chamber 67 are sequentially carried into the transfer chamber 2 via the carry-in chamber 21 of the transfer chamber 2 and further conveyed by the substrate conveyance system, and the positive electrode layer forming apparatus 3 are carried one by one into the charging / unloading chamber 23 of the positive electrode layer forming apparatus 3 by the transport mechanism 20A in the vicinity.
  • the substrates 10 are loaded into the transfer chamber 30 one by one and mounted on the substrate holder 36 in a standing state, and the five substrates 10 are always formed in the first to fifth film formations.
  • the films are sequentially rotated and transferred in this order to form a film by, for example, RF sputtering.
  • the substrate 10 on which the positive electrode layer is laminated is returned to the transfer chamber 2 through the preparation / extraction chamber 23, conveyed downstream by the substrate conveyance system, and carried into the annealing apparatus 4 one by one by the conveyance mechanism 20B.
  • the substrate 10 is heated at a predetermined temperature (for example, 600 ° C.) for a predetermined time (for example, 10 minutes) under atmospheric pressure or vacuum, whereby the positive electrode thin film stacked on the substrate 10 is crystallized. .
  • the substrate 10 with the positive electrode layer crystallized is returned to the transfer chamber 2, transported downstream by the substrate transport system, and one substrate 10 is placed in the loading / unloading chamber 25 of the solid electrolyte layer forming apparatus 5 by the transport mechanism 20 ⁇ / b> C. Carry in one by one. Then, as shown in FIG. 2, the substrates 10 are carried into the transfer chamber 50 one by one and mounted on the substrate holder 56 in a standing state, and the five substrates 10 are always placed in the first to fifth film forming chambers 51. In a state of facing the targets 55 to 55, the film is sequentially rotated and transferred in this order to form a film by RF sputtering, for example.
  • sputtering is performed while introducing nitrogen (N 2 ) gas into the first to fifth film formation chambers 51 to 55.
  • the substrate 10 on which the solid electrolyte layer is laminated is returned to the transfer chamber 2 through the loading / unloading chamber 25, transported to the downstream side by the substrate transport system, and the substrate 10 is turned upside down by the transport mechanism 20D.
  • One by one is carried into the charging / unloading chamber 26 of the layer forming apparatus 6.
  • the substrate 10 is carried into the transfer chamber 60 by the transfer robot 66, and is transferred into predetermined chambers of the first to fifth film forming chambers 61 to 65, and the negative electrode current collector is applied to each substrate 10 by, for example, RF sputtering.
  • a layer Ni or Cu
  • the substrate 10 on which the negative electrode current collecting layer is formed is returned to the transfer chamber 2 through the preparation / extraction chamber 26, and the substrate 10 is turned upside down, and then conveyed downstream by the substrate conveyance system, and the negative electrode layer is conveyed by the conveyance mechanism 20E.
  • One by one is carried into the charging / unloading chamber 27 of the forming apparatus 7.
  • the substrate 10 is transferred into the transfer chamber 60 by the transfer robot 76, is transferred into predetermined chambers of the first to fifth film forming chambers 61 to 65, and the negative electrode layer (for example, by vacuum evaporation) is applied to each substrate 10. Li) is formed.
  • the substrate 10 on which the negative electrode layer has been formed is returned to the transfer chamber 2 via the preparation / extraction chamber 27 and conveyed downstream by the substrate conveyance system, and is transferred into the preparation / extraction chamber 28 of the protective layer forming apparatus 8 by the conveyance mechanism 20F.
  • the transfer robot 86 Carry in one by one.
  • the transfer robot 86 carries the substrate 10 into the transfer chamber 80 and into the predetermined chambers of the first to fifth film formation chambers 81 to 85, and a protective layer is formed on each substrate 10 by, for example, RF sputtering. Film formation is performed.
  • a protective layer for example, a film in which Al 2 O 3 / Al / Al 2 O 3 is laminated is formed. It is preferable. Thereafter, the substrate 10 on which the protective layer is formed is returned to the transfer chamber 2 through the preparation / extraction chamber 28, transported downstream by the substrate transport system, and transported into the transport chamber 22. Thus, the substrate 10A provided with the thin film lithium secondary battery is taken out from the carry-out chamber 22 into the atmosphere.
  • sputtering is performed a plurality of times at a position branched from the transfer chamber 2 to form a positive electrode layer containing lithium on the substrate 10, and then the substrate 10 is placed in the transfer chamber 2.
  • the substrate 10 is returned to the transfer chamber 2 after the annealing process is performed on the positive electrode layer laminated on the substrate 10 at a position where the substrate 10 is branched from the transfer chamber 2.
  • the substrate 10 since the substrate 10 is returned to the transfer chamber 2 after the solid electrolyte layer containing lithium is laminated and formed by performing sputtering a plurality of times, it takes a longer time than the other steps when formed as a single layer.
  • the formation time of the positive electrode layer and the solid electrolyte layer to be adjusted can be adjusted based on, for example, the moving speed of the substrate 10 in the transfer chamber 2, and as a result, there is a process with a short film formation time after the formation of these films. Even if it is possible to perform the film forming process without significantly changing the speed of sequentially moving the substrate 10 in transfer chamber 2, i.e. the cycle time.
  • the waiting time in each film forming process can be minimized, so that a thin film lithium secondary battery can be efficiently manufactured in large quantities.
  • the positive electrode layer forming device 3 and the solid electrolyte layer forming device 5 are arranged at a position branched from the transfer chamber 2, and a plurality of film forming chambers 31 to 35 and 51 to 55 are stacked. Therefore, by changing the number of film forming chambers (the thickness of each layer and the number of sputtering times), depending on the takt time and depending on the type of film (positive electrode layer or solid electrolyte layer) The film formation time can be easily adjusted, and thus a thin film lithium secondary battery manufacturing apparatus 1 having a large versatility with a simple control system can be provided.
  • the positive electrode layer forming device 3 or the solid electrolyte layer forming device 5 includes transfer chambers 30 and 50 having substrate holders 36 and 56 that can hold and rotate a plurality of substrates 10, and these A plurality of film forming chambers 31 to 35 and 51 to 55 are arranged around the transfer chambers 30 and 50, and the positive electrode layer or the solid electrolyte layer can be formed smoothly and in a short time. Alternatively, the formation time of the solid electrolyte layer can be adjusted.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made.
  • the number of film forming chambers of the positive electrode layer forming apparatus and the solid electrolyte layer forming apparatus is not limited to five, and is appropriately determined according to the tact time of the transfer line and according to the positive electrode layer forming apparatus or the solid electrolyte layer forming apparatus. Can be changed.
  • each apparatus in the above embodiment is an example, and can be appropriately changed according to a transfer line having a desired length and shape.
  • the annealing device 4 of the above embodiment can be disposed on the positive electrode layer forming device 3 and the solid electrolyte layer forming device 5 side.
  • a vapor deposition polymerization apparatus can also be used as the protective layer forming apparatus.
  • the present invention can be applied to substrates of various materials, shapes, and sizes, such as silicon substrates, ceramic substrates, and heat resistant resin substrates.
  • FIG. 3A is a SEM cross-sectional photograph of an amorphous state of a lithium cobaltate (LiCoO 2 ) single layer film
  • FIG. 3B is an annealing treatment for the lithium cobaltate (LiCoO 2 ) single layer film. It is a SEM cross-sectional photograph after giving.
  • 4A is an SEM cross-sectional photograph of an amorphous state of a lithium cobaltate (LiCoO 2 ) laminated film
  • FIG. 4B is an annealing process for the lithium cobaltate (LiCoO 2 ) laminated film. It is a SEM cross-sectional photograph after having performed.
  • FIG. 3A is a SEM cross-sectional photograph of an amorphous state of a lithium cobaltate (LiCoO 2 ) single layer film
  • FIG. 3B is an annealing treatment for the lithium cobaltate (LiCoO 2 ) single layer film. It is a SEM cross-sectional photograph after giving.
  • FIG. 5 is a diagram showing an amorphous state of a lithium cobaltate (LiCoO 2 ) single layer film and an X-ray diffraction spectrum after annealing
  • FIG. 6 is a diagram showing an amorphous state of the laminated film of the lithium cobaltate (LiCoO 2 ) and It is a figure which shows the X-ray-diffraction spectrum after annealing.
  • a target made of LiCoO 2 was used, and a 3 ⁇ m thick LiCoO 2 film was formed by RF sputtering.
  • the laminated film was formed by laminating a film having a thickness of 600 nm five times.
  • the annealing treatment was performed in the atmosphere at a temperature of 600 ° C. for 10 minutes. Other conditions were the same.

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Abstract

　各工程における待ち時間を最小限にして薄膜リチウム二次電池を効率良く大量に製造することができる技術を提供する。　本発明の薄膜リチウム二次電池製造装置１は、大気に対して遮断された乾燥雰囲気中で所定の移送ラインに沿って複数の基板１０を順次移動させる移送室２を有し、移送室２から分岐した位置には、基板１０上にＬｉＣｏＯ2からなる正極層をスパッタリングによって形成する正極層形成装置３と、基板１０上の正極層をアニール処理するアニール装置４と、基板１０上にＬｉＰＯＮからなる固体電解質層をスパッタリングによって形成する固体電解質層形成装置５とが配置される。正極層及び固体電解質層を、１枚の基板１０に対し例えば５回のスパッタリングによって積層形成する。

Description

薄膜リチウム二次電池製造装置及び薄膜リチウム二次電池製造方法
　本発明は、固体電解質を用いたリチウム二次電池を製造する技術に関し、特に薄膜によってリチウム二次電池を製造する技術に関する。
　従来から、携帯電話やパーソナルコンピュータの電源として、リチウムイオン二次電池が広く知られている。
　しかし、リチウムイオン二次電池は、液体電解質を用いているため、液漏れや発火等が発生する場合があり、安全性についての課題がある。
　そこで、近年、電解質の材料として固体材料を用いた全固体型のリチウム二次電池が提案されており、その開発が進展している。
　特に、固体材料を用いた全固体型のリチウム二次電池として、薄膜からなる全固体型のリチウム二次電池は、カード型の電子部品の電源用として期待されている。
　しかし、薄膜からなる全固体型のリチウム二次電池は、種々の課題があるため、大量に生産する技術は困難で、現在のところ確立されていない。
　特に一貫ラインで薄膜固体型のリチウム二次電池を製造しようとすると、正極層及び固体電解質層の形成時間が他の工程より長いため、他の工程中で待ち時間が生じ、生産効率を向上させることが困難であるという課題がある。
　なお、本出願に関連する先行技術としては、以下のようなものがある。
特開２００７－２１４１０９号公報
　本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、各工程における待ち時間を最小限にして薄膜リチウム二次電池を効率良く大量に製造することができる技術を提供することにある。
　上記課題を解決するためになされた本発明は、基板上に、正極層、負極層、固体電解質層、正極集電層、負極集電層、保護層を有する薄膜リチウム二次電池を製造するための薄膜リチウム二次電池製造装置であって、大気に対して遮断された乾燥雰囲気中で所定の移送ラインに沿って複数の基板を順次移動させる移送室と、前記移送室から分岐した位置に配置され、前記基板上にリチウムを含む正極層をスパッタリングによって形成する正極層形成装置と、前記移送室から分岐した位置で且つ前記正極層形成装置に対し前記移送室の搬送方向下流部に配置され、前記基板上の正極層をアニール処理するアニール装置と、前記移送室から分岐した位置で且つ前記アニール装置に対し前記移送室の搬送方向下流部に配置され、前記基板上にリチウムを含む固体電解質層をスパッタリングによって形成する固体電解質層形成装置とを備え、前記正極層形成装置は、複数の成膜室を有し、前記移送室から分岐して搬入された基板に対して当該複数の成膜室において順次成膜を行い、成膜後の基板を順次前記移送室に戻すように構成されるとともに、前記固体電解質層形成装置は、複数の成膜室を有し、前記移送室から分岐して搬入された基板に対して当該複数の成膜室において順次成膜を行い、成膜後の基板を順次前記移送室に戻すように構成されているものである。
　本発明において、前記正極層形成装置は、複数の基板を保持して回転可能な搬送機構を有する搬送室を備え、当該搬送室の周囲に前記複数の成膜室が配置されている場合にも効果的である。
　本発明において、前記固体電解質層形成装置は、複数の基板を保持して回転可能な搬送機構を有する搬送室を備え、当該搬送室の周囲に前記複数の成膜室が配置されている場合にも効果的である。
　本発明において、前記正極層形成装置の成膜室の数は、前記移送室における基板の移動速度に基づいて設定されている場合にも効果的である。
　本発明において、前記固体電解質層形成装置の成膜室の数は、前記移送室における基板の移動速度に基づいて設定されている場合にも効果的である。
　一方、本発明は、基板上に、正極層、負極層、固体電解質層、正極集電層、負極集電層、保護層を形成して薄膜リチウム二次電池を製造する薄膜リチウム二次電池製造方法であって、前記基板を、大気に対して遮断された乾燥雰囲気中で所定の移送ラインに沿って順次移動させる際に、前記移送ラインから分岐した位置で、複数回スパッタリングを行って前記基板上にリチウムを含む正極層を積層形成した後、当該基板を前記移送ラインに戻し、前記移送ラインから分岐した位置で、前記基板上に積層形成された前記正極層に対してアニール処理を行った後、当該基板を前記移送ラインに戻し、前記アニール処理後、当該基板上に、複数回スパッタリングを行ってリチウムを含む固体電解質層を積層形成した後、当該基板を前記移送ラインに戻す工程を有するものである。
　本発明において、前記正極層を積層形成する際の各層の厚さ及びスパッタリングの回数を、前記移送ラインにおける基板の移動速度に基づいて設定することも効果的である。
　本発明において、前記固体電解質層を積層形成する際の各層の厚さ及びスパッタリングの回数を、前記移送ラインにおける基板の移動速度に基づいて設定することも効果的である。
　本発明において、前記正極層は、コバルト酸リチウムからなる場合に特に効果的である。
　本発明において、前記固体電解質層は、リン酸リチウムからなる場合に特に効果的である。
　本発明方法の場合、移送ライン（移送室）から分岐した位置で、複数回スパッタリングを行って基板上にリチウムを含む正極層を積層形成した後、当該基板を前記移送ラインに戻し、また移送ラインから分岐した位置で、基板上に積層形成された正極層に対してアニール処理を行った後、当該基板を前記移送ラインに戻し、このアニール処理後、当該基板上に、複数回スパッタリングを行ってリチウムを含む固体電解質層を積層形成した後、当該基板を前記移送ラインに戻すようにしたことから、単層で形成すると他の工程より長時間を必要とする正極層及び固体電解質層の形成時間を移送ラインにおける基板の移動速度に基づいて調整することができ、その結果、これらの膜の成膜後に成膜時間の短い工程が存在する場合であっても、移送ラインに沿って基板を順次移動させる速度、即ちタクトタイムを大幅に変更することなく各工程を行うことができる。
　したがって、本発明によれば、各成膜工程における待ち時間を最小限にすることができるので、薄膜リチウム二次電池を効率良く大量に製造することができる。
　また、本発明装置においては、移送ラインから分岐した位置に正極層形成装置と固体電解質層形成装置が配置され、それぞれ複数の成膜室で積層成膜を行うようにしたことから、成膜室の数（各層の厚さ及びスパッタリングの回数）を変更することにより、タクトタイムに応じて、また膜の種類（正極層又は固体電解質層）に応じて成膜時間を容易に調整することができ、これにより簡素な制御系で汎用性の大きい薄膜リチウム二次電池製造装置を提供することができる。
　本発明において、正極層形成装置又は固体電解質層形成装置が、複数の基板を保持して回転可能な搬送機構を有する搬送室を備え、当該搬送室の周囲に前記複数の成膜室が配置されている場合には、正極層形成又は固体電解質層形成を円滑に短時間で行うことができるので、容易に正極層又は固体電解質層の形成時間を調整することができる。
　本発明によれば、薄膜リチウム二次電池を効率良く大量に製造することができる。
本発明に係る薄膜二次電池製造装置の実施の形態を示す概略構成平面図 同実施の形態の要部を示す概略構成平面図 （ａ）：コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の単層膜のアモルファス状態のＳＥＭ断面写真（ｂ）：同コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の単層膜に対してアニール処理を施した後のＳＥＭ断面写真 （ａ）：コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の積層膜のアモルファス状態のＳＥＭ断面写真（ｂ）：同コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の積層膜に対してアニール処理を施した後のＳＥＭ断面写真 コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の単層膜のアモルファス状態及びアニール処理後のＸ線回折スペクトルを示す図 同コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の積層膜のアモルファス状態及びアニール処理後のＸ線回折スペクトルを示す図
　以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明に係る薄膜リチウム二次電池製造装置の実施の形態を示す概略構成平面図、図２は、同実施の形態の要部を示す概略構成平面図である。
　図１に示すように、本実施の形態の薄膜リチウム二次電池製造装置１は、移送室２と、正極層形成装置３と、アニール装置４と、固体電解質層形成装置５と、集電層形成装置６と、負極層形成装置７と、保護層形成装置８とを有している。
　移送室２は、例えば直線状の移送ラインに沿って例えば細長形状に形成されている。そして、移送室２内には、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスを導入することにより、室内の露点温度が－５０℃～－６０℃程度に保たれ、大気に対して遮断された乾燥雰囲気が保たれるようになっている。
　なお、移送室２の内部には、図示しない複数の仕切バルブを設け、正極層形成装置３、アニール装置４、固体電解質層形成装置５、集電層形成装置６、負極層形成装置７、保護層形成装置８に対応する領域に、それぞれの雰囲気を仕切るように構成することもできる。
　移送室２の内部には、例えばローラ又はベルトから構成される基板搬送系（図示せず）が設けられ、これにより、移送室２の一方の端部に設けられた搬入室２１から基板１０を搬入して、移送室２の他方の端部に設けられた搬出室２２に向って基板１０を所定の速度で移送して、搬出室２２から基板１０（１０Ａ）を搬出するように構成されている。
　また、移送室２の内部には、以下に説明する正極層形成装置３、アニール装置４、固体電解質層形成装置５、集電層形成装置６、負極層形成装置７、保護層形成装置８に対して基板１０の受け渡しを行うための例えば櫛歯状の搬送機構２０Ａ～２０Ｆが、各装置に対応する位置に配設されている。
　正極層形成装置３、固体電解質層形成装置５、集電層形成装置６、負極層形成装置７、保護層形成装置８は、移送室２の一方の側部から分岐する位置であって、搬入室２１と搬出室２２との間に、この順序で、基板搬送方向に配置されている。
　正極層形成装置３、固体電解質層形成装置５、集電層形成装置６、負極層形成装置７、保護層形成装置８は、図示しない真空排気系に接続されている。
　これら正極層形成装置３、固体電解質層形成装置５、集電層形成装置６、負極層形成装置７、保護層形成装置８は、それぞれ仕込取出室２３、２５、２６、２７、２８を介して搬送室３０、５０、６０、７０、８０が接続され、さらに、各搬送室３０、５０、６０、７０、８０の周囲には、第１～第５の成膜室３１～３５、５１～５５、６１～６５、７１～７５、８１～８５が接続されている。
　本実施の形態では、正極層形成装置３、固体電解質層形成装置５、集電層形成装置６、保護層形成装置８の第１～第５の成膜室３１～３５、５１～５５、６１～６５、８１～８５の内部には、後述する所定のターゲット（図示せず）がそれぞれ配置され、各成膜室３１～３５、５１～５５、６１～６５、８１～８５内に搬入された基板１０に対し、スパッタリングによって成膜を行うように構成されている。
　ここで、正極層形成装置３の搬送室３０内には、６枚の基板１０を保持可能な回転式の基板ホルダー３６が設けられており、仕込取出室２３を介して搬送室３０内に搬入された基板１０が、起立した状態で基板ホルダー３６に保持され、第１～第５の成膜室３１～３５内のターゲット（例えばコバルト酸リチウム：ＬｉＣｏＯ2）と対向した状態で、この順番で順次移送されて成膜が行われた後、第５の成膜室３５から仕込取出室２３に戻るように構成されている。
　また、固体電解質層形成装置５の搬送室５０内にも、６枚の基板１０を保持可能な回転式の基板ホルダー５６が設けられており、仕込取出室２５を介して搬送室５０内に搬入された基板１０が、起立した状態で基板ホルダー５６に保持され、第１～第５の成膜室５１～５５内のターゲット（例えばリン酸リチウム：Ｌｉ3ＰＯ4）と対向した状態で、この順番で順次移送されて成膜が行われた後、第５の成膜室５５から仕込取出室２５に戻るように構成されている。
　さらに、集電層形成装置６の搬送室６０内には、搬送ロボット６６が設けられ、この搬送ロボット６６により、第１～第５の成膜室６１～６５間で基板１０の受け渡しを行うように構成されている。
　本実施の形態の集電層形成装置６は、基板１０上に正極集電層及び負極集電層の形成を兼用するもので、第１～第５の成膜室６１～６５のうち例えば第１～第３の成膜室６１～６３に正極集電層形成用のターゲット（例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ））が配置され、さらに、例えば第４～第５の成膜室６４、６５に負極集電層形成用のターゲット（例えば、ニッケル（Ｎｉ）又は銅（Ｃｕ））が配置されている。
　また、集電層形成装置６の仕込取出室２６に対し、移送室２を挟んで移送室２の他方の側部から分岐する位置には、搬入搬出室６７が配置されている。この搬入搬出室６７は、移送室２又は大気との間で基板１０の受け渡しを行うものである。
　一方、負極層形成装置７の第１～第５の成膜室７１～７５の内部には、図示しない蒸発源（例えばリチウム：Ｌｉ）が配置され、第１～第５の成膜室７１～７５内に搬入された基板１０に対し、蒸着によって成膜を行うように構成されている。
　負極層形成装置７の搬送室７０内には、搬送ロボット７６が設けられ、この搬送ロボット７６により、基板１０を反転した状態で第１～第５の成膜室７１～７５間で基板１０の受け渡しを行うように構成されている。
　一方、保護層形成装置８の第１～第５の成膜室８１～８５の内部には、図示しないターゲット（例えばアルミニウム：Ａｌ）が配置され、第１～第５の成膜室８１～８５内に搬入された基板１０に対し、スパッタリングによって成膜を行うように構成されている。
　ここで、第１～第５の成膜室８１～８５のうち所定のものは、酸素（Ｏ2）を導入するように構成されている。
　さらに、保護層形成装置８の搬送室８０内には、搬送ロボット８６が設けられ、この搬送ロボット８６により、第１～第５の成膜室８１～８５間で基板１０の受け渡しを行うように構成されている。
　他方、アニール装置４は、移送室２の他方の側部から分岐する位置であって、正極層形成装置３と固体電解質層形成装置５との間に、すなわち、正極層形成装置３に対し基板搬送方向下流側で、かつ、固体電解質層形成装置５に対し基板搬送方向上流側の位置に配置されている。
　このアニール装置４は、その内部に、赤外線を放出して加熱を行うためのヒータ４０が配置されている。
　このような構成を有する本実施の形態において、基板１０上に各薄膜を形成する場合には、搬入搬出室６７に基板１０を搬入し、さらに、移送室２内の搬送機構２０Ｄによって集電層形成装置６の仕込取出室２６内に基板１０を搬入する。
　そして、集電層形成装置６の第１～第５の成膜室６１～６５において、スパッタリングによって、基板１０の表面に正極集電層を形成する。
　その後、集電層形成装置６の仕込取出室２６へ搬送された成膜済の基板１０を、移送室２内の搬送機構２０Ｄによって搬入搬出室６７内に戻し、さらに搬入搬出室６７の外部に取り出す。
　そして、搬入搬出室６７の外部に取り出された複数の基板１０を、移送室２の搬入室２１を介して順次移送室２内に搬入し、さらに、基板搬送系によって搬送し、正極層形成装置３近傍の搬送機構２０Ａによって正極層形成装置３の仕込取出室２３内に１枚ずつ搬入する。
　そして、図２に示すように、基板１０を搬送室３０内に１枚ずつ搬入して起立させた状態で基板ホルダー３６に装着し、常時５枚の基板１０を第１～第５の成膜室３１～３５のターゲットと対向させた状態で、この順番で順次回転移送して例えばＲＦスパッタリングによって成膜を行う。
　本実施の形態では、第１～第５の成膜室３１～３５（５室）において、所望の膜厚の１／５の膜厚の正極層（ＬｉＣｏＯ2）の積層形成を行う（例えば、６００ｎｍ×５＝３μｍ）。
　なお、成膜中は、第１～第５の成膜室５１～５５内にアルゴン（Ａｒ）ガス、場合によっては酸素（Ｏ2）ガスを導入しながらスパッタリングを行う。
　その後、正極層が積層形成された基板１０を、仕込取出室２３を介して移送室２に戻し、基板搬送系によって下流側に搬送し、搬送機構２０Ｂによってアニール装置４内に１枚ずつ搬入する。
　アニール装置４においては、基板１０を、大気圧又は真空下で所定温度（例えば６００℃）で所定時間（例えば１０分）加熱し、これにより基板１０上に積層された正極薄膜が結晶化される。
　その後、正極層が結晶化された基板１０を移送室２に戻し、基板搬送系によって下流側に搬送し、搬送機構２０Ｃによって固体電解質層形成装置５の仕込取出室２５内に基板１０を１枚ずつ搬入する。
　そして、図２に示すように、基板１０を搬送室５０内に１枚ずつ搬入して起立状態で基板ホルダー５６に装着し、常時５枚の基板１０を第１～第５の成膜室５１～５５のターゲットと対向させた状態で、この順番で順次回転移送して例えばＲＦスパッタリングによって成膜を行う。
　本実施の形態では、第１～第５の成膜室５１～５５（５室）において、所望の膜厚の１／５の膜厚の固体電解質層（ＬｉＰＯＮ）の積層形成を行う（例えば、２００ｎｍ×５＝１μｍ）。
　なお、成膜中は、第１～第５の成膜室５１～５５内に窒素（Ｎ2）ガスを導入しながらスパッタリングを行う。
　その後、固体電解質層が積層形成された基板１０を仕込取出室２５を介して移送室２に戻し、基板搬送系によって下流側に搬送し、搬送機構２０Ｄによって基板１０を表裏反転して、集電層形成装置６の仕込取出室２６内に１枚ずつ搬入する。
　そして、搬送ロボット６６によって基板１０を搬送室６０内に搬入して第１～第５の成膜室６１～６５の所定の室に搬入し、各基板１０に対し、例えばＲＦスパッタリングによって負極集電層（Ｎｉ又はＣｕ）の成膜を行う。
　その後、負極集電層が形成された基板１０を仕込取出室２６を介して移送室２に戻し、基板１０を表裏反転した後、基板搬送系によって下流側に搬送し、搬送機構２０Ｅによって負極層形成装置７の仕込取出室２７内に１枚ずつ搬入する。
　そして、搬送ロボット７６によって基板１０を搬送室６０内に搬入し、第１～第５の成膜室６１～６５の所定の室に搬入し、各基板１０に対して例えば真空蒸着によって負極層（Ｌｉ）の成膜を行う。
　その後、負極層が形成された基板１０を仕込取出室２７を介して移送室２に戻し、基板搬送系によって下流側に搬送し、搬送機構２０Ｆによって保護層形成装置８の仕込取出室２８内に１枚ずつ搬入する。
　そして、搬送ロボット８６によって基板１０を搬送室８０内に搬入して第１～第５の成膜室８１～８５の所定の室に搬入し、各基板１０に対し、例えばＲＦスパッタリングによって保護層の成膜を行う。
　本発明の場合、特に限定されることはないが、水分のバリア性を向上させる観点からは、保護層として、例えば、Ａｌ2Ｏ3／Ａｌ／Ａｌ2Ｏ3が積層された膜を形成することが好ましい。
　その後、保護層が形成された基板１０を仕込取出室２８を介して移送室２に戻し、基板搬送系によって下流側に搬送し、搬出室２２内に搬入する。
　これにより、薄膜リチウム二次電池が設けられた基板１０Ａを搬出室２２から大気中に取り出す。
　以上述べたように本実施の形態の場合、移送室２から分岐した位置で、複数回スパッタリングを行って基板１０上にリチウムを含む正極層を積層形成した後、当該基板１０を移送室２に戻し、また移送室２から分岐した位置で、基板１０上に積層形成された正極層に対してアニール処理を行った後、当該基板１０を移送室２に戻し、このアニール処理後、当該基板１０上に、複数回スパッタリングを行ってリチウムを含む固体電解質層を積層形成した後、当該基板１０を移送室２に戻すようにしたことから、単層で形成すると他の工程より長時間を必要とする正極層及び固体電解質層の形成時間を例えば移送室２における基板１０の移動速度に基づいて調整することができ、その結果、これらの膜の成膜後に成膜時間の短い工程が存在する場合であっても、移送室２における基板１０を順次移動させる速度、即ちタクトタイムを大幅に変更することなく各成膜工程を行うことができる。
　したがって、本実施の形態によれば、各成膜工程における待ち時間を最小限にすることができるので、薄膜リチウム二次電池を効率良く大量に製造することができる。
　また、本実施の形態においては、移送室２から分岐した位置に正極層形成装置３と固体電解質層形成装置５が配置され、それぞれ複数の成膜室３１～３５、５１～５５で積層成膜を行うようにしたことから、成膜室の数（各層の厚さ及びスパッタリングの回数）を変更することにより、タクトタイムに応じて、また膜の種類（正極層又は固体電解質層）に応じて成膜時間を容易に調整することができ、これにより簡素な制御系で汎用性の大きい薄膜リチウム二次電池製造装置１を提供することができる。
　特に、本実施の形態においては、正極層形成装置３又は固体電解質層形成装置５が、複数の基板１０を保持して回転可能な基板ホルダー３６、５６を有する搬送室３０、５０を備え、これら搬送室３０、５０の周囲に複数の成膜室３１～３５、５１～５５が配置されており、正極層形成又は固体電解質層形成を円滑に短時間で行うことができるので、容易に正極層又は固体電解質層の形成時間を調整することができる。
　なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
　例えば、正極層形成装置及び固体電解質層形成装置の成膜室の数は五つには限られず、移送ラインのタクトタイムに応じて、また正極層形成装置又は固体電解質層形成装置に応じて適宜変更することができる。
　また、上記実施の形態における各装置の配置構成は一例であり、所望の長さ、形状の移送ラインに応じて適宜変更することができる。
　例えば、上記実施の形態のアニール装置４を正極層形成装置３及び固体電解質層形成装置５の側に配置することも可能である。
　さらに、保護層形成装置として、蒸着重合装置を用いることもできる。
　さらにまた、本発明は、種々の材料、形状、大きさの基板、例えば、シリコン基板、セラミックス基板、耐熱樹脂基板等に適用することができるものである。
　図３（ａ）は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の単層膜のアモルファス状態のＳＥＭ断面写真、図３（ｂ）は、同コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の単層膜に対してアニール処理を施した後のＳＥＭ断面写真である。
　図４（ａ）は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の積層膜のアモルファス状態のＳＥＭ断面写真、図４（ｂ）は、同コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の積層膜に対してアニール処理を施した後のＳＥＭ断面写真である。
　図５は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の単層膜のアモルファス状態及びアニール処理後のＸ線回折スペクトルを示す図、図６は、同コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）の積層膜のアモルファス状態及びアニール処理後のＸ線回折スペクトルを示す図である。
　本例の場合、ターゲットとしては、ＬｉＣｏＯ2からなるものを用い、ＲＦスパッタリングにより、膜厚３μｍのＬｉＣｏＯ2膜を形成した。積層膜については、膜厚６００ｎｍの膜を５回積層させることにより形成した。
　一方、アニール処理は、大気中で温度６００℃、時間１０分間行った。その他の条件は同一とした。
　図３（ｂ）及び図４（ｂ）から明らかなように、アニール処理後のＬｉＣｏＯ2の単層膜、積層膜では、断面構造に差はほとんど見られない。
　また、図５及び図６から明らかなように、アニール処理の前後において、ＬｉＣｏＯ2の単層膜、積層膜について、いずれも結晶性に相違は見られない。
　したがって、以上の結果より、単層膜と同一の膜厚・膜質のＬｉＣｏＯ2膜を積層膜によって得られることが確認された。
１…薄膜リチウム二次電池製造装置、２…移送室、３…正極層形成装置、４…アニール装置、５…固体電解質層形成装置、６…集電層形成装置、７…負極層形成装置、８…保護層形成装置、１０…基板

Claims (10)

  1. 　基板上に、正極層、負極層、固体電解質層、正極集電層、負極集電層、保護層を有する薄膜リチウム二次電池を製造するための薄膜リチウム二次電池製造装置であって、
    　大気に対して遮断された乾燥雰囲気中で所定の移送ラインに沿って複数の基板を順次移動させる移送室と、
    　前記移送室から分岐した位置に配置され、前記基板上にリチウムを含む正極層をスパッタリングによって形成する正極層形成装置と、
    　前記移送室から分岐した位置で且つ前記正極層形成装置に対し前記移送室の搬送方向下流部に配置され、前記基板上の正極層をアニール処理するアニール装置と、
    　前記移送室から分岐した位置で且つ前記アニール装置に対し前記移送室の搬送方向下流部に配置され、前記基板上にリチウムを含む固体電解質層をスパッタリングによって形成する固体電解質層形成装置とを備え、
    　前記正極層形成装置は、複数の成膜室を有し、前記移送室から分岐して搬入された基板に対して当該複数の成膜室において順次成膜を行い、成膜後の基板を順次前記移送室に戻すように構成されるとともに、
    　前記固体電解質層形成装置は、複数の成膜室を有し、前記移送室から分岐して搬入された基板に対して当該複数の成膜室において順次成膜を行い、成膜後の基板を順次前記移送室に戻すように構成されている薄膜リチウム二次電池製造装置。
  2. 　前記正極層形成装置は、複数の基板を保持して回転可能な搬送機構を有する搬送室を備え、当該搬送室の周囲に前記複数の成膜室が配置されている請求項１記載の薄膜リチウム二次電池製造装置。
  3. 　前記固体電解質層形成装置は、複数の基板を保持して回転可能な搬送機構を有する搬送室を備え、当該搬送室の周囲に前記複数の成膜室が配置されている請求項１記載の薄膜リチウム二次電池製造装置。
  4. 　前記正極層形成装置の成膜室の数は、前記移送室における基板の移動速度に基づいて設定されている請求項１記載の薄膜リチウム二次電池製造装置。
  5. 　前記固体電解質層形成装置の成膜室の数は、前記移送室における基板の移動速度に基づいて設定されている請求項１記載の薄膜リチウム二次電池製造装置。
  6. 　基板上に、正極層、負極層、固体電解質層、正極集電層、負極集電層、保護層を形成して薄膜リチウム二次電池を製造する薄膜リチウム二次電池製造方法であって、
    　前記基板を、大気に対して遮断された乾燥雰囲気中で所定の移送ラインに沿って順次移動させる際に、
    　前記移送ラインから分岐した位置で、複数回スパッタリングを行って前記基板上にリチウムを含む正極層を積層形成した後、当該基板を前記移送ラインに戻し、
    　前記移送ラインから分岐した位置で、前記基板上に積層形成された前記正極層に対してアニール処理を行った後、当該基板を前記移送ラインに戻し、
    　前記アニール処理後、当該基板上に、複数回スパッタリングを行ってリチウムを含む固体電解質層を積層形成した後、当該基板を前記移送ラインに戻す工程を有する薄膜リチウム二次電池製造方法。
  7. 　前記正極層を積層形成する際の各層の厚さ及びスパッタリングの回数を、前記移送ラインにおける基板の移動速度に基づいて設定する請求項６記載の薄膜リチウム二次電池製造方法。
  8. 　前記固体電解質層を積層形成する際の各層の厚さ及びスパッタリングの回数を、前記移送ラインにおける基板の移動速度に基づいて設定する請求項６記載の薄膜リチウム二次電池製造方法。
  9. 　前記正極層は、コバルト酸リチウムからなる請求項６記載の薄膜リチウム二次電池製造方法。
  10. 　前記固体電解質層は、リン酸リチウムからなる請求項６記載の薄膜リチウム二次電池製造方法。
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