TWI768612B

TWI768612B - 蒸鍍源及蒸鍍裝置

Info

Publication number: TWI768612B
Application number: TW109145717A
Authority: TW
Inventors: 宜保学; 江平大; 坂本純一
Original assignee: 日商愛發科股份有限公司
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-06-21
Also published as: KR102586352B1; EP4098768A1; EP4098768A4; KR20210098951A; US20220162741A1; JPWO2021153104A1; WO2021153104A1; JP7113964B2; TW202142718A; CN113454262A

Abstract

本發明之蒸鍍源係用以於真空中利用電子束加熱使蒸鍍材料蒸發或昇華，且於移動之基板表面藉由共蒸鍍形成包含鋰之化合物膜者，且具有：爐膛襯墊，其具備冷卻部；及複數個襯墊，其等收納於上述爐膛襯墊，且於其等之內部放入上述蒸鍍材料。

Description

蒸鍍源及蒸鍍裝置

本發明係關於一種蒸鍍源及蒸鍍裝置，尤其係關於使用共蒸鍍進行蒸鍍時較佳之技術。

鋰離子電池之研究正在進行中。其中，負極、電解質、正極全部包含固體之全固體電池作為兼備安全性與高能量密度、長壽命之電池，期待其開發。

此種電池中，作為負極、電解質膜、正極，將包含含有鋰之化合物，例如LiCoO₂ (LCO)、或LiPON等Li化合物之薄膜成膜。作為薄膜之成膜方法，已知有於蒸鍍裝置中藉由電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍法使之蒸鍍。該薄膜之成膜方法中，為將離子傳導性或結晶性等膜特性設為特定之狀態，要求膜組成之嚴密控制。

然而，若使用複數個元素混合之化合物形成薄膜而作為蒸鍍源，則因複數個元素各者之蒸氣壓之差異等，而成為具有與目標薄膜不同之膜組成之薄膜。蒸氣壓低之元素較蒸氣壓高之元素先蒸發。因此，例如於蒸鍍初期，成為富含鋰之膜組成，自該時點經過時間後，鋰枯竭。尤其，於以輥對輥或片對片移動之基板(基材)連續成膜之情形時，無法忽視該組成之偏差。

因此，如專利文獻1所記載，已研討藉由使用複數個源極(蒸鍍源)之共蒸鍍而成膜電解質膜。於共蒸鍍中，例如使用含有鋰之蒸鍍源與含有鈷之蒸鍍源，成膜包含LiCoO₂ (LCO)之正極膜，或使用含有鋰之蒸鍍源與含有磷之蒸鍍源，成膜包含LiPON之電解質膜。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-277917號公報

[發明所欲解決之問題]

但，專利文獻1所記載之技術中，由於有時無法獲得具有期望之膜組成且伴隨其組成之膜質特性，故有如下之要求。由於自複數個蒸鍍源至蒸鍍位置之距離各不相同，故難以將膜組成設為期望之狀態。於加熱時，需要防止與收納有變為高溫之蒸鍍材料之襯墊容器之壁部反應。較佳於蒸鍍時處於熔融狀態之蒸鍍材料之面積變大。但，該情形時，需要防止與上述襯墊容器壁反應，或與其他蒸鍍材料之污染。

本發明係鑑於上述情況而完成者，係欲達成以下目的者。 1.提高共蒸鍍中之膜組成之控制性。 2.抑制收納蒸鍍材料之襯墊容器壁之溫度上昇。 3.可對蒸鍍材料接入大功率而進行加熱。 [解決問題之技術手段]

本發明之蒸鍍源係用以於真空中藉由電子束加熱，使蒸鍍材料蒸發或昇華，且於移動之基板表面藉由共蒸鍍形成包含鋰之化合物膜者，且具有：爐膛襯墊，其具備冷卻部；及複數個襯墊，其等收納於上述爐膛襯墊且於其等之內部放入上述蒸鍍材料。藉此解決上述課題。本發明之蒸鍍源中，亦可為複數個上述襯墊之各者具有與相鄰之襯墊或上述爐膛襯墊即周圍構件對向之壁部，上述襯墊以於加熱狀態下上述壁部與上述周圍構件接觸，於非加熱狀態下具有間隙而與上述周圍構件隔開之方式，配置於上述爐膛襯墊之內部。本發明之蒸鍍源中，亦可為複數個上述襯墊之各者於俯視時為矩形，複數個上述襯墊於與上述基板之移動方向正交之方向上相鄰而配置於上述爐膛襯墊之內部。本發明之蒸鍍源中，形成複數個上述襯墊之各者之材質亦可為於加熱狀態下不與上述蒸鍍材料反應之材質。本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中放入鋰作為上述蒸鍍材料之襯墊亦可包含鉭。本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中放入不包含鋰之上述蒸鍍材料之襯墊亦可包含銅。本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中放入包含鋰之上述蒸鍍材料之襯墊亦可包含鉭。本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中放入包含鋰之上述蒸鍍材料之襯墊亦可包含銅。本發明之蒸鍍源中，亦可為複數個上述襯墊中包含銅之襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸相對於上述襯墊之外形尺寸之比設定於0.0007～0.00839之範圍。本發明之蒸鍍源中，亦可為複數個上述襯墊中包含鉭之襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸相對於上述襯墊之外形尺寸之比設定於0.0007～0.0032之範圍。本發明之蒸鍍源中，亦可為複數個上述襯墊中包含銅之5個襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035～0.042之範圍。本發明之蒸鍍源中，亦可為複數個上述襯墊中包含銅之3個襯墊、與包含鉭之2個襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035～0.0316之範圍。本發明之蒸鍍源中，亦可為複數個上述襯墊中包含銅之2個襯墊、與包含鉭之3個襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035～0.0264之範圍。本發明之蒸鍍源中，亦可為複數個上述襯墊中包含鉭之5個襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035～0.016之範圍。本發明之蒸鍍源中，配置於上述爐膛襯墊之內部之上述襯墊之上緣可為齊平面。本發明之蒸鍍裝置具有：可使基板於真空內移動之腔室、使上述基板移動之基板移動部、上述蒸鍍源、及對上述蒸鍍源照射電子束之電子束源。

本發明之蒸鍍源係用以於真空中藉由電子束加熱，使蒸鍍材料蒸發或昇華，且於移動之基板表面藉由共蒸鍍形成包含鋰之化合物膜者，且具有：爐膛襯墊，其具備冷卻部；及複數個襯墊，其等收納於上述爐膛襯墊且於其等之內部放入上述蒸鍍材料。藉此，使用放入不同蒸鍍材料之複數個襯墊，以藉由冷卻部冷卻爐膛襯墊之狀態進行蒸鍍，藉此可進行共蒸鍍。此時，將襯墊之中央附近部位之蒸鍍材料藉由電子束加熱至共蒸鍍所需之溫度。同時，將襯墊之壁部附近之部位藉由襯墊相接之爐膛襯墊予以冷卻。因此，蒸鍍材料與襯墊之壁部不昇溫至互相化學反應之溫度。

本發明之蒸鍍源中，上述襯墊以於加熱狀態下其壁部與周圍接觸之方式，於非加熱狀態下具有間隙，配置於上述爐膛襯墊之內部。換言之，複數個上述襯墊之各者具有與相鄰之襯墊或上述爐膛襯墊即周圍構件對向之壁部，上述襯墊以於加熱狀態下上述壁部與上述周圍構件接觸，於非加熱狀態下具有間隙而與上述周圍構件隔開之方式，配置於上述爐膛襯墊之內部。藉此，於蒸鍍時之加熱狀態下，襯墊之壁部與周圍構件接觸，可維持用以充分冷卻所需之熱之傳導狀態。此處，於加熱狀態下襯墊之壁部與周圍構件接觸，意指所有襯墊配置於爐膛襯墊之內部之狀態下，配置於彼此相鄰之位置之襯墊中之對向之壁部接觸，或意指互相對向之襯墊之壁部與爐膛襯墊之壁部接觸。又，於加熱狀態下襯墊之壁部與周圍構件接觸，意指只要至少具有互相接觸之部分即可。再者，有將位於襯墊周圍且處於加熱狀態之襯墊之壁部可接觸之構件稱為周圍構件之情形。再者，於非加熱狀態下襯墊之壁部與相鄰之周圍具有間隙，意指所有襯墊配置於爐膛襯墊之內部之狀態下，配置於彼此相鄰之位置之襯墊中之對向之壁部彼此間具有間隙，或意指互相對向之襯墊之壁部與爐膛襯墊之壁部間具有間隙。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊之各者於俯視時為矩形，複數個上述襯墊於與上述基板之移動方向正交之方向相鄰而配置於上述爐膛襯墊之內部。藉此，對於自複數個襯墊移動之基板中之成膜區域(蒸鍍區域)，可使必要量之蒸鍍材料蒸發，以獲得目標膜組成之方式連續進行共蒸鍍。

本發明之蒸鍍源中，形成複數個上述襯墊之各者之材質為於加熱狀態下不與上述蒸鍍材料反應之材質。藉此，於加熱狀態下亦藉由冷卻部冷卻，且確保充分傳導熱之面積，因此抑制襯墊之壁部之溫度上昇，且於該上昇受抑制之狀態下，不與蒸鍍材料化學反應。因此，可防止蒸鍍材料與襯墊壁部反應。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中放入鋰作為上述蒸鍍材料之襯墊包含鉭。藉此，可防止於加熱狀態下昇溫之蒸鍍材料與襯墊壁部反應，且可充分傳導熱，藉由冷卻部冷卻而抑制襯墊之壁部之溫度上昇。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中放入不包含鋰之上述蒸鍍材料之襯墊包含銅。藉此，可防止於加熱狀態下昇溫之蒸鍍材料與襯墊壁部反應，且可充分傳導熱，藉由冷卻部冷卻而抑制襯墊之壁部之溫度上昇。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中放入包含鋰之上述蒸鍍材料之襯墊包含鉭。藉此，可防止於加熱狀態下昇溫之蒸鍍材料與襯墊壁部反應，且可充分傳導熱，藉由冷卻部冷卻而抑制襯墊之壁部之溫度上昇。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中放入包含鋰之上述蒸鍍材料之襯墊包含銅。藉此，可防止於加熱狀態下昇溫之蒸鍍材料與襯墊壁部反應，且可充分傳導熱，藉由冷卻部冷卻而抑制襯墊之壁部之溫度上昇。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中包含銅之襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸相對於上述襯墊之外形尺寸之比設定於0.0007～0.00839之範圍。藉此，於設為配合蒸鍍材料之加熱溫度之蒸鍍狀態(加熱狀態)下，與各者之材質對應而熱膨脹之襯墊之側壁與互相對向之襯墊之壁部及爐膛襯墊之壁部接觸。因此，確保充分傳導熱之面積，故抑制襯墊之壁部之溫度上昇，且於加熱狀態下亦藉由冷卻部冷卻，可防止昇溫之蒸鍍材料與襯墊壁部反應。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中包含鉭之襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸相對於上述襯墊之外形尺寸之比設定於0.0007～0.0032之範圍。藉此，於設為配合蒸鍍材料之加熱溫度之蒸鍍狀態(加熱狀態)下，與各者之材質對應而熱膨脹之襯墊之側壁與互相對向之襯墊之壁部及爐膛襯墊之壁部接觸。因此，確保充分傳導熱之面積，故抑制襯墊之壁部之溫度上昇，且於加熱狀態下亦藉由冷卻部冷卻，可防止昇溫之蒸鍍材料與襯墊壁部反應。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中包含銅之5個襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035～0.042之範圍。藉此，於設為配合蒸鍍材料之加熱溫度之蒸鍍狀態(加熱狀態)下，對應於各者之材質而熱膨脹之襯墊之側壁與配置於彼此相鄰位置之襯墊中之對向之壁部接觸，且互相對向之襯墊之壁部與爐膛襯墊之壁部接觸。因此，確保充分傳導熱之面積，故抑制襯墊之壁部之溫度上昇，且於加熱狀態下亦藉由冷卻部冷卻，可防止昇溫之蒸鍍材料與襯墊壁部反應。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中包含銅之3個襯墊、與包含鉭之2個襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035～0.0316之範圍。藉此，於設為配合蒸鍍材料之加熱溫度之蒸鍍狀態(加熱狀態)下，對應於各者之材質而熱膨脹之襯墊之側壁與配置於彼此相鄰位置之襯墊中之對向之壁部接觸，且互相對向之襯墊之壁部與爐膛襯墊之壁部接觸。因此，確保充分傳導熱之面積，故抑制襯墊之壁部之溫度上昇，且於加熱狀態下亦藉由冷卻部冷卻，可防止昇溫之蒸鍍材料與襯墊壁部反應。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中包含銅之2個襯墊、與包含鉭之3個襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035～0.0264之範圍。藉此，於設為配合蒸鍍材料之加熱溫度之蒸鍍狀態(加熱狀態)下，對應於各者之材質而熱膨脹之襯墊之側壁與配置於彼此相鄰位置之襯墊中之對向之壁部接觸，且互相對向之襯墊之壁部與爐膛襯墊之壁部接觸。因此，確保充分傳導熱之面積，故抑制襯墊之壁部之溫度上昇，且於加熱狀態下亦藉由冷卻部冷卻，可防止昇溫之蒸鍍材料與襯墊壁部反應。

本發明之蒸鍍源中，複數個上述襯墊中包含鉭之5個襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035～0.016之範圍。藉此，於設為配合蒸鍍材料之加熱溫度之蒸鍍狀態(加熱狀態)下，對應於各者之材質而熱膨脹之襯墊之側壁與配置於彼此相鄰位置之襯墊中之對向之壁部接觸，且互相對向之襯墊之壁部與爐膛襯墊之壁部接觸。因此，確保充分傳導熱之面積，故抑制襯墊之壁部之溫度上昇，且於加熱狀態下亦藉由冷卻部冷卻，可防止昇溫之蒸鍍材料與襯墊壁部反應。

本發明之蒸鍍源之配置於上述爐膛襯墊之內部之上述襯墊之上緣為齊平面。藉此，可防止藉由襯墊之緣部，對朝向基板之蒸鍍粒子帶來不佳影響，而提高膜厚、膜特性之均一化。

又，本發明之蒸鍍裝置具有：可使基板於真空內移動之腔室、使上述基板移動之基板移動部、上述蒸鍍源、及對上述蒸鍍源照射電子束之電子束源。藉此，藉由將具有目標膜組成之包含鋰之化合物膜共蒸鍍，而可成膜。 [發明之效果]

根據本發明，可發揮能提高共蒸鍍中之膜組成之控制性、抑制收納蒸鍍材料之襯墊容器壁之溫度上昇、可對蒸鍍材料接入大功率而進行加熱之效果。

以下，基於圖式說明本發明之蒸鍍裝置之第1實施形態。圖1係顯示本實施形態之蒸鍍裝置之模式圖，於圖1中，符號100為蒸鍍裝置。於圖1中，X軸、Y軸及Z軸方向表示互相正交之3軸方向，X軸及Y軸表示水平方向，Z軸方向表示鉛垂方向。

本實施形態之蒸鍍裝置100如圖1所示，具有真空腔室(腔室)110、成膜部120、搬送部(基板移動部)130、回收部(基板移動部)160、及搬送機構(基板移動部)170。

真空腔室110具有可密閉之構造，與具有真空泵P1之第1排氣線L連接。藉此，真空腔室110其內部構成為可排氣或維持於特定之減壓氛圍。又，真空腔室110如圖1所示，具有分別區劃成膜部120、搬送部130及回收部160之複數個隔板111、115。

成膜部120為由隔板111與真空腔室110之外壁區劃之成膜室，於其內部具有蒸鍍源10。又，成膜部120連接於第1排氣線L。藉此，將真空腔室110排氣時，首先將成膜部120內排氣。

另一方面，由於成膜部120與搬送部130連通，故若將成膜部120內排氣，則搬送部130內亦被排氣。藉此，於成膜部120與搬送部130間產生壓力差。藉由該壓力差，抑制後述之包含鋰之原料的蒸氣流侵入搬送部130內。於成膜部120，連接供給成膜氣體之氣體供給部S0。氣體供給部S0構成電漿產生部。氣體供給部S0可供給包含氮或氧之成膜氣體。

蒸鍍源(成膜源供給部)10為使包含鋰之原料蒸發之蒸發源，例如以電阻加熱式蒸發源、感應加熱式蒸發源、電子束加熱式蒸發源等構成。

搬送部130為由隔板115與真空腔室110之外壁區劃之搬送室，配置於真空腔室110內之Y軸方向上方之位置。本實施形態中，僅於成膜部120連接第1排氣線L，但亦可藉由亦於搬送部130連接其他排氣線，而將搬送部130與成膜部120獨立排氣。

搬送機構(基板移動部)170具有捲出輥171、主輥172、及捲取輥173。

捲出輥171、主輥172及捲取輥173分別具備未圖示之旋轉驅動部，可繞Z軸以特定之旋轉速度於圖1中之箭頭方向分別旋轉地構成。藉此，真空腔室110內，自捲出輥171向捲取輥173以特定之搬送速度搬送基材(基板)F。

捲出輥171設置於較成膜部120更靠基材F之搬送方向上游側，具有將基材F送出至主輥172之功能。另，亦可於捲出輥171與主輥172間之適當位置，配置不具備獨立之旋轉驅動部之適當數量之導輥(省略圖示)。

主輥172於基材F之搬送方向上配置於捲出輥171與捲取輥173間。主輥172之Y軸方向之下部之至少一部分配置於通過設置於隔板111之開口部111a而面對成膜部120之位置。主輥172空出特定之間隔與開口部111a對向，與蒸鍍源10於Y軸方向對向。主輥172以不鏽鋼、鐵、鋁等金屬材料構成為筒狀，亦可於其內部設置例如未圖示之溫度調節媒體循環系統等溫度調節機構。主輥172之大小未特別限定，典型而言，設定為Z軸方向之寬度尺寸大於基材F之Z軸方向之寬度尺寸。

捲取輥173配置於由隔板115與真空腔室110之外壁區劃之空間即回收部160，具有回收自捲出輥171捲出之基材F之功能。包含鋰之蒸發材料通過成膜部120堆積於藉由捲取輥173回收之基材F上。亦可於捲取輥173與主輥172間之適當位置，配置不具備獨立之旋轉驅動部之適當數量之導輥(省略圖示)。另，亦可不設置隔板115。

基材F例如為裁斷成特定寬度之長型膜。基材F以銅、鋁、鎳、不鏽鋼等金屬構成。基材之材料不限定於金屬。作為基材F之材料，亦可使用OPP(拉伸聚丙烯)膜、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)膜、PPS(聚苯硫醚)膜、PI(聚醯亞胺)膜等樹脂膜。基材F之厚度未特別限定，例如為數µm～數十µm。又，對於基材F之寬度或長度亦未特別限制，可根據用途適當決定。

於成膜部120，設置對蒸鍍源(成膜源)10照射電子束EB而加熱之電子束源EB0。亦可於成膜部120，設置切斷電子束EB之擋閘(未圖示)。

於成膜部120，於蒸鍍源(成膜源)10與主輥172間，設置具有開口21之擋板(遮蔽部)20作為成膜區域規定部。開口21附近之基材F之移動方向設為X方向。又，於主輥172之內部位置，即，成為基材F之背面(另一面)側之位置，配置磁鐵30。

擋板20具有對捲繞於主輥172之基材F規定成膜區域之矩形開口21。擋板20只要覆蓋開口21以外之基材F即可。

擋板20設為板狀之導體，其電位接地(接地狀態，擋板20接地)。擋板20以相對於捲繞於主輥172之基材F大致平行之方式配置。另，擋板20亦可根據成膜條件浮動(浮動電位)。另，使用周知之電源將特定之電位賦予擋板20之情形時，擋板20亦視為浮動。

擋板20於主輥172中之開口21之外側位置，藉由遮蔽板部111b對隔板(遮罩)111連接。遮蔽板部111b包圍設置於隔板111之開口部111a之外側。遮蔽板部111b將擋板20與隔板111間密閉。擋板20與遮蔽板部111b以包圍電漿產生區域之方式配置於外側。擋板20之開口21之Z方向之尺寸設定為小於Z方向之基材F之寬度尺寸。

磁鐵30以朝向主輥172之外側形成磁通之方式配置。磁鐵30配置於開口21之內側位置，與電漿產生區域之形狀對應。

又，可於主輥172連接電漿產生電源124，供給電漿產生電力。電漿產生電源124設為交流電源或直流電源。電漿產生電源124構成電漿產生部。

蒸鍍裝置100具有如上之構成。另，雖未圖示，但蒸鍍裝置100具備控制蒸鍍源10及搬送機構170、真空泵P1、氣體供給部S0、電漿產生電源124、磁鐵30等之控制部。上述控制部以包含CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)及記憶體之電腦構成，控制蒸鍍裝置100全體之動作。又，蒸鍍裝置100之構成並非限定於圖示之構成，例如成膜部120、蒸鍍源10、搬送部130及回收部160之配置或大小等、及蒸鍍源、供給之氣體種類、供給電位等皆可適當變更。或者，亦可不設置蒸鍍裝置100之上述構成要件中之任一者。

圖2係顯示本實施形態之蒸鍍源之俯視圖，圖3係顯示本實施形態之蒸鍍源之側剖視圖。蒸鍍源10係使蒸鍍材料蒸發或昇華之坩鍋。蒸鍍源10如圖2、圖3所示，具有爐膛襯墊11，其具備冷卻部18；及複數個襯墊12～16，其等收納於爐膛襯墊11，且於其等之內部放入蒸鍍材料。本實施形態中，將收納於爐膛襯墊11之襯墊12～16設為5個，但坩鍋之構造不限定於該分割數，可根據共蒸鍍之條件適當設定其數量。尤其，可根據基材F之Z方向之寬度尺寸、及共蒸鍍所使用之蒸鍍材料之種類數，來設定作為坩鍋之分割數，即設置於爐膛襯墊11之襯墊12～16之個數。

爐膛襯墊11如圖2、圖3所示，設為俯視時為矩形之箱體。爐膛襯墊11以爐膛襯墊11之長邊方向沿與基材F之移動方向正交之Z方向之方式配置於成膜部120。爐膛襯墊11配置於基材F之下方位置。爐膛襯墊11例如為銅(Cu)等金屬製之基體。爐膛襯墊11其上部具有矩形輪廓並開口。爐膛襯墊11之全周中，壁部11a自爐膛襯墊11之上部開口向下方延伸。

於爐膛襯墊11之壁部11a及底部11b，設置使冷煤回流之冷卻通路18a作為冷卻部18。冷卻通路18a與配置於爐膛襯墊11外部之冷卻源18b連接。冷卻源18b對冷卻通路18a供給冷媒。冷卻源18b亦可配置於成膜部120之外部。於爐膛襯墊11之內部，收納複數個襯墊12～16。

襯墊12～16設為小於爐膛襯墊11之俯視時為矩形之箱體。襯墊12～16皆載置於爐膛襯墊11之底部11b。襯墊12～16之各者於上部具有相同形狀之開口。即，襯墊12～16之各者具有彼此相同之開口面積。又，襯墊12～16亦可根據蒸鍍條件，具有互不相同之開口面積。以複數個襯墊12～16之開口之上緣成為齊平面之方式，形成襯墊12～16之壁部12a～16a。又，襯墊12～16之開口上緣與爐膛襯墊11之開口上緣為齊平面，或高於爐膛襯墊11之開口上緣而形成。

襯墊12～16於爐膛襯墊11之長邊方向相鄰排列。因此，襯墊12～16以沿與基材F之移動方向正交之Z方向之方式排列。襯墊12～16之壁部12a～16a與爐膛襯墊11(周圍構件)之壁部11a、或相鄰之襯墊(周圍構件、12～16)之壁部(12a～16a)對向。尤其，襯墊12之壁部12a與爐膛襯墊11(周圍構件)之壁部11a、及相鄰於襯墊12之襯墊13(周圍構件)之壁部13a對向。襯墊13之壁部13a與爐膛襯墊11(周圍構件)之壁部11a、相鄰於襯墊13之襯墊12(周圍構件)之壁部12a、及相鄰於襯墊13之襯墊14(周圍構件)之壁部14a對向。襯墊14之壁部14a與爐膛襯墊11(周圍構件)之壁部11a、相鄰於襯墊14之襯墊13(周圍構件)之壁部13a、及相鄰於襯墊14之襯墊15(周圍構件)之壁部15a對向。襯墊15之壁部15a與爐膛襯墊11(周圍構件)之壁部11a、相鄰於襯墊15之襯墊14(周圍構件)之壁部14a、及相鄰於襯墊15之襯墊16(周圍構件)之壁部16a對向。襯墊16之壁部16a與爐膛襯墊11(周圍構件)之壁部11a、及相鄰於襯墊16之襯墊15(周圍構件)之壁部15a對向。襯墊12～16之底部12b～16b皆與爐膛襯墊11之底部11b密接。為將冷卻效率設定為較高，襯墊12～16例如設為熱傳導率較高之金屬製。

為使用於用以形成包含鋰之化合物膜之共蒸鍍，於本實施形態之襯墊12～16分別放入互不相同之蒸鍍材料。該情形時，較佳於襯墊12～16中相鄰之襯墊放入互不相同之蒸鍍材料。又，襯墊之數量為奇數之情形時，即，將襯墊12～16配置於爐膛襯墊11之情形時，可根據放入襯墊內部之蒸鍍材料之蒸氣壓、加熱溫度，設定其個數。形成襯墊12～16之材料之各者設為共蒸鍍時不與加熱狀態之蒸鍍材料反應之材質。即，形成襯墊12～16之材料之各者根據放入各者之蒸鍍材料選擇，分別設為共蒸鍍時不與加熱狀態之蒸鍍材料反應之材質。

此處，襯墊12～16中，放入鋰作為蒸鍍材料之襯墊可由鉭形成。又，襯墊12～16中，放入不包含鋰之蒸鍍材料之襯墊可由銅形成。又，襯墊12～16中，放入包含鋰之蒸鍍材料之襯墊可由鉭形成。又，襯墊12～16中，放入包含鋰之蒸鍍材料之襯墊可由銅形成。另，襯墊12～16中，由鉭形成襯墊之情形相較以銅形成襯墊之情形，可更適用於加熱狀態下之設定溫度較高之蒸鍍材料。另，襯墊12～16亦可由鉭、鎢、鉬、鈮等具有2400°C以上之熔點之高熔點金屬之單體及合金形成。

具體而言，襯墊12～16中，於襯墊放入CoO、Li₂ O作為蒸鍍材料之情形時，可由Cu形成襯墊。襯墊12～16中，於襯墊放入Li作為蒸鍍材料之情形時，可由Ta形成襯墊。

圖4係顯示本實施形態之蒸鍍源中之襯墊配置之一例之說明圖，圖5係顯示本實施形態之蒸鍍源中之襯墊配置之另一例之說明圖。如圖4所示，於襯墊12～16放入CoO及Li作為蒸鍍材料之情形時，可設為於襯墊12、14、16放入CoO，於襯墊13、15放入Li之配置。此時，可以Cu形成襯墊12、14、16，以Ta形成襯墊13、15。如圖5所示，於襯墊12～16放入CoO、Li₂ O作為蒸鍍材料之情形時，可設為於襯墊12、14、16放入CoO，於襯墊13、15放入Li₂ O之配置。此時，可以Cu形成襯墊12～16。

基材F之移動方向即X方向上，襯墊12～16之尺寸分別設定為小於爐膛襯墊11之寬度尺寸。又，與基材F之移動方向正交之Z方向上，襯墊12～16之尺寸合計設定為小於爐膛襯墊11之長邊尺寸。蒸鍍源10中，襯墊12～16配置於爐膛襯墊11之內部之構造中，於加熱狀態下襯墊12～16之壁部12a～16a與周圍構件接觸，另一方面，於非加熱狀態下，於壁部與周圍構件間產生間隙。

襯墊12具有於其Z方向延伸之壁部12a，爐膛襯墊11於壁部11a及與壁部11a對向之壁部12a間，具有X方向之間隙G12X。間隙G12X對應於共蒸鍍時之加熱溫度下之熱拉伸設定。具體而言，間隙G12X對應於與襯墊12之材質相應之熱膨脹率設定。間隙G12X對應於襯墊12之X方向之尺寸、與根據襯墊12之材質而熱膨脹之X方向之尺寸設定。即，以於共蒸鍍時之加熱溫度下，熱拉伸之襯墊12之壁部12a與爐膛襯墊11之壁部11a密接之方式，設定間隙G12X。另，如圖2所示，爐膛襯墊11具有位於右側及左側之2個壁部11a，於該2個壁部11a間配置有襯墊12。此處，於非加熱狀態下，襯墊12之外形尺寸與2個壁部11a隔開之距離間具有尺寸差。該差為間隙。例如，於非加熱狀態下，有於右側之壁部11a與面向該右側之壁部11a之壁部12a間產生間隙之情形，有於左側之壁部11a與面向該左側之壁部11a之壁部12a間產生間隙之情形。為說明該間隙，圖2模式性顯示於非加熱狀態下，僅於右側之壁部11a與襯墊12之壁部12a間產生間隙G12X之情形。換言之，間隙G12X為於右側之壁部11a產生之間隙與於左側之壁部11a產生之間隙的和。又，關於非加熱狀態時與加熱狀態時之X方向之間隙的差異，間隙G12X表示非加熱狀態之間隙(於非加熱狀態下，2個壁部11a隔開之距離與襯墊12之外形尺寸之差)、與加熱狀態之間隙之差(於加熱狀態下，2個壁部11a隔開之距離與襯墊12之外形尺寸之差)。另，壁部13a、14a、15a、16a相關之間隙G13X、G14X、G15X、G16X之定義與上述間隙G12X之定義相同。

同樣，襯墊13具有於其Z方向延伸之壁部13a，爐膛襯墊11於壁部11a及與壁部11a對向之壁部13a間，具有X方向之間隙G13X。間隙G13X對應於共蒸鍍時之加熱溫度下之熱拉伸設定。具體而言，間隙G13X對應於與襯墊13之材質相應之熱膨脹率設定。間隙G13X對應於襯墊13之X方向之尺寸、與根據襯墊13之材質而熱膨脹之X方向之尺寸設定。即，以於共蒸鍍時之加熱溫度下，熱拉伸之襯墊13之壁部13a與爐膛襯墊11之壁部11a密接之方式，設定間隙G13X。

同樣，襯墊14具有於其Z方向延伸之壁部14a，爐膛襯墊11於壁部11a及與壁部11a對向之壁部14a間，具有X方向之間隙G14X。間隙G14X對應於共蒸鍍時之加熱溫度下之熱拉伸設定。具體而言，間隙G14X對應於與襯墊14之材質相應之熱膨脹率設定。間隙G14X對應於襯墊14之X方向之尺寸、與根據襯墊14之材質而熱膨脹之X方向之尺寸設定。即，以於共蒸鍍時之加熱溫度下，熱拉伸之襯墊14之壁部14a與爐膛襯墊11之壁部11a密接之方式，設定間隙G14X。

同樣，襯墊15具有於其Z方向延伸之壁部15a，爐膛襯墊11於壁部11a及與壁部11a對向之壁部15a間，具有X方向之間隙G15X。間隙G15X對應於與襯墊15之材質相應之熱膨脹率設定。具體而言，間隙G15X對應於共蒸鍍時之加熱溫度下之熱拉伸設定。間隙G15X對應於襯墊15之X方向之尺寸、與根據襯墊15之材質而熱膨脹之X方向之尺寸設定。即，以於共蒸鍍時之加熱溫度下，熱拉伸之襯墊15之壁部15a與爐膛襯墊11之壁部11a密接之方式，設定間隙G15X。

同樣，襯墊16具有於其Z方向延伸之壁部16a，爐膛襯墊11於壁部11a及與壁部11a對向之壁部16a間，具有X方向之間隙G16X。間隙G16X對應於與襯墊16之材質相應之熱膨脹率設定。具體而言，間隙G16X對應於共蒸鍍時之加熱溫度下之熱拉伸設定。間隙G16X對應於襯墊16之X方向之尺寸、與根據襯墊16之材質而熱膨脹之X方向之尺寸設定。即，以於共蒸鍍時之加熱溫度下，熱拉伸之襯墊16之壁部16a與爐膛襯墊11之壁部11a密接之方式，設定間隙G16X。

同樣，於Z方向上對向之爐膛襯墊11之2個壁部11a(與上述左側之壁部11a及右側之壁部11a正交之壁部11a)間，襯墊12～16以具有Z方向之間隙G12Z、G13Z、G14Z、G15Z、G16Z之方式排列。如後述，間隙G12Z、G13Z、G14Z、G15Z、G16Z之尺寸之和以G11Z表示，間隙G12Z、G13Z、G14Z、G15Z、G16Z之各者為間隙G11Z之一部分。具體而言，於Z方向上，於爐膛襯墊11之壁部11a與襯墊12之壁部12a間具有間隙G12Z，於襯墊12之壁部12a與襯墊13之壁部13a間具有間隙G13Z，於襯墊13之壁部13a與襯墊14之壁部14a間具有間隙G14Z，於襯墊14之壁部14a與襯墊15之壁部15a間具有間隙G15Z，於襯墊15之壁部15a與襯墊16之壁部16a間具有間隙G16Z。

該間隙G11Z對應於共蒸鍍時之加熱溫度下之熱拉伸設定。具體而言，間隙G11Z對應於襯墊12～16之Z方向尺寸之和、與襯墊12～16之各者之材質之熱膨脹率設定。即，以於共蒸鍍時之加熱溫度下，位於熱拉伸之襯墊12～16之Z方向之兩端部之壁部12a及壁部16a與Z方向上與壁部12a及壁部16a對向之爐膛襯墊11之壁部11a密接之方式，熱拉伸之襯墊12～16中相鄰之2個襯墊互相於Z方向密接之方式，設定間隙G11Z。

間隙G11Z如此對應於各個襯墊12～16之各個材質之熱膨脹率設定。即，以對應於襯墊12之Z方向之尺寸與襯墊12之材質之熱膨脹率的間隙G12Z、對應於襯墊13之Z方向之尺寸與襯墊13之材質之熱膨脹率的間隙G13Z、對應於襯墊14之Z方向之尺寸與襯墊14之材質之熱膨脹率的間隙G14Z、對應於襯墊15之Z方向之尺寸與襯墊15之材質之熱膨脹率的間隙G15Z、對應於襯墊16之Z方向之尺寸與襯墊16之材質之熱膨脹率的間隙G16Z之和，設定間隙G11Z。

即，於Z方向上，襯墊12～16與爐膛襯墊11具有以下之尺寸關係。 G11Z=G12Z+G13Z+G14Z+G15Z+G16Z 該等間隙G12X～G16X、G11Z～G16Z皆根據襯墊12～16之材質分別設定。因此，襯墊12～16之材質不同之情形時，間隙G12X～G16X、G11Z～G16Z之值亦對應變更。

此處，襯墊12～16中，對於各個間隙G12X～G16X、G11Z～G16Z自室溫加熱至500°C時之熱拉伸尺寸，設定相對於襯墊12～16之尺寸之比。以下之說明中，將間隙G12X相對於襯墊12尺寸之比稱為RX12，將間隙G13X相對於襯墊13尺寸之比稱為RX13，將間隙G14X相對於襯墊14尺寸之比稱為RX14，將間隙G15X相對於襯墊15尺寸之比稱為RX15，及將間隙G16X相對於襯墊16尺寸之比稱為RX16。

具體而言，於X方向上，襯墊12～16包含Cu之情形時，比RX12、RX13、RX14、RX15、RX16之各者以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。又，襯墊12～16包含Ta之情形時，比RX12、RX13、RX14、RX15、RX16之各者以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。

亦可以比RX12、RX13、RX14、RX15、RX16之各者小於上述範圍之下限值，例如具有大於0 mm之間隙之方式，設定為可將襯墊12～16收納於爐膛襯墊11內部之程度。然而，該情形時，有根據形狀之歷時變化或加工精度，無法將襯墊12～16收納於爐膛襯墊11內部之虞，故較佳為將比RX12、RX13、RX14、RX15、RX16之各者設為上述範圍。又，比RX12、RX13、RX14、RX15、RX16之各者大於上述範圍之上限值之情形時，有襯墊12～16於熱膨脹時不與爐膛襯墊11內部接觸之情形，無法充分冷卻因而不佳。

又，可將X方向之襯墊12～16之外形寬度尺寸設為40 mm～150 mm之範圍，Z方向之襯墊12～16之外形縱尺寸設為40 mm～150 mm之範圍。此處，例如襯墊12～16包含Cu之情形時，間隙G12X～G16X可以成為0.05 mm～0.60 mm之範圍之方式設定。又，襯墊12～16包含Ta之情形時，間隙G12X～G16X可以成為0.05 mm～0.23 mm之範圍之方式設定。

亦可以間隙G12X～G16X小於上述範圍之下限值，例如具有大於0 mm之間隙之方式，設定為可將襯墊12～16收納於爐膛襯墊11內部之程度。然而，該情形時，有根據形狀之歷時變化或加工精度，無法將襯墊12～16收納於爐膛襯墊11內部之虞，故較佳為將比RX12、RX13、RX14、RX15、RX16之各者設為上述範圍。又，間隙G12X～G16X大於上述範圍之上限值之情形時，有襯墊12～16於熱膨脹時不與爐膛襯墊11內部接觸之情形，無法充分冷卻因而不佳。

接著，針對襯墊12～16中之2個材質互不相同時之間隙G11Z進行說明。首先，1個襯墊包含Cu之情形時，間隙相對於該Cu襯墊之Z方向之尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。又，1個襯墊包含Ta之情形時，間隙相對於該Ta襯墊之Z方向之尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。此處，爐膛襯墊11中之間隙G11Z(G12Z、G13Z、G14Z、G15Z、G16Z之和)由收納於爐膛襯墊11之Cu襯墊及Ta襯墊個數與上述間隙比求得。具體而言，將Cu襯墊之個數與Cu時之上述間隙比(0.0007～0.00839)相乘，獲得間隙值。同樣，將Ta襯墊之個數與Ta時之上述間隙比(0.0007～0.0032)相乘，獲得間隙值。將獲得之間隙相加所得之值成為間隙G11Z。以下之說明中，將間隙G12Z相對於襯墊12尺寸之比稱為RZ12，將間隙G13Z相對於襯墊13尺寸之比稱為RZ13，將間隙G14Z相對於襯墊14尺寸之比稱為RZ14，將間隙G15Z相對於襯墊15尺寸之比稱為RZ15，及將間隙G16Z相對於襯墊16尺寸之比稱為RZ16。

亦可以複數個襯墊12～16排列之Z方向上，比RZ12、RZ13、RZ14、RZ15、RZ16之各者小於上述範圍之下限值，例如具有大於0 mm之間隙之方式，設定為可將襯墊12～16收納於爐膛襯墊11內部之程度。然而，該情形時，有根據形狀之歷時變化或加工精度，無法將襯墊12～16收納於爐膛襯墊11內部之虞，故較佳為將比RZ12、RZ13、RZ14、RZ15、RZ16之各者設為上述範圍。同樣，比RZ12、RZ13、RZ14、RZ15、RZ16之各者大於上述範圍之上限值之情形時，有襯墊12～16於熱膨脹時不與爐膛襯墊11內部接觸之情形，無法充分冷卻因而不佳。

本實施形態之蒸鍍源10中，如圖4所示，包含銅之5個襯墊12～16於爐膛襯墊11之內部於Z方向相鄰配置之情形時，較佳為非加熱狀態之間隙G12X～G16X、G11Z～G16Z如下述般設定。

具體而言，圖4所示之例中，對應於構成材料Cu設定以下之構造。間隙G12X相對於包含Cu之襯墊12之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G12X設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G13X相對於包含Cu之襯墊13之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G13X設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。

間隙G14X相對於包含Cu之襯墊14之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G14X設定於0.05 mm～0.50 mm之範圍。間隙G15X相對於包含Cu之襯墊15之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G15X設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G16X相對於包含Cu之襯墊16之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G16X設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。

間隙G11Z相對於包含Cu之襯墊12～16之Z方向外形縱尺寸之和之比以成為0.0035～0.042之範圍之方式設定。間隙G11Z設定於0.25 mm～3.0 mm之範圍。間隙G12Z相對於包含Cu之襯墊12之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G12Z設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G13Z相對於包含Cu之襯墊13之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G13Z設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。

間隙G14Z相對於包含Cu之襯墊14之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G14Z設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G15Z相對於包含Cu之襯墊15之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G15Z設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G16Z相對於包含Cu之襯墊16之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G16Z設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。

本實施形態之蒸鍍源10中，如圖5所示，包含銅之3個襯墊12、14、16、與包含鉭之2個襯墊13、15於爐膛襯墊11之內部於Z方向相鄰配置之情形時，較佳為非加熱狀態之間隙G12X～G16X、G11Z～G16Z如下述般設定。

具體而言，圖5所示之例中，對應於構成材料Cu及Ta設定以下之構造。間隙G12X相對於包含Cu之襯墊12之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G12X設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G13X相對於包含Ta之襯墊13之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G13X設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。

間隙G14X相對於包含Cu之襯墊14之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G14X設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G15X相對於包含Ta之襯墊15之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G15X設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G16X相對於包含Cu之襯墊16之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G16X設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。

間隙G11Z相對於襯墊12～16之Z方向外形縱尺寸之和之比以成為0.0035～0.0316之範圍之方式設定，以與關於Cu及Ta之上述比對應。間隙G11Z設定於0.25 mm～2.26 mm之範圍。間隙G12Z相對於包含Cu之襯墊12之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G12Z設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G13Z相對於包含Ta之襯墊13之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G13Z設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。

間隙G14Z相對於包含Cu之襯墊14之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G14Z設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G15Z相對於包含Ta之襯墊15之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G15Z設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G16Z相對於包含Cu之襯墊16之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G16Z設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。

針對蒸鍍裝置100之成膜方法進行說明。另，作為以下之成膜方法，針對於網狀之基材F上，形成含有氧及鋰之化合物膜作為薄膜之方法進行說明。尤其，針對形成包含LCO(鈷酸鋰)之化合物膜之方法進行說明。

LCO(鈷酸鋰)適於作為電池或二次電池用正極界面。用於該目的之典型層系中，可成膜具有數μm左右層厚之LCO層。

亦可進行使用電子束被覆法之LCO層之析出。該情形時，如圖4所示，Li₂ O(氧化鋰)與CoO(氧化鈷)，或者如圖5所示，鋰(Li)與CoO(氧化鈷)藉由直接作用於蒸鍍材料之電子束，而於含有氧之反應性氣體氛圍內蒸發。

作為至少具有元素鋰之蒸鍍材料，如圖5所示，於襯墊12～16中交替放入CoO及Li。具體而言，於襯墊12、14、16中放入CoO，於襯墊13、15中放入Li。藉由使該蒸鍍材料於真空腔室內部藉由熱蒸發裝置蒸發，而於基板上析出LCO層。

此時，加熱前之襯墊12～16設置為於X方向上，皆於爐膛襯墊11之內部，分別以間隙G12X～G16X之一半值與爐膛襯墊11之壁部11a隔開。又，加熱前之襯墊12～16以於Z方向上，以將間隙G12Z～G16Z之和等分(將和5等分)之距離互相隔開之方式配置。即，加熱前之襯墊12～16皆以具有對應於加熱時之熱拉伸之距離，互相與周圍構件隔開之方式配置。

另，圖2、圖3中，為說明間隙G12X～G16Z，襯墊12～16與爐膛襯墊11之一內壁面接觸，但各個襯墊12～16於X方向及Z方向上，以具有與周圍構件均等之間隔隔開之方式配置後，加熱襯墊。此時，較佳為藉由電子束EB之掃描進行加熱時，以維持均等間隔之狀態加熱襯墊12～16。

且，藉由直接自電子槍EB0照射之電子束EB，來使蒸鍍材料蒸發。同時，將含有氧之成分，較佳為含有氧之反應性氣體導入真空腔室內，且藉由電漿貫通上昇之蒸氣粒子雲。

作為含有氧之反應性氣體，例如氧氣(O₂ )般之氣體較為適合。關於含有氧之反應性氣體之導入，例如亦可將含有氧之precursor(前驅體)導入真空腔室內。

蒸鍍裝置100之成膜中，首先，將真空腔室110內排氣，將成膜部120、搬送部130及回收部160維持在特定之真空度。又，使支持基材F之搬送機構170驅動，自捲出輥171向捲取輥173搬送基材F。將基材F於成膜部120中沿X方向搬送(移動)。另，於基材F，預先於特定之區域形成有集電體等。

成膜部120中，自氣體供給部S0向成膜部120內導入含有氧之氣體。又，成膜部120中，自連接之電漿產生電源124對主輥172供給電漿產生電力。同時，成膜部120中，藉由自連接之電源所供給之電力，磁鐵30產生磁通。藉此，於開口21附近之電漿產生區域，產生電漿。

成膜部120中，藉由離子束EB加熱蒸鍍源10，使包含鋰之蒸鍍材料與包含鈷之蒸鍍材料自襯墊12～16蒸發，形成向主輥172上之基材F出射之包含鋰及鈷之蒸鍍材料(成膜原料)之蒸氣流。

此時，收納於各襯墊12～16之蒸鍍材料之加熱條件根據各個蒸鍍材料之蒸氣壓、昇華溫度、蒸發量、共蒸鍍所需之比例、共蒸鍍所需之接入功率等設定。又，包含鋰及鈷之蒸鍍材料(成膜原料)之蒸氣流藉由擋板20之開口21，被限制向基材F之到達區域。

擋板20之開口21附近之區域中，藉由電漿化之氧氣而活化之包含鋰及鈷之蒸鍍粒子作為含有氧之化合物膜成膜於基材F之表面。

於與共蒸鍍相應之加熱狀態下，各襯墊12～16溫度上昇。伴隨於此，各襯墊12～16遵循對應於各個材料之熱膨脹率而熱拉伸。其結果，各襯墊12～16之壁部12a～16a與以對向狀態相鄰之爐膛襯墊11之壁部11a、或以對向狀態相鄰之壁部12a～16a接觸。

即，各襯墊12～16於爐膛襯墊11之內部，以各者之間隙G12X～G16Z成為零之方式熱膨脹。各襯墊12～16之壁部12a～16a皆密接於與壁部對向相鄰之周圍構件。

此時，藉由與利用冷卻部18冷卻之爐膛襯墊11接觸，各襯墊12～16藉由自壁部12a～16a向壁部11a及底部11b之熱傳導而冷卻。又，各襯墊12～16藉由向相鄰之襯墊12～16之壁部12a～16a之熱傳導而冷卻。

藉此，各襯墊12～16維持於不與內部之蒸鍍材料化學反應之溫度範圍。同時，位於各襯墊12～16之開口中央部分之蒸鍍材料熔融，蒸發或昇華。位於接近壁部12a～16a之開口周緣部分之蒸鍍材料未熔融，或維持溫度上昇緩慢之狀態。

因此，本實施形態之蒸鍍裝置100可不產生污染或引起組成比之變化等而進行共蒸鍍。

藉此，本實施形態之蒸鍍裝置100藉由交替配置互不相同之蒸鍍材料之襯墊12～16，而可將化合物膜之膜組成設定於較佳範圍，可製造膜特性提高之化合物膜。

又，雖已說明本實施形態之蒸鍍裝置100為輥對輥裝置之情形，但本發明並非限定於該構成，亦可構成為於基板搬送中成膜於單片基板。又，本實施形態之蒸鍍裝置除鋰化合物膜之成膜部外，亦可具有其他成膜部或其他處理部。

以下，基於圖式說明本發明之蒸鍍裝置之第2實施形態。圖6係顯示本實施形態之蒸鍍源中之襯墊配置之一例之說明圖，圖7係顯示本實施形態之蒸鍍源中之襯墊配置之另一例之說明圖。本實施形態中，與上述第1實施形態不同之點為形成包含LiPON之化合物膜，對除此以外之與上述第1實施形態對應之構成標註同一符號，省略其說明。

本實施形態中，於襯墊12～16中之至少一者放入Li₃ N作為LiPON形成用蒸鍍材料之情形時，該襯墊可由Cu形成。又，於襯墊12～16中之至少一者放入LPO或Li作為LiPON形成用蒸鍍材料之情形時，該襯墊可由Ta形成。

如圖6所示，於襯墊12～16中放入LPO與Li₃ N作為蒸鍍材料之情形時，可設為於襯墊12、14、16中放入LPO，於襯墊13、15中放入Li₃ N之配置。此時，可以Ta形成襯墊12、14、16，以Cu形成襯墊13、15。如圖7所示，於襯墊12～16中放入LPO與Li作為蒸鍍材料之情形時，可設為於襯墊12、14、16中放入LPO，於襯墊13、15中放入Li之配置。此時，可以Ta形成襯墊12～16。

襯墊12具有於其Z方向延伸之壁部12a，爐膛襯墊11於壁部11a及與壁部11a對向之壁部12a間，具有X方向之間隙G12X。間隙G12X對應於共蒸鍍時之加熱溫度下之熱拉伸設定。具體而言，間隙G12X對應於與襯墊12之材質相應之熱膨脹率設定。間隙G12X對應於襯墊12之X方向之尺寸、與根據襯墊12之材質而熱膨脹之X方向之尺寸設定。即，以於共蒸鍍時之加熱溫度下，熱拉伸之襯墊12之壁部12a與爐膛襯墊11之壁部11a密接之方式，設定間隙G12X。關於非加熱狀態時與加熱狀態時之X方向之間隙的差異，間隙G12X表示非加熱狀態之間隙(於非加熱狀態下，2個壁部11a隔開之距離與襯墊12之外形尺寸之差)、與加熱狀態之間隙之差(於加熱狀態下，2個壁部11a隔開之距離與襯墊12之外形尺寸之差)。

此處，襯墊12～16中，對於各個間隙G12X～G16X、G11Z～G16Z自室溫加熱至500°C時之熱拉伸尺寸，設定相對於襯墊12～16之尺寸之比。

又，可將X方向之襯墊12～16之外形寬度尺寸設為40 mm～150 mm之範圍，Z方向之襯墊12～16之外形縱尺寸設為40 mm～150 mm之範圍。此處，例如襯墊12～16包含Cu之情形時，間隙G12XG16X可以成為0.05 mm～0.60 mm之範圍之方式設定。又，襯墊12～16包含Ta之情形時，間隙G12X～G16X可以成為0.05 mm～0.23 mm之範圍之方式設定。

接著，關於Z方向，1個襯墊包含Cu之情形時，間隙相對於該Cu襯墊之Z方向之尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。又，1個襯墊包含Ta之情形時，間隙相對於該Ta襯墊之Z方向之尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。此處，爐膛襯墊11中之間隙G11Z(G12Z、G13Z、G14Z、G15Z、G16Z之和)由收納於爐膛襯墊11之Cu襯墊及Ta襯墊個數與上述間隙比求得。具體而言，將Cu襯墊之個數與Cu時之上述間隙比(0.0007～0.00839)相乘，獲得間隙值。同樣，將Ta襯墊之個數與Ta時之上述間隙比(0.0007～0.0032)相乘，獲得間隙值。將獲得之間隙相加所得之值成為間隙G11Z。

本實施形態之蒸鍍源10中，如圖6所示，包含Ta之3個襯墊12、14、16、與包含Cu之2個襯墊13、15於爐膛襯墊11之內部於Z方向相鄰交替配置之情形時，較佳為非加熱狀態之間隙G12X～G16X、G11Z～G16Z如下述般設定。

具體而言，圖6所示之例中，與構成材料Cu及Ta對應設定以下之構造。間隙G12X相對於包含Ta之襯墊12之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G12X設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G13X相對於包含Cu之襯墊13之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G13X設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。

間隙G14X相對於包含Ta之襯墊14之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G14X設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G15X相對於包含Cu之襯墊15之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G15X設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G16X相對於包含Ta之襯墊16之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G16X設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。

間隙G11Z相對於襯墊12～16之Z方向外形縱尺寸之和之比以成為0.0035～0.0264之範圍之方式設定，以與關於Cu及Ta之上述比對應。間隙G11Z設定於0.25 mm～1.89 mm之範圍。間隙G12Z相對於包含Ta之襯墊12之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G12Z設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G13Z相對於包含Cu之襯墊13之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G13Z設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。

間隙G14Z相對於包含Ta之襯墊14之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G14Z設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G15Z相對於包含Cu之襯墊15之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.00839之範圍之方式設定。間隙G15Z設定於0.05 mm～0.60 mm之範圍。間隙G16Z相對於包含Ta之襯墊16之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G16Z設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。

本實施形態之蒸鍍源10中，如圖7所示，包含鉭之5個襯墊12～16於爐膛襯墊11之內部於Z方向相鄰配置之情形時，較佳為非加熱狀態之間隙G12X～G16X、G11Z～G16Z如下述般設定。

具體而言，圖7所示之例中，與構成材料Ta對應設定以下之構造。間隙G12X相對於包含Ta之襯墊12之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G12X設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G13X相對於包含Ta之襯墊13之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G13X設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。

間隙G14X相對於包含Ta之襯墊14之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G14X設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G15X相對於包含Ta之襯墊15之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G15X設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G16X相對於包含Ta之襯墊16之X方向外形寬度尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G16X設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。

間隙G11Z相對於包含Ta之襯墊12～16之Z方向外形縱尺寸之和之比以成為0.0035～0.016之範圍之方式設定。間隙G11Z設定於0.25 mm～1.15 mm之範圍。間隙G12Z相對於包含Ta之襯墊12之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G12Z設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G13Z相對於包含Ta之襯墊13之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G13Z設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。

間隙G14Z相對於包含Ta之襯墊14之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G14Z設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G15Z相對於包含Ta之襯墊15之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G15Z設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。間隙G16Z相對於包含Ta之襯墊16之Z方向外形縱尺寸之比以成為0.0007～0.0032之範圍之方式設定。間隙G16Z設定於0.05 mm～0.23 mm之範圍。

針對蒸鍍裝置100之成膜方法進行說明。另，作為以下之成膜方法，針對於網狀之基材F上，形成含有氮及鋰之化合物膜(電解質膜)作為薄膜之方法進行說明。尤其，針對形成包含LiPON之電解質膜之方法進行說明。

LiPON基於具有離子傳導性且同時具有對於電子之非傳導性，適於作為電池或二次電池用固體電解質。用於該目的之典型層系中，可成膜具有數μm左右層厚之LiPON層。

亦可進行使用電子束被覆法之LiPON層之析出。該情形時，磷酸鋰(LiPO)藉由直接作用於蒸鍍材料之電子束，而於含有氮之反應性氣體氛圍內蒸發。

藉由使至少包含元素鋰、磷及氧之蒸發材料於真空腔室內部藉由熱蒸發裝置蒸發，而於基板上析出LiPON層。此時，使蒸鍍材料直接藉由電子束蒸發。同時，將含有氮之成分，較佳為含有氮之反應性氣體導入至真空腔室內，且上昇之蒸氣粒子雲藉由電漿貫通。

作為含有氮之反應性氣體，例如如氨氣(NH₃ )、笑氣(NO₂ )或氮氣(N₂ )般之氣體較為適合。對於含有氮之反應性氣體之導入，例如亦可將含有氮之precursor(前驅體)向真空腔室內導入。

蒸鍍裝置100之成膜中，首先，將真空腔室110內排氣，將成膜部120、搬送部130及回收部160維持於特定之真空度。又，使支持基材F之搬送機構170驅動，自捲出輥171向捲取輥173搬送基材F。將基材F於成膜部120中沿X方向搬送(移動)。另，如後述，於基材F，預先於特定之區域形成有正極或集電體等。

成膜部120中，自氣體供給部S0向成膜部120內導入含有氮之氣體。又，成膜部120中，自連接之電漿產生電源55對主輥172供給電漿產生電力。同時，成膜部120中，藉由自連接之電源供給之電力，磁鐵30產生磁通。藉此，於電漿產生區域產生電漿。

成膜部120之蒸鍍源10中，例如藉由電子束等加熱各襯墊12～16，使各個蒸鍍材料(成膜原料)蒸發，形成向主輥172上之基材F出射之包含鋰之蒸鍍材料(成膜原料)之蒸氣流。此時，收納於各襯墊12～16之蒸鍍材料之加熱條件根據各個蒸鍍材料之蒸氣壓、昇華溫度、蒸發量、共蒸鍍所需之比例、共蒸鍍所需之接入功率等設定。又，包含鋰之蒸鍍材料(成膜原料)之蒸氣流藉由擋板20之開口21，被限制向基材F之到達區域。

擋板20之開口21附近之區域中，藉由電漿化之氮氣而活化之包含鋰之蒸鍍粒子作為含有氮之電解質膜成膜於基材F之表面。

藉此，本實施形態之蒸鍍裝置100藉由交替配置互不相同之蒸鍍材料之襯墊12～16，而可控制化合物膜中之組成，可製造膜特性提高之化合物膜。

再者，本發明中，亦可分別組合採用上述各實施形態之各個構成。 [產業上之可利用性]

作為本發明之活用例，可列舉以下之裝置：作為電解質膜，使用包含鋰之蒸鍍材料與包含氮之電漿，進行LiPON等包含鋰與氮之電解質膜之成膜，或使用包含鋰之蒸鍍材料與包含氧之電漿，進行LCO等包含鋰與氧之正極材料之成膜。

10:蒸鍍源 11:爐膛襯墊 11a~16a:壁部 11b~16b:底部 12~16:襯墊 18:冷卻部 18a:冷卻通路 18b:冷卻源 20:擋板(遮蔽部) 21:開口 30:磁鐵 100:蒸鍍裝置 110:真空腔室(腔室) 111:隔板 111a:開口部 111b:遮蔽板部 115:隔板 120:成膜部 124:電漿產生電源 130:搬送部(基板移動部) 160:回收部(基板移動部) 170:搬送機構(基板移動部) 171:捲出輥 172:主輥 173:捲取輥 EB:電子束 EB0:電子束源(電子槍) F:基材(基板) G12X~G16X:間隙 G11Z~G16Z:間隙 L:第1排氣線 P1:真空泵 S0:氣體供給部

圖1係顯示本發明之蒸鍍裝置之第1實施形態之模式圖。圖2係顯示本發明之蒸鍍源之第1實施形態之蒸鍍源之俯視圖。圖3係顯示本發明之蒸鍍源之第1實施形態之蒸鍍源之側剖視圖。圖4係顯示本發明之蒸鍍源之第1實施形態之蒸鍍源的配置例之說明圖。圖5係顯示本發明之蒸鍍源之第1實施形態之蒸鍍源的配置例之說明圖。圖6係顯示本發明之蒸鍍源之第2實施形態之蒸鍍源的配置例之說明圖。圖7係顯示本發明之蒸鍍源之第2實施形態之蒸鍍源的配置例之說明圖。

10:蒸鍍源

18:冷卻部

18b:冷卻源

20:擋板(遮蔽部)

21:開口

30:磁鐵

100:蒸鍍裝置

110:真空腔室(腔室)

111:隔板

111a:開口部

115:隔板

120:成膜部

124:電漿產生電源

130:搬送部(基板移動部)

160:回收部(基板移動部)

170:搬送機構(基板移動部)

171:捲出輥

172:主輥

173:捲取輥

EB:電子束

EB0:電子束源(電子槍)

F:基材(基板)

L:第1排氣線

P1:真空泵

S0:氣體供給部

Claims

一種蒸鍍源，其係用以於真空中藉由電子束加熱，使蒸鍍材料蒸發或昇華，且於移動之基板表面藉由共蒸鍍形成包含鋰之化合物膜者，且包含：爐膛襯墊，其具備冷卻部；及複數個襯墊，其等收納於上述爐膛襯墊，且於其等之內部放入上述蒸鍍材料；且複數個上述襯墊之各者，具有與相鄰之襯墊或上述爐膛襯墊即周圍構件對向之壁部，上述襯墊係以於加熱狀態下上述壁部與上述周圍構件接觸，且於非加熱狀態下具有間隙而與上述周圍構件隔開之方式，配置於上述爐膛襯墊之內部。
如請求項1之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊之各者於俯視時為矩形，複數個上述襯墊，係於與上述基板之移動方向正交之方向上相鄰而配置於上述爐膛襯墊之內部。
如請求項2之蒸鍍源，其中形成複數個上述襯墊之各者之材質為於加熱狀態下不與上述蒸鍍材料反應之材質。
如請求項3之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊中放入鋰作為上述蒸鍍材料之襯墊，係包含鉭。
如請求項3之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊中放入不包含鋰之上述蒸鍍材料之襯墊，係包含銅。
如請求項3之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊中放入包含鋰之上述蒸鍍材料之襯墊，係包含鉭。
如請求項3之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊中放入包含鋰之上述蒸鍍材料之襯墊，係包含銅。
如請求項1至7中任一項之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊中包含銅之襯墊，係配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸相對於上述襯墊之外形尺寸之比係設定於0.0007~0.00839之範圍。
如請求項1至7中任一項之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊中包含鉭之襯墊，係配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸相對於上述襯墊之外形尺寸之比係設定於0.0007~0.0032之範圍。
如請求項1至7中任一項之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊中包含銅之5個襯墊，配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035~0.042之範圍。
如請求項1至7中任一項之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊中，包含銅之3個襯墊、及包含鉭之2個襯墊係配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035~0.0316之範圍。
如請求項1至7中任一項之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊中，包含銅之2個襯墊、及包含鉭之3個襯墊配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035~0.0264之範圍。
如請求項1至7中任一項之蒸鍍源，其中複數個上述襯墊中，包含鉭之5個襯墊係配置於上述爐膛襯墊之內部，於非加熱狀態下，上述間隙之尺寸之和相對於上述襯墊之排列方向上之上述襯墊之外形尺寸之和的比，係設定於0.0035~0.016之範圍。
一種蒸鍍裝置，其包含：腔室，其可使基板於真空內移動；基板移動部，其使上述基板移動；如請求項1至13中任一項之蒸鍍源；及電子束源，其對上述蒸鍍源照射電子束。