(57)【要約】基板に生じた穴欠陥や亀裂の拡大を予測し、基板切れを防止することにより、生産数を向上する薄膜の製造方法を提供する。薄膜の製造方法が、第１ロールと第２ロールの間で基板の巻き取り走行を行いながら、蒸着領域にて基板表面に蒸着材料を蒸着させて薄膜を形成する工程と、第１ロールと第２ロール間で、蒸着領域の前及び／又は後の地点において、基板表面の所定箇所に電磁波又は粒子線を照射し、基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する工程と、検出された電磁波又は粒子線及び所定箇所に関する情報を記憶する工程と、検出された電磁波又は粒子線に基づき、所定箇所での基板の欠陥が増加しているか否かを判定する工程と、判定工程で判定した結果に応じて基板の切断防止措置を行う防止工程、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ロールと第２ロールの間で基板の巻き取り走行を行いながら、蒸着領域にて前記基板の表面に蒸着材料を蒸着させて薄膜を形成する第一の成膜工程と、
前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前及び／又は後の地点において、前記基板表面の所定箇所に電磁波又は粒子線を照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第一の検出工程と、
前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線及び前記所定箇所に関する情報を記憶する記憶工程と、
前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線に基づき、前記所定箇所での前記基板の欠陥が増加しているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程で判定した結果に応じて前記基板の切断防止措置を行う防止工程、を含む、薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記第一の検出工程において、前記電磁波又は粒子線を、前記第１ロールと前記第２ロールの間における前記基板の走行経路中の複数の地点で照射することによって、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を複数回照射して、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を複数検出し、
前記判定工程において、検出された複数の電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う、請求項１に記載の薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記複数の地点は、前記蒸着領域より前の地点、及び、前記蒸着領域より後の地点からなり、
前記判定工程では、前記蒸着領域の前で照射され検出された電磁波又は粒子線と、前記蒸着領域の後で照射され検出された電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う、請求項２に記載の薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記第一の成膜工程の後、前記基板の走行方向を反転する工程と、
前記反転工程後、前記第一の成膜工程における巻き取り方向に対し逆方向に基板の巻き取り走行を行いながら、前記第一の成膜工程で形成された前記薄膜の上に、さらに薄膜を形成する第二の成膜工程と、
前記反転工程後、前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前及び／又は後の地点において、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を再度照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第二の検出工程と、をさらに含み、
前記判定工程では、前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線と、前記第二の検出工程で検出された電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う、請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項５】
前記電磁波又は粒子線の照射は、前記基板の幅方向に配列した複数領域に向けて行う、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記欠陥は、前記基板に生じた孔又は亀裂である、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項７】
照射する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、又は、β線である、請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項８】
検出する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、蛍光Ｘ線、又は、散乱β線である、請求項１〜７のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項９】
照射する電磁波は、紫外線、可視光線又は赤外線であり、検出する電磁波は、前記基板を透過した紫外線、可視光線又は赤外線である、請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１０】
照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である、請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１１】
照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を支持するロール又は前記基板の後方に配置した金属板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である、請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１２】
前記切断防止措置が、前記成膜の中止、前記成膜の量の低減、前記基板の走行速度の変更、又は、前記第１ロールと前記第２ロール間で前記基板に付与されている張力の軽減である、請求項１〜９のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜の製造方法に関し、特に非水電解質二次電池用電極として利用される薄膜の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル機器の高性能化および多機能化に伴い、電源である二次電池の高容量化が切望されている。二次電池の高容量化のため、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、あるいはスズ（Ｓｎ）などの負極活物質を用いたリチウム二次電池用電極の検討が盛んに行われている。
ケイ素を用いたリチウム二次電池用電極は、充放電の繰り返しに起因して電極活物質が激しく膨張収縮し、粉砕や微細化が起きるので、表面積が増大して電解液の分解反応が促進され、集電性が低下することが課題となる。そこで、蒸着法、スパッタリング法、あるいはＣＶＤ法などの蒸着による成膜法を用いて、集電体に電極活物質層を形成させた電極が検討されている。電極活物質とバインダー等を含むスラリーを塗布した塗布型電極に比べ、蒸着による成膜法で形成した電極は膜強度を強くできるので、充放電時の電極活物質の微細化を抑制することができる。また、集電体と電極活物質層を一体化できるので、電極における電子伝導性を向上できる。その結果、蒸着による成膜法を用いて形成した電極は、従来の塗布型電極と比較して、容量面やサイクル寿命面での高性能化が期待できる。
導電材、バインダーなどを低減または排除することができる蒸着による成膜法の特徴を生かし、電極を高容量化する方法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
蒸着による成膜法で作成した電極は、電極活物質層の強度を向上できるが、充放電に伴う電極活物質の膨張収縮により、集電体と電極活物質層とが剥離しやすい、集電体にしわが発生しやすい等の課題がある。そこで、凹凸パターン形状を有する基板上に、基板に立てた法線と蒸発源の蒸着原料の融解面に立てた法線とがなす角度を斜めにし、電極活物質を斜めに蒸着する蒸着装置が考案されている（例えば、特許文献２参照）。
ところで、長尺のフィルムに何らかの加工を施す場合、フィルム上の欠陥が自工程の加工トラブルにつながり、製品の歩留まりを低下する問題がある。そこで、加工しながらフィルム上の欠陥を検出し、欠陥にあわせて製造条件を変更する方法が開示されている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３５１１５号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／１５４１９Ａ１号
【特許文献３】特許第３４００３０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルム基板に対して蒸着を行う場合、フィルム基板にもともと空いている欠陥に加えて、蒸着材料の突沸により生じた材料の塊が基板に衝突し、基板に穴をあけてしまうことにより生じる欠陥の問題がある。特に長尺のフィルム基板を走行しながら蒸着膜を形成する場合、基板にあいた小さなピンホール状の穴であっても走行中に当該穴をトリガーにして亀裂が走り、基板が切れてしまうという課題がある。さらに、基板の走行方向を何度も反転させて蒸着を行うと、走行方向の反転時など基板に加わるテンションが変化した時などに、基板に空いた穴が拡大したり、亀裂が走り、基板が切れる可能性が増す。蒸着膜を製造中に基板が切れることで、製造歩留まりは低下し、さらに製造装置内の汚染が拡大し、復旧に時間がかかるため、生産数が低下してしまう。
本発明は、基板に生じた穴欠陥や亀裂の拡大を予測し、基板切れを防止することにより、生産数を向上する薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の薄膜の製造方法は、第１ロールと第２ロールの間で基板の巻き取り走行を行いながら、蒸着領域にて前記基板の表面に蒸着材料を蒸着させて薄膜を形成する第一の成膜工程と、前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前及び／又は後の地点において、前記基板表面の所定箇所に電磁波又は粒子線を照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第一の検出工程と、前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線及び前記所定箇所に関する情報を記憶する記憶工程と、前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線に基づき、前記所定箇所での前記基板の欠陥が増加しているか否かを判定する判定工程と、前記判定工程で判定した結果に応じて前記基板の切断防止措置を行う防止工程、を含む。
好ましくは、前記第一の検出工程において、前記電磁波又は粒子線を、前記第１ロールと前記第２ロールの間における前記基板の走行経路中の複数の地点で照射することによって、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を複数回照射して、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を複数検出し、前記判定工程において、検出された複数の電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う。
好ましくは、前記複数の地点は、前記蒸着領域より前の地点、及び、前記蒸着領域より後の地点からなり、前記判定工程では、前記蒸着領域の前で照射され検出された電磁波又は粒子線と、前記蒸着領域の後で照射され検出された電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う。
好ましくは、前記第一の成膜工程の後、前記基板の走行方向を反転する工程と、前記反転工程後、前記第一の成膜工程における巻き取り方向に対し逆方向に基板の巻き取り走行を行いながら、前記第一の成膜工程で形成された前記薄膜の上に、さらに薄膜を形成する第二の成膜工程と、前記反転工程後、前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前及び／又は後の地点において、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を再度照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第二の検出工程と、をさらに含み、前記判定工程では、前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線と、前記第二の検出工程で検出された電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う。
好ましくは、前記電磁波又は粒子線の照射は、前記基板の幅方向に配列した複数領域に向けて行う。
好ましくは、前記欠陥は、前記基板に生じた孔又は亀裂である。
好ましくは、照射する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、又は、β線である。
好ましくは、検出する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、蛍光Ｘ線、又は、散乱β線である。
好ましくは、照射する電磁波は、紫外線、可視光線又は赤外線であり、検出する電磁波は、前記基板を透過した紫外線、可視光線又は赤外線である。
好ましくは、照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である。
好ましくは、照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を支持するロール又は前記基板の後方に配置した金属板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である。
好ましくは、前記切断防止措置が、前記成膜の中止、前記成膜の量の低減、前記基板の走行速度の変更、又は、前記第１ロールと前記第２ロール間で前記基板に付与されている張力の軽減である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の薄膜の製造方法によれば、蒸着膜の形成中に穴欠陥や亀裂の拡大を予測し、基板切れの発生前に基板切れを防ぐことにより、製品の歩留まりと生産数を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態の薄膜製造装置の模式的な断面図。
【図２】本発明の第１実施形態の薄膜製造装置の別の模式的な断面図。
【図３】本発明の第２実施形態の薄膜製造装置の模式的な断面図。
【図４】本発明の第２実施形態の薄膜製造装置の別の模式的な断面図。
【図５】本発明の実施形態の線量検出部の構成を説明するための図。
【図６（ａ）】本発明の第１実施形態の動作フローチャート図。
【図６（ｂ）】本発明の第１実施形態の判定チャート図。
【図７（ａ）】本発明の第２実施形態の動作フローチャート図。
【図７（ｂ）】本発明の第２実施形態の判定チャート図。
【図８（ａ）】本発明の実施形態の線源部と線量検出部の構成の模式図。
【図８（ｂ）】本発明の実施形態の線源部と線量検出部の別の構成の模式的な断面図。
【図９（ａ）】本発明の実施形態の測定時間と測定線量の強度の関係を説明する図。
【図９（ｂ）】本発明の実施形態のサンプリング時間と測定線量の強度の関係を説明する図。
【図１０（ａ）】本発明の実施形態の測定時間と測定値の動きを説明する図。
【図１０（ｂ）】本発明の実施形態の測定時間と測定センサー数の動きを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明による薄膜の製造方法の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
本実施形態の薄膜の製造装置では、チャンバー内において、蒸発源に対して凸になるようにシート状の基板を搬送し、凸の頂点となる部分の両側の領域で蒸着を行う場合の一例を示す。
〈薄膜の製造装置の構成〉
まず、図１を参照する。図１は、本発明による第１の実施形態の薄膜の製造装置を模式的に示す断面図である。薄膜の製造装置１００は、チャンバー（真空槽）２と、チャンバー２の外部に設けられ、チャンバー２を排気するための排気ポンプ１、チャンバー２の外部からチャンバー２に酸素ガスなどのガスを導入するガス導入管１１ａ、１１ｂとを備える。また、チャンバー内のシャッター１２の駆動装置（図示せず）と、第１および第２のロール３、８の駆動装置（図示せず）と、測長システム１３とが接続されたデータ記憶演算装置５３が設置されている。チャンバー２の内部には、蒸着原料を蒸発させる蒸発源９と、シート状の基板４を搬送するための搬送部と、蒸発源９によって蒸発した蒸着原料が到達しない遮蔽領域を形成する遮蔽部及びシャッター部と、ガス導入管１１ａ、１１ｂに接続され、基板４の表面にガスを供給するためのノズル部２２とが設けられている。
基板４の欠陥（ピンホールや基板亀裂）を測定し、蒸着及び基板走行の実行を判断するための検査装置として、線源部１６ａ、１６ｂと、線量検出部５０、５１と、当該線量検出部の制御装置５２と、データ記憶演算装置５３が設けられている。また、線量検出部５０、５１は、基板４の幅方向を全領域検査するため、搬送される基板４の幅方向に沿って配列された複数のセンサーから構成されている。ここで、線源部１６ａ、１６ｂは蛍光灯や重水素ランプ、ハロゲンランプ、キセノンアークランプなどの光源や、Ｐｍ−１４７、Ｃｏ−６０、Ｃｓ−１３７、Ｔｌ−２０４、Ｓｒ−９０、Ｙ−９０、Ｃａ−４５などのβ線源や、Ｘ線源を用いることができる。特に基板材質や基板厚みにより遮蔽される線源の選択が有効である。また、線量検出部５０、５１として、光線検出の場合、複数のセンサーを並べるほか、ラインセンサーやＣＣＤカメラなど、光の測定領域が広く、高感度に検出できるセンサーであればよく、散乱β線や蛍光Ｘ線の検出の場合、真空中で使用するため半導体検出器などが良い。
蒸発源９は、例えば蒸着原料を収容する坩堝などの容器と、蒸着原料を蒸発させるための加熱装置とを含み、蒸着材料および容器は適宜着脱可能に構成されている。加熱装置としては、例えば抵抗加熱装置、誘導加熱装置、電子ビーム加熱装置などを用いることができる。蒸着を行う際には、坩堝内に収容された蒸着原料が上記加熱装置によって加熱されて、その上面（蒸発源）９ｓから蒸発し、シャッター１２の開閉により基板４の表面に供給される。前述したシャッター部を構成するシャッター１２は、チャンバー外部に設置した駆動装置（図示せず）に接続されていて、データ記憶演算装置５３やシャッター１２の開閉ボタンで開閉動作することができる。
前記搬送部は、基板４を巻き付けて保持し得る第１および第２のロール３、８と、基板４を案内するガイド部と、搬送方向を調整する駆動ローラ７と、測長システム１３を含む。測長システム１３は、基板４の搬送距離及び搬送速度を測長し、搬送長さと搬送速度を調整する。前記ガイド部は、第１のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６および他の搬送ローラ５ａ〜５ｃを有し、これにより、基板４が、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が到達する領域（蒸着可能領域）を通過するように、基板４の搬送経路が規定される。
第１および第２のロール３、８はチャンバー外部に設置した駆動装置（図示せず）に接続されていて、基板４の巻き取り、巻き出しを行うことができる。また、駆動ローラ７はチャンバー外部に設置した駆動装置（図示せず）に接続されていて、基板４の搬送方向及び搬送速度の制御を行うことができる。
また、第１および第２のロール３、８、搬送ローラ５ａ〜５ｃ、駆動ローラ７および第１のガイド部材６は、例えば長さが６００ｍｍの円筒形を有しており、その長さ方向（すなわち搬送する基板４の幅方向）が互いに平行になるようにチャンバー内に配置されている。図１では、これらの円筒形の底面に平行な断面のみが示されている。
なお、蒸発源９も、例えば蒸着原料の蒸発面９ｓが、上記搬送部によって搬送される基板４の幅方向に平行に十分な長さ（例えば６００ｍｍ以上）を有するように構成されていてもよい。これによって、基板４の幅方向に略均一な蒸着を行うことができる。なお、蒸発源９は、搬送される基板４の幅方向に沿って配列された複数の坩堝から構成されていてもよい。
本実施形態では、第１および第２のロール３、８の何れか一方が基板４を繰り出し、駆動ローラ７、搬送ローラ５ａ〜５ｃおよび第１のガイド部材６は繰り出された基板４を搬送経路に沿って案内し、第１および第２のロール３、８の他方が基板４を巻き取る。巻き取られた基板４は、必要に応じて、上記他方のロールによってさらに繰り出され、搬送経路を逆方向に搬送される。第１のロール３と第２のロール８は、互いに基板４を巻き取る方向に駆動して、基板を引っ張り釣り合わしておく。ここで、駆動ローラ７を駆動することで、基板４が駆動ローラ７に沿って移動し、第１もしくは第２のロール３、８の何れか一方向に巻き取ることができる。例えば、図１で駆動ローラ７を時計回りに回転した場合、基板４は第２ロール８に巻き取られる方向に搬送される。搬送速度と搬送距離は、測長システム１３により適宜調整される。このように、本実施形態における第１および第２のロール３、８は、搬送方向によって巻き出しロールとしても巻き取りロールとしても機能することができる。また、搬送方向の反転を繰り返すことによって、基板４が蒸着領域を通過する回数を調整できるので、所望の回数の蒸着工程を連続して実施できる。
駆動ローラ７、搬送ローラ５ａ、第１のガイド部材６および搬送ローラ５ｂ、５ｃは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。本明細書では、「基板４の搬送経路において第１のロール側」とは、基板４の搬送方向や第１のロールの空間的な配置にかかわらず、第１および第２のロール３、８を両端とする搬送経路上の第１ロール側を意味する。また、搬送ローラ６は、隣接する搬送ローラ５ａ、５ｂよりも下方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が、蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内する。「蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内する」とは、蒸発面９ｓに対して凸になるように基板４を案内することを意味し、この構成により、図示する断面図において、基板４の経路は搬送ローラ６で方向転換するＶ字型またはＵ字型となる。本明細書では、第１のガイド部材６によって規定されるＶ字型またはＵ字型の経路を「Ｖ字型経路」と呼ぶ。
第１のガイド部材６と蒸発源９（蒸発面９ｓ）との間には、第１の遮蔽部材２０が配置されており、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、Ｖ字型経路の蒸着領域を２つに分離している。このような構成により、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６よりも第１のロール側に位置する第１の蒸着領域６０ａと、第１のガイド部材６よりも第２のロール側に位置する第２の蒸着領域６０ｂとが形成される。本明細書では、蒸着領域の名称は、チャンバー２における第１および第２のロール３、８の設置位置や基板４の搬送方向にかかわらず、第１のガイド部材６によって規定されるＶ字型経路において、第１のガイド部材６の第１のロール側に位置していれば「第１の蒸着領域６０ａ」となり、第２のロール側に位置していれば「第２の蒸着領域６０ｂ」となる。従って、「第１の蒸着領域６０ａ」は、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６よりも第１のロール側に位置していればよく、例えば第１のロール３と第１の蒸着領域６０ａとの直線距離が、第１のロール３と第１のガイド部材６との直線距離よりも長くてもかまわない。
前記遮蔽部は蒸着可能領域内に配置されており、上述した第１の遮蔽部材２０の他に、蒸発源９や排気ポンプ１に接続された排気口（図示せず）を覆うように配置された遮蔽板１０ａ、１０ｂと、ノズル部２２を覆うように配置されたノズル部遮蔽板２４と、チャンバー２の側壁から第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂの上端部に向かってそれぞれ延びる遮蔽板１５ａ、１５ｂとを含む。遮蔽板１５ａ、１５ｂは、基板４の搬送経路における蒸着領域６０ａ、６０ｂ以外の蒸着可能領域を走行する基板４、第１および第２のロール３、８および線源部１６ａ、１６ｂおよび線量検出部５０、５１などを覆うように配置され、これらに蒸着原料が到達することを防止する。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂは、対応する蒸着領域６０ａ、６０ｂと対向する壁部１５ａ’、１５ｂ’を有しており、これによって、ノズル部２２の側面に設けられた複数の出射口から出射されるガスを効率よく蒸着領域６０ａ、６０ｂ内に滞留させることが可能になる。
なお、本実施形態における搬送部および遮蔽部は、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が搬送経路を走行する基板４の法線方向から基板４に入射しないように、蒸発源９に対して配置されており、これによって、基板４の法線方向から傾斜した方向から蒸着を行う（斜め蒸着）ことが可能になる。図１に示す薄膜の製造装置１００では、第１の遮蔽部材２０およびノズル部遮蔽板２４によって、蒸着材料が基板４の法線方向から基板４に入射することを防止しているが、搬送部の構成によっては、他の遮蔽板（例えば１５ａ、１５ｂなど）も同様の機能を有する場合がある。
本実施形態におけるノズル部２２は、第１の遮蔽部材２０とノズル部遮蔽板２４との間に設置されている。ノズル部２２は、例えば搬送される基板４の幅方向（図１に示す断面に垂直な方向）に沿って延びた管であり、その側面に、対応する蒸着領域６０ａ、６０ｂにガスを噴出するための複数の出射口が設けられていてもよい。これにより、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂにおいて、基板４の幅方向に略均一にガスを供給できる。また、ノズル部２２は、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂのそれぞれに平行にガスを噴射するように構成されていることが好ましい。このような構成によって、ノズル部２２から出射する酸素ガスと蒸着粒子との反応率を高めることができ、チャンバー２の真空圧力を低下させることなく、酸化度の高い蒸着膜を形成することができる。
線源部１６ａ、１６ｂ及び線量検出部５０、５１は、Ｖ字型経路の第１のロール３側および第２のロール８側にそれぞれ配置されている。また、線量検出部５０、５１は、基板４の幅方向を全て検出できるように、複数のセンサーを並べて構成されている（図５）。
このような構成により、基板４での欠陥の増加を判定することが可能になる。具体的には以下のとおりである。なお、以下では電磁波を照射する場合について説明するが、電磁波の代わりに粒子線を照射することも可能である。
基板４が第１のロール３からＶ字型経路に搬送されるときには、蒸着領域６０ａに到達する手前で、線源部１６ａから照射された電磁波が基板の欠陥を通過して線量検出部５０で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較を行う。
続いて、蒸着領域６０ａと蒸着領域６０ｂを通過し、蒸着された基板４が第２のロール８に巻き取られる手前で、線源部１６ｂからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５１で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５０での測定値情報と線量検出部５１での測定値情報を比較する。
次に、基板４の搬送方向を反転し、第２のロール８からＶ字型経路に基板４が搬送されるときには、蒸着領域６０ｂに到達する手前で、線源部１６ｂからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５１で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである基板搬送方向を反転する前の線量検出部５１での測定値情報と基板搬送方向を反転した後の線量検出部５１での測定値情報を比較する。
続いて、蒸着領域６０ｂと蒸着領域６０ａを通過し、蒸着された基板４が第１のロール３に巻き取られる手前で、線源部１６ａからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５０で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５０での測定値情報と線量検出部５１での測定値情報を比較する。
同様の動作を繰り返すことで、基板４に生じた欠陥が設定値以下か、搬送により欠陥が拡大しているか、もしくは設定値以上の欠陥があるか否かを判断することができる。
〈薄膜の製造装置の動作〉
次に、薄膜の製造装置１００の動作を説明する。ここでは、薄膜の製造装置１００を用いて、基板４の表面にケイ素酸化物を含む複数の活物質体を形成する場合を例に説明する。
まず、第１および第２のロール３、８のうちの一方のロール（ここでは第１のロール３）に長尺（例えば５００ｍ）の基板４を巻き付け、搬送部を通した基板４を、第１および第２のロール３、８のうちの一方のロール（ここでは第２のロール８）に解けないように巻き付け、基板４を４０Ｎの力で引っ張り釣り合わしておく。基板４として、銅箔、ニッケル箔などの金属箔を用いることができる。基板４の表面に複数の活物質体を所定の間隔を空けて配置するためには、斜め蒸着によるシャドウイング効果を利用する必要があり、そのためには、金属箔の表面に凹凸パターンが形成されていることが好ましい。本実施形態では、凹凸パターンとして、例えば上面が菱形（対角線：２０μｍ×１０μｍ）で高さが１０μｍの四角柱形状の突起が規則的に配列されたパターンを用いる。菱形の長い方の対角線に沿った間隔を２０μｍ、短い方の対角線に沿った間隔を１０μｍ、菱形の辺に平行な方向における間隔を１０μｍとする。また、各突起の上面の表面粗さＲａを例えば２．０μｍとする。
また、蒸発源９の坩堝内には蒸着材料（例えばケイ素）を収容し、ガス導入管１１ａ、１１ｂは薄膜の製造装置１００の外部に設置された酸素ガスボンベなどに接続しておく。この状態で、排気ポンプ１を用いてチャンバー２を排気する。
次いで、基板４の表面に蒸発粒子が到達しないように、シャッター１２を閉じた状態で、蒸発源９の坩堝内のケイ素を電子ビーム加熱装置などの加熱装置（図示せず）によって加熱を行う。加熱条件が整った後、駆動ローラ７を駆動して、第１のロール３に巻き付けられた基板４を繰り出し、第２のロール８に向かって搬送を開始する。搬送速度が安定した所（例えば３０秒）で、シャッター１２を開き、蒸発した蒸発粒子を、第１および第２の蒸着領域６０ａおよび６０ｂを通過する基板４の表面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ａおよびガス導入管１１ｂを介してノズル部２２から基板４の表面に供給する。これにより、基板４の表面に、反応性蒸着により、ケイ素と酸素とを含む化合物（ケイ素酸化物）を成長させることができる。これらの蒸着領域６０ａ、６０ｂで表面にケイ素酸化物が蒸着された後の基板４は、第２のロール８によって巻き取られる。測長システム１３で所望の長さを測定して（例えば４００ｍ）シャッター１２を閉じ、巻き取りを停止して、基板搬送を停止する。
続いて基板搬送方向を反転する場合は、駆動ローラ７の回転方向を反転することで、基板搬送方向を反転することができる。搬送速度が安定したら、再びシャッター１２を開いて、蒸発した蒸発粒子を、第１および第２の蒸着領域６０ａおよび６０ｂを通過する基板４の表面に供給する。
以上のようにして基板の搬送方向の反転を行いながら蒸着を行うことによって、シート状の基板４の表面に、任意の積層数ｎの活物質体を連続的に形成することができる。
なお、ケイ素酸化物からなる活物質体を形成する場合を例に薄膜の製造装置１００の動作を説明したが、使用する蒸着材料や得られた蒸着膜の用途はこの例に限定されない。また、上記では、蒸発源９で蒸発させた蒸着原料（ケイ素原子）とノズル部２２から供給されるガス（酸素ガス）とを反応させて蒸着膜を形成しているが、ガスを供給せずに、蒸着原料のみを基板４の表面に成長させてもよい。
〈蒸着動作の判定〉
以下、図面を参照しながら、線量検出部５０、５１において検出された信号を判定する方法を詳しく説明する。
図５は、線量検出部のセンサー部の図である。
線量検出部５０、５１は、基板幅に合わせて、センサー部５０ａ〜５０ｊ、５１ａから５１ｊの様に各センサーの検出領域が重なるように複数のセンサーから構成されている。基板の幅とセンサーの検出範囲により、センサー部の数は５０ａ〜５０ｊもしくは５１ａ〜５１ｊに限らず適宜調整する。また、それぞれのセンサー部から得られる情報は、基板幅方向の位置情報としても管理される。
線量測定値情報は、（走行パス数ｎ、基板長手位置情報Ｌ、基板幅位置情報Ｈ）と共に記録される。例えば、１走行目の基板長手距離３００ｍの場所で、線量検出部５０のセンサー部５０ａと５０ｂの間にまたがった場所に欠陥穴が開いていた場合、センサー５０ａと５０ｂの測定値が、（１，３００，５０ａ）と（１，３００，５０ｂ）に記録される。また、例えば、２走行目（反転走行）の基板長手距離１５０ｍの場所、線量検出部５１のセンサー部５１ｆ上に欠陥穴が開いていた場合、センサー５１ｆの測定値が、（２，１５０，５１ｆ）に記録される。これにより、第１の測定値と第２の測定値において、同じ基板長手位置情報での欠陥場所の測定値と、測定値の数を管理することができる。これによって、欠陥穴の穴径の拡大成長の有無を監視しながら、基板搬送や成膜を行うことが出来る。なお、第１の測定値と第２の測定値の関係については、第１の測定値を線量検出部５０で測定した後、蒸着を行い１層の薄膜を形成した後、第２の測定値を線量検出部５１で測定したものであってもよいし、また、第１の測定値を線量検出部５１で測定した後、基板の搬送方向を反転して、第２の測定値を同じく線量検出部５１で測定したものであってもよい。
検出されたデータの処理方法について、図９（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図９（ａ）は、測定時間ｔと、測定線量の強度Ｉを表した図である。基板長手位置情報Ｌは、測長システム１３で測定される基板搬送速度をＶとした時、Ｌ＝Ｖ×（Δｔ１＋Δｔ２＋・・・Δｔ（ｄ））で演算され記憶される。図９（ｂ）は、サンプリング時間Δｔ（ｄ）での測定線量の強度Ｉを表しており、第１の測定値は、基準強度Ｉ０を超えている時間Ｔ１、もしくは、サンプリング時間Δｔ内の線量強度の積分値（強度面積Ｓ１）が欠陥の測定値として、制御装置５２に記憶される。
データ記憶演算装置５３では、所定の設定値と同一の基板長手位置情報にある測定値の比較を行う。例えば、図９（ｂ）で、測定時間Ｔ１（またはＴ２）−所定の時間Ｔ０＞０の場合ＮＧと判定する。もしくは、測定面積Ｓ１（またはＳ２）−所定の強度面積Ｓ０＞０の場合ＮＧと判定する。
さらには、同じ基板長手位置情報Ｌにおいて、第１の測定値（Ｔ１もしくはＳ１）と、第２の測定値（Ｔ２もしくはＳ２）とを比較し、Ｔ２−Ｔ１で計算される増加時間ΔＴ＞所定の増加時間ΔＴｍの場合ＮＧと判定し、あるいは、Ｓ２−Ｓ１で計算される増加強度面積ΔＳ＞所定の増加強度面積ΔＳｍの場合ＮＧと判定する。
図１０（ａ）は、測定時間と測定値及び測定値の増加量（測定値の差）との関係を示す測定例である。測定時間が進むにつれ、測定値が増加している。
また、データ記憶演算装置５３では、所定の設定値と同一の基板長手位置情報にある基板幅位置情報の数（反応している測定センサーの数）の比較を行う。例えば、基板幅方向に並んだ複数のセンサーのうち欠陥を測定したセンサーの数Ｃ１−設定センサー数Ｃ０＞０の場合ＮＧと判定する。
さらには、同じ基板長手位置情報Ｌにおいて、第１の測定で欠陥を測定したセンサー数Ｃ１と、第２の測定で欠陥を測定したセンサー数Ｃ２とを比較し、Ｃ２−Ｃ１で計算される増加センサー数ΔＣ＞所定の増加センサー数ΔＣｍの場合にＮＧと判定する。
図１０（ｂ）は、測定時間と測定センサーの数及び測定センサー数の増加量（測定センサーの数の差）との関係を示す測定例である。測定時間が進むにつれ、測定センサー数が増加している。
以上においてＮＧと判断された場合には、データ記憶演算装置５３から基板搬送系に信号を出して基板切断防止措置を行う。基板切断防止措置としては、前記成膜の中止、前記成膜の量の低減、前記基板の走行速度の変更、又は、前記第１ロールと前記第２ロール間で前記基板に付与されている張力の軽減などを適宜行う。
図６（ａ）は、データ記憶演算装置５３での判定に基づいた蒸着プロセスの動作フローチャートである。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）での判定方法を具体的に示した判定チャートである。以下は図６（ａ）及び図６（ｂ）の双方に基づいて説明をする。
まず、図６（ａ）及び（ｂ）の６０１は、基板が蒸着領域６０ａに到達する手前で、線量検出部５０で測定をした後に行う判定である。この判定では、サンプリング時間Δｔ（ｄ）で検出された線量測定値（当該線量測定値は、上述のように、時間に基づいた測定値であってもよいし、強度面積に基づいた測定値であってもよい）が、設定値Ｄ以下であれば、ＯＫと判定し、蒸着作業は続けられる。検出された線量測定値が、設定値Ｄを超えている場合はＮＧと判定する。また、サンプリング時間Δｔ（ｄ）に線量検出部５０で基板幅方向に並んだ複数のセンサーのうち欠陥を検出したセンサー数が、設定値Ｎ以下であれば、ＯＫと判定され、蒸着作業は続けられる。欠陥を検出したセンサー数が、設定値Ｎを超えている場合はＮＧと判定する。
（走行パスが１走行目）
続いて、蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過し蒸着を行った後、図６（ａ）及び（ｂ）の６０２において、線量検出部５１で測定を行い、６０１と同様に設定値ＤやＮとの比較を行う。ここではさらに、線量検出部５０と線量検出部５１で測定した、基板長手位置と基板幅位置が同一である線量測定値について差分計算（欠陥拡大量）を行い、設定値ΔＤと比較を行う。設定値ΔＤを超えている場合は判定をＮＧとする。また、基板長手位置と基板幅位置が同一の箇所において、線量検出部５０で欠陥を測定したセンサー数と、線量検出部５１で欠陥を測定したセンサー数の差分計算（センサー数の増加）を行い、設定値ΔＮと比較を行う。センサー数の増加が、設定値ΔＮを超えている場合は判定をＮＧとする。
（走行パスが２走行目（反転時））
続いて、基板搬送方向を反転して、基板が蒸着領域６０ｂに到達する手前で、図６（ａ）及び（ｂ）の６０３において、線量検出部５１でふたたび測定を行い、設定値Ｄ、Ｎ、ΔＤ、及びΔＮとの比較を行う。設定値ΔＤとの比較の場合には、基板搬送方向反転前と後に線量検出部５１で測定した、基板長手位置と基板幅位置が同一である線量測定値の差分計算（欠陥拡大量）を行う。また、設定値ΔＮとの比較の場合には、基板長手位置と基板幅位置が同一の箇所において、基板搬送方向反転前と後に線量検出部５１で欠陥を測定したセンサー数の差分計算（センサー数の増加）を行う。
さらに続いて、第２のロール８から第１のロール３への反転した基板搬送方向で蒸着領域６０ｂ、６０ａを通過し蒸着を行った後、図６（ａ）及び（ｂ）の６０４において、線量検出部５０でふたたび測定を行い、設定値Ｄ、Ｎ、ΔＤ、及びΔＮとの比較を行う。設定値ΔＤとの比較の場合には、基板搬送方向反転後に線量検出部５１と線量検出部５０で測定した、基板長手位置と基板幅位置が同一である線量測定値の差分計算（欠陥拡大量）を行う。また、設定値ΔＮとの比較の場合には、基板長手位置と基板幅位置が同一の箇所において、基板搬送方向反転後に線量検出部５１で欠陥を測定したセンサー数と、基板搬送方向反転後に線量検出部５０で欠陥を測定したセンサー数の差分計算（センサー数の増加）を行う。
（走行パスが３走行目（正転時））
続いて、基板搬送方向をさらに反転して、図６（ａ）の６０１及び図６（ｂ）の６０１′において、線量検出部５０でふたたび測定を行い、設定値Ｄ、Ｎ、ΔＤ、及びΔＮとの比較を行う。設定値ΔＤとの比較の場合には、基板搬送方向反転前と後に線量検出部５０で測定した、基板長手位置と基板幅位置が同一である線量測定値の差分計算（欠陥拡大量）を行う。また、設定値ΔＮとの比較の場合には、基板長手位置と基板幅位置が同一の箇所において、基板搬送方向反転前と後に線量検出部５０で欠陥を測定したセンサー数の差分計算（センサー数の増加）を行う。
さらに続いて、蒸着領域を通過し蒸着を行った後、図６（ａ）及び（ｂ）の６０２を繰り返す。この工程については前述のとおりである。
以降、走行パス数が変わる以外は、走行パスが２走行目（反転時）と走行パスが３走行目（正転時）の内容を繰り返す。判定がＮＧとなった場合、上述した基板切断防止措置を行う。
本第１の実施の形態では、図８（ａ）で示すとおり、線源部１６ａもしくは１６ｂと線量検出部５０もしくは５１を、基板４を挟んで配置したが、図８（ｂ）のような配置で行うこともできる。図８（ｂ）では、線源部１６ａと線量検出部５０が、基板４の同一面に対向するよう配置されている。基板４の反対面に対向するようローラ５が配置され、基板４の反対面を支持している。反対面がローラ５に支持されている基板４の表面に対し、線源部１６ａから電磁波が照射され、基板４の孔や亀裂を通過しローラ５によって反射した電磁波が線量検出部５０で検出される。基板４はローラ５により支持されているので、基板４に損傷を与える恐れがない。この場合、線源部１６ａが光源の場合、基板４表面とローラ５表面での反射率が異なるように表面粗さや材質を選択することで、線量検出部５０で、基板４の孔や亀裂を通過しローラによって反射した光量を検出することができる。また、線源部１６ａがβ線源の場合、ローラ５の材質と基板４の材質とが異なるように選択することで、基板４に欠陥が無い場合と欠陥がある場合で、散乱β線量が変化するので基板上の欠陥を検出することが可能になる。線源部１６ａがＸ線源の場合、ローラ５の材質と基板４の材質とが異なるように選択することで、基板４に欠陥が無い場合は、ローラ５の材料に起因する特性Ｘ線（蛍光Ｘ線）は基板４により減衰されるが、基板４に欠陥がある場合は、当該蛍光Ｘ線の線量強度が確保されるので基板上の欠陥を検出することができる。
ローラ５の代わりに、平坦面を有する金属板を基板４の反対面側に配置することも可能である。金属板は、その平坦面が、基板４の反対面と接触しないように配置され、基板４が図８（ｂ）のように湾曲しつつ搬送されている領域ではなく、直線状に搬送されている領域において、基板４の反対面に対向するよう配置される。反対面が金属板の平坦面と対向している基板４の表面に対し、線源部１６ａから電磁波が照射され、基板４の孔や亀裂を通過し金属板の平坦面によって反射した電磁波を線量検出部５０で検出する。電磁波は平坦面により反射されるので、電磁波の反射方向を容易に予想できるため、線量検出部５０の位置を決定しやすい。
また、本第１の実施の形態では、図１に示すような成膜領域が傾斜していて、２箇所ある装置で動作を説明したが、図２に示すような円筒上で、成膜領域が１箇所の装置でも、同様の装置動作の判定を行うことで、基板切れを防止することができる。また、図１のような成膜領域が２箇所ある場合に限られず、成膜領域が３箇所以上（例えば、４箇所、あるいは、８箇所）ある場合でも、同様に実施できる。
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明による第２の実施形態の薄膜の製造装置を説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、Ｖ字型の基板経路（Ｖ字型経路）を２箇所設けて、全部で４つの蒸着領域（第１〜第４の蒸着領域）６０ａ〜６０ｄを形成する。ただし、本実施形態における搬送部は、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過した後の基板４を裏返して、第３および第４の蒸着領域６０ｃ、６０ｄに案内するように構成されている点で第１の実施形態と異なっている。また、表面蒸着領域と、裏面蒸着領域の走行パスの間に、基板４の欠陥（ピンホールや基板亀裂）を測定し、蒸着及び基板走行の実行を判断するための検査装置として、線源部１６ｃと線量検出部５４がさらに設けられている点が異なっている。
図３は、本実施形態の薄膜の製造装置を例示する断面図である。簡単のため、図１に示す薄膜の製造装置１００と同様の構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略する。
薄膜の製造装置３００では、基板４の搬送経路は、第１および第２のロール３、８と、搬送ローラ５ａ〜５ｆと、第１および第２のガイド部材６ａ、６ｂとによって規定される。搬送ローラ５ｃ〜５ｅは、基板４の搬送経路における第２の蒸着領域６０ｂと第３の蒸着領域６０ｃとの間に、第２のロール８を回り込むように配置されている（反転構造）。この構造により、基板４の蒸着源９ｓに対向させる表面を反転させることができる。従って、基板４が第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過する際には、基板４の一方の表面（「第１表面」と呼ぶ）に蒸着を行い、第３および第４の蒸着領域６０ｃ、６０ｄを通過する際には、基板４の他方の表面（「第２表面」）に蒸着を行うことができる。よって、薄膜の製造装置３００を用いると、チャンバー２の真空状態を保ったままで、基板４の両面に蒸着膜を連続的に形成することが可能になる。
また、本実施形態では、第２の蒸着領域６０ｂと第４の蒸着領域６０ｄとが互いに対向するように形成されており、これらの蒸着領域６０ｂ、６０ｄの間には、搬送ローラ５ｂ、５ｆを覆うように遮蔽板１５ｃが配置されている。遮蔽板１５ｃは、搬送ローラ５ｂ、５ｆに蒸着原料が入射することを防止するとともに、これらの蒸着領域６０ｂ、６０ｄの上端部における入射角度を制御している。
本実施形態では、基板４の表面に垂直で、かつ、基板４の搬送方向を含む断面において、第１のガイド部材６ａおよび第２のガイド部材６ｂは、蒸発面９ｓの中心を通る法線Ｎを挟んで両側に配置されている。また、第１から第４の蒸着領域６０ａ〜６０ｄのうち何れか１つ（図示する例では蒸着領域６０ｂ）が蒸発面９ｓの中心を通る法線Ｎと交わるように、蒸発源９に対して搬送部が配置されている。これにより、蒸着可能領域のうち蒸着原料の濃度の高い領域を最大限に利用して蒸着を行うことができるので有利である。なお、図示する薄膜の製造装置３００では、第２の蒸着領域６０ｂと第４の蒸着領域６０ｄとが蒸着可能領域の略中央に互いに対向するように形成されているが、本明細書では搬送経路に沿って蒸着領域に名称を付しているため、搬送部の配置により他の蒸着領域が蒸着可能領域の中央に互いに対向して配置されることもある。何れの場合でも、蒸着可能領域の略中央に対向して配置される２つの蒸着領域の何れか一方が上記法線Ｎと交わるように配置されていれば、上記と同様の効果が得られる。
線源部１６ａ、１６ｂ及び線量検出部５０、５１は、第１のロール３側および第２のロール８側にそれぞれ配置されている。また線源部１６ｃ及び線量検出部５４は、蒸着領域６０ｂと蒸着領域６０ｃのあいだの反転経路に配置されている。また、線量検出部５０、５１、５４は、基板４の幅方向を全て検出できるように、複数のセンサーを並べて構成されている（図５）。
このような構成により、基板４での欠陥の増加を判定することが可能になる。具体的には以下のとおりである。基板４が第１のロール３から搬送経路に搬送されるときには、蒸着領域６０ａに到達する手前で、線源部１６ａから照射された電磁波が基板の欠陥を通過して線量検出部５０で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較を行う。
続いて蒸着領域６０ａと蒸着領域６０ｂを通過し蒸着された基板４が、蒸着領域６０ｃに到達する手前で、線源部１６ｃからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５４で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５０での測定値情報と線量検出部５４での測定値情報を比較する。
続いて、蒸着領域６０ｃ、蒸着領域６０ｄを通過し、第１表面を蒸着された基板４が第２のロール８に巻き取られる手前で、線源部１６ｂからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５１で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５４での測定値情報と線量検出部５１での測定値情報を比較する。
次に、基板４の搬送方向を反転し、第２のロール８から蒸着領域６０ｄ、蒸着領域６０ｃに基板４が搬送されるときには、蒸着領域６０ｄに到達する手前で、線源部１６ｂからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５１で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである基板搬送方向を反転する前の線量検出部５１での測定値情報と、基板搬送方向を反転した後の線量検出部５１での測定値情報を比較する。
続いて蒸着領域６０ｄと蒸着領域６０ｃを通過し第２表面を蒸着された基板４が、蒸着領域６０ｂに到達する手前で、線源部１６ｃからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５４で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５１での測定値情報と線量検出部５４での測定値情報を比較する。
続いて、蒸着領域６０ｂと蒸着領域６０ａを通過し、蒸着された基板４が第１のロール３に巻き取られる手前で、線源部１６ａからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５０で検出される。検出された測定値線量の情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５４での測定値情報と線量検出部５０での測定値情報を比較する。
同様の動作を繰り返すことで、基板４に生じた欠陥が設定値以下か、搬送により欠陥が拡大しているか、もしくは設定値以上の欠陥があるか否かを判断することができる。
図７（ａ）は、第２の実施形態において、データ記憶演算装置５３での判定に基づいた蒸着プロセスの進行フローチャートである。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）での判定方法を具体的に示した判定チャートである。線量検出部５０、５１、５４において検出された信号を判定する方法や、検出されたデータの処理方法は第１の実施形態の場合と同様である。
また、本第２の実施の形態では、図３に示すような成膜領域が傾斜していて、４箇所ある装置で動作を説明したが、図４に示すような円筒上で、成膜領域が２箇所の装置でも、同様の装置動作の判定を行うことで、基板切れを防止することができる。また、図３のような成膜領域が４箇所ある場合に限られず、成膜領域が５箇所以上（例えば、８箇所）ある場合でも、同様に実施できる。
本発明の薄膜の製造方法によって集電体基板上に形成された蒸着膜は、蒸着材料がケイ素、スズの場合、リチウムイオン二次電池の負極活物質として利用でき、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４などといった、一般的に使用される正極活物質を含む正極板と、微多孔性フィルムなどからなるセパレータと、６フッ化リン酸リチウムなどをエチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート類に溶解した、一般に知られている組成のリチウムイオン伝導性を有する電解液と共に用いることで、リチウムイオン二次電池を容易に作製できる。
また、本発明の薄膜の製造装置により作製された蒸着膜は、活物質の膨張に伴う活物質粒子の破壊が抑制でき、円筒型、扁平型、コイン型、角形等の様々な形状の非水電解質二次電池に適用可能であり、電池の形状や封止形態は特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明の薄膜の製造方法は、蒸着膜を利用した、電池などの電気化学デバイス、フォトニック素子や光回路部品などの光学デバイス、センサーなど、各種デバイス素子、電気化学素子全般の製造への応用が可能であるが、特に充放電に伴う膨張が大きな活物質のエネルギー密度を有効に引き出すための電池用極板を提供するのに有用である。
【符号の説明】
【００１０】
１          排気ポンプ
２          チャンバー
３、８      巻き出しまたは巻取りロール
４          基板
５ａ〜５ｆ  搬送ローラ
６          ガイド部材
７          駆動ローラ
９          蒸発源
９ｓ        蒸発面
１０ａ、１０ｂ      遮蔽板
１１ａ、１１ｂ      ガス導入管
１２        シャッター
１３        測長システム
１５ａ〜１５ｃ  遮蔽板
１６ａ〜１６ｃ      線源部
２０ａ、２０ｂ      遮蔽部材
２２        ノズル部
２４        ノズル部遮蔽板
５０        第１の線量検出部
５０ａ〜５０ｊ  センサー部
５１        第２の線量検出部
５１ａ〜５１ｊ  センサー部
５２        制御装置
５３        データ記憶演算装置
５４        第３の線量検出部
６０ａ〜６０ｄ      蒸着領域
１００      薄膜の製造装置
３００      薄膜の製造装置
【図１】
2009142019.tif 000003
【図２】
2009142019.tif 000004
【図３】
2009142019.tif 000005
【図４】
2009142019.tif 000006
【図５】
2009142019.tif 000007
【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
2009142019.tif 000009
【図７（ａ）】
2009142019.tif 000010
【図７（ｂ）】
2009142019.tif 000011
【図８（ａ）】
2009142019.tif 000012
【図８（ｂ）】
2009142019.tif 000013
【図９（ａ）】
2009142019.tif 000014
【図９（ｂ）】
2009142019.tif 000015
【図１０（ａ）】
2009142019.tif 000016
【図１０（ｂ）】
2009142019.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月10日(2009.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜の製造方法に関し、特に非水電解質二次電池用電極として利用される薄膜の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル機器の高性能化および多機能化に伴い、電源である二次電池の高容量化が切望されている。二次電池の高容量化のため、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、あるいはスズ（Ｓｎ）などの負極活物質を用いたリチウム二次電池用電極の検討が盛んに行われている。
【０００３】
ケイ素を用いたリチウム二次電池用電極は、充放電の繰り返しに起因して電極活物質が激しく膨張収縮し、粉砕や微細化が起きるので、表面積が増大して電解液の分解反応が促進され、集電性が低下することが課題となる。そこで、蒸着法、スパッタリング法、あるいはＣＶＤ法などの蒸着による成膜法を用いて、集電体に電極活物質層を形成させた電極が検討されている。電極活物質とバインダー等を含むスラリーを塗布した塗布型電極に比べ、蒸着による成膜法で形成した電極は膜強度を強くできるので、充放電時の電極活物質の微細化を抑制することができる。また、集電体と電極活物質層を一体化できるので、電極における電子伝導性を向上できる。その結果、蒸着による成膜法を用いて形成した電極は、従来の塗布型電極と比較して、容量面やサイクル寿命面での高性能化が期待できる。
【０００４】
導電材、バインダーなどを低減または排除することができる蒸着による成膜法の特徴を生かし、電極を高容量化する方法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
蒸着による成膜法で作成した電極は、電極活物質層の強度を向上できるが、充放電に伴う電極活物質の膨張収縮により、集電体と電極活物質層とが剥離しやすい、集電体にしわが発生しやすい等の課題がある。そこで、凹凸パターン形状を有する基板上に、基板に立てた法線と蒸発源の蒸着原料の融解面に立てた法線とがなす角度を斜めにし、電極活物質を斜めに蒸着する蒸着装置が考案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
ところで、長尺のフィルムに何らかの加工を施す場合、フィルム上の欠陥が自工程の加工トラブルにつながり、製品の歩留まりを低下する問題がある。そこで、加工しながらフィルム上の欠陥を検出し、欠陥にあわせて製造条件を変更する方法が開示されている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１３５１１５号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／１５４１９Ａ１号
【特許文献３】特許第３４００３０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
フィルム基板に対して蒸着を行う場合、フィルム基板にもともと空いている欠陥に加えて、蒸着材料の突沸により生じた材料の塊が基板に衝突し、基板に穴をあけてしまうことにより生じる欠陥の問題がある。特に長尺のフィルム基板を走行しながら蒸着膜を形成する場合、基板にあいた小さなピンホール状の穴であっても走行中に当該穴をトリガーにして亀裂が走り、基板が切れてしまうという課題がある。さらに、基板の走行方向を何度も反転させて蒸着を行うと、走行方向の反転時など基板に加わるテンションが変化した時などに、基板に空いた穴が拡大したり、亀裂が走り、基板が切れる可能性が増す。蒸着膜を製造中に基板が切れることで、製造歩留まりは低下し、さらに製造装置内の汚染が拡大し、復旧に時間がかかるため、生産数が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、基板に生じた穴欠陥や亀裂の拡大を予測し、基板切れを防止することにより、生産数を向上する薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の薄膜の製造方法は、第１ロールと第２ロールの間で基板の巻き取り走行を行いながら、蒸着領域にて前記基板の表面に蒸着材料を蒸着させて薄膜を形成する第一の成膜工程と、前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前及び／又は後の地点において、前記基板表面の所定箇所に電磁波又は粒子線を照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第一の検出工程と、前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線及び前記所定箇所に関する情報を記憶する記憶工程と、前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線に基づき、前記所定箇所での前記基板の欠陥が増加しているか否かを判定する判定工程と、前記判定工程で判定した結果に応じて前記基板の切断防止措置を行う防止工程、を含む。
【００１１】
好ましくは、前記第一の検出工程において、前記電磁波又は粒子線を、前記第１ロールと前記第２ロールの間における前記基板の走行経路中の複数の地点で照射することによって、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を複数回照射して、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を複数検出し、前記判定工程において、検出された複数の電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う。
【００１２】
好ましくは、前記複数の地点は、前記蒸着領域より前の地点、及び、前記蒸着領域より後の地点からなり、前記判定工程では、前記蒸着領域の前で照射され検出された電磁波又は粒子線と、前記蒸着領域の後で照射され検出された電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う。
【００１３】
好ましくは、前記第一の成膜工程の後、前記基板の走行方向を反転する工程と、前記反転工程後、前記第一の成膜工程における巻き取り方向に対し逆方向に基板の巻き取り走行を行いながら、前記第一の成膜工程で形成された前記薄膜の上に、さらに薄膜を形成する第二の成膜工程と、前記反転工程後、前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前及び／又は後の地点において、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を再度照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第二の検出工程と、をさらに含み、前記判定工程では、前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線と、前記第二の検出工程で検出された電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う。
【００１４】
好ましくは、前記電磁波又は粒子線の照射は、前記基板の幅方向に配列した複数領域に向けて行う。
【００１５】
好ましくは、前記欠陥は、前記基板に生じた孔又は亀裂である。
【００１６】
好ましくは、照射する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、又は、β線である。
【００１７】
好ましくは、検出する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、蛍光Ｘ線、又は、散乱β線である。
【００１８】
好ましくは、照射する電磁波は、紫外線、可視光線又は赤外線であり、検出する電磁波は、前記基板を透過した紫外線、可視光線又は赤外線である。
【００１９】
好ましくは、照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である。
【００２０】
好ましくは、照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を支持するロール又は前記基板の後方に配置した金属板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である。
【００２１】
好ましくは、前記切断防止措置が、前記成膜の中止、前記成膜の量の低減、前記基板の走行速度の変更、又は、前記第１ロールと前記第２ロール間で前記基板に付与されている張力の軽減である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の薄膜の製造方法によれば、蒸着膜の形成中に穴欠陥や亀裂の拡大を予測し、基板切れの発生前に基板切れを防ぐことにより、製品の歩留まりと生産数を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態の薄膜製造装置の模式的な断面図。
【図２】本発明の第１実施形態の薄膜製造装置の別の模式的な断面図。
【図３】本発明の第２実施形態の薄膜製造装置の模式的な断面図。
【図４】本発明の第２実施形態の薄膜製造装置の別の模式的な断面図。
【図５】本発明の実施形態の線量検出部の構成を説明するための図。
【図６（ａ）】本発明の第１実施形態の動作フローチャート図。
【図６（ｂ）】本発明の第１実施形態の判定チャート図。
【図７（ａ）】本発明の第２実施形態の動作フローチャート図。
【図７（ｂ）】本発明の第２実施形態の判定チャート図。
【図８（ａ）】本発明の実施形態の線源部と線量検出部の構成の模式図。
【図８（ｂ）】本発明の実施形態の線源部と線量検出部の別の構成の模式的な断面図。
【図９（ａ）】本発明の実施形態の測定時間と測定線量の強度の関係を説明する図。
【図９（ｂ）】本発明の実施形態のサンプリング時間と測定線量の強度の関係を説明する図。
【図１０（ａ）】本発明の実施形態の測定時間と測定値の動きを説明する図。
【図１０（ｂ）】本発明の実施形態の測定時間と測定センサー数の動きを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明による薄膜の製造方法の実施形態を説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
本実施形態の薄膜の製造装置では、チャンバー内において、蒸発源に対して凸になるようにシート状の基板を搬送し、凸の頂点となる部分の両側の領域で蒸着を行う場合の一例を示す。
【００２６】
〈薄膜の製造装置の構成〉
まず、図１を参照する。図１は、本発明による第１の実施形態の薄膜の製造装置を模式的に示す断面図である。薄膜の製造装置１００は、チャンバー（真空槽）２と、チャンバー２の外部に設けられ、チャンバー２を排気するための排気ポンプ１、チャンバー２の外部からチャンバー２に酸素ガスなどのガスを導入するガス導入管１１ａ、１１ｂとを備える。また、チャンバー内のシャッター１２の駆動装置（図示せず）と、第１および第２のロール３、８の駆動装置（図示せず）と、測長システム１３とが接続されたデータ記憶演算装置５３が設置されている。チャンバー２の内部には、蒸着原料を蒸発させる蒸発源９と、シート状の基板４を搬送するための搬送部と、蒸発源９によって蒸発した蒸着原料が到達しない遮蔽領域を形成する遮蔽部及びシャッター部と、ガス導入管１１ａ、１１ｂに接続され、基板４の表面にガスを供給するためのノズル部２２とが設けられている。
【００２７】
基板４の欠陥（ピンホールや基板亀裂）を測定し、蒸着及び基板走行の実行を判断するための検査装置として、線源部１６ａ、１６ｂと、線量検出部５０、５１と、当該線量検出部の制御装置５２と、データ記憶演算装置５３が設けられている。また、線量検出部５０、５１は、基板４の幅方向を全領域検査するため、搬送される基板４の幅方向に沿って配列された複数のセンサーから構成されている。ここで、線源部１６ａ、１６ｂは蛍光灯や重水素ランプ、ハロゲンランプ、キセノンアークランプなどの光源や、Ｐｍ−１４７、Ｃｏ−６０、Ｃｓ−１３７、Ｔｌ−２０４、Ｓｒ−９０、Ｙ−９０、Ｃａ−４５などのβ線源や、Ｘ線源を用いることができる。特に基板材質や基板厚みにより遮蔽される線源の選択が有効である。また、線量検出部５０、５１として、光線検出の場合、複数のセンサーを並べるほか、ラインセンサーやＣＣＤカメラなど、光の測定領域が広く、高感度に検出できるセンサーであればよく、散乱β線や蛍光Ｘ線の検出の場合、真空中で使用するため半導体検出器などが良い。
【００２８】
蒸発源９は、例えば蒸着原料を収容する坩堝などの容器と、蒸着原料を蒸発させるための加熱装置とを含み、蒸着材料および容器は適宜着脱可能に構成されている。加熱装置としては、例えば抵抗加熱装置、誘導加熱装置、電子ビーム加熱装置などを用いることができる。蒸着を行う際には、坩堝内に収容された蒸着原料が上記加熱装置によって加熱されて、その上面（蒸発源）９ｓから蒸発し、シャッター１２の開閉により基板４の表面に供給される。前述したシャッター部を構成するシャッター１２は、チャンバー外部に設置した駆動装置（図示せず）に接続されていて、データ記憶演算装置５３やシャッター１２の開閉ボタンで開閉動作することができる。
【００２９】
前記搬送部は、基板４を巻き付けて保持し得る第１および第２のロール３、８と、基板４を案内するガイド部と、搬送方向を調整する駆動ローラ７と、測長システム１３を含む。測長システム１３は、基板４の搬送距離及び搬送速度を測長し、搬送長さと搬送速度を調整する。前記ガイド部は、第１のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６および他の搬送ローラ５ａ〜５ｃを有し、これにより、基板４が、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が到達する領域（蒸着可能領域）を通過するように、基板４の搬送経路が規定される。
【００３０】
第１および第２のロール３、８はチャンバー外部に設置した駆動装置（図示せず）に接続されていて、基板４の巻き取り、巻き出しを行うことができる。また、駆動ローラ７はチャンバー外部に設置した駆動装置（図示せず）に接続されていて、基板４の搬送方向及び搬送速度の制御を行うことができる。
【００３１】
また、第１および第２のロール３、８、搬送ローラ５ａ〜５ｃ、駆動ローラ７および第１のガイド部材６は、例えば長さが６００ｍｍの円筒形を有しており、その長さ方向（すなわち搬送する基板４の幅方向）が互いに平行になるようにチャンバー内に配置されている。図１では、これらの円筒形の底面に平行な断面のみが示されている。
【００３２】
なお、蒸発源９も、例えば蒸着原料の蒸発面９ｓが、上記搬送部によって搬送される基板４の幅方向に平行に十分な長さ（例えば６００ｍｍ以上）を有するように構成されていてもよい。これによって、基板４の幅方向に略均一な蒸着を行うことができる。なお、蒸発源９は、搬送される基板４の幅方向に沿って配列された複数の坩堝から構成されていてもよい。
【００３３】
本実施形態では、第１および第２のロール３、８の何れか一方が基板４を繰り出し、駆動ローラ７、搬送ローラ５ａ〜５ｃおよび第１のガイド部材６は繰り出された基板４を搬送経路に沿って案内し、第１および第２のロール３、８の他方が基板４を巻き取る。巻き取られた基板４は、必要に応じて、上記他方のロールによってさらに繰り出され、搬送経路を逆方向に搬送される。第１のロール３と第２のロール８は、互いに基板４を巻き取る方向に駆動して、基板を引っ張り釣り合わしておく。ここで、駆動ローラ７を駆動することで、基板４が駆動ローラ７に沿って移動し、第１もしくは第２のロール３、８の何れか一方向に巻き取ることができる。例えば、図１で駆動ローラ７を時計回りに回転した場合、基板４は第２ロール８に巻き取られる方向に搬送される。搬送速度と搬送距離は、測長システム１３により適宜調整される。このように、本実施形態における第１および第２のロール３、８は、搬送方向によって巻き出しロールとしても巻き取りロールとしても機能することができる。また、搬送方向の反転を繰り返すことによって、基板４が蒸着領域を通過する回数を調整できるので、所望の回数の蒸着工程を連続して実施できる。
【００３４】
駆動ローラ７、搬送ローラ５ａ、第１のガイド部材６および搬送ローラ５ｂ、５ｃは、上記基板４の搬送経路において第１のロール側からこの順に配置されている。本明細書では、「基板４の搬送経路において第１のロール側」とは、基板４の搬送方向や第１のロールの空間的な配置にかかわらず、第１および第２のロール３、８を両端とする搬送経路上の第１ロール側を意味する。また、搬送ローラ６は、隣接する搬送ローラ５ａ、５ｂよりも下方に配置され、基板４のうち蒸着原料によって照射される面が、蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内する。「蒸発源９に対して凸になるように基板４を案内する」とは、蒸発面９ｓに対して凸になるように基板４を案内することを意味し、この構成により、図示する断面図において、基板４の経路は搬送ローラ６で方向転換するＶ字型またはＵ字型となる。本明細書では、第１のガイド部材６によって規定されるＶ字型またはＵ字型の経路を「Ｖ字型経路」と呼ぶ。
【００３５】
第１のガイド部材６と蒸発源９（蒸発面９ｓ）との間には、第１の遮蔽部材２０が配置されており、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が基板４の法線方向から入射することを防止するとともに、Ｖ字型経路の蒸着領域を２つに分離している。このような構成により、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６よりも第１のロール側に位置する第１の蒸着領域６０ａと、第１のガイド部材６よりも第２のロール側に位置する第２の蒸着領域６０ｂとが形成される。本明細書では、蒸着領域の名称は、チャンバー２における第１および第２のロール３、８の設置位置や基板４の搬送方向にかかわらず、第１のガイド部材６によって規定されるＶ字型経路において、第１のガイド部材６の第１のロール側に位置していれば「第１の蒸着領域６０ａ」となり、第２のロール側に位置していれば「第２の蒸着領域６０ｂ」となる。従って、「第１の蒸着領域６０ａ」は、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６よりも第１のロール側に位置していればよく、例えば第１のロール３と第１の蒸着領域６０ａとの直線距離が、第１のロール３と第１のガイド部材６との直線距離よりも長くてもかまわない。
【００３６】
前記遮蔽部は蒸着可能領域内に配置されており、上述した第１の遮蔽部材２０の他に、蒸発源９や排気ポンプ１に接続された排気口（図示せず）を覆うように配置された遮蔽板１０ａ、１０ｂと、ノズル部２２を覆うように配置されたノズル部遮蔽板２４と、チャンバー２の側壁から第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂの上端部に向かってそれぞれ延びる遮蔽板１５ａ、１５ｂとを含む。遮蔽板１５ａ、１５ｂは、基板４の搬送経路における蒸着領域６０ａ、６０ｂ以外の蒸着可能領域を走行する基板４、第１および第２のロール３、８および線源部１６ａ、１６ｂおよび線量検出部５０、５１などを覆うように配置され、これらに蒸着原料が到達することを防止する。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂは、対応する蒸着領域６０ａ、６０ｂと対向する壁部１５ａ’、１５ｂ’を有しており、これによって、ノズル部２２の側面に設けられた複数の出射口から出射されるガスを効率よく蒸着領域６０ａ、６０ｂ内に滞留させることが可能になる。
【００３７】
なお、本実施形態における搬送部および遮蔽部は、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が搬送経路を走行する基板４の法線方向から基板４に入射しないように、蒸発源９に対して配置されており、これによって、基板４の法線方向から傾斜した方向から蒸着を行う（斜め蒸着）ことが可能になる。図１に示す薄膜の製造装置１００では、第１の遮蔽部材２０およびノズル部遮蔽板２４によって、蒸着材料が基板４の法線方向から基板４に入射することを防止しているが、搬送部の構成によっては、他の遮蔽板（例えば１５ａ、１５ｂなど）も同様の機能を有する場合がある。
【００３８】
本実施形態におけるノズル部２２は、第１の遮蔽部材２０とノズル部遮蔽板２４との間に設置されている。ノズル部２２は、例えば搬送される基板４の幅方向（図１に示す断面に垂直な方向）に沿って延びた管であり、その側面に、対応する蒸着領域６０ａ、６０ｂにガスを噴出するための複数の出射口が設けられていてもよい。これにより、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂにおいて、基板４の幅方向に略均一にガスを供給できる。また、ノズル部２２は、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂのそれぞれに平行にガスを噴射するように構成されていることが好ましい。このような構成によって、ノズル部２２から出射する酸素ガスと蒸着粒子との反応率を高めることができ、チャンバー２の真空圧力を低下させることなく、酸化度の高い蒸着膜を形成することができる。
【００３９】
線源部１６ａ、１６ｂ及び線量検出部５０、５１は、Ｖ字型経路の第１のロール３側および第２のロール８側にそれぞれ配置されている。また、線量検出部５０、５１は、基板４の幅方向を全て検出できるように、複数のセンサーを並べて構成されている（図５）。
【００４０】
このような構成により、基板４での欠陥の増加を判定することが可能になる。具体的には以下のとおりである。なお、以下では電磁波を照射する場合について説明するが、電磁波の代わりに粒子線を照射することも可能である。
【００４１】
基板４が第１のロール３からＶ字型経路に搬送されるときには、蒸着領域６０ａに到達する手前で、線源部１６ａから照射された電磁波が基板の欠陥を通過して線量検出部５０で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較を行う。
【００４２】
続いて、蒸着領域６０ａと蒸着領域６０ｂを通過し、蒸着された基板４が第２のロール８に巻き取られる手前で、線源部１６ｂからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５１で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５０での測定値情報と線量検出部５１での測定値情報を比較する。
【００４３】
次に、基板４の搬送方向を反転し、第２のロール８からＶ字型経路に基板４が搬送されるときには、蒸着領域６０ｂに到達する手前で、線源部１６ｂからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５１で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである基板搬送方向を反転する前の線量検出部５１での測定値情報と基板搬送方向を反転した後の線量検出部５１での測定値情報を比較する。
【００４４】
続いて、蒸着領域６０ｂと蒸着領域６０ａを通過し、蒸着された基板４が第１のロール３に巻き取られる手前で、線源部１６ａからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５０で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５０での測定値情報と線量検出部５１での測定値情報を比較する。
【００４５】
同様の動作を繰り返すことで、基板４に生じた欠陥が設定値以下か、搬送により欠陥が拡大しているか、もしくは設定値以上の欠陥があるか否かを判断することができる。
【００４６】
〈薄膜の製造装置の動作〉
次に、薄膜の製造装置１００の動作を説明する。ここでは、薄膜の製造装置１００を用いて、基板４の表面にケイ素酸化物を含む複数の活物質体を形成する場合を例に説明する。
【００４７】
まず、第１および第２のロール３、８のうちの一方のロール（ここでは第１のロール３）に長尺（例えば５００ｍ）の基板４を巻き付け、搬送部を通した基板４を、第１および第２のロール３、８のうちの一方のロール（ここでは第２のロール８）に解けないように巻き付け、基板４を４０Ｎの力で引っ張り釣り合わしておく。基板４として、銅箔、ニッケル箔などの金属箔を用いることができる。基板４の表面に複数の活物質体を所定の間隔を空けて配置するためには、斜め蒸着によるシャドウイング効果を利用する必要があり、そのためには、金属箔の表面に凹凸パターンが形成されていることが好ましい。本実施形態では、凹凸パターンとして、例えば上面が菱形（対角線：２０μｍ×１０μｍ）で高さが１０μｍの四角柱形状の突起が規則的に配列されたパターンを用いる。菱形の長い方の対角線に沿った間隔を２０μｍ、短い方の対角線に沿った間隔を１０μｍ、菱形の辺に平行な方向における間隔を１０μｍとする。また、各突起の上面の表面粗さＲａを例えば２．０μｍとする。
【００４８】
また、蒸発源９の坩堝内には蒸着材料（例えばケイ素）を収容し、ガス導入管１１ａ、１１ｂは薄膜の製造装置１００の外部に設置された酸素ガスボンベなどに接続しておく。この状態で、排気ポンプ１を用いてチャンバー２を排気する。
【００４９】
次いで、基板４の表面に蒸発粒子が到達しないように、シャッター１２を閉じた状態で、蒸発源９の坩堝内のケイ素を電子ビーム加熱装置などの加熱装置（図示せず）によって加熱を行う。加熱条件が整った後、駆動ローラ７を駆動して、第１のロール３に巻き付けられた基板４を繰り出し、第２のロール８に向かって搬送を開始する。搬送速度が安定した所（例えば３０秒）で、シャッター１２を開き、蒸発した蒸発粒子を、第１および第２の蒸着領域６０ａおよび６０ｂを通過する基板４の表面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ａおよびガス導入管１１ｂを介してノズル部２２から基板４の表面に供給する。これにより、基板４の表面に、反応性蒸着により、ケイ素と酸素とを含む化合物（ケイ素酸化物）を成長させることができる。これらの蒸着領域６０ａ、６０ｂで表面にケイ素酸化物が蒸着された後の基板４は、第２のロール８によって巻き取られる。測長システム１３で所望の長さを測定して（例えば４００ｍ）シャッター１２を閉じ、巻き取りを停止して、基板搬送を停止する。
【００５０】
続いて基板搬送方向を反転する場合は、駆動ローラ７の回転方向を反転することで、基板搬送方向を反転することができる。搬送速度が安定したら、再びシャッター１２を開いて、蒸発した蒸発粒子を、第１および第２の蒸着領域６０ａおよび６０ｂを通過する基板４の表面に供給する。
【００５１】
以上のようにして基板の搬送方向の反転を行いながら蒸着を行うことによって、シート状の基板４の表面に、任意の積層数ｎの活物質体を連続的に形成することができる。
【００５２】
なお、ケイ素酸化物からなる活物質体を形成する場合を例に薄膜の製造装置１００の動作を説明したが、使用する蒸着材料や得られた蒸着膜の用途はこの例に限定されない。また、上記では、蒸発源９で蒸発させた蒸着原料（ケイ素原子）とノズル部２２から供給されるガス（酸素ガス）とを反応させて蒸着膜を形成しているが、ガスを供給せずに、蒸着原料のみを基板４の表面に成長させてもよい。
【００５３】
〈蒸着動作の判定〉
以下、図面を参照しながら、線量検出部５０、５１において検出された信号を判定する方法を詳しく説明する。
【００５４】
図５は、線量検出部のセンサー部の図である。
【００５５】
線量検出部５０、５１は、基板幅に合わせて、センサー部５０ａ〜５０ｊ、５１ａから５１ｊの様に各センサーの検出領域が重なるように複数のセンサーから構成されている。基板の幅とセンサーの検出範囲により、センサー部の数は５０ａ〜５０ｊもしくは５１ａ〜５１ｊに限らず適宜調整する。また、それぞれのセンサー部から得られる情報は、基板幅方向の位置情報としても管理される。
【００５６】
線量測定値情報は、（走行パス数ｎ、基板長手位置情報Ｌ、基板幅位置情報Ｈ）と共に記録される。例えば、１走行目の基板長手距離３００ｍの場所で、線量検出部５０のセンサー部５０ａと５０ｂの間にまたがった場所に欠陥穴が開いていた場合、センサー５０ａと５０ｂの測定値が、（１，３００，５０ａ）と（１，３００，５０ｂ）に記録される。また、例えば、２走行目（反転走行）の基板長手距離１５０ｍの場所、線量検出部５１のセンサー部５１ｆ上に欠陥穴が開いていた場合、センサー５１ｆの測定値が、（２，１５０，５１ｆ）に記録される。これにより、第１の測定値と第２の測定値において、同じ基板長手位置情報での欠陥場所の測定値と、測定値の数を管理することができる。これによって、欠陥穴の穴径の拡大成長の有無を監視しながら、基板搬送や成膜を行うことが出来る。なお、第１の測定値と第２の測定値の関係については、第１の測定値を線量検出部５０で測定した後、蒸着を行い１層の薄膜を形成した後、第２の測定値を線量検出部５１で測定したものであってもよいし、また、第１の測定値を線量検出部５１で測定した後、基板の搬送方向を反転して、第２の測定値を同じく線量検出部５１で測定したものであってもよい。
【００５７】
検出されたデータの処理方法について、図９（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図９（ａ）は、測定時間ｔと、測定線量の強度Ｉを表した図である。基板長手位置情報Ｌは、測長システム１３で測定される基板搬送速度をＶとした時、Ｌ＝Ｖ×（Δｔ１＋Δｔ２＋・・・Δｔ（ｄ））で演算され記憶される。図９（ｂ）は、サンプリング時間Δｔ（ｄ）での測定線量の強度Ｉを表しており、第１の測定値は、基準強度Ｉ０を超えている時間Ｔ１、もしくは、サンプリング時間Δｔ内の線量強度の積分値（強度面積Ｓ１）が欠陥の測定値として、制御装置５２に記憶される。
【００５８】
データ記憶演算装置５３では、所定の設定値と同一の基板長手位置情報にある測定値の比較を行う。例えば、図９（ｂ）で、測定時間Ｔ１（またはＴ２）−所定の時間Ｔ０＞０の場合ＮＧと判定する。もしくは、測定面積Ｓ１（またはＳ２）−所定の強度面積Ｓ０＞０の場合ＮＧと判定する。
【００５９】
さらには、同じ基板長手位置情報Ｌにおいて、第１の測定値（Ｔ１もしくはＳ１）と、第２の測定値（Ｔ２もしくはＳ２）とを比較し、Ｔ２−Ｔ１で計算される増加時間ΔＴ＞所定の増加時間ΔＴｍの場合ＮＧと判定し、あるいは、Ｓ２−Ｓ１で計算される増加強度面積ΔＳ＞所定の増加強度面積ΔＳｍの場合ＮＧと判定する。
【００６０】
図１０（ａ）は、測定時間と測定値及び測定値の増加量（測定値の差）との関係を示す測定例である。測定時間が進むにつれ、測定値が増加している。
【００６１】
また、データ記憶演算装置５３では、所定の設定値と同一の基板長手位置情報にある基板幅位置情報の数（反応している測定センサーの数）の比較を行う。例えば、基板幅方向に並んだ複数のセンサーのうち欠陥を測定したセンサーの数Ｃ１−設定センサー数Ｃ０＞０の場合ＮＧと判定する。
【００６２】
さらには、同じ基板長手位置情報Ｌにおいて、第１の測定で欠陥を測定したセンサー数Ｃ１と、第２の測定で欠陥を測定したセンサー数Ｃ２とを比較し、Ｃ２−Ｃ１で計算される増加センサー数ΔＣ＞所定の増加センサー数ΔＣｍの場合にＮＧと判定する。
【００６３】
図１０（ｂ）は、測定時間と測定センサーの数及び測定センサー数の増加量（測定センサーの数の差）との関係を示す測定例である。測定時間が進むにつれ、測定センサー数が増加している。
【００６４】
以上においてＮＧと判断された場合には、データ記憶演算装置５３から基板搬送系に信号を出して基板切断防止措置を行う。基板切断防止措置としては、前記成膜の中止、前記成膜の量の低減、前記基板の走行速度の変更、又は、前記第１ロールと前記第２ロール間で前記基板に付与されている張力の軽減などを適宜行う。
【００６５】
図６（ａ）は、データ記憶演算装置５３での判定に基づいた蒸着プロセスの動作フローチャートである。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）での判定方法を具体的に示した判定チャートである。以下は図６（ａ）及び図６（ｂ）の双方に基づいて説明をする。
【００６６】
まず、図６（ａ）及び（ｂ）の６０１は、基板が蒸着領域６０ａに到達する手前で、線量検出部５０で測定をした後に行う判定である。この判定では、サンプリング時間Δｔ（ｄ）で検出された線量測定値（当該線量測定値は、上述のように、時間に基づいた測定値であってもよいし、強度面積に基づいた測定値であってもよい）が、設定値Ｄ以下であれば、ＯＫと判定し、蒸着作業は続けられる。検出された線量測定値が、設定値Ｄを超えている場合はＮＧと判定する。また、サンプリング時間Δｔ（ｄ）に線量検出部５０で基板幅方向に並んだ複数のセンサーのうち欠陥を検出したセンサー数が、設定値Ｎ以下であれば、ＯＫと判定され、蒸着作業は続けられる。欠陥を検出したセンサー数が、設定値Ｎを超えている場合はＮＧと判定する。
【００６７】
（走行パスが１走行目）
続いて、蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過し蒸着を行った後、図６（ａ）及び（ｂ）の６０２において、線量検出部５１で測定を行い、６０１と同様に設定値ＤやＮとの比較を行う。ここではさらに、線量検出部５０と線量検出部５１で測定した、基板長手位置と基板幅位置が同一である線量測定値について差分計算（欠陥拡大量）を行い、設定値ΔＤと比較を行う。設定値ΔＤを超えている場合は判定をＮＧとする。また、基板長手位置と基板幅位置が同一の箇所において、線量検出部５０で欠陥を測定したセンサー数と、線量検出部５１で欠陥を測定したセンサー数の差分計算（センサー数の増加）を行い、設定値ΔＮと比較を行う。センサー数の増加が、設定値ΔＮを超えている場合は判定をＮＧとする。
【００６８】
（走行パスが２走行目（反転時））
続いて、基板搬送方向を反転して、基板が蒸着領域６０ｂに到達する手前で、図６（ａ）及び（ｂ）の６０３において、線量検出部５１でふたたび測定を行い、設定値Ｄ、Ｎ、ΔＤ、及びΔＮとの比較を行う。設定値ΔＤとの比較の場合には、基板搬送方向反転前と後に線量検出部５１で測定した、基板長手位置と基板幅位置が同一である線量測定値の差分計算（欠陥拡大量）を行う。また、設定値ΔＮとの比較の場合には、基板長手位置と基板幅位置が同一の箇所において、基板搬送方向反転前と後に線量検出部５１で欠陥を測定したセンサー数の差分計算（センサー数の増加）を行う。
【００６９】
さらに続いて、第２のロール８から第１のロール３への反転した基板搬送方向で蒸着領域６０ｂ、６０ａを通過し蒸着を行った後、図６（ａ）及び（ｂ）の６０４において、線量検出部５０でふたたび測定を行い、設定値Ｄ、Ｎ、ΔＤ、及びΔＮとの比較を行う。設定値ΔＤとの比較の場合には、基板搬送方向反転後に線量検出部５１と線量検出部５０で測定した、基板長手位置と基板幅位置が同一である線量測定値の差分計算（欠陥拡大量）を行う。また、設定値ΔＮとの比較の場合には、基板長手位置と基板幅位置が同一の箇所において、基板搬送方向反転後に線量検出部５１で欠陥を測定したセンサー数と、基板搬送方向反転後に線量検出部５０で欠陥を測定したセンサー数の差分計算（センサー数の増加）を行う。
【００７０】
（走行パスが３走行目（正転時））
続いて、基板搬送方向をさらに反転して、図６（ａ）の６０１及び図６（ｂ）の６０１′において、線量検出部５０でふたたび測定を行い、設定値Ｄ、Ｎ、ΔＤ、及びΔＮとの比較を行う。設定値ΔＤとの比較の場合には、基板搬送方向反転前と後に線量検出部５０で測定した、基板長手位置と基板幅位置が同一である線量測定値の差分計算（欠陥拡大量）を行う。また、設定値ΔＮとの比較の場合には、基板長手位置と基板幅位置が同一の箇所において、基板搬送方向反転前と後に線量検出部５０で欠陥を測定したセンサー数の差分計算（センサー数の増加）を行う。
【００７１】
さらに続いて、蒸着領域を通過し蒸着を行った後、図６（ａ）及び（ｂ）の６０２を繰り返す。この工程については前述のとおりである。
【００７２】
以降、走行パス数が変わる以外は、走行パスが２走行目（反転時）と走行パスが３走行目（正転時）の内容を繰り返す。判定がＮＧとなった場合、上述した基板切断防止措置を行う。
【００７３】
本第１の実施の形態では、図８（ａ）で示すとおり、線源部１６ａもしくは１６ｂと線量検出部５０もしくは５１を、基板４を挟んで配置したが、図８（ｂ）のような配置で行うこともできる。図８（ｂ）では、線源部１６ａと線量検出部５０が、基板４の同一面に対向するよう配置されている。基板４の反対面に対向するようローラ５が配置され、基板４の反対面を支持している。反対面がローラ５に支持されている基板４の表面に対し、線源部１６ａから電磁波が照射され、基板４の孔や亀裂を通過しローラ５によって反射した電磁波が線量検出部５０で検出される。基板４はローラ５により支持されているので、基板４に損傷を与える恐れがない。この場合、線源部１６ａが光源の場合、基板４表面とローラ５表面での反射率が異なるように表面粗さや材質を選択することで、線量検出部５０で、基板４の孔や亀裂を通過しローラによって反射した光量を検出することができる。また、線源部１６ａがβ線源の場合、ローラ５の材質と基板４の材質とが異なるように選択することで、基板４に欠陥が無い場合と欠陥がある場合で、散乱β線量が変化するので基板上の欠陥を検出することが可能になる。線源部１６ａがＸ線源の場合、ローラ５の材質と基板４の材質とが異なるように選択することで、基板４に欠陥が無い場合は、ローラ５の材料に起因する特性Ｘ線（蛍光Ｘ線）は基板４により減衰されるが、基板４に欠陥がある場合は、当該蛍光Ｘ線の線量強度が確保されるので基板上の欠陥を検出することができる。
【００７４】
ローラ５の代わりに、平坦面を有する金属板を基板４の反対面側に配置することも可能である。金属板は、その平坦面が、基板４の反対面と接触しないように配置され、基板４が図８（ｂ）のように湾曲しつつ搬送されている領域ではなく、直線状に搬送されている領域において、基板４の反対面に対向するよう配置される。反対面が金属板の平坦面と対向している基板４の表面に対し、線源部１６ａから電磁波が照射され、基板４の孔や亀裂を通過し金属板の平坦面によって反射した電磁波を線量検出部５０で検出する。電磁波は平坦面により反射されるので、電磁波の反射方向を容易に予想できるため、線量検出部５０の位置を決定しやすい。
【００７５】
また、本第１の実施の形態では、図１に示すような成膜領域が傾斜していて、２箇所ある装置で動作を説明したが、図２に示すような円筒上で、成膜領域が１箇所の装置でも、同様の装置動作の判定を行うことで、基板切れを防止することができる。また、図１のような成膜領域が２箇所ある場合に限られず、成膜領域が３箇所以上（例えば、４箇所、あるいは、８箇所）ある場合でも、同様に実施できる。
【００７６】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明による第２の実施形態の薄膜の製造装置を説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、Ｖ字型の基板経路（Ｖ字型経路）を２箇所設けて、全部で４つの蒸着領域（第１〜第４の蒸着領域）６０ａ〜６０ｄを形成する。ただし、本実施形態における搬送部は、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過した後の基板４を裏返して、第３および第４の蒸着領域６０ｃ、６０ｄに案内するように構成されている点で第１の実施形態と異なっている。また、表面蒸着領域と、裏面蒸着領域の走行パスの間に、基板４の欠陥（ピンホールや基板亀裂）を測定し、蒸着及び基板走行の実行を判断するための検査装置として、線源部１６ｃと線量検出部５４がさらに設けられている点が異なっている。
【００７７】
図３は、本実施形態の薄膜の製造装置を例示する断面図である。簡単のため、図１に示す薄膜の製造装置１００と同様の構成要素には同じ参照符号を付して説明を省略する。
【００７８】
薄膜の製造装置３００では、基板４の搬送経路は、第１および第２のロール３、８と、搬送ローラ５ａ〜５ｆと、第１および第２のガイド部材６ａ、６ｂとによって規定される。搬送ローラ５ｃ〜５ｅは、基板４の搬送経路における第２の蒸着領域６０ｂと第３の蒸着領域６０ｃとの間に、第２のロール８を回り込むように配置されている（反転構造）。この構造により、基板４の蒸着源９ｓに対向させる表面を反転させることができる。従って、基板４が第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過する際には、基板４の一方の表面（「第１表面」と呼ぶ）に蒸着を行い、第３および第４の蒸着領域６０ｃ、６０ｄを通過する際には、基板４の他方の表面（「第２表面」）に蒸着を行うことができる。よって、薄膜の製造装置３００を用いると、チャンバー２の真空状態を保ったままで、基板４の両面に蒸着膜を連続的に形成することが可能になる。
【００７９】
また、本実施形態では、第２の蒸着領域６０ｂと第４の蒸着領域６０ｄとが互いに対向するように形成されており、これらの蒸着領域６０ｂ、６０ｄの間には、搬送ローラ５ｂ、５ｆを覆うように遮蔽板１５ｃが配置されている。遮蔽板１５ｃは、搬送ローラ５ｂ、５ｆに蒸着原料が入射することを防止するとともに、これらの蒸着領域６０ｂ、６０ｄの上端部における入射角度を制御している。
【００８０】
本実施形態では、基板４の表面に垂直で、かつ、基板４の搬送方向を含む断面において、第１のガイド部材６ａおよび第２のガイド部材６ｂは、蒸発面９ｓの中心を通る法線Ｎを挟んで両側に配置されている。また、第１から第４の蒸着領域６０ａ〜６０ｄのうち何れか１つ（図示する例では蒸着領域６０ｂ）が蒸発面９ｓの中心を通る法線Ｎと交わるように、蒸発源９に対して搬送部が配置されている。これにより、蒸着可能領域のうち蒸着原料の濃度の高い領域を最大限に利用して蒸着を行うことができるので有利である。なお、図示する薄膜の製造装置３００では、第２の蒸着領域６０ｂと第４の蒸着領域６０ｄとが蒸着可能領域の略中央に互いに対向するように形成されているが、本明細書では搬送経路に沿って蒸着領域に名称を付しているため、搬送部の配置により他の蒸着領域が蒸着可能領域の中央に互いに対向して配置されることもある。何れの場合でも、蒸着可能領域の略中央に対向して配置される２つの蒸着領域の何れか一方が上記法線Ｎと交わるように配置されていれば、上記と同様の効果が得られる。
【００８１】
線源部１６ａ、１６ｂ及び線量検出部５０、５１は、第１のロール３側および第２のロール８側にそれぞれ配置されている。また線源部１６ｃ及び線量検出部５４は、蒸着領域６０ｂと蒸着領域６０ｃのあいだの反転経路に配置されている。また、線量検出部５０、５１、５４は、基板４の幅方向を全て検出できるように、複数のセンサーを並べて構成されている（図５）。
【００８２】
このような構成により、基板４での欠陥の増加を判定することが可能になる。具体的には以下のとおりである。基板４が第１のロール３から搬送経路に搬送されるときには、蒸着領域６０ａに到達する手前で、線源部１６ａから照射された電磁波が基板の欠陥を通過して線量検出部５０で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較を行う。
【００８３】
続いて蒸着領域６０ａと蒸着領域６０ｂを通過し蒸着された基板４が、蒸着領域６０ｃに到達する手前で、線源部１６ｃからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５４で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５０での測定値情報と線量検出部５４での測定値情報を比較する。
【００８４】
続いて、蒸着領域６０ｃ、蒸着領域６０ｄを通過し、第１表面を蒸着された基板４が第２のロール８に巻き取られる手前で、線源部１６ｂからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５１で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５４での測定値情報と線量検出部５１での測定値情報を比較する。
【００８５】
次に、基板４の搬送方向を反転し、第２のロール８から蒸着領域６０ｄ、蒸着領域６０ｃに基板４が搬送されるときには、蒸着領域６０ｄに到達する手前で、線源部１６ｂからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５１で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである基板搬送方向を反転する前の線量検出部５１での測定値情報と、基板搬送方向を反転した後の線量検出部５１での測定値情報を比較する。
【００８６】
続いて蒸着領域６０ｄと蒸着領域６０ｃを通過し第２表面を蒸着された基板４が、蒸着領域６０ｂに到達する手前で、線源部１６ｃからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５４で検出される。検出された電磁波の測定値情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５１での測定値情報と線量検出部５４での測定値情報を比較する。
【００８７】
続いて、蒸着領域６０ｂと蒸着領域６０ａを通過し、蒸着された基板４が第１のロール３に巻き取られる手前で、線源部１６ａからの電磁波が欠陥を通過して線量検出部５０で検出される。検出された測定値線量の情報は、基板４の位置情報と一緒に制御装置５２に記憶し、データ記憶演算装置５３で所定の設定値と比較する。さらに、位置情報が同じである線量検出部５４での測定値情報と線量検出部５０での測定値情報を比較する。
【００８８】
同様の動作を繰り返すことで、基板４に生じた欠陥が設定値以下か、搬送により欠陥が拡大しているか、もしくは設定値以上の欠陥があるか否かを判断することができる。
【００８９】
図７（ａ）は、第２の実施形態において、データ記憶演算装置５３での判定に基づいた蒸着プロセスの進行フローチャートである。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）での判定方法を具体的に示した判定チャートである。線量検出部５０、５１、５４において検出された信号を判定する方法や、検出されたデータの処理方法は第１の実施形態の場合と同様である。
【００９０】
また、本第２の実施の形態では、図３に示すような成膜領域が傾斜していて、４箇所ある装置で動作を説明したが、図４に示すような円筒上で、成膜領域が２箇所の装置でも、同様の装置動作の判定を行うことで、基板切れを防止することができる。また、図３のような成膜領域が４箇所ある場合に限られず、成膜領域が５箇所以上（例えば、８箇所）ある場合でも、同様に実施できる。
【００９１】
本発明の薄膜の製造方法によって集電体基板上に形成された蒸着膜は、蒸着材料がケイ素、スズの場合、リチウムイオン二次電池の負極活物質として利用でき、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４などといった、一般的に使用される正極活物質を含む正極板と、微多孔性フィルムなどからなるセパレータと、６フッ化リン酸リチウムなどをエチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート類に溶解した、一般に知られている組成のリチウムイオン伝導性を有する電解液と共に用いることで、リチウムイオン二次電池を容易に作製できる。
【００９２】
また、本発明の薄膜の製造装置により作製された蒸着膜は、活物質の膨張に伴う活物質粒子の破壊が抑制でき、円筒型、扁平型、コイン型、角形等の様々な形状の非水電解質二次電池に適用可能であり、電池の形状や封止形態は特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の薄膜の製造方法は、蒸着膜を利用した、電池などの電気化学デバイス、フォトニック素子や光回路部品などの光学デバイス、センサーなど、各種デバイス素子、電気化学素子全般の製造への応用が可能であるが、特に充放電に伴う膨張が大きな活物質のエネルギー密度を有効に引き出すための電池用極板を提供するのに有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１          排気ポンプ
２          チャンバー
３、８      巻き出しまたは巻取りロール
４          基板
５ａ〜５ｆ  搬送ローラ
６          ガイド部材
７          駆動ローラ
９          蒸発源
９ｓ        蒸発面
１０ａ、１０ｂ      遮蔽板
１１ａ、１１ｂ      ガス導入管
１２        シャッター
１３        測長システム
１５ａ〜１５ｃ  遮蔽板
１６ａ〜１６ｃ      線源部
２０ａ、２０ｂ      遮蔽部材
２２        ノズル部
２４        ノズル部遮蔽板
５０        第１の線量検出部
５０ａ〜５０ｊ  センサー部
５１        第２の線量検出部
５１ａ〜５１ｊ  センサー部
５２        制御装置
５３        データ記憶演算装置
５４        第３の線量検出部
６０ａ〜６０ｄ      蒸着領域
１００      薄膜の製造装置
３００      薄膜の製造装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ロールと第２ロールの間で基板の巻き取り走行を行いながら、蒸着領域にて前記基板の表面に蒸着材料を蒸着させて薄膜を形成する第一の成膜工程と、
前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前及び／又は後の地点において、前記基板表面の所定箇所に電磁波又は粒子線を照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第一の検出工程と、
前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線及び前記所定箇所に関する情報を記憶する記憶工程と、
前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線に基づき、前記所定箇所での前記基板の欠陥が増加しているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程で判定した結果に応じて前記基板の切断防止措置を行う防止工程、を含む、薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記第一の検出工程において、前記電磁波又は粒子線を、前記第１ロールと前記第２ロールの間における前記基板の走行経路中の複数の地点で照射することによって、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を複数回照射して、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を複数検出し、
前記判定工程において、検出された複数の電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う、請求項１に記載の薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記複数の地点は、前記蒸着領域より前の地点、及び、前記蒸着領域より後の地点からなり、
前記判定工程では、前記蒸着領域の前で照射され検出された電磁波又は粒子線と、前記蒸着領域の後で照射され検出された電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う、請求項２に記載の薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記第一の成膜工程の後、前記基板の走行方向を反転する工程と、
前記反転工程後、前記第一の成膜工程における巻き取り方向に対し逆方向に基板の巻き取り走行を行いながら、前記第一の成膜工程で形成された前記薄膜の上に、さらに薄膜を形成する第二の成膜工程と、
前記反転工程後、前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前及び／又は後の地点において、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を再度照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第二の検出工程と、をさらに含み、
前記判定工程では、前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線と、前記第二の検出工程で検出された電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う、請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項５】
前記電磁波又は粒子線の照射は、前記基板の幅方向に配列した複数領域に向けて行う、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記欠陥は、前記基板に生じた孔又は亀裂である、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項７】
照射する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、又は、β線である、請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項８】
検出する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、蛍光Ｘ線、又は、散乱β線である、請求項１〜７のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項９】
照射する電磁波は、紫外線、可視光線又は赤外線であり、検出する電磁波は、前記基板を透過した紫外線、可視光線又は赤外線である、請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１０】
照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である、請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１１】
照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を支持するロール又は前記基板の後方に配置した金属板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である、請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１２】
前記切断防止措置が、前記成膜の中止、前記成膜の量の低減、前記基板の走行速度の変更、又は、前記第１ロールと前記第２ロール間で前記基板に付与されている張力の軽減である、請求項１〜９のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009142019.tif 000018
【図２】
2009142019.tif 000019
【図３】
2009142019.tif 000020
【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年11月24日(2009.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ロールと第２ロールの間で基板の巻き取り走行を行いながら、蒸着領域にて前記基板の表面に蒸着材料を蒸着させて薄膜を形成する第一の成膜工程と、
前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前及び／又は後の地点において、前記基板表面の所定箇所に電磁波又は粒子線を照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第一の検出工程と、
前記第一の成膜工程の後、前記基板の走行方向を反転する工程と、
前記反転工程後、前記第一の成膜工程における巻き取り方向に対し逆方向に基板の巻き取り走行を行いながら、前記第一の成膜工程で形成された前記薄膜の上に、さらに薄膜を形成する第二の成膜工程と、
前記反転工程後、前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前及び／又は後の地点において、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を再度照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第二の検出工程と、
前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線及び前記所定箇所に関する情報を記憶する記憶工程と、
前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線と、前記第二の検出工程で検出された電磁波又は粒子線とを比較することにより、前記所定箇所での前記基板の欠陥が増加しているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程で判定した結果に応じて前記基板の切断防止措置を行う防止工程、を含む、薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記第一の検出工程又は前記第二の検出工程で検出された電磁波又は粒子線と、所定の設定値とを比較する工程をさらに含む、請求項１に記載の薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記第一の検出工程及び／又は第二の検出工程において、前記電磁波又は粒子線を、前記第１ロールと前記第２ロールの間における前記基板の走行経路中の複数の地点で照射することによって、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を複数回照射して、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を複数検出し、
前記判定工程において、検出された複数の電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う、請求項１又は２に記載の薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記複数の地点は、前記蒸着領域より前の地点、及び、前記蒸着領域より後の地点からなり、
前記判定工程では、前記蒸着領域の前で照射され検出された電磁波又は粒子線と、前記蒸着領域の後で照射され検出された電磁波又は粒子線を比較することにより判定を行う、請求項３に記載の薄膜の製造方法。
【請求項５】
前記電磁波又は粒子線の照射は、前記基板の幅方向に配列した複数領域に向けて行う、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記欠陥は、前記基板に生じた孔又は亀裂である、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項７】
照射する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、又は、β線である、請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項８】
検出する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、蛍光Ｘ線、又は、散乱β線である、請求項１〜７のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項９】
照射する電磁波は、紫外線、可視光線又は赤外線であり、検出する電磁波は、前記基板を透過した紫外線、可視光線又は赤外線である、請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１０】
照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である、請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１１】
照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を支持するロール又は前記基板の後方に配置した金属板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である、請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１２】
前記切断防止措置が、前記成膜の中止、前記成膜の量の低減、前記基板の走行速度の変更、又は、前記第１ロールと前記第２ロール間で前記基板に付与されている張力の軽減である、請求項１〜１１のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１３】
第１ロールと第２ロールの間で基板の巻き取り走行を行いながら、蒸着領域にて前記基板の表面に蒸着材料を蒸着させて薄膜を形成する第一の成膜工程と、
前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の前の地点において、前記基板表面の所定箇所に電磁波又は粒子線を照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第一の検出工程と、
前記第１ロールと前記第２ロール間で、前記基板の走行経路中での前記蒸着領域の後の地点において、前記所定箇所に電磁波又は粒子線を照射し、前記基板を透過又は反射した電磁波又は粒子線を検出する第二の検出工程と、
前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線及び前記所定箇所に関する情報を記憶する記憶工程と、
前記第一の検出工程で検出された電磁波又は粒子線と、前記第二の検出工程で検出された電磁波又は粒子線とを比較することにより、前記所定箇所での前記基板の欠陥が増加しているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程で判定した結果に応じて前記基板の切断防止措置を行う防止工程、を含む、薄膜の製造方法。
【請求項１４】
前記第一の検出工程又は前記第二の検出工程で検出された電磁波又は粒子線と、所定の設定値とを比較する工程をさらに含む、請求項１３に記載の薄膜の製造方法。
【請求項１５】
前記電磁波又は粒子線の照射は、前記基板の幅方向に配列した複数領域に向けて行う、請求項１３又は１４に記載の薄膜の製造方法。
【請求項１６】
前記欠陥は、前記基板に生じた孔又は亀裂である、請求項１３〜１５のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１７】
照射する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線、又は、β線である、請求項１３〜１６のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１８】
検出する電磁波又は粒子線は、紫外線、可視光線、赤外線、蛍光Ｘ線、又は、散乱β線である、請求項１３〜１７のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項１９】
照射する電磁波は、紫外線、可視光線又は赤外線であり、検出する電磁波は、前記基板を透過した紫外線、可視光線又は赤外線である、請求項１３〜１８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項２０】
照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である、請求項１３〜１８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項２１】
照射する電磁波又は粒子線はＸ線又はβ線であり、検出する電磁波又は粒子線は、前記基板を支持するロール又は前記基板の後方に配置した金属板を反射した蛍光Ｘ線又は散乱β線である、請求項１３〜１８のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項２２】
前記切断防止措置が、前記成膜の中止、前記成膜の量の低減、前記基板の走行速度の変更、又は、前記第１ロールと前記第２ロール間で前記基板に付与されている張力の軽減である、請求項１３〜２１のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【国際調査報告】
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