(57)【要約】【課題】  蒸着材料を蒸着している領域に供給すると、蒸着源の温度が下がり、蒸着速度が安定せず、蒸着速度を長時間安定に行うことができない。【解決手段】蒸着材料１０４に電子ビームを照射して溶解した材料を、電子ビームを照射して蒸発する少なくとも２つの領域１０１，１０３とつながり、蒸発せずに溶解した部分１０２に供給することで、急激な温度差が発生しにくいため、材料供給時にスプラッシュが発生しにくく、また料供給時に、蒸発源温度の低下が抑制でき、２つの蒸発領域１０１，１０３の蒸発面高さを一定にすることができるので、蒸着レートの変動を抑えることができる。【選択図】  図７
2009179856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内においてロールツーロール方式でシート状の基板を移動させることにより、前記基板に蒸着膜を連続的に形成する蒸着装置であって、前記基板を巻き付けて保持する第１および第２のロールと前記基板を案内するガイド部とを含む搬送部であって、前記第１および第２のロールの一方が前記基板を繰り出し、前記ガイド部が繰り出された基板を案内し、前記第１および第２のロールの他方が前記基板を巻き取ることによって、前記基板に前記蒸発させた蒸着原料が到達する、２箇所以上の蒸着領域を通過するように
前記基板を搬送する搬送部を備えた蒸着装置において、
蒸着原料を蒸発させる蒸発源は、電子ビームを照射して材料を蒸発するための領域を少なくとも２箇所備え、前記少なくとも２箇所の前記蒸発するための領域は連続した領域を備え、前記蒸発するための領域は、第一の蒸着領域側と第二の蒸着領域側に分かれて配置され、前記第一の蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第二の蒸着領域に到達するのを防ぐことができる遮蔽板をさらに備え、前記第二の蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第一の蒸着領域に到達するのを防ぐことができる遮蔽板をさらに備え、前記連続した領域の上方に、棒形状の蒸着原料を差し向ける機構を備えた真空蒸着装置。
【請求項２】
前記第一の蒸着領域と前記第二の蒸着領域が、前記基板の表面側及び前記基板の裏面側に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の真空蒸着装置。
【請求項３】
前記ガイド部は、前記第一の蒸着領域内において、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第１のガイド部材を含み、
前記遮蔽部は、前記第１のガイド部材と前記蒸発源との間に配置された第１の遮蔽部材を含み、
前記第１のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第１のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第１の蒸着領域および前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第２の蒸着領域を形成し、
前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に配置され、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第２のガイド部材を前記第二の蒸着領域内にさらに含み、
前記遮蔽部は、前記第２のガイド部材と前記蒸発源との間に配置された第２の遮蔽部材をさらに含み、
前記第２のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第２のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第３の蒸着領域および前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着領域を形成し、
前記遮蔽領域を除く前記第１〜第４蒸着領域において、前記蒸着材料が前記基板の法線方向から前記基板に入射しないように、前記蒸発源に対して前記搬送部が配置されている、請求項２に記載の真空蒸着装置。
【請求項４】
前記ガイド部は、前記第一の蒸着可能領域内に、
前記基板の搬送経路において前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に配置され、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第２のガイド部材と、
前記第二の蒸着可能領域内に、
前記基板の搬送経路において前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に配置され、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第３のガイド部材と、
前記基板の搬送経路において前記第３のガイド部材よりも前記第２のロール側に配置され、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を
案内する第４のガイド部材とをさらに含み、
前記第２のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第２のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第３の蒸着領域および前記第２のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着領域を形成し、
前記第３のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第３のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第５の蒸着領域および前記第３のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第６の蒸着領域を形成し、
前記第４のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第４のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第７の蒸着領域および前記第４のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第８の蒸着領域を形成し、
前記遮蔽部は、前記第２、第３および第４のガイド部材と前記蒸発源との間にそれぞれ配置された第２、第３および第４の遮蔽部材をさらに含み、
前記蒸発するための領域は、前記第１、第２、第３及び第４蒸着領域側と前記第５、第６、第７及び第８蒸着領域側に分かれて配置され、前記第１、第２、第３及び第４蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第５蒸着領域及び第７蒸着領域に蒸着原料が到達するのを防ぐ遮蔽板をさらに備え、前記第５、第６、第７及び第８蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第２蒸着領域及び第４蒸着領域に蒸着原料が到達するのを防ぐ遮蔽板をさらに備えた、請求項３に記載の真空蒸着装置。
【請求項５】
前記基板の表面に垂直で、かつ、前記基板を搬送する方向を含む断面において、各蒸着領域を通過する基板の任意の点と前記蒸発源の中心とを結ぶ線は、前記基板の法線方向と４５°以上９０°以下の角度をなすように、前記蒸発源に対して前記搬送部が配置されている請求項３または請求項４に記載の真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空蒸着装置に関する。
【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、それらの電源である二次電池の高容量化が要求されている。この要求を満足し得る二次電池として非水電解質二次電池が注目されている。非水電解質二次電池の高容量化を達成するために、電極活物質（以下、単に「活物質」とする）として、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）などを用いることが提案されている。このような電極活物質を用いた非水電解質二次電池用電極（以下、単に「電極」とする）は、一般的に、電極活物質やバインダーなどを含むスラリーを集電体に塗布することで形成されている（以下、「塗布型電極」とする）。しかし、充放電の繰り返しに起因して、活物質が激しく膨張・収縮する結果、粉砕されたり微細化されるおそれがある。活物質の粉砕や微細化が生じると、電極の集電性の低下を引き起こすだけでなく、活物質と電解液との接触面積が増大するために、活物質による電解液の分解反応を促進することになり、十分な充放電サイクル特性が得られないという問題がある。また、塗布型電極では、電極中に導電材やバインダーなどが含まれるために、電極の容量を高めることが困難である。
【０００３】
そこで、塗布型電極に代わって、蒸着法、スパッタリング法またはＣＶＤ法などの蒸着方法を用いて集電体に活物質層を形成することによって、電極を製造することが検討されている。蒸着方法を用いて形成された電極は、塗布型電極に比べて、活物質層の微細化を抑制できるとともに、集電体と活物質層との密着性をより高めることができるので、電極における電子伝導性を向上でき、かつ、電極容量および充放電サイクル特性を改善できる。また、塗布型電極中には、導電材やバインダーなどが存在するが、蒸着方法を用いて活物質層を形成することにより、電極中に存在するこれらの量を低減あるいは排除できるので、本質的に電極の容量を高めることが可能となる。
【０００４】
しかしながら、蒸着方法を用いても、充放電時における活物質の膨張・収縮に起因して、集電体と活物質層とが剥離したり、集電体に応力がかかってしわが発生するおそれがあり、充放電サイクル特性を低下させる要因となっていた。
【０００５】
これに対し、本出願人による特許文献１および２は、集電体の法線方向に対して傾斜した方向からケイ素粒子を蒸着させることによって（斜め蒸着）、活物質体層を形成することを提案している。このような活物質体層は、後述するシャドウイング効果を利用して形成され、集電体表面の法線方向に対して一方向に傾斜した柱状の活物質体が集電体表面に配列された構造を有している。この構造によると、活物質体間にケイ素の膨張応力を緩和する空間を確保できるので、活物質体が集電体から剥離したり、集電体にしわが発生することを抑制でき、従来よりも充放電サイクル特性を向上できる。
【０００６】
また、特許文献２には、集電体にかかる活物質の膨張応力をより効果的に緩和するために、蒸着方向を切り換えながら複数段の斜め蒸着を行うことにより、ジグザグ状に成長させた活物質体を形成することが提案されている。ジグザグ状の活物質体は、例えば次のようにして形成される。
【０００７】
まず、集電体上に、集電体の法線方向から傾斜した第１の方向から蒸着を行って第１部分を形成した後（第１段目の蒸着工程）、集電体の法線方向に対して第１の方向と反対側に傾斜した第２の方向から蒸着を行って、第１部分の上に第２部分を形成する（第２段目
の蒸着工程）。その後、さらに第１の方向から蒸着を行って第３部分を形成する（第３段目の蒸着工程）。このようにして、任意の積層数に達するまで、蒸着方向を切り換えながら蒸着工程を繰り返し、活物質体を得る。
【０００８】
このような活物質体の形成は、例えば上述した特許文献２に記載された蒸着装置を用いて行うことができる。特許文献２に記載された蒸着装置では、蒸発源の上方に集電体を固定する固定台が配置されている。固定台は、その表面が蒸発源における蒸発面（蒸着原料の上面）と平行な平面に対して傾斜するように配置されており、これによって、集電体の法線方向に対して任意の角度だけ傾斜した方向から集電体表面に蒸着原料を入射させることができる。また、固定台の傾斜方向を切り換えることにより、蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えることができる。従って、固定台の傾斜方向を切り換えながら複数段の蒸着工程を繰り返すと、上述したようなジグザグ状の活物質体が得られる。なお、固定台の傾斜方向を切り換える代わりに、蒸発源を移動させたり、または複数の蒸発源を交互に用いることによって、蒸着原料の入射方向を切り換える構成も記載されている。
【０００９】
一方、特許文献３や特許文献４には、量産プロセスに好適に使用されるロールツーロール方式の蒸着装置が開示されている。
【００１０】
特許文献３には、ロールツーロール方式の蒸着装置を用いて、斜め蒸着によって活物質層を形成することが提案されている。この蒸着装置では、チャンバー内で、シート状の集電体を巻出しロールから巻取りロールへ走行させ、所定の蒸着領域において、走行している集電体表面に蒸着膜（活物質層）を連続的に形成することができる。この蒸着領域では、集電体の法線方向から傾斜した一方向から集電体表面に蒸着原料が入射するので、集電体の法線方向から特定の方向に傾斜した柱状の活物質体を形成できる。
【００１１】
特許文献４には、電解コンデンサ用電極材料を連続生産するための蒸着装置として、種々の構成のロールツーロール方式の蒸着装置が開示されている。例えば１つの蒸発源に対して２つの蒸着ロールを配置し、各蒸着ロール上の基板表面に上記蒸発源で蒸発させた金属粒子を蒸着させることにより、１つの蒸発源に対して２つの蒸着領域を設ける構成も提案されている。
【００１２】
特許文献５には、蒸着材料を蒸発する領域と、蒸着材料を供給して溶融する池を設け、蒸着材料を安定に蒸発する蒸着装置が開示されている。
【００１３】
特許文献６には、蒸着材料を１箇所の材料補給位置から２箇所の蒸発源に、材料を補給する蒸着装置が開示されている。
【００１４】
特許文献７には、蒸着材料を安定に材料供給する蒸着装置が開示されている。  
【特許文献１】国際公開第２００７／０１５４１９号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００７／０５２８０３号パンフレット
【特許文献３】特開２００７−１２８６５９号公報
【特許文献４】特許第２７０４０２３号公報
【特許文献５】特開平７−１２６８３９号公報
【特許文献６】特許第３４９４１８５号公報
【特許文献７】特許第２５０２７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献２に記載された蒸着装置を用いると、予め所定のサイズに切断された集電体に対して蒸着を行うため、生産性が低くなってしまう。よって、このような蒸着装置を量産
プロセスに適用することは困難である。特許文献３および４に記載された従来のロールツーロール方式の蒸着装置を用いて、特許文献２に記載されているようなジグザグ状に成長させた活物質体を連続的に形成することは困難である。
【００１６】
前述したように、特許文献２に記載されたような活物質体は、集電体に対する蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えながら複数段の蒸着を行うことにより形成されるが、特許文献３の蒸着装置では、集電体に対する蒸着原料の入射方向（蒸着方向）を切り換えようとすると、蒸発源に対する蒸着領域の配置を変更する必要がある。従って、チャンバー内を真空に保った状態で蒸着方向を切り換えることが難しく、上記のような活物質体を含む蒸着膜を連続して形成することができない。
【００１７】
また、特許文献４の蒸着装置は、そもそも斜め蒸着を行うように構成されておらず、集電体表面の法線方向に対する蒸着原料の入射角度や蒸着方向を制御することが困難である。従って、活物質体の蒸着方向を制御してジグザグ状に成長させた活物質体を形成することはできない。
【００１８】
さらに、特許文献５の蒸着装置によると、蒸着材料を蒸着している領域に供給すると、蒸着源の温度が下がり、蒸着速度が安定しない問題がある。
【００１９】
特許文献６の蒸着装置によると、材料補給方法が固体のため、溶融したところに材料を補給すると、溶融した材料があふれたり、突沸が起きたりする。
【００２０】
特許文献７の蒸着装置の場合、金属材料のＣｏやＣｒよりも比熱容量が大きい非金属材料（例えばＳｉ）の場合、供給する棒材を、溶解した材料の熱伝導を利用して溶解することが困難であった。
【００２１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸着速度を長時間安定に行うことができ、量産性に優れた蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の蒸着装置は、チャンバー内においてロールツーロール方式でシート状の基板を移動させることにより、前記基板に蒸着膜を連続的に形成する蒸着装置であって、前記基板を巻き付けて保持する第１および第２のロールと前記基板を案内するガイド部とを含む搬送部であって、前記第１および第２のロールの一方が前記基板を繰り出し、前記ガイド部が繰り出された基板を案内し、前記第１および第２のロールの他方が前記基板を巻き取ることによって、前記基板に前記蒸発させた蒸着原料が到達する、２箇所以上の蒸着領域を通過するように前記基板を搬送する搬送部を備えた蒸着装置において、蒸着原料を蒸発させる蒸発源は、電子ビームを照射して材料を蒸発するための領域を少なくとも２箇所備え、前記少なくとも２箇所の前記蒸発するための領域は連続した領域を備え、前記蒸発するための領域は、第一の蒸着領域側と第二の蒸着領域側に分かれて配置され、前記第一の蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第二の蒸着領域に到達するのを防ぐことができる遮蔽板をさらに備え、前記第二の蒸着領域側に配置された蒸発領域の中心から蒸発した蒸着原料が、前記第一の蒸着領域に到達するのを防ぐことができる遮蔽板をさらに備え、前記連続した領域の上方に、棒形状の蒸着原料を差し向ける機構を備えている。
【００２３】
本発明の蒸着装置によると、蒸着材料に電子ビームを照射して溶解した材料を、電子ビームを照射して蒸発する少なくとも２つの領域とつながり、蒸発せずに溶解した部分に供給することで、急激な温度差が発生しにくいため、材料供給時にスプラッシュが発生しにくく、また料供給時に、蒸発源温度の低下が抑制でき、２つの蒸発領域の蒸発面高さを一
定にすることができるので、蒸着レートの変動を抑えることができる。
【００２４】
さらに、前記第一の蒸着領域と前記第二の蒸着領域が、前記基板の表面側及び前記基板の裏面側に配置することで、
基板の表面と裏面に、同量の蒸着膜を形成することができ、基板のカールによる走行不良を抑えることができる。
さらに、前記ガイド部は、前記第一の蒸着領域内において、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第１のガイド部材を含み、
前記遮蔽部は、前記第１のガイド部材と前記蒸発源との間に配置された第１の遮蔽部材を含み、
前記第１のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第１のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第１の蒸着領域および前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第２の蒸着領域を形成し、
前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に配置され、前記蒸着原料によって照射される面が前記蒸発源に対して凸になるように前記基板を案内する第２のガイド部材を前記第二の蒸着領域内にさらに含み、
前記遮蔽部は、前記第２のガイド部材と前記蒸発源との間に配置された第２の遮蔽部材をさらに含み、
前記第２のガイド部材は、前記基板の搬送経路において、前記第２のガイド部材よりも前記第１のロール側に位置する第３の蒸着領域および前記第１のガイド部材よりも前記第２のロール側に位置する第４の蒸着領域を形成し、
前記遮蔽領域を除く前記第１〜第４蒸着領域において、前記蒸着材料が前記基板の法線方向から前記基板に入射しないように、前記蒸発源に対して前記搬送部が配置することで、
蒸着方向を切り換えながら複数段の蒸着工程を連続して行うことができる。具体的には、第１のガイド部材および第１の遮蔽部材を含む搬送部によって、チャンバー内に蒸着方向が互いに異なる第１および第２の蒸着領域が形成される。さらに、第２のガイド部材および第２の遮蔽部材を含む搬送部によって、チャンバー内に蒸着方向が互いに異なる第３および第４の蒸着領域が形成される。第１及び第２蒸着領域側に配置された蒸発するための領域と第１の蒸着領域において、基板の法線方向に対して傾斜した方向から蒸着原料を基板表面に入射させ、第２の蒸着領域において、基板の法線方向に対して第１の蒸着領域における傾斜方向と反対側に傾斜した方向から蒸着原料を基板表面に入射させることができる。これにより、基板表面に成長方向の異なる２層を連続して形成できる。第３及び第４蒸着領域側に配置された蒸発するための領域からは、遮蔽板により、第３蒸着領域に蒸着材料が到達するのを防ぐ。また、基板の搬送方向を切り換えて蒸着を繰り返すと、任意の積層数の蒸着膜が得られる。
【００２５】
従って、本発明の蒸着装置を用いると、基板表面に複数の活物質体をジグザグ状に成長させることができるので、特許文献３および４に記載された従来のロールツーロール方式の蒸着装置を用いて製造される電極よりも、活物質の膨張応力が効果的に緩和された電極を製造できる。また、本発明の蒸着装置によると、上記のような活物質体をシート状の基板表面に連続的に形成できるので、特許文献２に記載されたような集電体を固定する台の傾斜方向を切り換えることによって蒸着方向を制御するプロセスよりも、量産性に優れたプロセスを実現できる。
【００２６】
さらに、特許文献５及び７に記載された従来の材料供給装置よりも、蒸着レートを安定にすることができ、製品の歩留まりを向上することができる。また、特許文献６に記載された蒸着装置では実現できなかった、蒸着を行いながら蒸着材料を連続に供給することができ、量産性に優れたプロセスを実現できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、蒸着工程において、蒸着材料を補給しながら連続して安定に行うことが可能な、量産性に優れた蒸着装置を提供できる。
【００２８】
また、本発明の蒸着装置を用いると、生産性に優れたプロセスで、充放電サイクル特性に優れた電極を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら、本発明による蒸着装置の実施形態を説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
本実施形態の蒸着装置では、チャンバー内において、蒸発源に対してシート状の基板を搬送し、基板表面に２層の積層蒸着を行う。基板の表面に積層蒸着するため、蒸着を行う場所を２箇所設ける。
〈蒸着装置の構成〉
まず、図１を参照する。図１は、本発明による第１の実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。蒸着装置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。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するのを防ぐ遮蔽領域を形成する遮蔽部と、基板４を加熱するための加熱部１６ａ、１６ｂ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。
【００３１】
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２８を開くと、基板４の表面に蒸着材料が供給される。
また、蒸発源９の上空には、棒状の材料５０が設置されており、基板幅方向に移動する機構で、移動することができる。さらに、棒状の材料５０は、加熱装置で溶解され、蒸発源９に材料を供給する。棒状の材料５０を溶解する加熱装置は、電子ビーム加熱装置で行う。
さらに、棒状の材料５０の上空には、遮蔽板２３ｂが配置されており、棒状の材料５０を電子ビームで溶解するときに発生する、材料の突沸により飛び散るスプラッシュが、基板４に到達するのを防いでいる。遮蔽板２３ａ、２３ｂは、図１０に示すような、数枚の板を重ね合わせた形状にすると、輻射熱の断熱ができ、遮蔽板２３ａの熱変形を防止できるのでさらに良い。
【００３２】
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を含む。ガイド部は、第１のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６ａ、第２のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６ｂおよび他の搬送ローラ５ａ〜５ｇ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。
【００３３】
第１および第２のロール３、８、搬送ローラ５ａ〜５ｇおよび第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂ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。
【００３４】
なお、蒸発源９も、例えば蒸着原料の蒸発面９ｓ及び９ｔ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。
【００３５】
また、蒸発源(蒸発部)９の具体的な構成例を、図７（ａ）および（ｂ）に示す。図７（ａ）は蒸発部の上面図であり、そのＡ１−Ａ１断面図を図７(ｂ)に示す。本実施形態の蒸発部は、図７(ａ)および（ｂ）に示すように、第一の蒸発領域１０１と、第一の蒸発領域１０１とは分離して設けられた第二の蒸発領域１０３と、前記第一および第二の蒸発領域１０１，１０３を接続する位置に設けられ、前記第一および第二の蒸発領域１０１，１０３に棒状の蒸発原料１０４を溶解して供給する溶解領域１０２とを含む。なお、ここで、第一の蒸発領域１０１は、図１の蒸発面９ｓに、第二の蒸発領域１０３は、図１の蒸発面９ｔに、それぞれ対応している。
【００３６】
図７（ｃ）および（ｄ）は、本実施形態における蒸発部９の別の構成例である。第一、第二の蒸発領域１０１，１０３と、溶解領域１０２との間に、仕切り１０５が設けられ、溶解した原料の移動が制限されている。これによって、蒸発領域１０１，１０３の温度変化を抑制することができる。
【００３７】
また、図７（ｅ）および（ｆ）は、本実施形態における蒸発部９の別の構成例である。図７(ｅ)、(ｆ)では、蒸発部９は上面がロの字型に形成されている。このような構成により、基板の幅方向(基板面内で基板の進行方向に対して垂直方向)に組成の均一な薄膜を形成することができる。逆に図７(ａ)、(ｂ)のＨ型では、溶解領域１０２を小さくできるため、溶解に要するパワー(エネルギー)を抑制することができる。
【００３８】
また、仕切り１０５は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）の場合に適用しても良い。
【００３９】
なお、このような蒸発部の構成については、他の実施形態においても同様である。
【００４０】
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、搬送ローラ５ａ〜５ｇおよび第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂ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。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。
【００４１】
搬送ローラ５ａ、５ｂ、第１のガイド部材６ａおよび搬送ローラ５ｃ、さらに、搬送ローラ５ｃ、５ｄ、第２のガイド部材６ｂおよび搬送ローラ５ｅ、５ｆ、５ｇ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。
【００４２】
第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂと蒸発源９（蒸発面９ｓ、９ｔ）との間には、遮蔽部材２０a、２０ｂが配置されており、蒸発面９ｓ及び９ｔから蒸発した蒸着材料が基板４に蒸着形成される蒸着量を調整している。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６ａに位置する第一の蒸着領域６０ａと、第２のガイド部材６ｂに位置する第二の蒸着領域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６ａによって規定される経路において、第１のガイド部材６ａに位置していれば「第一の蒸着領域６０ａ」となり、第２のロール側に位置していれば「第二の蒸着領域６０ｂ」となる。従って、「第一の蒸着領域６０ａ」は、基板４の搬送経路において第１のガイド部材６ａ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。
【００４３】
遮蔽部は蒸着可能領域内に配置されており、上述した遮蔽部材２０a、20bや遮蔽板２3ｂの他に、蒸発面９ｔから蒸発した蒸着材料が、第二の蒸着領域６０ｂそして、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が、第一の蒸着領域６０ａに入射しない様に、遮蔽板２３ａを配置している。さらに、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の側壁から第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｃ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および加熱部１６ａ、１６ｂ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。
【００４４】
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及び９ｔ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に示す蒸着装置１００では、遮蔽部材２０ａ、２０ｂ、遮蔽板２３a、２３ｂ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。
【００４５】
本実施形態におけるノズル部２２は、遮蔽板２４と遮蔽部材２０ａ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、対応する第一および第二の蒸着領域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、第一および第二の蒸着領域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、第一、第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂのそれぞれにおいて基板４の表面の基板走行方向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の真空圧力を悪化させることなく、酸化度の高い蒸着膜を形成することができる。
【００４６】
加熱部１６ａ、１６ｂは、往路の蒸着経路の第１のロール側および復路の蒸着経路の第２のロール側にそれぞれ配置されている。このような構成により、第１のロール３から蒸着経路に基板４が搬送されるときには、基板面が、加熱部１６ａによって蒸着経路を通過する前の基板４を８０℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱し、第２のロール８から蒸着経路に基板４が搬送されるときには、基板面が、加熱部１６ｂによって蒸着経路を通過する前の基板４を８０℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱することができる。設定温度は、基板４の材質により適宜調整する。例えば、真空下で８０℃以上温度を加えることで、基板に付着した水分を蒸発除去することができる。また基板４を上記温度まで加熱すると、基板４の蒸着しようとする表面に付着した有機物を除去して、基板４と蒸着原料（例えばケイ素粒子）との密着力および蒸着原料（ケイ素粒子）同士の密着力を向上させる
ことができる。
〈蒸着装置の動作〉
次に、蒸着装置１００の動作を説明する。ここでは、蒸着装置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）に長尺の基板４を巻き付けておく。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。後で詳述するように、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は蒸着装置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、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に向かって搬送する。基板４は、まず、加熱部１６ａで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第一の蒸着領域６０ａを含む蒸着経路を通過する。このとき、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）によって蒸発面９ｓから蒸発させて、第一の蒸着領域６０ａ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で表面にケイ素酸化物が蒸着された後の基板４は、搬送ローラ５ｃ、５ｄを経由した後、第二の蒸着領域６０ｃを含む蒸着経路を通過する。このとき、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）によって蒸発面９ｔから蒸発させて、第二の蒸着領域６０ｂを通過することで、第一の蒸着領域６０ａで形成された蒸着膜表面にさらに供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ｂを介してノズル部２２から基板４の第一の蒸着領域６０ａで形成された蒸着膜表面に供給する。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２層成長させることができる。これらの蒸着領域６０ａ、６０ｂで基板表面にケイ素酸化物が２層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。
【００５０】
棒状の材料５０（ここではケイ素）は、蒸発源９の電子ビーム加熱装置のビームの一部によって溶解される。溶解された材料は、蒸発面９ｓと９ｔの間の溶解ゾーン（融点より高い温度であるが、蒸発面９ｓ、９ｔほど蒸発しない温度領域）に定期的に滴下供給される。滴下供給される材料速度は、蒸発面９ｓ、９ｔから蒸発する速度と同程度になるように、棒状材料が押し出され、電子ビームで溶解される。蒸発面９ｓ、９ｔからの蒸発速度は、蒸発源９の材料温度変化に敏感に作用される。溶解ゾーンと蒸発面の深さ方向は、溶解ゾーンの方を浅くしておくのが好ましい。浅くすることで、材料容量が少なくなり、溶解するための電子ビームの投入エネルギーを小さくすることができる。蒸発面と溶解ゾーンの深さ同じ場合、溶解ゾーンでは、電子ビームのエネルギーが小さいため、底部で溶解できない部分が生じてしまう。そのため、小さな温度変化で、材料の溶解量が変化してしまい、蒸発速度が不安定になる。蒸発面９ｓ、９ｔと溶解ゾーンは、電子ビームの滞在時間に差を設けることで、温度を制御することができる。例えば、電子ビームを１００秒間
照射する場合、蒸発面９ｓに３０秒と９ｔに３０秒滞在し、溶解ゾーンに２０秒滞在し、棒状の材料に２０秒滞在して、材料の蒸発量と材料滴下供給量と蒸発源の温度変化のバランスをとることができる。また、溶解ゾーンが、蒸発面９ｓと９ｔの間に位置することで、溶解ゾーンに滴下した材料による蒸発源９の温度変化を、蒸発面９ｓ、９ｔへの電子ビーム滞在時間の調整で制御することが可能になり、蒸発速度を安定にできる。溶解ゾーンが蒸発面９ｓ、９ｔの間に無い場合（例えば蒸発面が９ｓだけの場合）、蒸発面と溶解ゾーンに温度の傾斜が生じ、蒸発速度が不安定になったり、蒸発速度分布が生じてしまう。さらに、蒸発源９の材料は、溶解ゾーンを含め液体状態に保持しているため、蒸発面９ｓと９ｔは常に同じ高さにすることができる。そのため、第一の蒸着領域６０ａおよび第二の蒸着領域６０ｂの基板への入射角度を一定に保つことができる。
【００５１】
本実施形態では、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂにおける蒸着原料（例えばケイ素）の入射角度θは、以下のように制御される。第１のガイド部材６ａは、少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｓに対して配置される。第２のガイド部材６ｂは、少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｔに対して配置される。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、遮蔽部材２０ａ、２０ｂ、２３a、23bおよびノズル部遮蔽板２４は、蒸着経路のうち入射角度θが上記範囲から外れる領域に入射しようとするケイ素を遮蔽するように配置される。具体的に説明すると、図１に示す例では、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂの上端部６２Ｕ、６４Ｕにおける入射角度θ2、θ４は、それぞれ、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、２３a、23bで調整される。また、下端部６２Ｌ、６４Ｌにおける入射角度θ１、θ３は、遮蔽部材２０ａ、２０ｂおよびノズル部遮蔽板２４で調整される。なお、遮蔽部材２０ａ、２０ｂを設けずに、ノズル部遮蔽板２４を遮蔽部材としても機能させてもよい。ここでは、入射角度θ１、θ２、θ３、θ４は、それぞれ、４５°、７５°、４５°、７５°である（θ１＝４５°、θ２＝７５°、θ３＝４５°、θ４＝７５°）。
【００５２】
本実施形態では、加熱部１６ａによって加熱された基板４の温度が各蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過中に５００℃を超えないように、加熱部１６ａで加熱された直後に通過する搬送ローラを除いて、搬送ローラ（第１のガイド部材６を含む）は冷却されていることが好ましい。また、搬送部による基板４の搬送速度や蒸着レートも、基板４の温度が５００℃を超えないように適宜調整される。
【００５３】
上記のように、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂを走行するときの基板４の温度を例えば２００℃以上５００℃未満に制御することによって、活物質体の成長角度（基板の法線方向Ｍと活物質体の成長方向Ｇ１、Ｇ２とのなす角度）αを調整することができる。前述したように、活物質体の成長角度αは蒸着原料の入射角度θによってほぼ決まるが（２ｔａｎα＝ｔａｎθ、以下、「ｔａｎ則」という）、入射角度θが６０°以上のとき、成長角度αは上記ｔａｎ則によって決まる角度よりも小さくなる傾向がある。このとき、基板４の温度が上記範囲よりも低いと、成長角度αは特に小さくなってしまう。基板４の温度を２００℃以上に制御することにより、活物質体の成長角度αをｔａｎ則によって決まる角度に近づけることができる。一方、基板４の温度が５００℃未満であれば、基板４の熱変形によってしわが生じることを防止できる。また、基板４として銅基板を用いる場合には、銅基板にケイ素が拡散することを防止できる。
【００５４】
本実施形態では、加熱部１６ａが蒸着領域以外の領域に配置され、蒸着領域６０ａ、６０ｂに搬送される前の基板４を加熱しているが、これらの加熱部１６ａは第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂに配置されていてもよい。ただし、本実施形態の構成のように、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂに搬送される直前の基板４を加熱するように
加熱部１６ａを配置すると、不純物を除去した後に、基板表面に蒸着できるので好ましい。
【００５５】
本実施形態の蒸着装置を用いると、シート状の基板４表面に、積層した蒸着膜を連続的に安定に形成できる。
【００５６】
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蒸着装置１００の動作を説明したが、使用する蒸着材料が昇華性材料出なければ、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。
（第２の実施形態）
本実施形態の蒸着装置では、チャンバー内において、蒸発源に対してシート状の基板を搬送し、基板表面、裏面の両側の蒸着を行う。基板の両面を蒸着するため、蒸着を行う場所を２箇所設ける。
〈蒸着装置の構成〉
以下、図面を参照しながら、本発明による第２の実施形態の蒸着装置を説明する、本実施形態の蒸着装置の搬送部は、図２を参照しながら第１の実施形態で説明したような基板蒸着領域２箇所を、基板の表面、裏表面が搬送する構成である。
【００５７】
図２は、本実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。簡単のため、前述の実施形態で説明した蒸着装置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。
【００５８】
本実施形態では、加熱部１６ａ、１６ｂは、表面蒸着経路の第１のロール側および裏面蒸着経路の第１のロール側にそれぞれ配置されている。このような構成により、第１のロール３から蒸着経路に基板４が搬送されるときには、表面が、加熱部１６ａによって蒸着経路を通過する前の基板４を８０℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱し、裏面が加熱部１６ｂによって蒸着経路を通過する前の基板４を８０℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱することができる。設定温度は、基板４の材質により適宜調整する。例えば、真空下で８０℃以上温度を加えることで、基板に付着した水分を蒸発除去することができる。また基板４を上記温度まで加熱すると、基板４の蒸着しようとする表面に付着した有機物を除去して、基板４と蒸着原料（例えばケイ素粒子）との密着力および蒸着原料（ケイ素粒子）同士の密着力を向上させることができる。
〈蒸着装置の動作〉
次に、蒸着装置２００の動作を説明する。ここでは、蒸着装置２００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。
【００５９】
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）に長尺の基板４を巻き付けておく。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。後で詳述するように、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。
【００６０】
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は蒸着装置２００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。
【００６１】
次いで、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に向かって搬送する。基板４は、まず、加熱部１６ａで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第一の蒸着領域６０ａを含む蒸着経路を通過する。このとき、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）によって蒸発面９ｓから蒸発させて、第一の蒸着領域６０ａ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。これらの第一の蒸着領域６０ａで表面にケイ素酸化物が蒸着された後の基板４は、次に反転され、加熱部１６ｂで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第二の蒸着領域６０ｂを含む蒸着経路を通過する。このとき、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）によって蒸発面９ｔから蒸発させて、第二の蒸着領域６０ｂを通過する基板４の裏面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ｂを介してノズル部２２から基板４の裏面に供給する。これにより、基板４の裏面に、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で基板おもて、うら両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。
【００６２】
棒状の材料５０（ここではケイ素）は、蒸発源９の電子ビーム加熱装置のビームの一部によって溶解される。溶解された材料は、蒸発面９ｓと９ｔの間の溶解ゾーン（融点より高い温度であるが、蒸発面９ｓ、９ｔほど蒸発しない温度領域）に定期的に滴下供給される。滴下供給される材料速度は、蒸発面９ｓ、９ｔから蒸発する速度と同程度になるように、棒状材料が押し出され、電子ビームで溶解される。蒸発面９ｓ、９ｔからの蒸発速度は、蒸発源９の材料温度変化に敏感に作用される。溶解ゾーンと蒸発面の深さ方向は、溶解ゾーンの方を浅くしておくのが好ましい。浅くすることで、材料容量が少なくなり、溶解するための電子ビームの投入エネルギーを小さくすることができる。蒸発面と溶解ゾーンの深さ同じ場合、溶解ゾーンでは、電子ビームのエネルギーが小さいため、底部で溶解できない部分が生じてしまう。そのため、小さな温度変化で、材料の溶解量が変化してしまい、蒸発速度が不安定になる。蒸発面９ｓ、９ｔと溶解ゾーンは、電子ビームの滞在時間に差を設けることで、温度を制御することができる。例えば、電子ビームを１００秒間照射する場合、蒸発面９ｓに３０秒と９ｔに３０秒滞在し、溶解ゾーンに２０秒滞在し、棒状の材料に２０秒滞在して、材料の蒸発量と材料滴下供給量と蒸発源の温度変化のバランスをとることができる。また、溶解ゾーンが、蒸発面９ｓと９ｔの間に位置することで、溶解ゾーンに滴下した材料による蒸発源９の温度変化を、蒸発面９ｓ、９ｔへの電子ビーム滞在時間の調整で制御することが可能になり、蒸発速度を安定にできる。溶解ゾーンが蒸発面９ｓ、９ｔの間に無い場合（例えば蒸発面が９ｓだけの場合）、蒸発面と溶解ゾーンに温度の傾斜が生じ、蒸発速度が不安定になったり、蒸発速度分布が生じてしまう。さらに、蒸発源９の材料は、溶解ゾーンを含め液体状態に保持しているため、蒸発面９ｓと９ｔは常に同じ高さにすることができる。そのため、第１の蒸着領域６０ａおよび第２の蒸着領域６０ｂの基板への入射角度を一定に保つことができる。
【００６３】
本実施形態では、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂにおける蒸着原料（例えばケイ素）の入射角度θは、以下のように制御される。第１のガイド部材６ａは、少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｓに対して配置される。第２のガイド部材６ｂは、少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｔに対して配置される。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、遮蔽部材２０ａ、２０ｂ、２３a、23bお
よびノズル部遮蔽板２４は、蒸着経路のうち入射角度θが上記範囲から外れる領域に入射しようとするケイ素を遮蔽するように配置される。具体的に説明すると、図１に示す例では、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂの上端部６２Ｕ、６４Ｕにおける入射角度θ2、θ４は、それぞれ、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、２３a、23bで調整される。また、下端部６２Ｌ、６４Ｌにおける入射角度θ１、θ３は、遮蔽部材２０ａ、２０ｂおよびノズル部遮蔽板２４で調整される。なお、遮蔽部材２０ａ、２０ｂを設けずに、ノズル部遮蔽板２４を遮蔽部材としても機能させてもよい。ここでは、入射角度θ１、θ２、θ３、θ４は、それぞれ、４５°、７５°、４５°、７５°である（θ１＝４５°、θ２＝７５°、θ３＝４５°、θ４＝７５°）。
【００６４】
本実施形態では、加熱部１６ａ、１６ｂによって加熱された基板４の温度が各蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過中に５００℃を超えないように、加熱部１６ａ、１６ｂで加熱された直後に通過する搬送ローラを除いて、搬送ローラ（第１のガイド部材６を含む）は冷却されていることが好ましい。また、搬送部による基板４の搬送速度や蒸着レートも、基板４の温度が５００℃を超えないように適宜調整される。
【００６５】
上記のように、第一および第二の蒸着領域６０ａ、６０ｂを走行するときの基板４の温度を例えば２００℃以上５００℃未満に制御することによって、活物質体の成長角度（基板の法線方向Ｍと活物質体の成長方向Ｇ１、Ｇ２とのなす角度）αを調整することができる。前述したように、活物質体の成長角度αは蒸着原料の入射角度θによってほぼ決まるが（２ｔａｎα＝ｔａｎθ、以下、「ｔａｎ則」という）、入射角度θが６０°以上のとき、成長角度αは上記ｔａｎ則によって決まる角度よりも小さくなる傾向がある。このとき、基板４の温度が上記範囲よりも低いと、成長角度αは特に小さくなってしまう。基板４の温度を２００℃以上に制御することにより、活物質体の成長角度αをｔａｎ則によって決まる角度に近づけることができる。一方、基板４の温度が５００℃未満であれば、基板４の熱変形によってしわが生じることを防止できる。また、基板４として銅基板を用いる場合には、銅基板にケイ素が拡散することを防止できる。
【００６６】
本実施形態では、加熱部１６ａ、１６ｂが蒸着領域以外の領域に配置され、蒸着領域６０ａ、６０ｂに搬送される前の基板４を加熱しているが、これらの加熱部１６ａ、１６ｂは第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｃに配置されていてもよい。ただし、本実施形態の構成のように、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｃに搬送される直前の基板４を加熱するように加熱部１６ａ、１６ｂを配置すると、不純物を除去したの後に、基板表面に蒸着できるので好ましい。
【００６７】
本実施形態の蒸着装置を用いると、シート状の基板４のおもて、うら両表面に、蒸着膜を連続的に安定に形成できる。
【００６８】
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蒸着装置１００の動作を説明したが、使用する蒸着材料が昇華性材料出なければ、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。
【００６９】
（第３の実施形態）
本実施形態の蒸着装置では、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。基板の両面を蒸着するため、凸の頂点となる部分の両側の領域で蒸着を行う場所を２箇所設ける。
〈蒸着装置の構成〉
まず、図３を参照する。図３は、本発明による第３の実施形態の蒸着装置を模式的に示
す断面図である。蒸着装置３００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。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するのを防ぐ遮蔽領域を形成する遮蔽部と、基板４を加熱するための加熱部１６ａ、１６ｂ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。
【００７０】
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２８を開くと、基板４の表面に蒸着材料が供給される。
また、蒸発源９の上空には、棒状の材料５０が設置されており、基板幅方向に移動する機構で、移動することができる。さらに、棒状の材料５０は、加熱装置で溶解され、蒸発源９に材料を供給する。棒状の材料５０を溶解する加熱装置は、電子ビーム加熱装置で行う。
さらに、棒状の材料５０の上空には、遮蔽板２３ｂが配置されており、棒状の材料５０を電子ビームで溶解するときに発生する、材料の突沸により飛び散るスプラッシュが、基板４に到達するのを防いでいる。遮蔽板２３ａ、２３ｂは、図１０に示すような、数枚の板を重ね合わせた形状にすると、輻射熱の断熱ができ、遮蔽板２３ａの熱変形を防止できるのでさらに良い。
【００７１】
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を含む。ガイド部は、第１のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６ａ、第２のガイド部材（ここでは搬送ローラ）６ｂおよび他の搬送ローラ５ａ〜５ｋ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。
【００７２】
第１および第２のロール３、８、搬送ローラ５ａ〜５ｋおよび第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂ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２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。
【００７３】
なお、蒸発源９も、例えば蒸着原料の蒸発面９ｓ及び９ｔ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。
【００７４】
なお、蒸発源９については、図７に示すように、実施形態１と同様である。
【００７５】
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、搬送ローラ５ａ〜５ｋおよび第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂ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。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。
【００７６】
搬送ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、第１のガイド部材６ａおよび搬送５ｄさらに、搬送ローラ５e、５ｆ、５ｇ、５ｉ、第２のガイド部材６ｂおよび搬送ローラ５ｊ、５ｋ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６ａは、隣接する搬送ローラ５ｃ、５ｄよりも下方に配置され、かつ搬送ローラ６ｂは、隣接する搬送ローラ５ｉ、５ｊ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及び９ｔ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６ａ及び６ｂ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６a及び第２のガイド部材６ｂによって規定されるＶ字型またはＵ字型の経路２つを「W字型経路」と呼ぶ。
【００７７】
第１のガイド部材６ａ及び第２のガイド部材６ｂと蒸発源９（蒸発面９ｓ、９ｔ）との間には、第１の遮蔽部材２０ａ、第２の遮蔽部材２０ｂが配置されており、蒸発面９ｓ及び９ｔ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字型経路の第一および第二の蒸着領域を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、第一の蒸着領域内に、第１のガイド部材６ａ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６ａよりも第２のロール側に位置する第２の蒸着領域６０ｂと、第二の蒸着領域内に、第２のガイド部材６ｂよりも第１のロール側に位置する第３の蒸着領域６０ｃと、第２のガイド部材６ｂよりも第２のロール側に位置する第４の蒸着領域６０ｄ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６ａによって規定される第一の蒸着領域内のＶ字型経路において、第１のガイド部材６ａ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６ａ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。同様に第２のガイド部材６ｂによって規定される第二の蒸着領域内のＶ字型経路において、第２のガイド部材６ｂの第１のロール側に位置していれば「第３の蒸着領域６０ｃ」となり、第２のロール側に位置していれば「第４の蒸着領域６０ｄ」となる。従って、「第３の蒸着領域６０ｃ」は、基板４の搬送経路において第２のガイド部材６ｂ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４の蒸着領域６０ｃとの直線距離が、第１のロール３と第２のガイド部材６ｂとの直線距離よりも長くてもかまわない。
【００７８】
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２０ａの他に、蒸発面９ｔから蒸発した蒸着材料が、蒸着領域６０ｃ、６０ｄそして、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着材料が、蒸着領域６０ａ、６０ｂに入射しない様に、遮蔽板２３を配置している。さらに、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、６０ｃ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、６０ｃ、６０ｄ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および加熱部１６ａ、１６ｂ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、６０ｃ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、６０ｃ内に滞留させることが可能になる。
【００７９】
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及び９ｔ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３に示す蒸着装置３００では、第１の遮蔽部材２０ａ、第２の遮蔽部材２０ｂ、遮蔽板２３ａ、２３ｂ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。
【００８０】
本実施形態におけるノズル部２２は、遮蔽板２４と第１の遮蔽部材２０ａとの間及び、遮蔽板２４と第２の遮蔽部材２０ｂ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３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、６０ｃ、６０ｄ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、６０ｃ、６０ｄ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から第４の蒸着領域６０ａ〜６０ｄ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の真空圧力を悪化させることなく、酸化度の高い蒸着膜を形成することができる。
【００８１】
加熱部１６ａ、１６ｂは、表面蒸着Ｖ字型経路の第１のロール側および裏面蒸着Ｖ字型経路の第１のロール側にそれぞれ配置されている。このような構成により、第１のロール３からＶ字型経路に基板４が搬送されるときには、表面が、加熱部１６ａによってＶ字型経路を通過する前の基板４を２００℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱し、裏面が加熱部１６ｂによってＶ字型経路を通過する前の基板４を２００℃〜４００℃（例えば３００℃）に加熱することができる。基板４を上記温度まで加熱すると、基板４の蒸着しようとする表面に付着した有機物を除去して、基板４と蒸着原料（例えばケイ素粒子）との密着力および蒸着原料（ケイ素粒子）同士の密着力を向上させることができる。
〈蒸着装置の動作〉
次に、蒸着装置３００の動作を説明する。ここでは、蒸着装置３００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。
【００８２】
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）に長尺の基板４を巻き付けておく。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。後で詳述するように、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。
【００８３】
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は蒸着装置３００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。
【００８４】
次いで、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
て搬送する。基板４は、まず、加熱部１６ａで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第１の蒸着領域６０ａ、第２の蒸着領域６０ｂを含むＶ字型経路を通過する。このとき、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）によって蒸発面９ｓから蒸発させて、第１の蒸着領域６０ａおよび第２の蒸着領域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、次に反転され、加熱部１６ｂで２００℃〜３００℃の温度まで加熱された後、第３の蒸着領域６０ｃ、第４の蒸着領域６０ｄを含むＶ字型経路を通過する。このとき、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）によって蒸発面９ｔから蒸発させて、第３の蒸着領域６０ｃおよび第４の蒸着領域６０ｄを通過する基板４の裏面に供給する。同時に、酸素ガスをガス導入管１１ｂを介してノズル部２２から基板４の裏面に供給する。これにより、基板４の裏面に、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、６０ｃ、６０ｄで基板おもて、うら両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。
【００８５】
棒状の材料５０（ここではケイ素）は、蒸発源９の電子ビーム加熱装置のビームの一部によって溶解される。溶解された材料は、蒸発面９ｓと９ｔの間の溶解ゾーン（融点より高い温度であるが、蒸発面９ｓ、９ｔほど蒸発しない温度領域）に定期的に滴下供給される。滴下供給される材料速度は、蒸発面９ｓ、９ｔから蒸発する速度と同程度になるように、棒状材料が押し出され、電子ビームで溶解される。蒸発面９ｓ、９ｔからの蒸発速度は、蒸発源９の材料温度変化に敏感に作用される。溶解ゾーンと蒸発面の深さ方向は、溶解ゾーンの方を浅くしておくのが好ましい。浅くすることで、材料容量が少なくなり、溶解するための電子ビームの投入エネルギーを小さくすることができる。蒸発面と溶解ゾーンの深さ同じ場合、溶解ゾーンでは、電子ビームのエネルギーが小さいため、底部で溶解できない部分が生じてしまう。そのため、小さな温度変化で、材料の溶解量が変化してしまい、蒸発速度が不安定になる。蒸発面９ｓ、９ｔと溶解ゾーンは、電子ビームの滞在時間に差を設けることで、温度を制御することができる。例えば、電子ビームを１００秒間照射する場合、蒸発面９ｓに３０秒と９ｔに３０秒滞在し、溶解ゾーンに２０秒滞在し、棒状の材料に２０秒滞在して、材料の蒸発量と材料滴下供給量と蒸発源の温度変化のバランスをとることができる。また、溶解ゾーンが、蒸発面９ｓと９ｔの間に位置することで、溶解ゾーンに滴下した材料による蒸発源９の温度変化を、蒸発面９ｓ、９ｔへの電子ビーム滞在時間の調整で制御することが可能になり、蒸発速度を安定にできる。溶解ゾーンが蒸発面９ｓ、９ｔの間に無い場合（例えば蒸発面が９ｓだけの場合）、蒸発面と溶解ゾーンに温度の傾斜が生じ、蒸発速度が不安定になったり、蒸発速度分布が生じてしまう。さらに、蒸発源９の材料は、溶解ゾーンを含め液体状態に保持しているため、蒸発面９ｓと９ｔは常に同じ高さにすることができる。そのため、第１の蒸着領域６０ａ、第２の蒸着領域６０ｂおよび第３の蒸着領域６０ｃ、第４の蒸着領域６０ｄの基板への入射角度を一定に保つことができる。
【００８６】
ここで、図４を参照しながら、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおいて、蒸着原料が基板４に入射する角度（入射角度）θを説明する。ここでいう「入射角度θ」は、基板４の法線と蒸着原料の入射方向とのなす角度を指す。
【００８７】
図４は、チャンバー２における第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄと、蒸発源９との位置関係を模式的に示す断面図である。簡単のため、図３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。
【００８８】
図４に示すように、第１の蒸着領域６０ａ、第２の蒸着領域６０ｂは、上述したＶ字型経路において、第１のガイド部材６ａの両側に配置されている。このとき、第１の蒸着領域６０ａにおける蒸着原料の入射角度θは、第１の蒸着領域６０ａの下端部（第１のガイド部材６ａの側の端部）６２Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ２以上であり、かつ、第１の蒸着領域６０ａの上端部６２Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ１以下の範囲内となる。なお、上端部６２Ｕにおける入射角度θ１は、第１の蒸着領域６０ａに垂直な直線３２と、第１の蒸着領域６０ａの上端部６２Ｕおよび蒸発面９ｓの中心を結ぶ直線３０とのなす角度とし、下端部６２Ｌにおける入射角度θ２は、第１の蒸着領域６０ａに垂直な直線３６と、第１の蒸着領域６０ａの下端部６２Ｌおよび蒸発面９ｓの中心を結ぶ直線３４とのなす角度とする。同様に、第２の蒸着領域６０ｂにおける蒸着原料の入射角度θは、第２の蒸着領域６０ｂの下端部６４Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ３以上であり、かつ、第２の蒸着領域６０ｂの上端部６４Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ４以下の範囲内となる。
【００８９】
第３の蒸着領域６０ｃ、第４の蒸着領域６０ｄは、上述したＶ字型経路において、第２のガイド部材６ｂの両側に配置されている。このとき、第３の蒸着領域６０ｃにおける蒸着原料の入射角度θは、第３の蒸着領域６０ｂの下端部（第２のガイド部材６ｂの側の端部）６５Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ５以上であり、かつ、第３の蒸着領域６０ｃの上端部６５Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ６以下の範囲内となる。なお、上端部６５Ｕにおける入射角度θ６は、第３の蒸着領域６０ｃに垂直な直線３７と、第３の蒸着領域６０ｃの上端部６５Ｕおよび蒸発面９ｔの中心を結ぶ直線３８とのなす角度とし、下端部６５Ｌにおける入射角度θ５は、第３の蒸着領域６０ｃに垂直な直線３９と、第２の蒸着領域６０ｃの下端部６５Ｌおよび蒸発面９ｔの中心を結ぶ直線４０とのなす角度とする。同様に、第４の蒸着領域６０ｄにおける蒸着原料の入射角度θは、第４の蒸着領域６０ｄの下端部６６Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ７以上であり、かつ、第４の蒸着領域６０ｄの上端部６６Ｕにおける蒸着原料の入射角度θ８以下の範囲内となる。
【００９０】
本実施形態では、上記入射角度θ１〜θ８が何れも４５°以上７５°以下となるように、蒸発源９に対して第１のガイド部材６ａ、第２のガイド部材６ｂ、搬送ローラ５ｃ、５ｄ、５ｉ、５ｊ、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、遮蔽部材２０ａ、２０ｂ、２３ａ、２３ｂおよびノズル部遮蔽板２４が配置されていることが好ましい。この理由を以下に説明する。
【００９１】
入射角度θ１〜θ８が何れも４５°以上７５°以下に制御されていると、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおけるケイ素の入射角度θの範囲が、それぞれ、４５°以上７５°以下となる。ケイ素の入射角度θが４５°未満になると、シャドウイング効果を利用して基板４の突起７１のみにケイ素を入射させることが困難になり、活物質体間に十分な間隙を形成できない可能性がある。そのため、リチウム二次電池の負極に適用すると、リチウム二次電池の充電時に、各活物質体の膨張により基板４にしわが生じやすくなる。一方、入射角度θが７５°より大きいと、活物質体の成長方向が基板表面に向かって大きく傾斜するので、基板４の表面と活物質体との付着力が小さくなり、基板４と活物質体との密着性が低下する。そのため、リチウム二次電池の負極に適用すると、リチウム二次電池の充放電に伴い活物質体が基板４から剥がれやすくなる。
【００９２】
また、第１の蒸着領域６０ａ、第２の蒸着領域６０ｂおよび第３の蒸着領域６０ｃ、第４の蒸着領域６０ｄにおける蒸着原料の入射方向は、基板４の法線方向を挟んで互いに反対側に傾斜している。これにより、基板４の法線方向に対して反対側に交互に傾斜した方向に活物質体を成長させることができるので、前述したようなジグザグ状の活物質体が得られる。
【００９３】
本実施形態では、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおける蒸
着原料（例えばケイ素）の入射角度θは、以下のように制御される。搬送ローラ５ｃ、５ｄおよび第１のガイド部材６ａは、Ｖ字型経路における搬送ローラ５ｃと第１のガイド部材６ａとの間の少なくとも一部の領域、および、第１のガイド部材６ａと搬送ローラ５ｄとの間の少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｓに対して配置される。搬送ローラ５ｉ、５ｊおよび第２のガイド部材６ｂは、Ｖ字型経路における搬送ローラ５ｉと第２のガイド部材６ｂとの間の少なくとも一部の領域、および、第２のガイド部材６ｂと搬送ローラ５ｊとの間の少なくとも一部の領域で、ケイ素の入射角度θが所望の範囲（例えば４５°以上７５°以下、好ましくは６０°以上７５°以下）となるように、蒸発面９ｔに対して配置される。また、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、遮蔽部材２０ａ、２０ｂ、２３およびノズル部遮蔽板２４は、Ｖ字型経路のうち入射角度θが上記範囲から外れる領域に入射しようとするケイ素を遮蔽するように配置される。具体的に説明すると、図４に示す例では、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの上端部６２Ｕ、６４Ｕ、６５Ｕ、６６Ｕにおける入射角度θ１、θ４、θ６、θ８は、それぞれ、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、２３ａ、２３ｂで調整される。また、下端部６２Ｌ、６４Ｌ、６５L、６６Lにおける入射角度θ２、θ３、θ５、θ７は、遮蔽部材２０およびノズル部遮蔽板２４で調整される。なお、遮蔽部材２０を設けずに、ノズル部遮蔽板２４を遮蔽部材としても機能させてもよい。ここでは、入射角度θ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６、θ７、θ８は、それぞれ、７５°、６０°、６０°、７５°、６０°、７５°、６０°および７５°である（θ１＝７５°、θ２＝６０°、θ３＝６０°、θ４＝７５°、θ５＝６０°、θ６＝７５°、θ７＝６０°、θ８＝７５°）。
【００９４】
さらに、蒸着装置３００では、蒸発源９の蒸発面９ｓに垂直で、かつ、蒸着方向を含む任意の断面において、第１の蒸着領域６０ａの上端部６２Ｕおよび下端部６２Ｌと蒸発面９ｓの中心とを結ぶそれぞれの直線３０、３４の間の角度範囲をＡとし、第２の蒸着領域６０ｂの上端部６４Ｕおよび下端部６４Ｌと蒸発面９ｓの中心とを結ぶそれぞれの直線間の角度範囲をＢとし、蒸発源９の蒸発面９ｔに垂直で、かつ、蒸着方向を含む任意の断面において、第３の蒸着領域６０ｃの上端部６５Ｕおよび下端部６５Ｌと蒸発面９ｔの中心とを結ぶそれぞれの直線３８、４０の間の角度範囲をＡAとし、第４の蒸着領域６０ｄの上端部６６Ｕおよび下端部６６Ｌと蒸発面９ｔの中心とを結ぶそれぞれの直線間の角度範囲をＢBとすると、図４に示すように、蒸発面９ｓの中心から角度範囲ＡおよびＢに出射するケイ素原子を蒸着に利用することができ、蒸発面９ｔの中心から角度範囲ＡAおよびＢBに出射するケイ素原子を蒸着に利用することができる。よって、蒸着領域が１つしか形成されない蒸着装置（例えば特許文献３の蒸着装置）よりも広い出射範囲のケイ素原子を蒸着に利用できるので、蒸着材料（ケイ素）の利用率を高めることができ、かつ、蒸着効率も向上できる。
【００９５】
以下、図面を参照しながら、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄにおいて蒸着膜が形成される工程を詳しく説明する。ここでは、蒸着原料としてケイ素を用い、ノズル部２２から酸素を供給しながら蒸着を行って、蒸着膜としてケイ素酸化物膜（ＳｉＯｘ、０＜ｘ＜２）膜を形成する工程を例に説明を行う。
【００９６】
図５は、蒸着膜（ケイ素酸化物膜）の一例を模式的に示す図であり、基板４に垂直で、かつ、ケイ素の入射方向（蒸着方向）を含む断面図である。
【００９７】
まず、第１の蒸着領域６０ａでは、基板４の法線方向Ｍに対して６０°以上７５°以下の角度で傾斜した方向４２から基板４の表面にケイ素が入射する。このとき、ケイ素は集電体４の表面に配列された突起７２の上に蒸着しやすく、従って、ケイ素酸化物は突起７２の上で柱状に成長する。一方、集電体４の表面には、突起７２や柱状に成長していくケイ素酸化物の影となり、Ｓｉ原子が入射せずにケイ素酸化物が蒸着しない領域が形成され
る（シャドウイング効果）。図４に示す例では、このようなシャドウイング効果により、集電体４の表面のうち隣接する突起７２の間の溝の上にはＳｉ原子は付着せず、ケイ素酸化物は成長しない。その結果、集電体４の各突起７２の上に選択的にケイ素酸化物が柱状に成長し、第１部分ｐ１が得られる（第１段目の蒸着工程）。第１部分ｐ１の成長方向Ｇ１は、基板４の法線方向Ｍに対して傾斜している。
【００９８】
この後、基板４は第２の蒸着領域６０ｂに搬送される。第２の蒸着領域６０ｂでは、基板４の法線方向Ｍに対して方向４２と反対側に、６０°以上７５°以下の角度で傾斜した方向４４から基板４の表面にケイ素が入射する。このとき、上述したシャドウイング効果により、集電体４に形成された第１部分ｐ１の上にケイ素が選択的に入射するので、第１部分ｐ１の上に、集電体４の法線方向Ｍから傾斜した成長方向Ｇ２を有する第２部分ｐ２が形成される（第２段目の蒸着工程）。
【００９９】
第１および第２部分ｐ１、ｐ２の成長方向Ｇ１、Ｇ２は、それぞれケイ素の入射方向４２、４４によって決まる。従って、本実施形態では、第２部分ｐ２の成長方向Ｇ２は、集電体４の法線方向Ｍに対して第１部分ｐ１の成長方向Ｇ１と反対側に傾斜する。また、第１および第２部分ｐ１、ｐ２の成長方向Ｇ１、Ｇ２と基板４の法線方向Ｍとのなす角度（成長角度）をそれぞれα（ｐ１）、α（ｐ２）とし、基板４の法線方向Ｍとケイ素の入射方向４２、４４とのなす角度（入射角度）をそれぞれθ（ｐ１）、θ（ｐ２）とすると、これらの角度は、２ｔａｎα（ｐ１）＝ｔａｎθ（ｐ１）、２ｔａｎα（ｐ２）＝ｔａｎθ（ｐ２）の関係を満たす。
【０１００】
このようにして、成長方向の異なる２つの部分を有する２層の活物質体（積層数ｎ＝２）４１ａが形成される。各活物質体４１ａは、集電体４の表面に形成された突起７２に対応して配列されるので、隣接する活物質体間に十分な間隔を確保することが可能になる。よって、活物質体４１ａの膨張応力に起因する電極の変形などの問題を抑制できる。
【０１０１】
なお、図示するような積層構造の活物質体４１ａを形成する場合、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂの下端部６２Ｌ、６４Ｌにおける蒸着原料の入射角度θ２およびθ３は略等しいことが好ましい。この理由を以下に説明する。
【０１０２】
蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料の濃度は、蒸発面９ｓの中心から蒸発面９ｓに垂直に延びる線（以下、単に「蒸発面９ｓの中心を通る法線」という）Ｎに近いほど、また、蒸発面９ｓに近いほど高くなる。従って、第１の蒸着領域６０ａのうち下端部６２Ｌの近傍では上端部６２Ｕの近傍よりも蒸着量が多くなる。そのため、第１の蒸着領域６０ａで形成される第１部分ｐ１の成長方向Ｇ１は、主に入射角度θ２によって決まる。同様に、第２の蒸着領域６０ｂで形成される第２部分ｐ２の成長方向Ｇ２は、主に、蒸着量の多い下端部６４Ｕにおける入射角度θ３によって決まる。このとき、入射角度θ２およびθ３が略等しいと、活物質体４１ａを構成する各部分ｐ１およびｐ２が基板４の法線方向を挟んで互いに反対側に略等しい角度で傾斜させることができ、活物質体４１ａを全体として基板４の法線方向に沿って成長させることができるので有利である。
【０１０３】
上記では、図４を参照しながら２層構造の活物質体４１ａを例に説明したが、同様に、基板４裏面にも２層構造の活物質体４１ｂが形成される。さらに、基板４の搬送方向を反転させながら蒸着を繰り返すことにより、３層以上の活物質体を、基板４のおもて、うら両面に形成することもできる。例えば、上記の第２段目の蒸着工程後、第２のロール８によって巻き取られた基板４を第１のロール３に向かって搬送して、さらに蒸着を行う。このように、搬送方向を切り換えることにより、第１から第４の蒸着領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄを複数回通過させると、任意の積層数ｎの活物質体を形成できる。
【０１０４】
図６は、蒸着装置３００を用いて形成した５層（積層数ｎ＝５）の活物質体を有する蒸着膜を例示する断面図である。図５に示す活物質体７５は、例えば次のようにして形成される。
【０１０５】
まず、上述した第１および第２段目の蒸着工程を行う。これによって、基板４の法線方向Ｍに対して傾斜した第１部分ｐ１と、基板４の法線方向Ｍに対して第１部分ｐ１と反対側に傾斜した第２部分の下層ｐ２Ｌとが形成される。同様に基板４うら面にも第１段目、第２段目の蒸着工程の後、基板４は第２のロール８によって巻き取られる。
【０１０６】
続いて、第２のロール８から基板４を繰り出し、第４の蒸着領域６０ｄに案内する。第４の蒸着領域６０ｄでは、ケイ素原子は上述した方向４４から入射するので、上記第２部分の下層ｐ２Ｌの上に、第２部分ｐ２の成長方向Ｇ２と略同じ方向にケイ素酸化物がさらに成長して第２部分の上層ｐ２Ｕが形成される（第３段目の蒸着工程）。これにより、第２部分の下層ｐ２Ｌおよび上層ｐ２Ｕから構成される第２部分ｐ２を得る。
【０１０７】
次いで、基板４を、第３の蒸着領域６０ｃに案内する。第３の蒸着領域６０ｃでは、第２部分ｐ２の上に、第１部分の成長方向Ｇ１と平行方向に成長する第３部分の下層ｐ３Ｌが形成される（第４段目の蒸着工程）。この後、同様に基板４のおもて面にも第３段目、第４段目が形成される。そして第１のロール３に巻き取り、さらに搬送方向を反転させて、第１の蒸着領域６０ａに案内して蒸着を行い、第３部分の上層ｐ３Ｕを得る（第５段目の蒸着工程）。このように、基板４の搬送方向を切り換えながら第８段目の蒸着工程まで蒸着を繰り返すことにより、活物質体（積層数ｎ＝５）７５を得ることができる。
【０１０８】
搬送方向を切り換えて蒸着を繰り返す場合には、第１の蒸着領域６０ａにおける成膜量（例えば第１部分ｐ２の厚さ）と、第２の蒸着領域６０ｂにおける成膜量（例えば第２部分ｐ２の下層ｐ２Ｌの厚さ）との比が略１：１になるように、これらの蒸着領域６０ａ、６０ｂの長さや位置が調整されていることが好ましい。上記比が１：１から大きくずれると、活物質体が全体として一方向に傾斜してしまう結果、隣接する活物質体間の隙間が集電体表面に近いほど小さくなるため、充電時に活物質体同士がぶつかり、基板にしわが生じやすくなるという問題がある。これに対し、上記比が略１：１となるように搬送部が配置されていれば、活物質体７５を全体として基板４の表面の略法線方向に成長させることができるので、上記問題を抑制できる。
【０１０９】
なお、本実施形態では、加熱部１６ａ、１６ｂによって加熱された基板４の温度が各蒸着領域６０ａ、６０ｂを通過中に５００℃を超えないように、加熱部１６ａ、１６ｂで加熱された直後に通過する搬送ローラを除いて、搬送ローラ（第１のガイド部材６を含む）は冷却されていることが好ましい。また、搬送部による基板４の搬送速度や蒸着レートも、基板４の温度が５００℃を超えないように適宜調整される。
【０１１０】
上記のように、第１および第２の蒸着領域６０ａ、６０ｂを走行するときの基板４の温度を例えば２００℃以上５００℃未満に制御することによって、活物質体の成長角度（基板の法線方向Ｍと活物質体の成長方向Ｇ１、Ｇ２とのなす角度）αを調整することができる。前述したように、活物質体の成長角度αは蒸着原料の入射角度θによってほぼ決まるが（２ｔａｎα＝ｔａｎθ、以下、「ｔａｎ則」という）、入射角度θが６０°以上のとき、成長角度αは上記ｔａｎ則によって決まる角度よりも小さくなる傾向がある。このとき、基板４の温度が上記範囲よりも低いと、成長角度αは特に小さくなってしまう。小さい成長角度αでジグザグ状の活物質体を形成すると、ｔａｎ則に沿った成長角度で成長させた活物質体よりも太くなり、活物質体間の隙間を十分確保できなくなる。このような活物質体を用いて電極を形成すると、充電時に活物質体同士がぶつかり、基板に挫屈やしわなどが生じるおそれがある。なお、「挫屈」とは、基板（電極板）が膨張応力によって折
れ曲がることをいい、挫屈が生じると、電極の断面が波状になる。よって、基板４の温度を２００℃以上に制御することにより、活物質体の成長角度αをｔａｎ則によって決まる角度に近づけることができるので、活物質体間の膨張空間を十分に確保することが可能になる。一方、基板４の温度が５００℃未満であれば、基板４の熱変形によってしわが生じることを防止できる。また、基板４として銅基板を用いる場合には、銅基板にケイ素が拡散することを防止できる。
【０１１１】
本実施形態では、加熱部１６ａ、１６ｂが蒸着領域以外の領域に配置され、蒸着領域６０ａ、６０ｂに搬送される前の基板４を加熱しているが、これらの加熱部１６ａ、１６ｂは第１および第３の蒸着領域６０ａ、６０ｃに配置されていてもよい。ただし、本実施形態の構成のように、第１および第３の蒸着領域６０ａ、６０ｃに搬送される直前の基板４を加熱するように加熱部１６ａ、１６ｂを配置すると、蒸着される際の基板４の温度をより正確に制御できるので好ましい。
【０１１２】
本実施形態の蒸着装置を用いると、シート状の基板４のおもて、うら両表面に、任意の積層数ｎの活物質体を連続的に安定に形成できる。なお、積層数ｎが３０以上の活物質体を形成する場合、各活物質体の断面形状は、成長方向に沿って傾斜したジグザグ形状にならずに、基板４の法線方向に沿って直立した柱状になることもある。このような場合であっても、例えば断面ＳＥＭ観察により、活物質体の断面形状にかかわらず、活物質体の成長方向が活物質体の底面から上面に向かってジグザグ状に延びることを確認できる。
【０１１３】
また、これらの活物質体は、基板４の表面に所定の間隔を空けて配置されているので、隣接する活物質体間の空間を、充放電に伴ってこれらの活物質体が膨張するための膨張空間として使用することができる。従って、活物質の応力が緩和されて、正極負極間の短絡を抑制できる結果、充放電サイクル特性の高い電池を得ることができる。
【０１１４】
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蒸着装置３００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。
【０１１５】
（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明による第４の実施形態の蒸着装置を説明する、本実施形態の蒸着装置の搬送部は、図８を参照しながら第３の実施形態で説明したような第一の蒸着領域内もしくは、第二の蒸着領域内に、V字型の基板経路をさらに２箇所（Ｗ字型経路）形成する構成である。
【０１１６】
図８は、本実施形態の蒸着装置を模式的に示す断面図である。簡単のため、前述の実施形態で説明した蒸着装置１００、２００、３００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。
【０１１７】
図８に示す蒸着装置４００は、第１および第２のロール３、８と、搬送ローラ５ａ〜５ｍと、第１〜第４のガイド部材６ａ〜６ｄとを含む搬送部を有しており、これによって、基板４の搬送経路が規定される。また、蒸発面９ｓから蒸発した蒸着原料が基板４の法線方向から基板４に入射しないように、遮蔽板１５ａ〜１５ｅ及び第１〜第４の遮蔽部材２０ａ〜２０ｄ及び遮蔽板２３ａ、２３ｂが配置されている。
【０１１８】
搬送ローラ５ａ〜５ｍ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。また、第１〜第４のガイド部材（搬送ローラ）６ａ〜６ｄ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。前述の実施形態と同様に、各ガイド部材６ａ〜６ｄは、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を案内し、Ｖ字型経路を形成する。各ガイド部材６ａ〜６ｄと蒸発源９との間には、それぞれ、第１〜第４の遮蔽部材２０ａ〜２０ｄが配置されており、蒸発源９の蒸発面９ｓ、蒸発面９ｔ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字型経路における蒸着領域を２つに分離している。このような構成により、第１のガイド部材６ａによって形成されたＶ字型経路において、第１のガイド部材６ａ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６ａ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。同様に、第２のガイド部材６ｂによって形成されたＶ字型経路において、第２のガイド部材６ｂよりも第１のロール側に位置する第３の蒸着領域６０ｃと、第２のガイド部材６ｂよりも第２のロール側に位置する第４の蒸着領域６０ｄとが形成され、第３のガイド部材６ｃによって形成されたＶ字型経路において、第３のガイド部材６ｃよりも第１のロール側に位置する第５の蒸着領域６０ｅと、第３のガイド部材６ｃよりも第２のロール側に位置する第６の蒸着領域６０ｆとが形成され、第４のガイド部材６ｄによって形成されたＶ字型経路において、第４のガイド部材６ｄよりも第１のロール側に位置する第７の蒸着領域６０ｇと、第４のガイド部材６ｄよりも第２のロール側に位置する第８の蒸着領域６０ｈとが形成される。また、これらの第１〜第８の蒸着領域６０ａ〜６０ｈと蒸発面９ｓ、蒸発面９ｔとの間には、シャッター２８が配置されている。
【０１１９】
本実施形態における搬送部および遮蔽部は、第１〜第８の蒸着領域６０ａ〜６０ｈにおける蒸着原料の入射方向が基板４の法線方向に対して例えば４５°以上７５°以下の角度だけ傾斜するように、蒸発面９ｓ、蒸発面９ｔに対して配置されている。
【０１２０】
本実施形態における搬送ローラ５ｆ〜５ｈは、基板４の搬送経路における第４の蒸着領域６０ｄと第５の蒸着領域６０ｅ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、第１〜第４の蒸着領域６０ａ〜６０ｄを含むＷ字型経路を通過した後の基板４を裏返して、第５〜第８の蒸着領域６０ｅ〜６０ｈに案内できるので、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。
【０１２１】
蒸着装置４００は、また、各蒸着領域以外の領域に設けられ、基板４を２００℃〜４００℃に加熱する４個の加熱部１６ａ〜１６ｄをさらに備えている。加熱部１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、第１、第４、第５および第８の蒸着領域６０ａ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｈの上端近傍にそれぞれ配置されている。このような構成により、第１のロール３から第２のロール８に向かって基板４を搬送するときには、各Ｗ字型経路を通過する直前の基板４を加熱部１６ａ、１６ｃで加熱し、逆方向に基板４を搬送するときには、各Ｗ字型経路を通過する前の基板４を加熱部１６ｂ、１６ｄで加熱することができる。なお、蒸着装置３００には加熱部が４個設けられているが、例えば基板４の搬送方向を切り換える必要がない場合などには、加熱部は２個でもよい。その場合には、基板４の搬送経路において、第１の蒸着領域６０ａよりも第１のロール側に配置された加熱部１６ａと、第４の蒸着領域６０ｄと第５の蒸着領域６０ｅとの間に配置された加熱部１６ｃとが設けられていてもよい。
【０１２２】
蒸着装置４００によると、基板４の両面に蒸着方向を切り換えながら複数段の蒸着工程を連続して行うことができる。また、蒸着可能領域に８つの蒸着領域を形成するため、より広い角度に出射する蒸着原料を蒸着に利用でき、蒸着材料の利用率をさらに高めることができる。
【０１２３】
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および第２のガイド部材６ａおよび６ｂと、第３および第４のガイド部材６ｃおよび６ｄとは、蒸発源９の中心を通る法線Ｎを挟んで両側に配置され、第１から第８の蒸着領域６０ａ〜６０ｈのうち何れか１つが蒸発源９の中心を通る法線と交わるように、蒸発源９に対して搬送部が配置されていることが好ましい。これにより、蒸着可能領域のうち蒸着源９から蒸発した蒸着原料の濃度のより高い領域を利用して蒸着を行うことができるので、蒸着材料の利用効率を向上できる。
【０１２４】
次に、蒸着装置４００を用いて基板４の両面に形成された蒸着膜の構造の一例を説明する。図９は、基板４を第１のロール３から第２のロール８まで搬送し（往路）、続いて、第２のロール８から第１のロール３まで搬送する（復路）ことによって得られた蒸着膜を示す断面図である。この例では、基板４の各表面に形成された蒸着膜は、それぞれ、間隔を空けて配置された複数の活物質体を有している。
【０１２５】
本実施形態では、基板４として、両面（第１表面および第２表面）Ｓ１、Ｓ２に凹凸パターンが形成された金属箔を用いる。ここでは、各表面Ｓ１、Ｓ２に形成されたパターンは、第１の実施形態で説明した凹凸パターンと同様とし、説明を省略する。
【０１２６】
基板４の第１および第２表面Ｓ１、Ｓ２には、それぞれ、複数の活物質体９４、９６が形成されている。各活物質体９４は、第１表面Ｓ１の法線方向に対して交互に反対側に傾斜した成長方向を有する７つの第１〜第７部分ｐ１〜ｐ７が積層された構造（積層数ｎ＝７）を有している。
【０１２７】
活物質体９４、９６は、例えば次のようにして形成できる。まず、往路において、第１のロール３から繰り出された基板４は、第１〜第４の蒸着領域６０ａ〜６０ｄを通過することによって、基板４の第１表面Ｓ１に第１部分ｐ１、第２部分ｐ２、第３部分ｐ３および第４部分の下層ｐ４Ｌがこの順に積層される。次いで、基板４は反転構造によって裏返されて第５〜第８の蒸着領域６０ｅ〜６０ｈを通過し、これによって基板４の第２表面Ｓ２にも第１部分ｑ１、第２部分ｑ２、第３部分ｑ３および第４部分の下層ｑ４Ｌがこの順に積層される。
【０１２８】
続いて、基板４は一旦第２のロール８に巻き取られ、その後、さらに第１のロール３に向かって繰り出される（復路）。復路では、基板４は、まず第８の蒸着領域６０ｈを通過する。ここで、往路で形成された第４部分の下層４ｑＬの上に、下層４ｑＬと略同じ方向に上層４ｑＵが成長し、下層４ｑＬおよび上層４ｑＵからなる第４部分４ｑが得られる。その後、基板４は第７、第６、第５の蒸着領域６０ｇ、６０ｆ、６０ｅをこの順で通過し、第４部分４ｑの上に第５〜第７部分ｑ５〜ｑ７が形成される。このようにして、第１〜第７部分ｑ１〜ｑ７を有する７層の活物質体（積層数ｎ：７）９６を得る。
【０１２９】
次いで、基板４は反転構造によって裏返されて第４の蒸着領域６０ｄに導かれ、ここで、往路で形成された第４部分の下層４ｐＬの上に上層４ｐＵが形成され、第４部分４ｐを得る。その後、基板４は第３、第２および第１の蒸着領域６０ｃ、６０ｂ、６０ａをこの順で通過し、第５〜第７部分ｐ５〜ｐ７が形成される。このようにして、第１〜第７部分ｐ１〜ｐ７を有する７層の活物質体（積層数ｎ：７）９４を得る。
【０１３０】
基板４の搬送方向を切り換えて蒸着を繰り返す場合、第１〜第８の蒸着領域６０ａ〜６０ｈにおける成膜量の比が１：２：２：１：１：２：２：１となるように搬送部や遮蔽部が構成されていることが好ましい。これにより、前述した第２の実施形態で説明したように、基板４が２回連続して通過する可能性のある蒸着領域６０ａ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｈにおける成膜量を、他の蒸着領域６０ｂ、６０ｃ、６０ｆ、６０ｇにおける成膜量の１／２に設定されるので、活物質体を構成する各部分の厚さ（第１部分と最上層となる部分
とを除く）を略等しくすることができる。図９に示す活物質体を例に具体的に説明すると、第４の蒸着領域６０ｄを２回通過することによって形成される第４部分ｐ４の厚さと、第２および第３の蒸着領域６０ｂ、６０ｃを１回通過することによってそれぞれ形成される第２および第３部分ｐ２、ｐ３の厚さとを略等しくできるので、活物質体９４が全体として特定の方向に大きく傾斜してしまうことを防止できる。活物質体９６についても同様である。従って、成膜量の比を上記のように設定すると、斜め蒸着を利用しつつ、活物質体を全体として基板４の法線方向に成長させることができる。
【０１３１】
なお、蒸着装置４００は基板４を裏返すための反転構造を有するが、本実施形態の蒸着装置は反転構造を有していなくてもよい。このような蒸着装置では、基板４が２つのＷ字型経路を通過することにより、基板４の一方の表面にのみ８層（積層数ｎ＝８）の活物質体が形成される。
【０１３２】
本発明の真空蒸着装置で形成される活物質体の形状は、上述した種々の実施形態で説明した形状に限定されず、適用しようとする電池の設計容量により適宜選択できる。例えば、各活物質体の積層数ｎも適宜選択される。ただし、積層数ｎは３層以上が好ましい。２層以下では、活物質体の幅方向（横方向）の膨張を十分に抑制できないおそれがある。一方、積層数ｎの好ましい範囲の上限は、活物質体全体の厚さ（例えば１００μｍ以下）および活物質体を構成する各部分の厚さ（例えば２μｍ以上）によって決まり、例えば５０層（１００μｍ／２μｍ）となる。より好ましくは、積層数ｎは３０以上４０以下である。
【０１３３】
上述したように、本発明による実施形態の蒸着装置によると、基板４の表面に、間隔を空けて配置された複数の活物質体を含む活物質層を形成できる。活物質層が形成された基板４は、必要に応じて所定のサイズに切断されて、リチウム二次電池などの非水電解質二次電池用の負極となる。このようにして得られた負極は、活物質の膨張に伴う活物質体の破壊や極板の変形が抑制され、また、セパレータの孔変形も防止されているので、優れた充放電サイクル特性を実現できる。
【０１３４】
上記負極は、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できる。非水電解質二次電池は、公知の方法により製造できる。具体的には、本発明の蒸着装置を用いて得られた負極を、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を介して対向させて極板群を形成し、この極板群とリチウムイオン伝導性を有する電解液と共にケース内に収容することにより、非水電解質二次電池が得られる。正極活物質や電解液としては、リチウムイオン二次電池に一般的に使用される材料を用いることができる。例えば、正極活物質としてＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４などを用い、電解液として、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６フッ化リン酸リチウムなどを溶解することによって得られる電解液を用いてもよい。また、電池の封止形態も特に限定されない。
【０１３５】
以上をまとめると、本発明は、搬送中の基板上に薄膜を形成する真空蒸着装置であって、
第一の蒸発領域と、前記第一の蒸発領域とは分離して設けられた第二の蒸発領域と、前記第一および第二の蒸発領域を接続する位置に設けられ、前記第一および第二の蒸発領域に蒸発原料を溶解して供給する溶解領域とを含む蒸発部と、
前記第一の蒸発領域から蒸発した粒子によって、前記基板上に第一の薄膜を形成する第一の蒸発領域と、前記第一の薄膜が形成された基板上に、さらに、前記第二の蒸発領域から蒸発した粒子によって、第二の薄膜を形成する第二の蒸着領域とに前記基板を搬送させる基板搬送部と、
前記蒸発部と、前記基板搬送部とを収容する真空槽と、
を有する真空蒸着装置である。
【０１３６】
また、本発明の真空蒸着装置は、前記第一の蒸着領域において、前記基板の表面または裏面の一方に第一の薄膜が形成され、前記第二の蒸着領域において、前記基板の表面または裏面のうち第一の薄膜が形成されていない面に第二の薄膜が形成される、ように構成されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明の真空蒸着装置は、蒸着膜を利用した種々のデバイス、例えば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、センサーなどの各種デバイス素子等の製造に用いられ得る。本発明は、電気化学素子全般に適用可能であるが、特に充放電に伴う膨張・収縮の大きい活物質を用いた電池用極板の製造に適用すると、活物質の膨張に起因する極板の変形やしわの発生が抑制された、エネルギー密度の高い極板を提供できるので有利である。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の第１の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図
【図２】本発明の第２の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図
【図３】本発明の第３の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図
【図４】本発明の第３の実施形態の蒸着装置において、蒸着原料が基板に入射する角度（入射角度）を説明するための断面図
【図５】本発明の第３の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝２）の模式的な断面図
【図６】本発明の第３の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝５の模式的な断面図
【図７】本発明の第１〜第４の実施形態の蒸発源(蒸発部)の模式的な図、（ａ）蒸発源の一構成例の上面図、（ｂ）構成例(ａ)のＡ１-Ａ１断面図、（ｃ）蒸発源の別の構成例の上面図、（ｄ）構成例(ｃ)のＡ２-Ａ２断面図、（ｅ）蒸発源の別の構成例の上面図、（ｆ）構成例(ｅ)のＡ３-Ａ３断面図
【図８】本発明の第４の実施形態の蒸着装置の模式的な断面図
【図９】本発明の第４の実施形態の蒸着装置を用いて形成された活物質体（積層数ｎ＝７の模式的な断面図
【図１０】本発明の第１〜第４の実施形態の遮蔽板の模式的な断面図
【符号の説明】
【０１３９】
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〜５ｍ  搬送ローラ
６ａ〜６ｄ  ガイド部材
９          蒸発源
９ｓ  、９ｔ      蒸発面
１０ａ、１０ｂ      遮蔽板
１１ａ、１１ｂ      ガス導入管
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、２３ａ、２３ｂ  遮蔽板
２０ａ〜２０ｄ      遮蔽部材
２２        ノズル部
２４        ノズル部遮蔽板
２８        シャッター
６０ａ〜６０ｈ      蒸着領域
１００、２００、３００、４００    蒸着装置
【図１】
2009179856.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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