成膜装置及成膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术的一形态的成膜装置具有成膜部、第一处理部、第二处理部以及真空室。上述成膜部包含使锂金属蒸发的蒸发源，并在基材上形成锂金属膜。上述第一处理部包含用于将上述锂金属膜的表面羟基化的第一处理室。上述第二处理部包含用于将羟基化后的所述表面碳酸化的第二处理室。上述真空室容纳上述成膜部、上述第一处理部以及上述第二处理部。

Film-forming device and method

The film forming device of the present invention has a film forming part, a first processing part, a second processing part and a vacuum chamber. The film forming part comprises an evaporation source for evaporating lithium metal, and a lithium metal film is formed on the substrate. The first treatment unit comprises a first treatment chamber for hydroxylating the surface of the lithium metal film. The second treatment unit comprises a second treatment chamber for carbonating the surface after hydroxylation. The vacuum chamber comprises the film forming part, the first processing part and the second processing part.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成膜装置及成膜方法
本专利技术涉及一种通过使锂金属蒸发而在基材上形成锂金属膜的成膜装置及成膜方法。
技术介绍
近年来，随着手机和智能电话等移动设备的进步，搭载于这些设备中的锂离子二次电池备受关注。在这样的锂离子二次电池的制造工序中，在基材(基体材料)上形成锂金属的工序尤为重要，并且迄今为止已经提出了各种技术。例如，在专利文献1中，记载了通过在腔室内使锂金属蒸发而将飞散的粒子堆积在基材上从而在基材上形成锂金属的技术。在此，在专利文献1中，记载了通过在锂金属膜的表面形成由碳酸锂构成的保护膜来抑制锂金属膜劣化的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-017478号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1中，将在基材上形成有锂金属膜的锂层叠构件移动到除去了水分的处理室，并向该处理室导入包含二氧化碳气体的惰性气体，从而在锂金属膜的表面形成由碳酸锂构成的保护膜。然而，上述方法是在除去了水分的环境下形成保护膜的方法，因此可能会因没有良好地形成作为碳酸锂的前体的氢氧化物而不能稳定地形成保护膜。鉴于以上情况，本专利技术的目的在于，提供一种能够在锂金属膜上稳定地形成保护膜的成膜装置及成膜方法。用于解决问题的手段为了达成上述目的，本专利技术的一形态的成膜装置具有成膜部、第一处理部、第二处理部以及真空室。上述成膜部包含使锂金属蒸发的蒸发源，并在基材上形成锂金属膜。上述第一处理部包含用于对上述锂金属膜的表面进行羟基化的第一处理室。上述第二处理部包含用于对羟基化后的上述表面进行碳酸化的第二处理室。上述真空室容纳上述成膜部、上述第一处理部以及上述第二处理部。根据该结构，能够对基材上形成的锂金属膜进行羟基化处理。由此，能够良好地形成作为由碳酸锂构成的保护膜的前体的氢氧化物，并且能够在随后的碳酸化处理中稳定地形成保护膜。另外，根据上述结构，能够在真空室内一气呵成地执行锂金属膜的形成、羟基化处理以及碳酸化处理。由此，由于防止了锂金属膜与外部气体的接触，因而能够抑制锂金属膜的劣化，并稳定地形成保护膜。进一步具有输送机构，该输送机构设置于上述真空室内，并能够输送作为长条的膜的上述基材，上述输送机构可以具有：展开辊，相对于上述成膜部而设置在上述膜的输送方向上游侧，用于展开上述膜；以及卷取辊，相对于上述第一处理室及上述第二处理室而设置于上述膜的输送方向下游侧，用于卷绕上述膜。上述第一处理部可以进一步具有第一气体供给管线，该第一气体供给管线用于向上述第一处理室导入含有氧和氢的第一气体，上述第二处理部可以进一步具有第二气体供给管线，该第二气体供给管线用于向上述第二处理室导入含有碳和氧的第二气体。上述第一气体可以为水蒸汽，上述第二气体可以为稀有气体与二氧化碳气体的混合气体。上述第一处理部可以进一步具有压力调节机构，该压力调节机构用于将已导入上述第一处理室的水蒸汽的压力调节为1.0×10－6Pa以上且1.0×10－2Pa以下。由此，可抑制锂金属膜劣化并在锂金属膜上良好地形成氢氧化锂，因而能提高该氢氧化锂与二氧化碳气体的反应效率。因此，能够在锂金属膜上良好地形成由碳酸锂构成的保护膜。为了达成上述目的，在本专利技术的一形态的成膜方法中，在真空室内在基材上形成锂金属膜。在真空室内将上述锂金属膜的表面羟基化。在上述真空室内将羟基化后的上述表面碳酸化。专利技术的效果如上所述，根据本专利技术，能够提供一种能够在锂金属膜上稳定地形成保护膜的成膜装置及成膜方法。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式的成膜装置的结构的概要侧剖视图。图2是示出使用了上述成膜装置的成膜方法的流程图。图3是示出上述成膜装置的成膜过程的示意图。图4是示出上述成膜装置的成膜过程的示意图。图5是示出上述成膜装置的成膜过程的示意图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。(成膜装置的结构)图1是示出本专利技术的一实施方式的成膜装置100的结构的概要侧剖视图。图1所示的X轴、Y轴及Z轴方向示出相互正交的3个轴方向，X轴及Y轴示出水平方向，Z轴方向示出铅垂方向。如图1所示，成膜装置100具有真空室110、成膜部120、输送部130、第一处理部140、第二处理部150、回收部160以及输送机构170。真空室110具有密闭结构，并与具有真空泵P1的第一排气管线L连接。由此，真空室110构成为能够使其内部排气至规定的减压气氛(减压环境)或维持规定的减压气氛。另外，如图1所示，真空室110具有分别划分成膜部120、输送部130、第一处理室141、第二处理室151以及回收部160的多个隔板111、112、113、114、115。成膜部120是由隔板111和真空室110的外壁划分的成膜室，并且在其内部具有蒸发源121。另外，成膜部120与第一排气管线L连接。由此，当真空室110排气时，首先，使成膜部120内排气。另一方面，成膜部120与输送部130连通，因而当在成膜部120内被排气时，输送部130内也被排气。由此，在成膜部120与输送部130之间会产生压力差。通过该压力差，抑制了后述的锂原料的蒸汽流进入输送部130内。蒸发源121是使锂金属蒸发的锂蒸发源，例如，包括电阻加热式蒸发源、感应加热式蒸发源、电子束加热式蒸发源等。输送部130是由隔板111、112、115和真空室110的外壁划分的输送室，配置在真空室110内的Y轴方向上方。在本实施方式中，第一排气管线L仅与成膜部120连接，但是也可以通过将另一排气管线也连接到输送部130，来使输送部130与成膜部120独立排气。第一处理部140具有第一处理室141、第一气体供给管线142以及压力调节机构143。第一处理室141是由隔板112、113、115和真空室110的外壁划分的处理室。第一处理室141与具有第一气体供给源S1的第一气体供给管线142连接。由此，第一处理室141以能够向其内部导入第一气体的方式构成。第一气体只要是含有氧和氢的气体即可，没有特别地限定，典型是水蒸汽。第一处理室141与具有泵P2的压力调节机构143连接。由此，第一处理室141在维持为规定的减压气氛的同时，第一处理室141内的第一气体的气压被调节为规定的压力。在本实施方式中，当已导入第一处理室141的第一气体被排出时，首先使第一处理室141内排气。另一方面，由于第一处理室141与输送部130连通，因而当使第一处理室141内排气时，输送部130内也排气。由此，会在第一处理室141与输送部130之间产生压力差。通过该压力差，抑制了第一气体进入输送部130内。第二处理部150具有第二处理室151、第二气体供给管线152以及第二排气管线153。第二处理室151是由隔板113、114、115和真空室110的外壁划分的处理室。第二处理室151与具有第二气体供给源S2的第二气体供给管线152连接。由此，第二处理室151以能够向其内部导入第二气体的方式构成。第二气体只要是含有碳和氧的气体即可，没有特别地限定，具体地，例如可以使用氩等稀有气体与二氧化碳的混合气体。此时，也可以适当地设定第二气体中含有的二氧化碳的量，例如，体积比为5％左右。第二处理室151与具有泵P3的第二排气管线153连接。由此，第二处理室151构成为能够维持为规定的减压气氛。此外，第二处理室151内的内压也可以等于或高于第一处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成膜装置，其特征在于，具有：成膜部，包含使锂金属蒸发的蒸发源，并在基材上形成锂金属膜；第一处理部，包含用于对所述锂金属膜的表面进行羟基化的第一处理室；第二处理部，包含用于对羟基化后的所述表面进行碳酸化的第二处理室；以及真空室，容纳所述成膜部、所述第一处理部以及所述第二处理部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.19 JP 2017-0825451.一种成膜装置，其特征在于，具有：成膜部，包含使锂金属蒸发的蒸发源，并在基材上形成锂金属膜；第一处理部，包含用于对所述锂金属膜的表面进行羟基化的第一处理室；第二处理部，包含用于对羟基化后的所述表面进行碳酸化的第二处理室；以及真空室，容纳所述成膜部、所述第一处理部以及所述第二处理部。2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，进一步具有输送机构，该输送机构设置于所述真空室内，并能够输送作为长条的膜的所述基材；所述输送机构具有：展开辊，相对于所述成膜部而设置于所述膜的输送方向上游侧，用于展开所述膜；以及卷取辊，相对于所述第一处理室及所述第二处理室而设置于所述膜的输送方向下游侧，用于卷绕所述膜。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：横山礼宽，武井应树，佐藤昌敏，清田淳也，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：日本,JP