JP6770258B1 - 光学膜、スパッタリングターゲットおよび光学膜の成膜方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】成膜条件が簡便に求められる光学膜（セシウムとタングステンと酸素を含む複合タングステン酸化物膜）とスパッタリングターゲットおよび光学膜の成膜方法を提供する。【解決手段】本発明の光学膜は、可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に電波透過性を有し、セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが特定された数値範囲内にそれぞれ設定されていることを特徴とする。【選択図】図１０
Description
本発明は、可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性を有する光学膜とその成膜方法に係り、特に、スパッタリング法により成膜される光学膜とスパッタリングターゲットおよび光学膜の成膜方法に関するものである。
近年、室内および車等移動手段の夏場におけるエアコンのエネルギー消費量を低減させるため、外光を取り入れる窓の熱線遮蔽技術の開発が進んでいる。この技術手段として、熱線遮蔽効果のある着色フィルムや光学薄膜が形成されたフィルム（遮光部材）を窓に貼り付ける方法、熱線遮蔽効果のある物質を窓に塗布する方法、蒸着やスパッタリング等により熱線遮蔽効果のある光学薄膜が成膜された窓を採用する方法等があり、蒸着やスパッタリング等により熱線遮蔽効果のある光学薄膜が成膜された窓を採用する方法は、既存の窓に光学薄膜を施すことはできないが耐久性の高い光学薄膜を形成できる方法である。
例えば、特許文献１には、窓材等の上記遮光部材として、アルミニウム等の金属膜を蒸着法により形成した鏡面状態を有する膜（遮光部材）が記載されている。しかし、これ等の遮光部材を用いた場合、外観がハーフミラー状となることから、屋外で使用するには反射がまぶしく景観上の問題がある。また、アルミニウム等の金属膜は高い導電性を有するため電波を反射し、携帯電話やスマートフォン、ＧＰＳ（Global Positioning System）使用機器等の電波を利用する機器が繋がり難くなる問題がある。
また、熱線遮蔽効果のある物質を塗布する上記方法として、本出願人は、特許文献２に記載の複合タングステン酸化物微粒子を有する赤外線遮蔽微粒子分散体を提案している。複合タングステン酸化物微粒子は、太陽光線、特に近赤外線領域の光を効率よく吸収し、加えて可視光に対し高い透明性を有する。そして、上記赤外線遮蔽微粒子分散体は、複合タングステン酸化物微粒子を、適宜な溶媒中に分散させて分散液とし、得られた分散液に媒体樹脂を添加した後、基材表面にコーティングして薄膜を形成するもので、熱線遮蔽性と電波透過性を併せ持つ。しかし、特許文献２に記載の方法は、薄膜を塗布（コーティング）法で形成するため、膜厚のコントロール、大面積の膜厚の均一性、平坦性を確保するためには高度な塗布技術を必要とする問題がある。
また、上記スパッタリング等による方法として、特許文献３は、車両用窓ガラスとその製造方法を開示し、車両用窓ガラスの大面積基板への処理が可能な大型インライン方式のスパッタリング装置を用い、例えば、第１金属酸化物膜（ＩＴＯ）／第１Ａｇ膜／第２金属酸化物膜（ＩＴＯ）／第２Ａｇ膜／第３金属酸化物膜（ＩＴＯ）が順次成膜されて成る車両用窓ガラスを提案し、特許文献４は、スパッタリング成膜由来である複合タングステン酸化物膜を提案している。
ところで、第１金属酸化物膜（ＩＴＯ）／第１Ａｇ膜／第２金属酸化物膜（ＩＴＯ）／第２Ａｇ膜／第３金属酸化物膜（ＩＴＯ）等の多層膜や上記複合タングステン酸化物膜等の光学膜をスパッタリング装置を用いて成膜する場合、使用するスパッタリング装置の成膜室内形状、ガラス等基板の搬送速度、成膜室内に導入する酸素ガス等のガス放出管とスパッタリングターゲットおよび基板の位置関係等が複雑に影響し合うため、所望とする光学膜の成膜条件を一義的に定めることが難しく、従来、光学薄膜の理論計算に基づいて成膜条件を適宜変更しながら所望とする光学膜のサンプルを複数作製し、作製されたサンプルにおける可視波長域の透過率と近赤外波長域の透過率をそれぞれ計測し、目的に合った光学膜の成膜条件を使用するスパッタリング装置毎に求めている。
しかし、可視波長域の透過率や近赤外波長域の透過率は光学膜の膜厚が関係するため、サンプルの膜厚が適正値になっているかの検査も合わせて行う必要があり、所望とする光学膜の成膜条件を簡便に求められる方法の開発が望まれている。
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、上述した特性（可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有し、電波透過性を有する）を具備し、かつ、スパッタリングの成膜条件が簡便に求められる光学膜（具体的には、セシウムとタングステンと酸素を含む複合タングステン酸化物膜）とスパッタリングターゲットおよび光学膜の成膜方法を提供することにある。
そこで、セシウムとタングステンと酸素を含む光学膜について本発明者が鋭意研究を行ったところ、上述した特性（可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有し、電波透過性を有する）を具備する光学膜には最適な光学定数（屈折率、消衰係数）が存在し、作製された光学膜が上記最適な光学定数（屈折率、消衰係数）を有する場合、その光学膜は可視波長域の透過性、近赤外波長域の吸収性および電波透過性を満たしていることが確認されるに至った。そして、光学定数（屈折率、消衰係数）は膜厚に関係しないため、作製されたサンプルの膜厚を検査することなくその光学定数（屈折率、消衰係数）についてエリプソメータで計測することにより、所望とする光学膜の成膜条件を簡便に求められることを発見するに至った。本発明はこのような技術的発見により完成されたものである。
すなわち、本発明に係る第１の発明は、
可視波長域に透過性を有し、かつ、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性を有する光学膜において、
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、表１の数値範囲内にそれぞれ設定されていることを特徴とし、
また、第２の発明は、
第１の発明に記載の光学膜において、
セシウムとタングステンと酸素の化合物で構成されることを特徴とする。
可視波長域に透過性を有し、かつ、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性を有する光学膜において、
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、表１の数値範囲内にそれぞれ設定されていることを特徴とし、
第１の発明に記載の光学膜において、
セシウムとタングステンと酸素の化合物で構成されることを特徴とする。
次に、本発明に係る第３の発明は、
第１の発明または第２の発明に記載の光学膜をスパッタリング法で成膜する際に用いられるスパッタリングターゲットにおいて、
セシウム源の化合物とタングステン源の化合物との混合物で構成されることを特徴とし、
第４の発明は、
第３の発明に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
セシウム原子とタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が１：２〜１:４であることを特徴とし、
第５の発明は、
第３の発明または第４の発明に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
上記セシウム源とタングステン源の溶射膜で構成されることを特徴とし、
第６の発明は、
第３の発明〜第５の発明のいずれかに記載のスパッタリングターゲットにおいて、
上記セシウム源の化合物が、酸化物または炭酸塩であることを特徴とし、
第７の発明は、
第３の発明〜第５の発明のいずれかに記載のスパッタリングターゲットにおいて、
上記タングステン源の化合物が、酸化物または炭化物であることを特徴とし、
第８の発明は、
第３の発明〜第７の発明のいずれかに記載のスパッタリングターゲットにおいて、
円筒形のロータリーターゲットで構成されることを特徴とする。
第１の発明または第２の発明に記載の光学膜をスパッタリング法で成膜する際に用いられるスパッタリングターゲットにおいて、
セシウム源の化合物とタングステン源の化合物との混合物で構成されることを特徴とし、
第４の発明は、
第３の発明に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
セシウム原子とタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が１：２〜１:４であることを特徴とし、
第５の発明は、
第３の発明または第４の発明に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
上記セシウム源とタングステン源の溶射膜で構成されることを特徴とし、
第６の発明は、
第３の発明〜第５の発明のいずれかに記載のスパッタリングターゲットにおいて、
上記セシウム源の化合物が、酸化物または炭酸塩であることを特徴とし、
第７の発明は、
第３の発明〜第５の発明のいずれかに記載のスパッタリングターゲットにおいて、
上記タングステン源の化合物が、酸化物または炭化物であることを特徴とし、
第８の発明は、
第３の発明〜第７の発明のいずれかに記載のスパッタリングターゲットにおいて、
円筒形のロータリーターゲットで構成されることを特徴とする。
次に、本発明に係る第９の発明は、
可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性を有する光学膜であって、
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、表２の数値範囲内にそれぞれ設定されている光学膜の成膜方法において、
第３の発明〜第８の発明のいずれかに記載のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により成膜し、かつ、スパッタリング成膜雰囲気の酸素分圧をフィードバック制御して光学膜を得ることを特徴とし、
第１０の発明は、
第９の発明に記載の光学膜の成膜方法において、
上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中におけるインピーダンス変化をフィードバック制御するインピーダンスコントローラにより行うことを特徴とし、
第１１の発明は、
第９の発明に記載の光学膜の成膜方法において、
上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中における特定波長の発光強度を測定して酸素分圧をフィードバック制御するプラズマエミッションモニターにより行うことを特徴とする。
可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性を有する光学膜であって、
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、表２の数値範囲内にそれぞれ設定されている光学膜の成膜方法において、
第３の発明〜第８の発明のいずれかに記載のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により成膜し、かつ、スパッタリング成膜雰囲気の酸素分圧をフィードバック制御して光学膜を得ることを特徴とし、
第９の発明に記載の光学膜の成膜方法において、
上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中におけるインピーダンス変化をフィードバック制御するインピーダンスコントローラにより行うことを特徴とし、
第１１の発明は、
第９の発明に記載の光学膜の成膜方法において、
上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中における特定波長の発光強度を測定して酸素分圧をフィードバック制御するプラズマエミッションモニターにより行うことを特徴とする。
また、本発明に係る第１２の発明は、
可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性を有する光学膜であって、
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、表３の数値範囲内にそれぞれ設定されている光学膜の成膜方法において、
セシウム源のスパッタリングターゲットとタングステン源のスパッタリングターゲットを用いた２元スパッタリング法により成膜し、かつ、２元スパッタリング成膜雰囲気の酸素分圧をフィードバック制御して光学膜を得ることを特徴とし、
第１３の発明は、
第１２の発明に記載の光学膜の成膜方法において、
光学膜に含まれるセシウム原子とタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が１：２〜１：４となるようにスパッタリングカソードに印加される電力またはデューティー比を調整することを特徴とし、
第１４の発明は、
第１２の発明に記載の光学膜の成膜方法において、
上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中におけるインピーダンス変化をフィードバック制御するインピーダンスコントローラにより行うことを特徴とし、
第１５の発明は、
第１２の発明に記載の光学膜の成膜方法において、
上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中における特定波長の発光強度を測定して酸素分圧をフィードバック制御するプラズマエミッションモニターにより行うことを特徴とするものである。
可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性を有する光学膜であって、
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、表３の数値範囲内にそれぞれ設定されている光学膜の成膜方法において、
セシウム源のスパッタリングターゲットとタングステン源のスパッタリングターゲットを用いた２元スパッタリング法により成膜し、かつ、２元スパッタリング成膜雰囲気の酸素分圧をフィードバック制御して光学膜を得ることを特徴とし、
第１２の発明に記載の光学膜の成膜方法において、
光学膜に含まれるセシウム原子とタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が１：２〜１：４となるようにスパッタリングカソードに印加される電力またはデューティー比を調整することを特徴とし、
第１４の発明は、
第１２の発明に記載の光学膜の成膜方法において、
上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中におけるインピーダンス変化をフィードバック制御するインピーダンスコントローラにより行うことを特徴とし、
第１５の発明は、
第１２の発明に記載の光学膜の成膜方法において、
上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中における特定波長の発光強度を測定して酸素分圧をフィードバック制御するプラズマエミッションモニターにより行うことを特徴とするものである。
本発明に係る光学膜は、
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、上記表１の数値範囲内にそれぞれ設定されていることから、光学膜の屈折率ｎと消衰係数ｋに基づいてスパッタリング装置の成膜条件が定められる。そして、可視波長域の透過率や近赤外波長域の透過率からスパッタリング装置毎に成膜条件が設定される従来法に較べて成膜条件の設定方法が簡略化されるため、可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に電波透過性を有する光学膜を安定して製造することが可能となる。
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、上記表１の数値範囲内にそれぞれ設定されていることから、光学膜の屈折率ｎと消衰係数ｋに基づいてスパッタリング装置の成膜条件が定められる。そして、可視波長域の透過率や近赤外波長域の透過率からスパッタリング装置毎に成膜条件が設定される従来法に較べて成膜条件の設定方法が簡略化されるため、可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に電波透過性を有する光学膜を安定して製造することが可能となる。
以下、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
本発明においてはセシウムとタングステンと酸素を含み熱線遮蔽効果を有する複合タングステン酸化物膜が用いられており、可視波長域から近赤外波長域まで透明な誘電体多層膜を用いる場合と比較して膜層数を格段に減少させることが可能となる。
（１）光学膜
本発明に係る光学膜は、セシウムとタングステンと酸素を含む。本出願人による複合タングステン酸化物粒子を用いた赤外線遮蔽に関する技術は特許文献２に詳細が示されており、この組成範囲の複合タングステン酸化物を主成分とすることが、可視波長域の高い透明性と近赤外波長域の吸収性を有する膜とするためには必要である。複合タングステン酸化物膜が有する基本的な光学特性は、理論的に算出された元素Ｍ（Ｍは、Ｈ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉの内から選択される１種類以上の元素）と、タングステンＷおよび酸素Ｏの原子配置に由来する。具体的には、複合タングステン酸化物微粒子が六方晶の結晶構造を有する場合、当該微粒子の可視光領域の透過が向上し、近赤外領域の吸収が向上する。そして、複合タングステン酸化物微粒子が、結晶質であっても非晶質であっても構わない。
本発明に係る光学膜は、セシウムとタングステンと酸素を含む。本出願人による複合タングステン酸化物粒子を用いた赤外線遮蔽に関する技術は特許文献２に詳細が示されており、この組成範囲の複合タングステン酸化物を主成分とすることが、可視波長域の高い透明性と近赤外波長域の吸収性を有する膜とするためには必要である。複合タングステン酸化物膜が有する基本的な光学特性は、理論的に算出された元素Ｍ（Ｍは、Ｈ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉの内から選択される１種類以上の元素）と、タングステンＷおよび酸素Ｏの原子配置に由来する。具体的には、複合タングステン酸化物微粒子が六方晶の結晶構造を有する場合、当該微粒子の可視光領域の透過が向上し、近赤外領域の吸収が向上する。そして、複合タングステン酸化物微粒子が、結晶質であっても非晶質であっても構わない。
六方晶の結晶構造を有する複合タングステン酸化物微粒子が均一な結晶構造を有するとき、添加元素Ｍの添加量は、タングステン１に対して０．２以上０．５以下が好ましく、更に好ましくは０．３３である。複合タングステン酸化物がＭ0.33ＷＯ3となることで、添加元素Ｍが六角形の空隙の全てに配置されると考えられる。
ところで、本発明に係る光学膜は、セシウム（アルカリ金属）とタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが下記表４の数値範囲内にそれぞれ設定されていればよい。
そして、セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが上記表４の数値範囲内にそれぞれ設定されている膜厚２００ｎｍの単層膜で構成される光学膜は、分光光学特性に係る図１のグラフ図に示す透過率（Ｔｓ）と反射率（Ｒｓ）を有し、かつ、電波透過性［シート抵抗が１０5Ω／□（オーム・パー・スクエア）以上］も具備させることが可能となる。
（２）スパッタリングターゲット
上記セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが上記表４の数値範囲内にそれぞれ設定されている光学膜は、セシウム原子とタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が特定範囲に設定されていることが必要で、スパッタリング法で成膜することができる。そして、成膜する際に用いられるスパッタリングターゲットとして、セシウム原子とタングステン原子を含むターゲット（すなわち、セシウム源の化合物とタングステン源の化合物との混合物で構成されるターゲット）が挙げられ、セシウム源とタングステン源を別々に構成した（すなわち、セシウム源のスパッタリングターゲットとタングステン源のスパッタリングターゲット）ターゲットであってもよい。
上記セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが上記表４の数値範囲内にそれぞれ設定されている光学膜は、セシウム原子とタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が特定範囲に設定されていることが必要で、スパッタリング法で成膜することができる。そして、成膜する際に用いられるスパッタリングターゲットとして、セシウム原子とタングステン原子を含むターゲット（すなわち、セシウム源の化合物とタングステン源の化合物との混合物で構成されるターゲット）が挙げられ、セシウム源とタングステン源を別々に構成した（すなわち、セシウム源のスパッタリングターゲットとタングステン源のスパッタリングターゲット）ターゲットであってもよい。
以下、セシウム原子とタングステン原子が含まれるターゲットを用いたスパッタリング成膜について説明する。
屈折率ｎと消衰係数ｋが上記表４の数値範囲内にそれぞれ設定されている光学膜を得るには、セシウム原子とタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が１：２〜１:４の範囲に設定されているスパッタリングターゲットを使用すればよく、好ましくは上記比（Ｃｓ：Ｗ）が１：２．５〜１：４であり、１：２．８〜１：４が最も好ましい。そして、スパッタリングターゲットのセシウム原子とタングステン原子の比が、光学膜のセシウム原子とタングステン原子の比とほぼ合致する。
また、ターゲット自体に適量の酸素を含まなくても、膜に取り込まれる酸素量を反応性スパッタリングにより調整することが可能である。更に、ターゲットに含まれている成分でスパッタリング中排気されてしまう炭素等の成分が含まれていてもよい。
セシウム源には、金属、酸化物、炭酸塩を用いることができる。セシウムの酸化物としては、Ｃｓ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ2、ＣｓＯ2、Ｃｓ2Ｏ3、Ｃｓ11Ｏ3、Ｃｓ4Ｏ、Ｃｓ7Ｏを挙げることができる。
タングステン源には、金属、酸化物、炭化物を用いることができる。タングステンの酸化物には、Ｗ3Ｏ、ＷＯ2、Ｗ20Ｏ58、ＷＯ3を用いることができる。
次に、スパッタリングターゲットには、平板形状と円筒形状がある。平板ターゲットは比較的容易に製造できる反面、全面がスパッタリングされず、スパッタリングされない非エロ-ジョン部分に異物が堆積し、この異物が異常放電の原因になることもあり、更にはこの異物が製品に付着してしまうこともある。近年、大型ターゲットは、図２に示す円筒形のターゲット（ロータリーターゲット）が主流になっている。製造が難しい反面、全面がスパッタリングされるので平板ターゲットのような欠点がなく、更には、平板ターゲットの３倍近い使用効率が得られる。
図２に示す円筒形のターゲット（ロータリーターゲット）２は、主に２つの方法で製造される。
まず、第１の方法は、平板ターゲットと同様、冷間静水加圧法により加圧成形して成形体を製造し、得られた成形体を焼成しかつ円筒研削した後、図２に示すバッキングチューブ１に差してインジウム等でボンディングする方法である。
第２の方法は、上記バッキングチューブ１に直接粉体を溶射する方法である。
溶射で製造される円筒形のターゲット（ロータリーターゲット）は、銅や銅合金等の金属で構成されかつ表面がブラスト処理により粗面化されたバッキングチューブ１に、ニッケル−アルミニウム合金、ニッケル―クロム合金、銅−アルミニウム合金、銅−亜鉛合金等の合金から選ばれた下地層を溶射で形成した後、直接粉体（セシウム源の粉体とタングステン源の粉体）を溶射して厚さ５ｍｍ〜２０ｍｍの溶射膜（ターゲット膜）を形成し、その後、溶射膜（ターゲット膜）を研磨加工してロータリーターゲットに仕上げられる。
ここで、溶射は、プラズマ溶射を用いることができ、交直流アークプラズマトーチや誘導結合プラズマトーチ等が用いられ、溶射の際の雰囲気は不活性ガス等を用いればよい。
尚、溶射法でスパッタリングターゲットを製造する場合、温度によってはセシウム源のＣｓ2ＯがＣｓ2Ｏ2へ不均化反応を起こすことがあり、得られたターゲットのスパッタリングレートに影響（スパッタリングレートの変動）するので留意する必要がある。
（３）スパッタリング装置
上記ターゲットを用い、酸素による反応性スパッタリングを行えばＣｓαＷβＯγＣδで構成される光学膜を得ることができる。αとβはターゲット組成比をそのまま反映し、γは反応性スパッタリング時に導入する酸素量で調整することができる。ターゲットから放出された炭素Ｃ（例えば、タングステン源が炭化物で構成された場合）は、ターゲットから放出された酸素Ｏ若しくは反応性スパッタを行うために導入した酸素Ｏと結合し、ＣＯ2になって排気されるため、光学膜中に残ることは殆ど無い。
上記ターゲットを用い、酸素による反応性スパッタリングを行えばＣｓαＷβＯγＣδで構成される光学膜を得ることができる。αとβはターゲット組成比をそのまま反映し、γは反応性スパッタリング時に導入する酸素量で調整することができる。ターゲットから放出された炭素Ｃ（例えば、タングステン源が炭化物で構成された場合）は、ターゲットから放出された酸素Ｏ若しくは反応性スパッタを行うために導入した酸素Ｏと結合し、ＣＯ2になって排気されるため、光学膜中に残ることは殆ど無い。
尚、非導電性のターゲットは直流電源を利用したスパッタリングが難しい。このため、図３に示すように矢印方向へ移動する基板１０に対し平行に配置された２本のロータリーターゲット１１、１２、１３、１４に、中周波電源（２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ）を利用して交互に電力を与えるデュアルマグネトロンスパッタリング法が一般的であり、更に、通常のパルス電源や大電圧パルス電源（ＨｉＰＭＳ）も利用することができる。
以下、デュアルマグネトロンスパッタリング法によるスパッタリング装置について説明する。
（３Ａ）スパッタリング成膜ユニットＡ
デュアルマグネトロンスパッタリング法による成膜がなされるスパッタリング成膜ユニットＡは、図４に示すように接続室２０、２２と成膜室２１とで構成され、これ等接続室２０、２２と成膜室２１内には基板２３を搬送する搬送ローラ２４が連続配置されていると共に、成膜室２１内には成膜ガス圧を保つデュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４が設けられている。尚、上記基板２３は接続室２０で予め５００℃程度に加熱されている。また、上記デュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４には、１組のロータリーターゲット２５、２６、２７、２８がそれぞれ装着されたロータリーマグネトロンカソード（図示せず）が配置されており、かつ、ロータリーターゲット２５、２６とロータリーターゲット２７、２８はそれぞれ中周波電源に接続され、交互に電力が印加されるように構成されている。また、図示外のロータリーマグネトロンカソードには、ロータリーターゲット２５、２６、２７、２８の基板２３側にのみスパッタリング２９、３０、３１、３２を生じさせるマグネット（図示せず）が配置され、これにより、ロータリーターゲット２５、２６、２７、２８からのターゲット粒子のほとんどが基板２３側方向に飛来するようになっていて、付着効率は９０％程度である。
デュアルマグネトロンスパッタリング法による成膜がなされるスパッタリング成膜ユニットＡは、図４に示すように接続室２０、２２と成膜室２１とで構成され、これ等接続室２０、２２と成膜室２１内には基板２３を搬送する搬送ローラ２４が連続配置されていると共に、成膜室２１内には成膜ガス圧を保つデュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４が設けられている。尚、上記基板２３は接続室２０で予め５００℃程度に加熱されている。また、上記デュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４には、１組のロータリーターゲット２５、２６、２７、２８がそれぞれ装着されたロータリーマグネトロンカソード（図示せず）が配置されており、かつ、ロータリーターゲット２５、２６とロータリーターゲット２７、２８はそれぞれ中周波電源に接続され、交互に電力が印加されるように構成されている。また、図示外のロータリーマグネトロンカソードには、ロータリーターゲット２５、２６、２７、２８の基板２３側にのみスパッタリング２９、３０、３１、３２を生じさせるマグネット（図示せず）が配置され、これにより、ロータリーターゲット２５、２６、２７、２８からのターゲット粒子のほとんどが基板２３側方向に飛来するようになっていて、付着効率は９０％程度である。
反応性スパッタリングを行うための酸素ガスはそれぞれのデュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４に導入され、デュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４に導入される酸素量を制御するには、例えば、スパッタ電源のインピーダンス変化が設定値になるよう制御する「インピーダンス制御」、あるいは、特定波長のプラズマ発光強度が設定値になるよう制御するプラズマエミッションモニター（ＰＥＭ）制御が挙げられる。
そして、成膜室２１内に２組のデュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４が配置された図４に示すスパッタリング成膜ユニットＡにおいては、最大２種類の光学膜の成膜が可能となり、２組のデュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４に同一のロータリーターゲットを組み込んだ場合には１種類の光学膜を２倍の膜厚で成膜することが可能となる。
次に、２元スパッタリング法による成膜方法では、セシウム源となるスパッタリングターゲットとタングステン源となるスパッタリングターゲットをそれぞれ用意し、異なるロータリーマグネトロンカソードに各スパッタリングターゲットを装着してスパッタリングする。
酸素による反応性スパッタリングを行えばＣｓｘＷｙＯｚ膜を得ることができる。ｘとｙは、セシウム源となるスパッタリングターゲットとタングステン源となるスパッタリングターゲットのスパッタリングレートを調整しなければならない。
異なるロータリーマグネトロンカソードにセシウム源となるスパッタリングターゲットとタングステン源となるスパッタリングターゲットを装着して上記スパッタリングレートを調整するにはいくつかの方法がある。
（i）両方のロータリーマグネトロンカソードに個別のパルス電源を接続し、同時に、両方のロータリーマグネトロンカソード共パルス時間が等しく、ピークパワーが異なるスパッタ電力を印加して調整する方法。
（ii）両方のロータリーマグネトロンカソードに１台のデュアルマグネトロン電源を接続し、交互に両方のロータリーマグネトロンカソードへピークパワーが等しく、デューティー比が異なるスパッタ電力を印加して調整する方法。
（iii）上記（i）あるいは（ii）の方法で両方のターゲット組成比を調整することができる。
（i）両方のロータリーマグネトロンカソードに個別のパルス電源を接続し、同時に、両方のロータリーマグネトロンカソード共パルス時間が等しく、ピークパワーが異なるスパッタ電力を印加して調整する方法。
（ii）両方のロータリーマグネトロンカソードに１台のデュアルマグネトロン電源を接続し、交互に両方のロータリーマグネトロンカソードへピークパワーが等しく、デューティー比が異なるスパッタ電力を印加して調整する方法。
（iii）上記（i）あるいは（ii）の方法で両方のターゲット組成比を調整することができる。
また、ＣｓｘＷｙＯｚ膜のｚは、反応性スパッタリング時に導入する酸素量で調整することができる。
上述したように非導電性のターゲットは直流電源を利用したスパッタリングが難しいため、図５に示すように矢印方向へ移動する基板１０に対し、平行に配置されたセシウム源を主成分とするターゲット１１１、１１３とタングステン源を主成分とするターゲット１１２、１１４に、中周波電源（２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ）を利用して交互に電力を与えるデュアルマグネトロンスパッタリング法が一般的であり、更に、通常のパルス電源や大電圧パルス電源（ＨｉＰＭＳ）も利用することができる。
（３Ｂ）スパッタリング成膜ユニットＢ
デュアルマグネトロンスパッタリング法による成膜がなされるスパッタリング成膜ユニットＢは、図６に示すように接続室１２０、１２２と成膜室１２１とで構成され、これ等接続室１２０、１２２と成膜室１２１内には基板２３を搬送する搬送ローラ１２４が連続配置されていると共に、成膜室１２１内には成膜ガス圧を保つデュアルマグネトロンカソードユニット１３３、１３４が設けられている。尚、上記基板２３は接続室１２０で予め５００℃程度に加熱されている。また、２組の上記デュアルマグネトロンカソードユニット１３３、１３４には、セシウム源を主成分とするロータリーターゲット１２５、１２７とタングステン源を主成分とするロータリーターゲット１２６、１２８がそれぞれ装着されたロータリーマグネトロンカソード（図示せず）が配置されており、かつ、ロータリーターゲット１２５、１２６とロータリーターゲット１２７、１２８はそれぞれ中周波電源に接続され、交互に電力が印加されるように構成されている。また、図示外のロータリーマグネトロンカソードには、ロータリーターゲット１２５、１２６、１２７、１２８の基板２３側にのみスパッタリング１２９、１３０、１３１、１３２を生じさせるマグネット（図示せず）が配置され、これにより、ロータリーターゲット１２５、１２６、１２７、１２８からのターゲット粒子のほとんどが基板２３側方向に飛来するようになっていて、付着効率は９０％程度である。
デュアルマグネトロンスパッタリング法による成膜がなされるスパッタリング成膜ユニットＢは、図６に示すように接続室１２０、１２２と成膜室１２１とで構成され、これ等接続室１２０、１２２と成膜室１２１内には基板２３を搬送する搬送ローラ１２４が連続配置されていると共に、成膜室１２１内には成膜ガス圧を保つデュアルマグネトロンカソードユニット１３３、１３４が設けられている。尚、上記基板２３は接続室１２０で予め５００℃程度に加熱されている。また、２組の上記デュアルマグネトロンカソードユニット１３３、１３４には、セシウム源を主成分とするロータリーターゲット１２５、１２７とタングステン源を主成分とするロータリーターゲット１２６、１２８がそれぞれ装着されたロータリーマグネトロンカソード（図示せず）が配置されており、かつ、ロータリーターゲット１２５、１２６とロータリーターゲット１２７、１２８はそれぞれ中周波電源に接続され、交互に電力が印加されるように構成されている。また、図示外のロータリーマグネトロンカソードには、ロータリーターゲット１２５、１２６、１２７、１２８の基板２３側にのみスパッタリング１２９、１３０、１３１、１３２を生じさせるマグネット（図示せず）が配置され、これにより、ロータリーターゲット１２５、１２６、１２７、１２８からのターゲット粒子のほとんどが基板２３側方向に飛来するようになっていて、付着効率は９０％程度である。
反応性スパッタリングを行うための酸素ガスはそれぞれのデュアルマグネトロンカソードユニット１３３、１３４に導入され、デュアルマグネトロンカソードユニット１３３、１３４に導入される酸素量を制御するには、例えば、スパッタ電源のインピーダンス変化が設定値になるよう制御する「インピーダンス制御」、あるいは、特定波長のプラズマ発光強度が設定値になるよう制御するプラズマエミッションモニター（ＰＥＭ）制御が挙げられる。
そして、成膜室１２１内に２組のデュアルマグネトロンカソードユニット１３３、１３４が配置された図６に示すスパッタリング成膜ユニットＢにおいては、最大２種類の光学膜の成膜が可能となり、２組のデュアルマグネトロンカソードユニット１３３、１３４に同一のロータリーターゲットを組み込んだ場合には１種類の光学膜を２倍の膜厚で成膜することが可能となる。しかし、図６のようなカソード配置では、セシウム酸化物を主成分とする膜とタングステン酸化物を主成分とする膜が重なって積層されることになる。
ところで、セシウム源を主成分とするロータリーターゲットとタングステン源を主成分とするロータリーターゲットを採用した２元スパッタ法により、成膜中における雰囲気酸素分圧を制御して光学膜の成膜を行い、光学膜中に含まれるセシウムとタングステンのモル比が１：２〜１：４となる膜を得るためには、図７に示すようにロータリーマグネトロンカソード内部のマグネットバー（図示せず）を回転方向に傾けて配置し、スパッタ成膜エリアが図７に示すように重なるようにすればよい。更に、マグネットバーを微妙に回転方向にスイングさせることも可能である。
（３Ｃ）スパッタリング成膜ユニットＣ
スパッタ成膜エリアが重なるように成膜を行うスパッタリング成膜ユニットＣは、図７に示すように接続室１４０、１４２と成膜室１４１とで構成され、これ等接続室１４０、１４２と成膜室１４１内には基板１４３を搬送する搬送ローラ１４４が連続配置されていると共に、成膜室１４１内には成膜ガス圧を保つデュアルマグネトロンカソードユニット１５３、１５４が設けられている。尚、上記基板１４３は接続室１４０で予め５００℃程度に加熱されている。また、２組の上記デュアルマグネトロンカソードユニット１５３、１５４には、セシウム酸化物粉体を主成分とするロータリーターゲット１４５、１４７とタングステン酸化物粉体を主成分とするロータリーターゲット１４６、１４８がそれぞれ装着されたロータリーマグネトロンカソード（図示せず）が配置されており、かつ、ロータリーターゲット１４５、１４６とロータリーターゲット１４７、１４８はそれぞれ中周波電源に接続され、交互に電力が印加されるように構成されている。また、図示外のロータリーマグネトロンカソードには、ロータリーターゲット１４５、１４６、１４７、１４８の基板１４３側にのみスパッタリング１４９、１５０、１５１、１５２を生じさせるマグネット（図示せず）が配置され、これにより、ロータリーターゲット１４５、１４６、１４７、１４８からのターゲット粒子のほとんどが基板１４３側方向に飛来するようになっていて、付着効率は９０％程度である。
スパッタ成膜エリアが重なるように成膜を行うスパッタリング成膜ユニットＣは、図７に示すように接続室１４０、１４２と成膜室１４１とで構成され、これ等接続室１４０、１４２と成膜室１４１内には基板１４３を搬送する搬送ローラ１４４が連続配置されていると共に、成膜室１４１内には成膜ガス圧を保つデュアルマグネトロンカソードユニット１５３、１５４が設けられている。尚、上記基板１４３は接続室１４０で予め５００℃程度に加熱されている。また、２組の上記デュアルマグネトロンカソードユニット１５３、１５４には、セシウム酸化物粉体を主成分とするロータリーターゲット１４５、１４７とタングステン酸化物粉体を主成分とするロータリーターゲット１４６、１４８がそれぞれ装着されたロータリーマグネトロンカソード（図示せず）が配置されており、かつ、ロータリーターゲット１４５、１４６とロータリーターゲット１４７、１４８はそれぞれ中周波電源に接続され、交互に電力が印加されるように構成されている。また、図示外のロータリーマグネトロンカソードには、ロータリーターゲット１４５、１４６、１４７、１４８の基板１４３側にのみスパッタリング１４９、１５０、１５１、１５２を生じさせるマグネット（図示せず）が配置され、これにより、ロータリーターゲット１４５、１４６、１４７、１４８からのターゲット粒子のほとんどが基板１４３側方向に飛来するようになっていて、付着効率は９０％程度である。
反応性スパッタリングを行うための酸素ガスはそれぞれのデュアルマグネトロンカソードユニット１５３、１５４に導入され、デュアルマグネトロンカソードユニット１５３、１５４に導入される酸素量を制御するには、例えば、スパッタ電源のインピーダンス変化が設定値になるよう制御する「インピーダンス制御」、あるいは、特定波長のプラズマ発光強度が設定値になるよう制御するプラズマエミッションモニター（ＰＥＭ）制御が挙げられる。
更に、スパッタリング成膜ユニットＣを用いる場合、デュアルマグネトロンカソードユニット１５３、１５４に配置される各ロータリーターゲットの一方のセシウム原子の比とタングステン原子の比について、目的とする光学膜のセシウム原子の比とタングステン原子の比からずらした配合にすることで、他方のロータリーターゲットを一方のロータリーターゲットで不足するセシウムまたはタングステンとすることも可能である。例えば、ロータリーターゲット１４５、１４７を、Ｃｓ2ＷＯ4で構成し、ロータリーターゲット１４６、１４８を、タングステン源で構成することも可能である。
（３Ｄ）多層膜で構成される光学膜用のスパッタリング装置
より多層膜を成膜するためには、図４に示したスパッタリング成膜ユニットＡ、図６に示したスパッタリング成膜ユニットＢや図７に示したスパッタリング成膜ユニットＣを図８に示すように並べて配置すればよい。図８に示すスパッタリング成膜ユニット６２、６４、６６を、基板ストッカー室６０と基板ストッカー室６８との間に接続室６１、６３、６５、６７を介し接続する。図８に示す構成では最大６種類の光学膜の成膜が可能であるが、往復成膜（成膜後基板を反対方向へ搬送する）をすれば層数に制約はない。
より多層膜を成膜するためには、図４に示したスパッタリング成膜ユニットＡ、図６に示したスパッタリング成膜ユニットＢや図７に示したスパッタリング成膜ユニットＣを図８に示すように並べて配置すればよい。図８に示すスパッタリング成膜ユニット６２、６４、６６を、基板ストッカー室６０と基板ストッカー室６８との間に接続室６１、６３、６５、６７を介し接続する。図８に示す構成では最大６種類の光学膜の成膜が可能であるが、往復成膜（成膜後基板を反対方向へ搬送する）をすれば層数に制約はない。
可視波長域の透過性を高めるためには、単層膜で構成された光学膜の分光光学特性（図１と図１２に示す透過率Ｔｓと反射率Ｒｓ参照）は、若干、可視波長域の反射が大きい。反射が大きいと周囲の物体が映り込んでしまうため好ましくない。
可視波長域の透過性を保ちながら反射を低減させるには、多層膜で光学膜を構成する方法が有効である。
以下の膜構成の多層膜を成膜した。
基板：ソーダライムガラス
１層目：ＳｉＯ2 厚さ２５ｎｍ
２層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２４ｎｍ
３層目：ＳｉＯ2 厚さ１０ｎｍ
４層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２２８ｎｍ
５層目：ＳｉＯ2 厚さ８５ｎｍ
媒質：空気
基板：ソーダライムガラス
１層目：ＳｉＯ2 厚さ２５ｎｍ
２層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２４ｎｍ
３層目：ＳｉＯ2 厚さ１０ｎｍ
４層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２２８ｎｍ
５層目：ＳｉＯ2 厚さ８５ｎｍ
媒質：空気
上記多層膜で構成された光学膜の分光光学特性（透過率Ｔｓと反射率Ｒｓ）は、図９のグラフ図に示すようになる。図９のグラフ図から可視波長域の反射率が低減していることが確認される。多層膜の膜構成は目標とする分光光学特性に合わせて膜層数や各層の膜厚を調整することにより若干の修正を行うことができる。
上記ＳｉＯ2膜はＳｉＣロータリーターゲットを用いたデュアルマグネトロンスパッタにより反応性スパッタリングにより成膜している。
尚、多層膜の層数、膜材質に制限はなく、基板の両面に成膜しても構わない。光学薄膜の理論計算に基づき、目的とする分光特性が得られる膜層数と膜材質を設計すればよい。
デュアルマグネトロンカソードユニット一組で１種類の光学膜の成膜が可能であるが、図４のスパッタリング成膜ユニットＡに示すように一つの成膜室２１内に２組以上のデュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４が組み込まれる場合、２種類の光学膜成膜中の酸素分圧にあまり差が無ければ問題ないが、酸素分圧に大きな差がある場合は図８に示すように成膜室を分けた方が好ましい。また、片道成膜でなく複数回の往復成膜を行うことで、デュアルマグネトロンカソードユニット数若しくは成膜室数の膜種により膜層数に制限が無い多層膜を成膜することが可能である。
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
［実施例１］
スパッタリングターゲットの原料にはＣｓ2ＣＯ3粉体とＷＣ粉体を採用し、Ｃｓ2ＣＯ3粉体に含まれるセシウム原子とＷＣ粉体に含まれるタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が１：３となるように原料を混合した。
スパッタリングターゲットの原料にはＣｓ2ＣＯ3粉体とＷＣ粉体を採用し、Ｃｓ2ＣＯ3粉体に含まれるセシウム原子とＷＣ粉体に含まれるタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が１：３となるように原料を混合した。
そして、外径１６０ｍｍ、長さ１８００ｍｍのチタン製バッキングチューブ（図２の符号１参照）の中央部１７００ｍｍ領域に、該バッキングチューブを回転させながら溶射法により上記混合体を堆積させて厚さ１０ｍｍの溶射膜（ターゲット膜）とした後、該溶射膜（ターゲット膜）を研磨加工してロータリーターゲットを製作した。得られたロータリーターゲットの溶射膜（ターゲット膜）は、原材料の混合体よりも溶射法により酸素が不足することもあるが、酸素による反応性スパッタリングを行うことにより光学膜のスパッタリング成膜中に酸素が膜中に供給されるため問題にならない。
同様の溶射法により４本のロータリーターゲットを製作し、図４に示すスパッタリング成膜ユニットＡのデュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４内に２本ずつロータリーターゲット２５、２６、２７、２８を組み込んだ後、ロータリーターゲット２５、２６、２７、２８が装着された図示外のロータリーマグネトロンカソードに５０ｋＷの４０ｋＨｚ中周波スパッタリング電源を接続した。
上記デュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４内にはスパッタガスのアルゴンに加えて反応性ガスである酸素を導入している。導入する酸素量は、スパッタ電源のインピーダンスを測定して、設定されたインピーダンスになるようピエゾバルブにて酸素量をフィードバック制御している。
尚、電力Ｗは、電力Ｗ＝ＩｘＩｘＲ、または、電力Ｗ＝ＶｘＶ／Ｒから求められるため、インピーダンスに代えて電圧若しくは電流を制御用のパラメータにしてもよい。また、インピーダンス制御に代えて、特定プラズマ発光波長強度を測定してフィードバック制御するプラズマエミッションモニター（ＰＥＭ）による制御の適用も可能である。
また、酸素量で直接制御していない理由は以下の通りである。すなわち、反応性スパッタには「メタルモード」、「遷移モード」、「酸化物モード」があり、高速成膜が可能なのは「遷移モード」である。この「遷移モード」は、ガス流量増加時と減少時の成膜レートが異なるため、上述したフィードバック制御を行わない場合、成膜速度がホップし安定しないためである。すなわち、デュアルマグネトロンカソードユニット３３、３４内に導入する酸素量の制御は、上述したよう「インピーダンス制御」が採られている。
まず、成膜室および基板ストッカー室を５×１０-4Ｐａ以下まで真空排気し、然る後、それぞれのデュアルマグネトロンカソードユニットには酸素を混合できるアルゴンガスを８００ｓｃｃｍ導入した。基板ストッカー室および成膜室でガラス基板が５００℃になるようにヒータを温調している。ヒータには、近赤外線ヒータ、カーボンヒータ、シースヒータ等が使用可能である。
尚、ガラス基板には１４００ｍｍ角のソーダライムガラスを用いた。
デュアルマグネトロンカソードユニットにおける一組のロータリーマグネトロンカソードには４０ｋＷを印加し、ガラス基板の搬送速度を１．０ｍ／ｍｉｎとした。尚、基板ストッカー室と成膜室に前処理室を配置し、前処理室でプラズマあるいはイオンビーム等でガラス基板表面をトリートメント（クリーニング、エッチング）することが望ましい。
アルゴンに混合する酸素を増減させた光学膜のサンプルを作製するため、設定インピーダンスを変更した光学膜のサンプルを繰り返し作製し、かつ、エリプソメトリー法により波長３００ｎｍから１７００ｎｍの光学定数（屈折率と消衰係数）を測定した。
そして、図１０に示す光学定数（屈折率と消衰係数）になったＣｓとＷを含む酸化膜（光学膜）をソーダラウムガラス上に厚さ２００ｎｍ成膜して、
基板：ソーダライムガラス
１層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２００ｎｍ
媒質：空気
としたところ、図１に示すような分光光学特性（透過率Ｔｓと反射率Ｒｓ）になった。
基板：ソーダライムガラス
１層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２００ｎｍ
媒質：空気
としたところ、図１に示すような分光光学特性（透過率Ｔｓと反射率Ｒｓ）になった。
尚、以下の表５に記載された３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋは、図１０の光学定数（屈折率と消衰係数）波長分散グラフ図から求めたものである。
そして、膜厚２００ｎｍの単層膜で構成された実施例１に係る光学膜は、可視波長域に透過性（波長５５０ｎｍの透過率が６０％以上）を有し、近赤外波長域に吸収性（波長１２００ｎｍの透過率１０％が以下）を有すると共に、電波透過性（シート抵抗：１０6Ω／□）をも備えていることが確認された。
［実施例２］
セシウム酸化物粉体を主成分とするターゲットの原料にはＣｓ2Ｏ粉体を採用し、タングステン酸化物粉体を主成分とするターゲットの原料にはＷＯ3粉体を採用した。
セシウム酸化物粉体を主成分とするターゲットの原料にはＣｓ2Ｏ粉体を採用し、タングステン酸化物粉体を主成分とするターゲットの原料にはＷＯ3粉体を採用した。
まず、外径１６０ｍｍ、長さ１８００ｍｍのチタン製バッキングチューブ（図２の符号１参照）の中央部１７００ｍｍ領域に、該バッキングチューブを回転させながら溶射法によりＣｓ2Ｏ粉体を堆積させて厚さ１０ｍｍのＣｓ2Ｏ溶射膜（ターゲット膜）とした後、該Ｃｓ2Ｏ溶射膜（ターゲット膜）を研磨加工してＣｓ2Ｏロータリーターゲットを製作した。尚、Ｃｓ2Ｏロータリーターゲットは２本製作した。
同様に、外径１６０ｍｍ、長さ１８００ｍｍのチタン製バッキングチューブ（図２の符号１参照）の中央部１７００ｍｍ領域に、該バッキングチューブを回転させながら溶射法によりＷＯ3粉体を堆積させて厚さ１０ｍｍのＷＯ3溶射膜（ターゲット膜）とした後、該ＷＯ3溶射膜（ターゲット膜）を研磨加工してＷＯ3ロータリーターゲットを製作した。尚、ＷＯ3ロータリーターゲットも２本製作した。
得られた各ロータリーターゲットの溶射膜（ターゲット膜）は、原材料の混合体よりも溶射法により酸素が不足することもあるが、酸素による反応性スパッタリングを行うことにより光学膜のスパッタリング成膜中に酸素が膜中に供給されるため問題にならない。
次に、図７に示すスパッタリング成膜ユニットＣのデュアルマグネトロンカソードユニット１５３内のロータリーマグネトロンカソード（図示せず）に、上記Ｃｓ2Ｏロータリーターゲット１４５とＷＯ3ロータリーターゲット１４６を装着させて組み込み、同様に、デュアルマグネトロンカソードユニット１５４内のロータリーマグネトロンカソード（図示せず）に、上記Ｃｓ2Ｏロータリーターゲット１４７とＷＯ3ロータリーターゲット１４８を装着させて組み込んだ後、上記ロータリーターゲット１４５、１４６、１４７、１４８が装着された図示外のロータリーマグネトロンカソードに５０ｋＷの４０ｋＨｚ中周波スパッタリング電源を接続した。尚、デュアルマグネトロンカソードユニット１５３内のＣｓ2Ｏロータリーターゲット１４５とＷＯ3ロータリーターゲット１４６がそれぞれ装着された各ロータリーマグネトロンカソード（図示せず）の長手方向における中心線の間隔は２００ｍｍ、この中心線からガラス基板表面までの間隔も２００ｍｍ、すなわち、新品のターゲット状態ではロータリーターゲット表面から基板１４３表面までの間隔は１１０ｍｍになる。ロータリーマグネトロンカソード（図示せず）に内蔵されたマグネットバーは、ロータリーマグネトロンカソードの上記中心線における中間位置真下の基板１４３に向かうようにそれぞれ＋３０°、−３０°（真下が０°）傾けて設置した。
上記デュアルマグネトロンカソードユニット１５３、１５４内にはスパッタガスのアルゴンに加えて反応性ガスである酸素を導入している。導入する酸素量は、スパッタ電源のインピーダンスを測定して、設定されたインピーダンスになるようピエゾバルブにて酸素量をフィードバック制御している。
尚、電力Ｗは、電力Ｗ＝ＩｘＩｘＲ、または、電力Ｗ＝ＶｘＶ／Ｒから求められるため、インピーダンスに代えて電圧若しくは電流を制御用のパラメータにしてもよい。また、インピーダンス制御に代えて、特定プラズマ発光波長強度を測定してフィードバック制御するプラズマエミッションモニター（ＰＥＭ）による制御の適用も可能である。
また、酸素量で直接制御していない理由は実施例１の場合と同様である。すなわち、反応性スパッタには「メタルモード」、「遷移モード」、「酸化物モード」があり、高速成膜が可能なのは「遷移モード」である。この「遷移モード」は、ガス流量増加時と減少時の成膜レートが異なるため、上述したフィードバック制御を行わない場合、成膜速度がホップし安定しないためである。すなわち、デュアルマグネトロンカソードユニット１５３、１５４内に導入する酸素量の制御は、上述したよう「インピーダンス制御」が採られている。
ここで、Ｃｓ2ＯロータリーターゲットとＷＯ3ロータリーターゲットに印加する５０ｋＷの４０ｋＨｚ中周波スパッタリング電源におけるデューティー比を１：３にしたところ、ＣｓとＷを含む酸化膜中に含まれるセシウムとタングステンの組成比が１：３になった。
まず、成膜室および基板ストッカー室を５×１０-4Ｐａ以下まで真空排気し、然る後、それぞれのデュアルマグネトロンカソードユニットには酸素を混合できるアルゴンガスを８００ｓｃｃｍ導入した。基板ストッカー室および成膜室でガラス基板が５００℃になるようにヒータを温調している。ヒータには、近赤外線ヒータ、カーボンヒータ、シースヒータ等が使用可能である。
尚、ガラス基板には１４００ｍｍ角のソーダライムガラスを用いた。
デュアルマグネトロンカソードユニットにおける一組のロータリーマグネトロンカソードには５０ｋＷを印加し、ガラス基板の搬送速度を１．０ｍ／ｍｉｎとした。尚、基板ストッカー室と成膜室に前処理室を配置し、前処理室でプラズマあるいはイオンビーム等でガラス基板表面をトリートメント（クリーニング、エッチング）することが望ましい。
アルゴンに混合する酸素を増減させた光学膜のサンプルを作製するため、設定インピーダンスを変更した光学膜のサンプルを繰り返し作製し、かつ、エリプソメトリー法により波長３００ｎｍから１７００ｎｍの光学定数（屈折率と消衰係数）を測定した。
そして、図１１に示す光学定数（屈折率と消衰係数）になったＣｓとＷを含む酸化膜（光学膜）をソーダラウムガラス上に厚さ２００ｎｍ成膜して、
基板：ソーダライムガラス
１層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２００ｎｍ
媒質：空気
としたところ、図１２に示すような分光光学特性（透過率Ｔｓと反射率Ｒｓ）になった。
基板：ソーダライムガラス
１層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２００ｎｍ
媒質：空気
としたところ、図１２に示すような分光光学特性（透過率Ｔｓと反射率Ｒｓ）になった。
尚、以下の表６に記載された３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋは、図１１の光学定数（屈折率と消衰係数）波長分散グラフ図から求めたものである。
そして、膜厚２００ｎｍの単層膜で構成された実施例２に係る光学膜は、可視波長域に透過性（波長５５０ｎｍの透過率が６０％以上）を有し、近赤外波長域に吸収性（波長１２００ｎｍの透過率１０％が以下）を有すると共に、電波透過性（シート抵抗：１０6Ω／□）をも備えていることが確認された。
［実施例３］
下記多層膜で構成される光学膜を成膜した。
基板：ソーダライムガラス
１層目：ＳｉＯ2 厚さ２５ｎｍ
２層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２４ｎｍ
３層目：ＳｉＯ2 厚さ１０ｎｍ
４層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２２８ｎｍ
５層目：ＳｉＯ2 厚さ８５ｎｍ
媒質：空気
下記多層膜で構成される光学膜を成膜した。
基板：ソーダライムガラス
１層目：ＳｉＯ2 厚さ２５ｎｍ
２層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２４ｎｍ
３層目：ＳｉＯ2 厚さ１０ｎｍ
４層目：ＣｓとＷを含む酸化膜 厚さ２２８ｎｍ
５層目：ＳｉＯ2 厚さ８５ｎｍ
媒質：空気
上記光学膜の分光光学特性（透過率Ｔｓと反射率Ｒｓ）を図９に示す。可視波長域の反射率が低減していることが確認される。多層膜の膜構成は目標とする分光光学特性に合わせて膜層数や各層の膜厚を調整することにより若干の修正をすることができる。
尚、図１１に示す光学定数（屈折率と消衰係数）になったＣｓとＷを含む酸化膜を１層目のＳｉＯ2膜上に厚さ２４ｎｍとなるように成膜し、かつ、図１１に示す光学定数（屈折率と消衰係数）になったＣｓとＷを含む酸化膜を３層目のＳｉＯ2膜上に厚さ２２８ｎｍとなるように成膜している。
また、ＳｉＯ2膜はＳｉＣロータリーターゲットを用いたデュアルマグネトロンスパッタにより反応性スパッタリングにより成膜している。
実施例３に係る５層膜の成膜方法について以下に述べる。今回は往復成膜をせずワンパス成膜（一回通過で５層成膜）で実施した。このためには、１回通過するだけで５層膜が成膜できるスパッタリング成膜ユニット群を配置することを要する。
１層目の厚さ２５ｎｍのＳｉＯ2には、ＳｉＣロータリーターゲット２本を１組としたデュアルマグネトロンカソードユニットを１組、
２層目のＣｓとＷを含む厚さ２４ｎｍの酸化膜には、Ｃｓ2Ｏ粉体とＷＯ3粉体を採用し、混合体のＣｓ 2 Ｏに含まれるセシウム原子とＷＯ3に含まれるタングステン原子の比が１：３になるように調製されたロータリーターゲット２本を１組としたデュアルマグネトロンカソードユニットを１組、
３層目の厚さ１０ｎｍのＳｉＯ2には、ＳｉＣロータリーターゲット２本を１組としたデュアルマグネトロンカソードユニットを１組、
４層目のＣｓとＷを含む厚さ２２８ｎｍの酸化膜には、Ｃｓ2Ｏ粉体とＷＯ3粉体を採用し、混合体のＣｓ 2 Ｏに含まれるセシウム原子とＷＯ3に含まれるタングステン原子の比が１：３になるように調製されたロータリーターゲット２本を１組としたデュアルマグネトロンカソードユニットを２組、
５層目の厚さ８５ｎｍのＳｉＯ2には、ＳｉＣロータリーターゲット２本を１組としたデュアルマグネトロンカソードユニットを１組、
を配置した。
２層目のＣｓとＷを含む厚さ２４ｎｍの酸化膜には、Ｃｓ2Ｏ粉体とＷＯ3粉体を採用し、混合体のＣｓ 2 Ｏに含まれるセシウム原子とＷＯ3に含まれるタングステン原子の比が１：３になるように調製されたロータリーターゲット２本を１組としたデュアルマグネトロンカソードユニットを１組、
３層目の厚さ１０ｎｍのＳｉＯ2には、ＳｉＣロータリーターゲット２本を１組としたデュアルマグネトロンカソードユニットを１組、
４層目のＣｓとＷを含む厚さ２２８ｎｍの酸化膜には、Ｃｓ2Ｏ粉体とＷＯ3粉体を採用し、混合体のＣｓ 2 Ｏに含まれるセシウム原子とＷＯ3に含まれるタングステン原子の比が１：３になるように調製されたロータリーターゲット２本を１組としたデュアルマグネトロンカソードユニットを２組、
５層目の厚さ８５ｎｍのＳｉＯ2には、ＳｉＣロータリーターゲット２本を１組としたデュアルマグネトロンカソードユニットを１組、
を配置した。
上記ロータリーターゲットが装着されたそれぞれのロータリーマグネトロンカソードには５０ｋＷの４０ｋＨｚ中周波スパッタリング電源を接続した。
デュアルマグネトロンカソードユニット内にはスパッタガスのアルゴンに加えて反応性ガスである酸素を導入している。導入する酸素量は、スパッタ電源のインピーダンスを測定して、設定されたインピーダンスになるようピエゾバルブにて酸素量をフィードバック制御している。尚、インピーダンス制御に代えて、特定プラズマ発光波長強度を測定してフィードバック制御するプラズマエミッションモニター（ＰＥＭ）による制御の適用も可能である。
まず、成膜室および基板ストッカー室を５×１０-4Ｐａ以下まで真空排気し、然る後、それぞれのデュアルマグネトロンカソードユニットには酸素を混合できるアルゴンガスを８００ｓｃｃｍ導入した。基板ストッカー室および成膜室でガラス基板が５００℃になるようにヒータを温調している。ヒータには、近赤外線ヒータ、カーボンヒータ、シースヒータ等が使用可能である。また、基板ストッカー室と成膜室に前処理室を配置し、前処理室でプラズマあるいはイオンビーム等でガラス基板表面をトリートメント（クリーニング、エッチング）することが望ましい。
１層目のロータリーマグネトロンカソード１組には１２．５ｋＷ
２層目のロータリーマグネトロンカソード１組には９．６ｋＷ
３層目のロータリーマグネトロンカソード１組には１０ｋＷ
４層目のロータリーマグネトロンカソード２組にはそれぞれ１組に４５．６ｋＷ
５層目のロータリーマグネトロンカソード１組には４２．５ｋＷ
を印加し、上記多層膜で構成される光学膜を成膜したところ、図９に示すような分光光学特性（透過率Ｔｓと反射率Ｒｓ）になった。
２層目のロータリーマグネトロンカソード１組には９．６ｋＷ
３層目のロータリーマグネトロンカソード１組には１０ｋＷ
４層目のロータリーマグネトロンカソード２組にはそれぞれ１組に４５．６ｋＷ
５層目のロータリーマグネトロンカソード１組には４２．５ｋＷ
を印加し、上記多層膜で構成される光学膜を成膜したところ、図９に示すような分光光学特性（透過率Ｔｓと反射率Ｒｓ）になった。
そして、多層膜で構成された実施例３に係る光学膜は、可視波長域に透過性（波長５５０ｎｍの透過率が６０％以上）を有し、近赤外波長域に吸収性（波長１２００ｎｍの透過率が１０％以下）を有すると共に、電波透過性（但し、実施例３に係る光学膜の最表面層は絶縁性のＳｉＯ2膜で構成されているためシート抵抗値は求めていない）をも備えていることが確認された。
本発明に係る光学膜は、可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に電波透過性も有するため、夏場におけるエアコンのエネルギー消費量を低減させる車両用窓ガラス等に用いられる産業上の利用可能性を有している。
１ バッキングチューブ
２ 円筒形のターゲット（ロータリーターゲット）
１０ 基板
１１、１２、１３、１４ ロータリーターゲット
２０、２２ 接続室
２１ 成膜室
２３ 基板（ガラス基板）
２４ 搬送ローラ
２５、２６、２７、２８ ロータリーターゲット
２９、３０、３１、３２ スパッタリング
３３、３４ デュアルマグネトロンカソードユニット
６０、６８ 基板ストッカー室
６２、６４、６６ スパッタリング成膜ユニット
６１、６３、６５、６７ 接続室
１１１、１１２、１１３、１１４ ターゲット
１２０、１２２ 接続室
１２１ 成膜室
１２４ 搬送ローラ
１２５、１２６、１２７、１２８ ロータリーターゲット
１２９、１３０、１３１、１３２ スパッタリング
１３３、１３４ デュアルマグネトロンカソードユニット
１４０、１４２ 接続室
１４１ 成膜室
１４４ 搬送ローラ
１４５、１４６、１４７、１４８ ロータリーターゲット
１４９、１５０、１５１、１５２ スパッタリング
１５３、１５４ デュアルマグネトロンカソードユニット
２ 円筒形のターゲット（ロータリーターゲット）
１０ 基板
１１、１２、１３、１４ ロータリーターゲット
２０、２２ 接続室
２１ 成膜室
２３ 基板（ガラス基板）
２４ 搬送ローラ
２５、２６、２７、２８ ロータリーターゲット
２９、３０、３１、３２ スパッタリング
３３、３４ デュアルマグネトロンカソードユニット
６０、６８ 基板ストッカー室
６２、６４、６６ スパッタリング成膜ユニット
６１、６３、６５、６７ 接続室
１１１、１１２、１１３、１１４ ターゲット
１２０、１２２ 接続室
１２１ 成膜室
１２４ 搬送ローラ
１２５、１２６、１２７、１２８ ロータリーターゲット
１２９、１３０、１３１、１３２ スパッタリング
１３３、１３４ デュアルマグネトロンカソードユニット
１４０、１４２ 接続室
１４１ 成膜室
１４４ 搬送ローラ
１４５、１４６、１４７、１４８ ロータリーターゲット
１４９、１５０、１５１、１５２ スパッタリング
１５３、１５４ デュアルマグネトロンカソードユニット
Claims (15)
- 可視波長域に透過性を有し、かつ、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性を有する光学膜において、
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、表７の数値範囲内にそれぞれ設定されていることを特徴とする光学膜。
- セシウムとタングステンと酸素の化合物で構成されることを特徴とする請求項１に記載の光学膜。
- 請求項１または２に記載の光学膜をスパッタリング法で成膜する際に用いられるスパッタリングターゲットにおいて、
セシウム源の化合物とタングステン源の化合物との混合物で構成されることを特徴とするスパッタリングターゲット。 - セシウム原子とタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が１：２〜１:４であることを特徴とする請求項３に記載のスパッタリングターゲット。
- 上記セシウム源とタングステン源の溶射膜で構成されることを特徴とする請求項３または４に記載のスパッタリングターゲット。
- 上記セシウム源の化合物が、酸化物または炭酸塩であることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
- 上記タングステン源の化合物が、酸化物または炭化物であることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
- 円筒形のロータリーターゲットで構成されることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
- 可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性を有する光学膜であって、
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、表８の数値範囲内にそれぞれ設定されている光学膜の成膜方法において、
請求項３〜８のいずれかに記載のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により成膜し、かつ、スパッタリング成膜雰囲気の酸素分圧をフィードバック制御して光学膜を得ることを特徴とする光学膜の成膜方法。
- 上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中におけるインピーダンス変化をフィードバック制御するインピーダンスコントローラにより行うことを特徴とする請求項９に記載の光学膜の成膜方法。
- 上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中における特定波長の発光強度を測定して酸素分圧をフィードバック制御するプラズマエミッションモニターにより行うことを特徴とする請求項９に記載の光学膜の成膜方法。
- 可視波長域に透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性を有する光学膜であって、
セシウムとタングステンと酸素を含み、３００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長域を５０ｎｍ毎に区分して特定される各波長［３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、……１７００ｎｍ］の屈折率ｎと消衰係数ｋが、表９の数値範囲内にそれぞれ設定されている光学膜の成膜方法において、
セシウム源のスパッタリングターゲットとタングステン源のスパッタリングターゲットを用いた２元スパッタリング法により成膜し、かつ、２元スパッタリング成膜雰囲気の酸素分圧をフィードバック制御して光学膜を得ることを特徴とする光学膜の成膜方法。
- 光学膜に含まれるセシウム原子とタングステン原子の比（Ｃｓ：Ｗ）が１：２〜１：４となるようにスパッタリングカソードに印加される電力またはデューティー比を調整することを特徴とする請求項１２に記載の光学膜の成膜方法。
- 上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中におけるインピーダンス変化をフィードバック制御するインピーダンスコントローラにより行うことを特徴とする請求項１２に記載の光学膜の成膜方法。
- 上記酸素分圧のフィードバック制御が、成膜中における特定波長の発光強度を測定して酸素分圧をフィードバック制御するプラズマエミッションモニターにより行うことを特徴とする請求項１２に記載の光学膜の成膜方法。
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