WO2022249591A1 - スパッタリングターゲットとセシウムタングステン酸化物膜の成膜方法 - Google Patents
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- C04B2237/40—Metallic
- C04B2237/405—Iron metal group, e.g. Co or Ni
- C04B2237/406—Iron, e.g. steel
Definitions
- the present invention provides a sputtering target for use in forming a cesium tungsten oxide film having high transmittance in the visible wavelength range, absorption in the near-infrared wavelength range, and radio wave transmittance by a sputtering method. and a method for forming a cesium tungsten oxide film, and in particular, n Cs /n W (where n W is cesium tungsten).
- the present invention relates to a sputtering target and a method for forming a cesium tungsten oxide film in which the number of W atoms in the oxide film and n Cs is the number of Cs atoms in the cesium tungsten oxide film are set within a desired range.
- Patent Literature 1 describes, as the light shielding member such as a window material, a film having a mirror surface state (light shielding member) formed by vapor deposition of a metal film such as aluminum.
- a light-shielding member such as a window material
- metal films such as aluminum have high conductivity, they reflect radio waves, making it difficult to connect to devices that use radio waves, such as mobile phones, smartphones, and devices using GPS (Global Positioning System).
- the present applicant has applied the general formula MxWyOz described in Patent Document 2 (M is one or more elements selected from alkali metals and the like, W is It proposes an infrared shielding fine particle dispersion having composite tungsten oxide fine particles represented by tungsten, O as oxygen, and 0.001 ⁇ x/y ⁇ 1, 2.2 ⁇ z/y ⁇ 3.0).
- Composite tungsten oxide fine particles efficiently absorb sunlight, especially light in the near-infrared region, and have high transparency to visible light.
- the above-mentioned infrared shielding fine particle dispersion is obtained by dispersing the composite tungsten oxide fine particles in an appropriate solvent to obtain a dispersion liquid, adding a medium resin to the obtained dispersion liquid, and then coating the substrate surface to form a thin film. It has both heat ray shielding properties and radio wave permeability.
- Patent Document 2 since a thin film is formed by a coating method, an advanced coating technique is required to control the film thickness and ensure uniformity and flatness of the film thickness over a large area. I have a problem that I need.
- Patent Document 3 discloses a vehicle window glass and a manufacturing method thereof, and uses a large in-line sputtering apparatus capable of processing a large substrate of vehicle window glass.
- a window glass for a vehicle in which a first metal oxide film (ITO)/first Ag film/second metal oxide film (ITO)/second Ag film/third metal oxide film (ITO) are sequentially formed.
- Patent Document 4 proposes a composite tungsten oxide film (composite tungsten oxide film represented by the above general formula MxWyOz) derived from sputtering deposition.
- a cesium tungsten oxide film (a cesium tungsten oxide film in which M in the general formula MxWyOz is an alkali metal cesium), which is one type of composite tungsten oxide represented by the general formula MxWyOz, is described in Patent Document 4.
- the chemical composition of the cesium tungsten oxide forming the sputtering target and the chemical composition of the formed cesium tungsten oxide film sometimes do not match.
- n Cs /n W (n W is the W atom number, n Cs is the number of Cs atoms) does not match n Cs /n W , which indicates the ratio of the number of W and Cs atoms in the cesium tungsten oxide film constituting the sputtering target, and n Cs of the cesium tungsten oxide film /n W deviates from the desired range (0.3 or more and 0.36 or less), resulting in deterioration of high transmittance in the visible wavelength region and absorption in the near-infrared wavelength region, which are characteristics of the cesium tungsten oxide film.
- the present invention has been made by paying attention to such problems, and the object thereof is to solve the problem that nCs / nW , which indicates the atomic number ratio of W and Cs in a cesium tungsten oxide film, is in the visible wavelength range.
- a sputtering target set in a desired range 0.3 or more and 0.36 or less
- n Cs / Regarding n W in addition to the condition of n Cs /n W that indicates the ratio of the number of atoms of W and Cs in the sputtering target, which is the film-forming material, the distance between the sputtering target and the film-forming object during sputtering film-forming, and It has been found that the pressure conditions of the atmosphere during the sputtering film formation are also involved, and the n Cs /n W , which indicates the atomic number ratio of W and Cs in the cesium tungsten oxide film, is set within the desired range (0.3 to 0.36 below), the condition of n Cs /n W indicating the ratio of the number of atoms of W and Cs in the sputtering target, the distance between the sputtering target and the object to be deposited during sputtering deposition, and the sputtering deposition It has been confirmed that it is necessary
- n Cs /n W which indicates the atomic number ratio of W and Cs in the cesium tungsten oxide film, is hereinafter abbreviated as n Cs /n W (film), and the cesium tungsten oxide constituting the sputtering target
- n Cs /n W indicating the atomic number ratio of W and Cs in is sometimes abbreviated as n Cs /n W (T) hereinafter.
- the distance between the sputtering target and the object to be deposited (hereinafter abbreviated as [TS distance]) during sputtering deposition and the atmosphere during sputtering deposition
- [TS distance] the distance between the sputtering target and the object to be deposited
- the above n Cs /n W (T) of the sputtering target satisfies the following (Equation 1) with respect to the pressure P
- the above n Cs /n W (film) of the cesium tungsten oxide film is set to the desired range (0 0.3 or more and 0.36 or less).
- the present invention was completed based on the inventor's experiments and technical analysis.
- the first invention according to the present invention is In a sputtering target used for forming a cesium tungsten oxide film on a film-forming object by a sputtering method, Containing cesium (Cs) and tungsten (W), the distance between the sputtering target and the object to be deposited during sputtering film formation is [TS distance], the pressure of the atmosphere is P, and the amount of W contained in the sputtering target
- the number of atoms is n W and the number of atoms of Cs is n Cs , n Cs /n W (T)
- Equation 1 which indicates the atomic number ratio of W and Cs in the sputtering target
- the second invention according to the present invention is In the sputtering target according to the first invention, It is characterized by being composed of a cesium tungsten oxide sintered body manufactured from cesium tungsten oxide powder
- the third invention is In the sputtering target according to the first invention, It is characterized by being composed of a thermally sprayed film of cesium tungsten oxide powder
- the fourth invention is In the sputtering target according to the second invention or the third invention, The cesium tungsten oxide powder is characterized by using a cesium source metal or compound and a tungsten source metal or compound as raw materials
- the fifth invention is In the sputtering target according to the fourth invention,
- the cesium source compound is composed of an oxide, carbonate or chloride
- the sixth invention is In the sputtering target according to the fourth invention,
- the tungsten source compound is characterized by comprising an oxide or a carbide.
- the seventh invention is A method for forming a cesium tungsten oxide film on a film-forming object using the sputtering target according to any one of the first to sixth inventions,
- the distance [TS distance] between the sputtering target and the object to be deposited during sputtering film formation is 60 mm or more and 140 mm or less
- the eighth invention is In the method for forming a cesium tungsten oxide film according to the seventh invention, It is characterized in that the pressure P of the atmosphere during sputtering film formation is 0.2 Pa or more and 0.8 Pa or less.
- n Cs /n W (T) which includes Cs and W and indicates the ratio of the number of atoms of W and Cs, is expressed by the following (Equation 1) with respect to the [TS distance] and the pressure P of the atmosphere during sputtering film formation.
- nCs / nW (film) which indicates the ratio of the number of atoms of W and Cs in the cesium tungsten oxide film formed using this sputtering target, has high transmittance in the visible wavelength range and near-infrared wavelength range. It is set in a desired range (0.3 or more and 0.36 or less) that can exhibit absorbency.
- a cesium tungsten oxide film having high transparency in the visible wavelength range, absorption in the near-infrared wavelength range, and radio wave transparency can be formed. It becomes possible to form a film on a film body.
- FIG. 1 Schematic diagram showing the crystal structure of a composite tungsten oxide having a hexagonal crystal structure.
- the distance [TS distance] between the sputtering target and the object to be deposited was set to 66 mm, 100 mm, and 134 mm, and the pressure P of the sputtering gas was set to n Cs representing the atomic number ratio of W and Cs in sputtering films (cesium tungsten oxide films) deposited at 0.2 (Pa), 0.6 (Pa), and 0.8 (Pa); /n W (film) vs. [TS distance] and sputtering gas pressure P (Pa).
- the distance [TS distance] between the sputtering target and the object to be deposited was set to 66 mm, 100 mm, and 134 mm, and the pressure of the sputtering gas n Cs /n W (film) and [TS distance ] and a graph showing the relationship with the oxygen concentration (%) of the sputtering gas.
- FIG. 4 is a graph showing the relationship between the wavelength (nm) and the transmittance (%) of the heat ray shielding film according to the example.
- Composite tungsten oxide film general formula MxWyOz (M is one or more elements selected from alkali metals, etc., W is tungsten, O is oxygen, 0.001 ⁇ x/y ⁇ 1, 2.2 ⁇ z /y ⁇ 3.0), the cesium tungsten oxide film according to the present invention contains cesium (Cs), tungsten (W), and oxygen (O).
- Patent Document 2 The details of the technique related to infrared shielding using composite tungsten oxide fine particles by the present applicant are shown in Patent Document 2 as described above, and the composite tungsten oxide having the above composition range can be used as a main component. , is necessary to obtain a composite tungsten oxide film having high transmittance in the visible wavelength region and absorption in the near-infrared wavelength region.
- the basic optical properties of the composite tungsten oxide film are based on the theoretically calculated element M (M is H, He, alkali metal, alkaline earth metal, rare earth element, 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, and one or more elements selected from I), tungsten (W) and oxygen (O ) is derived from the atomic arrangement. Specifically, when the composite tungsten oxide fine particles have a hexagonal crystal structure, the fine particles have improved transmission in the visible light region and improved absorption in the near-infrared region.
- the composite tungsten oxide fine particles may be crystalline or amorphous.
- the amount of element M to be added is preferably 0.2 or more and 0.5 or less, more preferably 0.33.
- the additive element M is arranged in all the hexagonal gaps.
- the cesium (Cs) should be set to a value in the vicinity of 0.33 with respect to tungsten (W) 1. and more preferably 0.3 or more and 0.36 or less. That is, n Cs /n W (film), which indicates the atomic number ratio of W and Cs in the cesium tungsten oxide film, is in the range of 0.22 or more and 0.37 or less, preferably 0.3 or more and 0.36 or less. Then, the cesium tungsten oxide film has a hexagonal crystal structure, and the cesium tungsten oxide film has high transmittance in the visible wavelength region and absorption in the near-infrared wavelength region.
- n Cs /n W (film) of the cesium tungsten oxide film formed by sputtering under different TS distance] conditions and sputtering gas pressure P conditions, and [TS distance] and sputtering gas pressure P ( Pa) is shown in FIG.
- the [TS distance] conditions were set to 66 mm, 100 mm, and 134 mm, and the pressure P conditions were set to 0.2 (Pa), 0.6 (Pa), and 0.8 (Pa).
- the sputtering method for the cesium tungsten oxide film is a reactive sputtering method in which argon and oxygen are mixed in the sputtering gas (a method in which oxygen contained in the sputtering gas reacts with the film during film formation). A mixed gas of argon was used as the remainder.
- the sputtering target used in the test was obtained as follows.
- Cs 0.33 WO 3 microparticle powder manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. is put into a hot press device and sintered in a vacuum atmosphere at a temperature of 950° C. and a pressing pressure of 25 MPa to produce a cesium tungsten oxide sintered body. did.
- Cs / W that is, tungsten (W) 1
- cesium (Cs) is 0.33 [n Cs /n W , which indicates the atomic number ratio of W and Cs, is 0.33] Met.
- the above-mentioned oxide sintered body is ground by machining to have a diameter of 4 inches and a thickness of 5 mm, and is joined to a stainless steel backing plate using a metal indium brazing material to obtain a sputtering target.
- the composition ratio of the metal elements contained in the sputtering film is generally the same as the composition ratio of the metal elements contained in the sputtering target used.
- the obtained sputtering film is 80 atomic % Ni-20 atomic % Cr.
- the composition ratio [n Cs /n W (T)] of the cesium tungsten oxide constituting the sputtering target (membrane)] are not identical as described above.
- the sputtering deposition of the cesium tungsten oxide film uses a mixed gas of argon and oxygen as the sputtering gas as described above, the composition ratio [n Cs /n W (film )], but the effect of oxygen content was not confirmed. That is, the graph of FIG.
- sputtering target produced by sintering Cs 0.33 WO 3 fine particle powder [the above n Cs /n W (T) is 0.33], and the relationship between the sputtering target and the film-forming body of the sputtering film (cesium tungsten oxide film) formed by setting the distance [TS distance] to 66 mm, 100 mm, and 134 mm, and setting the pressure P of the sputtering gas to 0.6 (Pa). /n W (film), [TS distance] and the oxygen concentration (%) of the sputtering gas. From the graph of FIG. 3, it was confirmed that the oxygen content of the sputtering gas does not affect the composition ratio [n Cs /n W (film)] of the cesium tungsten oxide film.
- n Cs /n W (film) in FIGS. 2 and 3 showing the atomic number ratio of W and Cs in the sputtered film (cesium tungsten oxide film) is the ICP of the sputtered film (cesium tungsten oxide film). It is determined by specific emission spectroscopic analysis.
- Mean free path is the average distance traveled by ejected atoms before colliding with other atoms.
- Mean free path is proportional to temperature, inversely proportional to the square of the atomic diameter, and inversely proportional to pressure.
- Cesium has an atomic diameter of 476 ⁇ and tungsten has an atomic diameter of 300 ⁇ . Given these atomic diameters, the mean free path of cesium is much smaller than that of tungsten. Also, the higher the pressure, the shorter the mean free path.
- n Cs / nW (film) the distance [TS distance] between the sputtering target and the object to be deposited may be adjusted.
- n Cs /n W (film) which indicates the atomic number ratio of W and Cs in the sputtered film (cesium tungsten oxide film)
- the amount of cesium contained in the sputtering target may be increased.
- the number of tungsten atoms contained in the target is n W and the number of cesium atoms is n Cs , n Cs /n W (T), which indicates the atomic number ratio between tungsten and cesium, must be clearly defined.
- the graph in FIG. 2 shows a sputtering target prepared by sintering Cs 0.33 WO 3 fine particle powder [n Cs /n W (T), which indicates the atomic number ratio of W and Cs, is 0.33].
- n represents the ratio of the number of atoms of W and Cs in a cesium tungsten oxide film (sputtering film) formed by sputtering while changing the [TS distance] condition and the pressure P condition of the sputtering gas during sputtering film formation.
- the relationship between Cs /n W (film), [TS distance] and sputtering gas pressure P (Pa) is shown.
- the [TS distance] conditions are set to 66 mm, 100 mm, and 134 mm, and the pressure P conditions are set to 0.2 (Pa), 0.6 (Pa), and 0.8 (Pa).
- a regression equation (regression equation) showing the relationship between "sputtering gas pressure P (Pa)” and "sputtering film n Cs /n W (film)" in FIG. 2 is the following (first equation).
- n Cs /n W (film) aP + 0.346 (first formula)
- a is the slope of the regression equation (regression equation) shown in (first equation).
- the graph in FIG. 4 is a regression in FIG. 2 showing the relationship between the sputtering gas pressure P (Pa) and the sputtering film (cesium tungsten oxide film) n Cs /n W (film) It shows the relationship between the slope (a) of the formula (regression equation) and the [TS distance] shown in FIG. 2, and the regression equation ( Regression equation) becomes the following (second equation).
- a -000161 [TS distance] + 0.00559 (Second formula)
- the third equation is the sputtering target prepared by sintering the Cs 0.33 WO 3 fine particle powder [n Cs /n Experimental value of n Cs /n W (film) for sputtering film (cesium tungsten oxide film) deposited using W (T) of 0.33] and [TS distance at the time of sputtering deposition ] and the pressure P of the sputtering gas.
- the left side of the (fourth formula) shows the composition gap between the "target composition ratio of the sputtering target" and the “target composition ratio ⁇ of the sputtering film”, and the right side of the (fourth formula) is the "target sputtering film
- the composition ratio ⁇ of the sputtering target which is set to be the same as the composition ratio of , and the composition ratio of the experimental sputtering film (experimental value).
- the "target composition ratio of the sputtering target” on the left that is, the composition ratio of the sputtering target to be created This is because [n Cs /n W (T)] is determined.
- ⁇ [target n Cs /n W (film) of the cesium tungsten oxide film] indicates that the cesium tungsten oxide film has high transmittance in the visible wavelength range and absorbency in the near-infrared wavelength range. Since it is necessary to set the desired range (0.3 or more and 0.36 or less) so that it can be demonstrated, (6-1)
- the upper limit of n Cs /n W (T) is obtained by substituting "0.36" for ⁇ in (the sixth equation).
- Equation 1 the following (Equation 1) related to a sputtering target that can set the above n Cs /n W (film) of the cesium tungsten oxide film within a desired range (0.3 or more and 0.36 or less) is derived. be killed. 0.09/ ⁇ (-000161 ⁇ [TS distance]+0.00559) ⁇ P+0.346 ⁇ ⁇ nCs / nW (T) ⁇ 0.13/ ⁇ (-000161 ⁇ [TS distance]+0.00559) ⁇ P+0.346 ⁇ (Formula 1)
- [TS distance] is the distance between the sputtering target and the film-forming object during sputtering film formation
- P means the pressure of the atmosphere
- n Cs of n /n W is the sputtering target.
- n W means the number of W atoms contained in the sputtering target.
- a sputtering target according to the present invention is made from a cesium source metal or compound and a tungsten source metal or compound as raw materials, and has an atomic number ratio of tungsten to cesium, n Cs /n W (T). can be produced using a cesium tungsten oxide powder having a composition ratio that satisfies the above (formula 1).
- Cesium oxides include Cs2O , Cs2O2 , CsO2 , Cs2O3 , Cs11O3 , Cs4O , and Cs7O .
- Metals, oxides, and carbides can be used as the tungsten source.
- W3O , WO2 , W20O58 , and WO3 can be used as oxides of tungsten.
- Hydrates can also be used for the cesium source and tungsten source oxides.
- an aqueous solution of ammonium metatungstate and cesium chloride are mixed so that the composition ratio satisfies the condition of the above formula (1), and the water is removed by drying at 100° C. or higher to prepare a precursor of cesium tungsten oxide.
- Cesium tungsten oxide powder can be produced by firing this precursor at a temperature of 500° C. or higher.
- the precursor can also be prepared by drying an aqueous solution of tungstic acid and cesium carbonate.
- the atmosphere for firing the precursor may be a reducing atmosphere in which argon and hydrogen are mixed, or may be air.
- the conditions for sintering the mold filled with cesium tungsten oxide powder by hot pressing or hot isostatic pressing are as follows: under vacuum or inert atmosphere, sintering temperature 700° C. or higher and lower than 1300° C., 20 MPa or higher. Hot press or hot isostatic press with pressure.
- the obtained sintered body can be ground by machining to obtain the sputtering target according to the present invention.
- the manufacturing procedure for pressure-sintered sputtering targets can be applied to both flat targets and cylindrical targets.
- a flat target is fixed to a backing plate, and a cylindrical target is fixed to a backing tube and used for sputtering film formation.
- the cylindrical target has a backing tube whose surface is roughened by blasting, and a base layer selected from nickel-aluminum alloy, nickel-chromium alloy, copper-aluminum alloy, copper-zinc alloy, etc. is formed by thermal spraying. Then, cesium tungsten oxide powder is directly thermally sprayed to form a thermally sprayed film (target film) having a thickness of 5 mm to 20 mm, and then the thermally sprayed film (target film) is polished to finish it into a rotary target. is also possible.
- the sputtering target is, for example, a conductor with a specific resistance of 1 ⁇ cm or less
- a highly productive DC sputtering apparatus can be used.
- a cesium tungsten oxide film can be produced by mounting the obtained sputtering target in a sputtering film forming apparatus and performing sputtering film formation on a substrate such as a glass substrate.
- the sputtering conditions are, of course, set to the [TS distance] and the pressure P of the sputtering gas when the composition ratio n Cs /n W (T) of the sputtering target is determined.
- the pressure P of the sputtering gas is desirably 0.2 Pa or more and 0.8 Pa or less. If the pressure P is less than 0.2 Pa, less argon is ionized, resulting in a lower sputtering rate (efficiency). On the other hand, if the pressure P exceeds 0.8 Pa, plasma may not be stable during sputtering.
- the [TS distance] is preferably 60 mm or more and 140 mm or less.
- [TS distance] is about 100 mm in sputtering deposition on a large substrate.
- heat treatment is performed to obtain a glass substrate on which an infrared shielding film made of a cesium tungsten oxide film is formed.
- the heat treatment it is necessary to change the atmosphere conditions according to the ratio of oxygen gas contained in the sputtering gas, and an oxidizing atmosphere, an inert gas atmosphere, or a reducing atmosphere containing a reducing gas such as hydrogen is selected.
- an oxidizing atmosphere an inert gas atmosphere, or a reducing atmosphere containing a reducing gas such as hydrogen
- the heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere, and the air, a mixed gas of 5 to 20% oxygen and nitrogen, or the like is selected as the oxidizing atmosphere.
- the heat treatment is performed in a reducing atmosphere such as nitrogen gas.
- sputtering apparatus an apparatus equipped with a DC magnetron sputtering cathode and a substrate holder was used in the film formation chamber.
- the distance between the sputtering target and the substrate [TS distance] was 100 mm
- an argon mixed gas containing 5% oxygen was used as the sputtering gas
- the pressure P of the sputtering gas during sputtering film formation was 0.6 Pa. was adjusted to be
- n Cs /n W (film) in the cesium tungsten oxide film is set to 0.33
- nCs / nW (T) ⁇ 2 / ⁇ (-000161 x [TS distance] + 0.00559) x P + 0.346 ⁇ (Formula 6)
- Example 1 (1) Production of Cesium Tungsten Oxide Powder 9.70 kg of cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ) was dissolved in 6.70 kg of water to obtain a cesium carbonate solution. This solution was added to 34.57 kg of tungstic acid (H 2 WO 4 ), thoroughly stirred and mixed, and then dried with stirring to obtain a dried product.
- n Cs /n W which indicates the atomic number ratio of W and Cs contained in the dried product, is equivalent to 0.431.
- the dried product is heated while supplying 5% by volume of H 2 gas using N 2 gas as a carrier, and baked at a temperature of 800° C. for 5.5 hours. , the temperature was lowered to room temperature, and cesium tungsten oxide powder was obtained.
- the obtained cesium tungsten oxide sintered body was ground by machining to have a diameter of 4 inches and a thickness of 5 mm, and was joined to a stainless steel backing plate using a metal indium brazing material. A sputtering target was obtained.
- the deposition chamber and the substrate stocker chamber of the sputtering apparatus are evacuated to 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, 200 sccm of argon gas (sputtering gas) mixed with 5% oxygen is introduced into the deposition chamber, and After adjusting the pressure of the sputtering gas to 0.6 Pa, a cesium tungsten oxide film was formed on the quartz wafer by a reactive sputtering method.
- argon gas sputtering gas
- nCs / nW film
- the film thickness of the cesium tungsten oxide film was 400 nm.
- the cesium tungsten oxide film was annealed at 600°C for 10 minutes in a nitrogen gas reducing atmosphere to obtain an infrared shielding film made of the cesium tungsten oxide film.
- this infrared shielding film has high transparency in the visible wavelength range and absorbency in the near-infrared wavelength range. It was something.
- n Cs /n W (film), which indicates the atomic number ratio of W and Cs in the cesium tungsten oxide film formed using the sputtering target according to the present invention, has high transmittance in the visible wavelength range and near infrared wavelengths. Since it is set to the desired range (0.3 or more and 0.36 or less) that can demonstrate the absorption of the area, it is possible to use it for industrial applications such as window glass for vehicles that reduce the energy consumption of air conditioners in summer. have.
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Abstract
【課題】スパッタリング法で成膜されるセシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWが、可視波長域の高い透過性と近赤外波長域の吸収性を発揮できる所望範囲（0.3以上0.36以下）に設定されるスパッタリングターゲットを提供する。 【解決手段】このターゲットは、ＣｓとＷを含み、成膜時のターゲットと被成膜体間の距離を［Ｔ－Ｓ距離］、雰囲気の圧力をＰ、ターゲットに含まれるＷの原子数をｎW、Ｃｓの原子数をｎCsとしたとき、ターゲットのＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が、［Ｔ－Ｓ距離］とＰに対して下記（式１）を満たすことを特徴とする。 0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ ≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦ 0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
Description
本発明は、可視波長域に高い透過性を有し、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セシウムタングステン酸化物膜をスパッタリング法により成膜する際に用いられるスパッタリングターゲットとセシウムタングステン酸化物膜の成膜方法に係り、特に、セシウムタングステン酸化物膜のタングステン（Ｗ）とセシウム（Ｃｓ）の原子数の比を示すｎCs/ｎW（但し、ｎWはセシウムタングステン酸化物膜のＷの原子数、ｎCsはセシウムタングステン酸化物膜のＣｓの原子数）が所望範囲に設定されるスパッタリングターゲットとセシウムタングステン酸化物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に記載の一般式ＭｘＷｙＯｚ（Ｍは、アルカリ金属等のうちから選択される１種類以上の元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、０.００１≦ｘ/ｙ≦１、２.２≦ｚ/ｙ≦３.０）で示される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（上記一般式ＭｘＷｙＯｚで示される複合タングステン酸化物膜）を提案している。
ところで、一般式ＭｘＷｙＯｚで示される複合タングステン酸化物の１種であるセシウムタングステン酸化物膜（一般式ＭｘＷｙＯｚのＭがアルカリ金属のセシウムで構成されるセシウムタングステン酸化物膜）を特許文献４に記載のスパッタリング法により成膜すると、スパッタリングターゲットを構成するセシウムタングステン酸化物の化学組成と成膜されたセシウムタングステン酸化物膜の化学組成が一致しなくなる場合があった。
具体的に説明すると、成膜されたセシウムタングステン酸化物膜のタングステン（Ｗ）とセシウム（Ｃｓ）の原子数の比を示すｎCs/ｎW（ｎWはセシウムタングステン酸化物膜のＷの原子数、ｎCsはＣｓの原子数）が、スパッタリングターゲットを構成するセシウムタングステン酸化物のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWと一致しなくなり、セシウムタングステン酸化物膜のｎCs/ｎWが所望範囲（０．３以上０．３６以下）からずれてしまう結果、セシウムタングステン酸化物膜の特性である可視波長域における高い透過性と近赤外波長域における吸収性が低下する問題が存在した。
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、セシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWが可視波長域の高い透過性と近赤外波長域の吸収性を発揮できる所望範囲（０．３以上０．３６以下）に設定されるスパッタリングターゲットを提供し、かつ、可視波長域に高い透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有すると共に、電波透過性をも有するセシウムタングステン酸化物膜の成膜方法を提供することにある。
そこで、上記課題を解決するため本発明者が鋭意研究を行ったところ、スパッタリング法により被成膜体に成膜されるセシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWに関しては、成膜材料であるスパッタリングターゲットのＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWの条件に加え、スパッタリング成膜時におけるスパッタリングターゲットと被成膜体間距離、および、スパッタリング成膜時における雰囲気の圧力条件も関与することが判明し、セシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示す上記ｎCs/ｎWを所望範囲（０．３以上０．３６以下）に設定するには、スパッタリングターゲットのＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWの条件と、スパッタリング成膜時におけるスパッタリングターゲットと被成膜体間距離、および、スパッタリング成膜時における雰囲気の圧力条件との調整を図る必要があることが確認された。
尚、セシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示す上記ｎCs/ｎWについては、以下、ｎCs/ｎW（膜）と略記し、スパッタリングターゲットを構成するセシウムタングステン酸化物のＷとＣｓの原子数の比を示す上記ｎCs/ｎWについては、以下、ｎCs/ｎW（Ｔ）と略記する場合がある。
そして、本発明者が実験を繰り返し行った結果、スパッタリング成膜時におけるスパッタリングターゲットと被成膜体間距離（以下、［Ｔ－Ｓ距離］と略記する）、および、スパッタリング成膜時における雰囲気の圧力Ｐに対して、スパッタリングターゲットの上記ｎCs/ｎW（Ｔ）が下記（式１）の条件を満たす場合、セシウムタングステン酸化物膜の上記ｎCs/ｎW（膜）を所望範囲（０．３以上０．３６以下）に設定できることを見出すに至った。
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
本発明は、発明者による実験と技術分析に基づいて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、
セシウムタングステン酸化物膜をスパッタリング法により被成膜体に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（Ｃｓ）とタングステン（Ｗ）を含み、スパッタリング成膜時のスパッタリングターゲットと被成膜体間距離を［Ｔ－Ｓ距離］、雰囲気の圧力をＰとし、かつ、スパッタリングターゲットに含まれるＷの原子数をｎW、Ｃｓの原子数をｎCsとしたとき、
スパッタリングターゲットのＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が、上記［Ｔ－Ｓ距離］とＰに対して下記（式１）を満たすことを特徴とする。
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
セシウムタングステン酸化物膜をスパッタリング法により被成膜体に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（Ｃｓ）とタングステン（Ｗ）を含み、スパッタリング成膜時のスパッタリングターゲットと被成膜体間距離を［Ｔ－Ｓ距離］、雰囲気の圧力をＰとし、かつ、スパッタリングターゲットに含まれるＷの原子数をｎW、Ｃｓの原子数をｎCsとしたとき、
スパッタリングターゲットのＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が、上記［Ｔ－Ｓ距離］とＰに対して下記（式１）を満たすことを特徴とする。
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
また、本発明に係る第２の発明は、
第１の発明に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
セシウムタングステン酸化物粉末から製造されたセシウムタングステン酸化物焼結体で構成されることを特徴とし、
第３の発明は、
第１の発明に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
セシウムタングステン酸化物粉末の溶射膜で構成されることを特徴とし、
第４の発明は、
第２の発明または第３の発明に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
上記セシウムタングステン酸化物粉末が、セシウム源の金属若しくは化合物とタングステン源の金属若しくは化合物を原料とすることを特徴とし、
第５の発明は、
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、
上記セシウム源の化合物が、酸化物、炭酸塩または塩化物で構成されることを特徴とし、
第６の発明は、
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、
上記タングステン源の化合物が、酸化物または炭化物で構成されることを特徴とする。
第１の発明に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
セシウムタングステン酸化物粉末から製造されたセシウムタングステン酸化物焼結体で構成されることを特徴とし、
第３の発明は、
第１の発明に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
セシウムタングステン酸化物粉末の溶射膜で構成されることを特徴とし、
第４の発明は、
第２の発明または第３の発明に記載のスパッタリングターゲットにおいて、
上記セシウムタングステン酸化物粉末が、セシウム源の金属若しくは化合物とタングステン源の金属若しくは化合物を原料とすることを特徴とし、
第５の発明は、
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、
上記セシウム源の化合物が、酸化物、炭酸塩または塩化物で構成されることを特徴とし、
第６の発明は、
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、
上記タングステン源の化合物が、酸化物または炭化物で構成されることを特徴とする。
次に、本発明に係る第７の発明は、
第１の発明～第６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てセシウムタングステン酸化物膜を被成膜体に成膜する方法において、
スパッタリング成膜時におけるスパッタリングターゲットと被成膜体間の距離［Ｔ－Ｓ距離］が６０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下であることを特徴とし、
第８の発明は、
第７の発明に記載のセシウムタングステン酸化物膜の成膜方法において、
スパッタリング成膜時における雰囲気の圧力Ｐが０．２Ｐａ以上０．８Ｐａ以下であることを特徴とする。
第１の発明～第６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てセシウムタングステン酸化物膜を被成膜体に成膜する方法において、
スパッタリング成膜時におけるスパッタリングターゲットと被成膜体間の距離［Ｔ－Ｓ距離］が６０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下であることを特徴とし、
第８の発明は、
第７の発明に記載のセシウムタングステン酸化物膜の成膜方法において、
スパッタリング成膜時における雰囲気の圧力Ｐが０．２Ｐａ以上０．８Ｐａ以下であることを特徴とする。
本発明に係るスパッタリングターゲットによれば、
ＣｓとＷを含み、ＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が、スパッタリング成膜時における［Ｔ－Ｓ距離］と雰囲気の圧力Ｐに対し下記（式１）を満たすため、
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
このスパッタリングターゲットを用いて成膜されるセシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）が、可視波長域の高い透過性と近赤外波長域の吸収性を発揮できる所望範囲（０．３以上０．３６以下）に設定される。
ＣｓとＷを含み、ＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が、スパッタリング成膜時における［Ｔ－Ｓ距離］と雰囲気の圧力Ｐに対し下記（式１）を満たすため、
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
このスパッタリングターゲットを用いて成膜されるセシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）が、可視波長域の高い透過性と近赤外波長域の吸収性を発揮できる所望範囲（０．３以上０．３６以下）に設定される。
このため、本発明に係るスパッタリングターゲットを用いることで、可視波長域に高い透過性を有し、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セシウムタングステン酸化物膜を被成膜体に成膜することが可能となる。
以下、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
１．複合タングステン酸化物膜
一般式ＭｘＷｙＯｚ（Ｍは、アルカリ金属等のうちから選択される１種類以上の元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、０.００１≦ｘ/ｙ≦１、２.２≦ｚ/ｙ≦３.０）で示される複合タングステン酸化物の１種である本発明に係るセシウムタングステン酸化物膜は、セシウム（Ｃｓ）とタングステン（Ｗ）と酸素（Ｏ）を含む。
一般式ＭｘＷｙＯｚ（Ｍは、アルカリ金属等のうちから選択される１種類以上の元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、０.００１≦ｘ/ｙ≦１、２.２≦ｚ/ｙ≦３.０）で示される複合タングステン酸化物の１種である本発明に係るセシウムタングステン酸化物膜は、セシウム（Ｃｓ）とタングステン（Ｗ）と酸素（Ｏ）を含む。
本出願人による複合タングステン酸化物微粒子を用いた赤外線遮蔽に係る技術は、上述したように特許文献２にその詳細が示されており、上記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、可視波長域における高い透過性と近赤外波長域における吸収性を有する複合タングステン酸化物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。尚、複合タングステン酸化物微粒子は結晶質であっても非晶質であってもよい。
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、元素Ｍの添加量は、タングステン（Ｗ）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。理論上、複合タングステン酸化物がＭ0.33ＷＯ3となることで、図１に示す複合タングステン酸化物の単位構造（ＷＯ6単位１で形成される８面体が６個集合して六角形の空隙が構成され、当該空隙中に元素Ｍ２が配置した構造）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。
そして、本発明に係るセシウムタングステン酸化物膜の場合、実際には、タングステン（Ｗ）１に対しセシウム（Ｃｓ）が０．３３近傍の値とすればよく、０．２２以上０．３７以下であり、更に好ましくは０．３以上０．３６以下である。すなわち、セシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示す上記ｎCs/ｎW（膜）は、０．２２以上０．３７以下、好ましくは０．３以上０．３６以下の範囲であれば、セシウムタングステン酸化物膜は六方晶の結晶構造を有し、該セシウムタングステン酸化物膜は可視波長域の高い透過性と近赤外波長域の吸収性を具備する。
２．セシウムタングステン酸化物膜のスパッタリング成膜時における課題
Ｃｓ0.33ＷＯ3微粒子粉末を焼結して作製したスパッタリングターゲット［すなわち、ＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が０．３３］を用い、本発明者が、繰り返しスパッタリングの試験を行ったところ、スパッタリングターゲットと被成膜体となるガラス基板との距離［Ｔ－Ｓ距離］、および、スパッタリングガスの圧力Ｐ条件により、成膜されるセシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）が０．３３よりも著しく小さくなることが確認された。
Ｃｓ0.33ＷＯ3微粒子粉末を焼結して作製したスパッタリングターゲット［すなわち、ＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が０．３３］を用い、本発明者が、繰り返しスパッタリングの試験を行ったところ、スパッタリングターゲットと被成膜体となるガラス基板との距離［Ｔ－Ｓ距離］、および、スパッタリングガスの圧力Ｐ条件により、成膜されるセシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）が０．３３よりも著しく小さくなることが確認された。
すなわち、Ｃｓ0.33ＷＯ3微粒子粉末を焼結して作製したスパッタリングターゲット［ＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が０．３３］を用い、スパッタリング成膜時における［Ｔ－Ｓ距離］条件およびスパッタリングガスの圧力Ｐ条件を変えてスパッタリング成膜されたセシウムタングステン酸化物膜のｎCs/ｎW（膜）と、［Ｔ－Ｓ距離］およびスパッタリングガスの圧力Ｐ（Ｐａ）との関係を図２に示す。上記［Ｔ－Ｓ距離］条件については６６ｍｍ、１００ｍｍ、１３４ｍｍとし、圧力Ｐ条件については０．２（Ｐａ）、０．６（Ｐａ）、０．８（Ｐａ）とした。そして、［Ｔ－Ｓ距離］が大きくなるに従い、また、スパッタリングガスの圧力Ｐ（Ｐａ）が大きくなるに従い、図２に示されるようにセシウムタングステン酸化物膜のｎCs/ｎW（膜）が０．３３よりも著しく小さくなることが確認される。尚、セシウムタングステン酸化物膜のスパッタリング方式はスパッタリングガスにアルゴンと酸素を混合する反応性スパッタリング（スパッタリングガスに含まれる酸素と成膜時に反応させる方式）とし、上記スパッタリングガスとしては５％の酸素と残部アルゴンの混合ガスとした。
また、試験で用いたスパッタリングターゲットは以下のようにして得たものである。
まず、住友金属鉱山株式会社製のＣｓ0.33ＷＯ3微粒子粉末をホットプレス装置に投入し、真空雰囲気下、温度９５０℃、押し圧２５ＭＰａの条件で焼結し、セシウムタングステン酸化物焼結体を製造した。焼結体組成を化学分析した結果、Ｃｓ／Ｗすなわちタングステン（Ｗ）１に対しセシウム（Ｃｓ）は０．３３［ＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWが０．３３］であった。
そして、上記酸化物焼結体を機械加工により直径４インチ、厚み５ｍｍに研削し、金属インジウム蝋材を用いてステンレス製バッキングプレートに接合し、スパッタリングターゲットを得ている。
ところで、スパッタリング膜に含まれる金属元素の組成比は、一般的に、使用したスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の組成比と同一になることが知られている。例えば、８０原子％Ｎｉと２０原子％ＣｒのＮｉ－Ｃｒ合金で構成されたスパッタリングターゲットを使用してスパッタリング成膜した場合、得られたスパッタリング膜は８０原子％Ｎｉ－２０原子％Ｃｒとなる。
しかし、セシウムタングステン酸化物において、スパッタリングターゲットを構成するセシウムタングステン酸化物の組成比［ｎCs/ｎW（Ｔ）］と、成膜されたセシウムタングステン酸化物膜の組成比［ｎCs/ｎW（膜）］は上述したように同一にならない。
ここで、セシウムタングステン酸化物膜のスパッタリング成膜は、上述したようにスパッタリングガスとしてアルゴンと酸素の混合ガスを用いているため、スパッタリングガスの酸素含有量による組成比［ｎCs/ｎW（膜）］への影響が考えられたが、酸素含有量による影響は確認されなかった。すなわち、図３のグラフ図は、Ｃｓ0.33ＷＯ3微粒子粉末を焼結して作製したスパッタリングターゲット［上記ｎCs/ｎW（Ｔ）が０．３３］を用い、スパッタリングターゲットと被成膜体間の距離［Ｔ－Ｓ距離］を６６ｍｍ、１００ｍｍ、１３４ｍｍに設定し、スパッタリングガスの圧力Ｐを０．６（Ｐａ）に設定して成膜されたスパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）のｎCs/ｎW（膜）と［Ｔ－Ｓ距離］およびスパッタリングガスの酸素濃度（％）との関係を示している。そして、図３のグラフ図から、スパッタリングガスの酸素含有量はセシウムタングステン酸化物膜の組成比［ｎCs/ｎW（膜）］に影響しないことが確認された。
尚、スパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）のＷとＣｓの原子数の比を示す図２と図３におけるｎCs/ｎW（膜）は、上記スパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）をＩＣＰ発光分光分析により特定して求めたものである。
３．セシウムタングステン酸化物膜の組成比［ｎ
Cs
/ｎ
W
（膜）］が変動する原因
スパッタリングによる成膜は、スパッタリングガスのイオンがスパッタリングターゲットに衝突し、その衝突によりターゲット表面の原子がはじき出され、はじき出された原子が被成膜体（例えばガラス基板）に到達してなされるものである。
スパッタリングによる成膜は、スパッタリングガスのイオンがスパッタリングターゲットに衝突し、その衝突によりターゲット表面の原子がはじき出され、はじき出された原子が被成膜体（例えばガラス基板）に到達してなされるものである。
スパッタリングによる成膜で重要になるのは、スパッタリングターゲットからはじき出された原子の平均自由行程である。平均自由行程とは、はじき出された原子が他の原子と衝突するまでに飛行する平均距離であるが、平均自由行程は、温度に比例し、原子径の二乗で反比例し、圧力に反比例する。セシウムの原子径は４７６Åであり、タングステンの原子径は３００Åである。これ等原子径からすれば、セシウムの平均自由行程はタングステンよりはるかに小さい。また、圧力が高ければ、平均自由行程は短くなる。このため、スパッタリング成膜時における雰囲気の圧力が低い場合、セシウムとタングステンが被成膜体への到達し易さに差はないが、雰囲気の圧力が高くなると平均自由行程の短いセシウムは被成膜体へ到達し難くなる。同様に、スパッタリングターゲットと被成膜体との距離［Ｔ－Ｓ距離］が長くなると、平均自由行程の短いセシウムは被成膜体へ到達し難くなる。このことが図２のグラフ図に示されている。
４．組成比［ｎ
Cs
/ｎ
W
（膜）］の変動を改善する方法
スパッタリングによる成膜は、被成膜体に成膜されるスパッタリング膜を最適にするため、成膜時における雰囲気の圧力、および、スパッタリングターゲットと被成膜体との距離［Ｔ－Ｓ距離］を調整することがある。この結果、スパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）が０．３３近傍よりも低い値になることがあり、スパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）の特性である可視波長域における高い透過性と近赤外波長域における吸収性が低下してしまうことがある。この場合、セシウムタングステン酸化物膜の上記ｎCs/ｎW（膜）を０．３３近傍値とするため、スパッタリングターゲットに含まれるセシウムを多くすればよいが、セシウムを多く加える量［すなわち、スパッタリングターゲットに含まれるタングステンの原子数をｎW、セシウムの原子数をｎCsとしたとき、タングステンとセシウムの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）］を明確に定める必要がある。
スパッタリングによる成膜は、被成膜体に成膜されるスパッタリング膜を最適にするため、成膜時における雰囲気の圧力、および、スパッタリングターゲットと被成膜体との距離［Ｔ－Ｓ距離］を調整することがある。この結果、スパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）が０．３３近傍よりも低い値になることがあり、スパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）の特性である可視波長域における高い透過性と近赤外波長域における吸収性が低下してしまうことがある。この場合、セシウムタングステン酸化物膜の上記ｎCs/ｎW（膜）を０．３３近傍値とするため、スパッタリングターゲットに含まれるセシウムを多くすればよいが、セシウムを多く加える量［すなわち、スパッタリングターゲットに含まれるタングステンの原子数をｎW、セシウムの原子数をｎCsとしたとき、タングステンとセシウムの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）］を明確に定める必要がある。
そして、スパッタリングの実験を繰り返し行った結果、本発明者は、セシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）について、所望とする範囲（０．３以上０．３６以下）に設定できるスパッタリングターゲットに係る下記（式１）を見出している。
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
以下、説明する。
（１）図２のグラフ図は、Ｃｓ0.33ＷＯ3微粒子粉末を焼結して作製したスパッタリングターゲット［ＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が０．３３］を用い、スパッタリング成膜時における［Ｔ－Ｓ距離］条件およびスパッタリングガスの圧力Ｐ条件を変えながらスパッタリング成膜されたセシウムタングステン酸化物膜（スパッタリング膜）のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）と、［Ｔ－Ｓ距離］およびスパッタリングガスの圧力Ｐ（Ｐａ）との関係を示す。尚、上記［Ｔ－Ｓ距離］条件については６６ｍｍ、１００ｍｍ、１３４ｍｍとし、圧力Ｐ条件については０．２（Ｐａ）、０．６（Ｐａ）、０．８（Ｐａ）としている。
（１）図２のグラフ図は、Ｃｓ0.33ＷＯ3微粒子粉末を焼結して作製したスパッタリングターゲット［ＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が０．３３］を用い、スパッタリング成膜時における［Ｔ－Ｓ距離］条件およびスパッタリングガスの圧力Ｐ条件を変えながらスパッタリング成膜されたセシウムタングステン酸化物膜（スパッタリング膜）のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）と、［Ｔ－Ｓ距離］およびスパッタリングガスの圧力Ｐ（Ｐａ）との関係を示す。尚、上記［Ｔ－Ｓ距離］条件については６６ｍｍ、１００ｍｍ、１３４ｍｍとし、圧力Ｐ条件については０．２（Ｐａ）、０．６（Ｐａ）、０．８（Ｐａ）としている。
そして、図２における「スパッタリングガスの圧力Ｐ（Ｐａ）」と「スパッタリング膜のｎCs/ｎW（膜）」との関係を示す回帰式（回帰方程式）は下記（第一式）となる。
ｎCs/ｎW（膜）＝ａＰ＋0.346 （第一式）
ｎCs/ｎW（膜）＝ａＰ＋0.346 （第一式）
ここで、ａは（第一式）で示される回帰式（回帰方程式）の傾きである。
そして、［Ｔ－Ｓ距離］が６６ｍｍの直線を最小二乗法で算出すると、
ｎCs/ｎW（膜）＝-0.0981Ｐ＋0.346 （第一式の１）
重相関係数 ０．９９５、傾き（ａ）＝－０．０９８１
同様に、［Ｔ－Ｓ距離］が１００ｍｍの直線を最小二乗法で算出すると、
ｎCs/ｎW（膜）＝-0.1596Ｐ＋0.346 （第一式の２）
重相関係数 ０．９９９、傾き（ａ）＝－０．１５９６
［Ｔ－Ｓ距離］が１３４ｍｍの直線を最小二乗法で算出すると、
ｎCs/ｎW（膜）＝-0.2073Ｐ＋0.346 （第一式の３）
重相関係数 ０．９９４、傾き（ａ）＝－０．２０７３
となる。
ｎCs/ｎW（膜）＝-0.0981Ｐ＋0.346 （第一式の１）
重相関係数 ０．９９５、傾き（ａ）＝－０．０９８１
同様に、［Ｔ－Ｓ距離］が１００ｍｍの直線を最小二乗法で算出すると、
ｎCs/ｎW（膜）＝-0.1596Ｐ＋0.346 （第一式の２）
重相関係数 ０．９９９、傾き（ａ）＝－０．１５９６
［Ｔ－Ｓ距離］が１３４ｍｍの直線を最小二乗法で算出すると、
ｎCs/ｎW（膜）＝-0.2073Ｐ＋0.346 （第一式の３）
重相関係数 ０．９９４、傾き（ａ）＝－０．２０７３
となる。
（２）次に、図４のグラフ図は、スパッタリングガスの圧力Ｐ（Ｐａ）とスパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）のｎCs/ｎW（膜）との関係を示した図２における回帰式（回帰方程式）の傾き（ａ）と図２に示した［Ｔ－Ｓ距離］との関係を示しており、上記［Ｔ－Ｓ距離］と傾き（ａ）との関係を示す回帰式（回帰方程式）は下記（第二式）となる。
ａ＝-000161［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559 （第二式）
ａ＝-000161［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559 （第二式）
（３）そして、（第一式）に（第二式）を代入して下記関係式（第三式）が導かれる。
ｎCs/ｎW（膜）＝
（-000161［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346 （第三式）
ｎCs/ｎW（膜）＝
（-000161［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346 （第三式）
尚、図２と図４のグラフ図から導かれる（第三式）は、Ｃｓ0.33ＷＯ3微粒子粉末を焼結して作製したスパッタリングターゲット［ＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が０．３３］を用いて成膜されたスパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）に係るｎCs/ｎW（膜）の実験値と、スパッタリング成膜時の［Ｔ－Ｓ距離］およびスパッタリングガスの圧力Ｐとの関係を数式で表したものである。
（４）ところで、上記スパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）のｎCs/ｎW（膜）とスパッタリングターゲットの上記ｎCs/ｎW（Ｔ）には、目標とするスパッタリング膜（セシウムタングステン酸化物膜）に係るｎCs/ｎW（膜）をαとすると、下記（第四式）の関係がある。
［ｎCs/ｎW（Ｔ）］/α＝α/［ｎCs/ｎW（膜）］ （第四式）
［ｎCs/ｎW（Ｔ）］/α＝α/［ｎCs/ｎW（膜）］ （第四式）
尚、（第四式）左辺は「目的とするスパッタリングターゲットの組成比」と「目標とするスパッタリング膜の組成比α」の組成ズレを示し、（第四式）右辺は「目標とするスパッタリング膜の組成比と同一に設定されたスパッタリングターゲットの組成比α」と「実験したスパッタリング膜の組成比（実験値）」の組成ズレを示しており、左辺と右辺が等価となるのは、右辺の「スパッタリングターゲットの組成比α」と「実験したスパッタリング膜の組成比（実験値）」の組成ズレを考慮し、左辺の「目的とするスパッタリングターゲットの組成比」すなわち作成すべきスパッタリングターゲットの組成比［ｎCs/ｎW（Ｔ）］を決めるからである。
そして（第四式）を書き換えると（第五式）となる。
ｎCs/ｎW（Ｔ）＝α2/［ｎCs/ｎW（膜）］ （第五式）
ｎCs/ｎW（Ｔ）＝α2/［ｎCs/ｎW（膜）］ （第五式）
（５）次に、（第五式）に（第三式）を代入して（第六式）が導かれる。
ｎCs/ｎW（Ｔ）＝
α2/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （第六式）
ｎCs/ｎW（Ｔ）＝
α2/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （第六式）
（６）更に、α［目標とするセシウムタングステン酸化物膜のｎCs/ｎW（膜）］は、セシウムタングステン酸化物膜が可視波長域の高い透過性と近赤外波長域の吸収性を発揮できるように所望範囲（０．３以上０．３６以下）に設定される必要があるため、
（6-1）（第六式）のαに「０．３」を代入してｎCs/ｎW（Ｔ）の下限値が求められ、
ｎCs/ｎW（Ｔ）＝(0.3)2/[(-000161×[Ｔ－Ｓ距離]＋0.00559)×Ｐ＋0.346]
＝0.09/[(-000161×[Ｔ－Ｓ距離]＋0.00559)×Ｐ＋0.346]
（6-2）（第六式）のαに「０．３６」を代入してｎCs/ｎW（Ｔ）の上限値が求められる。
ｎCs/ｎW（Ｔ）＝(0.36)2/[(-000161×[Ｔ－Ｓ距離]＋0.00559)×Ｐ＋0.346]
＝0.13/[(-000161×[Ｔ－Ｓ距離]＋0.00559)×Ｐ＋0.346]
（6-1）（第六式）のαに「０．３」を代入してｎCs/ｎW（Ｔ）の下限値が求められ、
ｎCs/ｎW（Ｔ）＝(0.3)2/[(-000161×[Ｔ－Ｓ距離]＋0.00559)×Ｐ＋0.346]
＝0.09/[(-000161×[Ｔ－Ｓ距離]＋0.00559)×Ｐ＋0.346]
（6-2）（第六式）のαに「０．３６」を代入してｎCs/ｎW（Ｔ）の上限値が求められる。
ｎCs/ｎW（Ｔ）＝(0.36)2/[(-000161×[Ｔ－Ｓ距離]＋0.00559)×Ｐ＋0.346]
＝0.13/[(-000161×[Ｔ－Ｓ距離]＋0.00559)×Ｐ＋0.346]
（７）すなわち、セシウムタングステン酸化物膜の上記ｎCs/ｎW（膜）について、所望とする範囲（０．３以上０．３６以下）に設定できるスパッタリングターゲットに係る下記（式１）が導かれる。
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （式１）
但し、（式１）中、［Ｔ－Ｓ距離］はスパッタリング成膜時におけるスパッタリングターゲットと被成膜体間距離、Ｐは雰囲気の圧力を意味し、ｎCs/ｎWのｎCsはスパッタリングターゲットに含まれるＣｓの原子数、ｎWはスパッタリングターゲットに含まれるＷの原子数を意味する。
５．スパッタリングターゲットの製造方法
本発明に係るスパッタリングターゲットは、セシウム源の金属若しくは化合物とタングステン源の金属若しくは化合物を原料とし、かつ、タングステンとセシウムの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が上記（式１）の条件を満たす組成比に設定されたセシウムタングステン酸化物粉末を用いて製造することができる。
本発明に係るスパッタリングターゲットは、セシウム源の金属若しくは化合物とタングステン源の金属若しくは化合物を原料とし、かつ、タングステンとセシウムの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が上記（式１）の条件を満たす組成比に設定されたセシウムタングステン酸化物粉末を用いて製造することができる。
（１）セシウムタングステン酸化物粉末の製造
上記（式１）の条件を満たす組成比となるようにセシウム源とタングステン源を混合し、加熱焼成してセシウムタングステン酸化物粉末を製造する。
上記（式１）の条件を満たす組成比となるようにセシウム源とタングステン源を混合し、加熱焼成してセシウムタングステン酸化物粉末を製造する。
セシウム源には、金属、酸化物、炭酸塩、塩化物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。
また、セシウム源とタングステン源の酸化物には水和物を用いることもできる。
例えば、メタタングステン酸アンモニウム水溶液と塩化セシウムを上記（式１）の条件を満たす組成比となるように混合し、１００℃以上の乾燥で水を除去してセシウムタングステン酸化物の前駆体を調製し、この前駆体を５００℃以上の条件で焼成することによりセシウムタングステン酸化物粉末を製造することができる。また、前駆体はタングステン酸と炭酸セシウムの水溶液を乾燥して調製することもできる。前駆体を焼成する際の雰囲気はアルゴンと水素を混合した還元雰囲気でもよいし、大気中でもよい。
（２）本発明に係るスパッタリングターゲットの製造
上記セシウムタングステン酸化物粉末をモールド型に充填し、かつ、スパッタリングターゲットの形状に成型した後、ホットプレス法若しくは熱間静圧プレス法により焼結することで焼結体を得ることができる。
上記セシウムタングステン酸化物粉末をモールド型に充填し、かつ、スパッタリングターゲットの形状に成型した後、ホットプレス法若しくは熱間静圧プレス法により焼結することで焼結体を得ることができる。
セシウムタングステン酸化物粉末を充填したモ－ルド型をホットプレス法若しくは熱間静圧プレス法で焼結する条件は、真空または不活性雰囲気下、焼結温度７００℃以上１３００℃未満、２０ＭＰａ以上の圧力でホットプレス若しくは熱間静圧プレスする。
得られた焼結体を機械加工で研削し、本発明に係るスパッタリングターゲットを得ることができる。
加圧焼結するスパッタリングターゲットの製造手順は、平板ターゲットにおいても円筒ターゲットにおいても適用できる。平板ターゲットは、バッキングプレートに固着され、円筒ターゲットは、バッキングチューブに固着されてスパッタリング成膜に用いられる。
また、円筒ターゲットは、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－亜鉛合金等から選ばれた下地層を溶射により形成し、かつ、セシウムタングステン酸化物粉末を直接溶射して厚さ５ｍｍ～２０ｍｍの溶射膜（ターゲット膜）を形成し、然る後、上記溶射膜（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ることも可能である。
尚、スパッタリングターゲットは、例えば、比抵抗が１Ω・ｃｍ以下の導電体であると生産性の高いＤＣスパッタリング装置を使用することができる。
６．スパッタリング成膜
得られたスパッタリングターゲットをスパッタリング成膜装置に装着し、被成膜体となるガラス基板等にスパッタリング成膜することによりセシウムタングステン酸化物膜を製造することができる。
得られたスパッタリングターゲットをスパッタリング成膜装置に装着し、被成膜体となるガラス基板等にスパッタリング成膜することによりセシウムタングステン酸化物膜を製造することができる。
尚、スパッタリング条件は、スパッタリングターゲットの組成比ｎCs/ｎW（Ｔ）を定めた際の［Ｔ－Ｓ距離］およびスパッタリングガスの圧力Ｐに設定するのは当然である。
そして、スパッタリングガスの圧力Ｐは０．２Ｐａ以上０．８Ｐａ以下が望ましい。圧力Ｐが０．２Ｐａ未満の場合、イオン化するアルゴンが少なくなり、スパッタリングレート（効率）が低下する。一方、圧力Ｐが０．８Ｐａを超えた場合、スパッタリング時におけるプラズマが安定しないことがある。
また、［Ｔ－Ｓ距離］は６０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下が望ましい。大型基板のスパッタリング成膜においては、［Ｔ－Ｓ距離］は１００ｍｍ程度である。
そして、成膜後、熱処理することでセシウムタングステン酸化物膜から成る赤外線遮蔽膜が形成されたガラス基板を得ることができる。熱処理は、スパッタリングガスに含まれる酸素ガスの割合に応じて雰囲気条件を変える必要があり、酸化性雰囲気、不活性ガス雰囲気若しくは水素等還元性ガスを含む還元雰囲気が選択される。例えば、スパッタリングガスの酸素含有量が０％以上１％未満の場合、酸化性雰囲気で熱処理がなされ、酸化性雰囲気として、大気、５～２０％の酸素と窒素との混合ガス等が選択される。また、スパッタリングガスの酸素含有率が１％以上の場合、窒素ガス等の還元性雰囲気で熱処理がなされる。
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
尚、スパッタリング装置は、成膜室内にＤＣマグネトロンスパッタリングカソードと基板ホルダとを備えた装置を使用した。
また、スパッタリングターゲットと基板間距離［Ｔ－Ｓ距離］を１００ｍｍとし、スパッタリングガスには５％の酸素を含むアルゴン混合ガスを用い、かつ、スパッタリング成膜時におけるスパッタリングガスの圧力Ｐが０．６Ｐａとなるように調整した。
更に、セシウムタングステン酸化物膜におけるｎCs/ｎW（膜）の目標値を０．３３とし、スパッタリングターゲットのｎCs/ｎW（Ｔ）は、（第六式）に、［Ｔ－Ｓ距離］＝１００ｍｍ、Ｐ＝０．６Ｐａ、および、α＝０．３３を代入して０．４３１と算出された。
ｎCs/ｎW（Ｔ）＝
α2/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （第六式）
ｎCs/ｎW（Ｔ）＝
α2/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝ （第六式）
［実施例１］
（１）セシウムタングステン酸化物粉末の製造
水６．７０ｋｇに、炭酸セシウム（Ｃｓ2ＣＯ3）９．７０ｋｇを溶解して炭酸セシウムの溶液を得た。この溶液を、タングステン酸（Ｈ2ＷＯ4）３４．５７ｋｇに添加し、十分撹拌混合した後、撹拌しながら乾燥して乾燥物を得た。尚、乾燥物に含まれるＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWは０．４３１相当である。
（１）セシウムタングステン酸化物粉末の製造
水６．７０ｋｇに、炭酸セシウム（Ｃｓ2ＣＯ3）９．７０ｋｇを溶解して炭酸セシウムの溶液を得た。この溶液を、タングステン酸（Ｈ2ＷＯ4）３４．５７ｋｇに添加し、十分撹拌混合した後、撹拌しながら乾燥して乾燥物を得た。尚、乾燥物に含まれるＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWは０．４３１相当である。
次に、上記乾燥物を、Ｎ2ガスをキャリアーとした５体積％のＨ2ガスを供給しながら加熱し、８００℃の温度で５．５時間焼成し、その後、供給ガスをＮ2ガスのみに切り替えて、室温まで降温し、セシウムタングステン酸化物粉末を得た。
（２）スパッタリングターゲットの製造
得られたセシウムタングステン酸化物粉末をホットプレス装置に投入し、真空雰囲気下、温度９５０℃、押し圧２５ＭＰａの条件で焼結し、セシウムタングステン酸化物焼結体を作製した。作製した焼結体の組成を化学分析した結果、焼結体に含まれるＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWは０．４３であった。
得られたセシウムタングステン酸化物粉末をホットプレス装置に投入し、真空雰囲気下、温度９５０℃、押し圧２５ＭＰａの条件で焼結し、セシウムタングステン酸化物焼結体を作製した。作製した焼結体の組成を化学分析した結果、焼結体に含まれるＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎWは０．４３であった。
そして、得られたセシウムタングステン酸化物焼結体を機械加工により直径４インチ、厚み５ｍｍとなるように研削し、かつ、金属インジウム蝋材を用いてステンレス製バッキングプレートに接合して実施例に係るスパッタリングターゲットを得た。
（３）セシウムタングステン酸化物膜から成る赤外線遮蔽膜の製造
被成膜体として４インチの石英ウェハを用い、近赤外線ヒータにより上記石英ウェハを３００℃に加熱した。
被成膜体として４インチの石英ウェハを用い、近赤外線ヒータにより上記石英ウェハを３００℃に加熱した。
そして、スパッタリング装置の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、上記成膜室内に５％の酸素を混合したアルゴンガス（スパッタリングガス）を２００ｓｃｃｍ導入し、かつ、上記スパッタリングガスの圧力が０．６Ｐａとなるように調整した後、反応性スパッタリング法により石英ウェハにセシウムタングステン酸化物膜を成膜した。
成膜されたセシウムタングステン酸化物膜をＩＣＰ分析したところ、セシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）は、略目標値の０．３２であった。尚、セシウムタングステン酸化物膜の膜厚は４００ｎｍであった。
次いで、セシウムタングステン酸化物膜に対し窒素ガス還元雰囲気下、６００℃で１０分間のアニール処理を行いセシウムタングステン酸化物膜から成る赤外線遮蔽膜を得た。
（４）赤外線遮蔽膜の透過率
得られた赤外線遮蔽膜の透過率を分光光度計（日立製、型番Ｖ－６７０）で測定したところ、図５のグラフ図に示す分光光学特性が得られた。
得られた赤外線遮蔽膜の透過率を分光光度計（日立製、型番Ｖ－６７０）で測定したところ、図５のグラフ図に示す分光光学特性が得られた。
そして、図５のグラフ図から、この赤外線遮蔽膜は可視波長域に高い透過性を有し、近赤外波長域に吸収性を有することが確認され、更に、材料構成から電波透過性も有するものであった。
本発明に係るスパッタリングターゲットを用いて成膜されるセシウムタングステン酸化物膜のＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（膜）が可視波長域の高い透過性と近赤外波長域の吸収性を発揮できる所望範囲（０．３以上０．３６以下）に設定されるため、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 ＷＯ6単位
２ 元素Ｍ
２ 元素Ｍ
Claims (8)
- セシウムタングステン酸化物膜をスパッタリング法により被成膜体に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（Ｃｓ）とタングステン（Ｗ）を含み、スパッタリング成膜時のスパッタリングターゲットと被成膜体間距離を［Ｔ－Ｓ距離］、雰囲気の圧力をＰとし、かつ、スパッタリングターゲットに含まれるＷの原子数をｎW、Ｃｓの原子数をｎCsとしたとき、
スパッタリングターゲットのＷとＣｓの原子数の比を示すｎCs/ｎW（Ｔ）が、上記［Ｔ－Ｓ距離］とＰに対して下記（式１）を満たすことを特徴とする。
0.09/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
≦ｎCs/ｎW（Ｔ）≦
0.13/｛（-000161×［Ｔ－Ｓ距離］＋0.00559）×Ｐ＋0.346｝
（式１） - セシウムタングステン酸化物粉末から製造されたセシウムタングステン酸化物焼結体で構成されることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
- セシウムタングステン酸化物粉末の溶射膜で構成されることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
- 上記セシウムタングステン酸化物粉末が、セシウム源の金属若しくは化合物とタングステン源の金属若しくは化合物を原料とすることを特徴とする請求項２または３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、炭酸塩または塩化物で構成されることを特徴とする請求項４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構成されることを特徴とする請求項４に記載のスパッタリングターゲット。
- 請求項１～６のいずれかに記載のスパッタリングターゲットを用いてセシウムタングステン酸化物膜を被成膜体に成膜する方法において、
スパッタリング成膜時におけるスパッタリングターゲットと被成膜体間の距離［Ｔ－Ｓ距離］が６０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下であることを特徴とするセシウムタングステン酸化物膜の成膜方法。 - スパッタリング成膜時における雰囲気の圧力Ｐが０．２Ｐａ以上０．８Ｐａ以下であることを特徴とする請求項７に記載のセシウムタングステン酸化物膜の成膜方法。
Priority Applications (6)
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