JP2006336029A

JP2006336029A - Continuous sputtering apparatus and continuous sputtering method

Info

Publication number: JP2006336029A
Application number: JP2005158395A
Authority: JP
Inventors: Sadao Kadokura; 貞夫門倉; Hisanao Yasufuku; 久直安福
Original assignee: FTS CORP KK
Current assignee: FTS CORP KK
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a continuous sputtering apparatus for inexpensively producing a multi-layered film on a wide and long film with great productivity, and to provide a method therefor. <P>SOLUTION: The continuous sputtering apparatus is directed at continuously forming the film on the film 10 in a vacuum chamber 20, while transporting the film 10 through a region facing to a sputtering unit 50 by using a roll-to-roll system. The sputtering unit 50 is a cube-type sputtering unit which has six side faces; is composed of a rectangular frame having one side face of a rectangular shape opened among the six side faces, and a pair of target sections; and has three other side faces sealed. A pair of the target sections is composed of: multi-component target modules which are juxtaposed in a longer side direction of the opened side face; and a magnetic field generating means for forming a magnetic field having a mode in which the magnetic flux is vertical to target faces arranged around the multi-component target modules. The target module is composed of: targets which are airtightly arranged so as to face the two longer side faces adjacent to the opened side face of the frame; and a backing section for cooling the targets. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、対向ターゲット式の箱型スパッタユニットを用いた連続スパッタ装置および連続スパッタ方法に関し、特に長尺の幅の広いフィルムを搬送しつつこれに連続的に成膜を行うに好適な連続スパッタ装置と連続スパッタ方法に関するものである。 The present invention relates to a continuous sputtering apparatus and a continuous sputtering method using an opposing target box-type sputtering unit, and more particularly, continuous sputtering suitable for continuously forming a film while conveying a long and wide film. The present invention relates to an apparatus and a continuous sputtering method.

長尺のフィルムを搬送しつつこれに連続的に成膜を行うスパッタ装置については、既に多くの提案があり、特にスパッタ装置として対向ターゲット式スパッタ装置を用いたものも知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
一方で、近年、二酸化炭素排出削減の対策の一手段として、自動車や住宅に透明断熱ガラスを用いることが注目され、これについては多くの提案がなされている。それらの多くは、金属酸化物層と金属層を交互に積層する（例えば、特許文献３参照）など、異なる材料からなる複数の膜を積層するものである。通常、これらの金属酸化物層や金属層などの膜はプラスチックフィルムなどの透明フィルム上に成膜され、透明断熱フィルムとして提供される。そして、透明断熱ガラスは、透明断熱フィルムをガラス板に貼り付ける、あるいは2枚のガラス板間に挟み込むことによって形成される。
米国特許第4,784,739号明細書米国特許第4, 842,708号明細書米国特許第4,337,990号明細書 There have already been many proposals for a sputtering apparatus that continuously forms a film while conveying a long film, and in particular, an apparatus using an opposed target sputtering apparatus as a sputtering apparatus is also known (for example, Patent Documents 1 and 2).
On the other hand, in recent years, attention has been paid to the use of transparent insulating glass for automobiles and houses as a means for reducing carbon dioxide emissions, and many proposals have been made for this. Many of them laminate a plurality of films made of different materials, such as alternately laminating metal oxide layers and metal layers (see, for example, Patent Document 3). Usually, these films such as a metal oxide layer and a metal layer are formed on a transparent film such as a plastic film and provided as a transparent heat insulating film. The transparent heat insulating glass is formed by attaching a transparent heat insulating film to a glass plate or sandwiching it between two glass plates.
U.S. Pat.No. 4,784,739 U.S. Pat.No. 4,842,708 U.S. Pat.No. 4,337,990

住宅、ビル、自動車建物の省エネルギーは近年喫緊の課題となっており、透明断熱フィルム、透明断熱ガラスに大きな期待が寄せられているが、未だ高品質の透明断熱フィルムを量産性よく生産する技術は確立されていない。その原因の一つは、プラスチックフィルムのような長尺・大面積の基板に多層構成の機能性膜を均一な界面で生産性よく積層する成膜技術が確立していない点にある。
これに対して、その低温成膜できる点から前述の対向ターゲット式スパッタ装置の適用が考えられる。しかし、従来の対向ターゲット式の連続スパッタ装置では、膜を堆積するスパッタ源のスパッタユニットが真空槽内にあるため、真空槽が大型になる問題、幅の広いフィルムに対応するには細長いターゲットとなり、均一な冷却が難しい問題、さらには機械的な強度面からの取扱い性が悪くなる問題等がある。また、成膜が行われる度に、フィルムの巻かれたロールを大気中に取り出す必要があり、真空状態を維持しつつ異なる材料からなる複数層の薄膜を長尺のフィルム上に形成することは困難であった。 Energy conservation in houses, buildings, and automobile buildings has become an urgent issue in recent years, and there are great expectations for transparent insulation films and transparent insulation glass, but the technology to produce high-quality transparent insulation films with high productivity is still Not established. One of the reasons is that a film forming technique for laminating a functional film having a multilayer structure on a long and large area substrate such as a plastic film at a uniform interface with high productivity has not been established.
On the other hand, the application of the above-mentioned facing target type sputtering apparatus can be considered from the point that the low temperature film formation is possible. However, in the conventional facing target type continuous sputtering apparatus, since the sputtering unit of the sputtering source for depositing the film is in the vacuum chamber, the problem is that the vacuum chamber becomes large, and it becomes a long and narrow target to cope with a wide film. There is a problem that uniform cooling is difficult, and a problem that handling property from the mechanical strength side is deteriorated. Moreover, it is necessary to take out a roll wound with a film into the atmosphere every time a film is formed, and forming a plurality of thin films made of different materials on a long film while maintaining a vacuum state It was difficult.

本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決することであって、その目的は、プラスチックフィルムなどの幅の広い長尺のフィルムに、複数層の膜を均一な界面で生産性よく、低コストで製造できる連続スパッタ装置および方法を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the object is to produce a multi-layered film at a uniform interface with high productivity on a wide film such as a plastic film. Another object of the present invention is to provide a continuous sputtering apparatus and method that can be manufactured at low cost.

上記の目的は、以下の本発明により達成される。すなわち、本発明の第1の発明は、内部に巻取り・巻き出し機により駆動され、長尺のフィルムを巻取り、巻き出すことができる第１および第２のロール取着軸を備えた真空槽と、該真空槽に取着された、フィルム上に成膜するスパッタユニットとを具備し、一方のロール取着軸にセットされたロールからフィルムを巻き出し、前記真空槽の前記スパッタユニットと対面する領域を通して搬送して、他方のロール取着軸でロールに巻取り、フィルムを搬送しつつその上に連続的に成膜するようにした連続スパッタ装置において、
該スパッタユニットが、６側面を有しその内の一つを長方形の開口した開口側面とした直方体状の枠体と、該枠体の前記開口側面に隣接するその長辺側の２側面に対向するように気密に設けられた、ターゲットとこれを冷却するバッキング部とからなり独立して気密に取着できるようにしたターゲットモジュールを前記開口側面の長辺方向に複数個並置した複合ターゲットモジュールと、該複合ターゲットモジュールの周囲に設けられたターゲット面に垂直方向の対向モードの磁界を形成する磁界発生手段と、をそれぞれ備えた一対のターゲット部と、を備え、前記枠体の開口側面を除く残りの３側面が密閉された箱型スパッタユニットであり、この箱型スパッタユニットをその開口側面がフィルムと対面し、その開口側面の長辺がフィルムの搬送方向と直交するように配置し、フィルムを搬送しつつ成膜するようにしたことを特徴する連続スパッタ装置である。
本発明の第２の発明は、この第１の発明を利用したものであって、真空槽内で、フィルムを一方のロールから巻き出し、薄膜を形成するスパッタユニットに対面する領域を通って搬送し、他方のロールに巻き取り、長尺のフィルムに対し、搬送しつつ連続的に成膜を行う連続スパッタ方法において、
該スパッタユニットが、６側面を有しその内の一つを長方形の開口した開口側面とした直方体状の枠体と、該枠体の前記開口側面に隣接するその長辺側の２側面に対向するように気密に設けられた、ターゲットとこれを冷却するバッキング部とからなるターゲットモジュールを前記開口側面の長辺方向に複数個並置した複合ターゲットモジュールと、該複合ターゲットモジュールの周囲に設けられたターゲット面に垂直方向の対向モードの磁界を形成する磁界発生手段とを具備した一対のターゲット部と、を備え、前記枠体の開口側面を除く残りの３側面が密閉された箱型スパッタユニットであり、複数の箱型スパッタユニットをフィルムの搬送路に沿ってその開口側面の長辺がフィルムの搬送方向と直交するように配置し、複数層の膜を真空を破ることなく積層することを特徴とする連続スパッタ方法である。 The above object is achieved by the present invention described below. That is, the first invention of the present invention is a vacuum equipped with first and second roll attachment shafts that are driven by a winder / unwinder to wind and unwind a long film. A tank and a sputter unit attached to the vacuum tank for forming a film on the film, unwinding the film from a roll set on one roll attachment shaft, and the sputter unit of the vacuum tank; In a continuous sputtering apparatus that transports through the facing area, winds on a roll with the other roll attachment shaft, and continuously forms a film thereon while transporting the film,
The sputter unit has a rectangular parallelepiped frame having six side surfaces, one of which has a rectangular opening, and two side surfaces on the long side adjacent to the opening side of the frame. A composite target module provided with a plurality of target modules arranged in the long side direction of the side surface of the opening, the target module comprising a target and a backing part for cooling the target, A pair of target portions each including a magnetic field generating means for forming a magnetic field in a facing mode perpendicular to a target surface provided around the composite target module, and excluding an opening side surface of the frame body The remaining three side surfaces are hermetically sealed box-type sputter units. The box-type sputter unit has its opening side facing the film, and the long side of the opening side is the film. Disposed so as to be perpendicular to the conveying direction, a continuous sputtering apparatus, characterized in that as deposited while conveying the film.
The second invention of the present invention utilizes the first invention, and the film is unwound from one roll and conveyed through a region facing a sputtering unit for forming a thin film in a vacuum chamber. In the continuous sputtering method in which the film is continuously wound while being wound on the other roll and conveyed to a long film,
The sputter unit has a rectangular parallelepiped frame having six side surfaces, one of which has a rectangular opening, and two side surfaces on the long side adjacent to the opening side of the frame. A composite target module in which a plurality of target modules each having a target and a backing portion for cooling the target are arranged side by side in the long side direction of the opening side surface, and provided around the composite target module. A box-type sputter unit including a pair of target portions each including a magnetic field generating unit that forms a magnetic field in a facing mode perpendicular to the target surface, and the remaining three side surfaces excluding the opening side surfaces of the frame body are sealed. A plurality of box-type sputter units are arranged along the film transport path so that the long side of the opening side surface is perpendicular to the film transport direction, thereby Which is a continuous sputtering method characterized by laminating without breaking.

従来の対向ターゲット式の連続スパッタ装置では、前述する通り、幅の広いフィルム等の基板に成膜する場合、ターゲットが基板の幅方向に非常に細長くなり、安定した均一な冷却が難しく、また取扱い中に折損する等取扱い性が悪い問題があった。また、真空槽にスパッタユニットが真空槽の中に設置されるため、真空槽が大型化し、且つターゲットの冷却配管等も真空槽の中に設けなければならず、真空槽内構成が複雑になり、設備費面、収納室面、保全面、生産面等でいろいろな問題があった。
これに対して、第１発明は、スパッタユニットを箱型ユニットとしたので、真空槽の側壁に開口を設けてこれに箱型ユニットの開口側面を取り付けるのみでよく、従って真空槽は基板を搬送できればよく、非常に簡単な構造で且つその容積も非常小さくなる。そして、そのターゲット部は、製作し易く、取扱い性も良く、均一な冷却ができる適当な長さのターゲットとこれを冷却するバッキング部とからなるターゲットモジュールを複数個開口側面の長辺方向に個々に密封して取着し、これによりターゲットは開口側面の長辺方向に複数個並置した複合ターゲットとなっており、従って幅の広いフィルムに対しても並置するターゲットモジュールの個数を増すのみで対応できるので、均一な冷却ができ、大きな電力を投入できて充分な生産性が確保できると共に取扱い性、保全性もよく、コスト面でも有利である。
また、第２発明は、第１発明の装置で真空槽に複数のスパッタユニットを設置し、複数層の膜を真空を破ることなく積層する方法であり、界面が大気に曝されないので、下地になる層の膜質劣化がなく、対向ターゲット式スパッタ法の特徴が一層発揮されて界面に不純物の少ない均一な界面の積層体が得られる。
また、従来のマグネトロン型のスパッタ装置や開放型の対向ターゲット型スパッタ装置を用いた場合には、真空室を共通として異なる材料の膜を同時並行的に成膜することは困難であったが、本発明の真空室（スパッタ室）に、密閉性の高い箱型対向ターゲットスパッタユニットを取り付けるという構成を採る場合には、スパッタ粒子が隣接するスパッタユニットへ侵入することがなく、長尺のフィルムに同時に並行して複数の材料からなる膜を成膜することが可能になる。
また、従来型の例えばマグネトロン型のスパッタ装置を用いてプラスチックフィルム上に成膜を行う場合には、スパッタ粒子が大きなエネルギーをもって基板上にデポジットするため基板表面がダメージを受け、さらにスパッタ部からの熱により基板のフィルムの変質あるいは変形等が生ずるため、膜質および表面モフォロジの優れた膜を得ることが困難であったが、箱型対向ターゲットスパッタユニットを用いる場合には、基板表面がスパッタ粒子によって荒らされることがなく、表面平坦性の高い成膜が可能になる。また、箱型対向ターゲットスパッタユニットを用いる場合には、スパッタ粒子やスパッタ部からの熱により基板表面が過熱されることがなく、そのため基板冷却装置を装備する必要がなく基板を温度フリーの状態で成膜が可能であるため、装置全体をコンパクトに且つ安価に構成することが可能になる。 In the conventional facing target type continuous sputtering apparatus, as described above, when a film is formed on a substrate such as a wide film, the target becomes very elongated in the width direction of the substrate, and stable and uniform cooling is difficult. There was a problem of poor handling such as breaking inside. In addition, since the sputtering unit is installed in the vacuum chamber, the vacuum chamber becomes larger, and the target cooling piping must be provided in the vacuum chamber, which complicates the internal structure of the vacuum chamber. There were various problems in terms of equipment cost, storage room, maintenance and production.
In contrast, in the first invention, since the sputter unit is a box-type unit, it is only necessary to provide an opening on the side wall of the vacuum chamber and attach the opening side surface of the box-type unit to this, and the vacuum chamber transports the substrate. What is necessary is just a very simple structure and a very small volume. The target part is easy to manufacture, easy to handle, and a plurality of target modules each having an appropriate length target capable of uniform cooling and a backing part for cooling the target module in the long side direction of the opening side surface. As a result, multiple targets are juxtaposed in the direction of the long side of the opening side, so that it is possible to cope with a wide film only by increasing the number of target modules juxtaposed. Therefore, uniform cooling can be performed, large electric power can be input, sufficient productivity can be secured, and handling and maintenance are good, which is advantageous in terms of cost.
In addition, the second invention is a method in which a plurality of sputtering units are installed in a vacuum chamber with the apparatus of the first invention, and a plurality of layers of films are laminated without breaking the vacuum, and the interface is not exposed to the atmosphere. There is no deterioration in the film quality of the layer, and the characteristics of the opposed target sputtering method are further exhibited, and a laminate having a uniform interface with few impurities at the interface can be obtained.
In addition, when using a conventional magnetron type sputtering apparatus or an open type opposed target type sputtering apparatus, it was difficult to form films of different materials in parallel with a vacuum chamber in common, In the case of adopting a configuration in which a highly airtight box-type opposed target sputtering unit is attached to the vacuum chamber (sputtering chamber) of the present invention, the sputter particles do not enter the adjacent sputtering unit, and a long film is formed. At the same time, a film made of a plurality of materials can be formed in parallel.
In addition, when a conventional magnetron type sputtering apparatus is used to form a film on a plastic film, the sputtered particles are deposited on the substrate with a large energy, so that the substrate surface is damaged, and further from the sputter part. It is difficult to obtain a film having excellent film quality and surface morphology because heat causes alteration or deformation of the substrate film. However, when using a box-type counter target sputtering unit, the substrate surface is affected by sputtered particles. Film formation with high surface flatness is possible without being roughened. In addition, when using a box-type opposed target sputtering unit, the substrate surface is not overheated by heat from the sputtered particles or the sputter unit, so that it is not necessary to equip the substrate cooling device and the substrate is in a temperature-free state. Since film formation is possible, the entire apparatus can be configured in a compact and inexpensive manner.

図1は、本発明の連続スパッタ装置によって製造される透明断熱フィルムの積層構成を説明する側断面図である。
図2は、本発明の連続スパッタ装置であるロールツロール方式の箱型対向ターゲット式スパッタ装置の構成を示す説明図である。
図3〜7は、図2の箱型対向ターゲット式スパッタ装置の箱型スパッタユニットの構成の説明図である。
本発明の連続スパッタ装置は、各種のフィルム上に機能性膜を堆積した機能性フィルムの製造に用いられる。かかる機能性フィルムとしては、透明導電性フィルム、電磁遮蔽フィルム、フィルム状太陽電池、後述の透明断熱フィルム等が挙げられる。
中でも、可視光を透過し、赤外領域の熱線を反射する透明断熱フィルムは、建物の窓、自動車の窓等からのエネルギーロスの防止に有効で、省エネルギー面から注目される。そして、自動車のフロントガラス、ホテルの窓ガラス等に適用できる高性能な透明断熱フィルムが待望されている。かかる透明断熱フィルムの代表例は、図1に示すように、透明基板10上に光補償層11／金属層12／光補償層13／金属層14／光補償層15の5層を順次積層したものである。ここでは、層数は５であるが、積層の層数は用途に応じて選択されるが、通常は３〜７層で選択される。
透明基板10としては、プラスチックフィルム、具体的にはポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム等市販のものが用いられる。フィルムの厚みは、３０〜１５０μm程度のものが用いられる。
金属層12、14としては、金（Au）、銀(Ag)及び銀合金等が用いられる。後述の実施例に示す金(Au)、銅(Cu)或いはネオジウム(Nd)の少なくとも2元素を含む3元の銀合金は、耐久性、コスト等の面から好ましく用いられる。また、光補償層11、13、15として、通常は透明誘電体が使用される。しかし、実施例に示すようにこれに代えて金属酸化物からなる透明導電体を用いると、可視光透過率と日射遮蔽特性において一段高い性能が達成できる。透明導電膜としては周知のITO（インジウムと錫の複合酸化物）等が適用できるが、耐久性面からインジウムと錫と亜鉛との複合酸化物（ITZO）が好ましく用いられる。なお、かかる元素数が多い組成の膜を形成する場合には、後述の成膜実施例に示すように個々には組成が該元素数より少なく、対向した両方を組み合わせると膜組成となるターゲットを用いると、個々のターゲットが製造容易で、品質的にも安定し、結果として膜の品質が安定し、コスト面でも有利である。 FIG. 1 is a side cross-sectional view for explaining a laminated structure of a transparent heat insulating film produced by the continuous sputtering apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing the configuration of a roll-to-roll type box-type opposed target sputtering apparatus that is a continuous sputtering apparatus of the present invention.
3 to 7 are explanatory views of the configuration of the box-type sputtering unit of the box-type counter target sputtering apparatus of FIG.
The continuous sputtering apparatus of the present invention is used for production of a functional film in which a functional film is deposited on various films. Examples of such a functional film include a transparent conductive film, an electromagnetic shielding film, a film-like solar cell, and a transparent heat insulating film described later.
Among them, a transparent heat insulating film that transmits visible light and reflects heat rays in the infrared region is effective in preventing energy loss from building windows, automobile windows, and the like, and is attracting attention from the viewpoint of energy saving. A high-performance transparent heat insulating film that can be applied to windshields of automobiles, window glass of hotels, and the like is awaited. As shown in FIG. 1, a typical example of such a transparent heat insulating film is obtained by sequentially laminating five layers of a light compensation layer 11, a metal layer 12, a light compensation layer 13, a metal layer 14 and a light compensation layer 15 on a transparent substrate 10. Is. Here, the number of layers is 5, but the number of stacked layers is selected according to the use, but usually 3 to 7 layers are selected.
As the transparent substrate 10, a commercially available material such as a plastic film, specifically, a polyester film or a polycarbonate film is used. A film having a thickness of about 30 to 150 μm is used.
As the metal layers 12 and 14, gold (Au), silver (Ag), a silver alloy, or the like is used. A ternary silver alloy containing at least two elements of gold (Au), copper (Cu), or neodymium (Nd) shown in Examples described later is preferably used from the viewpoint of durability, cost, and the like. Further, as the optical compensation layers 11, 13, and 15, a transparent dielectric is usually used. However, when a transparent conductor made of a metal oxide is used instead of this as shown in the examples, higher performance can be achieved in visible light transmittance and solar radiation shielding characteristics. As the transparent conductive film, well-known ITO (complex oxide of indium and tin) or the like can be applied, but in terms of durability, a composite oxide of indium, tin and zinc (ITZO) is preferably used. When forming a film having a composition with a large number of elements, as shown in a film forming example described later, the composition is individually smaller than the number of elements. When used, individual targets are easy to manufacture and stable in quality. As a result, the quality of the film is stable, which is advantageous in terms of cost.

図2に、本発明の連続スパッタ装置の実施例として、前述の5層構成の透明断熱フィルムを高品質かつ低コストで生産できる対向ターゲット式スパッタ装置を示す。
図から明らかのように、本装置は、基板の長尺のフィルム10をロールツロールで搬送しつつ連続的に成膜する連続スパッタ装置となっている。真空槽20は両端部のロール室20a、20bとその中間に位置するスパッタ室20cからなり、スパッタガス等を供給するガス供給系30と槽内を排気する排気系40が接続されている。排気系40は両ロール室20a,20bに接続して、排気時間の短縮を計っている。なお、図示省略したが、ロール室20a,20bとスパッタ室20cの間に仕切り弁を設け、各室間を遮断できるようになっている。これによりロール交換時にもスパッタ室20cが真空に保持できるので、ターゲット表面の酸化等が防止され、生産性、品質面、保全性等の面で大きな効果がある。 FIG. 2 shows an opposed target type sputtering apparatus capable of producing the above-mentioned five-layer transparent heat insulating film with high quality and low cost as an embodiment of the continuous sputtering apparatus of the present invention.
As is apparent from the figure, this apparatus is a continuous sputtering apparatus that continuously forms a film while a long film 10 of a substrate is conveyed by a roll roll. The vacuum chamber 20 includes roll chambers 20a and 20b at both ends and a sputter chamber 20c positioned between them, and a gas supply system 30 for supplying a sputtering gas and the like and an exhaust system 40 for exhausting the interior of the chamber are connected. The exhaust system 40 is connected to both roll chambers 20a and 20b to shorten the exhaust time. Although not shown, a partition valve is provided between the roll chambers 20a, 20b and the sputtering chamber 20c so that the chambers can be shut off. As a result, since the sputtering chamber 20c can be kept in vacuum even when the roll is replaced, oxidation of the target surface and the like are prevented, and there are significant effects in terms of productivity, quality, and maintenance.

ロール室20a、20bには、巻取り・巻き出し機（図示省略）のロール取着軸21、22が配置され、この一方のロール取着軸21に基板のフィルム10のフィルムロール10aがセットされ、他方のロール取着部22にフィルム10を巻き取る巻芯(図示省略)がセットされる。すなわち、フィルム10は、フィルムロール10aから巻き戻されて、スパッタ室20cを通って搬送され、そこで所望の機能性膜が堆積され、再びフィルムロール10bに巻き上げられるようになっている。図の23はフィルム10の張力を検出する張力検出器で、24はフィルム10の搬送速度を検出する速度検出器であり、ともに市販のものを用いている。そして、図示省略したコンピュータからなるコントローラにより、速度検出器24の速度信号によりロール取着軸22の巻取り・巻き出し機の速度を、張力検出器23からの張力信号によりロール取着軸21の巻取り・巻き出し機のトルクを制御して、フィルム10を設定された一定速度、一定張力で両方向に搬送できるようになっている。図の25は、フィルム10の搬送路を形成するフィルム10の幅以上の長さを有する自由に回転するフリーロールで、フィルム10が図示のように各箱型スパッタユニット50の開口部に対面してその前方の成膜領域の空中を走行するようにフィルム10を案内するように配置されている。なお、成膜領域は、開口部の前方で膜が堆積できる領域であり、開口部に近ければ堆積速度は大きいが均一に成膜できる面積が小さく、遠くなれば堆積速度は小さくなるが該面積は大きくなり、その程度は成膜条件、材料等によって異なる。従って、実験により最適な位置を選ぶのがよいが、通常その範囲は開口から1cm前後〜30cm前後の範囲である。このようにスパッタ室20cはフィルム10の搬送路を形成するフリーロール25を収納できればよく、従って非常に簡単な構成でその容積も小さくなり、設備コスト面でも大きな効果がある。なお、フィルム10の幅が50cmを越える広幅の場合には、このフリーロール25の少なくとも1個を中心部の径が次第に大きくなる太鼓状のエキスパンダーロールを用いることが好ましい。これによりフィルム10の幅方向に適度の張力が付与され、成膜時の走行が安定化する。
スパッタ室20cには、本例では、3層以上の積層膜からなる透明断熱フィルムの製造を生産性よく製造できるように3個の箱型スパッタユニット50が設けられている。従って真中の箱型スパッタユニット50に銀層の銀ターゲットを、両端の箱型スパッタユニット50に光補償層用の金属酸化物ターゲットをセットすることにより、１パスで透明導電層／銀層／透明導電層のファブリ・ペローの干渉フィルター構成が製造できる。また、一往復することにより図1に示す5層構成の透明断熱フィルムが製造できる。なお、この箱型スパッタユニット50の個数は、生産性、設備費等に関係し、目的に応じて選択する。 The roll chambers 20a and 20b are provided with roll attaching shafts 21 and 22 of a winder / unwinder (not shown), and the film roll 10a of the substrate film 10 is set on the one roll attaching shaft 21. A core (not shown) for winding the film 10 is set on the other roll attaching portion 22. That is, the film 10 is unwound from the film roll 10a and conveyed through the sputtering chamber 20c, where a desired functional film is deposited and wound up again on the film roll 10b. 23 in the figure is a tension detector that detects the tension of the film 10, and 24 is a speed detector that detects the conveyance speed of the film 10, both of which are commercially available. Then, by means of a controller comprising a computer not shown, the speed of the winding / unwinding machine of the roll mounting shaft 22 is determined by the speed signal of the speed detector 24, and the roll mounting shaft 21 is controlled by the tension signal from the tension detector 23. By controlling the torque of the winding / unwinding machine, the film 10 can be conveyed in both directions at a set constant speed and constant tension. 25 in the figure is a freely rotating free roll having a length equal to or greater than the width of the film 10 forming the transport path of the film 10, and the film 10 faces the opening of each box-type sputter unit 50 as shown. The film 10 is arranged so as to guide the film 10 so as to travel in the air in the film formation area in front of it. Note that the film formation region is a region where a film can be deposited in front of the opening, and the deposition rate is large when close to the opening, but the area where uniform film formation is small is small. Becomes larger, and the degree varies depending on film forming conditions, materials, and the like. Therefore, it is preferable to select an optimal position by experiment, but the range is usually in the range of about 1 cm to about 30 cm from the opening. Thus, the sputter chamber 20c only needs to accommodate the free roll 25 that forms the transport path of the film 10. Therefore, the volume of the sputter chamber 20c can be reduced with a very simple configuration, and there is a great effect in terms of equipment cost. When the width of the film 10 is wider than 50 cm, it is preferable to use a drum-shaped expander roll in which at least one of the free rolls 25 has a gradually increasing central diameter. As a result, an appropriate tension is applied in the width direction of the film 10, and the running during film formation is stabilized.
In this example, three box-type sputtering units 50 are provided in the sputtering chamber 20c so that a transparent heat insulating film composed of three or more laminated films can be manufactured with high productivity. Therefore, by setting the silver target of the silver layer in the middle box-type sputter unit 50 and the metal oxide target for the light compensation layer in the box-type sputter units 50 at both ends, the transparent conductive layer / silver layer / transparent in one pass A Fabry-Perot interference filter configuration of the conductive layer can be manufactured. Further, the transparent heat insulating film having a five-layer structure shown in FIG. 1 can be produced by one reciprocation. Note that the number of the box-type sputter units 50 is selected according to the purpose in relation to productivity, equipment costs, and the like.

ところで、本実施の形態の箱型スパッタユニット50は、図3〜7に示す構成となっている。図3は、この箱型スパッタユニット50の、部分的に断面図にて示す斜視概略図である。図示のように本例の箱型スパッタユニット（以下、箱型ユニットと略称する。）50は、ターゲット部100a、100bを直方体状の枠体51の図で左右の対向側面51a、51bに気密に取着し、基板のフィルム10に面する図で下側のフィルム10の幅方向が長い長方形の開口側面51f以外の側面51c〜51e（図で手前側の側面51cは図示無し）を遮蔽板52c〜52e（図で手前側の側面51cの遮蔽板52cは図示無し）で気密に遮蔽して、開口側面51fのみが開口し、その他は密閉された箱型構成としたものである。
ターゲット部100a、100bの対向する面側には、図4、図5に示すように基板のフィルム10の幅方向に並べられてそれぞれ2枚ずつターゲット110a_１、110a_２；110b_１、110b_２（110b_２は図示なし）が取り付けられている。また、ターゲット部100a、100bにはターゲット面に垂直な対向方向の対向モードの磁界とターゲット面に平行なマグネトロンモードの磁界をターゲット周縁部に形成するための永久磁石130a、130bと、このマグネトロンモードの磁界を調整するための永久磁石180a、180bとが装着されている。永久磁石130a、130bと180a、180bとは、固定板132a、132bと182a、182bを用いてそれぞれ収納部内に固定されている。ターゲット部100a、100bの背面には、永久磁石132a、132bと永久磁石182a、182bとを磁気的に結合するためのポール板191a、191bが設置されている。ポール板191a、191bには、冷却水の供給管と排水管を通すための開口193a（図示なし）、193bが開設されている。
ターゲット部100a、100bの前方(本明細書においては、前方とは対向するターゲットの対向面側の内側方向を意味し、後方とはその反対面の外側方向を意味する)には、それぞれ電子を吸収するための後述の管状電極（図3では本体部は図示省略）が設置されており、この管状電極の脚部201b、201c（201cは図示なし）は遮蔽板52eから引き出されている。
本実施の形態の対向したターゲット部100a、100bは、枠体51に一体的に取付・取外し可能なユニット構成になっている。 By the way, the box-type sputter unit 50 of the present embodiment has a configuration shown in FIGS. FIG. 3 is a schematic perspective view of the box-type sputtering unit 50 partially shown in a sectional view. As shown in the figure, the box-type sputter unit (hereinafter abbreviated as a box-type unit) 50 in this example is configured so that the target portions 100a and 100b are hermetically sealed to the left and right opposing side surfaces 51a and 51b in the figure of the rectangular parallelepiped frame 51. The side face 51c to 51e other than the rectangular opening side face 51f whose width direction of the lower film 10 is long in the figure facing the film 10 of the substrate (the front side face 51c is not shown in the figure) is a shielding plate 52c ˜52e (the shielding plate 52c on the front side surface 51c in the figure is not shown) is hermetically shielded, and only the open side surface 51f is opened, and the others are sealed.
As shown in FIGS. 4 and 5, two targets 110a ₁ , 110a ₂ ; 110b ₁ , 110b ₂ ( ₂ ) are arranged on the opposing surface side of the target portions 100a, 100b in the width direction of the substrate film 10 as shown in FIGS. 110b ₂ is not shown). Further, the target portions 100a and 100b have permanent magnets 130a and 130b for forming an opposing mode magnetic field in the opposing direction perpendicular to the target surface and a magnetron mode magnetic field parallel to the target surface at the target peripheral portion, and this magnetron mode. Permanent magnets 180a and 180b for adjusting the magnetic field are mounted. Permanent magnets 130a, 130b and 180a, 180b are fixed in the storage portion using fixing plates 132a, 132b and 182a, 182b, respectively. Pole plates 191a and 191b for magnetically coupling the permanent magnets 132a and 132b and the permanent magnets 182a and 182b are installed on the back surfaces of the target portions 100a and 100b. The pole plates 191a and 191b are provided with openings 193a (not shown) and 193b for allowing a cooling water supply pipe and a drain pipe to pass therethrough.
In front of the target portions 100a and 100b (in the present specification, the front means the inner side of the opposing surface of the opposing target, and the rear means the outer side of the opposite surface), respectively. Tubular electrodes (not shown in FIG. 3 for illustration) to be absorbed are installed, and legs 201b and 201c (201c not shown) of the tubular electrodes are drawn from the shielding plate 52e.
The opposing target portions 100a and 100b of the present embodiment have a unit configuration that can be attached to and detached from the frame 51 integrally.

図4は、本実施の形態に用いたターゲット部の斜視図であり、図5は図4でのＡ−Ａ線での断面図である。図4、図5は、ターゲット部100aの図であるが、ターゲット部100bは磁界発生手段の永久磁石130aと磁界調整手段の永久磁石180aの磁極N、Sの配置が逆になる点を除いてこのターゲット部100aと同じ構成であり、その詳細図は省略する。
図4に示されるように、ターゲット部100aは、支持体部150aのフランジ155aにより枠体51に着脱可能に取り付けられる構成となっている。そして、本実施の形態においては、ターゲット部100aは、以下のように支持体モジュールと２つのターゲットモジュールとのモジュール構成になっており、支持体モジュールの支持体部150aにはターゲットモジュール200a_１、200a_２が取り付けられている。ターゲットモジュール200a_１、200a_２は、バッキング部113a_１、113a_２とその表面上に固着されたターゲット110a_１、110a_２とから構成される。バッキング部113a_１、113a_２の内部には、冷却溝161a_１、161a_２を形成する隔壁162a_１、162a_２が設けられており、ここに冷却ジャケット160a_１、160a_２が構成されている。冷却溝161a_１、161a_２は、その両端部が冷却水の供給・排水の行われる接続口163a_１、163a_２に接続されている。また、冷却溝161a_１、161a_２は、可能な限り広くターゲット110a_１、110a_２の裏面をカバーできるように形成されている。 4 is a perspective view of the target portion used in the present embodiment, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4 and 5 are diagrams of the target unit 100a, except that the arrangement of the magnetic poles N and S of the permanent magnet 130a of the magnetic field generating unit and the permanent magnet 180a of the magnetic field adjusting unit of the target unit 100b is reversed. The configuration is the same as that of the target unit 100a, and a detailed view thereof is omitted.
As shown in FIG. 4, the target portion 100a is configured to be detachably attached to the frame 51 by a flange 155a of the support portion 150a. In the present embodiment, the target unit 100a has a module configuration of a support module and two target modules as described below, and the target module 200a ₁ , 200a ₂ is attached. The target modules 200a ₁ and 200a ₂ are composed of backing parts 113a ₁ and 113a ₂ and targets 110a ₁ and 110a ₂ fixed on the surface thereof. Inside the backing portion 113a _1, 113a _2, cooling grooves 161a _1, partition walls 162a ₁ to form a 161a _{_2,} 162a ₂ is provided with, wherein the cooling jacket 160a _1, 160a ₂ are configured. Both ends of the cooling grooves 161a ₁ and 161a ₂ are connected to connection ports 163a ₁ and 163a _{2 through} which cooling water is supplied and drained. Further, the cooling grooves 161a ₁ and 161a ₂ are formed to cover the back surfaces of the targets 110a ₁ and 110a ₂ as wide as possible.

図5に示すように、前面にターゲット110a_１、110a_２が固着されたバッキング部113a_１、113a_２は、支持体モジュールの支持体部150aの前面に設けられたターゲットモジュール取り付け部の凹部152aにその周辺部で一定間隔のボルト111aにより交換可能に取り付けられている。
冷却ジャケット160a_１、160a_２は、バッキング部113a_１、113a_２の厚い板状体からなるバッキング本体114a_１、114a_２の後部に隔壁162a_１、162a_２を備えた段付凹部を形成し、この段部に接続口163a_１、163a_２を形成したバッキング蓋体115a_１、115a_２を溶接して段付凹部を密閉することにより形成されている。なお、バッキング部113a_１、113a_２、隔壁162a_１、162a_２は熱良導材、具体的には本例では銅により形成されている。また、図示省略したが、接続口163a_１、163a_２には接続具を介して合成樹脂のチュ−ブが貫通孔154aを通して配管され、冷却ジャケット160a_１、160a_２に冷却水を通すことができるようになっている。
そして、このバッキング部113a_１、113a_２の前面にターゲット110a_１、110a_２を熱良導性の接着材（たとえばインジウム）で接着して、ターゲットモジュール200a_１、200a_２とする。このターゲットモジュール200a_１、200a_２は、真空シール用のＯリング116aにより冷却ジャケット160a_１、160a_２が真空側(対向空間120側)から遮断されるようにして、下記に詳述する支持体モジュールの支持本体部151aの前面の凹部152aに該凹部152aの表面にバッキング部113aの後面が直接接するように取着される。
なお、本実施の形態では、各ターゲット部に2枚ずつのターゲットを並置しているが、一つのターゲット部に配置されるターゲット数は成膜の行われるフィルムの幅によって任意に決定されるものであり、3枚以上とすることもできる。 As shown in FIG. 5, the backing portions 113a ₁ and 113a ₂ having the targets 110a ₁ and 110a ₂ fixed on the front surface are formed in the recesses 152a of the target module mounting portion provided on the front surface of the support portion 150a of the support module. At the periphery thereof, the bolts 111a are attached so as to be replaceable at regular intervals.
The cooling jackets 160a ₁ and 160a ₂ are formed with stepped recesses having partition walls 162a ₁ and 162a ₂ at the rear portions of the backing bodies 114a ₁ and 114a _{2 made} of thick plate-like bodies of the backing portions 113a ₁ and 113a ₂ , respectively. It is formed by sealing the stepped recesses by welding the backing lids 115a ₁ and 115a ₂ having the connection ports 163a ₁ and 163a ₂ formed in the stepped portions. The backing parts 113a ₁ and 113a ₂ and the partition walls 162a ₁ and 162a ₂ are made of a heat conducting material, specifically, copper in this example. Although not shown, synthetic resin tubes are connected to the connection ports 163a ₁ and 163a ₂ through the through-holes 154a through the connection tools, and the cooling water can be passed through the cooling jackets 160a ₁ and 160a _2. It is like that.
Then, the targets 110a ₁ and 110a ₂ are bonded to the front surfaces of the backing portions 113a ₁ and 113a ₂ with a heat conductive adhesive (for example, indium) to obtain target modules 200a ₁ and 200a ₂ . The target modules 200a ₁ and 200a ₂ are support modules described in detail below so that the cooling jackets 160a ₁ and 160a ₂ are blocked from the vacuum side (opposite space 120 side) by a vacuum sealing O-ring 116a. The support main body 151a is attached to the front surface of the concave portion 152a so that the rear surface of the backing portion 113a is in direct contact with the surface of the concave portion 152a.
In this embodiment, two targets are juxtaposed in each target part, but the number of targets arranged in one target part is arbitrarily determined by the width of the film to be deposited It can be 3 or more.

以上のように構成されたことにより、フィルムである基板のターゲット面と平行方向具体的にはフィルムの幅方向に実効的に長大なターゲットの使用が可能になり、幅の広いフィルムへ成膜することが可能になる。そして、ターゲットモジュール200a_１、200a₂毎に独立した冷却ジャケット160a_１、160a_２が設けられており、フィルムの幅方向に適度な長さのターゲット110a_１、110a₂毎に独立して冷却されるので、冷却むらなく効果的な冷却を行うことができ、安定な成膜ができる。また、効果的な冷却により投入電力も大きくできるので、成膜速度も大きくでき、生産性も向上する。なお、各冷却ジャケット160a_１、160a_２に独立して冷却水を供給することができるが、状況に応じて配管を直列接続として一方の冷却ジャケットの排水を他方の冷却ジャケットへ供給するようにすることもできる。 By being configured as described above, it becomes possible to use a target that is effectively long in the direction parallel to the target surface of the film substrate, specifically in the width direction of the film, and is formed on a wide film. It becomes possible. In addition, independent cooling jackets 160a ₁ and 160a ₂ are provided for each of the target modules 200a ₁ and 200a ₂ , and are cooled independently for each of the targets 110a ₁ and 110a ₂ having an appropriate length in the width direction of the film. Therefore, effective cooling can be performed without uneven cooling, and stable film formation can be achieved. In addition, since the input power can be increased by effective cooling, the film formation rate can be increased and the productivity is improved. Although it is possible to supply the cooling water independently for each of the cooling jackets 160a _1, 160a _2, so as to supply the waste water of one of the cooling jacket pipes as a serial connection to the other cooling jacket according to the situation You can also.

本実施の形態では、ターゲットの実効的なフィルムの幅方向の寸法を大きくしたものであるが、後述する磁界調整手段の永久磁石180aを用いることによりターゲットのエロージョンをフィルムの幅方向に均等化することができ、フィルム上にはその幅方向に均一な膜厚の膜形成を行うことが可能になり、全体としての均一な膜形成できる。
支持体モジュールは、熱良導材、本例ではアルミニウムのブロックから切削加工により図示のように成形された一体物の支持体部150aからなる。そして、その取付部のフランジ155aにおいて電気絶縁材、本例では耐熱性樹脂からなるパッキン156a及び真空シール用のＯリング117a、118aを介して枠体51に一定間隔のボルト112aにより電気絶縁されて気密に取り付けられている。
支持体部150aは、図4に示すように、外形は直方体の支持本体部151aの図で下面の後面側に枠体51への取り付け用の所定幅のフランジ155aを突設した構成となっている。そして、図5に示すように、支持本体部151aの前面（図で上面）には、ターゲットモジュール200a_１、200a_２を取り付ける凹部152aが形成され、凹部152aを囲む周壁部153aには磁界発生手段の永久磁石130aを収納する収納部131aが大気側の後面側（図で下面）から穿設されている。 In the present embodiment, the effective dimension of the target in the width direction of the film is increased, but the erosion of the target is equalized in the width direction of the film by using a permanent magnet 180a of the magnetic field adjusting means described later. It is possible to form a film with a uniform film thickness in the width direction on the film, so that a uniform film can be formed as a whole.
The support module is composed of a single support member 150a formed by cutting from a heat conducting material, in this example, an aluminum block. The flange 155a of the mounting portion is electrically insulated from the frame 51 by bolts 112a at regular intervals through a packing 156a made of a heat-resistant resin, in this example, a heat-resistant resin, and O-rings 117a and 118a for vacuum sealing. It is installed airtight.
As shown in FIG. 4, the support 150a has a configuration in which a flange 155a having a predetermined width for mounting to the frame 51 is provided on the rear surface of the lower surface in the figure of the support body 151a having a rectangular parallelepiped shape. Yes. As shown in FIG. 5, a concave portion 152a for attaching the target modules 200a ₁ and 200a ₂ is formed on the front surface (upper surface in the figure) of the support main body portion 151a, and a magnetic field generating means is formed on the peripheral wall portion 153a surrounding the concave portion 152a. A storage portion 131a for storing the permanent magnet 130a is formed from the rear side (the lower surface in the drawing) on the atmosphere side.

ところで、このモジュール取着部の凹部152aは、２個のターゲットモジュール200a_１、200a_２が取り付けられるように、図7に示すようになっている。すなわち、凹部152aのモジュール取着部の底面を基板のフィルム10の幅方向において二つの区画に分割し、この各区画にバッキング部113a_１、113a_２の背面にセットするＯリング116aのシール面119aを形成して、ターゲットモジュールを独立して個々にシールして取着できる取着区画としてある。従って、この各取着区画にターゲットモジュール200a_１、200a_２を取着することにより複数のターゲットモジュール200a_１、200a_２がフィルム10の幅方向に連なった合成ターゲットモジュールが構成される。図7では、図面の簡略化のため、取付用のボルト孔は図示省略した。
本実施の形態では、周壁部153aの前方（図５での上方）側端面をターゲットモジュール200a_１、200a_２のバッキング部113a_１、113a_２の庇部とターゲット110a_１、110a_２の端部が覆っている。この構成においては、この庇部とその上のターゲット端部が電子を反射する電子反射手段と同じ作用をするが、後述の電子反射板を支持部材を介してバッキング部113a_１、113a_２に取り付ける従来の構成に較べ、このターゲット端部が直接バッキング部113a_１、113a_２の庇部に接着されるので一層良く冷却され、大きな電力が投入できるので全体として生産性が向上する効果が得られる。さらにターゲット周囲の構成が非常に簡素となり、保全面、コスト面でも大きな利点がある。ただし、このターゲット端部で電子反射機能を持たせる構成は、磁性材のターゲットの場合にはマグネトロンモードの磁界の形成が難しい。かかる場合も含めて、ターゲット110a_１、110a_２の周縁部の前面近傍にマグネトロンモードの磁界をより確実に形成できるようにする必要がある場合には、周壁部153aとの重なり部のバッキング部113a_１、113a_２の庇部とターゲット110a_１、110a_２の端部を削除し、かつ、周壁部153aすなわち永久磁石130aの磁極端を高くしてその前方に電子反射板を設けた構成として、永久磁石130aの前方側の磁極端面が実質的に槽内側にターゲット110a_１、110a_２前面より少し突き出すようにすることが好ましい。 By the way, the concave portion 152a of the module attaching portion is configured as shown in FIG. 7 so that the _two target modules 200a ₁ and 200a ₂ can be attached. That is, the bottom surface of the module attachment portion of the recess 152a is divided into two sections in the width direction of the film 10 of the substrate, and the seal surface 119a of the O-ring 116a set on the back of the backing sections 113a ₁ and 113a ₂ in each section. And the target module can be independently sealed and attached as an attachment section. Accordingly, by attaching the target modules 200a ₁ and 200a ₂ to the respective attachment sections, a composite target module in which a plurality of target modules 200a ₁ and 200a ₂ are connected in the width direction of the film 10 is configured. In FIG. 7, the bolt holes for mounting are not shown for simplification of the drawing.
In the present embodiment, the front (upper side in FIG. 5) side end surface of the peripheral wall portion 153a is connected to the flange portions of the backing portions 113a ₁ and 113a ₂ of the target modules 200a ₁ and 200a ₂ and the end portions of the targets 110a ₁ and 110a _2. Covering. In this configuration, the flange and the target end portion above it have the same function as the electron reflecting means for reflecting electrons, but an electron reflecting plate described later is attached to the backing portions 113a ₁ and 113a ₂ via the support member. Compared to the conventional configuration, the target end is directly bonded to the flanges of the backing portions 113a ₁ and 113a ₂ , so that it is further cooled and a large amount of electric power can be supplied, so that an effect of improving productivity as a whole can be obtained. Furthermore, the configuration around the target is very simple, and there are significant advantages in terms of maintenance and cost. However, in the configuration in which the electron reflection function is provided at the end of the target, it is difficult to form a magnetron mode magnetic field in the case of a magnetic target. Including such a case, when it is necessary to more reliably form a magnetron mode magnetic field in the vicinity of the front surface of the peripheral portion of the targets 110a ₁ and 110a ₂ , the backing portion 113a that overlaps the peripheral wall portion 153a is used. ₁ and 113a ₂ and the ends of the targets 110a ₁ and 110a ₂ are deleted, and the peripheral wall portion 153a, that is, the magnetic pole end of the permanent magnet 130a is made higher and an electron reflector is provided in front of it. It is preferable that the magnetic pole end surface on the front side of the magnet 130a protrudes slightly from the front surface of the targets 110a ₁ and 110a ₂ substantially inside the tank.

また、支持体部150aの支持本体部151a後面側の中央部には基板のフィルム10の幅方向に、磁界調整手段の永久磁石180a（図3参照）を取り付けるための溝部が所定深さにターゲット110a_１、110a_２のほぼ全長に渡るように穿設されている。なお、この溝部には全溝部を埋めるように永久磁石（180a）を設置しても良く、又必要な個所にのみ設けてもよい。磁界調整手段の永久磁石（180a）と磁界発生手段の永久磁石130aとは、固定板（182a）、132aを介して強磁性体からなるポール板191aにより磁気的に連結されている。なお、ターゲット部100a、100bのポール板191aと191bは、磁気的に結合することが対向モードの磁界の安定化、増強等の面から好ましいが、これには遮蔽板〔52c（図示なし）、52dまたは52e〕上を全面的覆う強磁性体からなる連結板、あるいは真空槽20の槽壁20dと枠体51との間に介在できる、開口部に対応する開口が形成された強磁性体からなる連結板が適用できる。なお、ポール板191aの取り付けは、永久磁石130a、180aの磁力で十分に安定して保持できるので、これらの磁力のみで可能であるが、安全のためビス等で固定することもできる。ポール板191aは、ターゲット部100aからは電気的に絶縁されており、例えば接地電位に保持されている。 In addition, a groove portion for attaching a permanent magnet 180a (see FIG. 3) of the magnetic field adjusting means to a predetermined depth in the width direction of the film 10 of the substrate at the central portion of the support body portion 150a on the rear surface side of the support main body portion 151a. 110a ₁ and 110a ₂ are drilled over almost the entire length. In addition, you may install a permanent magnet (180a) so that all the groove parts may be filled in this groove part, and you may provide only in a required part. The permanent magnet (180a) of the magnetic field adjusting means and the permanent magnet 130a of the magnetic field generating means are magnetically coupled by a pole plate 191a made of a ferromagnetic material via fixed plates (182a) and 132a. The pole plates 191a and 191b of the target portions 100a and 100b are preferably magnetically coupled from the standpoint of stabilization and enhancement of the magnetic field in the opposing mode, but this includes a shielding plate [52c (not shown), 52d or 52e] from a coupling plate made of a ferromagnetic material that covers the entire surface, or a ferromagnetic material that can be interposed between the tank wall 20d of the vacuum chamber 20 and the frame body 51 and has an opening corresponding to the opening. A connecting plate can be applied. The pole plate 191a can be attached sufficiently stably with the magnetic force of the permanent magnets 130a and 180a. Therefore, the magnetic pole can be fixed with screws or the like for safety. The pole plate 191a is electrically insulated from the target unit 100a, and is held at, for example, the ground potential.

収納部131aは、図5に示すように、槽外の大気側から磁界発生手段の永久磁石130aを出し入れできるように、大気側に開口した所定深さの溝穴から構成されており、永久磁石130aはこの収納部131aの溝穴に図示の磁極配置で挿着される。永久磁石130aは、本例では所定長、所定幅の板状のアルニコ等市販の永久磁石を用いている。そして、所定数個の永久磁石130aをターゲット110a_１と110a_２とで構成される複合ターゲット（すなわち110a_１+110a_２の仮想ターゲット）の外周部に沿って配設し、電気絶縁材、本例では薄い樹脂板からなる固定板132aを接着して固定してある。
また、永久磁石130aは、前述の図3に示す通り、上記の配置構成により、プラズマを閉じ込める磁界として、対向するターゲット部100bの永久磁石130bと共同して対向空間（対向する4枚のターゲットによって形成される空間）120を囲繞するターゲットに垂直な方向の対向モードの磁界を形成する。また、永久磁石130aにより、あるいは場合により永久磁石180a及びポール板191aと共同して、永久磁石130a上のターゲット110a_１、110a_２の周縁部からターゲット110a_１と110a_２とによって構成される複合ターゲット（110a_１＋110a_２）の中央部寄りの表面に向かう円弧状のマグネトロンモードの磁界を複合ターゲット（110a_１＋110a_２）の周辺に沿って生ずる。そして、前者の対向モードの磁界で複合ターゲット（110a_１＋110a_２）の中心部のスパッタが、後者のマグネトロンモードの磁界ではその周辺部のスパッタが主として支配され、全体として複合ターゲット（110a_１＋110a_２）の全表面に渡ってほぼ均一なスパッタが実現される。 As shown in FIG. 5, the storage portion 131a is composed of a slot having a predetermined depth opened to the atmosphere side so that the permanent magnet 130a of the magnetic field generating means can be taken in and out from the atmosphere side outside the tank. 130a is inserted into the slot of the storage portion 131a in the illustrated magnetic pole arrangement. As the permanent magnet 130a, a commercially available permanent magnet such as a plate-shaped alnico having a predetermined length and a predetermined width is used in this example. Then, a predetermined number of permanent magnets 130a along the outer peripheral portion of the composite target composed of a target 110a ₁ and 110a ₂ (i.e. virtual targets 110a _{1 +} 110a ₂₎ disposed, electrically insulating material, the present embodiment Then, a fixing plate 132a made of a thin resin plate is bonded and fixed.
In addition, as shown in FIG. 3 described above, the permanent magnet 130a has an opposing space (with four opposing targets) in cooperation with the permanent magnet 130b of the opposing target unit 100b as a magnetic field for confining plasma. The magnetic field of the opposing mode in the direction perpendicular to the target surrounding the space 120) is formed. Further, the permanent magnets 130a, or if in cooperation with the permanent magnets 180a and the pole plate 191a, the composite target composed of a peripheral edge of the target 110a _1, 110a ₂ on the permanent magnets 130a and the target 110a ₁ and 110a ₂ occurs along the periphery of the (110a _{1 +} 110a ₂₎ arcuate composite target a magnetic field of the magnetron mode towards the surface of the central portion side of the (110a _{1 +} 110a _2). The sputtering of the center of the former facing mode field composite target (110a _{1 +} 110a ₂₎ is, in the magnetic field of the latter magnetron mode is governed sputtered its periphery primarily as a whole composite target (110a _{1 +} 110a ₂ ) Substantially uniform sputtering is realized over the entire surface.

上述したように、本実施の形態では、マグネトロンモードの磁界を全体的に強めるように磁界調整手段の永久磁石180aが配置され、固定板132aと同じ薄い樹脂板からなる固定板182aを接着して固定してある。この磁界調整手段によりターゲット110a_１、110a_２の周辺部の前面近傍に形成されるマグネトロンモードの磁界を調整できるので、対向モードの磁界と独立にマグネトロンモードの磁界で支配されるターゲットの周縁部のプラズマ拘束を調整でき、ターゲットのエロージョンの均一化、更には形成される薄膜の基板幅方向の膜厚分布の均一化が実現できる。 As described above, in the present embodiment, the permanent magnet 180a of the magnetic field adjusting means is disposed so as to strengthen the magnetic field of the magnetron mode as a whole, and the fixing plate 182a made of the same thin resin plate as the fixing plate 132a is bonded. It is fixed. Since this magnetic field adjusting means can adjust the magnetic field of the magnetron mode formed in the vicinity of the front surface of the peripheral part of the targets 110a ₁ and 110a ₂ , the peripheral part of the target controlled by the magnetic field of the magnetron mode is independent of the magnetic field of the opposing mode. The plasma constraint can be adjusted, and the erosion of the target can be made uniform, and further the film thickness distribution in the substrate width direction of the formed thin film can be made uniform.

ところで、前述したように、箱型ユニット50では、開放型に比べて、箱型空間内への電子の閉じ込めが強く、開口部からのエネルギー失った低エネルギーの熱的電子の流出が生じると言う問題が起こる場合がある。これに対処して、対向空間であるプラズマ空間から直接電子を吸収する補助電極が、図3においてはその脚部201bのみしか示さなかったが、設けられている。図6は、補助電極201が取り付けられた状態を示す遮蔽板52eの斜視図である。補助電極201は、銅製の管体からなる本体部201aと脚部201b、201cとを有する、“コ”字状の管状電極によって構成されており、その脚部201b、201cにおいて遮蔽板52eに溶接され、そこから外部へ即ち大気中に導出されている。本体部201aは、対向空間120内においてターゲット（110a_１＋110a_２）と（110b_１＋110b_２）（図3において110b_２は図示なし）の開口部側の周縁部の前方近傍にターゲット面に平行に配置される。補助電極201は、遮蔽板52eに溶接されており、これと同じ陽極電位（接地電位）になり、対向空間内に発生した熱的電子を含む過剰電子を吸収する。なお、補助電極201には冷却水が循環されて、強制冷却されており、箱型ユニット50からの熱除去にも寄与している。
なお、補助電極201の配置、形状は図示された例に限定されない。要は熱的電子の滞留し易い個所付近に電極が配置されていればよい。この補助電極201を設けると、電子の滞留に伴う発光が非常に減少することが確認され、基板の成膜中の温度上昇も抑制されることが確認された。 By the way, as described above, in the box-type unit 50, electrons are confined in the box-type space more strongly than the open type, and low-energy thermal electrons that have lost energy from the openings are generated. Problems may arise. In response to this, an auxiliary electrode that directly absorbs electrons from the plasma space, which is the opposing space, is provided, although only the leg 201b is shown in FIG. FIG. 6 is a perspective view of the shielding plate 52e showing a state in which the auxiliary electrode 201 is attached. The auxiliary electrode 201 is composed of a “U” -shaped tubular electrode having a main body portion 201a made of a copper tube and leg portions 201b and 201c, and the leg portions 201b and 201c are welded to the shielding plate 52e. From there, it is led out to the outside, that is, into the atmosphere. The main body 201a is parallel to the target surface in the vicinity of the front of the peripheral edge on the opening side of the targets (110a ₁ + 110a ₂ ) and (110b ₁ + 110b ₂ ) (110b ₂ is not shown in FIG. 3) in the facing space 120. Be placed. The auxiliary electrode 201 is welded to the shielding plate 52e, has the same anode potential (ground potential) as this, and absorbs excess electrons including thermal electrons generated in the facing space. Note that cooling water is circulated through the auxiliary electrode 201 and is forcibly cooled, which also contributes to heat removal from the box-type unit 50.
The arrangement and shape of the auxiliary electrode 201 are not limited to the illustrated example. In short, it is only necessary that the electrode be arranged in the vicinity of a place where thermal electrons are likely to stay. When the auxiliary electrode 201 is provided, it has been confirmed that light emission due to the retention of electrons is greatly reduced, and it is also confirmed that the temperature rise during film formation of the substrate is suppressed.

以上説明したように、ターゲット部100aは、共通の一つの支持体部150aに個々に独立して冷却できる二つのターゲットモジュール200a_１、200a_２を並べて設置した構成となっている。そして、ターゲット部100aは、取付用のフランジ部155aを枠体51に電気絶縁材、具体的には耐熱性樹脂からなるパッキン156a、真空シール用Ｏリング117a、118aを介して一定間隔の電気絶縁材からなるブッシュ（図示省略）を用いてボルト112aにより取り付けることにより、図3に示されるように枠体51に電気的に絶縁された状態で気密に設置され、以下の箱形ユニット50が構成される。
すなわち、この箱型ユニット50は、直方体状の構造材（本例ではアルミニウム）からなる枠体51の側面51a、51bに前記のターゲット部100a、100bを上述のように枠体51と電気絶縁して気密に取着し、基板のフィルム10に対面する下面の開口部となる側面51fを除いてその他の側面51c〜51eに遮蔽板52c〜52eをＯリング（図示省略）を介してボルト（図示省略）により気密に取着して閉鎖した構成となっている（側面51c及び遮蔽板52cは図示なし）。なお、遮蔽板52c〜52eは耐熱性があり、真空遮断できれば良く、その材は特に限定されず、通常の構造材が適用でき、本例では枠体51と同じアルミニウムを用いた。なお、遮蔽板52c〜52eは、必要に応じて、その外側に冷却管等を設けて冷却する。また、側面51c、51dには、遮蔽板52c、52dに替えて、ターゲットを設けてもよい。このようにして、フィルムの幅方向の両端部の膜厚分布を改善できる。
そして、この箱型ユニット50は、その開口部が真空槽20に臨むように枠体51の図で下側の開口側面51fで真空槽20の槽壁20dに気密に取り付けられる。従って、真空槽20と枠体51とは取り付けボルトにより電気的に接続されている。
以上の構成においても、箱型ユニット50内ではターゲット110a_１と110b_１、110a_２と110b_２（110b_２は図示なし）が所定間隔で対向し、かつプラズマの拘束磁界の構成も特開平１０−３３０９３６号公報、特開平１０−８２４６号公報等で公知のターゲットに垂直方向の対向モードの磁界がターゲット全域に形成され、これに加えてそのターゲット面近傍にはターゲット面に平行方向のマグネトロンモードの磁界がターゲット外縁周囲に全周に亘って形成される構成である。よって真空槽20にガス導入系30からアルゴン等の所定のスパッタガスを導入して、スパッタ電源を真空槽20の槽壁20dを陽極として、ターゲット部100a、100bを陰極としてそれらの適所に接続してスパッタ電力を供給することにより従来例と同様にスパッタ成膜が行われる。
この際、磁界発生手段130a、130bを備えたターゲット部100a,100bの対向するターゲット（110a_１＋110a_２）−（110b_１＋110b_２）（110b_２は図示なし）間の対向空間120には従来の対向ターゲット式スパッタ装置と同様に結果、高密度プラズマがターゲットの全面に渡って形成される。
従って、開口側面を除いた５側面を遮蔽した箱型ユニット50を備えた箱型対向ターゲット式スパッタ装置ではスパッタされた粒子は、開口部を通って排気系40により高真空に排気される真空槽20に飛来し、そこにこの長方形の開口部に面して配置され、その長辺と直交する方向に搬送される基板のフィルム10上に堆積し、薄膜を形成する。 As described above, the target unit 100a has a configuration in which two target modules 200a ₁ and 200a ₂ that can be individually cooled independently are arranged side by side on a common support member 150a. The target portion 100a is electrically insulated at regular intervals through the flange portion 155a for attachment to the frame 51 through an electrical insulating material, specifically, a packing 156a made of heat-resistant resin, and O-rings 117a and 118a for vacuum sealing. By mounting with a bolt 112a using a bush made of material (not shown), it is installed in an airtight state in a state of being electrically insulated from the frame 51 as shown in FIG. Is done.
That is, the box-type unit 50 electrically insulates the target parts 100a and 100b from the frame 51 as described above on the side surfaces 51a and 51b of the frame 51 made of a rectangular parallelepiped structural material (aluminum in this example). The shielding plates 52c to 52e are bolted to the other side surfaces 51c to 51e through O-rings (not shown) except for the side surface 51f which is the opening on the lower surface facing the film 10 of the substrate. (Omitted) is airtightly attached and closed (the side 51c and the shielding plate 52c are not shown). The shielding plates 52c to 52e need only have heat resistance and can be vacuum-blocked. The material is not particularly limited, and a normal structural material can be applied. In this example, the same aluminum as the frame 51 is used. In addition, the shielding plates 52c to 52e are cooled by providing a cooling pipe or the like on the outside as necessary. In addition, targets may be provided on the side surfaces 51c and 51d instead of the shielding plates 52c and 52d. In this way, the film thickness distribution at both ends in the width direction of the film can be improved.
The box-type unit 50 is airtightly attached to the tank wall 20d of the vacuum chamber 20 at the lower opening side surface 51f in the figure of the frame 51 so that the opening faces the vacuum chamber 20. Therefore, the vacuum chamber 20 and the frame 51 are electrically connected by the mounting bolt.
Also in the above configuration, the targets 110a ₁ and 110b ₁ , 110a ₂ and 110b ₂ (110b ₂ not shown) face each other at a predetermined interval in the box-type unit 50, and the configuration of the plasma constraining magnetic field is also disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-. 330936, Japanese Patent Laid-Open No. 10-8246, and the like, a magnetic field in a facing mode perpendicular to the target is formed over the entire target area. In addition, a magnetron mode parallel to the target surface is formed in the vicinity of the target surface. In this configuration, the magnetic field is formed around the outer periphery of the target. Therefore, a predetermined sputtering gas such as argon is introduced into the vacuum chamber 20 from the gas introduction system 30, and the sputtering power source is connected to the appropriate place using the tank wall 20d of the vacuum chamber 20 as an anode and the target portions 100a and 100b as cathodes. By supplying the sputtering power, sputtering film formation is performed as in the conventional example.
At this time, the conventional space 120 between the opposing targets (110a ₁ + 110a ₂ ) − (110b ₁ + 110b ₂ ) (110b ₂ is not shown) of the target units 100a and 100b including the magnetic field generating means 130a and 130b is provided in the conventional space 120. As a result, high-density plasma is formed over the entire surface of the target as in the case of the opposed target sputtering apparatus.
Accordingly, in the box-type counter target sputtering apparatus having the box-type unit 50 that shields the five sides except the opening side, the sputtered particles are exhausted to high vacuum by the exhaust system 40 through the opening. 20 is deposited on the film 10 of the substrate which is disposed facing the rectangular opening and conveyed in a direction perpendicular to the long side thereof to form a thin film.

Examples of film formation

図2〜7に示した本実施の形態の連続スパッタ装置において、2個の箱型スパッタユニット50を、図2で左側と真中の位置にセットし、右側の取付口は閉鎖板で閉鎖して、以下のように図1の5層構成の透明断熱フィルムを製造した。
第1の左側の箱型スパッタユニット50は、透明導電層の成膜用であり、ターゲットの一方に錫の含有量が10wt%のITOターゲット、他方にZnOターゲットをセットし、ITZO膜を形成できるようにした。そして、第2の真中の箱型スパッタユニット50には銅を1.35at%、金を0.65at%含む銀合金のターゲットをセットし、銀膜を形成できるようにした。なお、両箱型スパッタユニット50のターゲットは、30cm×10cmのターゲットを2個並置してフィルム幅方向の長さを60cmの複合ターゲットとし、ターゲットの対向間隔は15cmとした。また、スパッタ室20cの両端のフリーロール25にエキスパンダーロールを用いた。そして、スパッタ電源には、ITZO膜、銀膜共に正バイアスパルスが加えられたパルス化直流電源を用いた。
そして、基板のフィルム10には、厚さが50μmで幅が50cm、長さが300mのポリエチレンテレフタレート（PET）フィルムのロール10aを用い、このロール10aを図で左側のロール軸21にセットした。ついで、フィルム10をこれから巻き出してスパッタ室20cを通してロール軸22にセットした巻芯（図示省略）に巻き付け、所定長巻取り、ロール10bを形成し、フィルム10を移送できるようにした。
積層は以下のようにして行った。なお、各層の成膜条件は後述する。まず、ロール10aからロール10bにフィルム10を所定速度、所定張力で移送しつつ、両方の箱型スパッタユニット50を動作させて、第1層11と第2層12のITZO膜と銀層を同時堆積させて、所定時間換言すれば一定長のフィルム10上に成膜した。なお、この2層の同時成膜は、各成膜実施例において、全く問題なく安定して成膜できた。次いでロール10bからロール10aに所定速度、所定張力で巻戻しつつ、第1の箱型スパッタユニット50を動作させて、第3層13のITZO膜を前記所定時間成膜した。次いで再度ロール10aからロール10bにフィルム10を所定速度、所定張力で移送しつつ、第2の箱型スパッタユニット50を動作させて、第4層14の銀層を前記所定時間成膜した。次いで再度ロール10bからロール10aにフィルム10を所定速度、所定張力で移送しつつ、第1の箱型スパッタユニット50を動作させて、第5層15のITZO膜を前記所定時間成膜し、一定長の図1の5層構成の透明断熱フィルムを得た。このように、全く真空槽20の真空を破ることなく、5層を積層して、以下の透明断熱フィルムを製造した。
なお、成膜条件は以下の通りである。スパッタガスにはArを用い、スパッタ圧力0.15Paで全層を形成した。そして、スパッタ電力換言すれば膜厚を替えた積層体を形成してその特性を評価した。スパッタ電力とフィルム10の成膜時の搬送速度は下表の通りである。なお、括弧内に各層の膜厚を示す。この膜厚は、成膜実施例１のものは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による側断面の写真から測定した測定値で、その他のものは該測定値からの換算膜厚である。 In the continuous sputtering apparatus of the present embodiment shown in FIGS. 2 to 7, two box-type sputtering units 50 are set at the left and middle positions in FIG. 2, and the right mounting port is closed with a closing plate. A transparent heat insulating film having a five-layer structure shown in FIG. 1 was produced as follows.
The first left-side box-type sputter unit 50 is for forming a transparent conductive layer, and can set an ITO target with a tin content of 10 wt% on one side and a ZnO target on the other side to form an ITZO film. I did it. A silver alloy target containing 1.35 at% copper and 0.65 at% copper was set in the second middle box-type sputter unit 50 so that a silver film could be formed. The target of the double box type sputtering unit 50 was a 30 cm × 10 cm target placed side by side to form a composite target with a length of 60 cm in the film width direction, and the target spacing was 15 cm. An expander roll was used as the free roll 25 at both ends of the sputtering chamber 20c. As the sputtering power source, a pulsed DC power source to which a positive bias pulse was applied was used for both the ITZO film and the silver film.
A roll 10a of a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 50 μm, a width of 50 cm, and a length of 300 m was used as the substrate film 10, and this roll 10 a was set on the left roll shaft 21 in the drawing. Next, the film 10 was unwound from this and wound around a winding core (not shown) set on the roll shaft 22 through the sputtering chamber 20c, wound up for a predetermined length to form the roll 10b, and the film 10 could be transferred.
Lamination was performed as follows. The film forming conditions for each layer will be described later. First, while transferring the film 10 from the roll 10a to the roll 10b at a predetermined speed and with a predetermined tension, both the box-type sputter units 50 are operated, and the ITZO film and the silver layer of the first layer 11 and the second layer 12 are simultaneously formed. In other words, the film was deposited on the film 10 having a predetermined length. In addition, the simultaneous film formation of these two layers could be stably formed without any problem in each film formation example. Next, the first box-type sputtering unit 50 was operated while rewinding from the roll 10b to the roll 10a at a predetermined speed and with a predetermined tension, and the ITZO film of the third layer 13 was formed for the predetermined time. Next, while the film 10 was transferred again from the roll 10a to the roll 10b at a predetermined speed and with a predetermined tension, the second box-type sputtering unit 50 was operated to form the silver layer of the fourth layer 14 for the predetermined time. Next, while transferring the film 10 from the roll 10b to the roll 10a again at a predetermined speed and with a predetermined tension, the first box-type sputter unit 50 is operated, and the ITZO film of the fifth layer 15 is formed for the predetermined time. A transparent heat insulating film having a five-layer structure shown in FIG. 1 was obtained. Thus, the following transparent heat insulation film was manufactured by laminating 5 layers without breaking the vacuum of the vacuum chamber 20 at all.
The film forming conditions are as follows. Ar was used as a sputtering gas, and all layers were formed at a sputtering pressure of 0.15 Pa. And the sputtering power, in other words, a laminated body having a different film thickness was formed and its characteristics were evaluated. The sputter power and the conveyance speed when the film 10 is formed are as shown in the table below. The thickness of each layer is shown in parentheses. The film thickness of the film formation example 1 is a measured value measured from a photograph of a side cross section with a transmission electron microscope (TEM), and the others are converted film thicknesses from the measured value.

各成膜実施例について、表面電気抵抗（Ω／□）、分光特性を測定した。図8に一例として成膜実施例３の分光特性の測定結果を示す。そして、分光特性より、波長510nmにおける光透過率(510)（％）、並びにT(900)/T(700)を求めた。なお、波長900nmと700nmの光透過率の比T(900)、T(700)は、それぞれ波長900nm、700nmにおける光透過率である。その結果を下表に示す。光透過率(510)は可視光透過率の指標として、T(900)/T(700)は熱線遮断特性すなわち遮蔽係数の指標として測定した。 About each film-forming Example, the surface electrical resistance (ohm / square) and the spectral characteristic were measured. As an example, FIG. 8 shows the measurement results of the spectral characteristics of film formation example 3. Then, from the spectral characteristics, the light transmittance (510) (%) at a wavelength of 510 nm and T (900) / T (700) were obtained. Note that the ratios T (900) and T (700) of light transmittances at wavelengths of 900 nm and 700 nm are light transmittances at wavelengths of 900 nm and 700 nm, respectively. The results are shown in the table below. Light transmittance (510) was measured as an index of visible light transmittance, and T (900) / T (700) was measured as an index of heat ray blocking characteristics, that is, a shielding coefficient.

ついで、成膜実施例1のサンプルを用いて合せガラスを作成し、その光学特性を実測した。その結果、可視光透過率71%で、日射遮蔽係数が0.5で、所望の特性を満たすものであった。
また、このサンプルは、40℃×95%の耐湿試験でも1ケ月で問題なく、40〜80℃のヒートサイクル試験においても1ケ月で問題なく、良好な耐環境性を有することを確認した。
また、成膜実施例1〜3の分光特性を測定し、コンピュータシュミレーションにより可視光透過率、遮蔽係数、日照透過率、日照反射率を求め、評価した。その結果、これら成膜実施例１〜３は、可視光透過率は71.5〜72.5%、遮蔽係数は0.452〜0.461、日照透過率は39〜39.7％、日照反射率43.7〜46,1％の範囲であった。
これら成膜実施例は良好な透明断熱特性、具体的には70%以上の可視光透過率と0.5以下の日射遮蔽係数を達成することが確認された。そして、光透過率(510)が75%以上で、T(900)/T(700)が0.3以下であれば、良好な透明断熱特性が得られることが確認された。なお、これらの成膜実施例から積層体の表面抵抗は10Ω／□以下が断熱面から好ましいことが分かる。
また、成膜実施例1について、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により倍率50万倍でその側断面の観察測定を行った。その測定写真から、積層された5層の境界はほぼ平行線で非常に良好な界面になっており、均一な膜厚の膜が形成されていることが確認された。また、界面は前述の通り均一で不純物等は観察されず、真空破ることなく、積層した効果が確認された。この測定写真から求めた第1層〜第5層の膜厚は、上表に記載の通りで、所期通りの膜形成が出来ていることが確認された。
また、成膜実施例３は、成膜実施例２の2.5倍の生産速度であり、生産性を上げても、全く品質的に問題ないことが確認された。
更に、フィルム10の幅方向の膜厚分布も、全幅において±５%の範囲にあり、特性的にも実質的に問題ないものであった。 Next, a laminated glass was prepared using the sample of the film formation example 1, and its optical characteristics were measured. As a result, the visible light transmittance was 71%, the solar shading coefficient was 0.5, and the desired characteristics were satisfied.
Further, it was confirmed that this sample had good environmental resistance with no problem even in a humidity test at 40 ° C. × 95% in one month, and in a heat cycle test at 40 to 80 ° C. with no problem in one month.
Further, the spectral characteristics of the film formation examples 1 to 3 were measured, and the visible light transmittance, the shielding coefficient, the sunlight transmittance, and the sunlight reflectance were obtained and evaluated by computer simulation. As a result, in these film forming examples 1 to 3, the visible light transmittance is 71.5 to 72.5%, the shielding coefficient is 0.452 to 0.461, the sunlight transmittance is 39 to 39.7%, and the sunlight reflectance is 43.7 to 46,1%. Met.
These film formation examples were confirmed to achieve good transparent heat insulating properties, specifically, visible light transmittance of 70% or more and solar shading coefficient of 0.5 or less. It was confirmed that good transparent heat insulating properties can be obtained when the light transmittance (510) is 75% or more and T (900) / T (700) is 0.3 or less. From these film forming examples, it is understood that the surface resistance of the laminate is preferably 10Ω / □ or less from the heat insulating surface.
In addition, the film formation example 1 was observed and measured on its side cross section with a transmission electron microscope (TEM) at a magnification of 500,000 times. From the measurement photograph, it was confirmed that the boundaries of the five layers were almost parallel lines and a very good interface, and a film with a uniform film thickness was formed. Moreover, the interface was uniform as described above, no impurities were observed, and the effect of stacking was confirmed without breaking the vacuum. The film thicknesses of the first layer to the fifth layer obtained from this measurement photograph were as described in the above table, and it was confirmed that the film was formed as expected.
In addition, the film formation example 3 was 2.5 times faster than the film formation example 2, and it was confirmed that there was no problem in quality even if the productivity was increased.
Further, the film thickness distribution in the width direction of the film 10 was within a range of ± 5% in the entire width, and there was substantially no problem in terms of characteristics.

本発明の実施の形態の連続スパッタ装置により製造される多層膜の一例としての透明断熱フィルムの積層構成を示す側断面図。The sectional side view which shows the laminated structure of the transparent heat insulation film as an example of the multilayer film manufactured with the continuous sputtering apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の連続スパッタ装置の概略の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the schematic structure of the continuous sputtering apparatus of embodiment of this invention. 図２に示される連続スパッタ装置における箱型スパッタユニットの構成を一部断面図にて示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the box-type sputtering unit in the continuous sputtering apparatus shown by FIG. 2 with a partial cross section figure. 箱型スパッタユニットのターゲット部の概略斜視図。The schematic perspective view of the target part of a box-type sputter unit. 図４のＡ−Ａ線での断面図。Sectional drawing in the AA of FIG. 箱型スパッタユニットに用いる補助電極の斜視図。The perspective view of the auxiliary electrode used for a box-type sputter unit. 箱型スパッタユニット用いた支持体部の平面図。The top view of the support body part using a box-type sputter unit. 成膜実施例３の分光特性のグラフ。10 is a graph of spectral characteristics of film formation example 3.

Explanation of symbols

１０透明基板、フィルム
１１、１３、１５金属酸化物層
１２、１４銀層
２０真空槽
３０ガス導入系
４０排気系
５０箱型スパッタユニット
５１枠体
５１ａ、５１ｂ、５１ｅ、５１ｆ側面
５２ｄ、５２ｅ遮蔽板
１００ａ、１００ｂターゲット部
１１０ａ_１、１１０ａ_２、１１０ｂ_１ターゲット
１２０対向空間
１３０ａ、１３０ｂ永久磁石（磁界発生手段）
１５０ａ支持体部
１６０ａ_１、１６０ａ_２冷却ジャケット
１８０ａ永久磁石（磁界調整手段）
１９１ａ、１９１ｂポール板
２００ａ_１、２００ａ_２ターゲットモジュール
２０１補助電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transparent substrate, Film 11, 13, 15 Metal oxide layer 12, 14 Silver layer 20 Vacuum tank 30 Gas introduction system 40 Exhaust system 50 Box-type sputter unit 51 Frame body 51a, 51b, 51e, 51f Side surface 52d, 52e Shielding plate 100a, 100b target unit 110a _{_1,} 110a _2, 110b ₁ target 120 facing the space 130a, 130b permanent magnets (magnetic field generating means)
150a support part 160a ₁ , 160a ₂ cooling jacket 180a permanent magnet (magnetic field adjusting means)
191a, 191b Pole plate 200a ₁ , 200a ₂ Target module 201 Auxiliary electrode

Claims

Driven by a winder / unwinder inside, a vacuum tank having first and second roll attachment shafts capable of winding and unwinding a long film, and attached to the vacuum tank A sputtering unit for forming a film on the film, the film is unwound from the roll set on one roll attachment shaft, and conveyed through the area facing the sputtering unit of the vacuum chamber, and the other roll In a continuous sputtering apparatus in which a film is wound on a roll with an attachment shaft, and a film is continuously formed on the film while being conveyed,
The sputter unit is
A rectangular parallelepiped frame having six sides and one of which has a rectangular opening side;
The frame body is provided with a target and a backing portion for cooling the target, which are airtightly provided so as to be opposed to the two side surfaces on the long side adjacent to the opening side surface of the frame body, and can be independently and airtightly attached. A composite target module in which a plurality of target modules are juxtaposed in the long side direction of the opening side surface, and a magnetic field generating means for forming a magnetic field in an opposing mode perpendicular to the target surface provided around the composite target module, respectively A pair of target units provided;
A box-type sputter unit in which the remaining three side surfaces excluding the open side surface of the frame are sealed, the open side of the box-type sputter unit faces the film, and the long side of the open side surface is the film side. A continuous sputtering apparatus, characterized in that the film is deposited while being transported so as to be orthogonal to the transport direction.

A vacuum chamber is connected between the first and second roll chambers, in which the first and second roll attachment shafts are respectively disposed, and between the first roll chamber and the second roll chamber. A sputter chamber having a sputter opening facing the film to be transported, the box-type sputter unit being attached to the sputter opening on the side of the opening, and sputtering from one roll chamber under vacuum. The continuous sputtering apparatus according to claim 1, wherein the film is formed on the film in the sputtering chamber while the film is conveyed to the other roll chamber through the chamber.

The continuous sputtering apparatus according to claim 2, wherein a partition valve is provided between the roll chamber of the vacuum chamber and the sputtering chamber so that the vacuum can be shut off for each chamber.

The continuous sputtering according to any one of claims 1 to 3, wherein the backing portion includes a cooling jacket inside, and a cooling fluid is allowed to flow through the jacket to cool the target attached to the front surface. apparatus.

The target portion is provided over the entire circumference along the periphery of the module attaching portion and the periphery thereof so that a plurality of target modules can be individually sealed on the front surface and can be attached in parallel in the long side direction of the opening side surface. A support unit including a magnet storage unit that stores the permanent magnet of the magnetic field generation unit in a direction perpendicular to the target, and a plurality of target modules are mounted side by side in the long side direction on the module mounting unit. The continuous sputtering apparatus according to claim 1, wherein:

The continuous sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein film formation is possible when the film is transported in any direction with respect to the film transported between the two roll attachment shafts.

The continuous sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of box-type sputtering units are arranged in the vacuum chamber along a film conveyance path.

A tension detector that detects the tension of the film transported in the vacuum chamber and a speed detector that detects the speed of the film are provided, and one of the winding and unwinding machines is controlled by the detection signal of the tension detector. 8. The continuous sputtering apparatus according to claim 1, wherein the other side is controlled by a detection signal, and the film is conveyed at a predetermined tension and a predetermined speed.

The continuous sputtering apparatus according to claim 1, wherein the film is formed on a film conveyed in the air in a vacuum chamber.

The continuous sputtering apparatus according to claim 1, wherein the film transport path is formed by a plurality of freely rotatable rolls.

11. The continuous sputtering apparatus according to claim 10, wherein at least one of the free rolls is a drum-shaped expander roll having a central portion larger in diameter than an end portion.

The continuous sputtering apparatus according to claim 1, wherein the film is a plastic film.

Within the vacuum chamber, the film is unwound from one roll, transported through the area facing the sputtering unit that forms the thin film, wound up on the other roll, and continuously while transporting to the long film In the continuous sputtering method for film formation,
The sputter unit is
A rectangular parallelepiped frame having six sides and one of which has a rectangular opening side;
A target module, which is airtightly provided so as to face two side surfaces on the long side adjacent to the opening side surface of the frame body, includes a target and a backing portion for cooling the target, in the long side direction of the opening side surface. A pair of target units comprising a plurality of juxtaposed composite target modules, and magnetic field generating means for forming a magnetic field in a facing mode perpendicular to the target surface provided around the composite target module;
A box-type sputter unit in which the remaining three side surfaces excluding the open side surface of the frame are sealed, and a plurality of box-type sputter units are transported along the film transport path with the long side of the open side surface transporting the film. A continuous sputtering method characterized by being arranged so as to be orthogonal to a direction and laminating a plurality of layers without breaking a vacuum.

The continuous sputtering method according to claim 13, wherein a plurality of layers are formed simultaneously.

15. The continuous sputtering method according to claim 13 or 14, wherein the film is formed on the film both when it is conveyed in one direction and when it is conveyed in the opposite direction.

The continuous sputtering method according to claim 13, wherein the film is formed in a temperature-free state.

When forming a film composed of two or more elements, the opposing targets of the box-type sputtering unit are individually composed of elements smaller than the number of elements in the film, and a target that becomes a film composition when both are combined. The continuous sputtering method according to any one of claims 13 to 16, wherein

The continuous sputtering method according to claim 13, wherein the film is a plastic film.