CN104685096A

CN104685096A - 物理蒸镀处理方法和物理蒸镀处理装置

Info

Publication number: CN104685096A
Application number: CN201380053125.4A
Authority: CN
Inventors: 藤井博文
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-06-03
Also published as: JP2014077185A; EP2907890A1; KR101697448B1; KR20150053800A; WO2014057608A1; BR112015007783A2; EP2907890A4; JP5916581B2

Abstract

提供一种在可靠地抑制靶极的偏差消耗的同时进行PVD处理的方法和装置。PVD处理方法包含：通过在真空腔室（2）内的阳极（3）与阴极（4）之间产生放电而使阴极（4）蒸发，来进行PVD处理；当进行PVD处理时，使冷却介质在形成于阳极（3）和阴极（4）中的冷却对象电极的冷却流路中流通，对该冷却对象电极进行冷却，并且切换该冷却介质的流通方向以使其反转。

Description

物理蒸镀处理方法和物理蒸镀处理装置

技术领域

本发明涉及物理蒸镀（PVD）处理方法和物理蒸镀（PVD）处理装置。

背景技术

以往，以提高切削工具的耐磨损性和提高机械零件的滑动面的滑动特性为目的，对基材（成膜对象物）进行利用物理蒸镀（PVD）方法的硬质皮膜（TiN、TiAlN、CrN等）的成膜。作为在这样的硬质皮膜的成膜中使用的装置，有电弧离子镀装置和溅镀装置等成膜装置。

例如，在专利文献1中，公开了包括构成阴极的靶极和阳极的电弧离子镀装置。上述靶极呈朝向上下方向的杆状。上述阳极在上述靶极的周围以包围该靶极的方式配备。具体而言，该阳极具有从靶极的上端向外周侧的上方隔开距离地设置的上部环状电极、从阴极的下端向外周侧的下方隔开距离地设置的下部环状电极、和将这些上下的环状电极彼此沿上下方向连结的多个棒状电极。

另一方面，在一般的PVD处理装置中，已知如果在作为阴极的靶极的表面温度、或在与该靶极之间引起放电的阳极的表面温度中存在不均，则其中温度较高的部分的电阻相对升高，所以仅在温度较低的部分中优先地发生放电，在电极面内不再均匀地发生放电。如果发生这样的放电的偏差，则仅在电极的一部分中发生放电，容易发生靶极局部地减小的偏差消耗。该偏差消耗使靶极的利用效率下降，并且使靶极较早地达到寿命，使该靶极的更换作业的频率及处理成本增大。进而，靶极的偏差消耗也成为工件的膜厚分布的不均匀或再现性下降等的原因。

因此，在上述专利文献1所记载的PVD处理装置中，将构成阳极的电极和构成阴极的靶极尽可能均匀地冷却也是优选的。作为其手段，在专利文献1中公开了使靶极的内部成为空洞来构成冷却流路并使冷却水在该冷却流路中流通的手段。

但是，当冷却水实际在上述冷却流路中流动时，在流路的入口侧与出口侧之间，冷却水的温度产生较大的差。该温度差产生冷却能力的差异，有时成为靶极的偏差消耗的原因。例如，在距冷却流路的入口侧较近的部分中，因为冷却水的温度较低，所以冷却能力较高，电极的温度局部地降低，从而促进放电。另一方面，在距冷却流路的出口侧较近的部分中，由于冷却水的温度升高，所以冷却能力下降，电极的温度成为高温，放电减少。结果在靶极中发生偏差消耗。即，在以往的PVD处理装置中，电极的冷却部分性地变得不充分，不能可靠地抑制靶极的偏差消耗。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3195492号公报。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在可靠地抑制靶极的偏差消耗的同时进行PVD处理的PVD处理方法和PVD处理装置。

本发明所提供的PVD处理方法包含：准备物理蒸镀处理装置，所述物理蒸镀处理装置包括内部为真空的真空腔室和设置在该真空腔室的内部的阳极和阴极，上述阳极和上述阴极中的至少一方是冷却对象电极，在该冷却对象电极中形成有冷却流路的至少一部分；通过在上述阳极与上述阴极之间产生放电而使上述阴极蒸发，从而进行物理蒸镀处理；当进行该物理蒸镀处理时使冷却介质在上述冷却流路中流通，对上述冷却对象电极进行冷却，并且切换该冷却介质的流通方向以使其反转。

此外，本发明所提供的PVD处理装置包括：真空腔室，内部为真空；设置在该真空腔室的内部的阳极和阴极，通过在这些阳极与阴极之间产生放电，使上述阴极蒸发，从而能够进行物理蒸镀处理；和冷却机构，将上述阳极和上述阴极中的至少一方作为冷却对象电极冷却，上述冷却机构包括冷却流路和流通方向切换部，所述冷却流路包括形成在上述冷却对象电极中的流路，并且用于冷却该冷却对象电极的冷却介质能够在所述流路的内部流通，所述流通方向切换部进行切换以使上述冷却流路中的冷却介质的流通方向交替地反转。

附图说明

图1是表示本发明的各实施方式的PVD处理装置的整体构成的剖面正视图。

图2是表示本发明的各实施方式的靶极的立体图。

图3是表示本发明的各实施方式的冷却机构的流程图。

图4是表示在本发明的第1实施方式中将靶极冷却的冷却机构的立体图。

图5是表示在本发明的第2实施方式中将外侧电极冷却的冷却机构的立体图。

图6是表示在参考例的PVD处理装置中设置的将外侧电极冷却的冷却机构的图。

具体实施方式

图1表示以下说明的本发明的各实施方式的PVD处理装置1的整体构成。该PVD处理装置1是利用PVD（Physical Vapor Deposition）方法对工件W的表面进行成膜的装置。PVD方法是这样的方法：通过使用电弧使要成膜的物质蒸发或使离子碰撞而弹飞等的物理手段，在工件W上堆积要成膜的物质而将皮膜成膜。

在进行该PVD方法的PVD处理装置中，有通过电弧离子镀方法进行成膜的AIP装置（Arc Ion Plating）和溅镀装置等。以下，设想AIP装置来说明本发明的实施方式的PVD处理装置1。另外，在以下的说明中，将在PVD处理中使用的电极中的电位较高的一侧的电极称为“阳极”，将电位较低的一侧的电极称为“阴极”，它们与阳电极和阴电极是同义的。

如图1所示，本发明的实施方式的PVD处理装置1包括内部为空洞的真空腔室2、配设在该真空腔室2的内部的外侧电极3、和同样配设在真空腔室2的内部的靶极4。其中，上述靶极4构成阴极，“外侧电极3”构成阳极。即，靶极4和外侧电极3分别用作用于PVD处理的电极。

用作阳极即阳电极的外侧电极3连接到在图1中作为直流电源表示的电弧电源5的正极上，用作阴极即阴电极的靶极4电气地连接到上述电弧电源5的负极上。上述电弧电源5对作为阳极的外侧电极3与作为阴极的靶极4之间赋予能够产生电弧放电的电位差。

作为成膜对象的工件W配置在上述外侧电极3的外侧，以将通过上述电弧放电蒸发的由靶极4构成的成膜物质在工件W的表面上成膜。

用作阴极的上述靶极4是长条圆柱状的部件，以沿上下方向延伸的方式配备在真空腔室2的中心，其适当的部位例如上下两端连接在上述电弧电源5的负极上。靶极4由要在工件W的表面上成膜的成膜物质构成。具体而言，作为构成靶极4的物质，优选的是Ti、Zr、Cr等金属。通过这些金属的使用，能够在工件W表面上形成TiN、ZrN、CrN等硬质皮膜。

如图2所示，靶极4形成为中空状即圆筒状。具体而言，靶极4具有沿着其轴心的中空部4a，冷却介质能够在该中空部4a中流通。

如图4和图5所示，用作阳极的外侧电极3配置在靶极4的外侧，呈以包围该靶极4的方式配备的圆筒笼状。具体而言，外侧电极3包括从靶极4的上端向径外侧上方隔开距离地配备的上部环状电极6、从靶极4的下端向径外侧下方隔开距离地配备的下部环状电极7、和将这些上部环状电极6和下部环状电极7上下连结的多个棒状电极8。

上部环状电极6和下部环状电极7是具有以上下方向的轴为中心的圆环状即在中央围成圆形的空间的形状的电极。各棒状电极8是沿上下方向延伸的棒状电极，排列在靶极4的周围。具体而言，各棒状电极8以环状地包围上述靶极4的方式分别配备在沿周向等间隔地排列的多个（在图例中是8个）位置。在棒状电极8的内部也沿着其轴心形成有中空部。

在该PVD处理装置1中，如果在靶极4的放电面的温度或在与靶极4之间引起放电的外侧电极3的放电面的温度中存在不均，则因温度较高的部分的电阻上升，而在低温部优先地发生放电，有可能在电极面内不再均匀地发生放电。如果发生这样的放电的偏差，则容易仅在靶极4的一部分中发生放电而引起靶极4局部消耗的偏差消耗。作为抑制该偏磨损的手段，使冷却介质穿过上述外侧电极3的内部或靶极4的内部来将外侧电极3或靶极4冷却是有效的。作为冷却介质，优选的是能够廉价地获得的冷却水。

但是，由于上述外侧电极3和靶极4特别是外侧电极3是非常复杂的结构，所以仅通过简单地使冷却水在其内部流通，有时不能获得充分的冷却效果。作为参考例，参照图6所示的装置说明其详细理由。

图6所示的装置包括靶极104和作为阳极的电极103，该电极103包括中空的上部环状电极106、中空的下部环状电极107、和包围靶极104的8条中空的棒状电极108A、108B、108C、108D、108E、108F、108G、108H。上部环状电极106和下部环状电极107的内部空间被分隔为沿周向排列的多个室，在该分隔出的各室上连接着彼此相邻的两条棒状电极。在该装置中，将冷却水供给至在上部环状电极106中相互分隔的室中的一个室，然后一边以棒状电极108A、下部环状电极107、棒状电极108B、上部环状电极106、棒状电极108C、下部环状电极107、棒状电极108D、上部环状电极106、棒状电极108E、下部环状电极107、棒状电极108F、上部环状电极106、棒状电极108G、下部环状电极107、棒状电极108H的顺序蜿蜒，一边在电极103的内部流动，由此将作为阳极的电极103冷却。

但是，如果冷却水实际沿着上述流路流动，则在该流路的入口侧和出口侧，冷却水的温度发生较大的差异，该入口侧和出口侧的温度差产生冷却能力的差异，产生放电状态的偏差，进而有时成为靶极104的偏差消耗的原因。例如，在上述图6的冷却流路的入口侧，由于冷却水的温度较低，所以冷却能力较高，距该入口侧较近的棒状电极108A及棒状电极108B等的温度局部降低，从而促进放电。另一方面，在冷却流路的出口侧，由于冷却水的温度升高，所以冷却能力下降，距该出口侧较近的棒状电极108G及棒状电极108H的温度成为高温，放电减少。结果，发生产生偏差消耗的问题，即，靶极104中的距棒状电极108A、108B较近的部分比其他部分更大地凹陷。

针对于此，本发明的各实施方式的PVD处理装置1包括图3所示的冷却机构。该冷却机构是以上述外侧电极3和上述靶极4中的至少一方的电极作为冷却对象电极30来对该冷却对象电极30进行冷却的机构，包括：冷却流路11，使作为冷却介质的冷却水在上述冷却对象电极30中流通，并对该冷却对象电极30进行冷却；和流通方向切换部24，将冷却流路11中的冷却水的流通方向切换以使其反复反转。上述冷却流路11具有用于使冷却水从电极的一侧朝向另一侧流通来进行电极的冷却的第1冷却流路12、和用于使冷却水从电极的另一侧朝向一侧流通来进行电极的冷却的第2冷却流路13。

这里所述的第1冷却流路12和第2冷却流路13既可以是在物理上相互独立的水路，也可以将共同的水路兼用作第1冷却水路12和第2冷却水路13。即，由于将上述“第1冷却流路12”定义为用于使冷却水从冷却对象电极30的一侧向另一侧流动的流路，将上述“第1冷却流路12”定义为用于使冷却水从电极的另一侧向一侧流动的流路，所以只要进行冷却水的流通方向的切换，就能够在第1冷却流路12和第2冷却流路13中使用共同的流路。

在上述第1和第2实施方式中，将冷却流路11中的形成在冷却对象电极30的内部的流路兼用作第1冷却流路12和第2冷却流路。该冷却水的流通方向的切换，换言之第1冷却流路12与第2冷却流路13之间的使用流路的切换通过流通方向切换部24进行。

上述冷却机构所冷却的冷却对象电极30既可以仅是外侧电极3和靶极4中的某一方，也可以是两者。在第1实施方式中，将形成为长条圆柱状的靶极4作为冷却对象电极30冷却，在第2实施方式中，将配置在靶极4的外侧的外侧电极3作为冷却对象电极30冷却。

图3所示的冷却机构具有与冷却对象电极30的上部（在第1实施方式中如图4所示是靶极4的上端）相连的上部配管14、与冷却对象电极30的下部（在第1实施方式中如图4所示是靶极4的下端）相连的下部配管15、供给配管16、排水配管17、和作为构成流通方向切换部24的多个阀的第1、第2和第3切换阀18、19和20。上部配管14和下部配管15与冷却对象电极30的内部（在第1实施方式中是靶极4内的中空部4a）连通。供给配管16连接到未图示的冷却水的供给部，排水配管17连接到未图示的冷却水的排水部。

上述第1～第3切换阀18～20分别由三通阀构成。上述供给配管16具有从冷却水的供给部到第1切换阀18的部分、和在该第1切换阀18处分支而分别构成第1和第2冷却流路12、13的部分。

供给配管16中的从第1切换阀18分支而构成第1冷却流路12的部分经由第2切换阀19与上述上部配管14连接。在由三通阀构成的第2切换阀19的另一个端口上连接着排水配管17，排水配管17到达冷却水的排水部。

上述供给配管16中的从上述第1切换阀18分支而构成第2冷却流路13的部分经由第3切换阀20与上述下部配管15连接。在由三通阀构成的第3切换阀20的另一个端口上连接着上述排水配管17，上述排水配管17到达冷却水的排水部。

以上所述的上部配管14、下部配管15、供给配管16、排水配管17构成冷却流路11，上述第1～第3切换阀18～20构成在上述冷却流路11的中途切换流通方向的流通方向切换部24。即，通过上述第1～第3切换阀18～20的切换操作，能够将作为冷却对象电极30的外侧电极3或靶极4中的冷却水的流通方向切换以使其反转。即，能够进行第1冷却流路12和第2冷却流路13的切换。

具体而言，当使用第1冷却流路12时，如由图3的黑箭头所示，操作第1切换阀18以使在供给配管16中流动的冷却水到达第1切换阀19，操作第2切换阀19以将该供给配管16连接到上部配管14，操作第3切换阀20以将下部配管15连接到排水配管17。由此，在上部配管14中流动的冷却水在形成在冷却对象电极30的内部的流路（在第1实施方式中是靶极4内的中空部4a）中向下流动，向下部配管15流出，经过第3切换阀20向排水配管17引导。这样在第1冷却流路12中流动的冷却水在冷却对象电极30内从上侧朝向下侧即朝下流动，由此对该冷却对象电极30进行冷却。

另一方面，当使用第2冷却流路13时，如由图3的中空箭头所示，操作第1切换阀18以使在供给配管16中流动的冷却水到达第3切换阀20，操作第3切换阀20以将该供给配管16连接到下部配管15，操作第2切换阀19以将上部配管14连接到排水配管17。由此，在下部配管15中流动的冷却水在形成在冷却对象电极30的内部的流路（在第1实施方式中是靶极4内的中空部4a）向上流动，向上部配管14流出，经过第2切换阀19向排水配管17引导。这样在第2冷却流路13中流动的冷却水在冷却对象电极30内从下侧朝向上侧即朝上流动，由此对该冷却对象电极30进行冷却。

在使用上述第1冷却流路12时，将冷却流路11中的距冷却水的入口侧较近的上侧部分比下侧部分更有效地冷却，在使用第2冷却流路13时，将冷却流路11中的距冷却水的出口侧较近的下侧部分比上侧部分更有效地冷却。因此，通过使冷却水的流通方向反转以交替地使用第1冷却流路12和第2冷却流路13，能够将冷却对象电极30均匀地冷却。这使靶极4的消耗量变均匀，由此能够提高该靶极4的利用效率，延长靶极4的更换周期。此外，也降低了因靶极4中的放电集中等造成的异常放电的可能性，还能够实现工件W中的均匀的膜厚分布。

在上述实施方式中，在阳极与阴极之间产生电弧放电，但在代替电弧放电而产生溅镀放电的情况下，也能够应用同样的电极冷却机构。

上述冷却流路11中的冷却水的流通方向的切换时机可以根据PVD处理等的内容适当选择。

例如在将PVD处理以批次处理进行的情况下，可以针对每个批次，将所使用的冷却流路在第1冷却流路12与第2冷却流路13之间切换，即，使外侧电极3或靶极4中的冷却水的流通方向反转。作为例子，可以操作第1～第3切换阀18～20，以在第奇数次的批次处理中使用第1冷却流路12，在第偶数次的批次处理中使用第2冷却流路13。

此外，在预先知道或能够推测作为阴极的靶极4的使用寿命的情况下，可以将靶极4的寿命划分为多个期间（例如两个期间），针对各期间，将所使用的冷却流路在第1冷却流路12与第2冷却流路13之间切换，即，使外侧电极3或靶极4中的冷却水的流通方向反转。作为例子，可以操作第1～第3切换阀18～20，以在第1期间使用第1冷却流路12，在第2期间使用第2冷却流路13。上述靶极4的使用寿命如果是电弧电极则可以根据放电电流的累计值来预测，如果是溅镀电极则可以根据放电电力的累计值来预测。

这样，能够在可靠地抑制靶极4的偏差消耗的同时进行PVD处理。例如，在电弧离子镀方法中，来自靶极4的微滴（熔融粒子）的释放是不可避免的，但已知通过靶极4的温度上升，使得其数量及大小急剧地增大。但是，通过将靶极4均匀地冷却，能够防止微滴的增大。此外，在电弧离子镀方法和溅镀方法中的任一种中，如果在靶极4中有温度不均，则不均匀地变形而使温度不均增长，或在使用脆性材料的情况下等，也有时产生裂纹，但通过使用第1实施方式的技术将靶极4均匀地冷却，能够防止这样的不良状况。

上述第1实施方式的冷却机构直接冷却作为阴极的靶极4，但第2实施方式的冷却机构通过冷却作为阳极的外侧电极3，也能够在进行外侧电极3自身的损耗防止的同时间接地冷却靶极4。进而，在第2实施方式中，通过使用冷却机构将外侧电极3的放电面的温度不均消除，能够使电弧在两电极间更均匀地发生，能够进一步可靠地抑制靶极4的偏差消耗。

在图5中表示该第2实施方式的PVD处理装置的主要部分。该第2实施方式的冷却机构的冷却流路11使冷却水在外侧电极3内流通。外侧电极3如上述那样包括上部环状电极6、下部环状电极7和多个棒状电极8，这些电极6～8都是中空的，以便使冷却水能够流通。而且，与图6所示的装置不同，上部环状电极6和下部环状电极7的内部没有被分隔为多个室。因此，在冷却水向上部环状电极6流入的情况下，该冷却水在上部环状电极6的内部整体中流通，在上下延伸的棒状电极8的每个中均等地向下流动，流入下部环状电极7的内部。即，第2实施方式的冷却机构在作为冷却对象电极30的外侧电极3的内部中，冷却流路11分支为多个分支流路，即各棒状电极8内的流路，冷却水以分配至各分支流路的方式流通。

如果更具体地说明，则在第2实施方式的冷却机构中，冷却流路11中的形成在上部环状电极6的内部的流路呈在该上部环状电极6的周向上连续的圆环状。在该上部环状电极6的上壁上设置有上部连接管22，上部连接管22相对于该上部环状电极6内供给或排出冷却水。上述各棒状电极8在周向上隔开相等的间隔排列，同时连接在上部环状电极6的底壁上。因而，在对上部环状电极6的内部的圆环状的流路供给冷却水的情况下，该冷却水分配至各棒状电极8内的分支流路，相反，在冷却水在各棒状电极8内的分支流路的下侧分配至各棒状电极8内的分支流路并在该分支流路内上升的情况下，该冷却水在上部环状电极6内的圆环状的流路内汇合。

上述下部环状电极7具有使上述上部环状电极6上下反转的结构。即，该下部环状电极7也在内部具有圆环状的流路，上述各棒状电极8在周向上隔开相等的间隔排列，同时连接在下部环状电极7的顶壁上。因而，下部环状电极7内的流路能够在各棒状电极8的下侧向各棒状电极8分配冷却水，或者相反地使在各棒状电极8的上侧分配至该棒状电极并向下流动的冷却水汇合。在下部环状电极7的底壁上设置有相对于该下部环状电极7内供给或排出冷却水的下部连接管23。

具有这样的结构的外侧电极3的内部流路也与第1实施方式的靶极4的中空部4a同样，能够导入到图3所示的配管路径。在该情况下，上述上部连接管22与从第2切换阀19延伸的上部配管14连接，下部连接管23与到达第3切换阀20的下部配管15连接。并且，通过构成流通方向切换部24的第1～第3切换阀18～20的切换操作，能够进行第1冷却流路12与第2冷却流路13之间的使用流路的切换。例如，当冷却水在第1冷却流路12中流通时，供给到上部环状电极6内的冷却水被分配至各棒状电极8内的分支流路，通过在该分支流路中向下流动后在下部环状电极7中汇合，来可靠地冷却外侧电极3。相反，当冷却水在第2冷却流路13中流通时，供给到下部环状电极7内的冷却水被分配至各棒状电极8内的分支流路，通过在该分支流路内上升后在上部环状电极6中汇合，来可靠地冷却外侧电极3。

这样，在第2实施方式中，也与第1实施方式同样，通过使用图3所示的流通方向切换部24交替地切换第1冷却流路12和第2冷却流路13，来冷却外侧电极3，能够与第1实施方式的靶极4的冷却同样冷却外侧电极3。这里更优选的是，设置在下部环状电极7上的下部连接管23的位置与设置在上部环状电极6上的上部连接管22的位置夹着环的中心处于相反侧的位置。即，形成在外侧电极3的内部的冷却流路优选配置为在上下方向和左右方向上是对称的。该配置能够使使用第1冷却流路12的情况下即使冷却水从上部环状电极6向下部环状电极7流通的情况下的冷却水的流动、与使用第2冷却流路13的情况下即使冷却水从下部环状电极7向上部环状电极6流通的情况下的冷却水的流动相互大致相等，由此能够使冷却流路11内的冷却水的流量均匀化。

第2实施方式的其他构成与第1实施方式大致同样，所以省略其详细的说明。

通过使用以上所述的第2实施方式的技术，能够在进行外侧电极3自身的损耗防止的同时间接地冷却靶极4，能够在可靠地抑制靶极4的偏差消耗的同时进行PVD处理。

此外，如图1所示，由外侧电极3构成的阳极的放电面往往设置在比由靶极4构成的阴极的放电面更接近于工件W侧的位置，外侧电极3的温度对处理中的工件W的温度带来影响的可能性大。由于处理中的工件温度的变动对膜质带来影响，所以外侧电极3的温度的均匀化有助于膜质的均匀化的程度高。

本发明并不限定于上述各实施方式，在不改变发明的本质的范围内，能够适当改变各部件的形状、结构、材质、组合等。此外，在此次公开的实施方式中没有明示公开的事项，例如运转条件及作业条件、各种参数、构成物的尺寸、重量、体积等不脱离本领域技术人员通常实施的范围，采用只要是通常的本领域技术人员就能够容易地想到的事项。

如上所述，根据本发明，提供能够在可靠地抑制靶极的偏差消耗的同时进行PVD处理的PVD处理方法和PVD处理装置。

本发明所提供的PVD处理方法包含：准备物理蒸镀处理装置，所述物理蒸镀处理装置包括内部为真空的真空腔室和设置在该真空腔室的内部的阳极和阴极，上述阳极和上述阴极中的至少一方是冷却对象电极，在该冷却对象电极中形成有冷却流路的至少一部分；通过在阳极与阴极之间产生放电而使上述阴极蒸发，从而进行物理蒸镀处理；当进行该物理蒸镀处理时使冷却介质在上述冷却流路中流通，对上述冷却对象电极进行冷却，并且切换该冷却介质的流通方向以使其反转。该流通方向的反转切换使得能够进行冷却对象电极的均匀的冷却，并可靠地抑制靶极的偏差消耗。

在该方法中优选的是，作为上述物理蒸镀处理装置，使用设置在上述冷却对象电极中的冷却流路分支为多个分支流路的物理蒸镀处理装置，通过将上述冷却介质分配到多个分支流路中的各个分支流路并使上述冷却介质在所述各个分支流路中流通，来进行该冷却对象电极的冷却。这样的冷却介质向各分支流路的分配使得能够实现该冷却对象电极的更均匀的冷却。

上述PVD处理也可以以批次处理进行。在该情况下，例如可以针对上述各批次处理进行上述冷却流路中的冷却介质的流通方向的切换。

或者也可以是，将上述阴极的使用寿命划分为多个期间，针对所划分的每个期间，进行上述冷却流路中的冷却介质的流通方向的切换。

此外，本发明所提供的PVD处理装置包括：真空腔室，内部为真空；设置在该真空腔室的内部的阳极和阴极，通过在这些阳极与阴极之间产生放电，使上述阴极蒸发，从而能够进行物理蒸镀处理；和冷却机构，将上述阳极和上述阴极中的至少一方作为冷却对象电极冷却。上述冷却机构包括冷却流路和流通方向切换部，所述冷却流路包括形成在上述冷却对象电极中的流路，并且用于冷却该冷却对象电极的冷却介质能够在所述流路的内部流通，所述流通方向切换部进行切换以使上述冷却流路中的冷却介质的流通方向交替地反转。

例如优选的是，上述冷却流路具有：第1冷却流路，使冷却介质从上述冷却对象电极的一端侧朝向另一端侧流通，来进行该冷却对象电极的冷却；和第2冷却流路，使冷却介质从上述电极的另一端侧朝向一端侧流通，来进行该电极的冷却，上述流通方向切换部将冷却介质所流通的流路在第1冷却流路与第2冷却流路之间切换。

优选的是，上述阳极和上述阴极中的至少上述阳极是上述冷却对象电极，在上述阴极由沿上下方向延伸的圆柱体构成的情况下，上述阳极包括从上述阴极的上端朝向该阴极的径向外侧隔开距离地配备的上部环状电极、从上述阴极的下端向该阴极的径向外侧隔开距离地配备的下部环状电极、和将上述上部环状电极与下部环状电极上下连结的多个棒状电极，上述冷却流路包括形成在上述上部环状电极的内部的环状的上侧中空部、形成在上述下部环状电极的内部的环状的下侧中空部、和多个中间中空部，所述中间中空部是沿着上述各棒状电极的轴心形成的中空部，将上述上侧中空部与上述下侧中空部连通。在这样的阳极结构中，该阳极能够作为在与配置在其内侧的阴极之间产生放电的外侧电极发挥功能，并且能够形成使冷却介质在上述上部环状电极与上述下部环状电极之间流通的流路。

Claims

1. 一种物理蒸镀处理方法，其特征在于，包含：

准备物理蒸镀处理装置，所述物理蒸镀处理装置包括内部为真空的真空腔室和设置在该真空腔室的内部的阳极和阴极，上述阳极和上述阴极中的至少一方是冷却对象电极，在该冷却对象电极中形成有冷却流路的至少一部分；

通过在上述阳极与上述阴极之间产生放电而使上述阴极蒸发，从而进行物理蒸镀处理；

当进行上述物理蒸镀处理时使冷却介质在上述冷却流路中流通，对上述冷却对象电极进行冷却，并且切换该冷却介质的流通方向以使其反转。

2. 如权利要求1所述的物理蒸镀处理方法，其特征在于，

作为上述物理蒸镀处理装置，使用设置在上述冷却对象电极中的冷却流路分支为多个分支流路的物理蒸镀处理装置，通过将上述冷却介质分配到多个分支流路中的各个分支流路并使上述冷却介质在所述各个分支流路中流通，来进行该冷却对象电极的冷却。

3. 如权利要求1所述的物理蒸镀处理方法，其特征在于，

将上述物理蒸镀处理以批次处理进行，针对各批次处理，进行上述冷却流路中的冷却介质的流通方向的切换。

4. 如权利要求1所述的物理蒸镀处理方法，其特征在于，

将上述阴极的使用寿命划分为多个期间，针对所划分的每个期间，进行上述冷却流路中的冷却介质的流通方向的切换。

5. 一种物理蒸镀处理装置，其特征在于，包括：

真空腔室，内部为真空；

设置在该真空腔室的内部的阳极和阴极，通过在这些阳极与阴极之间产生放电，使上述阴极蒸发，从而能够进行物理蒸镀处理；和

冷却机构，将上述阳极和上述阴极中的至少一方作为冷却对象电极冷却，

上述冷却机构包括冷却流路和流通方向切换部，所述冷却流路包括形成在上述冷却对象电极中的流路，并且用于冷却该冷却对象电极的冷却介质能够在所述流路的内部流通，所述流通方向切换部进行切换以使上述冷却流路中的冷却介质的流通方向交替地反转。

6. 如权利要求5所述的物理蒸镀处理装置，其特征在于，

上述冷却流路具有：第1冷却流路，使冷却介质从上述冷却对象电极的一端侧朝向另一端侧流通，来进行该冷却对象电极的冷却；和第2冷却流路，使冷却介质从上述电极的另一端侧朝向一端侧流通，来进行该电极的冷却，上述流通方向切换部将冷却介质所流通的流路在第1冷却流路与第2冷却流路之间切换。

7. 如权利要求5所述的物理蒸镀处理装置，其特征在于，

上述阳极和上述阴极中的至少上述阳极是上述冷却对象电极，上述阴极由沿上下方向延伸的圆柱体构成，上述阳极包括从上述阴极的上端朝向该阴极的径向外侧隔开距离地配备的上部环状电极、从上述阴极的下端向该阴极的径向外侧隔开距离地配备的下部环状电极、和将上述上部环状电极与下部环状电极上下连结的多个棒状电极，上述冷却流路包括形成在上述上部环状电极的内部的环状的上侧中空部、形成在上述下部环状电极的内部的环状的下侧中空部、和多个中间中空部，所述中间中空部是沿着上述各棒状电极的轴心形成的中空部，将上述上侧中空部与上述下侧中空部连通。