用于物理气相沉积(PVD)处理系统的靶材冷却的制作方法

本发明的实施例大体涉及基板处理系统，且更特定而言，涉及物理气相沉积(pvd,physicalvapordeposition)处理系统。

背景技术：

在等离子体增强基板处理系统中，比如物理气相沉积(pvd)腔室，利用高磁场与高dc功率的高功率密度pvd溅射能在溅射靶材处产生高能量，并且导致所述溅射靶材的表面温度的大幅升高。发明人已经观察到，用于冷却靶材的靶材背板的背面溢流(backsideflooding)可能不足以从靶材吸取(capture)且移除热。发明人已经进一步观察到，靶材中的剩余热会导致显著的机械弯曲，这是因为溅射材料中以及横跨背板的热梯度。当处理较大尺寸的晶片时，机械弯曲会增加。此增加的尺寸加剧了靶材在热、压力与重力负载之下弯曲/变形的倾向。弯曲的影响可包括靶材材料中所引起的机械应力，所述机械应力会导致靶材至绝缘体界面处的损伤、破裂以及从磁体组件至靶材材料面的距离的改变，此距离的改变会导致等离子体特性的改变(例如使处理体系移出最佳或想要的处理状况，这影响保持等离子体、溅射/沉积速率以及靶材的消蚀(erosion)的能力)。

因此，本发明提供用于使用在基板处理系统中的靶材组件的改良的冷却。

技术实现要素：

本文提供用于使用在物理气相沉积(pvd)处理系统中的靶材组件。在一些实施例中，用于使用在pvd处理系统中的一种靶材组件包括：源材料，所述源材料将沉积于基板上；第一背板，所述第一背板被配置以在所述第一背板的正面(frontside)上支撑所述源材料，使得所述源材料的前表面与所述基板(当基板存在时)相对；第二背板，所述第二背板耦接至所述第一背板的背面；以及多组通道，所述多组通道被设置在所述第一背板与所述第二背板之间。

在至少一些实施例中，提供一种基板处理系统，所述基板处理系统包括：腔室主体；靶材，所述靶材设置于所述腔室主体中，且所述靶材包括源材料、第一背板、第二背板以及多组流体冷却通道，所述源材料将沉积于基板上，所述第一背板被配置以支撑所述源材料，所述第二背板耦接至所述第一背板的背面，所述多组流体冷却通道被设置在所述第一背板与所述第二背板之间；源分配板，所述源分配板与所述靶材的背面相对，且所述源分配板电气耦接至所述靶材；中央支撑构件，所述中央支撑构件被设置成穿过所述源分配板，且所述中央支撑构件耦接至所述靶材，以支撑所述基板处理系统内的靶材组件；多个流体供给导管，所述多个流体供给导管被配置以将热交换流体供给至所述多组流体冷却通道，所述多个流体供给导管具有第一端与第二端，所述第一端耦接至设置在所述第二背板的背面上的多个入口，所述第二端被设置成穿过所述腔室主体的顶表面；以及多个流体回送导管，所述多个流体回送导管被配置以回送来自所述多组流体冷却通道的热交换流体，所述多个流体回送导管具有第一端与第二端，所述第一端耦接至设置在所述第二背板的背面上的多个出口，所述第二端被设置成穿过所述腔室主体的顶表面。

本发明的其他及进一步的实施例描述于下。

附图说明

通过参照附图中绘示的本发明的示例性实施例，能了解以上简要概述且下面更加详细论述的本发明的实施例。但是，应注意到，附图只例示本发明的典型实施例且因此不应被视为对本发明的范围的限制，因为本发明可容许其他等同有效的实施例。

图1绘示了根据本发明的一些实施例的工艺腔室的示意截面图。

图2绘示了根据本发明的一些实施例的靶材组件的背板的等距视图。

图3绘示了根据本发明的一些实施例的靶材组件的侧视示意图。

图4绘示了根据本发明的一些实施例的靶材组件的顶视示意图。

为了促进理解，已尽可能使用相同的标记数字来表示各图中共有的相同元件。附图未依照比例绘制，且可为了清楚而被简化。应了解到，一个实施例的元件与特征可有利地并入其他实施例中，而无需进一步详述。

具体实施方式

通过使用贯穿靶材的背板的冷却通道，本发明的实施例提供用于在基板处理系统中使用的靶材组件的改良的冷却。这些通道允许冷却剂被提供得更靠近热源(靶材面)，由此促进从所述靶材更有效地移除热。从所述靶材更有效地移除热导致靶材具有较小的热梯度，且因此具有较少的机械弯曲/变形。

图1绘示了根据本发明的一些实施例的物理气相沉积(pvd)处理系统100的简化的截面图。适于根据本文所提供的教导而加以修改的其他pvd腔室的实例包括plus和sippvd处理腔室，两者都可从加州圣克拉拉市的应用材料公司购得。来自应用材料公司或其他制造商的其他处理腔室(包括那些被配置以用于除pvd以外的其他类型处理的处理腔室)也可得益于根据本文所揭露的教导而做的修改。

在本发明的一些实施例中，pvd处理系统100包括腔室盖101，腔室盖101可移除地设置于工艺腔室104的顶上。腔室盖101可包括靶材组件114和接地组件103。工艺腔室104包含基板支撑件106，基板支撑件106用于接收基板108于基板支撑件106上。基板支撑件106可位于下接地外壳壁110内，下接地外壳壁110可为工艺腔室104的腔室壁。下接地外壳壁110可电气耦接至腔室盖101的接地组件103，以使得射频回程路径被提供至设置在腔室盖101之上的rf或dc电源182。rf或dc电源182可提供rf或dc功率至靶材组件114，如下面所论述的。

基板支撑件106具有材料接收表面，所述材料接收表面面向靶材组件114的主要表面，且基板支撑件106支撑基板108，基板108将在与靶材组件114的主要表面相对的平坦位置中被溅射涂覆。基板支撑件106可在工艺腔室104的中央区域120中支撑基板108。中央区域120被界定为在处理期间在基板支撑件106之上的区域(例如在靶材组件114与在处理位置时的基板支撑件106之间)。

在一些实施例中，基板支撑件106可以是能垂直移动的，以允许基板108通过工艺腔室104的下部分中的装载锁定阀(未图示)而被转移至基板支撑件106上，并且之后提升至沉积或处理位置。可提供连接至底部腔室壁124的波纹管122，以保持工艺腔室104的内部容积与工艺腔室104外面的大气的分隔，同时促进基板支撑件106的垂直移动。可从气源126通过质量流量控制器128而供给一或多种气体至工艺腔室104的下部中。可提供排放端口130，且排放端口130可通过阀132而耦接至泵(未图示)，以排空工艺腔室104的内部并且促进维持工艺腔室104内的所需压强。

rf偏压电源134可耦接至基板支撑件106，以在基板108上感应负的dc偏压。另外，在一些实施例中，在处理期间，负的dc自偏压可形成于基板108上。例如，rf偏压电源134所供给的rf能量的频率范围可从约2mhz至约60mhz，例如，能使用非限制的频率，比如2mhz、13.56mhz或60mhz。在其他应用中，基板支撑件106可以接地或处于电气浮接。替代地或结合地，电容调整器136可耦接至基板支撑件106，以针对并不需要rf偏压功率的应用来调整基板108上的电压。

工艺腔室104进一步包括工艺配件屏蔽件或屏蔽件138，屏蔽件138用以围绕工艺腔室104的处理容积或中央区域，以保护其他腔室部件免于来自处理的污染和/或损伤。在一些实施例中，屏蔽件138可连接至工艺腔室104的上接地外壳壁116的突部(ledge)140。如图1所示，腔室盖101可被置在上接地外壳壁116的突部140上。类似于下接地外壳壁110，上接地外壳壁116可提供下接地外壳壁110与腔室盖101的接地组件103之间的射频回程路径的一部分。但是，其他射频回程路径也是可能的，比如通过接地屏蔽件138。

屏蔽件138向下延伸，且屏蔽件138可包括大体上管状的部分，管状部分具有大体上固定的直径，且所述管状部分大体上围绕中央区域120。屏蔽件138沿着上接地外壳壁116与下接地外壳壁110的壁向下延伸至基板支撑件106的顶表面之下，且向上返回直到抵达基板支撑件106的顶表面(例如在屏蔽件138的底部处形成u形部分)。当基板支撑件106位于基板支撑件106的下装载位置中时，盖环148置于底部屏蔽件138的向上延伸的内部部分的顶部上，但是当基板支撑件106位于基板支撑件106的上沉积位置中时，盖环148置于基板支撑件106的外部周边上，以保护基板支撑件106免于溅射沉积。可使用额外的沉积环(未图示)来保护基板支撑件106的边缘免于基板108的边缘附近的沉积。

在一些实施例中，磁体152可设置于工艺腔室104的周围，以用于在基板支撑件106与靶材组件114之间选择性地提供磁场。例如，如图1所示，磁体152可设置在腔室壁110的外部周围、正好在处于处理位置时的基板支撑件106之上的区域中。在一些实施例中，磁体152可额外地或替代地设置在其他位置中，比如与上接地外壳壁116相邻。磁体152可为电磁体，且磁体152可耦接至电源(未图示)，所述电源用于控制电磁体所产生的磁场的大小。

腔室盖101通常包括设置在靶材组件114周围的接地组件103。接地组件103可包括接地板156，接地板156具有第一表面157，第一表面157可大体上平行于且相对于靶材组件114的背面。接地屏蔽件112可从接地板156的第一表面157延伸并且围绕靶材组件114。接地组件103可包括支撑构件175，支撑构件175用以支撑在接地组件103内的靶材组件114。

在一些实施例中，支撑构件175可耦接至靠近支撑构件175的外部周边边缘的接地屏蔽件112的下端，且支撑构件175径向向内延伸来支撑密封环181、靶材组件114以及选择性地暗空间屏蔽件179。密封环181可为环或具有所需横截面的其他环形形状。密封环181可包括两个相对的、平坦的且大体上平行的表面，以有助于在密封环181的第一面上与靶材组件114(比如背板组件160)接合，且在密封环181的第二面上与支撑构件175接合。密封环181可由介电材料制成，比如陶瓷。密封环181可使靶材组件114与接地组件103绝缘。

暗空间屏蔽件179通常设置在靶材组件114的外部边缘的周围，比如在靶材组件114的源材料113的外部边缘的周围。在一些实施例中，密封环181被设置成与暗空间屏蔽件179的外部边缘相邻(即暗空间屏蔽件179的径向向外处)。在一些实施例中，暗空间屏蔽件179由介电材料制成，比如陶瓷。通过设置介电的暗空间屏蔽件179，可避免或最小化在暗空间屏蔽件与rf热的相邻部件之间的电弧放电(arcing)。替代地，在一些实施例中，暗空间屏蔽件179由导电材料制成，比如不锈钢、铝或类似材料。通过设置导电的暗空间屏蔽件179，可在处理系统100内维持更均匀的电场，由此促进工艺处理系统100中的基板的更均匀处理。在一些实施例中，暗空间屏蔽件179的下部分可由导电材料制成，且暗空间屏蔽件179的上部分可由介电材料制成。

支撑构件175可为大体上平坦的构件，支撑构件175具有中央开口来容纳暗空间屏蔽件179和靶材组件114。在一些实施例中，支撑构件175可为圆形或类似圆盘的形状，但是所述形状可根据腔室盖的相应形状和/或将在pvd处理系统100中处理的基板的形状而改变。使用时，当腔室盖101打开或关闭时，支撑构件175将暗空间屏蔽件179保持成与靶材组件114适当对准，由此最小化因为腔室组装或者打开与关闭腔室盖101而导致的未对准的风险。

pvd处理系统100可包括源分配板158，源分配板158与靶材组件114的背面相对，且源分配板158沿着靶材组件114的周边边缘而电气耦接至靶材组件114。靶材组件114可包括在溅射期间将要沉积于基板(比如基板108)上的源材料113，比如金属、金属氧化物、金属合金或类似材料。在与本发明一致的实施例中，靶材组件114包括背板组件160，背板组件160用以支撑源材料113。源材料113可设置在背板组件160的面向基板支撑件的面上，如图1所示。背板组件160可包括导电材料，比如铜-锌、铜-铬或与靶材相同的材料，以使得rf和dc功率能通过背板组件160而耦接至源材料113。替代地，背板组件160可为不导电的，且背板组件160可包括导电元件(未图示)，比如电气馈通装置或类似导电元件。

在与本发明一致的实施例中，背板组件160包括第一背板161和第二背板162。第一背板161和第二背板162可为圆盘状、矩形、方形或任何其他可被pvd处理系统100容纳的形状。第一背板的正面被配置成用来支撑源材料113，以使得源材料的前表面与基板108(当基板108存在时)相对。可用任何合适的方式将源材料113耦接至第一背板161。例如，在一些实施例中，源材料113可扩散接合至第一背板161。

多组通道169可设置在第一背板161与第二背板162之间。在与本发明一致的一些实施例中，第一背板161可具有形成于第一背板161的背面中的多组冷却剂通道169，其中第二背板162在通道的每一通道之上提供帽/盖，所述帽/盖防止任何冷却剂的泄漏。在其他实施例中，多组冷却剂通道169可部分形成于第一背板161中且部分形成于第二背板162中。在又其他实施例中，多组冷却剂通道169可全部形成于第二背板162中，而第一背板则加盖/覆盖多组冷却剂通道169的每一组冷却剂通道。第一背板161与第二背板162可耦接在一起，以形成实质上防水的密封(例如第一背板与第二背板之间的流体密封)，以防止提供至多组通道169的冷却剂的泄漏。例如，在一些实施例中，第一背板161与第二背板162可铜焊在一起，以形成实质上防水的密封。在其他实施例中，第一背板161与第二背板162可通过下述方法来耦接：扩散接合、铜焊、胶合(gluing)、销接(pinning)、铆接或任何其他固定方法，以提供液体密封。

第一背板161和第二背板162可包括导电材料，比如导电金属或金属合金，包括黄铜、铝、铜、铝合金、铜合金或类似材料。在一些实施例中，第一背板161可为能加工的金属或金属合金(例如c182黄铜)，以便可在第一背板161的表面上加工或用其他方式产生这些通道。在一些实施例中，第二背板162可为刚性/弹性模量比第一背板的金属或金属合金大的能加工的金属或金属合金(例如c180黄铜)，以提供背板组件160的改良刚性与较低变形。第一背板161和第二背板162的材料与尺寸应该使得整个背板组件160的刚性能承受在沉积处理期间施加在靶材组件114上的真空、重力、热及其他力，而不会(或者非常少量的)导致包括源材料113的靶材组件114的变形或弯曲(即，使得源材料113的前表面保持实质上平行于基板108的顶表面)。

在本发明的一些实施例中，靶材组件114的整体厚度可在约20mm至约30mm之间。例如，源材料113可为约10mm至约15mm厚，且背板组件可为约10mm至约15mm厚。也可使用其他厚度。

多组通道169中的每一组通道可包括一或多个通道(下面相关于图2与图3而详细地论述)。例如，在一些示例性实施例中，可有八组通道，其中每一组通道包括3个通道。在其他实施例中，可有更多或更少组通道，且每一组通道中可有更多或更少的通道。每一通道的尺寸与横截面形状以及每一组通道中的通道数量和通道组的数量可根据下述特性的一或多个特性来最佳化：通过通道以及总共通过所有通道提供的所需最大流率；提供最大的热传递特性；在第一背板161和第二背板162内制造通道的简便和一致性；提供遍及背板组件160的表面的最大热交换流范围，同时保持足够的结构整体性来防止背板组件160在负载下的变形等等。在一些实施例中，每一导管的横截面形状可为矩形、多边形、椭圆形、圆形及类似形状。

在一些实施例中，第二背板162包括一或多个入口(未示于图1中，且在下面关于图2至图4而详细地论述)，所述一或多个入口被设置成穿过第二背板162。这些入口被配置成用来接收热交换流体并且将所述热交换流体提供至多组通道169。例如，所述一或多个入口的至少一个入口可为分配室(plenum)，以将热交换流体分配至所述一或多个通道的多个通道。第二背板162进一步包括一或多个出口(未示于图1中，且在下面关于图2至图4而详细地论述)，所述一或多个出口被设置成穿过第二背板162并且通过多组通道169而流体地耦接至相应的入口。例如，所述一或多个出口的至少一个出口可为分配室，以收集来自所述一或多个通道中的多个通道的热交换流体。在一些实施例中，提供一个入口与一个出口，且多组通道169中的每一组通道流体地耦接至所述一个入口与所述一个出口。

入口和出口可设置于第二背板162的周边边缘上或附近。另外，入口与出口可设置在第二背板162上，使得耦接至一或多个入口的供给导管167以及耦接至一或多个出口的回送导管(因为是横截面图所以未图示，但是图示于图4中)不会干扰腔170中的磁控管组件196的旋转。

在一些实施例中，pvd处理系统100可包括一或多个供给导管167，以将热交换流体供给至背板组件160。在本发明的一些实施例中，第二背板162上的每一入口可耦接至相应的供给导管167。类似的，第二背板162上的每一出口可耦接至相应的回送导管(示于图4中)。供给导管167和回送导管可由绝缘材料制成。流体供给导管167可包括密封环(例如可压缩的o形环或类似的垫圈材料)以防止热交换流体在流体供给导管167与第二背板162的背面上的入口之间泄漏。在一些实施例中，供给导管167的顶端可耦接至流体分配歧管163，流体分配歧管163设置于腔室主体101的顶表面上。流体分配歧管163可流体地耦接至多个流体供给导管167，以通过供给管线165将热交换流体供给至多个流体供给导管的每一个流体供给导管。类似的，回送导管的顶端可耦接至回送流体歧管(未图示，但是类似于163)，回送流体歧管设置于腔室主体101的顶表面上。回送流体歧管可流体地耦接至多个流体回送导管，以通过回送管线而回送来自多个流体回送导管的每一流体回送导管的热交换流体。

流体分配歧管163可耦接至热交换流体源(未图示)，以提供热交换流体至背板组件160。热交换流体可为任何工艺相容的冷却剂，比如乙烯乙二醇、去离子水、全氟聚醚(perfluorinatedpolyether)(比如可从solvays.a.取得的)或类似物或者前述各物的溶液或组合。在一些实施例中，通过通道169的冷却剂的流动可为每分钟约8加仑至约20加仑(总数来说)，但是实际的流动将取决于冷却剂通道的配置、可用的冷却剂压力或类似因素。

导电支撑环164(具有中央开口)沿着第二背板162的周边边缘耦接至第二背板162的背面。在一些实施例中，取代分离的供给和回送导管，导电支撑环164可包括环入口，以接收来自流体供给管线(未图示)的热交换流体。导电支撑环164可包括入口歧管，所述入口歧管设置于导电支撑环164的主体内，以将热交换流体分配至穿过第二背板而设置的多个入口。导电支撑环164可包括出口歧管，所述出口歧管设置于导电支撑环164的主体内，以从多个出口接收热交换流体，且导电支撑环164可包括环出口，以从导电支撑环164输出热交换流体。导电支撑环164与背板组件160可螺接在一起、钉住、用螺栓拴住、或以工艺相容的方式加以紧固，以在导电支撑环164与第二背板162之间提供液体密封。可提供o形环或其他合适的垫圈材料，以有助于在导电支撑环164与第二背板162之间提供密封。

在一些实施例中，靶材组件114可进一步包括中央支撑构件192，所述中央支撑构件192用以在腔室主体101内支撑靶材组件114。中央支撑构件192可耦接至第一背板161和第二背板162的中央部分，且中央支撑构件192从第二背板162的背面垂直地延伸离开。在一些实施例中，中央支撑构件192的底部部分可螺接进入第一背板161和第二背板162中的中央开口。在其他的实施例中，中央支撑构件192的底部部分可夹于或用螺栓固紧于第一背板161和第二背板162的中央部分。中央支撑构件192的顶部部分可设置穿过源分配板158，且中央支撑构件192的顶部部分包括置于源分配板158的顶表面上的特征，所述特征支撑中央支撑构件192和靶材组件114。

在一些实施例中，导电支撑环164可设置在源分配板158与靶材组件114的背面之间，以将rf能量从源分配板传送至靶材组件114的周边边缘。导电支撑环164可为圆筒形的，具有第一端166和第二端168，第一端166耦接至源分配板158的面向靶材的表面、接近源分配板158的周边边缘，第二端168耦接至靶材组件114的面向源分配板的表面、接近靶材组件114的周边边缘。在一些实施例中，第二端168耦接至背板组件160的面向源分配板的表面、接近背板组件160的周边边缘。

pvd处理系统100可包括腔170，腔170设置在靶材组件114的背面与源分配板158之间。腔170可至少部分容纳磁控管组件196，如下面论述的。腔170至少部分地由导电支撑环164的内表面、源分配板158的面向靶材的表面以及靶材组件114(或背板组件160)的面向源分配板的表面(例如背面)界定。

绝缘间隙180设置于接地板156与源分配板158的外表面、导电支撑环164以及靶材组件114(和/或背板组件160)之间。绝缘间隙180可填充有空气或一些其他合适的介电材料，比如陶瓷、塑料或类似材料。接地板156与源分配板158之间的距离取决于接地板156与源分配板158之间的介电材料。当介电材料主要是空气时，接地板156与源分配板158之间的距离可在约15mm与约40mm之间。

接地组件103与靶材组件114可通过密封环181以及通过设置在接地板156的第一表面157与靶材组件114的背面(例如源分配板158的非面向靶材的面)之间的一或多个绝缘体(未图示)而电气隔离。

pvd处理系统100具有rf电源182，rf电源182连接至电极154(例如rf馈送结构)。电极154可穿过接地板156并耦接至源分配板158。rf电源182可包括rf发生器和匹配电路，例如以最小化在操作期间反射回到rf发生器的rf能量。例如，由rf电源182提供的rf能量的频率范围可从约13.56mhz至约162mhz或者更高。例如，能使用非限制的频率，比如13.56mhz、27.12mhz、40.68mhz、60mhz或162mhz。

在一些实施例中，pvd处理系统100可包括第二能量源183，以在处理期间提供额外的能量至靶材组件114。在一些实施例中，第二能量源183可为dc电源，用以提供dc能量，例如来提高靶材材料的溅射速率(且因此提高基板上的沉积速率)。在一些实施例中，第二能量源183可为第二rf电源(类似于rf电源182)，用以提供例如第二频率的rf能量，所述第二频率不同于由rf电源182提供的rf能量的第一频率。在第二能量源183是dc电源的实施例中，第二能量源可在适于将dc能量电气耦接至靶材组件114的任何位置中耦接于靶材组件114，所述位置比如是电极154或一些其他导电构件(比如源分配板158，于下面论述)。在第二能量源183是第二rf电源的实施例中，第二能量源可通过电极154而耦接至靶材组件114。

电极154可为圆柱形或者类似杆状，且电极154可对准于pvd腔室100的中心轴186(例如，电极154可在与靶材的中心轴重合的点处耦接至靶材组件，靶材的中心轴与中心轴186重合)。与pvd腔室100的中心轴186对准的电极154促进以轴对称的方式将rf能量从rf源182施加至靶材组件114(例如电极154可在与pvd腔室的中心轴对准的“单一点”处将rf能量耦合至靶材)。电极154的中心位置有助于消除或减少基板沉积工艺中的沉积不对称。电极154可具有任何合适的直径。例如，虽然可使用其他直径，但是在一些实施例中，电极154的直径可为约0.5英寸至约2英寸。电极154可根据pvd腔室的配置而大体上具有任何合适的长度。在一些实施例中，电极可具有在约0.5英寸至约12英寸之间的长度。电极154可由任何合适的导电材料制成，比如铝、铜、银或类似材料。替代地，在一些实施例中，电极154可为管状。在一些实施例中，管状电极154的直径可适于例如促进提供用于磁控管的中心轴。

电极154可穿过接地板156并且耦接至源分配板158。接地板156可包括任何合适的导电材料，比如铝、铜或类似材料。一或多个绝缘体(未图示)之间的开放空间允许rf波沿着源分配板158的表面行进。在一些实施例中，一或多个绝缘体可相对于pvd处理系统的中心轴186而对称地定位。此种定位可以促进对称的rf波沿着源分配板158的表面行进，且最终，到达耦接至源分配板158的靶材组件114。相较于传统的pvd腔室，可用更对称且均匀的方式来提供rf能量，这至少部分是因为电极154的中心位置。

磁控管组件196的一或多个部分可至少部分设置于腔170内。磁控管组件提供靠近靶材的旋转磁场，以协助处理腔室101内的等离子体处理。在一些实施例中，磁控管组件196可包括电机176、电机轴174、变速箱(gearbox)178、变速箱轴组件184和能旋转的磁体(例如耦接至磁体支撑构件172的多个磁体188)以及间隔器(divider)194。

在一些实施例中，磁控管组件196在腔170内旋转。例如，在一些实施例中，可提供电机176、电机轴174、变速箱178以及变速箱轴组件184来旋转磁体支撑构件172。在具有磁控管的传统pvd腔室中，磁控管驱动轴通常沿着腔室的中心轴而设置，防止rf能量在对准于腔室的中心轴的位置中的耦合。相反的，在本发明的实施例中，电极154与pvd腔室的中心轴186对准。因此，在一些实施例中，磁控管的电机轴174可被设置成穿过接地板156中的偏离中心的开口。电机轴174的从接地板156突出的端部耦接至电机176。电机轴174进一步被设置成穿过通过源分配板158的对应的偏离中心的开口(例如第一开口146)，且电机轴174耦接至变速箱178。在一些实施例中，一或多个第二开口(未图示)可以用与第一开口146对称的关系而被设置成穿过源分配板158，以有利地保持沿着源分配板158的轴对称rf分布。所述一或多个第二开口也可用于允许诸如光学传感器或类似装置的物品进入腔170。

可通过任何合适的方法来支撑变速箱178，比如通过耦接至源分配板158的底表面。可通过以介电材料来制造变速箱178的至少上表面，或通过将绝缘层(未图示)插置于变速箱178与源分配板158或类似者之间，或通过在合适的介电材料外建构电机驱动轴174来使变速箱178与源分配板158绝缘。变速箱178通过变速箱轴组件184而进一步耦接至磁体支撑构件172，以将电机176所提供的旋转运动转移给磁体支撑构件172(以及因此，转移给多个磁体188)。

磁体支撑构件172可由适于提供足够的机械强度以刚性地支撑多个磁体188的任何材料来建构。例如，在一些实施例中，磁体支撑构件188可由非磁性金属来建构，比如非磁性的不锈钢。磁体支撑构件172可具有任何适合的形状以允许多个磁体188在所需位置中耦接至磁体支撑构件172。例如，在一些实施例中，磁体支撑构件172可包括板、圆盘、十字状构件或类似者。多个磁体188可用任何方式来配置，以提供具有所需形状与强度的磁场。

替代地，磁体支撑构件172可通过任何其他方式旋转，所述方式具有足够的扭矩来克服在腔170中附接的多个磁体188(当多个磁体188存在时)和磁体支撑构件172上所引起的阻力。例如，在一些实施例中(未图示)，使用设置于腔170内且直接连接至磁体支撑构件172的电机176和电机轴174(例如，短轴型电机)，可使磁控管组件196在腔170内旋转。电机176必须充分地设计好尺寸，以适配于腔170内，或腔170的上部内(当间隔器194存在时)。电机176可为电动机、气压式或水压式驱动或者能提供所需扭矩的任何其他工艺相容的机构。

图2是根据本发明的一些实施例的靶材组件114的背板160的等距视图。上面关于图1描述了第一背板161与第二背板162。多个入口2021-n被设置在第二背板162的周边边缘上并且完全穿过第二背板162，以向多组通道169提供热交换流体流。另外，多个出口2041-n被设置在第二背板162的周边边缘上并且完全穿过第二背板162，以提供来自多组通道169的热交换流体流。每一流体入口2021-n通过来自多组通道169的一组通道206而流体地耦接至相应的流体出口2041-n。例如，如图2所示，在一些实施例中，流体入口2021耦接至一组的三个流体通道2061-3。在一些实施例中，所述组的三个流体通道2061-3以递归的方式(recursivemanner)(例如朝向出口延伸，朝向入口返回，且再次朝向出口延伸)横过(traverse)背板组件的宽度(在第一背板161与第二背板162之间)，且终止于流体出口2041处。通过使热交换流体以递归方式流过这些组通道，能保持横跨背板的更均匀的温度梯度，且因此保持横跨源材料(图1中的113)的更均匀的温度梯度。具体地，冷的热交换流体例如进入入口2021，且当所述热交换流体朝向背板组件160的出口端流过所述组的三个流体通道2061-3时，所述热交换流体变热。所述组的三个流体通道2061-3然后朝向背板组件160的入口端循环回去，其中所述热交换流体处于较高的温度。通过递归地(recursively)流动热交换流体，背板组件160的入口侧与出口侧(且因此横跨源材料(图1中的113))的平均温度更均匀。

虽然以具体的递归方式来图示，但也可使用具有不同数量的通道(pass)和/或不同几何形状的其他方式。例如，图4绘示根据本发明的一些实施例的背板组件160的示意顶视图，其中多组通道169各包括一个通道4061-n。每一通道4061-n流体地耦接至入口4021-n与出口4041-n。每一入口4021-n流体地耦接至供给导管4081-n。每一出口4041-n流体地耦接至回送导管4101-n。仍可设想到其他变化。

返回到图2，在本发明的一些实施例中，当中央支撑构件192设置于背板组件160的中心时，多组通道169被配置成使得多组通道169流动于中央支撑构件192的周围。虽然图2中的背板组件160被图示成具有八个入口2021-n、八个出口2041-n以及八组通道206，但可使用入口、出口和通道数量的其他组合，以提供横跨背板的所需(例如均匀)温度梯度。

图3是根据本发明的一些实施例的耦接至靶材组件114的供给导管167n的截面示意图。供给导管1671包括中心开口304，且供给导管1671可耦接至第二背板162的背面，以供给热交换流体通过背板组件160。在一些实施例中，供给导管1671可具有沿着供给导管1671的底部设置的密封环302(例如可压缩的o形环或类似者)，当密封环302耦接至第二背板162的背面时，形成密封来防止热交换流体泄漏出去。在一些实施例中，供给导管1671流体地耦接至穿过第二背板162而设置的入口202。在一些实施例中，入口202流体地耦接至一组通道2061-3，所述组通道2061-3设置在耦接至第二背板162的第一背板161中。热交换流体通过通道2061-3而流过背板组件160，以冷却耦接至第一背板161的源材料113。类似的，热交换流体由供给导管1672提供，且通过通道2064-6而流过背板组件160，以冷却耦接至第一背板161的源材料113。相应的回送导管(未图示)流体地耦接至每一组通道206(通过穿过第一背板161而设置的出口)，以从背板组件160移除热的流体。

虽然前述内容针对本发明的实施例，但在不背离本发明的基本范围的情况下可设计出本发明的其他及进一步的实施例。