JP7426773B2 - 物理的気相堆積処理システムのターゲットの冷却 - Google Patents

Description

［０００１］本開示は概して、基板処理システムに関し、より具体的には、物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理システムに関する。

［０００２］半導体集積回路の製造において金属及び関連材料の堆積に物理的気相堆積（ＰＶＤ）とも称されるスパッタリングが長く使用されてきた。スパッタリングの使用は、ビア又は他の垂直配線構造等の高アスペクト比の孔の側壁上に金属層を堆積させるだけでなく、極紫外線（ＥＵＶ）マスクブランクの製造にまで拡大している。ＥＵＶマスクブランクの製造では、粒子生成を最小限に抑えることが好ましく、これは、粒子が最終製品の特性に悪影響を及ぼすためである。

［０００３］プラズマスパッタリングは、直流スパッタリング又は高周波スパッタリングのいずれかを使用して達成されうる。プラズマスパッタリングは通常、プラズマ密度が高まりスパッタ速度が改善するように処理空間の中に磁場を放出するために、スパッタリングターゲットの裏側に位置づけされたマグネトロンを含む。マグネトロン内で使用される磁石は通常、直流スパッタリングにおいては閉ループであり、高周波スパッタリングにおいては開ループである。

［０００４］例えば物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ等のプラズマ強化基板処理システムでは、高い磁場及び高い直流電力を用いた高出力密度のＰＶＤスパッタリングにより、スパッタリングターゲットにおいて高いエネルギーが発生し、スパッタリングターゲットの表面温度が大幅に上昇する場合がある。スパッタリングターゲットは、ターゲットのバッキング板を冷却流体に接触させることによって冷却される。しかしながら、上記冷却は、ターゲットからの熱を捕らえて除去するのには十分ではない可能性があることが分かっている。ターゲットに熱が残った結果、スパッタ材料とバッキング板全体の熱勾配に起因する大きな機械的反りが生じうる。機械的反りは、処理されるウエハのサイズが大きければ大きいほど増加する。この更に大きいサイズにより、ターゲットが熱、圧力、及び重力荷重下で反る／変形する傾向が悪化する。反りの影響には、ターゲット材料において誘発される破砕につながりうる機械応力、ターゲットの損傷、及びプラズマ特性に変化を生じさせうる（例えば、プラズマを維持する能力、スパッタ／堆積速度、及びターゲットの腐食に影響を与える最適なあるいは好ましい処理条件から処理レジームが逸脱する）磁石アセンブリからターゲット材料の面までの距離の変化が含まれうる。

［０００５］加えて、ターゲットの温度が高いとターゲット材料の再スパッタリングが起こり、これは、粒子が生成され、ＰＶＤチャンバの他の部品及びチャンバ内で処理されるウエハに欠陥が生じる原因となる。ターゲット冷却の温度管理は、ターゲットの寿命のためだけでなく、粒子及び欠陥を削減するためにも重要であり、これによって工程の歩留まりが改善する。物理的気相堆積処理中にＰＶＤターゲットを効率的に冷却する装置及び方法を提供する必要がある。

［０００６］本開示の一または複数の実施形態は、物理的気相堆積ターゲットアセンブリを対象としたものであり、物理的気相堆積ターゲットアセンブリは、原料と、前面及び裏面を有し且つ前面で原料を支持するように構成されたバッキング板と、冷却流体に接続されるように構成された注入端部と、注入端部に流体連結された排出端部とを含む、バッキング板に形成された冷却チャネルであって、注入端部と排出端部との間で複数の湾曲部によって互いに接合された複数の円弧部を含む冷却チャネルとを含み、バッキング板は、物理的気相堆積処理中に原料を冷却するように構成される。

［０００７］本開示の別の態様は、物理的気相堆積ターゲットアセンブリを製造する方法であって、前面及び裏面を有し且つ前面において原料を支持するように構成されるバッキング板を形成することと、冷却流体に接続されるように構成された注入端部と、注入端部に流体連結された排出端部とを含む冷却チャネルをバッキング板に形成することであって、冷却チャネルは、注入端部と排出端部との間の複数の湾曲部によって互いに接合された複数の円弧部を含み、バッキング板は、物理的気相堆積処理中に原料を冷却するように構成されている、形成することとを含む方法に関連する。

［０００８］上述の本開示の特徴を詳細に理解しうるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は、付随する図面に例示されている。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面はこの開示の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。

本開示の幾つかの実施形態に係る処理チャンバの概略断面図である。 従来のターゲットアセンブリを示す斜視図である。 図２の線３－３に沿って切り取った断面図である。 従来のターゲットアセンブリを示す断面図である。 一実施形態に係るターゲットアセンブリを示す斜視図である。 図５の線６－６に沿って切り取った断面図である。 一実施形態に係るターゲットアセンブリを示す断面図である。 一実施形態に係るターゲットアセンブリを示す断面図である。 一実施形態に係るターゲットアセンブリを示す断面図である。 一実施形態に係る流れパターンを画定するチャネルを示す図である。 一実施形態に係るターゲットアセンブリを示す拡大斜視図である。 一実施形態に係るマルチカソードＰＶＤ堆積チャンバを示す図である。

［００２１］本開示の幾つかの例示的な実施形態が説明される前に理解するべきことは、本開示が以下の説明で提示される構成又は処理ステップの詳細に限定されないということである。本開示は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実施又は実行することができる。

［００２２］本明細書で使用する「水平」という語は、その配向性と関係なく、マスクブランクの面又は表面に平行する面として定義される。「垂直」という語は、ここで定義されたように水平に対して垂直の方向を指すものである。例えば「上（ａｂｏｖｅ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上部（ｔｏｐ）」、（「側壁」等における）「側方（ｓｉｄｅ）」、「高い（ｈｉｇｈｅｒ）」、「低い（ｌｏｗｅｒ）」、「上方（ｕｐｐｅｒ）」、「上側（ｏｖｅｒ）」、「下側（ｕｎｄｅｒ）」等の語は、図に示すように、水平面に対して定義される。

［００２３］「の上（ｏｎ）」という語は、要素間で直接の接触があることを示す。「すぐ上、真上（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」という語は、介在する要素がない要素間での直接の接触を示す。

［００２４］本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する場合、「前駆体」、「反応物質」、「反応性ガス」などの用語は、基板表面と反応することができる任意のガス種を指すために、交換可能に使用される。

［００２５］当業者は、処理領域について説明するための「第１（ｆｉｒｓｔ）」や「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」などの序数の使用が、処理チャンバにおける具体的な場所、又は、処理チャンバ内での曝露の順序を示唆するものではないことを、理解しよう。

［００２６］図１に、本開示の幾つかの実施形態に係る物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理システム１００の簡略断面図を示す。本書に記載の教示内容に係る変更に適切な他のＰＶＤチャンバ例には、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社からいずれも市販されているＡＬＰＳ（登録商標）Ｐｌｕｓ及びＳＩＰ ＥＮＣＯＲＥ（登録商標）ＰＶＤ処理チャンバが含まれる。ＰＶＤ以外の他の種類の処理用に構成されたものを含む、アプライドマテリアルズ社又は他のメーカーからの他の処理チャンバもまた、本書に開示されている教示内容に係る変更から恩恵を受けることができる。

［００２７］本開示の幾つかの実施形態では、ＰＶＤ処理システム１００は、処理チャンバ１０４の上に取り外し可能に配置されたチャンバ本体１０１を含む。チャンバ本体１０１は、ターゲットアセンブリ１１４と接地アセンブリ１０３とを含みうる。処理チャンバ１０４は、上に基板１０８を受け入れるための基板支持体１０６を含む。基板支持体１０６は、処理チャンバ１０４のチャンバ壁であってよい、下方接地エンクロージャ壁１１０内に位置していてよい。下方接地エンクロージャ壁１１０は、高周波リターン経路がチャンバ本体１０１の上に配置される高周波又は直流電源１８２に配設されるように、チャンバ本体１０１の接地アセンブリ１０３に電気的に結合されうる。高周波又は直流電源１８２は、以下に説明するように、ターゲットアセンブリ１１４へ高周波又は直流電力を送りうる。

［００２８］基板支持体１０６は、ターゲットアセンブリ１１４の主面に面し、ターゲットアセンブリ１１４の主面の反対側の平面位置においてスパッタコーティングされる基板１０８を支持する材料受け入れ面を有する。基板支持体１０６は、処理チャンバ１０４の中心領域１２０において基板１０８を支持しうる。中心領域１２０は、処理中は（例えば、処理位置にあるときは、ターゲットアセンブリ１１４と基板支持体１０６との間の）基板支持体１０６の上の領域として画定される。

［００２９］幾つかの実施形態では、基板支持体１０６は、処理チャンバ１０４の下部のロードロックバルブ（図示せず）を通して基板支持体１０６上に基板１０８を移送し、その後堆積、又は処理位置へ持ち上げることができるように、垂直に可動であってよい。処理チャンバ１０４の外の大気から処理チャンバ１０４の内部容積を分離させ続けながら基板支持体１０６の垂直移動を促進するために、底のチャンバ壁１２４に接続されたベローズ１２２が設けられうる。ガス供給源１２６から一または複数のガスが、質量流コントローラ１２８を通して処理チャンバ１０４の下部の中へ供給されうる。処理チャンバ１０４内部を排気して、処理チャンバ１０４内の所望の圧力を維持しやすくするために排気口１３０が設けられ、バルブ１３２を介してポンプ（図示せず）に連結されうる。

［００３０］基板１０８上にマイナスの直流バイアスを誘発するために、基板支持体１０６に高周波バイアス電源１３４が連結されうる。加えて、幾つかの実施形態では、処理中に基板１０８上にマイナスの直流セルフバイアスが形成されうる。例えば、高周波バイアス電源１３４によって供給される高周波エネルギーは、約２ＭＨｚから約６０ＭＨｚまでの周波数範囲であってよく、例えば約２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、又は６０ＭＨｚ等の非限定的な周波数が使用されうる。他の用途では、基板支持体１０６は接地されてもよく、或いは電気的に浮遊したままであってもよい。代替的に、又は組み合わせて、高周波バイアス電力が好ましくない場合がある用途において基板１０８上の電圧を調節するために、容量チューナー１３６が基板支持体１０６に連結されていてよい。

［００３１］処理チャンバ１０４は更に、処理チャンバ１０４の処理容積又は中心領域１２０を囲むため及び処理による損傷及び／又は汚染から他のチャンバ構成要素を保護するために、処理キットシールド、又はシールド１３８を含む。幾つかの実施形態では、シールド１３８は、処理チャンバ１０４の上方接地エンクロージャ壁１１６のレッジ１４０に接続されうる。図１に示すように、チャンバ本体１０１は、上方接地エンクロージャ壁１１６のレッジ１４０に置かれうる。下方接地エンクロージャ壁１１０と同様に、上方接地エンクロージャ壁１１６は、下方接地エンクロージャ壁１１６と、チャンバ本体１０１の接地アセンブリ１０３との間に高周波リターン経路の一部を提供しうる。しかしながら、接地シールド１３８を介して等、他の高周波リターン経路が可能である。

［００３２］シールド１３８は、下向きに延在し、中心領域１２０をおおよそ囲むおおよそ一定の直径を有するおおよそ管状の部分を含みうる。シールド１３８は、上方接地エンクロージャ壁１１６及び下方接地エンクロージャ壁１１０の壁に沿って基板支持体１０６の上面の下まで下向きに延在し、基板支持体１０６（シールド１３８の底部においてｕ字部分を形成する）の上面に到達するまで上向きに戻る。カバーリング１４８は、スパッタ堆積から基板支持体１０６を保護するために、基板支持体１０６がそれ自体の下方のロード位置にあるときは、上向きに延在しているシールド１３８の内部の上に置かれ、基板支持体１０６がそれ自体の上方の堆積位置にあるときは、基板支持体１０６の外周に置かれる。付加的な堆積リング（図示せず）を使用して、基板１０８のエッジ周囲への堆積から基板支持体１０６のエッジを保護することができる。

［００３３］幾つかの実施形態では、磁石１５２は、基板支持体１０６とターゲットアセンブリ１１４との間に磁場を選択的に発生させるために、処理チャンバ１０４の近くに配置されうる。例えば、図１に示すように、磁石１５２は、処理位置にあるときに、基板支持体１０６の真上の領域内のエンクロージャ壁１１０の外側の近くに配置されうる。幾つかの実施形態では、磁石１５２は、例えば上方接地エンクロージャ壁１１６の隣等の他の場所に付加的に又は代替的に配置されうる。磁石１５２は電磁石であってよく、電磁石によって生成される磁場の規模を制御するための電源（図示せず）に連結されうる。

［００３４］チャンバ本体１０１は一般に、ターゲットアセンブリ１１４の近くに配置された接地アセンブリ１０３を含む。接地アセンブリ１０３は、ターゲットアセンブリ１１４の裏側とおおよそ平行であり、ターゲットアセンブリ１１４の裏側の反対側であってよい第１の面１５７を有する接地板１５６を含みうる。接地シールド１１２は、接地板１５６の第１の面１５７から延在し、ターゲットアセンブリ１１４を囲んでいてよい。接地アセンブリ１０３は、接地アセンブリ１０３内でターゲットアセンブリ１１４を支持する支持部材１７５を含みうる。

［００３５］幾つかの実施形態では、支持部材１７５は、支持部材１７５の外側周辺エッジに近接した接地シールド１１２の下方端部に連結され、シールリング１８１、ターゲットアセンブリ１１４、及びオプションとして暗黒空間シールド１７９を支持するために半径方向内向きに延在しうる。シールリング１８１は、所望の断面を有するリング又は他の環状形であってよい。シールリング１８１は、シールリング１８１の第１の側面上のターゲットアセンブリ１１４、例えばバッキング板アセンブリ１６０とのインタフェーシング、及びシールリング１８１の第２の側面上の支持部材１７５とのインタフェーシングを促進するために、２つの対向する平面の、おおよそ平行な面を含みうる。シールリング１８１は、セラミックなどの誘電体材料から作られうる。シールリング１８１は、接地アセンブリ１０３からターゲットアセンブリ１１４を絶縁しうる。

［００３６］暗黒空間シールド１７９はおおむね、ターゲットアセンブリ１１４の外側エッジの近く、つまりターゲットアセンブリ１１４の原料１１３の外側エッジの近くに配置される。幾つかの実施形態では、シールリング１８１は、暗黒空間シールド１７９の外側エッジ（すなわち、暗黒空間シールド１７９の半径方向外向き）に隣接して配置される。幾つかの実施形態では、暗黒空間シールド１７９は、例えばセラミック等の誘電体材料でできている。暗黒空間シールド１７９を設けることによって、高周波で高温となった、暗黒空間シールドと、隣接する構成要素との間のアーキング（アーク放電）が回避されうる、あるいは最小限に抑えられうる。あるいは、幾つかの実施形態では、暗黒空間シールド１７９は、例えばステンレス鋼、アルミニウム等の導電性材料でできている。導電性暗黒空間シールド１７９を設けることによって、ＰＶＤ処理システム１００内でより均一な電場を維持することができ、これにより、その中の基板をより均一に処理することが促進される。幾つかの実施形態では、暗黒空間シールド１７９の下部は導電性材料でできていてよく、暗黒空間シールド１７９の上部は誘電体材料でできていてよい。

［００３７］支持部材１７５は、暗黒空間シールド１７９及びターゲットアセンブリ１１４を収容する中心開口部を有するおおよそ平面の部材であってよい。幾つかの実施形態では、支持部材１７５は、円形、又は円盤状の形状であってよいが、形状は、チャンバリッドの対応する形状、及び／又はＰＶＤ処理システム１００内で処理される基板の形状によって変化しうる。使用中、チャンバ本体１０１が解放されている又は閉鎖されているときに、ターゲットアセンブリ１１４に対して適切にアライメントされるように支持部材１７５が暗黒空間シールド１７９を維持することにより、チャンバアセンブリ、あるいはチャンバ本体１０１の開放及び閉鎖に起因するミスアライメントの危険性が最小限に抑えられる。

［００３８］ＰＶＤ処理システム１００は、ターゲットアセンブリ１１４の裏側に対向し、ターゲットアセンブリ１１４の周辺エッジに沿ってターゲットアセンブリ１１４に電気的に結合されているソース分配板１５８を含みうる。ターゲットアセンブリ１１４は、基板、例えばスパッタリング中の基板１０８に堆積される、金属、金属酸化物、金属合金等の原料１１３を含みうる。一または複数の実施形態では、ターゲットアセンブリ１１４は、原料１１３を支持するために、バッキング板アセンブリ１６０を含む。原料１１３は、図１に示すように、バッキング板アセンブリ１６０の側面に向いた基板支持体に配置されうる。バッキング板アセンブリ１６０は、導電性材料、例えば銅－亜鉛、銅－クロム、又はターゲットと同じ材料を含んでいてよく、これにより、バッキング板アセンブリ１６０を介して原料１１３に高周波及び直流電力が結合されうる。あるいは、バッキング板アセンブリ１６０は非導電性であってよく、例えば電気フィードスルー等の導電素子（図示せず）を含んでいてよい。

［００３９］一または複数の実施形態では、バッキング板アセンブリ１６０は、バッキング板１６１とカバー板１６２とを含む。バッキング板１６１とカバー板１６２とは、ＰＶＤ処理システム１００によって収容可能な円盤状、長方形、正方形、又は、他のいずれかの形状であってよい。バッキング板の前面は、基板１０８がある場合、原料の前面が基板１０８に対向するように、原料１１３を支持するように構成される。原料１１３は、いずれかの好適な方法でバッキング板１６１に結合されうる。例えば、幾つかの実施形態では、原料１１３はバッキング板１６１に拡散接合されうる。

［００４０］バッキング板１６１とカバー板１６２との間に複数のチャネル１６９が配置されうる。一または複数の実施形態では、バッキング板１６１は、バッキング板１６１の裏側に形成された複数のチャネル１６９を有していてよく、カバー板１６２は各チャネルの上のキャップ／カバーを提供する。他の実施形態では、複数のチャネル１６９は、部分的にバッキング板１６１に、部分的にカバー板１６２に形成されうる。また、他の実施形態では、複数のチャネル１６９は完全にカバー板１６２内に形成され、バッキング板は、複数のチャネル１６９の各々を蓋しうる／カバーしうる。バッキング板１６１及びカバー板１６２は互いに連結されうる。

［００４１］幾つかの実施形態では、カバー板１６２は取り除かれ、バッキング板１６１はモノリシック材料である。上記モノリシック材料のバッキング板１６１は、３Ｄ印刷によって形成され、複数のチャネル１６９は３Ｄ印刷処理中に形成されうる。幾つかの実施形態では、複数のチャネル１６９は、冷却流体を流すように構成され、バッキング板１６１とカバー板１６２とは、複数のチャネル１６９に送られる冷却液の漏れを防止するために互いに連結され、実質的な防水シール（例：バッキング板１６１とカバー板１６２との間の流体シール）を形成する。つまり、冷却流体は、チャネル１６９と直接接触する。例えば、幾つかの実施形態では、バッキング板１６１とカバー板１６２とは互いにろう付けされて実質的な防水シールを形成する、あるいは、バッキング板１６１とカバー板１６２とは拡散接合、ろう付け、糊付け、ピン止め、リベット打ち、又は他のいずれかの固定手段によって結合されて、液体シールを形成し、バッキング板１６１とカバー板１６２との間に形成されたチャネル１６９は、冷却流体と直接接触する。しかしながら、他の実施形態では、バッキング板１６１は、その中に機械加工で形成された複数のチャネル１６９を有する。カバー板１６２は次に、オプションとして機械加工される（又は機械加工されない）。バッキング板１６１とカバー板１６２との間にろうペーストが置かれる。次に、バッキング板１６１とカバー板１６２とを互いに固定するために、電子ビーム溶接が用いられる。その後、固定された構成要素は加熱されて固定処理が完了し得、次に固定された構成要素は最終的な公差及び仕様に機械加工されうる。次に、ターゲットの形態の原料が、インジウムはんだでバッキング板１６１又はカバー板１６２に接合されうる。以下に更に説明するように、本開示の幾つかの実施形態によれば、冷却流体がチャネル１６９内に配置されたチューブ内に含まれるため、バッキング板１６１とカバー板１６２との間に流体密封シールは必要ない。

［００４２］バッキング板１６１及びカバー板１６２は、例えば真ちゅう、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、銅合金等を含む導電性金属又は金属合金等の導電性材料を含みうる。幾つかの実施形態では、チャネルが機械加工されうる、あるいはそうでなければバッキング板１６１の表面上に形成されうるように、バッキング板１６１は、機械加工可能な金属又は金属合金（例：Ｃ１８２００クロム銅合金）であってよい。幾つかの実施形態では、カバー板１６２は、バッキング板アセンブリ１６０の剛性を改善し、変形を抑えるために、バッキング板の金属又は金属合金よりも高い剛性／弾性率を有する機械加工可能な金属又は金属合金（例：Ｃ１８２００クロム銅合金）であってよい。バッキング板１６１とカバー板１６２の材料及びサイズは、バッキング板アセンブリ１６０全体の剛性により、原料１１３を含むターゲットアセンブリ１１４の変形あるいは反りが起きることなく（又は非常にわずかしか起きずに）、堆積処理中にターゲットアセンブリ１１４に作用する真空力、重力、熱的力、及び他の力に耐えるようなものである（すなわち、原料１１３の前面は基板１０８の上面にほぼ平行のままである）べきである。

［００４３］幾つかの実施形態では、ターゲットアセンブリ１１４の全厚は約２０ｍｍと約１００ｍｍとの間であってよい。例えば、原料１１３は約１０～約１５ｍｍの厚さであってよく、バッキング板アセンブリは約１０～約３０ｍｍの厚さであってよい。他の厚さも使用することができる。

［００４４］複数のチャネル１６９は、一または複数のチャネルのセット（以下に詳細に説明する）を含みうる。例えば、幾つかの例示の実施形態では、１つのチャネルのセットが存在しうる。他の実施形態では、２つ以上のチャネルのセットが存在しうる。各チャネルのサイズ及び断面形状、及び各セットのチャネルの数、及びチャネルの数は、以下の特性：
チャネルを通る好ましい最大流量、及び全てのチャネルを通る全体の好ましい最大流量の提供、最大熱伝達特性の提供、バッキング板１６１とカバー板１６２内のチャネルの製造の容易性及び一貫性、負荷下のバッキング板アセンブリ１６０の変形を防止するのに十分な構造
的完全性を保持しながら、バッキング板アセンブリ１６０の表面の上への最大熱交換流範囲の提供等のうちの一または複数に基づいて最適化されうる。幾つかの実施形態では、各チャネルの断面形状は、長方形、多角形、楕円形、円形等であってよい。

［００４５］幾つかの実施形態では、ターゲットアセンブリは、チャネル１６９又はチューブに流体連結されている（図１に示していないが、以下に詳細に説明する）一または複数の注入口を含む。一または複数の注入口は、熱交換流体を受け入れ、熱交換流体を複数のチャネル１６９又はチューブに送るように構成される。例えば、一または複数の注入口のうちの少なくとも１つは、複数のチャネル１６９又はチューブに熱交換流体を分配するプレナムであってよい。アセンブリは更に、カバー板１６２を通して配置され、複数のチャネル１６９又はチューブによって、対応する注入口に流体連結された一または複数の排出口（図１に示せず、以下に詳細に示す）を含む。例えば、一または複数の排出口のうちの少なくとも１つは、複数の一または複数のチャネル又はチューブから熱交換流体を収集するプレナムであってよい。幾つかの実施形態では、１つの注入口及び１つの排出口が設けられ、複数のチャネル１６９のセット内の各チャネルのセットは、１つの注入口及び１つの排出口に流体連結される。

［００４６］注入口及び排出口は、カバー板１６２又はバッキング板１６１の周辺エッジに、あるいは周辺エッジ近くに配置されうる。加えて、注入口及び排出口は、一または複数の注入口に連結された供給導管１６７及び、一または複数の排出口に連結された戻し導管が空洞１７０内のマグネトロンアセンブリ１９６の回転に干渉しないように、カバー板１６２に配置されうる。他の実施形態では、注入口及び排出口は、一または複数の注入口に連結された供給導管１６７及び、一または複数の排出口に連結された戻し導管（断面のため図示せず）が空洞１７０内のマグネトロンアセンブリ１９６の回転に干渉しないように、バッキング板１６１に配置されうる。更に別の実施形態では、注入口及び排出口は、一または複数の注入口に連結された供給導管１６７及び、一または複数の排出口に連結された戻し導管（断面のため図示せず）が空洞１７０内のマグネトロンアセンブリ１９６の回転に干渉しないように、チューブに連結されうる。

［００４７］幾つかの実施形態では、ＰＶＤ処理システム１００は、熱交換流体をバッキング板アセンブリ１６０に供給するための一または複数の供給導管１６７を含みうる。幾つかの実施形態では、各注入口は、対応する供給導管１６７に連結されうる。同様に、各排出口は、対応する戻し導管に連結されうる。供給導管１６７及び戻し導管は、絶縁材料でできていてよい。供給導管１６７は、供給導管１６７と注入口との間の熱交換流体の漏れを防止するために、シールリング（例：圧縮型Ｏリング又は同様のガスケット材）を含みうる。幾つかの実施形態では、供給導管１６７の上端部は、チャンバ本体１０１の上面に配置された流体分配マニホールド１６３に連結されうる。流体分配マニホールド１６３は、供給ライン１６５を介して複数の供給導管の各々に熱交換流体を供給するために、複数の供給導管１６７に流体連結されうる。同様に、戻し導管の上端部は、チャンバ本体１０１の上面に配置された戻し導管マニホールド（図示していないが、１６３と同様である）に連結されうる。戻し導管マニホールドは、戻しラインを介して複数の戻し導管の各々から熱交換流体を戻すために、複数の戻し導管に流体連結されうる。

［００４８］流体分配マニホールド１６３は、液体の形態の熱交換流体をバッキング板アセンブリ１６０に送るために、熱交換流体源（図示せず）に連結されうる。熱交換流体は、例えばエチレングリコール、脱イオン水、ペルフッ素化ポリエーテル（例えばＳｏｌｖａｙ社（Ｓｏｌｖａｙ Ｓ． Ａ．）から入手可能なＧａｌｄｅｎ（登録商標））等の、処理に対応できるいずれかの冷却液等、又は溶液又はこれらの組合せであってよい。幾つかの実施形態では、チャネル１６９又はチューブを通る冷却液の流れは合計で毎分約８～約２０ガロンであってよいが、正確な流れは、冷却液チャネルの構成、利用可能な冷却液圧力等によって変化する。

［００４９］中心開口部を有する導電性支持リング１６４は、カバー板１６２の周辺エッジに沿ってカバー板１６２の裏側に連結される。幾つかの実施形態では、導電性支持リング１６４は、別々の供給導管及び戻し導管の代わりに、流体供給ライン（図示せず）から熱交換流体を受け入れるリング注入口を含みうる。導電性支持リング１６４は、チューブ又はチャネル１６９に接続された注入口に熱交換流体を分配するために、導電性支持リング１６４の本体内に配置された注入マニホールドを含みうる。導電性支持リング１６４は、一または複数の排出口から熱交換流体を受け入れるために、導電性支持リング１６４の本体内に配置された排出マニホールドと、導電性支持リング１６４から熱交換流体を排出するためのリング排出口とを含みうる。導電性支持リング１６４とバッキング板アセンブリ１６０とは、導電性支持リング１６４とカバー板１６２との間に液体シールを設けるために、処理に対応する形で互いにねじ式に留められうる、ピンで留められうる、ボルト締めされうる、又は固定されうる。導電性支持リング１６４とカバー板１６２との間にシールを設けやすくするために、Ｏリング又は他の適切なガスケット材料を提供することも可能である。

［００５０］幾つかの実施形態では、ターゲットアセンブリ１１４は更に、ターゲットアセンブリ１１４をチャンバ本体１０１内で支持する中心支持部材１９２を備えうる。中心支持部材１９２は、バッキング板１６１とカバー板１６２の中心部に連結され、カバー板１６２の裏側から離れるように垂直に延びていてよい。幾つかの実施形態では、バッキング板１６１とカバー板１６２の中心開口部の中に中心支持部材１９２の底部が螺入されうる。他の実施形態では、バッキング板１６１とカバー板１６２の中心部に中心支持部材１９２の底部がボルト締めされうる、あるいは締め付けられうる。中心支持部材１９２の上部は、ソース分配板１５８を通して配置され、中心支持部材１９２とターゲットアセンブリ１１４とを支持するソース分配板１５８の上面に置かれる特徴を含みうる。

［００５１］幾つかの実施形態では、ソース分配板からターゲットアセンブリ１１４の周辺エッジまで高周波エネルギーを伝播させるために、導電性支持リング１６４がソース分配板１５８とターゲットアセンブリ１１４の裏側との間に配置されうる。導電性支持リング１６４は円筒形であってよく、第１の端部１６６は、ソース分配板１５８の周辺エッジに近接するソース分配板１５８のターゲットに向いている面に連結され、第２の端部１６８は、ターゲットアセンブリ１１４の周辺エッジに近接するターゲットアセンブリ１１４のソース分配板に向いている面に連結される。幾つかの実施形態では、第２の端部１６８は、バッキング板アセンブリ１６０の周辺エッジに近接するバッキング板アセンブリ１６０のソース分配板に向いている面に連結される。

［００５２］ＰＶＤ処理システム１００は、ターゲットアセンブリ１１４の裏側とソース分配板１５８との間に配置された空洞１７０を含みうる。空洞１７０は、以下に説明するようにマグネトロンアセンブリ１９６を少なくとも部分的に収納しうる。空洞１７０は、導電性支持リング１６４の内面、ソース分配板１５８のターゲットに向いている面、及びターゲットアセンブリ１１４（又はバッキング板アセンブリ１６０）のソース分配板に向いている面（例：裏側）によって少なくとも部分的に画定される。

［００５３］接地板１５６と、ソース分配板１５８、導電性支持リング１６４、及びターゲットアセンブリ１１４（及び／又はバッキング板アセンブリ１６０）の外面との間に絶縁用間隙１８０が設けられる。絶縁用間隙１８０は、空気、又はセラミック、プラスチック等の他の何らかの好適な誘電体材料で充填されていてよい。接地板１５６とソース分配板１５８との間の距離は、接地板１５６とソース分配板１５８との間の誘電体材料によって変わる。誘電体材料の大部分が空気である場合、接地板１５６とソース分配板１５８との間の距離は、約１５ｍｍと約４０ｍｍとの間であってよい。

［００５４］接地アセンブリ１０３及びターゲットアセンブリ１１４は、シールリング１８１によって、及び接地板１５６の第１の面１５７とターゲットアセンブリ１１４の裏側、例えばソース分配板１５８のターゲットに面していない側との間に配置された一または複数の絶縁体（図示せず）によって、電気的に分離されうる。

［００５５］ＰＶＤ処理システム１００は、電極１５４（例：高周波供給構造）に接続された高周波又は直流電源１８２を有する。電極１５４は接地板１５６を通過し、ソース分配板１５８に連結されうる。高周波又は直流電源１８２は、例えば、作動中に高周波生成器に反射して戻る反射高周波エネルギーを最小限に抑えるために、高周波生成器と整合回路とを含みうる。例えば、高周波電源又は直流電源１８２によって供給される高周波エネルギーは、約１３．５６ＭＨｚから約１６２ＭＨｚ以上の周波数の範囲であってよい。例えば、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、又は１６２ＭＨｚ等の非限定的な周波数が使用可能である。

［００５６］幾つかの実施形態では、ＰＶＤ処理システム１００は、処理中にターゲットアセンブリ１１４に追加のエネルギーを送る第２のエネルギー源１８３を含みうる。幾つかの実施形態では、第２のエネルギー源１８３は、例えばターゲット材料のスパッタリング率（したがって、基板上の堆積率）を改善するために、直流エネルギーを送る直流電源であってよい。幾つかの実施形態では、第２のエネルギー源１８３は、例えば、高周波電源又は直流電源１８２によって送る高周波エネルギーの第１の周波数とは異なる第２の周波数で、高周波エネルギーを送る高周波又は直流電源１８２と同様の第２の高周波電源であってよい。第２のエネルギー源１８３が直流電源である実施形態では、第２のエネルギー源は、直流エネルギーをターゲットアセンブリ１１４、例えば電極１５４、又は他の何らかの導電性部材（以下に説明するソース分配板１５８等）に電気的に結合させるのに好適な任意の場所においてターゲットアセンブリ１１４に結合されうる。第２のエネルギー源１８３が第２の高周波電源である実施形態では、第２のエネルギー源は電極１５４を介してターゲットアセンブリ１１４に連結されうる。

［００５７］電極１５４は、円筒形又はそうでなければ棒状であってよく、ＰＶＤ処理システム１００の中心軸１８６に対してアライメントされていてよい（例：電極１５４は、中心軸１８６と一致するターゲットの中心軸と一致する点においてターゲットアセンブリに連結されうる）。ＰＶＤ処理システム１００の中心軸１８６に対してアライメントされた電極１５４により、高周波電源又は直流電源１８２からターゲットアセンブリ１１４へ高周波エネルギーを軸対称に印加することが促進される（例えば、電極１５４は、ＰＶＤチャンバの中心軸に対してアライメントされた単一点において、高周波エネルギーをターゲットに結合させうる）。電極１５４の中心位置により、基板堆積処理における堆積の非対称性をなくす、あるいは減らす助けとなる。電極１５４は、任意の適切な直径を有しうる。例えば、他の直径も使用可能であるが、幾つかの実施形態では、電極１５４の直径は約０．５～約２インチであってよい。電極１５４は概して、ＰＶＤチャンバの構成に応じて、いずれかの好適な長さを有しうる。いくつかの実施形態では、電極は約０．５と約１２インチの間の長さを有しうる。電極１５４は、任意の適した導電性材料、たとえばアルミニウム、銅、銀などから製造されうる。あるいは、いくつかの実施形態では、電極１５４は管状であってもよい。幾つかの実施形態では、管状電極１５４の直径は、例えばマグネトロンに中心軸をもたらしやすくなる適切なものであってよい。

［００５８］電極１５４は接地板１５６を通って通過し、ソース分配板１５８に連結されうる。接地板１５６は、例えばアルミニウム、銅等のいずれかの好適な導電性材料を含みうる。一または複数の絶縁体（図示せず）の間に開放空間があることによって、ソース分配板１５８の表面に沿った高周波伝播が可能になる。幾つかの実施形態では、一または複数の絶縁体は、ＰＶＤ処理システムの中心軸１８６に対して対称に位置づけされうる。上記の位置づけは、ソース分配板１５８の表面に沿った、最終的にソース分配板１５８に連結されたターゲットアセンブリ１１４までの対称な高周波伝播を促進しうる。高周波エネルギーは、少なくとも一部において電極１５４の中心位置に起因して、従来のＰＶＤチャンバと比べてより対称に、また均一に送られうる。

［００５９］マグネトロンアセンブリ１９６の一または複数の部分は、少なくとも部分的に空洞１７０内に配置されうる。マグネトロンアセンブリは、チャンバ本体１０１内のプラズマ処理を支援するために、ターゲットに近接して回転磁場を発生させる。幾つかの実施形態では、マグネトロンアセンブリ１９６は、モータ１７６と、モータ軸１７４と、ギアボックス１７８と、ギアボックス軸アセンブリ１８４と、回転可能な磁石（例：磁石支持部材１７２に連結された複数の磁石１８８）と、仕切り１９４とを含みうる。幾つかの実施形態では、マグネトロンアセンブリ１９６は固定されたままである。

［００６０］幾つかの実施形態では、マグネトロンアセンブリ１９６は、空洞１７０内で回転する。例えば、幾つかの実施形態では、磁石支持部材１７２を回転させるために、モータ１７６、モータ軸１７４、ギアボックス１７８、及びギアボックス軸アセンブリ１８４が設けられうる。マグネトロンを有する従来のＰＶＤチャンバでは、マグネトロンドライバ軸は通常、チャンバの中心軸に沿って配置され、チャンバの中心軸に対してアライメントされた位置における高周波エネルギーとの結合が防止される。一または複数の実施形態では、電極１５４は、ＰＶＤチャンバの中心軸１８６に対してアライメントされる。このため、幾つかの実施形態では、マグネトロンのモータ軸１７４は、接地板１５６の中心から外れた開口部を通して配置されうる。接地板１５６から突出しているモータ軸１７４の端部は、モータ１７６に連結される。モータ軸１７４は更に、ソース分配板１５８（例：第１の開口部１４６）を通して対応する中心から外れた開口部を通して配置され、ギアボックス１７８に連結される。幾つかの実施形態では、ソース分配板１５８に沿って軸対称の高周波分配を有利に維持するために、ソース分配板１５８を通して、一または複数の第２の開口部（図示せず）が、第１の開口部１４６に対して対称な関係に配置されうる。一または複数の第２の開口部はまた、例えば光センサ等のアイテムの空洞１７０へのアクセスを可能にするためにも使用されうる。一または複数の実施形態では、本書に記載のバッキング板アセンブリは特に、回転磁石を有するマルチカソードＰＶＤシステムにおいて有用である。大きい冷却用空洞を有する従来の設計では、回転磁石を活用する能力が制限されていた。

［００６１］ギアボックス１７８は、例えばソース分配板１５８の底面に連結されていることによって等、いずれかの好適な手段によって支持されうる。ギアボックス１７８は、少なくともギアボックス１７８の上面を誘電体材料から製造することによって、あるいは、ギアボックス１７８とソース分配板１５８との間に絶縁体層（図示せず）を介在させること等によって、又は好適な誘電体材料からモータ軸１７４を構成することによって、ソース分配板１５８から絶縁されうる。ギアボックス１７８は更に、モータ１７６によってもたらされる回転運動を磁石支持部材１７２（したがって、複数の磁石１８８）に伝達するために、ギアボックス軸アセンブリ１８４を介して磁石支持部材１７２に連結される。

［００６２］磁石支持部材１７２は、複数の磁石１８８をしっかりと支持するのに十分な機械強度を付与するのに好適ないずれかの材料から構成されうる。例えば、幾つかの実施形態では、磁石支持部材１７２は、例えば非磁性ステンレス鋼等の非磁性金属から構成されうる。磁石支持部材１７２は、複数の磁石１８８を所望の位置で磁石支持部材１７２に連結させることを可能にするのに好適ないずれかの形状を有しうる。例えば、幾つかの実施形態では、磁石支持部材１７２は、板、円盤、横材等を含みうる。複数の磁石１８８は、所望の形状及び強度を有する磁場を発生させるようないずれかの方法で構成されうる。

［００６３］あるいは、磁石支持部材１７２は、空洞１７０において、磁石支持部材１７２に、及び取り付けられている複数の磁石１８８（存在する場合）に生じる引張力に打ち勝つのに十分なトルクで、他のいずれかの手段によって回転しうる。例えば、幾つかの実施形態（図示せず）では、マグネトロンアセンブリ１９６は、空洞１７０内に配置され、磁石支持部材１７２（例えば、パンケーキモータ）に直接接続されたモータ１７６及びモータ軸１７４を使用して空洞１７０内で回転しうる。モータ１７６は、仕切り１９４がある場合に、空洞１７０内に、又は空洞１７０の上部内に適合するのに十分なサイズに設定されうる。モータ１７６は、必要なトルクを付与できる電気モータ、空気圧又は油圧ドライバ、又は他のいずれかの処理対応型機構であってよい。

［００６４］従来のターゲットアセンブリ２００を示す図２～４をここで参照する。従来のターゲットアセンブリ２００は、ターゲット２１０と、バッキング板２１２と、接地板２５６と、高周波電源又は直流電源２８２と、空洞２７０内のマグネトロンアセンブリ２９６（図４に示す）とを含む。空洞２７０は、ターゲットアセンブリの裏側と、流体注入端部２１８と流体排出端部２２０の延長部も含むソース分配板との間に配置された流れ空間又は空洞である。既存の設計では、この空洞は、図１の空洞１７０に対応し、ターゲット２１０の熱交換流体で充填され、チャネルを用いずにバッキング板２１２の上に熱交換流体を流すことによってバッキング板２１２全体を冷却する。図３に、ターゲットアセンブリの裏側とソース分配板との間に配置された空洞に形成された流体導管２２２を示す図２の線３－３に沿って切り取った断面図を示す。図３に、ターゲットアセンブリの裏側とソース分配板との間に形成された流体導管２２２の簡略断面図を提供する。図２～４に示す構成では、ターゲット２１０は冷却されるが、冷却液が継続的に交換されないために効率的には冷却されず、これが原因でターゲット温度が高くなり、ターゲットの反り、剥離、粒子の生成及び欠陥につながりうる。

［００６５］ここで、図１に示すＰＶＤ処理システム１００のターゲットアセンブリとして一体化されうる、物理的気相堆積ターゲットアセンブリ３１４の第１の実施形態を示す図５及び６を参照する。図５及び６に示す実施形態では、物理的気相堆積ターゲットアセンブリ３１４は、物理的気相堆積（又はスパッタリング）処理中に基板に堆積される原料３１３を含む。原料３１３は、金属、金属酸化物、金属合金等であってよい。特定の実施形態では、原料はモリブデンを含む。他の特定の実施形態では、原料は、ケイ素、チタン、又は他のいずれかの物質を含む。一または複数の実施形態では、ターゲットアセンブリ３１４は、原料３１３を支持するために、バッキング板アセンブリ３６０を含む。原料３１３は、バッキング板アセンブリ３６０の側面に向いた基板支持体に配置されうる。バッキング板アセンブリ３６０は、導電性材料、例えば銅－亜鉛、銅－クロム、又はターゲットと同じ材料を含んでいてよく、これにより、バッキング板アセンブリ３６０を介して原料３１３に高周波及び直流電力が結合されうる。あるいは、バッキング板アセンブリ３６０は非導電性であってよく、例えば電気フィードスルー等の導電素子（図示せず）を含んでいてよい。

［００６６］幾つかの特定の実施形態では、バッキング板１６１と、もしある場合には、カバー板１６２は、国際軟銅規格（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｎｎｅａｌｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｔａｎｄａｒｄ ：ＩＡＣＳ）の約２０～３０％の範囲の導電率及び約１２０～１５０Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有する金属合金を含む。上記金属合金の例は、鉛と鉄を含有する銅－ニッケル－ケイ素－クロム金属合金及び銅－亜鉛金属合金から選択される金属合金から選択される。一または複数の特定の実施形態では、金属合金は、約６０～６３重量％の銅（Ｃｕ）と、約２．５～３重量％の鉛（Ｐｂ）を含有する例えばＣ３６０００等のＣｕ－Ｚｎ合金を含みうる。Ｃ３６０００はまた、約０．３５重量％の鉄（Ｆｅ）も含有していてよく、残りの合金は亜鉛（Ｚｎ）を含有する。他の特定の実施形態では、Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ－Ｃｒ＃２金属合金は、例えばＣｕ－Ｎｉ－Ｓｌ－Ｃｒ＃２等のＣｕ－Ｎｉ－Ｓｌ－Ｃｒ合金を含んでいてよく、幾つかの実施形態では、約８７．４～９１．７重量％の銅（Ｃｕ）、約６．５～８．８重量％のニッケル（Ｎｉ）、約１．５～２．５重量％のケイ素（Ｓｉ）及び０．３～１．３重量％のクロム（Ｃｒ）を含む。アセンブリの構成要素が互いに固定されると、Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｌ－Ｃｒ合金は、電子ビーム溶接及び熱伝導率及び導電率について特有の利点を提供することが分かっている。上記合金により、漏れなどの不具合のない、構成要素の電子ビーム溶接が行われる処理及び最終製品が得られる。これにより、伝導性も低下する。

［００６７］一または複数の特定の実施形態では、上述のＣｕ－Ｎｉ－Ｓｉ－Ｃｒ又はＣｕ－Ｚｎ合金により、３Ｄ印刷を使用したバッキング板の製造が可能になる。これにより、カバー板１６２が不要になり、３Ｄ印刷を使用したモノリシックバッキング板１６１の形成が可能になる。したがって、一実施形態では、バッキング板１６１は、３Ｄ印刷処理を使用して製造されうる。３Ｄ印刷処理において、バッキング板１６１のエッジが完了するまで薄い層が徐々に堆積され、融合される。各層は、３Ｄ印刷のノズルによって、コンピュータ（図示せず）で実行される３Ｄ描画コンピュータプログラムに記憶されたパターンで形成される。バッキング板１６１の複数のチャネル１６９は、３Ｄ印刷処理を使用して形成されうる。３Ｄ印刷法により、従来のバッキング板１６１の製造に要する費用及び時間が削減される。３Ｄ印刷処理により、例えば鋳造、成形、及び機械加工等の、幾つかの従来のバッキング板製造ステップも取り除かれる。更に、層ごとの印刷法により、厳しい許容値を達成することが可能になる。１つの印刷システムを使用し、３Ｄ描画コンピュータプログラムに記憶されたパターンを単純に変えることによって、複数のチャネル１６９を有する、あるいは有さない、様々な異なるバッキング板を製造することができる。３Ｄ印刷部品には、表面欠陥及び多孔性を最小限に抑えるために、例えば熱間静水圧プレス法等の後処理のプロセスを施すことができる。上記３Ｄ印刷処理は、付加製造（「ＡＭ」）とも称される。３Ｄ印刷処理では、設計データが３Ｄ物体を二次元平面の個々の層に分解され、各層に必要な精確な量の材料が繰り返し加えられることによって、３Ｄ物体が形成される。このため、３Ｄ印刷処理には、レーザ、電子ビーム、又はイオン融解等のエネルギー源を介して堆積された材料を接合又は圧縮することが含まれうる。これらの技術は、ネット形状、複雑な空洞及びチャネルを有するモノリシック構造を作製することが可能である。

［００６８］一または複数の実施形態では、バッキング板アセンブリ３６０は、バッキング板３６１を含む。バッキング板アセンブリ３６０はオプションとして、カバー板３６２（図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃに示す）を含みうる。バッキング板３６１とオプションのカバー板３６２とは、図１に示すＰＶＤ処理システム１００、又は他の好適なＰＶＤ処理システムによって収容可能な円盤状、長方形、正方形、又は、他のいずれかの形状であってよい。バッキング板３６１の前面３７０は、ＰＶＤ処理中に原料３１３の前面が基板に対向するように、原料３１３を支持するように構成される。原料３１３は、いずれかの好適な方法でバッキング板３６１に結合されうる。例えば、幾つかの実施形態では、原料３１３はバッキング板３６１に拡散接合されうる、あるいはインジウムハンダで接着されうる。

［００６９］バッキング板３６１とカバー板３６２との間に、複数のチャネル３６９が配置されうる。一または複数の実施形態では、図７Ｂに示すように、バッキング板３６１は、バッキング板３６１の裏側に形成された複数のチャネル３６９を有していてよく、カバー板３６２は各チャネルの上のキャップ／カバーを提供する。他の実施形態では、複数のチャネル３６９は、（図７Ｃに示すように）部分的にバッキング板３６１に、部分的にカバー板３６２に形成されうる。また、他の実施形態では、図７Ａに示すように、複数のチャネル３６９は完全にカバー板３６２内に形成され、バッキング板３６１は、複数のチャネル３６９の各々を蓋しうる／カバーしうる。

［００７０］一部の実施形態では、バッキング板３６１とカバー板３６２とは互いに連結されうる。幾つかの実施形態では、複数のチャネル３６９は、冷却液などの冷却流体を流すように構成され、バッキング板３６１とカバー板３６２とは、複数のチャネル３６９に送られる冷却液の漏れを防止するために互いに連結され、実質的な防水又は液密シール（例：バッキング板３６１とカバー板３６２との間の流体又は液体シール）を形成する。つまり、冷却流体は、チャネル３６９と直接接触するということである。例えば、幾つかの実施形態では、バッキング板３６１とカバー板３６２とは互いにろう付けされて実質的な防水シールを形成する、あるいは、バッキング板３６１とカバー板３６２とは拡散接合、ろう付け、糊付け、ピン止め、リベット打ち、又は他のいずれかの固定手段によって結合されて、液体シールを形成し、バッキング板３６１とカバー板３６２との間に形成されたチャネル３６９は、冷却流体と直接接触する。特定の実施形態では、バッキング板３６１とカバー板３６２とは、互いに電子ビーム溶接される。

［００７１］一または複数の実施形態は、前面及び裏面を有し且つ前面で前記原料を支持するように構成されたバッキング板を形成することを含む物理的気相堆積ターゲットアセンブリを製造する方法に関する。本方法は更に、冷却流体に接続されるように構成された注入端部と、注入端部に流体連結された排出端部とを含む冷却チャネルをバッキング板に形成することであって、冷却チャネルは、注入端部と排出端部との間で複数の湾曲部によって互いに接合された複数の円弧部を含み、バッキング板は、物理的気相堆積処理中に原料を冷却するように構成されている、形成することを含む。図９を参照すると、特定の実施形態は、バッキング板１６１の裏面にカバー板１６２をアセンブル（組み付け）することと、カバー板とバッキング板とを互いに電子ビーム溶接することとを含む。バッキング板１６１とカバー板１６２との間にろうペーストが置かれる。次に、バッキング板１６１とカバー板１６２とを互いに固定するために、電子ビーム溶接が用いられる。その後、固定された構成要素は加熱されて固定処理が完了し得、次に固定された構成要素は最終的な公差及び仕様に機械加工されうる。次に、ターゲットの形態の原料が、インジウムはんだでバッキング板１６１又はカバー板１６２に接合されうる。

［００７２］上述したように、バッキング板１６１は、バッキング板の材料層が徐々に堆積され、融合されて板及びチャネルが形成される３Ｄ印刷処理によって形成されるモノリシック材料を含む。３Ｄ印刷処理が使用される特定の実施形態では、カバー板は必要なく、バッキング板アセンブリは、モノリシックバッキング板１６１と、バッキング板１６１にアセンブルされたターゲットとを含む。

［００７３］図５及び図６に示す実施形態等の幾つかの実施形態では、冷却流体が、チャネル３６９内に配置された冷却チューブ３８０内に含まれるため、バッキング板３６１とカバー板３６２との間に流体密封シールは必要ない。他の実施形態では、冷却流体は冷却チューブ３８０内に含まれるため、カバー板３６２は全く必要ない。

［００７４］特定の第１の実施形態では、物理的気相堆積ターゲットアセンブリ３６０は、原料３１３と、前面３７０と裏面３７２とを有するバッキング板３６１と、バッキング板３６１の前面３７０で原料３１３を支持するように構成されたバッキング板３６１とを含む。第１の実施形態は更に、冷却流体に接続されるように構成された注入端部３９０と、注入端部に流体連結された排出端部３９２と、注入端部３９０と排出端部３９２との間の複数の円弧３９６とを含む冷却チューブ３８０であって、物理的気相堆積処理中に、バッキング板と原料３１３とを冷却するためにバッキング板３６１の裏面３７２に隣接して配置されるように構成された冷却チューブ３８０を含む。

［００７５］第２の実施形態では、冷却チューブ３８０は、バッキング板３６１とは分離され且つ冷却流体を含む冷却閉ループを提供する。つまり、冷却流体又は冷却液は、バッキング板のチャネル３６９と直接接触しないということである。

［００７６］上述したように、冷却流体は、複数の湾曲部を有する冷却チューブを通って流れうる、あるいは、冷却流体は、バッキング板３６１とカバー板３６２との間のチャネルを通って流れうる。いずれの場合にも、冷却チューブ３８０又はチャネル３６９は、冷却流体が流れ、流体の流れパターンが画定される流体導管を提供する。図８に、図５に示す複数の湾曲部３９６を有する冷却チューブ３８０を含みうる、又は例えば図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃに示すように、バッキング板３６１とカバー板３６２との間に形成されたチャネルを含みうる流れパターンの例示の実施形態を示す。

［００７７］図８に、複数の円弧部４００を含む流れパターン又は流路を示す。図示した実施形態では、円弧部は実質的に同心である。図示した特定の実施形態では、少なくとも８つの円弧部４００と、単一の注入部と単一の排出部が存在する。図８において、注入端部３９０は注入列４０２に流体接続されている。図８において、円弧部４００ａと円弧部４００ｂとで第１の円弧部のペアが形成され、円弧部４００ｃ、及び円弧部４００ｄにより第２の円弧部のペアが形成されている。円弧部４００ａと４００ｂとを含む第１の円弧部のペアは、分岐（ｓｐｌｉｔ）接続４２０によって円弧部４００ｅと４００ｆとを含む第２の円弧部のペアに流体接続されている。したがって、図８では、注入列４０２は、円弧部４００ａと円弧部４００ｂとを含む第１の円弧部のペアと、円弧部４００ｅと４００ｆとを含む第２の円弧部のペアに流体の流れを分割あるいは分ける分岐接続４２０に流体接続された注入端部に流体接続されている。幾つかの実施形態では、流れパターンは、注入列４０２の第１の側面４０１に円弧部４００ａ、円弧部４００ｂ、円弧部４００ｃ及び円弧部４００ｄを含み、注入列４０２の第２の側面４０３に円弧部４００ｅ、円弧部４００ｆ、円弧部４００ｇ及び円弧部４００ｈを含む。したがって、第１の側面４０１は、２つの円弧部のペアを含み、第１の側面の反対側の第２の側面４０３は、２つの円弧部のペアを含む。図８を再度参照すると、流れパターンのペアの隣接する円弧部は、湾曲部において流体連結されている。したがって、図８において、円弧部４００ａと円弧部４００ｂとは湾曲部４０５で流体連結され、円弧部４００ｃと円弧部４００ｄとは湾曲部４０７で流体連結され、円弧部４００ｅと円弧部４００ｆとは湾曲部４０９で連結され、円弧部４００ｇと円弧部４００ｈとは湾曲部４１１で連結されている。湾曲部４１３は円弧部４００ｂと円弧部４００ｃとを流体連結し、湾曲部４１５は円弧部４００ｆと円弧部４００ｇとを流体連結している。湾曲部４１７は、注入円弧部４０２を円弧部４００ｄと円弧部４００ｈとに流体連結する分岐接続４２０を提供する。したがって、分岐接続４２０は、三方接続と見なされる。図８において、矢印は、円弧部内で流れる流体の方向を示している。したがって、液体であってよい流体は、注入端部３９０を通り注入列４０２に沿って分岐接続４２０まで流れ、分岐接続４２０において流れは第１の側面４０１と第２の側面４０３の２つの方向に分流する。第１の側面において、流体は、円弧部４００ｄを注入列４０２の流れの反対方向に流れ、湾曲部４０７を回った後に、円弧部４００ｃを注入列４０２の流れと同じ方向に流れ、その後湾曲部４１３を回って、円弧部４００ｂを注入列４０２の流れ方向とは反対の方向に流れて湾曲部４０５を回り、円弧部４００ａを注入列４０２と同じ方向に流れる。流体は、円弧部４００ａから排出端部３９２に向かって流れる。第２の側面４０３でも同様の流れパターンが見られ、第２の側面４０３では、液体の形態の流体が注入列４０２内を図示した方向に分岐接続４２０まで流れ、その後、注入列４０２の流れ方向とは反対の方向に円弧部４００ｈへ流れ、湾曲部４１１を回ってから、円弧部４００ｇを注入列４０２の流れと同じ方向に流れ、湾曲部４１５を回って、注入列４０２の流れとは反対の方向に円弧部４００ｆへ流れ、湾曲部４０９を回って、円弧部４００ｅを注入列４０２と同じ流れ方向に流れる。流体は、一または複数の実施形態にしたがって、注入列４０２から排出端部３９２に向かって流れ、排出端部３９２においてその後再循環し、冷却される。したがって、図示した実施形態では、少なくとも８つの円弧部４００と少なくとも５つの湾曲部、及び単一の注入口及び単一の排出口が存在する。図８に示す実施形態に示される注入端部と排出端部を逆にすることができ、その結果、流体は直前に説明したものとは逆の方向に流れることになる。

［００７８］第３の実施形態では、複数の湾曲部により複数の円弧部を含む流れパターンが画定され、バッキング板が更に、冷却チューブを受容するように構成された裏面にチャネルを含むように第１又は第２の実施形態を変更することができる。第４の実施形態では、第１～第３の実施形態が、複数の湾曲部により複数の円弧部を含む流れパターンが画定され、バッキング板が更に、冷却チューブを受容するように構成された裏面にチャネルを含むようになる。

［００７９］第５の実施形態では、流れパターンが少なくとも４つの円弧部と少なくとも２つの湾曲部とを含むように、第１～第４の実施形態を変更することができる。第６の実施形態では、流れパターンが少なくとも６つの円弧部と５つの湾曲部とを含むように、第１～第４の実施形態を変更することができる。第７の実施形態では、流れパターンが少なくとも８つの円弧部と６つの湾曲部とを含むように、第１～第４の実施形態を変更することができる。

［００８０］第８の実施形態では、流れパターンは第１の円弧部のペアと第２の円弧部のペアと、分岐接続によって第１の円弧部のペアと第２の円弧部のペアとに流体接続されている単一の円弧部に流体接続されている注入端部と、第１の円弧部のペアと第２の円弧部のペアとに流体接続されている排出端部とを含む。第９の実施形態では、流れパターンは第１の円弧部のペアと第２の円弧部のペアと、分岐接続によって第１の円弧部のペアと第２の円弧部のペアとに流体接続されている単一の列に流体接続されている注入端部と、第１の円弧部のペアと第２の円弧部のペアとに流体接続されている排出端部とを含む。

［００８１］一または複数の実施形態では、冷却チューブは単一の注入端部と単一の排出端部とを含む。一または複数の実施形態では、冷却チューブは、単一の注入端部と第１の排出端部と第２の排出端部とを含み、第１の排出端部は第１の円弧部のペアに流体接続され、第２の排出端部は第２の円弧部のペアに流体接続されている。一または複数の実施形態では、アセンブリは更に、カバー板と、バッキング板とカバー板との間に配置されている冷却チューブとを含む。一または複数の実施形態では、冷却チューブ又はチャネルは、複数の注入端部と複数の排出端部のうちの少なくとも１つを含む。これは、冷却チューブが複数の注入端部と単一の排出端部、単一の注入端部と複数の排出端部、又は複数の注入端部と複数の排出端部を有しうることを意味する。複数の注入端部を有する一または複数の実施形態では、全ての注入端部は、単一の供給導管に接続されうる、あるいは、複数の供給導管に流体接続されうる。同様に、複数の排出端部を有する実施形態では、全ての排出端部は、単一の戻し導管に接続されうる、あるいは、複数の戻し導管に流体接続されうる。

［００８２］一または複数の実施形態は、物理的気相堆積ターゲットアセンブリに関連し、物理的気相堆積ターゲットアセンブリは、原料と、前面及び裏面を有し且つ前面で原料を支持するように構成されたバッキング板と、バッキング板に連結されたカバー板とを含み、カバー板とバッキング板との間にチャネルが配置され、チャネルは、注入端部と排出端部とに流体接続されている少なくとも４つの円弧部と３つの湾曲部とを含む流れパターンを画定する複数の湾曲部を含み、物理的気相堆積処理中にバッキング板とターゲットとを冷却するために、バッキング板の裏面に隣接して冷却流体を流すように構成されている。

［００８３］一または複数の実施形態では、チャネルは、注入端部に流体接続されている注入列を含む少なくとも５つの円弧部を含む流れパターンを画定し、注入列は、分岐接続によって第１の円弧部のペアと第２の円弧部のペアとに流体接続されている。一または複数の実施形態では、チャネルは、少なくとも６つの円弧部と５つの湾曲部とを含む流れパターンを画定している。一または複数の実施形態では、チャネルは、少なくとも８つの円弧部と６つの湾曲部とを含む流れパターンを画定している。

［００８４］一または複数の実施形態では、チャネルは、第１の円弧部のペアと第２の円弧部のペアと、分岐接続によって第１の円弧部のペアと第２の円弧部のペアとに流体接続されている単一の列に流体接続されている注入端部と、第１の円弧部のペアと第２の円弧部のペアとに流体接続されている排出端部とを含む流れパターンを画定している。一または複数の実施形態では、チャネルは、単一の注入端部と単一の排出端部とに流体接続されている。一または複数の実施形態では、チャネルは、単一の注入端部と第１の排出端部と第２の排出端部とに流体接続され、第１の排出端部は、第１の円弧部のペアに流体接続され、第２の排出端部は第２の円弧部のペアに流体接続されている。特定の実施形態では、チャネルは、複数の注入端部と複数の排出端部のうちの少なくとも１つに流体接続されている。これは、チャネルが複数の注入端部と単一の排出端部、単一の注入端部と複数の排出端部、又は複数の注入端部と複数の排出端部を有しうることを意味する。複数の注入端部を有する一または複数の実施形態では、全ての注入端部は、単一の供給導管に接続されうる、あるいは、複数の供給導管に流体接続されうる。同様に、複数の排出端部を有する実施形態では、全ての排出端部は、単一の戻し導管に、あるいは、複数の戻し導管に流体接続されうる。

［００８５］特定の実施形態では、チューブは、前記チャネル内に配置され、注入端部と排出端部とに流体接続されている。

［００８６］物理的気相堆積ターゲットを冷却する方法に関する別の態様は、本書に記載の装置を通して冷却流体を継続的に流すことを含む方法である。

［００８７］本書に記載の物理的気相堆積ターゲットアセンブリの一または複数の実施形態は、図１に示すＰＶＤ処理システム１００で使用可能である。一または複数の実施形態では、装置を通して液体の形態の冷却流体を継続的に流すことで、未使用の冷却流体がバッキング板に継続的に接触するように、冷却流体が交換される。上記設計は、現在の図２及び図３に示す種類の設計と比較して、ターゲット温度の大幅な低下を提供するためのモデルにおいて有益に示されている。加えて、同心円弧部の形態の湾曲した冷却チャネルは、より均一な原料の冷却をもたらし、原料全体の温度差を最小限に抑え、熱応力を低減する。更に、準備段階のモデルデータは、マルチカソードＰＶＤリアクタの回転磁石の設計により、既存の設計と比較して原料のより均一な腐食プロファイルを示している。腐食プロファイルは、曲線適合機能を使用して熱流束の観点において、原料（ターゲット）にマッピングされた。

［００８８］本開示に記載の設計は、より効率的で効果的な熱伝達を提供するという課題に解決策を与える、冷却流体／液体の連続的な交換を提供し、その結果、ターゲットの冷却が向上し、粒子の生成が抑えられ、ターゲットの反りが防止される。水等の液体の形態の冷却流体は、チャネルの１つの端部から供給され、幾つかのねじれ、折り返し及び湾曲部を含む蛇行路であってよい曲がりくねった経路を通過した後で別の端部から排出される。この設計により、ターゲットの寿命も有益に延びる。これらの利点は、三次元活用モデルを使用し、既存のターゲットアセンブリの設計を本書に記載のターゲットアセンブリの設計と比べることによって示されている。

［００８９］本書に記載のターゲットアセンブリは、極紫外線（ＥＵＶ）マスクブランクの製造に特に有用でありうる。ＥＵＶマスクブランクは、マスクパターンを有する反射マスクを形成するために使用される光学的に平坦な構造である。一または複数の実施形態では、ＥＵＶマスクブランクの反射面により、極紫外線等の入射光を反射させるための平坦な焦点面が形成されうる。ＥＵＶマスクブランクは、ＥＵＶレチクル等の極紫外線反射素子に構造支持体を提供する基板を含む。一または複数の実施形態では、基板は、温度が変化する間の安定性を付与するために、低い熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料からできていてよい。一または複数の実施形態に係る基板は、ケイ素、ガラス、酸化物、セラミック、ガラスセラミック、又はこれらの組み合わせ等の材料から形成されうる。

［００９０］ＥＵＶマスクブランクは、極紫外線に対して反射性を有する構造である多層スタックを含む。多層スタックは、第１の反射層と第２の反射層の交代反射層を含む。第１の反射層と第２の反射層により、反射ペアが形成されうる。非限定的な実施形態では、多層スタックは、２０～６０個の範囲の反射ペア、合計で最大１２０個の反射層を含みうる。

［００９１］第１の反射層と第２の反射層は、様々な材料から形成されうる。一実施形態では、第１の反射層と第２の反射層はそれぞれ、ケイ素とモリブデンから形成される。多層スタックにより、ブラッグリフレクタ又はミラーを作るために異なる光学特性を有する材料の薄層を交互に有することによって、反射性構造が形成される。例えばモリブデン及びケイ素の交互層は、例えばマルチカソードソースチャンバ内で物理的気相堆積によって形成されうる。

［００９２］一実施形態に係るマルチカソードソースチャンバ５００の上部を示す図である図１０をここで参照する。マルチカソードチャンバ５００は、上部アダプタ５０４によって覆われている円筒形本体部５０２を有する基礎構造５０１を含む。上部アダプタ５０４は、上部アダプタ５０４の周りに位置づけされたカソードソース５０６、５０８、５１０、５１２、及び５１４等の幾つかのカソードソースを提供する。多層スタックだけでなく、キャッピング層及び吸収体層を形成するために、マルチカソードソースチャンバ５００内で図１に関連して説明したＰＶＤ処理システム１００を用いることができる。例えば、物理的気相堆積システムは、ケイ素、モリブデン、酸化チタン、二酸化チタン、酸化ルテニウム、酸化ニオブ、ルテニウムタングステン、ルテニウムモリブデン、ルテニウムニオブ、クロム、タンタル、窒化物、化合物、又はこれらの組み合わせの層を形成しうる。幾つかの化合物を酸化物として記載したが、当然ながら、化合物には酸化物、二酸化物、酸素原子を有する原子混合物、又はこれらの組み合わせを含みうる。

［００９３］この明細書全体を通じて、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「一又は複数の実施形態」、又は、「実施形態」に対する言及は、実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。ゆえに、この明細書全体の様々な箇所で「一又は複数の実施形態で」、「特定の実施形態で」、「一実施形態で」、又は「実施形態で」などの表現は、必ずしも、本開示の同一の実施形態に言及するものではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、一又は複数の実施形態において任意の適切な様態で組み合わせることができる。

［００９４］本明細書の開示は特定の実施形態を参照して説明されているが、これらの実施形態は本開示の原理及び用途の例示にすぎないことを理解されたい。本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に対して様々な改変及び変形を行い得ることが、当業者には明らかになろう。ゆえに、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等物に含まれる改変例及び変形例を含むことが意図されている。

Claims (12)

1. 物理的気相堆積ターゲットアセンブリであって、
   原料と、
   前面及び裏面を有し且つ前記前面で前記原料を支持するように構成されたバッキング板アセンブリと、
   前記バッキング板アセンブリに形成された冷却チャネルであって、
   冷却流体に接続されるように構成された単一の注入端部と、
   前記単一の注入端部に流体接続された単一の注入列と、
   前記単一の注入列の一方の側に配置された複数の円弧部の第１の組であって、各円弧部が湾曲部によって互いに接合されて全体として単一の第１の流路を形成する、複数の円弧部の第１の組と、
   前記単一の注入列の他方の側に配置された複数の円弧部の第２の組であって、各円弧部が湾曲部によって互いに接合されて全体として単一の第２の流路を形成する、複数の円弧部の第２の組と、
   前記単一の注入列を前記第１の流路の入口および前記第２の流路の入口に流体接続する分岐接続と、
   前記第１の流路の出口および前記第２の流路の出口に流体接続された単一の排出端部、または前記第１の流路の出口に流体接続された第１の排出端部および前記第２の流路の出口に流体接続された第２の排出端部と
   を含む冷却チャネルと
   を含み、
   前記バッキング板アセンブリは、物理的気相堆積処理中に前記原料を冷却するように構成される、物理的気相堆積ターゲットアセンブリ。
2. 前記冷却流体を収容する冷却閉ループを提供する冷却チューブを更に含み、前記冷却チューブは前記冷却チャネル内に配置される、請求項１に記載の物理的気相堆積ターゲットアセンブリ。
3. 前記複数の円弧部の第１の組および前記複数の円弧部の第２の組により、複数の同心円弧部を含む流れパターンが画定される、請求項１または２に記載の物理的気相堆積ターゲットアセンブリ。
4. 前記流れパターンは、少なくとも４つの円弧部と５つの湾曲部とを含む、請求項３に記載の物理的気相堆積ターゲットアセンブリ。
5. 前記流れパターンは、少なくとも８つの円弧部と６つの湾曲部とを含む、請求項３に記載の物理的気相堆積ターゲットアセンブリ。
6. 前記バッキング板アセンブリが、バッキング板とカバー板とを備え、前記冷却チャネルおよび前記冷却チューブが、前記バッキング板と前記カバー板との間に配置されている、請求項２に記載の物理的気相堆積ターゲットアセンブリ。
7. 前記カバー板及び前記バッキング板は、国際軟銅規格（ＩＡＣＳ）の約２０～３０％の範囲の導電率及び約１２０～１５０Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有する金属合金を含む、請求項６に記載の物理的気相堆積ターゲットアセンブリ。
8. 前記カバー板及び前記バッキング板は、鉛と鉄を含有する銅－ニッケル－ケイ素－クロム金属合金及び銅－亜鉛金属合金から選択される金属合金を含む、請求項７に記載の物理的気相堆積ターゲットアセンブリ。
9. 物理的気相堆積ターゲットアセンブリを製造する方法であって、
   前面及び裏面を有し且つ前記前面において原料を支持するように構成されるバッキング板アセンブリを形成することと、
   冷却チャネルであって、
   冷却流体に接続されるように構成された単一の注入端部と、
   前記単一の注入端部に流体接続された単一の注入列と、
   前記単一の注入列の一方の側に配置された複数の円弧部の第１の組であって、各円弧部が湾曲部によって互いに接合されて全体として単一の第１の流路を形成する、複数の円弧部の第１の組と、
   前記単一の注入列の他方の側に配置された複数の円弧部の第２の組であって、各円弧部が湾曲部によって互いに接合されて全体として単一の第２の流路を形成する、複数の円弧部の第２の組と、
   前記単一の注入列を前記第１の流路の入口および前記第２の流路の入口に流体接続する分岐接続と、
   前記第１の流路の出口および前記第２の流路の出口に流体接続された単一の排出端部、または前記第１の流路の出口に流体接続された第１の排出端部および前記第２の流路の出口に流体接続された第２の排出端部と
   を含む冷却チャネルを、前記バッキング板アセンブリに形成することと
   を含み、前記バッキング板アセンブリは物理的気相堆積処理中に前記原料を冷却するように構成される、方法。
10. 前記バッキング板アセンブリが、バッキング板とカバー板とを含み、
    前記バッキング板アセンブリを形成することが、前記バッキング板の裏面に前記カバー板をアセンブルすることと、前記カバー板と前記バッキング板とを互いに電子ビーム溶接することとを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記カバー板と前記バッキング板とは、国際軟銅規格（ＩＡＣＳ）の約２０～３０％の範囲の導電率及び約１２０～１５０Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有する金属合金を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記カバー板と前記バッキング板とは、鉛と鉄とを含有する銅－ニッケル－ケイ素－クロム金属合金及び銅－亜鉛金属合金から選択される金属合金を含む、請求項１１に記載の方法。

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