JP2023535293A - 低減された内部容積を有するシャワーヘッド - Google Patents

Abstract

【解決手段】半導体処理作業用の、付加製造法により製造されるシャワーヘッドが開示され、シャワーヘッドは、そのような製造技術の使用により可能になる様々な特徴を有することができる。いくつかの実装形態では、このようなシャワーヘッドは、菱形格子パターンを形成するように配置された横方向通路と、そのような横方向通路の間の様々な交差点に位置するガス分配ポート及び／又はライザー通路と、を特徴とする複数の独立した流路を有してよい。このようなシャワーヘッドはまた、その製造容易性を改善する一方で、所望のガス流性能を提供する特徴を含んでよい。例えば、横方向通路の断面は、略三角形又は略五角形の形状となるように設計することができ、それにより、ガス流路を提供する目的のための、シャワーヘッド内で利用可能な材料の容積のより効率的な使用が可能になる一方で、使用され得る典型的な付加製造プロセスの限界を考慮した幾何学的形状を提供することも可能になる。【選択図】図１９

Description

［関連出願］
本出願の一部として、ＰＣＴ願書が本明細書と同時に提出される。同時に提出されたＰＣＴ願書において確認される、本出願が利益又は優先権を主張する各出願は、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。

半導体処理ツールは、一般に、「シャワーヘッド」を使用して、半導体処理チャンバ内でペデスタル又はチャックにより支持される基板又はウェハー全体に半導体処理ガスを分配する。シャワーヘッドは、典型的には、シャワーヘッドの下面全体に分配された多数のガス分配ポートを特徴とし、ガス分配ポートを通して、半導体処理作業中に処理ガスが流される。半導体処理ツールで使用されるシャワーヘッドには、２つの一般的なクラス、すなわち、「シャンデリア」タイプシャワーヘッド及び「フラッシュマウント」シャワーヘッドがある。シャンデリアタイプシャワーヘッドは典型的には、ガス分配ポートを収容するディスク状構造と、処理ガスをそれらのガス分配ポートに分配するための１つ以上の内部プレナムと、ディスク状構造の上面に接続する、又はその上面からシャンデリアタイプシャワーヘッドが位置する処理チャンバの天井まで延びる又は天井を通って延びる、ステムと、を含む。ステムは、処理チャンバ内でディスク状構造を支持し、更にディスク状構造内で処理ガスをプレナムに送るように機能する。フラッシュマウントシャワーヘッドは、ステム又は等価な構造を有することなく、その代わりに、単に、例えば半導体処理チャンバの壁に取り付けられ、多くの場合、実質的には半導体処理チャンバに対する蓋としての役割を担う。

本明細書で提示されるのは、付加製造法で製造される半導体処理シャワーヘッドの設計である。

本明細書に記載される主題の１つ以上の実装形態の詳細が、添付の図面及び以下の記載に記述されている。他の特徴、態様、及び利点が、本明細書の記載、図面、及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。

本発明の発明者は、付加製造法により製造されるシャワーヘッドを考案した。そのようなシャワーヘッドは、例えば、任意の好適な付加製造技術、例えば、選択的レーザー溶解法（ＳＬＭ）（そのセラミック又はシリコン版を生産するために使用できる）、又は直接金属レーザー溶解法（ＤＭＬＭ）（その金属版を生産するために使用できる）、を使用して製造することができる。

大部分の付加製造プロセスでは、部品は、材料を一度に１層の水平層で部品に追加することにより製造される。このような層は極めて薄い場合があり、例えば、ＤＭＬＭ部品にとって、一度に０．０２ｍｍが可能である。例えば、ＤＭＬＭでは、部品を支持するプラテンが、基準平面に対して徐々に下降される。プラテンは、製造されている部品を収容するために使用される空洞の「床」を形成する。プラテンが下降されるたびに、粉末状材料が空洞に追加され、次いで、基準平面と同じ高さになるように平らにされる。次いで、レーザーが基準平面全体をスキャンし、構造が要求される領域において、粉末状材料の最上層に熱を加えて、粉末状顆粒を互いに及び以前に融着された任意の下層に溶解させる。いったん特定の層が完成すると、プラテンは僅かに下降されてよく、粉末状材料の新たな層が適用されて、レーザー溶解プロセスが繰り返されてよい。このプロセスは部品が完成するまで繰り返され、その時点で、ＤＭＬＭ装置の空洞は、溶解されていない粉末状材料で充填されることになり、その中に付加製造法で製造された構成要素が埋め込まれている。

そのような付加製造法により製造される構成要素は、典型的には、バルクから製造される構成要素（例えば、ＳＬＭ又はＤＭＬＭにおいて行われるように、少数のグレインが多くの連続した作業にわたって一度に融着される場合とは反対に、溶融材料が一般に単一作業で所望の構成要素に作製されるようなキャスティングにより作製される構成要素）と比較して、非常に細かいグレイン微細構造、すなわち、レーザーにより供給される選択的な加熱による、固体材料の小さいグレインの融着により形成される構造、を有する。このような付加製造法で製造された構成要素はまた、多くの場合、顕著な方向性を有するマイクロ構造を有する傾向があり、マイクログレインが、Ｚ方向に平行な平面内でのそのような微細グレインのプロファイルよりも、より丸みを帯びた、より大きいプロファイルをＸＹ平面内で有する（付加製造プロセス中に配置される構成要素に対して、ＸＹ平面は水平面に対応し、Ｚ方向は垂直方向に対応する）。図１は、例えば、１つの例示的なＤＭＬＭプロセスを使用して作製された例示的な構成要素における、垂直面（左側）及び水平面（右側）で見た粒界の描写を示す。図から分かるように、垂直面におけるグレインサイズは、Ｘ方向又はＹ方向のいずれかにおけるサイズと比較して、Ｚ方向におけるサイズについて、高い非対称性を示している。マイクログレインは、Ｚ方向の厚さに比べて、Ｘ及び／又はＹ方向において遥かに長い傾向がある。このマイクログレイン構造は、本明細書では、異方性マイクログレイン構造と称する場合があり、これは、マイクログレインが、サイズ及び形状における変動を呈するが、一般に特定の軸に関連する寸法変動を呈しないマイクログレイン構造から区別されると理解されたい。本明細書で論じられる付加製造法により製造されるシャワーヘッドの少なくともいくつかが、そのような異方性マイクログレイン構造を呈する場合があることが理解されるであろう。

このような付加製造技術の使用により、フライス加工、ドリル加工又は旋削加工などの従来の機械加工（サブトラクティブ機械加工）技術だけを使用した場合には実現が極めて困難又は不可能なシャワーヘッド形状の採用が可能になる。そのようなシャワーヘッド形状により、例えば、シャワーヘッドが、より小さい内部容積を有する（したがって、シャワーヘッドを通して所望のガス流を供給するために必要なガスの量を減少させ、且つシャワーヘッドが定常状態流に到達するまでに必要な時間を低減させる）ことと、場合によっては、シャワーヘッド内でより多くの異なる流体的に分離された流路（又は、少なくとも、より高い密度のそのような流路）を有することとが可能になる。

典型的な半導体シャワーヘッドは一般に、形状が円形であり、シャワーヘッドの中心の近くに位置する１つ以上の流体入口を有する。流体入口は典型的には、シャワーヘッド内の大きく平坦な円筒状プレナム容積内にガスを供給し、次いで、ガスは、プレナム容積と流体連通している複数のガス分配ポートを通してシャワーヘッドから流出する。このようなシャワーヘッドにおいてガス流が開始される場合、ガス分配ポートを通してガス流の望ましいレベルが実現されるまでに幾分の遅延が生じる場合がある。なぜなら、プレナム容積は、ガス分配ポート容積と比較して非常に大きい、例えばそれよりも数桁大きい場合があるからである。

対照的に、本明細書で開示される付加製造法により製造されるシャワーヘッドは、従来のシャワーヘッドにおいて典型的に見られる大きく略円筒状のプレナム容積を、流体入口を通して送達されたガスをシャワーヘッドの下面に位置する複数のガス分配ポートに分配するように機能する横方向通路のネットワークで置き換える。付加製造技術が、真の二重ブラインド通路又は穴の容易な作製を可能にするので、そのようなシャワーヘッドは、追加の製造費用を掛けることなく、シャワーヘッド本体内に完全に含まれる多数のそのような横方向通路を有することができる（実際に、そのようなシャワーヘッドの製造費用は幾分、逆説的に減少する場合がある。なぜなら、部品内の「空いた容積」の量が、「中実の体積」と比較して増加することに起因して、付加製造法により製造されるシャワーヘッドの横方向通路の数が増加するからである）。明確化のため、二重ブラインド穴又は通路は、穴又は通路軸に沿って、それを含む構成要素の外面上の開口部まで、延びることがない穴又は通路である（対照的に、ブラインド穴は、部品の外面上の単一の開口部から部品の中へと延びる穴であり、スルーホールは、部分の外面上の２つの開口部の間に延びる穴である）。二重ブラインド穴が、ドリル加工などの従来の機械加工技術を使用して作製できる一方で、このような二重ブラインド穴は、最初に、ブラインドホールをドリル加工し、次いで、例えば、溶接、ろう付け、又は他の方法で、プラグを所定位置に固定して穴の上部を埋めることにより二重ブラインド穴に変えなければならない。しかしながら、このような多段階の二重ブラインド穴技術は、高コストであり、プラグ／穴の境界部での漏出の可能性を高める。部品において、二重ブラインド穴又は通路を作製するために使用できる別の技術が、張り合わせ部品を作製することであり、その場合、１つ又は２つの嵌合層の嵌合面に二重ブラインド穴がフライス加工され、次いでこれらの層が結合され、例えばろう付けされて、一緒になる。しかしながら、そのような技術は、厚さが薄い層にとっては実現が困難であり、追加の（高コストの）製造工程を必要とする場合があり、また層間結合の境界面の位置における潜在的リーク経路に関する課題を有する場合がある。

本発明の発明者は、付加製造法を使用してシャワーヘッドを構築することにより、シャワーヘッド本体内に複雑な二重ブラインド横方向通路配置を採用することが可能になることに気づいた。本発明の発明者は、そのような配置を活用して、全てが概ね同じフロー特性を有する、シャワーヘッドを通る複数の独立した流路を提供できることを更に気づいた。そのような技術を使用して、特に、２つ、３つ、４つ、又は更にはそれを超える独立した流路を支持するシャワーヘッドを提供できる。

本発明の発明者は、そのような利点に加えて、そのような横方向通路と共に特定の断面形状を使用して、付加製造技術を使用するそのような横方向通路の製造容易性を改善できる一方で、依然として、シャワーヘッド内で利用可能な材料容積の十分に効率的な使用を提供できると更に判断した。

例えば、層の構築中に溶解される特定の領域に、以前に溶解された下の構造が存在しない場合、新しく溶解された層は、溶解されていない粉末材料で支えられているだけの場合があり、崩壊又は他の欠陥を生じる場合があり、それがその領域での品質を低下させる。そのような欠陥を回避するために、ＤＭＬＭ部品が、一時的支持構造も含むことが一般的である。一時的支持構造を使用して、支持されていない領域のサイズを減らすこと（したがって、そのような欠陥を減らす又は排除すること）ができるが、部品が完成した後に容易に壊して外す又は他の方法で除去することができる。しかしながら、一時的支持体の使用は、本明細書で論じられる内部二重ブラインド通路との関連では実現可能ではない。なぜなら、部品が作製された後に、部品内からそのような支持体を除去する方法がないからである。

本発明の発明者は、その代わりに、略平坦な底部及び角度付きの又は切妻状の上部を有する横方向通路を使用することにより、上述した製造課題を回避する一方で、依然として、そのような横方向通路にとって利用可能な容積の効率的な使用を提供できると判断した。

付加製造法により製造されるシャワーヘッドの様々な実装形態が上記議論及び下記議論から明らかとなるであろう一方で、本開示は、少なくとも以下の特定の実装形態を含むが、これは明確化のために提供され、限定を意図するものではない。

いくつかの実装形態では、シャワーヘッド本体を含む装置が提供されてよく、シャワーヘッド本体は、第１の平面に略平行であってよい経路に沿って延びる第１の横方向通路の１つ以上のセットと、第１の平面に略直角であってよい経路に沿って延び、シャワーヘッド本体内で末端をなす第１の端部及びシャワーヘッド本体の第１の外面で末端をなす第２の端部を有する、第１のガス分配ポートのセットと、１つ以上の第１の流体入口と、を有する。そのような実装形態では、第１の横方向通路の１つ以上のセットは、第１の横方向通路の第１のセットを含んでよく、第１の横方向通路の第１のセットは、シャワーヘッド本体内で、第１のガス分配ポートのセットと１つ以上の第１の流体入口との間に流体的に挟まれていてよく、第１の横方向通路の第１のセットは、名目上の三角形断面又は名目上の五角形の断面などの断面を有する少なくとも１つの第１の横方向通路を含んでよい。

いくつかのそのような実装形態では、シャワーヘッド本体は付加製造法により製造されてよく、付加製造プロセスの結果生じる異方性のマイクログレイン構造を備える場合がある。

いくつかの実装形態では、第１の横方向通路の２つ以上のセットがあってよく、第１の横方向通路の２つ以上のセットは、第１の横方向通路の第２のセットを更に含んでよく、シャワーヘッド本体は、第１の平面に略直角であってよい経路に沿って延びる第１のライザー通路の１つ以上のセットを更に含んでよく、第１のライザー通路の各セットが、第１の横方向通路のセットのうちの２つの間に流体的に挟まれてよく、第１のライザー通路の１つ以上のセットは、第１の横方向通路の第１のセットと第２のセットとの間に流体的に挟まれた第１のライザー通路の第１のセットを含んでよい。

いくつかの実装形態では、第１のライザー通路の第１のセットにおける各第１のライザー通路は、第１のガス分配ポートのうちの対応する１つの延長部であってよい。

いくつかの実装形態では、第１の横方向通路の第１のセットにおける少なくとも１つの第１の横方向通路は、名目上の三角形断面を有してよい。いくつかのそのような実装形態では、名目上の三角形断面は、第１の平面に略平行な第１の辺を有し、及び第２及び第３の辺を有し、第２及び第３の辺の各々が第１の辺に対して４５°以上の夾角を形成してよい。

いくつかの他の実装形態では、第１の横方向通路の第１のセットにおける少なくとも１つの第１の横方向通路は、名目上の五角形断面を有してよい。いくつかのそのような実装形態では、名目上の五角形断面は、第１の平面に略平行な第１の辺と；第２及び第３の辺であって、これら辺の各々が第１の辺に隣接し第１の平面に略直角である、第２及び第３の辺と；第４及び第５の辺であって、これら辺のそれぞれが第２及び第３の辺に隣接し第１の辺に対して４５°以上の角度を形成し得る、第４及び第５の辺と；を有する五角形であってよい。

いくつかの実装形態では、第１のガス分配ポートは、非直交菱形格子パターンにて配置されてよい。

いくつかの実装形態では、非直交菱形格子パターンは、第１の軸に沿った最大ピッチと、第１の軸に直角な第２の軸に沿った最小ピッチとを有してよく、最大ピッチは最小ピッチの概ね２倍であってよい。

いくつかの実装形態では、第１の横方向通路の第１のセットにおける第１の横方向通路は、２つの第１の線形アレイ内に配置され、各第１の線形アレイは、第１の横方向通路の第１のセットにおいて異なる複数の第１の横方向通路を含んでよく、各第１の線形アレイにおける第１の横方向通路は、互いに略平行であってよく、第１の横方向通路の第１のセットにおける第１の横方向通路の間の各交点が、第１のガス分配ポートのうちの対応する１つに整列してもよい。

いくつかの実装形態では、シャワーヘッド本体は、第１の平面に略平行であってよい経路に沿って延びる第２の横方向通路の１つ以上のセットと、第１の平面に略直角であってよい経路に沿って延び、シャワーヘッド本体内で末端をなす第１の端部及びシャワーヘッド本体の第１の外面で末端をなす第２の端部を有する、第２のガス分配ポートのセットと、１つ以上の第２の流体入口と、を更に含んでよい。そのような実装形態では、第２の横方向通路の１つ以上のセットは、第２の横方向通路の第１のセットを含んでよく、第２の横方向通路の第１のセットは、シャワーヘッド本体内で、第２のガス分配ポートのセットと１つ以上の第２の流体入口との間に流体的に挟まれていてもよい。

いくつかの更なるそのような実装形態では、シャワーヘッド本体は、第１の平面に略平行であってよい経路に沿って延びる第３の横方向通路の１つ以上のセットと、第１の平面に略直角であってよい経路に沿って延び、シャワーヘッド本体内で末端をなす第１の端部及びシャワーヘッド本体の第１の外面で末端をなす第３の端部を有する、第３のガス分配ポートのセットと、１つ以上の第３の流体入口と、を更に含んでよい。そのような実装形態では、第３の横方向通路の１つ以上のセットは、第３の横方向通路の第１のセットを含んでよく、第３の横方向通路の第１のセットは、シャワーヘッド本体内で、第３のガス分配ポートのセットと１つ以上の第３の流体入口との間に流体的に挟まれていてもよい。

いくつかのそのような実装形態では、シャワーヘッド本体は、第１の平面に略平行であってよい経路に沿って延びる第４の横方向通路の１つ以上のセットと、第１の平面に略直角であってよい経路に沿って延び、シャワーヘッド本体内で末端をなす第１の端部及びシャワーヘッド本体の第１の外面で末端をなす第４の端部を有する、第４のガス分配ポートのセットと、１つ以上の第４の流体入口と、を更に含んでよい。そのような実装形態では、第４の横方向通路の１つ以上のセットは、第４の横方向通路の第１のセットを含んでよく、第４の横方向通路の第１のセットは、シャワーヘッド本体内で、第４のガス分配ポートのセットと１つ以上の第４の流体入口との間に流体的に挟まれていてもよい。

いくつかのそのような実装形態では、第１、第２、第３、及び第４のガス分配ポートは、対応する第１、第２、第３、及び第４の非直交菱形格子パターンで配置されてよく、第１、第２、第３、及び第４の非直交菱形格子パターンの各々は、対応する第１の軸に沿って最大ピッチと、第２の軸に沿って最小ピッチを有してよく、第１、第２、及び第３の非直交菱形格子パターンは各々は、それぞれ、第１の軸に沿って、第２、第３、及び第４の非直交菱形格子パターンから、最大ピッチの４分の１の距離だけオフセットされていてよい。

いくつかの実装形態では、装置は、ステム部分を更に含んでよい。そのような実装形態では、ステム部分は、第１の外面とは反対側の、シャワーヘッド本体の側から延びてよく、１つ以上の第１の流体入口に流体的に接続されている１つ以上の第１の流体入口通路と、１つ以上の第２の流体入口に流体的に接続されている１つ以上の第２の流体入口通路と、１つ以上の第３の流体入口に流体的に接続されている１つ以上の第３の流体入口通路と、１つ以上の第４の流体入口に流体的に接続されている１つ以上の第４の流体入口通路と、を含んでよい。

いくつかのそのような実装形態では、１つ以上の第１の流体入口通路は、１つ以上の第２の流体入口通路を取り囲んでよく、１つ以上の第２の流体入口通路は、１つ以上の第３の流体入口通路を取り囲んでよく、１つ以上の第３の流体入口通路は、１つ以上の第４の流体入口通路を取り囲んでよい。

いくつかの追加の又は代替のそのような実装形態では、ステム部分は、第１の流体入口ポートを更に含んでよく、１つ以上の第１の流体入口通路は、第１の環状流体入口通路を含んでよく、第１の環状流体入口通路は、第１の軸に沿って延び、略環状の断面を有してもよく、第１の環状流体入口通路は、第１の流体入口ポートと１つ以上の流体入口との間に流体的に挟まれていてよく、分流器構造が第１の環状流体入口通路内に配置されてよく、そのとき、第１の平面が、第１の軸と同一平面上にあり、第１の流体入口ポートを通過し、分流器を通過するようになっている。

いくつかのそのような実装形態では、分流器構造は、第１の軸に直角な軸に沿って見たときに、涙形状及び三角形形状を有する断面を有してよい。

いくつかの他の又は代替のそのような実装形態では、シャワーヘッド本体に向かって面する分流器構造の表面は全てが、第１の平面から、４５°以上の角度を有する、又は、これらの表面に接する平面が４５°以上となるように角度が付けられていてよい。

図１は、付加製造法により製造された例示的な構成要素の例示的なマイクログレイン構造の２つの図を表す。

図２は、半導体処理システムにて使用するための例示的なシャワーヘッドの斜視図を表す。

図３は、図２の例示的なシャワーヘッドの分解斜視図を表す。

図４は、図２の例示的なシャワーヘッドの例示的なマニホールドの斜視図を表す。

図５は、図４の例示的なマニホールドの切欠き斜視図を表す。

図６は、図２の例示的なシャワーヘッドの底面図を表す。

図７は、図２の例示的なシャワーヘッドの側断面図を表す。

図８は、図２の例示的なシャワーヘッド内の流路の上面図を表す。

図９は、図２の例示的なシャワーヘッド内の流路の斜視図を表す。

図１０は、図２の例示的なシャワーヘッド内の流路の斜視断面図を表す。

図１１は、分流器構成の簡略化した概略図を表す。 図１２は、分流器構成の簡略化した概略図を表す。

図１３は、図２の例示的なシャワーヘッド内の第１、第２、第３及び第４の流路の斜視断面図を表す。 図１４は、図２の例示的なシャワーヘッド内の第１、第２、第３及び第４の流路の斜視断面図を表す。 図１５は、図２の例示的なシャワーヘッド内の第１、第２、第３及び第４の流路の斜視断面図を表す。 図１６は、図２の例示的なシャワーヘッド内の第１、第２、第３及び第４の流路の斜視断面図を表す。

図１７は、本明細書で開示される様々な特徴を有する、別の例示的なシャワーヘッドの斜視図を表す。

図１８は、図１７の例示的なシャワーヘッドの斜視断面図を表す。

図１９は、図１８の例示的なシャワーヘッド内の流路の斜視図を表す。

図２０は、図１８の例示的なシャワーヘッド内の第１、第２、第３及び第４の流路の斜視断面図を表す。 図２１は、図１８の例示的なシャワーヘッド内の第１、第２、第３及び第４の流路の斜視断面図を表す。 図２２は、図１８の例示的なシャワーヘッド内の第１、第２、第３及び第４の流路の斜視断面図を表す。 図２３は、図１８の例示的なシャワーヘッド内の第１、第２、第３及び第４の流路の斜視断面図を表す。

図２４は、例示的なシャワーヘッドのための複数の流路の投影図を表す。 図２４－Ａは、図２４の各流路を分離した投影図を表す。 図２４－Ｂは、図２４の各流路を分離した投影図を表す。 図２４－Ｃは、図２４の各流路を分離した投影図を表す。 図２４－Ｄは、図２４の各流路を分離した投影図を表す。

図２５は、横方向通路のセットの一部の詳細図を提供する。

図２６は、図２５の実装形態に関する、単一流路についての横方向通路の詳細平面図を提供する。

図２７は、二重流路シャワーヘッドのために使用されてよい菱形格子パターンの実施例を表す。

図２８は、三重流路シャワーヘッドのために使用されてよい菱形格子パターンの実施例を表す。

図２９は、本明細書で論じられる概念に従う、例示的な二重フローシャワーヘッドの概略図を表す。

図３０は、例示的なシャワーヘッドのための流路の断面を表す。

図３１は、図３０の流路の投影図を表す。

図３２は、付加製造法により製造されるシャワーヘッドにて使用するように考慮された４つの例示的な断面を表す。

図３３は、図３２と類似の断面形状を表すが、高さを減らしたフレームに関連する、例えば、サイズが１×０．５単位である矩形区画を有する。

図３３Ａは、図２及び図１７に示される横方向通路の断面を表す。

図３４は、例示的な三角形及び五角形断面を表す。

図３５は、サブトラクティブ機械加工を使用して作製された例示的なシャワーヘッドの図を表す。

図３６は、例示的な半導体処理チャンバの概略図を表す。

本明細書で論じられる図は、単に議論のための参照を提供することを目的としており、本開示を限定する意図はないことが理解されるであろう。本明細書では具体的に示されないが本開示の全体から明らかである他の実装形態も、本開示の範囲内にあることを意図している。

本明細書で論じられる特定のシャワーヘッドの形状及び特徴は、付加製造法により製造されたシャワーヘッド、例えば、選択的レーザー溶解法又は直接金属レーザー溶解法を使用して作製されるシャワーヘッドとの関連で考案されたものであるが、そのような形状及び特徴を特色とするシャワーヘッドであるが、従来のサブトラクティブ機械加工技術の使用を含む他の技術を使用して作製されたシャワーヘッドもまた、本開示の範囲内にあると考えられることが理解されるであろう。

図２は、半導体処理システムにて使用するための例示的なシャワーヘッドの斜視図を表す。図２に示すように、シャワーヘッド２０１は、シャワーヘッド本体２０２、ステム部分２０３、及びマニホールド２０４を有してよい。シャワーヘッド２０１はシャンデリアタイプシャワーヘッドであるが、他の実装形態はフラッシュマウントシャワーヘッドであってよく、ステム部分２０３のサイズを低減させてよく、又はステム部分を完全に省略してよい。

図２並びに本明細書における他の図において示されるシャワーヘッド本体２０２は、示される他のフィーチャに対して直径／寸法が低減されており、それにより、シャワーヘッド本体２０２との関係においていくつかが典型的には非常に小さい他のフィーチャが、図面ページサイズの制約内で、シャワーヘッド本体２０２との関連でより見やすくなっていることが理解されるであろう。シャワーヘッド本体２０２は、実際には、図２に示されるよりも直径が大幅に大きくてよいこと、例えば、２倍又は３倍、又はそれ以上に大きくてよいことが更に理解されるであろう。シャワーヘッド本体２０２の内部フィーチャは、シャワーヘッド本体２０２のあらゆる寸法増加とも釣り合うように、必要に応じて又は所望に応じて複製されてよいことが更に理解されるであろう。

本実施例では、シャワーヘッド２０１のマニホールド２０４は、マニホールド本体２０５から（そしてその中に）延びる４つの別個のガス入口を含む。例えば、第１のガス入口２０６、第２のガス入口２０７、及び第３のガス入口２０８は、図示するように、事実上は主に半径方向（又は事実上は幾分、半径方向）であるガス流路を伴って設けられてよく、第４のガス入口２０９は、事実上は主に軸方向である流路伴って設けられてよく、例えば、ステム部分２０３の中心軸に平行な方向に主に流れる。第１、第２、第３、及び第４のガス入口２０６～２０９（ここでは、第２のガス入口２０７が見えないが、図３を参照されたい）の各々は、一端に取付け具２１０を有して、それらを適切なガス供給ラインに連結させることを容易にしてよい。他の実装形態が、ガス入口及び／又は取付け具の他の配置を特徴としてよいことが理解されるであろう。

マニホールド本体２０５は、様々な機構のうちのいずれかによりステム部分２０３に連結されてよく、場合によっては、単に、ステム部分２０３の又はシャワーヘッド本体２０２の拡張部であってよい。図示する配置では、マニホールド本体２０５及びステム部分２０３は両方が、クランプ２１１により捕捉できる円周方向に沿ったテーパ状フランジを有してよい。クランプ２１１は、例えば、締結機構２１２により締結することができる分離カラークランプであってよい。

マニホールド本体２０５は、図２に示すように、ねじ付き部分、及びそれにねじ込むことができる固定ナット２１３を特徴としてよい。そのようなフィーチャは、例えば、シャワーヘッド２０１を、シャワーヘッドが設置される処理チャンバに対して、固定具に又はシャワーヘッド２０１を支持できる他のハードウェアに固定するために使用されてよい。例えば、支持ハードウェアは、マニホールド本体２０５のねじ付き部分が通過するのに十分に大きく寸法決めされた穴を有してよく、次いで、固定ナット２１３は、支持ハードウェアを通って延びる、マニホールド本体２０５の部分にねじ込まれ締め付けられ、それにより、支持ハードウェアが固定ナット２１３とマニホールド本体２０５との間にクランプされてよい。

シャワーヘッド本体２０２はまた、図２に示すように、第１の外面２１４、例えば、シャワーヘッド２０１が設置及び使用中の構成にある場合のシャワーヘッド本体２０２の下面を有し、第１の外面は、そこを通って延びる複数のガス分配ポート２１５を有する。各ガス分配ポートは、シャワーヘッド本体２０２内のどこかの場所において、例えば対応する横方向通路において末端をなす第１の端部と、第１の外面において、例えば第１の外面にある穴において末端をなす第２の端部とを有してよい。

図３は、図２の例示的なシャワーヘッドの分解斜視図を表す。図３では、固定ナット２１３をマニホールド本体２０５からどのように取り外すことができるかを見ることができる。図３では、第２のガス入口２０７、並びにテーパ状フランジ２１７ａ及び２１７ｂ、並びにステム部分２０３の第１、第２、第３及び第４の流体入口ポート２１８～２２１が見える。

任意の好適なマニホールド２０４を使用してよい一方で、図２及び図３に示すマニホールド２０４は、複数のガス流をシャワーヘッド２０１に供給する比較的小型のシステムを提供することができる。図４は、図２の例示的なシャワーヘッドの例示的なマニホールドの斜視図を表す一方、図５は、図４の例示的なマニホールドの切欠き斜視図を表す。

図４から分かるように、シャワーヘッド２０１が完全に組み立てられた場合、４つのガス入口２０６～２０９は、それぞれが、マニホールド本体２０５の下面にある、すなわちステム部分２０３に当たるマニホールド本体２０５の表面にある異なる穴で末端をなしてよい。そのような穴は各々が、ステム部分２０３の上面（又は、フラッシュマウントシャワーヘッドと共に使用される場合はシャワーヘッド本体２０２の上面）上の対応する流体入口ポート２１８～２２１と整列していてよく、流体入口ポートにガスを供給するために使用されてよい。各流体入口ポート２１８～２２１と各ガス入口２０６～２０９と間に封止を提供するためにＯリング２１６を使用してよい。

図５に示すように、マニホールド本体２０５は、垂直軸に沿って上部へと穿孔されて第３のガス入口２０８の一部を形成する穴を有してよく、当業界ではグランドとも称される場合があるチューブスタブが、取付け具２１０のうちの１つと共に、この穴に挿入され、溶接又はろう付けされてよい。明確化のため、本開示における「垂直」及び「水平」への参照は、文脈から特に示されない限り、シャワーヘッドが使用時の構成にあって、例えば、第１の外面２１４が、処理作業を受ける半導体基板に向かって下向きに面する構成にある場合に、水平方向及び垂直方向を参照してなされる。残りの第１、第２及び第４のガス入口２０６、２０７及び２０９は、マニホールド本体２０５の周りにおける異なる円周方向位置にて水平方向に穿孔された穴によって提供されてよい。固定具２１０を有するチューブスタブが、同様にこれらの穴に挿入されて、ろう付け、溶接、又は他の方法で所定位置に漏れのない形で固定されてよい。第１、第２及び第４のガス入口２０６、２０７及び２０９の各々は、それらがマニホールド本体２０５の下面に至る対応する垂直穴に到達するまで、マニホールド本体２０５内へと水平方向に延びてよい。提供される実施例では、これらの流体入口ポートは「Ｙ」形に配置されているが、他の配置も同様に可能である（例えば、等しい長さのアームと、アーム間の等しい角度とを有するＹ形、又は第３の流体入口２０８が、第３のガス入口を通る第１、第２及び第４のガス入口２０６、２０７、及び２０９のように水平な４アーム交差配置）。この実施例における第３の流体入口ポート２０８は、幾分、より複雑な経路をたどる。なぜなら、第３の流体入口２０８の大部分が、マニホールド本体２０５の中心軸を中心とする垂直穴により提供される一方で、垂直穴に流体的に接続しているマニホールド本体２０５の下面上の穴は、マニホールド本体２０５の下面上の３つの穴と同様に、マニホールド本体２０５の中心軸から半径方向にオフセットしているからである。このオフセットを提供するために、半径方向穴２２６が、第３の流体入口ポート２０８用の両方の垂直穴と交差するように、マニホールド本体の外部に穿孔されている。次いで、マニホールド本体２０５の外面と半径方向に最も外側の穴との間に及ぶ、半径方向穴の一部分の中に、プラグ２２７が挿入され、所定位置に溶接又はろう付けされて、プラグを通過する漏れが防止される。マニホールド本体２０５は、必要に応じて、付加製造技術を使用して製造することもでき、その場合、流路は他の形状を取ることができ、二重ブラインド通路を構築するためのプラグの使用は回避できる。

シャワーヘッド２０１は、一般に、場合によりマニホールド２０４を除いて、既存のシャワーヘッドに類似しているように見えるかも知れない。しかしながら、そのようなシャワーヘッド内に組み込まれてよい流路の内部配置に起因して、第１の外面２１４上におけるガス分配ポート２１５の配置は、典型的に提供されるもとのは非常に異なる場合がある。例えば、図２の例示的なシャワーヘッドの底面図を表す図６では、ガス分配ポート２１５が、ガス分配ポートの４つの異なるサブセット、すなわち、第１のガス分配ポート２２２、第２のガス分配ポート２２３、第３のガス分配ポート２２４及び第４のガス分配ポート２２５を含むことが分かる。図６から更に明らかなように、ガス分配ポート２１５の各サブセットのガス分配ポート２１５は、例えばガス分配ポート２１５が菱形格子パターンにおける交差ポイントに配置されて、菱形格子パターンで配置されている。菱形格子パターンは、パターンインスタンスが、概ね、平行ラインの第１のセットと平行ラインの第２のセットとの間の交点に位置するパターンである。ラインの第１のセット及び第２のセットの両方におけるラインは、互いに同じ距離だけ間隔を開けており、ラインの第１のセットにおけるラインは、ラインの第２のセットにおけるラインに平行ではない。本実施例では、菱形格子パターンは非直交格子パターンである。すなわち、ラインの第１のセットにおけるラインは、ラインの第２のセットにおけるラインに直交しない（直交格子パターンは正方形格子又は正方形アレイとなる）。図６は、ガス分配ポート２１５の４つのセットの各々の菱形配置を概略的に示す４つの菱形の描写を含む。

菱形格子パターンにおける異なるパターンインスタンスと一致する頂点により描画できる最小の菱形は、一般に、菱形格子パターンに関する単位菱形であるとして特徴付けることができる。単位菱形は、一般に、第１の軸に沿った最大ピッチと、第１の軸に直角な第２の軸に沿った最小ピッチを有するものとして定義できる（直交菱形格子パターンでは、最大ピッチと最小ピッチは等しい場合がある）。最大ピッチは、単位菱形の頂点間の最大距離を指し、最小ピッチは、単位菱形の頂点間の最小距離を指す。本明細書で論じられるいくつかの実装形態では、最大ピッチは最小ピッチの２倍であってよい。後述する考察から明らかとなるように、本明細書で論じられる様々な実装形態における各流路のために使用される菱形格子パターンは、菱形格子パターンが配列されている平面に直角な方向に沿って見たときに、第１の軸に沿って互い違いに配置されてよい。例えば、二重流路シャワーヘッドでは、２セットの菱形格子パターンが、第１の軸に沿って、最大ピッチの半分の距離で互い違いになっていてよい。同様に、３重又は４重流路シャワーヘッドでは、菱形格子パターンのセットはそれぞれ、最大ピッチの３分の１又は４分の１の距離で互いに、互い違いに離れていてよい。

図６から、この特定の実施例における４つの流路のためのガス分配ポートが、それ自体がオフセットされた形で繰り返された正方形パターンで配置されていることに留意されたい。例えば、各流路から１つずつの４つのガス分配ポートがあって、正方形を画定してよい。そのような４つのガス分配ポートの各セットが、正方形の辺のうちの１つの長さの分だけ１つの軸に沿ってオフセットされ（その正方形のそれぞれ辺に整列されて）、それにより正方形パターンが互いにオフセットされてよい。

図７は、図２の例示的なシャワーヘッドの側断面図を表す。図７で分かるように、ステム部分２０３は、その一端から他端へと延びる複数の流体入口通路、例えば、第１、第２、第３及び第４の流体入口通路２２８～２３１を有してよい。この実施例では、各流体入口通路２２８～３１は実質的に略環状であって、例えば、２つの略環状の壁の間に画定（又は１つによって確定）され、第２の流体入口通路２２９が第１の流体入口通路２２８を取り囲み、第３の流体入口通路２３０が第２の流体入口通路２２９を取り囲み、第４の流体入口通路２３１が第３の流体入口通路２３０を取り囲んでいる。他の実装形態では、流体入口通路の他の配置、例えば、円形にアレイ配置された非環状流体入口通路の同心リング、又は更には、非同心で配置された流体入口通路であって、例えばマニホールド２０４の下面と同様に正方形のパターンで配置された４つの流体入口通路、を使用してよい。

流体入口通路の特定の配置に関係なく、流体入口通路２２８～２３１の各々は、流体入口ポート２１８～２２１のうちの対応する１つに流体的に接続されてよい。マニホールド２０４がステム部分２０３内に組み込まれる実装形態では、流体入口ポート２１８～２２１及びガス入口２０６～２０９は同じフィーチャによって提供されてよいことが理解されるであろう。同様に、ステム部分２０３のないフラッシュマウント式の実装形態では、流体入口通路２２８～２３１は、ガス入口２０６～２０９と、シャワーヘッド本体２０２内のフィーチャとの間に存在するいかなる流体導管によって提供されてもよい。

図７では、第１の流体入口ポート２１８は、第１の流体入口通路２２８に流体的に接続されるように示され、第１の流体入口通路２２８は、シャワーヘッド本体２０２まで下向きに延び、第１の流体入口２３７に流体的に接続される。この実施例では、第１の流体入口２３７は、ステム部分２０３から外に延びてシャワーヘッド本体２０２内に入る、第１の流体入口通路２２８の一部分である。同様に、第２の流体入口ポート２１９は、第２の流体入口通路２２９に流体的に接続されるように示され、第２の流体入口通路２２９は、シャワーヘッド本体２０２まで下向きに延び、第２の流体入口２３８に流体的に接続される。この実施例では、第２の流体入口２３８は、同様に、ステム部分２０３から外に延びてシャワーヘッド本体２０２内に入る、第２の流体入口通路２２９の一部分であるが、第１の流体入口２３７よりも深くはない。第３及び第４の流体入口通路２３０及び２３１は、同様に、それぞれ、第３及び第４の流体入口ポート２２０及び２２１と、第３及び第４の流体入口２３９及び２４０との間に流体的に挟まれていてよい。

それにより、第１～第４の流体入口２３７～２４０の各々が、横方向通路のセット、例えば第１～第４の横方向通路２３３～２３６を含む横方向通路のセットの、１つ以上の対応するセットに、流体的に接続されてよい。横方向通路は、第１の平面に、例えばシャワーヘッドが設置され、使用中の構成にあるときに水平な平面に、略平行な経路に沿って延びてよい。対照的に、ガス分配ポートは、第１の平面に直角な方向に沿って延びてよい（いくつかの実装形態では、ガス分配ポートは第１の平面に対して斜角をなす場合があるが）。

図示した実施例では、例えば、第１の流体入口２３７は、第１の横方向通路２３３の２つの対応するセットに流体的に接続されており、一方のセットは、第１の流体入口２３７の底部に概ね対応する高さに配置され、他方のセットは、シャワーヘッド本体２０２内でより低い、第１の外面２１４に隣接する位置に配置されている。同様に、第２の流体入口２３８は、第２の横方向通路２３４の２つの対応するセットに流体的に接続されており、一方のセットは、第２の流体入口２３８の底部に概ね対応する高さに配置され、他方のセットは、第１の横方向通路２３３の下側セットの僅か上に配置されている。

第３の流体入口２３９は、同様に、第３の横方向通路２３５の２つの対応するセットに流体的に接続されてよく、一方のセットは、第３の流体入口２３９の底部に概ね対応する高さに配置され、他方のセットは、第２の横方向通路２３４の下側セットの僅か上に配置されている。第４の流体入口２３４０は、同様に、第４の横方向通路２３６の２つの対応するセットに流体的に接続されてよく、一方のセットは、第４の流体入口２４０の底部に概ね対応する高さに配置され、他方のセットは、第３の横方向通路２３５の下側セットの僅か上に配置されている。

図８は、図２の例示的なシャワーヘッド内の流路の上面図を表す。図から分かるように、横方向通路２３３～２３６は、一連のオフセットされた菱形格子パターン形状を形成する。２つの横方向ガス通路２３３～２３６の間の各交差ポイント２４１の下にガス分配ポートが位置してよい。

図８に示す横方向通路の複雑な構成は、図２の例示的なシャワーヘッド内の流路の斜視図及び斜視断面図を表す図９及び図１０においてより明らかである。これらの図において、第１～第４の流体入口通路２２８～２３１の同心且つ環状的な性質が明らかである。

図９及び図１０では、分流器構造２４６の場所に対応する第４の流体入口通路２３１の一部分も見える。分流器構造２４６は、例えば、第４の流体入口通路２３１内に位置し第４の流体入口２２１の下方に配置された、三角形状又は涙形状のフィーチャであって、それにより、第４の流体入口ポート２２１から出て第４の流体入口通路２３１に流入する流体、例えばガスが、（純粋な軸方向流れとは反対に、軸方向成分と円周方向成分の両方を有する傾斜した方向に）方向を変えることと、２つの別々のフローに分割されることとの両方が引き起こされ、それにより、そのような流体が、第４の流体入口通路２３１内でより均一に分散することが引き起こされる。涙形状のフィーチャは、例えば、涙のしずくの形状を有するフィーチャである。このような場合、涙の丸みを帯びた部分は底部に向かって面してよく、涙の尖った端部は第４の流体入口ポート２２１の方を指す。図９では見えないが、類似の分流器構造が、他の流体入口通路２２８～２３０のうちの１つ以上に含まれてよい。図９において、第４の流体入口通路２３１において三角形の切り欠きに見えるものが、第４の流体入口通路２３１を取り囲み三角形形状の切り欠きエリアを占める、ステム部分２０３の壁の間に延びる三角形形状の分流器構造を表す。

図１１及び図１２は、２つの分流器構成の簡略化した概略図を表す。両方の図が、流体入口ポート及び環状入口通路の一部分を示し、環状入口通路は、各図の左側において「広げられ」平坦になっている。各図はまた、右側に、そのような構造の半径方向断面を示す。図１１では、第１の流体入口ポート１１１８が、第１の流体入口通路１１２８にガス流を供給する。ステム中心軸（図示せず；他の図を参照）と同一平面上にある平面が、第１の流体入口ポート１１１８及び分流器構造１１４６の両方を通過するように、（本実施例では三角形断面である）分流器構造１１４６が、第１の流体入口通路１１２８内に配置されている。代わりに、分流器構造１１４６は、第１の流体入口ポート１１１８の下方に配置されると説明することができ、その結果、第１の流体入口ポート１１１８から流出する流体、例えばガスが、分流器構造１１４６の左側及び右側への増加した方向成分を有する、方向が変更された２つのフローに分割されてよい。図１１の右側の断面図から分かるように、分流器構造１１４６は、傾斜した底面、例えば、水平から例えば４５°以上の角度を有する面を有してよい。これは、横方向通路の断面形状に関して本明細書で後述するように、水平底面を有する類似の分流器構造と比較して、より確実に製造可能な分流器構造を提供できる。図１２は、第１の流体入口通路１２２８にガスを供給する第１の流体入口ポート１２１８を有する、類似の構成を示すが、三角形分流器構造１１４６の代わりに、涙形状の分流器構造１２４６が使用されている。分流器構造１２４６の底面は、図１２における右側の断面図で明らかなように、同様に傾斜していてよい（平坦な底面を有していないにも関わらず、分流器構造１２４６の底面を、任意の所与のポイントにおいて水平から４５°以上で傾斜する接触表面を有するように設計することが依然として望ましい場合がある。

上述したような、いくつかの実装形態では、シャワーヘッドを通る各流路は、横方向通路の複数のセットを含んでよい。そのような実装形態では、横方向通路の各セットは、対応するライザー通路により、横方向通路の他のセットに流体的に接続されてよい。例えば、シャワーヘッド本体２０２を通る第１の流路は、異なる高さにある２セットの第１の横方向通路２３３を特徴とする。第１の横方向通路２３３の下側セットは、第１のライザー通路２４２により第１の横方向通路２３３の上側セットに流体的に接続される。第１のライザー通路は、第１の横方向通路２３３の下側セットから垂直に延び、第１の横方向通路２３３の下側セットを第１の横方向通路２３３の上側セットに流体的に接続してよい。第１の横方向通路２３３の下側セットは、第１のガス分配ポート２２２に流体的に接続されてよい。

同様に、第２のライザー通路２４３により第２の横方向通路２３４の下側セットに流体的に接続された第２の横方向通路２３４の上側セット、第３のライザー通路２４４により第３の横方向通路２３５の下側セットに流体的に接続された第３の横方向通路２３５の上側セット、及び第４のライザー通路２４５により第４の横方向通路２３６の下側セットに流体的に接続された第４の横方向通路２３６の上側セットがあってよい。第２の横方向通路２３４、第３の横方向通路２３５、及び第４の横方向通路２３６の下側セットはまた、それぞれ、第２のガス分配ポート２２３、第３のガス分配ポート２２４、及び第４のガス分配ポート２２５に流体的に接続されてよい。２セット以上の横方向通路が各流路に使用される実装形態では、ライザー通路の追加セットが、横方向通路の各追加セットと、その流路用の横方向通路の近くに隣接するセットとの間に、流体的に挟まれてよい。

一般的に言えば、横方向通路の各セットが、２つの他の流体フローフィーチャ（又はそのセット）の間に流体的に挟まれてよいことが理解されるであろう。例えば、横方向通路の各上側セットが、ライザー通路の対応するセットと、１つ以上の対応する流体入口との間に流体的に挟まれてよい。同様に、横方向通路の各下側セットが、ライザー通路の対応するセットと、ガス分配ポートの対応するセットとの間に流体的に挟まれてよい。同様に、ライザー通路の各セットが、２セットの横方向通路の間に流体的に挟まれてよい。

示される実施例は、関連する流路に関する対応するガス分配ポートに同軸である、例えば横方向通路が交差する場所を概ね中心とする、ライザー通路を特徴とする一方で、他の実装形態では、ライザー通路は異なって配置されてよく、例えば、横方向通路の交点の間の中間位置に、及び／又は、異なる間隔で、例えば１つ置きに、又は横方向通路の交点の１つ置きのペアの間の中間に配置されてよいことも理解されるであろう。同様に、横方向通路の間の各交差ポイントに位置するガス分配ポートは、代わりに、他の場所に配置されてよく、例えば、各ガス分配ポートが、２つのそのような交差ポイントの間の中間にあるように、その場所からシフトされてよい（又は、最も近い交差ポイントから、そのような距離だけ間隔を開けた場所に配置されてよく、例えば、格子パターンの周辺にあるガス分配ポートについては、ガス分配ポートの「外側」には、別の交差ポイントが存在しない場合がある）。ライザー通路が省略されてよいシャワーヘッド本体２０２の部分があってよいことが更に理解されるであろう。例えば、同じ流路に対する別の横方向通路の一部分の上方に、対応する横方向通路が配置されていない場合、その場所にライザー通路が設けられることはない。例えば、図９及び図１０における第４の横方向通路２３６の上側セットは、第４の流体入口２４０の外側境界部で末端をなす。したがって、第４の流体入口２４０の内側境界部内の場所には第４のライザー通路２４５が提供されることはないであろう（中心軸２４８に沿って見たとき）。なぜなら、それらの場所には、そのようなライザーが接続する上側の第４の横方向通路２３６が提供されないからである。横方向通路の他のセットについても、類似の調整が実施されてよい。

図１３～図１６は、それぞれ、図２の例示的なシャワーヘッド内の流路のうちの第１、第２、第３及び第４の流路の斜視断面図を表す。図１３～図１６に示すように、各流路は、一般に、菱形格子配置で配置された反復する横方向通路の類似パターンを特徴としている。図示した実施例では、各ライザー通路は、対応するガス分配ポートに概ね整列し、それにより、例えば、ライザー通路及び分配ポートのフィーチャサイズ／公差の、より正確な制御が可能になる場合がある。例えば、付加製造技術が絶え間なく洗練され改善されている一方で、付加製造法により製造される部品を滑らかな表面を伴って構築することは、多くの場合、付加製造システムの印刷ヘッドを駆動するＸＹステッパモータ、並びに付加製造システムにより製造される部品を「積層」するために使用されるレイヤバイレイヤ手法の使用に起因する、大部分の又は全ての付加製造技術に固有のエイリアシング効果に起因して非常に困難である。その結果、ガス分配ポート、及び場合によってはライザー通路などのフィーチャが、均一且つ一貫した断面形状を有することを確実にするために、付加製造法により製造されたシャワーヘッドに、付加製造後のサブトラクティブ機械加工作業を実施することが望ましい場合がある。例えば、ドリルを用いてガス分配ポート（及び、場合によってはライザー通路）に穿孔し、したがって、これらフィーチャに対して真に丸い（及び一貫した大きさの）断面を確実にし、並びに一貫した表面仕上げを提供することが望ましい場合がある。しかしながら、そのような穿孔作業は、比較的急速に実現できる。なぜなら、付加製造法により製造されたガス分配ポート（及び、場合によってはライザー通路）は、完全な深さを有する粗く穿孔された穴として機能し、この穴が仕上げの穿孔作業を導き、そして、除去されるべき材料の大部分が既に存在しない結果となっているからである。したがって、仕上げの穿孔作業は、例えば、所与のガス分配ポート（及び任意選択のライザー通路）から、単に材料の数千分の１インチを除去することによるホーニング作業のように機能する場合がある。もちろん、付加製造法により製造された構成要素の質が十分に高く、そのような作業が省略されてよい場合は、そのような付加製造後の仕上げ作業を実施することは不必要な場合もある。

上述した例示的なシャワーヘッドでは、横方向通路は全てが、共通外側境界円の弦となるように設計されている（図８で分かるように、横方向通路の端部は完全な円を形成し、したがって、各横方向通路の端部は、厳密にその円上にある）。その結果、この例示的なシャワーヘッドの横方向通路は多くの場合、デッドレッグ２４７を有する。すなわち、そのような部分に流入した流体が、その部分に入ったときに通ったアパーチャを逆に流れて出る以外に、その部分から出る方法がないという点で、流体的な行き止まりである。そのようなデッドレッグは、多くの場合、半導体ガスシステムにおいて望ましくない。なぜなら、そのようなシステムが、共通の流路を通して、異なる、相互に反応性を有するガスを流す必要がある場合であることが多いがあるからである。それらの流路内のそのようなガスの間で望ましくない反応（流路を損傷する場合がある、又は一般に望ましくない粒子状物質）を防止するために、そのようなシステムは典型的には、各反応物のフローの間に流路をパージする。これは、時間を要し、更に流路からパージされて除去されるガスを浪費する傾向がある。特に、そのようなシステムにデッドレッグが存在する場合、プロセスガスがデッドレッグ２４７に閉じ込められる場合があるため、そのようなシステムを完全にパージすることは非常に困難であり、場合によっては不可能である。パージガスは、出口経路の欠如に起因してデッドレッグ内に流入することができず、したがってデッドレッグに入ったプロセスガスは残る傾向がある（時間の経過と共に、デッドレッグ内への／デッドレッグから外へのガスの拡散が生じることになるが、半導体処理作業中に、パージガスのそのような拡散が、デッドレッグからのプロセスガスを適切にパージするには、典型的には、一般に、許容可能な時間よりも遥かに長い時間を要するであろう）。

上で論じたような多重流路シャワーヘッドでは、シャワーヘッドは、所与の容積（シャワーヘッド本体）内に、流路のために利用可能な容積が同じである他のシャワーヘッドにおいて一般に実現可能であり得る場合よりも、多数の流路を含んでもよい。その結果、そのようなシャワーヘッドは、異なるガスのために流路を再使用する必要性を回避でき、それにより、そのような流路をパージする必要性を回避できる。これを考慮すると、本明細書で論じられるようなシャワーヘッドにおけるデッドレッグ２４７の存在は、異なるガスのために流路を再使用するシャワーヘッドにおけるデッドレッグの存在から一般に生じるであろうものと同じ悪影響を及ぼさない場合がある。更には、上で論じた実施例のようにそのようなデッドレッグ２４７をシャワーヘッドに含めることには実際に利点がある場合がある。そのようなデッドレッグを「充填」するために通常は使用されるであろう材料を、単に、付加製造システムにおいて直接再利用してよく、例えば、以後の他の構成要素の付加製造作業において再使用してよい。換言すれば、そのようなデッドレッグを含めることから生じる、シャワーヘッド内の増加した空き空間は、シャワーヘッド本体２０２を製造するために必要な材料がより少ないことを意味する。選択的レーザー溶解法又は類似の方法からの「廃棄」材料が、単に以降の付加製造作業において再使用できるので、デッドレッグを含めることから生じる材料の節約が、実際に、そのようなシャワーヘッドをより安価にすることができる。そのようなデッドレッグの使用により、通常はデッドレッグを「充填」するために費やされる時間が回避でき、したがって製造時間を減らすことができるので、追加の費用節約が実現できる。

しかしながら、デッドレッグを有する多重経路シャワーヘッドが、場合によっては依然として望ましくない場合がある。例えば、付加製造法から生じる得る表面仕上げは、状況次第では、所望の流体流れプロファイルを生成するには粗すぎる場合がある、又は、完全には溶解されていないが、周囲の構造体にくっついているか又は融着しているだけであって、使用中に剥がれ落ちて、それによりそのようなシャワーヘッドを使用して処理しているウェハーを汚染するかも知れない、粉末状顆粒が存在する場合がある。前述したように、ガス分配ポート（及び、場合によりライザー通路）に実施される、穴あけ加工などの、付加製造後のサブトラクティブ機械加工作業が、シャワーヘッドのそれらの領域においてより同一な表面仕上げを提供することを手助けできるが、これも、シャワーヘッドの横方向通路内において（又は、その表面仕上げを滑らかにすることができる機械又はツールヘッドが容易に到達できないシャワーヘッドの他のあらゆる部分において）、懸念事項であり得る。そのような場合、液体ベースの他の種類の平滑化又は研磨作業、例えば電解研磨、スラリー研磨等を実施し、それにより、液体を混入した又は液体で供給される研磨剤をシャワーヘッド内に流入させ、それを使用して、シャワーヘッドの内面を研磨することができる。しかしながら、そのような場合では、デッドレッグ内での概ね停滞したフロー状態に起因して、研磨剤がデッドレッグの表面を研磨することは困難な場合がある。そのような状況では、材料の使用が増加することに起因して部品の製造費用が増加する結果になったとしても、シャワーヘッド内でのデッドレッグの使用を回避することが望ましい場合がある。

図１７は、本明細書で開示される様々な特徴を有する、別の例示的なシャワーヘッドの斜視図を表す。この例示的なシャワーヘッドは、簡略化のため、（流体入口ポートを含む）ステム部分の上側部分を省略している（それは、提供される前述した実施例におけるものと同様にフィーチャを有すると想定されてよい）が、デッドレッグの使用も完全に省略している。図１７に示すシャワーヘッド１７０１は、シャワーヘッド本体１７０２に接続するステム部分１７０３を含む。ステム部分１７０３には、第１の流体入口通路１７２８、第２の流体入口通路１７２９、第３の流体入口通路１７３０、及び第４の流体入口通路１７３１が見える。

図１８は、図１７の例示的なシャワーヘッドの斜視断面図を表す。図から分かるように、断面は図７に示すものに非常に類似しているが、図７におけるシャワーヘッド本体２０２の外周においてデッドレッグ２４７の僅かな部分が見えるが、これはシャワーヘッド本体１７０２では見えていない。図１７に関して上で論じたフィーチャに加えて、第１の横方向通路１７３３、第２の横方向通路１７３４、第３の横方向通路１７３５、及び第４の横方向通路１７３６の一部分が見える。シャワーヘッド２０１と同様に、第１の横方向通路１７３３、第２の横方向通路１７３４、第３の横方向通路１７３５、及び第４の横方向通路１７３６のそれぞれ２セット、すなわち下側セット及び上側セット、がある。

図１９は、図１８の例示的なシャワーヘッド内の流路の斜視図を表す。図から分かるように、各流路は、シャワーヘッド本体１７０２の最も外側のガス分配ポート及び／又はライザー通路を越えて延びることがない横方向通路を含む（又は、最小限だけ、例えば、横方向通路の幅と、ガス分配ポート及び／又はライザー通路の直径との違いの半分だけ、越えて延びている）。したがって、第１の流路は、第１の流体入口通路１７２８を含んでよく、これが、第１の横方向通路１７３３の上側セットにガスを流してよく、それが次に、そのガスを第１のライザー通路１７４２に、そして、そこから第１の横方向通路１７３３の下側セットに、そして第１のガス分配ポート１７２２の中に流してよい。同様に、第２の流路は、第２の流体入口通路１７２９を含んでよく、これが、第２の横方向通路１７３４の上側セットにガスを流してよく、それが次に、そのガスを第２のライザー通路１７４３に、そして、そこから第２の横方向通路１７３４の下側セットに、そして第２のガス分配ポート１７２３の中に流してよい。第３の流路は、第３の流体入口通路１７３０を含んでよく、これが、第３の横方向通路１７３５の上側セットにガスを流してよく、それが次に、そのガスを第３のライザー通路１７４４に、そして、そこから第３の横方向通路１７３５の下側セットに、そして第３のガス分配ポート１７２４の中に流してよい。同様に、第４の流路は、第４の流体入口通路１７３１を含んでよく、これが、第４の横方向通路１７３６の上側セットにガスを流してよく、それが次に、そのガスを第４のライザー通路１７４５に、そして、そこから第４の横方向通路１７３６の下側セットに、そして第４のガス分配ポート１７２５の中に流してよい。

図２０～図２３は、それぞれ、図１８の例示的なシャワーヘッド内の流路のうちの第１、第２、第３及び第４の流路の斜視断面図を表す。

例えば、図２０は、第１の横方向通路１７３３の上側セット及び下側セットを含む第１の流路の斜視図を表す。また、第１のライザー通路１７４２及び第１のガス分配ポート１７２２も見える（例示的なシャワーヘッド２０１では、第１のガス分配ポート２２２は、大部分の図において第１の横方向通路１７３３のデッドレッグによって幾分、見え難くなっている）。図から分かるように、第１の横方向通路１７３３は、非直交菱形格子状に配置され、第１のガス分配ポート１７２２は、シャワーヘッド２０１のそれと同様に非直交菱形格子パターンで配置されている。

同様に、図２１は、第２の横方向通路１７３４の上側セット及び下側セットを含む第２の流路の斜視図を表す。また、第２のライザー通路１７４３及び第２のガス分配ポート１７２３も見える。図２２は同様に、第３の横方向通路１７３５の上側セット及び下側セットを含む第３の流路の斜視図を表す。また、第３のライザー通路１７４４及び第３のガス分配ポート１７２４も見える。最後に、図２３は、第４の横方向通路１７３６の上側セット及び下側セット、並びに第４のライザー通路１７４５、並びに第４のガス分配ポート１７２５を含む、第４の流路の斜視図を表す。

上記の実施例では、各流路に対して、横方向通路の２つの菱形格子パターンがあり、それらは、各菱形格子パターンの横方向通路を接続するライザー通路が、下側の横方向通路からガスを流してシャワーヘッドから出す、対応するガス分配ポートの直上になるように配置されている。しかしながら、横方向通路及び／又はガス分配ポート及び／又はライザー通路の他の配置が同様に実施されてよいことが理解されるであろう。

図２４は、例示的なシャワーヘッドのための複数の流路の投影図を表す。図２４に示す流路は、本明細書で論じられる前述のシャワーヘッドと同様に、各流路が横方向通路の２つの菱形格子パターンを含むシャワーヘッドの流路を反映している。しかしながら、図２４にて表される流路の菱形格子パターンは幾分、異なって配置されている。最も直ちに明らかな違いは、図２４－Ａ～図２４－Ｄでより明確に分かるように、横方向通路の各菱形格子パターンの間にわたるライザー通路が、２つの横方向通路の交差点と一致する場所において、横方向通路の上側菱形格子パターンに流体的に接続しているが、横方向通路の隣接する交差点の間における場所において、例えば、２つの隣接する横方向通路の間に位置する、各横方向通路セグメントの中間近くであって、隣接する横方向通路がそのセグメントに対して一定角度を有するような場所において、横方向通路の下側菱形格子パターンに接続していることである。そのような配置は、ライザー通路を通って流れるガスが、ガス分配通路から流れ出る前に、再び水平方向に流れることを強いるので、より均一なガス分配を提供できる。

例えば、図２４－Ａでは、第４の流体入口２４４０が、ガスを第４のライザー通路２４４５を通して第４の横方向通路２４３６’のセットに供給する、第４の横方向通路２４３６のセットにガスを供給してよい。次いで、ガスは９０°向きを変え、第４の横方向通路２４３６’の下側セットに沿って流れ、その後に第４のガス分配ポート２４２５から流れ出てよい。図２４－Ｂ～図２４－Ｄに示す他の流路は同様に構築されてよい。

図２４に示すシャワーヘッド流路と前述したものとの他の違いは、図２４における横方向通路の菱形格子パターンは互いに均等に間隔を空けていないということである。例えば、いくつかの前述した実施例では、４つの流路があって、その各々が３０単位の最大ピッチを有する菱形格子パターンを有し、そのパターンにおける菱形の長軸が整列するように配置されている場合、各菱形格子パターンは、最大ピッチを菱形格子パターンの数で割った値に等しい量だけ、パターンにおける菱形の長軸に沿ってシフトされてよい。しかしながら、図２４で示した実施例では、各流路用の菱形格子パターンは、最大ピッチを、菱形格子パターンの数Ｎに１を加えた値で割った値の偶数倍だけ、パターンにおける菱形の長軸に沿って互いにシフトされている。したがって、実際上は、Ｎ個の菱形格子パターンが、ある軸に沿って、あたかもＮ＋１個の菱形格子パターンが、同じ距離（最大ピッチ）内で等距離で間隔を空けているかのように、間隔を空けた場所に位置する結果となる。例えば、最大ピッチが３０単位であり、４つの流路があって、その各々が対応する格子パターンを有する場合、格子パターンは、それらの長軸に沿って５単位の倍数である距離だけ互いにオフセットされることになる。しかしながら、菱形格子パターン間の間隔は、実際に存在するよりも１つ多い菱形格子パターンが存在するという仮定に基づくので、均等に間隔を空けた菱形格子パターンにおいて間隙又は空隙が存在するという結果、例えば、余分の菱形格子パターンがあったが取り除かれて菱形格子パターンのセットに空隙が残っているかのような結果になる。

図２５は、これのより詳細な概要を提供する。図２５では、横方向通路２５３３～２５３６の４つの菱形格子パターンのセットを示す（菱形格子パターンの外側境界は任意に定められる。これが菱形格子パターンの例示的なセットの詳細図だからである。菱形格子パターンは、示される長軸に平行な長軸を有する。格子パターンの最大ピッチ（菱形格子パターンの全てにとって同一である）は図示するように表される。例えば、第４の横方向通路２５３６の格子パターンと、第２の横方向通路２５３４の格子パターンとの間の、長軸に沿った間隔／オフセットは、例えば、最大ピッチの５分の１であってよい。同様に、例えば、第１の横方向通路２５３３の格子パターンと、第３の横方向通路２５３５の格子パターンとの間の、長軸に沿った間隔も、例えば、最大ピッチの５分の１であってよい。しかしながら、例えば、第２の横方向通路２５３４の格子パターンと、第３の横方向通路２５３５の格子パターンとの間の、長軸に沿った間隔は、例えば、最大ピッチの５分の２であってよい。この結果、格子パターンにおける間隙が、（点線で表される）第５の格子パターンが嵌まるのに十分な大きさとなる。しかしながら、第５の格子パターンを提供する代わりに、各フローセットに対する格子パターンは、代わりに、図２５に示す横方向通路交差ポイントから下向きに延びるライザー通路（円により表される）が、それぞれの流路に対して、ミッドスパンである場所、ミッドスパンの近くの場所、又は少なくともガス分配ポートの直上ではない場所において、横方向通路の下側セットと交差するように、横方向通路方向のうちの１つに整列する軸に沿って互いにオフセットされていてよい。間隙により、横方向通路のセットの間で、例えば、（図２４に示すような）横方向通路の上部セットと、横方向通路の底部セットの間で、そのようなオフセットが可能になる。

また図２５の上部に示すのは、横方向通路の各セットにおける横方向通路の一部分の側断面図である。五角形の断面は、横方向通路２５３３～２５３６の中心線に対してある角度でとったものであり、したがって、この実施例では、各横方向通路２５３３～２５３６の最上部に沿って、実際に使用された９０°よりも大きい「屋根角度」を有するように見える。断面図はそれぞれ、ライザー通路２５４２～２５４５、並びに、各セットに対する上側横方向通路及び各セットに対する下側横方向通路の両方を含む（しかしながら、上述した詳細平面図では、下側横方向通路は示されない）。例えば、断面図は、図２５のより大きい部分における、断面図の直下の太い破線に沿ってとっている。図から分かるように横方向通路の格子パターンは、シャワーヘッド本体２５０２内で「降順」又は「昇順」の順序で配置されているわけではない。すなわち、長軸に沿って最も近い菱形格子パターンが、ライザー通路が延びる軸に平行な方向にも最も接近しているわけではない。その代わりに、菱形格子パターンは、第２の横方向通路の菱形格子パターンが第１の横方向通路の菱形格子パターンから最大ピッチの５分の３だけ水平方向にオフセットされ、第４の横方向通路の菱形格子パターンが第３の横方向通路の菱形格子パターンから最大ピッチの５分の３だけ水平方向にオフセットされ、第２の横方向通路の菱形格子パターンが第３の横方向通路の菱形格子パターンから最大ピッチの５分の２だけ水平方向にオフセットされるように、配置されている。そのような配置により、上側菱形格子パターンにおける横方向通路の交差ポイントから延びているライザー通路が、各横方向通路セグメントの中点の近くの場所において下側菱形格子パターンにおける横方向通路と交差することが可能になり、それにより、より均一なガス流の分配が提供できる。菱形格子パターンの他の配置も使用されてよいが、ライザー通路と下側横方向通路との交差ポイントが、横方向通路間の交差点により近づく結果になる場合がある。

図２６は、図２５の実装形態に関する、単一流路についての横方向通路の詳細平面図を提供する。図２６で分かるように、第４の横方向通路２５３６及び２５３６’だけが示されている。図２５で明らかな横方向通路の他の３セットは省略されている。更には、上側の第４の横方向通路２５３６及び下側の第４の横方向通路２５３６’の両方が示されているが、図２５では、上側の第４の横方向通路２５３６（及び、他の上側横方向通路）だけが示されている。図２６は、第４の横方向通路２５３６及び２５３６’の各セットに対して使用される２つの菱形格子パターンが、例えば格子方向のうちの１つに沿って、どのように互いにオフセットされ得るか又は互い違いにされ得るかを示す。この場合、オフセットは、単一の第４の横方向通路２５３６のセグメントが接続する２つの隣接する第４のライザー通路２５４５の中心を通過する軸に沿っており、オフセットの量は、単一の第４の横方向通路２５３６のセグメントが接続する２つの隣接する第４のライザー通路２５４５間の距離（５ｙ）の５分の２（２ｙ）である。そのようなオフセットにより、第４のガス分配ポート２５２５が第４のライザー通路２５４５から同様にオフセットされることが可能になり、それにより、流路を通って流れるガスが、第４のライザー通路２５４５から第４のガス分配ポート２５２５に到達するために、水平に進む（したがって、より均等に分配される）ことが強制される。横方向通路の菱形格子パターンをオフセットさせないが、代わりに、ガス分配ポートの場所を同様にオフセットさせることで、類似の効果を得ることができることが理解されるであろう。例えば、第４のガス分配ポート２５４５が図２６に示す場所に位置し、第４の横方向通路２５３６’の菱形格子パターンが第４の横方向通路２５３６の菱形格子パターンに整列しているならば（したがって、この図面で、上側の第４の横方向通路２５３６が、下側の第４の横方向通路２５３６’を完全に見えなくしているならば）、その結果、下側の第４の横方向通路２５３６’に流体的に接続している第４のガス分配ポート２５２５が、下側の第４の横方向通路２５３６’間の交差ポイントに存在せず、代わりに、下側の第４の横方向通路２５３６’の各セグメントの中間近くに存在することになり、同様の効果がもたらされることになる。同様に、第４のライザー通路２５４５もまた、例えば、代わりに、第４の横方向通路２５３６及び２５３６’が各菱形格子パターン内で交差する場所以外の場所で、第４のライザー通路が第４の横方向通路２５３６及び２５３６’に接続するように、第４のガス分配ポート２５２５に対して場所がシフトされていてよい。

他の流路に対する横方向通路のセットは、そのような流路のそれぞれに対して同様に互い違いになっていてよい。他の実装形態では、上側及び下側の菱形格子パターン（又はライザー通路及び／又はガス分配ポート）の間の他のオフセットが使用されてよく、これはそのようなオフセットの一例に過ぎないことが理解されるであろう。

上記の実施例は、所与の流路のためのガス分配ポートが、その流路のためのライザー通路の直下にならないように位置し得る単なる一例である。他の類似の実施例も同様に本開示の範囲内にあると考えられる。

前述したように、上記の実施例は、シャワーヘッドを通る４つの別々の流路を含むが、より少ない又はより多くのそのような流路を含んでよい。図２７は、二重流路シャワーヘッドのために使用されてよい菱形格子パターンの実施例を表す。図２７では、第１の横方向通路２７３３のセットが、グリッドパターンで配置されてよく、第１のガス分配ポート２７２２にガスを供給してよい。同様に、第２の横方向通路２７３４のセットが、類似のグリッドパターンで配置されてよく、第２のガス分配ポート２７２３にガスを供給してよい。この実施例では、２つのグリッドパターンは両方が直交菱形格子であり、第１及び第２のガス分配ポート２７２２、２７２３は、直交菱形格子パターンで配置されている。

図２８は、三重流路シャワーヘッドのために使用されてよい菱形格子パターンの実施例を表す。図２８では、第１の横方向通路２８３３のセットが、非直交菱形格子で配置されてよく、第１のガス分配ポート２８２２にガスを供給してよい。同様に、第２の横方向通路２８３４のセット及び第３の横方向通路２８３５のセットが、類似の非直交格子パターンで配置されてよく、それぞれ、第２のガス分配ポート２８２３及び第３のガス分配ポート２８２４にガスを供給してよい。この実施例では、３つの横方向通路パターンは全てが非直交菱形格子であり、第１、第２及び第３のガス分配ポート２８２２、２８２３及び２８２４は非直交菱形格子パターンで配置されている。

所与の流路において、横方向通路の２セット以上が使用されてよいことが理解されるであろう。横方向通路の１以上の追加セット、例えば横方向通路の３セット以上の使用は、場合によっては、更に均等なガス分配及びより均一なガス送達を促進する場合がある。図２９は、流路当たり２セット以上の横方向通路を特徴とする流路配置の例示的な概略側面図を表す。例えば、図２９では、第１の流体入口２９３７は、プロセスガスを第１の横方向通路２９３３の上側セットに供給でき、次いでこれが、第１の横方向通路２９３３の上側セットから第１のライザー通路２９４２の上側セットを通って流れ、その後に第１の横方向通路２９３３の中間セットを流れ、次いで、第１のライザー通路２９４２の下側セットを流れて、第１の横方向通路２９３３の下側セットに到達し、その後に第１のガス分配ポート２９２２から流れ出ることができる。同様に、第２の流体入口２９３８は、プロセスガスを第２の横方向通路２９３４の上側セットに供給でき、次いでこれが、第２の横方向通路２９３４の上側セットから第２のライザー通路２９４３の上側セットを通って流れ、その後に第２の横方向通路２９３４の中間セットを流れ、次いで、第２のライザー通路２９４３の下側セットを流れ、第２の横方向通路２９３４の下側セットに到達し、その後に第２のガス分配ポート２９２３から流れ出ることができる。

上記パラメータに加えて、もちろん、ガス分配穴、横方向通路及びライザー通路の数は、本明細書で論じられる図面で表したものより多くても少なくてもよい。例えば、数千のガス分配ポート、例えば、いくつかのシャワーヘッドでは２０００～３０００程度のガス分配ポート（例えば、図６に示す１２０個のガス分配ポートよりも遥かに多い）、並びに、数十又は数百の横方向通路があってよい。ガス分配ポート及び横方向通路はまた、サイズが変わってよく、例えば、ガス分配ポートは、直径０．２５ｍｍ～２ｍｍの名目断面サイズを有してよい。更には、横方向通路、ライザー通路、及びガス分配ポートが印刷され得る際の密度に起因して、シャワーヘッド本体内で、フィーチャを非常に密接させて詰めることを実現することが可能な場合がある。例えば、いくつかの実装形態では、横方向通路のセットが、僅か０．５ｍｍの材料により互いに分離されてよい。

図３０は、上述した実施例に類似したシャワーヘッドのための流路の断面を表す。流路は、第１、第２、第３及び第４の横方向通路３０３３、３０３４、３０３５及び３０３６により、それぞれ提供される流路、並びに、第３のガス分配ポート３０２４などのガス分配ポート、及び第３のライザー通路３０４４などのライザー通路、を含む。第３の横方向通路３０３５及び３０３５’のうちの一方の断面の詳細図を図３０の右上に示す。図から分かるように、この実装形態では、第３のガス分配ポート３０２４のサイズ（又は直径）は、第３のライザー通路３０４４のサイズ（又は直径）と比較して低減されている。他のライザー通路及びガス分配ポートは、他の流路に対して同様に構成されてよい。そのような実装形態は、第３の横方向通路３０３５’においてより高い背圧を提供することができ、それにより、そこを流れるガスが、第３のガス分配穴３０２４から流れ出る前に、より均一な圧力に維持される（したがって、その結果、シャワーヘッドから出るガス流／分布がより均一になる）。

また、図３０で明らかなことは、第３の横方向通路３０３５が、第３の横方向通路３０３５’と比較して、より大きい断面を有することである。そのような構成の結果、同様に、第３の横方向通路３０３５におけるよりも第３の横方向通路３０３５’内で、より高い背圧がもたらされ、それにより、その結果、シャワーヘッドを通る、より均等に分散されたガス流がもたらされる場合がある。他の横方向通路が同様に構成されてよい。したがって、いくつかの実装形態では、横方向通路の断面は、シャワーヘッドの出口平面により近い、所与の流路のための横方向通路については、シャワーヘッドの出口平面からより離れた、その流路に対する他の横方向通路よりも、サイズが低減されている場合があることが理解されるであろう。同様に、所与の流路のためのガス分配穴は、その流路のためのライザー通路よりも断面積が小さく寸法設定されていてよい。図３１は、図３０に示す流路の投影図を表す。

上述したような、いくつかの実装形態では、横方向通路は、ステム部分の中心軸に直角な軸に沿って見たときに、差し込まれた形態で配置されていてよい。例えば、横方向通路の各セットは（最も上又は最も下のそのようなセットを除いて）、他の流路のための横方向通路のセット間に配置されてよい。いくつかのそのような実施例では、横方向通路のセットは、各流路のためのライザー通路が同じ長さを有するように、軸方向への繰り返しパターンで配置されてよい。

上記の議論は、菱形格子パターン及び、大部分の場合、非直交菱形格子パターンを形成するように構成された、横方向通路及びガス分配ポートに集中しているが、本明細書で論じられる概念は、非正方形の矩形格子パターン及び非菱形の非直交平行四辺形格子パターンを含んでよい、平行四辺形格子パターンとの関連でも適用可能な場合があることも理解されるであろう。そのような追加配置も同様に本開示の範囲内にあると考えられる。

前述したように、横方向通路のために使用される断面は、場合によっては（上記の実施例に示されるようなものでは）、選択的レーザー溶解法などの付加製造技術を使用して製造可能であって、且つシャワーヘッド内で利用可能な容積空間を効率的に利用する、特定の断面形状を利用してよい。図３２は、付加製造法により製造されるシャワーヘッドにて使用するように考慮された４つの例示的な断面を表す。図３２では、断面形状は、１×１正方形フレーム（一点鎖線の正方形）に対して示され、これは、横方向通路を収容するために利用可能な名目領域を表すことができる。横方向通路内でのフローコンダクタンスを最大化すること、すなわち、正方形の参照領域内に適合する断面を有することが望まれる場合、正方形と同じ断面形状を有する横方向通路が、もちろん、そのような最大量のフローコンダクタンスを提供するであろう。しかしながら、そのような横方向通路の水平な上面は、付加製造技術を使用して作製するには適切ではないであろう。なぜなら、先に議論したように、その上面は、落ち込み又は他の欠陥を被り、上面の表面仕上げ及び構造的完全性が損なわれることになるからである。したがって、正方形の通路が、正方形の断面領域を最も効率的に利用することになるが、そのような断面形状を有する横方向通路は、上述した欠陥に起因して、付加製造法との関連で使用するには適切でない可能性がある。

断面Ａにて示すような円形断面は、正方形の辺の内部で利用可能な断面積の比較的高い利用率を提供し、その約７９％を占める。しかしながら、上側エッジに沿った円形プロファイルの湾曲に起因して（プロファイルが上死点に接近するにつれて下からの支持が益々なくなり）、付加製造中に、円形断面は、正方形断面の場合に遭遇する問題と類似の問題に、程度が幾分は小さいが、遭遇する。

起こり得る構造的問題及び表面仕上げの問題を回避するために、断面Ｂのようなダイヤモンド形状の断面を使用できる。一般的に言えば、水平から４５°以上の角度を有するオーバーハングは一般に、重大な構造上又は表面仕上げの問題なく、付加製造法を使用して作製することが可能である。それに応じて、正方形領域内に取り囲まれている（したがって、全ての壁面が水平面に対して４５°である）ダイヤモンド形状の断面形状は、円形又は正方形の断面に害を及ぼすであろういかなる問題にも遭遇することなく、付加製造法を使用して製造することが可能であろう（用語「正方形」断面は、本明細書で使用される場合、水平及び垂直のエッジを有する正方形断面を指す一方で、「ダイヤモンド」断面は、水平に対して等しいが反対の角度を有する底部エッジと、底部エッジに平行な上部エッジとを有する断面を指すことが理解されるであろう）。しかしながら、ダイヤモンド形状断面は、正方形の境界内の利用可能領域の５０％を利用するだけである。

三角形である断面Ｃは、２つの上壁が水平に対して４５°よりも更に急な角度を有するので、選択的レーザー溶解法などの付加製造技術を使用して、更により製造可能である。しかしながら、断面Ｃは、断面Ｂのように、利用可能な断面積の５０％を利用するだけである。

対照的に、五角形（又は、より正確には二等辺五角形又は、更により正確には直角二等辺五角形）の形状である断面Ｄは、それが使用する正方形領域のパーセンテージに関して、円形断面形状Ａの性能に近い（７９％と比較して、７５％）が、五角形の２つの上面が水平から４５°以上の角度に保たれる限り、円形断面において生じたような、付加製造に関連するいかなる問題にも苦しめられることはない。それに応じて、フローコンダクタンスを増加させる目的で、横方向通路の断面積を一般に最大化させることを望む場合、（上記で論じた形状のうち）五角形断面形状を使用することが一般に最大の性能を提供できる。

図３３は、図３２と類似の断面形状を表すが、高さを減らしたフレームに関連する、例えば、サイズが１×０．５単位である矩形区画を有する。

図３２の円形領域Ａは、ここでは図３３の楕円領域であり、付加製造中に、その最上部分に沿った構造的完全性及び表面仕上げに関して更に重大な問題を被ることになる。同様に、図３２のダイヤモンド断面Ｂは、ここでは押しつぶされており、水平から４５°よりも大幅に小さい角度を有する上面を有し、したがって、付加製造プロセス中に、その上面における欠陥に対して脆弱となるであろう。しかしながら、三角形断面Ｃは、依然として水平に対して４５°以上である上面を維持することが可能であり、したがって、依然として付加製造技術を使用して確実に製造可能である。しかしながら、五角形断面Ｄは、ここでは水平に対して４５°未満である上面を有し、したがって付加製造技術を使用して確実に作製することができない。もちろん、五角形断面Ｄの２つの垂直辺の高さを減少させて、上面の角度を、例えば、水平に対して少なくとも４５°に増加させることは可能であるが、図３３において使用される１×０．５の矩形区画について、これを実施すると、五角形断面の２つの垂直辺が長さゼロの辺に収束し、したがって、五角形断面は三角形断面Ｃに変化する。したがって、付加製造法により製造されるシャワーヘッドと（又は、付加製造法により製造され、前述したオーバーハングするフィーチャ角度の制限を受ける、任意の他の流体輸送装置）の関連で、五角形断面の横方向通路が、矩形断面領域内で高いフローコンダクタンス（及び、場合によっては最大フローコンダクタンス）を提供する一方で、そのような付加製造技術を使用して生産するに適しているフィーチャ形状を依然として提供できるが、幅が高さの２倍である矩形区画内に横方向通路断面が位置するような特定の場合には、三角形断面の横方向通路が同じ利点を有する場合がある。図２及び図１７の実施例では、横方向通路の断面は一般に、五角形Ｄ’に関して図３３Ａに示すようなものである。図から分かるように、それらの例示的な実装形態で使用される五角形断面は、非常に短い垂直辺を特徴とし、形状はほぼ三角形である。五角形断面が適合する矩形領域は、サイズがおよそ０．５５：１であり、そのため図３３の矩形領域の０．５：１の比率とは一致しない。

三角形又は五角形の断面を有する横方向通路を有するいくつかの実装形態では、それらの断面が名目上でのみ三角形又は五角形であってよいことも理解されるであろう。例えば、図３４は、丸められた角（Ｃ’）又は幾分湾曲した辺（Ｃ’’）を特徴とする例示的な三角形断面Ｃ’及びＣ’’、並びに、丸められた角（Ｄ’）又は幾分湾曲した辺（Ｄ’’）を特徴とする例示的な五角形断面Ｄ’及びＤ’’を表す。そのような形状は、依然として名目上は形状が三角形又は五角形であると考えられ、そのような形状であるとして参照された場合、そのような形状が一般に三角形又は五角形であると理解されるであろう。上記で提示された明瞭性にも関わらず、請求項におけるそのような語句から「名目上」などの用語を除去することが必要な場合、そのような除去は、請求の範囲の放棄を意図しておらず、補正された語句は、列挙された厳密な形状、並びに上記で提示されたガイダンスと整合する他の形状の両方を含むと見なすべきであることが更に理解されるであろう。

上記の議論及び図で提供される実施例では、横方向通路は、水平方向に、例えばステム部分の中心軸に略直角な方向に沿って延びるものとして示され、ガス分配ポート、ライザー通路、及び他の流体流路は、垂直方向に、例えばステム部分の中心軸に略平行な方向に沿って延びるものとして示されている。本明細書では、「略平行」、「略直角」、「略水平」、又は「略直角」な方向に沿って延びる通路又は他の構造体への言及は、述べた特定の幾何学的構成、例えば平行度又は直角度だけでなく、指定された条件のいくらかの角度範囲（又は他の範囲）内に、例えば、（場合によっては）平行、直角、垂直、又は垂直から±１０°以内にあり得る幾何学的構成も含むことが理解されるであろう。上記で提示された明瞭性にも関わらず、請求項におけるそのような語句から「略（概ね）」などの用語を除去することが必要な場合、そのような除去は、請求の範囲の放棄を意図しておらず、補正された語句は、列挙された厳密な構成、並びに上記で提示されたガイダンスと整合する他の構成の両方を含むと見なすべきであることが更に理解されるであろう。

本明細書で示されるようなシャワーヘッドは、例えば、アルミニウム（又はその合金）、ニッケル（又はその合金）、セラミック（例えば、酸化アルミニウム）、又はシリコンを含む任意の好適な材料で製造されてよい。そのようなシャワーヘッドの付加製造法により製造されるバージョンの構造は、例えばＳＬＭプロセスにより出力され得るような、そのような材料の溶融されたバージョンを利用してよい。

上述したように、そのようなシャワーヘッドが、例えば図３６に概略的に示されるように、半導体処理チャンバ内で使用されてよい。図３６では、ペデスタル３６５０は、チャンバ３６５１内でウェハー３６５２を支持するために使用されてよい。本明細書に記載されるようなシャワーヘッドであってよいシャワーヘッド３６０１が、ウェハー３６５２の上方に配置されてよく、所望の処理作業を実行するために、様々なプロセスガス源からのプロセスガスが、シャワーヘッド３６０１を通り、ウェハー３６５２全体に流される。

本明細書における実施例はそれぞれ４つの別々の流路を含むが、より多く又はより少ない流路を有する他の実装形態も、本明細書で概説される概念に従って実施されてよいことが理解されるであろう。本明細書で論じられる横方向通路及び菱形格子パターン配置が、本明細書で論じられる横方向通路の断面形状の有無に関わらずに実施されてよく、その逆も同様であることが、理解されるであろう。したがって、シャワーヘッドとの関連で本明細書で論じられる断面形状を有する水平通路の使用は、本明細書で論じられる菱形格子パターン配置との関連では、必ずしもそうする必要なく実現されてよい。同様に、本明細書で論じられる菱形格子パターン配置は、横方向通路のために本明細書で論じられる断面形状を必ずしも使用することなく実施されてよい。

本明細書で論じられるシャワーヘッド形状は、付加製造技術を使用して生産するのに特に適しているが、従来の機械加工技術を使用して製造することもできることも理解されるであろう。例えば、上述したように、本明細書で論じられるシャワーヘッドの流路は、複数のディスク状ブランクに、横方向通路／チャネルを菱形格子パターンでフライス加工することにより製造されてよい。そのような実装形態の一実施例を図３５に示す。図３５は、異なる方向からの２つの分解図を含み、各々が、ディスク状ブランク（右側の分解図では、チャネルの菱形格子パターンが見える）、並びに組み立てたシャワーヘッドの斜視図を示し、ディスク状ブランクの間にシームラインが見える。

各ディスク状ブランクは、例えば、チャネルの菱形格子パターン、並びにライザー通路又はガス分配ポートの一部であってよいスルーホールを含んでよい。そのようなディスクは次いで、その中に流体的に分離された流路を有するモノリシックのシャワーヘッド部品を生産するために、整列、一緒に積層化、ろう付け、拡散接着、又は別の方法で接合、接着、融着、若しくは一緒に溶接されてよい。

したがって、上記議論の主な焦点は、付加製造法により製造されるシャワーヘッドであるが、本明細書で論じられるシャワーヘッド形状はまた、適切な変更を伴って、従来技術により近い、例えばサブトラクティブ機械加工技術で製造されるシャワーヘッドとの関連で使用されてもよいことが理解されるであろう。そのような代替形態では、上記で論じたいくつかのフィーチャが省略されている場合があり、例えば、三角形又は五角形断面を有する横方向通路の使用を避けてよく、横方向通路は、代わりに、フライスカッターを用いて得ることができる正方形、矩形、半円形、又は他の断面を有してよい。

本明細書で論じられるシャワーヘッドが、ハイブリッド手法を使用して作製されてよいことも理解されるであろう。例えば、シャンデリアタイプシャワーヘッド用のシャワーヘッド本体は、付加製造技術を使用して製造されてよい一方で、シャワーヘッド用のステムは、従来の機械加工技術を使用して作製されてよく、次いで、シャワーヘッド本体に、結合、溶接、ろう付け、又は拡散接着されてよい。

明確化のために、菱形格子パターンという語句は、本明細書で使用される場合、パターンインスタンスが、２セットのラインの間の交差点と整列する場所において繰り返されるようなパターンであって、ラインの各セット内のラインが互いに平行であり、ラインの一方のセット内のラインがラインの他方のセット内のラインとは非平行であるようなパターンを指す。正方形グリッドパターンは、あるラインセットにおけるラインが他のラインセットにおけるラインに直角である菱形格子パターンの実施例である。非直交格子パターンは、あるラインセットにおけるラインが他のラインセットにおけるラインに対して斜角をなす菱形格子パターンである。同様に、用語「菱形格子」は、略線状のフィーチャ、例えば穴又は通路の配置を指すために使用されてよく、これらフィーチャは軸に沿って延び、それらの軸に略直角な方向に沿って見たときに、菱形格子パターンにおけるラインと同様に配置されている。上記議論に関連する「ライン」への言及は、必ずしも見えるとは限らない基準ライン、例えば軸、を指すことを意図していることも理解すべきである。

用語「直角二等辺五角形」は、各々が９０°である３つの内角を有し、残りの２つの内角がそれぞれ１３５°である五角形を意味する。略直角二等辺正五角形の形状であると称される形状は、各々が９０°から±１０°以内にある３つの内角と、各々１３５°から±１０°以内にある２つの内角を有する形状である。

「三角形」又は「五角形」である形状（又は、他の周知の種類の形状）への参照は、厳密にそのような形状、並びに、明らかにそのような形状として認識可能であるが、そのような形状の真の幾何学的定義からの僅かなずれを含む他の形状を含むことを意図していることが更に理解されるであろう。例えば、三角形は、丸い角、すなわち、鋭くない頂点を有し得るが、依然として、明らかに本質的には三角形であり得る。同様に、五角形は、１つ以上の曲がった又は僅かに湾曲した辺を有し得るが、依然として、概ね五角形として容易に認識可能であり得る。

本開示では、用語「流体的に接続される」は、流体的接続を形成するために互いに接続されてよい容積、プレナム、穴などに関して使用され、これは、用語「電気的に接続される」が、一緒に接続されて電気的接続を形成する構成要素に関して使用される方法に類似していることも理解されるであろう。用語「流体的に挟まれた」は、使用される場合、構成要素、容積、プレナム、又は穴が、少なくとも２つの他の構成要素、容積、プレナム、又は穴に流体的に接続される場合であって、その際に、これらの構成要素、容積、プレナム、又は穴のうちの１つから、他の若しくは別の構成要素、容積、プレナム、又は穴に流れる流体が、他の若しくは別の構成要素、容積、プレナム、又は穴に到達する前に、最初に「流体的に挟まれた」構成要素を通って流れるような場合を指す場合がある。例えば、ポンプが貯蔵部と出口との間に流体的に挟まれている場合、貯蔵部から出口に流れた流体は、出口に到達する前に、最初にポンプを通って流れることになる。流体的に挟まれた構成で配置された流体フィーチャのセットとの関連で、例えば、流体フィーチャＢのセットが１つ以上の流体フィーチャＡ及び流体フィーチャＣのセットとの間に流体的に挟まれている場合は、これは、各流体フィーチャＢが、少なくとも１つの流体フィーチャＡと少なくとも１つの流体フィーチャＣとの間に流体的に挟まれている構成を指すと理解されるであろう。各流体フィーチャＢが、全ての流体フィーチャＡと全ての流体フィーチャＣとの間に流体的に挟まれることは必要ではない。

本開示の目的のために、語句「流体的に分離された」は、容積、プレナム、通路、穴などに対して、１つ以上のそのような流体フィーチャが、１つ以上の他のそのような流体フィーチャから分離されていることを示すために使用される。例えば、通路の第１のセットが通路の第２のセットから流体的に分離されている場合があり、その場合、通路の第１のセットを流れるガスは、通路の第２のセットに達することができない場合がある（逆もまた同様である）。いくつかの場合では、特定の構造内で互いに流体的に分離されている、１つ以上の流体フィーチャ又は構成要素の２つ以上のセットが参照される場合があり、これは、それら流体フィーチャ又は構成要素が、その特定の構造の入口及び／又は出口が封止されている場合、互いに流体的に分離されているであろうことを示すことを意図している。例えば、シャワーヘッドは、シャワーヘッド内で互いに接続していない、ガス流路の２つの別個のセット有してよいが、これらは両方とも、シャワーヘッドの共通表面上にガス分配ポートを有してよい。ガスは、ガス流路の一方のセットのガス分配ポートから流れ出て、ガス流路の他方のセットのガス分配ポートに入り、それにより、それらは流体的に接続されていると考えることができるが、これは、ガス流を流体的に接続することが、シャワーヘッド構造の「外側」であることを必要とする。したがって、２セットのガス流路は、依然として、シャワーヘッド内で「流体的に分離」されている。

本明細書において、「１つ以上の＜項目＞のうちの各＜項目＞について」、又は「１つ以上の＜項目＞のうちの各＜項目＞」という語句が使用される場合、単一項目のグループ、及び複数項目のグループの両方を含むことが理解されるべきである。すなわち、「各～について」という語句は、参照される項目のあらゆる集団の項目の各々を参照するためにプログラミング言語で使用される意味で使用される。例えば、参照される項目の集団が単一の項目である場合、「各」は単一の項目のみを指すことになり（「各」の辞書定義は、多くの場合、この用語を、「２つ以上の事項のうちの１つ１つ」に言及すると定義している」という事実にも関わらず）、それらの項目のうちの少なくとも２つがなければならないことを意味するものではない。同様に、用語「セット」又は「サブセット」は、それ自体が複数の項目を必ず包含すると見なすべきではなく、セット又はサブセットは、（文脈が別段の指示をしない限り）１つの部材又は複数の部材を包含できることが理解されるであろう。

本開示及び請求項において、序数表記、例えば（ａ）、（ｂ）、（ｃ）等が使用される場合、これは、順序又はシーケンスが明示的に示される場合を除き、特定の順序又はシーケンスを伝えるものではないことを理解すべきである。例えば、（ｉ）、（ｉｉ）、及び（ｉｉｉ）とラベル付けされた３つのステップがある場合、これらのステップは、特に明記しない限り、いかなる順序で（あるいは、別段禁止されていない場合は、同時に）実施されてもよいことが理解されるべきである。例えば、ステップ（ｉｉ）が、ステップ（ｉ）で構築された要素の取り扱いを伴う場合、ステップ（ｉｉ）は、ステップ（ｉ）の後のある時点で起こると見なすことができる。同様に、ステップ（ｉ）が、ステップ（ｉｉ）において構築された要素の取り扱いを伴う場合、その逆であると理解すべきである。

「約」、「およそ」、「実質的に」、「名目上」などの用語は、数量又は類似の定量化可能な特性を参照して使用される場合、特に指示がない限り、指定された値又は関係から、±１０％以内の値を含む（並びに、指定された実際の値又は関係）ものと理解されるべきである。

前述の概念の全ての組み合わせが（かかる概念が相互に矛盾しないならば）、本明細書で開示される発明の主題の一部分と考えられることが理解されるべきである。具体的には、本開示の最後に記載される特許請求される主題の全ての組み合わせが、本明細書で開示される本発明の主題の一部分をなすと考えられる。本明細書で明示的に用いられる用語であって、参照により組み込まれるいずれかの開示にも出現し得る用語には、本明細書で開示される特定の概念と最も整合する意味が与えられるべきであることが理解されるべきである。

上記の開示は、特定の例示的な実装形態に焦点を合わせているが、論じた実施例だけに限定されず、類似した変形形態及び機構にも適用することができ、そのような類似した変形形態及び機構もまた、本開示の範囲内にあると見なされることを更に理解すべきである。

Claims (20)

1. シャワーヘッド本体を備える装置であって、前記シャワーヘッド本体は、
   第１の平面に略平行な経路に沿って延びる第１の横方向通路の１つ以上のセットと、
   前記第１の平面に略直角な経路に沿って延び、前記シャワーヘッド本体内で末端をなす第１の端部及び前記シャワーヘッド本体の第１の外面で末端をなす第２の端部を有する、第１のガス分配ポートのセットと、
   １つ以上の第１の流体入口と、を含み、
   前記第１の横方向通路の１つ以上のセットは、第１の横方向通路の第１のセットを含み、
   前記第１の横方向通路の第１のセットは、前記シャワーヘッド本体内で、前記第１のガス分配ポートのセットと前記１つ以上の第１の流体入口との間に流体的に挟まれ、
   前記第１の横方向通路の第１のセットは、名目上の三角形断面及び名目上の五角形断面からなる群から選択される断面を有する少なくとも１つの第１の横方向通路を含む、装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記シャワーヘッド本体は、付加製造法により製造され、その結果、異方性のマイクログレイン構造を有する、装置。
3. 請求項１に記載の装置であって、
   第１の横方向通路の２つ以上のセットがあり、
   前記第１の横方向通路の２つ以上のセットは、第１の横方向通路の第２のセットを更に含み、
   前記シャワーヘッド本体は、前記第１の平面に略直角な経路に沿って延びる第１のライザー通路の１つ以上のセットを更に含み、
   前記第１のライザー通路の各セットは、前記第１の横方向通路のセットのうちの２つの間に流体的に挟まれ、
   前記第１のライザー通路の１つ以上のセットは、前記第１の横方向通路の第１のセットと第２のセットとの間に流体的に挟まれた第１のライザー通路の第１のセットを含む、装置。
4. 請求項３に記載の装置であって、前記第１のライザー通路の第１のセットにおける各第１のライザー通路は、前記第１のガス分配ポートのうちの対応する１つの延長部である、装置。
5. 請求項１に記載の装置であって、前記第１の横方向通路の第１のセットにおける前記少なくとも１つの第１の横方向通路は、名目上の三角形断面を有する、装置。
6. 請求項５に記載の装置であって、前記名目上の三角形断面は、前記第１の平面に略平行な第１の辺を有し、及び第２及び第３の辺であって、前記第２及び第３の辺の各々が前記第１の辺に対して４５°以上の夾角を形成する第２及び第３の辺を有する、装置。
7. 請求項１に記載の装置であって、前記第１の横方向通路の第１のセットにおける前記少なくとも１つの第１の横方向通路は、名目上の五角形断面を有する、装置。
8. 請求項７に記載の装置であって、前記名目上の五角形断面は、前記第１の平面に略平行な第１の辺と；第２及び第３の辺であって、前記第２及び第３の辺の各々が前記第１の辺に隣接し前記第１の平面に略直角である、第２及び第３の辺と；第４及び第５の辺であって、前記第４及び第５の辺はそれぞれ前記第２及び第３の辺に隣接し、前記第１の辺に対して４５°以上の角度を形成する、第４及び第５の辺と；を有する五角形である、装置。
9. 請求項１に記載の装置であって、前記第１のガス分配ポートは、非直交菱形格子パターンにて配置されている、装置。
10. 請求項９に記載の装置であって、
    前記非直交菱形格子パターンは、第１の軸に沿った最大ピッチと、前記第１の軸に直角な第２の軸に沿った最小ピッチとを有し、
    前記最大ピッチは前記最小ピッチの概ね２倍である、装置。
11. 請求項１に記載の装置であって、
    前記第１の横方向通路の第１のセットにおける前記第１の横方向通路は、２つの第１の線形アレイ内に配置され、
    各第１の線形アレイは、前記第１の横方向通路の第１のセットにおいて異なる複数の前記第１の横方向通路を含み、
    各第１の線形アレイにおける前記第１の横方向通路は、互いに略平行であり、
    前記第１の横方向通路の第１のセットにおける第１の横方向通路の間の各交点が、前記第１のガス分配ポートのうちの対応する１つに整列している、装置。
12. 請求項１に記載の装置であって、前記シャワーヘッド本体は、
    前記第１の平面に略平行な経路に沿って延びる第２の横方向通路の１つ以上のセットと、
    前記第１の平面に略直角な経路に沿って延び、前記シャワーヘッド本体内で末端をなす第１の端部及び前記シャワーヘッド本体の前記第１の外面で末端をなす第２の端部を有する、第２のガス分配ポートのセットと、
    １つ以上の第２の流体入口と、を更に含み、
    前記第２の横方向通路の１つ以上のセットは、第２の横方向通路の第１のセットを含み、
    前記第２の横方向通路の第１のセットは、前記シャワーヘッド本体内で、前記第２のガス分配ポートのセットと前記１つ以上の第２の流体入口との間に流体的に挟まれている、装置。
13. 請求項１２に記載の装置であって、前記シャワーヘッド本体は、
    前記第１の平面に略平行な経路に沿って延びる第３の横方向通路の１つ以上のセットと、
    前記第１の平面に略直角な経路に沿って延び、前記シャワーヘッド本体内で末端をなす第１の端部及び前記シャワーヘッド本体の前記第１の外面で末端をなす第３の端部を有する、第３のガス分配ポートのセットと、
    １つ以上の第３の流体入口と、を更に含み、
    前記第３の横方向通路の１つ以上のセットは、第３の横方向通路の第１のセットを含み、
    前記第３の横方向通路の第１のセットは、前記シャワーヘッド本体内で、前記第３のガス分配ポートのセットと前記１つ以上の第３の流体入口との間に流体的に挟まれている、装置。
14. 請求項１３に記載の装置であって、前記シャワーヘッド本体は、
    前記第１の平面に略平行な経路に沿って延びる第４の横方向通路の１つ以上のセットと、
    前記第１の平面に略直角な経路に沿って延び、前記シャワーヘッド本体内で末端をなす第１の端部及び前記シャワーヘッド本体の前記第１の外面で末端をなす第４の端部を有する、第４のガス分配ポートのセットと、
    １つ以上の第４の流体入口と、を更に含み、
    前記第４の横方向通路の１つ以上のセットは、第４の横方向通路の第１のセットを含み、
    前記第４の横方向通路の第１のセットは、前記シャワーヘッド本体内で、前記第４のガス分配ポートのセットと前記１つ以上の第４の流体入口との間に流体的に挟まれている、装置。
15. 請求項１４に記載の装置であって、
    前記第１、第２、第３及び第４のガス分配ポートは、対応する第１、第２、第３及び第４の非直交菱形格子パターンで配置され、
    前記第１、第２、第３及び第４の非直交菱形格子パターンの各々は、対応する第１の軸に沿って最大ピッチを有し、第２の軸に沿って最小ピッチを有し、
    前記第１、第２及び第３の非直交菱形格子パターンは各々がそれぞれ、前記第１の軸に沿って、前記第２、第３、及び第４の非直交菱形格子パターンから、前記最大ピッチの４分の１の距離だけオフセットされている、装置。
16. 請求項１４に記載の装置であって、
    ステム部分を更に備え、
    前記ステム部分は、前記第１の外面とは反対側の、前記シャワーヘッド本体の側から延び、
    前記ステム部分は、
    前記１つ以上の第１の流体入口に流体的に接続されている１つ以上の第１の流体入口通路と、
    前記１つ以上の第２の流体入口に流体的に接続されている１つ以上の第２の流体入口通路と、
    前記１つ以上の第３の流体入口に流体的に接続されている１つ以上の第３の流体入口通路と、
    前記１つ以上の第４の流体入口に流体的に接続されている１つ以上の第４の流体入口通路と、を含む、装置。
17. 請求項１６に記載の装置であって、
    前記１つ以上の第１の流体入口通路は、前記１つ以上の第２の流体入口通路を取り囲み、
    前記１つ以上の第２の流体入口通路は、前記１つ以上の第３の流体入口通路を取り囲み、
    前記１つ以上の第３の流体入口通路は、前記１つ以上の第４の流体入口通路を取り囲む、装置。
18. 請求項１６に記載の装置であって、
    前記ステム部分は、第１の流体入口ポートを更に含み、
    前記１つ以上の第１の流体入口通路は、第１の環状流体入口通路を含み、
    前記第１の環状流体入口通路は、第１の軸に沿って延び、略環状の断面を有し、
    前記第１の環状流体入口通路は、前記第１の流体入口ポートと前記１つ以上の流体入口との間に流体的に挟まれ、
    分流器構造が前記第１の環状流体入口通路内に配置され、第１の平面が、前記第１の軸と同一平面上にあり、前記第１の流体入口ポートを通過し、前記分流器を通過する、装置。
19. 請求項１８に記載の装置であって、前記分流器構造は、前記第１の軸に直角な軸に沿って見たときに、涙形状及び三角形形状からなる群から選択される断面を有する、装置。
20. 請求項１８に記載の装置であって、前記シャワーヘッド本体に向かって面する前記分流器構造の表面は全てが、前記第１の平面から、４５°以上の角度を有する、又は、前記表面に接する平面が４５°以上となるように角度が付けられている、装置。

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