JP2024514670A - 高温シャワーヘッドの製造 - Google Patents

Abstract

例示的な半導体処理チャンバシャワーヘッドは、内側コア領域を含む。内側コア領域は複数の開孔を画定し得る。シャワーヘッドは、内側コア領域の外周に配置された外側コア領域を含み得る。外側コア領域は環状チャネルを画定し得る。シャワーヘッドは、環状チャネル内に配置された加熱素子を含み得る。シャワーヘッドは、外側コア領域の外周に配置された環状ライナを含み得る。内側コア領域および外側コア領域はアルミニウム合金を含み得る。環状ライナは、アルミニウム合金よりも低い熱伝導率を有していてもよい。【選択図】図４

Description

関連出願への相互参照
本出願は、２０２１年４月２０日に出願された「高温シャワーヘッドの製造」という表題の米国非仮出願第１７／２３５，２５８号の優先権の利益を主張するものであり、その内容は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本技術は、半導体製造用の構成要素および装置に関する。より詳細には、本技術は、処理チャンバ分配構成要素および他の半導体処理装置に関する。

集積回路は、基板表面に複雑なパターンの材料層を作り出す処理によって可能になる。基板上にパターン化された材料を作り出すには、材料の形成および除去のための制御された方法が必要である。チャンバ部品は、多くの場合、膜の堆積や材料の除去のために基板に処理ガスを供給する。対称性と均一性を促進するために、多くのチャンバ部品は、均一性を高めることができる方法で材料を提供するための開孔などの規則的なパターンの特徴を含み得る。ただし、これにより、オンウエハ調整のためのレシピを調整する能力が制限される可能性がある。

したがって、高品質のデバイスおよび構造を作り出すために使用できる改良されたシステムおよび方法が必要である。これらおよびその他のニーズが本技術によって対処される。

例示的な半導体処理チャンバシャワーヘッドは、内側コア領域を含む。内側コア領域は複数の開孔を画定し得る。シャワーヘッドは、内側コア領域の外周に配置された外側コア領域を含んでいてもよい。外側コア領域は環状チャネルを画定し得る。シャワーヘッドは、環状チャネル内に配置された加熱素子を含んでいてもよい。シャワーヘッドは、外側コア領域の外周に配置された環状ライナを含んでもよい。内側コア領域および外側コア領域はアルミニウム合金を含んでいてもよい。環状ライナは、アルミニウム合金よりも低い熱伝導率を有していてもよい。

いくつかの実施形態では、環状ライナの熱伝導率は、アルミニウム合金の熱伝導率の約２０％未満であってもよい。環状ライナの熱膨張係数は、アルミニウム合金の熱膨張係数の約５０％以内であってもよい。環状ライナは、ステンレス鋼およびチタンのうちの一方または両方を含んでいてもよい。環状ライナと外側コア領域とは、固相接合技術を使用して接合されてもよい。アルミニウム合金は、ほぼ均質な微細構造を有していてもよい。シャワーヘッドは、外側コア領域と環状ライナとの間に配置された中間材料を含んでいてもよい。中間材料は、アルミニウム合金の熱膨張係数と環状ライナの熱膨張係数との間の熱膨張係数を有していてもよい。

本技術のいくつかの実施形態は、半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法を包含し得る。本方法は、溶融アルミニウム合金組成物を形成することを含み得る。本方法は、固体アルミニウム合金粒子を形成するために、溶融アルミニウム合金組成物を少なくとも１０^３Ｋ／秒の速度で冷却することを含んでいてもよい。本方法は、固体アルミニウム合金粒子からシャワーヘッドを形成することを含んでいてもよい。本方法は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムのうちの一方でシャワーヘッドをコーティングすることを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、シャワーヘッドをコーティングすることは、シャワーヘッド上にアルミニウムを電気メッキすることを含んでもよい。シャワーヘッドをコーティングすることは、原子層堆積によってシャワーヘッド上に酸化アルミニウムを塗布することを含んでもよい。シャワーヘッドを形成することは、固体アルミニウム合金粒子を圧縮することを含んでもよい。シャワーヘッドを形成することは、圧縮された固体アルミニウム合金粒子からシャワーヘッドブランクを形成することを含んでもよい。シャワーヘッドを形成することは、シャワーヘッドブランクを機械加工してシャワーヘッドを形成することを含んでもよい。シャワーヘッドを形成することは、シャワーヘッドブランクを形成する前に、圧縮された固体アルミニウム合金粒子を鍛造するまたは押し出し加工することを含んでもよい。シャワーヘッドのアルミニウム合金部分は、約１０マイクロオームｃｍ未満の電気抵抗を有してもよい。シャワーヘッドのアルミニウム合金部分は、少なくとも約１００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有していてもよい。溶融アルミニウム合金組成物を冷却することは、瞬間冷凍、急冷、および粉末噴霧を含む群から選択された１つ以上を含んでいてもよい。

本技術のいくつかの実施形態は、半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法を包含し得る。本方法は、溶融アルミニウム合金組成物を形成することを含んでもよい。本方法は、固体アルミニウム合金粒子を形成するために、溶融アルミニウム合金組成物を少なくとも１０^３Ｋ／秒の速度で冷却することを含んでもよい。本方法は、固体アルミニウム合金粒子からシャワーヘッドのコア領域を形成することを含んでもよい。本方法は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムのうちの一方でシャワーヘッドのコア領域をコーティングすることを含んでもよい。本方法は、シャワーヘッドのコア領域の周縁部を環状ライナで接合することを含んでもよい。環状ライナは、シャワーヘッドのコア領域よりも低い熱伝導率を有していてもよい。

いくつかの実施形態では、シャワーヘッドのコア領域は、内側コア領域と、内側コア領域の外周に配置された外側コア領域とを含んでもよい。内側コア領域は複数の開孔を画定し得る。外側コア領域は、加熱素子を受け入れるチャネルを画定し得る。本方法は、摩擦撹拌溶接または電子ビーム溶接のうちの一方または両方を使用して、内側コア領域と外側コア領域を結合することを含んでもよい。シャワーヘッドのコア領域の周縁部を環状ライナと接合することは、固相接合技術を使用することを含んでもよい。シャワーヘッドのコア領域の周縁部を環状ライナと接合することは、コア領域の周縁部と環状ライナとの間に中間材料を結合することを含んでもよい。中間材料は、コア領域の熱膨張係数と環状ライナの熱膨張係数との間の熱膨張係数を有していてもよい。

このような技術は、従来のシステムおよび技術に比べて多くの利点を提供し得る。例えば、本技術の実施形態は、強度を失う、変形する、またはクリープを示すことなく、より高い処理温度に耐えることができるシャワーヘッドを提供することができる。これにより、より高温の処理工程を実行できるようになり、シャワーヘッドおよびウエハ上の副生成物の堆積が少なくなり、ウエハ上の欠陥も少なくなり得る。これらおよび他の実施形態は、それらの利益および特徴の多くと共に、以下の説明および添付の図面と併せてより詳細に説明される。

開示された技術の性質および利点は、本明細書の残りの部分および図面を参照することによってさらに理解できるであろう。

本技術のいくつかの実施形態による例示的な処理システムの上面図である。 本技術のいくつかの実施形態による例示的なプラズマシステムの概略断面図である。 本技術のいくつかの実施形態による例示的なシャワーヘッドの概略部分断面図である。 本技術のいくつかの実施形態による例示的なシャワーヘッドの概略部分断面図である。 本技術のいくつかの実施形態による、半導体処理チャンバシャワーヘッドを製造する例示的な方法の工程を示す図である。

いくつかの図が概略図として含まれている。図は例示を目的としており、特に縮尺が示されていない限り、縮尺は考慮されるべきではないことを理解されたい。さらに、図は概略図として、理解を助けるために提供されており、現実的な表現と比較してすべての態様または情報が含まれていない場合があり、説明目的で誇張された内容が含まれている場合がある。

添付の図では、同様の構成要素および／または機能に同じ参照ラベルが付いている場合がある。さらに、同じ種類のさまざまな構成要素は、参照ラベルの後の、類似の構成要素を区別する文字によって区別され得る。本明細書で最初の参照ラベルのみが使用されている場合、その説明は、文字に関係なく、同じ最初の参照ラベルを有する類似の構成要素のいずれか１つに適用され得る。

プラズマ強化堆積処理は、１つまたは複数の構成前駆体にエネルギーを与えて、基板上での膜形成を促進し得る。導電性膜および誘電体膜、ならびに材料の転写および除去を容易にする膜を含む、半導体構造を開発するために任意の数の材料膜が作り出され得る。例えば、ハードマスク膜は、基板のパターニングを容易にするために形成される一方で、下にある材料を保護して他の方法で維持することができる。多くの処理チャンバでは、多数の前駆体がガスパネル内で混合され得、基板が配置され得るチャンバの処理領域に供給され得る。前駆体はチャンバ内の１つまたは複数の構成要素を介して分散され得、これは、半径方向または横方向への供給の分散を作り出して、基板表面での形成または除去を増加させ得る。

デバイスの特徴のサイズが減少するにつれて、基板表面にわたる公差が減少する可能性があり、膜全体の材料特性の違いがデバイスの実現と均一性に影響を与える可能性がある。多くのチャンバには特有の処理痕跡が含まれており、基板にわたって不均一性が生じる可能性がある。温度差、流量パターンの均一性、および処理のその他の態様が基板上の膜に影響を与える可能性があり、作り出されるまたは除去される材料の基板にわたって膜の均一性の差が生じる可能性がある。例えば、処理チャンバ内に前駆体を供給および分配するために、処理チャンバ内に１つまたは複数のデバイスを含めることができる。前駆体の流れにチョークを提供するためにチャンバ内に遮蔽板が含まれていてもよく、これにより遮蔽板での滞留時間が増加し、前駆体の横方向または半径方向の分布が増加し得る。シャワーヘッドにより、処理領域への供給の均一性がさらに向上し得、堆積およびエッチングが向上し得る。

一部の半導体処理工程には、３５０°Ｃを超える可能性がある高い処理温度を含む。このような高い処理温度は、シャワーヘッドおよび他のチャンバ部品上に蓄積する残留物の減少、落下欠陥の発生の減少、洗浄時間の短縮、ならびに堆積速度の増加など、いくつかの利点をもたらし得る。通常、シャワーヘッドはアルミニウムの電気抵抗が低いため、アルミニウム合金から形成されている。ただし、従来のアルミニウム合金は、２００°Ｃを超える処理温度にさらされると強度の損失、変形、およびクリープに見舞われるため、シャワーヘッドが高温処理工程に適さなくなる可能性がある。

本技術は、少なくとも１０^３Ｋ／ｓの速度で冷却されるアルミニウム合金からシャワーヘッドを形成することでこれらの課題を克服し、より耐熱性の高いアルミニウム合金を作成し得る。これらのアルミニウム合金は、高温に短期間および長期間さらされた状態下で、従来のアルミニウム合金よりも優れた強度を有することができ、高温環境における変形およびクリープに対して優れた耐性を提供し得る。さらに、本技術は、アルミニウム合金よりも熱伝導率が低い材料で形成された環状ライナを含むシャワーヘッド設計を提供する。これにより、環状ライナは、Ｏリングまたはその他のシールなどの、熱に敏感な構成要素を処理チャンバ内の高温から、より適切に隔離することが可能となり得る。本技術により、高温処理工程の実行が可能になり得ると同時に、シャワーヘッドおよびその他のチャンバ部品上に蓄積する残留物が減少し、落下欠陥がより少なくなり、洗浄時間が速くなり、堆積速度が向上する結果となり得る。

残りの開示は、開示された技術を利用した特定の堆積処理を日常的に特定するものであるが、システムおよび方法は、他の堆積チャンバおよび洗浄チャンバ、ならびに記載されたチャンバ内で発生し得る処理にも同様に適用可能であることが容易に理解されるであろう。したがって、本技術は、これらの特定の堆積処理またはチャンバのみでの使用に限定されるものと考えるべきではない。本開示は、本技術の実施形態によるこのシステムに対する追加の変形および調整を説明する前に、本技術の実施形態によるリッドスタック構成要素を含み得る１つの可能なシステムおよびチャンバについて説明する。

図１は、本技術の実施形態による、堆積、エッチング、焼成、および硬化チャンバの処理システム１００の一実施形態の上部平面図を示す。図では、１対の前方開口型統一ポッド１０２は、ロボットアーム１０４によって受け取られ、基板処理チャンバ１０８ａ～１０８ｆのうちの１つに配置される前に、タンデムセクション１０９ａ～１０９ｃに配置される低圧保持エリア１０６内に配置されるさまざまなサイズの基板を供給する。第２のロボットアーム１１０は、基板ウエハを保持エリア１０６から基板処理チャンバ１０８ａ～１０８ｆに搬送し、またその逆に搬送するために使用され得る。各基板処理チャンバ１０８ａ～１０８ｆは、プラズマ強化化学気相堆積、原子層堆積、物理的気相堆積、エッチ、前洗浄、ガス抜き、配向、およびアニーリング、アッシングなどを含むその他の基板処理に加えて、本明細書で説明される半導体材料のスタックの形成を含む、多くの基板処理工程を実行するように装備することができる。

基板処理チャンバ１０８ａ～１０８ｆは、基板上に誘電体または他の膜を堆積、アニーリング、硬化および／またはエッチングするための１つまたは複数のシステム構成要素を含んでいてもよい。１つの構成では、２対の処理チャンバ、例えば、１０８ｃ～１０８ｄおよび１０８ｅ～１０８ｆを使用して、基板上に誘電体材料を堆積することができ、第３の対の処理チャンバ、例えば１０８ａ～１０８ｂを使用して、堆積された誘電体をエッチングすることができる。別の構成では、３対のチャンバすべて、例えば１０８ａ～１０８ｆが、基板上に交互の誘電体膜のスタックを堆積するように構成されてもよい。説明される処理の任意の１つまたは複数は、異なる実施形態で示される製造システムから分離されたチャンバ内で実行されてもよい。誘電体膜のための堆積、エッチング、アニーリング、および硬化チャンバの追加の構成がシステム１００によって企図されていることが理解されるであろう。

図２は、本技術のいくつかの実施形態による例示的なプラズマシステム２００の概略断面図を示す。プラズマシステム２００は、上述のタンデムセクション１０９のうちの１つまたは複数に適合し得、以下にさらに説明する本技術の実施形態による面板または他の構成要素もしくはアセンブリを含み得る１対の処理チャンバ１０８を示し得る。プラズマシステム２００は一般に、側壁２１２、底壁２１６、ならびに１対の処理領域２２０Ａおよび２２０Ｂを画定する内部側壁２０１を有するチャンバ本体２０２を含み得る。処理領域２２０Ａ～２２０Ｂのそれぞれは、同様に構成されていてもよく、同一の構成要素を含んでいてもよい。

例えば、処理領域２２０Ｂ（その構成要素は処理領域２２０Ａに含まれてもよい）は、プラズマシステム２００の底壁２１６に形成された通路２２２を通って処理領域内に配置されたペデスタル２２８を含み得る。ペデスタル２２８は、本体部分などのペデスタルの露出表面上で基板２２９を支持するように適合されたヒータを提供し得る。ペデスタル２２８は、加熱素子２３２、例えば、基板温度を所望の処理温度に加熱および制御し得る抵抗加熱素子を含んでいてもよい。ペデスタル２２８は、ランプアセンブリなどの遠隔加熱素子、または任意の他の加熱装置によって加熱されてもよい。

ペデスタル２２８の本体は、フランジ２３３によってステム２２６に結合され得る。ステム２２６は、ペデスタル２２８を電源コンセントまたは電力ボックス２０３と電気的に結合し得る。電力ボックス２０３は、処理領域２２０Ｂ内のペデスタル２２８の上昇および移動を制御するドライバシステムを含んでいてもよい。ステム２２６はまた、ペデスタル２２８に電力を供給するための電力インターフェースを含んでいてもよい。電力ボックス２０３は、熱電対インターフェースなどの、電力および温度インジケータ用のインターフェースも含み得る。ステム２２６は、電力ボックス２０３と取り外し可能に結合するように適合された、ベースアセンブリ２３８を含んでいてもよい。電力ボックス２０３の上に円周リング２３５が示されている。いくつかの実施形態では、円周リング２３５は、ベースアセンブリ２３８と電力ボックス２０３の上面との間に機械的インターフェースを提供するように構成された機械的ストップまたはランドとして適合された肩部であってもよい。

ロッド２３０は、処理領域２２０Ｂの底壁２１６に形成された通路２２４を通って含まれてもよく、ペデスタル２２８の本体を通って配置された基板リフトピン２６１を位置決めするために利用されてもよい。基板リフトピン２６１は、基板移送ポート２６０を通じて処理領域２２０Ｂに基板２２９を移送する、または処理領域２２０Ｂから基板２２９を移送するために利用されるロボットとの基板２２９の交換を容易にするために、ペデスタルから基板２２９を選択的に離間させることができる。

チャンバリッド２０４は、チャンバ本体２０２の上部に結合され得る。リッド２０４は、それに結合された１つまたは複数の前駆体分配システム２０８を収容することができる。前駆体分配システム２０８は、反応物および洗浄前駆体をガス供給アセンブリ２１８を通して処理領域２２０Ｂに供給し得る前駆体入口通路２４０を含んでいてもよい。ガス供給アセンブリ２１８は、面板２４６の中間に配置された遮蔽板２４４を有するガスボックス２４８を含んでいてもよい。ガス供給アセンブリ２１８に高周波（「ＲＦ」）源２６５を結合してもよく、高周波（「ＲＦ」）源２６５は、ガス供給アセンブリ２１８に電力を供給して、ガス供給アセンブリ２１８の面板２４６とチャンバの処理領域であり得るペデスタル２２８との間にプラズマ領域の生成を促進することができる。いくつかの実施形態では、ＲＦ源は、プラズマの生成を容易にするために、ペデスタル２２８などのチャンバ本体２０２の他の部分と結合されてもよい。リッド２０４へのＲＦ電力の伝導を防ぐために、リッド２０４とガス供給アセンブリ２１８との間に誘電体アイソレータ２５８を配置してもよい。ペデスタル２２８と係合する、ペデスタル２２８の周囲にシャドウリング２０６が配置されてもよい。

工程中にガスボックス２４８を冷却するために、ガス分配システム２０８のガスボックス２４８内に任意選択の冷却チャネル２４７を形成してもよい。ガスボックス２４８を所定の温度に維持できるように、水、エチレングリコール、ガスなどの熱伝達流体を冷却チャネル２４７を通して循環させてもよい。処理領域２２０Ｂ内の処理環境への側壁２０１、２１２の露出を防ぐために、チャンバ本体２０２の側壁２０１、２１２に近接して処理領域２２０Ｂ内にライナアセンブリ２２７が配置されてもよい。ライナアセンブリ２２７は、処理領域２２０Ｂからガスおよび副生成物を排出し、処理領域２２０Ｂ内の圧力を制御するように構成されたポンピングシステム２６４に結合され得る円周ポンピングキャビティ２２５を含んでいてもよい。ライナアセンブリ２２７上に複数の排気口２３１が形成されていてもよい。排気口２３１は、システム２００内での処理を促進する方法で、処理領域２２０Ｂから円周ポンピングキャビティ２２５へのガスの流れを可能にするように構成され得る。

図３Ａは、本技術のいくつかの実施形態による例示的な面板またはシャワーヘッド３００の概略部分断面図を示す。図３Ａは、面板２４６など、システム２００内の構成要素に関するさらなる詳細を示している。シャワーヘッド３００は、いくつかの実施形態において前述したシステム２００の任意の特徴または態様を含むと理解される。シャワーヘッド３００は、前述したようなハードマスク材料の堆積を含む半導体処理工程、ならびに他の堆積、除去、および洗浄工程を実行するために使用され得る。シャワーヘッド３００は、半導体処理システムに組み込むことができる面板の部分図を示し得、他の場合には任意のサイズであり、任意の数の開孔を含み得る面板の中心を横切る図を示し得る。外側に横方向または半径方向に延在する多数の開孔が示されているが、この図は実施形態を説明するためにだけ含まれており、縮尺通りであるとは考えられていないことを理解されたい。例えば、例示的な面板は、以下でさらに説明するように、中心直径に沿った開孔数が約２０以上の開孔であることを特徴としてもよく、約２５以上の開孔、約３０以上の開孔、約３５以上の開孔、約４０以上の開孔、約４５以上の開孔、約５０以上の開孔、またはそれを超える開孔を特徴としてもよい。

上述したように、上述のシステム２００を含む任意の数の処理チャンバにシャワーヘッド３００が含まれてもよい。シャワーヘッド３００は、ガスボックスおよび遮蔽板などと共に、ガス入口アセンブリの一部として含まれていてもよい。例えば、ガスボックスは処理チャンバへのアクセスを規定または提供し得る。チャンバ内に基板支持体が含まれてもよく、基板支持体は、処理のために基板を支持するように構成されてもよい。遮蔽板は、ガスボックスと基板支持体との間のチャンバに含まれていてもよい。遮蔽板には、プレートを通る多数の開孔が含まれるか、または画定されていてもよい。構成要素には、同様の構成要素について前述した機能のいずれか、および本技術に同様に包含される他のさまざまな変更が含まれる場合がある。

シャワーヘッド３００は、前に示したように、チャンバ内の遮蔽板と基板支持体との間に配置されてもよい。シャワーヘッド３００は、第１の表面３０５と、第１の表面の反対側にある第２の表面３１０とによって特徴付けられ得る。いくつかの実施形態では、第１の表面３０５は、処理チャンバへの遮蔽板、ガスボックス、またはガス入口に面していてもよい。第２の表面３１０は、処理チャンバの処理領域内の基板支持体または基板に面するように配置されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、面板の第２の表面３１０および基板支持体は、チャンバ内の処理領域を少なくとも部分的に画定し得る。シャワーヘッド３００は、シャワーヘッドの中間点を通って垂直に延在し得、処理チャンバを通る中心軸と同軸であり得る中心軸３１５によって特徴付けられてもよい。

シャワーヘッド３００は、シャワーヘッドを通って画定され、第１の表面３０５から第２の表面３１０まで延在する複数の開孔３２０を画定し得る。各開孔３２０は、シャワーヘッド３００を通る流体経路を提供することができ、開孔３２０は、チャンバの処理領域への流体アクセスを提供し得る。シャワーヘッド３００のサイズと開孔のサイズとに応じて、シャワーヘッド３００は、プレートを通る任意の数の開孔、例えば約１，０００以上の開孔、約２，０００以上の開孔、約３，０００以上の開孔、約４，０００以上の開孔、約５，０００以上の開孔、約６，０００以上の開孔、またはそれを超える開孔を画定し得る。上で述べたように、開孔は中心軸から外側に延在する一組のリングに含まれていてもよく、前述したように任意の数のリングを含んでもよい。リングは、円形または楕円形を含む任意の数の形状、ならびに長方形、六角形、または半径方向外側の多数のリングに分布する開孔を含むことかできる、他の任意の幾何学的パターンなどの、任意の他の幾何学的パターンによって特徴付けられ得る。開孔は均一な間隔または千鳥状の間隔を有してもよく、中心から中心までの間隔が約１０ｍｍ以下であってもよい。開孔はまた、約９ｍｍ以下、約８ｍｍ以下、約７ｍｍ以下、約６ｍｍ以下、約５ｍｍ以下、約４ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、またはそれ未満で離間していてもよい。

リングは、上で述べたような任意の幾何学的形状によって特徴付けることができ、いくつかの実施形態では、開孔は、リングごとの開孔のスケーリング関数によって特徴付けられてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、第１の開孔は、図示されているように中心軸に沿ってなど、面板の中心を通って延在していてもよい。第１の開孔リングは、中央開孔の周囲に延在していてもよく、約４個から約１０個の間の開孔など、任意の数の開孔を含むことができ、各開孔の中心を通って延在する幾何学的形状の周囲に等間隔に配置されていてもよい。第１のリングから半径方向外側に任意の数の追加の開孔リングが延在していてもよく、任意の数の追加の開孔リングは、第１のリングの開孔の数の関数となり得る多数の開孔を含んでいてもよい。例えば、連続する各リング内の開孔の数は、式ＸＲに従って各対応するリング内の開孔の数によって特徴付けることができ、ここで、Ｘは開孔の基本数であり、Ｒは対応するリング番号である。開孔の基本数は、第１のリング内の開孔の数であってもよく、いくつかの実施形態では、以下でさらに説明されるように、第１のリングが、増加した数の開孔を有する他の数であってもよい。例えば、第１のリングの周りに分散された５つの開孔を有する例示的な面板の場合、５が開孔の基本数であってもよく、第２のリングは１０個の開孔（５）×（２）によって特徴付けられてもよく、第３のリングは１５個の開孔（５）×（３）によって特徴付けられてもよく、第２０のリングは１００個の開孔（５）×（２０）によって特徴付けられてもよい。これは、前述したように、最大５０リング、５０より多いリング、または約５０リングなど、任意の数の開孔リングまで継続してもよい。いくつかの実施形態では、面板にわたる複数の開孔の各開孔は、本技術の実施形態では同じであっても異なっていてもよい開孔プロファイルによって特徴付けられてもよい。

シャワーヘッド３００はコア領域３２５を含み得る。コア領域３２５は、本明細書で論じるアルミニウム合金を含むがこれらに限定されない、１つまたは複数のアルミニウム合金から形成されてもよい。いくつかの実施形態では、コア領域３２５は、高温にさらされたときにアルミニウム合金の外に移動する可能性があるアルミニウム合金内の金属元素の微量金属汚染を防ぐのに役立ち得るアルミニウムおよび／または酸化アルミニウムでコーティングされてもよい。コア領域３２５のアルミニウム合金は、約１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、またはそれを超える熱伝導率を有していてもよい。コア領域３２５のアルミニウム合金は、約１０マイクロオームｃｍ未満、約９マイクロオームｃｍ未満、約８マイクロオームｃｍ未満、約７マイクロオームｃｍ未満、約６マイクロオームｃｍ未満、約５マイクロオームｃｍ未満、約４マイクロオームｃｍ未満、約３マイクロオームｃｍ未満、またはそれ以下の電気抵抗率を有していてもよい。このようなレベルの電気抵抗率により、処理工程中にシャワーヘッド３００が接地およびカソードの両方として機能することが可能になり得る。コア領域３２５のアルミニウム合金は、約１７～２４、約１８～２３、約１９～２２、または約２０～２１の熱膨張係数を有していてもよい。いくつかの実施形態では、コア領域３２５のアルミニウム合金は、ほぼ均質な微細構造を有していてもよく、これにより、シャワーヘッド３００の強度および耐熱特性が向上し得る。

コア領域３２５は、内側コア領域３３０および外側コア領域３３５を含み得る。内側コア領域３３０は、開孔３２０を含んでいてもよい。外側コア領域３３５は、内側コア領域３３０の外周に配置されていてもよく、最も外側のリングまたは開孔３２０の列の半径方向外側であってもよい。内側コア領域３３０は、ほぼ円形または円板形であってもよい。外側コア領域３３０は、環状の形状であってもよく、外側コア領域３３０の中央開口部の内径は、内側コア領域３３０が外側コア領域３３０の中央開口部内に受け入れられ得るように、内側コア領域３３０の外径と一致する。内側コア領域３３０の周縁部は、外側コア領域３３５の下面の内側部分３３７が載置され得るステップ３３３を含んでいてもよい。内側コア領域３３０の周縁部は、外側コア領域３３５の内縁と接合されてもよい。いくつかの実施形態では、接合は電子ビーム溶接を使用して実行されてもよい。他の実施形態では、接合は、摩擦撹拌溶接などの１つまたは複数の固相技術を使用して実行されてもよい。固相接合技術の使用により、コア領域３２５のアルミニウム合金を溶融し、後に再凝固させる必要がなくなり、アルミニウム合金の機械的特性（強度、クリープ／変形耐性など）を維持するのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、内側コア領域３３０および外側コア領域３３５は一体的に形成されてもよく、接合する必要がない場合がある。

外側コア領域３３５は、内側セクション３３９および外側セクション３４１を含み得る。外側コア領域３３５の内側セクション３３９は、内側コア領域３３０を取り囲むことができる環状チャネル３４０を画定し得る。内側セクション３３９は、環状チャネル３４０を画定する、および／またはステップ３３３の上に配置される外側コア領域３３５の一部として規定されてもよく、一方、外側セクション３４１は、加熱素子３４５および／またはステップ３３３の半径方向外側である外側コア領域３３５の部分として規定され得る。環状チャネル３４０内に加熱素子３４５が配置されていてもよい。加熱素子３４５は、処理および／または洗浄工程中にシャワーヘッド３００のコア領域３２５を加熱するために使用され得る。例えば、加熱素子は、加熱素子に電流を供給してシャワーヘッド３００のコア領域３２５の温度を上昇させることができるＡＣ電源などの電源と結合されていてもよい。加熱素子３４５および環状チャネル３４０は、下面の内側部分３３７に近接して配置されていてもよい。これにより、加熱素子３４５をステップ３３３の上方、および内側コア領域３３０の周縁部に近接して配置することができ、これは内側コア領域３３０への熱伝導を最大化するのに役立ち得る。外側コア領域３３５の外側セクション３４１は、内側セクション３３９と少なくとも同じ広さの幅を有していてもよい。例えば、外側セクション３４１の幅は、内側セクション３３９の幅の少なくともまたは約１００％、内側セクション３３９の幅の少なくともまたは約１１０％、内側セクション３３９の幅の少なくともまたは約１２０％、内側セクション３３９の幅の少なくともまたは約１３０％、内側セクション３３９の幅の少なくともまたは約１４０％、内側セクション３３９の幅の少なくともまたは約１５０％、またはそれを超えてもよい。外側セクション３４１のこのような幅は、加熱素子３４５および／または処理チャンバからの熱からシャワーヘッド３００の外側構成要素を熱的シールドするのに役立ち得る追加の材料を提供し得る。

シャワーヘッド３００は、外側コア領域３３５の外周に配置された環状ライナ３５０を含んでいてもよい。外側コア領域３３５の周縁部は、環状ライナ３５０の内縁と接合されてもよい。接合は、摩擦撹拌溶接などの１つまたは複数の固相技術を使用して実行され得る。固相接合技術の使用により、コア領域３２５のアルミニウム合金を溶融し、後に再凝固させる必要がなくなり、アルミニウム合金の機械的特性（強度、クリープ／変形耐性など）を維持するのに役立ち得る。

環状ライナ３５０は、Ｏリング３５５および／または処理量をシールすることができる他のシール部材を受け入れることができる１つまたは複数のチャネルを画定し得る。環状ライナ３５０は、コア領域３２５のアルミニウム合金よりも低い熱伝導率を有してもよい。例えば、環状ライナ３５０の熱伝導率は、アルミニウム合金の熱伝導率の約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、またはそれ未満であってもよい。特定の実施形態では、環状ライナ３５０の熱伝導率は、約３５Ｗ／ｍ・Ｋ以下、約３０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、約２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下、約２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、約１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下、約１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、またはそれ未満であってもよい。環状ライナ３５０の熱伝導率が比較的低いため、環状ライナ３５０は、Ｏリング３５５および／または他の温度に敏感な構成要素などのさまざまな構成要素を、多くの高温処理工程において３５０°Ｃを超える可能性があるシャワーヘッド３００の高温から隔離または熱的にシールドすることを可能にできる。これにより、従来のＯリング３５５の使用が可能になり得る。特定の一実施形態では、環状ライナ３５０はステンレス鋼から形成されてもよいが、さまざまな実施形態では、熱伝導率の低い他の金属材料が使用されてもよい。

環状ライナ３５０の熱膨張係数は、コア領域３２５のアルミニウム合金の熱膨張係数の約５０％以内、約４０％以内、約３０％以内、約２０％以内、約１０％以内、約５％以内、またはそれより少なくてもよい。例えば、環状ライナ３５０は、約１４から１８の間、または約１６から１８の間の熱膨張係数を有していてもよい。熱膨張係数が上記の範囲内にあることにより、熱応力問題のリスクを低く抑えながら、アルミニウム合金と環状ライナ３５０との強固な結合を達成することができる。

いくつかの実施形態では、非常に異なる熱膨張係数を有するアルミニウム合金および環状ライナの材料が選択されてもよい。例えば、アルミニウム合金の熱膨張係数は、環状ライナの熱膨張係数を約７０％以上、約８０％以上、約９０％以上、約１００％以上、約１２５％以上、約１５０％以上、約１７５％以上、約２００％以上、またはそれを超えていてもよい。例えば、環状ライナ３５０は約８から１０の間の熱膨張係数を有することができ、一方、コア領域のアルミニウム合金は約１７から２４の間の熱膨張係数を有することができる。特定の一実施形態では、環状ライナ３５０は、ステンレス鋼および／またはチタンを含み得るが、さまざまな実施形態では、低熱伝導率を有する他の金属材料を使用してもよい。図３Ｂは、本技術のいくつかの実施形態による、環状ライナ３５０ａとコア領域３２５ａの熱膨張係数のこのような不一致を可能にし得る例示的なシャワーヘッド３００ａの概略部分断面図を示す。シャワーヘッド３００ａは、シャワーヘッド３００と同様であってもよく、上述の特徴のいずれかを含んでもよい。例えば、シャワーヘッド３００ａは、内側コアセクション３３０ａと外側コアセクション３３５ａを有するコア領域３２５ａを含んでいてもよい。外側コアセクション３３５ａは、加熱素子３４５ａを含み得る。環状ライナ３５０ａは、外側コアセクション３３５ａの周縁部の周りに配置され得る。シャワーヘッド３００ａは、外側コア領域３３５ａと環状ライナ３５０ａとの間に配置される中間材料３６０ａを含んでいてもよい。中間材料３６０ａは、コア領域３２５ａのアルミニウム合金の熱膨張係数と環状ライナ３５０ａの熱膨張係数との間の熱膨張係数を有してもよく、これは、２つの構成要素間の熱膨張の不一致を埋めるのに役立ち得る。例えば、中間材料３６０ａは、約１２から２０の間の熱膨張係数を有していてもよい。特定の実施形態では、中間材料３６０ａは銀を含み得るが、さまざまな実施形態では、上記範囲内の熱膨張係数を有する他の金属材料を使用することができる。中間材料３６０ａの使用により、熱応力による損傷の高い危険性を伴わずに、非常に異なる熱膨張係数を有するアルミニウム合金および環状ライナ３５０ａの材料を選択することが可能になり得る。これにより、いくつかの実施形態では、熱に敏感な構成要素をよりよく熱的にシールドするために、熱伝導率が非常に低い材料を含む環状ライナ３５０ａを利用することが可能になり得る。

図４は、本技術のいくつかの実施形態による半導体処理チャンバシャワーヘッドを製造する例示的な方法４００の工程を示す。本方法は、上述のシャワーヘッド３００および３００ａを含むがこれらに限定されないさまざまなシャワーヘッドを製造するために使用され得る。方法４００は、本技術による方法のいくつかの実施形態に特に関連付けられる場合も関連付けられない場合もある、多数の任意選択の工程を含んでいてもよい。

方法４００は、方法４００の開始前に任意選択の工程を含んでもよいし、または方法は追加の工程を含んでもよい。例えば、方法４００は、図示されたものとは異なる順序で実行される工程を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、方法４００は、工程４０５で溶融アルミニウム合金組成物を形成することを含み得る。アルミニウム合金組成物は、約１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、約１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、またはそれを超える熱伝導率を有してもよい。アルミニウム合金組成物は、約１０マイクロオームｃｍ未満、約９マイクロオームｃｍ未満、約８マイクロオームｃｍ未満、約７マイクロオームｃｍ未満、約６マイクロオームｃｍ未満、約５マイクロオームｃｍ未満、約４マイクロオームｃｍ未満、約３マイクロオームｃｍ未満、またはそれ以下の電気抵抗率を有していてもよい。このようなレベルの電気抵抗により、処理工程中にシャワーヘッドが接地およびカソードの両方として機能することが可能になり得る。

アルミニウム合金組成物は、アルミニウム、鉄、バナジウム、および／またはシリコンの混合物を含んでもよく、各成分はアルミニウム合金の少なくとも０．５重量％を構成する。組成物は、約１．５：１以上、約２：１以上、約２．５：１以上、約３：１以上、約３．５：１以上、約４：１以上、約４．５：１以上、約５：１以上、約６：１以上、またはそれを超える鉄対バナジウムの比を含んでもよい。このような比率は、アルミニウム合金の強度を高めながら、得られるアルミニウム合金の電気抵抗率を低下させる可能性がある。組成物は、約２．５：１以上、約３：１以上、約３．５：１以上、約４：１以上、約５：１以上、約６：１以上、約７：１以上、またはそれを超える鉄対シリコンの比を含んでもよい。組成物は、約１：１以上、約１．２５：１以上、約１．５：１以上、またはそれ以上のシリコン対バナジウムの比を含んでもよい。

別の実施形態では、アルミニウム合金組成物は、アルミニウムと銅の混合物を含んでもよい。組成物には、これらに限定されないが、鉄、マグネシウム、マンガン、チタン、ニッケル、モリブデン、および／またはジルコニウムなどの他の多くの元素が含まれていてもよく、これらの元素はそれぞれ少なくとも約０．５重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、組成物は約０．５重量％未満のシリコンを含んでいてもよい。組成物は、約２０：１以上、約２５：１以上、約３０：１以上、約３５：１以上、またはそれを超えるアルミニウム対銅の比を含んでもよい。組成物は、約０．５：１以上、約０．７５：１以上、約１：１以上、約１．２５：１以上、約１．５：１以上、またはそれを超える銅対鉄の比を含んでもよい。上で詳述した合金組成は単なる例であり、所望の熱伝導率および電気抵抗率を有する他のアルミニウム合金でもよいことが理解されるであろう。

工程４１０において、方法４００は、溶融アルミニウム合金組成物を、少なくともまたは約１０^３Ｋ／秒、少なくともまたは約１０^４Ｋ／秒、少なくともまたは約１０^５Ｋ／秒、少なくともまたは約１０^６Ｋ／秒、少なくともまたは約１０^７Ｋ／秒、またはそれ以上の速度で冷却することを含み得る。例えば、溶融アルミニウム合金組成物は、急速冷凍、急冷、粉末噴霧、および／またはアルミニウム合金をそのような速度で冷却する他の処理を使用して冷却され得る。このような速度でアルミニウム合金を冷却すると、より広範囲の粒子サイズ分布にわたって、より大きな粒子を作り出す従来のアルミニウム合金製造処理を使用して作り出された合金に見られる多相微細構造ではなく、サイズが１ミクロン未満のほぼ均質な微細構造を有する固体アルミニウム合金粒子が生成され得る。冷却されたアルミニウム合金の均質な微細構造は、従来の方法で形成されたアルミニウム合金よりも高い強度および安定性／耐熱性を提供し、本発明のアルミニウム合金を高温シャワーヘッド用途での使用に適したものにすることができる。

工程４１５では、シャワーヘッドの全部または一部を固体アルミニウム合金粒子から形成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、シャワーヘッドのコア領域は、固体アルミニウム合金粒子から形成されてもよい。シャワーヘッドの形成には、粒子をより小さな断片に細断、および／またはその他の方法で砕いたりすることが含まれていてもよい。粒子および／またはより小さな断片は圧縮され得る。例えば、粒子および／またはより小さな断片を圧縮して、より高い密度の均一性を達成するために、熱間静水圧プレスを使用して粒子および／またはより小さな断片を圧縮することができる。圧縮後、粒子および／またはより小さい断片を鍛造および／または押し出し加工することができ、シャワーヘッドおよび／またはコア領域の一般的な形状およびサイズを有するシャワーヘッドブランクを形成することができる。アルミニウム合金の鍛造および／または押し出し加工は、密度の均一性を約９５％より高く、約９６％以上、約９７％以上、約９７％以上、約９８％以上、約９９％以上、約９９．５％以上、またはそれより高くにさらに高めることができる。押し出し加工および／または鍛造処理は、アルミニウム合金に最終的な熱伝導率、電気抵抗率、強度、および／または熱抵抗特性を与え得る。シャワーヘッドブランクが形成されると、シャワーヘッドおよび／またはシャワーヘッドのコア領域がブランクから形成され得る。例えば、シャワーヘッドブランクを機械加工して、シャワーヘッドおよび／またはコア領域を形成することができる。機械加工は、シャワーヘッドのコア領域を通る多数の開孔を形成すること、ならびに／またはシャワーヘッドおよび／もしくはコア領域の最終寸法をフライス加工またはその他の方法で機械加工することを含んでもよい。いくつかの実施形態では、コア領域は、内側コア領域と、内側コア領域の外周に配置された外側コア領域とを含み得る。内側コア領域は、そこを通る多数の開孔を画定するために機械加工または他の方法で形成されてもよい。外側コア領域は、加熱素子を受け入れるチャネルを画定するために機械加工および／またはその他の方法で形成されてもよい。内側コア領域と外側コア領域は、摩擦撹拌溶接、拡散接合、および／または電子ビーム溶接を使用して結合されてもよい。

シャワーヘッドおよび／またはコア領域は、工程４２０でアルミニウムおよび／または酸化アルミニウムでコーティングされてもよい。例えば、シャワーヘッドおよび／またはコア領域にアルミニウムが電気メッキされてもよい。酸化アルミニウムは、原子層堆積を使用してシャワーヘッドおよび／またはコア領域に適用され得る。コーティングは、処理および／または洗浄工程中に高温にさらされたときにアルミニウム合金の外に移動する可能性がある、アルミニウム合金内の金属元素の微量金属汚染を防ぐのに役立ち得る。

シャワーヘッドのコア領域のみが形成される実施形態では、方法４００は、工程４２５において、シャワーヘッドのコア領域の周縁部を環状ライナと接合することを任意選択的に含んでいてもよい。環状ライナは、シャワーヘッドのコア領域よりも低い熱伝導率を有していてもよく、これにより、環状ライナが、Ｏリングなどの熱に敏感な構成要素をシャワーヘッドの高温から熱的にシールドするのに役立ち得る。シャワーヘッドのコア領域の周縁部は、摩擦撹拌溶接などの固相接合技術を使用して環状ライナと接合され得る。いくつかの実施形態では、シャワーヘッドのコア領域の周縁部を環状ライナと接合することは、コア領域の周縁部と環状ライナとの間に中間材料を結合することを含んでいてもよい。中間材料は、摩擦撹拌溶接などの固相接合技術を使用して、コア領域および／または環状ライナと接合されてもよい。中間材料は、コア領域の熱膨張係数と環状ライナの熱膨張係数との間の熱膨張係数を有してもよい。これにより、主に熱伝導率を考慮してアルミニウム合金と環状ライナの材料を選択することが可能になり、中間材料がコア領域と環状ライナの熱膨張係数との間の間隙を埋めることができる。

前述の説明では、説明の目的で、本技術のさまざまな実施形態の理解を提供するために多くの詳細が述べられてきた。しかしながら、特定の実施形態は、これらの詳細のいくつかを省略して、または追加の詳細を加えて実施できることは、当業者には明らかであろう。

いくつかの実施形態を開示したが、実施形態の精神から逸脱することなく、さまざまな変更、代替構造、および均等物を使用できることが当業者には理解されよう。さらに、本技術を不必要に曖昧にすることを避けるために、多くのよく知られた処理および要素については説明されていない。したがって、上記の説明は本技術の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

値の範囲が提供される場合、文脈が明確に別段の指示をしない限り、その範囲の上限と下限との間の介在する各値も、下限の単位の最小の端数まで具体的に開示されることが理解される。記載された値または記載された範囲内の記載されていない介在値と、記載された範囲内の任意の他の記載された値または介在する値との間の任意の狭い範囲が含まれる。これらの小さい範囲の上限と下限は、独立して範囲に含めたり除外したりでき、より小さい範囲に、制限のいずれかが含まれる、いずれも含まれない、または両方が含まれる各範囲も、記載された範囲内で特に除外される任意の制限の影響を受けて、本技術内に包含される。記載された範囲に制限の一方または両方が含まれる場合、これらの含まれる制限の一方または両方を除いた範囲も含まれる。

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」には、文脈上明らかに別段の指示がない限り、複数の言及が含まれる。したがって、例えば、「ヒータ」への言及には複数のそのようなヒータが含まれ、「突出部」への言及には、当業者に知られている１つまたは複数の突出部およびその均等物への言及が含まれる、などである。

また、本明細書および以下の特許請求の範囲で使用される「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ（ｓ））」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「包含する（ｃｏｎｔａｉｎ（ｓ））」、「包含している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ（ｓ））」、および「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、記載された機能、整数、構成要素または工程の存在を指定することを目的としているが、１つまたは複数の他の機能、整数、構成要素、工程、行為、またはグループの存在または追加を除外するものではない。

Claims (20)

1. 半導体処理チャンバシャワーヘッドであって、
   複数の開孔を画定する内側コア領域と、
   前記内側コア領域の外周に配置された外側コア領域であって、環状チャネルを画定する、外側コア領域と、
   前記環状チャネル内に配置された加熱素子と、
   前記外側コア領域の外周に配置された環状ライナと、を備え、
   前記内側コア領域および前記外側コア領域がアルミニウム合金を含み、
   前記環状ライナが、前記アルミニウム合金よりも低い熱伝導率を含む、
   半導体処理チャンバシャワーヘッド。
2. 前記環状ライナの熱伝導率が、前記アルミニウム合金の熱伝導率の約２０％未満である、請求項１に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッド。
3. 前記環状ライナの熱膨張係数が、前記アルミニウム合金の熱膨張係数の約５０％以内である、請求項１に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッド。
4. 前記環状ライナが、ステンレス鋼およびチタンのうちの一方または両方を含む、請求項１に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッド。
5. 前記環状ライナと前記外側コア領域とが、固相接合技術を使用して接合されている、請求項１に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッド。
6. 前記アルミニウム合金が、ほぼ均質な微細構造を含む、請求項１に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッド。
7. 前記外側コア領域と前記環状ライナとの間に配置された中間材料をさらに備え、前記中間材料は、前記アルミニウム合金の熱膨張係数と前記環状ライナの熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する、請求項１に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッド。
8. 半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法であって、
   溶融アルミニウム合金組成物を形成することと、
   固体アルミニウム合金粒子を形成するために、前記溶融アルミニウム合金組成物を少なくとも１０^３Ｋ／秒の速度で冷却することと、
   前記固体アルミニウム合金粒子からシャワーヘッドを形成することと、
   アルミニウムまたは酸化アルミニウムのうちの一方で前記シャワーヘッドをコーティングすることと、
   を含む、半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
9. 前記シャワーヘッドをコーティングすることが、前記シャワーヘッド上にアルミニウムを電気メッキすることを含む、請求項８に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
10. 前記シャワーヘッドをコーティングすることが、原子層堆積によって前記シャワーヘッド上に酸化アルミニウムを塗布することを含む、請求項８に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
11. 前記シャワーヘッドを形成することが、
    前記固体アルミニウム合金粒子を圧縮することと、
    圧縮された前記固体アルミニウム合金粒子からシャワーヘッドブランクを形成することと、
    前記シャワーヘッドブランクを機械加工して前記シャワーヘッドを形成することと、
    を含む、請求項８に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
12. 前記シャワーヘッドを形成することが、前記シャワーヘッドブランクを形成する前に、圧縮された前記固体アルミニウム合金粒子を鍛造するまたは押し出し加工することをさらに含む、請求項１１に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
13. 前記シャワーヘッドのアルミニウム合金部分が、約１０マイクロオームｃｍ未満の電気抵抗率を含む、請求項８に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
14. 前記シャワーヘッドのアルミニウム合金部分が、少なくとも約１００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を含む、請求項８に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
15. 前記溶融アルミニウム合金組成物を冷却することが、急速冷凍、急冷、および粉末噴霧を含む群から選択された１つ以上を含む、請求項８に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
16. 半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法であって、
    溶融アルミニウム合金組成物を形成することと、
    固体アルミニウム合金粒子を形成するために、前記溶融アルミニウム合金組成物を少なくとも１０^３Ｋ／秒の速度で冷却することと、
    前記固体アルミニウム合金粒子からシャワーヘッドのコア領域を形成することと、
    アルミニウムまたは酸化アルミニウムのうちの一方で前記シャワーヘッドの前記コア領域をコーティングすることと、
    前記シャワーヘッドの前記コア領域の周縁部と環状ライナとを接合することであって、前記環状ライナが前記シャワーヘッドの前記コア領域よりも低い熱伝導率を含む、前記シャワーヘッドの前記コア領域の周縁部と環状ライナとを接合することと、
    を含む、半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
17. 前記シャワーヘッドの前記コア領域が、内側コア領域と、前記内側コア領域の外周に配置された外側コア領域とを含み、
    前記内側コア領域が複数の開孔を画定し、
    前記外側コア領域が、加熱素子を受け入れるチャネルを画定する、請求項１６に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
18. 摩擦撹拌溶接または電子ビーム溶接のうちの一方または両方を使用して、前記内側コア領域と前記外側コア領域とを結合すること、
    をさらに含む、請求項１７に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
19. 前記シャワーヘッドの前記コア領域の前記周縁部と前記環状ライナとを接合することが、固相接合技術を使用することを含む、請求項１６に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。
20. 前記シャワーヘッドの前記コア領域の前記周縁部と前記環状ライナとを接合することが、前記コア領域の前記周縁部と前記環状ライナとの間に中間材料を結合することを含み、
    前記中間材料が、前記コア領域の熱膨張係数と前記環状ライナの熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する、請求項１６に記載の半導体処理チャンバシャワーヘッドの製造方法。

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