JP2019537002A5 - - Google Patents
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Description
例示的実施形態のシステム、方法、特徴、および利点は、以下の図およびならびに発明を実施するための形態の吟味に応じて、当業者に明白である、または明白となるであろう。全てのそのような付加的方法、特徴、および利点は、本説明内に含まれ、付随の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。また、特許請求の範囲は、例示的実施形態の詳細を要求するように限定されないことも意図される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
磁場反転配位（ＦＲＣ）を伴う磁場を発生および維持するための方法であって、
閉じ込めチャンバ内でプラズマの周りにＦＲＣを形成するステップと、
第１のビームエネルギーと第２のビームエネルギーとの間の複数の中性ビームのビームエネルギーを調整しながら、前記複数の中性ビームをＦＲＣプラズマの中に注入するステップであって、前記第２のビームエネルギーは、前記第１のビームエネルギーと異なる、ステップと、
を含む、方法。
（項目２）
前記第２のビームエネルギーは、前記第１のビームエネルギーより高い、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記複数の中性ビームは、注入ショットの持続時間の間、前記第１のビームエネルギーと第２のビームエネルギーとの間で切り替わる、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記第１および第２のビームエネルギーは、約１５〜４０ｋｅＶの範囲内である、項目１−３に記載の方法。
（項目５）
能動フィードバックプラズマ制御システムから受信されたフィードバック信号によって、前記複数の中性ビームのビームエネルギーを制御するステップをさらに含む、項目１−３に記載の方法。
（項目６）
能動フィードバックプラズマ制御システムから受信されたフィードバック信号によって、前記複数の中性ビームのビームエネルギーを制御するステップをさらに含む、項目４に記載の方法。
（項目７）
前記複数の中性ビームのビームエネルギーを制御するステップは、前記複数の中性ビームのビームエネルギーを調節し、半径方向ビーム電力堆積プロファイルを調節し、圧力勾配値を調節するステップを含む、項目５に記載の方法。
（項目８）
前記複数の中性ビームのビームエネルギーを制御するステップは、前記複数の中性ビームのビームエネルギーを調節し、半径方向ビーム電力堆積プロファイルを調節し、圧力勾配値を調節するステップを含む、項目６に記載の方法。
（項目９）
減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを一定値またはほぼ一定値に維持し、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かってある角度で、高速中性原子のビームを中性ビーム注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に注入することによって、プラズマ温度を約１．０ｋｅＶ超まで上昇させるステップをさらに含む、項目１−３および６−８に記載の方法。
（項目１０）
減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを一定値またはほぼ一定値に維持し、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かってある角度で、高速中性原子のビームを中性ビーム注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に注入することによって、プラズマ温度を約１．０ｋｅＶ超まで上昇させるステップをさらに含む、項目４に記載の方法。
（項目１１）
減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを一定値またはほぼ一定値に維持し、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かってある角度で、高速中性原子のビームを中性ビーム注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に注入することによって、プラズマ温度を約１．０ｋｅＶ超まで上昇させるステップをさらに含む、項目５に記載の方法。
（項目１２）
前記プラズマ温度を上昇させるステップは、前記温度を約１．０ｋｅＶから約３．０ｋｅＶまで上昇させるステップを含む、項目９に記載の方法。
（項目１３）
前記プラズマ温度を上昇させるステップは、前記温度を約１．０ｋｅＶから約３．０ｋｅＶまで上昇させるステップを含む、項目１０および１１に記載の方法。
（項目１４）
前記閉じ込めチャンバの周りに延在する擬似直流コイルを用いて、前記閉じ込めチャンバ内で磁場を発生させ、前記閉じ込めチャンバの対向端部の周りに延在する擬似直流ミラーコイルを用いて、前記閉じ込めチャンバの対向端部内でミラー磁場を発生させるステップをさらに含む、項目９に記載の方法。
（項目１５）
前記閉じ込めチャンバの周りに延在する擬似直流コイルを用いて、前記閉じ込めチャンバ内で磁場を発生させ、前記閉じ込めチャンバの対向端部の周りに延在する擬似直流ミラーコイルを用いて、前記閉じ込めチャンバの対向端部内でミラー磁場を発生させるステップをさらに含む、項目１０および１１に記載の方法。
（項目１６）
前記ＦＲＣを形成するステップは、形成ＦＲＣを前記閉じ込めチャンバに結合される対向する第１および第２の形成区分内に形成し、前記形成ＦＲＣを前記第１および第２の形成区分から前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって加速させるステップであって、２つの形成ＦＲＣは、前記ＦＲＣを形成するように融合する、ステップを含む、項目１４に記載の方法。
（項目１７）
前記ＦＲＣを形成するステップは、形成ＦＲＣを前記閉じ込めチャンバに結合される対向する第１および第２の形成区分内に形成し、前記形成ＦＲＣを前記第１および第２の形成区分から前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって加速させるステップであって、２つの形成ＦＲＣは、前記ＦＲＣを形成するように融合する、ステップを含む、項目１５に記載の方法。
（項目１８）
前記ＦＲＣを形成するステップは、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって前記形成ＦＲＣを加速させながら、形成ＦＲＣを形成するステップと、形成ＦＲＣを形成し、次いで、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって前記形成ＦＲＣを加速させるステップとのうちの１つを含む、項目１６および１７に記載の方法。
（項目１９）
前記第１および第２の形成区分から前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって前記形成ＦＲＣを加速させるステップは、前記第１および第２の形成区分から、前記閉じ込めチャンバと前記第１および第２の形成区分とに介在する前記閉じ込めチャンバの両端に結合される第１および第２の内側ダイバータを通して、前記形成ＦＲＣを通過させるステップを含む、項目１６および１７に記載の方法。
（項目２０）
前記第１および第２の形成区分から第１および第２の内側ダイバータを通して前記形成ＦＲＣを通過させるステップは、前記形成ＦＲＣが前記第１および第２の形成区分から前記第１および第２の内側ダイバータを通して通過するにつれて、前記第１および第２の内側ダイバータを非アクティブ化するステップを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記ＦＲＣの磁束表面を前記第１および第２の内側ダイバータの中に誘導するステップをさらに含む、項目１９に記載の方法。
（項目２２）
前記ＦＲＣの磁束表面を前記形成区分の端部に結合される第１および第２の外側ダイバータの中に誘導するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２３）
前記形成区分およびダイバータの周りに延在する擬似直流コイルを用いて磁場を前記形成区分および前記第１および第２の外側ダイバータ内で発生させるステップをさらに含む、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
前記形成区分およびダイバータの周りに延在する擬似直流コイルを用いて磁場を前記形成区分および第１および第２の内側ダイバータ内で発生させるステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２５）
擬似直流ミラーコイルを用いて、ミラー磁場を前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２の外側ダイバータとの間に発生させるステップをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目２６）
前記形成区分と前記ダイバータとの間の狭窄部の周りに延在する擬似直流ミラープラグコイルを用いて、ミラープラグ磁場を前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２の外側ダイバータとの間の狭窄部内で発生させるステップをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目２７）
擬似直流ミラーコイルを用いて、ミラー磁場を前記閉じ込めチャンバと前記第１および第２の内側ダイバータとの間に発生させ、擬似直流薄型ネッキングコイルを用いて、ネッキング磁場を前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２の内側ダイバータとの間に発生させるステップをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目２８）
前記チャンバに結合されるサドルコイルを用いて、磁気双極場および磁気四重極場のうちの１つを前記チャンバ内で発生させるステップをさらに含む、項目９のいずれか１項に記載の方法。
（項目２９）
前記チャンバに結合されるサドルコイルを用いて、磁気双極場および磁気四重極場のうちの１つを前記チャンバ内で発生させるステップをさらに含む、項目１０および１１のいずれか１項に記載の方法。
（項目３０）
ゲッタリングシステムを用いて、前記チャンバの内部表面および第１および第２の形成区分の内部表面と、前記閉じ込めチャンバと前記第１および第２の形成区分とに介在する第１および第２のダイバータと、前記第１および第２の形成区分に結合される第１および第２の外側ダイバータとを調整するステップをさらに含む、項目９に記載の方法。
（項目３１）
前記ゲッタリングシステムは、チタン堆積システムおよびリチウム堆積システムのうちの１つを含む、項目３０に記載の方法。
（項目３２）
軸方向に搭載されるプラズマガンからプラズマを前記ＦＲＣの中に軸方向に注入するステップをさらに含む、項目９に記載の方法。
（項目３３）
前記ＦＲＣの縁層内の半径方向電場プロファイルを制御するステップをさらに含む、項目９に記載の方法。
（項目３４）
前記ＦＲＣの縁層内の半径方向電場プロファイルを制御するステップは、バイアス電極を用いて、電位の分布を前記ＦＲＣの開磁束面群に印加するステップを含む、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
前記ＦＲＣプラズマを前記長手方向軸の周りに軸対称に位置付けるために、前記閉じ込めチャンバの長手方向軸に対して直角の半径方向において前記ＦＲＣプラズマを安定化させ、前記ＦＲＣプラズマを前記閉じ込めチャンバの中央平面の周りに軸対称に位置付けるために、前記長手方向軸に沿った軸方向において前記ＦＲＣプラズマを安定化させるステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３６）
前記チャンバの周りに延在する擬似直流コイルを用いて、印加磁場を前記チャンバ内で発生させるステップをさらに含む、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
前記ＦＲＣプラズマを前記半径方向に安定化させるステップは、前記印加磁場を調整し、半径方向安定性および軸方向不安定性を前記ＦＲＣプラズマ内に誘発するステップを含む、項目３５に記載の方法。
（項目３８）
前記ＦＲＣプラズマを軸方向に安定化させるステップは、第１および第２の半径方向磁場を生成するステップを含み、前記第１および第２の半径方向磁場は、前記ＦＲＣと相互作用し、前記ＦＲＣプラズマを軸方向に移動させ、前記ＦＲＣプラズマを前記中央平面の周りに軸対称に位置付ける、項目３５−３７に記載の方法。
（項目３９）
コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入するステップをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目１−３および６−８に記載の方法。
（項目４０）
コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入するステップをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目４に記載の方法。
（項目４１）
コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入するステップをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目５に記載の方法。
（項目４２）
コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入するステップをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目９に記載の方法。
（項目４３）
コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入するステップをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目１０−１２に記載の方法。
（項目４４）
磁場反転配位（ＦＲＣ）を伴う磁場を発生および維持するためのシステムであって、
閉じ込めチャンバと、
第１および第２の直径方向に対向する内側ダイバータに結合される第１および第２の直径方向に対向するＦＲＣ形成区分と、
第１および第２の形成区分に結合される第１および第２のダイバータと、
複数のプラズマガン、１つ以上のバイアス電極、および第１および第２のミラープラグのうちの１つ以上のものであって、前記複数のプラズマガンは、前記第１および第２のダイバータ、前記第１および第２の形成区分、および前記閉じ込めチャンバに動作可能に結合される、第１および第２の軸方向プラズマガンを含み、前記１つ以上のバイアス電極は、前記閉じ込めチャンバ、前記第１および第２の形成区分、および第１および第２の外側ダイバータのうちの１つ以上のもの内に位置付けられ、前記第１および第２のミラープラグは、前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２のダイバータとの間に位置付けられる、複数のプラズマガン、１つ以上のバイアス電極、および第１および第２のミラープラグのうちの１つ以上のものと、
前記閉じ込めチャンバおよび前記第１および第２のダイバータに結合されるゲッタリングシステムと、
前記閉じ込めチャンバに結合され、前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かって角度付けられる、複数の中性原子ビーム注入器であって、前記複数の中性原子ビーム注入器のうちの１つ以上のものは、第１のビームエネルギーと第２のビームエネルギーとの間で調整可能であり、前記第２のビームエネルギーは、前記第１のビームエネルギーと異なる、複数の中性原子ビーム注入器と、
前記閉じ込めチャンバ、前記第１および第２の形成区分、および前記第１および第２のダイバータの周囲に位置付けられる複数の擬似直流コイルと、前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２のダイバータとの間に位置付けられる第１および第２の擬似直流ミラーコイルのセットとを備える、磁気システムと
を備える、システム。
（項目４５）
前記第２のビームエネルギーは、前記第１のビームエネルギーより高い、項目４４に記載のシステム。
（項目４６）
前記複数の中性ビームは、注入ショットの持続時間の間、前記第１のビームエネルギーと第２のビームエネルギーとの間で切り替わるように構成される、項目４４に記載のシステム。
（項目４７）
前記第１および第２のビームエネルギーは、約１５〜４０ｋｅＶの範囲内である、項目４４−４６に記載のシステム。
（項目４８）
前記複数の中性ビームのビームエネルギーを制御するように構成される能動フィードバックプラズマ制御システムをさらに備える、項目４４−４６に記載のシステム。
（項目４９）
前記システムは、ＦＲＣを発生させ、前記中性ビームが、前記プラズマの中に注入されている間、減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを維持し、プラズマ温度を約１．０ｋｅＶから３．０ｋｅＶまで上昇させるように構成される、項目４４に記載のシステム。
（項目５０）
前記第１および第２のダイバータは、前記第１および第２の形成区分と前記閉じ込めチャンバとに介在する第１および第２の内側ダイバータを備え、前記第１および第２の形成区分に結合される第１および第２の外側ダイバータをさらに備え、前記第１および第２の形成区分は、前記第１および第２の内側ダイバータと前記第１および第２の外側ダイバータとに介在する、項目４４に記載のシステム。
（項目５１）
前記第１および第２の内側および外側ダイバータ、前記第１および第２の形成区分、および前記閉じ込めチャンバに動作可能に結合される、第１および第２の軸方向プラズマガンをさらに備える、項目５０に記載のシステム。
（項目５２）
前記閉じ込めチャンバに結合される２つ以上のサドルコイルをさらに備える、項目５１に記載のシステム。
（項目５３）
前記形成区分は、ＦＲＣを発生させ、それを前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かって平行移動させるためのモジュール化された形成システムを備える、項目４４に記載のシステム。
（項目５４）
バイアス電極は、前記閉じ込めチャンバ内に位置付けられ、開放磁力線に接触するための１つ以上の点電極と、前記閉じ込めチャンバと前記第１および第２の形成区分との間にあり、方位角的に対称に遠端束層を充電するための環状電極のセットと、前記第１および第２のダイバータ内に位置付けられ、複数の同心磁束層を充電するための複数の同心状にスタックされた電極と、開放磁束を捕捉するための前記プラズマガンのアノードとのうちの１つ以上のものを含む、項目４４に記載のシステム。
（項目５５）
前記擬似直流コイルおよび第１および第２の半径方向磁場コイルに動作可能に結合される制御システムをさらに備え、前記制御システムは、複数の命令を備える非一過性メモリに結合されるプロセッサを含み、前記命令は、実行されると、前記プロセッサに、前記複数の擬似直流コイルおよび前記第１および第２の半径方向磁場コイルによって発生された磁場を調整させ、前記ＦＲＣプラズマを前記長手方向軸の周りに軸対称に位置付けるために、前記チャンバの長手方向軸に対して直角の半径方向において前記ＦＲＣプラズマを安定化させ、前記ＦＲＣプラズマを前記中央平面の周りに軸対称に位置付けるために、前記長手方向軸に沿った軸方向においてＦＲＣプラズマを安定化させる、項目４４に記載のシステム。
（項目５６）
前記システムは、ＦＲＣを発生させ、中性原子ビームが前記ＦＲＣの中に注入されている間、減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを一定値またはほぼ一定値に維持するように構成される、項目５５に記載のシステム。
（項目５７）
前記第１および第２の半径方向磁場は、前記中央平面の周りで反対称である、項目５５に記載のシステム。
（項目５８）
前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で前記閉じ込めチャンバに結合される第１および第２のコンパクトトロイド（ＣＴ）注入器をさらに備え、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目４４−４６および４９−５７に記載のシステム。
（項目５９）
前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で前記閉じ込めチャンバに結合される第１および第２のコンパクトトロイド（ＣＴ）注入器をさらに備え、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目４７に記載のシステム。
（項目６０）
前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で前記閉じ込めチャンバに結合される第１および第２のコンパクトトロイド（ＣＴ）注入器をさらに備え、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目４８に記載のシステム。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
磁場反転配位（ＦＲＣ）を伴う磁場を発生および維持するための方法であって、
閉じ込めチャンバ内でプラズマの周りにＦＲＣを形成するステップと、
第１のビームエネルギーと第２のビームエネルギーとの間の複数の中性ビームのビームエネルギーを調整しながら、前記複数の中性ビームをＦＲＣプラズマの中に注入するステップであって、前記第２のビームエネルギーは、前記第１のビームエネルギーと異なる、ステップと、
を含む、方法。
（項目２）
前記第２のビームエネルギーは、前記第１のビームエネルギーより高い、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記複数の中性ビームは、注入ショットの持続時間の間、前記第１のビームエネルギーと第２のビームエネルギーとの間で切り替わる、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記第１および第２のビームエネルギーは、約１５〜４０ｋｅＶの範囲内である、項目１−３に記載の方法。
（項目５）
能動フィードバックプラズマ制御システムから受信されたフィードバック信号によって、前記複数の中性ビームのビームエネルギーを制御するステップをさらに含む、項目１−３に記載の方法。
（項目６）
能動フィードバックプラズマ制御システムから受信されたフィードバック信号によって、前記複数の中性ビームのビームエネルギーを制御するステップをさらに含む、項目４に記載の方法。
（項目７）
前記複数の中性ビームのビームエネルギーを制御するステップは、前記複数の中性ビームのビームエネルギーを調節し、半径方向ビーム電力堆積プロファイルを調節し、圧力勾配値を調節するステップを含む、項目５に記載の方法。
（項目８）
前記複数の中性ビームのビームエネルギーを制御するステップは、前記複数の中性ビームのビームエネルギーを調節し、半径方向ビーム電力堆積プロファイルを調節し、圧力勾配値を調節するステップを含む、項目６に記載の方法。
（項目９）
減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを一定値またはほぼ一定値に維持し、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かってある角度で、高速中性原子のビームを中性ビーム注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に注入することによって、プラズマ温度を約１．０ｋｅＶ超まで上昇させるステップをさらに含む、項目１−３および６−８に記載の方法。
（項目１０）
減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを一定値またはほぼ一定値に維持し、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かってある角度で、高速中性原子のビームを中性ビーム注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に注入することによって、プラズマ温度を約１．０ｋｅＶ超まで上昇させるステップをさらに含む、項目４に記載の方法。
（項目１１）
減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを一定値またはほぼ一定値に維持し、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かってある角度で、高速中性原子のビームを中性ビーム注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に注入することによって、プラズマ温度を約１．０ｋｅＶ超まで上昇させるステップをさらに含む、項目５に記載の方法。
（項目１２）
前記プラズマ温度を上昇させるステップは、前記温度を約１．０ｋｅＶから約３．０ｋｅＶまで上昇させるステップを含む、項目９に記載の方法。
（項目１３）
前記プラズマ温度を上昇させるステップは、前記温度を約１．０ｋｅＶから約３．０ｋｅＶまで上昇させるステップを含む、項目１０および１１に記載の方法。
（項目１４）
前記閉じ込めチャンバの周りに延在する擬似直流コイルを用いて、前記閉じ込めチャンバ内で磁場を発生させ、前記閉じ込めチャンバの対向端部の周りに延在する擬似直流ミラーコイルを用いて、前記閉じ込めチャンバの対向端部内でミラー磁場を発生させるステップをさらに含む、項目９に記載の方法。
（項目１５）
前記閉じ込めチャンバの周りに延在する擬似直流コイルを用いて、前記閉じ込めチャンバ内で磁場を発生させ、前記閉じ込めチャンバの対向端部の周りに延在する擬似直流ミラーコイルを用いて、前記閉じ込めチャンバの対向端部内でミラー磁場を発生させるステップをさらに含む、項目１０および１１に記載の方法。
（項目１６）
前記ＦＲＣを形成するステップは、形成ＦＲＣを前記閉じ込めチャンバに結合される対向する第１および第２の形成区分内に形成し、前記形成ＦＲＣを前記第１および第２の形成区分から前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって加速させるステップであって、２つの形成ＦＲＣは、前記ＦＲＣを形成するように融合する、ステップを含む、項目１４に記載の方法。
（項目１７）
前記ＦＲＣを形成するステップは、形成ＦＲＣを前記閉じ込めチャンバに結合される対向する第１および第２の形成区分内に形成し、前記形成ＦＲＣを前記第１および第２の形成区分から前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって加速させるステップであって、２つの形成ＦＲＣは、前記ＦＲＣを形成するように融合する、ステップを含む、項目１５に記載の方法。
（項目１８）
前記ＦＲＣを形成するステップは、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって前記形成ＦＲＣを加速させながら、形成ＦＲＣを形成するステップと、形成ＦＲＣを形成し、次いで、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって前記形成ＦＲＣを加速させるステップとのうちの１つを含む、項目１６および１７に記載の方法。
（項目１９）
前記第１および第２の形成区分から前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって前記形成ＦＲＣを加速させるステップは、前記第１および第２の形成区分から、前記閉じ込めチャンバと前記第１および第２の形成区分とに介在する前記閉じ込めチャンバの両端に結合される第１および第２の内側ダイバータを通して、前記形成ＦＲＣを通過させるステップを含む、項目１６および１７に記載の方法。
（項目２０）
前記第１および第２の形成区分から第１および第２の内側ダイバータを通して前記形成ＦＲＣを通過させるステップは、前記形成ＦＲＣが前記第１および第２の形成区分から前記第１および第２の内側ダイバータを通して通過するにつれて、前記第１および第２の内側ダイバータを非アクティブ化するステップを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記ＦＲＣの磁束表面を前記第１および第２の内側ダイバータの中に誘導するステップをさらに含む、項目１９に記載の方法。
（項目２２）
前記ＦＲＣの磁束表面を前記形成区分の端部に結合される第１および第２の外側ダイバータの中に誘導するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２３）
前記形成区分およびダイバータの周りに延在する擬似直流コイルを用いて磁場を前記形成区分および前記第１および第２の外側ダイバータ内で発生させるステップをさらに含む、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
前記形成区分およびダイバータの周りに延在する擬似直流コイルを用いて磁場を前記形成区分および第１および第２の内側ダイバータ内で発生させるステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２５）
擬似直流ミラーコイルを用いて、ミラー磁場を前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２の外側ダイバータとの間に発生させるステップをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目２６）
前記形成区分と前記ダイバータとの間の狭窄部の周りに延在する擬似直流ミラープラグコイルを用いて、ミラープラグ磁場を前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２の外側ダイバータとの間の狭窄部内で発生させるステップをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目２７）
擬似直流ミラーコイルを用いて、ミラー磁場を前記閉じ込めチャンバと前記第１および第２の内側ダイバータとの間に発生させ、擬似直流薄型ネッキングコイルを用いて、ネッキング磁場を前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２の内側ダイバータとの間に発生させるステップをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目２８）
前記チャンバに結合されるサドルコイルを用いて、磁気双極場および磁気四重極場のうちの１つを前記チャンバ内で発生させるステップをさらに含む、項目９のいずれか１項に記載の方法。
（項目２９）
前記チャンバに結合されるサドルコイルを用いて、磁気双極場および磁気四重極場のうちの１つを前記チャンバ内で発生させるステップをさらに含む、項目１０および１１のいずれか１項に記載の方法。
（項目３０）
ゲッタリングシステムを用いて、前記チャンバの内部表面および第１および第２の形成区分の内部表面と、前記閉じ込めチャンバと前記第１および第２の形成区分とに介在する第１および第２のダイバータと、前記第１および第２の形成区分に結合される第１および第２の外側ダイバータとを調整するステップをさらに含む、項目９に記載の方法。
（項目３１）
前記ゲッタリングシステムは、チタン堆積システムおよびリチウム堆積システムのうちの１つを含む、項目３０に記載の方法。
（項目３２）
軸方向に搭載されるプラズマガンからプラズマを前記ＦＲＣの中に軸方向に注入するステップをさらに含む、項目９に記載の方法。
（項目３３）
前記ＦＲＣの縁層内の半径方向電場プロファイルを制御するステップをさらに含む、項目９に記載の方法。
（項目３４）
前記ＦＲＣの縁層内の半径方向電場プロファイルを制御するステップは、バイアス電極を用いて、電位の分布を前記ＦＲＣの開磁束面群に印加するステップを含む、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
前記ＦＲＣプラズマを前記長手方向軸の周りに軸対称に位置付けるために、前記閉じ込めチャンバの長手方向軸に対して直角の半径方向において前記ＦＲＣプラズマを安定化させ、前記ＦＲＣプラズマを前記閉じ込めチャンバの中央平面の周りに軸対称に位置付けるために、前記長手方向軸に沿った軸方向において前記ＦＲＣプラズマを安定化させるステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３６）
前記チャンバの周りに延在する擬似直流コイルを用いて、印加磁場を前記チャンバ内で発生させるステップをさらに含む、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
前記ＦＲＣプラズマを前記半径方向に安定化させるステップは、前記印加磁場を調整し、半径方向安定性および軸方向不安定性を前記ＦＲＣプラズマ内に誘発するステップを含む、項目３５に記載の方法。
（項目３８）
前記ＦＲＣプラズマを軸方向に安定化させるステップは、第１および第２の半径方向磁場を生成するステップを含み、前記第１および第２の半径方向磁場は、前記ＦＲＣと相互作用し、前記ＦＲＣプラズマを軸方向に移動させ、前記ＦＲＣプラズマを前記中央平面の周りに軸対称に位置付ける、項目３５−３７に記載の方法。
（項目３９）
コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入するステップをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目１−３および６−８に記載の方法。
（項目４０）
コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入するステップをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目４に記載の方法。
（項目４１）
コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入するステップをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目５に記載の方法。
（項目４２）
コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入するステップをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目９に記載の方法。
（項目４３）
コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入するステップをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目１０−１２に記載の方法。
（項目４４）
磁場反転配位（ＦＲＣ）を伴う磁場を発生および維持するためのシステムであって、
閉じ込めチャンバと、
第１および第２の直径方向に対向する内側ダイバータに結合される第１および第２の直径方向に対向するＦＲＣ形成区分と、
第１および第２の形成区分に結合される第１および第２のダイバータと、
複数のプラズマガン、１つ以上のバイアス電極、および第１および第２のミラープラグのうちの１つ以上のものであって、前記複数のプラズマガンは、前記第１および第２のダイバータ、前記第１および第２の形成区分、および前記閉じ込めチャンバに動作可能に結合される、第１および第２の軸方向プラズマガンを含み、前記１つ以上のバイアス電極は、前記閉じ込めチャンバ、前記第１および第２の形成区分、および第１および第２の外側ダイバータのうちの１つ以上のもの内に位置付けられ、前記第１および第２のミラープラグは、前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２のダイバータとの間に位置付けられる、複数のプラズマガン、１つ以上のバイアス電極、および第１および第２のミラープラグのうちの１つ以上のものと、
前記閉じ込めチャンバおよび前記第１および第２のダイバータに結合されるゲッタリングシステムと、
前記閉じ込めチャンバに結合され、前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かって角度付けられる、複数の中性原子ビーム注入器であって、前記複数の中性原子ビーム注入器のうちの１つ以上のものは、第１のビームエネルギーと第２のビームエネルギーとの間で調整可能であり、前記第２のビームエネルギーは、前記第１のビームエネルギーと異なる、複数の中性原子ビーム注入器と、
前記閉じ込めチャンバ、前記第１および第２の形成区分、および前記第１および第２のダイバータの周囲に位置付けられる複数の擬似直流コイルと、前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２のダイバータとの間に位置付けられる第１および第２の擬似直流ミラーコイルのセットとを備える、磁気システムと
を備える、システム。
（項目４５）
前記第２のビームエネルギーは、前記第１のビームエネルギーより高い、項目４４に記載のシステム。
（項目４６）
前記複数の中性ビームは、注入ショットの持続時間の間、前記第１のビームエネルギーと第２のビームエネルギーとの間で切り替わるように構成される、項目４４に記載のシステム。
（項目４７）
前記第１および第２のビームエネルギーは、約１５〜４０ｋｅＶの範囲内である、項目４４−４６に記載のシステム。
（項目４８）
前記複数の中性ビームのビームエネルギーを制御するように構成される能動フィードバックプラズマ制御システムをさらに備える、項目４４−４６に記載のシステム。
（項目４９）
前記システムは、ＦＲＣを発生させ、前記中性ビームが、前記プラズマの中に注入されている間、減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを維持し、プラズマ温度を約１．０ｋｅＶから３．０ｋｅＶまで上昇させるように構成される、項目４４に記載のシステム。
（項目５０）
前記第１および第２のダイバータは、前記第１および第２の形成区分と前記閉じ込めチャンバとに介在する第１および第２の内側ダイバータを備え、前記第１および第２の形成区分に結合される第１および第２の外側ダイバータをさらに備え、前記第１および第２の形成区分は、前記第１および第２の内側ダイバータと前記第１および第２の外側ダイバータとに介在する、項目４４に記載のシステム。
（項目５１）
前記第１および第２の内側および外側ダイバータ、前記第１および第２の形成区分、および前記閉じ込めチャンバに動作可能に結合される、第１および第２の軸方向プラズマガンをさらに備える、項目５０に記載のシステム。
（項目５２）
前記閉じ込めチャンバに結合される２つ以上のサドルコイルをさらに備える、項目５１に記載のシステム。
（項目５３）
前記形成区分は、ＦＲＣを発生させ、それを前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かって平行移動させるためのモジュール化された形成システムを備える、項目４４に記載のシステム。
（項目５４）
バイアス電極は、前記閉じ込めチャンバ内に位置付けられ、開放磁力線に接触するための１つ以上の点電極と、前記閉じ込めチャンバと前記第１および第２の形成区分との間にあり、方位角的に対称に遠端束層を充電するための環状電極のセットと、前記第１および第２のダイバータ内に位置付けられ、複数の同心磁束層を充電するための複数の同心状にスタックされた電極と、開放磁束を捕捉するための前記プラズマガンのアノードとのうちの１つ以上のものを含む、項目４４に記載のシステム。
（項目５５）
前記擬似直流コイルおよび第１および第２の半径方向磁場コイルに動作可能に結合される制御システムをさらに備え、前記制御システムは、複数の命令を備える非一過性メモリに結合されるプロセッサを含み、前記命令は、実行されると、前記プロセッサに、前記複数の擬似直流コイルおよび前記第１および第２の半径方向磁場コイルによって発生された磁場を調整させ、前記ＦＲＣプラズマを前記長手方向軸の周りに軸対称に位置付けるために、前記チャンバの長手方向軸に対して直角の半径方向において前記ＦＲＣプラズマを安定化させ、前記ＦＲＣプラズマを前記中央平面の周りに軸対称に位置付けるために、前記長手方向軸に沿った軸方向においてＦＲＣプラズマを安定化させる、項目４４に記載のシステム。
（項目５６）
前記システムは、ＦＲＣを発生させ、中性原子ビームが前記ＦＲＣの中に注入されている間、減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを一定値またはほぼ一定値に維持するように構成される、項目５５に記載のシステム。
（項目５７）
前記第１および第２の半径方向磁場は、前記中央平面の周りで反対称である、項目５５に記載のシステム。
（項目５８）
前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で前記閉じ込めチャンバに結合される第１および第２のコンパクトトロイド（ＣＴ）注入器をさらに備え、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目４４−４６および４９−５７に記載のシステム。
（項目５９）
前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で前記閉じ込めチャンバに結合される第１および第２のコンパクトトロイド（ＣＴ）注入器をさらに備え、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目４７に記載のシステム。
（項目６０）
前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で前記閉じ込めチャンバに結合される第１および第２のコンパクトトロイド（ＣＴ）注入器をさらに備え、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、項目４８に記載のシステム。
Claims (25)
- 磁場反転配位（ＦＲＣ）を伴う磁場を発生および維持するための方法であって、
閉じ込めチャンバ内でプラズマの周りにＦＲＣを形成するステップと、
第１のビームエネルギーと第２のビームエネルギーとの間で複数の中性ビームのビームエネルギーを調整しながら、前記複数の中性ビームをＦＲＣプラズマの中に注入するステップであって、前記第２のビームエネルギーは、前記第１のビームエネルギーと異なる、ステップと
を含む、方法。 - 前記第２のビームエネルギーは、前記第１のビームエネルギーより高い、請求項１に記載の方法。
- 前記複数の中性ビームは、注入ショットの持続時間の間、前記第１のビームエネルギーと第２のビームエネルギーとの間で切り替わる、請求項１に記載の方法。
- 前記第１および第２のビームエネルギーは、約１５〜４０ｋｅＶの範囲内である、請求項１−３に記載の方法。
- 能動フィードバックプラズマ制御システムから受信されたフィードバック信号によって、前記複数の中性ビームの前記ビームエネルギーを制御するステップをさらに含む、請求項１−３に記載の方法。
- 能動フィードバックプラズマ制御システムから受信されたフィードバック信号によって、前記複数の中性ビームの前記ビームエネルギーを制御するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
- 前記複数の中性ビームの前記ビームエネルギーを制御するステップは、前記複数の中性ビームの前記ビームエネルギーを調節し、半径方向ビーム電力堆積プロファイルを調節し、圧力勾配値を調節することを含む、請求項５に記載の方法。
- 減衰を伴わずに、前記ＦＲＣを一定値またはほぼ一定値に維持し、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かってある角度で、高速中性原子のビームを中性ビーム注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に注入することによって、プラズマ温度を約１．０ｋｅＶ超まで上昇させることをさらに含む、請求項１−３および６−７に記載の方法。
- 前記プラズマ温度を上昇させるステップは、前記温度を約１．０ｋｅＶから約３．０ｋｅＶまで上昇させることを含む、請求項８に記載の方法。
- 前記閉じ込めチャンバの周りに延在する擬似直流コイルを用いて、前記閉じ込めチャンバ内で磁場を発生させ、前記閉じ込めチャンバの対向端部の周りに延在する擬似直流ミラーコイルを用いて、前記閉じ込めチャンバの対向端部内でミラー磁場を発生させるステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
- 前記ＦＲＣを形成するステップは、形成ＦＲＣを前記閉じ込めチャンバに結合される対向する第１および第２の形成区分内に形成し、前記形成ＦＲＣを前記第１および第２の形成区分から前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって加速させることを含み、前記２つの形成ＦＲＣは、前記ＦＲＣを形成するように融合する、請求項１０に記載の方法。
- 前記ＦＲＣを形成するステップは、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって前記形成ＦＲＣを加速させながら、形成ＦＲＣを形成することと、形成ＦＲＣを形成し、次いで、前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって前記形成ＦＲＣを加速させることとのうちの１つを含む、請求項１１に記載の方法。
- 前記第１および第２の形成区分から前記閉じ込めチャンバの平面を通して中央に向かって前記形成ＦＲＣを加速させるステップは、前記第１および第２の形成区分から、前記閉じ込めチャンバと前記第１および第２の形成区分とに介在する前記閉じ込めチャンバの両端に結合される第１および第２の内側ダイバータを通して、前記形成ＦＲＣを通過させることを含む、請求項１１に記載の方法。
- 前記第１および第２の形成区分から第１および第２の内側ダイバータを通して前記形成ＦＲＣを通過させるステップは、前記形成ＦＲＣが前記第１および第２の形成区分から前記第１および第２の内側ダイバータを通過するにつれて、前記第１および第２の内側ダイバータを非アクティブ化することを含む、請求項１３に記載の方法。
- 前記ＦＲＣの磁束表面を前記形成区分の前記端部に結合される第１および第２の外側ダイバータの中に誘導するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
- 前記形成区分およびダイバータの周りに延在する擬似直流コイルを用いて磁場を前記形成区分および前記第１および第２の外側ダイバータ内で発生させるステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
- 擬似直流ミラーコイルを用いて、ミラー磁場を前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２の外側ダイバータとの間に発生させるステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
- 前記第１および第２の形成区分と前記第１および第２の外側ダイバータとの間の狭窄部内で、前記形成区分と前記ダイバータとの間の前記狭窄部の周りに延在する擬似直流ミラープラグコイルを用いて、ミラープラグ磁場を発生させるステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
- 前記チャンバに結合されるサドルコイルを用いて、磁気双極場および磁気四重極場のうちの１つを前記チャンバ内で発生させるステップをさらに含む、請求項８のいずれか１項に記載の方法。
- ゲッタリングシステムを用いて、前記チャンバの内部表面および第１および第２の形成区分の内部表面と、前記閉じ込めチャンバと前記第１および第２の形成区分とに介在する第１および第２のダイバータと、前記第１および第２の形成区分に結合される第１および第２の外側ダイバータとを調整するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
- 軸方向に搭載されるプラズマガンからプラズマを前記ＦＲＣの中に軸方向に注入するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
- 前記ＦＲＣの縁層内の半径方向電場プロファイルを制御するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
- 前記ＦＲＣの縁層内の半径方向電場プロファイルを制御するステップは、バイアス電極を用いて、電位の分布を前記ＦＲＣの開磁束面群に印加することを含む、請求項２２に記載の方法。
- 前記閉じ込めチャンバの長手方向軸に対して直角の半径方向において前記ＦＲＣプラズマを安定化させることにより、前記ＦＲＣプラズマを前記長手方向軸の周りに軸対称に位置付け、前記長手方向軸に沿った軸方向において前記ＦＲＣプラズマを安定化させることにより、前記ＦＲＣプラズマを前記閉じ込めチャンバの中央平面の周りに軸対称に位置付けるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
- コンパクトトロイド（ＣＴ）プラズマを第１および第２のＣＴ注入器から前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面に向かってある角度で注入することをさらに含み、前記第１および第２のＣＴ注入器は、前記閉じ込めチャンバの中央平面の対向側で直径方向に対向する、請求項１−３および６−７に記載の方法。
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