(57)【要約】  スパッタリング装置は、セル室を有するテンプレートを含む。着脱可能なインサートは、セル室内に配置されている。セル室は、円形、三角形、正方形、菱形または六角形状であってもよい。着脱可能なインサートは、磁気インサートまたは非磁気インサートであってもよい。テンプレートの第１面は、カバーに連結されている。テンプレートの第２面は、ヨークに連結されている。着脱可能なインサートは、ターゲットに当てる磁場をカスタマイズするまたは調整するように操作可能である。ヨークは、磁場の戻り経路を提供するように操作可能である。
2015509138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセル室を備えるテンプレートと、
前記複数のセル室内に配置された複数の着脱可能なインサートと、
前記テンプレートの第１面に着脱可能に連結されたカバーと、
前記テンプレートの第２面に着脱可能に連結されたヨークと、を備える装置。
【請求項２】
前記複数の着脱可能なインサートは、全長の磁気インサート、部分長の磁気インサート、全長の非磁気インサート、または部分長の非磁気インサートを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数のインサートは、それらに関連する複数の長さを有し、
前記複数のセル室のうち１つのセル室の磁気モーメントの強さおよび方向は、前記複数のインサートのうち１つのインサートの長さおよび極性向きに基づいて、制御可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記複数ののインサートうち１つのインサートは、磁気インサートであり、
前記磁気インサートの材料は、ネオジム、サマリウムコバルト、セラミック、アルニコ、ステンレススチールおよびスチールからなる群から選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の着脱可能なインサートは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含有する全長の非磁気インサート、もしくは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含有する部分長の非磁気インサートを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記複数の着脱可能なインサートは、複数の磁気インサートと複数の非磁気インサートとを含み、
前記複数の磁気インサートと前記複数の非磁気インサートとは、前記セル室内に可変的に積層され、
前記複数の磁気インサートと前記複数の非磁気インサートとは、ターゲットに当てる磁場を調整するように操作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記複数のインサートのうち第１インサートと第２インサートとは、前記複数のセル室のうち１つのセル室内に介在して積層され、
前記第１インサートは、磁気インサートであり、
前記第２インサートは、非磁気インサートである、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
複数のセル室と、
前記複数のセル室内に配置された複数の交換可能な磁気インサートと、
前記複数のセル室内に配置された複数の交換可能な非磁気インサートとを含み、
前記交換可能な磁気インサートと前記交換可能な非磁気インサートとは、前記複数のセル室を囲む磁場を形成するように操作可能である、装置。
【請求項９】
前記複数の交換可能な磁気インサートは、全長のマグネットまたは部分長のマグネットを含み、
前記複数の交換可能な非磁気インサートは、全長のインサートまたは部分長のインサートを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置の磁場は、前記複数のインサートのモーメントを非磁気から特定の磁気強度に変更することによって制御可能であり、
前記装置の前記磁場は、前記複数のインサートのうち第１インサートの極性を前記複数のインサートのうち第２インサートの極性と異なるように整列することによって制御可能である、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は、前記複数のセル室を覆うカバーをさらに含み、
前記カバーは、前記交換可能な磁気インサートと前記複数の交換可能な非磁気インサートとを保護するように操作可能である、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数の交換可能な磁気インサートと前記複数の交換可能な非磁気インサートとは、前記複数のセル室内に可変的に積層される、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
ヨークは、前記複数の交換可能な磁気インサートと前記複数の交換可能な非磁気インサートとにより形成された前記磁場の戻り経路を提供するように操作可能である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数のセル室は、複数の閉合形状を有する、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
テンプレート内に複数の磁気インサートを配置する工程と、
前記テンプレート内に複数の非磁気インサートを配置する工程とを含み、
前記複数の磁気インサートを配置する工程と前記複数の非磁気インサートを配置する工程とにより、所定の形状を有する磁場を形成し、
前記テンプレートの第１面にカバーを固定する工程と、
前記テンプレートの第２面にヨークを取付ける工程とを含む、方法。
【請求項１６】
前記固定する工程は、着脱可能なファスナーを用いて前記カバーを前記テンプレートの前記第１面に固定する工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記固定する工程は、前記複数の磁気インサートと前記複数の非磁気インサートとを保護する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法は、前記磁場の戻り経路を提供する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法は、前記テンプレートに前記複数の磁気インサートと前記複数の非磁気インサートとを可変的に積層する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は、前記カバーと、前記複数の磁気インサートと、前記複数の非磁気インサートとを前記テンプレートから除去する工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１１年１２月９日にToon Hai FOOにより出願され、同一の譲受人に譲渡された米国出願番号１３／３１６３５８の一部継続出願である。
【０００２】
分野
本発明に係る実施形態は、一般にスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
通常、スパッタリングとは、選択されたガスが充填されている真空チャンバ内で行われるプロセスである。スパッタリングプロセスは、スパッタリングチャンバ内に配置されたターゲットからの材料を用いて、基板を被覆させる。知られているように、チャンバ内の電子は、不活性ガスに衝突し、不活性ガスをイオン化させ、陽性イオンを形成する。陽性イオンは、その後、陰性のターゲットに引付けられる。これらのイオンがターゲットに衝突すると、ターゲット材料にエネルギーを転送して、ターゲットの表面から材料をたたき出させる。たたき出された材料の一部は、通常、ターゲットに対向して配置された基板の表面に付着し、基板の表面をコーティングする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気記録および半導体ウエハ加工などの技術に使用されるスパッタ生産システムは、多くの場合、８インチ、７インチ、６．５インチおよび６インチなどの丸いターゲットをスパッタするように設計されている。このようなターゲットおよび他の幾何形状を有するターゲットをスパッタするとき、プラズマを制約するためならびにスパッタリングの割合および均一性などの特性を制御するために、通常、磁石パックはターゲットの後方に設置される。しかしながら、従来の磁石パックは、スパッタの再堆積を軽減する可能性を制限するため、大きな粒子、フレーキング、アーチングおよびその他の関連問題が発生する可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明の実施形態に係る、プログラム可能な磁石パックを有するスパッタリング装置の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る、プログラム可能な磁石パックの一例の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、プログラム可能な磁石パックの一例の斜視断面図の一部である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係る、プログラム可能な磁石パックに使用することができるさまざまなインサートの斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に係る、テンプレートのセル室内に配置されたインサートを有するプログラム可能な磁石パックの斜視断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態に係る、複数の円形セル室を有するテンプレートの一例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態に係る、複数の菱形セル室を有するテンプレートの一例を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態に係る、複数の六角形セル室を有するテンプレートの一例を示す図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態に係る、複数の正方形セル室を有するテンプレートの一例を示す図である。
【図５Ｅ】本発明の実施形態に係る、複数の三角形セル室を有するテンプレートの一例を示す図である。
【図６】本発明のいくつかの実施形態に係る、プログラム可能な磁石パックを製造するプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明のいくつかの実施形態に係る、プログラム可能な磁石パックを製造する別のプロセスの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
詳細な説明
本発明の実施形態は、添付図面の図において、例示として示され、限定とはならない。
【０００７】
以下、添付の図面に示されている例を参照して、実施形態を詳細に説明する。理解すべきことは、図面と合わせて実施形態を説明するが、これらの図面は実施形態を限定するものではなく、その逆、実施形態は、代替例、変形例および等価例を包含することを意図していることである。さらに、以下の詳細な説明において、発明を完全に理解するために、多くの具体的な詳細が与えられる。しかしながら、これらの具体的な詳細なしに実施形態を実施できることは、当業者によって認識されるであろう。一部の例において、実施形態の局面を明確にするため、周知の方法、手順、構成要素、および回路は、詳細に説明されていない。
【０００８】
本発明の実施形態は、スパッタリングに使用される、プログラム可能な磁石パックに関与する。プログラム可能な磁石パックは、カバーと、ヨークと、複数のセル室を有するテンプレートとを含む。テンプレートのセル室内には、複数の着脱可能な磁気インサートと複数の着脱可能な非磁気インサートとが配置されている。これらの着脱可能なインサートは、所定の磁場をカスタマイズするまたは調整するように再配置することができる。したがって、磁場は、スパッタ特性を変えるように修正されることができる。ヨークは、テンプレートにおけるインサートの配列によって発生された磁場に有利な戻り経路を形成する。カバーは、テンプレートにおけるセル室内に配置されたさまざまなインサートを損傷から保護するとともに、これらのインサートをスパッタリングターゲットにできるだけ近づけることを可能にする。セル室およびインサートは、任意の閉合形状に作られてもよい。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る、プログラム可能な磁石パック１０６を有するスパッタリング装置１００の一例の断面図である。いくつかの実施形態において、シールド１０２は、ターゲット１０４の表面上のガスの流れを導くことができる。さまざまな実施形態において、シールド１０２は、再堆積のシールドであってもよい。それによって、ターゲット１０４の表面上に材料の再堆積が低減される。
【００１０】
ターゲット１０４は、プログラム可能な磁石パック１０６の上面を覆うように配置される。プログラム可能な磁石パック１０６は、ターゲット１０４の上面を覆い、かつ、複数のセル室２０８（図２を参照）を囲む磁場１０８を生成する。プラズマ１１０が、磁場１０８によって制限される。電子１１２は、プラズマ１１０内の原子に衝突して、イオン１１４を形成する。一実施形態において、これらのイオン１１４は、正電荷を持つイオンであってもよい。本発明の実施形態において、プログラム可能な磁石パック１０６は、所定および所望の形状に磁場１０８をカスタマイズするまたは調整するように構成することができる（下記参照）。さらなる実施形態において、ターゲット１０４とプログラマブル磁石パック１０６との間の間隔は、調整可能にすることができる（すなわち、ｚ軸高さを選択することができる）。その結果、スパッタリング装置１００のスパッタリング特性を選択的に変更することができる。
【００１１】
イオン１１４は、ターゲット１０４の方に引き寄せられる。イオン１１４は、ターゲット１０４の表面に衝突し、ターゲット１０４からターゲット材料１１６を放出する。シールド１０２は、ターゲット材料１１６を開口部１１８を通って基板１２０に導く。さまざまな実施形態において、たとえば酸素などの反応ガス（図示せず）は、スパッタリング装置１００内に添加される。反応ガスは、基板１２０上に集まる前のターゲット材料１１６と結合することができる。ターゲット材料１１６は、基板１２０上に集まり、薄膜（図示せず）を形成する。よって、基板１２０は、開口１１８を覆うようにその上方に配置される。いくつかの実施形態において、開口部１１８の直径は、基板１２０の直径よりも大きくまたは基板１２０の直径に等しい。
【００１２】
図２は、本発明の実施形態に係る、プログラム可能な磁石パック１０６の斜視図である。実施形態において、プログラム可能な磁石パック１０６の主な組立積層体は、カバー２０２、テンプレート２０４およびヨーク２０６からなる。
【００１３】
テンプレート２０４は、さまざまな着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａを参照）の挿入を可能にするセル室２０８を含むことができる。いくつかの実施形態において、テンプレート２０４は、等級６０６１を有するアルミニウム、銅、または等級３００＋を有するステンレススチールなどのような材料を含むことができるが、これらの材料に限定されない。
【００１４】
カバー２０２は、損傷からテンプレート２０４におけるセル室２０８内に配置されたさまざまな着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａを参照）を保護するとともに、さまざまな着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａを参照）をターゲット１０４（図１）にできるだけ近づけることを可能にする。実施形態において、カバー２０２は、等級６０６１を有するアルミニウム、銅、または等級３００＋を有するステンレススチールなどのような材料を含むことができるが、これらの材料に限定されない。
【００１５】
ヨーク２０６は、テンプレート２０４のセル室２０８内に挿入されたさまざまな着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａを参照）によってカスタマイズされまたは調整される磁場の戻り経路を提供する。さまざまな実施形態において、ヨーク２０６は、等級５３８を有するステンレススチール、等級４００＋を有するステンレススチール、またはスチールなどのような材料を含むことができるが、これらの材料に限定されない。
【００１６】
図３は、本発明の実施形態に係る、プログラム可能な磁石パック１０６の一部の斜視断面図である。図面において、プログラム可能な磁石パック１０６は、部分的に組立てられたものとして示されている。実施形態において、カバー２０２は、ファスナ３１４を介してテンプレート２０４に着脱可能に連結されている。ファスナ３１４は、カバー２０２の上面に設けられたファスナ用穴３１０に挿入されている。さまざまな実施形態において、円筒３１２が、テンプレート２０４およびヨーク２０６を貫通して延在することができる。円筒３１２は、ファスナ３１４がファスナ用穴３１０に挿入され、テンプレート２０４およびヨーク２０６を貫通することを可能にし、よって、カバー２０２、テンプレート２０４およびヨーク２０６は、ファスナー３１４を介してに着脱可能に連結されることができる。
【００１７】
別の実施形態において、さまざまな着脱可能なインサート４１８（図４Ａを参照）は、セル室２０８の高さよりも長くしてもよく、セル室２０８内に配置された際にカバー２０２に物理的に接触してもよい。カバー２０２は、セル室２０８内に配置され、セル室２０８の高さよりも長くなる可能性のある任意の着脱可能なインサート４１８（図４Ａを参照）に相当する付加的な厚さ３１１を有する。付加的な厚さは３１１は、少なくとも１つの着脱可能なインサート４１８（図４Ａ参照）がセル室２０８の高さよりも長い場合に、ファスナ用穴３１０に挿入された着脱可能なファスナ３１４を介してカバー２０２をテンプレート２０４に着脱可能に連結することを可能にする。
【００１８】
図４Ａは、本発明の実施形態に係る、プログラム可能な磁石パックに使用することができるさまざまな着脱および交換可能なインサート４１８の斜視図である。着脱および交換可能なインサート４１８は、全長の磁気インサート４２０、部分長の磁気インサート４２６、全長の非磁気インサート４２８、または部分長の非磁気インサート４３０であってもよい。
【００１９】
セル室２０８（図３）は、任意個数「ｘ」のサブユニットまたはブロックに分割されてもよく、サブユニットまたはブロックには、磁気インサートまたは非磁気インサートによって充填されてもよい。各磁気インサートの長さは、ｘ個ユニットの長さｎ分の１であってもよい。したがって、各配置スロットのｘ個ユニットの長さを埋めるために使用された１つまたは複数のインサートの長さ、モーメントおよび極性指向を調整することによって、セル室２０８（すなわち、磁石配置スロット）の各々における磁気モーメントの強度および方向を調整することができる。
【００２０】
全長の磁気インサート４２０および部分長の磁気インサート４２６は、第１極性と第２極性とを有し、具体的にはＮ極４２２とＳ極４２４とを有してもよい。全長の磁気インサート４２０および部分長の磁気インサート４２６は、ネオジム、サムリウムコバルト、セラミックまたはアルニコなどの永久磁石材料を含むことができるが、これらの材料に限定されない。一実施形態において、全長の磁気インサート４２０および部分長の磁気インサート４２６は、等級Ｎ５２を有する希土類（ネオジム）磁石を含むことができる。
【００２１】
全長の非磁気インサート４２８および部分長の磁気インサート４３０は、使用者が磁場を遮蔽することが可能であるまたは回転の安定性を保つ目的でカウンタウェイトとして使用することが可能であるさまざまな材料から作ることができる。全長の非磁気インサート４２８および部分長の磁気インサート４３０は、ステンレススチール、アルミニウム、銅およびナイロンなど材料を含むことができるが、これらの材料に限定されない。一実施形態において、全長の非磁気インサート４２８および部分長に非磁気インサート４３０は、等級３０４を有するステンレススチールおよび等級４１０を有するステンレススチールを含む。
【００２２】
部分長の非磁気インサート４３０および部分長の磁気インサート４２６は、テンプレート２０４（図４Ｂ参照）のセル室２０８（図４Ｂ参照）内で介在して積層され、インサート積層体４２７を形成することができる。インサート積層体４２７は、カバー２０２に面する部分長の非磁気インサート４３０または部分長の磁気インサート４２６を有してもよい（図４Ｂ参照）。
【００２３】
したがって、いくつかの実施形態において、単一のインサートは、一部の配置スロットまたは全部の配置スロットに配置され、磁石パックから発する磁場を所望の通りに調整する（たとえば、プログラミングする）ことができる。いくつかの実施形態において、磁場分布をさらに制御するために、インサートのモーメントＭｓが複数の値を有するように、インサートのモーメントを０（非磁気）から利用可能な最大の磁気強度まで変化させてもよい。いくつかの実施形態において、磁場分布をさらに制御するために、いくつかのインサートの極性を他のインサートと異なって（たとえば、他のインサートと逆に）整列してもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態において、磁場分布をさらに制御するために、２つの半高さを有するインサートは、一部の配置スロットまたは全部の配置スロットに配置されてもよい。いくつかの実施形態において、磁場分布をさらに制御するために、異なる長さを有する３つ以上のインサートは、一部の配置スロットまたは全部の配置スロットを充填するために使用されてもよい。いくつかの実施形態において、磁場分布をさらに制御するために、逆のモーメントを有するインサート、異なるモーメントを有するインサートまたはモーメントを有しないインサートは、一部の配置スロットまたは全部の配置スロットに使用されることができる。さまざまな実施形態において、マグネトロンスパッタ特性、ターゲット利用率および欠陥低減を最適化するために、プログラム可能な磁石パックは、広範囲の所望磁場を提供することのできる３次元の磁石配置を形成することができる。さらなる実施形態において、ターゲットの寿命が減少するにつれて、ターゲットと磁石パックのｚ軸高さとの間の距離が調整することができるように、プログラム可能な磁石パックを移動可能にしてもよい。よって、ターゲットの寿命全体に亘って、ターゲットの利用率およびスパッタ率をさらに調整することができる。
【００２５】
図４Ｂは、本発明の実施形態に係る、テンプレート２０４のセル室２０８の内部に配置された着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａ）を有するプログラム可能な磁石パック１０６の一部の斜視断面図である。このプログラム可能な磁石パック１０６は、組立済みのものである。
【００２６】
各全長の磁気インサート４２０および各部分長の磁気インサート４２６は、Ｎ極４２２（図４Ａ）がカバー２０２と最も近くなるようにまたはＳ極４２４（図４Ａ）がカバー２０２と最も近くなるように、セル室２０８内に配置されてもよい。所望の浸食結果および所望のスパッタリング性能を得るために、着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａ）は、任意の個数で各セル室２０８内に配置されてもよい。セル室２０８に配置される着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａ）の最大個数は、テンプレート２０４の厚さによって制限される。着脱および交換可能なインサート４１８の配置は、多くある（図４Ａ）。たとえば、一実施形態において、セル室２０８には、Ｘ個の全長の磁気インサート４２０またはＸ個の部分長の磁気インサート４２６を積層してもよい。各全長の磁気インサート４２０または各部分長の磁気インサート４２６は、そのＮ極４２２（図４Ａ）またはＳ極４２４（図４Ａ）のいずれかがカバー２０２に面するようにしてもよい。
【００２７】
別の実施形態において、セル室２０８には、Ｘ個の全長の非磁気インサート４２８またはＸ個の部分長の非磁気インサート４３０を積層してもよい。別の実施形態において、セル室２０８のヨーク２０６に最も近い部分にＹ個の全長の非磁気インサート４２８またはＹ個の部分長の非磁気インサート４３０を積層し、セル室２０８の残り部分に全長の磁気インサート４２０または部分長の磁気インサートを積層してもよい。別の実施形態において、セル室２０８のカバー２０２に最も近い部分にＹ個の全長の非磁気インサート４２８またはＹ個の部分長の非磁気インサート４３０を積層し、セル室２０８の残り部分に全長の磁気インサート４２０または部分長の磁気インサート４２６を積層してもよい。
【００２８】
磁気インサート４２０，４２６と非磁気インサート４２８，４３０とは、各セル室２０８内において任意の数の構成で介在されてもよい。これらの実施形態は例であり、可能な構成の数ははるかに大きい。
【００２９】
図５Ａは、本発明の実施形態に係る、複数の円形セル室５３２を有するテンプレート２０４の一例を示している。円形の形状を有する着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａ）は、テンプレート２０４に設けられた円形セル室５３２の内部に配置されることができる。たとえば、円形の形状を有する磁気インサート４２０，４２６（図４Ａ）と円形の形状を有する非磁気インサート４２８，４３０（図４Ａ）とは、テンプレート２０４に設けられた円形セル室５３２の内部に配置されることができる。
【００３０】
図５Ｂは、本発明の実施形態に係る、複数の菱形セル室５３４を有するテンプレート２０４の一例を示している。菱形の形状を有する着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａ）は、テンプレート２０４に設けられた菱形セル室５３４の内部に配置されることができる。たとえば、菱形の形状を有する磁気インサート４２０，４２６（図４Ａ）と菱形の形状を有する非磁気インサート４２８，４３０（図４Ａ）とは、テンプレート２０４に設けられた菱形セル室５３４の内部に配置されることができる。
【００３１】
図５Ｃは、本発明の実施形態に係る、複数の六角形セル室５３６を有するテンプレート２０４の一例を示している。六角形の形状を有する着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａ）は、テンプレート２０４に設けられた六角形セル室５３６の内部に配置されることができる。たとえば、六角形の形状を有する磁気インサート４２０，４２６（図４Ａ）と六角形の形状を有する非磁気インサート４２８，４３０（図４Ａ）とは、テンプレート２０４に設けられた六角形セル室５３６の内部に配置されることができる。
【００３２】
図５Ｄは、本発明の実施形態に係る、複数の正方形セル室５３８を有するテンプレート２０４の一例を示している。正方形の形状を有する着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａ）は、テンプレート２０４に設けられた正方形セル室５３８の内部に配置されることができる。たとえば、正方形の形状を有する磁気インサート４２０，４２６（図４Ａ）と正方形の形状を有する非磁気インサート４２８，４３０（図４Ａ）とは、テンプレート２０４に設けられた正方形セル室５３８の内部に配置されることができる。
【００３３】
図５Ｅは、本発明の実施形態に係る、複数の三角形セル室５４０を有するテンプレート２０４の一例を示している。三角形の形状を有する着脱および交換可能なインサート４１８（図４Ａ）は、テンプレート２０４に設けられた菱形セル室５４０の内部に配置されることができる。たとえば、三角形の形状を有する磁気インサート４２０，４２６（図４Ａ）と三角形の形状を有する非磁気インサート４２８，４３０（図４Ａ）とは、テンプレート２０４に設けられた三角形セル室５３４の内部に配置されることができる。
【００３４】
図６は、本発明のいくつかの実施形態に係る、プログラム可能な磁石パックを製造するプロセスの一例のフローチャート６００を示している。ブロック６０２において、複数のファスナを介してヨークをテンプレートに取付ける。いくつかの実施形態において、テンプレートは、複数のセル室を含んでもよい。
【００３５】
たとえば、図３は、テンプレートの第２面に取付けられたヨークを示している。いくつかの実施形態において、ヨークは、複数の磁気インサートおよび複数の非磁気インサートにより生成された磁場用の戻り経路を形成するように操作可能である。たとえば、ヨークは、テンプレートに設けられたセル室内のさまざまな着脱可能なインサートによってカスタマイズするまたは調整される磁場用の戻り経路を形成する。
【００３６】
ブロック６０４において、磁気インサートおよび非磁気インサートの組合せは、テンプレート内に配置される。磁気インサートと非磁気インサートとの配置は、所定の磁場を形成する。たとえば、図４Ｂは、テンプレートのセル室内に配置された全長の非磁気インサート、部分長の非磁気インサート、全長の磁気インサートおよび部分長の磁気インサートを示している。
【００３７】
いくつかの実施形態において、非磁気インサートは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含有する全長の非磁気インサートを含む。また、非磁気インサートは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含有する部分長の非磁気インサートを含んでもよい。たとえば、全長の磁気インサートおよび部分長の非磁気インサートは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含むことができる。
【００３８】
さらなる実施形態において、磁気インサートは、ネオジム、サマリウムコバルト、セラミック、アルニコ、ステンレススチールまたはスチールを含有する全長の磁気インサートを含む。また、磁気インサートは、ネオジム、サマリウムコバルト、セラミック、アルニコ、ステンレススチールまたはスチールを含有する部分長の磁気インサートを含んでもよい。たとえば、全長の磁気インサートおよび部分長の磁気インサートは、ネオジム、サマリウムコバルト、セラミック、アルニコ、ステンレススチールまたはスチールを含むことができる。
【００３９】
さらなる実施形態において、セル室に積層された磁気インサートの数と非磁気インサートの数とは可変である。すなわち、磁気インサートの数と非磁気インサートの数とは、複数のセル室を囲みかつターゲットに当てる磁場をカスタマイズするまたは調整するように操作可能である。たとえば、図４Ｂにおいて、全長の磁気インサート、部分長の磁気インサート、全長の非磁気インサートおよび部分長の非磁気インサートは、テンプレートのセル室に可変的に積層されている。
【００４０】
さらなる実施形態において、図４Ｂにおいて、Ｘ個の全長の磁気インサートまたはＸ個の部分長の磁気インサートをセル室に積層してもよい。各全長の磁気インサートまたは各部分長の磁気インサートは、そのＮ極またはＳ極４２４のいずれかがカバーに面するようにされてもよい。別の実施形態において、Ｘ個の全長の非磁気インサートまたはＸ個の部分長の非磁気インサートをセル室に積層してもよい。別の実施形態において、ヨークに最も近い部分にＹ個の全長の非磁気インサートまたはＹ個の部分長の非磁気インサートを積層し、セル室の残り部分に全長の磁気インサートまたは部分長の磁気インサートを積層してもよい。
【００４１】
別の実施形態において、カバーに最も近い部分にＹ個の全長の非磁気インサートまたはＹ個の部分長の非磁気インサートを積層し、セル室の残り部分に全長の磁気インサートまたは部分長の磁気インサートを積層してもよい。
【００４２】
さらなる実施形態において、テンプレートのセル室は、複数の円形セル室、複数の三角形セル室、複数の正方形セル室、複数の菱形セル室、または複数の六角形セル室を含む。たとえば、図５Ａ〜５Ｅは、複数の円形セル室、複数の三角形セル室、複数の正方形セル室、複数の菱形セル室、または複数の六角形セル室を含むテンプレートを示している。インサートは、セル室に対応する形状を有し、対応する形状のセル室内に選択的に配置されてもよい。さらに、さまざまな形状のセル室に対応するために、これらのインサートのさまざまな形状は、互いに交換可能であり、よって、インサートとセル室とのさまざまな組合せを可能にする。
【００４３】
ブロック６０６において、非磁気インサートは、プログラム可能な磁石パックのバランスを保つために、テンプレート内に配置されている。たとえば、図４Ｂは、テンプレートのセル室内に配置された全長の非磁気インサートと部分長の非磁気インサートとを示している。
【００４４】
いくつかの実施形態において、非磁気インサートは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含有する全長の非磁気インサートを含む。また、非磁気インサートは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含有する部分長の非磁気インサートを含んでもよい。たとえば、全長の磁気インサートと部分長の非磁気インサートとは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含むことができる。
【００４５】
さらなる実施形態において、セル室に積層された非磁気インサートの数は可変である。すなわち、非磁気インサートの数は、プログラム可能な磁石パック内に配置された他の着脱可能なインサートのバランスおよび重さの分布を調整するように操作可能である。たとえば、図４Ｂにおいて、全長の磁気インサート、部分長の磁気インサート、全長の非磁気インサートおよび部分長の非磁気インサートは、可変的にテンプレートのセル室に積層されている。
【００４６】
ブロック６０８において、テンプレートをヨークに取付けるために用いられた複数のファスナを取外し、テンプレートの上面にカバーを配置する。たとえば、図４Ｂは、テンプレートの第１面に配置されたカバーを示している。さらなる実施形態において、カバーは、複数の磁気インサートおよび複数の非磁気インサートを保護する。たとえば、図４Ｂにおいて、カバーは、損傷からテンプレートのセル室内に配置されたさまざまな着脱可能なインサートを保護するとともに、さまざまな着脱可能なインサートをターゲットにできるだけ近づけることを可能にする。
【００４７】
ブロック６１０において、カバー、テンプレートおよびヨークは、ファスナを用いて取付けられ、プログラム可能な磁石パックを得る。たとえば、図４Ｂは、プラスネジを用いてテンプレートの第１面に取付けられたカバーを示している。さらなる実施形態において、固定は、複数の磁気インサートおよび複数の非磁気インサートを保護する。たとえば、図４Ｂにおいて、カバーは、損傷からテンプレートのセル室内に配置されたさまざまな着脱可能なインサートを保護するとともに、さまざまな着脱可能なインサートをターゲットにできるだけ近づけることを可能にする。
【００４８】
さらなる実施形態において、ヨークは、テンプレートの第２面に取付けられている。たとえば、図３は、テンプレートの第２面に取付けられたヨークを示している。いくつかの実施形態において、ヨークは、複数の磁気インサートおよび複数の非磁気インサートにより生成された磁場用の戻り経路を形成するように操作可能である。たとえば、ヨークは、テンプレートに設けられたセル室内のさまざまな着脱可能なインサートによってカスタマイズするまたは調整される磁場用の戻り経路を形成する。
【００４９】
図７は、本発明のいくつかの実施形態に係る、プログラム可能な磁石パックを製造する別のプロセスの一例のフローチャート７００を示している。ブロック７０２において、複数の磁気インサートは、テンプレート内に配置される。いくつかの実施形態において、テンプレートは、複数のセル室と、テンプレートの第１面に着脱可能に連結されたカバーと、テンプレートの第２面に着脱可能に連結されたヨークとを含んでもよい。さらなる実施形態において、複数の磁気インサートは、テンプレートに設けられた複数のセル室内に配置されている。たとえば、図４Ｂは、テンプレートのセル室内に配置された全長の磁気インサートと部分長の磁気インサートとを示しており、そのテンプレートは、第１面に連結されたカバーと第２面連結されたヨークとを有する。
【００５０】
さらなる実施形態において、磁気インサートは、ネオジム、サマリウムコバルト、セラミック、アルニコ、ステンレススチールまたはスチールを含有する全長の磁気インサートを含む。また、磁気インサートは、ネオジム、サマリウムコバルト、セラミック、アルニコ、ステンレススチールまたはスチールを含有する部分長の磁気インサートを含んでもよい。たとえば、全長の磁気インサートおよび部分長の磁気インサートは、ネオジム、サマリウムコバルト、セラミック、アルニコ、ステンレススチールまたはスチールを含むことができる。
【００５１】
ブロック７０４において、複数の非磁気インサートは、テンプレート内に配置される。たとえば、図４Ｂは、テンプレートのセル室内に配置された全長の磁気インサートと部分長の磁気インサートとを示している。
【００５２】
いくつかの実施形態において、非磁気インサートは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含有する全長の非磁気インサートを含む。また、非磁気インサートは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含有する部分長の非磁気インサートを含んでもよい。たとえば、全長の非磁気インサートと部分長の非磁気インサートとは、アルミニウム、ナイロンまたはステンレススチールを含むことができる。
【００５３】
さらなる実施形態において、セル室に積層された磁気インサートの数と非磁気インサートの数とは可変である。すなわち、磁気インサートの数と非磁気インサートの数とは、複数のセル室を囲みかつターゲットに当てる磁場をカスタマイズするまたは調整するように操作可能である。たとえば、図４Ｂにおいて、全長の磁気インサート、部分長の磁気インサート、全長の非磁気インサートおよび部分長の非磁気インサートは、可変的にテンプレートのセル室に積層されている。
【００５４】
さらなる実施形態において、図４Ｂにおいて、セル室には、Ｘ個の全長の磁気インサートまたはＸ個の部分長の磁気インサートが積層されてもよい。各全長の磁気インサートまたは各部分長の磁気インサートは、そのＮ極またはＳ極４２４のいずれかがカバーに面するようにされてもよい。別の実施形態において、セル室には、Ｘ個の全長の非磁気インサートまたはＸ個の部分長の非磁気インサートが積層されてもよい。別の実施形態において、ヨークに最も近い部分にＹ個の全長の非磁気インサートまたはＹ個の部分長の非磁気インサートを積層し、セル室の残り部分に全長の磁気インサートまたは部分長の磁気インサートを積層してもよい。
【００５５】
別の実施形態において、カバーに最も近い部分にＹ個の全長の非磁気インサートまたはＹ個の部分長の非磁気インサートを積層し、セル室の残り部分に全長の磁気インサートまたは部分長の磁気インサートを積層してもよい。
【００５６】
さらなる実施形態において、テンプレートのセル室は、複数の円形セル室、複数の三角形セル室、複数の正方形セル室、複数の菱形セル室、または複数の六角形セル室を含む。たとえば、図５Ａ〜５Ｅは、複数の円形セル室、複数の三角形セル室、複数の正方形セル室、複数の菱形セル室、または複数の六角形セル室を含むテンプレートを示している。インサートは、セル室に対応する形状を有し、対応する形状のセル室内に選択的に配置されてもよい。さらに、さまざまな形状のセル室に対応するために、これらのインサートのさまざまな形状は、互いに交換可能であり、よって、インサートとセル室とのさまざまな組合せを可能にする。
【００５７】
ブロック７０６において、カバーは、テンプレートの第１面に固定される。いくつかの実施形態において、固定は、着脱可能なファスナを用いてテンプレートの第１面にカバーを固定することを含む。たとえば、図４Ｂは、プラスネジを用いてテンプレートの第１面に取付けられたカバーを示している。さらなる実施形態において、固定は、複数の磁気インサートおよび複数の非磁気インサートを保護する。たとえば、図４Ｂにおいて、カバーは、損傷からテンプレートのセル室内に配置されたさまざまな着脱可能なインサートを保護するとともに、さまざまな着脱可能なインサートをターゲットにできるだけ近づけることを可能にする。
【００５８】
ブロック７０８において、ヨークは、テンプレートの第２面に取付けられている。たとえば、図３は、テンプレートの第２面に取付けられたヨークを示している。いくつかの実施形態において、ヨークは、複数の磁気インサートおよび複数の非磁気インサートにより生成された磁場用の戻り経路を形成するように操作可能である。たとえば、ヨークは、テンプレートに設けられたセル室内のさまざまな着脱可能なインサートによってカスタマイズするまたは調整される磁場の戻り経路を形成する。なお、本明細書に記載の実施形態は、欠陥品質管理のため現場で調整可能であり、これに限定されないことを理解すべきである。
【００５９】
上記は、説明のために特定の実施形態に関して説明してきた。しかしながら、上記の例示的な討論は、すべてを網羅するものではなくまたは本発明を開示された具体的な形に限定するものではない。上記の教示に鑑みて、多くの修正および変形は可能である。
【図１】
2015509138.tif 000003
【図２】
2015509138.tif 000004
【図３】
2015509138.tif 000005
【図４Ａ】
2015509138.tif 000006
【図４Ｂ】
2015509138.tif 000007
【図５Ａ】
2015509138.tif 000008
【図５Ｂ】
2015509138.tif 000009
【図５Ｃ】
2015509138.tif 000010
【図５Ｄ】
2015509138.tif 000011
【図５Ｅ】
2015509138.tif 000012
【図６】
2015509138.tif 000013
【図７】
2015509138.tif 000014
【国際調査報告】
2015509138.tif 000015
2015509138.tif 000016