【手続補正書】
【提出日】令和2年11月11日(2020.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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、
複数の中性ビームを前記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と、
前記ＦＲＣプラズマの中に伝搬する高調高速波を用いて、前記ＦＲＣプラズマの電子を加熱するステップであって、前記高調高速波は、無線周波数範囲内の高速波である、ステップと
を含む、方法。
【請求項２】
電子を加熱するステップは、複数の高調高速波を１つ以上のアンテナから前記閉じ込めチャンバの中に発射するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電子を加熱するステップは、複数の高調高速波を１つ以上のアンテナから前記閉じ込めチャンバ内の前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面からある発射角度で発射するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記発射角度は、前記閉じ込めチャンバの中央平面から約１５°〜約２５°の範囲内である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記発射角度は、前記閉じ込めチャンバの長手方向軸に対する直角に近いが、該直角未満である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上のアンテナは、複数のストラップを伴う位相アレイアンテナである、請求項２〜５に記載の方法。
【請求項７】
前記高調高速波の前記無線周波数は、約１５〜２５Ｍｈｚの無線周波数範囲内にある、請求項１〜５に記載の方法。
【請求項８】
前記高調高速波は、無線周波数範囲内の高速波である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記電子を加熱するステップは、前記電子を第１の温度から前記第１の温度よりも少なくとも７大きい第２の温度まで加熱するステップを含む、請求項１〜５および８に記載の方法。
【請求項１０】
前記電子を加熱するステップは、前記電子を約１５０ｅＶから約１ｋｅＶ超まで加熱するステップを含む、請求項１〜５および８に記載の方法。
【請求項１１】
高速中性原子のビームを前記閉じ込めチャンバ内の前記ＦＲＣプラズマの中に注入する間、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し、プラズマ電子温度を約１．０ｋｅＶ超まで上昇させるステップをさらに含む、請求項１〜５および８に記載の方法。
【請求項１２】
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ＦＲＣ形成区分と、
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、および前記第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、擬似直流ミラーコイルの第１および第２のセットとを備える、磁気システムと、
前記閉じ込めチャンバの周囲に位置付けられるアンテナシステムであって、前記アンテナシステムは、高調高速波を前記ＦＲＣプラズマの中に発射し、プラズマ電子を加熱するように構成され、前記高調高速波は、無線周波数範囲内の高速波である、アンテナシステムと
を備える、システム。
【請求項１３】
前記アンテナシステムは、前記高調高速波を前記閉じ込めチャンバの中央平面からある発射角度で前記ＦＲＣプラズマの中に発射するように位置付けられる１つ以上のアンテナを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記発射角度は、前記閉じ込めチャンバの中央平面から約１５°〜約２５°の範囲内である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記発射角度は、前記閉じ込めチャンバの長手方向軸に対する直角に近いが、該直角未満である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記アンテナシステムは、複数のストラップを伴う位相アレイアンテナを含む、請求項１２〜１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記高調高速波の前記無線周波数は、約１５〜２５Ｍｈｚの無線周波数範囲内にある、請求項１２〜１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記システムは、ＦＲＣプラズマ電子を約１５０ｅＶから約１ｋｅＶ超に加熱するように構成される、請求項１２〜１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記システムは、ＦＲＣプラズマ電子を第１の温度から前記第１の温度よりも少なくとも７倍大きい第２の温度まで加熱するように構成される、請求項１４〜１７に記載のシステム。
【請求項２０】
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を維持するように構成される、請求項１２〜１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記システムは、ＦＲＣプラズマ電子温度を約１ｋｅＶ超まで上昇させるように構成される、請求項２０に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
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、
複数の中性ビームを前記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と、
前記ＦＲＣプラズマの中に伝搬する高調高速波を用いて、前記ＦＲＣプラズマの電子を加熱するステップと
を含む、方法。
（項目２）
電子を加熱するステップは、複数の高調高速波を１つ以上のアンテナから前記閉じ込めチャンバの中に発射するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
電子を加熱するステップは、複数の高調高速波を１つ以上のアンテナから前記閉じ込めチャンバ内の前記ＦＲＣプラズマの中に前記閉じ込めチャンバの中央平面からある発射角度で発射するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記発射角度は、前記閉じ込めチャンバの中央平面から約１５°〜約２５°の範囲内である、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記発射角度は、前記閉じ込めチャンバの長手方向軸に対する直角に近いが、該直角未満である、項目３に記載の方法。
（項目６）
前記１つ以上のアンテナは、複数のストラップを伴う位相アレイアンテナである、項目２−５に記載の方法。
（項目７）
前記高調高速波は、無線周波数範囲内の高速波である、項目１−５に記載の方法。
（項目８）
前記高調高速波は、無線周波数範囲内の高速波である、項目６に記載の方法。
（項目９）
前記電子を加熱するステップは、前記電子を約１５０ｅＶから約１ｋｅＶ超まで加熱するステップを含む、項目７に記載の方法。
（項目１０）
前記電子を加熱するステップは、前記電子を約１５０ｅＶから約１ｋｅＶ超まで加熱するステップを含む、項目１−５および８に記載の方法。
（項目１１）
高速中性原子のビームを前記閉じ込めチャンバ内の前記ＦＲＣプラズマの中に注入する間、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し、プラズマ電子温度を約１．０ｋｅＶ超まで上昇させるステップをさらに含む、項目１−５および８に記載の方法。
（項目１２）
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両端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両端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１−５および８に記載の方法。
（項目１３）
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両端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両端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１１に記載の方法。
（項目１４）
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、前記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１２に記載の方法。
（項目１５）
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、前記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１３に記載の方法。
（項目１６）
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１４および１５に記載の方法。
（項目１７）
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反対端部に結合される第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１４および１５に記載の方法。
（項目１８）
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１７に記載の方法。
（項目１９）
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１７に記載の方法。
（項目２０）
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１６に記載の方法。
（項目２１）
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２０に記載の方法。
（項目２２）
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１９に記載の方法。
（項目２３）
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２１に記載の方法。
（項目２４）
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２２に記載の方法。
（項目２６）
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１１のいずれか１項に記載の方法。
（項目２７）
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１２のいずれか１項に記載の方法。
（項目２８）
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２６および２７に記載の方法。
（項目２９）
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２８に記載の方法。
（項目３０）
プラズマを前記ＦＲＣの中に軸方向に搭載されるプラズマガンから軸方向に注入するステップをさらに含む、項目１１および１２に記載の方法。
（項目３１）
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１１および１２に記載の方法。
（項目３２）
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、ある電位の分布を前記ＦＲＣの開磁束面群に印加するステップを含む、項目３１に記載の方法。
（項目３１）
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１−５および８に記載の方法。
（項目３２）
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１１に記載の方法。
（項目３３）
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１２に記載の方法。
（項目３４）
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、
前記第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、
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、および前記第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、擬似直流ミラーコイルの第１および第２のセットとを備える、磁気システムと、
前記閉じ込めチャンバの周囲に位置付けられるアンテナシステムであって、前記アンテナシステムは、高調高速波を前記ＦＲＣプラズマの中に発射し、プラズマ電子を加熱するように構成される、アンテナシステムと
を備える、システム。
（項目３５）
前記アンテナシステムは、前記高調高速波を前記閉じ込めチャンバの中央平面からある発射角度で前記ＦＲＣプラズマの中に発射するように位置付けられる１つ以上のアンテナを含む、項目３４に記載のシステム。
（項目３６）
前記発射角度は、前記閉じ込めチャンバの中央平面から約１５°〜約２５°の範囲内である、項目３５に記載のシステム。
（項目３７）
前記発射角度は、前記閉じ込めチャンバの長手方向軸に対する直角に近いが、該直角未満である、項目３５に記載のシステム。
（項目３８）
前記アンテナシステムは、複数のストラップを伴う位相アレイアンテナを含む、項目３４−３７に記載のシステム。
（項目３９）
前記高調高速波は、無線周波数範囲内の高速波である、項目３４−３７に記載のシステム。
（項目４０）
前記システムは、ＦＲＣプラズマ電子を約１５０ｅＶから約１ｋｅＶ超に加熱するように構成される、項目３４−３７に記載のシステム。
（項目４１）
前記システムは、ＦＲＣプラズマ電子を約１５０ｅＶから約１ｋｅＶ超に加熱するように構成される、項目３９に記載のシステム。
（項目４２）
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を維持するように構成される、項目３４−４１に記載のシステム。
（項目４３）
前記システムは、ＦＲＣプラズマ電子温度を約１ｋｅＶ超まで上昇させるように構成される、項目４２に記載のシステム。
（項目４４）
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３４−４３に記載のシステム。
（項目４５）
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４４に記載のシステム。
（項目４６）
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４５に記載のシステム。
（項目４７）
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３４に記載のシステム。
（項目４８）
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、方位角的に対称な方式において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３４に記載のシステム。
（項目４９）
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４８に記載のシステム。
（項目５０）
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４９に記載のシステム。
（項目５１）
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３４−５０に記載のシステム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２８】
2019537722.tif 000001
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２９】
2019537722.tif 000002
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３０】
2019537722.tif 000003
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３１】
2019537722.tif 000004
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３２】
2019537722.tif 000005