CN107615890A - 电磁铁装置、电磁铁控制装置、电磁铁控制方法及电磁铁*** - Google Patents

电磁铁装置、电磁铁控制装置、电磁铁控制方法及电磁铁*** Download PDF

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Abstract

本发明的电磁铁装置具有：在前表面具有环状的槽的磁轭；配置在槽中的环状的线圈；以及设在线圈的外表面且将线圈相对于磁轭固定的环氧树脂，在磁轭的槽的外周面与设于线圈的径向外侧的环氧树脂之间设有间隙。

Description

电磁铁装置、电磁铁控制装置、电磁铁控制方法及电磁铁***
技术领域
本发明涉及用于控制例如等离子体处理装置的等离子体密度的分布的电磁铁装置。
本发明涉及用于控制例如等离子体处理装置等的等离子体密度的分布的电磁铁控制装置及电磁铁控制方法。
本发明涉及用于控制流到电磁铁(具有轭铁和线圈)的线圈的电流的技术(电磁铁装置、电磁铁控制装置、电磁铁控制方法及电磁铁***)。
背景技术
以往，已知在等离子体蚀刻装置等的等离子体处理装置中，通过电磁铁装置所产生的磁场来控制在腔室内产生的等离子体密度的分布。具体地说，在例如等离子体蚀刻装置中，通过在导入有蚀刻气体的腔室内部施加相互正交的方向上的电场及磁场，而产生洛伦兹力。在该洛伦兹力的作用下，电子一边进行漂移(drift)运动一边偏向磁力线方向。由此，电子与蚀刻气体的分子或原子之间的碰撞频率会增大，会产生高密度的等离子体。这也被称为所谓磁控管放电。
作为在这样的等离子体处理装置中使用的电磁铁装置，已知在由铁芯构成的棒状磁轭(yoke)的外周卷绕线圈而形成的电磁铁(例如参照专利文献1)、或在设于板状磁轭的环状的槽中配置线圈而形成的电磁铁。
另外，在等离子体蚀刻装置等的等离子体处理装置中，为了控制腔室内的等离子体密度的分布，而对配置在腔室外部的磁铁所产生的磁场进行操作。作为对磁场进行操作的方法，已知例如使永磁铁机械地移动的方法、或控制对电磁铁施加的电流的方法。在使永磁铁机械地移动的方法中，由于永磁铁所产生的磁场强度是固定的，所以难以进行等离子体密度分布的微调整。因此，以往采用控制对电磁铁施加的电流的方法。
作为控制对电磁铁施加的电流的方法，已知如下方法：检测在电磁铁的线圈中流动的电流，对检测出的电流值与目标的电流值进行比较，以使在电磁铁的线圈中流动的电流值成为目标的电流值的方式控制电流值(例如参照专利文献2)。
另外，以往，在等离子体处理装置(例如，等离子体蚀刻装置等)中，利用磁控管放电的蚀刻方法被实用化。这是在导入有蚀刻气体的腔室内施加相互正交的方向上的电场及磁场、并利用此时产生的电子的漂移运动对晶片表面高效地进行蚀刻的方法。
在上述蚀刻装置中，为了控制腔室内的等离子体密度的分布，而控制由配置在腔室外部的磁铁产生的磁场。作为控制磁场的方法，已知例如使永磁铁机械地移动的方法、或控制对电磁铁施加的电流的方法。在使永磁铁机械地移动的方法中，由于由永磁铁产生的磁场强度是固定的，所以难以对等离子体密度分布进行微调整。因此，以往采用控制对电磁铁施加的电流的方法(例如，下述的专利文献2)。
另一方面，关于电磁铁，已知在施加于电磁铁的控制电流与所产生的磁通密度之间存在磁滞现象(以下，也仅称为磁滞)。即，相对于施加到电磁铁的电流而得到的磁通密度会受到残留磁场的影响，因此相对于相同施加电流而不一定每次均会出现相同的磁通密度值。
作为降低这样的剩磁的影响的方法之一，将磁滞损失非常小的软磁性材料(例如，纯铁类材料或电磁钢板等)用作轭铁。若使用这样的材料，则能够相对于相同施加电流而稳定地得到固定容许差内的磁通密度。在降低剩磁的影响的其他方法中，考虑磁滞特性来修正电流值(例如，下述的专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-149722号公报
专利文献2：日本特开2012-74972号公报
专利文献3：日本特开2007-132902号公报
发明内容
在设于板状磁轭的环状的槽中配置线圈而形成的电磁铁装置中，利用例如热固化性树脂等将线圈固定于槽。热固化性树脂会由于热固化反应及固化时从高温回到常温时的热收缩而收缩。该热固化性树脂的收缩会使磁轭变形。若磁轭变形，则在等离子体处理装置的腔室内形成的磁场会相对于作为处理对象物的基板的平面而变得不均匀，其结果为，存在无法对基板均匀地进行处理的问题点。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的之一在于提供一种抑制了磁轭的变形的电磁铁装置。
另外，在如上述那样控制对电磁铁施加的电流的情况下，进行PI控制(比例积分(Proportional Integral)控制)。在PI控制中，已知通常相对于指令值必然会产生偏差。为了使在电磁铁中流动的电流迅速接近指令值，而需要设定较大的值来作为PI控制的比例增益或积分常数。但是，若设定较大的值来作为比例增益或积分常数，则PI控制的稳定余裕变少，担心成为电流过冲(overshoot)的原因。另外，在控制***或电磁铁中产生了机械误差或特性变化的情况下，会担心控制变得不稳定。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的之一在于，提供一种能够使在电磁铁中流动的电流比较迅速地接近指令值的电磁铁控制装置及电磁铁控制方法。
另外，在对轭铁使用软磁性材料的方法中，越是选择性能好的软磁性材料则越是高价，而且，对加工形状和/或母材大小有限制的情况较多。因此，无法避免购买途径少和加工成本增大的问题。
另外，关于考虑磁滞特性来修正电流值的以往方法，难以应用到等离子体处理装置。例如，在上述的专利文献3中，电流被控制成在预定的最大值与最小值之间循环变化。而且，在这样的控制中，使用考虑了磁滞特性的函数来修正电流值。另一方面，在等离子体处理装置中，为了得到与处理状况相应的所期望的磁通密度，而将电流值控制成不规则。这意味着根据状况而应考虑的剩磁的量不同。也就是说，无法将专利文献3的技术直接应用到等离子体控制装置。
因如上理由，期望开发出在等离子体处理装置中能够将电磁铁控制成使得可能成为复现性降低和装置的固体差原因的现象收敛在容许差内的技术。另外，期望在这样的技术中达成以下至少一项：能够降低运算负荷、低成本化、以及降低电磁铁控制装置的从订货到交货为止所需的时间。或者，期望在使用相同的轭铁材料的情况下，能够使磁通密度输出控制更高精度化。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而做出的，能够实现为以下方案。
本发明的一个方案的电磁铁装置是在等离子体处理装置中使用的电磁铁装置，具有：在前表面具有环状的槽的磁轭；配置在上述槽中的环状的线圈；以及以将上述线圈包在内部的方式设置、将上述线圈相对于上述磁轭固定且用于传热的树脂，在上述磁轭的上述槽的外周面与设于上述线圈的径向外侧的上述树脂之间设有间隙。
本发明的一个方案的电磁铁控制装置是控制向电磁铁的励磁线圈供给的电流的电磁铁控制装置，具有：驱动器，其用于使电流流到上述励磁线圈；电流值获取部，其获取表示在上述励磁线圈中流动的电流值的信号；以及电流控制部，其控制在上述励磁线圈中流动的电流，上述电流控制部具备：输出电压指令值计算部，其基于上述励磁线圈的电阻值，计算出用于使预先设定的目标电流值的电流流到上述励磁线圈的输出电压指令值；电流偏差计算部，其计算出上述目标电流值与由上述电流获取部获取到的信号所表示的电流值之间的电流偏差；以及加法部，其对上述输出电压指令值加上上述电流偏差，上述电流控制部构成为，将加上上述电流偏差后的输出电压指令值发送到上述驱动器。
本发明的一个方案的电磁铁的控制方法是控制向电磁铁的励磁线圈供给的电流的电磁铁的控制方法，具有：基于上述励磁线圈的电阻值，来计算出用于使目标电流值的电流流到上述励磁线圈的输出电压指令值的工序；基于上述计算出的输出电压指令值来使电流流到上述励磁线圈的工序；获取表示在上述励磁线圈中流动的电流值的信号的工序；计算出上述目标电流值与上述获取到的信号所表示电流值之间的电流偏差的工序；对上述计算出的输出电压指令值加上上述电流偏差的工序；以及基于加上上述电流偏差后的输出电压指令值而使电流流到上述励磁线圈的工序。
根据本发明的一个方案，提供用于控制流到电磁铁的线圈的电流的电磁铁控制装置，电磁铁具有轭铁和线圈。该电磁铁控制装置具备：指令值获取部，其构成为获取与通过使电流流到线圈而得到的磁通密度的目标值相当的磁通密度指令值、或能够确定磁通密度指令值的信息；以及电流值决定部，其基于磁通密度指令值来决定流到线圈的电流的值。电流值决定部构成为执行第1处理、第2处理和第3处理，第1处理中，在从轭铁的消磁状态使磁通密度的绝对值增大的情况下，基于第1函数来决定流到线圈的电流的值，第2处理中，在从轭铁的磁化状态使磁通密度的绝对值减小的情况下，基于第2函数来决定流到线圈的电流的值，第3处理中，在从轭铁的磁化状态使磁通密度的绝对值增大的情况下，基于第3函数来决定流到线圈的电流的值。
附图说明
图1是使用了本发明的实施方式的电磁铁装置的等离子体处理装置的概略侧剖视图。
图2是本发明的实施方式的电磁铁装置的俯视图。
图3是本发明的实施方式的电磁铁装置的侧剖视图。
图4是本发明的实施方式的电磁铁装置的局部放大剖视图。
图5是本发明的实施方式的电磁铁装置的立体图。
图6是本发明的实施方式的电磁铁装置的局部放大剖视图。
图7是表示冷却板的剖面的一例的图。
图8是表示冷却板的剖面的一例的图。
图9是使用了本发明的第2实施方式的电磁铁控制装置的等离子体处理装置的概略侧剖视图。
图10是表示第2实施方式的控制器和电磁铁装置的励磁线圈的框图。
图11是第2实施方式的CPU电流控制部的控制框图。
图12是表示第3实施方式的控制器和电磁铁装置的励磁线圈的框图。
图13是第3实施方式的CPU电流控制部的控制框图。
图14是表示作为本发明的一个实施方式的等离子体蚀刻***的概略结构的框图。
图15是表示电磁铁的概略结构的局部剖视图。
图16是表示基于函数来决定电流值的概念的说明图。
图17是表示电流值决定处理的流程的流程图。
图18是表示在从消磁状态使磁通密度增大的情况下决定电流值的概念的示意图。
图19是表示在从图18的状态进一步使磁通密度增大的情况下决定电流值的概念的示意图。
图20是表示在从磁化状态使磁通密度减小的情况下决定电流值的概念的示意图。
图21是表示在从磁化状态使磁通密度减小的情况下决定电流值的其他概念的示意图。
图22是表示在从磁化状态使磁通密度增大的情况下决定电流值的概念的示意图。
图23是表示在从磁化状态使磁通密度增大的情况下决定电流值的其他概念的示意图。
图24是表示作为第5实施方式的电磁铁的概略结构的局部剖视图。
图25是表示测定点M1处的磁通密度的修正例的概念图。
图26是表示测定点M2处的磁通密度的修正例的概念图。
图27是表示测定点M3处的磁通密度的修正例的概念图。
图28是表示测定点M4处的磁通密度的修正例的概念图。
图29A是表示作为第6实施方式的、反映各线圈的相互干扰的方法的一例的说明图。
图29B是表示作为第6实施方式的、反映各线圈的相互干扰的方法的一例的说明图。
图30是表示作为第7实施方式的等离子体蚀刻***的概略结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是使用了本发明的实施方式的电磁铁装置的等离子体处理装置的概略侧剖视图。如图1所示，等离子体处理装置10具备腔室13、用于载置基板W的基板载台14、配置在腔室13的上表面的电磁铁装置20、和用于控制电磁铁装置20的控制器11。
基板载台14配置在腔室13内，在其上表面载置基板W。腔室13内通过未图示的真空泵进行排气。在腔室13内设有未图示的气体导入机构，通过气体导入机构将例如蚀刻气体等导入到腔室13内。
电磁铁装置20构成为隔着隔壁(腔室13的顶板)而在腔室13内形成磁场。电磁铁装置20所形成的磁场为在电磁铁装置20的周向上均匀的大致同心圆状的磁场。
控制器11与电磁铁装置20电连接。控制器11构成为能够对电磁铁装置20施加任意的线圈电流。
等离子体处理装置10在例如与形成在基板载台14与腔室13的顶板之间的铅垂方向的电场正交的方向上，通过电磁铁装置20而形成水平方向的磁场。由此，控制等离子体密度分布来处理基板。
接下来，对图1所示的本发明的实施方式的电磁铁装置20详细进行说明。图2是电磁铁装置20的俯视图，图3是图2所示的3-3剖面处的电磁铁装置20的侧剖视图，图4是图3所示的电磁铁装置20的由虚线框包围的部分的放大剖视图，图5是电磁铁装置20的立体图。此外，在以下的说明中，电磁铁装置20的“前表面”是指朝向等离子体处理装置10的基板W(处理对象物)的面，电磁铁装置20的“背面”是指前表面的相反侧的面。
如图2及图3所示，电磁铁装置20具有：大致圆盘状的磁轭21；环状的线圈23a、23b、23c、23d；配置在磁轭21的背面侧的冷却板40；和配置在磁轭21的背面与冷却板40之间的传热片45。
磁轭21由例如在表面镀镍的纯铁形成。期望纯铁采用加工性好的。在磁轭21的中心，沿磁轭21的厚度方向形成有例如用于供等离子体处理气体等的配管穿过的贯穿孔30。磁轭21具有大致圆盘状的背轭部(back yoke)21a、和设在背轭部21a的前表面的五个磁轭侧面部21b。五个磁轭侧面部21b形成为直径各不相同的环状。换言之，磁轭21在其前表面以同心圆状具有四个环状的槽22a、22b、22c、22d。槽22a、22b、22c、22d形成为槽22a的直径最小，槽22b、槽22c、槽22d的直径依次变大。
线圈23a、23b、23c、23d形成为各自的直径不同。即，线圈23a、23b、23c、23d形成为线圈23a的直径最小，线圈23b、线圈23c、线圈23d的直径依次变大。线圈23a、23b、23c、23d分别配置在槽22a、22b、22c、22d的内部。此外，在此“配置在内部”是指线圈23a、23b、23c、23d不从槽22a、22b、22c、22d超出，而完全配置在槽22a、22b、22c、22d内。通过对线圈23a、23b、23c、23d通电而产生的磁场的磁力线会从磁轭21的背轭部21a及磁轭侧面部21b通过，因此通过将线圈23a、23b、23c、23d配置在槽22a、22b、22c、22d内部，而磁力线容易通过磁轭21。因此，与线圈23a、23b、23c、23d配置成从槽22a、22b、22c、22d超出的情况相比，能够抑制磁场分布的不均。
在槽22a、22b、22c、22d中分别设有环氧树脂24a、24b、24c、24d。环氧树脂24a、24b、24c、24d设成将线圈23a、23b、23c、23d包在内部，将线圈23a、23b、23c、23d相对于磁轭21固定且进行传热。在此，本发明不限于环氧树脂24a、24b、24c、24d，能够采用例如硅类树脂或尿烷树脂等热固化性树脂。优选使用耐热性、热膨胀率及热传导性良好的环氧树脂。
如上所述，热固化性树脂会由于热固化反应及固化时的从高温回到常温时的热收缩而收缩。该热固化性树脂的收缩有时会使磁轭21变形。该变形的一个模式是由于设在线圈23a、23b、23c、23d的径向外侧的热固化性树脂将磁轭21的槽22a、22b、22c、22d的外周面向径向内侧拉拽而产生的。因此，在本实施方式的电磁铁装置20中，如图3及图4所示，在设于线圈23a、23b、23c、23d的径向外侧的环氧树脂24a、24b、24c、24d与磁轭21的槽22a、22b、22c、22d的外周面之间，分别设有间隙27a、27b、27c、27d。另一方面，线圈23a、23b、23c、23d的径向内侧经由环氧树脂24a、24b、24c、24d而相对于磁轭21固定。
如图4所示，在槽22a的外周面涂布有例如氟类剥离剂29。该剥离剂29在将环氧树脂24a填充于槽22a之前涂布在槽22a的外周面。由此，在由于使环氧树脂24a热固化而环氧树脂24a收缩时，环氧树脂24a容易从槽22a的外周面剥离。因此，会抑制施加于磁轭21的应力，且形成有间隙27a。虽然图中省略，但同样地在槽22b、22c、22d的外周面也涂布有剥离剂29。
通过使环氧树脂24a、24b、24c、24d从槽22a、22b、22c、22d的外周面剥离，降低由于环氧树脂24a、24b、24c、24d的收缩而产生的使磁轭21向径向内侧的应力，能够抑制磁轭21变形。
线圈23a、23b、23c、23d以线圈23a、23b、23c、23d的宽度方向中央部与槽22a、22b、22c、22d的宽度方向中央相比位于径向内侧的方式配置，并且以线圈23a、23b、23c、23d的深度方向中央部与槽22a、22b、22c、22d的深度方向中央相比位于底部侧的方式配置。
如图4所示，槽22a、22b的内周面具有随着槽22a、22b的深度变深而宽度变宽的锥面44a、44b。即，通过锥面44a、44b，而槽22a、22b的底部侧的宽度形成得较宽，槽22a、22b的入口侧(底部侧的相反侧)的宽度形成得较窄。可以如图示那样使槽22a、22b的内周面的一部分形成为锥状，也可以使内周面全部形成为锥状。此外，期望锥角为大约2°以上大约3°以下。由此，能够抑制线圈23a、23b及环氧树脂24a、24b从槽22a，22b脱落。虽然图中省略，但同样地槽22c、22d的外周面也具有沿着其深度方向而宽度变宽的锥面。
如图3所示，在磁轭21的背轭部21a，形成有将槽22a、22b、22c、22d的内部和磁轭21的背面侧贯穿的贯穿孔28a、28b、28c、28d。如图2所示，贯穿孔28a、28b、28c、28d分别由三个孔构成。由用于对线圈23a、23b、23c、23d通电的两条布线(参照图6)和检测线圈23a、23b、23c、23d的温度的未图示的两条温度传感器的布线组成的共计四条布线分别从线圈23a、23b、23c、23d穿过贯穿孔28a、28b、28c、28d的三个孔而配置到磁轭21的背面侧。
如图2及图3所示，冷却板40配置在磁轭21的背面侧，通过例如螺栓等紧固部件50而紧固于磁轭21。冷却板40具有沿厚度方向贯穿的孔43a、43b、43c。孔43a、43b、43c形成为，在冷却板40被紧固于磁轭21的背面时，配置在与贯穿孔28a、28b、28c的位置对应的位置。因此，用于对线圈23a、23b、23c通电的布线(参照图6)及检测线圈23a、23b、23c的温度的未图示的温度传感器的布线从线圈23a、23b、23c穿过贯穿孔28a、28b、28c及孔43a、43b、43c而配置到冷却板40的背面侧。在磁轭21的形成有贯穿孔28d的位置的背面侧不配置冷却板40。因此，用于对线圈23d通电的布线(参照图6)及检测线圈23d的温度的未图示的温度传感器的布线仅穿过贯穿孔28d而配置到磁轭21的背面侧。
如图2及图5所示，冷却板40在其内部具有供水通过的水冷管41，水冷管41具有位于冷却板40的外部的入口41a及出口41b。
如图3所示，在磁轭21的背面形成有凹部21c。在凹部21c中配置有用于将磁轭21的热传递至冷却板40的传热片45。即，传热片45配置在磁轭21的背面与冷却板40之间，使得传热片45的一个面与磁轭21接触而另一个面与冷却板40接触。传热片45在磁轭21的背面与冷却板40之间的大致整体范围内配置。冷却板40通过紧固部件50以紧密接触的方式紧固于传热片45。凹部21c的深度设为冷却板40对传热片45赋予适当的压紧压力，由此保持传热特性。
通过对线圈23a、23b、23c、23d通电而产生的热经由环氧树脂24a、24b、24c、24d传递到磁轭21。传递到磁轭21的热从背轭部21a通过传热片45高效地传递到冷却板40。像这样，会将通过对线圈23a、23b、23c、23d通电而产生的热高效地散发。
另外，在将图1所示的控制器11配置于冷却板40的背面侧的情况下，冷却板40也能够进行控制器11所具有的放大器等的散热。
接下来，对图2所示的线圈23a、23b、23c、23d的布线的结构进行说明。图6是电磁铁装置20的局部放大剖视图。线圈23a具有布线52a、53a，线圈23b具有布线52b、53b。虽然省略图示，但线圈23c、23d也同样地分别具有布线。由于线圈23a、23b、23c、23d分别通过不同的布线与控制器11以能够通电的方式连接，所以控制器11能够独立地控制各个线圈23a、23b、23c、23d。因此，通过控制器11对各线圈23a、23b、23c、23d分别施加任意的电流，能够在电磁铁装置20的前表面侧形成任意的同心圆状的磁场。进而，在图1所示的等离子体处理装置10中，能够调节在腔室13内形成的等离子体的分布。
接下来，对图2至图6所示的冷却板40的冷却构造进行说明。图7及图8是表示冷却板40的剖面的一例的图。此外，为便于说明，在图7及图8中将图3所示的磁轭21及传热片45简化而进行图示。
如图7所示，隔着传热片45而配置在磁轭21的背面侧的冷却板40在与传热片45接触的一侧(前表面侧)具有槽60。在槽60中设有供水等冷却介质在内部流动的水冷管61。在水冷管61与槽60的间隙中填充有密封剂62，通过密封剂62将水冷管61固定于槽60的内部。由此，在水冷管61中流动的冷却介质能够经由磁轭21、传热片45及密封剂62而高效地吸收通过对线圈23a、23b、23c、23d(参照图3等)通电而产生的热。图示的箭头A1示出热的移动。此外，冷却板40由例如铝构成，水冷管61由不锈钢(SUS)等构成。
另外，图8所示的冷却板40在与传热片45接触的一侧(前表面侧)具有凹部65，在凹部65中形成有槽60。在槽60中设有水冷管61。在水冷管61与槽60的间隙中填充有密封剂62。而且，在凹部65中设有以将水冷管61按压于槽60的方式构成的按压板66。按压板66通过按压螺钉63而固定于冷却板40。由此，水冷管61通过密封剂62和按压板66而固定于槽60内。与图7所示的冷却板40同样地，通过对线圈23a、23b、23c、23d(参照图3等)通电而产生的热经由磁轭21、传热片45及密封剂62而被在水冷管61中流动的冷却介质高效地吸收。另外，在图8所示的冷却板40中，按压板66能够将水冷管61可靠地固定在槽60内。
如以上说明那样，本实施方式的电磁铁装置20在设于线圈23a、23b、23c、23d的径向外侧的环氧树脂24a、24b、24c、24d与槽22a、22b、22c、22d的外周面之间设有间隙27a、27b、27c、27d，因此能够抑制磁轭21由于环氧树脂24a、24b、24c、24d的收缩而变形。而且，若在等离子体处理时对线圈23a、23b、23c、23d施加电流，则线圈23a、23b、23c、23d会发热，而使磁轭21发热。此时，与将环氧树脂24a、24b、24c、24d粘结于槽22a、22b、22c、22d的外周面的情况相比，能够缓和由于线圈23a、23b、23c、23d与磁轭21的热膨胀系数之差而产生的应力。
另外，由于在槽22a、22b、22c、22d的外周面涂布有剥离剂29，所以在环氧树脂24a、24b、24c、24d热固化时，环氧树脂24a、24b、24c、24d容易从槽22a、22b、22c、22d的外周面剥离。因此，能够降低对磁轭21施加的应力，且容易形成间隙27a、27b、27c、27d。
此外，在本实施方式的电磁铁装置20中，使用了剥离剂29，但不限于此。也可以例如在设于线圈23a、23b、23c、23d的径向外侧的环氧树脂24a、24b、24c、24d与槽22a、22b、22c、22d的外周面之间配置间隔件(spacer)等，在槽22a、22b、22c、22d中以环氧树脂24a、24b、24c、24不会与槽22a、22b、22c、22d粘结的方式形成间隙27a、27b、27c、27d。
在本实施方式的电磁铁装置20中，由于线圈23a、23b、23c、23d收纳在槽22a、22b、22c、22d的内部，所以与线圈23a、23b、23c、23d以从槽22a、22b、22c、22d超出的方式配置的情况相比，能够更加抑制磁场分布的不均。
在本实施方式的电磁铁装置20中，线圈23a、23b、23c、23d以线圈23a、23b、23c、23d的宽度方向中央部与槽22a、22b、22c、22d的宽度方向中央相比位于径向内侧的方式配置。由此，由于线圈23a、23b、23c、23d配置在更接近磁轭21的位置，所以能够将通过对线圈23a、23b、23c、23d通电而产生的热从在与磁轭21之间没有间隙的线圈23a、23b、23c、23d的径向内侧经由环氧树脂24a、24b、24c、24d高效地传递到磁轭21。
在本实施方式的电磁铁装置20中，线圈23a、23b、23c、23d以线圈23a、23b、23c、23d的深度方向中央部与槽22a、22b、22c、22d的深度方向中央相比位于底部侧的方式配置。由此，由于线圈23a、23b、23c、23d配置在更接近磁轭21的位置，所以能够将通过对线圈23a、23b、23c、23d通电而产生的热经由环氧树脂24a、24b、24c、24d高效地传递到磁轭21。
在本实施方式的电磁铁装置20中，作为热固化性树脂而使用了耐热性良好的树脂、例如环氧树脂24a、24b、24c、24d，因此能够抑制因通过对线圈23a、23b、23c、23d通电而产生的热导致环氧树脂24a、24b、24c、24d的强度降低。另外，由于环氧树脂24a、24b、24c、24d的热膨胀系数较小，所以能够使因通过对线圈23a、23b、23c、23d通电而产生的热导致的环氧树脂24a、24b、24c、24d的膨胀量较小，能够抑制因环氧树脂24a、24b、24c、24d的膨胀导致的线圈23a、23b、23c、23d的位置的变动。而且，由于作为热固化性树脂而使用了热传导率良好(高)的树脂、例如环氧树脂24a、24b、24c、24d，所以能够将通过对线圈23a、23b、23c、23d通电而产生的热高效地向磁轭21传递。此外，在本实施方式中使用了环氧树脂，但不限于此，也能够使用耐热性及热传导性良好的其他树脂。在此，对于本实施方式中使用的具有良好的耐热性及热传导性的热固化性树脂，期望具有大约0.5w/m·k以上的热传导性，并希望具有玻璃转变温度为大约150℃以上的耐热性。
在本实施方式的电磁铁装置20中，槽22a、22b、22c、22d的内周面的至少一部分具有随着槽22a、22b、22c、22d的深度变深而宽度变宽的锥面，因此即使万一环氧树脂24a、24b、24c、24d的径向内侧及背面侧从槽22a、22b、22c、22d剥离时，环氧树脂24a、24b、24c、24d也会卡挂在槽22a、22b、22c、22d的锥面上，能够防止线圈23a、23b、23c、23d从槽22a、22b、22c、22d脱落。
在本实施方式的电磁铁装置20中，使对线圈23a、23b、23c、23d通电的布线经由贯穿孔28a、28b、28c、28d而配置到磁轭21及冷却板40的背面侧。由此，能够抑制由布线产生的磁场的影响，能够在电磁铁装置20的前表面侧形成沿周向均匀的磁场。
在本实施方式的电磁铁装置20中，在磁轭21的背面侧配置有冷却板40，因此能够将通过对线圈23a、23b、23c、23d通电而产生的热从磁轭21散发。而且，在本实施方式的电磁铁装置20中，由于具有配置在磁轭21的背面与冷却板40之间的传热片45，所以能够更加高效地进行从磁轭21的散热。
关于以上说明的实施方式的电磁铁装置20，对槽22a、22b、22c、22d及线圈23a、23b、23c、23d等各具有四个的方式进行了说明，但不限于此，槽22a、22b、22c、22d及线圈23a、23b、23c、23d等至少为一个以上即可。
另外，在以上说明的实施方式中，作为等离子体处理装置10的例子而列举了等离子体蚀刻装置，但不限于此，也能够将电磁铁装置20适用于对等离子体的生成使用磁力的装置、例如溅镀(spattering)装置、等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)装置等。
＜第2实施方式＞
以下，参照附图对本发明的第2实施方式进行说明。图9是使用了本发明的第2实施方式的作为电磁铁控制装置的控制器的等离子体处理装置的概略侧剖视图。如图9所示，等离子体处理装置10-1具有腔室13-1、用于载置基板W-1的基板载台14-1、配置在腔室13-1的上表面的电磁铁装置11-1、和用于控制电磁铁装置11-1的控制器20-1(电磁铁控制装置)。
基板载台14-1配置在在腔室13-1内，在其上表面载置基板W-1。腔室13-1内通过未图示的真空泵进行排气。在腔室13-1内设有未图示的气体导入机构，通过气体导入机构将例如蚀刻气体等导入到腔室13-1内。
电磁铁装置11-1构成为隔着隔壁(腔室13-1的顶板)而在腔室13-1内形成磁场。电磁铁装置11-1所形成的磁场为相对于基板W-1的面平行的水平磁场。
控制器20-1与电磁铁装置11-1电连接。控制器20-1构成为能够对电磁铁装置11-1施加任意的线圈电流。另外，控制器11-1构成为能够接收来自电磁铁装置11-1所具备的未图示的温度传感器的温度信息(温度信号)。控制器20-1的配置场所是任意，例如能够设置装置框架，并将控制器20-1安装在该装置框架上。
等离子体处理装置10-1例如能够通过对基板载台14-1与腔室13-1的顶板之间赋予电位差而在相对于基板12-1的面垂直的方向上形成电场。在相对于该垂直方向的电场正交的方向上，通过电磁铁装置11-1而形成水平磁场。由此，产生高密度等离子体来处理基板。
接下来，对图9所示的本发明的实施方式的控制器20-1详细进行说明。
图10是表示图9所示的控制器20-1和电磁铁装置11-1的励磁线圈的框图。如图所示，本发明的第2实施方式的控制器20-1构成为能够从PC(Personal Computer：个人计算机)等用户/上级装置接口部31-1接收预定的作为目标电流值的电流指令值S1。另外，控制器20-1构成为与图9所示的电磁铁装置11-1的励磁线圈40-1连接，能够对励磁线圈40-1施加规定的电压。
另外，在励磁线圈40-1的布线上设有检测在励磁线圈40-1中流动的电流的电流检测器42-1。该电流检测器42-1构成为将检测出的在励磁线圈40-1中流动的电流的值发送到控制器20-1。
控制器20-1具有：从用户/上级装置接口部31-1接收电流指令值信号S1的CPU(Central Processing Unit：中央处理装置)电流控制部30-1；接收来自CPU电流控制部30-1的输出电压指令值S2的D/A转换部32-1；以及接收来自D/A转换部32-1的输出电压指令值S3的放大器33-1(驱动器)。此外，在第2实施方式及以下说明的第3实施方式中，说明具有CPU电流控制部30-1的方式，但也可以取而代之而设置具备DSP(Digital SignalProcessor：数字信号处理器)的DSP电流控制部。
另外，控制器20-1还具有：获取表示来自电流检测器42-1的励磁线圈40-1的电流值的电流信号S8的放大器37-1(电流值获取部)；和获取来自放大器37-1的电流信号S9的A/D转换部36-1。
为了控制流到励磁线圈40-1的电流，首先，从用户/上级装置接口部31-1向CPU电流控制部30-1发送数字量的电流指令值信号S1。CPU电流控制部30-1基于接收到的电流指令值信号而计算出输出电压，并将数字量的输出电压指令值S2向D/A转换部32-1发送。D/A转换部32-1将数字量的输出电压指令值S2转换成模拟量的输出电压指令值S3，并将模拟量的输出电压指令值S3发送到放大器33-1。放大器33-1将输出电压指令值S3放大并将模拟量的输出电压施加于励磁线圈40-1，使电流流到励磁线圈40-1。
电流检测器42-1检测在励磁线圈40-1中流动的电流，并将电流信号S8发送到放大器37-1。放大器37-1将电流信号S8放大，并将模拟量的电流信号S9发送到A/D转换部36-1。A/D转换部36-1将使模拟量的电流信号S9转换成数字量而得到的电流值信号S10发送到CPU控制部30-1。
CPU电流控制部30-1基于接收到的电流值信号S10，再次计算出输出电压指令值信号S2，并经由A/D转换部32-1及放大器33-1控制流到励磁线圈40-1的电流。
CPU电流控制部30-1构成为对从A/D转换部36-1接收到的电流值信号S10、和来自用户/上级装置接口部31-1的电流指令值信号S1进行比较。CPU电流控制部30-1计算出电流值信号S10的电流值与电流指令值信号S1的电流值之间的偏差，并对该偏差和存储在CPU电流控制部30-1的存储器中的规定值进行比较。CPU电流控制部30-1构成为在判定成偏差为规定值以上的情况下，判断为励磁线圈40-1产生了异常，并向未图示的外部显示机构等发出警告。也就是说，通过将规定值设定成某种程度大的值，来判定偏差是否大。偏差大表示实际在励磁线圈40-1中流动的电流值大幅偏离指令值。该情况下，估计例如在励磁线圈40-1中产生了层间短路(Layer Short)的状况等。
图11是图10所示的CPU电流控制部30-1的控制框图。
CPU电流控制部30-1具备：基于图10所示的电流指令值信号S1计算出输出电压指令值的输出电压指令值计算部21-1；计算出图10所示的电流值信号S10与电流指令值信号S1之间的电流偏差信号S12并对其进行PI控制的电流偏差计算部22-1；以及将从电流偏差计算部22-1输出的输出信号S14与从输出电压指令值计算部21-1输出的输出电压指令值信号S15相加的加法部29-1。
电流指令值计算部21-1具备：保存有规定的使用条件下的励磁线圈40-1(参照图10)的电阻值(串联电阻值)的存储器部23-1；以及基于该电阻值和电流指令值信号S1来计算出输出电压指令值的计算部24-1。
电流偏差计算部22-1具备：从电流指令值信号S1和电流值信号S10计算出电流偏差并输出电流偏差信号S12的减法部25-1；对电流偏差信号S12进行积分动作的具有例如低通滤波器等的积分动作部26-1；以及对进行积分动作而得到的电流偏差信号S13进行比例动作的比例动作部27-1。
CPU电流控制部30-1将从图10所示的用户/上级装置接口部31-1接收到的电流指令值S1发送到输出电压指令值计算部21-1。在输出电压指令值计算部21-1中，从存储器部23-1读出规定的使用条件下的励磁线圈40-1(参照图10)的电阻值(Rt)(数字值)，并向计算部24-1发送。在计算部24-1中，根据电阻值(Rt)和电流指令值信号S1的电流指令值(I0)，计算出输出电压指令值(Vo)。即，根据欧姆定律，通过计算式Vo＝I0×Rt计算出输出电压指令值(Vo)。计算出的输出电压指令值(Vo)作为输出电压指令值信号S15向加法部29-1发送。由此，能够在考虑了励磁线圈40-1(参照图10)的电阻值的基础上计算出与电流指令值(I0)直接对应的输出电压指令值(Vo)并将其输出，因此与仅基于偏差计算出输出电压指令值的情况相比，能够缩短在励磁线圈40-1中流动的电流到达目标电流值(电流指令值)为止的时间(响应时间)。
另一方面，当电流偏差计算部22-1接收到电流值信号S10时，减法部25-1从电流指令值信号S1所表示的电流值减去电流值信号S10所表示的电流值来计算出电流偏差。减法部25-1将计算出的电流偏差作为电流偏差信号S12输出到积分动作部26-1。积分动作部26-1接收电流偏差信号S12，并对电流偏差信号S12进行积分动作。比例动作部27-1从积分动作部26-1接收进行积分动作而得到的电流偏差信号S14，并对电流偏差信号S14进行比例动作。进行比例动作后的电流偏差信号S14向加法部29-1发送。加法部29-1对输出电压指令值信号S15加上电流偏差信号S14，将考虑了电流偏差的输出电压指令值信号S2向D/A转换部32-1(参照图10)发送。由此，能够计算出将在励磁线圈40-1中流动的电流值与目标电流值之间的偏差考虑在内的输出电压值，来控制在励磁线圈40-1中流动的电流值。
如以上说明那样，在第2实施方式的控制器20-1中，输出电压指令值计算部21-1基于规定的使用条件下的励磁线圈40-1(参照图10)的电阻值(Rt)而计算出输出电压指令值。由此，控制器20-1不加大电流偏差计算部22-1的比例增益或积分常数就能够使在励磁线圈40-1中流动的电流迅速接近电流指令值。换言之，与仅基于偏差来计算出输出电压指令值的情况相比，能够缩短在励磁线圈40-1中流动的电流到达目标电流值(电流指令值)为止的时间(响应时间)。因此，根据第2实施方式的控制器20-1，能够实现稳定性优异且高精度的电流控制。另外，由于计算出考虑了励磁线圈40-1的电阻值的输出电压指令值并据此来控制励磁线圈40-1，所以能够缩短到达目标电流值的时间，并且与以往相比能够提高控制精度(能够减小目标电流值与实际电流值的偏差)。进而，不需要高精度的A/D转换器和/或D/A转换器，因此能够降低装置的成本。
另外，在第2实施方式的控制器20-1中，除了电阻值(Rt)以外，也考虑在励磁线圈40-1中流动的电流值与电流指令值(目标电流值)之间的偏差来计算出输出电压指令值。因此，即使假设预先保存的规定的使用条件下的励磁线圈40-1的电阻值(Rt)与实际的励磁线圈40-1的电阻值(Rt)大幅不同，也能够基于励磁线圈40-1的电流值与电流指令值之间的偏差使在励磁线圈40-1中流动的电流值高精度地接近电流指令值。
＜第3实施方式＞
接下来，对第3实施方式的电磁铁控制装置进行说明。图12是表示控制器和电磁铁装置的励磁线圈的框图。此外，使用了第3实施方式的电磁铁控制装置的等离子体处理装置与图9所示的等离子体处理装置相同，因此省略说明。
第3实施方式与第2实施方式相比，在具有检测励磁线圈的温度的机构的方面不同。其他结构与第2实施方式相同，因此对与第2实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
如图12所示，在励磁线圈40-1上设有温度传感器等温度检测器41-1。该温度检测器41-1构成为将检测出的励磁线圈40-1的温度发送到控制器20-1。
控制器20-1具有：获取来自温度检测器41-1的表示励磁线圈40-1的温度的温度信号S5的放大器35-1(温度获取部)；以及接收来自放大器35-1的温度信号S6的A/D转换部34-1。
温度检测器41-1检测励磁线圈40-1的温度，并将温度信号S5发送到放大器35-1。放大器35-1将温度信号S5放大，并将模拟量的温度信号S6发送到A/D转换部34-1。A/D转换部34-1将使模拟量的温度信号S6转换成数字量而得到的温度值信号S7发送到CPU控制部30-1。
图13是第3实施方式的CPU电流控制部30-1的控制框图。
第3实施方式的控制器20-1的CPU电流控制部30-1与第2实施方式的控制器20-1的CPU电流控制部30-1相比，在计算输出电压指令值的输出电压指令值计算部21-1具有线圈电阻值计算部28-1的方面不同。以下详细进行说明。
如图13所示，CPU电流控制部30-1的输出电压指令值计算部21-1取代第2实施方式的存储器部23-1，而具有计算出励磁线圈40-1的电阻值的线圈电阻值计算部28-1。线圈电阻值计算部28-1接收来自图12所示的A/D转换部34-1的温度值信号S7。线圈电阻值计算部28-1基于温度值信号S7所表示的线圈的温度(T)而计算出励磁线圈40-1的电阻值(Rt)。电阻值(Rt)如以下方式计算。即，若将20℃的励磁线圈40-1的电阻值设为R20、将励磁线圈40-1的电阻值的温度系数设为α，则通过Rt＝R20×(1+αT)而计算出电阻值(Rt)。此外，对于将20℃的励磁线圈40-1的电阻值设为R20，预先保存在线圈电阻值计算部28-1所具有的存储器中。
由线圈电阻值计算部28-1计算出的电阻值(Rt)向计算部24-1发送。在计算部24-1中，基于由线圈电阻值计算部28-1计算出的电阻值(Rt)和电流指令值信号S1的电流指令值(I0)而计算出输出电压指令值(Vo)。计算出的输出电压指令值(Vo)作为输出电压指令值信号S15向加法部29-1发送。
线圈电阻值计算部28-1每隔规定时间接收励磁线圈40-1的温度值信号S7并计算出电阻值(Rt)。基于该每隔规定时间计算出的电阻值(Rt)，计算部24-1计算出输出电压指令值，并将输出电压指令值信号S15向加法部29-1发送。因此，控制器20-1能够基于与励磁线圈40-1的温度变化相应的恰当的输出电压指令值信号S15，来控制励磁线圈40-1的电流。
如以上说明那样，在第3实施方式的控制器20-1中，监视励磁线圈40-1的温度，并基于励磁线圈40-1的实际温度来计算出励磁线圈40-1的实际的电阻值(Rt)。由此，控制器20-1不加大电流偏差计算部22-1的比例增益或积分常数就能够使在励磁线圈40-1中流动的电流迅速接近电流指令值。换言之，与仅基于偏差来计算出输出电压指令值的情况相比，能够缩短在励磁线圈40-1中流动的电流到达目标电流值(电流指令值)为止的时间(响应时间)。另外，由于计算出将励磁线圈40-1的电阻值考虑在内的输出电压指令值并据此控制励磁线圈40-1，因此能够缩短到达目标电流值的时间，并且与以往相比能够提高控制精度(能够减小目标电流值与实际电流值之间的偏差)。进而，不需要高精度的A/D转换器和/或D/A转换器，因此能够降低装置的成本。
另外，控制器20-1基于计算出的实际的电阻值(Rt)来计算出输出电压指令值。因此，即使励磁线圈40-1的温度因外部干扰而变化，第3实施方式的控制器20-1也能够准确地推定出线圈电阻值，所以能够输出适于实际的励磁线圈40-1的温度的、更高精度的输出电压指令值。因此，根据第3实施方式的控制器20-1，能够实现稳定性优异且更高精度的电流控制。
另外，第3实施方式的控制器20-1与第2实施方式的控制器20-1同样地，除了串联电阻值(Rt)以外，也考虑了励磁线圈40-1的电流值与电流指令值之间的偏差地计算出输出电压指令值。因此，能够基于励磁线圈40-1的电流值与电流指令值之间的偏差而使在励磁线圈40-1中流动的电流值高精度地接近电流指令值。
此外，在上述第2实施方式及第3实施方式中，将温度检测器41-1及电流检测器42-1设为与控制器20-1独立，但温度检测器41-1及电流检测器42-1也可以构成为控制器20-1的一部分。
另外，图11及图13所示的CPU电流控制部30-1的结构要素除了存储器部23-1以外，均可以利用例如存储在CPU电流控制部30-1内的软件来实现。
另外，本发明的磁铁控制装置能够适用于例如等离子体蚀刻装置、溅镀装置、等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition)装置等的、对等离子体的生成使用磁力的装置。
A.第4实施方式：
图14是表示作为本发明的一个实施方式的等离子体处理***20-2的概略结构的框图。等离子体处理***20-2在本实施方式中是用于进行等离子体蚀刻的***，例如，在半导体制造工序中用于蚀刻基板(例如，晶片)。如图14所示，等离子体处理***20-2具备等离子体蚀刻装置21-2、指令部22-2和电磁铁***30-2。等离子体蚀刻装置21-2具备腔室(省略图示)。在腔室内产生等离子体，通过由此生成的离子和自由基来蚀刻处理对象物。指令部22-2在本实施方式中是个人计算机，与电磁铁***30-2(更具体地说，后述的电磁铁控制装置50-2)以能够通信的方式连接。指令部22-2能够是对电磁铁***30-2发出指令的任意装置，例如，可以是序列发生器(sequencer)等。
电磁铁***30-2具备电磁铁40-2和电磁铁控制装置50-2。为了利用由电磁铁40-2产生的磁场来控制等离子体蚀刻装置21-2中的等离子体密度分布，电磁铁40-2在上述腔室的外部与腔室相邻地设置。电磁铁控制装置50-2接收来自指令部22-2的指令，控制流到电磁铁40-2的电流，从而得到所期望的磁通密度。电磁铁控制装置50-2构成为，以能够根据等离子体蚀刻装置21-2中的处理状况来控制等离子体密度分布的方式，在到达预定的最大(或最小)的电流值(换言之，磁通密度值)之前使电流(换言之，磁通密度)减小(或减小)。
图15是表示电磁铁40-2的概略结构的剖视图。电磁铁40-2具备线圈41-2和轭铁42-2。本实施方式为了简化说明，以电磁铁40-2具备一个线圈41-2的方式进行说明。但是，电磁铁40-2也可以具备任意数量的线圈41-2。线圈41-2在俯视下配置成圆形状，但在图15中，相对于圆的中心仅示出单侧。在电磁铁40-2中，以在从线圈41-2分离规定距离的测定点M1(腔室内的点)处得到所期望的磁通密度的方式控制流到线圈41-2的电流。
然而，由磁性材料形成的轭铁42-2具有磁滞现象。因此，若基于所期望的磁通密度(在本实施方式中为从指令部22-2输入的磁通密度指令值)单纯地对流到线圈41-2的电流进行运算，则会在所期望的磁通密度与在测定点M1测定的磁通密度之间，根据对线圈41-2施加的电流的履历而产生差异。电磁铁控制装置50-2具有降低这样的磁滞的影响(也就是说，所期望的磁通密度与在测定点M1测定的磁通密度的不一致)的功能。
如图14所示，电磁铁控制装置50-2具备指令值获取部60-2、电流值决定部70、驱动器80、消磁部85和存储部90。指令值获取部60-2从指令部22-2接收磁通密度指令值。另外，指令值获取部60-2将接收到的磁通密度指令值换算成假设不存在磁滞的情况(即，假设流到线圈41-2的电流与在测定点M1测定的磁通密度成正比例的情况)下的流到线圈41-2的电流的电流值。将这样换算出的电流值也称为电流指令值I。指令值获取部60-2将计算出的电流指令值I输出到电流值决定部70。
电流值决定部70将电磁铁40-2的磁滞考虑在内地修正电流指令值I，并决定实际流到线圈41-2的电流值(也称为控制电流值I’)。该处理基于第1函数91、第2函数92及第3函数93而进行。这些函数预先存储在存储部90中。但是，这些函数也可以从外部(例如，指令部22-2)通过通信而获取。另外，如后所述，有时根据状况对第2函数92及第3函数93进行转换，但电流值决定部70也可以通过通信而从外部获取转换后的函数。关于这些函数的详情将在后叙述。
并且，电流值决定部70将决定出的控制电流值I’输出到驱动器80。驱动器80控制向线圈41-2的电流供给。即，驱动器80使输入的控制电流值I’的电流流到电磁铁40-2的线圈41-2。消磁部85对轭铁42-2进行消磁。具体地说，在本实施方式中，消磁部85当从指令部22-2接收到消磁指令时，从存储部90获取消磁的参数(例如，交流消磁的振幅、频率等)。然后，消磁部85将与获取到的参数相应的指令输出到驱动器80。驱动器80基于所输入的指令，将电流转换成所期望的波形并输出。
图16是基于第1函数91、第2函数92及第3函数93来决定控制电流值I’的概念的说明图。理想直线F0示出流到线圈41-2的电流与由该电流得到的磁通密度之间的理想关系(即，不存在磁滞的情况下的关系)。在理想直线F0中，电流与磁通密度为通过原点的比例关系。相对于此，第1函数线F1、第2函数线F2及第3函数线F3概念性地示出将磁滞的影响考虑在内地修正后的、电流与磁通密度之间的关系。请注意，图16所示的第1函数线F1、第2函数线F2及第3函数线F3，并非直接将第1函数91、第2函数92及第3函数93分别线形(graph)化，而是通过这些函数概念性地示出相对于理想直线F0怎样修正电流指令值I。第1函数线F1与理想直线F0相比位于上方。第2函数线F2与理想直线F0相比位于下方，第3函数线F3与第2函数线F2相比位于上方。在图16所示的例子中，第3函数线F3整体与理想直线F0相比位于下方，但根据轭铁42-2的材质，也存在第3函数线F3的一部分与理想直线F0相比位于上方的情况。
函数线F1～F3是预先实际测量电磁铁40-2的磁滞特性并基于其结果而近似确定的。第1函数91、第2函数92及第3函数93是以能够得到所确定的函数线F1～F3上的电流值来作为控制电流值I’的方式近似确定的。在本实施方式中，第1函数91、第2函数92及第3函数93各自被定义为分段线性函数。也就是说，第1函数91、第2函数92及第3函数93各自在线形化了的情况下，具有以折点连接多个线段而成的形状。但是，也可以将第1函数91、第2函数92及第3函数93定义为没有定义区间的单纯的线性函数，或者定义为任意函数。
第1函数91在使磁通密度的绝对值从轭铁42-2的消磁状态增大的情况下使用。与第1函数91对应的图16的第1函数线F1被定义在原点与磁通密度的最大值Bmax之间。即，图示的第1函数线F1近似地示出使电流以一定幅度从电流值零增大到与最大值Bmax相当的电流值(电流值Imax)为止的情况下的、在线圈41-2中流动的电流值、与在测定点M1得到的磁通密度之间的关系。
第2函数92在使磁通密度的绝对值从轭铁42-2的磁化状态减小的情况下使用。与第2函数92对应的图16的第2函数线F2被定义在最大值Bmax与x轴上的点(电流值零)之间。也就是说，图示的第2函数线F2近似地示出使电流以一定幅度从与最大值Bmax相当的电流值减小到电流值零为止的情况下的、在线圈41-2中流动的电流值、与在测定点M1得到的磁通密度之间的关系。
第3函数93在使磁通密度的绝对值从轭铁42-2的磁化状态增大的情况下使用。与第3函数93对应的图16的第3函数线F3被定义在x轴上的点(电流值零)与最大值Bmax之间。也就是说，图示的第3函数线F3近似地示出在使电流从与最大值Bmax对应的电流值降低到电流值零之后、再次使电流以一定幅度增大至与最大值Bmax对应的电流值的情况下的、在线圈41-2中流动的电流值、与在测定点M1得到的磁通密度之间的关系。
请注意，在图16中仅示出第1象限，但在第2至第4象限各自中，也能够得到图16所示的线形和原点对象的线图(graph)，另外，以与各线图对应的方式定义第1函数91、第2函数92及第3函数93。
图17是表示由电磁铁控制装置50-2执行的电流值决定处理的一例的流程的流程图。电流值决定处理是基于从指令部22-2输入的指令值来决定流到线圈41-2的电流的电流值的处理。电流值决定处理在每次从指令部22-2对电磁铁控制装置50-2输入指令值时重复执行。在图17中，为了简化说明而示出电流值及磁通密度值各自被控制在零以上的范围(即，图16所示的第1象限的范围内)的情况。当电流值决定处理开始时，首先，指令值获取部60-2接收从指令部22-2输入的磁通密度指令值，并计算出电流指令值In(步骤S110)。电流指令值I的下标“n”表示与第n个输入的磁通密度指令值对应。该电流指令值In基于图16所示的理想直线F0而计算出。
当计算出电流指令值In后，指令值获取部60-2将计算出的电流指令值In存储到存储部90(步骤S120)，并将该电流指令值In输出到电流值决定部70。在本实施方式中，存储在存储部90中的电流指令值In在下次执行的电流值决定处理结束时被删除。
电流值决定部70判断所输入的电流指令值In是否表示从消磁状态使磁通密度增大的指令(步骤S130)。此处的“从消磁状态使磁通密度增大的指令”中，包含从初始状态(即，无剩磁)初次使磁通密度增大的指令、以及从初始状态开始一次也没有使磁通密度减小地使磁通密度阶段性地增大的情况下的在中途阶段使磁通密度增大的指令。在本实施方式中，该判断基于是否通过前次执行的电流值决定处理的步骤S120存储了电流指令值In-1、以及后述的函数标志(flag)而进行。在初次执行电流值决定处理的情况下，当然不会存储有电流指令值In-1。另外，在本实施方式中，在第n次的电流值决定处理之后通过消磁部85执行了消磁的情况下，存储在存储部90中的电流指令值In会被删除。因此，电流值决定部70能够基于是否在存储部90中存储了电流指令值In-1，来判断所输入的电流指令值In是否表示从初始状态初次使磁通密度增大。关于所输入的电流指令值In是否表示在中途阶段使磁通密度增大，能够利用后述的函数标志进行判断。关于该判断将在后叙述。
关于判断的结果，在电流指令值In表示从消磁状态使磁通密度增大的指令的情况下(步骤S130：是)，电流值决定部70选择第1函数91，将函数标志设定为值1(步骤S140)。函数标志被写入在存储部90中确保的标志区域。关于该函数标志的使用方法将在后叙述。接着，电流值决定部70使用第1函数91来决定电流修正量Ic(步骤S150)。在本实施方式中，第1函数91是表示电流指令值I与电流修正量Ic的对应关系的函数。该方面对于第2函数92及第3函数93也是同样的。此处的电流修正量Ic的决定方法将在后叙述。接着，电流值决定部70对在上述步骤S110中计算出的电流指令值In加上电流修正量Ic，而计算出控制电流值In’(步骤S210)。然后，电流值决定部70将控制电流值In’存储到存储部90中(步骤S220)，并且将控制电流值In’输出到驱动器80(步骤S230)，从而结束电流值决定处理。
另一方面，在电流指令值In不表示从消磁状态使磁通密度增大的指令的情况下(步骤S130：否)，即，在轭铁42-2处于磁化状态的情况下，电流值决定部70判断电流指令值In是否小于电流指令值In-1(步骤S160)。电流指令值In-1在前次执行的电流值决定处理的上述步骤S120中，存储于存储部90。关于判断的结果，在电流指令值In小于电流指令值In-1的情况下(步骤S160：是)，即，在输入了使磁通密度减小的指令的情况下，电流值决定部70选择第2函数92，将函数标志设定为值2(步骤S170)。接着，电流值决定部70基于第2函数92来决定电流修正量Ic(步骤S180)。此处的电流修正量Ic的决定方法将在后叙述。然后，电流值决定部70使处理前进到上述步骤S210。
关于判断的结果，在电流指令值In大于电流指令值In-1的情况下(步骤S160：否)，即，在输入了使磁通密度增大的指令的情况下，电流值决定部70选择第3函数93，将函数标志设定为值3(步骤S190)。接着，电流值决定部70基于第3函数93来决定电流修正量Ic(步骤S200)。此处的电流修正量Ic的决定方法将在后叙述。然后，电流值决定部70使处理前进到上述步骤S210。
图18～图23概念性地示出上述步骤S150、S180、S200中的电流修正量Ic的决定方法的具体例。图18示出在从消磁状态使磁通密度增大的情况下决定电流值的概念，与上述步骤S150对应。如图18所示，当输入了比最大值Bmax小的磁通密度指令值B1时，电磁铁控制装置50-2使用理想直线F0来计算出电流指令值I1(步骤S110)。在图18中，点P1是与最大值Bmax相当的理想直线F0上的点。点P2是由磁通密度指令值B1确定的理想直线F0上的点，与电流指令值I1对应。然后，电磁铁控制装置50-2使用第1函数91来决定电流修正量IC1(步骤S150)，将电流指令值I1与其相加，来计算出控制电流值I’1。点P3是第1函数线F1上的点，与磁通密度指令值B1及控制电流值I’1对应。也就是说，在磁通密度从消磁状态增大至磁通密度指令值B1的情况下，电流值从零增大至与第1函数线F1上的点P3对应的控制电流值I’1。在第1函数91中，以得到这样的结果的方式定义电流指令值I与电流修正量Ic的对应关系。
图19示出在从图18的状态进一步使磁通密度增大的情况下决定电流值的概念。当输入了磁通密度指令值B2(B2＞B1)时，电磁铁控制装置50-2使用理想直线F0来计算出电流指令值I2(与点P4对应)(步骤S110)。然后，电磁铁控制装置50-2使用第1函数91来决定电流修正量IC2(步骤S150)，将电流指令值I2与其相加，来计算出控制电流值I’2(与点P5对应)。也就是说，只要所输入的磁通密度指令值从消磁状态持续增大，则继续使用第1函数91并将控制电流值I’决定为与第1函数线F1上的点对应的值。能够参照函数标志来判断所输入的磁通密度指令值是否从消磁状态持续增大。具体地说，在函数标志设定为值1的状态下、且输入了比前次大的磁通密度指令值的情况下，能够判断成所输入的磁通密度指令值从消磁状态持续增大。
图20示出在从磁化状态使磁通密度减小的情况下决定电流值的概念。当从图19所示的状态输入了磁通密度指令值B3(B3＜B2)时，也就是说，当磁通密度指令值从增大切换为减小时，电磁铁控制装置50-2使用理想直线F0来计算出电流指令值I3(与点P6对应)(步骤S110)。然后，电磁铁控制装置50-2基于第2函数92来决定电流修正量IC3(步骤S150)，将电流指令值I3与其相加，来计算出控制电流值I’3(与点P7对应)。点P7是第2函数转换线F2’上的点。由于第2函数转换线F2’与理想直线F0相比位于下方，所以电流修正量IC3被计算为负值。
第2函数转换线F2’是对第2函数线F2进行转换而得到的线。具体地说，第2函数转换线F2’是以位于第2函数线F2与理想直线F0之间的方式进行转换而得到的线。例如，第2函数转换线F2’能够以如下方式得到。首先，以使点P1(第2函数线F2的与原点为相反侧的端点)位于点P4(与磁通密度(换言之，电流)从增大转为减小时的电流指令值I对应的理想直线F0上的点)的方式使第2函数线F2平行移动。然后，如图20所示，使平行移动后的第2函数线F2缩小。此时的缩小率为B2/Bmax。
电流修正量IC3被决定为使控制电流值I’3位于这样的第2函数转换线F2’上。换言之，第2函数92在以得到这样的结果的方式进行转换后使用。这样的第2函数92的转换能够通过对第2函数的各项(例如，在一次函数的情况为一次项及常数项)的至少一项乘以规定的系数来进行。在本实施方式这样按每个区间定义第2函数92的情况下，该区间也会缩小。
图21示出在从磁化状态使磁通密度减小的情况下决定电流值的概念的其他例子。在该例子中，取代图20所示的第2函数转换线F2’，而使用第2函数转换线F2”。第2函数转换线F2”以如下方式得到。首先，以使点P1位于点P5(与磁通密度从增大转为减小时的磁通密度B2对应的第1函数线F1上的点)的方式使第2函数线F2平行移动。然后，使平行移动后的第2函数线F2缩小。此处的缩小率为B2/Bmax。像这样，通过使用一端位于与磁通密度从增大转为减小时的磁通密度B2对应的第1函数线F1上的点上的第2函数转换线F2”，能够提高磁通密度的修正精度。
只要在图20(或图21)所示的状态后所输入的磁通密度指令值持续减小，则使用同一函数(上述的转换后的第2函数92)将控制电流值I’决定为与第2函数转换线F2’(或第2函数转换线F2”)上的点对应的值。能够参照函数标志来判断所输入的磁通密度指令值是否从磁化状态持续减小。具体地说，在函数标志设定为值2的状态下、且输入了比前次小的磁通密度指令值的情况下，能够判断成所输入的磁通密度指令值从磁化状态持续减小。此外，在磁通密度指令值到达点P1之后磁通密度指令值从增大切换为减小的情况下，以控制电流值I’不是位于第2函数转换线F2’(或第2函数转换线F2”)、而是位于第2函数线F2上的方式来决定控制电流值I’。
图22示出在从磁化状态使磁通密度增大的情况下决定电流值的概念。当从图20所示的状态输入了磁通密度指令值B4(B4＞B3)时，也就是说，当在磁化状态下磁通密度指令值再次从减小切换为增大时，电磁铁控制装置50-2使用理想直线F0来计算出电流指令值I4(与点P8对应)(步骤S110)。能够参照函数标志来判断在磁化状态下磁通密度指令值是否再次从减小切换为增大。具体地说，在函数标志设定为值2状态下、且输入了比前次大的磁通密度指令值的情况下，能够判断成在磁化状态下磁通密度指令值再次从减小切换为增大。
然后，电磁铁控制装置50-2基于第3函数93来决定电流修正量IC4(步骤S150)，将电流指令值I4与其相加，来计算出控制电流值I’4(与点P9对应)。点P9是第3函数转换线F3’上的点。由于第3函数转换线F3’与理想直线F0相比位于下方，所以电流修正量IC4被计算为负值。
第3函数转换线F3’是对第3函数线F3进行转换而得到的线。例如，第3函数转换线F3’能够以如下方式得到。首先，以使第1函数线F1的原点侧的端点位于点P6(与磁通密度(换言之，电流)从减小转为增大时的电流指令值I对应的理想直线F0上的点)的方式使第1函数线F1及第3函数线F3平行移动。然后，如图22所示，使平行移动后的第1函数线F1及第3函数线F3缩小。此处的缩小率为(Bmax-B3)/Bmax。这样缩小后的第1函数线F1及第3函数线F3中的、缩小后的第3函数线F3为第3函数转换线F3’。此外，在图22所示的例子中，第3函数转换线F3’整体与理想直线F0相比位于下方，但根据第3函数线F3的形状，也存在第3函数转换线F3’的一部分与理想直线F0相比位于上方的情况。
电流修正量IC4被决定为使控制电流值I’4位于这样的第3函数转换线F3’上。换言之，第3函数93在以得到这样的结果的方式进行转换后使用。这样的第3函数93的转换能够通过对第3函数的各项的至少一项乘以规定的系数来进行。在像本实施方式这样按每个区间定义第3函数93的情况下，该区间也会缩小。
图23示出在从磁化状态使磁通密度增大的情况下决定电流值的概念的其他例子。在该例子中，取代图22所示的第3函数转换线F3’，而使用第3函数转换线F3”。另外，在图23中，示出在图21所示的点P7处磁通密度从减小转为增大的情况。第3函数转换线F3”以如下方式得到。首先，以使第3函数线F3的原点侧的端点位于点P7(磁通密度从减小转为增大时的第2函数转换线F2”上的点)的方式使第3函数线F3平行移动。然后，使平行移动后的第3函数线F3缩小。此处的缩小率为(Bmax－B3)/Bmax。像这样，通过使用一端位于与磁通密度从减小转为增大时的磁通密度B3对应的第2函数转换线F2”上的点上的第3函数转换线F3”，能够提高磁通密度的修正精度。
只要在图22(或图23)所示的状态之后、在磁化状态下所输入的磁通密度指令值持续增大，则使用同一函数(上述的转换后的第3函数93)将控制电流值I’决定为与第3函数转换线F3’(或第3函数转换线F3”)上的点对应的值。能够参照函数标志来判断在磁化状态下磁通密度指令值是否持续增大。具体地说，在函数标志设定为值3的状态下、且输入了比前次大的磁通密度指令值的情况下，能够判断成在磁化状态下磁通密度指令值持续增大。另外，在磁通密度再次转为减小的情况(能够根据函数标志判断)下，与图20及图21所示的同样地，以使控制电流值I’位于对第2函数线F2进行转换而得到的线上的方式决定控制电流值I’。此外，在磁通密度指令值到达第2函数线F2的最小值(x轴上的点)后磁通密度指令值从减小切换为增大的情况下，以使控制电流值I’不是位于第3函数转换线F3’、F3”上、而是位于第3函数线F3上的方式来决定控制电流值I’。虽然省略说明，但在第2至第4象限各自中，与第1象限同样地决定控制电流值I’。
根据以上说明的等离子体处理***20，与对线圈41-2的电流施加履历相应地区分使用三个函数91、92、93，从而控制流到线圈41-2的电流，由此，无论电流施加的履历如何，均能够降低因磁滞导致的剩磁的影响。即，与以往相比能够更高精度地使磁通密度指令值与通过使电流流到线圈41-2而实际得到的磁通密度值一致。其结果为，能够提高同一等离子体处理***20-2中的工艺使用条件的复现性，或者，能够降低同一规格的等离子体处理***20-2彼此间的个体差。而且，无论轭铁42-2所具有的磁滞的大小如何，均能够高精度地使磁通密度指令值与实际得到的磁通密度值一致。因此，可以不对轭铁42-2使用磁滞小的材料。其结果为，能够对轭铁42-2使用可容易购买到的便宜的材料。也就是说，能够降低等离子体处理***20-2的成本、以及等离子体处理***20-2的从订货到交货为止所需的时间。
而且，三个函数91、92、93被设定为分段线性函数，因此不进行用于小磁滞回线(minor loop)计算的大规模数值解析就能够以容许范围内的精度控制磁通密度。换言之，能够同时实现运算负荷的降低和磁通密度的控制精度的确保。
而且，在通过消磁部85进行消磁后，能够使用第1函数91来决定流到线圈41-2的电流(控制电流值I’)。在从消磁状态使磁通密度增减的情况下，无需为了计算控制电流值I’而进行第1函数91的转换。该情况下，与从磁化状态使磁通密度增减的情况、即使用对函数92、93进行转换而得到的函数来决定控制电流值I’的情况(虽然并非必须进行转换，但为了提高磁通密度的控制精度而期望进行转换)相比能够简单地进行。因此，通过在规定的定时进行消磁，能够降低电磁铁控制装置50-2中的运算负荷。规定的定时能够考虑运算负荷的降低与等离子体处理***20-2的处理能力(throughput)的平衡而适当设定。例如，消磁部85可以仅在等离子体处理***20-2起动时实施消磁。或者，取而代之或在此基础上，消磁部85也可以在等离子体蚀刻装置21-2中对于处理对象物的处理产生了待机时间的情况下实施消磁。
而且，在从磁化状态使磁通密度增减的情况下，对所存储的函数92、93进行转换来进行简易近似，由此，能够根据电流施加的履历而将磁通密度的控制精度确保在规定的范围内。因此，能够降低电磁铁控制装置50-2中的运算负荷。尤其是，在磁通密度指令值从增大转为减小的情况下、或其相反情况下，会对函数92、93再次进行转换，因此会充分确保磁通密度的控制精度。
B.第5实施方式：
对本发明的第5实施方式进行说明。作为第5实施方式的等离子体处理***20-2取代电磁铁40-2而具备电磁铁240。以下，对于第5实施方式，仅说明与第4实施方式的不同点。关于第5实施方式的未提及的结构，与第4实施方式相同。如图24所示，电磁铁240具备四个线圈241a～241d、和轭铁242。线圈的数量不限定于四个，能够是两个以上的任意数量。线圈241a～241d在俯视观察时具有圆形，并配置成同心状，但在图24中，相对于圆的中心仅示出单侧。在电磁铁240中，以在从四个线圈241a～241d分离规定距离的测定点M1～M4处得到所期望的磁通密度的方式控制流到线圈241a～241d的电流。测定点M1～M4分别与线圈241a～241d对应。电流值决定部70构成为，反映由线圈241a～241d各自产生的磁场的影响地决定流到线圈241a～241d的电流的值。换言之，电流值决定部70构成为，以使得从应在与一个线圈对应的测定点得到的磁通密度减去从其他线圈到达该测定点的磁通密度而得到的磁通密度可在该测定点从该一个线圈得到的方式，决定流到线圈241a～241d的电流的值。
在本实施方式中，线圈241a～241d形成相互独立的磁路。由于考虑到形成这些磁路的磁场对在各测定点M1～M4得到的磁通密度带来的影响，而对函数91、92、93进行转换后使用。图25示出对与线圈241a对应的测定点M1处的、由线圈241b～241d导致的磁场的影响进行修正的概念。在测定点M1，使用函数线组C2～C4来考虑由线圈241b～241d导致的磁场的影响。函数线组C2～C4分别示出考虑了磁滞的影响的情况下的、在线圈241b～241d中流动的电流、与由该电流在测定点M1得到的磁场之间的关系。函数线组C2与线圈241b对应，函数线组C3与线圈241c对应，函数线组C4与线圈241d对应。这些函数线组C2～C4在概念上是使图16所示的与函数91、92、93对应的函数线F1～F3缩小及旋转而成的。从测定点M1到线圈241b、241c、241d的距离按线圈241b、241c、241d的顺序变远，因此函数线组C2～C4被设定成，相对于相同电流值，磁通密度按函数线组C2、C3、C4的顺序而变小。同样地，磁滞的影响也按函数线组C2、C3、C4的顺序变小(构成函数线组的各函数线与理想直线的距离也变小)。
图26示出对与线圈241b对应的测定点M2处的、由线圈241a、241c、241d导致的磁场的影响进行修正的概念。从测定点M2到线圈241d的距离比从测定点M2到线圈241a、241c的距离远，因此函数线组C4被设定成，相对于相同电流值而磁通密度比函数线组C1、C3小。
图27示出对与线圈241c对应的测定点M3处的、由线圈241a、241b、241d导致的磁场的影响进行修正的概念。从测定点M3到线圈241a的距离比从测定点M3到线圈241b、241d的距离远，因此函数线组C1被设定成，相对于相同电流值而磁通密度比函数线组C2、C4小。
图28示出对与线圈241d对应的测定点M4处的、由线圈241a、241b、241c导致的磁场的影响进行修正的概念。从测定点M4到线圈241a、241b、241c的距离按线圈241c、241b、241a的顺序变远，因此函数线组C1～C3被设定成，相对于相同电流值而磁通密度按函数线组C3、C2、C1的顺序变小。
上述的函数线组C1～C4通过对各测定点M1～M4预先实际测量来自除对应的一个线圈以外的三个线圈的影响、并使其结果近似规定函数而确定。与上述函数线组C1～C4对应的函数通过对函数91、92、93进行转换而近似得到。
针对对象的测定点，将像这样通过对函数91、92、93进行转换而得到的函数相加来使用。例如，在以在测定点M1得到所期望的磁通密度的方式控制流到线圈241a的电流值的情况下，使用将如第4实施方式中说明那样得到的函数91自身或对函数92、93进行转换得到的函数、和对与图25所示的三个函数线对应的转换得到的三个函数相加而得到的函数，来决定控制电流值I’。通过如以上那样将表示预先掌握的各线圈的磁场的影响的函数相加，能够反映由线圈241b～241d产生的磁场的影响地高精度地决定流到线圈241a的电流。而且，通过对函数91、92、93进行转换来近似获取表示各线圈的磁场的影响的函数，能够减少有限的存储部90的存储容量。
C.第6实施方式
对本发明的第6实施方式进行说明。作为第6实施方式的等离子体处理***20-2具有与第5实施方式相同的结构。第6实施方式与第5实施方式的不同点在于，在线圈241a～241d中的至少两个形成相同磁路的情况下，反映因两者导致的磁场的相互干扰地决定流到线圈241a～241d的电流。以下，仅对该点进行说明。
如图29A所示，针对各个线圈241a～241d，设定了用于反映来自其他线圈的影响的函数A～L(这些函数的至少一部分可以置换成系数)。例如，记载于由线圈241a的行和线圈241b的列确定的栏中的函数A是用于反映与线圈241a对应的测定点M1处的线圈241b的影响的函数。函数A～L预先基于实际测量值而近似设定。并且，根据图29B所示的行列式，将控制电流值I’(在第4实施方式中基于函数91、92、93进行修正后的电流值)进一步修正为修正电流控制值I”。在图29B中，角标a～d分别与线圈241a～241d对应。根据上述结构，能够反映因线圈241a～241d中的至少两个形成相同磁路而导致的相互干扰地高精度地控制磁通密度。
D：第7实施方式：
对本发明的第7实施方式进行说明。图30是表示作为第7实施方式的等离子体处理***320的概略结构的框图。在图30中，对与第4实施方式(参照图14)相同的结构要素标注与图14相同的附图标记。以下，对于等离子体处理***320，仅说明与第4实施方式的不同点。如图30所示，等离子体处理***320取代电磁铁***30-2而具备电磁铁***330。电磁铁***330具备电磁铁40-2、电磁铁控制装置350和传感器345。
传感器345检测由线圈41-2产生的磁场的磁通密度。在电磁铁40-2如第5实施方式那样具备多个线圈的情况下，传感器345按每个线圈分别设置。传感器345可以配置在图24所示的测定点M1～M4，也可以配置在这些测定点以外的场所。例如，传感器345可以配置在铁芯内或腔室的任意空间内。该情况下，从传感器345的检测值推定计算测定点M1～M4处的磁通密度值。电磁铁控制装置350除指令值获取部60-2、电流值决定部70、驱动器80及存储部90以外，还具备补偿部385。补偿部385基于由传感器345检测出的磁通密度与从指令部22-2输入的磁通密度指令值之间的差分，以该差分变小(理想是几乎为零)的方式补偿控制电流值I’。补偿部385的输出被加到控制电流值I’，将该相加值输入到驱动器80。根据上述结构，能够通过反馈控制更高精度地控制磁通密度。
E：变形例：
E-1.变形例1：
在上述的等离子体处理***20-2、320中，从外部(在本实施方式中为指令部22-2)输入的指令值不限定于磁通密度指令值。例如，也可以在指令部22-2中将磁通密度指令值转换成电流指令值I，并将电流指令值I输入到指令值获取部60-2。指令值获取部60-2所获取的信息可以是能够确定磁通密度指令值的任意信息。
另外，函数91、92、93不限定于表示电流指令值I与电流修正量Ic的对应关系的函数。函数91、92、93也可以是表示最终导出与磁通密度指令值对应的控制电流值I’的任意参数的对应关系的函数。例如，函数91、92、93可以表示磁通密度与电压的对应关系。或者，函数91、92、93也可以是表示磁通密度与电流的关系的函数。该情况下，函数91、92、93可以是表示磁通密度指令值与电流修正量Ic的关系的函数。或者，函数91、92、93也可以是表示磁通密度指令值与控制电流值I’的关系的函数。像这样，只要使用将磁通密度与电压建立了对应的函数，则无需向其他参数转换就能够从所期望的磁通密度直接决定控制电流值I’。因此，能够降低电磁铁控制装置50-2中的运算负荷。
E-2.变形例2：
在上述的等离子体处理***20-2、320中，也可以是，电流值决定部70在指令值获取部60-2获取到新的磁通密度指令值的情况下，根据前次获取到的磁通密度指令值和新获取到的磁通密度指令值的变化幅度，使用对第1函数91、第2函数92或第3函数93的各项的至少一项乘以规定的系数而得到的函数来决定流到线圈的电流的值。该情况下，规定的系数可以是基于实际测量而预先设定的，但变化幅度越大，则被设定得越小。另外，还可以是，在等离子体处理***320中，电流值决定部70在指令值获取部60-2获取到新的磁通密度指令值的情况下，根据获取到的磁通密度指令值和新获取到的磁通密度指令值的变化幅度，使用对第1函数91、第2函数92或第3函数93施加与规定的函数之间的相乘及相加中的至少一方而得到的函数，来决定流到线圈241a～241d的电流的值。规定的函数是基于实际测量而预先设定的。剩磁会根据磁通密度值(换言之，电流值)的变化幅度而变化，但根据这些结构，通过以能够反映这样的变化的方式设定规定的系数，能够高精度地控制磁通密度。
上述的实施方式至少包含以下的技术思想。
本发明的第1方案的电磁铁装置是在等离子体处理装置中使用的电磁铁装置，具有：在前表面具有环状的槽的磁轭；配置在上述槽中的环状的线圈；以及以将上述线圈包在内部的方式设置、将上述线圈相对于上述磁轭固定且用于传热的树脂，在上述磁轭的上述槽的外周面与设在上述线圈的径向外侧的上述树脂之间设有间隙。
本发明的第2方案的电磁铁装置，在第1方案的电磁铁装置中，上述线圈收纳在上述槽的内部。
本发明的第3方案的电磁铁装置，在第1方案或第2方案的电磁铁装置中，上述线圈以上述线圈的宽度方向中央部与上述槽的宽度方向中央相比位于径向内侧的方式配置在上述槽中。
本发明的第4方案的电磁铁装置，在第1方案至第3方案的任一项的电磁铁装置中，上述线圈以上述线圈的深度方向中央部与上述槽的深度方向中央相比位于底部侧的方式配置在上述槽中。
本发明的第5方案的电磁铁装置，在第1方案至第4方案的任一项的电磁铁装置中，上述树脂为耐热性及热传导性良好的树脂。
本发明的第6方案的电磁铁装置，在第1方案至第5方案的任一项的电磁铁装置中，上述槽的内周面的至少一部分具有以随着上述槽的深度变深而上述槽的宽度变宽的方式形成的锥面。
本发明的第7方案的电磁铁装置，在第1方案至第6方案的任一项的电磁铁装置中，具有用于对上述线圈通电的布线，
上述磁轭具有将上述槽内部和背面侧贯穿的贯穿孔，上述布线以通过上述贯穿孔的方式设置。
本发明的第8方案的电磁铁装置，在第1方案至第7方案的任一项的电磁铁装置中，具有配置在上述磁轭的背面侧的冷却板。
本发明的第9方案的电磁铁装置，在第8方案的电磁铁装置中，具有配置在上述磁轭的背面与上述冷却板之间的传热片。
根据本发明的第1～第9方案的电磁铁装置，能够提供抑制了磁轭的变形的、可高精度地控制空间磁场分布的电磁铁装置。另外，根据本发明的第1～第9方案的电磁铁装置，能够提供紧凑且节能的(线圈发热少的)电磁铁装置。
本发明的第10方案的电磁铁控制装置是控制向电磁铁的励磁线圈供给的电流的电磁铁控制装置，具有：驱动器，其用于使电流流到上述励磁线圈；电流值获取部，其获取表示在上述励磁线圈中流动的电流值的信号；以及电流控制部，其控制在上述励磁线圈中流动的电流，上述电流控制部具有：输出电压指令值计算部，其基于上述励磁线圈的电阻值，计算出用于使预先设定的目标电流值的电流流到上述励磁线圈的输出电压指令值；电流偏差计算部，其计算出上述目标电流值与由上述电流获取部获取到的信号所表示的电流值之间的电流偏差；以及加法部，其对上述输出电压指令值加上上述电流偏差，上述电流控制部构成为，将加上上述电流偏差后的输出电压指令值发送到上述驱动器。
本发明的第11方案的电磁铁控制装置，在第10方案的电磁铁控制装置中，上述电流控制部具有保存规定条件下的上述励磁线圈的电阻值的存储器部，上述输出电压指令值计算部基于保存在上述存储器部中的电阻值，来计算出上述输出电压指令值。
本发明的第12方案的电磁铁控制装置，在第10方案的电磁铁控制装置中，具有获取表示上述励磁线圈的温度的信号的温度获取部，上述输出电压指令值计算部具有基于上述温度获取部获取到的信号所表示的上述励磁线圈的温度来计算出上述励磁线圈的电阻值的线圈电阻值计算部，上述输出电压指令值计算部基于上述线圈电阻值计算部计算出的上述励磁线圈的电阻值，来计算出上述输出电压指令值。
本发明的第13方案的电磁铁控制装置，在第12方案的电磁铁控制装置中，具有检测上述励磁线圈的温度的温度检测器，上述温度检测器构成为将表示上述检测到的温度的信号发送到上述温度获取部。
本发明的第14方案的电磁铁控制装置，在第10方案至第13方案的任一项的电磁铁控制装置中，具有检测在上述励磁线圈中流动的电流值的电流检测器，上述电流检测器构成为将表示上述检测出的电流值的信号发送到上述电流值获取部。
本发明的第15方案的电磁铁是由第10方案至第14方案的任一项记载的电磁铁控制装置控制的电磁铁。
本发明的第16方案的电磁铁的控制方法是控制向电磁铁的励磁线圈供给的电流的电磁铁的控制方法，具有：基于上述励磁线圈的电阻值来计算出用于使目标电流值的电流流到上述励磁线圈的输出电压指令值的工序；基于上述计算出的输出电压指令值使电流流到上述励磁线圈的工序；获取表示在上述励磁线圈中流动的电流值的信号的工序；计算出上述目标电流值与上述获取到的信号所表示的电流值之间的电流偏差的工序；对上述计算出的输出电压指令值加上上述电流偏差的工序；以及基于加上上述电流偏差后的输出电压指令值而使电流流到上述励磁线圈的工序。
本发明的第17方案的电磁铁控制装置，在第16方案的电磁铁控制装置中，计算出上述输出电压指令值的工序中，基于规定条件下的上述励磁线圈的电阻值来计算出上述输出电压指令值。
本发明的第18方案的电磁铁控制装置，在第16方案的电磁铁控制装置中，具有：获取表示上述励磁线圈的温度的信号的工序；以及基于上述获取到的信号所表示的上述励磁线圈的温度，计算出上述励磁线圈的电阻值的工序，计算出上述输出电压指令值的工序中，基于上述计算出的上述励磁线圈的电阻值，来计算出上述输出电压指令值。
根据本发明的第10～18方案的电磁铁控制装置，能够提供使在电磁铁中流动的电流接近指令值的电磁铁控制装置及电磁铁控制方法。
另外，根据本发明的第10～18方案的电磁铁控制装置，能够基于励磁线圈的电阻值计算出用于使预先设定的目标电流值的电流流到励磁线圈的输出电压指令值，并将该输出电压指令值发送到驱动器，因此，能够缩短到达目标电流值的时间，并且与以往相比能够提高控制精度(能够减小目标电流值与实际电流值的偏差)。进而，不需要高精度的A/D转换器或D/A转换器，因此能够降低装置的成本。
另外，根据本发明的第10～18方案的电磁铁控制装置，构成为获取表示励磁线圈的温度的信号，因此，即使作为控制对象的励磁线圈的电阻值因温度而大幅变动，也能够准确地推定线圈电阻值，能够高精度地控制对励磁线圈施加的电流。
根据本发明的第19方案的电磁铁控制装置，提供用于控制流到电磁铁的线圈的电流的电磁铁控制装置，电磁铁具有轭铁和线圈。该电磁铁控制装置具备：指令值获取部，其构成为能够获取与通过使电流流到线圈而得到的磁通密度的目标值相当的磁通密度指令值、或能够确定磁通密度指令值的信息；以及电流值决定部，其基于磁通密度指令值，来决定流到线圈的电流的值。电流值决定部构成为执行第1处理、第2处理和第3处理，第1处理中，在从轭铁的消磁状态使磁通密度的绝对值增大的情况下，基于第1函数来决定流到线圈的电流的值，第2处理中，在从轭铁的磁化状态使磁通密度的绝对值减小的情况下，基于第2函数来决定流到线圈的电流的值，第3处理中，在从轭铁的磁化状态使磁通密度的绝对值增大的情况下，基于第3函数来决定流到线圈的电流的值。
根据上述电磁铁控制装置，与电流施加的履历相应地分开使用三个函数，从而控制流到线圈的电流，由此无论电流施加的履历如何，均能够降低因磁滞导致的剩磁的影响，与以往相比能够使磁通密度指令值与通过使电流流到线圈而实际得到的磁通密度值高精度地一致。其结果为，在具备该电磁铁控制装置的等离子体处理装置中，能够提高同一等离子体处理装置中的工艺使用条件的复现性，或者降低同一规格的等离子体处理装置彼此的个体差。而且，无论轭铁所具有的磁滞的大小如何，均能够使磁通密度指令值与实际得到的磁通密度值高精度地一致。因此，可以不对轭铁使用磁滞小的材料。其结果为，能够对轭铁使用容易购买到的便宜的材料。也就是说，能够降低电磁铁控制装置的成本、以及电磁铁控制装置的从订货到交货为止所需的时间。
根据本发明的第20方案的电磁铁控制装置，在第19方案的电磁铁控制装置中，第1函数、第2函数及第3函数是表示磁通密度与电流的关系的函数。根据上述方案，无需向其他参数转换就能够从所期望的磁通密度直接决定流到线圈的电流。因此，能够降低电磁铁控制装置中的运算负荷。
根据本发明的第21方案的电磁铁控制装置，在第19或第20方案的电磁铁控制装置中，第1函数、第2函数及第3函数是线性函数。根据上述方案，能够基于磁滞特性的线性近似来决定考虑了磁滞特性的电流值。因此不进行用于小磁滞回线计算的大规模数值解析就能够以容许范围内的精度控制磁通密度。
根据本发明的第22方案的电磁铁控制装置，在第21方案的电磁铁控制装置中，线性函数是分段线性函数。根据上述方案，不进行大规模的数值解析就能够与第3方案相比提高磁通密度的控制精度。
根据本发明的第23方案的电磁铁控制装置，在第19至第22的任一项方案的电磁铁控制装置中，电磁铁控制装置还具备对轭铁进行消磁的消磁部。根据上述方案，能够使在进行消磁后基于第1函数来决定流到线圈的电流的频率增大。消磁状态下的电流值的决定与磁化状态下的电流值的决定相比能够简单地进行，因此能够降低电磁铁控制装置中的运算负荷。
根据本发明的第24方案的电磁铁控制装置，在第19至第23的任一项方案的电磁铁控制装置中，电流值决定部构成为在将用于确定流到线圈的电流的值的处理的内容从第1处理切换成第2处理、从第2处理切换成第3处理、或从第3处理切换成第2处理的情况下，根据切替时的电流值，使用对第1函数、第2函数及第3函数中的与切替后的处理对应的函数的各项的至少一项乘以规定的系数而得到的函数，来决定流到线圈的电流的值。根据上述方案，能够通过简单的手法，根据电流施加的履历，使磁通密度指令值与通过使电流流到线圈而实际得到的磁通密度值以规定的精度一致。因此，能够降低电磁铁控制装置中的运算负荷。
根据本发明的第25方案的电磁铁控制装置，在第19至第24的任一项方案的电磁铁控制装置中，电流值决定部构成为，在指令值获取部获取到新的磁通密度指令值的情况下，根据前次获取到的磁通密度指令值和新获取到的磁通密度指令值的变化幅度，使用对第1函数、第2函数或第3函数的各项的至少一项乘以规定的系数而得到的函数，来决定流到线圈的电流的值，虽然剩磁会根据磁通密度值(换言之，电流值)的变化幅度而变化，但根据上述方案，通过以能够反映这样的变化的方式设定规定的系数，能够高精度地控制磁通密度。
根据本发明的第26方案的电磁铁控制装置，在第19至第25的任一项方案的电磁铁控制装置中，线圈具有多个线圈。电流值决定部构成为反映由多个线圈各自产生的磁场的影响地决定流到线圈的电流的值。根据上述方案，即使在电磁铁具备多个线圈的情况下，也能够高精度地控制磁通密度。多个线圈可以形成相同磁路，或者也可以形成各自不同的磁路。
根据本发明的第27方案的电磁铁控制装置，在第26方案的电磁铁控制装置中，电流值决定部构成为，在指令值获取部获取到新的磁通密度指令值的情况下，根据前次获取到的磁通密度指令值和新获取到的磁通密度指令值的变化幅度，使用对第1函数、第2函数或第3函数的各项的至少一项乘以规定的系数而得到的函数，或者使用对第1函数、第2函数或第3函数实施与规定的函数之间的相乘及相加中的至少一方而得到的函数，来决定流到线圈的电流的值。根据上述方案，即使在电磁铁具备多个线圈的情况下，也会起到与第25方案的电磁铁控制装置相同的效果。
根据本发明的第28方案的电磁铁控制装置，在第26或第27方案的电磁铁控制装置中，电流值决定部构成为，在多个线圈中的至少两个形成相同磁路的情况下，通过对基于第1函数、第2函数或第3函数决定出的电流值乘以规定的函数或系数，来修正流到线圈的电流。根据上述方案，能够反映因多个线圈中的至少两个形成相同磁路而导致的相互干扰地高精度地控制磁通密度。
根据本发明的第29方案的电磁铁***，提供电磁铁***。该电磁铁***具备第19至第28中的任一项方案的电磁铁控制装置、和电磁铁。根据上述电磁铁***，起到与第19至第28的任一项方案的电磁铁控制装置相同的效果。
根据本发明的第30方案的电磁铁***，第29方案的电磁铁***具备：传感器，其检测由线圈产生的磁场的磁通密度；以及补偿部，其基于由传感器检测出的磁通密度值与指令磁通密度值之间的差分，以该差分变小的方式补偿流到线圈的电流。根据上述方案，能够通过反馈控制更高精度地控制磁通密度。
本发明不限于上述方式，能够利用电磁铁的控制方法、电磁铁控制用程序、以计算机可读的方式记录有该程序的存储介质等各种方式实现。
以上，对本发明的若干实施方式进行了说明，但上述发明的实施方式是为了容易理解本发明，并不限定本发明。本发明当然能够不脱离其主旨地进行变更、改进，并且本发明包含其等同方案。另外，在能够解决上述课题的至少一部分的范围或起到效果的至少一部分的范围中，能够任意组合或省略权利要求书及说明书中记载的各结构要素。
本申请基于2015年5月11日提出申请的日本专利申请号第2015-096248号、2015年5月28日提出申请的日本专利申请号第2015-108160号、及2015年10月27日提出申请的日本专利申请号第2015-210872号主张优先权。包含日本专利申请号第2015-096248号、日本专利申请号第2015-108160号的说明书、日本专利申请号第2015-210872号的说明书、权利要求书、附图及说明书摘要在内的全部公开内容，以参照形式作为整体被本申请援用。
包含日本特开2013-149722号公报(专利文献1)、日本特开2012-74972号公报(专利文献2)、日本特开2007-132902号公报(专利文献3)的说明书、权利要求书、附图及说明书摘要在内的全部公开内容，以参照形式作为整体被本申请援用。
附图标记说明
10…等离子体处理装置
20…电磁铁装置
21…磁轭
22a、22b、22c、22d…槽
23a、23b、23c、23d…线圈
24a、24b、24c、24d…环氧树脂
27a、27b、27c、27d…间隙
28a、28b、28c、28d…贯穿孔
29…剥离剂
40…冷却板
44a、44b…锥面
45…传热片
52a、52b…第1布线
53a、53b…第2布线
11-1…电磁铁装置
20-1…控制器
21-1…输出电压指令值计算部
22-1…电流偏差计算部
23-1…存储器部
28-1…线圈电阻值计算部
29-1…加法部
30-1…CPU电流控制部
33-1…放大器
35-1…放大器
37-1…放大器
40-1…励磁线圈
41-1…温度检测器
42-1…电流检测器
20-2、320…等离子体处理***
21-2…等离子体蚀刻装置
22-2…指令部
30-2、330…电磁铁***
40-2、240…电磁铁
41-2、241a、241b、241c、241d…线圈
42-2、242…轭铁
50-2、350…电磁铁控制装置
60-2…指令值获取部
70…电流值决定部
80…驱动器
85…消磁部
90…存储部
91…第1函数
92…第2函数
93…第3函数
345…传感器
385…补偿部

Claims (30)

1.一种电磁铁装置，用在等离子体处理装置中，其特征在于，具有：
在前表面具有环状的槽的磁轭；
配置在所述槽中的环状的线圈；以及
以将所述线圈包在内部的方式设置、用于将所述线圈相对于所述磁轭固定且进行传热的树脂，
在所述磁轭的所述槽的外周面与设于所述线圈的径向外侧的所述树脂之间设有间隙。
2.根据权利要求1所述的电磁铁装置，其特征在于，
所述线圈收纳在所述槽的内部。
3.根据权利要求1或2所述的电磁铁装置，其特征在于，
所述线圈以所述线圈的宽度方向中央部与所述槽的宽度方向中央相比位于径向内侧的方式配置在所述槽中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁铁装置，其特征在于，
所述线圈以所述线圈的深度方向中央部与所述槽的深度方向中央相比位于底部侧的方式配置在所述槽中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁铁装置，其特征在于，
所述树脂是耐热性及热传导性良好的树脂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电磁铁装置，其特征在于，
所述槽的内周面的至少一部分具有以随着所述槽的深度变深而所述槽的宽度变宽的方式形成的锥面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁铁装置，其特征在于，
具有用于对所述线圈通电的布线，
所述磁轭具有将所述槽内部和背面侧贯穿的贯穿孔，
所述布线以通过所述贯穿孔的方式设置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电磁铁装置，其特征在于，
具有配置在所述磁轭的背面侧的冷却板。
9.根据权利要求8所述的电磁铁装置，其特征在于，
具有配置在所述磁轭的背面与所述冷却板之间的传热片。
10.一种电磁铁控制装置，控制向电磁铁的励磁线圈供给的电流，其特征在于，具有：
驱动器，其用于使电流流到所述励磁线圈；
电流值获取部，其获取表示在所述励磁线圈中流动的电流值的信号；以及
电流控制部，其控制在所述励磁线圈中流动的电流，
所述电流控制部具备：
输出电压指令值计算部，其基于所述励磁线圈的电阻值，计算出用于使预先设定的目标电流值的电流流到所述励磁线圈的输出电压指令值；
电流偏差计算部，其计算出所述目标电流值与由所述电流获取部获取到的信号所表示的电流值之间的电流偏差；以及
加法部，其对所述输出电压指令值加上所述电流偏差，
所述电流控制部构成为，将加上所述电流偏差后的输出电压指令值发送到所述驱动器。
11.根据权利要求10所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
所述电流控制部具有保存规定条件下的所述励磁线圈的电阻值的存储器部，
所述输出电压指令值计算部基于保存在所述存储器部中的电阻值来计算出所述输出电压指令值。
12.根据权利要求10所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
具有获取表示所述励磁线圈的温度的信号的温度获取部，
所述输出电压指令值计算部具有线圈电阻值计算部，所述线圈电阻值计算部基于所述温度获取部获取到的信号所表示的所述励磁线圈的温度来计算出所述励磁线圈的电阻值，
所述输出电压指令值计算部基于所述线圈电阻值计算部计算出的所述励磁线圈的电阻值，来计算出所述输出电压指令值。
13.根据权利要求12所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
具有检测所述励磁线圈的温度的温度检测器，
所述温度检测器构成为将表示检测出的所述温度的信号发送到所述温度获取部。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
具有检测在所述励磁线圈中流动的电流值的电流检测器，
所述电流检测器构成为将表示检测出的所述电流值的信号发送到所述电流值获取部。
15.一种电磁铁，其特征在于，由权利要求10至14中任一项所述的电磁铁控制装置控制。
16.一种电磁铁控制方法，控制向电磁铁的励磁线圈供给的电流，其特征在于，具有：
基于所述励磁线圈的电阻值，来计算出用于使目标电流值的电流流到所述励磁线圈的输出电压指令值的工序；
基于计算出的所述输出电压指令值来使电流流到所述励磁线圈的工序；
获取表示在所述励磁线圈中流动的电流值的信号的工序；
计算出所述目标电流值与获取到的所述信号所表示电流值之间的电流偏差的工序；
对计算出的所述输出电压指令值加上所述电流偏差的工序；以及
基于加上所述电流偏差后的输出电压指令值而使电流流到所述励磁线圈的工序。
17.根据权利要求16所述的电磁铁控制方法，其特征在于，
计算出所述输出电压指令值的工序中，基于规定条件下的所述励磁线圈的电阻值来计算出所述输出电压指令值。
18.根据权利要求16所述的电磁铁控制方法，其特征在于，具有：
获取表示所述励磁线圈的温度的信号的工序；以及
基于获取到的所述信号所表示的所述励磁线圈的温度，来计算出所述励磁线圈的电阻值的工序，
计算出所述输出电压指令值的工序中，基于所述计算出的所述励磁线圈的电阻值，来计算出所述输出电压指令值。
19.一种电磁铁控制装置，用于控制流到电磁铁的线圈的电流，所述电磁铁具有轭铁和所述线圈，其特征在于，具备：
指令值获取部，其构成为获取与通过使电流流到所述线圈而得到的磁通密度的目标值相当的磁通密度指令值、或能够确定所述磁通密度指令值的信息；以及
电流值决定部，其基于所述磁通密度指令值来决定流到所述线圈的电流的值，
所述电流值决定部构成为执行第1处理、第2处理和第3处理，
所述第1处理中，在从所述轭铁的消磁状态使磁通密度的绝对值增大的情况下，基于第1函数来决定流到所述线圈的电流的值，
所述第2处理中，在从所述轭铁的磁化状态使磁通密度的绝对值减小的情况下，基于第2函数来决定流到所述线圈的电流的值，
所述第3处理中，在从所述轭铁的磁化状态使磁通密度的绝对值增大的情况下，基于第3函数来决定流到所述线圈的电流的值。
20.根据权利要求19所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
所述第1函数、所述第2函数及所述第3函数是表示磁通密度与电流的关系的函数。
21.根据权利要求19或20所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
所述第1函数、所述第2函数及所述第3函数是线性函数。
22.根据权利要求21所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
所述线性函数是分段线性函数。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
还具备对所述轭铁进行消磁的消磁部。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
所述电流值决定部构成为，在将用于决定流到所述线圈的电流的值的处理内容从所述第1处理切换成所述第2处理、从所述第2处理切换成所述第3处理、或从所述第3处理切换成所述第2处理的情况下，根据该切替时的电流值，使用对所述第1函数、所述第2函数及所述第3函数中与切替后的处理对应的函数的各项的至少一项乘以规定系数而得到的函数，来决定流到所述线圈的电流的值。
25.根据权利要求19至24中任一项所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
所述电流值决定部构成为，在所述指令值获取部获取到新的磁通密度指令值的情况下，根据前次获取到的所述磁通密度指令值和新获取到的所述磁通密度指令值的变化幅度，使用对所述第1函数、所述第2函数或所述第3函数的各项的至少一项乘以规定系数而得到的函数，来决定流到所述线圈的电流的值。
26.根据权利要求19至25中任一项所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
所述线圈具有多个线圈，
所述电流值决定部构成为，反映由所述多个线圈各自产生的磁场的影响地，决定流到所述线圈的电流的值。
27.根据权利要求26所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
所述电流值决定部构成为，在所述指令值获取部获取到新的磁通密度指令值的情况下，根据前次获取到的所述磁通密度指令值和新获取到的所述磁通密度指令值的变化幅度，使用对所述第1函数、所述第2函数或所述第3函数的各项的至少一项乘以规定系数而得到的函数，或者使用对所述第1函数、所述第2函数或所述第3函数实施与规定函数之间的相乘及相加中的至少一方而得到的函数，来决定流到所述线圈的电流的值。
28.根据权利要求26或27所述的电磁铁控制装置，其特征在于，
所述电流值决定部构成为，在所述多个线圈中的至少两个形成相同磁路的情况下，通过对基于所述第1函数、所述第2函数或所述第3函数决定出的电流值乘以规定函数或规定系数，来修正流到所述线圈的电流。
29.一种电磁铁***，其特征在于，具备：
权利要求19至28中任一项所述的电磁铁控制装置；和
所述电磁铁。
30.根据权利要求29所述的电磁铁***，其特征在于，具备：
传感器，其检测由所述线圈产生的磁场的磁通密度；以及
补偿部，其基于所述指令磁通密度值与由所述传感器检测出的磁通密度值之间的差分，以该差分变小的方式补偿流到所述线圈的电流。
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