JP6530693B2 - Electromagnetic controller and electromagnet system - Google Patents

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Description

本発明は、継鉄とコイルとを有する電磁石のコイルに流す電流を制御するための技術に関する。   The present invention relates to a technique for controlling a current flowing through a coil of an electromagnet having a yoke and a coil.

従来、プラズマ処理装置（例えば、プラズマエッチング装置等）において、マグネトロン放電を利用したエッチング方法が実用化されている。これは、エッチングガスが導入されたチャンバ内において、互いに直行する方向の電場および磁場を印加し、その際に生じる電子のドリフト運動を利用してウエハ表面を高効率にエッチングする方法である。   Conventionally, in a plasma processing apparatus (for example, a plasma etching apparatus etc.), an etching method using magnetron discharge has been put to practical use. This is a method of applying an electric field and a magnetic field in directions orthogonal to each other in a chamber into which an etching gas is introduced, and etching the wafer surface with high efficiency using the drift motion of electrons generated at that time.

かかるエッチング装置では、チャンバ内のプラズマ密度の分布を制御するために、チャンバの外部に配置された磁石によって発生される磁場が制御される。磁場を制御する方法として、例えば、永久磁石を機械的に移動させることや、電磁石に印加する電流を制御することが知られている。永久磁石を機械的に移動させる方法では、永久磁石によって発生される磁場強度が固定されるので、プラズマ密度分布を微調整することが困難である。このため、従来は、電磁石に印加する電流を制御する方法が採用されている（例えば、下記の特許文献１）。   In such an etching apparatus, a magnetic field generated by a magnet disposed outside the chamber is controlled to control the distribution of plasma density in the chamber. As a method of controlling a magnetic field, for example, mechanically moving a permanent magnet or controlling a current applied to an electromagnet is known. In the method of mechanically moving the permanent magnet, it is difficult to finely adjust the plasma density distribution because the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet is fixed. For this reason, conventionally, a method of controlling the current applied to the electromagnet is adopted (for example, Patent Document 1 below).

一方、電磁石に関して、電磁石に印加する制御電流と、発生する磁束密度と、の間に磁気ヒステリシス（以下、単に、ヒステリシスとも呼ぶ）が存在することが知られている。すなわち、電磁石に印加した電流に対して得られる磁束密度は、残留磁場の影響を受けるので、同じ印加電流に対して毎回同じ磁束密度値が再現されるとは限らない。   On the other hand, regarding the electromagnet, it is known that magnetic hysteresis (hereinafter also referred to simply as hysteresis) exists between the control current applied to the electromagnet and the generated magnetic flux density. That is, since the magnetic flux density obtained for the current applied to the electromagnet is affected by the residual magnetic field, the same magnetic flux density value is not always reproduced for the same applied current.

このような残留磁気の影響を低減する方法の１つは、ヒステリシス損が非常に小さい軟磁性材料（例えば、純鉄系材料や電磁鋼板など）を継鉄として用いることである。このような材料を用いれば、同じ印加電流に対して一定の許容差内の磁束密度を安定して得ることができる。残留磁気の影響を低減する他の方法は、ヒステリシス特性を考慮して電流値を補正することである（例えば、下記の特許文献２）。   One of the methods of reducing the influence of such residual magnetism is to use a soft magnetic material (for example, a pure iron material, a magnetic steel sheet, etc.) with very small hysteresis loss as a yoke. With such a material, it is possible to stably obtain a magnetic flux density within a certain tolerance for the same applied current. Another method to reduce the influence of residual magnetism is to correct the current value in consideration of hysteresis characteristics (for example, Patent Document 2 below).

特開２０１２−７４９７２号公報JP 2012-74972 A 特開２００７−１３２９０２号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-132902

しかしながら、継鉄に軟磁性材料を用いる方法では、軟磁性材料は、性能の良いものを選ぶほど高価になり、しかも、加工形状や母材の大きさに制限がある場合が多い。このため、入手先の少なさや加工コスト増大の問題を避けることができない。   However, in the method of using a soft magnetic material for the yoke, the soft magnetic material becomes more expensive as the material with better performance is selected, and there are many cases in which there are limitations on the processing shape and the size of the base material. For this reason, it is not possible to avoid the problems of the small number of suppliers and the increase in processing cost.

また、ヒステリシス特性を考慮して電流値を補正する従来の方法は、プラズマ処理装置への適用が難しい。例えば、上記の引用文献２では、電流は、予め定められた最大値と最小値との間をサイクリックに変化するように制御される。そして、このような制御において、ヒステリシス特性を考慮した関数を用いて電流値が補正される。一方、プラズマ処理装置では、処理状況に応じた所望の磁束密度を得るために、電流値が不規則に制御される。このことは、状況に応じて、考慮すべき残留磁気の量が異なることを意味している。つまり、特許文献２の技術をプラズマ制御装置にそのまま適用することはできない。   Moreover, the conventional method of correcting the current value in consideration of the hysteresis characteristics is difficult to apply to the plasma processing apparatus. For example, in Reference 2 above, the current is controlled to change cyclically between a predetermined maximum value and a minimum value. Then, in such control, the current value is corrected using a function in consideration of the hysteresis characteristic. On the other hand, in the plasma processing apparatus, the current value is irregularly controlled in order to obtain a desired magnetic flux density according to the processing conditions. This means that the amount of remanence to be considered varies depending on the situation. That is, the technology of Patent Document 2 can not be applied to the plasma control device as it is.

このようなことから、プラズマ処理装置において再現性の低下や装置の固体差の要因となり得る現象が許容差内に収まるように電磁石を制御できる技術が開発されることが望ましい。また、そのような技術において、演算負荷を低減できること、低コスト化すること、および、電磁石制御装置の発注から納品までに要する時間を低減することの少なくとも１つが達成されることが望ましい。あるいは、同じ継鉄材料を用いた場合、磁束密度出力制御をより高精度化できることが望ましい。   From these reasons, it is desirable to develop a technology capable of controlling the electromagnet so that a phenomenon that may cause a reduction in reproducibility or a difference between apparatus in the plasma processing apparatus falls within the tolerance. In addition, in such a technology, it is desirable that at least one of reduction in computational load, reduction in cost, and reduction in time required from order to delivery of the electromagnet control device is achieved. Alternatively, when the same yoke material is used, it is desirable that the magnetic flux density output control can be made more accurate.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following modes.

本発明の第１の形態によれば、継鉄とコイルとを有する電磁石のコイルに流す電流を制御するための電磁石制御装置が提供される。この電磁石制御装置は、コイルに電流を流すことによって得られる磁束密度の目標値に相当する磁束密度指令値、または、磁束密度指令値を特定可能な情報を取得するように構成された指令値取得部と、磁束密度指令値に基づいて、コイルに流す電流の値を決定する電流値決定部と、を備えている。電流値決定部は、継鉄の消磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に、第１の関数に基づいてコイルに流す電流の値を決定する第１の処理と、継鉄の着磁状態から磁束密度の絶対値を減少させる場合に、第２の関数に基づいてコイルに流す電流の値を決定する第２の処理と、継鉄の着磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に、第３の関数に基づいてコイルに流す電流の値を決定する第３の処理と、を実行するように構成される。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an electromagnet control device for controlling a current supplied to a coil of an electromagnet having a yoke and a coil. This electromagnet control device is configured to acquire a magnetic flux density command value corresponding to a target value of magnetic flux density obtained by supplying a current to a coil, or information capable of specifying the magnetic flux density command value. And a current value determination unit that determines the value of the current supplied to the coil based on the magnetic flux density command value. When the current value determination unit increases the absolute value of the magnetic flux density from the demagnetization state of the yoke, a first process of determining the value of the current to be supplied to the coil based on the first function; When reducing the absolute value of the magnetic flux density from the state, a second process of determining the value of the current to be supplied to the coil based on the second function, and increasing the absolute value of the magnetic flux density from the magnetization state of the yoke In some cases, it is configured to perform a third process of determining the value of the current to be applied to the coil based on the third function.

かかる電磁石制御装置によれば、３つの関数を電流印加の履歴に応じて使い分けて、コイルに流す電流を制御することによって、電流印加の履歴に関わらず、ヒステリシスに起因する残留磁気の影響を低減して、磁束密度指令値と、コイルに電流を流すことによって実際に得られる磁束密度値と、を従来よりも精度良く一致させることができる。その結果、当該電磁石制御装置を備えるプラズマ処理装置において、同一のプラズマ処理装置におけるプロセス使用条件の再現性の向上、または、同一仕様のプラズマ処理装置同士間の個体差を低減することができる。しかも、継鉄が有するヒステリシスの大きさに関わらず、磁束密度指令値と、実際に得られる磁束密度値と、を精度良く一致させることができる。このため、継鉄にヒステリシスの小さい材料を使用しなくてもよい。その結果、容易に入手できる安価な材料を継鉄に用いることができる。つまり、電磁石制御装置のコスト、および、電磁石制御装置の発注から納品までに要する時間を低減することができる。   According to such an electromagnet control device, the three functions are properly used according to the history of current application, and the current supplied to the coil is controlled to reduce the influence of residual magnetism caused by the hysteresis regardless of the history of current application. Thus, the magnetic flux density command value and the magnetic flux density value actually obtained by supplying a current to the coil can be made to coincide with each other more accurately than in the prior art. As a result, in the plasma processing apparatus provided with the electromagnet control device, it is possible to improve the reproducibility of process use conditions in the same plasma processing apparatus or to reduce individual differences between plasma processing apparatuses having the same specifications. In addition, regardless of the magnitude of the hysteresis of the yoke, the magnetic flux density command value and the actually obtained magnetic flux density value can be accurately matched. For this reason, it is not necessary to use a material with small hysteresis for the yoke. As a result, inexpensive materials readily available can be used for the yoke. That is, it is possible to reduce the cost of the electromagnet control device and the time required from the order to the delivery of the electromagnet control device.

本発明の第２の形態によれば、第１の形態において、第１の関数、第２の関数および第３の関数は、磁束密度と電流との関係を表す関数である。かかる形態によれば、他のパラメータへの変換を必要とすることなく、所望の磁束密度から、コイルに流す電流を直接的に決定することができる。したがって、電磁石制御装置における演算負荷を低減することができる。   According to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the first function, the second function and the third function are functions representing the relationship between the magnetic flux density and the current. According to this aspect, it is possible to directly determine the current flowing through the coil from the desired magnetic flux density without the need for conversion to other parameters. Therefore, the calculation load in the electromagnet control device can be reduced.

本発明の第３の形態によれば、第１または第２の形態において、第１の関数、第２の関数および第３の関数は、線形関数である。かかる形態によれば、ヒステリシス特性の線形近似に基づいて、ヒステリシス特性を考慮した電流値を決定することができる。したがって、マイナーループ計算のための大規模な数値解析を行うことなく、磁束密度を許容範囲内の精度で制御することができる。   According to a third aspect of the invention, in the first or second aspect, the first function, the second function and the third function are linear functions. According to this aspect, it is possible to determine the current value in consideration of the hysteresis characteristic based on the linear approximation of the hysteresis characteristic. Thus, flux density can be controlled with acceptable accuracy without extensive numerical analysis for minor loop calculations.

本発明の第４の形態によれば、第３の形態において、線形関数は、区分線形関数である。かかる形態によれば、大規模な数値解析を行うことなく、磁束密度の制御精度を第３の形態よりも高めることができる。   According to a fourth aspect of the invention, in the third aspect, the linear function is a piecewise linear function. According to this aspect, the control accuracy of the magnetic flux density can be higher than that of the third aspect without performing a large-scale numerical analysis.

本発明の第５の形態によれば、第１ないし第４のいずれかの形態において、電磁石制御装置は、さらに、継鉄に対して消磁を行う消磁部を備える。かかる形態によれば、消磁を行った後に第１の関数に基づいてコイルに流す電流を決定する頻度を増加させることができる。消磁状態における電流値の決定は、着磁状態における電流値の決定よりも単純に行うことができるので、電磁石制御装置における演算負荷を低減することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, in any of the first to fourth aspects, the electromagnet control device further includes a demagnetizing unit that demagnetizes the yoke. According to this aspect, it is possible to increase the frequency of determining the current to be supplied to the coil based on the first function after demagnetization. Since the determination of the current value in the demagnetization state can be performed more simply than the determination of the current value in the magnetization state, the operation load in the electromagnet control device can be reduced.

本発明の第６の形態によれば、第１ないし第５のいずれかの形態において、電流値決定部は、コイルに流す電流の値を決定するための処理の内容を、第１の処理から第２の処理、第２の処理から第３の処理、または、３の処理から第２の処理に切り替える場合に、切替時の電流値に応じて、第１の関数、第２の関数および第３の関数のうちの切替後の処理に対応する関数の各項の少なくとも１つに所定の係数を乗じた関数を用いてコイルに流す電流の値を決定するように構成される。かかる形態によれば、簡易的な手法によって、電流印加の履歴に応じて、磁束密度指令値と、コイルに電流を流すことによって実際に得られる磁束密度値と、を所定の精度で一致させることができる。したがって、電磁石制御装置における演算負荷を低減することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, in any of the first to fifth aspects, the current value determination unit determines the contents of the process for determining the value of the current supplied to the coil from the first process. When switching from the second process, the second process to the third process, or the process 3 to the second process, the first function, the second function, and the second function are performed according to the current value at the time of switching. It is configured to determine the value of the current to be applied to the coil using a function obtained by multiplying at least one of the terms of the function corresponding to the processing after switching among the three functions by a predetermined coefficient. According to this aspect, the magnetic flux density command value and the magnetic flux density value actually obtained by supplying the current to the coil are made to coincide with a predetermined accuracy according to the history of application of the electric current by a simple method. Can. Therefore, the calculation load in the electromagnet control device can be reduced.

本発明の第７の形態によれば、第１ないし第６のいずれかの形態において、電流値決定部は、指令値取得部が新たな磁束密度指令値を取得した場合に、前回取得した磁束密度指令値と、新たに取得した磁束密度指令値と、の変化幅に応じて、第１の関数、第２の関数または第３の関数の各項の少なくとも１つに所定の係数を乗じた関数を用いてコイルに流す電流の値を決定するように構成される、残留磁気は、磁束密度値（換言すれば、電流値）の変化幅に応じて変化するが、かかる形態によれば、このような変化を反映できるように所定の係数を設定することによって、磁束密度を精度良く制御することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, in any of the first to sixth aspects, the current value determination unit acquires the magnetic flux acquired last time when the command value acquisition unit acquires a new magnetic flux density command value. A predetermined coefficient is multiplied by at least one of the terms of the first function, the second function, or the third function according to the change width of the density command value and the newly obtained magnetic flux density command value. The residual magnetism, which is configured to determine the value of the current flowing through the coil using a function, changes in accordance with the change width of the magnetic flux density value (in other words, the current value), according to such a configuration, The magnetic flux density can be accurately controlled by setting a predetermined coefficient so as to reflect such a change.

本発明の第８の形態によれば、第１ないし第７のいずれかの形態において、コイルは、複数のコイルを有している。電流値決定部は、複数のコイルの各々によって発生する磁界の影響を反映して、コイルに流す電流の値を決定するように構成される。かかる形態によれば、電磁石が複数のコイルを備えている場合であっても、磁束密度を精度良く制御することができる。複数のコイルは、同一の磁路を形成してもよく、あるいは、それぞれ異なる磁路を形成してもよい。   According to the eighth aspect of the present invention, in any of the first to seventh aspects, the coil has a plurality of coils. The current value determination unit is configured to determine the value of the current flowing through the coils, reflecting the influence of the magnetic field generated by each of the plurality of coils. According to this aspect, even when the electromagnet includes a plurality of coils, it is possible to control the magnetic flux density with high accuracy. The plurality of coils may form the same magnetic path or may form different magnetic paths.

本発明の第９の形態によれば、第８の形態において、電流値決定部は、指令値取得部が新たな磁束密度指令値を取得した場合に、前回取得した磁束密度指令値と、新たに取得した磁束密度指令値と、の変化幅に応じて、第１の関数、第２の関数または第３の関数の各項の少なくとも１つに所定の係数を乗じた関数を用いて、または、第１の関数、第２の関数または第３の関数に対して、所定の関数の乗算および加算のうちの少なくとも一方を施した関数を用いて、コイルに流す電流の値を決定するように構成される。かかる形態によれば、電磁石が複数のコイルを備えている場合においても、第７の形態と同様の効果を奏する。   According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the current value determination unit determines, when the command value acquisition unit acquires a new magnetic flux density instruction value, a magnetic flux density instruction value acquired last time, and a new magnetic flux density instruction value. Using a function obtained by multiplying at least one of the terms of the first function, the second function or the third function by a predetermined coefficient, according to the variation width of the magnetic flux density command value acquired in To determine the value of the current flowing through the coil using a function obtained by performing at least one of multiplication and addition of a predetermined function to the first function, the second function or the third function Configured According to this aspect, even when the electromagnet includes a plurality of coils, the same effect as that of the seventh aspect can be obtained.

本発明の第１０の形態によれば、第８または第９の形態において、電流値決定部は、複数のコイルのうちの少なくとも２つが同一の磁路を形成する場合に、第１の関数、第２の関数または第３の関数に基づいて決定された電流値に対して所定の関数または係数を乗じることによって、コイルに流す電流を補正するように構成される。かかる形態によれば、複数のコイルのうちの少なくとも２つが同一の磁路を形成することによる相互干渉を反映して、磁束密度を精度良く制御することができる。   According to a tenth aspect of the present invention, in the eighth or ninth aspect, the current value determination unit determines the first function when at least two of the plurality of coils form the same magnetic path. It is configured to correct the current flowing in the coil by multiplying the current value determined based on the second function or the third function by a predetermined function or coefficient. According to this aspect, it is possible to accurately control the magnetic flux density by reflecting mutual interference caused by at least two of the plurality of coils forming the same magnetic path.

本発明の第１１の形態によれば、電磁石システムが提供される。この電磁石システムは、第１ないし第１０のいずれかの形態の電磁石制御装置と、電磁石と、を備えている。か
かる電磁石システムによれば、第１ないし第１０のいずれかの形態と同様の効果を奏する。 According to an eleventh aspect of the present invention, an electromagnet system is provided. The electromagnet system includes the electromagnet control device according to any one of the first to tenth aspects and an electromagnet. According to the electromagnet system, the same effect as any one of the first to tenth embodiments can be obtained.

本発明の第１２の形態によれば、第１１の形態の電磁石システムは、コイルによって発生する磁場の磁束密度を検出するセンサと、センサによって検出された磁束密度値と、指令磁束密度値と、の差分に基づいて、該差分が小さくなるようにコイルに流す電流を補償する補償部と、を備えている。かかる形態によれば、フィードバック制御によって、磁束密度をさらに精度良く制御することができる。   According to a twelfth aspect of the present invention, an electromagnet system according to the eleventh aspect includes a sensor for detecting the magnetic flux density of a magnetic field generated by a coil, a magnetic flux density value detected by the sensor, and a command magnetic flux density value. And a compensation unit that compensates for the current flowing through the coil based on the difference between According to this aspect, the feedback control can control the magnetic flux density more accurately.

本発明は、上述した形態に限らず、電磁石の制御方法、電磁石制御用プログラム、当該プログラムがコンピュータによって読み取り可能に記録された記憶媒体など、種々の形態で実現可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized in various embodiments, such as an electromagnet control method, an electromagnet control program, and a storage medium in which the program is recorded readable by a computer.

本発明の一実施例としてのプラズマエッチングシステムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a schematic structure of a plasma etching system as one example of the present invention. 電磁石の概略構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing a schematic structure of an electromagnet. 関数に基づいて電流値を決定する概念を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the concept which determines a current value based on a function. 電流値決定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of electric current value determination processing. 消磁状態から磁束密度を増加させる場合に電流値を決定する概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the concept which determines an electric current value, when making a magnetic flux density increase from a demagnetization state. 図５の状態からさらに磁束密度を増加させる場合に電流値を決定する概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the concept which determines an electric current value, when making a magnetic flux density further increase from the state of FIG. 着磁状態から磁束密度を減少させる場合に電流値を決定する概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the concept which determines a current value, when reducing magnetic flux density from a magnetization state. 着磁状態から磁束密度を減少させる場合に電流値を決定する他の概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other concept which determines an electric current value, when reducing magnetic flux density from a magnetization state. 着磁状態から磁束密度を増加させる場合に電流値を決定する概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the concept which determines an electric current value, when making a magnetic flux density increase from a magnetization state. 着磁状態から磁束密度を増加させる場合に電流値を決定する他の概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other concept which determines an electric current value, when making a magnetic flux density increase from a magnetization state. 第２実施例としての電磁石の概略構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing a schematic structure of an electromagnet as a 2nd example. 測定点Ｍ１における磁束密度の補正例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the example of correction | amendment of the magnetic flux density in the measurement point M1. 測定点Ｍ２における磁束密度の補正例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the example of correction | amendment of the magnetic flux density in the measurement point M2. 測定点Ｍ３における磁束密度の補正例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the example of correction | amendment of the magnetic flux density in the measurement point M3. 測定点Ｍ４における磁束密度の補正例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the example of correction | amendment of the magnetic flux density in the measurement point M4. 第３実施例としての、各コイルの相互干渉を反映する方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of reflecting the mutual interference of each coil as 3rd Example. 第３実施例としての、各コイルの相互干渉を反映する方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of reflecting the mutual interference of each coil as 3rd Example. 第４実施例としてのプラズマエッチングシステムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the plasma etching system as 4th Example.

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としてのプラズマ処理システム２０の概略構成を示すブロック図である。プラズマ処理システム２０は、本実施例では、プラズマエッチングを行うためのシステムであり、例えば、半導体製造工程において基板（例えば、ウェハ）をエッチングするために使用される。図１に示すように、プラズマ処理システム２０は、プラズマエッチング装置２１と指令部２２と電磁石システム３０と、を備えている。プラズマエッ
チング装置２１は、チャンバ（図示省略）を備えている。チャンバ内でプラズマが発生させられ、それによって生成されるイオンやラジカルによって処理対象物がエッチングされる。指令部２２は、本実施例では、パーソナルコンピュータであり、電磁石システム３０（より具体的には、後述する電磁石制御装置５０）に通信可能に接続されている。指令部２２は、電磁石システム３０に指令を与える任意の装置とすることができ、例えば、シーケンサなどであってもよい。 A. First embodiment:
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a plasma processing system 20 as an embodiment of the present invention. The plasma processing system 20 is a system for performing plasma etching in the present embodiment, and is used, for example, to etch a substrate (for example, a wafer) in a semiconductor manufacturing process. As shown in FIG. 1, the plasma processing system 20 includes a plasma etching apparatus 21, a command unit 22, and an electromagnet system 30. The plasma etching apparatus 21 includes a chamber (not shown). A plasma is generated in the chamber, and ions and radicals generated thereby etch the processing target. In the present embodiment, the command unit 22 is a personal computer, and is communicably connected to the electromagnet system 30 (more specifically, the electromagnet control device 50 described later). The command unit 22 may be any device that gives a command to the electromagnet system 30, and may be, for example, a sequencer.

電磁石システム３０は、電磁石４０と、電磁石制御装置５０と、を備えている。電磁石４０は、電磁石４０によって発生される磁場によってプラズマエッチング装置２１におけるプラズマ密度分布を制御するために、上述のチャンバの外部にチャンバに隣接して設けられる。電磁石制御装置５０は、指令部２２からの指令を受け付けて、所望の磁束密度が得られるように電磁石４０に流す電流を制御する。電磁石制御装置５０は、プラズマエッチング装置２１での処理状況に応じてプラズマ密度分布を制御できるように、予め定められた最大（または最小）の電流値（換言すれば、磁束密度値）に達する前に、電流（換言すれば、磁束密度）を減少（または減少）させるように制御可能に構成される。   The electromagnet system 30 includes an electromagnet 40 and an electromagnet control device 50. An electromagnet 40 is provided outside the above-mentioned chamber and adjacent to the chamber in order to control the plasma density distribution in the plasma etching apparatus 21 by the magnetic field generated by the electromagnet 40. The electromagnet control device 50 receives a command from the command unit 22 and controls the current supplied to the electromagnet 40 so as to obtain a desired magnetic flux density. Before the electromagnet control device 50 can control the plasma density distribution in accordance with the processing conditions in the plasma etching device 21, it reaches a predetermined maximum (or minimum) current value (in other words, a magnetic flux density value). In addition, it is controllably configured to reduce (or reduce) the current (in other words, the magnetic flux density).

図２は、電磁石４０の概略構成を示す断面図である。電磁石４０は、コイル４１と、継鉄４２と、を備えている。本実施例は、説明を単純化するために、電磁石４０が１つのコイル４１を備えているものとして説明される。ただし、電磁石４０は、任意の数のコイル４１を備えていてもよい。コイル４１は、上面視で円形状に配置されているが、図２では、円の中心に対して片側のみを示している。電磁石４０では、コイル４１から所定距離だけ離れた測定点Ｍ１（チャンバ内の点）において所望の磁束密度が得られるように、コイル４１に流す電流が制御される。   FIG. 2 is a cross sectional view showing a schematic configuration of the electromagnet 40. As shown in FIG. The electromagnet 40 includes a coil 41 and a yoke 42. In the present embodiment, the electromagnet 40 is described as including one coil 41 in order to simplify the description. However, the electromagnet 40 may be provided with any number of coils 41. The coils 41 are arranged in a circular shape in top view, but in FIG. 2 only one side is shown with respect to the center of the circle. In the electromagnet 40, the current flowing through the coil 41 is controlled such that a desired magnetic flux density can be obtained at a measurement point M1 (a point in the chamber) separated from the coil 41 by a predetermined distance.

しかしながら、磁性材料によって形成される継鉄４２は、磁気ヒステリシスを有している。このため、所望の磁束密度（本実施例では、指令部２２から入力される磁束密度指令値）に基づいて、コイル４１に流す電流を単純に演算すると、所望の磁束密度と、測定点Ｍ１で測定される磁束密度と、の間に、コイル４１に印加される電流の履歴に応じて差異が生じる。電磁石制御装置５０は、このようなヒステリシスの影響（つまり、所望の磁束密度と、測定点Ｍ１で測定される磁束密度と、の不一致）を低減する機能を有している。   However, the yoke 42 formed of a magnetic material has magnetic hysteresis. Therefore, simply calculating the current to be supplied to the coil 41 based on the desired magnetic flux density (in the present embodiment, the magnetic flux density command value input from the command unit 22), the desired magnetic flux density and the measurement point M1 A difference occurs between the measured magnetic flux density and the history of the current applied to the coil 41. The electromagnet control device 50 has a function of reducing the influence of such hysteresis (that is, the mismatch between the desired magnetic flux density and the magnetic flux density measured at the measurement point M1).

図１に示すように、電磁石制御装置５０は、指令値取得部６０と、電流値決定部７０と、ドライバ８０と、消磁部８５と、記憶部９０と、を備えている。指令値取得部６０は、指令部２２から磁束密度指令値を受け付ける。また、指令値取得部６０は、受け付けた磁束密度指令値を、ヒステリシスが存在しないと仮定した場合（すなわち、コイル４１に流す電流と、測定点Ｍ１で測定される磁束密度と、が正比例すると仮定した場合）のコイル４１に流す電流の電流値に換算する。こうして換算される電流値を電流指令値Ｉとも呼ぶ。指令値取得部６０は、算出した電流指令値Ｉを電流値決定部７０に出力する。   As shown in FIG. 1, the electromagnet control device 50 includes a command value acquisition unit 60, a current value determination unit 70, a driver 80, a demagnetization unit 85, and a storage unit 90. The command value acquisition unit 60 receives a magnetic flux density command value from the command unit 22. In addition, assuming that the received magnetic flux density command value does not have hysteresis (that is, it is assumed that the current supplied to coil 41 and the magnetic flux density measured at measurement point M1 are directly proportional to each other). And the current value of the current flowing through the coil 41). The current value thus converted is also referred to as a current command value I. The command value acquisition unit 60 outputs the calculated current command value I to the current value determination unit 70.

電流値決定部７０は、電磁石４０のヒステリシスを考慮して、電流指令値Ｉを補正し、コイル４１に実際に流す電流値（制御電流値Ｉ’とも呼ぶ）を決定する。この処理は、第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３に基づいて行われる。これらの関数は、記憶部９０に予め記憶されている。ただし、これらの関数は、外部（例えば、指令部２２）から通信によって取得されてもよい。また、後述するように、第２の関数９２および第３の関数９３は、状況に応じて変換されることがあるが、電流値決定部７０は、通信によって外部から変換後の関数を取得してもよい。これらの関数の詳細については後述する。   The current value determination unit 70 corrects the current command value I in consideration of the hysteresis of the electromagnet 40, and determines a current value (also referred to as a control current value I ′) that is actually supplied to the coil 41. This process is performed based on the first function 91, the second function 92, and the third function 93. These functions are stored in advance in the storage unit 90. However, these functions may be acquired by communication from the outside (for example, the command unit 22). Also, as described later, the second function 92 and the third function 93 may be converted depending on the situation, but the current value determination unit 70 obtains the function after conversion from the outside by communication. May be Details of these functions will be described later.

そして、電流値決定部７０は、決定した制御電流値Ｉ’をドライバ８０に出力する。ドライバ８０は、コイル４１への電流供給を制御する。すなわち、ドライバ８０は、入力さ
れた制御電流値Ｉ’の電流を電磁石４０のコイル４１に流す。消磁部８５は、継鉄４２に対して消磁を行う。具体的には、本実施例では、消磁部８５は、指令部２２から消磁指令を受け付けると、記憶部９０から消磁のパラメータ（例えば、交流消磁の振幅、周波数など）を取得する。そして、消磁部８５は、取得したパラメータに応じた指令をドライバ８０に出力する。ドライバ８０は、入力された指令に基づいて、電流を所望の波形に変換して出力する。 Then, current value determination unit 70 outputs the determined control current value I ′ to driver 80. The driver 80 controls the current supply to the coil 41. That is, the driver 80 causes the current of the input control current value I ′ to flow to the coil 41 of the electromagnet 40. The demagnetizing unit 85 demagnetizes the yoke 42. Specifically, in the present embodiment, when the demagnetization command is received from the command unit 22, the demagnetization unit 85 acquires the demagnetization parameters (for example, the amplitude, frequency, and the like of the AC demagnetization) from the storage unit 90. Then, the demagnetization unit 85 outputs a command corresponding to the acquired parameter to the driver 80. The driver 80 converts the current into a desired waveform and outputs it based on the input command.

図３は、第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３に基づいて制御電流値Ｉ’を決定する概念の説明図である。理想直線Ｆ０は、コイル４１に流す電流と、それによって得られる磁束密度と、の理想的な関係（すなわち、ヒステリシスが存在しない場合の関係）を示している。理想直線Ｆ０では、電流と磁束密度とは、原点を通る比例関係にある。これに対して、第１の関数ラインＦ１、第２の関数ラインＦ２および第３の関数ラインＦ３は、ヒステリシスの影響を考慮して補正された後の、電流と磁束密度との関係を概念的に表している。図３に図示される第１の関数ラインＦ１、第２の関数ラインＦ２および第３の関数ラインＦ３は、第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３をそれぞれそのままグラフ化したものではなく、これらの関数によって電流指令値Ｉが理想直線Ｆ０に対してどのように補正されるかを概念的に示していることに留意されたい。第１の関数ラインＦ１は、理想直線Ｆ０よりも上方に位置している。第２の関数ラインＦ２は、理想直線Ｆ０よりも下方に位置しており、第３の関数ラインＦ３は、第２の関数ラインＦ２よりも上方に位置している。図３に示す例では、第３の関数ラインＦ３の全体が理想直線Ｆ０よりも下方に位置しているが、継鉄４２の材質によっては、第３の関数ラインＦ３の一部分は、理想直線Ｆ０よりも上方に位置することもある。   FIG. 3 is an explanatory view of a concept of determining the control current value I 'based on the first function 91, the second function 92 and the third function 93. As shown in FIG. The ideal straight line F0 shows an ideal relationship (i.e., a relationship when there is no hysteresis) between the current flowing through the coil 41 and the magnetic flux density obtained thereby. In the ideal straight line F0, the current and the magnetic flux density are in a proportional relationship passing through the origin. On the other hand, the first function line F1, the second function line F2, and the third function line F3 conceptually represent the relationship between the current and the magnetic flux density after being corrected in consideration of the influence of the hysteresis. Is represented in. The first function line F1, the second function line F2 and the third function line F3 illustrated in FIG. 3 graph the first function 91, the second function 92 and the third function 93 as they are, respectively. It should be noted that these functions conceptually show how the current command value I is corrected with respect to the ideal straight line F0. The first function line F1 is located above the ideal straight line F0. The second function line F2 is located below the ideal straight line F0, and the third function line F3 is located above the second function line F2. In the example shown in FIG. 3, the entire third function line F3 is located below the ideal straight line F0, but depending on the material of the yoke 42, a portion of the third function line F3 is the ideal straight line F0 It may be located higher than it.

関数ラインＦ１〜Ｆ３は、電磁石４０のヒステリシス特性を予め実測し、その結果に基づいて、近似的に定められる。第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３は、定められた関数ラインＦ１〜Ｆ３上の電流値が制御電流値Ｉ’として得られるように近似的に定められる。本実施例では、第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３の各々は、区間線形関数として定義されている。つまり、第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３の各々は、グラフ化した場合、複数の線形が折れ点で接続された形状を有している。ただし、第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３は、区間が定義されていない単純な線形関数として定義されてもよいし、あるいは、任意の関数として定義されてもよい。   The function lines F1 to F3 measure the hysteresis characteristics of the electromagnet 40 in advance, and are approximately determined based on the results. The first function 91, the second function 92 and the third function 93 are approximately determined such that the current values on the determined function lines F1 to F3 are obtained as the control current value I '. In the present embodiment, each of the first function 91, the second function 92 and the third function 93 is defined as a piecewise linear function. That is, each of the first function 91, the second function 92, and the third function 93, when graphed, has a shape in which a plurality of linear shapes are connected at break points. However, the first function 91, the second function 92, and the third function 93 may be defined as a simple linear function whose interval is not defined, or may be defined as an arbitrary function. .

第１の関数９１は、継鉄４２の消磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に使用される。第１の関数９１に対応する図３の第１の関数ラインＦ１は、原点と、磁束密度の最大値Ｂｍａｘと、の間で定義されている。すなわち、図示される第１の関数ラインＦ１は、電流値ゼロから最大値Ｂｍａｘに相当する電流値（電流値Ｉｍａｘ）まで電流を一定の幅で増加させる場合における、コイル４１に流れる電流値と、測定点Ｍ１において得られる磁束密度と、の関係を近似的に表している。   The first function 91 is used to increase the absolute value of the magnetic flux density from the demagnetization state of the yoke 42. The first function line F1 of FIG. 3 corresponding to the first function 91 is defined between the origin and the maximum value Bmax of the magnetic flux density. That is, the first function line F1 shown in the drawing shows the current value flowing through the coil 41 when the current is increased with a constant width from the current value zero to the current value (current value Imax) corresponding to the maximum value Bmax; The relationship with the magnetic flux density obtained at the measurement point M1 is approximately represented.

第２の関数９２は、継鉄４２の着磁状態から磁束密度の絶対値を減少させる場合に使用される。第２の関数９２に対応する図３の第２の関数ラインＦ２は、最大値Ｂｍａｘと、ｘ軸上の点（電流値ゼロ）と、の間で定義されている。つまり、図示される第２の関数ラインＦ２は、最大値Ｂｍａｘに相当する電流値から電流値ゼロまで電流を一定の幅で減少させる場合における、コイル４１に流れる電流値と、測定点Ｍ１において得られる磁束密度と、の関係を近似的に表している。   The second function 92 is used to reduce the absolute value of the magnetic flux density from the magnetized state of the yoke 42. The second function line F2 in FIG. 3 corresponding to the second function 92 is defined between the maximum value Bmax and a point on the x-axis (current value zero). That is, the second function line F2 shown is obtained at the measurement point M1 and the current value flowing through the coil 41 when the current is reduced from the current value corresponding to the maximum value Bmax to the current value zero with a constant width. The relationship between the magnetic flux density and the magnetic flux density is approximately expressed.

第３の関数９３は、継鉄４２の着磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に使用される。第３の関数９３に対応する図３の第３の関数ラインＦ３は、ｘ軸上の点（電流値ゼロ）と、最大値Ｂｍａｘと、の間で定義されている。つまり、図示される第３の関数ラ
インＦ３は、最大値Ｂｍａｘに対応する電流値から電流値ゼロまで電流を低下させた後に、再度、最大値Ｂｍａｘに対応する電流値まで電流を一定の幅で増加させる場合における、コイル４１に流れる電流値と、測定点Ｍ１において得られる磁束密度と、の関係を近似的に表している。 The third function 93 is used to increase the absolute value of the magnetic flux density from the magnetized state of the yoke 42. The third function line F3 in FIG. 3 corresponding to the third function 93 is defined between a point on the x-axis (current value zero) and the maximum value Bmax. That is, after reducing the current from the current value corresponding to the maximum value Bmax to the current value zero to the third function line F3 illustrated, the current again has a constant width to the current value corresponding to the maximum value Bmax. The relation between the value of the current flowing through the coil 41 and the magnetic flux density obtained at the measurement point M1 in the case of the increase is approximately represented.

図３では、第１象限のみを示しているが、第２ないし第４象限の各々においても、図３に示す線形と原点対象のグラフを得ることができ、また、それに対応するように第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３が定義されることに留意されたい。   Although only the first quadrant is shown in FIG. 3, in each of the second to fourth quadrants, it is possible to obtain the graph of the linear and origin targets shown in FIG. 3 and, correspondingly, the first It should be noted that a function 91, a second function 92 and a third function 93 of.

図４は、電磁石制御装置５０によって実行される電流値決定処理の一例の流れを示すフローチャートである。電流値決定処理は、指令部２２から入力される指令値に基づいて、コイル４１に流す電流の電流値を決定する処理である。電流値決定処理は、指令部２２から電磁石制御装置５０に指令値が入力される度に繰り返し実行される。図４では、説明を単純化するために、電流値および磁束密度値の各々が、ゼロ以上の範囲（すなわち、図３に示された第１象限の範囲内）で制御される場合を示している。電流値決定処理が開始されると、まず、指令値取得部６０は、指令部２２から入力された磁束密度指令値を受け付けて、電流指令値Ｉｎを算出する（ステップＳ１１０）。電流指令値Ｉの添え字「ｎ」は、ｎ番目に入力された磁束密度指令値に対応していることを表している。この電流指令値Ｉｎは、図３に示された理想直線Ｆ０に基づいて算出される。   FIG. 4 is a flowchart showing a flow of an example of current value determination processing executed by the electromagnet control device 50. The current value determination process is a process of determining the current value of the current flowing through the coil 41 based on the command value input from the command unit 22. The current value determination process is repeatedly executed each time a command value is input from the command unit 22 to the electromagnet control device 50. In FIG. 4, in order to simplify the explanation, the case where each of the current value and the magnetic flux density value is controlled in a range of zero or more (ie, within the range of the first quadrant shown in FIG. 3) is shown. There is. When the current value determination process is started, first, the command value acquisition unit 60 receives the magnetic flux density command value input from the command unit 22, and calculates the current command value In (step S110). The suffix “n” of the current command value I indicates that it corresponds to the nth input magnetic flux density command value. The current command value In is calculated based on the ideal straight line F0 shown in FIG.

電流指令値Ｉｎを算出すると、指令値取得部６０は、算出された電流指令値Ｉｎを記憶部９０に記憶し（ステップＳ１２０）、当該電流指令値Ｉｎを電流値決定部７０に出力する。本実施例では、記憶部９０に記憶された電流指令値Ｉｎは、次回実行される電流値決定処理が終了する際に消去される。   After calculating the current command value In, the command value acquisition unit 60 stores the calculated current command value In in the storage unit 90 (step S120), and outputs the current command value In to the current value determination unit 70. In the present embodiment, the current command value In stored in the storage unit 90 is erased when the current value determination process to be executed next is completed.

電流値決定部７０は、入力された電流指令値Ｉｎが消磁状態からの磁束密度の増加の指令を表しているか否かを判断する（ステップＳ１３０）。ここでの「消磁状態からの磁束密度の増加の指令」には、初期状態（すなわち、残留磁気なし）からの初めて磁束密度の増加の指令と、初期状態から、一度も磁束密度を減少させることなく、段階的に磁束密度を増加させる場合の、途中の段階の磁束密度の増加の指令と、が含まれる。この判断は、本実施例では、前回実行された電流値決定処理のステップＳ１２０によって電流指令値Ｉｎ−１が記憶されているか否かと、後述する関数フラグと、に基づいて行われる。初めて電流値決定処理が実行される場合、電流指令値Ｉｎ−１は、当然に記憶されていない。また、本実施例では、ｎ回目の電流値決定処理の後に消磁部８５によって消磁が実行された場合、記憶部９０に記憶された電流指令値Ｉｎは消去される。このため、電流値決定部７０は、電流指令値Ｉｎ−１が記憶部９０に記憶されているか否かに基づいて、入力された電流指令値Ｉｎが初期状態からの初めての磁束密度の増加を表すか否かを判断することができる。入力された電流指令値Ｉｎが途中の段階での磁束密度の増加を表すか否かについては、後述する関数フラグによって判断することができる。この判断については、後述する。 Current value determination unit 70 determines whether or not input current command value In represents a command to increase the magnetic flux density from the demagnetized state (step S130). In the "command of increase of magnetic flux density from demagnetized state", the command of increase of magnetic flux density from the initial state (that is, no remanence) and decrease of magnetic flux density once from the initial state And the instruction to increase the magnetic flux density in the middle stage when the magnetic flux density is gradually increased. In the present embodiment, this determination is made based on whether or not the current command value In -1 is stored in step S120 of the current value determination process executed last time, and a function flag described later. When the current value determination process is executed for the first time, the current command value In -1 is not naturally stored. Further, in the present embodiment, when the demagnetization is performed by the demagnetization unit 85 after the nth current value determination process, the current command value In stored in the storage unit 90 is erased. Therefore, based on whether current command value In -1 is stored in storage unit 90, current value determination unit 70 increases the magnetic flux density for the first time from the initial state of input current command value In. Can be determined. Whether or not the input current command value In represents increase in magnetic flux density in the middle stage can be determined by a function flag described later. This determination will be described later.

判断の結果、電流指令値Ｉｎが消磁状態からの磁束密度の増加の指令を表している場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、電流値決定部７０は、第１の関数９１を選択し、関数フラグを値１に設定する（ステップＳ１４０）。関数フラグは、記憶部９０に確保されたフラグ領域に書き込まれる。この関数フラグの使用方法については後述する。次いで、電流値決定部７０は、第１の関数９１を用いて電流補正量Ｉｃを決定する（ステップＳ１５０）。本実施例では、第１の関数９１は、電流指令値Ｉと電流補正量Ｉｃとの対応関係を表す関数である。この点は、第２の関数９２および第３の関数９３についても同様である。ここでの電流補正量Ｉｃの決定方法は後述する。次いで、電流値決定部７０は、上記ステップＳ１１０で算出した電流指令値Ｉｎに電流補正量Ｉｃを加算して、制御電流値Ｉｎ’
を算出する（ステップＳ２１０）。そして、電流値決定部７０は、制御電流値Ｉｎ’を記憶部９０に記憶する（ステップＳ２２０）とともに、制御電流値Ｉｎ’をドライバ８０に出力し（ステップＳ２３０）、電流値決定処理を終了する。 If it is determined that the current command value In indicates a command to increase the magnetic flux density from the demagnetized state (step S130: YES), the current value determining unit 70 selects the first function 91 and sets the function flag. The value is set to 1 (step S140). The function flag is written to the flag area secured in the storage unit 90. How to use this function flag will be described later. Next, the current value determination unit 70 determines the current correction amount Ic using the first function 91 (step S150). In the present embodiment, the first function 91 is a function that represents the correspondence between the current command value I and the current correction amount Ic. The same applies to the second function 92 and the third function 93. The method of determining the current correction amount Ic will be described later. Next, the current value determination unit 70 adds the current correction amount Ic to the current command value In calculated in the above step S110 to obtain the control current value In '.
Is calculated (step S210). Then, current value determination unit 70 stores control current value In 'in storage unit 90 (step S220), and outputs control current value In' to driver 80 (step S230), and ends the current value determination process. .

一方、電流指令値Ｉｎが消磁状態からの磁束密度の増加の指令を表していない場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、すなわち、継鉄４２が着磁状態にある場合、電流値決定部７０は、電流指令値Ｉｎが電流指令値Ｉｎ−１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１６０）。電流指令値Ｉｎ−１は、前回実行された電流値決定処理の上記ステップＳ１２０において、記憶部９０に記憶されている。判断の結果、電流指令値Ｉｎが電流指令値Ｉｎ−１よりも小さい場合（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、すなわち、磁束密度を減少させる指令が入力されている場合、電流値決定部７０は、第２の関数９２を選択し、関数フラグを値２に設定する（ステップＳ１７０）。次いで、電流値決定部７０は、第２の関数９２に基づいて電流補正量Ｉｃを決定する（ステップＳ１８０）。ここでの電流補正量Ｉｃの決定方法は後述する。そして、電流値決定部７０は、処理を上記ステップＳ２１０に進める。 On the other hand, if the current command value In does not represent a command to increase the magnetic flux density from the demagnetized state (step S130: NO), that is, if the yoke 42 is magnetized, the current value determination unit 70 It is determined whether the command value In is smaller than the current command value In -1 (step S160). The current command value In -1 is stored in the storage unit 90 in step S120 of the current value determination process performed previously. As a result of the determination, if the current command value In is smaller than the current command value In -1 (step S160: YES), that is, if a command to decrease the magnetic flux density is input, the current value determination unit 70 The function 92 of 2 is selected, and the function flag is set to the value 2 (step S170). Next, the current value determination unit 70 determines the current correction amount Ic based on the second function 92 (step S180). The method of determining the current correction amount Ic will be described later. Then, current value determination unit 70 advances the process to step S210.

判断の結果、電流指令値Ｉｎが電流指令値Ｉｎ−１よりも大きい場合（ステップＳ１６０：ＮＯ）、すなわち、磁束密度を増加させる指令が入力されている場合、電流値決定部７０は、第３の関数９３を選択し、関数フラグを値３に設定する（ステップＳ１９０）。次いで、電流値決定部７０は、第３の関数９３に基づいて電流補正量Ｉｃを決定する（ステップＳ２００）。ここでの電流補正量Ｉｃの決定方法は後述する。そして、電流値決定部７０は、処理を上記ステップＳ２１０に進める。 If it is determined that the current command value In is larger than the current command value In -1 (step S160: NO), that is, if a command to increase the magnetic flux density is input, the current value determination unit 70 The function 93 of 3 is selected, and the function flag is set to the value 3 (step S190). Next, the current value determination unit 70 determines the current correction amount Ic based on the third function 93 (step S200). The method of determining the current correction amount Ic will be described later. Then, current value determination unit 70 advances the process to step S210.

図５〜図１０は、上記ステップＳ１５０，Ｓ１８０，Ｓ２００における電流補正量Ｉｃの決定方法の具体例を概念的に示している。図５は、消磁状態から磁束密度を増加させる場合に電流値を決定する概念を示しており、上記ステップＳ１５０に対応している。図５に示すように、最大値Ｂｍａｘよりも小さい磁束密度指令値Ｂ１が入力されると、電磁石制御装置５０は、理想直線Ｆ０を用いて電流指令値Ｉ１を算出する（ステップＳ１１０）。図５において、点Ｐ１は、最大値Ｂｍａｘに相当する理想直線Ｆ０上の点である。点Ｐ２は、磁束密度指令値Ｂ１によって定まる理想直線Ｆ０上の点であり、電流指令値Ｉ１に対応している。そして、電磁石制御装置５０は、第１の関数９１を用いて、電流補正量ＩＣ１を決定し（ステップＳ１５０）、これに電流指令値Ｉ１を加算して、制御電流値Ｉ’１を算出する。点Ｐ３は、第１の関数ラインＦ１上の点であり、磁束密度指令値Ｂ１および制御電流値Ｉ’１に対応している。つまり、消磁状態から磁束密度指令値Ｂ１まで磁束密度を増加させる場合、電流値は、ゼロから、第１の関数ラインＦ１上の点Ｐ３に対応する制御電流値Ｉ’１まで増加される。第１の関数９１では、このような結果が得られるように、電流指令値Ｉと電流補正量Ｉｃとの対応関係が定義されている。 5 to 10 conceptually show specific examples of the method of determining the current correction amount Ic in the steps S150, S180, and S200. FIG. 5 shows the concept of determining the current value when increasing the magnetic flux density from the demagnetized state, and corresponds to the above step S150. As shown in FIG. 5, when the magnetic flux density command value B1 smaller than the maximum value Bmax is input, the electromagnet control device 50 calculates the current command value I1 using the ideal straight line F0 (step S110). In FIG. 5, a point P1 is a point on the ideal straight line F0 corresponding to the maximum value Bmax. The point P2 is a point on the ideal straight line F0 determined by the magnetic flux density command value B1, and corresponds to the current command value I1. The magnet controller 50 uses the first function 91, determines the amount of current correction I C1 (step S150), by adding the current command value I1 thereto, calculates the control current value I'1 . The point P3 is a point on the first function line F1 and corresponds to the magnetic flux density command value B1 and the control current value I'1. That is, when the magnetic flux density is increased from the demagnetized state to the magnetic flux density command value B1, the current value is increased from zero to the control current value I'1 corresponding to the point P3 on the first function line F1. In the first function 91, the correspondence between the current command value I and the current correction amount Ic is defined so as to obtain such a result.

図６は、図５の状態からさらに磁束密度を増加させる場合に電流値を決定する概念を示している。磁束密度指令値Ｂ２（Ｂ２＞Ｂ１）が入力されると、電磁石制御装置５０は、理想直線Ｆ０を用いて電流指令値Ｉ２（点Ｐ４に対応）を算出する（ステップＳ１１０）。そして、電磁石制御装置５０は、第１の関数９１を用いて電流補正量ＩＣ２を決定し（ステップＳ１５０）、これに電流指令値Ｉ２を加算して、制御電流値Ｉ’２（点Ｐ５に対応）を算出する。つまり、入力される磁束密度指令値が消磁状態から増加し続ける限り、制御電流値Ｉ’は、第１の関数９１を継続的に使用して、第１の関数ラインＦ１上の点に対応する値として決定される。入力される磁束密度指令値が消磁状態から増加し続けるか否かは、関数フラグを参照して判断することができる。具体的には、関数フラグが値１に設定されている状態で、前回よりも大きな磁束密度指令値が入力された場合は、入力される磁束密度指令値が消磁状態から増加し続けると判断できる。 FIG. 6 shows the concept of determining the current value when the magnetic flux density is further increased from the state of FIG. When the magnetic flux density command value B2 (B2> B1) is input, the electromagnet control device 50 calculates the current command value I2 (corresponding to the point P4) using the ideal straight line F0 (step S110). Then, the electromagnet control device 50 determines the current correction amount IC2 using the first function 91 (step S150), adds the current command value I2 to this, and adds the control current value I'2 (to the point P5). Correspondence) is calculated. That is, as long as the input magnetic flux density command value continues to increase from the demagnetizing state, the control current value I ′ corresponds to a point on the first function line F1 continuously using the first function 91. Determined as a value. Whether or not the inputted magnetic flux density command value continues to increase from the demagnetized state can be determined with reference to the function flag. Specifically, when a magnetic flux density command value larger than the previous time is input while the function flag is set to the value 1, it can be determined that the input magnetic flux density command value continues to increase from the demagnetized state .

図７は、着磁状態から磁束密度を減少させる場合に電流値を決定する概念を示している。図６に示す状態から磁束密度指令値Ｂ３（Ｂ３＜Ｂ２）が入力されると、つまり、磁束密度指令値が増加から減少に切り替わると、電磁石制御装置５０は、理想直線Ｆ０を用いて電流指令値Ｉ３（点Ｐ６に対応）を算出する（ステップＳ１１０）。そして、電磁石制御装置５０は、第２の関数９２に基づいて電流補正量ＩＣ３を決定し（ステップＳ１５０）、これに電流指令値Ｉ３を加算して、制御電流値Ｉ’３（点Ｐ７に対応）を算出する。点Ｐ７は、第２の関数変換ラインＦ２’上の点である。第２の関数変換ラインＦ２’が理想直線Ｆ０よりも下方に位置することから、電流補正量ＩＣ３は、マイナスの値として算出される。 FIG. 7 shows the concept of determining the current value when reducing the magnetic flux density from the magnetized state. When the magnetic flux density command value B3 (B3 <B2) is input from the state shown in FIG. 6, that is, when the magnetic flux density command value switches from an increase to a decrease, the electromagnet control device 50 uses the ideal straight line F0 to A value I3 (corresponding to point P6) is calculated (step S110). The magnet controller 50, based on a second function 92 determines a current correction amount I C3 (step S150), this by adding the current command value I3, the control current value I'3 (point P7 Correspondence) is calculated. The point P7 is a point on the second function conversion line F2 '. Since the second function conversion line F2 'is located below the ideal straight line F0, the current correction amount I C3 is calculated as a negative value.

第２の関数変換ラインＦ２’は、第２の関数ラインＦ２が変換されたラインである。具体的には、第２の関数変換ラインＦ２’は、第２の関数ラインＦ２と理想直線Ｆ０との間に位置するように変換されたラインである。例えば、第２の関数変換ラインＦ２’は、以下のようにして得ることができる。まず、第２の関数ラインＦ２が、点Ｐ１（第２の関数ラインＦ２の原点と反対側の端点）が、点Ｐ４（磁束密度（換言すれば、電流）が増加から減少に転じる際の電流指令値Ｉに対応する理想直線Ｆ０上の点）に位置するように平行移動される。そして、図７に示すように、平行移動された第２の関数ラインＦ２が縮小される。この際の縮小率はＢ２/Ｂｍａｘである。   The second function conversion line F2 'is a line obtained by converting the second function line F2. Specifically, the second function transformation line F2 'is a line transformed so as to be located between the second function line F2 and the ideal straight line F0. For example, the second function transformation line F2 'can be obtained as follows. First, the second function line F2 is the current at the point P1 (end point of the second function line F2 opposite to the origin) at the point P4 (magnetic flux density (in other words, current) changes from increase to decrease) It is translated to be located at a point on the ideal straight line F0 corresponding to the command value I). Then, as shown in FIG. 7, the translated second function line F2 is reduced. The reduction ratio at this time is B2 / Bmax.

電流補正量ＩＣ３は、制御電流値Ｉ’３がこのような第２の関数変換ラインＦ２’上に位置するように決定される。換言すれば、第２の関数９２は、このような結果が得られるように変換された後に使用される。このような第２の関数９２の変換は、第２の関数の各項（例えば、一次関数の場合は、一次項および定数項）の少なくとも１つに所定の係数を乗じることによって行うことができる。本実施例のように、第２の関数９２が区間ごとに定義される場合には、この区間も縮小される。 Current correction amount I C3 is a control current value I'3 is determined to be located on such second function conversion lines F2 '. In other words, the second function 92 is used after being converted to obtain such a result. Such conversion of the second function 92 can be performed by multiplying at least one of each term of the second function (for example, a linear term and a constant term in the case of a linear function) by a predetermined coefficient. . If the second function 92 is defined for each section as in the present embodiment, this section is also reduced.

図８は、着磁状態から磁束密度を減少させる場合に電流値を決定する概念の他の例を示している。この例では、図７に示した第２の関数変換ラインＦ２’に代えて、第２の関数変換ラインＦ２’’が使用される。第２の関数変換ラインＦ２’’は以下のようにして得られる。まず、第２の関数ラインＦ２が、点Ｐ１が点Ｐ５（磁束密度が増加から減少に転じる際の磁束密度Ｂ２に対応する第１の関数ラインＦ１上の点）に位置するように平行移動される。そして、平行移動された第２の関数ラインＦ２が縮小される。ここでの縮小率はＢ２/Ｂｍａｘである。このように、磁束密度が増加から減少に転じる際の磁束密度Ｂ２に対応する第１の関数ラインＦ１上の点に一端が位置する第２の関数変換ラインＦ２’’を使用することによって、磁束密度の補正精度を向上できる。   FIG. 8 shows another example of the concept of determining the current value when reducing the magnetic flux density from the magnetized state. In this example, a second function transform line F2 '' is used instead of the second function transform line F2 'shown in FIG. The second function transformation line F2 '' is obtained as follows. First, the second function line F2 is translated so that the point P1 is located at the point P5 (the point on the first function line F1 corresponding to the magnetic flux density B2 when the magnetic flux density changes from an increase to a decrease) Ru. Then, the translated second function line F2 is reduced. The reduction ratio here is B2 / Bmax. Thus, by using the second function transformation line F2 ′ ′ whose one end is located at a point on the first function line F1 corresponding to the magnetic flux density B2 when the magnetic flux density changes from increasing to decreasing, the magnetic flux Density correction accuracy can be improved.

図７（または図８）に示した状態の後、入力される磁束密度指令値が減少し続ける限り、制御電流値Ｉ’は、同一の関数（上述の変換された第２の関数９２）を使用して、第２の関数変換ラインＦ２’（または、第２の関数変換ラインＦ２’’）上の点に対応する値として決定される。入力される磁束密度指令値が着磁状態から減少し続けるか否かは、関数フラグを参照して判断することができる。具体的には、関数フラグが値２に設定されている状態で、前回よりも小さな磁束密度指令値が入力された場合は、入力される磁束密度指令値が着磁状態から減少し続けると判断できる。なお、磁束密度指令値が点Ｐ１に達した後で磁束密度指令値が増加から減少に切り替わる場合には、第２の関数変換ラインＦ２’ （または、第２の関数変換ラインＦ２’’）ではなく、第２の関数ラインＦ２上に制御電流値Ｉ’が位置するように、制御電流値Ｉ’が決定される。   As long as the input magnetic flux density command value continues to decrease after the state shown in FIG. 7 (or FIG. 8), the control current value I ′ has the same function (the converted second function 92 described above) Using, it is determined as a value corresponding to a point on the second function transformation line F2 '(or the second function transformation line F2' '). Whether or not the input magnetic flux density command value continues to decrease from the magnetized state can be determined with reference to the function flag. Specifically, it is determined that the input magnetic flux density command value continues to decrease from the magnetized state when the magnetic flux density command value smaller than the previous time is input while the function flag is set to the value 2. it can. In the case where the magnetic flux density command value switches from an increase to a decrease after the magnetic flux density command value reaches the point P1, in the second function conversion line F2 ′ (or the second function conversion line F2 ′ ′) Instead, the control current value I 'is determined such that the control current value I' is located on the second function line F2.

図９は、着磁状態から磁束密度を増加させる場合に電流値を決定する概念を示している。図７に示す状態から磁束密度指令値Ｂ４（Ｂ４＞Ｂ３）が入力されると、つまり、着磁状態において磁束密度指令値が減少から増加に再度切り替わると、電磁石制御装置５０は
、理想直線Ｆ０を用いて電流指令値Ｉ４（点Ｐ８に対応）を算出する（ステップＳ１１０）。着磁状態において磁束密度指令値が減少から増加に再度切り替わるか否かは、関数フラグを参照して判断することができる。具体的には、関数フラグが値２に設定されている状態で、前回よりも大きな磁束密度指令値が入力された場合は、着磁状態において磁束密度指令値が減少から増加に再度切り替わると判断することができる。 FIG. 9 shows the concept of determining the current value when increasing the magnetic flux density from the magnetized state. When the magnetic flux density command value B4 (B4> B3) is input from the state shown in FIG. 7, that is, when the magnetic flux density command value switches again from a decrease to an increase in the magnetized state, the electromagnet control device 50 generates the ideal straight line F0. The current command value I4 (corresponding to the point P8) is calculated using (step S110). Whether the magnetic flux density command value switches from decrease to increase again in the magnetized state can be determined with reference to the function flag. Specifically, it is determined that the magnetic flux density command value switches from a decrease to an increase again in the magnetized state when a magnetic flux density command value larger than the previous time is input while the function flag is set to the value 2. can do.

そして、電磁石制御装置５０は、第３の関数９３に基づいて電流補正量ＩＣ４を決定し（ステップＳ１５０）、これに電流指令値Ｉ４を加算して、制御電流値Ｉ’４（点Ｐ９に対応）を算出する。点Ｐ９は、第３の関数変換ラインＦ３’上の点である。第３の関数変換ラインＦ３’が理想直線Ｆ０よりも下方に位置することから、電流補正量ＩＣ４は、マイナスの値として算出される。 The magnet controller 50, based on the third function 93 determines a current correction amount I C4 (step S150), by adding the current command value I4 to this, the control current value I'4 (point P9 Correspondence) is calculated. The point P9 is a point on the third function conversion line F3 '. Since the third function conversion line F3 'is located below the ideal straight line F0, the current correction amount IC4 is calculated as a negative value.

第３の関数変換ラインＦ３’は、第３の関数ラインＦ３が変換されたラインである。例えば、第３の関数変換ラインＦ３’は、以下のようにして得ることができる。まず、第１の関数ラインＦ１および第３の関数ラインＦ３が、第１の関数ラインＦ１の原点側の端点が、点Ｐ６（磁束密度（換言すれば、電流）が減少から増加に転じる際の電流指令値Ｉに対応する理想直線Ｆ０上の点）に位置するように平行移動される。そして、図９に示すように、平行移動された第１の関数ラインＦ１および第３の関数ラインＦ３が縮小される。ここでの縮小率は、（Ｂｍａｘ−Ｂ３）/Ｂｍａｘである。こうして縮小された第１の関数ラインＦ１および第３の関数ラインＦ３のうちの、縮小された第３の関数ラインＦ３が第３の関数変換ラインＦ３’である。なお、図９に示す例では、第３の関数変換ラインＦ３’の全体が理想直線Ｆ０よりも下方に位置しているが、第３の関数ラインＦ３の形状によっては、第３の関数変換ラインＦ３’の一部分は、理想直線Ｆ０よりも上方に位置することもある。   The third function conversion line F3 'is a line obtained by converting the third function line F3. For example, the third function transformation line F3 'can be obtained as follows. First, when the first function line F1 and the third function line F3 are the end points of the first function line F1 on the origin side, the point P6 (magnetic flux density (in other words, current) changes from decrease to increase) It is translated to be located at a point on the ideal straight line F0 corresponding to the current command value I). Then, as shown in FIG. 9, the translated first function line F1 and the third function line F3 are reduced. The reduction ratio here is (Bmax−B3) / Bmax. Of the first function line F1 and the third function line F3 thus reduced, the reduced third function line F3 is the third function conversion line F3 '. In the example shown in FIG. 9, the entire third function conversion line F3 ′ is located below the ideal straight line F0, but depending on the shape of the third function line F3, the third function conversion line A part of F3 'may be located above the ideal straight line F0.

電流補正量ＩＣ４は、制御電流値Ｉ’４がこのような第３の関数変換ラインＦ３’上に位置するように決定される。換言すれば、第３の関数９３は、このような結果が得られるように変換された後に使用される。このような第３の関数９３の変換は、第３の関数の各項の少なくとも１つに所定の係数を乗じることによって行うことができる。本実施例のように、第３の関数９３が区間ごとに定義される場合には、この区間も縮小される。 Current correction amount I C4 are the control current value I'4 is determined to be located on such third function converter line F3 '. In other words, the third function 93 is used after being converted to obtain such a result. Such conversion of the third function 93 can be performed by multiplying at least one of the terms of the third function by a predetermined coefficient. If the third function 93 is defined for each section as in the present embodiment, this section is also reduced.

図１０は、着磁状態から磁束密度を増加させる場合に電流値を決定する概念の他の例を示している。この例では、図９に示した第３の関数変換ラインＦ３’に代えて、第３の関数変換ラインＦ３’’が使用される。また、図１０では、図８に示した点Ｐ７において、磁束密度が減少から増加に転じる場合を示している。第３の関数変換ラインＦ３’’は以下のようにして得られる。まず、第３の関数ラインＦ３の原点側の端点が点Ｐ７（磁束密度が減少から増加に転じる際の第２の関数変換ラインＦ２’’上の点）に位置するように第３の関数ラインＦ３が平行移動される。そして、平行移動された第３の関数ラインＦ３が縮小される。ここでの縮小率は（Ｂｍａｘ−Ｂ３）/Ｂｍａｘである。このように、磁束密度が減少から増加に転じる際の磁束密度Ｂ３に対応する第２の関数変換ラインＦ２’’上の点に一端が位置する第３の関数変換ラインＦ３’’を使用することによって、磁束密度の補正精度を向上できる。   FIG. 10 shows another example of the concept of determining the current value when increasing the magnetic flux density from the magnetized state. In this example, a third function conversion line F3 '' is used instead of the third function conversion line F3 'shown in FIG. Further, FIG. 10 shows the case where the magnetic flux density changes from a decrease to an increase at a point P7 shown in FIG. The third function transformation line F3 '' is obtained as follows. First, the third function line so that the end point on the origin side of the third function line F3 is located at the point P7 (point on the second function conversion line F2 ′ ′ when the magnetic flux density changes from decrease to increase) F3 is translated. Then, the translated third function line F3 is reduced. The reduction ratio here is (Bmax−B3) / Bmax. Thus, using the third function transformation line F3 ′ ′ whose one end is located at a point on the second function transformation line F2 ′ ′ corresponding to the magnetic flux density B3 when the magnetic flux density shifts from a decrease to an increase Can improve the correction accuracy of the magnetic flux density.

図９（または図１０）に示した状態の後、着磁状態において、入力される磁束密度指令値が増加し続ける限り、制御電流値Ｉ’は、同一の関数（上述の変換された第３の関数９３）を使用して、第３の関数変換ラインＦ３’（または、第３の関数変換ラインＦ３’）’上の点に対応する値として決定される。着磁状態において磁束密度指令値が増加し続けるか否かは、関数フラグを参照して判断することができる。具体的には、関数フラグが値３に設定されている状態で、前回よりも大きな磁束密度指令値が入力された場合は、着磁状態において磁束密度指令値が増加し続けると判断することができる。また、磁束密度が
再度減少に転じる場合（関数フラグによって判断できる）には、図７および図８に示したのと同様に、第２の関数ラインＦ２が変換されたライン上に制御電流値Ｉ’が位置するように、制御電流値Ｉ’が決定される。なお、磁束密度指令値が、第２の関数ラインＦ２の最小値（ｘ軸上の点）に達した後で磁束密度指令値が減少から増加に切り替わる場合には、第３の関数変換ラインＦ３’，Ｆ３’’ではなく、第３の関数ラインＦ３上に制御電流値Ｉ’が位置するように、制御電流値Ｉ’が決定される。説明は、省略するが、第２ないし第４象限の各々においても、第１象限と同様にして、制御電流値Ｉ’が決定される。 After the state shown in FIG. 9 (or FIG. 10), in the magnetized state, as long as the input magnetic flux density command value continues to increase, the control current value I ′ is the same function (the above-mentioned converted third value Of the third function transformation line F3 ′ (or the third function transformation line F3 ′) ′ is determined as a value corresponding to a point on the third function transformation line F3 ′ (or the third function transformation line F3 ′) ′. Whether or not the magnetic flux density command value continues to increase in the magnetized state can be determined with reference to the function flag. Specifically, in the state where the function flag is set to the value 3, when the magnetic flux density command value larger than the previous time is input, it may be determined that the magnetic flux density command value continues to increase in the magnetized state. it can. In addition, when the magnetic flux density starts to decrease again (which can be determined by the function flag), the control current value I is obtained by converting the second function line F2 in the same manner as shown in FIG. 7 and FIG. The control current value I 'is determined such that' is located. When the magnetic flux density command value switches from a decrease to an increase after the magnetic flux density command value reaches the minimum value (point on the x axis) of the second function line F2, the third function conversion line F3 The control current value I 'is determined such that the control current value I' is located on the third function line F3 instead of ', F3'. Although the description is omitted, in each of the second to fourth quadrants, the control current value I 'is determined in the same manner as in the first quadrant.

以上説明したプラズマ処理システム２０によれば、３つの関数９１，９２，９３を、コイル４１への電流の印加履歴に応じて使い分けて、コイル４１に流す電流を制御することによって、電流印加の履歴に関わらず、ヒステリシスに起因する残留磁気の影響を低減することができる。すなわち、磁束密度指令値と、コイル４１に電流を流すことによって実際に得られる磁束密度値と、を従来よりも精度良く一致させることができる。その結果、同一のプラズマ処理システム２０におけるプロセス使用条件の再現性の向上、または、同一仕様のプラズマ処理システム２０同士間の個体差を低減することができる。しかも、継鉄４２が有するヒステリシスの大きさに関わらず、磁束密度指令値と、実際に得られる磁束密度値と、を精度良く一致させることができる。このため、継鉄４２にヒステリシスの小さい材料を使用しなくてもよい。その結果、容易に入手できる安価な材料を継鉄４２に用いることができる。つまり、プラズマ処理システム２０のコスト、および、プラズマ処理システム２０の発注から納品までに要する時間を低減することができる。   According to the plasma processing system 20 described above, the history of current application is used by properly using the three functions 91, 92, 93 according to the application history of the current to the coil 41 and controlling the current supplied to the coil 41. Regardless of this, it is possible to reduce the influence of remanence due to hysteresis. That is, the magnetic flux density command value and the magnetic flux density value actually obtained by supplying a current to the coil 41 can be made to coincide with each other more accurately than in the prior art. As a result, it is possible to improve the reproducibility of the process use conditions in the same plasma processing system 20 or to reduce the individual difference between the plasma processing systems 20 having the same specifications. Moreover, regardless of the magnitude of the hysteresis of the yoke 42, the magnetic flux density command value and the actually obtained magnetic flux density value can be accurately matched. Therefore, it is not necessary to use a material with a small hysteresis for the yoke 42. As a result, inexpensive materials that are readily available can be used for the yoke 42. That is, the cost of the plasma processing system 20 and the time required from the order to the delivery of the plasma processing system 20 can be reduced.

さらに、３つの関数９１，９２，９３は、区分線形関数として設定されるので、マイナーループ計算のための大規模な数値解析を行うことなく、磁束密度を許容範囲内の精度で制御することができる。換言すれば、演算負荷の低減と磁束密度の制御精度の確保とを両立させることができる。   Furthermore, since the three functions 91, 92, 93 are set as piecewise linear functions, it is possible to control the magnetic flux density with an accuracy within an acceptable range without performing a large-scale numerical analysis for minor loop calculation. it can. In other words, it is possible to achieve both the reduction of the calculation load and the securing of the control accuracy of the magnetic flux density.

さらに、消磁部８５によって消磁を行った後は、第１の関数９１を用いてコイル４１に流す電流（制御電流値Ｉ’）を決定することができる。消磁状態から磁束密度を増減させる場合には、制御電流値Ｉ’を算出するために第１の関数９１の変換を行う必要がない。この場合、着磁状態から磁束密度を増減させる場合、すなわち、関数９２，９３を変換した関数を用いて制御電流値Ｉ’を決定する場合（必ずしも変換を行う必要はないが、磁束密度の制御精度を高めるために変換を行うことが望ましい）よりも単純に行うことができる。したがって、所定のタイミングで消磁を行うことによって、電磁石制御装置５０における演算負荷を低減することができる。所定のタイミングは、演算負荷の低減と、プラズマ処理システム２０のスループットと、のバランスを考慮して適宜設定することができる。例えば、消磁部８５は、プラズマ処理システム２０の起動時のみに消磁を実施してもよい。あるいは、これに代えて、または、加えて、消磁部８５は、プラズマエッチング装置２１において処理対象物の処理に関して待機時間が発生した場合に消磁を実施してもよい。   Furthermore, after demagnetization is performed by the demagnetization unit 85, the current (control current value I ′) to be supplied to the coil 41 can be determined using the first function 91. When the magnetic flux density is increased or decreased from the demagnetized state, it is not necessary to perform the conversion of the first function 91 in order to calculate the control current value I ′. In this case, when the magnetic flux density is increased or decreased from the magnetized state, that is, when the control current value I 'is determined using a function obtained by converting the functions 92 and 93 (although conversion is not necessary, It is possible to do more simply than it is desirable to do transformations to increase accuracy. Therefore, the calculation load on the electromagnet control device 50 can be reduced by performing demagnetization at a predetermined timing. The predetermined timing can be appropriately set in consideration of the balance between the reduction of the calculation load and the throughput of the plasma processing system 20. For example, the demagnetization unit 85 may perform demagnetization only when the plasma processing system 20 is started. Alternatively, instead of or in addition to this, the demagnetization unit 85 may perform demagnetization when the waiting time for processing of the processing object occurs in the plasma etching apparatus 21.

さらに、着磁状態から磁束密度を増減させる場合に、記憶された関数９２，９３を変換して簡易的な近似を行うことによって、電流印加の履歴に応じて、磁束密度の制御精度を所定の範囲内に確保することができる。したがって、電磁石制御装置５０における演算負荷を低減することができる。特に、磁束密度指令値が増加から減少に転じる場合、または、その逆の場合には、関数９２，９３が再変換されるので、磁束密度の制御精度が十分に確保される。   Furthermore, when the magnetic flux density is increased or decreased from the magnetized state, the stored functions 92 and 93 are converted to perform a simple approximation, so that the control accuracy of the magnetic flux density is predetermined according to the history of current application. It can be secured within the range. Therefore, the calculation load in the electromagnet control device 50 can be reduced. In particular, when the magnetic flux density command value changes from an increase to a decrease or vice versa, the functions 92 and 93 are reconverted, so that the control accuracy of the magnetic flux density is sufficiently ensured.

Ｂ．第２実施例：
本発明の第２実施例について説明する。第２実施例としてのプラズマ処理システム２０は、電磁石４０に代えて、電磁石２４０を備えている。以下、第２実施例について、第１
実施例と異なる点についてのみ説明する。第２実施例の言及しない構成については、第１実施例と同様である。図１１に示すように、電磁石２４０は、４つのコイル４１ａ〜４１ｄと、継鉄２４２と、を備えている。コイルの数は、４つに限定されるものではなく、２以上の任意の数とすることができる。コイル４１ａ〜４１ｄは、上面視で円形を有しており、同心状に配置されているが、図１１では、円の中心に対して片側のみを示している。電磁石２４０では、４つのコイル４１ａ〜４１ｄから所定距離だけ離れた測定点Ｍ１〜Ｍ４において所望の磁束密度が得られるように、コイル４１ａ〜４１ｄに流す電流が制御される。測定点Ｍ１〜Ｍ４は、それぞれ、コイル４１ａ〜４１ｄに対応している。電流値決定部７０は、コイル４１ａ〜４１ｄの各々によって発生する磁界の影響を反映して、コイル４１ａ〜４１ｄに流す電流の値を決定するように構成される。換言すれば、電流値決定部７０は、１つのコイルに対応する測定点において得られるべき磁束密度から、他のコイルから当該測定点に及ぼされる磁束密度を差し引いた磁束密度が、当該測定点において当該１つのコイルから得られるように、コイル４１ａ〜４１ｄに流す電流の値を決定するように構成される。 B. Second embodiment:
A second embodiment of the present invention will be described. The plasma processing system 20 according to the second embodiment includes an electromagnet 240 instead of the electromagnet 40. Hereinafter, the first embodiment will be described.
Only differences from the embodiment will be described. The configuration not mentioned in the second embodiment is similar to that of the first embodiment. As shown in FIG. 11, the electromagnet 240 includes four coils 41 a to 41 d and a yoke 242. The number of coils is not limited to four, and can be any number of two or more. The coils 41a to 41d have a circular shape in top view and are arranged concentrically, but in FIG. 11, only one side with respect to the center of the circle is shown. In the electromagnet 240, the current supplied to the coils 41a to 41d is controlled such that a desired magnetic flux density can be obtained at measurement points M1 to M4 separated by a predetermined distance from the four coils 41a to 41d. The measurement points M1 to M4 correspond to the coils 41a to 41d, respectively. The current value determination unit 70 is configured to determine the value of the current supplied to the coils 41a to 41d, reflecting the influence of the magnetic field generated by each of the coils 41a to 41d. In other words, the current value determination unit 70 determines that the magnetic flux density obtained by subtracting the magnetic flux density exerted on the other measurement point from the other coil from the magnetic flux density to be obtained at the measurement point corresponding to one coil As obtained from the one coil, it is configured to determine the value of the current flowing through the coils 41a to 41d.

本実施例では、コイル４１ａ〜４１ｄは、相互に独立した磁路を形成する。これらの磁路を形成する磁界が各測定点Ｍ１〜Ｍ４で得られる磁束密度に与える影響を考慮するために、関数９１，９２，９３が変換されて使用される。図１２は、コイル４１ａに対応する測定点Ｍ１におけるコイル４１ｂ〜４１ｄによる磁界の影響を補正する概念を示している。測定点Ｍ１において、コイル４１ｂ〜４１ｄによる磁界の影響は、関数ライン群Ｃ２〜Ｃ４を用いて考慮される。関数ライン群Ｃ２〜Ｃ４は、それぞれ、ヒステリシスの影響を考慮した場合の、コイル４１ｂ〜４１ｄに流れる電流と、それによって測定点Ｍ１で得られる磁界と、の関係を示している。関数ライン群Ｃ２はコイル４１ｂに、関数ライン群Ｃ３はコイル４１ｃに、関数ライン群Ｃ４はコイル４１ｄにそれぞれ対応している。これらの関数ライン群Ｃ２〜Ｃ４は、概念的には、図３に示した関数９１，９２，９３に対応する関数ラインＦ１〜Ｆ３を縮小および回転させたものである。測定点Ｍ１からコイル４１ｂ，４１ｃ，４１ｄまでの距離はコイル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの順に遠くなるので、関数ライン群Ｃ２〜Ｃ４は、同じ電流値に対して関数ライン群Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の順に磁束密度が小さくなるように設定されている。同様に、ヒステリシスの影響も関数ライン群Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の順に小さくなる（関数ライン群を構成する各関数ラインと理想直線との距離も小さくなる）。   In the present embodiment, the coils 41a to 41d form mutually independent magnetic paths. The functions 91, 92, and 93 are converted and used in order to consider the influence of the magnetic field forming these magnetic paths on the magnetic flux density obtained at each of the measurement points M1 to M4. FIG. 12 shows a concept of correcting the influence of the magnetic field by the coils 41b to 41d at the measurement point M1 corresponding to the coil 41a. At the measurement point M1, the influence of the magnetic field by the coils 41b to 41d is taken into consideration using the function line groups C2 to C4. The function line groups C2 to C4 respectively show the relationship between the current flowing through the coils 41b to 41d and the magnetic field obtained thereby at the measurement point M1 when the influence of the hysteresis is taken into consideration. The function line group C2 corresponds to the coil 41b, the function line group C3 to the coil 41c, and the function line group C4 to the coil 41d. Conceptually, these function line groups C2 to C4 are obtained by reducing and rotating function lines F1 to F3 corresponding to the functions 91, 92, and 93 shown in FIG. Since the distances from the measurement point M1 to the coils 41b, 41c and 41d are longer in the order of the coils 41b, 41c and 41d, the function line groups C2 to C4 are in the order of function line groups C2, C3 and C4 for the same current value. The magnetic flux density is set to be small. Similarly, the influence of hysteresis also decreases in the order of the function line groups C2, C3 and C4 (the distance between each function line constituting the function line group and the ideal straight line also decreases).

図１３は、コイル４１ｂに対応する測定点Ｍ２におけるコイル４１ａ，４１ｃ，４１ｄによる磁界の影響を補正する概念を示している。測定点Ｍ２からコイル４１ｄまでの距離は、測定点Ｍ２からコイル４１ａ、４１ｃまでの距離と比較して遠いので、関数ライン群Ｃ４は、同じ電流値に対して関数ライン群Ｃ１、Ｃ３よりも磁束密度が小さくなるように設定されている。   FIG. 13 shows a concept of correcting the influence of the magnetic field due to the coils 41a, 41c and 41d at the measurement point M2 corresponding to the coil 41b. Since the distance from the measurement point M2 to the coil 41d is far compared to the distance from the measurement point M2 to the coils 41a and 41c, the function line group C4 has more magnetic flux than the function line groups C1 and C3 for the same current value. The density is set to be small.

図１４は、コイル４１ｃに対応する測定点Ｍ３におけるコイル４１ａ，４１ｂ，４１ｄによる磁界の影響を補正する概念を示している。測定点Ｍ３からコイル４１ａまでの距離は、測定点Ｍ３からコイル４１ｂ、４１ｄまでの距離と比較して遠いので、関数ライン群Ｃ１は、同じ電流値に対して関数ライン群Ｃ２、Ｃ４よりも磁束密度が小さくなるように設定されている。   FIG. 14 shows a concept of correcting the influence of the magnetic field due to the coils 41a, 41b and 41d at the measurement point M3 corresponding to the coil 41c. Since the distance from the measurement point M3 to the coil 41a is far compared to the distance from the measurement point M3 to the coils 41b and 41d, the function line group C1 has more magnetic flux than the function line groups C2 and C4 for the same current value. The density is set to be small.

図１５は、コイル４１ｄに対応する測定点Ｍ４におけるコイル４１ａ，４１ｂ，４１ｃによる磁界の影響を補正する概念を示している。測定点Ｍ４からコイル４１ａ，４１ｂ，４１ｃまでの距離はコイル４１ｃ，４１ｂ、４１ａの順に遠くなるので、関数ライン群Ｃ１〜Ｃ３は、同じ電流値に対して関数ライン群Ｃ３、Ｃ２、Ｃ１の順に磁束密度が小さくなるように設定されている。   FIG. 15 shows the concept of correcting the influence of the magnetic field by the coils 41a, 41b, 41c at the measurement point M4 corresponding to the coil 41d. Since the distances from the measurement point M4 to the coils 41a, 41b and 41c are longer in the order of the coils 41c, 41b and 41a, the function line groups C1 to C3 are in the order of function line groups C3, C2 and C1 for the same current value. The magnetic flux density is set to be small.

上述した関数ライン群Ｃ１〜Ｃ４は、各測定点Ｍ１〜Ｍ４について、対応する１つのコイルを除く３つのコイルからの影響を予め実測し、その結果を所定の関数に近似することによって定められる。かかる関数ライン群Ｃ１〜Ｃ４に対応する関数は、関数９１，９２，９３を変換することによって近似的に得られる。   The function line groups C1 to C4 described above are determined by measuring in advance the influences from the three coils excluding the corresponding one coil for each measurement point M1 to M4 and approximating the result to a predetermined function. The functions corresponding to the function line groups C1 to C4 can be approximately obtained by transforming the functions 91, 92, and 93.

このように関数９１，９２，９３を変換することによって得られた関数は、対象の測定点について、加算されて使用される。例えば、測定点Ｍ１において所望の磁束密度が得られるようにコイル４１ａに流す電流値を制御する場合には、第１実施例で説明したように得られる関数９１そのもの、または、関数９２，９３を変換した関数と、図１２に示される３つの関数ラインに対応する変換された３つの関数と、を加算して得られた関数を使用して、制御電流値Ｉ’が決定される。以上のように、予め把握された各コイルの磁界の影響を表す関数を加算することによって、コイル４１ｂ〜４１ｄによって発生する磁界の影響を反映して、コイル４１ａに流す電流を精度良く決定することができる。しかも、各コイルの磁界の影響を表す関数を、関数９１，９２，９３を変換して近似的に取得することによって、有限である記憶部９０の記憶容量を低減することができる。   The functions obtained by converting the functions 91, 92, and 93 in this way are added and used for the measurement points of interest. For example, in the case of controlling the value of the current supplied to the coil 41a so as to obtain a desired magnetic flux density at the measurement point M1, the function 91 itself obtained as described in the first embodiment or the functions 92 and 93 are used. The control current value I 'is determined using the function obtained by adding the converted function and the three converted functions corresponding to the three function lines shown in FIG. As described above, by adding the function representing the influence of the magnetic field of each coil which has been grasped in advance, the influence of the magnetic field generated by the coils 41b to 41d is reflected to accurately determine the current flowing through the coil 41a. Can. In addition, by converting functions 91, 92, and 93 and approximately obtaining functions representing the effects of the magnetic fields of the coils, it is possible to reduce the storage capacity of the storage unit 90 which is finite.

Ｃ．第３実施例
本発明の第３実施例について説明する。第３実施例としてのプラズマ処理システム２０は、第２実施例と同様の構成を備えている。第３実施例が第２実施例と異なる点は、コイル４１ａ〜４１ｄの少なくとも２つが同一の磁路を形成する場合に、それによる磁界の相互干渉を反映して、コイル４１ａ〜４１ｄに流す電流を決定する点である。以下、この点についてのみ説明する。 C. Third Embodiment A third embodiment of the present invention will be described. The plasma processing system 20 as the third embodiment has the same configuration as that of the second embodiment. The third embodiment is different from the second embodiment in that, when at least two of the coils 41a to 41d form the same magnetic path, the current flowing in the coils 41a to 41d reflects the mutual interference of the magnetic fields thereby. To determine Hereinafter, only this point will be described.

図１６Ａに示すように、コイル４１ａ〜４１ｄの各々に対して、他のコイルからの影響を反映するための関数Ａ〜L（これらの関数の少なくとも一部は、係数に置き換えられてもよい）が設定される。例えば、コイル４１ａの行と、コイル４１ｂの列とで定まる欄に記載されている関数Ａは、コイル４１ａに対応する測定点Ｍ１でのコイル４１ｂの影響を反映するための関数である。関数Ａ〜Lは、実測値に基づいて予め近似的に設定される。そして、図１６Ｂに示される行列式によって、制御電流値Ｉ’（第１実施例において関数９１、９２，９３に基づいて補正された電流値）が、さらに補正電流制御値Ｉ’’に補正される。図１６Ｂにおいて、添え字ａ〜ｄは、それぞれコイル４１ａ〜４１ｄに対応している。かかる構成によれば、コイル４１ａ〜４１ｄのうちの少なくとも２つが同一の磁路を形成することによる相互干渉を反映して、磁束密度を精度良く制御することができる。   As shown in FIG. 16A, for each of the coils 41a to 41d, functions A to L for reflecting the influence of other coils (at least a part of these functions may be replaced by a coefficient) Is set. For example, the function A described in the column defined by the row of the coils 41a and the column of the coils 41b is a function for reflecting the influence of the coil 41b at the measurement point M1 corresponding to the coil 41a. The functions A to L are approximately previously set based on the actual measurement values. Then, the control current value I '(the current value corrected based on the functions 91, 92, 93 in the first embodiment) is further corrected to the correction current control value I ′ ′ by the determinant shown in FIG. 16B. Ru. In FIG. 16B, suffixes a to d correspond to the coils 41 a to 41 d, respectively. According to this configuration, it is possible to control the magnetic flux density with high precision, reflecting mutual interference caused by at least two of the coils 41a to 41d forming the same magnetic path.

Ｄ：第４実施例：
本発明の第４実施例について説明する。図１７は、第４実施例としてのプラズマ処理システム３２０の概略構成を示すブロック図である。図１７において、第１実施例（図１参照）と同一の構成要素には、図１と同一の符号を付している。以下では、プラズマ処理システム３２０について、第１実施例と異なる点についてのみ説明する。図１７に示すように、プラズマ処理システム３２０は、電磁石システム３０に代えて、電磁石システム３３０を備えている。電磁石システム３３０は、電磁石４０と電磁石制御装置３５０とセンサ３４５とを備えている。 D: Fourth Embodiment:
A fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is a block diagram showing a schematic configuration of a plasma processing system 320 as a fourth embodiment. In FIG. 17, the same components as in the first embodiment (see FIG. 1) are assigned the same reference numerals as in FIG. Hereinafter, only the points different from the first embodiment will be described in the plasma processing system 320. As shown in FIG. 17, the plasma processing system 320 includes an electromagnet system 330 instead of the electromagnet system 30. The electromagnet system 330 includes an electromagnet 40, an electromagnet controller 350, and a sensor 345.

センサ３４５は、コイル４１によって発生する磁場の磁束密度を検出する。電磁石４０が第２実施例のように複数のコイルを備えている場合には、センサ３４５は、それぞれのコイルごとに設けられる。センサ３４５は、図１１に示した測定点Ｍ１〜Ｍ４に配置されてもよいし、これらの測定点以外の場所に配置されてもよい。例えば、センサ３４５は、鉄芯内またはチャンバの任意の空間内に配置されてもよい。この場合、センサ３４５の検出値から、測定点Ｍ１〜Ｍ４における磁束密度値が推定計算される。電磁石制御装置３５０は、指令値取得部６０、電流値決定部７０、ドライバ８０および記憶部９０に加えて、
補償部３８５を備えている。補償部３８５は、センサ３４５によって検出された磁束密度と、指令部２２から入力される磁束密度指令値と、の差分に基づいて、当該差分が小さく（理想的には、ほぼゼロに）なるように、制御電流値Ｉ’を補償する。補償部３８５の出力は、制御電流値Ｉ’に加算され、この加算値がドライバ８０に入力される。かかる構成によれば、フィードバック制御によって、磁束密度をさらに精度良く制御することができる。 The sensor 345 detects the magnetic flux density of the magnetic field generated by the coil 41. When the electromagnet 40 includes a plurality of coils as in the second embodiment, the sensor 345 is provided for each coil. The sensor 345 may be disposed at the measurement points M1 to M4 illustrated in FIG. 11 or may be disposed at a place other than these measurement points. For example, the sensor 345 may be disposed in the iron core or in any space of the chamber. In this case, the magnetic flux density values at the measurement points M1 to M4 are estimated and calculated from the detection values of the sensor 345. The electromagnet control device 350 is added to the command value acquisition unit 60, the current value determination unit 70, the driver 80 and the storage unit 90,
A compensation unit 385 is provided. The compensation unit 385 makes the difference small (ideally nearly zero) based on the difference between the magnetic flux density detected by the sensor 345 and the magnetic flux density command value input from the command unit 22. To compensate the control current value I '. The output of the compensation unit 385 is added to the control current value I ′, and the added value is input to the driver 80. According to this configuration, it is possible to control the magnetic flux density more accurately by the feedback control.

Ｅ：変形例：
Ｅ−１．変形例１：
上述したプラズマ処理システム２０、３２０において、外部（本実施例では、指令部２２）から入力される指令値は、磁束密度指令値に限定されない。例えば、指令部２２において、磁束密度指令値が電流指令値Ｉに変換され、電流指令値Ｉが指令値取得部６０に入力されてもよい。指令値取得部６０が取得する情報は、磁束密度指令値を特定可能な任意の情報であってもよい。 E: Modified example:
E-1. Modification 1:
In the above-described plasma processing system 20, 320, the command value input from the outside (in the present embodiment, the command unit 22) is not limited to the magnetic flux density command value. For example, in the command unit 22, the magnetic flux density command value may be converted into the current command value I, and the current command value I may be input to the command value acquisition unit 60. The information acquired by the command value acquisition unit 60 may be any information that can specify the magnetic flux density command value.

また、関数９１，９２，９３は、電流指令値Ｉと電流補正量Ｉｃとの対応関係を表す関数に限定されない。関数９１，９２，９３は、磁束密度指令値に対応する制御電流値Ｉ’を最終的に導き出せる任意のパラメータの対応関係を表す関数であってもよい。例えば、関数９１，９２，９３は、磁束密度と電圧との対応関係を表していてもよい。あるいは、関数９１，９２，９３は、磁束密度と電流との関係を表す関数であってもよい。この場合、関数９１，９２，９３は、磁束密度指令値と電流補正量Ｉｃとの関係を表す関数であってもよい。あるいは、関数９１，９２，９３は、磁束密度指令値と制御電流値Ｉ’との関係を表す関数であってもよい。このように、磁束密度と電圧とを対応付けた関数を使用すれば、他のパラメータへの変換を必要とすることなく、所望の磁束密度から、制御電流値Ｉ’を直接的に決定することができる。したがって、電磁石制御装置５０における演算負荷を低減することができる。   Further, the functions 91, 92, 93 are not limited to the functions representing the correspondence between the current command value I and the current correction amount Ic. The functions 91, 92, 93 may be functions representing the correspondence of any parameters that can finally derive the control current value I 'corresponding to the magnetic flux density command value. For example, the functions 91, 92, 93 may represent the correspondence between the magnetic flux density and the voltage. Alternatively, the functions 91, 92, 93 may be functions representing the relationship between the magnetic flux density and the current. In this case, the functions 91, 92, 93 may be functions representing the relationship between the magnetic flux density command value and the current correction amount Ic. Alternatively, the functions 91, 92, 93 may be functions representing the relationship between the magnetic flux density command value and the control current value I '. Thus, by using a function that associates the magnetic flux density with the voltage, the control current value I 'can be determined directly from the desired magnetic flux density without the need for conversion to other parameters. Can. Therefore, the calculation load in the electromagnet control device 50 can be reduced.

Ｅ−２．変形例２：
上述したプラズマ処理システム２０，３２０において、電流値決定部７０は、指令値取得部６０が新たな磁束密度指令値を取得した場合に、前回取得した磁束密度指令値と、新たに取得した磁束密度指令値と、の変化幅に応じて、第１の関数９１、第２の関数９２または第３の関数９３の各項の少なくとも１つに所定の係数を乗じた関数を用いてコイルに流す電流の値を決定してもよい。この場合、所定の係数は、実測に基づいて予め設定されるものであるが、変化幅が大きいほど、小さく設定される。また、プラズマ処理システム３２０において、電流値決定部７０は、指令値取得部６０が新たな磁束密度指令値を取得した場合に、取得した磁束密度指令値と、新たに取得した磁束密度指令値と、の変化幅に応じて、第１の関数９１、第２の関数９２または第３の関数９３に対して、所定の関数の乗算および加算のうちの少なくとも一方を施した関数を用いて、コイル４１ａ〜４１ｄに流す電流の値を決定してもよい。所定の関数は、実測に基づいて予め設定される。残留磁気は、磁束密度値（換言すれば、電流値）の変化幅に応じて変化するが、これらの構成によれば、このような変化を反映できるように所定の係数を設定することによって、磁束密度を精度良く制御することができる。 E-2. Modification 2:
In the plasma processing systems 20 and 320 described above, when the command value acquisition unit 60 acquires a new magnetic flux density instruction value, the current value determination unit 70 obtains the previously acquired magnetic flux density instruction value and the newly acquired magnetic flux density Current flowed to the coil using a function obtained by multiplying at least one of each of the first function 91, the second function 92, and the third function 93 by a predetermined coefficient according to the change width of the command value The value of may be determined. In this case, the predetermined coefficient is preset based on actual measurement, but is set smaller as the change width is larger. Further, in the plasma processing system 320, when the command value acquisition unit 60 acquires a new magnetic flux density instruction value, the current value determination unit 70 acquires the acquired magnetic flux density instruction value and the newly acquired magnetic flux density instruction value. Coil, using a function obtained by applying at least one of multiplication and addition of a predetermined function to the first function 91, the second function 92, or the third function 93 according to the change width of You may determine the value of the electric current sent through 41a-41d. The predetermined function is preset based on the actual measurement. Although the residual magnetism changes according to the change width of the magnetic flux density value (in other words, the current value), according to these configurations, by setting a predetermined coefficient so that such a change can be reflected, The magnetic flux density can be controlled with high accuracy.

以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。   Although some embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention described above are for the purpose of facilitating the understanding of the present invention, and do not limit the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit of the present invention and, of course, includes the equivalents thereof. In addition, any combination or omission of each component described in the claims and the specification is possible within a range in which at least a part of the above-mentioned problems can be solved, or in a range that exerts at least a part of the effect. It is.

２０，３２０…プラズマ処理システム
２１…プラズマエッチング装置
２２…指令部
３０，３３０…電磁石システム
４０，２４０…電磁石
４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ…コイル
４２，２４２…継鉄
４２ｂ…コイル
５０，３５０…電磁石制御装置
６０…指令値取得部
７０…電流値決定部
８０…ドライバ
８５…消磁部
９０…記憶部
９１…第１の関数
９２…第２の関数
９３…第３の関数
３４５…センサ
３８５…補償部 20, 320 ... plasma processing system 21 ... plasma etching device 22 ... command unit 30, 330 ... electromagnet system 40, 240 ... electromagnet 41, 41a, 41b, 41c, 41d ... coil 42, 242 ... relay 42b ... coil 50, 350 ... electromagnet control unit 60 ... command value acquisition unit 70 ... current value determination unit 80 ... driver 85 ... demagnetization unit 90 ... storage unit 91 ... first function 92 ... second function 93 ... third function 345 ... sensor 385 ... Compensation unit

Claims (10)

継鉄とコイルとを有する電磁石の前記コイルに流す電流を制御するための電磁石制御装置であって、
前記コイルに電流を流すことによって得られる磁束密度の目標値に相当する磁束密度指令値、または、前記磁束密度指令値を特定可能な情報を取得するように構成された指令値取得部と、
前記磁束密度指令値に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する電流値決定部と、
を備え、
前記電流値決定部は、
前記継鉄の消磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に、第１の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第１の処理と、
前記継鉄の着磁状態から磁束密度の絶対値を減少させる場合に、第２の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第２の処理と、
前記継鉄の着磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に、第３の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第３の処理と
を実行するように構成され、
前記電流値決定部は、前記コイルに流す電流の値を決定するための処理の内容を、前記第１の処理から前記第２の処理、前記第２の処理から前記第３の処理、または、前記３の処理から前記第２の処理に切り替える場合に、該切替時の電流値に応じて、前記第１の関数、前記第２の関数および前記第３の関数のうちの切替後の処理に対応する関数の各項の少なくとも１つに所定の係数を乗じた関数を用いて前記コイルに流す電流の値を決定するように構成された
電磁石制御装置。 An electromagnet control device for controlling a current supplied to a coil of an electromagnet having a yoke and a coil, the electromagnet control device comprising:
A magnetic flux density command value corresponding to a target value of magnetic flux density obtained by supplying a current to the coil, or a command value acquisition unit configured to acquire information that can specify the magnetic flux density command value;
A current value determination unit that determines the value of the current to be supplied to the coil based on the magnetic flux density command value;
Equipped with
The current value determination unit
A first process of determining a value of current flowed to the coil based on a first function when increasing an absolute value of magnetic flux density from a demagnetization state of the yoke;
A second process of determining the value of the current to be supplied to the coil based on a second function when reducing the absolute value of the magnetic flux density from the magnetized state of the yoke;
And performing a third process of determining the value of the current to be applied to the coil based on a third function when increasing the absolute value of the magnetic flux density from the magnetized state of the yoke .
The current value determination unit determines the content of the process for determining the value of the current supplied to the coil, from the first process to the second process, the second process to the third process, or When switching from the process 3 to the second process, the process after the switching among the first function, the second function, and the third function according to the current value at the time of switching An electromagnet control device configured to determine a value of a current flowing through the coil using a function obtained by multiplying at least one of each term of the corresponding function by a predetermined coefficient . 継鉄とコイルとを有する電磁石の前記コイルに流す電流を制御するための電磁石制御装置であって、
前記コイルに電流を流すことによって得られる磁束密度の目標値に相当する磁束密度指令値、または、前記磁束密度指令値を特定可能な情報を取得するように構成された指令値
取得部と、
前記磁束密度指令値に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する電流値決定部と、
を備え、
前記電流値決定部は、
前記継鉄の消磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に、第１の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第１の処理と、
前記継鉄の着磁状態から磁束密度の絶対値を減少させる場合に、第２の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第２の処理と、
前記継鉄の着磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に、第３の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第３の処理と
を実行するように構成され、
前記電流値決定部は、前記指令値取得部が新たな磁束密度指令値を取得した場合に、前回取得した前記磁束密度指令値と、新たに取得した前記磁束密度指令値と、の変化幅に応じて、前記第１の関数、前記第２の関数または前記第３の関数の各項の少なくとも１つに所定の係数を乗じた関数を用いて前記コイルに流す電流の値を決定するように構成された
電磁石制御装置。 An electromagnet control device for controlling a current supplied to a coil of an electromagnet having a yoke and a coil, the electromagnet control device comprising:
A magnetic flux density command value corresponding to a target value of magnetic flux density obtained by supplying a current to the coil, or a command value acquisition unit configured to acquire information that can specify the magnetic flux density command value;
A current value determination unit that determines the value of the current to be supplied to the coil based on the magnetic flux density command value;
Equipped with
The current value determination unit
A first process of determining a value of current flowed to the coil based on a first function when increasing an absolute value of magnetic flux density from a demagnetization state of the yoke;
A second process of determining the value of the current to be supplied to the coil based on a second function when reducing the absolute value of the magnetic flux density from the magnetized state of the yoke;
And performing a third process of determining the value of the current to be applied to the coil based on a third function when increasing the absolute value of the magnetic flux density from the magnetized state of the yoke .
When the command value acquisition unit acquires a new magnetic flux density instruction value, the current value determination unit changes the variation width between the magnetic flux density instruction value acquired last time and the magnetic flux density instruction value newly acquired. Accordingly, the value of the current to be applied to the coil is determined using a function obtained by multiplying at least one of the first function, the second function, or each of the terms of the third function by a predetermined coefficient. Configured electromagnet controller. 継鉄とコイルとを有する電磁石の前記コイルに流す電流を制御するための電磁石制御装置であって、
前記コイルに電流を流すことによって得られる磁束密度の目標値に相当する磁束密度指令値、または、前記磁束密度指令値を特定可能な情報を取得するように構成された指令値取得部と、
前記磁束密度指令値に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する電流値決定部と、
を備え、
前記電流値決定部は、
前記継鉄の消磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に、第１の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第１の処理と、
前記継鉄の着磁状態から磁束密度の絶対値を減少させる場合に、第２の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第２の処理と、
前記継鉄の着磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に、第３の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第３の処理と
を実行するように構成され、
前記コイルは、複数のコイルを有しており、
前記電流値決定部は、前記複数のコイルの各々によって発生する磁界の影響を反映して、前記コイルに流す電流の値を決定するように構成され、
前記電流値決定部は、前記指令値取得部が新たな磁束密度指令値を取得した場合に、前回取得した前記磁束密度指令値と、新たに取得した前記磁束密度指令値と、の変化幅に応じて、前記第１の関数、前記第２の関数または前記第３の関数の各項の少なくとも１つに所定の係数を乗じた関数を用いて、または、前記第１の関数、前記第２の関数または前記第３の関数に対して、所定の関数の乗算および加算のうちの少なくとも一方を施した関数を用いて、前記コイルに流す電流の値を決定するように構成された
電磁石制御装置。 An electromagnet control device for controlling a current supplied to a coil of an electromagnet having a yoke and a coil, the electromagnet control device comprising:
A magnetic flux density command value corresponding to a target value of magnetic flux density obtained by supplying a current to the coil, or a command value acquisition unit configured to acquire information that can specify the magnetic flux density command value;
A current value determination unit that determines the value of the current to be supplied to the coil based on the magnetic flux density command value;
Equipped with
The current value determination unit
A first process of determining a value of current flowed to the coil based on a first function when increasing an absolute value of magnetic flux density from a demagnetization state of the yoke;
A second process of determining the value of the current to be supplied to the coil based on a second function when reducing the absolute value of the magnetic flux density from the magnetized state of the yoke;
And performing a third process of determining the value of the current to be applied to the coil based on a third function when increasing the absolute value of the magnetic flux density from the magnetized state of the yoke .
The coil comprises a plurality of coils,
The current value determination unit is configured to determine the value of the current to be supplied to the coil, reflecting the influence of the magnetic field generated by each of the plurality of coils.
When the command value acquisition unit acquires a new magnetic flux density instruction value, the current value determination unit changes the variation width between the magnetic flux density instruction value acquired last time and the magnetic flux density instruction value newly acquired. Accordingly, a function obtained by multiplying at least one of each of the first function, the second function, or each of the terms of the third function by a predetermined coefficient, or the first function, the second function The electromagnet control device configured to determine the value of the current flowing through the coil using a function obtained by performing at least one of multiplication and addition of a predetermined function with respect to the third function or the third function. . 継鉄とコイルとを有する電磁石の前記コイルに流す電流を制御するための電磁石制御装置であって、
前記コイルに電流を流すことによって得られる磁束密度の目標値に相当する磁束密度指令値、または、前記磁束密度指令値を特定可能な情報を取得するように構成された指令値取得部と、
前記磁束密度指令値に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する電流値決定部と、
を備え、
前記電流値決定部は、
前記継鉄の消磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に、第１の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第１の処理と、
前記継鉄の着磁状態から磁束密度の絶対値を減少させる場合に、第２の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第２の処理と、
前記継鉄の着磁状態から磁束密度の絶対値を増加させる場合に、第３の関数に基づいて前記コイルに流す電流の値を決定する第３の処理と
を実行するように構成され、
前記コイルは、複数のコイルを有しており、
前記電流値決定部は、前記複数のコイルの各々によって発生する磁界の影響を反映して、前記コイルに流す電流の値を決定するように構成され、
前記電流値決定部は、前記複数のコイルのうちの少なくとも２つが同一の磁路を形成する場合に、前記第１の関数、前記第２の関数または前記第３の関数に基づいて決定された電流値に対して所定の関数または係数を乗じることによって、前記コイルに流す電流を補正するように構成された
電磁石制御装置。 An electromagnet control device for controlling a current supplied to a coil of an electromagnet having a yoke and a coil, the electromagnet control device comprising:
A magnetic flux density command value corresponding to a target value of magnetic flux density obtained by supplying a current to the coil, or a command value acquisition unit configured to acquire information that can specify the magnetic flux density command value;
A current value determination unit that determines the value of the current to be supplied to the coil based on the magnetic flux density command value;
Equipped with
The current value determination unit
A first process of determining a value of current flowed to the coil based on a first function when increasing an absolute value of magnetic flux density from a demagnetization state of the yoke;
A second process of determining the value of the current to be supplied to the coil based on a second function when reducing the absolute value of the magnetic flux density from the magnetized state of the yoke;
And performing a third process of determining the value of the current to be applied to the coil based on a third function when increasing the absolute value of the magnetic flux density from the magnetized state of the yoke.
The coil comprises a plurality of coils,
The current value determination unit is configured to determine the value of the current to be supplied to the coil, reflecting the influence of the magnetic field generated by each of the plurality of coils.
The current value determination unit is determined based on the first function, the second function, or the third function when at least two of the plurality of coils form the same magnetic path. An electromagnet control device configured to correct a current supplied to the coil by multiplying a current value by a predetermined function or coefficient. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電磁石制御装置であって、
前記第１の関数、前記第２の関数および前記第３の関数は、磁束密度と電流との関係を表す関数である
電磁石制御装置。 The electromagnet control device according to any one of claims 1 to 4 , wherein
An electromagnet control device, wherein the first function, the second function and the third function are functions representing a relationship between magnetic flux density and current. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電磁石制御装置であって、
前記第１の関数、前記第２の関数および前記第３の関数は、線形関数である
電磁石制御装置。 The electromagnet control device according to any one of claims 1 to 5 , wherein
An electromagnet control device, wherein the first function, the second function and the third function are linear functions. 請求項６に記載の電磁石制御装置であって、
前記線形関数は、区分線形関数である
電磁石制御装置。 The electromagnet control device according to claim 6 , wherein
The linear function is a piecewise linear function. 請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の電磁石制御装置であって、
さらに、前記継鉄に対して消磁を行う消磁部を備えた
電磁石制御装置。 The electromagnet control device according to any one of claims 1 to 7 , wherein
Furthermore, the electromagnet control apparatus provided with the demagnetizing part which demagnetizes with respect to the said yoke. 電磁石システムであって、
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の電磁石制御装置と、
前記電磁石と
を備える電磁石システム。 An electromagnet system,
An electromagnet control device according to any one of claims 1 to 8 .
An electromagnet system comprising: the electromagnet; 請求項９に記載の電磁石システムであって、
前記コイルによって発生する磁場の磁束密度を検出するセンサと、
前記センサによって検出された磁束密度値と、前記指令磁束密度値と、の差分に基づいて、該差分が小さくなるように前記コイルに流す電流を補償する補償部と
を備えた電磁石システム。 The electromagnet system according to claim 9 , wherein
A sensor for detecting a magnetic flux density of a magnetic field generated by the coil;
An electromagnet system comprising: a compensator configured to compensate a current flowing through the coil so as to reduce the difference based on a difference between the magnetic flux density value detected by the sensor and the command magnetic flux density value.
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