TWI699141B - 電磁鐵裝置 - Google Patents

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TWI699141B TW105114385A TW105114385A TWI699141B TW I699141 B TWI699141 B TW I699141B TW 105114385 A TW105114385 A TW 105114385A TW 105114385 A TW105114385 A TW 105114385A TW I699141 B TWI699141 B TW I699141B
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Abstract

本發明之電磁鐵裝置，係具有：前面具有環狀的溝槽之磁軛；配置於溝槽之環狀的線圈；以及設於線圈的外面，使線圈相對於磁軛而固定之環氧樹脂；而在磁軛的溝槽的外周面、與設在線圈的徑向外側之環氧樹脂之間設有間隙。

Description

電磁鐵裝置
本發明係關於用來控制例如電漿處理裝置的電漿密度的分佈之電磁鐵裝置。
本發明係關於用來控制例如電漿處理裝置等的電漿密度的分佈之電磁鐵控制裝置及電磁鐵控制方法。
本發明係關於用以控制流到具有軛鐵及線圈之電磁鐵的線圈之電流的技術(電磁鐵裝置、電磁鐵控制裝置、電磁鐵控制方法、及電磁鐵系統)。
過去，已知有一種：在電漿蝕刻裝置等之電漿處理裝置中，利用由電磁鐵裝置使之產生的磁場來控制在腔室(chamber)內產生的電漿密度的分佈之技術。具體而言，係在例如電漿蝕刻裝置中，在導入有蝕刻氣體的腔室內部施加方向互相正交之電場及磁場，來使勞侖茲力(Lorentz force)產生。此勞侖茲力使電子一邊做飄移(drift)運動一邊偏向磁力線方向。因此，電子與蝕刻氣體的分子 或原子的撞擊頻率會增大，會產生高密度的電漿。此即所謂的磁控管(magnetron)放電。
如此的電漿處理裝置中使用的電磁鐵裝置，已知的有：將線圈捲繞於由鐵芯所構成的棒狀的磁軛(yoke)的外周而形成之電磁鐵(參照例如專利文獻1)、或在板狀的磁軛設置環狀的溝槽然後將線圈配置於該溝槽而形成之電磁鐵。
另外，在電漿蝕刻裝置等之電漿處理裝置中，為了控制腔室內的電漿密度的分佈，會對於配置在腔室的外部之磁鐵所產生的磁場進行操作。操作磁場之方法，已知有例如：機械性地移動永久磁鐵之方法、或控制施加於電磁鐵的電流之方法。就機械性地移動永久磁鐵之方法而言，因為永久磁鐵所產生的磁場強度為固定的，所以難以進行電漿密度分佈的微調整。因此，一直以來採用的都是控制施加於電磁鐵的電流之方法。
控制施加於電磁鐵的電流之方法，已知的有：檢測出流到電磁鐵的線圈之電流，並比較檢測出的電流值與目標的電流值，然後以讓流到電磁鐵的線圈之電流值成為目標的電流值之方式控制電流值之方法(參照例如專利文獻2)。
近來，利用磁控管放電之蝕刻方法已實用化於電漿處理裝置(例如電漿蝕刻裝置等)。此係在導入有蝕刻氣體的腔室內施加方向互相正交之電場及磁場，利用施加時產生的電子的飄移運動來高效率地蝕刻晶圓表面之 方法。
在如此的蝕刻裝置中，為了控制腔室內的電漿密度的分佈，會控制配置在腔室的外部之磁鐵所產生的磁場。控制磁場之方法，已知有例如：機械性地移動永久磁鐵之方法、或控制施加於電磁鐵的電流之方法。就機械性地移動永久磁鐵之方法而言，因為永久磁鐵所產生的磁場強度為固定的，所以難以微調整電漿密度分佈。因此，一直以來採用的都是控制施加於電磁鐵的電流之方法(例如下述的專利文獻2)。
另一方面，關於電磁鐵，已知在施加於電磁鐵之控制電流、與產生的磁通密度之間會有磁滯(hysteresis)現象。亦即，相對於施加到電磁鐵之電流所得到的磁通密度會受到殘留磁場的影響，所以相對於相同的施加電流並不一定每次都得到相同的磁通密度值。
減低如此的剩磁的影響的方法之一，係採用磁滯損失非常小的軟磁性材料(例如純鐵系材料或電磁鋼板等)來作為軛鐵。採用如此的材料，就可做到相對於相同的施加電流都穩定地得到固定的容許差內的磁通密度。減低剩磁的影響之另一方法，係考慮磁滯特性而修正電流值(例如下述的專利文獻3)。
[先前技術文獻] (專利文獻)
(專利文獻1)日本特開2013-149722號公報
(專利文獻2)日本特開2012-74972號公報
(專利文獻3)日本特開2007-132902號公報
在板狀的磁軛設置環狀的溝槽然後將線圈配置於該溝槽而形成之電磁鐵裝置中，係利用例如熱硬化性樹脂等來將線圈固定於溝槽。熱硬化性樹脂會因為從熱硬化反應及硬化時的高溫回到常溫之際的熱收縮而收縮。此熱硬化性樹脂之收縮會使磁軛變形。磁軛變形，在電漿處理裝置的腔室內形成之磁場相對於作為處理對象物之基板的平面就會變得不均勻，結果就有不能對基板進行均勻的處理之問題。
本發明係有鑑於上述問題而完成者，其目的之一在提供抑制了磁軛的變形之電磁鐵裝置。
在如上述之控制施加至電磁鐵的電流之情況，係進行PI控制(比例積分控制)。PI控制已知在一般的情況，都必定會相對於指令值產生偏差。為了使流至電磁鐵之電流迅速趨近指令值，必須設定較大的值來作為PI控制的比例增益或積分常數。不過，設定較大的值來作為比例增益或積分常數，就會有PI控制的穩定餘裕變少，而成為電流過衝(overshoot)的原因之虞。另外，在控制系統或電磁鐵有機械誤差或特性變化的情況，還有控制會變得不穩定之虞。
本發明係有鑑於上述問題而完成者，其目 的之一在提供可使流至電磁鐵之電流較迅速地趨近指令值之電磁鐵控制裝置及電磁鐵控制方法。
又，在軛鐵採用軟磁性材料之方法，越是選用性能良好的軟磁性材料越貴，而且在加工形狀及母材的大小方面大多有限制。因此，無法避免能買到的地方很少及加工成本增大之問題。
至於考慮磁滯特性而修正電流值之方法，則很難應用於電漿處理裝置。例如，在上述的專利文獻3中，係將電流控制成在預定的最大值與最小值之間循環變化。而且，在如此的控制中，使用考慮了磁滯特性之函數來修正電流值。另一方面，就電漿處理裝置而言，為了得到與處理狀況相對應的希望的磁通密度，係將電流值控制成不規則的。此意謂著依狀況而應考慮的剩磁的量會不相同。亦即，不能將專利文獻3之技術直接應用在電漿控制裝置。
因為如上所述的理由，所以希望開發出在電漿處理裝置中，可將電磁鐵控制成使得可能成為再現性之降低及裝置之個體差的原因之現象收斂在容許差內之技術。而且，希望在如此的技術中達成：減低演算負荷、低成本化、及減低電磁鐵控制裝置之從發包到進貨所需的時間等項中的至少一項。或者，希望在使用相同的軛鐵材料之情況可使磁通密度輸出控制更高精度化。
本發明係為了解決上述的課題的至少一部 分而完成者，可形成為以下的形態而實現。
本發明的一個態樣之電磁鐵裝置，係用於電漿處理裝置之電磁鐵裝置，具有：磁軛，係前面具有環狀的溝槽；環狀的線圈，係配置於前述溝槽；以及樹脂，係設成將前述線圈包在內部，用以使前述線圈相對於前述磁軛而固定並且傳熱；而在前述磁軛的前述溝槽的外周面、與設在前述線圈的徑向外側之前述樹脂之間設有間隙。
本發明的一個態樣之電磁鐵控制裝置，係控制供給至電磁鐵的勵磁線圈之電流之電磁鐵控制裝置，具有：驅動器(driver)，係用來使電流流至前述勵磁線圈；電流值取得部，係取得表示流至前述勵磁線圈的電流值之訊號；以及電流控制部，係控制流至前述勵磁線圈的電流；而前述電流控制部係具有：輸出電壓指令值算出部，係根據前述勵磁線圈的電阻值，算出用來使預先設定的目標電流值的電流流至前述勵磁線圈之輸出電壓指令值；電流偏差算出部，係算出前述目標電流值與前述電流值取得部取得的訊號所表示的電流值之電流偏差；以及加法部，係將前述輸出電壓指令值加上前述電流偏差；且前述電流控制部係構成為將加了前述電流偏差後的輸出電壓指令值傳送至前述驅動器。
本發明的一個態樣之電磁鐵的控制方法，係控制供給至電磁鐵的勵磁線圈之電流之電磁鐵的控制方法，具有：根據前述勵磁線圈的電阻值，算出用來使目標電流值的電流流至前述勵磁線圈之輸出電壓指令值之步 驟；根據前述算出的輸出電壓指令值而使電流流至前述勵磁線圈之步驟；取得表示流至前述勵磁線圈的電流值之訊號之步驟；算出前述目標電流值與前述取得的訊號所表示的電流值之電流偏差之步驟；將前述算出的輸出電壓指令值加上前述電流偏差之步驟；以及根據加了前述電流偏差後的輸出電壓指令值而使電流流至前述勵磁線圈之步驟。
根據本發明之一態樣，提供一種控制流至具有軛鐵及線圈之電磁鐵的線圈之電流之電磁鐵控制裝置。此電磁鐵控制裝置具備有：指令值取得部，係構成為取得與藉由使電流流至線圈而得到的磁通密度的目標值相當之磁通密度指令值、或可具體指定磁通密度指令值的資訊者；以及電流值決定部，係根據磁通密度指令值來決定要流至線圈的電流的值。電流值決定部係構成為：在從軛鐵消磁的狀態開始使磁通密度的絕對值增大之情況，執行根據第一函數來決定要流至線圈的電流的值之第一處理，在從軛鐵著磁的狀態開始使磁通密度的絕對值減小之情況，執行根據第二函數來決定要流至線圈的電流的值之第二處理，而在從軛鐵著磁的狀態開始使磁通密度的絕對值增大之情況，執行根據第三函數來決定要流至線圈的電流的值之第三處理。
10‧‧‧電漿處理裝置
11-1‧‧‧電磁鐵裝置
20‧‧‧電磁鐵裝置
20-1‧‧‧控制器
20-2、320‧‧‧電漿處理系統
21‧‧‧磁軛
21-1‧‧‧輸出電壓指令值算出部
21-2‧‧‧電漿蝕刻裝置
21a‧‧‧背軛部
21b‧‧‧磁軛側面部
21c‧‧‧凹部
22-1‧‧‧電流偏差算出部
22-2‧‧‧指令部
22a、22b、22c、22d‧‧‧構槽
23-1‧‧‧記憶體部
23a、23b、23c、23d、41-2、241a、241b、241c、241d‧‧‧線圈
24a、24b、24c、24d‧‧‧環氧樹脂
27a、27b、27c、27d‧‧‧間隙
28-1‧‧‧線圈電阻值算出部
28a、28b、28c、28d、30‧‧‧貫通孔
29-1‧‧‧加法部
29‧‧‧剝離劑
30-1‧‧‧CPU電流控制部
30-2、330‧‧‧電磁鐵系統
33-1、35-1、37-1‧‧‧放大器
40‧‧‧冷卻板
40-1‧‧‧勵磁線圈
40-2、240‧‧‧電磁鐵
41-1‧‧‧溫度檢測器
42-1‧‧‧電流檢測器
42-2、242‧‧‧軛鐵
43a、43b、43c‧‧‧孔
44a、44b‧‧‧錐面
45‧‧‧傳熱片
50‧‧‧連結構件
50-2、350‧‧‧電磁鐵控制裝置
52a、52b‧‧‧第一配線
53a、53b‧‧‧第二配線
60-2‧‧‧指令值取得部
70‧‧‧電流值決定部
80‧‧‧驅動器
85‧‧‧消磁部
90‧‧‧記憶部
91‧‧‧第一函數
92‧‧‧第二函數
93‧‧‧第三函數
345‧‧‧感測器
385‧‧‧補償部
第1圖係採用本發明的實施形態之電磁鐵裝置之電漿處理裝置的概略側剖面圖。
第2圖係本發明的實施形態之電磁鐵裝置的頂面圖。
第3圖係本發明的實施形態之電磁鐵裝置的側剖面圖。
第4圖係本發明的實施形態之電磁鐵裝置的局部放大剖面圖。
第5圖係本發明的實施形態之電磁鐵裝置的立體圖。
第6圖係本發明的實施形態之電磁鐵裝置的局部放大剖面圖。
第7圖係顯示冷卻板的剖面的一例之圖。
第8圖係顯示冷卻板的剖面的一例之圖。
第9圖係採用本發明的第二實施形態之電磁鐵控制裝置之電漿處理裝置的概略側剖面圖。
第10圖係顯示與第二實施形態有關之控制器及電磁鐵裝置的勵磁線圈之方塊圖。
第11圖係與第二實施形態有關之CPU電流控制部的控制方塊圖。
第12圖係顯示與第三實施形態有關之控制器及電磁鐵裝置的勵磁線圈之方塊圖。
第13圖係與第三實施形態有關之CPU電流控制部的控制方塊圖。
第14圖係顯示作為本發明的一實施形態之電漿蝕刻系統的概略構成之方塊圖。
第15圖係顯示電磁鐵的概略構成之局部剖面圖。
第16圖係顯示根據函數來決定電流值的概念之說明 圖。
第17圖係顯示電流值決定處理的流程之流程圖。
第18圖係顯示在從消磁狀態開始使磁通密度增大之情況決定電流值的概念之模式圖。
第19圖係顯示在從第18圖的狀態要再使磁通密度增大之情況決定電流值的概念之模式圖。
第20圖係顯示在從著磁狀態開始使磁通密度減小之情況決定電流值的概念之模式圖。
第21圖係顯示在從著磁狀態開始使磁通密度減小之情況決定電流值的另一概念之模式圖。
第22圖係顯示在從著磁狀態開始使磁通密度增大之情況決定電流值的概念之模式圖。
第23圖係顯示在從著磁狀態開始使磁通密度增大之情況決定電流值的另一概念之模式圖。
第24圖係顯示作為第五實施形態之電磁鐵的概略構成之局部剖面圖。
第25圖係顯示在量測點M1之磁通密度的修正例之概念圖。
第26圖係顯示在量測點M2之磁通密度的修正例之概念圖。
第27圖係顯示在量測點M3之磁通密度的修正例之概念圖。
第28圖係顯示在量測點M4之磁通密度的修正例之概念圖。
第29A圖係顯示作為第六實施形態之反映各線圈的相互干涉之方法的一例之說明圖。
第29B圖係顯示作為第六實施形態之反映各線圈的相互干涉之方法的一例之說明圖。
第30圖係顯示作為第七實施形態之電漿蝕刻系統的概略構成之方塊圖。
以下，參照圖式來說明本發明的實施形態。第1圖係採用本發明的實施形態之電磁鐵裝置之電漿處理裝置的概略側剖面圖。如第1圖所示，電漿處理裝置10係具備有：腔室(chamber)13、用來載置基板W之基板載台(stage)14、配置於腔室13的上面之電磁鐵裝置20、及用來控制電磁鐵裝置20之控制器(controller)11。
基板載台14係配置於腔室13內，基板W載置於其上面。腔室13內係利用未圖示的真空泵進行排氣。腔室13內設有未圖示的氣體導入手段，利用氣體導入手段將例如蝕刻氣體等導入腔室13內。
電磁鐵裝置20係構成為透過間隔壁(腔室13的頂板)而在腔室13內形成磁場。電磁鐵裝置20所形成的磁場，係在電磁鐵裝置20的圓周方向均勻分佈之大致同心圓狀的磁場。
控制器11係與電磁鐵裝置20電性連接。控制器11係構成為可施加任意的線圈電流至電磁鐵裝置20。
電漿處理裝置10係在例如朝與形成在基板 載台14與腔室13的頂板之間的鉛直方向的電場正交之方向，利用電磁鐵裝置20而形成水平方向的磁場。藉此控制電漿密度分佈來處理基板。
接著，針對第1圖所示之本發明的實施形態之電磁鐵裝置20進行詳細說明。第2圖係電磁鐵裝置20的頂面圖，第3圖係在第2圖所示的3-3剖面之電磁鐵裝置20的側剖面圖，第4圖係第3圖所示的電磁鐵裝置20的以虛線框框起來的部分的放大剖面圖，第5圖係電磁鐵裝置20的立體圖。在以下的說明中，所謂電磁鐵裝置20的「前面」係指面向電漿處理裝置10的基板W(處理對象物)之面，所謂電磁鐵裝置20的「背面」係指與前面相反側之面。
如第2及3圖所示，電磁鐵裝置20係具有：大致圓盤狀的磁軛21、環狀的線圈23a,23b,23c,23d、配置於磁軛21的背面側之冷卻板40、配置於磁軛21的背面與冷卻板40之間之傳熱片45。
磁軛21係由例如表面鍍有鎳之純鐵所形成。純鐵最好採用加工性良好者。磁軛2的中心形成有在磁軛21的厚度方向貫穿之貫通孔30，用來供例如電漿處理氣體等的配管穿過。磁軛21具有：大致圓盤狀的背軛部(back yoke)21a、及設於背軛部21a的前面之五個磁軛側面部21b。五個磁軛側面部21b都形成為環狀且直徑互不相同。換言之，磁軛21的前面具有四個呈同心圓狀的溝槽22a,22b,22c,22d。溝槽22a,22b,22c,22d係形成為溝槽 22a的直徑最小，然後按溝槽22b、溝槽22c、溝槽22d之順序直徑依序變大之形態。
線圈23a,23b,23c,23d係形成為直徑各不相同。亦即，線圈23a,23b,23c,23d係形成為線圈23a的直徑最小，然後按線圈23b、線圈23c、線圈23d之順序直徑依序變大之形態。線圈23a,23b,23c,23d分別配置於溝槽22a,22b,22c,22d的內部。此處所謂的「配置於內部」係指線圈23a,23b,23c,23d不會從溝槽22a,22b,22c,22d突出，完全配置在溝槽22a,22b,22c,22d內之意。使線圈23a,23b,23c,23d通電而產生之磁場的磁力線會通過磁軛21的背軛部21a及磁軛側面部21b，所以將線圈23a,23b,23c,23d配置於溝槽22a,22b,22c,22d內部，會使磁力線容易通過磁軛21。因此，與將線圈23a,23b,23c,23d配置成從溝槽22a,22b,22c,22d突出之情況相比較，可抑制磁場分佈的不均勻。
在溝槽22a,22b,22c,22d分別設有環氧樹脂24a,24b,24c,24d。環氧樹脂24a,24b,24c,24d係設成將線圈23a,23b,23c,23d包在其中，用來使線圈23a,23b,23c,23d相對於磁軛21而固定且用來傳熱。此處，本發明並不限於採用環氧樹脂24a,24b,24c,24d，亦可採用例如矽烷(silicone)系樹脂或脲烷(urethane)系樹脂等之熱硬化性樹脂。但以採用耐熱性、熱膨脹率、及熱傳導性都很良好之環氧樹脂為佳。
如上述，熱硬化性樹脂會因為從熱硬化反 應及硬化時的高溫回到常溫之際的熱收縮而收縮。此熱硬化性樹脂之收縮會使磁軛21變形。此變形的一個模式(mode)係受到由設於線圈23a,23b,23c,23d的徑向外側之熱硬化樹脂將磁軛21的溝槽22a,22b,22c,22d的外周面予以往徑向內側拉扯而發生。因此，本實施形態之電磁鐵裝置20係如第3及4圖所示，在設於線圈23a,23b,23c,23d的徑向外側之環氧樹脂24a,24b,24c,24d、與磁軛21的溝槽22a,22b,22c,22d的外周面之間分別設置間隙27a,27b,27c,27d。另一方面，線圈23a,23b,23c,23d的徑向內側係透過環氧樹脂24a,24b,24c,24d而相對於磁軛21而固定。
如第4圖所示，在溝槽22a的外周面塗佈有例如氟系剝離劑29。此剝離劑29係在將環氧樹脂24a填充入溝槽22a之前塗佈於溝槽22a的外周面。藉此，在使環氧樹脂24a熱硬化而使得環氧樹脂24a收縮時，使環氧樹脂24a容易從溝槽22a的外周面剝離。因此，可抑制施加於磁軛21之應力而形成間隙27a。溝槽22b,22c,22d的外周面也同樣塗佈有剝離劑29，只是圖中將其省略了。
使環氧樹脂24a,24b,24c,24d從溝槽22a,22b,22c,22d的外周面剝離，就可減低由於環氧樹脂24a,24b,24c,24d之收縮而產生之向磁軛21的徑向內側之應力，且抑制磁軛21變形。
線圈23a,23b,23c,23d係配置成使得線圈23a,23b,23c,23d的寬度方向中央部位於比溝槽22a,22b,22c,22d的寬度方向中央還要靠徑向內側，且配置成使得 線圈23a,23b,23c,23d的深度方向中央部位於比溝槽22a,22b,22c,22d的深度方向中央還要靠底部側。
如第4圖所示，溝槽22a,22b的內周面係具有隨著溝槽22a,22b的深度變深而寬度變寬之錐面44a,44b。亦即，藉由錐面44a,44b，使得溝槽22a,22b的底部側的寬度形成得較寬，使得溝槽22a,22b的入口側(與底部側相反側)的寬度形成得較窄。可如圖示使溝槽22a,22b的內周面的一部分形成為錐面狀，亦可使內周面的全部形成為錐面狀。錐面角度最好在約2°以上約3°以下。如此，可抑制線圈23a,23b及環氧樹脂24a,24b從溝槽22a,22b脫落。溝槽22c,22d的外周面也同樣具有其寬度沿著深度方向而變寬之錐面，只是圖中將其省略了。
如第3圖所示，在磁軛21的背軛部21a，形成有貫通溝槽22a,22b,22c,22d的內部及磁軛21的背面側之貫通孔28a,28b,28c,28d。如第2圖所示，貫通孔28a,28b,28c,28d分別由三個孔所構成。由用來通電至線圈23a,23b,23c,23d之兩條配線(參照第6圖)及檢測線圈23a,23b,23c,23d的溫度之未圖示的兩條溫度感測器的配線所組成之四條配線，係從線圈23a,23b,23c,23d分別穿過貫通孔28a,28b,28c,28d的三個孔而配置到磁軛21的背面側。
如第2及3圖所示，冷卻板40係配置於磁軛21的背面側，且由例如螺栓等的連結構件50將之連結至磁軛21。冷卻板40具有在厚度方向貫通之孔43a,43b,43c。孔43a,43b,43c係形成為當將冷卻板40連結至磁軛 21的背面時其係配置在與貫通孔28a,28b,28c的位置對應之位置。因此，用來通電至線圈23a,23b,23c之配線(參照第6圖)及檢測線圈23a,23b,23c的溫度之未圖示的溫度感測器的配線，係從線圈23a,23b,23c穿過貫通孔28a,28b,28c及孔43a,43b,43c而配置到冷卻板40的背面側。在磁軛21之要形成貫通孔28d的位置的背面側並未配置冷卻板40。因此，用來通電至線圈23d之配線(參照第6圖)及檢測線圈23d的溫度之未圖示的溫度感測器的配線，係只穿過貫通孔28d而配置到磁軛21的背面側。
如第2及5圖所示，冷卻板40係具有讓水通過其內部之水冷管41，水冷管41具有位於冷卻板40的外部之入口41a及出口41b。
如第3圖所示，磁軛21的背面形成有凹部21c。凹部21c配置有傳熱片45用來將磁軛21的熱傳遞至冷卻板40。亦即，傳熱片45係以其一側的面與磁軛21接觸而另一側的面與冷卻板40接觸之形態配置於磁軛21的背面與冷卻板40之間。傳熱片45係涵蓋磁軛21的背面與冷卻板40之間的大致全體而配置。冷卻板40係利用連結構件50將之緊密連結至傳熱片45。凹部21c的深度係設成讓連結上的冷卻板40會適度壓扁傳熱片45，以確保傳熱特性。
線圈23a,23b,23c,23d通電後產生的熱，係通過環氧樹脂24a,24b,24c,24d而傳遞至磁軛21。傳遞至磁軛21之熱由傳熱片45將之效率良好地從背軛部21a傳 遞至冷卻板40。如此傳遞，就會有效率地使線圈23a,23b,23c,23d通電後產生的熱發散掉。
在將第1圖所示的控制器11配置在冷卻板40的背面側之情況，冷卻板40也可進行控制器11所具有的風扇等的熱之發散。
接著，針對第2圖所示之線圈23a,23b,23c,23d的配線的構成進行說明。第6圖係電磁鐵裝置20的局部放大剖面圖。線圈23a具有配線52a,53a，線圈23b具有配線52b,53b。線圈23c,23b也同樣分別具有配線，只是圖中將其省略了。線圈23a,23b,23c,23d分別利用別的配線而連接成可與控制器11通電，所以控制器11可獨立控制各個線圈23a,23b,23c,23d。因此，控制器11使任意的電流分別施加至各線圈23a,23b,23c,23d，就可在電磁鐵裝置20的前面側形成任意的的同心圓狀的磁場。進而，可在第1圖所示的電漿處理裝置10調節形成於腔室13內之電漿的分佈。
接著，針對第2至6圖所示的冷卻板40的冷卻構造進行說明。第7及8圖係顯示冷卻板40的剖面的一例之圖。其中，為了便於說明，第7及8圖中簡化了第3圖所示的磁軛21及傳熱片45的圖示。
如第7圖所示，隔著傳熱片45而配置於磁軛21的背面側之冷卻板40，在與傳熱片45接觸之側(前面側)係具有溝槽60。溝槽60內設有讓水等之冷卻媒體在內部流通之水冷管(pipe)61。水冷管61與溝槽60之間的間隙 係填充有密封劑62，利用密封劑62將水冷管61固定於溝槽60的內部。如此，在水冷管61中流通之冷卻媒體就可透過磁軛21、傳熱片45、及密封劑62而有效率地吸收線圈23a,23b,23c,23d(參照第3圖)通電後產生的熱。圖中所示的箭號A1係表示熱的移動。冷卻板40係由例如鋁所構成，水冷管61係由不銹鋼(SUS)等所構成。
又，第8圖所示之冷卻板40在與傳熱片45接觸之側(前面側)係具有凹部65，在凹部65內形成溝槽60。在溝槽60內設置水冷管61。在水冷管61與溝槽60之間的間隙填充有密封劑62。此外，在凹部65設置按壓板66，按壓板66係構成為將水冷管61按壓固定於溝槽60內。按壓板66係以按壓螺絲63加以固定至冷卻板40。以此方式，利用密封劑62及按壓板66將水冷管61固定在溝槽60內。與第7圖所示的冷卻板40一樣，線圈23a,23b,23c,23d(參照第3圖等)通電後產生的熱會透過磁軛21、傳熱片45、及密封劑62而有效率地由在水冷管61中流通之冷卻媒體所吸收。除此之外，第8圖所示的冷卻板40其按壓板66可確實地將水冷管61固定在溝槽60內。
如以上所說明的，本實施形態之電磁鐵裝置20，係在設於線圈23a,23b,23c,23d的徑向外側之環氧樹脂24a,24b,24c,24d與構槽22a,22b,22c,22d的外周面之間設置間隙27a,27b,27c,27d，所以可抑制磁軛21因環氧樹脂24a,24b,24c,24d的收縮而變形。而且，在電漿處理時施加電流到線圈23a,23b,23c,23d，線圈23a,23b,23c, 23d就會發熱而使磁軛21發熱。此時，與將環氧樹脂24a,24b,24c,24d黏著於構槽22a,22b,22c,22d的外周面之情況相比較，可較緩和由於線圈23a,23b,23c,23d與磁軛21之熱膨脹係數之差而產生的應力。
另外，由於在構槽22a,22b,22c,22d的外周面塗佈剝離劑29，所以在環氧樹脂24a,24b,24c,24d熱硬化時，環氧樹脂24a,24b,24c,24d會容易從構槽22a,22b,22c,22d的外周面剝離。因此，不僅可減低施加於磁軛21之應力，而且可容易形成間隙27a,27b,27c,27d。
在本實施形態之電磁鐵裝置20中，雖然用了剝離劑29，但不限於此。亦可例如在設於線圈23a,23b,23c,23d的徑向外側之環氧樹脂24a,24b,24c,24d與構槽22a,22b,22c,22d的外周面之間設置間隔件(spacer)等，而以環氧樹脂24a,24b,24c,24d不黏著於構槽22a,22b,22c,22d之形態在構槽22a,22b,22c,22d形成間隙27a,27b,27c,27d。
在本實施形態之電磁鐵裝置20中，使線圈23a,23b,23c,23d收納於構槽22a,22b,22c,22d的內部，所以與將線圈23a,23b,23c,23d配置成從構槽22a,22b,22c,22d突出之情況相比較，可更加抑制磁場分佈的不均勻。
在本實施形態之電磁鐵裝置20中，將線圈23a,23b,23c,23d配置成使得線圈23a,23b,23c,23d的寬度方向中央部位於比溝槽22a,22b,22c,22d的寬度方向中央還要靠徑向內側。因此，線圈23a,23b,23c,23d配置於 更接近磁軛21的位置，所以可有效率地從與磁軛21之間沒有間隙之線圈23a,23b,23c,23d的徑向內側透過環氧樹脂24a,24b,24c,24d而將線圈23a,23b,23c,23d通電後產生的熱傳遞至磁軛21。
在本實施形態之電磁鐵裝置20中，將線圈23a,23b,23c,23d配置成使得線圈23a,23b,23c,23d的深度方向中央部位於比溝槽22a,22b,22c,22d的深度方向中央還要靠底部側。因此，線圈23a,23b,23c,23d配置於更接近磁軛21的位置，所以可透過環氧樹脂24a,24b,24c,24d而有效率地將線圈23a,23b,23c,23d通電後產生的熱傳遞至磁軛21。
在本實施形態之電磁鐵裝置20中，採用耐熱性良好的樹脂，例如環氧樹脂24a,24b,24c,24d來作為熱硬化性樹脂，所以可抑制線圈23a,23b,23c,23d通電後產生的熱使得環氧樹脂24a,24b,24c,24d的強度降低之情形。而且，環氧樹脂24a,24b,24c,24d的熱膨脹係數較小，所以可使因線圈23a,23b,23c,23d通電後產生的熱而造成的環氧樹脂24a,24b,24c,24d之膨脹量較小，可抑制由於環氧樹脂24a,24b,24c,24d之膨脹所造成之線圈23a,23b,23c,23d的位置之變動。再者，採用熱傳導性良好(高)的樹脂，例如環氧樹脂24a,24b,24c,24d來作為熱硬化性樹脂，所以可將線圈23a,23b,23c,23d通電後產生的熱有效率地傳遞至磁軛21。本實施形態中雖採用環氧樹脂，但並不限於此，亦可採用耐熱性及熱傳導性良好之其他的樹 脂。此處，本實施形態中使用的具有良好的耐熱性及熱傳導性良好之熱硬化性樹脂最好具有約0.5w/m‧k以上的熱傳導性者，且最好具有玻璃轉移溫度(glass transition temperature)在約150℃以上的耐熱性者。
在本實施形態之電磁鐵裝置20中，溝槽22a,22b,22c,22d的內周面的至少一部分具有隨著溝槽22a,22b,22c,22d的深度變深而寬度變寬之錐面，所以即使萬一環氧樹脂24a,24b,24c,24d的徑向內側及背面側從溝槽22a,22b,22c,22d剝離之時，環氧樹脂24a,24b,24c,24d也會卡在溝槽22a,22b,22c,22d的錐面，可防止線圈23a,23b,23c,23d從溝槽22a,22b,22c,22d脫落。
在本實施形態之電磁鐵裝置20中，使通電至線圈23a,23b,23c,23d之配線穿過貫通孔28a,28b,28c,28d而配置到磁軛21及冷卻板40的背面側。因此，可抑制配線所產生的磁場之影響，可在電磁鐵裝置20的前面側形成在圓周方向均勻分佈之磁場。
在本實施形態之電磁鐵裝置20中，在磁軛21的背面側配置冷卻板40，所以可使線圈23a,23b,23c,23d通電後產生的熱從磁軛21發散掉。而且，在本實施形態之電磁鐵裝置20中，具有配置在磁軛21的背面與冷卻板40之間之傳熱片45，所以可有效率地使熱從磁軛21發散。
以上說明的實施形態之電磁鐵裝置20雖然是溝槽22a,22b,22c,22d及線圈23a,23b,23c,23d等都各 具有四個之形態，但不限於此，溝槽22a,22b,22c,22d及線圈23a,23b,23c,23d等只要有至少一個以上即可。
又，以上說明的實施形態雖然舉電漿蝕刻裝置作為電漿處理裝置10的例子，但不限於此，亦可將電磁鐵裝置20應用於各種在電漿的產生上使用磁力之裝置，例如濺鍍(spattering)裝置及電漿CVD(Chemical Vapor Deposition)裝置等。
<第二實施形態>
以下，參照圖式來說明本發明的第二實施形態。第9圖係採用控制器(本發明的第二實施形態之電磁鐵控制裝置的一例)之電漿處理裝置的概略側剖面圖。如第9圖所示，電漿處理裝置10-1係具備有：腔室13-1、用來載置基板W-1之基板載台14-1、配置於腔室13-1的上面之電磁鐵裝置11-1、及用來控制電磁鐵裝置11-1之控制器20-1(電磁鐵控制裝置)。
基板載台14-1係配置於腔室13-1內，基板W-1載置於其上面。腔室13-1內係利用未圖示的真空泵進行排氣。腔室13-1內設有未圖示的氣體導入手段，利用氣體導入手段將例如蝕刻氣體等導入腔室13-1內。
電磁鐵裝置11-1係構成為透過間隔壁(腔室13-1的頂板)而在腔室13-1內形成磁場。電磁鐵裝置11-1所形成的磁場，係與基板W-1的面平行之水平磁場。
控制器20-1係與電磁鐵裝置11-1電性連 接。控制器20-1係構成為可施加任意的線圈電流至電磁鐵裝置11-1。而且，控制器20-1係構成為可接收來自電磁鐵裝置11-1所具備的未圖示的溫度感測器的溫度資訊(溫度訊號)。控制器20-1的配置場所為任意的，可設置例如裝置框架(frame)，然後將控制器安裝於該裝置框架。
電漿處理裝置10-1係例如使基板載台14-1與腔室13-1的頂板之間有電位差而在與基板W-1的面垂直之方向形成電場。在與此垂直方向正交之方向，利用電磁鐵裝置11-1而形成水平磁場。藉此使高密度電漿產生來處理基板。
接著，針對第9圖所示之本發明的實施形態之控制器20-1進行詳細說明。
第10圖係顯示第9圖所示的控制器20-1及電磁鐵裝置11-1的勵磁線圈之方塊圖。如圖所示，本發明的第二實施形態之控制器20-1係構成為可從PC(Personal Computer)等之使用者/上位裝置介面部31-1接收預定的作為目標電流值之電流指令值S1。而且，控制器20-1係構成為與第9圖所示的電磁鐵裝置11-1的勵磁線圈40-1連接，使預定的電壓施加至勵磁線圈40-1。
在勵磁線圈40-1的配線上，設有檢測流到勵磁線圈40-1的電流之電流檢測器42-1。此電流檢測器42-1係構成為將檢測出的流到勵磁線圈40-1的電流的值傳送至控制器20-1。
控制器20-1係具有：從使用者/上位裝置介 面部31-1接收電流指令值訊號S1之CPU(Central Processing Unit)電流控制部30-1、接收來自CPU電流控制部30-1的輸出電壓指令值S2之D/A轉換部32-1、以及接收來自D/A轉換部32-1的輸出電壓指令值S3之放大器33-1(驅動器)。在第二實施形態及以下將說明的第三實施形態中，係以具有CPU電流控制部30-1之情況進行說明，但亦可設置具備DSP(Digital Signal Processing)之DSP電流控制部來取代CPU電流控制部30-1。
控制器20-1還具有：取得表示來自電流檢測器42-1的勵磁線圈40-1的電流值之電流訊號S8之放大器37-1(電流值取得部)、以及取得來自放大器37-1的電流訊號S9之A/D轉換部36-1。
為了控制流至勵磁線圈40-1之電流，首先，從使用者/上位裝置介面部31-1發送數位值的電流指令訊號S1至CPU電流控制部30-1。CPU電流控制部30-1根據接收到的電流指令值訊號而算出輸出電壓，然後將數位值的輸出電壓指令值S2傳送至D/A轉換部32-1。D/A轉換部32-1將數位值的輸出電壓指令值S2轉換為類比值的輸出電壓指令值S3，並將類比值的輸出電壓指令值S3傳送至放大器33-1。放大器33-1將輸出電壓指令值S3放大並將類比值的輸出電壓施加至勵磁線圈40-1，使電流流至勵磁線圈40-1。
電流檢測器42-1檢測出流到勵磁線圈40-1之電流，且將電流訊號S8傳送至放大器37-1。放大器37-1 將電流訊號S8放大，並將類比值的電流訊號S9傳送至A/D轉換部36-1。A/D轉換部36-1將類比值的電流訊號S9轉換成為數位值的電流值訊號S10並將之傳送至CPU電流控制部30-1。
CPU電流控制部30-1根據接收到的電流值訊號S10而再度算出輸出電壓指令值訊號S2，且透過A/D轉換部32-1及放大器33-1而控制流到勵磁線圈40-1之電流。
CPU電流控制部30-1係構成進行從A/D轉換部36-1接收到的電流值訊號S10與來自使用者/上位裝置介面部31-1的電流指令值訊號S1之比較。CPU電流控制部30-1算出電流值訊號S10的電流值與電流指令值訊號S1的電流值之偏差，且將此偏差與記憶在CPU電流控制部30-1的記憶體中之預定值相比較。CPU電流控制部30-1係構成為在判定為偏差大於等於預定值之情況，判斷為勵磁線圈40-1發生了異常，且發出警告到未圖示的外部的顯示手段等。亦即，將預定值設定為某一程度大的值，來判定偏差是否太大。偏差太大的意思係指實際在勵磁線圈40-1流動的電流值大幅偏離指令值。此情況可想成是例如勵磁線圈40-1發生了層間短路(layer short)之狀況等。
第11圖係第10圖所示的CPU電流控制部30-1的控制方塊圖。
CPU電流控制部30-1係具備有：根據第10圖所示的電流指令值訊號S1來算出輸出電壓指令值之輸出電壓指 令值算出部21-1；算出第10圖所示的電流值訊號S10與電流指令值訊號S1的電流偏差訊號S12，且對之進行PI控制之電流偏差算出部22-1；以及將由電流偏差算出部22-1所輸出的輸出訊號S14與由輸出電壓指令值算出部21-1所輸出的輸出電壓指令值訊號S15予以相加之加法部29-1。
輸出電壓指令值算出部21-1係具備有：保存有在預定的使用條件之勵磁線圈40-1(參照第10圖)的電阻值(串聯電阻值)之記憶體部23-1、以及根據該電阻值及電流指令值訊號S1而算出輸出電壓指令值之算出部24-1。
電流偏差算出部22-1係具備有：從電流指令值訊號S1及電流值訊號S10算出電流偏差並輸出電流偏差訊號S12之減法部25-1、對於電流偏差訊號S12進行積分動作之具有例如低通濾波器等之積分動作部26-1、以及對於進行過積分動作之電流偏差訊號S13進行比例動作之比例動作部27-1。
CPU電流控制部30-1將從第10圖所示之使用者/上位裝置介面部31-1接收到的電流指令值S1傳送至輸出電壓指令值算出部21-1。輸出電壓指令值算出部21-1，係從記憶體部23-1讀出在預定的使用條件之勵磁線圈40-1(參照第10圖)的電阻值(Rt)(數位值)，且將之傳送至算出部24-1。算出部24-1從電阻值(Rt)及電流指令值訊號S1的電流指令值(Io)算出輸出電壓指令值(Vo)。亦即，根據歐姆定律，以算式Vo=Io×Rt算出輸出電壓指令值(Vo)。算出的輸出電壓指令值(Vo)係作成為輸出電壓指令值訊號 S15而傳送至加法部29-1。如此，可考慮到勵磁線圈40-1(參照第10圖)的電阻值而算出直接對應於電流指令值(Io)之輸出電壓指令值(Vo)並加以輸出，所以與只根據偏差而算出輸出電壓指令值之情況相比較，可縮短使流到勵磁線圈40-1之電流到達目標電流值(電流指令值)所需的時間(響應時間)。
另一方面，當電流偏差算出部22-1接收到電流值訊號S10，減法部25-1就將電流指令值訊號S1所表示的電流值減去電流值訊號S10所表示的電流值而算出電流偏差。減法部25-1將算出的電流偏差作成為電流偏差訊號S12並將之輸出至積分動作部26-1。積分動作部26-1接收電流偏差訊號S12並對電流偏差訊號S12進行積分動作。比例動作部27-1從積分動作部26-1接收進行過積分動作之電流偏差訊號S14，對電流偏差訊號S14進行比例動作。進行過比例動作之電流偏差訊號S14係傳送至加法部29-1。加法部29-1將輸出電壓指令值訊號S15加上電流偏差訊號S14，將考慮過電流偏差之輸出電壓指令值訊號S2傳送至D/A轉換部32-1(參照第10圖)。如此，就可算出考慮過流通於勵磁線圈40-1的電流與目標電流值的偏差之輸出電壓值，來控制流至勵磁線圈40-1之電流值。
如以上所說明的，在第二實施形態之控制器20-1中，輸出電壓指令值算出部21-1係根據在預定的使用條件之勵磁線圈40-1(參照第10圖)的電阻值(Rt)而算出輸出電壓指令值。因此，控制器20-1不用加大電流偏差 算出部22-1的比例增益及積分常數就可使流至勵磁線圈40-1之電流迅速趨近電流指令值。換言之，與只根據偏差而算出輸出電壓指令值之情況相比較，可縮短使流到勵磁線圈40-1之電流到達目標電流值(電流指令值)所需的時間(響應時間)。因此，根據第二實施形態之控制器20-1，可實現穩定性良好，且高精度的電流控制。而且，因為算出了經考慮勵磁線圈40-1的電阻值而算出之輸出電壓指令值，且根據它來控制勵磁線圈40-1，所以可縮短到達目標電流值之到達時間並且可比過去提高控制精度(可減小實際的電流值與目標電流值之偏差)。因而，不需要高精度的A/D轉換器及/或D/A轉換器，所以可減低裝置的成本。
又，在第二實施形態之控制器20-1中，除了考慮電阻值(Rt)，也考慮在勵磁線圈40-1流通的電流值與電流指令值(目標電流值)之偏差來算出輸出電壓指令值。因此，就算是預先保存的在預定的使用條件之勵磁線圈40-1的電阻值(Rt)與實際的勵磁線圈40-1的電阻值(Rt)有很大的差異，也可根據勵磁線圈40-1的電流值與電流指令值之偏差，而使流至勵磁線圈40-1之電流值高精度地趨近電流指令值。
<第三實施形態>
接著，針對第三實施形態之電磁鐵控制裝置進行說明。第12圖係顯示控制器及電磁鐵裝置的勵磁線圈之方塊圖。採用第三實施形態之電磁鐵控制裝置之電漿處理裝置 與第9圖所示的電漿處理裝置一樣，故將其說明予以省略。
第三實施形態與第二實施形態相比較，係在具有檢測勵磁線圈的溫度之機構之點不同。其他的構成都與第二實施形態一樣，故將與第二實施形態一樣之構成都標以相同的符號而將其說明予以省略。
如第12圖所示，在勵磁線圈40-1設有溫度感測器等之溫度檢測器41-1。此溫度檢測器41-1係構成為將檢測出的勵磁線圈40-1的溫度傳送至控制器20-1。
控制器20-1具有：取得來自溫度檢測器41-1之表示勵磁線圈40-1的溫度之溫度訊號S5之放大器35-1(溫度取得部)、以及接收來自放大器35-1的溫度訊號S6之A/D轉換部34-1。
溫度檢測器41-1檢測出勵磁線圈40-1的溫度，且輸出溫度訊號S5至放大器35-1。放大器35-1將溫度訊號S5放大，並將類比值的電流訊號S6傳送至A/D轉換部34-1。A/D轉換部34-1將類比值的電流訊號S6轉換成為數位值的電流值訊號S7並將之傳送至CPU電流控制部30-1。
第13圖係第三實施形態之CPU電流控制部30-1的控制方塊圖。
第三實施形態之控制器20-1的CPU電流控制部30-1與第二實施形態之控制器20-1的CPU電流控制部30-1相比較，係在算出輸出電壓指令值之輸出電壓指令值算出部21-1具有線圈電阻值算出部28-1之點不同。以下進行詳細 說明。
如第13圖所示，CPU電流控制部30-1的輸出電壓指令值算出部21-1係具有算出勵磁線圈40-1的電阻值之線圈電阻值算出部28-1，來取代第二實施形態之記憶體部23-1。線圈電阻值算出部28-1係接收來自第12圖所示的A/D轉換器34-1之溫度訊號S7。線圈電阻值算出部28-1係根據溫度訊號S7所表示的線圈的溫度(T)而算出勵磁線圈40-1的電阻值(Rt)。電阻值(Rt)係以如下所述方式算出。亦即，若在20℃之勵磁線圈40-1的電阻值為R20，勵磁線圈40-1的電阻值的溫度係數為α，則以算式Rt=R20×(1+α T)算出電阻值(Rt)。在20℃之勵磁線圈40-1的電阻值為R20係預先儲存在線圈電阻值算出部28-1所具有的記憶體中。
線圈電阻值算出部28-1所算出的電阻值(Rt)係傳送至算出部24-1。算出部24-1根據線圈電阻值算出部28-1所算出的電阻值(Rt)及電流指令值訊號S1的電流指令值(Io)而算出輸出電壓指令值(Vo)。算出部24-1將算出的輸出電壓指令值(Vo)作成為輸出電壓指令值訊號S15而將之傳送至加法部29-1。
線圈電阻值算出部28-1係每預定時間接收勵磁線圈40-1的溫度訊號S7而算出電阻值(Rt)。根據每預定時間算出的電阻值(Rt)，算出部24-1算出輸出電壓指令值，且傳送輸出電壓指令值訊號S15至加法部29-1。因此，控制器20-1可根據隨著勵磁線圈40-1的溫度變化而變之 適切的輸出電壓指令值訊號S15，來控制勵磁線圈40-1的電流。
如以上所說明的，第三實施形態之控制器20-1，係監測勵磁線圈40-1的溫度，根據勵磁線圈40-1的實際的溫度來算出勵磁線圈40-1的實際的電阻值(Rt)。因此，控制器20-1不用加大電流偏差算出部22-1的比例增益及積分常數就可使流至勵磁線圈40-1之電流迅速趨近電流指令值。換言之，與只根據偏差而算出輸出電壓指令值之情況相比較，可縮短使流到勵磁線圈40-1之電流到達目標電流值(電流指令值)所需的時間(響應時間)。而且，因為算出了經考慮勵磁線圈40-1的電阻值而算出之輸出電壓指令值，且根據它來控制勵磁線圈40-1，所以可縮短到達目標電流值之到達時間並且可比過去提高控制精度(可減小實際的電流值與目標電流值之偏差)。因而，不需要高精度的A/D轉換器及D/A轉換器，所以可減低裝置的成本。
又，控制器20-1係根據算出的實際的電阻值(Rt)來算出輸出電壓指令值。因此，第三實施形態之控制器20-1即使在勵磁線圈40-1的溫度因外部的影響而變化之情況也可正確地推測出線圈電阻值，所以可輸出適合於實際的勵磁線圈40-1的溫度之更高精度的輸出電壓指令值。因此，根據第三實施形態之控制器20-1，可實現穩定性良好，且高精度的電流控制。
又，第三實施形態之控制器20-1與第二實施形態之控制器20-1一樣，除了考慮串聯電阻值(Rt)，也 考慮勵磁線圈40-1的電流值與電流指令值之偏差來算出輸出電壓指令值。因此，可根據勵磁線圈40-1的電流值與電流指令值之偏差，而使流至勵磁線圈40-1之電流高精度地趨近電流指令值。
在上述第二實施形態及第三實施形態中，雖然將溫度檢測器41-1及電流檢測器42-1設成與控制器20-1各自獨立，但溫度檢測器41-1及電流檢測器42-1亦可構成為控制器20-1的一部分。
又，第11圖及第13圖所示之CPU電流控制部30-1的構成元素除了記憶體部23-1之外，都可利用例如CPU電流控制部30-1內所記憶的軟體來實現。
本發明之電磁鐵控制裝置可應用於例如電漿蝕刻裝置、濺鍍裝置及電漿CVD裝置等之在電漿的產生上使用磁力之裝置。
A.第四實施形態
第14圖係顯示作為本發明的一實施形態之電漿處理系統20-2的概略構成之方塊圖。電漿處理系統20-2在本實施形態中係用來進行電漿蝕刻之系統，係例如為了在半導體製程中蝕刻基板(例如晶圓)而使用者。如第14圖所示，電漿處理系統20-2具備有電漿蝕刻裝置21-2及指令部22-2及電磁鐵系統30-2。電漿蝕刻裝置21-2具備有腔室(省略圖示)。在腔室內使電漿產生，利用由電漿所產生的離子及自由基(radical)來蝕刻處理對象物。指令部22-2 在本實施形態中係為個人電腦，係與電磁鐵系統30-2(更具體而言係後述之電磁鐵控制裝置50-2)連接成可相通訊。指令部22-2可為能夠下指令給電磁鐵系統30-2之任意的裝置，可為例如順序器(sequencer)等。
電磁鐵系統30-2具備有電磁鐵40-2及電磁鐵控制裝置50-2。電磁鐵40-2係在上述腔室的外部與腔室鄰接而設置，以利用電磁鐵40-2所產生的磁場來控制電漿蝕刻裝置21-2中的電漿密度分佈。電磁鐵控制裝置50-2係接收來自指令部22-2之指令，而控制流至電磁鐵40-2之電流以得到希望的磁通密度。電磁鐵控制裝置50-2係構成為可依據電漿蝕刻裝置21-2內的處理狀況而控制電漿密度分佈，且可控制成在到達預定的最大(或最小)的電流值(換言之係磁通密度值)之前使電流(換言之係磁通密度)增大或(減小)。
第15圖係顯示電磁鐵40-2的概略構成之剖面圖。電磁鐵40-2具備有線圈41-2、以及軛鐵42-2。本實施形態係為了簡化說明而舉電磁鐵40-2具備一個線圈41-2為例進行說明。但電磁鐵40-2可具備任意數目的線圈41-2。線圈41-2係配置成從俯視圖看呈圓形，但在第15圖中係只顯示相對於圓的中心之一側。電磁鐵40-2中，流至線圈42-1之電流係被控制成可在距離線圈41-2達預定距離之量測點M1(腔室內之點)得到希望的磁通密度。
然而，以磁性材料形成之軛鐵42-2係具有磁滯特性。因此，根據希望的磁通密度(在本實施形態中係 從指令部22-2輸入之磁通密度指令值)而單純地演算要流至線圈41-2之電流，就會在希望的磁通密度、與在量測點M1量測出的磁通密度之間，產生依施加至線圈41-2之電流的履歷而定之差異。電磁鐵控制裝置50-2具有減低如此的磁滯現象的影響(亦即希望的磁通密度、與在量測點M1量測出的磁通密度之不一致)之機能。
如第14圖所示，電磁鐵控制裝置50-2具備有：指令值取得部60-2、電流值決定部70、驅動器(driver)80、消磁部85、以及記憶部90。指令值取得部60-2係從指令部22-2接收磁通密度指令值。而且，指令值取得部60-2將接收到的磁通密度指令值換算為假設不存在磁滯現象之情況(亦即假設流至線圈41-2之電流、與在量測點M1量測出的磁通密度成正比之情況)之流至線圈41-2之電流的電流值。將如此換算出的電流值稱為電流指令值I。指令值取得部60-2將算出的電流指令值I輸出至電流值決定部70。
電流值決定部70，係考慮電磁鐵40-2的磁滯特性而修正電流指令值I，決定出實際要流至線圈41-2之電流值(將之稱為控制電流值I’)。此處理係根據第一函數91、第二函數92、及第三函數93而進行。此等函數係預先記憶於記憶部90。不過此等函數亦可透過通訊而從外部(例如指令部22-2)取得。另外，如後述，有依據狀況而將第二函數92及第三函數93予以變換之情形，但電流值決定部70亦可透過通訊而從外部取得變換後的函數。關於 此等函數的詳細將在後面說明。
並且，電流值決定部70將決定出的控制電流值I’輸出至驅動器80。驅動器80係控制對於線圈41-2之電流供給。亦即，驅動器80使輸入的控制電流值I’的電流流至電磁鐵40-2的線圈41-2。消磁部85係對於軛鐵42-2進行消磁。具體言之，在本實施形態中，消磁部85從指令部22-2接收到消磁指令，就從記憶部90取得消磁的參數(例如交流消磁的振幅、頻率等)。於是，消磁部85將依取得的參數而定之指令輸出至驅動器80。驅動器80根據輸入的指令，將電流變換為希望的波形並予以輸出。
第16圖係根據第一函數91、第二函數92、及第三函數93來決定控制電流值I’的概念之說明圖。理想直線F0表示流至線圈41-2之電流、與藉由該電流而得到的磁通密度之理想的關係(亦即磁滯現象不存在之情況的關係)。就理想直線F0而言，電流與磁通密度為通過原點之比例關係。相對於此，第一函數線F1、第二函數線F2及第三函數線F3係概念地表示考慮磁滯的影響而修正後的電流與磁通密度的關係。請注意，第16圖所示之第一函數線F1、第二函數線F2及第三函數線F3，並非直接分別將第一函數91、第二函數92及第三函數93予以線形(graph)化者，而是概念性地表示根據該等函數而相對於理想直線F0對電流指令值I做怎樣的修正。第一函數線F1係位於理想直線F0的上方。第二函數線F2係位於理想直線F0的下方，第三函數線F3係位於第二函數線F2的上 方。第16圖所示的例子中，第三函數線F3整體都位於理想直線F0的下方，但依軛鐵42-2材質而定，也有第三函數線F3的一部分會位於理想直線F0的上方之情形。
函數線F1至F3之決定，係預先實測電磁鐵40-2的磁滯特性，且根據實測結果來決定出近似該結果之函數線F1至F3。第一函數91、第二函數92及第三函數93係決定成能夠得到所決定出的函數線F1至F3上的電流值來作為控制電流值I’之近似的函數。在本實施形態中，將第一函數91、第二函數92及第三函數93分別定義為區段線性函數。亦即，第一函數91、第二函數92及第三函數93之各個在線形化的情況係具有由複數個線段以轉折點相連接而成的形狀。不過，亦可將第一函數91、第二函數92及第三函數93定義成沒有定義區間之單純的線性函數，或定義為任意的函數。
第一函數91係使用於從軛鐵42-2消磁的狀態開始使磁通密度的絕對值增大之情況。與第一函數91對應之第16圖的第一函數線F1，係定義於原點、及磁通密度最大值Bmax之間。亦即，圖示的第一函數線F1係近似地表示在使電流以一定的增幅從電流值0增大到對應於最大值Bmax的電流值(電流值Imax)之情況之流至線圈41-2之電流值與在量測點M1所測得的磁通密度之關係。
第二函數92係使用於從軛鐵42-2著磁的狀態開始使磁通密度的絕對值減小之情況。與第二函數92對應之第16圖的第二函數線F2，係定義於最大值Bmax、 及x軸上的點(電流值0)之間。亦即，圖示的第二函數線F2係近似地表示在使電流以一定的減幅從對應於最大值Bmax的電流值減小到電流值0之情況之流至線圈41-2之電流值與在量測點M1所測得的磁通密度之關係。
第三函數93係使用於從軛鐵42-2著磁的狀態開始使磁通密度的絕對值增大之情況。與第三函數93對應之第16圖的第三函數線F3，係定義於x軸上的點(電流值0)、及最大值Bmax之間。亦即，圖示的第三函數線F3係近似地表示在使電流從對應於最大值Bmax的電流值減小到電流值0之後，再度使電流以一定的增幅增大到對應於最大值Bmax的電流值之情況之流至線圈41-2之電流值與在量測點M1所測得的磁通密度之關係。
請注意，第16圖只顯示第一象限，但在第二至第四象限也都可得到第16圖所示的線形及原點對象的線圖(graph)，以及以與各線圖對應的方式定義出第一函數91、第二函數92及第三函數93。
第17圖係顯示電磁鐵控制裝置50-2所進行的電流值決定處理的一例的流程之流程圖。電流值決定處理，係根據從指令部22-2輸入的指令值而決定出要流至線圈41-2的電流的電流值之處理。電流值決定處理係每次有指令值從指令部22-2輸入至電磁鐵控制裝置50-2都重複進行。第17圖中，為了簡化說明而顯示在電流值及磁通密度值兩者都在0以上的範圍(亦即在第16圖所示之第一象限的範圍內)控制電流值及磁通密度值之情況。電流值決定 處理一開始，就首先由指令值取得部60-2接收從指令部22-2輸入的磁通密度指令值，並算出電流指令值In(步驟S110)。電流指令值I的下標「n」係表示與第n次輸入的磁通密度指令值對應。此電流指令值In係根據第16圖所示之理想直線F0而算出。
算出電流指令值In，指令值取得部60-2就將算出的電流指令值In記憶至記憶部90(步驟S120)，並將電流指令值In輸出至電流值決定部70。在本實施形態中，記憶於記憶部90之電流指令值In係在下次執行的電流值決定處理結束之際刪除。
電流值決定部70判斷輸入的電流指令值In是否表示從消磁狀態開始使磁通密度增大之指令(步驟S130)。此處之「從消磁狀態開始使磁通密度增大之指令」係包含從初始狀態(亦即沒有剩磁)初次使磁通密度增大之指令、及從初始狀態開始一次也沒有使磁通密度減小地使磁通密度階段性地增大之情況之在途中的階段使磁通密度增大之指令。該判斷在本實施形態中，係根據前次執行的電流值決定處理的步驟S120是否有將電流指令值In-1記憶起來、及後述的函數旗標(flag)而進行。在初次執行電流值決定處理之情況，當然不會記憶有電流指令值In-1。另外，在本實施形態中，在第n次的電流值決定處理之後利用消磁部85進行了消磁之情況，會將記憶部90中記憶的電流指令值In刪除掉。因此，電流值決定部70可根據記憶部90中是否記憶有電流指令值In-1，而判斷輸入的電流指令 值In是否表示從初始狀態開始之初次使磁通密度增大。至於輸入的電流指令值In是否表示在途中的階段使磁通密度增大，則可利用後述的函數旗標來判斷。關於此判斷將在後面說明。
判斷的結果，若電流指令值In表示從消磁狀態開始使磁通密度增大之指令(步驟S130的結果為“是”)，則電流值決定部70選擇第一函數91，將函數旗標設定為值1(步驟S140)。函數旗標係寫入記憶部90中確保的旗標區域。此函數旗標的使用方法將在後面說明。接著，電流值決定部70使用第一函數91來決定出電流修正量Ic(步驟S150)。本實施形態中，第一函數91係表示電流指令值I與電流修正量Ic的對應關係之函數。此點關於第二函數92及第三函數93也一樣。此處的電流修正量Ic的決定方法將在後面說明。接著，電流值決定部70將在上述步驟S110中算出的電流指令值In加上電流修正量Ic，而算出控制電流值In’(步驟S210)。並且，電流值決定部70將控制電流值In’記憶至記憶部90(步驟S220)，並且將控制電流值In’輸出至驅動器80(步驟S230)，至此結束電流值決定處理。
另一方面，若電流指令值In並非表示從消磁狀態開始使磁通密度增大之指令(步驟S130的結果為“否”)，亦即，在軛鐵42-2為著磁狀態之情況，則電流值決定部70判斷電流指令值In是否比電流指令值In-1小(步驟S160)。電流指令值In-1係在前次執行的電流值決定處 理的上述步驟S120中記憶於記憶部90中。判斷的結果，若電流指令值In比電流指令值In-1小(步驟S160的結果為“是”)，亦即輸入的是使磁通密度減小的指令之情況，則電流值決定部70選擇第二函數92，將函數旗標設定為值2(步驟S170)。接著，電流值決定部70根據第二函數92來決定出電流修正量Ic(步驟S180)。此處的電流修正量Ic的決定方法將在後面說明。並且，電流值決定部70使處理前進至上述步驟S210。
判斷的結果，若電流指令值In比電流指令值In-1大(步驟S160的結果為“否”)，亦即輸入的是使磁通密度增大的指令之情況，則電流值決定部70選擇第三函數93，將函數旗標設定為值3(步驟S190)。接著，電流值決定部70根據第三函數93來決定出電流修正量Ic(步驟S200)。此處的電流修正量Ic的決定方法將在後面說明。並且，電流值決定部70使處理前進至上述步驟S210。
第18至23圖係概念性地顯示上述步驟S150、S180、S200中的電流修正量Ic的決定方法的具體例。第18圖係顯示在從消磁狀態開始使磁通密度增大之情況決定電流值的概念，係對應於上述步驟S150。如第18圖所示，當比最大值Bmax小之磁通密度指令值B1輸入，電磁鐵控制裝置50-2就使用理想直線F0來算出電流指令值I1(步驟S110)。第18圖中，點P1係相當於最大值Bmax之理想直線F0上的點。點P2係由磁通密度指令值B1所決定之理想直線F0上的點，係對應於電流指令值I1。並 且，電磁鐵控制裝置50-2使用第一函數91來決定出電流修正值Ic1(步驟S150)，再將電流指令值I1加上電流修正值Ic1而算出控制電流值I’ 1。點P3係第一函數線F1上的點，係對應於磁通密度指令值B1及控制電流值I’ 1。亦即，在從消磁狀態開始使磁通密度增大到磁通密度指令值B1之情況，係使電流值從0開始增大到與第一函數線F1上的點P3對應之控制電流值I’ 1。第一函數91係定義有可得到如此的結果之電流指令值I與電流修正量Ic的對應關係。
第19圖係顯示在從第18圖的狀態再使磁通密度增大之情況決定電流值的概念。當磁通密度指令值B2(B2>B1)輸入，電磁鐵控制裝置50-2就使用理想直線F0來算出電流指令值I2(對應於點P4)(步驟S110)。並且，電磁鐵控制裝置50-2使用第一函數91來決定出電流修正值Ic2(步驟S150)，再將電流指令值I2加上電流修正值Ic2而算出控制電流值I’ 2(對應於點P5)。亦即，只要輸入的磁通密度指令值係從消磁狀態開始持續增大，就繼續使用第一函數91來將控制電流值I’決定成與第一函數線F1上的點對應之值。輸入的磁通密度指令值是否為從消磁狀態開始持續增大，可參照函數旗標來判斷。具體而言，在函數旗標設定於值1之狀態，且輸入的磁通密度指令值比前次大之情況，可判斷為輸入的磁通密度指令值係從消磁狀態開始持續增大。
第20圖係顯示在從著磁狀態開始使磁通密 度減小之情況決定電流值的概念。當從第19圖所示的狀態有磁通密度指令值B3(B3<B2)輸入，亦即磁通密度指令值從增大切換為減小，電磁鐵控制裝置50-2就使用理想直線F0來算出電流指令值I3(對應於點P6)(步驟S110)。並且，電磁鐵控制裝置50-2根據第二函數92來決定出電流修正值Ic3(步驟S150)，再將電流指令值I3加上電流修正值Ic3而算出控制電流值I’ 3(對應於點P7)。點P7係第二函數變換線F2’上的點。第二函數變換線F2’係位於理想直線F0的下方，所以算出的電流修正值Ic3為負值。
第二函數變換線F2’係將第二函數線F2予以變換後得到的線。具體而言，變換後得到的第二函數變換線F2’係位於第二函數線F2與理想直線F0之間之線。例如，可用如下所述的方式來得到第二函數變換線F2’。首先，將第二函數線F2平行移動到使得點P1(第二函數線F2之與原點相反側的端點)位於點P4(與磁通密度(換言之與電流)從增大轉為減小之際的電流指令值I對應之理想直線F0上的點)。並且，如第20圖所示，使平行移動後的第二函數線F2縮小。此時的縮小率為B2/Bmax。
將電流修正值Ic3決定成能夠讓控制電流值I’ 3位於如上述的第二函數變換線F2’上。換言之，將第二函數92變換為能夠得到如上的結果後使用。如此的第二函數92之變換，可藉由將第二函數92的各項(在例如一次函數之情況係一次項及常數項)的至少一項乘以預定的係數來進行。在如本實施形態之逐一就各區間來定義第二函 數92之情況，也將該區間縮小。
第21圖係顯示在從著磁狀態開始使磁通密度減小之情況決定電流值的概念的另一例。此例係使用第二函數變換線F2”來取代第20圖所示的第二函數變換線F2’。可用如下所述的方式來得到第二函數變換線F2”。首先，將第二函數線F2平行移動到使得點P1位於點P5(與磁通密度從增大轉為減小之際的磁通密度B2對應之第一函數線F1上的點)。於是，使平行移動後的第二函數線F2縮小。此處的縮小率為B2/Bmax。如此，使用一端位於與磁通密度從增大轉為減小之際的磁通密度B2對應之第一函數線F1上的點之第二函數變換線F2”，可使磁通密度的修正精度提高。
只要在第20圖(或第21圖)所示的狀態後，輸入的磁通密度指令值仍繼續減小，就使用同一函數(經上述變換的第二函數92)來將控制電流值I’決定成與第二函數變換線F2’(或第二函數變換線F2”)上的點對應之值。輸入的磁通密度指令值是否為從著磁狀態開始持續減小，可參照函數旗標來判斷。具體而言，在函數旗標設定於值2之狀態，且輸入的磁通密度指令值比前次小之情況，可判斷為輸入的磁通密度指令值係從著磁狀態開始持續減小。另外，在磁通密度指令值到達P1之後磁通密度指令值從增大切換為減小之情況，係將控制電流值I’決定成不是讓控制電流值I’位於第二函數變換線F2’(或第二函數變換線F2”)上，而是讓控制電流值I’位於第二函數線F2 上。
第22圖係顯示在從著磁狀態開始使磁通密度增大之情況決定電流值的概念。當從第20圖所示的狀態有磁通密度指令值B4(B4>B3)輸入，亦即在著磁狀態使磁通密度指令值從減小再度切換為增大，電磁鐵控制裝置50-2就使用理想直線F0來算出電流指令值I4(對應於點P8)(步驟S110)。是否是在著磁狀態使磁通密度指令值從減小再切換為增大，可參照函數旗標來判斷。具體而言，在函數旗標設定於值2之狀態，且輸入的磁通密度指令值比前次大之情況，可判斷為是在著磁狀態使磁通密度指令值從減小再切換為增大。
並且，電磁鐵控制裝置50-2根據第三函數93來決定出電流修正值Ic4(步驟S150)，再將電流指令值I4加上電流修正值Ic4而算出控制電流值I’ 4(對應於點P9)。點P9係第三函數變換線F3’上的點。第三函數變換線F3’係位於理想直線F0的下方，所以算出的電流修正值Ic4為負值。
第三函數變換線F3’係將第三函數線F3予以變換後得到的線。例如，可用如下所述的方式來得到第三函數變換線F3’。首先，將第一函數線F1及第三函數線F3平行移動到使得第一函數線F1的原點側的端點位於點P6(與磁通密度(換言之與電流)從減小轉為增大之際的電流指令值I對應之理想直線F0上的點)。然後，如第22圖所示，使平行移動後的第一函數線F1及第三函數線F3 縮小。此處的縮小率為(Bmax-B3)/Bmax。如此縮小後的第一函數線F1及第三函數線F3之中之縮小後的第三函數線F3為第三函數變換線F3’。第22圖所示的例子中，第三函數變換線F3’整體都位於理想直線F0的下方，但依第三函數線F3的形狀而定，也有第三函數變換線F3’的一部分會位於理想直線F0的上方之情形。
將電流修正值Ic4決定成能夠讓控制電流值I’ 4位於如上述的第三函數變換線F3’上。換言之，將第三函數93變換為能夠得到如上的結果後使用。如此的第三函數93之變換，可藉由將第三函數93的各項的至少一項乘以預定的係數來進行。在如本實施形態之方式，逐一就各區間來定義第三函數93之情況，也將該區間縮小。
第23圖係顯示在從著磁狀態開始使磁通密度增大之情況決定電流值的概念的另一例。此例係使用第三函數變換線F3”來取代第22圖所示的第三函數變換線F3’。另外，第23圖顯示在第21圖所示的點P7磁通密度從減小轉為增大之情況。可用如下所述的方式來得到第三函數變換線F3”。首先，將第三函數線F3平行移動到使得第三函數線F3的原點側的端點位於點P7(磁通密度從減小轉為增大之際的第二函數變換線F2”上的點)。然後，使平行移動後的第三函數線F3縮小。此處的縮小率為(Bmax-B3)/Bmax。如此，使用一端位於與磁通密度從減小轉為增大之際的磁通密度B3對應之第二函數變換線F2”上的點之第三函數變換線F3”，可使磁通密度的修正精度 提高。
只要在第22圖(或第23圖)所示的狀態後，在著磁狀態下輸入的磁通密度指令值仍繼續增大，就使用同一函數(經上述變換的第三函數93)來將控制電流值I’決定成與第三函數變換線F3’(或第三函數變換線F3”)上的點對應之值。是否是在著磁狀態下磁通密度指令值仍繼續增大，可參照函數旗標來判斷。具體而言，在函數旗標設定於值3之狀態，且輸入的磁通密度指令值比前次大之情況，可判斷為是在著磁狀態下磁通密度指令值仍繼續增大。另外，在磁通密度再度轉為減小之情況(可根據函數旗標而判斷)，與第20及21圖所示的一樣，將控制電流值I’決定成讓控制電流值I’位於將第二函數變換線F2變換後得到的線上。又，在磁通密度指令值到達第二函數線F2的最小值(x軸上的點)後磁通密度指令值從減小切換為增大之情況，則是將控制電流值I’決定成讓控制電流值I’不是位於第三函數變換線F3’,F3”上，而是位於第三函數線F3上。雖然省略了說明，但在第二至第四象限之各象限也都與第一象限一樣決定出控制電流值I’。
根據以上說明的電漿處理系統20-2，按照對於線圈41-2之電流的施加履歷而區分使用三個函數91,92,93，來控制流至線圈41-2之電流，就可不管電流施加的履歷為何都減低由於磁滯所造成的剩磁的影響。亦即，可比過去更精度良好地使磁通密度指令值、與使電流流至線圈41-2而實際得到的磁通密度值一致。結果，就可提高 在同一電漿處理系統20-2之處理(process)使用條件的再現性、或減低同一規格之電漿處理系統20-2相互間的個體差。而且，可不管軛鐵42-2所具有的磁滯的大小為何都精度良好地使磁通密度指令值、與實際得到的磁通密度值一致。因此，在軛鐵42-2的材料方面即使不使用磁滯小的材料亦無妨。結果，就可在軛鐵42-2使用容易取得之便宜的材料。換言之，可減低電漿處理系統20-2的成本、以及減低電電漿處理系統20-2之從發包到進貨所需的時間。
再者，將三個函數91,92,93設定為區段線性函數，所以不用進行為了小迴路(minor loop)計算所需之大規模的數值分析，就可用容許範圍內的精度控制磁通密度。換言之，可使演算負荷之減低及磁通密度之控制精度的確保同時成立。
又，在利用消磁部85進行消磁後，可使用第一函數91來決定出要流至線圈41-2的電流(控制電流值I’)。在從消磁狀態開始使磁通密度增減之情況，無需為了算出控制電流值I’而進行第一函數91之變換。此情況，與從著磁狀態開始使磁通密度增減之情況相比較，亦即與使用將函數92,93變換後的函數來決定控制電流值I’之情況(雖非一定要進行變換，但為了提高磁通密度的控制精度最好進行變換)相比較可較單純地進行。因此，可藉由在預定的時點(timing)進行消磁，來減低在電磁鐵控制裝置50-2中的演算負荷。預定的時點可考慮演算負荷之減低、及電漿處理系統20-2的處理率(throughput)之平衡而適 當地設定。例如，消磁部85可只在電漿處理系統20-2起動時實施消磁。或者，消磁部85可取代在起動時實施而改為在電漿蝕刻裝置21-2中對於處理對象物之處理發生待機時間之情況實施消磁、或除了在起動時實施之外也在發生待機時間之情況實施消磁。
又，在從著磁狀態開始使磁通密度增減之情況，可藉由將記憶的函數92,93予以變換而進行簡易的近似，來因應不同的電流施加履歷，確保磁通密度的控制精度在預定的範圍內。因此，可減低在電磁鐵控制裝置50-2中的演算負荷。尤其，在磁通密度指令值從增大轉為減小之情況、或相反的情況，係將函數92,93予以再變換然後使用，所以會充分確保磁通密度的控制精度。
B.第五實施形態
以下，針對本發明的第五實施形態進行說明。作為第五實施形態之電漿處理系統20-2係具備電磁鐵240來取代電磁鐵40-2。以下，只針對第五實施形態與第四實施形態之不同點進行說明。關於第五實施形態之未說明的構成都與第四實施形態一樣。如第24圖所示，電磁鐵240具備有四個線圈241a至241d、以及軛鐵242。線圈的數目並不限於四個，可為2以上之任意的數目。線圈241a至241d從俯視圖看都呈圓形，且配置成同心圓，但在第24圖中係只顯示相對於圓的中心之一側。對於電磁鐵240之控制，係將流至線圈241a至241d之電流控制成可在距離四個線圈 241a至241d達預定距離之量測點M1至M4所得到希望的磁通密度。量測點M1至M4分別對應於線圈241a至241d。電流值決定部70係構成為能夠反映線圈241a至241d各自產生的磁場之影響而決定出要流至線圈241a至241d之電流的值。換言之，電流值決定部70係構成為：將流至線圈241a至241d之電流的值決定成使得將應該在與一個線圈對應之量測點所得到之磁通密度減去從其他的線圈到達該量測點的磁通密度而得到的磁通密度會為在該量測點從該一個線圈得到的。
本實施形態中，線圈241a至241d係形成相互獨立的磁路。考慮形成此等磁路之磁場對於在各量測點M1至M4所得到的磁通密度的影響，所以將函數91,92,93予以變換後使用。第25圖係顯示修正在與線圈241a對應之量測點M1之線圈241b至241d所產生的磁場的影響之概念。在量測點M1，線圈241b至241d所產生的磁場的影響係使用函數線群C2至C4來加以考慮。函數線群C2至C4分別表示考慮磁滯的影響之情況之流至線圈241b至241d之電流、與藉由該電流而在量測點M1所得到的磁場之關係。函數線群C2係對應於線圈241b，函數線群C3係對應於線圈241c，函數線群C4係對應於線圈241d。該等函數線群C2至C4係概念性地使與第16圖所示的函數91,92,93對應之函數線F1至F3縮小及旋轉而成者。從量測點M1到線圈241b,241c,241d之距離係按線圈241b,241c,241d之順序依序變遠，所以函數線群C2至C4係設定成相 對於相同的電流值，磁通密度會按函數線群C2,C3,C4之順序依序變小。同樣的，磁滯之影響也按函數線群C2,C3,C4之順序依序變小(構成函數線群之各函數線與理想直線之距離也變小)。
第26圖係顯示修正在與線圈241b對應之量測點M2之線圈241a,241c,241d所產生的磁場的影響之概念。從量測點M2到線圈241d之距離係比從量測點M2到線圈241a,241c之距離遠，所以函數線群C4係設定成相對於相同的電流值，其磁通密度會比函數線群C1,C3的磁通密度小。
第27圖係顯示修正在與線圈241c對應之量測點M3之線圈241a,241b,241d所產生的磁場的影響之概念。從量測點M3到線圈241a之距離係比從量測點M3到線圈241b,241d之距離遠，所以函數線群C1係設定成相對於相同的電流值，其磁通密度會比函數線群C2,C4的磁通密度小。
第28圖係顯示修正在與線圈241d對應之量測點M4之線圈241a,241b,241c所產生的磁場的影響之概念。從量測點M4到線圈241a,241b,241c之距離係按線圈241c,241b,241a之順序依序變遠，所以函數線群C1至C3係設定成相對於相同的電流值，磁通密度會按函數線群C3,C2,C1之順序依序變小。
上述的函數線群C1至C4之決定，係預先針對各量測點M1至M4實測來自對應的一個線圈以外的三 個線圈之影響，然後以讓實測結果近似預定的函數之方式來決定出函數線群C1至C4。與各函數線群C1至C4對應之函數，係藉由將函數91,92,93予以變換來得到近似的。
針對對象的量測點，將如上述藉由將函數91,92,93予以變換而得到之函數予以相加而使用。例如，要將流至線圈241a之電流值控制成在量測點M1得到希望的磁通密度之情況，係使用以如第四實施形態中說明過的方式得到之函數91本身、或將函數92,93予以變換後得到的函數、及與第25圖所示的三個函數線對應之變換後的三個函數予以相加而得到之函數，來決定出控制電流值I’。如以上所述，藉由將表示預先掌握的各線圈的磁場的影響之函數相加，可反映出線圈241b至241d所產生的磁場的影響而精度良好地決定出要流至線圈241a之電流。而且，藉由將函數91,92,93予以變換來取得近似的表示各線圈的磁場的影響之函數，可減低有限的記憶部90的記憶容量。
C.第六實施形態
以下，針對本發明的第六實施形態進行說明。作為第六實施形態之電漿處理系統20-2具備與第五實施形態一樣之構成。第六實施形態與第五實施形態之不同點在於：在線圈241a至241d的至少兩個係形成相同磁路之情況，反映出兩者所產生的磁場的相互干涉而決定出要流至線圈241a至241d的電流之點。以下，只針對此點進行說明。
如第29A圖所示，針對各線圈241a至241d分別設定用來反映來自其他線圈的影響之函數A至L(此等函數的至少一部分可置換為係數)。例如，記載於線圈241a之列與線圈241b之行所決定的欄之函數A，係用來反映在與線圈241a對應之量測點M1之線圈241b的影響之函數。函數A至L係預先根據實測值而設定為近似於實測值的。另外，根據第29B圖所示之行列式，將控制電流值I’(第四實施形態中根據函數91,92,93而修正後之電流值)進一步修正為修正電流控制值I"。第29B圖中，附加的a至d分別對應於線圈241a至241d。根據如此的構成，就可反映線圈241a至241d之中的至少兩個形成相同磁路所造成的相互干涉，而精度良好地控制磁通密度。
D.第七實施形態
以下，針對本發明的第七實施形態進行說明。第30圖係顯示作為第七實施形態之電漿處理系統320的概略構成之方塊圖。第30圖中，將與第四實施形態(參照第14圖)相同之構成元件都標註與第14圖相同的符號。以下，只針對電漿處理系統320中與第四實施形態不同的點進行說明。如第30圖所示，電漿處理系統320具備有電磁鐵系統330來取代電磁鐵系統30-2。電磁鐵系統330具備有電磁鐵40-2及電磁鐵控制裝置350及感測器345。
感測器345係檢測線圈41-2所產生的磁場的磁通密度。在電磁鐵40-2如第五實施形態具備有複數個 線圈之情況，感測器345係針對各個線圈而分別設置。感測器345可配置於第24圖所示的量測點M1至M4，亦可配置於該等量測點以外的處所。例如，可將感測器345配置在鐵芯內或腔室的任意的空間內。在此情況，係從感測器345的檢測值來推算出在量測點M1至M4的磁通密度值。電磁鐵控制裝置350除了指令值取得部60-2、電流值決定部70、驅動器80及記憶部90之外，還具備有補償部385。補償部385係根據感測器345所檢測出的磁通密度、與從指令部22-2輸入的磁通密度指令值之差分，而補償控制電流值I’來使該差分變小(理想的情況係使之變到幾近於0)。補償部385的輸出係與控制電流值I’相加，且將相加後的值輸入至驅動器80。根據如此的構成，就可利用回授控制而更精度良好地控制磁通密度。
E：變形例： E-1.變形例1：
在上述的電漿處理系統20-2,320中，從外部(本實施形態中係指令部22-2)輸入的指令值，並不限定於磁通密度指令值。例如，可在指令部22-2將磁通密度指令值變換為電流指令值I，且將電流指令值I輸入至指令值取得部60-2。指令值取得部60-2所取得的資訊，可為任何可用來具體指定磁通密度指令值之資訊。
又，函數91,92,93並不限定於表示電流指令值I與電流修正量Ic的對應關係之函數。函數91,92,93 只要是表示最終可導出與磁通密度指令值對應之控制電流值I’之任意的參數的對應關係之函數即可。例如，函數91,92,93可表示磁通密度與電壓的對應關係。或者，函數91,92,93可為表示磁通密度與電流的關係之函數。在此情況，函數91,92,93可為表示磁通密度指令值與電流修正量Ic的關係之函數。或者，函數91,92,93可為表示磁通密度指令值與控制電流值I’的關係之函數。如上所述，只要使用建立有磁通密度與電流的對應關係之函數，就無需做變換到其他的參數之變換，可直接從希望的磁通密度決定出控制電流值I’。因此，可減低在電磁鐵控制裝置50-2中的演算負荷。
E-2.變形例2：
在上述的電漿處理系統20-2,320中，電流值決定部70可在指令值取得部60取得了新的磁通密度指令值之情況，依據前次取得的磁通密度指令值、與新取得的磁通密度指令值之變化幅度，使用將第一函數91、第二函數92或第三函數93的各項的至少一項乘以預定的係數而得到的函數來決定出要流至線圈之電流的值。在此情況，預定的係數係為根據實測而預先設定者，但變化幅度越大係設定得越小。又，在電漿處理系統320中，電流值決定部70可在指令值取得部60-2取得了新的磁通密度指令值之情況，依據前次取得的磁通密度指令值、與新取得的磁通密度指令值之變化幅度，使用對於第一函數91、第二函數92 或第三函數93施加與預定的函數相乘或相加的動作中的至少一動作後得到的函數來決定出要流至線圈241a至241d之電流的值。預定的函數係根據實測而預先設定。剩磁會依磁通密度值(換言之係電流值)的變化幅度不同而變化，但根據上述的各構成，就可藉由將預定的係數設定為可反映如此的變化而精度良好地控制磁通密度。
上述的實施形態包含至少以下的技術思想。
本發明的第一態樣之電磁鐵裝置，係用於電漿處理裝置之電磁鐵裝置，具有：前面具有環狀的溝槽之磁軛；配置於前述溝槽之環狀的線圈；以及設成將前述線圈包在內部，用來使前述線圈相對於前述磁軛而固定且用來傳熱之樹脂，而且，在前述磁軛的前述溝槽的外周面、與設在前述線圈的徑向外側之前述樹脂之間設有間隙。
本發明的第二態樣之電磁鐵裝置，係在第一態樣之電磁鐵裝置中，前述線圈係收納於前述溝槽的內部。
本發明的第三態樣之電磁鐵裝置，係在第一態樣或第二態樣之電磁鐵裝置中，前述線圈係在前述溝槽配置成使得前述線圈的寬度方向中央部位於比前述溝槽的寬度方向中央還要靠徑向內側。
本發明的第四態樣之電磁鐵裝置，係在第一態樣至第三態樣之中任一態樣之電磁鐵裝置中，前述線圈係在前述溝槽配置成使得前述線圈的深度方向中央部位 於比前述溝槽的深度方向中央還要靠底部側。
本發明的第五態樣之電磁鐵裝置，係在第一態樣至第四態樣之中任一態樣之電磁鐵裝置中，前述樹脂係耐熱性及熱傳導性良好之樹脂。
本發明的第六態樣之電磁鐵裝置，係在第一態樣至第五態樣之中任一態樣之電磁鐵裝置中，前述構槽的內周面的至少一部分係具有形成為隨著前述溝槽的深度變深，前述溝槽的寬度變寬之錐面。
本發明的第七態樣之電磁鐵裝置，係在第一態樣至第六態樣之中任一態樣之電磁鐵裝置中，具有：用來通電至前述線圈之配線， 前述磁軛係具有貫通前述溝槽內部與前面側之貫通孔，前述配線係設成通過前述貫通孔。
本發明的第八態樣之電磁鐵裝置，係在第一態樣至第七態樣之中任一態樣之電磁鐵裝置中，具有：配置於前述磁軛的背面側之冷卻板。
本發明的第九態樣之電磁鐵裝置，係在第八態樣之電磁鐵裝置中，具有：配置於前述磁軛的背面與前述冷卻板之間之傳熱片。
根據本發明的第一至第九態樣之電磁鐵裝置，可提供抑制了磁軛的變形之可高精度地控制空間磁場分佈之電磁鐵裝置。而且，根據本發明的第一至第九態樣之電磁鐵裝置，可提供小型(compact)且省能量(線圈發熱較少)之電磁鐵裝置。
本發明的第十態樣之電磁鐵控制裝置，係控制供給至電磁鐵的勵磁線圈之電流之電磁鐵控制裝置，具有：使電流流至前述勵磁線圈之驅動器(driver)；取得表示流至前述勵磁線圈的電流值之訊號之電流值取得部；以及控制流至前述勵磁線圈的電流之電流控制部；而前述電流控制部係具有：根據前述勵磁線圈的電阻值，算出用來使預先設定的目標電流值的電流流至前述勵磁線圈之輸出電壓指令值之輸出電壓指令值算出部；算出前述目標電流值與前述電流值取得部取得的訊號所表示的電流值之電流偏差之電流偏差算出部；以及將前述輸出電壓指令值加上前述電流偏差之加法部；且前述電流控制部係構成為將加了前述電流偏差後的輸出電壓指令值傳送至前述驅動器。
本發明的第十一態樣之電磁鐵控制裝置，係在第十態樣之電磁鐵控制裝置中，前述電流控制部係具有儲存在預定條件之前述勵磁線圈的電阻值之記憶體部，前述輸出電壓指令值算出部係根據儲存於前述記憶體部之電阻值而算出前述輸出電壓指令值。
本發明的第十二態樣之電磁鐵控制裝置，係在第十態樣之電磁鐵控制裝置中，具有：取得表示前述勵磁線圈的溫度之訊號之溫度取得部，而前述輸出電壓指令值算出部具有：根據前述溫度取得部取得的訊號所表示的前述勵磁線圈的溫度而算出前述勵磁線圈的電阻值之線圈電阻值算出部；且前述輸出電壓指令值算出部係根據前述線圈電阻值算出部所算出的前述勵磁線圈的電阻值而算 出前述輸出電壓指令值。
本發明的第十三態樣之電磁鐵控制裝置，係在第十二態樣之電磁鐵控制裝置中，具有：檢測前述勵磁線圈的溫度之溫度檢測器，且前述溫度檢測器係構成為將表示前述檢測出的溫度之訊號傳送至前述溫度取得部。
本發明的第十四態樣之電磁鐵控制裝置，係在第十態樣至第十三態樣之中任一態樣之電磁鐵控制裝置中，具有：檢測流至前述勵磁線圈的電流值之電流檢測器，且前述電流檢測器係構成為將表示前述檢測出的電流值之訊號傳送至前述電流值取得部。
本發明的第十五態樣之電磁鐵，係由第十態樣至第十四態樣之中任一態樣記載的電磁鐵控制裝置加以控制之電磁鐵。
本發明的第十六態樣之電磁鐵的控制方法，係控制供給至電磁鐵的勵磁線圈之電流之電磁鐵的控制方法，具有：根據前述勵磁線圈的電阻值，算出用來使目標電流值的電流流至前述勵磁線圈之輸出電壓指令值之步驟；根據前述算出的輸出電壓指令值而使電流流至前述勵磁線圈之步驟；取得表示流至前述勵磁線圈的電流值之訊號之步驟；算出前述目標電流值與前述取得的訊號所表示的電流值之電流偏差之步驟；將前述算出的輸出電壓指令值加上前述電流偏差之步驟；以及根據加了前述電流偏差後的輸出電壓指令值而使電流流至前述勵磁線圈之步驟。
本發明的第十七態樣之電磁鐵的控制方法， 係在第十六態樣之電磁鐵的控制方法中，算出前述輸出電壓指令值之步驟係根據在預定條件之前述勵磁線圈的電阻值而算出前述輸出電壓指令值。
本發明的第十八態樣之電磁鐵的控制方法，係在第十六態樣之電磁鐵的控制方法中，具有：取得表示前述勵磁線圈的溫度之訊號之步驟；以及根據前述取得的訊號所表示的前述勵磁線圈的溫度，算出前述勵磁線圈的電阻值之步驟；且算出前述輸出電壓指令值之步驟係根據前述算出的前述勵磁線圈的電阻值而算出前述輸出電壓指令值。
根據本發明的第十至十八態樣之電磁鐵控制裝置、電磁鐵或電磁鐵的控制方法，可提供能使流至電磁鐵之電流趨近指令值之電磁鐵控制裝置及電磁鐵控制方法。
又，根據本發明的第十至十八態樣之電磁鐵控制裝置、電磁鐵或電磁鐵的控制方法，可根據勵磁線圈的電阻值來算出用來使預先設定的目標電流值的電流流至勵磁線圈之輸出電壓指令值，將該輸出電壓指令值傳送至驅動器，所以可縮短到達目標電流值所需的時間並且可比過去提高控制精度(可減小目標電流值與實際的電流值之偏差)。而且，因為不再需要高精度的A/D轉換器及D/A轉換器，所以可減低裝置的成本。
又，根據本發明的第十至十八態樣之電磁鐵控制裝置、電磁鐵或電磁鐵的控制方法，構成為取得表示勵磁線圈的溫度之訊號的形態，所以即使作為控制對象之 勵磁線圈的電阻值因為溫度而大幅變動，也可正確地推估出線圈電阻值，可精度良好地控制施加至勵磁線圈之電流。
根據本發明的第十九態樣之電磁鐵控制裝置，提供一種用來控制流至具有軛鐵及線圈之電磁鐵的線圈之電流之電磁鐵控制裝置。此電磁鐵控制裝置係具備有：構成為取得與希望藉由使電流流至線圈而得到的磁通密度的目標值相當的磁通密度指令值、或可用來具體指定磁通密度指令值之資訊的形態之指令值取得部；以及根據磁通密度指令值而決定出要流至線圈的電流的值之電流值決定部。電流值決定部係構成為：在從軛鐵消磁的狀態開始使磁通密度的絕對值增大之情況，進行根據第一函數來決定要流至線圈的電流的值之第一處理，在從軛鐵著磁的狀態開始使磁通密度的絕對值減小之情況，進行根據第二函數來決定要流至線圈的電流的值之第二處理，在從軛鐵著磁的狀態開始使磁通密度的絕對值增大之情況，進行根據第三函數來決定要流至線圈的電流的值之第三處理。
根據如此的電磁鐵控制裝置，按照電流施加的履歷而區分使用三個函數，來控制流至線圈之電流，就可不管電流施加的履歷為何都減低由於磁滯所造成的剩磁的影響，可比過去更精度良好地使磁通密度指令值、與使電流流至線圈而實際得到的磁通密度值一致。結果，就可在具備該電磁鐵控制裝置之電漿處理裝置中，提高在同一電漿處理裝置之處理(process)使用條件的再現性、或減低同一規格之電漿處理裝置相互間的個體差。而且，可不 管軛鐵所具有的磁滯的大小為何都精度良好地使磁通密度指令值、與實際得到的磁通密度值一致。因此，在軛鐵的材料方面即使不使用磁滯小的材料亦無妨。結果，就可在軛鐵使用容易取得之便宜的材料。換言之，可減低電漿處理裝置的成本、以及減低電磁鐵控制裝置之從發包到進貨所需的時間。
本發明的第二十態樣之電磁鐵控制裝置，係在第十九態樣之電磁鐵控制裝置中，第一函數、第二函數及第三函數係表示磁通密度與電流的關係之函數。根據如此的形態，就無需做變換到其他的參數之變換，可直接從希望的磁通密度決定出要流至線圈之電流。因此，可減低在電磁鐵控制裝置中的演算負荷。
本發明的第二十一態樣之電磁鐵控制裝置，係在第十九或二十態樣之電磁鐵控制裝置中，第一函數、第二函數及第三函數係線性函數。根據如此的形態，就可根據磁滯特性的線性趨近，而決定出考慮了磁滯特性之電流值。因此，不用進行為了小迴路(minor loop)計算所需之大規模的數值分析，就可用容許範圍內的精度控制磁通密度。
本發明的第二十二態樣之電磁鐵控制裝置，係在第二十一態樣之電磁鐵控制裝置中，線性函數係區段線性函數。根據如此的形態，就不用進行大規模的數值分析，可比第三態樣更加提高磁通密度的控制精度。
本發明的第二十三態樣之電磁鐵控制裝置， 係在第十九至二十二態樣之中任一態樣之電磁鐵控制裝置中，電磁鐵控制裝置還具備有對軛鐵進行消磁之消磁部。根據如此的形態，就可使在進行消磁後根據第一函數決定出流至線圈之電流的頻率增加。在消磁狀態之電流值的決定與在著磁狀態之電流值的決定相比較可較單純地進行，所以可減低在電磁鐵控制裝置中之演算負荷。
本發明的第二十四態樣之電磁鐵控制裝置，係在第十九至二十三態樣之中任一態樣之電磁鐵控制裝置中，電流值決定部係構成為：在將用來決定出流至線圈的電流的值之處理的內容，從第一處理切換至第二處理、從第二處理切換至第三處理、或從第三處理切換至第二處理之情況，依據切換時的電流值而使用將第一函數、第二函數及第三函數之中之與切換後的處理對應之函數的各項的至少一項乘以預定的係數後得到的函數來決定出要流至線圈之電流的值。根據如此的形態，就可用簡易的方法，依據電流施加的履歷而以預定的精度使磁通密度指令值、與使電流流至線圈而實際得到的磁通密度值一致。因此，可減低在電磁鐵控制裝置中之演算負荷。
本發明的第二十五態樣之電磁鐵控制裝置，係在第十九至二十四態樣之中任一態樣之電磁鐵控制裝置中，電流值決定部係構成為：在指令值取得部取得新的磁通密度指令值之情況，依據前次取得的磁通密度指令值、與新取得的磁通密度指令值之變化幅度，使用將第一函數、第二函數或第三函數的各項的至少一項乘以預定的 係數後得到的函數來決定出要流至線圈之電流的值。雖然剩磁會依磁通密度值(換言之係電流值)而變化，但根據如此的形態，就可藉由將預定的係數設定成可反映如此的變化者，而精度良好地控制磁通密度。
本發明的第二十六態樣之電磁鐵控制裝置，係在第十九至二十五態樣之中任一態樣之電磁鐵控制裝置中，線圈係具有複數個線圈。電流值決定部係構成為：反映出複數個線圈的各個所產生的磁場的影響來決定出要流至線圈之電流的值。根據如此的形態，即使在電磁鐵具備複數個線圈之情況，也可精度良好地控制磁通密度。複數個線圈可形成相同的磁路，亦可形成各不相同的磁路。
本發明的第二十七態樣之電磁鐵控制裝置，係在第二十六態樣之電磁鐵控制裝置中，電流值決定部係構成為：在指令值取得部取得新的磁通密度指令值之情況，依據前次取得的磁通密度指令值、與新取得的磁通密度指令值之變化幅度，使用將第一函數、第二函數或第三函數的各項的至少一項乘以預定的係數後得到的函數、或使用對於第一函數、第二函數或第三函數施予與預定的函數相乘或相加的動作中的至少一動作後得到的函數來決定出流至線圈之電流的值。根據如此的形態，即使在電磁鐵具備複數個線圈之情況，也會產生與第二十五態樣之電磁鐵控制裝置一樣的效果。
本發明的第二十八態樣之電磁鐵控制裝置，係在第二十六或二十七態樣之電磁鐵控制裝置中，電 流值決定部係構成為：在複數個線圈之中的至少兩個係形成相同磁路之情況，藉由將根據第一函數、第二函數或第三函數而決定出的電流值乘以預定的函數或係數，來修正流至線圈的電流。根據如此的形態，就可反映出複數個線圈之中的至少兩個形成相同磁路所造成的相互干涉，而精度良好地控制磁通密度。
本發明的第二十九態樣之電磁鐵系統，提供一種電磁鐵系統。此電磁鐵系統係具備有第十九至二十八態樣之中任一態樣的電磁鐵控制裝置、以及電磁鐵。根據如此的電磁鐵系統，會產生與第十九至二十八態樣之中任一態樣的電磁鐵控制裝置一樣的效果。
根據本發明的第三十態樣之電磁鐵系統，係在第二十九形態之電磁鐵系統中具備有：檢測出線圈所產生的磁場的磁通密度之感測器；以及根據感測器所檢測出的磁通密度值、與磁通密度指令值之差分，而補償流至線圈之電流以使該差分變小之補償部。根據如此的形態，就可藉由回授控制而更加精度良好地控制磁通密度。
本發明並不限於上述的形態，亦可採取電磁鐵的控制方法、電磁鐵控制用程式、以電腦可讀取的方式記錄有該程式之記錄媒體等各種形態來實現。
以上，針對幾個本發明的實施形態進行了說明，但上述的發明的實施形態只是為了讓人容易理解本發明，並非用來限制本發明者。毋庸說，本發明還可在未脫離其主旨的範圍內變更、改良，以及本發明還包含其均 等物。另外，還可在可解決上述的課題的至少一部分之範圍、或會產生效果的至少一部分之範圍內，將申請專利範圍及說明書中記載的各構成元素予以任意的組合、或省略。
本申請案主張以2015年5月11日提出申請之日本專利申請編號第2015-096248號、2015年5月28日提出申請之日本專利申請編號第2015-108160號、及2015年10月27日提出申請之日本專利申請編號第2015-210872號為基礎之優先權。本申請案藉由參照包含日本專利申請編號第2015-096248號、日本專利申請編號第2015-108160號的說明書、日本專利申請編號第2015-210872號的說明書、申請專利範圍、圖式及摘要在內的所有的揭示內容，而將其全部予以援用。
本申請案也藉由參照包含日本特開2013-149722號公報(專利文獻1)、日本特開2012-74972號公報(專利文獻2)、日本特開2007-132902號公報(專利文獻3)的說明書、申請專利範圍、圖式及摘要在內的所有的揭示內容而將其全部予以援用。
20‧‧‧電磁鐵裝置
21‧‧‧磁軛
21a‧‧‧背軛部
21b‧‧‧磁軛側面部
21c‧‧‧凹部
22a、22b、22c、22d‧‧‧構槽
23a、23b、23c、23d‧‧‧線圈
24a、24b、24c、24d‧‧‧環氧樹脂
27a、27b、27c、27d‧‧‧間隙
28a、28b、28c、28d、30‧‧‧貫通孔
40‧‧‧冷卻板
43a、43b、43c‧‧‧孔
45‧‧‧傳熱片
50‧‧‧連結構件

Claims (9)

  1. 一種電磁鐵裝置，係用於電漿處理裝置之電磁鐵裝置，具有：磁軛，係前面具有環狀的溝槽；環狀的線圈，係配置於前述溝槽；以及樹脂，係設成將前述線圈包在內部，用以使前述線圈相對於前述磁軛而固定並且傳熱；在前述磁軛的前述溝槽的外周面、與設在前述線圈的徑向外側之前述樹脂之間設有間隙。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電磁鐵裝置，其中，前述線圈係收納於前述溝槽的內部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之電磁鐵裝置，其中，前述線圈係在前述溝槽配置成使得前述線圈的寬度方向中央部位於比前述溝槽的寬度方向中央還要靠徑向內側。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電磁鐵裝置，其中，前述線圈係在前述溝槽配置成使得前述線圈的深度方向中央部位於比前述溝槽的深度方向中央還要靠底部側。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電磁鐵裝置，其中，前述樹脂係耐熱性及熱傳導性良好之樹脂。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電磁鐵裝置，其中，前述構槽的內周面的至少一部分係具有形成為隨著前述溝槽的深度變深而寬度變寬之錐面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電磁鐵裝置，具有：用來通電至前述線圈之配線，前述磁軛係具有貫通前述溝槽內部與背面側之貫通孔，前述配線係設成通過前述貫通孔。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電磁鐵裝置，具有：配置於前述磁軛的背面側之冷卻板。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電磁鐵裝置，具有：配置於前述磁軛的背面與前述冷卻板之間之傳熱片。
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