(57)【要約】      （修正有）【課題】磁束密度の目標値と、実際に得られる磁束密度とを精度良く一致させる。【解決手段】電磁石制御装置５０は、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７０を備える。電流値決定部７０は、第１着磁状態から磁束密度を減少させる場合に第２の関数９２に基づいて電流値を決定する第２の処理と、第３着磁状態から磁束密度を減少させる場合に第２の関数９２を第１拡縮率で拡大または縮小することにより第４の関数に変換し、変換後の第４の関数に基づいて電流値を決定する第４の処理とを実行するように構成される。電流値決定部７０は更に、あらかじめ第３着磁状態から磁束密度を減少させることによって得られた実測データに第２の関数がフィットするように第１拡縮率を決定するように構成される。【選択図】図１
2019192387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記継鉄の第１着磁状態から磁束密度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、
前記継鉄の第２着磁状態から磁束密度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、
前記継鉄の第３着磁状態から磁束密度を減少させる場合に、前記第２の関数を第１拡縮率で拡大または縮小することにより第４の関数に変換し、変換後の前記第４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４の処理と、
前記継鉄の第４着磁状態から磁束密度を増加させる場合に、前記第３の関数を第２拡縮率で拡大または縮小することにより第５の関数に変換し、変換後の前記第５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５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、
前記第４の処理において、あらかじめ前記第３着磁状態から磁束密度を減少させることによって得られた実測データに前記第２の関数がフィットするように、前記第１拡縮率を決定し、
前記第５の処理において、あらかじめ前記第４着磁状態から磁束密度を増加させることによって得られた実測データに前記第３の関数がフィットするように、前記第２拡縮率を決定する、
ように構成された
電磁石制御装置。
【請求項２】
請求項１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。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電磁石制御装置であって、
前記電流値決定部は、
前記継鉄の第５着磁状態から磁束密度を減少させる場合に、あらかじめ前記継鉄の複数の着磁状態から磁束密度を減少させることによって得られた各実測データに前記第２の関数がそれぞれフィットするように、前記複数の着磁状態のそれぞれに対応する複数の拡縮率を決定し、前記複数の拡縮率を用いた近似によって第３拡縮率を決定し、前記第２の関数を前記第３拡縮率で拡大または縮小することにより第６の関数に変換し、変換後の前記第６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６の処理と、
前記継鉄の第６着磁状態から磁束密度を増加させる場合に、あらかじめ前記継鉄の複数の着磁状態から磁束密度を増加させることによって得られた各実測データに前記第３の関数がそれぞれフィットするように、前記複数の着磁状態のそれぞれに対応する複数の拡縮率を決定し、前記複数の拡縮率を用いた近似によって第４拡縮率を決定し、前記第３の
関数を前記第４拡縮率で拡大または縮小することにより第７の関数に変換し、変換後の前記第７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７の処理と、
を実行するように構成された、電磁石制御装置。
【請求項４】
電磁石システムであって、
請求項１ないし請求項３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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−０８４５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁束密度の目標値と、実際に得られる磁束密度とを精度良く一致させることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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、前記継鉄の第１着磁状態から磁束密度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、前記継鉄の第２着磁状態から磁束密度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、前記継鉄の第３着磁状態から磁束密度を減少させる場合に、前記第２の関数を第１拡縮率で拡大または縮小することにより第４の関数に変換し、変換後の前記第４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４の処理と、前記継鉄の第４着磁状態から磁束密度を増加させる場合に、前記第３の関数を第２拡縮率で拡大または縮小することにより第５の関数に変換し、変換後の前記第５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５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、前記第４の処理において、あらかじめ前記第３着磁状態から磁束密度を減少させることによって得られた実測データに前記第２の関数がフィットするように、前記第１拡縮率を決定し、前記第５の処理において、あらかじめ前記第４着磁状態から磁束密度を増加させることによって得られた実測データに前記第３の関数がフィットするように、前記第２拡縮率を決定する、ように構成された電磁石制御装置が提供される。
【００１０】
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。
【００１１】
また、かかる電磁石制御装置によれば、実測データに基づく拡縮率を用いて第２の関数および第３の関数を拡大または縮小することにより第４の関数および第５の関数を得るようにしたので、第４の関数および第５の関数に従って決定される制御電流値による実際の磁束密度を、磁束密度指令値と精度良く一致させることができる。
【００１２】
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。
【００１３】
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、前記電流値決定部は、前記継鉄の第５着磁状態から磁束密度を減少させる場合に、あらかじめ前記継鉄の複数の着磁状態から磁束密度を減少させることによって得られた各実測データに前記第２の関数がそれぞれフィットするように、前記複数の着磁状態のそれぞれに対応する複数の拡縮率を決定し、前記複数の拡縮率を用いた近似によって第３拡縮率を決定し、前記第２の関数を前記第３拡縮率で拡大または縮小することにより第６の関数に変換し、変換後の前記第６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６の処理と、前記継鉄の第６着磁状態から磁束密度を増加させる場合に、あらかじめ前記継鉄の複数の着磁状態から磁束密度を増加させることによって得られた各実測データに前記第３の関数がそれぞれフィットするように、前記複数の着磁状態のそれぞれに対応する複数の拡縮率を決定し、前記複数の拡縮率を用いた近似によって第４拡縮率を決定し、前記第３の関数を前記第４拡縮率で拡大または縮小することにより第７の関数に変換し、変換後の前記第７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７の処理と、を実行するように構成される。
【００１４】
かかる形態によれば、実測データがあらかじめ取得されている着磁状態に対して決定さ
れた複数の拡縮率を近似曲線で補間して、実測データが存在していない着磁状態に対する拡縮率を求めるようにしたので、磁束密度指令値の増減を切り替えて実測データを取得する作業をあらゆる着磁状態について実施しておく必要はなく、任意の着磁状態で磁束密度指令値を切り替えた場合にも関数ラインを適切に拡大または縮小することができる。これにより、磁束密度の全範囲にわたって、磁束密度指令値と実際に得られる磁束密度とを精度良く一致させることができる。
【００１５】
本発明の第４の形態によれば、第１ないし第３のいずれかの形態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が提供される。かかる電磁石システムによれば、第１ないし第３のいずれかの形態と同様の効果を奏する。
【００１６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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。
【図２】電磁石の概略構成を示す部分断面図である。
【図３】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。
【図４】電流値決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】第２の関数ラインＦ２を拡大または縮小する際における拡縮率の決定方法を概念的に示す模式図である。
【図１０】第３の関数ラインＦ３を拡大または縮小する際における拡縮率の決定方法を概念的に示す模式図である。
【図１１】実測データが存在していない着磁状態において磁束密度指令値の増減が切り替わる場合の、拡縮率の決定方法を概念的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
第１の関数９１は、継鉄４２の消磁状態から磁束密度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。
【００２８】
第２の関数９２は、継鉄４２の着磁状態から磁束密度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。
【００２９】
第３の関数９３は、継鉄４２の着磁状態から磁束密度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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、磁束密度指令値Ｂ（または電流指令値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。
【００３５】
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Ｓ１
６０）。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。
【００３６】
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。
【００３７】
図５〜図８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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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Ｐ５（磁束密度（換言すれば、電流）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、図７に示すように、平行移動された第２の関数ラインＦ２が拡大または縮小される。この際の拡縮率の決定方法については後述する。こうしてスケール変換された後の第２の関数ラインＦ２が第２の関数変換ラインＦ２’である。
【００４１】
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。
【００４２】
図７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’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’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。
【００４３】
図８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。
【００４４】
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。
【００４５】
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３の関数ラインＦ３の原点側の端点が点Ｐ７（磁束密度（換言すれば、電流）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、図８に示すように、平行移動された第３の関数ラインＦ３が拡大または縮小される。この際の拡縮率の決定方法については後述する。こうしてスケール変換された後の第３の関数ラインＦ３が第３の関数変換ラインＦ３’である。
【００４６】
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。
【００４７】
図８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’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’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。
【００４８】
図９は、第２の関数変換ラインＦ２’（以下、第４の関数ラインＦ４と記述する）を求めるために、第２の関数ラインＦ２を平行移動した後に拡大または縮小する際における、拡縮率の決定方法の具体例を概念的に示している。図９において、横軸は図５〜図８と同様に磁束密度指令値を表しているが、縦軸は図５〜図８とは異なり、電流補正量Ｉｃを表していることに留意されたい。
【００４９】
図９における第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、前述（図３等）の関数ラインＦ１〜Ｆ３と同様に、記憶部９０に予め記憶されている第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３にそれぞれ基づくものである。例えば、第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３は、Ｎ次多項式（例えばＮ＝５）または任意の他の関数として定義される。また図９において、第１の関数ラインＦ１は、磁束密度がゼロと最大値Ｂｍａｘの範囲で定義され、第２の関数ラインＦ２および第３の関数ラインＦ３は、磁束密度が最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎ（＝−Ｂｍａｘ）の範囲で定義されている。
【００５０】
前述したように、磁束密度指令値が最大値Ｂｍａｘ（第１着磁状態）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の関数ラインＦ２に従って制御電流値Ｉ’が決定される。しかしながら、磁束密度指令値が増加していき、最大値Ｂｍａｘに達するよりも前に最大値Ｂｍａｘより小さい所定の磁束密度（第３着磁状態）において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の関数ラインＦ２を変換した第４の関数ラインＦ４に従って制御電流値Ｉ’が決定される。
【００５１】
第２の関数ラインＦ２を第４の関数ラインＦ４に変換するために、第３着磁状態に対応する第３の関数ラインＦ３上の点（例えば点Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）において磁束密度指令値を増加から減少に切り替えた場合の、磁束密度指令値（または電流指令値Ｉ）と電流補正量Ｉｃとの対応関係を示す実測データをあらかじめ取得しておく。図９には、このような実測データのいくつかがプロットされている。
【００５２】
第２の関数ラインＦ２は、まず、点Ｑ１（第２の関数ラインＦ２上の第１着磁状態に対応する端点）が、上記のようにあらかじめ取得された実測データに対応する点Ｑ２（またはＱ３、Ｑ４）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が点Ｑ２（またはＱ３、Ｑ４）に関連する実測データにフィットするように、第２の関数ラインＦ２に適用される拡縮率（第１拡縮率）が決定される。この拡縮率に従って、平行移動後の第２の関数ラインＦ２が拡大または縮小されることで、第４の関数ラインＦ４が得られる。実測データがあらかじめ取得されている第３着磁状態（図９における第３の関数ラインＦ３上の点Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）に関しては、同様の方法で第２の関数ラインＦ２から第４の関数ラインＦ４への変換を行うことができる。
【００５３】
このように、実測データに基づく拡縮率を用いて第２の関数ラインＦ２を拡大または縮小することにより第４の関数ラインＦ４を得るようにしたので、第４の関数ラインＦ４に従って決定される制御電流値Ｉ’による実際の磁束密度を、磁束密度指令値と精度良く一致させることができる。また、拡縮率は、図９の横軸方向に第２の関数ラインＦ２を拡大または縮小するための拡縮率と、図９の縦軸方向に第２の関数ラインＦ２を拡大または縮小するための拡縮率とを独立に決定するのがよい。これにより、第２の関数ラインＦ２を図９の横軸方向と縦軸方向に独立に拡大または縮小して、第２の関数ラインＦ２を柔軟に実測データにフィットさせることができる。
【００５４】
図１０は、第３の関数変換ラインＦ３’（以下、第５の関数ラインＦ５と記述する）を求めるために、第３の関数ラインＦ３を平行移動した後に拡大または縮小する際における、拡縮率の決定方法の具体例を概念的に示している。図１０において、横軸および縦軸は、図９と同様にそれぞれ磁束密度指令値と電流補正量Ｉｃを表していることに留意されたい。
【００５５】
図１０における第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、図９の場合と同様に、記憶部９０に予め記憶されている第１の関数９１、第２の関数９２および第３の関数９３にそれぞれ基づくものである。また図１０において、第１の関数ラインＦ１は、磁束密度がゼロと最大値Ｂｍａｘの範囲で定義され、第２の関数ラインＦ２および第３の関数ラインＦ３は、磁束密度が最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎ（＝−Ｂｍａｘ）の範囲で定義されている。
【００５６】
前述したように、磁束密度指令値が最小値Ｂｍｉｎ（第２着磁状態）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の関数ラインＦ３に従って制御電流値Ｉ’が決定される。しかしながら、磁束密度指令値が減少していき、最小値Ｂｍｉｎに達するよりも前に最小値Ｂｍｉｎより大きい所定の磁束密度（第４着磁状態）において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の関数ラインＦ３を変換した第５の関数ラインＦ５に従って制御電流値Ｉ’が決定される。
【００５７】
第３の関数ラインＦ３を第５の関数ラインＦ５に変換するために、第４着磁状態に対応する第２の関数ラインＦ２上の点（例えば点Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８）において磁束密度指令値を減少から増加に切り替えた場合の、磁束密度指令値（または電流指令値Ｉ）と電流補正量Ｉｃとの対応関係を示す実測データをあらかじめ取得しておく。図１０には、このような実測データのいくつかがプロットされている。
【００５８】
第３の関数ラインＦ３は、まず、点Ｑ５（第３の関数ラインＦ３上の第２着磁状態に対応する端点）が、上記のようにあらかじめ取得された実測データに対応する点Ｑ６（またはＱ７、Ｑ８）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３の関数ラインＦ３が点Ｑ６（またはＱ７、Ｑ８）に関連する実測データにフィットするように、第３の関数ラインＦ３に適用される拡縮率（第２拡縮率）が決定される。この拡縮率に従って、平行移動後の第３の関数ラインＦ３が拡大または縮小されることで、第５の関数ラインＦ５が得られる。実測データがあらかじめ取得されている第４着磁状態（図１０における第２の関数ラインＦ２上の点Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８）に関しては、同様の方法で第３の関数
ラインＦ３から第５の関数ラインＦ５への変換を行うことができる。
【００５９】
このように、実測データに基づく拡縮率を用いて第３の関数ラインＦ３を拡大または縮小することにより第５の関数ラインＦ５を得るようにしたので、第５の関数ラインＦ５に従って決定される制御電流値Ｉ’による実際の磁束密度を、磁束密度指令値と精度良く一致させることができる。また、拡縮率は、図１０の横軸方向に第３の関数ラインＦ３を拡大または縮小するための拡縮率と、図１０の縦軸方向に第３の関数ラインＦ３を拡大または縮小するための拡縮率とを独立に決定するのがよい。これにより、第３の関数ラインＦ３を図１０の横軸方向と縦軸方向に独立に拡大または縮小して、第３の関数ラインＦ３を柔軟に実測データにフィットさせることができる。
【００６０】
図１１は、実測データが存在していない着磁状態において磁束密度指令値の増減が切り替わる場合の、拡縮率の決定方法の具体例を概念的に示している。図１１において、横軸は磁束密度指令値を表し、縦軸は関数ラインをスケール変換するための拡縮率を表している。
【００６１】
図１１には、図９および図１０に示した方法に従って決定された第１拡縮率と第２拡縮率がプロットされている。具体的には、図１１における点Ｒ２ｘ、点Ｒ３ｘ、および点Ｒ４ｘは、それぞれ図９の点Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４に関して決定された、第２の関数ラインＦ２を図９の横軸方向に拡大または縮小するための第１拡縮率を表し、図１１における点Ｒ２ｙ、点Ｒ３ｙ、および点Ｒ４ｙは、それぞれ図９の点Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４に関して決定された、第２の関数ラインＦ２を図９の縦軸方向に拡大または縮小するための第１拡縮率を表している。また、図１１における点Ｒ６ｘ、点Ｒ７ｘ、および点Ｒ８ｘは、それぞれ図１０の点Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８に関して決定された、第３の関数ラインＦ３を図１０の横軸方向に拡大または縮小するための第２拡縮率を表し、図１１における点Ｒ６ｙ、点Ｒ７ｙ、および点Ｒ８ｙは、それぞれ図１０の点Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８に関して決定された、第３の関数ラインＦ３を図１０の縦軸方向に拡大または縮小するための第２拡縮率を表している。更にまた、図１１の点Ｒ１および点Ｒ５は、それぞれ図９の点Ｑ１と図１０の点Ｑ５に対応し、拡縮率が１である（すなわち第２の関数ラインＦ２および第３の関数ラインＦ３がそのまま利用される）ことを示す。
【００６２】
図９において、第３の関数ラインＦ３上の点Ｑ９は、点Ｑ２、点Ｑ３、点Ｑ４におけるような実測データが存在していない第５着磁状態を表している。したがって、このような点Ｑ９において磁束密度指令値を増加から減少に切り替えた場合には、前述した図９に示す方法に従って第２の関数ラインＦ２の拡縮率を決定することができない。点Ｑ９に対応する拡縮率を求めるために、図１１において点Ｒ１、点Ｒ２ｘ、点Ｒ３ｘ、点Ｒ４ｘに最も近接する近似曲線Ｇ１、および点Ｒ１、点Ｒ２ｙ、点Ｒ３ｙ、点Ｒ４ｙに最も近接する近似曲線Ｇ２が利用される。近似曲線Ｇ１上の点Ｒ９ｘ（図９の点Ｑ９と磁束密度指令値が一致する点）に対応する拡縮率が、第２の関数ラインＦ２を図９の横軸方向に拡大または縮小するための拡縮率（第３拡縮率）として採用され、近似曲線Ｇ２上の点Ｒ９ｙ（図９の点Ｑ９と磁束密度指令値が一致する点）に対応する拡縮率が、第２の関数ラインＦ２を図９の縦軸方向に拡大または縮小するための拡縮率（第３拡縮率）として採用される。このようにして決定された第３拡縮率で第２の関数ラインＦ２を（平行移動後に）拡大または縮小することにより、第２の関数ラインＦ２が第６の関数ラインに変換され、変換後の第６の関数ラインに従って制御電流値Ｉ’が決定される。
【００６３】
同様に、図１０において、第２の関数ラインＦ２上の点Ｑ１０は、点Ｑ６、点Ｑ７、点Ｑ８におけるような実測データが存在していない第６着磁状態を表している。したがって、このような点Ｑ１０において磁束密度指令値を減少から増加に切り替えた場合には、前述した図１０に示す方法に従って第３の関数ラインＦ３の拡縮率を決定することができな
い。点Ｑ１０に対応する拡縮率を求めるために、図１１において点Ｒ５、点Ｒ６ｘ、点Ｒ７ｘ、点Ｒ８ｘに最も近接する近似曲線Ｇ３、および点Ｒ５、点Ｒ６ｙ、点Ｒ７ｙ、点Ｒ８ｙに最も近接する近似曲線Ｇ４が利用される。近似曲線Ｇ３上の点Ｒ１０ｘ（図１０の点Ｑ１０と磁束密度指令値が一致する点）に対応する拡縮率が、第３の関数ラインＦ３を図１０の横軸方向に拡大または縮小するための拡縮率（第４拡縮率）として採用され、近似曲線Ｇ４上の点Ｒ１０ｙ（図１０の点Ｑ１０と磁束密度指令値が一致する点）に対応する拡縮率が、第３の関数ラインＦ３を図１０の縦軸方向に拡大または縮小するための拡縮率（第４拡縮率）として採用される。このようにして決定された第４拡縮率で第３の関数ラインＦ３を（平行移動後に）拡大または縮小することにより、第３の関数ラインＦ３が第７の関数ラインに変換され、変換後の第７の関数ラインに従って制御電流値Ｉ’が決定される。
【００６４】
このように、実測データがあらかじめ取得されている着磁状態に対して決定された複数の拡縮率を近似曲線で補間して、実測データが存在していない着磁状態に対する拡縮率を求めるようにしたので、磁束密度指令値の増減を切り替えて実測データを取得する作業をあらゆる着磁状態について実施しておく必要はなく、任意の着磁状態で磁束密度指令値を切り替えた場合にも関数ラインを適切に拡大または縮小することができる。これにより、磁束密度の全範囲にわたって、磁束密度指令値と実際に得られる磁束密度とを精度良く一致させることができる。
【００６５】
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。
【００６６】
Ｂ：変形例：
上述したプラズマ処理システム２０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。
【００６７】
また、関数９１，９２，９３は、磁束密度指令値Ｂ（または電流指令値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。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。
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
２０…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…電磁石システム
４０…電磁石
４１…コイル
４２…継鉄
５０…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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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