(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石の励磁コイルに供給する電流を制御する電磁石制御装置であって、
前記励磁コイルに電流を流すためのドライバと、
前記励磁コイルに流れる電流値を示す信号を取得する電流値取得部と、
前記励磁コイルに流れる電流を制御する電流制御部と、を有し、
前記電流制御部は、
前記励磁コイルの抵抗値と、前記励磁コイルに流すための予め設定された目標電流値とにより、前記目標電流値の電流を前記励磁コイルに流すための出力電圧指令値を算出する出力電圧指令値算出部と、
前記目標電流値と前記電流取得部により取得された信号が示す電流値との電流偏差を算出する電流偏差算出部と、
前記出力電圧指令値に前記電流偏差を加算する加算部と、を有し、
前記電流制御部は、前記電流偏差が加算された出力電圧指令値を前記ドライバに送信するように構成される、電磁石制御装置。
【請求項２】
前記電流制御部は、所定条件における前記励磁コイルの抵抗値を格納するメモリ部を有し、
前記出力電圧指令値算出部は、前記メモリ部に格納された抵抗値に基づいて、前記出力電圧指令値を算出する、請求項１に記載された電磁石制御装置。
【請求項３】
前記励磁コイルの温度を示す信号を取得する温度取得部を有し、
前記出力電圧指令値算出部は、前記温度取得部が取得した信号が示す前記励磁コイルの温度に基づいて前記励磁コイルの抵抗値を算出するコイル抵抗値算出部を有し、
前記出力電圧指令値算出部は、前記コイル抵抗値算出部が算出した前記励磁コイルの抵抗値に基づいて、前記出力電圧指令値を算出する、請求項１に記載された電磁石制御装置。
【請求項４】
前記励磁コイルの温度を検出する温度検出器を有し、
前記温度検出器は、前記検出した温度を示す信号を前記温度取得部に送信するように構成される、請求項３に記載された電磁石制御装置。
【請求項５】
前記励磁コイルに流れる電流値を検出する電流検出器を有し、
前記電流検出器は、前記検出した電流値を示す信号を前記電流値取得部に送信するように構成される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載された電磁石制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載された電磁石制御装置と、
前記電磁石制御装置により制御される電磁石と、
を備えるプラズマ処理装置。
【請求項７】
電磁石の励磁コイルに供給する電流を制御する電磁石の制御方法であって、
前記励磁コイルの抵抗値と、前記励磁コイルに流すための予め設定された目標電流値とにより、前記目標電流値の電流を前記励磁コイルに流すための出力電圧指令値を算出する工程と、
前記算出された出力電圧指令値に基づいて前記励磁コイルに電流を流す工程と、
前記励磁コイルに流れる電流値を示す信号を取得する工程と、
前記目標電流値と前記取得された信号が示す電流値との電流偏差を算出する工程と、
前記算出された出力電圧指令値に前記電流偏差を加算する工程と、
前記電流偏差が加算された出力電圧指令値に基づいて前記励磁コイルに電流を流す工程と、を有する、電磁石の制御方法。
【請求項８】
前記出力電圧指令値を算出する工程は、所定条件における前記励磁コイルの抵抗値に基づいて、前記出力電圧指令値を算出する、請求項７に記載された電磁石の制御方法。
【請求項９】
前記励磁コイルの温度を示す信号を取得する工程と、
前記取得された信号が示す前記励磁コイルの温度に基づいて、前記励磁コイルの抵抗値を算出する工程と、を有し、
前記出力電圧指令値を算出する工程は、前記算出された前記励磁コイルの抵抗値に基づいて、前記出力電圧指令値を算出する、請求項７に記載された電磁石の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラズマ処理装置等のプラズマ密度の分布を制御するために用いられる電磁石制御装置及び電磁石制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマエッチング装置等のプラズマ処理装置において、チャンバ内に発生するプラズマ密度の分布を、磁石が発生させる磁界によって制御することが知られている。具体的には、例えばプラズマエッチング装置において、エッチングガスが導入されたチャンバ内部に互いに直交する方向の電場及び磁場を加えることにより、ローレンツ力が発生する。このローレンツ力により電子がドリフト運動を行いつつ、磁力線に捕捉される。これにより、電子とエッチングガスの分子や原子との衝突頻度が増加し、高密度のプラズマが発生する。これは、いわゆるマグネトロン放電ともいわれる。
【０００３】
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が発生させる磁場を操作することが行われている。磁場を操作する方法として、例えば、永久磁石を機械的に動かしたり、電磁石に印加する電流を制御したりすることが知られている。永久磁石を機械的に動かす方法では、永久磁石が発生させる磁場強度が固定されるので、プラズマ密度分布の微調整をすることが困難であった。このため、従来は電磁石に印加する電流を制御することが採用されている。
【０００４】
電磁石に印加する電流を制御する方法として、電磁石のコイルに流れる電流を検出し、検出した電流値と目標の電流値とを比較し、電磁石のコイルに流れる電流値が目標の電流値になるように電流値を制御することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７４９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように電磁石に印加する電流を制御する場合、ＰＩ制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ制御）が行われていた。ＰＩ制御では、一般的に、指令値に対して偏差が必ず生じることが知られている。電磁石に流れる電流を指令値に迅速に近づけるためには、ＰＩ制御の比例ゲイン又は積分定数として比較的大きな値を設定する必要があった。しかしながら、比例ゲイン又は積分定数として比較的大きな値を設定すると、ＰＩ制御の安定余裕が少なくなり、電流のオーバーシュートの原因となる恐れがあった。また、制御系や電磁石に機差や特性変化が生じた場合、制御が不安定になる恐れがあった。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電磁石に流れる電流を指令値に比較的迅速に近づけることができる電磁石制御装置及び電磁石制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１形態に係る電磁石制御装置は、電磁石の励磁コイルに供給する電流を制御する電磁石制御装置であって、前記励磁コイルに電流を流すためのドライバと、前記励磁コイルに流れる電流値を示す信号を取得する電流値取得部と、前記励磁コイルに流れる電流を制御する電流制御部と、を有し、前記電流制御部は、前記励磁コイルの抵抗値に基づ
いて、予め設定された目標電流値の電流を前記励磁コイルに流すための出力電圧指令値を算出する出力電圧指令値算出部と、前記目標電流値と前記電流取得部により取得された信号が示す電流値との電流偏差を算出する電流偏差算出部と、前記出力電圧指令値に前記電流偏差を加算する加算部と、を有し、前記電流制御部は、前記電流偏差が加算された出力電圧指令値を前記ドライバに送信するように構成される。
【０００９】
本発明の第２形態に係る電磁石制御装置は、第１形態の電磁石制御装置において、前記電流制御部は、所定条件における前記励磁コイルの抵抗値を格納するメモリ部を有し、前記出力電圧指令値算出部は、前記メモリ部に格納された抵抗値に基づいて、前記出力電圧指令値を算出する。
【００１０】
本発明の第３形態に係る電磁石制御装置は、第１形態の電磁石制御装置において、前記励磁コイルの温度を示す信号を取得する温度取得部を有し、前記出力電圧指令値算出部は、前記温度取得部が取得した信号が示す前記励磁コイルの温度に基づいて前記励磁コイルの抵抗値を算出するコイル抵抗値算出部を有し、前記出力電圧指令値算出部は、前記コイル抵抗値算出部が算出した前記励磁コイルの抵抗値に基づいて、前記出力電圧指令値を算出する。
【００１１】
本発明の第４形態に係る電磁石制御装置は、第３形態の電磁石制御装置において、前記励磁コイルの温度を検出する温度検出器を有し、前記温度検出器は、前記検出した温度を示す信号を前記温度取得部に送信するように構成される。
【００１２】
本発明の第５形態に係る電磁石制御装置は、第１形態ないし第４形態のいずれかの電磁石制御装置において、前記励磁コイルに流れる電流値を検出する電流検出器を有し、前記電流検出器は、前記検出した電流値を示す信号を前記電流値取得部に送信するように構成される。
【００１３】
本発明の第６形態に係る電磁石は、第１形態ないし第５形態のいずれかに記載された電磁石制御装置により制御される電磁石である。
【００１４】
本発明の第７形態に係る電磁石の制御方法は、電磁石の励磁コイルに供給する電流を制御する電磁石の制御方法であって、前記励磁コイルの抵抗値に基づいて、目標電流値の電流を前記励磁コイルに流すための出力電圧指令値を算出する工程と、前記算出された出力電圧指令値に基づいて前記励磁コイルに電流を流す工程と、前記励磁コイルに流れる電流値を示す信号を取得する工程と、前記目標電流値と前記取得された信号が示す電流値との電流偏差を算出する工程と、前記算出された出力電圧指令値に前記電流偏差を加算する工程と、前記電流偏差が加算された出力電圧指令値に基づいて前記励磁コイルに電流を流す工程と、を有する。
【００１５】
本発明の第８形態に係る電磁石制御装置は、第７形態の電磁石制御装置において、前記出力電圧指令値を算出する工程は、所定条件における前記励磁コイルの抵抗値に基づいて、前記出力電圧指令値を算出する。
【００１６】
本発明の第９形態に係る電磁石制御装置は、第７形態の電磁石制御装置において、前記励磁コイルの温度を示す信号を取得する工程と、前記取得された信号が示す前記励磁コイルの温度に基づいて、前記励磁コイルの抵抗値を算出する工程と、を有し、前記出力電圧指令値を算出する工程は、前記算出された前記励磁コイルの抵抗値に基づいて、前記出力電圧指令値を算出する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一形態によれば、電磁石に流れる電流を指令値に近づけることができる電磁石制御装置及び電磁石制御方法を提供することができる。
【００１８】
また、本発明の一形態によれば、励磁コイルの抵抗値に基づいて、予め設定された目標電流値の電流を励磁コイルに流すための出力電圧指令値を算出し、この出力電圧指令値をドライバに送信することができるので、目標電流値への到達時間を短くすることができるとともに制御精度を従来より高くすることができる（目標電流値と実際の電流値との偏差を小さくすることができる）。ひいては、高精度なＡ／Ｄ変換機やＤ／Ａ変換機が不要になるので、装置のコストを低減することができる。
【００１９】
また、本発明の一形態によれば、励磁コイルの温度を示す信号を取得するように構成されるので、制御対象である励磁コイルの抵抗値が温度により大きく変動しても、コイル抵抗値を正確に推定することができ、励磁コイルに印加する電流を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電磁石制御装置が用いられるプラズマ処理装置の概略側断面図である。
【図２】第１実施形態に係るコントローラと電磁石装置の励磁コイルとを示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係るＣＰＵ電流制御部の制御ブロック図である。
【図４】第２実施形態に係るコントローラと電磁石装置の励磁コイルとを示すブロック図である。
【図５】第２実施形態に係るＣＰＵ電流制御部の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る電磁石制御装置であるコントローラが用いられるプラズマ処理装置の概略側断面図である。図１に示すように、プラズマ処理装置１０は、チャンバ１３と、基板Ｗを載置するため基板ステージ１４と、チャンバ１３の上面に配置された電磁石装置１１と、電磁石装置１１を制御するためのコントローラ２０（電磁石制御装置）とを備えている。
【００２２】
基板ステージ１４はチャンバ１３内に配置され、その上面に基板Ｗが載置される。チャンバ１３内は図示しない真空ポンプにより排気される。チャンバ１３内には、図示しないガス導入手段が設けられ、ガス導入手段により例えばエッチングガス等がチャンバ１３内に導入される。
【００２３】
電磁石装置１１は、隔壁（チャンバ１３の天板）を介してチャンバ１３内に磁場を形成するように構成される。電磁石装置１１が形成する磁場は、基板Ｗの面に対して平行な水平磁場となる。
【００２４】
コントローラ２０は、電磁石装置１１と電気的に接続される。コントローラ２０は、電磁石装置１１に任意のコイル電流を印加することができるように構成される。また、コントローラ１１は、電磁石装置１１が備える図示しない温度センサからの温度情報（温度信号）を受信可能に構成される。コントローラ２０の配置場所は任意であり、例えば装置フレームを設け、この装置フレームに取り付けておくことができる。
【００２５】
プラズマ処理装置１０は、例えば、基板ステージ１４とチャンバ１３の天板との間に電
位差を与えることで、基板１２の面に対して垂直方向に電場を形成することができる。この垂直方向の電場に対して直交する方向に、電磁石装置１１によって水平磁場が形成される。これにより、高密度プラズマが発生し、基板が処理される。
【００２６】
次に、図１に示した本発明の実施形態に係るコントローラ２０について詳細に説明する。
図２は、図１に示したコントローラ２０と電磁石装置１１の励磁コイルとを示すブロック図である。図示のように、本発明の第１実施形態に係るコントローラ２０は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などのユーザ／上位装置インターフェース部３１から予め定められた目標電流値である電流指令値Ｓ１を受信可能に構成される。また、コントローラ２０は、図１に示した電磁石装置１１の励磁コイル４０と接続され、所定の電圧を励磁コイル４０に印加するように構成される。
【００２７】
また、励磁コイル４０の配線には、励磁コイル４０に流れる電流を検出する電流検出器４２が設けられる。この電流検出器４２は、検出した励磁コイル４０に流れる電流の値をコントローラ２０に送信するように構成される。
【００２８】
コントローラ２０は、ユーザ／上位装置インターフェース部３１から電流指令値信号Ｓ１を受信するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）電流制御部３０と、ＣＰＵ電流制御部３０からの出力電圧指令値Ｓ２を受信するＤ／Ａ変換部３２と、Ｄ／Ａ変換部３２からの出力電圧指令値Ｓ３を受信する増幅器３３（ドライバ）と、を有する。なお、第１実施形態及び以下で説明する第２実施形態においては、ＣＰＵ電流制御部３０を有するものとして説明するが、これに代えて、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を備えるＤＳＰ電流制御部を設けてもよい。
【００２９】
また、コントローラ２０は、電流検出器４２からの励磁コイル４０の電流値を示す電流信号Ｓ８を取得する増幅器３７（電流値取得部）と、増幅器３７からの電流信号Ｓ９を取得するＡ／Ｄ変換部３６と、を有する。
【００３０】
励磁コイル４０に流す電流を制御するために、まず、ユーザ／上位装置インターフェース部３１からデジタル量の電流指令値信号Ｓ１がＣＰＵ電流制御部３０に送信される。ＣＰＵ電流制御部３０は、受信した電流指令値信号に基づいて出力電圧を算出し、デジタル量の出力電圧指令値Ｓ２をＤ／Ａ変換部３２へ送信する。Ｄ／Ａ変換部３２は、デジタル量の出力電圧指令値Ｓ２をアナログ量の出力電圧指令値Ｓ３に変換し、アナログ量の出力電圧指令値Ｓ３を増幅器３３に送信する。増幅器３３は、出力電圧指令値Ｓ３を増幅してアナログ量の出力電圧を励磁コイル４０に印加し、励磁コイル４０に電流を流す。
【００３１】
電流検出器４２は、励磁コイル４０に流れる電流を検出し、電流信号Ｓ８を増幅器３７に送信する。増幅器３７は電流信号Ｓ８を増幅して、アナログ量の電流信号Ｓ９をＡ／Ｄ変換部３６に送信する。Ａ／Ｄ変換部３６は、アナログ量の電流信号Ｓ９をデジタル量に変換した電流値信号Ｓ１０をＣＰＵ制御部３０に送信する。
【００３２】
ＣＰＵ電流制御部３０は、受信した電流値信号Ｓ１０に基づいて、出力電圧指令値信号Ｓ２を再度算出し、Ａ／Ｄ変換部３２及び増幅器３３を介して励磁コイル４０に流す電流を制御する。
【００３３】
ＣＰＵ電流制御部３０は、Ａ／Ｄ変換部３６から受信した電流値信号Ｓ１０と、ユーザ／上位装置インターフェース部３１からの電流指令値信号Ｓ１とを比較するように構成される。ＣＰＵ電流制御部３０は、電流値信号Ｓ１０の電流値と電流指令値信号Ｓ１の電流値との偏差を算出し、この偏差とＣＰＵ電流制御部３０のメモリに記憶された所定値とを
比較する。ＣＰＵ電流制御部３０は、偏差が所定値以上であると判定した場合は、励磁コイル４０に異常が発生したと判断し、図示しない外部の表示手段等に警告を発するように構成される。つまり、所定値をある程度大きい値に設定することで、偏差が大きいか否かが判定される。偏差が大きいということは、実際に励磁コイル４０に流れる電流値が指令値と大きく離れていることを意味する。この場合、例えば励磁コイル４０にレアショート（Ｌａｙｅｒ  Ｓｈｏｒｔ）が発生した状況等が想定される。
【００３４】
図３は、図２に示したＣＰＵ電流制御部３０の制御ブロック図である。
ＣＰＵ電流制御部３０は、図２に示した電流指令値信号Ｓ１に基づいて出力電圧指令値を算出する出力電圧指令値算出部２１と、図２に示した電流値信号Ｓ１０と電流指令値信号Ｓ１との電流偏差信号Ｓ１２を算出し、これにＰＩ制御を行う電流偏差算出部２２と、電流偏差算出部２２から出力された出力信号Ｓ１４と出力電圧指令値算出部２１から出力される出力電圧指令値信号Ｓ１５とを加算する加算部２９と、を備える。
【００３５】
電流指令値算出部２１は、所定の使用条件における励磁コイル４０（図２参照）の抵抗値（直列抵抗値）が保存されたメモリ部２３と、この抵抗値と電流指令値信号Ｓ１とに基づいて出力電圧指令値を算出する算出部２４とを備える。
【００３６】
電流偏差算出部２２は、電流指令値信号Ｓ１と電流値信号Ｓ１０とから電流偏差を算出して電流偏差信号Ｓ１２を出力する減算部２５と、電流偏差信号Ｓ１２に積分動作を行う例えばローパスフィルタ等を有する積分動作部２６と、積分動作が行われた電流偏差信号Ｓ１３に比例動作を行う比例動作部２７とを備える。
【００３７】
ＣＰＵ電流制御部３０は、図２に示したユーザ／上位装置インターフェース部３１から受信した電流指令値Ｓ１を出力電圧指令値算出部２１に送信する。出力電圧指令値算出部２１では、所定の使用条件における励磁コイル４０（図２参照）の抵抗値（Ｒｔ）（デジタル値）がメモリ部２３から読み出され、算出部２４へ送られる。算出部２４では、抵抗値（Ｒｔ）と電流指令値信号Ｓ１の電流指令値（Ｉ０）より、出力電圧指令値（Ｖｏ）を算出する。即ち、オームの法則に従って、計算式Ｖｏ＝Ｉ０×Ｒｔにより、出力電圧指令値（Ｖｏ）が算出される。算出された出力電圧指令値（Ｖｏ）は、出力電圧指令値信号Ｓ１５として加算部２９へ送られる。これにより、励磁コイル４０（図２参照）の抵抗値を考慮したうえで、電流指令値（Ｉ０）に直接対応する出力電圧指令値（Ｖｏ）を算出して出力することができるので、偏差のみに基づいて出力電圧指令値を算出する場合に比べて、励磁コイル４０に流れる電流が目標電流値（電流指令値）に達するまでの時間（応答時間）を短くすることができる。
【００３８】
一方で、電流偏差算出部２２が電流値信号Ｓ１０を受け取ると、減算部２５は電流指令値信号Ｓ１が示す電流値から電流値信号Ｓ１０が示す電流値を減算して電流偏差を算出する。減算部２５は、算出した電流偏差を電流偏差信号Ｓ１２として積分動作部２６に出力する。積分動作部２６は、電流偏差信号Ｓ１２を受け取り、電流偏差信号Ｓ１２に積分動作を行う。比例動作部２７は、積分動作が行われた電流偏差信号Ｓ１４を積分動作部２６から受け取り、電流偏差信号Ｓ１４に比例動作を行う。比例動作が行われた電流偏差信号Ｓ１４は、加算部２９へ送られる。加算部２９は、出力電圧指令値信号Ｓ１５に電流偏差信号Ｓ１４を加算し、電流偏差が考慮された出力電圧指令値信号Ｓ２をＤ／Ａ変換部３２（図２参照）へ送信する。これにより、励磁コイル４０に流れる電流値と目標電流値との偏差を考慮した出力電圧値を算出し、励磁コイル４０に流れる電流値を制御することができる。
【００３９】
以上で説明したように、第１実施形態に係るコントローラ２０では、出力電圧指令値算出部２１が所定の使用条件における励磁コイル４０（図２参照）の抵抗値（Ｒｔ）に基づ
いて出力電圧指令値を算出する。これにより、コントローラ２０は、電流偏差算出部２２の比例ゲインや積分定数を大きくすることなく、励磁コイル４０に流れる電流を電流指令値に迅速に近づけることができる。言い換えれば、偏差のみに基づいて出力電圧指令値を算出する場合に比べて、励磁コイル４０に流れる電流が目標電流値（電流指令値）に達するまでの時間（応答時間）を短くすることができる。したがって、第１実施形態に係るコントローラ２０によれば、安定性に優れ、且つ高精度な電流制御を実現することができる。また、励磁コイル４０の抵抗値を考慮した出力電圧指令値を算出し、これに基づいて励磁コイル４０が制御されるので、目標電流値への到達時間を短くすることができるとともに制御精度を従来に比べて高くすることができる（目標電流値と実際の電流値との偏差を小さくすることができる）。ひいては、高精度なＡ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器が不要になるので、装置のコストを低減することができる。
【００４０】
また、第１実施形態に係るコントローラ２０では、抵抗値（Ｒｔ）に加えて、励磁コイル４０に流れる電流値と電流指令値（目標電流値）との偏差も考慮して出力電圧指令値を算出する。したがって、仮に予め保存された所定の使用条件における励磁コイル４０の抵抗値（Ｒｔ）が、実際の励磁コイル４０の抵抗値（Ｒｔ）と大きく異なっていたとしても、励磁コイル４０の電流値と電流指令値との偏差に基づいて、励磁コイル４０に流れる電流値を電流指令値に精度よく近づけることができる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の電磁石制御装置について説明する。図４は、コントローラと電磁石装置の励磁コイルとを示すブロック図である。なお、第２実施形態に係る電磁石制御装置が用いられるプラズマ処理装置は図１に示したプラズマ処理装置と同様であるので、説明を省略する。
【００４２】
第２実施形態は、第１実施形態と比べて、励磁コイルの温度を検出する機構を有する点が異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図４に示すように、励磁コイル４０には、温度センサ等の温度検出器４１が設けられる。この温度検出器４１は、検出した励磁コイル４０の温度をコントローラ２０に送信するように構成される。
【００４４】
コントローラ２０は、温度検出器４１からの励磁コイル４０の温度を示す温度信号Ｓ５を取得する増幅器３５（温度取得部）と、増幅器３５からの温度信号Ｓ６を受信するＡ／Ｄ変換部３４と、を有する。
【００４５】
温度検出器４１は、励磁コイル４０の温度を検出し、温度信号Ｓ５を増幅器３５に送信する。増幅器３５は温度信号Ｓ５を増幅して、アナログ量の温度信号Ｓ６をＡ／Ｄ変換部３４に送信する。Ａ／Ｄ変換部３４は、アナログ量の温度信号Ｓ６をデジタル量に変換した温度値信号Ｓ７をＣＰＵ制御部３０に送信する。
【００４６】
図５は、第２実施形態に係るＣＰＵ電流制御部３０の制御ブロック図である。
第２実施形態に係るコントローラ２０のＣＰＵ電流制御部３０は、第１実施形態に係るコントローラ２０のＣＰＵ電流制御部３０に比べて、出力電圧指令値を算出する出力電圧指令値算出部２１がコイル抵抗値算出部２８を有する点が異なる。以下で詳細に説明する。
【００４７】
図５に示すように、ＣＰＵ電流制御部３０の出力電圧指令値算出部２１は、第１実施形態のメモリ２３に代えて、励磁コイル４０の抵抗値を算出するコイル抵抗値算出部２８を
有する。コイル抵抗値算出部２８は、図４に示したＡ／Ｄ変換部３４からの温度値信号Ｓ７を受信する。コイル抵抗値算出部２８は、温度値信号Ｓ７が示すコイルの温度（Ｔ）に基づいて励磁コイル４０の抵抗値（Ｒｔ）を算出する。抵抗値（Ｒｔ）は以下のように算出される。即ち、２０℃における励磁コイル４０の抵抗値をＲ２０とし、励磁コイル４０の抵抗値の温度係数をαとすると、Ｒｔ＝Ｒ２０×（１＋αＴ）により抵抗値（Ｒｔ）が算出される。なお、２０℃における励磁コイル４０の抵抗値をＲ２０は予めコイル抵抗値算出部２８が有するメモリに格納されている。
【００４８】
コイル抵抗値算出部２８により算出された抵抗値（Ｒｔ）は、算出部２４へ送られる。算出部２４では、コイル抵抗値算出部２８により算出された抵抗値（Ｒｔ）と電流指令値信号Ｓ１の電流指令値（Ｉ０）に基づいて出力電圧指令値（Ｖｏ）を算出する。算出された出力電圧指令値（Ｖｏ）は、出力電圧指令値信号Ｓ１５として加算部２９へ送られる。
【００４９】
コイル抵抗値算出部２８は、所定時間毎に、励磁コイル４０の温度値信号Ｓ７を受信して抵抗値（Ｒｔ）を算出する。この所定時間毎に算出される抵抗値（Ｒｔ）に基づいて、算出部２４が出力電圧指令値を算出し、出力電圧指令値信号Ｓ１５を加算部２９へ送信する。したがって、コントローラ２０は、励磁コイル４０の温度変化に応じた適切な出力電圧指令値信号Ｓ１５に基づいて、励磁コイル４０の電流を制御することができる。
【００５０】
以上で説明したように、第２実施形態に係るコントローラ２０では、励磁コイル４０の温度をモニタリングし、励磁コイル４０の実際の温度に基づいて、励磁コイル４０の実際の抵抗値（Ｒｔ）を算出する。これにより、コントローラ２０は、電流偏差算出部２２の比例ゲインや積分定数を大きくすることなく、励磁コイル４０に流れる電流を電流指令値に迅速に近づけることができる。言い換えれば、偏差のみに基づいて出力電圧指令値を算出する場合に比べて、励磁コイル４０に流れる電流が目標電流値（電流指令値）に達するまでの時間（応答時間）を短くすることができる。また、励磁コイル４０の抵抗値を考慮した出力電圧指令値を算出し、これに基づいて励磁コイル４０が制御されるので、目標電流値への到達時間を短くすることができるとともに制御精度を従来に比べて高くすることができる（目標電流値と実際の電流値との偏差を小さくすることができる）。ひいては、高精度なＡ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器が不要になるので、装置のコストを低減することができる。
【００５１】
また、コントローラ２０は、算出した実際の抵抗値（Ｒｔ）に基づいて、出力電圧指令値を算出する。このため、第２実施形態に係るコントローラ２０は、励磁コイル４０の温度が外乱により変化したとしてもコイル抵抗値を正確に推定することができるので、実際の励磁コイル４０の温度に適した、より精度の高い出力電圧指令値を出力することができる。したがって、第２実施形態に係るコントローラ２０によれば、安定性に優れ、且つより高精度の電流制御を実現することができる。
【００５２】
また、第２実施形態に係るコントローラ２０は、第１実施形態に係るコントローラ２０と同様に、直列抵抗値（Ｒｔ）に加えて、励磁コイル４０の電流値と電流指令値との偏差も考慮して出力電圧指令値を算出する。したがって、励磁コイル４０の電流値と電流指令値との偏差に基づいて、励磁コイル４０に流れる電流値を電流指令値に精度よく近づけることができる。
【００５３】
なお、上記第１実施形態及び第２実施形態では、温度検出器４１及び電流検出器４２がコントローラ２０とは別のものとして設けられているが、温度検出器４１及び電流検出器４２は、コントローラ２０の一部として構成されていてもよい。
【００５４】
また、図３及び図５に示したＣＰＵ電流制御部３０の構成要素は、メモリ部２３を除い
て、例えばＣＰＵ電流制御部３０内に記憶されたソフトウェアにより実現することができる。
【００５５】
また、本発明に係る磁石制御装置は、例えばプラズマエッチング装置、スパッタリング装置やプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置等のプラズマの生成に磁力を用いる装置に適用することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した発明の実施の形態は、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もちろんである。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、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、又は省略が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１１…電磁石装置
２０…コントローラ
２１…出力電圧指令値算出部
２２…電流偏差算出部
２３…メモリ部
２８…コイル抵抗値算出部
２９…加算部
３０…ＣＰＵ電流制御部
３３…増幅器
３５…増幅器
３７…増幅器
４０…励磁コイル
４１…温度検出器
４２…電流検出器
【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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