TW546884B

TW546884B - Power management system associated with semiconductor manufacturing facilities

Info

Publication number: TW546884B
Application number: TW90127519A
Authority: TW
Inventors: Jeong-Jin Cho; Byung-Chan Lee; Chae-Hong Lim; Youn-Seon Jang; Jun-Koo Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-08-11
Also published as: US6765314B2; JP2002369408A; KR20020080909A; US20030038546A1; KR100428780B1

Description

546884 A7 ___ —_B7_ 五、發明説明（I ) 本申請案係主張於2 001年4月18日提出申請之韓國專利申請案第2001-〇2〇767號優先權，其之内容係併合於此作為參考。本發明大致上有關於半導體製造設備，更特別地，係有 5 關於聯結於半導體製造設備的電力管理系統，俾防止由於 AC電力之瞬間電力懸浮引起的運作故障。瞬間電力懸浮會由於各式各樣的原因而發生，例如，局部區域之電源的不穩定環境，或者電源線（或縵）為了電力維濩作業的故意切斷。當透過電力線供應的AC電力由於如 10 此的瞬間電力懸浮而暫時地走低至低位準時，於消費者側的負載裝置或者設備會故障或者壞掉。用於防止由於瞬間電力懸浮引起之故障的若干技術業已被揭露於美國專利第5,2：L6,897號案、日本專利公告

Heisei 第 12-102195 號與 Heisei 第 11-178245 號案 15 、及韓國專利申請案第1998-〇21364號案。在可應用於空调系統的美國專利第5,216 , 8 9 7號案中，把延遲時間縮減預定期間的電路係被使用以防止由於在電力恢復之時同時至數個空調之電源引起的不正常電壓降。該日本第12_ 1〇2195號案建議一種用於防止負載裝置之故障的機構，其 2 0 把電池的電壓提升、透過反相器把該經提升的電壓轉換成 AC電力、而然後把該AC電力施加至該等負載裝置。另一方面，日本第11 —178245號案，包括用於接收由轉換器所轉換之DC電壓的DC中繼電路、輔助電容器（subsidiary condenser)、及切換電路，以切換電路控制輸入/輸出運第4頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁)

546884 A7 B7 五、發明説明（2 5 10 15 20 作俾可防止負載裝置的故障。該韓國專利第1998-0213 64 號案藉著使用整流器、電容器、及二極體來防止負載裝置的較障’及在電源恢復時藉由反偏壓二極體來阻擋至消耗大量電力之負載裝置的電源來防止由於過度之電流流動引起的電壓降。該瞬間電力懸浮通常被定義為時間的特色，它是在從電力關閉到電力恢復的一秒之内。當一時間間隔在沒有電源下維持比一秒長時，它係被視為與瞬間電力懸浮不同之長期間的電力懸浮。第1圖顯示半導體製造的習知電源系統。該系統係以來自一配電器的三相AC 20SV運作。請參閱第丄圖所示，該系統包括一馬達23、一控制該馬達23之速度的反相器（或者一頻率轉換器）21、一加熱器27、及一控制該加熱器 27之電力開啟/關閉運作的固態繼電器（稱為SSR) 25、一壓縮器31、保護前述裝置免於過載的截止裝置1S,17,和 19、把AC電力之供應從該配電器切斷的電力繼電器5、一緊急電力截止電路3、及用於控制像該馬達、該加熱器、與該壓縮器般之負載裝置的PLC (可程式規劃邏輯控制器m 第1圖的電源系統被要求適於特定的設計規則以致於縱使在瞬間電力懸浮時係可以正常狀態運作。例如，一電磁接觸器（MC，稱為”電力繼電器”必須保持開啟狀態一秒，而且所有的負載控制裝置（例如，pLC，及數位計 (digital meters))必須維持電力開啟狀態一秒。再者 ------------------------裝：… (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 線· 第5頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公發） 546884 A7 五、發明説明（乃），在一般半導體製造過程中，在運作與反應室連動之週邊裝置的主控制系統中，一用於檢查冷卻裝置之運作狀態的回饋訊號必須維持一作動狀態一秒。如果瞬間電力懸浮在必要的設計規則於不足夠之條件下發生的話，該電力繼電 5器5係開啟而所有的負載控制裝置係藉著處於離開輸入電力範圍而關閉。此外，該回饋訊號係於該等裝置之關閉的同一時間被禁能。結果，該冷卻裝置無法在正常的狀態運作，藉此，引致反應室之溫度的上升及半導體產品的損壞 Ο 10 第2A、2B、和2C圖顯示第丄圖之電源系統的運作狀態，分別關於經由一電力纜線傳輸之Ac電力的波形、所有負載控制裝置之供應狀態、及從冷卻裝置轉移至主控制系統之回饋訊號的波形。當1〇〇%的Ac電力係完全供應至該等設備時，所有的負載裝置在一運轉開關打開下開始導通 15 。在那之後的某時間，如果電力降（或者電壓降）係由於像電力傳輸器之意外般而發生的話，那麼，該AC電力不再經由電力纜線來供應至其那裡，電力位準係如第2A圖中所顯示般下降至0%。然後，所有的控制裝置係如第2B圖中所顯示般停止它們的運作。因此，用於表示該冷卻裝置之目 2〇前運作狀態的回饋訊號被禁能。如果從tl之電力降至t2 之電力恢復的時間係在一秒之内的話，係視為瞬間電力懸浮。該等負載裝置的所有運作係鑑於該瞬間電力懸浮而關閉。之後，當電力恢復且該運轉開關被打開時，該等設備中的所有裝置開始運作。另一方面，於t3的下一個電力第6頁本紙張尺度適用中國國表標準（CNS) A4規格（210X297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -、可| 546884 五、發明説明（4 發生並且維持超過一秒，它是為長期的電力懸浮。該等負載裝置亦關閉。於t4的下—個電力恢復及於t5之運轉開關的打開致使該等負載裝置運作。—停止開關t6強迫設備中之作業的終止。 5 10 15 20 &就半導體製造設備中的電力事件而言，#_電力懸浮毛、生時，習知的電源系統係關閉，對於半導體製造程序來說，係非常不利，像由於被禁能之冷卻裝置引起之反應室之溫度的上升般，導致半導體產品的損壞及製程效率的降級的結果。因此’本發明之主要目的係在於提供—種能夠在瞬間電力懸浮發生時防止半導體設備之裝置之關閉或故障的電力管理系統。本發明之另一目的係在於提供一種能夠在瞬間電力懸浮發生牯穩定半導體製造設備之處理狀況的電力管理系統。為了達成該等目的，根據一實施例，一電力管理系統包括一緊急截止電路、一第一電力控制器、及一第二電力控制器。該緊急截止電路控制一主電力繼電器俾可在瞬間電力懸浮時維持AC電力之供應一預定的期間。該第一電力控制器係以從一整流器提供的DC電壓充電，而且在ac電力由於瞬間電力懸浮而不透過電源線供應至其那裡時釋放該 DC電壓-預定的時間。該第二電力控制器在第一線圈接收從該第一電力控制器供應的DC電壓並且在瞬間電力懸浮期間於第二線圈輸出一預定的運作電壓。利用該第一電力控制器之充電電壓與於該第一線圈的DC電壓，該第二電力控第7頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） 546884 五、發明説明（5 5 10 制器在AC t源由於瞬間電力懸浮而關閉時決定— (於第-線圈之充電電壓到達於該麼、B ，最小運作電壓，的時間)。囤之輸出電壓，即作為代表性實施，包括該緊急截止電路與該第—二卻ίΐΓ的電力管理系統係安裝於半導體製造設備料稃定因的1=瞬間電力懸料發纽，例如，電源狀況不疋的局°ρ區域，由於處理慣性及支持時間透過該緊急截二電力控制器增加，要確保半導體製 k 口又備之正吊處理運作是有可能的。。本發明之前述特徵和優點將會更完整地描述於該等附圖 15 20 配人ttltt的欣#及其之好伴隨的伽在它們於西己5該相®考量_由㈣後面的詳細 =會變得明顯，在該等圖式中，相_標號表者類似的裝置，其中·· 仏，仰第！圖是為描㈣導體製造設備之習知電源系統之結構的不意圖； _第，A至2C圖是為當瞬間電力懸浮發生時於第1圖中所示之系統之運作的時序圖； ^ 3圖是為描繪本發明之實施例之電源系統之不意圖； •第4圖是為在第3圖中所示之緊急截止電路的電路圖第8頁本紙張尺度適财關家標準（CNSU4規格⑵0χ297公

•訂— (誇先閲讀背面之注意事项再填寫本頁) 546884 五、發明說明（6 5 10 15 20 第S圖是為在第3圖中所示之第—斑的功能示意圖；，、第〜電力控制在6B圖顯示在習知與本發明之運作^ 在柄間電力懸浮期間所有負載的比較；^作之間之有關第7圖疋為在第3或5圖中所示之電路圖；弟一電力控制器第8圖疋為在第3或5圖中所示一電路圖； ’、之第二電力控制器内之第運二至時二圖是及為關於包含在一設備第之:表:是：繪方在後面為了說明之用途的描述中，特定的號碼、材料與俾可提供本發明的徹底了解。然而，對於熟知香術之人仕來說，本發明能夠在沒有該等特^細節下 =實施。在其他的例子中，習知的系統係以概略或者方塊，形式來_示俾可不掩蔽本發明。在整個關於本發明之貫施例的後面描述中，"負載裝置,,表示在半導體製造設備 :所使用之各式各樣的設備或者袭置，例如，馬達、器、壓縮器、冷卻裝置、及等等。而且，，,控制裝置，運作該等負載裝置的那些元件。藉著利用第一和第二電力控制器，本發明防止電力繼器失效（或者關閉）且亦防止設備的關閉以致於即使瞬間力懸浮發生時確保半導體製造設備中之負載裝置的一器的的 ......................裝..................、可.......-..........線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 正第9頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） )4()884 A7 明説明（q) 作。ϋ由其之電容來增加—支持時間，該第—和第二電力控制器使該等设備之負載裝置的運作電壓在該瞬間電力懸浮期間’ g卩’-秒，維持最小的運作電壓。該電力管理系統亦可以被施加至用於控制屬於半導體製造設備之反應室 5之溫度的冷卻裝置，以致於該冷卻裝置即使在由於瞬間電力懸浮而沒有AC電力的供應時係免於故障。第3圖顯示本發明之實施例之電力管理系統的示意結構。請參閱第3圖所示，該電力管理系統包括一用於供應一相之20 8V之AC電力的配電器31、一連接在該配電器 1〇 31與-電源端34之間的電磁斷路器33、—用於把透過該電磁斷路器33供應之208V之aC電力降低至S4V之AC 電力的電壓降變壓器35、一連接至該電壓降變壓器35的緊急截止電路37、一透過該端34連接至該電磁斷路器33 且響應於該緊急截止電路37之輸出的電力繼電器（κι)39 15 、一透過電力控制端40連接至該電力繼電器39的（電磁）斷路器41、透過該斷路器41連接至該電力繼電器的第一電力控制器43、運作半導體製造設備中之負載裝置之像可程式規劃邏輯控制器（PLC)般的控制裝置47、及產生負載裝置之運作電壓的第二電力控制器49。該控制裝置47 20 也連接至一亦是為控制裝置的觸摸螢幕45。該等斷路器33 和41防止電路元件因過量電流而損壞，而該電力繼電器 I 39在電氣緊急情況發生時保護後級電路。該電力控制端4〇係連接至一負載區塊5〇，該負載區塊5〇包括一馬達63、一加熱器65、和一壓縮器6*7。該第10頁 ..... … .. — _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐) " --

•、可| (請先閲讀背面之注意事項再填、寫本頁) 546884 五、發明說明 5 10 15 20 馬達63係經由一反相器57和一斷路器51來連接至該電力控制端40。該反相器57控制該馬達63的旋轉速度。該加熱器65係透過一固態繼電器（SSR)59與一斷路器53來連接至該電力控制端。該SSR控制該加熱器65的開啟，閉運作。該壓縮器67係透過-電磁接觸器61來連接至該電力控制端40。該等斷路器S1,53，和55防止該等負載裝置’即’馬達63、加熱器、和壓縮器67，因過量電流而損壞。該緊急截止電路37係以透過該變壓器35供應的AC電力來控制該電力繼電器39。該第一電力控制器43接收單相之2〇8V的AC電壓並且在瞬間電力懸浮發生時把280V 的DC電壓釋放至該第二電力控制$ 49。該第二電力控制器49接收從該第一電力控制器43供應之28〇v的電壓，而然後在瞬間電力懸浮之時釋放一 DC電壓。來自該第二電力控制器49的DC電壓範圍係從5V至αν，其是為控制該等負載裝置（馬達63、加熱器65、及壓縮器67)的最小運作電壓。使用一切換模式電源（SMps)作為該第二電力控制器49是很平常的，其係被置放於該控制裝置A?内或者係在其之外部。當瞬間電力懸浮發生時，藉由埋藏於緊急截止電路37 的失效防止電路，該電力繼電器39維持開啟狀態一秒。在瞬間電力懸浮期間，該等負載裝置的最小運作電壓係維持於在第一電力控制器43與第二電力控制器47之電容器充電的DC電壓。第11頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 546884 五、發明説明 5 10 15 20 第4圖顯示包括該電壓降變壓器35與該緊 37之詳細的電路結構。該電磁斷路器33係安i於消耗者側的電力纜線32俾可防止該等負載裝置由於像雷電之落下般的電擊而被破壞。該電力繼電器（κι)39亦安裝於該電力纜線32上以運作系統的整個電源。該緊急截止電路導從該電壓降變壓器35所提供之㈣的…電力，該變^ |§ 35把二相之2〇SV的AC電力轉變成24V的Ac電力。該緊急截止電路37包括-以24V之A(：電力運作的失效防止電路83、及-控制該電力繼電器39的電磁接觸器⑵。該電力繼電器39被設計俾在電力電壓降至一預定的電壓位準時被失效（或者關閉）。例#，如果該失效防止電路 83的電壓低於24V的話，該電力繼電器39被關閉。然而，本實施例即使在瞬間電力懸浮由於電力傳輸地點之意外而發生時，係藉由使用該失效防止電路83來強迫該電力繼電器3 9維持開啟狀態一秒。該電力繼電器之開啟狀態之一秒的維持防止該等負載裝置由於瞬間電力懸浮而不運作，並且使第一電力控制器43與第二電力控制器49中的電壓調整運作穩定化。第5圖顯示在第一電力控制器43與第二電力控制器 4 9之間的功能關係。請參閱第5圖所示，該第一電力控制器43從三相之208V的AC電壓製作一 280V的DC電壓，並且在瞬間電力懸浮發生時藉著釋放該DC 280V來保持一電源狀態。該第二電力控制器49從由該第一電力控制器 43所提供的DC 2 8 0V產生DC 5V/24V，並且在瞬間電力 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

.訂I 第12頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 546884 A7 B7 五、發明説明（fC> 5 10 15 20 懸浮發生時藉著釋放其之電容器的DC電壓來增加一用於設定該DC 5V/24V的支持時間。第6A圖顯示電力繼電器39在瞬間電力懸浮發生被失效（或者關閉）的習知情況。相對地，第6B圖顯示電力繼電器39即使在瞬間電力懸浮發生時保持其之開啟狀態一秒的情況，其使負載裝置在沒有停止它們的正常運作下為導通且藉此防止製造設備關閉。處理慣性亦可以藉由保持電源的運作來被提升。第7圖顯示把AC 208V轉換成dc 280V之第一電力控制器43的詳細電路結構。請參閱第7圖所示，該第一電力控制器43，作為一電壓調整器，包括一由橋接二極體形成的整流器89、一電阻器91、一電容器93、一二極體D1 、及一顯示器單元95。連接在輸出端DC0 + /DC0-之間的該整流器89把AC 2 0 8V轉換成DC 280V。該電阻器91 與該電容器93係串聯地連接在輸出端DC0 + /DC0-之間。該電容器93係以DC 2 8 0V充電而且在AC電力由於瞬間電力懸浮而關閉時釋放該DC 28 0V —預定的時間（即，一秒）。該二極體D1係並聯地連接至該電阻器91並且把該電容器93的充電電壓轉移至該DC輸出端DC0+。該顯示器單元95，包括電阻器R1-R3、一 NPN雙極性電晶體Q1 、一齊納二極體ZD1、及發光二極體LD1-LD5，表示電容器93的電流釋放狀態。第8圖顯示作為SMPS之例子之第二電力控制器49的詳細電路結構。如眾所周知，該SMPS基本上作用來接收一第13頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ......^------------------、訂------------------線 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 546884 A7 B7

五、發明説明（/ I 5 10 15 20 AC電壓並且以一切換迴路產生一 dc電力電壓。然而，在第8圖中所顯示的SMPS透過電容器1〇3的兩端（即，第一電力控制器43的DC輸出端DC0 + /DC0-)從該第一電力# 制器43接收該DC 280V，該電容器1〇3主要係作用如Dc 2S0V的充電/放電元件。請參閱第8圖所示，該第二電力控制器49包括由橋接二極體形成的整流器1〇1、電容琴 1〇3與1〇7、電壓降變壓器1〇5、切換裝置1〇9、及脈衝寬度控制器111。該整流器101通過從該第一電力控制器供應出來的DC 280V。並聯地連接至該整流器89的電容器1〇3係以從第一電力控制器43供應出來的dc 28〇v充電並且在瞬間電力懸浮發生時釋放該DC 28〇V。該電壓降變壓器1〇5把該DC 2S0V轉換成是為負載裝置之最小運作電壓的DC 5V/2AV。該電容器1〇7係以在電壓降變壓器 105之第二線圈處建立之5V/24V的DC電壓充電，而且在瞬間電力懸浮發生時釋放該DC 5V/24V。該切換裝置1〇9 ，由MOS(金屬氧化物半導體）電晶體製成，係連接在該電容器103與該變壓器1〇5之間，其調整該變壓器ι〇5之第二線圈處的輸出電壓。該脈衝寬度調變器11：L響應於該第二線圈的輸出電壓來控制該切換裝置1〇9的導通狀態。該第二電力控制器49增加用於從該第一充電電壓DC 28〇v 建立最小運作電壓DC 5V/24V的支持時間，其係受由第一電力控制器43所允許的放電時間影響。現在，本發明之電力管理系統的運作將會配合第9A至 9D圖作說明，透過本發明之電力管理系統，即使瞬間電力 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 第14頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Μ規格（210X297公釐） 546884 A7 B7

五、發明說明（A 5 10 15 懸浮發生，係能夠保持半導體製造設備中所使用之負載裝置的穩定運作。第9Α圖顯示從一在該電力管理系統之外部之電力傳輸器供應之AC電力電壓的波形，第9Β圖顯示該電力繼電器39 (—電磁接觸器；M/c)的開啟/關閉狀態，第9C圖描繪控制與負載裝置的運作狀態，而第圖顯示在半導體製造過程期間敘述冷卻裝置之運作之回饋訊號的波形。首先，從整流器（例如，第7圖中的89)供應的最大 DC電壓，vDC，被概述為： VAC = 2 2 ( (VAC/n) 1.54 ) [V] 藉著方程式（1)，求出整流器大約從AC 2 0 〇V產生DC 2 7 6V，或者大約從AC 100V產生DC 13 8V。同時，電容器（例如，93)的充電容量被求出： Qc = C(V2/2) [Wsec] 在電容器中可得到的整個支援時間能夠藉由將最大容量減去最小容量來得到，其係變成負載裝置的整體消耗電力〇控制裝置的支援時間，就ΙΟΟΟμίτ之充電容量而言，係可根據如在表1中所顯示之電源選擇的類型來變化。 ------------------------裝-----------------訂------------,……線 f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 20 [表1] 輸入電力選擇輸入電力範圍 DC供應範圍 '"最小運作電壓每ΙΟΟΟμΓ的支援時間（消耗電力）可用狀態自由電壓 AC85-264V DC119-264V DC70V 36.7Wsec 可能僅 AC100V AC85-132V DC110-170V DC70V 7.35Wsec 可能僅 AC200V AC170-264V DC220-370V DC170V 24.7Wsec 可能自動改變 AC85-264V 可能不可能該第一電力控制器43在正常的電源階段期間接收單相第15頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 546884 A7 B7 五、發明説明（/¾ ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的AC 20 8V。該整流器89把AC 20 8V轉換成DC 2 8 0V 。這時，電容器93係以DC 280V充電。電阻器93減緩以足以影響該電容之大的量突然流入的瞬間電流。

當第一電力控制器43在正常的電源階段期間產生DC 5 2 8 0V時，瞬間電力懸浮使該電容器93把保持於其内的DC 電壓釋放。來自該電容器93的電流係透過二極體D1供應至輸出端DC0+。在用於顯示該電容器93之放電狀態的顯示器裝置95中，該DC 2 8 0V係透過電阻器R1和R2連接至該雙極性電晶體Q1的基極。該齊納二極體ZD1允許DC 10 10V通過其間。串聯連接的LED LD1-LD5於電容器93的殘餘電壓低於10V時關閉。在第二電力控制器49中，該整流器101通過該DC 280V。該電容器103係以DC 280V充電。該電壓降變壓器105把連接於第一線圈的DC 280V轉換成作為負載裝 15 置之最小運作電壓的DC 5V/24V，其係建立於第二線圈。該電容器107係以在電壓降變壓器105之第二線圈的電壓充電而且在AC電源由於瞬間電力懸浮而截止時把保持於其内之其之本身的電壓釋放。該脈衝寬度調變器111偵測該電壓降變壓器105之第二線圈的電壓，而然後控制切換裝 20 置109之運作俾可調整第二線圈的電壓在穩定的電壓位準。當瞬間電力懸浮發生時，該電容器103把其之電壓釋放至該變壓器105的第一線圈。假設該第二電力控制器49 係以切換模式電源（SMPS)實施，其是設計一電壓輸入/輸出圖型的例子，在作為變壓器105之輸入端之第一線圈處第16頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 546884 五、發明説明（丨4 ) 5 10 15 20 之其之DC 2S0V被轉換成在作為變壓器1〇5之輸出端之第二線圈處的DC 24V。然而，在瞬間電力懸浮的期間，以往係設計一 1〇_2〇 ms的支持時間，直到最小運作電壓24v係從電容器1〇3 之後的第^線圈產生，藉由第—電力控制器43或者藉由調整該電容的容量’本發明的支持時間被建立為至少超過一秒〇、請參閱帛9A至9D圖所示，在一運轉開關於時間tii 被打開之後，該等製造設備的裝置（包括該控制器，及該等負載裝置W始被作動。縱使電力降係由於瞬間電力懸浮而於時間tl2發生，藉著在緊急截止電路37中所使用的失效防止電路，該電力繼電器39從時間至時間停留在打開狀態一秒。如在第兜和％圖中所示，電力繼^ 器39就瞬間電力懸浮的作動維持（被界定在一秒之内）使得所有的控制裝置在沒有由瞬間電力懸浮所引起的關閉下保持它們的正常運作。在那之後，當另一個電力懸浮於時間 tl4發生且超過一秒時，該電力繼電器與該等控制裝置係在維持它們的作動狀態一秒之後於時間tls關閉。電源自電力懸浮一秒之後被截止的原因是為防止在電源恢復時由於犬然之電流進入其那裡而引起對電源系統的損壞。在下面，表2和表3分別顯示在300 yF與DC 2 8 0V 下對於像PLC、觸摸螢幕、或者數位控制器般之控制裝置之最小運作電壓與支持時間的測試條件與結果。 [表2] (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝— .訂 :線丨第17頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）從表2與表3可見，根據該等測試結果，該緊急截止電路強迫該電力繼電器（由電磁接觸器製成）保持打開狀態一秒，以致於該等負載裝置的處理慣性（泵浦或壓縮器中的 546884 A7 ____B7 五、發明説明（/5 ) 控制裝置的類型型號名稱製造者支持時間最小運作電壓電力選擇 PLC Ν70-α SAMSUNG 12 sec DC 50V 自由電壓觸換螢幕 V608C SAMSUNG 12sec DC 30V 自由電壓數位控制器 FX4S AUTONICS 102sec DC 35V 自由電壓數位控制器 E5CS OMRON 60sec DC 35V 自由電壓數位控制器 SDC20 0 Y-H 2 6sec DC 4 0V 1 i由t壓數位控制器 SDC40 Y-H 2 lsec DC 55V 自由電壓 [表3] 電力設計條件在一秒下超過一秒改進電力繼電器的狀態（電磁接觸器）保持一秒在一秒之後失效主電力繼電器（M/i 維持電路（緊急截止電路）控制裝置的電力狀態保持一秒在一秒之後失效電力支援（第一電力控制器）回饋狀態保持一秒在一秒之後失效電力支援（第二電力控制器）過程變化正常反應室中的溫度提升在電力恢復之後檢查 5旋轉慣性，加熱器中的潛熱）被提高以維持製造設備的正常運作。因此，該等控制裝置，例如，PLC、觸摸螢幕、或者數位控制器，縱使瞬間電力懸浮發生時，係藉著從該第一電力控制器43所提供之DC 28〇v的支援保持它們的有效運作一秒。在該測試程序中，電壓降的實際範圍是為ι〇_ 1〇 3〇%，而用於縮減的時間是為10〇_3〇〇ms。要以電源的 7〇-9〇%來處理製造設備的正常運作是有可能的。〃第10圖顯示半導體製造設備的功能結構，本發明的電力官理系統係可應用至其那裡。它包括一反應室119、一控制該反應室II9之真空狀態的泵浦 117、一把RF電力 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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546884 A7 B7 五、發明説明（) 供應至該反應室119的RF(射頻）、一冷卻裝置113、一透過電源纜線把AC電力轉移至該冷卻裝置113的配電器 10 9、及一控制該等設備之整體運作的主控制系統。該冷卻裝置113藉由運作反應室119之水的循環來調整反應室 5 119中的溫度。根據本發明，在第3圖中所顯示的電力管理系統能夠被埋藏於該冷卻裝置113而且即使在來自該配電器109的AC電力由於瞬間電力懸浮而被關閉時確保該冷卻裝置113保持該反應室119的溫度調整運作。與該冷卻裝置一樣，本發明的電力管理可以應用至一乾 10 泵浦（例如，與該泵浦117類似）、處理來自該反應室之廢氣的空氣洗滌器、提供熱解離子化水給晶圓清潔處理的熱 D工N供應系統、CMP (化學機械研磨）處理的漿供應系統、或者攝影刻印過程的溫度/濕度控制器。此外，該電力管理系統可以應用至其他在瞬間電力懸浮期間經歷電力供應狀 15 態的製造系統，以獲得可靠的處理條件及防止控制與負載裝置的突然關閉。如上所述，由於該電力管理系統藉由保持電源一預定的時間而即使在瞬間電力懸浮發生時防止在製造設備中所使用之控制與負載裝置的故障或者關閉，縱使在瞬間電力懸 2 0 浮發生時要維持半導體製造設備之穩定的處理情況是有可能的。雖然本發明的較佳實施例業已為舉例說明的目的而被揭露，那些熟知此項技術的人仕會察覺到的是在沒有離開如在後附之申請專利範圍中所描述之本發明的範圍與精神下第19頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -----------------------裝------------------、玎------------------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 546884 A7 B7 五、發明説明（Π ) ，各式各樣的變化、增加與減少是有可能的元件標號對照表 5 10 15 20 23 馬達 21 反相器 27 加熱器 25 固態繼電器 31 壓縮器 15 截止裝置 17 截止裝置 19 截止裝置 5 電力繼電器 3 緊急電力載止電路 11 可程式規劃邏輯控制器 31 配電器 33 電磁斷路器 34 電源端 35 電壓降變壓器 37 緊急截止電路 39 電力繼電器 41 斷路器 43 第一電力控制器 47 控制裝置 49 第二電力控制器 45 觸摸螢幕 50 負載區塊 63 馬達 65 加熱器 67 壓縮器 57 反相器 59 固態繼電器 53 斷路器 61 電磁接觸器 51 斷路器 55 斷路器 32 電力纜線 83 失效防止電路 82 電磁接觸器 89 整流器 91 電阻器 93 電容器 D1 二極體 95 顯示器單元 DC0+ 輸出端 DC0 ~ 輸出端 R1 電阻器 R2 電阻器第20頁 (請先閲讀背面之注意事项再填寫本頁) % 546884 A7 B7 五、發明説明（&) 5 R3 電阻器 Q1 NPN雙極性電晶 ZD1 齊納二極體 LD1 發光二極體 LD2發光二極體 LD3 發光二極體 LD4 發光二極體 LD5 發光二極體 101 整流器 103 電容器 107 電容器 105 電壓降變壓器 109 切換裝置 111 脈衝寬度控制器 119 反應室 117 泵浦 113 冷卻裝置 109 配電器 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 第21頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

Claims

546884 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 1 ·種接收AC電力以供應製造設備的電力管理系統，該系統包含：請先閲讀背面之注* 意事項，再填寫本頁一用於控制電力繼電器的緊急截止電路，該電力繼電器把AC電力連接至該等設備；一第一電力控制器，其係用於儲存從AC電力轉換的DC電壓及用於在瞬間電力懸浮發生時釋放該DC電壓 ;及一第二電力控制器，其係用於把運作電壓供應至該等設備，當瞬間電力懸浮發生時，該運作電壓係相應從該第一電力控制器供應的DC電壓。訂 2 ·如申請專利範圍第1項所述之電力管理系統，其中，該運作電壓是為導通該等設備的最小運作電壓，而該第二電力控制器決定該DC電壓到該最小運作電壓的時間。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之電力管理系統，其中，該緊急截止電路包含一失效防止電路，其係用於使該電力繼電器保持打開狀態一預定的時間，該預定的時間係與瞬間電力懸浮的時間相關。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之電力管理系統，其中，該第一電力控制器包含：一整流器，其係用於把AC電力轉換成建立在預定之電壓位準的DC電壓；及一電容器，其係用於儲存該DC電壓及用於在瞬間電力懸浮發生時釋放該DC電壓。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之電力管理系統，其中，該第22頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（21〇χ297公釐） 546884 申明專利範圍第一電力控制器更包含：電阻器，其係用於在該電容器以該DC電壓充電時減緩突然的電流； 5 « 一二極體，其係用於把來自該電容器的Dc電壓轉移至該第一電力控制器的輸出端；及一顯示器電路，其係用於在瞬間電力懸浮期間顯示電容器的放電狀態。 6·如申請專利範圍第1項所述之電力管理系統，其中，該第二電力控制器包含： ~ 10 一電容器，其係用於儲存從該第一電力控制器出來的DC電壓；、… 芦一變壓器，其係用於把該Dc電壓轉換成該運作電開關，其係連接至該變壓器的端並且響應於一制訊號。 7 · 一種在製造系統中所使用的電力管理系統，該製造系統包括一用於執行一預定之製造過程以製作一產品的第一裝置，及一用於控制特定之過程條件的第二裝置，嗲力管理系統包含·· X % 20 一緊急截止電路，其係用於控制電力繼電器，該力繼電器把AC電力連接至該等設備； Λ 一電力控制器，其係用於儲存從該Ac電力轉換 DC電壓及用於在瞬間電力懸浮發生時釋放該電壓；' 及，第23頁六、申請專利範圍一-控制裝置，其制於運作該第二裝置和用於透過一電源把一運作電壓供應至該第二裝置，該電源在瞬間電力懸浮發生時把該DC電壓轉換成該第二裝置的運電壓。 5 10 8·如申請專利範㈣7項所述之電力管理系統，其中，該運作電壓是為導通該第二裝置的最小運作電壓，而該電源決定該DC電壓到最小運作電壓的時間。 9·如申請專利範圍第7項所述之電力管理系統，其中，該緊急截止電路包含一失效防止電路，其係用於使該電力繼電器保持打開狀態—預定的時間，該預定的時間係與瞬間電力懸浮的時間有關。 10.如申請專利範圍第7項所述之電力管理系統，其中，該電力控制器包含：一整流器，其係用於把該AC電力轉換成建立在一預定之電壓位準的DC電壓；及一電谷器，其係用於儲存該DC電壓及用於在瞬間電力懸浮發生時釋放該DC電壓。 11 ·如申請專利範圍第1〇項所述之電力管理系統，其中，該電力控制器更包含：一電阻器’其係用於在該電容器以該DC電壓充電時減緩突然的電流；一二極體，其係用於把來自該電容器的DC電壓轉移至該電力控制器的輸出端；及一顯示器電路，其係用於在瞬間電力懸浮期間顯第24頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公楚） 546884 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍示該電容器的放電狀態。 12.如申請專利範圍第7項所述之電力管理系統，其中，該電源包含：一電容器，其係用於儲存從該電力控制器供應出 5 來的DC電壓；一變壓器，其係用於把該DC電壓轉換成該運作電壓；及一開關，其係連接至該變壓器的端並且係響應於一控制訊號。第25頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -----------------------裝------------------、可------------------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)