JP2005057949A - Power supply unit, semiconductor manufacturing apparatus and machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力供給装置及び半導体製造装置と工作機械であり、特に電源から供給される交流から直流を取り出し、直流出力として電力供給するか、または、交流出力に変換して電力供給する技術に関する。 The present invention relates to a power supply device, a semiconductor manufacturing device, and a machine tool, and particularly relates to a technique of taking out direct current from alternating current supplied from a power source and supplying power as a direct current output, or converting it to alternating current output and supplying power. .
半導体製造装置や工作機械等への電源供給は、安定して供給されることが要求されており、UPS(無停電電源)を使用することが行われているが、高価なシステムとなっていた。 Power supply to semiconductor manufacturing equipment, machine tools, etc. is required to be stably supplied, and UPS (uninterruptible power supply) is used, but it was an expensive system. .
そして、半導体製造装置の駆動に対する推奨の規格として、SEMI F47−0999が有り、供給される定格電圧の瞬断等による電圧降下の割合及び電圧降下の時間が規定されているため、各種装置が提案されているが、低コストで満足する性能を示す電力供給装置は知られていない。 And there is SEMI F47-0999 as a recommended standard for driving semiconductor manufacturing equipment, and the ratio of voltage drop due to instantaneous interruption of the supplied rated voltage and the time of voltage drop are specified, so various devices are proposed. However, there is no known power supply device that exhibits satisfactory performance at a low cost.
また、整流回路と倍電圧整流回路とを組合せた回路が提案されているが、電圧降下への対策は取られていない(特許文献1参照)。
本発明は、半導体製造装置等に例示されるような駆動電力の供給について配慮をする必要がある電力供給において、電源装置から入力される電圧の降下等による悪影響を受けず、安定した出力電圧とする電力供給装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a stable output voltage without being adversely affected by a voltage drop or the like input from a power supply device in power supply that needs to be considered for the supply of drive power as exemplified in a semiconductor manufacturing apparatus or the like. An object of the present invention is to provide a power supply device.
本発明は、入力される交流を整流して第1の直流電圧を出力する整流回路と、平滑回路とを備える電力供給装置において、電力供給装置の電圧を検出する電圧検出回路と、前記第1の直流電圧よりも高い第2の直流電圧を出力する倍電圧整流回路とを備え、前記電圧検出回路が検出する電圧降下の有無に関する情報に基づいて、入力される交流が整流回路又は倍電圧整流回路に入力される電力供給装置である。 The present invention provides a power supply device that includes a rectifier circuit that rectifies input alternating current and outputs a first DC voltage, and a smoothing circuit, a voltage detection circuit that detects a voltage of the power supply device, and the first And a voltage doubler rectifier circuit that outputs a second DC voltage that is higher than the DC voltage of the voltage, and based on the information about the presence or absence of a voltage drop detected by the voltage detection circuit, the input AC is a rectifier circuit or voltage doubler rectifier A power supply device that is input to a circuit.
また、本発明は、上記整流回路又は倍電圧整流回路を選択するスイッチを備え、電圧降下の際には、該スイッチが倍電圧整流回路を選択する電力供給装置である。 In addition, the present invention is a power supply apparatus that includes a switch that selects the rectifier circuit or the voltage doubler rectifier circuit and that selects the voltage doubler rectifier circuit when the voltage drops.
そして、本発明は、整流部と、該整流部の後段に設けた直列接続のコンデンサとを有しており、上記スイッチは、直列接続のコンデンサの中点と入力端子とを接続し、該スイッチの入切により上記倍電圧整流回路又は整流回路を選択する電力供給装置である。 And this invention has a rectification | straightening part and the serial connection capacitor | condenser provided in the back | latter stage of this rectification | straightening part, The said switch connects the midpoint of a serial connection capacitor | condenser, and an input terminal, This switch The voltage supply rectifier circuit or the rectifier circuit is selected by turning on / off the power supply device.
更に、本発明は、上記スイッチと直列接続のコンデンサの中点との間にリアクトルを有する電力供給装置である。 Furthermore, the present invention is a power supply device having a reactor between the switch and a midpoint of a capacitor connected in series.
また、本発明は、上記電圧検出回路での電圧低下検出の際には、上記スイッチを入に駆動させる駆動回路を備える電力供給装置である。 In addition, the present invention is a power supply apparatus including a drive circuit that drives the switch on when a voltage drop is detected by the voltage detection circuit.
そして、本発明は、上記直列接続のコンデンサの後段に並列に接続された第2のコンデンサを有する電力供給装置である。 And this invention is an electric power supply apparatus which has a 2nd capacitor | condenser connected in parallel in the back | latter stage of the capacitor | condenser of the said series connection.
更に、本発明は、上記電圧検出回路は、整流して得た直流の電圧低下を検出する電力供給装置である。 Furthermore, the present invention is a power supply device in which the voltage detection circuit detects a DC voltage drop obtained by rectification.
また、本発明は、上記整流部と直列接続のコンデンサの間に、第2のスイッチと突入電流防止用素子とを有する電力供給装置である。 Moreover, this invention is an electric power supply apparatus which has a 2nd switch and an inrush current prevention element between the said rectifier and the capacitor | condenser connected in series.
そして、本発明は、上記平滑回路の出力を任意の電圧と任意の周波数の交流に変換する逆変換回路を備える電力供給装置である。 And this invention is an electric power supply apparatus provided with the reverse conversion circuit which converts the output of the said smoothing circuit into the alternating current of arbitrary voltages and arbitrary frequencies.
更に、本発明は、上記の電力供給装置を備える半導体製造装置である。 Furthermore, this invention is a semiconductor manufacturing apparatus provided with said electric power supply apparatus.
また、本発明は、上記の電力供給装置を備える工作機械である。 Moreover, this invention is a machine tool provided with said electric power supply apparatus.
本発明によれば、電力供給装置へ入力される電力の電圧降下が発生しても出力される供給電力に生ずる影響を小さくすることが可能となる。 According to the present invention, even if a voltage drop of power input to the power supply device occurs, it is possible to reduce the effect on the output power output.
本発明を実施するための最良の形態の実施例を説明する。
図1に示す実施例の電力供給装置は、電圧検出回路1と、スイッチ2と、整流回路3と、倍電圧整流回路4と、平滑回路5とを有する。電圧検出回路1は、電力供給装置の電圧を検出する。スイッチ2は、電圧検出回路1が電圧降下を検出すると倍電圧整流回路4を選択し、復電すると整流回路3を選択する。整流回路3は、電源(図示せず)から供給される交流を整流して第1の直流電圧を出力する。倍電圧整流回路4は、電源から供給される交流を整流し、第1の直流電圧よりも高い第2の直流電圧を出力する。平滑回路5は、整流回路3又は倍電圧整流回路4で得られた波形からリプル(脈動)を取り除く。
An embodiment of the best mode for carrying out the present invention will be described.
The power supply device of the embodiment shown in FIG. 1 includes a
本実施例の電力供給装置の出力特性について、図2を用いて説明する。図2(a)〜(c)は、入力電圧と、従来例及び本実施例の出力電圧の特性の一例を示す。入力電圧が図2(a)に示すように、例えば100%から50%に電圧降下が生じたとき、従来例では、図2(b)に示すように、電圧降下の影響を受けて100%から50%に電圧低下となる。それに対して、本実施例では、図2(c)に示すように、電圧降下を受けた時に若干電圧が低下するが、倍電圧整流回路を選択するため、すぐに100%に回復することができる。 The output characteristics of the power supply apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG. 2A to 2C show an example of the characteristics of the input voltage and the output voltage of the conventional example and this example. As shown in FIG. 2A, for example, when a voltage drop occurs from 100% to 50% as shown in FIG. 2A, in the conventional example, as shown in FIG. The voltage drops to 50%. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 2C, the voltage drops slightly when it receives a voltage drop. However, since the voltage doubler rectifier circuit is selected, it can be quickly recovered to 100%. it can.
本実施例の電力供給装置は、電源からの入力電圧の降下の有無に関する情報に基づいて、整流回路又は倍電圧整流回路を選択するため、電源から供給される交流に電圧降下が生じても、出力する直流には電圧低下が生じ難いため、出力側の装置への悪影響を減らすことができる。 Since the power supply device of the present embodiment selects a rectifier circuit or a voltage doubler rectifier circuit based on the information about the presence or absence of a drop in the input voltage from the power supply, even if a voltage drop occurs in the alternating current supplied from the power supply, Since the output direct current is less likely to cause a voltage drop, adverse effects on the output side device can be reduced.
本実施例の電力供給装置における復電時の動作について説明する。図2(a)に示すように、入力電圧が50%から100%に電圧が回復したとき、従来例では入力電圧に応じて100%に回復するが、本実施例では、若干電圧が上昇し、そして、すぐに整流回路が選択されるため、100%電圧に戻ることとなる。復電により電圧降下がなくなった際には、倍電圧整流回路のために、例えば平滑回路等の素子の定格の90%程度となる前に倍電圧整流回路を切るのが好ましい。 The operation at the time of power recovery in the power supply apparatus of this embodiment will be described. As shown in FIG. 2A, when the input voltage recovers from 50% to 100%, the conventional example recovers to 100% according to the input voltage, but in this embodiment, the voltage slightly increases. Then, since the rectifier circuit is selected immediately, the voltage returns to 100%. When the voltage drop disappears due to power recovery, for the voltage doubler rectifier circuit, it is preferable to cut the voltage doubler rectifier circuit before it becomes about 90% of the rating of an element such as a smoothing circuit.
なお、本実施例において、安全のために、倍電圧整流回路に切替え後、タイマー回路等の制御により、一定時間経過後、倍電圧整流回路からもとの回路への接続に戻すようにする。これにより、倍電圧整流回路の動作時間を制限することができる。 In the present embodiment, for the sake of safety, after switching to the voltage doubler rectifier circuit, the connection from the voltage doubler rectifier circuit to the original circuit is restored after a predetermined time by controlling the timer circuit or the like. Thereby, the operation time of the voltage doubler rectifier circuit can be limited.
実施例1を説明する。実施例1の電源供給回路は、供給される交流が単相の例であり、図3に示すように、ダイオード61からなる整流部と、整流部の後段に設けた直列接続の第1のコンデンサ62a、bと、その後段の第2のコンデンサ63と、電圧検出回路11と、スイッチ21と、リアクトル22と、駆動回路23とを備え、電源7から供給された交流から直流を取り出して逆変換回路8を介して負荷のモータ9に供給する。逆変換回路8は、任意の電圧と任意の周波数の交流に変換する。
Example 1 will be described. The power supply circuit of the first embodiment is an example in which the supplied alternating current is a single phase, and as shown in FIG. 3, a rectifier unit composed of a diode 61 and a first capacitor connected in series provided at a subsequent stage of the
実施例1において、整流部は、第1のコンデンサ62a、bと、第2のコンデデンサ63とは並列接続されており、直列接続の第1のコンデンサ62a、bの中点は、リアクトル22及びスイッチ21を介して電源入力線に接続されている。電圧検出回路11は、出力される直流の電圧降下を検出すると、駆動回路23に電圧降下検出信号を送る。スイッチ21は、通常時は切であるが、電圧検出回路11が供給電圧の降下を検出すると入となる。図3の平滑後の検出位置にて、電圧の変化を検出する構成の場合は、例えば電力供給装置に入力されるのが3相交流であっても、直流電圧を検出するものとなる。したがって、3相交流の場合に、3相の各相について、電圧変化を検出する検出器を3個設ける必要もなくなり、小型、軽量化、部品点数削減に効果のあるものである。
In the first embodiment, in the rectifying unit, the
また、一般的に3相の各相について検出器を設けようとすると、相互の絶縁状態を確保できる絶縁距離を確保しつつ、3つの検出器を設けること等を留意する必要がある。このことは、多相交流にて電力を供給される場合は、相の数の分だけ、検出器を必要とすることの装置の大型化に加え、各相間の絶縁距離を確保する必要性が生じ、大型化を招くものである。よって、図3に示すように、平滑後に電圧変化を検出する構成とする方が、更に、装置の小型、軽量化、部品点数削減に効果のあるものである。 In general, when a detector is provided for each of the three phases, it is necessary to pay attention to providing three detectors while ensuring an insulation distance that can ensure mutual insulation. This means that when power is supplied by multiphase alternating current, it is necessary to secure an insulation distance between each phase in addition to the increase in size of the device that requires a detector by the number of phases. This causes an increase in size. Therefore, as shown in FIG. 3, the configuration in which the voltage change is detected after smoothing is more effective in reducing the size and weight of the device and reducing the number of components.
もっとも、電圧変化の検出は、電力供給装置の入力側に設けるものであっても良い。本発明に基づく実施例においても、電圧変化の検出器を、電力供給装置の入力側に設けても良い。また、本実施例の電力供給装置は、単相交流及び三相交流に適用可能であり、単相交流のときに、整流部において、一部のダイオード61は使用しない。 However, the voltage change may be detected on the input side of the power supply apparatus. Also in the embodiment based on the present invention, a voltage change detector may be provided on the input side of the power supply apparatus. Moreover, the power supply apparatus of a present Example is applicable to a single phase alternating current and a three-phase alternating current, and a part of diode 61 is not used in a rectification part at the time of a single phase alternating current.
実施例1の電力供給装置において、スイッチ21が切であるとき、ダイオード61からなる整流部と、直列接続の第1のコンデンサ62a、b及び第2のコンデンサ63とで整流回路を構成するが、スイッチ21が入になると、ダイオード61からなる整流部と、第1のコンデンサ62a、bとで倍電圧整流回路を構成するようになる。このようにして、電圧降下がない通常時は整流回路が選択され、そして、電圧降下が生じると倍電圧整流回路が選択されるため、電圧低下が生じ難く安定した出力とすることができる。
In the power supply device of the first embodiment, when the switch 21 is off, the rectifier unit including the diode 61 and the
上記では、「倍電圧整流回路が選択される」と記載しているが、これは、通常時は、整流回路として動作していたものが、スイッチ等の起動によって、倍電圧整流回路として動作するようになるものも含むものとする。倍電圧整流回路から整流回路への選択も同様である。例えば、図3に示すように、整流回路として動作していた処理回路が、スイッチが入り、回路素子が付加された結果、倍電圧整流回路として、構成され、または、倍電圧整流回路として、動作するようになることを意味する。このような構成とすることで、整流回路、または倍電圧整流回路の動作が提供されても、その構成する部品点数の増加を少なくすることが可能となる。即ち、部品点数としては、整流回路と倍電圧整流回路の両者を設ける場合の総部品点数よりも少ない部品点数にて構成することが可能となる。 In the above, it is described that “the voltage doubler rectifier circuit is selected”, but this is normally the one that operated as the rectifier circuit, but operates as the voltage doubler rectifier circuit when the switch or the like is activated. Including those that become. The selection from the voltage doubler rectifier circuit to the rectifier circuit is the same. For example, as shown in FIG. 3, the processing circuit that was operating as a rectifier circuit is configured as a voltage doubler rectifier circuit as a result of switching on and adding circuit elements, or as a voltage doubler rectifier circuit. It means to become. With such a configuration, even if the operation of the rectifier circuit or the voltage doubler rectifier circuit is provided, it is possible to reduce the increase in the number of components. That is, the number of parts can be configured with a number of parts smaller than the total number of parts when both the rectifier circuit and the voltage doubler rectifier circuit are provided.
勿論、整流回路と倍電圧整流回路の各々を設けておき、スイッチによって、選択、または切替えて動作する構成とするものであっても良い。 Of course, each of the rectifier circuit and the voltage doubler rectifier circuit may be provided so as to operate by selecting or switching by a switch.
実施例1における実験データの一例を説明する。第1コンデンサ1120μF、第2コンデンサ2240μm、リアクトル0.5mHをそれぞれ使用し、入力電圧AC100V、出力トルク9.55N・mで1kW相当負荷時における第2コンデンサの両端の測定電圧VDCを図4に示す。横軸は時間t(1目盛100ms)で、縦軸は電圧V(1目盛50V)を示す。このように、実施例1の電力供給装置によれば、電圧降下を受けてもすぐに出力電圧を安定させることができる。
An example of experimental data in Example 1 will be described. FIG. 4 shows the measured voltage VDC across the second capacitor when the first capacitor 1120 μF, the second capacitor 2240 μm, and the reactor 0.5 mH are used, respectively, and the input voltage is AC 100 V, the output torque is 9.55 N · m, and the load is equivalent to 1 kW. . The horizontal axis represents time t (one
本発明に基づく実施例の電力供給装置における復電時に直流電圧が過電圧になることを防止する方法について説明する。図5に示すように、ダイオード61からなる整流部の後段に第2のスイッチであるバイパススイッチ64及び突入電流防止用素子65を設けている。そして、復電時、倍電圧整流回路からもとの整流回路に戻す前にバイパススイッチ64を一旦オフにし、電圧を突入電流防止用素子65に負担させることにより、平滑コンデンサ62a、bへの充電時間を遅らせ、もとの整流回路に戻すタイミングでバイパススイッチ64をオンにする。このようにして、復電時に直流電圧が過電圧になることを防止することができる。
A method for preventing the DC voltage from becoming an overvoltage at the time of power recovery in the power supply apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 5, a
本発明の実施例の特徴を列記すると、以下の通りである。
1.直流チョッパ、直流/直流変換装置による昇圧制御方式の場合にはスイッチング素子によるノイズが発生するが、本発明の実施例では、このようなノイズが発生することもない。また、スイッチング素子等の部品点数の増大、装置の大型化、コストアップ等が本発明の実施例では抑えられる。
2.電圧降下に備えて、変圧器の二次電圧の出力タップとして、例えば2倍の電圧出力タップが選択、切替え可能とする構成とする方法が考えられる。この方法の場合、電圧降下が発生すると、上記の高い出力タップに切替えることで、電圧降下の影響を回避可能であるが、変圧器による損失が発生するという欠点がある。本発明の実施例では、このような変圧器の損失が発生しないし、特殊な変圧器を使用することによるコストアップ、装置寸法の大型化を回避できるものである。
3.平滑回路のコンデンサの容量を大きくすると、入力の電圧降下による影響を小さくすることは可能であるが、当該コンデンサが放電されると、その効果も得られなくなる。したがって、更にコンデンサの容量を大きくすればよいが、装置の大型化、コストアップを招くこととなる。
4.本発明の実施例では、少なくとも切替スイッチと駆動回路の追加により構成できるので、コスト、部品点数の増大を抑えられる。
The features of the embodiments of the present invention are listed as follows.
1. In the case of the step-up control method using a direct current chopper or direct current / direct current converter, noise due to the switching element is generated. However, in the embodiment of the present invention, such noise is not generated. In addition, an increase in the number of components such as switching elements, an increase in the size of the device, and an increase in cost can be suppressed in the embodiment of the present invention.
2. In preparation for the voltage drop, a method is considered in which, for example, a double voltage output tap can be selected and switched as the output tap of the secondary voltage of the transformer. In the case of this method, when the voltage drop occurs, the influence of the voltage drop can be avoided by switching to the above high output tap, but there is a disadvantage that a loss due to the transformer occurs. In the embodiment of the present invention, such a loss of the transformer does not occur, and it is possible to avoid an increase in cost and an increase in the size of the apparatus due to the use of a special transformer.
3. Increasing the capacitance of the capacitor of the smoothing circuit can reduce the influence of the input voltage drop, but if the capacitor is discharged, the effect cannot be obtained. Therefore, the capacitance of the capacitor may be increased further, but the size and cost of the apparatus will be increased.
4). In the embodiment of the present invention, since it can be configured by adding at least a changeover switch and a drive circuit, an increase in cost and the number of parts can be suppressed.
上述の実施例における電力供給装置は、瞬断等のよる電圧降下が発生しても、電力供給装置の出力にその影響が生じ難いものである。したがって、瞬断等によっても作業、処理が正常に行われることを必要とする装置等に用いられると、有用な効果が得られる。その適用例として、半導体製造装置や工作機械等が挙げられる。 In the power supply apparatus in the above-described embodiment, even if a voltage drop due to a momentary interruption or the like occurs, the influence on the output of the power supply apparatus hardly occurs. Therefore, a useful effect can be obtained when used in an apparatus or the like that requires work and processing to be normally performed even by a momentary interruption or the like. Examples of the application include a semiconductor manufacturing apparatus and a machine tool.
まず、半導体製造装置においては、製造される半導体の歩留まりを向上させることが要求されるものである。そのためには、半導体の材料となる、シリコンインゴット、ウエハ等の製造過程での作業、処理が正常に、若しくは安定して行われる必要がある。 First, semiconductor manufacturing apparatuses are required to improve the yield of manufactured semiconductors. For this purpose, it is necessary that the work and processing in the manufacturing process of silicon ingots, wafers and the like, which are semiconductor materials, be performed normally or stably.
これらの作業処理は、ある一定の時間継続して行われるものも多く、途中で中断されると、それまでの一連の作業等が無駄となり、場合によっては、作業対象物自体を全て破棄しなければならないものもある。 Many of these work processes are performed continuously for a certain period of time, and if they are interrupted in the middle, the series of work up to that point is wasted, and in some cases, the work object itself must be discarded. Some things must be done.
例えば代表的なCZ法(Czochralski法=チョクラスキー法、引き上げ法)を用いてのシリコンインゴットの製造では、シリコン単結晶の成長において、元となる融液の状態(例えば温度勾配、融液の対流等)を管理しながら、単結晶を回転させながら、一定した品質の単結晶を引き上げるものである。 For example, in the production of a silicon ingot using a typical CZ method (Czochralski method = choklaskie method, pulling method), the state of the original melt (eg, temperature gradient, melt While controlling the convection, etc., the single crystal is rotated and the single crystal having a constant quality is pulled up.
したがって、瞬断等の影響が出力される供給電力に現れることで、この単結晶の成長過程での上記融液の状態が正常でなくなったり、単結晶の引き上げに異常が生ずると、最悪の場合は、製造途中の単結晶の品質が悪くなったり、破棄しなければならない場合が生ずる。この単結晶は、一般的に高価なものであり、複数の装置稼働時に瞬断等が発生すると、それらの複数の装置の単結晶全てを破棄することも有り得るもので、その場合は、損害は多大なものとなる可能性がある。 Therefore, in the worst case, the effects of instantaneous interruption etc. appear in the output power that is output, and the state of the melt in the process of growing this single crystal becomes abnormal or if there is an abnormality in pulling up the single crystal. In some cases, the quality of a single crystal in the process of production is deteriorated or must be discarded. This single crystal is generally expensive, and if a momentary interruption occurs during operation of multiple devices, it is possible that all of the single crystals of those multiple devices may be discarded. It can be enormous.
これらの点を踏まえ、上述の単結晶製造装置を含め、半導体製造装置では、供給される電力に対する瞬断等の影響回避は必須であり、この点で上述の実施例の電力供給装置を用いることで、より安定した半導体製造装置を提供可能となるのである。 In consideration of these points, it is indispensable to avoid influences such as momentary interruption on the supplied power in the semiconductor manufacturing apparatus including the above-described single crystal manufacturing apparatus. In this respect, the power supply apparatus according to the above-described embodiment should be used. Thus, a more stable semiconductor manufacturing apparatus can be provided.
これらを踏まえ、上述の電力供給装置を用いた実施例を以下に説明する。図6の半導体製造装置100は、半導体等部材(ウエハの元になるシリコンインゴット、ウエハ、半導体基板、半導体チップ等を含む)150に対して、製造にて行われる作業をする作業部140と、半導体等部材150の状態(温度、濃度、位置等)を管理したり、制御する半導体等部材管理・制御部130と、少なくとも作業部140、半導体等部材管理・制御部130を制御する制御部120と、これらに電力を供給する電力供給装置110を含んで構成される。
Based on these, an embodiment using the above-described power supply apparatus will be described below. The
上述した実施例に基づく電力供給装置110によって、電力が交流であれ、直流であれ、供給されるので、瞬断等によって、電力供給装置110に入力される電圧降下が生じても、電力供給装置110の働きによって、半導体製造装置100に供給される電力に影響が出難くなる。
The
したがって、半導体等部材150に対する半導体等部材管理・制御部130の管理、制御も異常となり難くなり、作業部140による半導体等部材150に対する作業も異常となり難くなるものである。よって、例えば作業中であった半導体等部材150が瞬断等の電圧低下のために、不良となる事態も回避可能となる。
Therefore, the management and control of the semiconductor member management /
次に、図7は、上記電力供給装置の実施例を別の半導体製造装置に用いた実施例としての単結晶製造装置を示すものである。図7の単結晶製造装置200は、代表的なチョクラスキー法を用いてのシリコンインゴットを製造する装置としての実施例である。融液250が入ったルツボ(例えば石英製)270は、ルツボ移動制御部280にて、回転及び昇降可能に支持、制御される。融液250の状態(温度、対流の状態、酸素濃度、表面張力等)が検出部240によって検出され、制御部220に入力され、制御部220の制御のもとで、状態制御部260は、融液250の状態を結晶成長に好ましい状態とすべく状態制御等を実施する。この状態制御としては、結晶成長に好適な温度に維持したり、対流を抑制するための磁場を印加することなどがあげられる。
Next, FIG. 7 shows a single crystal manufacturing apparatus as an embodiment in which the embodiment of the power supply apparatus is used in another semiconductor manufacturing apparatus. The single
ルツボ270は、ルツボ移動制御部280によって、回転しながら、下降するように制御され、状態制御部260によって、状態制御されている融液250に接触させた種結晶を単結晶移動制御部230で回転させながら引き上げることで、単結晶290を成長させていく。
The
制御部220は、少なくとも状態制御部260、ルツボ移動制御部280、単結晶移動制御部230を制御する。
The
電力供給装置210から、単結晶製造装置200へ電力が供給される。上述した実施例に基づく電力供給装置210によって、交流または直流の電力が供給されるので、瞬断等によって電力供給装置210に入力される電圧降下が生じても、電力供給装置210の働きによって、単結晶製造装置200に供給される電力に影響が出難くなる。
Electric power is supplied from the
単結晶製造装置200では、上述のように融液250の状態を、結晶成長に好適な温度に維持したり、対流を抑制するための磁場を印加される等の状態制御される一方で、ルツボ270の回転しながらの降下速度、または、種結晶を回転させながら引き上げる上昇速度は、単結晶290の成長速度に応じて制御されるものである。
In the single
よって、これらの制御が正常に行われることで初めて、一定した品質の単結晶を製造できるものである。ただし、瞬断等によって電圧降下が生じ、これらの制御が異常になると、単結晶の品質が悪くなり、破棄しなければならない場合が生ずる。 Therefore, a constant quality single crystal can be manufactured only when these controls are performed normally. However, if a voltage drop occurs due to a momentary interruption or the like and these controls become abnormal, the quality of the single crystal deteriorates, and there is a case where it must be discarded.
しかしながら、本実施例の単結晶製造装置200では、瞬断等によって電圧降下が生じても、電力供給装置210から単結晶製造装置200に供給される電力には、電圧降下による影響が出難いので、単結晶製造装置200の内部の制御が正常に維持され、一定した品質の単結晶が製造されることとなる。
However, in the single
次に、図8に上記電力供給装置の実施例を別の半導体製造装置に用いた実施例としてもパターン描画装置を示すものである。図9のパターン描画装置300は、半導体製造過程における集積回路パターン等を電子ビーム等の照射によって、半導体ウエハ上に描画するものの実施例である。
Next, FIG. 8 shows a pattern drawing apparatus as an embodiment in which the embodiment of the power supply apparatus is used in another semiconductor manufacturing apparatus. The
ステージ370にて支持される半導体ウエハ350は、ビーム出力制御部330から出射されたビームであって、ビーム偏向制御部340の偏向制御により偏向部380で偏向されたビームによってパターンが描画される。その際、ステージ370は、ステージ移動制御部360によって移動制御される。なお、描画されるパターンは、描画制御部320によるビーム出力制御部330、ビーム偏向制御部340、ステージ移動制御部360の制御によって、描画される。
The
電力供給装置310から、パターン描画装置300へ電力が供給される。パターン描画装置300へは、交流または直流の電力が、上述した実施例に基づく電力供給装置310から供給されるので、瞬断等によって電力供給装置310に入力される電圧降下が生じても、パターン描画装置300に供給される電力に影響が出難くなる。
Power is supplied from the
したがって、ビームの照射によって、半導体ウエハ上にパターンが描画されている際に、瞬断等が発生しても、電力供給装置310からも供給電力にその影響が出難いことで、パターン描画が継続することができるので、描画の中断、または描画中の半導体ウエハの破棄などを回避可能となる。
Therefore, even if a momentary interruption or the like occurs when a pattern is drawn on the semiconductor wafer by beam irradiation, the pattern supply continues because the
なお、上記ビームは、パターン描画に使用できるものであればよいものであり、電子銃による電子ビーム、レーザ光、X線等に限定しない。 The beam is not limited to an electron beam by an electron gun, a laser beam, an X-ray, or the like as long as it can be used for pattern drawing.
上述の実施例の電力供給装置を図6〜図8等の各種半導体製造装置に用いることで、瞬断等が生じても、正常な動作をする半導体製造装置を提供できることとなる。 By using the power supply apparatus of the above-described embodiment in various semiconductor manufacturing apparatuses such as those shown in FIGS. 6 to 8, it is possible to provide a semiconductor manufacturing apparatus that operates normally even if an instantaneous interruption occurs.
なお、上記では、半導体製造装置として、単結晶製造装置200、パターン描画装置300を実施例として説明したが、これに限定されることなく、例えば単結晶、シリコンインゴットの製造として、FZ法(Floating Zone法=浮遊帯法)を用いる装置においても適用できる。また、シリコンインゴットを一枚一枚のウエハにスライスするスライシング作業する装置、ベリリングと呼ばれる面取り作業をする装置、ウエハの表面を機械研磨(ラッピング)する装置、更に、ウエハ表面を機械化学的に研磨(ポリシング)、鏡面研磨(ミラーポリッシュ)する装置においても、上述した実施例に基づく電力供給装置を用いても良い。
In the above description, the single
上記電力供給装置の実施例を工作機械へ用いた実施例を説明する。本実施例の工作機械400は、操作設定部420にて、ワーク(加工物)の最終加工形状を入力し、その入力データに基づき制御部430から電力供給装置410の各モータ駆動部411〜415に速度、位置指令を出力する。各モータ駆動部411〜415は、その指令に従い、モータ451〜455をフィードバック制御することにより、切削刃回転軸(主軸)461、ワーク(加工物)テーブルX軸移動462、ワーク(加工物)テーブルY軸移動463、ワーク(加工物)テーブル回転軸464、切削治具Z軸移動465等を組み合せて、ワークの加工を行う。また、現在指令に対して、各軸の回転、位置情報を制御部430にフィードバックすることにより、現在の加工状態をモニタ部440にてモニタを行い、最終加工形状になるまで、制御部430とモータ駆動部411〜415は同期制御動作にて加工を行う。
An embodiment in which the embodiment of the power supply apparatus is used in a machine tool will be described. In the
瞬断により電力供給装置への入力に電圧降下の異常が出た場合、高価な切削刃折れが起き、また、完成近くのワークにキズが付き、修復不可になることもあり得るため、その損害は多大なものとなる可能性があるが、本実施例の電力供給装置410では、その出力に電圧低下が生じ難いため、これらの損害の発生を防ぐことができる。
If an abnormal voltage drop occurs at the input to the power supply device due to a momentary interruption, expensive cutting blade breakage may occur, and the workpiece near the completion may be scratched and cannot be repaired. However, in the
1、11 電圧検出回路
2 スイッチ
21 スイッチ素子
22 リアクトル
23 駆動回路
3 整流回路
4 倍電圧整流回路
5 平滑回路
61 ダイオード
62a、b 第1コンデンサ
63 第2コンデンサ
64 バイパススイッチ
65 突入電流防止用素子
7 電源
8 逆変換回路
9 負荷
100 半導体製造装置
110 電力供給装置
120 制御部
130 半導体等部材管理・制御部
140 作業部
150 半導体等部材
200 単結晶製造装置
210 電力供給装置
220 制御部
230 単結晶移動制御部
240 検出部
250 融液
260 状態制御部
270 融液容器
280 ルツボ移動制御部
290 単結晶
300 パターン描画装置
310 電力供給装置
320 描画制御部
330 ビーム出力制御部
340 ビーム偏向制御部
350 半導体ウエハ
360 ステージ移動制御部
370 ステージ
380 偏向部
400 工作機械
410 電力供給装置
411 モータ1駆動部
412 モータ2駆動部
413 モータ3駆動部
414 モータ4駆動部
415 モータ5駆動部
420 操作設定部
430 制御部
440 モニタ部
451 モータ1
452 モータ2
453 モータ3
454 モータ4
455 モータ5
461 切削刃回転軸(主軸)
462 ワーク(加工物)テーブルX軸移動
463 ワーク(加工物)テーブルY軸移動
464 ワーク(加工物)テーブル回転軸
465 切削治具Z軸移動
DESCRIPTION OF
452
453
454
455
461 Cutting blade rotation axis (main axis)
462 Work (workpiece) table
Claims (11)
電力供給装置の電圧を検出する電圧検出回路と、前記第1の直流電圧よりも高い第2の直流電圧を出力する倍電圧整流回路とを備え、前記電圧検出回路が検出する電圧降下の有無に関する情報に基づいて、入力される交流が整流回路又は倍電圧整流回路に入力されることを特徴とする電力供給装置。 In a power supply device including a rectifier circuit that rectifies input AC and outputs a first DC voltage, and a smoothing circuit,
A voltage detection circuit that detects a voltage of the power supply device; and a voltage doubler rectification circuit that outputs a second DC voltage higher than the first DC voltage, the presence or absence of a voltage drop detected by the voltage detection circuit A power supply apparatus, wherein an alternating current input is input to a rectifier circuit or a voltage doubler rectifier circuit based on information.
上記整流回路又は倍電圧整流回路を選択するスイッチを備え、電圧降下の際には、該スイッチが倍電圧整流回路を選択することを特徴とする電力供給装置。 The power supply device according to claim 1, wherein
A power supply device comprising: a switch for selecting the rectifier circuit or the voltage doubler rectifier circuit, wherein the switch selects the voltage doubler rectifier circuit when the voltage drops.
整流部と、該整流部に並列接続される直列接続のコンデンサとを有しており、上記スイッチは、直列接続のコンデンサの中点と入力端子とを接続し、該スイッチの入切により上記倍電圧整流回路又は整流回路を選択することを特徴とする電力供給装置。 The power supply device according to claim 2,
The switch includes a rectifying unit and a series-connected capacitor connected in parallel to the rectifying unit, and the switch connects the midpoint of the series-connected capacitor and the input terminal, and the switch is turned on / off A power supply device, wherein a voltage rectifier circuit or a rectifier circuit is selected.
上記スイッチと直列接続のコンデンサの中点との間にリアクトルを有することを特徴とする電力供給装置。 The power supply device according to claim 3, wherein
A power supply device comprising a reactor between the switch and a midpoint of a capacitor connected in series.
上記電圧検出回路での電圧降下検出の際には、上記スイッチを入に駆動させる駆動回路を備えることを特徴とする電力供給装置。 The power supply device according to claim 3 or 4,
A power supply apparatus comprising: a drive circuit that drives the switch on when detecting a voltage drop in the voltage detection circuit.
上記直列接続のコンデンサに並列に接続された第2のコンデンサを有することを特徴とする電力供給装置。 In the electric power supply apparatus of any one of Claims 3-5,
A power supply apparatus comprising a second capacitor connected in parallel to the series-connected capacitors.
上記電圧検出回路は、整流して得た直流の電圧低下を検出することを特徴とする電力供給装置。 In the electric power supply apparatus of any one of Claims 3-6,
The voltage detection circuit detects a DC voltage drop obtained by rectification.
上記整流部と直列接続のコンデンサの間に、第2のスイッチと突入電流防止用素子とを有することを特徴とする電力供給装置。 In the electric power supply apparatus of any one of Claims 3-7,
A power supply apparatus comprising: a second switch and an inrush current preventing element between the rectifying unit and a capacitor connected in series.
上記平滑回路の出力を任意の電圧と任意の周波数の交流に変換する逆変換回路を備えることを特徴とする電力供給装置。 In the electric power supply apparatus of any one of Claims 1-8,
A power supply apparatus comprising: an inverse conversion circuit that converts an output of the smoothing circuit into an alternating current having an arbitrary voltage and an arbitrary frequency.
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2003
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