CN114928932A - 复合式等离子体源系统与分体式远程等离子体设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了复合式等离子体源系统与分体式远程等离子体设备,复合式等离子体源系统包括电源装置、等离子体设备、第一分体式等离子体装置与电力分配装置。电源装置用于提供工作电力。第一分体式等离子体装置与等离子体设备连接。电力分配装置用于实现以下两个功能中的至少一个:基于工作电力为等离子体设备提供第一工作电力,以使等离子体设备进行第一等离子体工艺;以及,基于工作电力为第一分体式等离子体装置提供第二工作电力,电源装置与第一分体式等离子体装置形成第一分体式远程等离子体系统,以对等离子体设备进行第二等离子体工艺。通过电源的复用,弹性配置匹配需求的电源与匹配器,减少电源使用的同时提高实用性。
Description
技术领域
本申请涉及等离子体技术领域,特别是涉及一种复合式等离子体源系统与分体式远程等离子体设备。
背景技术
在半导体器件等电子器件的制造中,通常需要对被处理体进行等离子体处理例如蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的工艺,而在此等等离子体处理中,通常会配合使用远程等离子体设备。
目前,远程等离子体设备通常包括腔体与电源。腔体提供内部空间作为腔室,电源为远程等离子体设备中的负载提供电力。在远程等离子体设备中,供给到腔室中的气体会经由等离子化处理,例如远程等离子体设备中的电极、线圈等,通电产生相应磁场而将供给到腔室中的气体转化为等离子体,再传输至其它设备腔室内进行相应的等离子体工艺、其前置工艺或后续工艺。
然而,远程等离子体设备是内置电源的一体性设备,相对的需要足够大的设备内部空间,又因为是内置电源的一体性设备,所以远程等离子体设备需要较好的安全性设计。再者,原本等离子体系统与远程等离子体设备需求个别电源,系统与设备运作场所需具备更多的电源配置,满足电力供给条件。另外,该远程等离子体设备在设计完成后,各功能模块已为固化设计,不易根据不同的应用场景进行相应的匹配,实用性较差。
发明内容
本申请旨在提供一种复合式等离子体源系统与分体式远程等离子体设备,通用电源的复用而减少电源配置,借由电源与分体式装置弹性配置,提高系统的实用性。
为实现上述目的,第一方面,本申请提供一种复合式等离子体源系统,包括电源装置、等离子体设备、第一分体式等离子体装置与电力分配装置。电源装置用于提供工作电力。第一分体式等离子体装置与等离子体设备连接。电力分配装置分别与电源装置、等离子体设备及第一分体式等离子体装置电性连接。电力分配装置用于实现以下两个功能中的至少一个:基于工作电力为等离子体设备提供第一工作电力,以使等离子体设备进行第一等离子体工艺;以及,基于工作电力为第一分体式等离子体装置提供第二工作电力,电源装置与第一分体式等离子体装置形成第一分体式远程等离子体系统,以对等离子体设备进行第二等离子体工艺。
在一种可选的方式中,电力分配装置包括电路切换器。电路切换器用于:使电源装置电性连接等离子体设备,以为等离子体设备提供第一工作电力,或,使电源装置电性连接第一分体式等离子体装置,以为第一分体式等离子体装置提供第二工作电力。
在一种可选的方式中,电路切换器包括输入节点,第一输出节点与第二输出节点,电路切换器用于使输入节点与第一输出节点形成导通,或使输入节点与第二输出节点形成导通。等离子体设备包括第一匹配网络与第一腔体,第一匹配网络连接在第一腔体的负载与第一输出节点之间,用于使电源装置与第一腔体的负载阻抗匹配。第一分体式等离子体装置包括第二腔体与第二匹配网络,第二腔体连通第一腔体,第二匹配网络连接在第二腔体的负载与第二输出节点之间,用于使电源装置与第二腔体的负载阻抗匹配。
在一种可选的方式中,复合式等离子体源系统还包括第一控制器,第一控制器电性连接电路切换器。第一控制器用于:控制电路切换器的线路切换,以建立电源装置与等离子体设备的电性连接,或电源装置与第一分体式等离子体装置的电性连接。
在一种可选的方式中,复合式等离子体源系统还包括第二控制器,第二控制器分别电性连接电路切换器与电源装置。第二控制器用于:在第一模式下控制电路切换器连通电源装置与等离子体设备,并控制电源装置输出第一工作电力至等离子体设备,以使等离子体设备进行第一等离子体工艺;以及,在第二模式下控制电路切换器连通电源装置与第一分体式等离子体装置,并控制电源装置输出第二工作电力至第一分体式等离子体装置,以对等离子体设备进行第二等离子体工艺。
在一种可选的方式中,复合式等离子体源系统还包括第二分体式等离子体装置,第二分体式等离子体装置与等离子体设备连接,且与电路切换器电性连接。电路切换器还用于实现以下三个功能中的一个或两个:使电源装置电性连接等离子体设备,以提供第一工作电力至等离子体设备;以及,使电源装置电性连接第一分体式等离子体装置,以提供第二工作电力至第一分体式等离子体装置,并对等离子体设备进行第二等离子体工艺;以及,使电源装置电性连接第二分体式等离子体装置,以基于工作电力提供第三工作电力至第二分体式等离子体装置,电源装置与第二分体式等离子体装置形成第二分体式远程等离子体系统,以对等离子体设备进行第三等离子体工艺。
在一种可选的方式中,电力分配装置包括电力分配器,电力分配器用于实现以下两个功能中的至少一个:将工作电力中的第一部分电力分配给等离子体设备,以为等离子体设备提供第一工作电力;以及,将工作电力中的第二部分电力分配给第一分体式等离子体装置,以为第一分体式等离子体装置提供第二工作电力。
在一种可选的方式中,复合式等离子体源系统还包括第三控制器,第三控制器电性连接电力分配器。第三控制器用于:控制电力分配器的电力分配,以实现将工作电力中的第一部分电力分配给等离子体设备,以及将工作电力中的第二部分电力分配给第一分体式等离子体装置中的至少一个功能。
在一种可选的方式中,复合式等离子体源系统还包括第四控制器,第四控制器分别电性连接电力分配器与电源装置。第四控制器用于:在第一模式下控制电力分配器输出第一部分电力至等离子体设备,并控制电源装置输出工作电力至电力分配器,以使等离子体设备进行第一等离子体工艺;以及,在第二模式下控制电力分配器输出第二部分电力至第一分体式等离子体装置,并控制电源装置输出工作电力至电力分配器,以对等离子体设备进行第二等离子体工艺;以及,在第三模式下控制电力分配器输出第一部分电力至等离子体设备,并控制电力分配器输出第二部分电力至第一分体式等离子体装置,及控制电源装置输出工作电力至电力分配器,以使等离子体设备与第一分体式等离子体装置进行第三等离子体工艺。
在一种可选的方式中,复合式等离子体源系统还包括第二分体式等离子体装置,第二分体式等离子体装置与等离子体设备连接,且与电力分配器电性连接。电力分配器还用于实现以下三个功能中的至少一个:将工作电力中的第一部分电力分配给等离子体设备,以为等离子体设备提供第一工作电力;以及,将工作电力中的第二部分电力分配给第一分体式等离子体装置,以为第一分体式等离子体装置提供第二工作电力;以及,将工作电力中的第三部分电力分配给第二分体式等离子体装置,以为第二分体式等离子体装置提供第三工作电力,电源装置与第二分体式等离子体装置形成第二分体式远程等离子体系统,以对等离子体设备进行第三等离子体工艺。
在一种可选的方式中,第一工作电力与第二工作电力包括相同、相异或部分相同的电力参数。
在一种可选的方式中,电力参数包括电压、电流、相位、频率与功率中的至少一个。
在一种可选的方式中,复合式等离子体源系统还包括第五控制器,第五控制器电性连接电源装置。第五控制器用于:控制电源装置以电力参数输出电力,以提供第一工作电力与第二工作电力中的至少一个。
在一种可选的方式中,等离子体设备包括进气组件,进气组件包括第一管道、第二管道、第三管道与管道切换器。第一管道用于引入加工用气体。第二管道连接第一分体式等离子体装置,第二管道用于引入第一分体式等离子体装置提供的处理或清洗用气体。第三管道连接等离子体设备中的第一腔体。管道切换器设置于第一管道、第二管道与第三管道的耦接处,管道切换器用于导通第一管道与第三管道,或导通第二管道与第三管道。
在一种可选的方式中,复合式等离子体源系统还包括第六控制器,第六控制器电性连接管道切换器。第六控制器用于:在第一模式下控制管道切换器导通第一管道与第三管道;以及,在第二模式下控制管道切换器导通第二管道与第三管道。
在一种可选的方式中,等离子体设备包括排气部件,排气部件包括气体吸引组件与第一排气管道,气体吸引组件用于引入等离子体设备排出的尾气。第一排气管道分别连通气体吸引组件和第一分体式等离子体装置的进气管道,第一分体式等离子体装置的进气管道连通至第一分体式等离子体装置的第二腔体。
在一种可选的方式中,第二分体式等离子体装置包括第三匹配网络与第三腔体。等离子体设备包括第一进气管道与第二排气管道。第一进气管道连通第一分体式等离子体装置的进气管道,供等离子体设备引入第一分体式等离子体装置提供的处理或清洗用气体。第二排气管道连通第三腔体,供等离子体设备排出等离子体设备的尾气至第二分体式等离子体装置。
在一种可选的方式中,等离子体设备包括连接第一分体式等离子体装置的第二进气管道与第三排气管道。第二进气管道供引入第一分体式等离子体装置提供的处理或清洗用气体。第三排气管道连通第一分体式等离子体装置的第二腔体,第三排气管道用于排出等离子体设备的尾气至第一分体式等离子体装置,以使第一分体式等离子体装置进行尾气处理。
在一种可选的方式中,复合式等离子体源系统还包括第七控制器,第七控制器电性连接第一分体式等离子体装置。第七控制器用于:控制第一分体式等离子体装置提供处理或清洗用气体,或控制第一分体式等离子体装置执行尾气处理。
第二方面,本申请提供一种分体式远程等离子体设备,包括电源装置与分体式等离子体装置。电源装置提供工作电力。分体式等离子体装置电性连接电源装置,分体式等离子体装置包括匹配网络与腔体,匹配网络分别连接电源装置和腔体的负载,用于使电源装置与腔体的负载阻抗匹配。
在一种可选的方式中,工作电力的可调节电力参数包括电压、电流、相位、频率与功率中的至少一个。
在一种可选的方式中,分体式远程等离子体设备还包括控制器,控制器连接电源装置,用于控制电源装置根据电力参数进行电力输出。
在一种可选的方式中,分体式远程等离子体设备还包括连接腔体的第一进气管道与第一排气管道,第一进气管道用于引入原始气体,第一排气管道用于输出原始气体经等离子体作业后的处理或清洗用气体至等离子体设备。
在一种可选的方式中,分体式远程等离子体设备还包括连接腔体的第二进气管道、第三进气管道与第二排气管道,第二进气管道用于引入等离子体设备输出的尾气,第三进气管道用于引入对尾气进行等离体子作业的原始气体,第二排气管道用于排出经等离子体作业处理的尾气。
本申请的有益效果是:本申请提供的复合式等离子体源系统包括电源装置、等离子体设备、第一分体式等离子体装置、电力分配装置。当需要使等离子体设备进行第一等离子体工艺时,可通过电力分配装置为等离子体设备提供第一工作电力;当需要对等离子体设备进行第二等离子体工作时,可通过电力分配装置为第一分体式等离子体装置提供第二工作电力;当需要使等离子体设备进行第一等离子体工艺,并对等离子体设备进行第二等离子体工作时,可通过电力分配装置同时提供第一工作电力与第二工作电力。因此,通过设置电力分配装置,就能够使等离子体设备与第一分体式等离子体装置共用一个电源装置。并且,即使再增加等离子体设备或第一分体式等离子体装置,也能够采用同样的方式以保持共用一个电源装置。一方面,由于电源装置能够复用,则无需再增加额外的电源装置,从而能够达到减少电源配置的目的;另一方面,当需要应用到不同的应用场景时,保持共用一个电源装置,只通过增加等离子体设备或第一分体式等离子体装置,就能够匹配不同的应用场景,实现过程较为简单,实用性较强。此外,电源装置与第一分体式等离子体装置为两个独立的装置,即在第一分体式等离子体装置中未设置电源,从而能够减小第一分体式等离子体装置的体积。其次,也能够降低第一分体式等离子体装置的安全性设计要求,从而降低设计难度。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图2为本申请另一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图3为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图4为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图5为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图6为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图7为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图8为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图9为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图10为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图11为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图12为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图13为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图14为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图15为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图16为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图17为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图18为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图19为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图20为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图21为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图22为本申请又一实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图;
图23为本申请实施例提供的分体式远程等离子体设备的结构示意图;
图24为本申请另一实施例提供的分体式远程等离子体设备的结构示意图;
图25为本申请又一实施例提供的分体式远程等离子体设备的结构示意图;
图26为本申请又一实施例提供的分体式远程等离子体设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
请参照图1,图1为本申请实施例提供的复合式等离子体源系统的结构示意图。复合式等离子体源系统10包括电源装置100、等离子体设备200、第一分体式等离子体装置300与电力分配装置400。
其中,电源装置100用于提供工作电力。在一实施方式中,电源装置100为从电网中取得能量,经变换后对一个或多个负载提供电能的装置,供等离子体设备产生需求等离子体的工作电力,工作电力如同射频电源、高频电源、中频电源、低频电源或直流电源。
等离子体设备200用于在真空腔体中进行等离子体工艺,该等离子体工艺包括蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的工艺。
第一分体式等离子体装置300与等离子体设备200连接,且在不同的应用场景中可具有不同的连接方式,其中包括气路连通、设备衔接以及电路连接等连接方式。第一分体式等离子体装置300能够配合等离子体设备200进行等离子体工艺,依据装置衔接的方式,该等离子体工艺相应的包括蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的工艺。
电力分配装置400分别与电源装置100、等离子体设备200及第一分体式等离子体装置300电性连接,电力分配装置400用于实现以下两个功能中的至少一个:
功能一:基于电源装置100提供的工作电力为等离子体设备200提供第一工作电力,以使等离子体设备200进行第一等离子体工艺。
功能二:基于电源装置100提供的工作电力为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力,电源装置100与第一分体式等离子体装置300形成第一分体式远程等离子体系统,以对等离子体设备200进行第二等离子体工艺。
换言之,在该实施中,电力分配装置400能够实现为等离子体设备200提供第一工作电力;电力分配装置400也能够实现为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力;电力分配装置400还能够实现为等离子体设备200提供第一工作电力,同时为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力。
因此,通过设置电力分配装置400,能够使等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300共用一个电源装置100。并且,若需要再增加等离子体设备200或第一分体式等离子体装置300,也能够采用同样的方式,即通过电力分配装置400对电力进行分配,以保持复用一个电源装置100。从而,无需再增加额外的电源装置100,能够达到减少电源配置100的目的。
其次,当需要应用到不同的应用场景时,由于电源装置100复用,即保持为一个电源装置100,只增加等离子体设备200或第一分体式等离子体装置300即可,就能够匹配不同的应用场景。从而简化了扩展等离子体设备200或第一分体式等离子体装置300的过程,且也更加易于实现,具有较强实用性。
此外,电源装置100与第一分体式等离子体装置300为两个独立的装置,即在第一分体式等离子体装置300中未设置电源,简化第一分体式等离子体装置300内部设计,再配合电源装置100的复用,使对于第一分体式等离子体装置300的应用上更加方便,同样能够提高实用性。
同时,由于第一分体式等离子体装置300中未内置电源,则能够降低第一分体式等离子体装置300的安全性设计要求,从而降低设计难度。
继而,当等离子体设备200获得第一工作电力后,等离子体设备200能够进行第一等离子体工艺。
当第一分体式等离子体装置300获得第二工作电力后,电源装置100与第一分体式等离子体装置300形成的第一分体式远程等离子体系统,能够对等离子体设备200进行第二等离子体工艺。例如,在一实施方式中,第一分体式等离子体装置300获取外部的气体,并将该气体进行等离子化后形成处理或清洗用气体,再将该处理或清洗用气体通过管路灌入至等离子体设备200,以对等离子体设备200进行第二等离子体工艺,即第二等离子体工艺包括第一分体式等离子体装置300进行的工艺与离子体设备200进行的工艺,第二等离子体工艺为第一分体式等离子体装置300与离子体设备200共同完成的工艺。
其中,第一等离子体工艺与第二等离子体工艺均可包括蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的工艺,且第一等离子体工艺与第二等离子体工艺可以相同,也可以不同,本申请实施例对此不作具体限制。
在一实施例中,如图2所示,电力分配装置400包括电路切换器401。
其中,电路切换器401用于:使电源装置100电性连接等离子体设备200,以为等离子体设备200提供第一工作电力,或,使电源装置100电性连接第一分体式等离子体装置300,以为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力。
具体地,当电路切换器401建立电源装置100与等离子体设备200之间的电性连接时,电路切换器401同时断开电源装置100与第一分体式等离子体装置300之间的电性连接,此时,电源装置100为等离子体设备200提供第一工作电力,以使等离子体设备200进行第一等离子体工艺,并且,第一分体式等离子体装置300因未得电而未执行等离子体工艺。
当电路切换器401建立电源装置100与第一分体式等离子体装置300之间的电性连接时,电路切换器401同时断开电源装置100与等离子体设备200之间的电性连接,此时,电源装置100为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力。第一分体式等离子体装置300在其内部进行等离子体工艺后,将产生的处理或清洗用气体通过管路输入至离子体设备200,以对等离子体设备200进行第二等离子体工艺。
综上,电路切换器401能够将电源装置100输出的工作电力分配给等离子体设备200或第一分体式等离子体装置300,从而实现等离子体设备200或第一分体式等离子体装置300复用一个电源装置100。
其中,相应电路切换器401所切换的线路,电源装置100输出的工作电力需能够满足等离子体设备200或第一分体式等离子体装置300。并且,即使需要增加等离子体设备200或第一分体式等离子体装置300,只要电源装置100输出的工作电力规格或可调整范围,与增加的设备或装置需求运作电力规格为相匹配,即能复用现有的电源装置100。从而降低了扩展设备的难度,有利于根据不同的应用场景快速匹配对应的复合式等离子体源系统,具有较强的便利性与实用性。
图2中还示例性示出了电路切换器401的一种结构,如图2所示,电路切换器401包括输入节点I1,第一输出节点O1与第二输出节点O2。
电路切换器401用于使输入节点I1与第一输出节点O1形成导通,电源装置100依次通过输入节点I1与第一输出节点O1后电性连接至等离子体设备200,以为等离子体设备200提供第一工作电力。在该实施例中,输入节点I1与第一输出节点O1之间为实线,以表示输入节点I1与第一输出节点O1之间连通;输入节点I1与第二输出节点O2之间为虚线,以表示输入节点I1与第二输出节点O2未连通。
在另一些实施例中,电路切换器401也用于使输入节点I1与第二输出节点O2形成导通。如图3所示,电源装置100依次通过输入节点I1与第二输出节点O2后电性连接至第一分体式等离子体装置300,以为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力。在该实施例中,输入节点I1与第二输出节点O2之间为实线,以表示输入节点I1与第二输出节点O2之间连通;输入节点I1与第一输出节点O1之间为虚线,以表示输入节点I1与第一输出节点O1未连通。
其中,在实际应用中,电路切换器401可以包括多种实现方式。例如,在一实施方式中,通过单刀双掷开关实现,单刀双掷开关的不动端对应输入节点I1,单刀双掷开关的第一动端对应第一输出节点O1,单刀双掷开关的第二动端对应第二输出节点O2,通过切换单刀双掷开关的不动端与第一动端连接,或不动端与第二动端连接,以实现电路切换器401的线路切换功能。又如,在另一实施方式中,可通过两个单刀单掷开关组合实现。再如,在又一实施方式中,还可通过双刀双掷开关中的任意一组单刀双掷开关实现。
请参照图4,图4中示例性示出了等离子体设备200的一种结构。如图4所示,等离子体设备200包括第一匹配网络201与第一腔体202。
第一匹配网络201连接在第一腔体202的负载与第一输出节点O1之间,第一匹配网络201用于使电源装置100与第一腔体202的负载阻抗匹配,以解决电力传输时阻抗不匹配的问题,从而获得更好的电力传输性能。其中,第一输出节点O1与第一匹配网络201之间可以为电性连接,或直接连接,或依设计需求所设置的方式进行连接。
第一腔体202可以为真空腔体,即保持内部为真空状态的容器,用于为实现各种等离子体工艺提供真空环境。如气体A1从管路203灌入至第一腔体202,并在第一腔体202中进行蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的等离子体工艺。其中,在该实施例中,以管路203为等离子体设备200的一部分为例,而在其他的实施例中,管路203也可以为与等离子体设备200可拆卸连接的外置管路。
同时,需要说明的是,在本申请的任一实施例中,与各个设备所连接的管路可以为与相应设备一体化的管路,也可以为与相应设备可拆卸连接的外置管路。其中,各个设备包括等离子体设备200、第一分体式等离子体装置300、以及第二分体式等离子体装置500。
图4中还示例性示出了第一分体式等离子体装置300的一种结构,如图4所示,第一分体式等离子体装置300包括第二匹配网络301与第二腔体302。
第二腔体302连通第一腔体202,其中,第二腔体302与第一腔体202之间通过气路连通,在第二腔体302中经过等离子化后形成的处理或清洗用气体可通过气路输入至第一腔体202中。
第二匹配网络301连接在第二腔体302的负载与第二输出节点O2之间,用于使电源装置100与第二腔体302的负载阻抗匹配,以解决电力传输时阻抗不匹配的问题,从而获得更好的电力传输性能。其中,第二输出节点O2与第二匹配网络301之间可以为电性连接,或直接连接,或依设计需求所设置的方式进行连接。
第二腔体302同样可以为真空腔体,以用于为实现各种等离子体工艺提供真空环境。如气体A2从管路303灌入至第二腔体302,并在第二腔体302中进行蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的等离子体工艺。之后,经过等离子化的气体可能为处理或清洗用气体,该处理或清洗用气体通过管路灌入至第一腔体202,以进行其他的等离子体工艺;经过等离子化的气体也可能为尾气A3,尾气A3可通过排气管路204排出。
可以理解的是,电路切换器401既可以采用手动控制的方式,也可以采用自动控制的方式。
在一实施例中,如图5所示,复合式等离子体源系统10还包括第一控制器U1,第一控制器U1电性连接电路切换器401,以实现对电路切换器401进行自动控制。
其中,第一控制器U1用于:控制电路切换器401的线路切换,以建立电源装置100与等离子体设备200的电性连接,或电源装置100与第一分体式等离子体装置300的电性连接。具体为,第一控制器U1能够控制输入节点I1与第一输出节点O1形成导通,电源装置100电性连接至等离子体设备200,以为等离子体设备200提供第一工作电力;第一控制器U1也能够控制电源装置100电性连接至第一分体式等离子体装置300,以为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力。
在图5所示的实施例中,通过第一控制器U1电性连接电路切换器401,以实现对电路切换器401进行自动控制。在其他的实施例中,也可以利用其他具有运算处理能力的处理模块来控制电路切换器401。
在一些实施例中,第一控制器U1可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。
在一实施例中,如图6所示,复合式等离子体源系统10还包括第二控制器U2,第二控制器U2分别电性连接电路切换器401与电源装置100,第二控制器U2用于实现电路切换器401与电源装置100的自动控制。
其中,第二控制器U2用于:在第一模式下控制电路切换器401连通电源装置100与等离子体设备200,并控制电源装置100输出第一工作电力至等离子体设备200,以使等离子体设备200进行第一等离子体工艺;以及,在第二模式下控制电路切换器401连通电源装置100与第一分体式等离子体装置300,并控制电源装置100输出第二工作电力至第一分体式等离子体装置300,以对等离子体设备200进行第二等离子体工艺。
在该实施例中,第二控制器U2不仅能够控制电路切换器401的线路切换,还能够同时控制电源装置100是否输出工作电力。继而,在第二控制器U2检测到电源装置100电力输出异常时,例如电源装置100的输出电压过高时,能够自动停止电源装置100工作电力,以防止等离子体设备200等用电设备因电压过高而损坏,有利于提高复合式等离子体源系统10的稳定性。
同样地,在图6所示的实施例中,通过第二控制器U2实现电路切换器401与电源装置100的自动控制。在其他的实施例中,也可以利用其他具有运算处理能力的处理模块来控制电路切换器401与电源装置100。
在一些实施例中,第二控制器U2可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。
需要说明的是,本申请实施例中的所有控制器,例如第一控制器U1与第二控制器U2,可以为同一控制器,也可以为不同的控制器,本申请实施例对此不作具体限制。并且,当各控制器为不同的控制器时,各控制器的类型可以相同,也可以不同。
在一实施例中,如图7所示,等离子体设备200包括进气组件,进气组件包括第一管道205、第二管道206、第三管道207与管道切换器208。
其中,第一管道205用于引入加工用气体A2。第二管道206连接第一分体式等离子体装置300,第二管道206用于引入第一分体式等离子体装置300提供的处理或清洗用气体。第三管道207连接等离子体设备200中的第一腔体202。管道切换器208设置于第一管道205、第二管道206与第三管道207的耦接处,管道切换器208用于导通第一管道205与第三管道207,或导通第二管道206与第三管道207。
具体地,当管道切换器208导通第一管道205与第三管道207时,加工用气体A2依次通过第一管道205与第三管道207后灌入至第一腔体202,以在第一腔体202中进行第一等离子体工艺;当管道切换器208导通第二管道206与第三管道207时,第一分体式等离子体装置300提供的处理或清洗用气体依次通过第二管道206与第三管道207后灌入至第一腔体202,以对第一腔体202进行蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的等离子体工艺。其中,处理或清洗用气体为气体A1在第一分体式等离子体装置300中经过等离子化后的气体。
可以理解的是,在该实施例中,也可以参照图5或图6所示的实施例,增加第一控制器U1或第二控制器U2,以实现电路切换器401与电源装置100的自动控制。同时,该实施例还可以对管道切换器208也采用自动控制的方式实现。
如图8所示,复合式等离子体源系统10还包括第六控制器U6,第六控制器U6电性连接管道切换器208。
其中,第六控制器U6用于:在第一模式下控制管道切换器208导通第一管道205与第三管道207;以及,在第二模式下控制管道切换器208导通第二管道206与第三管道207。
当需要在等离子体设备200中进行第一等离子体工艺时,对应第一模式,第六控制器U6管道切换器208导通第一管道205与第三管道207,加工用气体A2依次通过第一管道205与第三管道207后灌入至第一腔体202,以在第一腔体202中进行第一等离子体工艺;当需要对等离子体设备200中进行第二等离子体工艺时,对应第二模式,第六控制器U6管道切换器208导通第二管道206与第三管道207,处理或清洗用气体依次通过第二管道206与第三管道207后灌入至第一腔体202,以对第一腔体202进行蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的等离子体工艺。
在该实施例中,以第六控制器U6可以同时控制电源装置100、电路切换器401及管道切换器208为例。而在其他的实施例中,也可以采用第六控制器U6控制电源装置100、电路切换器401及管道切换器208中的至少一个,例如,第六控制器U6仅用于控制管道切换器208。
在一些实施例中,第六控制器U6可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。
在图3-图6所示的复合式等离子体源系统10中,均以第一分体式等离子体装置300连接等离子体设备200的气体输入管道为例,而在另一些实施例中,也可以采用第一分体式等离子体装置300连接等离子体设备200的气体输出管道。
在一实施例中,第一分体式等离子体装置300连接等离子体设备200的气体输出管道的示意图如图9所示。其中,等离子体设备200包括排气部件,排气部件包括气体吸引组件211与第一排气管道212。
气体吸引组件211用于引入等离子体设备200排出的尾气。
第一排气管道212分别连通气体吸引组件211和第一分体式等离子体装置300的进气管道,第一分体式等离子体装置300的进气管道304连通至第一分体式等离子体装置300的第二腔体302。第一排气管道212即对应等离子体设备200的气体输出管道。
具体地,在等离子体设备200进行第一等离子体工艺之后,等离子体设备200排出未经处理的尾气,该尾气被气体吸引组件211引入至第一排气管道212,并经由第一排气管道212输入至第二腔体302,以在第二腔体302中执行尾气处理的工艺,处理后的尾气305通过管道306排出。
在一实施例中,等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300还能够配合使用,以实现对气体的循环处理过程。
如图10所示,等离子体设备200包括连接第一分体式等离子体装置300的第二进气管道213与第三排气管道214。
其中,第二进气管道213供引入第一分体式等离子体装置300提供的处理或清洗用气体。第三排气管道214连通第一分体式等离子体装置300的第二腔体302,第三排气管道214用于排出等离子体设备200的尾气至第一分体式等离子体装置300,以使第一分体式等离子体装置300进行尾气处理。
在该实施例中,对气体的循环处理过程主要包括以下两个过程:
第一个过程:第一分体式等离子体装置300对输入的第二种气体303进行等离子化处理后产生处理或清洗用气体,处理或清洗用气体通过第二进气管道213引入至等离子体设备200中。其中,若产生的是清洗用气体,则用于对等离子体设备200的第一腔体202的内部进行清洗;若产生的是处理气体,则用于配合等离子体设备200进行非清洗类的等离子体工艺。
第二个过程:等离子体设备200执行第一等离子体工艺后产生未经处理的尾气或废气,未经处理的尾气或废气通过第三排气管道214输入至第一分体式等离子体装置300,第一分体式等离子体装置300对未经处理的尾气或废气进行处理,并将处理后的尾气A4通过管道304排出。
其中,第一个过程与第二个过程一般是不同时进行的,并且气体A1、气体A2与气体A4等各种气体被引入的时机,是依据配合的等离子体作业而定,并非随时都在引进,需要进行实际应用场景进行相应的设置。
在一实施例中,如图11所示,复合式等离子体源系统10还包括第七控制器U7,第七控制器U7电性连接第一分体式等离子体装置300。
第七控制器U7用于:控制第一分体式等离子体装置300提供处理或清洗用气体,或控制第一分体式等离子体装置300执行尾气处理。亦即,第七控制器U7能够控制第一分体式等离子体装置300,以使第一分体式等离子体装置300执行上述中的第一个过程或第二个过程。
在一些实施例中,第七控制器U7可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。
在上述的实施例中,描述了复合式等离子体源系统10包括一个等离子体设备200与一个第一分体式等离子体装置300的各种结构,其中,不同的实施例之间的技术特征之间也可以进行组合。例如,可以将第二控制器U2应用在图9所示的结构中,以实现对电源装置100以及电路切换器401的自动控制。
而由前述内容可知,本申请还能够增加第一分体式等离子体装置300等用电设备,以满足不用应用场景的需求。以下,本申请的实施例将进一步对当复合式等离子体源系统10还包括第二分体式等离子体装置时的结构进行说明。
请参照图12,图12中示例性示出了复合式等离子体源系统10包括等离子体设备200、第一分体式等离子体装置300以及第二分体式等离子体装置500的一种结构。其中,第一分体式等离子体装置300可以为等离子体设备200提供处理或清洗用气体,第二分体式等离子体装置500可以对等离子体设备200尾气进行处理。
如图12所示,第二分体式等离子体装置500与等离子体设备200连接,且与电路切换器401电性连接。电路切换器401还用于实现以下三个功能中的一个或两个:
功能一:使电源装置100电性连接等离子体设备300,以提供第一工作电力至等离子体设备200。
功能二:使电源装置100电性连接第一分体式等离子体装置300,以提供第二工作电力至第一分体式等离子体装置300,并对等离子体设备200进行第二等离子体工艺。
功能三:使电源装置100电性连接第二分体式等离子体装置500,以基于工作电力提供第三工作电力至第二分体式等离子体装置500,电源装置100与第二分体式等离子体装置500形成第二分体式远程等离子体系统,以对等离子体设备200进行第三等离子体工艺。
具体地,电路切换器401能够实现:为等离子体设备200提供第一工作电力,或,为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力,或,为第二分体式等离子体装置500提供第三工作电力,或,为等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300分别提供第一工作电力与提供第二工作电力,或,为等离子体设备200与第二分体式等离子体装置500分别提供第一工作电力与提供第三工作电力,或,为第一分体式等离子体装置300与第二分体式等离子体装置500分别提供第二工作电力与提供第三工作电力。
在该实施例中,电路切换器401还包括第三输出节点03。电路切换器401用于:使输入节点I1与第一输出节点O1形成导通,或,使输入节点I1与第二输出节点O2形成导通,或,使输入节点I1与第三输出节点03形成导通,或,使输入节点I1分别与第一输出节点O1以及第二输出节点O2形成导通,或,使输入节点I1分别与第二输出节点O2以及第三输出节点03形成导通,或,使输入节点I1分别与第一输出节点O1以及第三输出节点03形成导通。
其中,在实际应用中,电路切换器401可以包括多种实现方式。例如,在一实施方式中,通过双刀三掷开关实现,双刀三掷开关的不动端对应输入节点I1,双刀三掷开关的第一动端对应第一输出节点O1,双刀三掷开关的第二动端对应第二输出节点O2,双刀三掷开关的第三动端对应第三输出节点O3。通过切换双刀三掷开关的不动端分别与第二动端及第三动端连接,则如图12所示,可实现输入节点I1分别与第二输出节点O2以及第三输出节点03形成导通,则实现了为第一分体式等离子体装置300与第二分体式等离子体装置500分别提供第二工作电力与提供第三工作电力。
又如,在另一实施方式中,通过单刀三掷开关实现,单刀三掷开关的不动端对应输入节点I1,单刀三掷开关的第一动端对应第一输出节点O1,单刀三掷开关的第二动端对应第二输出节点O2,单刀三掷开关的第三动端对应第三输出节点O3。通过切换单刀三掷开关的不动端与第二动端连接,可实现输入节点I1与第二输出节点O2形成导通,实现了为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力。
在一实施例中,请继续参照图12,第二分体式等离子体装置500包括第三匹配网络501与第三腔体502,等离子体设备200包括第一进气管道215与第二排气管道214。
其中,第一进气管道215连通第一分体式等离子体装置300的进气管道,供等离子体设备200引入第一分体式等离子体装置300提供的处理或清洗用气体。其中,若是清洗用气体,则用于对等离子体设备200的第一腔体202的内部进行清洗;若是处理气体,则用于配合等离子体设备200进行非清洗类的等离子体工艺。
第二排气管道214连通第三腔体502,供等离子体设备200排出等离子体设备200的尾气至第二分体式等离子体装置500,以使第二分体式等离子体装置500对该尾气进行处理,并将处理后的尾气A6通过管道504排出。
在该实施例中,第一分体式等离子体装置300用于提供处理或清洗用气体,以在等离子体设备200中进行蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的等离子体工艺;第二分体式等离子体装置500用于接收离子体设备200排出的尾气,以在第二分体式等离子体装置500进行尾气处理的等离子体工艺。
需要说明的是,在该实施例中,电路切换器401也可以通过控制器进行控制,以实现电路切换器401的自动控制过程。
同时,以上所述的实施例均以电力切换装置400包括电路切换器401为例,但如图2-图12所示的电力切换装置400的硬件结构仅是一个示例,并且,电力切换装置400可以具有比图中所示出的更多的或者更少的部件,可以组合两个或更多的部件,或者可以具有不同的部件配置。
例如,在另一些实施例中,如图13所示,电力切换装置400包括电力分配器402。电力分配器402分别电性连接等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300。电力分配器402用于实现以下两个功能中的至少一个:
将电源装置100提供的工作电力中的第一部分电力分配给等离子体设备,以为等离子体设备200提供第一工作电力;以及,将电源装置100提供的工作电力中的第二部分电力分配给第一分体式等离子体装置300,以为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力。
其中,电力分配器402可以为一种将一路输入能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件。具体为,电力分配器402预先根据所需用电的设备将电源装置100提供的工作电力分成多个部分的电力,以为各设备提供工作所需的电力。则当用电的设备包括等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300,可以将电源装置100提供的工作电力分配成至少两个部分的电力,即至少包括第一部分电力与第二部分电力,换言之,第一部分电力与第二部分电力之和小于或等于电源装置100提供的工作电力。继而,当等离子体设备200需要进行第一等离子体工艺时,电力分配器402将第一部分电力输入至等离子体设备200,以为等离子体设备200提供第一工作电力;当第一分体式等离子体装置300需要得电,以对等离子体设备200进行第二等离子体工艺时,电力分配器402将第二部分电力输入至第一分体式等离子体装置300,以为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力。
同样地,电力分配器402既可以采用手动控制的方式,也可以采用自动控制的方式。
在一实施例中,如图14所示,复合式等离子体源系统10还包括第三控制器U3,第三控制器U3电性连接电力分配器402,以实现对电力分配器402进行自动控制。
第三控制器U3用于以下两个功能中的至少一个:控制电力分配器402的电力分配,以实现将工作电力中的第一部分电力分配给等离子体设备200;以及,将工作电力中的第二部分电力分配给第一分体式等离子体装置300。具体为,第三控制器U3能够控制电力分配器402,以实现将第一部分电力分配给等离子体设备200,或,将第二部分电力分配给第一分体式等离子体装置300,或,将第一部分电力与第二部分电力同时分配给等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300。
在该实施例中,第三控制器U3可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。
在一实施例中,如图15所示,复合式等离子体源系统10还包括第四控制器U4,第四控制器U4分别电性连接电力分配器402与电源装置100。
第四控制器U4用于:在第一模式下控制电力分配器402输出第一部分电力至等离子体设备200,并控制电源装置100输出工作电力至电力分配器402,以使等离子体设备200进行第一等离子体工艺;以及,在第二模式下控制电力分配器402输出第二部分电力至第一分体式等离子体装置300,并控制电源装置100输出工作电力至电力分配器402,以对等离子体设备200进行第二等离子体工艺;以及,在第三模式下控制电力分配器402输出第一部分电力至等离子体设备200,并控制电力分配器402输出第二部分电力至第一分体式等离子体装置300,及控制电源装置100输出工作电力至电力分配器402,以使等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300进行第三等离子体工艺。
在该实施例中,第四控制器U4不仅能够与第三控制器U3一样控制电力分配器402的电力分配,还能够同时控制电源装置100是否输出工作电力。从而,若电源装置100出现异常,则能够及时停止电源装置100输出工作电力,以以防止等离子体设备200等用电设备因工作电力异常而损坏,有利于提高等离子体设备200等用电设备工作的稳定性,即提高了复合式等离子体源系统10的稳定性。
其中,第四控制器U4可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。
在一实施例中,请参照图16,图16中示出了当电力切换装置400包括电力分配器402,且复合式等离子体源系统10还包括第二分体式等离子体装置500的一种结构。
第二分体式等离子体装置500与等离子体设备200连接,且在不同的应用场景中可具有不同的连接方式,其中包括气路连通、设备衔接以及电路连接等连接方式。第二分体式等离子体装置500与电力分配器402电性连接。
电力分配器402还用于实现以下三个功能中的至少一个:
功能一:将工作电力中的第一部分电力分配给等离子体设备200,以为等离子体设备200提供第一工作电力。
功能二:将工作电力中的第二部分电力分配给第一分体式等离子体装置300,以为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力。
功能三:将工作电力中的第三部分电力分配给第二分体式等离子体装置500,以为第二分体式等离子体装置500提供第三工作电力,电源装置100与第二分体式等离子体装置500形成第二分体式远程等离子体系统,以对等离子体设备200进行第三等离子体工艺。
具体地,电力分配器402能够实现:为等离子体设备200提供第一工作电力,或,为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力,或,为第二分体式等离子体装置500提供第三工作电力,或,为等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300分别提供第一工作电力与提供第二工作电力,或,为等离子体设备200与第二分体式等离子体装置500同时提供第一工作电力与第三工作电力,或,为第一分体式等离子体装置300与第二分体式等离子体装置500同时提供第二工作电力与第三工作电力,或,为等离子体设备200、第一分体式等离子体装置300与第二分体式等离子体装置500同时提供第一工作电力、第二工作电力与第三工作电力。
需要说明的是,该实施例中的电力分配器402也可以通过控制器进行控制,以实现电力分配器402的自动控制过程。
同时,在图13-图16所示的实施例中,等离子体设备200、第一分体式等离子体装置200与第二分体式等离子体装置500的具体结构与实际应用过程,可参照图4-图12中的描述,这里不再赘述。
例如,参照图4所示的等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300的结构与连接方式,并结合图13所示的复合式等离子体源系统10的结构,可得图17所示的复合式等离子体源系统10的结构。
又如,参照图7所示的等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300的结构与连接方式,并结合图13所示的复合式等离子体源系统10的结构,可得图18所示的复合式等离子体源系统10的结构。
再如,参照图9所示的等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300的结构与连接方式,并结合图13所示的复合式等离子体源系统10的结构,可得图19所示的复合式等离子体源系统10的结构。
再如,参照图10所示的等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300的结构与连接方式,并结合图13所示的复合式等离子体源系统10的结构,可得图20所示的复合式等离子体源系统10的结构。
再如,参照图12所示的等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300的结构与连接方式,并结合图16所示的复合式等离子体源系统10的结构,可得图21所示的复合式等离子体源系统10的结构。
需要说明的是,在采用电力分配器402的实施例中,同样能够执行本申请实施例中的任一等离子体工艺。并且,依据第一分体式等离子体装置300与等离子体设备200的连接,电力分配器402能够同时实现前述的三个功能中的至少一个:第一个功能,将工作电力中的第一部分电力分配给等离子体设备200,以为等离子体设备200提供第一工作电力;第二个功能,将工作电力中的第二部分电力分配给第一分体式等离子体装置300,以为第一分体式等离子体装置300提供第二工作电力;第三个功能,将工作电力中的第三部分电力分配给第二分体式等离子体装置500,以为第二分体式等离子体装置500提供第三工作电力。
在一些实施方式中,本申请任一实施例中的第一工作电力与第二工作电力包括相同、相异或部分相同的电力参数。
即第一工作电力与与第二工作电力包括完全相同的电力参数,或,第一工作电力与与第二工作电力包括完全不同的电力参数,或,第一工作电力与与第二工作电力包括部分不同的电力参数。
其中,在一实施例中,第一工作电力的电力参数包括电压、电流、相位、频率与功率中的至少一个;第二工作电力的电力参数包括电压、电流、相位、频率与功率中的至少一个。
例如,第一工作电力与第二工作电力的电力参数均包括电压与电流,对应第一工作电力与与第二工作电力包括完全相同的电力参数;第一工作电力的电力参数包括电压,第二工作电力的电力参数包括电流,对应第一工作电力与与第二工作电力包括完全不同的电力参数;第一工作电力的电力参数包括电压与频率,第二工作电力的电力参数包括电流与频率,对应第一工作电力与与第二工作电力包括部分相同的电力参数。
在一实施例中,为了实现端对电源装置100输出电力参数的自动控制,同样可以通过增加控制器实现。
请结合图1参照图22,如图22所示,复合式等离子体源系统10还包括第五控制器U5,第五控制器U5电性连接电源装置100。
第五控制器U5用于:控制电源装置100以电力参数输出电力,以提供第一工作电力与第二工作电力中的至少一个。
第五控制器U5可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。
可以理解的是,在该实施例中,以复合式等离子体源系统10包括等离子体设备200与第一分体式等离子体装置300为例,则电源装置100只需提供第一工作电力与第二工作电力中的至少一个。而若复合式等离子体源系统10还包括其他的用电设备,例如第二分体式等离子体装置500,则第五控制器U5可控制电源装置100输出第一工作电力、第二工作电路与第三工作电力中的至少一个。总言之,根据不同的用电设备,第五控制器U5能够通过控制电源装置100,以自动为对应的用电设备提供对应的电力。
请参照图23,图23为本申请实施例提供的分体式远程等离子体设备20的结构示意图。
如图23所示,分体式远程等离子体设备20包括电源装置1000与分体式等离子体装置2000。
其中,电源装置1000提供工作电力。这里,电源装置1000与上述实施例中的电源装置100的实际应用过程类似,这里不再赘述。例如,在一实施例中,工作电力的可调节电力参数包括电压、电流、相位、频率与功率中的至少一个。
分体式等离子体装置2000电性连接电源装置1000,分体式等离子体装置2000包括匹配网络2001与腔体2002。
匹配网络2001分别连接电源装置1000和腔体2002的负载,用于使电源装置1000与腔体2002的负载阻抗匹配,以解决电力传输时阻抗不匹配的问题,从而获得更好的电力传输性能。
腔体2002可以为真空腔体,以为分体式等离子体装置2000实现各种等离子体工艺提供真空环境。如气体从管路灌入至腔体2002,并在腔体2002中进行蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的等离子体工艺。
在该实施例中,电源装置1000与分体式等离子体装置2000为独立的两个装置,一方面,由于分体式等离子体装置2000中未设置电源,则有助于简化分体式等离子体装置2000内部空间设计;另一方面,当需要增加分体式等离子体装置2000以应用到不同的应用场景时,电源装置1000可复用,即保持为一个电源装置1000,只增加分体式等离子体装置2000即可,就能够匹配不同的应用场景。从而简化了扩展分体式等离子体装置2000的过程,且也更加易于实现,具有较强实用性。
在一实施例中,如图24所示,分体式远程等离子体设备20还包括控制器3000,控制器3000连接电源装置1000,控制器3000用于控制电源装置1000根据电力参数进行电力输出。
控制器3000可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。
在一实施例中,如图25所示,分体式远程等离子体设备20还包括连接腔体2002的第一进气管道2003与第一排气管道2004。
其中,第一进气管道2003用于引入原始气体A10,第一排气管道2004用于输出原始气体A10经等离子体作业后的处理或清洗用气体至等离子体设备(图未示),以对等离子体设备进行蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的等离子体工艺。
在一实施例中,如图26所示,分体式远程等离子体设备20还包括连接腔体2002的第二进气管道2005、第三进气管道2006与第二排气管道2007。
其中,第二进气管道2005用于引入等离子体设备(图未示)输出的尾气A12,第三进气管道2006用于引入对尾气A12进行等离体子作业的原始气体A11,第二排气管道2007用于排出经等离子体作业处理的尾气A13。
其中,在图25与图26的实施例中,等离子体作业包括蚀刻、沉积、注入、尾气处理…等不同的等离子体工艺。等离子体设备可参照上述实施例对等离子体设备200的描述,这里不赘述。
需要说明的是,分体式等离子体装置2000的结构还可以进一步参照上述实施例中针对第一分体式等离子体装置300的具体描述,为了简洁,这里不再赘述。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (24)
1.一种复合式等离子体源系统,其特征在于,包括:
电源装置,用于提供工作电力;
等离子体设备;
第一分体式等离子体装置,与所述等离子体设备连接;
电力分配装置,分别与所述电源装置、所述等离子体设备及所述第一分体式等离子体装置电性连接,所述电力分配装置用于实现以下两个功能中的至少一个:
基于所述工作电力为所述等离子体设备提供第一工作电力,以使所述等离子体设备进行第一等离子体工艺;以及,
基于所述工作电力为所述第一分体式等离子体装置提供第二工作电力,所述电源装置与所述第一分体式等离子体装置形成第一分体式远程等离子体系统,以对所述等离子体设备进行第二等离子体工艺。
2.根据权利要求1所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,所述电力分配装置包括电路切换器;
所述电路切换器用于:使所述电源装置电性连接所述等离子体设备,以为所述等离子体设备提供所述第一工作电力,或,使所述电源装置电性连接所述第一分体式等离子体装置,以为所述第一分体式等离子体装置提供所述第二工作电力。
3.根据权利要求2所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,所述电路切换器包括输入节点,第一输出节点与第二输出节点,所述电路切换器用于使所述输入节点与所述第一输出节点形成导通,或使所述输入节点与所述第二输出节点形成导通;
所述等离子体设备包括第一匹配网络与第一腔体,所述第一匹配网络连接在所述第一腔体的负载与所述第一输出节点之间,用于使所述电源装置与所述第一腔体的负载阻抗匹配;
所述第一分体式等离子体装置包括第二腔体与第二匹配网络,所述第二腔体连通所述第一腔体,所述第二匹配网络连接在所述第二腔体的负载与所述第二输出节点之间,用于使所述电源装置与所述第二腔体的负载阻抗匹配。
4.根据权利要求2所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,还包括第一控制器,所述第一控制器电性连接所述电路切换器;
所述第一控制器用于:控制所述电路切换器的线路切换,以建立所述电源装置与所述等离子体设备的电性连接,或所述电源装置与所述第一分体式等离子体装置的电性连接。
5.根据权利要求2所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,还包括第二控制器,所述第二控制器分别电性连接所述电路切换器与所述电源装置;
所述第二控制器用于:在第一模式下控制所述电路切换器连通所述电源装置与所述等离子体设备,并控制所述电源装置输出所述第一工作电力至所述等离子体设备,以使所述等离子体设备进行所述第一等离子体工艺;以及,
在第二模式下控制所述电路切换器连通所述电源装置与所述第一分体式等离子体装置,并控制所述电源装置输出所述第二工作电力至所述第一分体式等离子体装置,以对所述等离子体设备进行所述第二等离子体工艺。
6.根据权利要求2所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,还包括第二分体式等离子体装置,所述第二分体式等离子体装置与所述等离子体设备连接,且与所述电路切换器电性连接;
所述电路切换器还用于实现以下三个功能中的一个或两个:
使所述电源装置电性连接所述等离子体设备,以提供所述第一工作电力至所述等离子体设备;以及,
使所述电源装置电性连接所述第一分体式等离子体装置,以提供所述第二工作电力至所述第一分体式等离子体装置,并对所述等离子体设备进行所述第二等离子体工艺;以及,
使所述电源装置电性连接所述第二分体式等离子体装置,以基于所述工作电力提供第三工作电力至所述第二分体式等离子体装置,所述电源装置与所述第二分体式等离子体装置形成第二分体式远程等离子体系统,以对所述等离子体设备进行第三等离子体工艺。
7.根据权利要求1所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,所述电力分配装置包括电力分配器,所述电力分配器用于实现以下两个功能中的至少一个:
将所述工作电力中的第一部分电力分配给所述等离子体设备,以为所述等离子体设备提供所述第一工作电力;以及,
将所述工作电力中的第二部分电力分配给所述第一分体式等离子体装置,以为所述第一分体式等离子体装置提供所述第二工作电力。
8.根据权利要求7所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,还包括第三控制器,所述第三控制器电性连接所述电力分配器;
所述第三控制器用于:控制所述电力分配器的电力分配,以实现将所述工作电力中的第一部分电力分配给所述等离子体设备,以及将所述工作电力中的第二部分电力分配给所述第一分体式等离子体装置中的至少一个功能。
9.根据权利要求7所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,还包括第四控制器,所述第四控制器分别电性连接所述电力分配器与所述电源装置;
所述第四控制器用于:在第一模式下控制所述电力分配器输出所述第一部分电力至所述等离子体设备,并控制所述电源装置输出所述工作电力至所述电力分配器,以使所述等离子体设备进行所述第一等离子体工艺;以及,
在第二模式下控制所述电力分配器输出所述第二部分电力至所述第一分体式等离子体装置,并控制所述电源装置输出所述工作电力至所述电力分配器,以对所述等离子体设备进行所述第二等离子体工艺;以及,
在第三模式下控制所述电力分配器输出所述第一部分电力至所述等离子体设备,并控制所述电力分配器输出所述第二部分电力至所述第一分体式等离子体装置,及控制所述电源装置输出所述工作电力至所述电力分配器,以使所述等离子体设备与所述第一分体式等离子体装置进行第三等离子体工艺。
10.根据权利要求7所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,还包括第二分体式等离子体装置,所述第二分体式等离子体装置与所述等离子体设备连接,且与所述电力分配器电性连接;
所述电力分配器还用于实现以下三个功能中的至少一个:
将所述工作电力中的第一部分电力分配给所述等离子体设备,以为所述等离子体设备提供所述第一工作电力;以及,
将所述工作电力中的第二部分电力分配给所述第一分体式等离子体装置,以为所述第一分体式等离子体装置提供所述第二工作电力;以及,
将所述工作电力中的第三部分电力分配给所述第二分体式等离子体装置,以为所述第二分体式等离子体装置提供第三工作电力,所述电源装置与所述第二分体式等离子体装置形成第二分体式远程等离子体系统,以对所述等离子体设备进行第三等离子体工艺。
11.根据权利要求1所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,所述第一工作电力与所述第二工作电力包括相同、相异或部分相同的电力参数。
12.根据权利要求11所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,所述电力参数包括电压、电流、相位、频率与功率中的至少一个。
13.根据权利要求11所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,还包括第五控制器,所述第五控制器电性连接所述电源装置;
所述第五控制器用于:控制所述电源装置以所述电力参数输出电力,以提供所述第一工作电力与所述第二工作电力中的至少一个。
14.根据权利要求1所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,所述等离子体设备包括进气组件,所述进气组件包括:
第一管道,用于引入加工用气体;
第二管道,连接所述第一分体式等离子体装置,用于引入所述第一分体式等离子体装置提供的处理或清洗用气体;
第三管道,连接所述等离子体设备中的第一腔体;
管道切换器,设置于所述第一管道、所述第二管道与所述第三管道的耦接处,用于导通所述第一管道与所述第三管道,或导通所述第二管道与所述第三管道。
15.根据权利要求14所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,还包括第六控制器,所述第六控制器电性连接所述管道切换器;
所述第六控制器用于:在第一模式下控制所述管道切换器导通所述第一管道与所述第三管道;以及,
在第二模式下控制所述管道切换器导通所述第二管道与所述第三管道。
16.根据权利要求1所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,所述等离子体设备包括排气部件,所述排气部件包括气体吸引组件与第一排气管道,所述气体吸引组件用于引入所述等离子体设备排出的尾气;
所述第一排气管道分别连通所述气体吸引组件和所述第一分体式等离子体装置的进气管道,所述第一分体式等离子体装置的进气管道连通至所述第一分体式等离子体装置的第二腔体。
17.根据权利要求6或10所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,所述第二分体式等离子体装置包括第三匹配网络与第三腔体;
所述等离子体设备包括第一进气管道与第二排气管道;
所述第一进气管道连通所述第一分体式等离子体装置的进气管道,供所述等离子体设备引入所述第一分体式等离子体装置提供的处理或清洗用气体;
所述第二排气管道连通所述第三腔体,供所述等离子体设备排出所述等离子体设备的尾气至所述第二分体式等离子体装置。
18.根据权利要求1所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,所述等离子体设备包括连接所述第一分体式等离子体装置的第二进气管道与第三排气管道;
所述第二进气管道供引入所述第一分体式等离子体装置提供的处理或清洗用气体;
所述第三排气管道连通所述第一分体式等离子体装置的第二腔体,所述第三排气管道用于排出所述等离子体设备的尾气至所述第一分体式等离子体装置,以使所述第一分体式等离子体装置进行尾气处理。
19.根据权利要求18所述的复合式等离子体源系统,其特征在于,还包括第七控制器,所述第七控制器电性连接所述第一分体式等离子体装置;
所述第七控制器用于:控制所述第一分体式等离子体装置提供所述处理或清洗用气体,或控制所述第一分体式等离子体装置执行所述尾气处理。
20.一种分体式远程等离子体设备,其特征在于,包括:
电源装置,提供工作电力;
电性连接所述电源装置的分体式等离子体装置,所述分体式等离子体装置包括匹配网络与腔体,所述匹配网络分别连接所述电源装置和所述腔体的负载,用于使所述电源装置与所述腔体的负载阻抗匹配。
21.根据权利要求20所述的分体式远程等离子体设备,其特征在于,所述工作电力的可调节电力参数包括电压、电流、相位、频率与功率中的至少一个。
22.根据权利要求21所述的分体式远程等离子体设备,其特征在于,还包括控制器,所述控制器连接所述电源装置,用于控制所述电源装置根据所述电力参数进行电力输出。
23.根据权利要求20所述的分体式远程等离子体设备,其特征在于,还包括连接所述腔体的第一进气管道与第一排气管道,所述第一进气管道用于引入原始气体,所述第一排气管道用于输出所述原始气体经等离子体作业后的处理或清洗用气体至所述等离子体设备。
24.根据权利要求20所述的分体式远程等离子体设备,其特征在于,还包括连接所述腔体的第二进气管道、第三进气管道与第二排气管道,所述第二进气管道用于引入所述等离子体设备输出的尾气,所述第三进气管道用于引入对所述尾气进行等离体子作业的原始气体,所述第二排气管道用于排出经等离子体作业处理的尾气。
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