CN116670328A - 一种多晶SiC成型体及其制造方法 - Google Patents

一种多晶SiC成型体及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明旨在提供能够在被用作电极时实现均匀的等离子体蚀刻的多晶SiC成型体及其制造方法。多晶SiC成型体主面的Wa(0～10mm)为0.00～0.05μm以下，Wa(10～20mm)为0.13μm以下，Wa(20～30mm)为0.20μm以下。

Description

一种多晶SiC成型体及其制造方法
技术领域
本发明涉及多晶SiC成型体及其制造方法。
背景技术
多晶SiC成型体在耐热性、耐腐蚀性和强度等各种特性方面表现优异，用于各种用途。例如，专利文献1(日本特开2001-220237号公报)记载了将碳化硅(SiC)用作制造半导体装置时使用的等离子体蚀刻装置的电极等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-220237号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
关于制造半导体装置所使用的半导体晶圆，晶圆的面积日趋增大，形成的电路的密度日趋增高。因此，对于在制造半导体装置时实施的等离子体蚀刻，也需要能够更加均匀地进行半导体晶圆的蚀刻的技术。
关于等离子体蚀刻时使用的电极，除了电阻率的均匀性(专利文献1)和热导率的均匀性以外，电极表面的平滑度也会影响等离子体蚀刻的均匀性。因此，本发明的课题在于提供能够在被用作电极时实现均匀的等离子体蚀刻的多晶SiC成型体及其制造方法。
解决课题的手段
本发明人发现，从多晶SiC成型体的主面的截面曲线中提取波纹度曲线，根据波纹度曲线中的特定波长分量求出算术平均波纹度，将该算术平均波纹度限制在特定范围内，由此能够解决上述课题。即，本发明提供以下事项。
本发明一实施方式是一种多晶SiC成型体，其具有相对的2个主面，其中，关于从所述主面的截面曲线中提取的、与规定波长范围对应的算术平均波纹度Wa，当所述波长范围为0～10mm时，所述Wa为0.05μm以下；当所述波长范围为10～20mm时，所述Wa为0.13μm以下；当所述波长范围为20～30mm时，所述Wa为0.20μm以下。
另外，本发明一实施方式是上述多晶SiC成型体的制造方法，所述方法包括：形成具有主面的多晶SiC膜的步骤；研磨所述多晶SiC膜的主面的步骤。其中，所述研磨步骤包括：通过第一研磨材料研磨所述主面的步骤；在通过所述第一研磨材料进行研磨的步骤之后，通过第二研磨材料研磨所述主面的步骤；在通过所述第二研磨材料进行研磨的步骤之后，通过第三研磨材料研磨所述主面的步骤。所述第一研磨材料的粒度比所述第二研磨材料粗，所述第二研磨材料的粒度比所述第三研磨材料粗。
发明效果
根据本发明，可以提供能够在被用作电极时实现均匀的等离子体蚀刻的多晶SiC成型体及其制造方法。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行说明。
(多晶SiC成型体)
本实施方式的多晶SiC成型体具有相对的2个主面。2个主面包括第一主面和第二主面。本申请说明书中，主面是指大致平面。关于从该主面的截面曲线中提取的、与规定波长范围对应的算术平均波纹度Wa，当波长范围为0～10mm时，Wa为0.05μm以下；当波长范围为10～20mm时，Wa为0.13μm以下；当波长范围为20～30mm时，Wa为0.20μm以下。
这里，“截面曲线”和“算术平均波纹度”的定义是以JIS B 0601为基准的。例如，从截面曲线中提取波长范围0～10mm时，将截面曲线频率扩展，将1×103/m以上的频率分量的振动传递率为50％的频率设定为临界值，导出算术平均波纹度。这时，频率扩展优选为利用傅里叶变换进行的扩展。
波长范围为0～10mm时的算术平均波纹度Wa[以下称为“Wa(0～10mm)”]是根据截面曲线中的空间频率为1(×103/m)以上的分量求得的算术平均波纹度。
波长范围为10～20mm时的算术平均波纹度Wa[以下称为“Wa(10～20mm)”]是根据截面曲线中的空间频率为1/2～1(×103/m)的分量求得的算术平均波纹度。
波长范围为20～30mm时的算术平均波纹度Wa[以下称为“Wa(20～30mm)”]是根据截面曲线中的空间频率为1/3～1/2(×103/m)的分量求得的算术平均波纹度。
根据本实施方式，如上所述，通过将具有特定的Wa(0～10mm)、特定的Wa(10～20mm)和特定的Wa(20～30mm)的多晶SiC成型体用作电极，能够实现痕迹少且均匀的等离子体蚀刻。
另外，本实施方式的多晶SiC成型体具有平坦度高的主面。因此，本实施方式的多晶SiC成型体不仅可以用作等离子体蚀刻装置的电极，还可以适于要求平坦性的其他用途。例如，本实施方式的多晶SiC成型体有时会与单晶SiC基板贴合，用作单晶SiC基板的支撑基材。在这种用途中，要求多晶SiC成型体具有平坦的面。本实施方式的多晶SiC成型体具有平坦的主面。因此，也可以适于与单晶SiC基板贴合使用的用途。
优选地，多晶SiC成型体为圆盘形。即多晶SiC成型体的主面为圆形。更优选地，多晶SiC成型体为圆盘形的多晶SiC成型体，且多晶SiC成型体的主面直径为1.5～20英寸，进一步优选为6～18英寸。
优选地，多晶SiC成型体的厚度为0.1～4.0mm。
(多晶SiC成型体的制造方法)
接着，对本实施方式的多晶SiC成型体的制造方法进行说明。
本实施方式的制造方法包括：形成具有主面的多晶SiC膜的步骤(步骤S1)，以及研磨所述多晶SiC膜的主面的步骤(步骤S2)。下面对各步骤进行详细说明。
步骤S1：多晶SiC膜的成膜
多晶SiC膜例如可以使用CVD法进行成膜。成膜条件没有特别限制，可以采用公知的条件(例如，日本特开2021-54666号公报)。
例如，首先在CVD炉内，配置石墨基板等作为基材。
之后，将载气、作为SiC供给源的原料气体混合，根据需要再加入含氮气体，向CVD炉供给该混合气体。将基材表面温度设定为可从原料气体生成多晶SiC。由此，会在基材上形成多晶SiC层。另外，在使用含氮气体的情况下，可以在多晶SiC层中掺入氮。
形成多晶SiC层之后，将得到的多晶SiC层从基材上分离。由此，可以得到具有2个主面(即第一主面和第二主面)的多晶SiC膜。
如上得到的多晶SiC膜优选具有0.050Ωcm以下的体积电阻率。具有这样的体积电阻率，在用作等离子体蚀刻用电极时，多晶SiC膜的体积电阻率可以使得有效释放掉静电，均匀地产生等离子体气体。另外，在用作等离子体蚀刻用电极的情况下，从保证高蚀刻率的观点考虑，多晶SiC膜的体积电阻率优选为0.030Ωcm以下，进一步优选为0.020Ωcm以下。
体积电阻率例如可以通过使多晶SiC膜中含有规定量的氮来进行调整。通过增加含氮量，可以降低体积电阻率。
多晶SiC膜的含氮量例如为200ppm(质量百万分率)以上，优选为200～1000ppm(质量百万分率)。当含氮量处于这种范围时，电阻率的变化相对于含氮量的变化的程度会变小。因此，通过控制多晶SiC膜的含氮量，可以容易地得到期望的体积电阻率。另外，如果含氮量为1000ppm(质量百万分率)以下，则因导入氮而产生的晶体缺陷几乎不会影响到多晶SiC膜的平坦性。
另外，氮的导入方法没有特别限制。例如，如上所述，在通过CVD法形成多晶SiC膜时，使用含氮气体可以在形成的多晶SiC膜中导入氮。
步骤S2：研磨
接着，对得到的多晶SiC膜的2个主面进行研磨。这里，主面通过以下说明的3个阶段(步骤S2-1～S2-3)进行研磨。
[步骤S2-1]
首先，通过第一研磨材料研磨多晶SiC膜的主面。具体地，将多晶SiC膜放置在支撑基板(例如金属平板)上，用第一固定材料固定在支撑基板上。这时，多晶SiC膜以一个主面侧未被固定的形式固定在支撑基板上。之后，通过第一研磨材料研磨未被固定的多晶SiC膜的主面。研磨完一个主面后，从支撑基板上取下多晶SiC基板。之后，对另一个主面进行同样研磨。可以研磨完第一主面后，研磨第二主面。也可以研磨完第二主面后，研磨第一主面。
这里，多晶SiC膜例如可以按照以下顺序固定在支撑基板上。首先，在加热板上将支撑基板和多晶SiC膜加热至大约100℃，然后，在支撑基板与多晶SiC膜之间配置固定材料(例如热可塑性树脂)，通过从加热板传导的热量将固定材料软化，将多晶SiC膜粘合到支撑基板上。接着，停止对加热板进行加热，将支撑基板和固定在其上的多晶SiC膜冷却，使固定材料固化，从而将多晶SiC膜固定在支撑基板上。
作为第一研磨材料，例如可以使用杯型砂轮或研磨微粉。
另外，作为第一研磨材料，例如在使用研磨微粉的情况下，使用具有较粗粒度(例如#50～#500)的研磨材料。这里，“粒度”的定义以JIS R 6001-1和JIS R 6001-2为准。
作为第一固定材料，例如使用热可塑性树脂。
另外，作为第一固定材料，优选使用门尼粘度为30～60M的材料。
这里，门尼粘度用门尼单位(M)表示。门尼单位是指以JIS K 6300-1为基准，通过在粘度试验和门尼焦烧试验中使用的扭矩指示装置所指示或记录的单位。具体地，将作用于转子轴的扭矩为8.30N·m的时候称为100门尼单位(100M)。
[步骤S2-2]
接着，将多晶SiC膜从支撑基板上取下，除去支撑基板上的第一固定材料。之后，通过与步骤S2-1相同的方法，通过第二固定材料将多晶SiC膜固定在支撑基板上。然后，通过第二研磨材料研磨多晶SiC膜的主面。
作为第二研磨材料，可以与第一研磨材料同样地使用杯型砂轮或研磨微粉。
这里，第二研磨材料的粒度比第一研磨材料的粒度细。第二研磨材料的粒度例如在研磨微粉的情况下，为大于#500且小于等于#5000。
作为第二固定材料，可以与第一固定材料同样地使用热可塑性树脂等。
这里，作为第二固定材料，优选使用门尼粘度大于第一固定材料的材料。第二固定材料的门尼粘度例如为60～80M。
[步骤S2-3]
最后，与步骤S2-2同样地，将多晶SiC膜从支撑基板上取下，除去支撑基板上的第二固定材料。之后，通过与步骤S2-1相同的方法，通过第三固定材料将多晶SiC膜固定在支撑基板上。然后，通过第三研磨材料研磨多晶SiC膜的主面。
作为第三研磨材料，可以与第一研磨材料和第二研磨材料同样地使用杯型砂轮或研磨微粉。
这里，第三研磨材料的粒度比第二研磨材料细。第三研磨材料的粒度例如在研磨微粉的情况下，为大于#5000且小于等于#50000。
另外，作为第三固定材料，可以与第一固定材料和第二固定材料同样地使用热可塑性树脂等。
这里，第三固定材料的门尼粘度优选大于第二固定材料。第三固定材料的门尼粘度例如为80～120M。
如上所述，本实施方式改变研磨材料和固定材料，实施步骤S2-1～步骤S2-3的研磨步骤。由此，在多晶SiC膜的主面上相隔某种程度的位置间的凹凸(空间频率低)和接近的析出晶粒间形态学的凹凸(空间频率高)都会平坦化。结果，能够得到具有特定的Wa(0～10mm)、特定的Wa(10～20mm)和特定的Wa(20～30mm)的多晶SiC成型体。
实施例
为了对本发明进行更加详细的说明，下面对本发明人实施的实施例进行说明。但是，本发明不应限于以下实施例进行解释。
(多晶SiC膜的制作)
在CVD炉内，设置直径220mm、厚5mm的圆盘形石墨基板。在CVD炉中导入作为原料气体的三甲基氯硅烷、作为载气的氢气，以及氮气，将基板温度设为1500℃反应10小时，在石墨基板上形成多晶SiC膜。
另外，在成膜初期(从成膜开始至2.5小时为止)、成膜中期(从成膜开始后2.5小时至5小时为止)、成膜后期(从成膜开始后5小时至10小时为止)之间，改变原料气体的浓度。具体地，将成膜初期的原料气体浓度(第一浓度)设为9.0vol％，将成膜后期的原料气体浓度(第二浓度)设为7.5vol％。
即，成膜初期的原料气体浓度相对于成膜后期的原料气体浓度的比率(称为原料气体浓度比率)设为1.2倍。另外，在成膜中期，从成膜初期的浓度至成膜后期的浓度为止，按照固定速度降低原料气体浓度。此外，对原料气体流量和载气流量进行控制，以使原料气体流量与载气流量的合计值恒定(140L/min.)。
另外，氮气流量在整个成膜期间中设为恒定。具体地，将氮气流量设为了17.5(L/min.)。
气体停留时间为44.1(秒)。另外，气体停留时间通过以下公式计算。
(公式1)：气体停留时间(秒)＝(炉内容积/气体流量)×[(20+273)/(反应温度+273)]×60
多晶SiC膜形成后，将石墨基板从CVD炉中取出，进行外周加工和切割加工。接着，除去石墨基材，得到直径205mm、厚0.6mm的圆盘形多晶SiC膜。
按照以下实施例1～3和比较例1～5所示的条件(表1)，对得到的多晶SiC膜的2个主面进行研磨，制作了等离子体蚀刻用电极。
这里，将门尼粘度为45M的热可塑性树脂用作第一固定材料，将平均粒度为#200的研磨微粉用作第一研磨材料。另外，将门尼粘度为70M的热可塑性树脂用作第二固定材料，将平均粒度为#3000的研磨微粉用作第二研磨材料。再者，将门尼粘度为100M的热可塑性树脂用作第三固定材料，将平均粒度为#40000的研磨微粉用作第三研磨材料。
作为在研磨时固定多晶SiC膜的支撑基板，使用了热导率高的铁类金属平板。
另一方面，当不使用第一固定材料、第二固定材料或第三固定材料作为固定材料时，使用多孔夹持件吸附固定在吸附工作台上。
(Wa的测定方法)
对于多晶SiC膜的主面的截面曲线、从该截面曲线提取3个波长范围(0～10mm、10～20mm、20～30mm)，以及与提取的各波长对应的算术平均波纹度[Wa(0～10mm)、Wa(10～20mm)、Wa(20～30mm)]，使用Corning Tropel公司生产的FlatMaster进行测定和计算。
(蚀刻不均匀性的评估方法)
将加工成等离子体蚀刻电极用途的多晶SiC膜作为电极设置在蚀刻装置中，施加电压，产生CF4等离子体。将英寸、0.5mm厚的硅晶圆作为被蚀刻材料配置在试样台上，用上述CF4等离子体蚀刻1小时后，测定硅晶圆的厚度分布，评估蚀刻不均匀性。
如果是缺乏平面度(即算术平均波纹度大)的等离子体蚀刻电极，由于不会产生均匀强度的等离子体，因此即使进行了相同时间的蚀刻，被蚀刻材料的蚀刻率也会产生差异。因此，硅晶圆的厚度差越小，越表明产生有强度均匀的等离子体。
表2记载了各例的算术平均波纹度Wa(0～10mm)、Wa(10～20mm)、Wa(20～30mm)和蚀刻不均匀性的评估结果。
在等离子体蚀刻的前后，测定被蚀刻面内的任意17处硅晶圆的厚度，评估了被蚀刻面内的蚀刻量的差。这里，评估指标是“蚀刻量的最小值/蚀刻量的最大值”的值。如果该值为0.98以上，则判断为优于现有技术(A)；如果是0.95以上且低于0.98，则判断为与现有技术相同(B)；如果低于0.95，则判断为劣于现有技术(C)。
(体积电阻率的评估方法)
多晶SiC膜的体积电阻率采用四探针法测定。测定部位采取多晶SiC膜的一个主面的中心点和其他任意9个点。这里，多晶SiC膜的体积电阻率采取上述10点的测定值的算数平均值，以标准偏差评估了体积电阻率的偏差程度。
(评估结果和考察)
比较例1只使用多孔夹持件固定多晶SiC膜并进行了研磨。这时，3个波长范围的所有算术平均波纹度的值大于实施例1～3。由此可知，只用多孔夹持件进行固定的研磨方法无法除去主面表面的波纹。另外，当使用由比较例1的多晶SiC膜制成的等离子体蚀刻电极进行蚀刻时，产生了比实施例1～3大的蚀刻不均匀性。
实施例1～3中，3个波长范围的所有算术平均波纹度的值小于比较例1～5，蚀刻不均匀性小，质量良好。实施例1～3和比较例5相比，可知随着步骤的进行，通过增加门尼粘度，使得高频波纹的去除效果高。门尼粘度不同的固定材料随着研磨加工时产生的研磨装置的振动和装置对准的微小偏差，会发生弹性形变并固定多晶SiC膜，从而起到比以往更强的波纹除去效果。
这里，在实施例1～3和比较例1～5中，其体积电阻率均低于0.010Ωcm。另外，它们的标准偏差低于0.010。
【表1】
【表2】

Claims (6)

1.一种多晶SiC成型体，具有相对的2个主面，其中，
关于从所述主面的截面曲线中提取的、与规定波长范围对应的算术平均波纹度Wa，
当所述波长范围为0～10mm时，所述Wa为0.05μm以下；
当所述波长范围为10～20mm时，所述Wa为0.13μm以下；且，
当所述波长范围为20～30mm时，所述Wa为0.20μm以下。
2.根据权利要求1所述的多晶SiC成型体，其中，体积电阻率为0.050Ωcm以下。
3.根据权利要求1所述的多晶SiC成型体，用作等离子体蚀刻装置中的电极。
4.一种多晶SiC成型体的制造方法，所述多晶SiC成型体是根据权利要求1～3中任一项所述的多晶SiC成型体，所述方法包括：
形成具有主面的多晶SiC膜的步骤；以及，
研磨所述多晶SiC膜的主面的步骤，
其中，所述研磨步骤包括：
通过第一研磨材料研磨所述主面的步骤；
在通过所述第一研磨材料进行研磨的步骤之后，通过第二研磨材料研磨所述主面的步骤；以及，
在通过所述第二研磨材料进行研磨的步骤之后，通过第三研磨材料研磨所述主面的步骤，
所述第一研磨材料的粒度比所述第二研磨材料粗，
所述第二研磨材料的粒度比所述第三研磨材料粗。
5.根据权利要求4所述的多晶SiC成型体的制造方法，其中，
通过所述第一研磨材料进行研磨的步骤包括使用第一固定材料将所述多晶SiC膜固定在支撑基板上的步骤，
通过所述第二研磨材料进行研磨的步骤包括使用第二固定材料将所述多晶SiC膜固定在所述支撑基板上的步骤，
通过所述第三研磨材料进行研磨的步骤包括使用第三固定材料将所述多晶SiC膜固定在所述支撑基板上的步骤，
所述第一固定材料的门尼粘度小于所述第二固定材料的门尼粘度，
所述第二固定材料的门尼粘度小于所述第三固定材料的门尼粘度。
6.一种等离子体蚀刻方法，包括：
使用权利要求4或5所述的方法，制造所述多晶SiC成型体的步骤；以及，
将所述多晶SiC成型体用作电极，进行等离子体蚀刻的步骤。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001220237A (ja) * 2000-02-14 2001-08-14 Asahi Glass Co Ltd 炭化ケイ素体およびその製造方法
US20070047170A1 (en) * 2005-08-29 2007-03-01 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having textured contact surface
JP2008138097A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Nihon Micro Coating Co Ltd 硬質結晶基板研磨方法及び油性研磨スラリー
JP2013040373A (ja) * 2011-08-15 2013-02-28 Nippon Steel & Sumikin Materials Co Ltd ＳｉＣウェハの製造方法
CN103978422A (zh) * 2013-02-08 2014-08-13 旭硝子株式会社 磁记录介质用玻璃基板的制造方法及磁记录介质用玻璃基板
CN104813439A (zh) * 2012-10-26 2015-07-29 道康宁公司 平坦的SiC半导体基板
JP2017145172A (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 旭硝子株式会社 ガラス板、及びガラス板の製造方法
JP2019127543A (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 三井化学株式会社 熱可塑性エラストマー組成物からなる蛇腹状成形体
JP2020017626A (ja) * 2018-07-25 2020-01-30 株式会社デンソー ＳｉＣウェハ及びＳｉＣウェハの製造方法
CN111630213A (zh) * 2018-01-24 2020-09-04 昭和电工株式会社 单晶4H-SiC生长用籽晶及其加工方法
CN111993614A (zh) * 2019-05-27 2020-11-27 硅电子股份公司 在多个切片操作期间借助于线锯从工件切下多个晶圆的方法以及单晶硅半导体晶圆

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000063806A (ja) * 1998-08-17 2000-02-29 Okamoto Machine Tool Works Ltd 研磨剤スラリ−およびその調製方法
JP2000084817A (ja) * 1998-09-10 2000-03-28 Nikon Corp うねり取り研磨方法
JP2002059355A (ja) * 2000-08-16 2002-02-26 Jsr Corp 研磨パッド
JP2005260218A (ja) * 2004-02-12 2005-09-22 Mitsubishi Materials Corp ＳｉＣ単結晶基材及びその製造方法、半導体膜形成基材
JP6578427B1 (ja) * 2018-10-18 2019-09-18 株式会社タンケンシールセーコウ メカニカルシールの摺動材用炭化ケイ素及びその製造方法
JP7239432B2 (ja) 2019-09-27 2023-03-14 東海カーボン株式会社 多結晶ＳｉＣ成形体の製造方法
JP7356864B2 (ja) * 2019-10-30 2023-10-05 山口精研工業株式会社 磁気ディスク基板用研磨剤組成物、及び磁気ディスク基板の研磨方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001220237A (ja) * 2000-02-14 2001-08-14 Asahi Glass Co Ltd 炭化ケイ素体およびその製造方法
US20070047170A1 (en) * 2005-08-29 2007-03-01 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having textured contact surface
JP2008138097A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Nihon Micro Coating Co Ltd 硬質結晶基板研磨方法及び油性研磨スラリー
JP2013040373A (ja) * 2011-08-15 2013-02-28 Nippon Steel & Sumikin Materials Co Ltd ＳｉＣウェハの製造方法
CN104813439A (zh) * 2012-10-26 2015-07-29 道康宁公司 平坦的SiC半导体基板
CN103978422A (zh) * 2013-02-08 2014-08-13 旭硝子株式会社 磁记录介质用玻璃基板的制造方法及磁记录介质用玻璃基板
JP2017145172A (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 旭硝子株式会社 ガラス板、及びガラス板の製造方法
CN111630213A (zh) * 2018-01-24 2020-09-04 昭和电工株式会社 单晶4H-SiC生长用籽晶及其加工方法
JP2019127543A (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 三井化学株式会社 熱可塑性エラストマー組成物からなる蛇腹状成形体
JP2020017626A (ja) * 2018-07-25 2020-01-30 株式会社デンソー ＳｉＣウェハ及びＳｉＣウェハの製造方法
CN111993614A (zh) * 2019-05-27 2020-11-27 硅电子股份公司 在多个切片操作期间借助于线锯从工件切下多个晶圆的方法以及单晶硅半导体晶圆

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XU YANG等: "Novel SiC wafer manufacturing process employing three-step slurryless electrochemical mechanical polishing", JOURNAL OF MANUFACTURING PROCESSES, 8 September 2021 (2021-09-08), pages 350, XP086795968, DOI: 10.1016/j.jmapro.2021.08.059 *
赵继;陈德祥;张富;詹建明;张恩忠;: "SiC悬浊液超光滑表面加工技术", 吉林大学学报(工学版), no. 04, 10 July 2006 (2006-07-10) *

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