JP2003282664A - SiCパーティクルモニタウェハ - Google Patents
SiCパーティクルモニタウェハInfo
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- JP2003282664A JP2003282664A JP2002088211A JP2002088211A JP2003282664A JP 2003282664 A JP2003282664 A JP 2003282664A JP 2002088211 A JP2002088211 A JP 2002088211A JP 2002088211 A JP2002088211 A JP 2002088211A JP 2003282664 A JP2003282664 A JP 2003282664A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反りのなく繰り返しパーティクルモニタとし
て使用可能なSiCウェハとする。 【解決手段】 半導体製造工程で用いられるプロセス管
理用のモニタウェハであって、SiCにより形成された
ウェハ母材に黒色SiC膜をコーティングした二重構造
を持つ構造とした。ウェハ母材は焼結体SiCにより形
成することがよく、当該ウェハの表面粗さがRa=0.
5nm以下とすることが望ましい。また、当該ウェハの
表面の不純物密度を1×1011atoms/cm2以下
とすればよい。
て使用可能なSiCウェハとする。 【解決手段】 半導体製造工程で用いられるプロセス管
理用のモニタウェハであって、SiCにより形成された
ウェハ母材に黒色SiC膜をコーティングした二重構造
を持つ構造とした。ウェハ母材は焼結体SiCにより形
成することがよく、当該ウェハの表面粗さがRa=0.
5nm以下とすることが望ましい。また、当該ウェハの
表面の不純物密度を1×1011atoms/cm2以下
とすればよい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体プロセス中
に発生するパーティクルの管理を行うために、装置内に
導入されるSiC製のモニタウェハに係り、特に、表面
に黒色層を持つ平坦なSiCパーティクルモニタウェハ
の構造に関するものである。
に発生するパーティクルの管理を行うために、装置内に
導入されるSiC製のモニタウェハに係り、特に、表面
に黒色層を持つ平坦なSiCパーティクルモニタウェハ
の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体の製造工程においては、製品とな
るSiウェハに熱酸化処理やCVD成膜処理を行う場
合、製品Siウェハとともに、ダミーウェハやモニタウ
ェハをウェハボートに同時に搭載することが行われる。
ダミーウェハは製品ウェハの枚数が規定枚数に足りない
ときに補充し、あるいはCVD工程等において炉内温
度、ガスの流れを均一にするために挿入されるもので、
製品になり得ないものである。また、モニタウェハは、
製品Siウェハに形成されるCVD膜等の膜厚並びに炉
内パーティクル数をモニタするために製品Siウェハと
全く同じ工程で処理されるものである。したがって、特
に製品Siウェハとモニタウェハとは、ウェハボートに
同時収容され、所定の処理によって製品ウェハ及びモニ
タウェハの表面に熱酸化膜或いはCVD膜が同時に形成
される。
るSiウェハに熱酸化処理やCVD成膜処理を行う場
合、製品Siウェハとともに、ダミーウェハやモニタウ
ェハをウェハボートに同時に搭載することが行われる。
ダミーウェハは製品ウェハの枚数が規定枚数に足りない
ときに補充し、あるいはCVD工程等において炉内温
度、ガスの流れを均一にするために挿入されるもので、
製品になり得ないものである。また、モニタウェハは、
製品Siウェハに形成されるCVD膜等の膜厚並びに炉
内パーティクル数をモニタするために製品Siウェハと
全く同じ工程で処理されるものである。したがって、特
に製品Siウェハとモニタウェハとは、ウェハボートに
同時収容され、所定の処理によって製品ウェハ及びモニ
タウェハの表面に熱酸化膜或いはCVD膜が同時に形成
される。
【0003】形成薄膜の膜厚やパーティクルなどの管理
を行うためのモニタウェハには、従来から、表面粗さR
a=0.10nm程度のSi単結晶ウェハが用いられて
いる。シリコン単結晶からなるモニタウェハでは、この
ように非常に平坦な表面が得られているが、ウェハ上に
形成したポリシリコン膜や窒化膜を酸洗浄した場合、ウ
ェハも同時にエッチングされてしまう問題を抱えてい
た。したがって、Si製のモニタウェハでは、繰り返し
使用はできず、1回限りの使い捨てとなっており、不経
済であった。
を行うためのモニタウェハには、従来から、表面粗さR
a=0.10nm程度のSi単結晶ウェハが用いられて
いる。シリコン単結晶からなるモニタウェハでは、この
ように非常に平坦な表面が得られているが、ウェハ上に
形成したポリシリコン膜や窒化膜を酸洗浄した場合、ウ
ェハも同時にエッチングされてしまう問題を抱えてい
た。したがって、Si製のモニタウェハでは、繰り返し
使用はできず、1回限りの使い捨てとなっており、不経
済であった。
【0004】一方、ダミーウェハなどに使用されている
SiCは酸に対する耐食性が高く、平坦な表面が得られ
れば繰り返し使用可能なモニタウェハとなる。SiCウ
ェハの製造はCVD法に依っており、これによって得ら
れたCVD−SiCウェハは、その純度が非常に高い特
徴を有している。
SiCは酸に対する耐食性が高く、平坦な表面が得られ
れば繰り返し使用可能なモニタウェハとなる。SiCウ
ェハの製造はCVD法に依っており、これによって得ら
れたCVD−SiCウェハは、その純度が非常に高い特
徴を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CVD
−SiCウェハは、通常、SiCとは異なる黒鉛等から
なる基板上に成長させる方式であるため、基板との熱膨
張係数の違いなどにより、蒸着したSiC内部に応力が
残留しやすく、反りなどの原因となっている。この反り
を考慮して、予め、基板形状を凹凸にすることにより、
ある程度反りを抑えることができるが、その制御は困難
である。
−SiCウェハは、通常、SiCとは異なる黒鉛等から
なる基板上に成長させる方式であるため、基板との熱膨
張係数の違いなどにより、蒸着したSiC内部に応力が
残留しやすく、反りなどの原因となっている。この反り
を考慮して、予め、基板形状を凹凸にすることにより、
ある程度反りを抑えることができるが、その制御は困難
である。
【0006】SiCモニタウェハに反りがあると、パー
ティクルカウンタのレーザー光がウェハ表面に焦点が合
わなくなる。そのため、SiCウェハにもSiウェハと
同等の平坦性が要求される。しかし、上述したように従
来のCVD−SiCウェハは、反りが生じやすいので、
パーティクルモニタウェハとしては使用できなかった。
ティクルカウンタのレーザー光がウェハ表面に焦点が合
わなくなる。そのため、SiCウェハにもSiウェハと
同等の平坦性が要求される。しかし、上述したように従
来のCVD−SiCウェハは、反りが生じやすいので、
パーティクルモニタウェハとしては使用できなかった。
【0007】本発明は、上記従来の問題点に着目し、反
りのないSiCウェハを製造することができ、もって繰
り返し使用可能なパーティクルモニタとして実現できる
SiCウェハを提供することを目的とする。
りのないSiCウェハを製造することができ、もって繰
り返し使用可能なパーティクルモニタとして実現できる
SiCウェハを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記従来の問題点を解決
するために、本発明に係るSiCモニタウェハは、半導
体製造工程で用いられるプロセス管理用のモニタウェハ
であって、SiCにより形成されたウェハ母材に黒色S
iC膜をコーティングした二重構造を持つ構造とした。
上記ウェハ母材を焼結体SiCから構成することができ
る。
するために、本発明に係るSiCモニタウェハは、半導
体製造工程で用いられるプロセス管理用のモニタウェハ
であって、SiCにより形成されたウェハ母材に黒色S
iC膜をコーティングした二重構造を持つ構造とした。
上記ウェハ母材を焼結体SiCから構成することができ
る。
【0009】また、本発明は、焼結体SiCウェハ母材
の表面に黒色SiC膜をコーティングしてなる二重構造
ウェハであって、当該ウェハの表面粗さがRa=0.5
nm以下としてなることを特徴とする。
の表面に黒色SiC膜をコーティングしてなる二重構造
ウェハであって、当該ウェハの表面粗さがRa=0.5
nm以下としてなることを特徴とする。
【0010】更に、本発明は、焼結体SiCウェハ母材
の表面に黒色SiC膜をコーティングしてなる二重構造
ウェハであって、当該ウェハの表面の不純物密度を1×
1010atoms/cm2以下としてなることを特徴と
するSiCパーティクルモニタウェハである。
の表面に黒色SiC膜をコーティングしてなる二重構造
ウェハであって、当該ウェハの表面の不純物密度を1×
1010atoms/cm2以下としてなることを特徴と
するSiCパーティクルモニタウェハである。
【0011】本発明の如く、モニタウェハ母材に焼結体
SiCを採用し、これに緻密且つ黒色のSiCをコーテ
ィングすることにより、反りのないSiCウェハを製造
することができる。一般に、焼結体SiCの純度は低い
が、純度の高い黒色SiCを表面にコーティングするこ
とにより不純物の問題も解決できる。黒色SiCはCV
D法、スパッタ法、レーザアプレーション法など、一般
的な乾式の膜形成プロセスにより作製できる。
SiCを採用し、これに緻密且つ黒色のSiCをコーテ
ィングすることにより、反りのないSiCウェハを製造
することができる。一般に、焼結体SiCの純度は低い
が、純度の高い黒色SiCを表面にコーティングするこ
とにより不純物の問題も解決できる。黒色SiCはCV
D法、スパッタ法、レーザアプレーション法など、一般
的な乾式の膜形成プロセスにより作製できる。
【0012】CVD−SiCウェハは、その基板となる
材料の上にSiCを蒸着し、基板材料を除去することに
より得られる。SiCとは異なる基材上に成長する限り
は、基板材料とSiCとの線膨張係数の不整合のため、
蒸着したSiC内部に応力が発生し、反りが発生する。
材料の上にSiCを蒸着し、基板材料を除去することに
より得られる。SiCとは異なる基材上に成長する限り
は、基板材料とSiCとの線膨張係数の不整合のため、
蒸着したSiC内部に応力が発生し、反りが発生する。
【0013】一方、焼結体は、上記CVD品のように他
の部材との接合体から切り離されたものではなく、Si
C内部の応力は基本的に小さい。したがって、ウェハ状
に加工した後にも、高い精度のウェハ形状が得られる。
の部材との接合体から切り離されたものではなく、Si
C内部の応力は基本的に小さい。したがって、ウェハ状
に加工した後にも、高い精度のウェハ形状が得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係るSiCパーテ
ィクルモニタウェハの好ましい実施の形態を、8インチ
ウェハを例に取り、詳細に説明する。実施形態に係るS
iCパーティクルモニタウェハの製造工程を図1、図2
に示す。図1は製造工程のフローチャートであり、図2
は図1の工程ごとに作製された材料の形態を示してい
る。図示のように、最初、SiCモニタウェハの母材と
して用いられるSiC焼結体10を作製する(ステップ
100)。このSiC焼結体10は、予め微粒子化され
ているSiCを用い、この微粒子を成形型枠に入れて成
形し、これを仮焼した後、高温・高圧下で圧縮焼結する
ことによって得ることができる。焼結方法については一
般的な反応焼結法を用いればよいが、任意の方法を選択
できる。このようにして得られたSiC焼結体10は、
その寸法が、直径200±0.1mm、厚さ625±2
0μm、反り50μm以下となるように、研削加工され
る(ステップ102)。これによって焼結ウェハ母材1
2が得られる。
ィクルモニタウェハの好ましい実施の形態を、8インチ
ウェハを例に取り、詳細に説明する。実施形態に係るS
iCパーティクルモニタウェハの製造工程を図1、図2
に示す。図1は製造工程のフローチャートであり、図2
は図1の工程ごとに作製された材料の形態を示してい
る。図示のように、最初、SiCモニタウェハの母材と
して用いられるSiC焼結体10を作製する(ステップ
100)。このSiC焼結体10は、予め微粒子化され
ているSiCを用い、この微粒子を成形型枠に入れて成
形し、これを仮焼した後、高温・高圧下で圧縮焼結する
ことによって得ることができる。焼結方法については一
般的な反応焼結法を用いればよいが、任意の方法を選択
できる。このようにして得られたSiC焼結体10は、
その寸法が、直径200±0.1mm、厚さ625±2
0μm、反り50μm以下となるように、研削加工され
る(ステップ102)。これによって焼結ウェハ母材1
2が得られる。
【0015】また、比較のために、CVD−SiCも母
材に使用した。CVD−SiCは、円盤状に形成した黒
鉛基材の表面にSiC層を形成して得る。CVD装置に
SiCの原料となるSiCl4とC3H8を水素ガスとと
もに供給し、ターゲットとして収容されている黒鉛基材
の表面にSiC層が0.1〜1mm程度になるまで成膜
する。その後、周囲を研削し、黒鉛を焼き飛ばすことで
得ることができる。このようなCVD−SiC母材に対
し、SiC焼結体10と同じ研削条件で加工を施した。
材に使用した。CVD−SiCは、円盤状に形成した黒
鉛基材の表面にSiC層を形成して得る。CVD装置に
SiCの原料となるSiCl4とC3H8を水素ガスとと
もに供給し、ターゲットとして収容されている黒鉛基材
の表面にSiC層が0.1〜1mm程度になるまで成膜
する。その後、周囲を研削し、黒鉛を焼き飛ばすことで
得ることができる。このようなCVD−SiC母材に対
し、SiC焼結体10と同じ研削条件で加工を施した。
【0016】加工後の両ウェハ母材の反りを測定した。
結果を表1に示す。計測方向は、図3に示すように、ウ
ェハ直径線方向に沿うラインで計測し、ラインは円周方
向に45度の間隔をおいて設定される(図3中のライン
A、ラインB)。測定値は、各ライン上で測定した18
点の平均値を示す。
結果を表1に示す。計測方向は、図3に示すように、ウ
ェハ直径線方向に沿うラインで計測し、ラインは円周方
向に45度の間隔をおいて設定される(図3中のライン
A、ラインB)。測定値は、各ライン上で測定した18
点の平均値を示す。
【表1】
【0017】マイナス値はウェハ母材表面が凹面となっ
ていることを示す。焼結ウェハ母材12の反り量はCV
D品の1/3以下となっていることが判った。また、4
5度角度を変えたA,Bライン間に数値の違いはほとん
ど無かった。
ていることを示す。焼結ウェハ母材12の反り量はCV
D品の1/3以下となっていることが判った。また、4
5度角度を変えたA,Bライン間に数値の違いはほとん
ど無かった。
【0018】次に、焼結ウェハ母材12及びCVDウェ
ハ母材に、厚さ約100μmの黒色CVD−SiC膜1
4をCVD法により成膜した(ステップ104)。黒色
CVD−SiC膜14は多結晶3C−SiCであり、そ
の結晶は(111)配向となっていた。
ハ母材に、厚さ約100μmの黒色CVD−SiC膜1
4をCVD法により成膜した(ステップ104)。黒色
CVD−SiC膜14は多結晶3C−SiCであり、そ
の結晶は(111)配向となっていた。
【0019】黒色膜を研削加工した後の、ウェハ反りの
測定結果を以下の表3に示す。焼結体を母材としたほう
が、反りの値が小さくなっている。
測定結果を以下の表3に示す。焼結体を母材としたほう
が、反りの値が小さくなっている。
【表2】
【0020】次に、焼結ウェハ母材12上に成長させた
黒色CVD−SiC膜14を、研削の後、ダイヤモンド
砥粒を用いてウェハ表面を研磨した(ステップ10
6)。最終的には粒径0.5μmのダイヤモンドで仕上
げた。ダイヤモンド研磨後のSiCウェハ表面の100
μm角領域を、3次元構造解析顕微鏡にて評価した。こ
の機械研磨ウェハ16の表面粗さは、PV値:10nm
以下、Ra値:1nm以下であった。
黒色CVD−SiC膜14を、研削の後、ダイヤモンド
砥粒を用いてウェハ表面を研磨した(ステップ10
6)。最終的には粒径0.5μmのダイヤモンドで仕上
げた。ダイヤモンド研磨後のSiCウェハ表面の100
μm角領域を、3次元構造解析顕微鏡にて評価した。こ
の機械研磨ウェハ16の表面粗さは、PV値:10nm
以下、Ra値:1nm以下であった。
【0021】次に、このウェハ表面に、GCIB(ガス
クラスターイオンビーム)法によりArクラスターを照
射し、表面をさらに鏡面化した(ステップ108)。照
射後の鏡面ウェハ18の表面を原子間力顕微鏡にて10
μm角領域の表面粗さを測定した。PV値:5nm以
下、Ra値:0.3nm以下であった。
クラスターイオンビーム)法によりArクラスターを照
射し、表面をさらに鏡面化した(ステップ108)。照
射後の鏡面ウェハ18の表面を原子間力顕微鏡にて10
μm角領域の表面粗さを測定した。PV値:5nm以
下、Ra値:0.3nm以下であった。
【0022】この鏡面ウェハ18を洗浄することによ
り、SiCパーティクルモニタウェハ20を完成させた
(ステップ110)。完成品のウェハの反りは、表2に
示した研削後の値と同等であった。このモニタウェハ2
0の表面の不純物密度を計測したところ、1×1011a
toms/cm2以下であった。
り、SiCパーティクルモニタウェハ20を完成させた
(ステップ110)。完成品のウェハの反りは、表2に
示した研削後の値と同等であった。このモニタウェハ2
0の表面の不純物密度を計測したところ、1×1011a
toms/cm2以下であった。
【0023】このように、実施形態では、ウェハ母材1
2に焼結体SiCを用いることにより、反り量の少な
い、Siウェハと同等の表面平坦度を持つ、パーティク
ルも似たウェハ20を作製することができた。
2に焼結体SiCを用いることにより、反り量の少な
い、Siウェハと同等の表面平坦度を持つ、パーティク
ルも似たウェハ20を作製することができた。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るSi
Cパーティクルモニタウェハは、半導体製造工程で用い
られるプロセス管理用のモニタウェハであって、SiC
により形成されたウェハ母材に黒色SiC膜をコーティ
ングした二重構造を持つように構成したので、反りのな
いSiCウェハを低コストで製造することができ、もっ
て繰り返し使用可能なパーティクルモニタとして実現で
きる効果が得られる。
Cパーティクルモニタウェハは、半導体製造工程で用い
られるプロセス管理用のモニタウェハであって、SiC
により形成されたウェハ母材に黒色SiC膜をコーティ
ングした二重構造を持つように構成したので、反りのな
いSiCウェハを低コストで製造することができ、もっ
て繰り返し使用可能なパーティクルモニタとして実現で
きる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態に係るSiCパーティクルモニタウ
ェハの製造工程を示すフローチャートである。
ェハの製造工程を示すフローチャートである。
【図2】 同製造工程の説明図である。
【図3】 ウェハの粗さ計測方向を示す説明図である。
10………SiC焼結体、12………焼結ウェハ母材、
14………黒色CVD−SiC膜、16………機械研磨
ウェハ、18………鏡面ウェハ、20………SiCパー
ティクルモニタウェハ。
14………黒色CVD−SiC膜、16………機械研磨
ウェハ、18………鏡面ウェハ、20………SiCパー
ティクルモニタウェハ。
フロントページの続き
(72)発明者 江端 誠
岡山県玉野市玉原3−16−2 株式会社ア
ドマップ内
Fターム(参考) 4K030 BA37 CA05 FA10 LA15
4M106 AA01 CA41
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体製造工程で用いられるプロセス管
理用のモニタウェハであって、SiCにより形成された
ウェハ母材に黒色SiC膜をコーティングした二重構造
を持つことを特徴とするSiCパーティクルモニタウェ
ハ。 - 【請求項2】 上記ウェハ母材が焼結体SiCからなる
ことを特徴とする請求項1に記載のSiCパーティクル
モニタウェハ。 - 【請求項3】 焼結体SiCウェハ母材の表面に黒色S
iC膜をコーティングしてなる二重構造ウェハであっ
て、当該ウェハの表面粗さがRa=0.5nm以下とし
てなることを特徴とするSiCパーティクルモニタウェ
ハ。 - 【請求項4】 焼結体SiCウェハ母材の表面に黒色S
iC膜をコーティングしてなる二重構造ウェハであっ
て、当該ウェハの表面の不純物密度を1×10 11ato
ms/cm2以下としてなることを特徴とするSiCパ
ーティクルモニタウェハ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002088211A JP2003282664A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | SiCパーティクルモニタウェハ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002088211A JP2003282664A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | SiCパーティクルモニタウェハ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003282664A true JP2003282664A (ja) | 2003-10-03 |
Family
ID=29234140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002088211A Pending JP2003282664A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | SiCパーティクルモニタウェハ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003282664A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005000765A2 (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | Bridgestone Corporation | ダミーウェハ及びその製造方法 |
CN108231956A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-06-29 | 江苏荣马新能源有限公司 | 一种黑硅电池片的清洗槽工艺 |
CN108277529A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-07-13 | 江苏荣马新能源有限公司 | 一种湿法黑硅制备方法 |
WO2018159754A1 (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-07 | 信越化学工業株式会社 | 炭化珪素基板の製造方法及び炭化珪素基板 |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002088211A patent/JP2003282664A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005000765A2 (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | Bridgestone Corporation | ダミーウェハ及びその製造方法 |
JP2005039212A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-02-10 | Bridgestone Corp | ダミーウェハ及びその製造方法 |
WO2005000765A3 (ja) * | 2003-06-27 | 2005-03-03 | Bridgestone Corp | ダミーウェハ及びその製造方法 |
CN110366611B (zh) * | 2017-03-02 | 2021-07-27 | 信越化学工业株式会社 | 碳化硅基板的制造方法及碳化硅基板 |
WO2018159754A1 (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-07 | 信越化学工業株式会社 | 炭化珪素基板の製造方法及び炭化珪素基板 |
CN110366611A (zh) * | 2017-03-02 | 2019-10-22 | 信越化学工业株式会社 | 碳化硅基板的制造方法及碳化硅基板 |
KR20190121366A (ko) * | 2017-03-02 | 2019-10-25 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 탄화규소 기판의 제조 방법 및 탄화규소 기판 |
JPWO2018159754A1 (ja) * | 2017-03-02 | 2019-12-26 | 信越化学工業株式会社 | 炭化珪素基板の製造方法及び炭化珪素基板 |
RU2756815C2 (ru) * | 2017-03-02 | 2021-10-05 | Син-Эцу Кемикал Ко., Лтд. | Способ производства подложки на основе карбида кремния и подложка карбида кремния |
US11346018B2 (en) | 2017-03-02 | 2022-05-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Silicon carbide substrate production method and silicon carbide substrate |
KR102473088B1 (ko) | 2017-03-02 | 2022-12-01 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 탄화규소 기판의 제조 방법 및 탄화규소 기판 |
CN108231956A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-06-29 | 江苏荣马新能源有限公司 | 一种黑硅电池片的清洗槽工艺 |
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