JP2657170B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JP2657170B2 JP2657170B2 JP6257978A JP25797894A JP2657170B2 JP 2657170 B2 JP2657170 B2 JP 2657170B2 JP 6257978 A JP6257978 A JP 6257978A JP 25797894 A JP25797894 A JP 25797894A JP 2657170 B2 JP2657170 B2 JP 2657170B2
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- plasma
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ等の被処
理基板上にＣＶＤ、エッチング、その他の表面処理を行
なうプラズマ処理装置に関する。
理基板上にＣＶＤ、エッチング、その他の表面処理を行
なうプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にプラズマ処理装置は、半導体装置
の製造等に用いられ、半導体ウエハ等の被処理基板の表
面処理を行なう。
の製造等に用いられ、半導体ウエハ等の被処理基板の表
面処理を行なう。
【０００３】図５は、このようなプラズマ処理装置の例
として反応性イオンエッチングを行なうプラズマ処理装
置を示すもので、処理容器１内に配置された細孔２ａを
設けられたアノ―ド電極２と、被処理基板３および絶縁
膜４を配置されたカソ―ド電極５とから構成されるプラ
ズマ生起用電極の間には、整合回路を備えた電源装置６
から高周波電圧が印加される。
として反応性イオンエッチングを行なうプラズマ処理装
置を示すもので、処理容器１内に配置された細孔２ａを
設けられたアノ―ド電極２と、被処理基板３および絶縁
膜４を配置されたカソ―ド電極５とから構成されるプラ
ズマ生起用電極の間には、整合回路を備えた電源装置６
から高周波電圧が印加される。
【０００４】そして、導入口７から導入され、排出口８
から排出されるＳＦ6 、ＣＣｌ4 、ＮＦ3 、Ｈｅ等の反
応ガスは、図示矢印のように流れ、アノ―ド電極２と、
カソ―ド電極５との間でプラズマ９とされる。
から排出されるＳＦ6 、ＣＣｌ4 、ＮＦ3 、Ｈｅ等の反
応ガスは、図示矢印のように流れ、アノ―ド電極２と、
カソ―ド電極５との間でプラズマ９とされる。
【０００５】また、プラズマと被処理基板３との間に
は、高電界部１０（プラズマシ―ス）が形成され、電気
的に中性でないイオンは、このプラズマシ―スによって
加速され、被処理基板３上に方向性をもって衝突し、エ
ッチングが行なわれる。
は、高電界部１０（プラズマシ―ス）が形成され、電気
的に中性でないイオンは、このプラズマシ―スによって
加速され、被処理基板３上に方向性をもって衝突し、エ
ッチングが行なわれる。
【０００６】また、特公昭６１−６５３６号等に示され
たプラズマ処理装置のように、アノ―ド電極とカソ―ド
電が極被処理基板の上方に対向して配置されたプラズマ
生起用電極を備えたプラズマ処理装置もある。
たプラズマ処理装置のように、アノ―ド電極とカソ―ド
電が極被処理基板の上方に対向して配置されたプラズマ
生起用電極を備えたプラズマ処理装置もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のプラズマ処理装置では、印加電圧の増大およびプ
ラズマ生起用電極間距離の短縮などによりプラズマ密度
を高くすると、イオンの被処理基板上への衝突のエネル
ギ―も高くなり、被処理基板に損傷を与えるため、プラ
ズマ密度を高くすることができないという問題がある。
また、電界や反応ガスの流れ等により、空間的なプラズ
マ密度の分布に不均一が生じ、エッチングレ―トが不均
一となるが、このようなプラズマ密度の空間的な分布の
制御を行なうことができないという問題がある。
従来のプラズマ処理装置では、印加電圧の増大およびプ
ラズマ生起用電極間距離の短縮などによりプラズマ密度
を高くすると、イオンの被処理基板上への衝突のエネル
ギ―も高くなり、被処理基板に損傷を与えるため、プラ
ズマ密度を高くすることができないという問題がある。
また、電界や反応ガスの流れ等により、空間的なプラズ
マ密度の分布に不均一が生じ、エッチングレ―トが不均
一となるが、このようなプラズマ密度の空間的な分布の
制御を行なうことができないという問題がある。
【０００８】本発明はかかる従来の問題に対処してなさ
れたもので、プラズマ密度を高くして効率的な処理を行
なうことができ、また、空間的なプラズマ密度の分布を
制御することができ、空間的に均一なプラズマにより均
一な処理を行なうことのできるプラズマ処理装置を提供
しようとするものである。
れたもので、プラズマ密度を高くして効率的な処理を行
なうことができ、また、空間的なプラズマ密度の分布を
制御することができ、空間的に均一なプラズマにより均
一な処理を行なうことのできるプラズマ処理装置を提供
しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明のプラズ
マ処理装置は、処理容器内の載置台の対向面に配置され
た電極に電圧を印加しプラズマを生起させる処理装置に
おいて、 上記対向面に配置された電極のそれぞれにプラ
ズマを生起させる電圧と、上記電極を少なくとも３個の
電極に分散し、それぞれに異なった位相の電圧を印加す
る印加手段を設け、プラズマ中の電子を回転運動させる
構成にしたことを特徴とする。
マ処理装置は、処理容器内の載置台の対向面に配置され
た電極に電圧を印加しプラズマを生起させる処理装置に
おいて、 上記対向面に配置された電極のそれぞれにプラ
ズマを生起させる電圧と、上記電極を少なくとも３個の
電極に分散し、それぞれに異なった位相の電圧を印加す
る印加手段を設け、プラズマ中の電子を回転運動させる
構成にしたことを特徴とする。
【００１０】
【００１１】
【作 用】本発明のプラズマ処理装置では、３つのプラ
ズマ生起用電極間に、例えばπ／２位相のずれた電圧な
ど位相の異なった電圧が印加されるので、これらの電極
間で位相のずれた電界が生じ、ちょうど３つのプラズマ
生起用電極間に所定の電位が一定方向に回転する構成と
なり、この回転する電位がプラズマに作用して、プラズ
マが回転しこの回転により、プラズマが均一化される。
また、印加される電圧等を変えることにより、プラズマ
密度およびプラズマ密度の空間的分布も制御することが
できる。
ズマ生起用電極間に、例えばπ／２位相のずれた電圧な
ど位相の異なった電圧が印加されるので、これらの電極
間で位相のずれた電界が生じ、ちょうど３つのプラズマ
生起用電極間に所定の電位が一定方向に回転する構成と
なり、この回転する電位がプラズマに作用して、プラズ
マが回転しこの回転により、プラズマが均一化される。
また、印加される電圧等を変えることにより、プラズマ
密度およびプラズマ密度の空間的分布も制御することが
できる。
【００１２】
【００１３】
【実施例】以下本発明装置の実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１４】図１はプラズマ処理装置として半導体ウエ
ハ等の被処理基板上に反応性イオンエッチングを行なう
プラズマ処理装置を示すもので、この実施例のプラズマ
処理装置では、アルミ等からなり内部をアルマイトで処
理された処理容器１１内の上部には、ケイ素化炭素等か
らなる多数の棒状のプラズマ生起用電極１２が絶縁性の
多孔質体１３に保持され吊設されており、これらのプラ
ズマ生起用電極１２は、接地されているものと、電源装
置１４に接続されているものがある。
ハ等の被処理基板上に反応性イオンエッチングを行なう
プラズマ処理装置を示すもので、この実施例のプラズマ
処理装置では、アルミ等からなり内部をアルマイトで処
理された処理容器１１内の上部には、ケイ素化炭素等か
らなる多数の棒状のプラズマ生起用電極１２が絶縁性の
多孔質体１３に保持され吊設されており、これらのプラ
ズマ生起用電極１２は、接地されているものと、電源装
置１４に接続されているものがある。
【００１５】なおこの実施例では、これらのプラズマ生
起用電極１２は、実質的に３つのプラズマ生起用電極１
２ａ、１２ｂ、１２ｃからなり、図２に示すように、プ
ラズマ生起用電極１２ａは接地されており、プラズマ生
起用電極１２ｂは電源装置１４ｂに、プラズマ生起用電
極１２ｃは電源装置１４ｃに接続されている。そして、
電源装置１４ｂと電源装置１４ｃは、それぞれ位相がπ
／２ずれた周波数13.56MHzの高周波を印加する。
起用電極１２は、実質的に３つのプラズマ生起用電極１
２ａ、１２ｂ、１２ｃからなり、図２に示すように、プ
ラズマ生起用電極１２ａは接地されており、プラズマ生
起用電極１２ｂは電源装置１４ｂに、プラズマ生起用電
極１２ｃは電源装置１４ｃに接続されている。そして、
電源装置１４ｂと電源装置１４ｃは、それぞれ位相がπ
／２ずれた周波数13.56MHzの高周波を印加する。
【００１６】また、これらのプラズマ生起用電極１２の
下方には、たとえば周波数400KHz程度の周波数の電圧を
印加する電源装置１５に接続され、被処理基板１６が載
置されるサセプタ１７が配置されている。
下方には、たとえば周波数400KHz程度の周波数の電圧を
印加する電源装置１５に接続され、被処理基板１６が載
置されるサセプタ１７が配置されている。
【００１７】ここで、サセプタ１７に電源装置１５から
高周波電圧が印加されることにより、電源装置１５を使
用しない場合に較べて、次のような効果を得ることがで
きる。 すなわち、電源装置１５からの高周波電圧によ
り、サセプタ１７上に載置された被処理基板１６の被処
理面の電位が上下動するので、これによって、プラズマ
化された反応性ガス中から、イオンと電子が方向性を持
って交互に被処理基板１６に入射する。したがって、被
処理基板１６に電荷が蓄積されることがなく、被処理面
の電位を、イオンが方向性を持って十分大きな運動エネ
ルギーで入射できるレベルに維持することができ、エッ
チングをより高速に行うことができる。
高周波電圧が印加されることにより、電源装置１５を使
用しない場合に較べて、次のような効果を得ることがで
きる。 すなわち、電源装置１５からの高周波電圧によ
り、サセプタ１７上に載置された被処理基板１６の被処
理面の電位が上下動するので、これによって、プラズマ
化された反応性ガス中から、イオンと電子が方向性を持
って交互に被処理基板１６に入射する。したがって、被
処理基板１６に電荷が蓄積されることがなく、被処理面
の電位を、イオンが方向性を持って十分大きな運動エネ
ルギーで入射できるレベルに維持することができ、エッ
チングをより高速に行うことができる。
【００１８】また、プラズマを発生させる電源装置１４
とは独立に、電源装置１５の電圧を設定して衝突するイ
オンの運動エネルギーを制御できるので、目的とするプ
ラズマ処理例えばエッチング処理に最適なイオン加速エ
ネルギーを電源装置１５によって選ぶことができる。
とは独立に、電源装置１５の電圧を設定して衝突するイ
オンの運動エネルギーを制御できるので、目的とするプ
ラズマ処理例えばエッチング処理に最適なイオン加速エ
ネルギーを電源装置１５によって選ぶことができる。
【００１９】そして、導入口１８から導入され排出口１
９から排出されるＳＦ6 、ＮＦ3 、Ｆ3 、ＣＣｌ4 、Ｃ
Ｃｌ2 Ｆ2 等の反応ガスは、プラズマ生起用電極１２間
でプラズマとされ、電圧を印加されたサセプタ１７上の
被処理基板１６へ方向性をもって衝突し、エッチングが
行なわれる。
９から排出されるＳＦ6 、ＮＦ3 、Ｆ3 、ＣＣｌ4 、Ｃ
Ｃｌ2 Ｆ2 等の反応ガスは、プラズマ生起用電極１２間
でプラズマとされ、電圧を印加されたサセプタ１７上の
被処理基板１６へ方向性をもって衝突し、エッチングが
行なわれる。
【００２０】このとき、位相がπ／２異なる高周波電圧
を印加された電極対内の空間では、位相がπ／２異なる
電界が生じるので、電子はこの空間内から逃げることな
く、この空間内で回転し、反応ガスと衝突することによ
り、高いイオン化率が得られる。また、電子の回転運動
により、ブラズマも回転し、均一化される。
を印加された電極対内の空間では、位相がπ／２異なる
電界が生じるので、電子はこの空間内から逃げることな
く、この空間内で回転し、反応ガスと衝突することによ
り、高いイオン化率が得られる。また、電子の回転運動
により、ブラズマも回転し、均一化される。
【００２１】図３は、プラズマ生起用電極１２によって
印加する電圧を変化させ、プラズマ密度の空間的な分布
の制御を行なう例を示すもので、実質的に３つのプラズ
マ生起用電極１２ａ、１２ｄ、１２ｅのうち、プラズマ
生起用電極１２ａは接地されており、プラズマ生起用電
極１２ｄ、１２ｅは、それぞれ位相がπ／２ずれた周波
数13.56MHzの高周波を印加する電源装置１４ｄ、１４ｅ
にそれぞれ可変抵抗２０を介して接続されており、可変
抵抗２０を調節し、たとえばプラスマ密度が低くなる領
域に配置されたプラズマ生起用電極１２ｄ、１２ｅに印
加する電圧を高くし、プラスマ密度が高くなる領域に配
置されたプラズマ生起用電極１２ｄ、１２ｅに印加する
電圧を低くする等、プラズマ生起用電極１２ｄ、１２ｅ
毎に印加する電圧を変化させ、プラズマ密度の空間的な
分布を制御する。
印加する電圧を変化させ、プラズマ密度の空間的な分布
の制御を行なう例を示すもので、実質的に３つのプラズ
マ生起用電極１２ａ、１２ｄ、１２ｅのうち、プラズマ
生起用電極１２ａは接地されており、プラズマ生起用電
極１２ｄ、１２ｅは、それぞれ位相がπ／２ずれた周波
数13.56MHzの高周波を印加する電源装置１４ｄ、１４ｅ
にそれぞれ可変抵抗２０を介して接続されており、可変
抵抗２０を調節し、たとえばプラスマ密度が低くなる領
域に配置されたプラズマ生起用電極１２ｄ、１２ｅに印
加する電圧を高くし、プラスマ密度が高くなる領域に配
置されたプラズマ生起用電極１２ｄ、１２ｅに印加する
電圧を低くする等、プラズマ生起用電極１２ｄ、１２ｅ
毎に印加する電圧を変化させ、プラズマ密度の空間的な
分布を制御する。
【００２２】図４は、コンデンサを用いてプラズマ生起
用電極１２によって印加する電圧の位相を変化させた例
を示すもので、実質的に３つのプラズマ生起用電極１２
ａ、１２ｆ、１２ｇのうち、プラズマ生起用電極１２ａ
は接地されており、周波数13.56MHzの高周波を印加する
電源装置１４ｆに接続されたプラズマ生起用電極１２ｆ
と、この電源装置１４ｆにコンデンサ２１を介して接続
されたプラズマ生起用電極１２ｇとの間には、印加され
る電圧に位相の差が生じる。
用電極１２によって印加する電圧の位相を変化させた例
を示すもので、実質的に３つのプラズマ生起用電極１２
ａ、１２ｆ、１２ｇのうち、プラズマ生起用電極１２ａ
は接地されており、周波数13.56MHzの高周波を印加する
電源装置１４ｆに接続されたプラズマ生起用電極１２ｆ
と、この電源装置１４ｆにコンデンサ２１を介して接続
されたプラズマ生起用電極１２ｇとの間には、印加され
る電圧に位相の差が生じる。
【００２３】すなわち、この実施例のプラズマ処理装置
では、３つのプラズマ生起用電極１２を備え、これらの
プラズマ生起用電極１２によって生起されたプラズマに
よって被処理基板１６上に処理を施すので、イオンの衝
突エネルギ―を変化させることなくプラズマ密度を任意
に高くして効率的な処理を行なうことができる。
では、３つのプラズマ生起用電極１２を備え、これらの
プラズマ生起用電極１２によって生起されたプラズマに
よって被処理基板１６上に処理を施すので、イオンの衝
突エネルギ―を変化させることなくプラズマ密度を任意
に高くして効率的な処理を行なうことができる。
【００２４】またプラズマ生起用電極１２によって印加
電圧、周波数、位相等を任意に変更し、プラズマ密度の
空間的な分布を制御することができ、均一なプラズマに
よって均一な処理を行なうことができる。
電圧、周波数、位相等を任意に変更し、プラズマ密度の
空間的な分布を制御することができ、均一なプラズマに
よって均一な処理を行なうことができる。
【００２５】なお、この実施例では被処理基板１６上に
反応性イオンエッチングを行なうプラズマ処理装置につ
いて説明したが、本発明のプラズマ処理装置はかかる実
施例に限定されるものではなく、たとえばプラズマＣＶ
Ｄその他の表面処理を行なうプラズマ処理装置に適用す
ることができることは勿論である。
反応性イオンエッチングを行なうプラズマ処理装置につ
いて説明したが、本発明のプラズマ処理装置はかかる実
施例に限定されるものではなく、たとえばプラズマＣＶ
Ｄその他の表面処理を行なうプラズマ処理装置に適用す
ることができることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】上述のように本発明のプラズマ処理装置
では、プラズマ密度を高くして効率的な処理を行なうこ
とができる。また、空間的なプラズマ密度の分布を制御
することができ、空間的に均一なプラズマにより均一な
処理を行なうことができる。
では、プラズマ密度を高くして効率的な処理を行なうこ
とができる。また、空間的なプラズマ密度の分布を制御
することができ、空間的に均一なプラズマにより均一な
処理を行なうことができる。
【００２７】
【図１】本発明の一実施例のプラズマ処理装置を示す縦
断面図
断面図
【図２】第１図の配線図
【図３】第１図の他の配線例を示す配線図
【図４】第１図の他の配線例を示す配線図
【図５】従来のプラズマ処理装置を示す縦断面図
１１ 処理容器 １２ プラズマ生起用電極 １４ 電源装置 １６ 被処理基板
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−284571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−153129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−44576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−235916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−147432（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−104468（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−24376（ＪＰ，Ａ) 「電子材料」、1986年３月号、工業調 査会、昭和61年３月１日発行、第110か ら113頁
Claims (1)
- 【請求項１】 処理容器内の載置台の対向面に配置され
た電極に電圧を印加しプラズマを生起させる処理装置に
おいて、 上記対向面に配置された電極のそれぞれにプラズマを生
起させる電圧と、上記電極を少なくとも３個の電極に分
散し、それぞれに異なった位相の電圧を印加する印加手
段を設け、プラズマ中の電子を回転運動させる構成にし
た ことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6257978A JP2657170B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6257978A JP2657170B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | プラズマ処理装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11699786A Division JPS62273731A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176398A JPH07176398A (ja) | 1995-07-14 |
| JP2657170B2 true JP2657170B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=17313855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6257978A Expired - Lifetime JP2657170B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2657170B2 (ja) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6264812B1 (en) * | 1995-11-15 | 2001-07-24 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for generating a plasma |
| US6254746B1 (en) | 1996-05-09 | 2001-07-03 | Applied Materials, Inc. | Recessed coil for generating a plasma |
| US6368469B1 (en) | 1996-05-09 | 2002-04-09 | Applied Materials, Inc. | Coils for generating a plasma and for sputtering |
| US6254737B1 (en) | 1996-10-08 | 2001-07-03 | Applied Materials, Inc. | Active shield for generating a plasma for sputtering |
| US6190513B1 (en) | 1997-05-14 | 2001-02-20 | Applied Materials, Inc. | Darkspace shield for improved RF transmission in inductively coupled plasma sources for sputter deposition |
| US6514390B1 (en) | 1996-10-17 | 2003-02-04 | Applied Materials, Inc. | Method to eliminate coil sputtering in an ICP source |
| US5961793A (en) * | 1996-10-31 | 1999-10-05 | Applied Materials, Inc. | Method of reducing generation of particulate matter in a sputtering chamber |
| US6599399B2 (en) | 1997-03-07 | 2003-07-29 | Applied Materials, Inc. | Sputtering method to generate ionized metal plasma using electron beams and magnetic field |
| US6103070A (en) * | 1997-05-14 | 2000-08-15 | Applied Materials, Inc. | Powered shield source for high density plasma |
| US6210539B1 (en) | 1997-05-14 | 2001-04-03 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for producing a uniform density plasma above a substrate |
| US6077402A (en) * | 1997-05-16 | 2000-06-20 | Applied Materials, Inc. | Central coil design for ionized metal plasma deposition |
| US6652717B1 (en) | 1997-05-16 | 2003-11-25 | Applied Materials, Inc. | Use of variable impedance to control coil sputter distribution |
| US6579426B1 (en) | 1997-05-16 | 2003-06-17 | Applied Materials, Inc. | Use of variable impedance to control coil sputter distribution |
| US6361661B2 (en) | 1997-05-16 | 2002-03-26 | Applies Materials, Inc. | Hybrid coil design for ionized deposition |
| US6235169B1 (en) | 1997-08-07 | 2001-05-22 | Applied Materials, Inc. | Modulated power for ionized metal plasma deposition |
| US6375810B2 (en) | 1997-08-07 | 2002-04-23 | Applied Materials, Inc. | Plasma vapor deposition with coil sputtering |
| US6565717B1 (en) | 1997-09-15 | 2003-05-20 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for sputtering ionized material in a medium to high density plasma |
| US6042700A (en) * | 1997-09-15 | 2000-03-28 | Applied Materials, Inc. | Adjustment of deposition uniformity in an inductively coupled plasma source |
| US6280579B1 (en) | 1997-12-19 | 2001-08-28 | Applied Materials, Inc. | Target misalignment detector |
| US6254738B1 (en) | 1998-03-31 | 2001-07-03 | Applied Materials, Inc. | Use of variable impedance having rotating core to control coil sputter distribution |
| US6146508A (en) * | 1998-04-22 | 2000-11-14 | Applied Materials, Inc. | Sputtering method and apparatus with small diameter RF coil |
| US6660134B1 (en) | 1998-07-10 | 2003-12-09 | Applied Materials, Inc. | Feedthrough overlap coil |
| TW434636B (en) | 1998-07-13 | 2001-05-16 | Applied Komatsu Technology Inc | RF matching network with distributed outputs |
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| US6231725B1 (en) | 1998-08-04 | 2001-05-15 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for sputtering material onto a workpiece with the aid of a plasma |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61284571A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-15 | Tokuda Seisakusho Ltd | 放電電極 |
-
1994
- 1994-10-24 JP JP6257978A patent/JP2657170B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「電子材料」、１９８６年３月号、工業調査会、昭和６１年３月１日発行、第１１０から１１３頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07176398A (ja) | 1995-07-14 |
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