JP4005412B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法におけるスパッタプロセスに適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造方法におけるスパッタプロセスは、Ａｒの陽イオンのような重い荷電粒子をスパッタターゲットに照射し、その衝撃でスパッタターゲットから飛び出してきた粒子を対向する試料上に付着させるものである。
【０００３】
そして、従来のスパッタターゲットの形状は、図５に示すように、外周部の面取り部分が角張ったものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
スパッタプロセスは、前述したように、Ａｒの陽イオン等をスパッタターゲットに照射し、その衝撃でスパッタターゲットから飛び出してきた粒子を対向する試料上に付着させるものであるが、必ずしもスパッタターゲットから飛び出してきた粒子の全てが、試料上に付着するものではなく、中にはスパッタターゲットに戻ってきて再付着して膜を形成する粒子がでてくる。
【０００５】
また、Ａｒの陽イオンを照射することによりスパッタターゲットに熱が発生し、この熱により熱膨張による応力がスパッタターゲットに発生する。
【０００６】
この応力は、特に、スパッタターゲットの面取り部分の角張ったところでは、集中するため、前述の粒子による膜が角張ったところに形成されると、膜が剥離して、めくり上がり、異常放電を誘発する。
【０００７】
この異常放電のため、スパッタリングされるものとは異なる大きさの粒子（以下、異物と記す）が発生するという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、半導体装置の製造におけるスパッタプロセス中に発生する異常放電を防止し、異物の発生を低減することが可能な技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１１】
本発明は、第１主面及び第２主面を有するスパッタ材と、前記スパッタ材の第１主面と接合するバッキングプレートとからなるスパッタターゲットを準備し、前記第２主面に対向させて半導体ウエーハを設置し、前記半導体ウエーハの主面にスパッタターゲットの粒子を付着させる工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記スパッタ材はその外周部における前記第１主面が露出しないように前記バッキングプレートに接合して成り、前記第１主面と第２主面との間の外周部側面において、スパッタターゲットへの再付着粒子が応力により剥離しないような傾斜の面加工が施されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明は、第１主面及び第２主面を有するスパッタ材と、前記スパッタ材の第１主面と接合するバッキングプレートとからなるスパッタターゲットを準備する工程と、スパッタ装置内において、前記スパッタターゲットの前記第２主面に対向させて半導体ウエーハを設置し、前記半導体ウエーハ上に薄膜を形成させる工程とを含む半導体装置の製造方法であって、前記スパッタ材はその外周部における前記第１主面が露出しないように前記バッキングプレートに接合して成り、前記第１主面と第２主面との間の外周部側面において、スパッタターゲットへの再付着粒子が応力により剥離しないような傾斜の面加工が施されて成り、
前記薄膜を形成させる工程で、前記スパッタターゲットに直流電界又は高周波電界を印加してスパッタリングを行うことを特徴とするものである。
【００１３】
（作用）
上述した手段によれば、スパッタプロセスで使用するスパッタターゲットの外周部の面取り部分を滑らかな曲線に加工し、その加工されたスパッタターゲットに直流電界または高周波電界を印加し、スパッタリングを行うので、電界印加により飛び出た粒子がスパッタターゲットの外周部の面取り部分に再付着し、膜を形成しても、スパッタターゲットの外周部の面取り部分を滑らかな曲線に加工してあるため、スパッタターゲットの熱膨張により発生する応力の集中を防ぐことができる。
【００１４】
したがって、スパッタプロセス中に発生する膜剥離の防止と異物発生を低減することが可能となる。
【００１５】
以下、本発明の構成について、実施の形態とともに説明する。
【００１６】
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施例）
図１は、本発明の参考例であるスパッタターゲットの外周部の形状の特徴を示すための外周部拡大図である。図１における１はスパッタターゲット、２はバッキングプレートである。そして、スパッタターゲット１の材料は、例えば、ＴｉＷを用い、その各寸法は、次の通りである。図１に示すＤ１は外周から９ｍｍ以上にならないような値にするのが好ましく、ここでは８ｍｍとする。Ｄ２は６．３５±０．１ｍｍであり、Ｄ３は３２４±０．２ｍｍである。Ｒ１は角張ったところがなく滑らかにつなげるような半径の曲面加工であり、Ｒ２は半径２．０ｍｍの曲面加工である。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態を図２に示す。図２は、本発明の実施の形態であるスパッタターゲットの外周部形状の特徴を示すための外周部拡大図である。図２におけるスパッタターゲットは、図から明らかなようにスパッタ材の外周部における第１主面（下面）が露出しないようにバッキングプレートに接合して成り、その第１主面と第２主面（第１主面とは反対側の上面）との間の外周部側面において、スパッタターゲットヘの再付着粒子が応力により剥離しないような傾斜の面加工、すなわち第１主面か第２主面にかけて扇状に面加工され、第２主面近傍においてなだらかな曲面となるような面加工したものであり、その各寸法は、前述の例と同様に、Ｄ１は８ｍｍであり、Ｄ２は６．３５±０．１ｍｍであり、Ｄ３は３２４±０．２ｍｍである。本実施の形態によれば、図から明らかなように第１主面（下面）が露出しないようにバッキングプレートに接合しているため、第２主面（上面）側に接する外周部側をなだらかにし、スパッタターゲットヘの再付着粒子が応力により剥離しないようにしているものである。
【００１９】
そして、各実施の形態のスパッタターゲットの形状に曲面加工する加工方法の例を図３に示す。図３における１はスパッタターゲットを示し、３は砥石を示す。図３に示す加工方法は、砥石３を回転させて、スパッタターゲットを上下運動させ、外周部を滑らかにするものである。
【００２０】
なお、スパッタターゲットの形状に加工する加工方法は、これに限定されるものではなく、スパッタターゲット材を鋳型にはめ込み外周部が滑らかなスパッタターゲットを得るものでもよい。
【００２１】
次に、本発明のスパッタターゲットを用いて半導体ウエーハに導電膜を形成する方法について簡単に説明する。
【００２２】
まず、導電膜を形成するスパッタターゲット材としてＴｉＷを使用し、それを図３に示す砥石３で図１に示す本実施の形態のスパッタターゲットの形状に外周部の面取り部分を曲面加工する。
【００２３】
そして、その曲面加工されたスパッタターゲットを陰極上に、スパッタ対象の半導体ウエーハを陽極に互いに対向させて設置し、陰極と陽極間にＡｒの陽イオンを注入し、陰極に直流電圧を印加する。
【００２４】
これにより、一対の電極間でプラズマを発生させ、陰極上に設置したスパッタターゲットをプラズマ中のイオンではじき、対向する陽極に設置した半導体ウエーハに導電膜を形成する。
【００２５】
次に、図１に示す本実施の形態のスパッタターゲットと従来のスパッタターゲットをそれぞれ実装してスパッタリングを行ったときの異物数を比較してみる。
【００２６】
図４は、本実施の形態と従来のスパッタターゲットをそれぞれスパッタ装置に実装してスパッタリングを行ったときの消費電力当たりの異物数を示した図である。この試験において、スパッタ装置は、公知のものを使用し、スパッタターゲット材は、ＴｉＷを使用した。図４において、横軸は累積の消費電力（ＫＷＨ）を示したものであり、縦軸は、異物の個数を示したものである。また、図４における破線は、従来のスパッタターゲットを示し、実線は、本実施の形態のスパッタターゲットをそれぞれ示している。
【００２７】
この図４において、破線で示した従来のスパッタターゲットは、突発的な異物数の増加が見られ、異常放電が発生した形跡が見られる。
【００２８】
これに対し、本実施の形態のスパッタターゲットは、異物数が全般に少なく、安定しており、累積消費電力が２００ＫＷＨを越えるまで、突発的な異物数の増加が見られない。
【００２９】
すなわち、図４により、本実施の形態のスパッタターゲットは、スパッタプロセス中に異常放電を防止し、異物数を低減できることがわかる。
【００３０】
このように、スパッタターゲットの外周部の面取り部分の角張ったところをなくし、滑らかにすることにより、スパッタターゲットに発生する熱により熱膨張による応力が発生しても角張ったところがないため、応力が集中するところがなくなる。
【００３１】
したがって、半導体装置の製造におけるスパッタプロセス中にスパッタターゲットから飛び出してきた粒子が再びスパッタターゲットに付着して膜を形成しても、応力が集中するところがないため、その膜が剥離してめくり上がることがなくなり、異常放電を防止でき、異物発生を低減できる。
【００３２】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００３４】
スパッタターゲットの外周部の面取り部分の角張ったところをなくし、滑らかにすることにより、スパッタターゲットに発生する熱により熱膨張による応力が発生しても角張ったところがないため、応力が集中するところがなくなるので、半導体装置の製造におけるスパッタプロセス中にスパッタターゲットから飛び出してきた粒子が再びスパッタターゲットに付着して膜を形成しても、応力が集中するところがないため、その膜が剥離してめくり上がることがなくなり、異常放電を防止でき、異物発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例であるスパッタターゲットの外周部の形状を説明するための外周部拡大図である。
【図２】本発明の実施例であるスパッタターゲットの外周部の形状を説明するための外周部拡大図である。
【図３】スパッタターゲットの外周部の形状を曲面加工する加工方法の例を示した図である。
【図４】本実施例と従来のスパッタターゲットをそれぞれスパッタ装置に実装してスパッタリングを行ったときの消費電力当たりの異物数を示した図である。
【図５】従来のスパッタターゲットの外周部の形状を説明するための外周部拡大図である。
【符号の説明】
１…スパッタターゲット、２…バッキングプレート、３…砥石。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法におけるスパッタプロセスに適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造方法におけるスパッタプロセスは、Ａｒの陽イオンのような重い荷電粒子をスパッタターゲットに照射し、その衝撃でスパッタターゲットから飛び出してきた粒子を対向する試料上に付着させるものである。
【０００３】
そして、従来のスパッタターゲットの形状は、図５に示すように、外周部の面取り部分が角張ったものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
スパッタプロセスは、前述したように、Ａｒの陽イオン等をスパッタターゲットに照射し、その衝撃でスパッタターゲットから飛び出してきた粒子を対向する試料上に付着させるものであるが、必ずしもスパッタターゲットから飛び出してきた粒子の全てが、試料上に付着するものではなく、中にはスパッタターゲットに戻ってきて再付着して膜を形成する粒子がでてくる。
【０００５】
また、Ａｒの陽イオンを照射することによりスパッタターゲットに熱が発生し、この熱により熱膨張による応力がスパッタターゲットに発生する。
【０００６】
この応力は、特に、スパッタターゲットの面取り部分の角張ったところでは、集中するため、前述の粒子による膜が角張ったところに形成されると、膜が剥離して、めくり上がり、異常放電を誘発する。
【０００７】
この異常放電のため、スパッタリングされるものとは異なる大きさの粒子（以下、異物と記す）が発生するという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、半導体装置の製造におけるスパッタプロセス中に発生する異常放電を防止し、異物の発生を低減することが可能な技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１１】
本発明は、第１主面及び第２主面を有するスパッタ材と、前記スパッタ材の第１主面と接合するバッキングプレートとからなるスパッタターゲットを準備し、前記第２主面に対向させて半導体ウエーハを設置し、前記半導体ウエーハの主面にスパッタターゲットの粒子を付着させる工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記スパッタ材はその外周部における前記第１主面が露出しないように前記バッキングプレートに接合して成り、前記第１主面と第２主面との間の外周部側面において、スパッタターゲットへの再付着粒子が応力により剥離しないような傾斜の面加工が施されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明は、第１主面及び第２主面を有するスパッタ材と、前記スパッタ材の第１主面と接合するバッキングプレートとからなるスパッタターゲットを準備する工程と、スパッタ装置内において、前記スパッタターゲットの前記第２主面に対向させて半導体ウエーハを設置し、前記半導体ウエーハ上に薄膜を形成させる工程とを含む半導体装置の製造方法であって、前記スパッタ材はその外周部における前記第１主面が露出しないように前記バッキングプレートに接合して成り、前記第１主面と第２主面との間の外周部側面において、スパッタターゲットへの再付着粒子が応力により剥離しないような傾斜の面加工が施されて成り、
前記薄膜を形成させる工程で、前記スパッタターゲットに直流電界又は高周波電界を印加してスパッタリングを行うことを特徴とするものである。
【００１３】
（作用）
上述した手段によれば、スパッタプロセスで使用するスパッタターゲットの外周部の面取り部分を滑らかな曲線に加工し、その加工されたスパッタターゲットに直流電界または高周波電界を印加し、スパッタリングを行うので、電界印加により飛び出た粒子がスパッタターゲットの外周部の面取り部分に再付着し、膜を形成しても、スパッタターゲットの外周部の面取り部分を滑らかな曲線に加工してあるため、スパッタターゲットの熱膨張により発生する応力の集中を防ぐことができる。
【００１４】
したがって、スパッタプロセス中に発生する膜剥離の防止と異物発生を低減することが可能となる。
【００１５】
以下、本発明の構成について、実施の形態とともに説明する。
【００１６】
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施例）
図１は、本発明の参考例であるスパッタターゲットの外周部の形状の特徴を示すための外周部拡大図である。図１における１はスパッタターゲット、２はバッキングプレートである。そして、スパッタターゲット１の材料は、例えば、ＴｉＷを用い、その各寸法は、次の通りである。図１に示すＤ１は外周から９ｍｍ以上にならないような値にするのが好ましく、ここでは８ｍｍとする。Ｄ２は６．３５±０．１ｍｍであり、Ｄ３は３２４±０．２ｍｍである。Ｒ１は角張ったところがなく滑らかにつなげるような半径の曲面加工であり、Ｒ２は半径２．０ｍｍの曲面加工である。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態を図２に示す。図２は、本発明の実施の形態であるスパッタターゲットの外周部形状の特徴を示すための外周部拡大図である。図２におけるスパッタターゲットは、図から明らかなようにスパッタ材の外周部における第１主面（下面）が露出しないようにバッキングプレートに接合して成り、その第１主面と第２主面（第１主面とは反対側の上面）との間の外周部側面において、スパッタターゲットヘの再付着粒子が応力により剥離しないような傾斜の面加工、すなわち第１主面か第２主面にかけて扇状に面加工され、第２主面近傍においてなだらかな曲面となるような面加工したものであり、その各寸法は、前述の例と同様に、Ｄ１は８ｍｍであり、Ｄ２は６．３５±０．１ｍｍであり、Ｄ３は３２４±０．２ｍｍである。本実施の形態によれば、図から明らかなように第１主面（下面）が露出しないようにバッキングプレートに接合しているため、第２主面（上面）側に接する外周部側をなだらかにし、スパッタターゲットヘの再付着粒子が応力により剥離しないようにしているものである。
【００１９】
そして、各実施の形態のスパッタターゲットの形状に曲面加工する加工方法の例を図３に示す。図３における１はスパッタターゲットを示し、３は砥石を示す。図３に示す加工方法は、砥石３を回転させて、スパッタターゲットを上下運動させ、外周部を滑らかにするものである。
【００２０】
なお、スパッタターゲットの形状に加工する加工方法は、これに限定されるものではなく、スパッタターゲット材を鋳型にはめ込み外周部が滑らかなスパッタターゲットを得るものでもよい。
【００２１】
次に、本発明のスパッタターゲットを用いて半導体ウエーハに導電膜を形成する方法について簡単に説明する。
【００２２】
まず、導電膜を形成するスパッタターゲット材としてＴｉＷを使用し、それを図３に示す砥石３で図１に示す本実施の形態のスパッタターゲットの形状に外周部の面取り部分を曲面加工する。
【００２３】
そして、その曲面加工されたスパッタターゲットを陰極上に、スパッタ対象の半導体ウエーハを陽極に互いに対向させて設置し、陰極と陽極間にＡｒの陽イオンを注入し、陰極に直流電圧を印加する。
【００２４】
これにより、一対の電極間でプラズマを発生させ、陰極上に設置したスパッタターゲットをプラズマ中のイオンではじき、対向する陽極に設置した半導体ウエーハに導電膜を形成する。
【００２５】
次に、図１に示す本実施の形態のスパッタターゲットと従来のスパッタターゲットをそれぞれ実装してスパッタリングを行ったときの異物数を比較してみる。
【００２６】
図４は、本実施の形態と従来のスパッタターゲットをそれぞれスパッタ装置に実装してスパッタリングを行ったときの消費電力当たりの異物数を示した図である。この試験において、スパッタ装置は、公知のものを使用し、スパッタターゲット材は、ＴｉＷを使用した。図４において、横軸は累積の消費電力（ＫＷＨ）を示したものであり、縦軸は、異物の個数を示したものである。また、図４における破線は、従来のスパッタターゲットを示し、実線は、本実施の形態のスパッタターゲットをそれぞれ示している。
【００２７】
この図４において、破線で示した従来のスパッタターゲットは、突発的な異物数の増加が見られ、異常放電が発生した形跡が見られる。
【００２８】
これに対し、本実施の形態のスパッタターゲットは、異物数が全般に少なく、安定しており、累積消費電力が２００ＫＷＨを越えるまで、突発的な異物数の増加が見られない。
【００２９】
すなわち、図４により、本実施の形態のスパッタターゲットは、スパッタプロセス中に異常放電を防止し、異物数を低減できることがわかる。
【００３０】
このように、スパッタターゲットの外周部の面取り部分の角張ったところをなくし、滑らかにすることにより、スパッタターゲットに発生する熱により熱膨張による応力が発生しても角張ったところがないため、応力が集中するところがなくなる。
【００３１】
したがって、半導体装置の製造におけるスパッタプロセス中にスパッタターゲットから飛び出してきた粒子が再びスパッタターゲットに付着して膜を形成しても、応力が集中するところがないため、その膜が剥離してめくり上がることがなくなり、異常放電を防止でき、異物発生を低減できる。
【００３２】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００３４】
スパッタターゲットの外周部の面取り部分の角張ったところをなくし、滑らかにすることにより、スパッタターゲットに発生する熱により熱膨張による応力が発生しても角張ったところがないため、応力が集中するところがなくなるので、半導体装置の製造におけるスパッタプロセス中にスパッタターゲットから飛び出してきた粒子が再びスパッタターゲットに付着して膜を形成しても、応力が集中するところがないため、その膜が剥離してめくり上がることがなくなり、異常放電を防止でき、異物発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例であるスパッタターゲットの外周部の形状を説明するための外周部拡大図である。
【図２】本発明の実施例であるスパッタターゲットの外周部の形状を説明するための外周部拡大図である。
【図３】スパッタターゲットの外周部の形状を曲面加工する加工方法の例を示した図である。
【図４】本実施例と従来のスパッタターゲットをそれぞれスパッタ装置に実装してスパッタリングを行ったときの消費電力当たりの異物数を示した図である。
【図５】従来のスパッタターゲットの外周部の形状を説明するための外周部拡大図である。
【符号の説明】
１…スパッタターゲット、２…バッキングプレート、３…砥石。
Claims (3)
- 第１主面及び第２主面を有するスパッタ材と、前記スパッタ材の第１主面と接合するバッキングプレートとからなるスパッタターゲットを準備し、前記第２主面に対向させて半導体ウエーハを設置し、前記半導体ウエーハの主面にスパッタターゲットの粒子を付着させる工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記スパッタ材はその外周部における前記第１主面が露出しないように前記バッキングプレートに接合して成り、前記第１主面と第２主面との間の外周部側面においては、前記第１主面から第２主面にかけて扇状に面加工され、前記第２主面近傍においてなだらかな曲面となるような面加工が施されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 第１主面及び第２主面を有するスパッタ材と、前記スパッタ材の第１主面と接合するバッキングプレートとからなるスパッタターゲットを準備する工程と、スパッタ装置内において、前記スパッタターゲットの前記第２主面に対向させて半導体ウエーハを設置し、前記半導体ウエーハ上に薄膜を形成させる工程とを含む半導体装置の製造方法であって
前記スパッタ材はその外周部における前記第１主面が露出しないように前記バッキングプレートに接合して成り、前記第１主面と第２主面との間の外周部側面においては、前記第１主面から第２主面にかけて扇状に面加工され、前記第２主面近傍においてなだらかな曲面となるような面加工が施されて成り、前記薄膜を形成させる工程で、前記スパッタターゲットに直流電界又は高周波電界を印加してスパッタリングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記バッキングプレートは、前記スパッタ材の第１主面から離間する肉薄部を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002144838A JP4005412B2 (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002144838A JP4005412B2 (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 半導体装置の製造方法 |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002144838A Expired - Lifetime JP4005412B2 (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 半導体装置の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4005412B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007070715A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Idemitsu Kosan Co Ltd | スパッタリングターゲット |
-
2002
- 2002-05-20 JP JP2002144838A patent/JP4005412B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003027228A (ja) | 2003-01-29 |
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