JPH01154049A - ポジ型のフォトレジスト組成物、ポジ型の感光性記録材料及びフォトレジストパターンの製造法 - Google Patents
ポジ型のフォトレジスト組成物、ポジ型の感光性記録材料及びフォトレジストパターンの製造法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
可溶か又は膨潤する結合剤及び染料からなるポジで作業
する感光組成物に関する。
、例えば感光化合物として0−キノンジアジドを含有す
る感光組成物は、長い間高解像の図形を製造するために
セミコンダクター装置の製造で使用された。機能的装置
の進歩する小型化のために、これらの感光組成物の光学
的解像に関してますます大きい必要条件が要求される。
合に、困難を予期することができる。これらの重要な帯
域では、解像はなかんずくじゃまになる光学結果、例え
ば干渉現像及び基体面からの分散光の所望しない反射に
よって影響される。この種の結果は、感光組成物の非漂
白性吸収を増大させて1部分避けることができる。この
ためには、例えば光を化学線帯域で吸収する化合物を、
フォートレジスト組成物に添加する。
知であった。ヨーロッパ公開特許第0026088号に
記載のように1例えば得られた画像原図は、ネガで作用
する7オートレジストに染料を添加して改良することが
できる。
しあたF) A、 R,Neureuther及びF。
delingand DeviceFabricati
on ApplJcations ” : ” Pr
oceedingsof Symposium o
n 0ptical and Acoustical
Micro−Electronics ’ 、 ニュー
ヨークのPo 1y−technic In5titu
te 、 4月16日〜18日、1974年、822
3〜249頁)によって記載された。この刊行物によれ
ば、先つ染料の添加によって、光学解像の干渉の不利な
影響が低下する。
1. ■、 Bob及びV、 MillerによるS
ubmicron OpticalLithograp
hy : l−11ne Lens and Phot
oresistTechnology”(8P工E P
roceedings 、第470巻、第22〜26頁
(1984年)〕によれば、光学解像は、光を露光波長
帯域λ=436nmで吸収する吸収性染料を添加して著
しく改良されるが、同時に画像原図を生ぜしめるのに必
要な露光時間は、この吸収性化合物を含有しない糸と比
較して著しく延長することができる。
形の製造は光を吸収する非漂白性吸収剤を使用して改良
されることも記載されている。
トレジストと比較して、約50〜150係延長すること
ができることが指摘される。特に好ましい染料はクマリ
ン誘導体である。
gh −Resolution 0ptical Li
thography Using DyedSingl
e−Layer Re5ist“(Proceedin
gs KodakMicroeletronics 8
em1nar 1984年、第19〜22頁)にも記載
されておシ、フォートレジストの写真平版の性質の著し
い改良が確かめられる。
tまm1zatioZll of R581st
0ptical Densityfor Hlgh
Re5olution Ljthography o
n Ref’1e−ctive 5urfaces ’
(5PIE Proceedings、第及びM、
P、 C,Watts 、 D、 DeBruin+=
sa4xw、 H。
n of ReflectiveNotching
Usjng Dyed Re5ists ” (Pr
ocee−dings of 5eventh
International TechnjcalC
onference on Photopolyme
rs I Ellenvil:Lee二ニー・ヨー
ク、1985年10月、第285〜296頁)によって
詳細に記載されている。
レジスト組成物の溶解度は、化学線帯域で光を吸収する
化合物の添加によって減少し結果としてこれらの7オー
トレジストの感光性は著しく低下する。
trol overRef’1ective 5urf
aces Using Heavily DyedRe
sists”(Journal of the Ele
ctrochemicalSociety l第133
頁、/I61、第192〜196頁(1986年)〕、
T、 R,Pampalone及びに、 A、 Kuy
anには、フォートレジスト中の高濃度の吸収性化合物
の影響が記載されている。これらの研究によれば、特に
十分な結果は化学線帯域で極めて大きい吸収を有するフ
ォートレジストで得られる。この場合にも、添加した吸
収性化合物によって、明らかに感光性が、即ち5又はこ
れ以上の7アクターまで減少することが判明した。
線帯域で吸収する化合物を含有する7オ一トレジスト調
合物の製造が記載されている。
の大きい吸収ですぐれている。添加化合物の濃度によっ
て、このフォートレジストのあるものは感光性が著しく
減少することが欠点である。
5.86−165777/26.86−174465/
27及び86−174466/27には、非漂白性であ
って昇華しない吸収性化合物を含有する7オートレジス
トが記載されている。しかしなから丁べての場合に、レ
ジストの露光部分は現像剤溶液で著しく減少した溶解度
を有する。
する成分、殊に2.3.4−)!Jヒドロキシベンゾフ
ェノンを含有する7オートレジストは、米国特許第46
26492号明細書に記載されている。2.3.4−ト
リヒドロキシベンゾフェノンは、12.8〜13.I
JiLf%の量で添加するが、これによって7オートレ
ジストの熱安定性の著しい劣化が生じる。更にレジスト
の処理ラチチュードの低下が認められる。
キング温度に著しく左右されるからである。
ドロキシベンゾフェノン、即ち2゜3.4−トリヒドロ
キシベンゾフェノン又は2.4−ジヒドロキシベンゾフ
ェノンを、o−キノンシアシト及びアルカリ性水溶液に
可溶の結合剤金言封する感光組成物に礪加する。その中
レート化特性によって、ベンゾフェノン誘導体は平版印
刷板の製造に使用する陽極酸化アルミニウム面に対して
十分な付着性を示す。この明細書には紫外線の吸収に関
しては何も記載されていない。その上か−る記載は要求
されていない。それというのも単色の光源は露光に使用
しないからである。更に前記タイプの化合物は、この不
発によって所望される範囲内では光を吸収しない。
有するか又はもたらす非漂白性染料を含有するポジで作
業する感光組成物を得ることであるニ ー感光組成物の溶剤又は溶剤混合物中の十分な溶解性。
温度で生じない。
化学線放射の一定の吸収が高温度で嘔えも保証され、他
方では処理装置の汚染ができるだけ小さく保たれる。
、化学線放射帯域中での大きい吸収。
溶液に可溶か又は膨潤する結合剤及び染料からなるポジ
で作業する感光組成物を得ることによって達成され、こ
の場合染料は光をλ=365±15nmで吸収し、式(
I):〔式中R1〜R4は同一か又は異なシ、水素、ア
ルキル、ヒドロキシアルキル又はアルコキシアルキルを
表わし、R5及びR6は同一か又は異なシ、水素、アル
キル、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル又はハ
ロゲノを表わす〕に相応する非掠白性化合物である。
度合までの大きい吸収の要求を満たすことによってすぐ
れている。
に予期されない特性は、次の点であるニ ー請求されないが、化学線帯域で光を吸収する他の染料
を含有する感光組成物と比較して、本発明による組成物
の高感光性。
物と比較して、本発明の感光組成物の感光性が減少しな
いか又はわずかに減少するのに過ぎない。
R4は水素、(C0〜C6)アルキル、ヒドロキシ(0
1〜C3)アルキル又は(C工〜C3)アルコキシ−(
01〜C4)アルキルであシ、R5及びR6は水素、(
01〜C3)アルキル、ヒドロキシ(01〜C3)アル
キル、(Cエペ3)アルコキシ(C1〜C4)アルキル
又は塩基である式IK相応する染料である。
又は(C1〜Crs )アルキルを表わし、R3及びR
4は同一か又は異なシ、水素、(01〜C3)アルキル
又はヒドロキシ(C1〜C3)アルキルを表わし R5
及びR6はそれぞれ置換分R1及びR4又はR2及びR
3に対してメタ位に存在し、水素、(C工〜C3)アル
キル、ヒドロキシ(C1〜C3)アルキル又は(C1〜
Crs)アルコキシ(01又はC2)アルキルを表わす
式(1)の染料である。
3及びR4は同一であり、水素又は(01〜C3)アル
キルを表わし、R3及びR6は水素又は(C1〜C3)
アルキルを表わし、それぞれ置換分R1及びR4又はR
2及びR3に対してメタ位に存在する式(1)の染料で
ある。
波長とできるだけ正確に一致する吸収力を有する染料を
使用し、これによシ特に波長λ=665士nm、なかん
ずくλ=665±10nmで吸収最大値を有する染料が
選はれる。
て減少して最小値になる。
て0、C5〜511t%、好ましくは0.2〜0.81
菫%である。
露光波長での染料の吸光のモル係数による。使用した吸
収性染料の菫が余シにも小さい場合には、反射作用はわ
ずかに減少するのに過ぎず、写真平版の性質は全く改良
されないか又は若干改良されるのに過ぎない。他方では
、余りにも大きい濃度の吸収性化合物によって画像の劣
化が生じる。それというのも露光源に比較的接近してい
るレゾスト層帯域は余りにも強く露光されるが、基材の
付近の層帯域はまだ露光が不十分だからである。
、例えば” Journa’l of Organic
Chemistry″第26巻、第1679頁以下に記
載の方法によって製造することができる。
は感光化合物又は化合物の放射に敏感か又は感光性の組
合せ物を含有する。使用することのできる化合物はポジ
で作業する化合物、即ち露光すると溶解する化合物であ
る。これらは1方では0−キノンジアジドであシ、他方
では光分解酸供与体と酸分解化合物、例えばオルトカル
ボン酸又はアセタール化合物との組合せ物である。
3号明細書、同第1543721号明細畳、ドイツ公開
特許第2331377号、同第2547905号及び同
第2828037号から公知である。好ましく使用され
る0−キノンジアジドは、1,2−テストキノン−2−
ジアジド−4−又は−5−スルホン酸エステル又はアミ
ドである。これらのうちエステル、殊にスルホ/酸エス
テルか脣に好ましい。通常本発明の感光組成物中に含有
される0−キノンジアジドの菫は、組成物の非揮発性成
分に対して3〜50kk%、好ましくは7〜35mm%
である。
オルトカルボン酸エステル及び/又はカル?キシアミド
アセタール基少くとも1個を有する化合物。化合物はポ
リマー特性を有し、前記基は主要連鎖中で結合部分とし
てか又は側部として存在することができる。
ケタール基を有するオリがマー又はポリマー化合物。
ポネート構造少くとも1個を有する化合物。
ル又はケタール。
1)で変動する)t−有するモノアセタール又はモノケ
タール、アルデヒド又はケトン成分。
エステル及びカーボネート。
解化合物は、ドイツ公開特許第2928636号(−ヨ
ーロッパ公開特許第002257号)、同第26108
42号及び米国特許第4101323号に記載されてい
る。(1))の化合物を含有する組成物は、ドイツ%許
第2306248号明細書(米国特許第3779778
号明細書)及び同第2718254号明細書に記&され
ている。(C)の化合物は、ヨーロッパ公開特許第00
06626号及び同第0006627号に記載されてい
る。(d)の化合物は、ヨーロッパ公開特許第0202
196号に記載されている。(e)に相応する化合物は
、ドイツ公開特許第3544165号及び同第3601
264号に記載されている。(f)の化合物は、ドイツ
特許願/l6P3;730783.5に記載されている
。
85.1及び/l6F3730787.8に記載されて
いる。(h)の化合物は、例えば米国特許第46031
01号明細書に記載されている。(1)の化合物は、例
えば米国特許第4491628号明細書及びJ、 M、
Fr6chetその他: J、 ImagingSc
i、 !860巻、第59〜64頁(1986年)に記
載されている。
C基を有する。
酸誘導体が記載されてお9、このうち特に脂肪族ジオー
ルのビス−1,6−シオキシー2−イルエーテルが使用
される。ドイツ特許第2718254号に記載のポリア
セタールのうち、脂肪族アルデヒド及びジオールを含有
するものが好ましい。
号に記載されている。この刊行物には、酸分解性化合物
として主要連鎖にくり返しオルトエステル基を百するポ
リマーオルトエステルが記載されている。これらの基は
、5〜6員環を有する1、3−ジオキサ−シクロアルカ
ンの2−アルキルエーテルを有する。特に好ましいのは
、<シ返し1,6−ジオキサ−シクロヘキシー2−イル
アルキルエーテル単位を有するポリマーであ夛、この場
合アルキルエーテル基はエーテルの酸素原子で中断され
ていてもよく、好ましくは隣接環の5位に結合している
。
供与体は、有機ハロゲン化合物を有する。ハロダン化合
物は、特に次の文献に記載されているトリアジン誘導体
を含む:米国特許第3515552号明細書、同第35
36489号明a曹及び同第3779778号明細書及
びドイツ特許比2718259号明細書、同第3327
024号明a*z同第3333450号明細曹、同第2
306248号明細書、同第2243621号明細書及
び同第1298414号明細書。しかしながら、これら
のトリアジン誘導体は他の光開始剤、例えばオキサゾー
ル、オキサシア・戸−ル又はチアゾールと組合せるか又
はそれぞれ他のものと混合して使用することもできる。
ール、オキサジアゾール、チアゾール又は2−ピロンは
公知である(ドイツ公開特許第3021599号、同第
3021590号、同第2851472号、同第294
9396号、及びヨーロッパ公開特許Tha13534
8号及び同第0135863号)。
香族環に結合している芳香族化合物を包含する。このタ
イプの化合物は、例えばドイツ公開特許第261084
2号から公知であるO 本発明による感光組成物中に含まれた酸分解化合物の量
は、一般に組成物の非揮発性成分に対して8〜65重1
%、好ましくは14〜44重i!l′%の範囲内である
。酸形成化合物の童は、組成物の非揮発性成分に対して
0.1〜10重量係重量筒しくは0.2〜Fzkt%で
ある。
を含有する。好ましいポリマーは水に不溶で、アルカリ
性水溶液に可溶であるか又は少なくとも膨潤する。
る結合剤は、天然樹脂、例えばシェラツク及びコロホニ
ー及び合成樹脂、例えばスチレンと無水マレイン酸との
コーポリマー又はアクリル酸又はメタクリル酸、特にア
クリル酸又はメタクリル酸エステルとのコーポリマー及
び殊にノボラック樹脂である。
縮合成分として置換されているフェノールとの比較的大
きい縮合の樹脂である。これらの例は、フェノール/ホ
ルムアルデヒ)”4]1脂、クレーゾール/ホルムアル
デヒド樹脂、その共縮合物及び混合物、及びホルムアル
デヒドとのフェノール及びクレゾール縮合物である。
&!j(4−ビニルフェノール)の系のフェノール樹脂
を好ましく使用することもできる。
の使用によって変動することができる。好ましくは組成
物に含まれた全固体に対して30〜90重量係、特に好
ましくは55〜8531t%の童である。
ポリ(メト)アクリレート、ポリビニルエーテル、ポリ
ビニルピロリドン及びスチレンポリマーであシ、これら
はそれ自体コーポリマーで変性してもよい。特に次のも
のが挙げらレル:アルケニルスルホニルーアミノカルポ
ニルオキシ又ハシクロアルケニルスルホニル−アミノカ
ルボニルオキシ単位を有するスチレンのポリマー(ヨー
ロッパ公開特許力0184804号)、側部の架橋性−
〇H20R基を有するアクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、イタコン酸等のポリマー(ヨーロッパ公開特許
第018404.l)、アルケニルフェノール単位を有
スルヒニルモノマーのポリマー(ヨーロッパ公開特許第
0153682号)、ノボラックの置換分としてポリビ
ニルフェノール(ドイツ特許第2322230号明細書
)、側部の7エノール性ヒドロキシ基を有するポリマー
結合剤(ヨーロッパ特許第0212439号及び同第0
212440号)、スチレン/無水マレイン酸コー〆リ
マー(ドイツ公開特許第3130987号)、不飽和の
(チオ)ホスフィン酸イン(チオ)シアネートと活性水
素を有するポリマーとから形成したポリマー(ドイツ特
許ItflP3615612.4及びP3615613
.2)、酢酸ビニル、ビニルアルコール及びビニルアセ
タール単位をMするポリマー(ヨーロッパ公開特許第0
216083号)及びヒドロキシアルデヒド単位を有す
るポリビニルアセタール(ドイツ特許願P364416
2.7)。
脂の最も好ましい蓋は、使用に関連した必要条件及び現
像条件に対する樹脂の影響によシ、一般にアルカリに可
溶の樹脂の20!:it%よ)も大きくはない。
可塑剤、湿潤剤及び均展剤、更に特定の性質、例えば可
撓性、付着性及び光沢を改良するためにポリグリコール
、セルロース誘導体、例えはエチルセルロースと混合し
てもよい。
溶剤にB解する:エチレングリコール、グリコールエー
テル、例えばグリコールモノメチルエーテル、グリコー
ルジメチルエーテル、グリコールモノメチルエーテル又
はプロピレングリコールモノアルキルエーテル、特にプ
ロピレングリコールメチルエーテル、脂肪族エステル、
例えば酢酸エチル、酢酸ヒドロキシエチル、酢酸アルコ
キシエチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコー
ルモノアルキルエーテル、%に酢酸−rロピレングリコ
ールメチル二一テル又は酢酸アミル、エーテル、例えば
ジオキサン、ケトン、例えばメチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、シクロペンタノン及ヒシクロヘキ
サノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド
、ヘキサメチル燐酸アミド、N−メチルピロリドン、ブ
チロラクトン、テトラヒドロ7ラン及びこれらの混合物
。グリコールエーテル、脂肪族エステル、及びケトンが
特に好ましい。
使用によって、通常本発明による組成物の全固体含量は
、約10〜50][量係、好ましくは約15〜65重置
部で変動する。
して通常フォートレジストに使用する任意のタイプの基
材及びこの基材に使用する感光組成物からなる。
クター、多層プリント回路、集積回路の製造に適当なす
べての材料である。特に適当な表面は場合によシドープ
塗布し、通常セミコンダクターの技術に使用する任意の
他の基材、例えばシリコンナイトライ−ド、ガリウムア
ルセナイド及びインジウムホスファイトを包含するシリ
コン材料からなる表面である。他の適当な基材は、液晶
デイスプレーの製造から公知のもの、例えばガラス及び
インジウム/酸化懇、丈に例えばアルミニウム、銅又は
亜鉛からなる金属プレート及びフォイル、バイメタル及
びトリメタルの7オイル、更に真空金属処理の電気非伝
導シート、場合によシアルミニウム被覆5i02材料及
び紙である。これらの基材には所望の性質、例えば親水
性の改良を得るために、熱予処理を施こし、その表面の
粗面化、エツチング又は化学薬品で処理してもよい。
に溶解したか又はレジストと基材との間に使用した付層
促進剤を含有して、レジストの付着を改良することがで
きる。アミノシラン系、例えば6−アミノデロピルート
リエトキジシラン又はヘキサメチルージシラデンの付着
促進剤を、シリコン又は二酸化シリコン基材の場合に適
当に使用する。
布、フロー塗布、回転塗布、スプレー、ローラ塗布又は
スロットダイを用いて使用することができる。
線源は金属ハロダン化物燈、カーボンアーク燈、キセノ
ン燈及び水銀蒸気溶であシ、これらは紫外線又は短波長
の可視光線近傍で放射のピークを封する。造画は電子ビ
ーム、X線又はレーデ−放射によって行なうこともでき
る。
ルゴンレーず−、クリプトンレーデ−及びヘリウム/カ
ドミウムレーザーである。
100μm1特に0.5〜5μ扉で変動する。
し、更に少量の有機溶剤又は湿潤剤を含有するアルカリ
性水溶液を現像に使用する。
ようにして原図のポジの画像が得られる。
得られる。この方法は、本発明のポジで作業する複写材
料をマスク原図に波長λ=365nmで露光し、露光材
料をアルカリ水性現像剤で現像し、次いで場合によシ現
隊によってむき出た基材の画像帯域を公知方法を用いて
ドープ塗布し、腐食及び/又は金属化することからなる
。
レジストを120℃に加熱し、これに第2の全体にわた
る露光を施こし、フォートレジストをアルカリ水性現像
剤で現像することができる。この画像の反転現像法によ
って、鮮明なネガの図形を得ることができる。
ン1モルと1,2−ナ アトキノン−ジアジド−5−スル ホールクロライド2モルとのニス テル化生成物 ポリ−p−ビニルフェノール 11.5重i部(ガラ
ス転移温度165℃を有す る) 2.2’、4.4’−テトラヒドロ 0.6重i部キシ
ベンゾフェノン 酢酸エチレングリコール七ノエ 28 、 ON t
部チルエーテル 酢酸n−ブチル 6.5N量部キシレン
6.51量部400 Orpm
での回転塗布によって使用し、循環空気炉中で90℃で
30分間乾燥した。厚さ1.9μmの層を波長λ=36
5nmの化学線放射にマスク原図を通して露光した。露
光層を、メタ珪酸ナトリウム 0.61重重
部燐酸トリナトリウム 0.46重量部燐酸
モノナトリウム(無水) 0、C4重量部を脱塩水
98.89重横部にとかした溶
液で現像した。
た原図を検査した。巾2μmを有する鮮明なレジスト原
図が、露光によって167〜268 mJ /an”
(露光の寛容度101 mJ / crn2)の帯域で
得られた。
線吸収剤)を除いた。
鏡検査は、巾2μmの構造は167〜201 mJ /
cm”の帯域で得られるのに過ぎなかった。即ち露光
の寛容度は34 mJ / an2であった。レジスト
図形の縁は鮮明ではなかった。
ランク(軟化点147〜 150℃を有する、ドイツ工業規 格(DIN)53181によって 測定) ジメチロール−p−クレゾール 0.6重量部1.
2.3−)リヒP口牛シベ 0.7重量部ンゾフエ
ノンの1.2−ナフトキ ノン−ジアジド−4−スルホン酸 エステル 2.2′−ジヒドロ牛シー4.4’ 0.2重量
部−ジメト牛シーベンゾフェノン 1−メトキシ−プロ・ぞンー2− 721[iiオ
ール からなる感光組成物を、例1のようにして処理した。画
像に応じた露光によって、エネルS −60〜100
mJ / cva2 (g光の寛容度40mJ/C2
)を有する厚さ2βmの鮮明な図形が得られた。
除いた感光組成物を、例1のようにして処理した。画像
に応じる露光を、エネルギー60〜88 mJ /傭2
(露光の寛容度28 mJ/cIIL2)で行なうと、
巾2μの構造が得られるのに過ぎず、これによっては鮮
明な縁は得られなかった。
し、例1のようにして乾燥し、露光マスクを通して波長
λ=365nmの化学線放射で露光した。続いてレジス
ト層を、熱プレートを用いて120℃に1分間加熱し、
次いで365〜436 nlnで放射する化学線放射で
露光エネル’i’−200mJ /ex?で全部にわた
って露光した。次いで現像を例1のようにして行なった
。鮮明な縁を有するネガの図形が得られた。
なかった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、感光化合物、水に不溶でアルカリ性水溶液に可溶か
又は膨潤する結合剤及び染料からなるポジで作業する感
光組成物において、染料は光をλ=365±15nmで
吸収し、式( I ):▲数式、化学式、表等があります
▼( I ) 〔式中R_1〜R_4は同一か又は異なり、水素、アル
キル、ヒドロキシアルキル又はアルコキシアルキルを表
わし、 R_5及びR_6は同一か又は異なり、水素、アルキル
、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル又はハロゲ
ンを表わす〕に相応する非漂白性化合物からなるポジで
作業する感光組成物。 2、o−キノンジアジドが、感光化合物として存在する
請求項1記載の感光組成物。 3、C−O−C構造を有する酸分解化合物と組合せた光
分解酸供与体が、感光化合物として存在する請求項1記
載の感光組成物。 4、有機ハロゲン化合物が、光分解酸供与体として存在
する請求項3記載の感光組成物。 5、ノボラック縮合樹脂が、結合剤として存在する請求
項1から4までのいずれか1項記載の感光組成物。 6、アルカリに可溶のノボラック縮合樹脂を、他の樹脂
と20重量%までの割合で混合する請求項5記載の感光
組成物。 7、主として通常フオートレジストに使用する任意のタ
イプの基材及び感光層からなるポジで作業する感光複写
材料において、材料は請求項1から6までのいずれか1
項記載の組成物を感光層として有するポジで作業する感
光複写材料。 8、フオートレジスト図形を製造する方法において、請
求項7記載のポジで作業する複写材料を、マスク原図に
λ=365nmで露光し、アルカリ水性現像剤で現像す
るか又は選択的に120℃に加熱し、次いで全体にわた
る露光をλ=365〜436nmで施こし、アルカリ水
性現像剤で現像するフオートレジスト図形の製造法。
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HK25596A (en) | 1996-02-16 |
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