JPH01225326A - 集積回路のパッシベーション方法 - Google Patents
集積回路のパッシベーション方法Info
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- JPH01225326A JPH01225326A JP753789A JP753789A JPH01225326A JP H01225326 A JPH01225326 A JP H01225326A JP 753789 A JP753789 A JP 753789A JP 753789 A JP753789 A JP 753789A JP H01225326 A JPH01225326 A JP H01225326A
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Classifications
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- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
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- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3157—Partial encapsulation or coating
- H01L23/3171—Partial encapsulation or coating the coating being directly applied to the semiconductor body, e.g. passivation layer
-
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、新規なパッシベーション方法に関するもので
ある。
ある。
従来の技術
集積回路において、集積回路を成す構成部品の特性の低
下を防止する目的で、活性表面をパッシベーション膜ま
たは保護膜で被覆することが通常実施されている。この
膜は、二酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリ
コン等の安定した誘電体により形成されている。
下を防止する目的で、活性表面をパッシベーション膜ま
たは保護膜で被覆することが通常実施されている。この
膜は、二酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリ
コン等の安定した誘電体により形成されている。
発明が解決しようとする課題
誘電体として用いられる材料には、比較的硬いという欠
点がある。これにより、パッシベーション膜にひび割れ
が生じやすくなる。これらのひび割れは活性表面にまで
広がる可能性があり、この結果、パッシベーション膜は
保護する役割を果たさなくなる。
点がある。これにより、パッシベーション膜にひび割れ
が生じやすくなる。これらのひび割れは活性表面にまで
広がる可能性があり、この結果、パッシベーション膜は
保護する役割を果たさなくなる。
さらに、パッシベーション膜は一般に最後の金属化層上
に付着する。金属化層は、金属配線導体を形成するよう
にエツチングが施されている。このエツチングは、一般
に反応性のプラズマのもとで実施されるが、はぼ異方性
で、金属被覆膜の厚さを横断するように施される。この
ようなエツチングの結果、導体はほぼ長方形の断面を有
する。
に付着する。金属化層は、金属配線導体を形成するよう
にエツチングが施されている。このエツチングは、一般
に反応性のプラズマのもとで実施されるが、はぼ異方性
で、金属被覆膜の厚さを横断するように施される。この
ようなエツチングの結果、導体はほぼ長方形の断面を有
する。
従って、パッシベーション膜を導体上に付着するとき、
パッシベーション膜は均一に付着しているのではなく、
特に導体の縁に深いくぼみのある波状の構造をしている
ことに留意されたい。
パッシベーション膜は均一に付着しているのではなく、
特に導体の縁に深いくぼみのある波状の構造をしている
ことに留意されたい。
本発明は上記のような問題点を解決することを目的とす
る。
る。
課題を解決するための手段
本発明によれば、少なくとも一つの最終的な誘電膜の形
成を含む集積回路の新規なパッシベーション方法におい
て、硬質の誘電材料から成る第一の膜を集積回路上に付
着させた後、軟質の誘電材料から成る膜を該第一の膜上
に付着させ、さらにこのようにして得られた表面上に硬
質の誘電材料から成る第二の膜を付着させることを特徴
とする方法が提供される。
成を含む集積回路の新規なパッシベーション方法におい
て、硬質の誘電材料から成る第一の膜を集積回路上に付
着させた後、軟質の誘電材料から成る膜を該第一の膜上
に付着させ、さらにこのようにして得られた表面上に硬
質の誘電材料から成る第二の膜を付着させることを特徴
とする方法が提供される。
軟質膜を使用することにより、硬質の誘電材料から成る
下部膜にあるくぼみが埋まり、また比較的平坦な表面が
形成されるため、硬質の誘電材料から成る第二の保護膜
を容易に付着させることができる。二つの硬質膜間に挟
まれるこの軟質膜は、外部からの機械的応力の吸収を可
能にし、特に、硬質の誘電材料から成る膜に発生したひ
び割れが広がるのを防ぐ。さらに、外側の硬質膜は、軟
質膜の塑性変形を防ぎ、軟質膜中に外部応力を分散させ
る働きをする。本発明中に用いる「硬質膜」または「軟
質膜」という表現は、微小硬度測定により定義した膜を
意味する。すなわち、硬質膜は700 HK (HK=
ヌープ硬度:シリコンウェハ上に付着させた厚さ数ミク
ロンの薄膜上で15gで測定した硬度)以上、また軟質
膜は400HK以下の硬度を有するものをそれぞれ指す
。
下部膜にあるくぼみが埋まり、また比較的平坦な表面が
形成されるため、硬質の誘電材料から成る第二の保護膜
を容易に付着させることができる。二つの硬質膜間に挟
まれるこの軟質膜は、外部からの機械的応力の吸収を可
能にし、特に、硬質の誘電材料から成る膜に発生したひ
び割れが広がるのを防ぐ。さらに、外側の硬質膜は、軟
質膜の塑性変形を防ぎ、軟質膜中に外部応力を分散させ
る働きをする。本発明中に用いる「硬質膜」または「軟
質膜」という表現は、微小硬度測定により定義した膜を
意味する。すなわち、硬質膜は700 HK (HK=
ヌープ硬度:シリコンウェハ上に付着させた厚さ数ミク
ロンの薄膜上で15gで測定した硬度)以上、また軟質
膜は400HK以下の硬度を有するものをそれぞれ指す
。
上記以外の本発明の特徴に従えば、下記の工程が一回も
しくは複数回実施される。すなわち、最後の誘電膜を軟
質の誘電膜で被覆し、次に硬質の誘電材料から成る膜を
この新しい膜上に付着させる工程が一回もしくは複数回
実施される。この方法を用いることにより、硬質誘電膜
と軟質誘電膜が交互に配置された多層構造が形成される
。この結果、さらに効果的な応力の吸収が可能となり、
ひび割れの拡大も阻止される。
しくは複数回実施される。すなわち、最後の誘電膜を軟
質の誘電膜で被覆し、次に硬質の誘電材料から成る膜を
この新しい膜上に付着させる工程が一回もしくは複数回
実施される。この方法を用いることにより、硬質誘電膜
と軟質誘電膜が交互に配置された多層構造が形成される
。この結果、さらに効果的な応力の吸収が可能となり、
ひび割れの拡大も阻止される。
望ましい態様では、軟質膜は、粘稠なサスペンションに
熱処理を施して形成する。
熱処理を施して形成する。
さらに、本発明の別の特徴に従えば、−炭熱処理した誘
電性サスペンションを所定の厚さだけ除去することによ
り、平坦な上部表面を形成する。
電性サスペンションを所定の厚さだけ除去することによ
り、平坦な上部表面を形成する。
誘電性サスペンションは、従来の技術において公知の無
機シリカゲルから成るものが望ましく、例えば、S、O
,G、(Spin on Glass)で知られるコロ
イド状にすれば有利である。
機シリカゲルから成るものが望ましく、例えば、S、O
,G、(Spin on Glass)で知られるコロ
イド状にすれば有利である。
必要であれば、軟質膜はポリイミド膜で形成してもよい
が、ポリイミド膜には非常に厚くなるという欠点がある
。
が、ポリイミド膜には非常に厚くなるという欠点がある
。
さらに、硬質の誘電材料から成る膜は、二酸化シリコン
S 102 、窒化シリコンSi3N4、あるいは、5
iO8N、の構造をもつ酸窒化シリコン等の材料により
形成される。
S 102 、窒化シリコンSi3N4、あるいは、5
iO8N、の構造をもつ酸窒化シリコン等の材料により
形成される。
添付の図面を参考にしながら、一実施例を説明すること
により、本発明の他の特徴および利点を明らかにする。
により、本発明の他の特徴および利点を明らかにする。
尚、本発明の方法をより明らかに理解できるように、種
々の膜を拡大尺度で描いているが、正確な寸法で示して
いるわけではない。
々の膜を拡大尺度で描いているが、正確な寸法で示して
いるわけではない。
実施例
第1図に示した集積回路は、例えばN型シリコンから成
る基板等の半導体基板lを有する。この基板1中に、例
えば厚い酸化物から成る絶縁膜2と、例えばP゛ドーピ
ング領域の拡散領域3が形成されている。基板上には薄
い酸化膜4が形成されている。これらの薄い酸化領域4
は、例えば、多結晶質シリコンから成るゲート5で被覆
されている。このような種々の領域は、当業者には公知
の標準的な方法により得られたものである。これらの領
域は、例えば、二酸化シリコンS i O2から成る絶
縁膜7で被覆されている。第1図中に一例として示した
回路は、2種類のN型MO3)ランジスタから構成され
る。二つの異なる領域間、例えば、第1図に示したよう
な二つのMOS)ランジスタの二つの対応する拡散領域
間を接続するため、膜7に公知の方法でエツチングを施
し、金属膜8を絶縁膜7上に付着させである。この金属
膜は、例えば、アルミニウムから成る。次に、この金属
膜を反応性のプラズマ中に置き、エツチングを実施する
ことにより導体が形成される。このエツチングは一般に
異方性であり、膜の厚さを横断するように行うため、第
2図に示すように、導体にほぼ長方形の断面を与えるこ
とになる。
る基板等の半導体基板lを有する。この基板1中に、例
えば厚い酸化物から成る絶縁膜2と、例えばP゛ドーピ
ング領域の拡散領域3が形成されている。基板上には薄
い酸化膜4が形成されている。これらの薄い酸化領域4
は、例えば、多結晶質シリコンから成るゲート5で被覆
されている。このような種々の領域は、当業者には公知
の標準的な方法により得られたものである。これらの領
域は、例えば、二酸化シリコンS i O2から成る絶
縁膜7で被覆されている。第1図中に一例として示した
回路は、2種類のN型MO3)ランジスタから構成され
る。二つの異なる領域間、例えば、第1図に示したよう
な二つのMOS)ランジスタの二つの対応する拡散領域
間を接続するため、膜7に公知の方法でエツチングを施
し、金属膜8を絶縁膜7上に付着させである。この金属
膜は、例えば、アルミニウムから成る。次に、この金属
膜を反応性のプラズマ中に置き、エツチングを実施する
ことにより導体が形成される。このエツチングは一般に
異方性であり、膜の厚さを横断するように行うため、第
2図に示すように、導体にほぼ長方形の断面を与えるこ
とになる。
回路が、単一レベルの相互接続を備えている場合、導体
8を酸化シリコン5in2、窒化シリコン5iaNaあ
るいは、酸窒化シリコンSiO,Nyから成るパッシベ
ーション膜9または保護膜で被覆する。このパッシベー
ション膜9を形成するのに用いる材料は、第1図に参照
番号6で示したように、応力によりひび割れを生じ得る
硬質の材料である。
8を酸化シリコン5in2、窒化シリコン5iaNaあ
るいは、酸窒化シリコンSiO,Nyから成るパッシベ
ーション膜9または保護膜で被覆する。このパッシベー
ション膜9を形成するのに用いる材料は、第1図に参照
番号6で示したように、応力によりひび割れを生じ得る
硬質の材料である。
特に、異なる材料から成る数層の膜を上に付着させ、エ
ツチングを施すMO3技術においては、パッシベーショ
ン膜は波状の断面をしている。
ツチングを施すMO3技術においては、パッシベーショ
ン膜は波状の断面をしている。
第3a図から第3e図を参考にしながら、粘稠な誘電サ
スペンションに熱処理を施して軟質膜を得る場合の、本
発明に従う集積回路のパッシベーション方法の各工程に
ついて述べる。このようなケースは本発明の特に有利な
態様に対応する。この方法は、第3a図に示すように、
波状の膜9上に粘稠な誘電性サスペンション10を付着
させるものである。このサスペンションは、誘電膜9の
表面全体に均一に塗布する。その粘性により、このサス
ペンションは、存在するくぼみを完全に埋め、誘電膜9
の表面全体に薄い膜を形成する。
スペンションに熱処理を施して軟質膜を得る場合の、本
発明に従う集積回路のパッシベーション方法の各工程に
ついて述べる。このようなケースは本発明の特に有利な
態様に対応する。この方法は、第3a図に示すように、
波状の膜9上に粘稠な誘電性サスペンション10を付着
させるものである。このサスペンションは、誘電膜9の
表面全体に均一に塗布する。その粘性により、このサス
ペンションは、存在するくぼみを完全に埋め、誘電膜9
の表面全体に薄い膜を形成する。
例えば、用いられるサスペンションは、無機シリカをベ
ースとしたゲルでよく、当業者には公知の3.0.G、
(Spin On Glass) と通常呼ばれている
ゲルのようなコロイド状であるのが望ましい。この場合
、誘電性サスペンションは、集積回路部品の形成に用い
られるホトレジストと同様な方法で使用する。次に、サ
スペンション10に熱処理(アニール)を施す。この熱
処理操作は425℃で30分間にわたり行う。従って、
サスペンションの溶剤は蒸発して、誘電体は第3b図に
示すように緻密な塊10′ となる。この塊は、導体
8の上方に位置する誘電膜9上に薄膜を形成する。茨に
、第3C図に示すように、この膜を窒化シリコン、二酸
化シリコンまたは酸窒化シリコン等の硬質の誘電材料か
ら成るもう一つの膜11で被覆する。この誘電膜は、当
業者にはよく知られた気相成長法により公知のように付
着させる。
ースとしたゲルでよく、当業者には公知の3.0.G、
(Spin On Glass) と通常呼ばれている
ゲルのようなコロイド状であるのが望ましい。この場合
、誘電性サスペンションは、集積回路部品の形成に用い
られるホトレジストと同様な方法で使用する。次に、サ
スペンション10に熱処理(アニール)を施す。この熱
処理操作は425℃で30分間にわたり行う。従って、
サスペンションの溶剤は蒸発して、誘電体は第3b図に
示すように緻密な塊10′ となる。この塊は、導体
8の上方に位置する誘電膜9上に薄膜を形成する。茨に
、第3C図に示すように、この膜を窒化シリコン、二酸
化シリコンまたは酸窒化シリコン等の硬質の誘電材料か
ら成るもう一つの膜11で被覆する。この誘電膜は、当
業者にはよく知られた気相成長法により公知のように付
着させる。
例えば、膜9は厚さ約5000人で、膜10は厚さ約3
000人、また膜11は厚さ約12000人である。膜
9および11の厚さは、これらの和が一定であり、また
17000人±3000人に等しければ、変更すること
ができる。
000人、また膜11は厚さ約12000人である。膜
9および11の厚さは、これらの和が一定であり、また
17000人±3000人に等しければ、変更すること
ができる。
パッシベーション膜に、導体8を被覆する第1の硬質誘
電膜9と、次に熱処理を施された粘性の誘電膜から成る
軟質膜と、さらに該軟質膜を被覆するもう一つの硬質誘
電材料から成る膜とで構成される複合構造を採用するこ
とにより、回路上に発生する応力の吸収が可能となり、
またひび割れが集積回路の内部にまで拡大するのを防ぐ
ことができる。
電膜9と、次に熱処理を施された粘性の誘電膜から成る
軟質膜と、さらに該軟質膜を被覆するもう一つの硬質誘
電材料から成る膜とで構成される複合構造を採用するこ
とにより、回路上に発生する応力の吸収が可能となり、
またひび割れが集積回路の内部にまで拡大するのを防ぐ
ことができる。
また、集積回路の表面は、軟質膜が第一の硬質膜中のく
ぼみを部分的に埋めるため、従来よりさらにゆるい波状
となっている。
ぼみを部分的に埋めるため、従来よりさらにゆるい波状
となっている。
第4図に示すような別の態様では、さらに平坦な上部表
面を得るため、誘電膜10aを反応性プラズマ中に配置
することにより、この膜の表面を薄く取り除くことがで
きる。この結果、はぼ平坦な表面10bが得られる。
面を得るため、誘電膜10aを反応性プラズマ中に配置
することにより、この膜の表面を薄く取り除くことがで
きる。この結果、はぼ平坦な表面10bが得られる。
外側応力の吸収を高め、ひび割れがパッシベーション膜
の内部まで広がるのを防ぐため、第3d図に示すように
、上部の硬質誘電膜11を粘稠な誘電性サスペンション
12で被覆する。次に、この膜に熱処理を施し、第3e
図に示すような膜12′ を形成する。さらにこの膜1
2° を硬質の誘電材料13で被覆する。粘性膜12右
よび硬質の誘電膜13に用いる材料は、硬質の誘電膜9
と11、および粘性膜10にすでに用いた材料と同一で
ある。このように複数の膜を上に重ねることにより、多
層構造が得られ、この操作は一回もしくは複数回繰り返
すことができる。これにより、比較的平坦な上部表面が
得られ、応力の吸収を高める。
の内部まで広がるのを防ぐため、第3d図に示すように
、上部の硬質誘電膜11を粘稠な誘電性サスペンション
12で被覆する。次に、この膜に熱処理を施し、第3e
図に示すような膜12′ を形成する。さらにこの膜1
2° を硬質の誘電材料13で被覆する。粘性膜12右
よび硬質の誘電膜13に用いる材料は、硬質の誘電膜9
と11、および粘性膜10にすでに用いた材料と同一で
ある。このように複数の膜を上に重ねることにより、多
層構造が得られ、この操作は一回もしくは複数回繰り返
すことができる。これにより、比較的平坦な上部表面が
得られ、応力の吸収を高める。
第1図は、従来の技術に従い形成されたパッシベーショ
ン膜を備える集積回路の模式的な断面図を示し、 第2図は、第1図の二つの上部膜の切断線AAにおける
断面図を示し、 第3a図から3e図は、本発明に従うパッシベーション
方法の主要段階を説明するための第2図と類似した断面
図を示し、 第4図は、本発明に従うパッシベーション方法の別の態
様を示す第3b図に類似した断面図である。 (主な参照番号) 1・・半導体基板、 2・・絶縁膜、 3・・拡散領域、 4・・酸化膜、 5・・ゲート、 7・・絶縁膜、8・・導体、 9・・パッシベーション<第一硬x誘電> y、10、
10°、10a・−軟質誘電(粘性)膜、11.11’
・・第二硬質誘電膜、
ン膜を備える集積回路の模式的な断面図を示し、 第2図は、第1図の二つの上部膜の切断線AAにおける
断面図を示し、 第3a図から3e図は、本発明に従うパッシベーション
方法の主要段階を説明するための第2図と類似した断面
図を示し、 第4図は、本発明に従うパッシベーション方法の別の態
様を示す第3b図に類似した断面図である。 (主な参照番号) 1・・半導体基板、 2・・絶縁膜、 3・・拡散領域、 4・・酸化膜、 5・・ゲート、 7・・絶縁膜、8・・導体、 9・・パッシベーション<第一硬x誘電> y、10、
10°、10a・−軟質誘電(粘性)膜、11.11’
・・第二硬質誘電膜、
Claims (7)
- (1)少なくとも一つの最終的な誘電膜の形成を含む集
積回路のパッシベーション方法において、硬質の誘電材
料から成る第一の膜を付着させた後、軟質の誘電材料か
ら成る膜を該第一の膜上に付着させ、さらにこのように
して得られた表面上に硬質の誘電材料から成る第二の膜
を付着させることを特徴とする方法。 - (2)さらに、最後の硬質誘電膜を軟質の誘電膜で被覆
し、次に、硬質の誘電材料から成る膜を付着させる工程
を一回もしくは複数回実施して多層構造を作ることを特
徴とする請求項1記載の方法。 - (3)粘稠なサスペンションに熱処理を施すことにより
上記軟質膜を得ることを特徴とする請求項1または2の
いずれか一項に記載の方法。 - (4)軟質膜がポリアミド膜であることを特徴とする請
求項1記載の方法。 - (5)熱処理を施した誘電性サスペンションを所定の厚
さだけ除去することにより、平坦な上表面を形成するこ
とを特徴とする請求項3記載の方法。 - (6)上記誘電性サスペンションが、望ましくはコロイ
ド状の無機シリカゲルであることを特徴とする請求項3
記載の方法。 - (7)上記硬質の誘電材料から成る膜が、SiO_2、
Si_3N_4あるいは、SiO_xN_yであること
を特徴とする請求項1記載の方法。
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FR8800294A FR2625839B1 (fr) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Procede de passivation d'un circuit integre |
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NL195049C (nl) * | 1990-06-18 | 2003-06-27 | Hyundai Electronics Ind | Werkwijze voor het vervaardigen van geïntegreerde halfgeleiderschakelingen. |
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US7067442B1 (en) * | 1995-12-26 | 2006-06-27 | Micron Technology, Inc. | Method to avoid threshold voltage shift in thicker dielectric films |
US5711987A (en) * | 1996-10-04 | 1998-01-27 | Dow Corning Corporation | Electronic coatings |
DE10145724A1 (de) | 2001-09-17 | 2003-04-10 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterstruktur unter Verwendung einer Schutzschicht und Halbleiterstruktur |
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JPS60233829A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-11-20 | Nec Corp | 絶縁層形成法 |
JPS61232646A (ja) * | 1985-04-09 | 1986-10-16 | Nec Corp | 樹脂封止型半導体集積回路装置 |
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---|---|---|---|---|
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IN147578B (ja) * | 1977-02-24 | 1980-04-19 | Rca Corp | |
GB1566072A (en) * | 1977-03-28 | 1980-04-30 | Tokyo Shibaura Electric Co | Semiconductor device |
JPS5627935A (en) * | 1979-08-15 | 1981-03-18 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
JPS56114335A (en) * | 1980-02-13 | 1981-09-08 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and its manufacture |
JPS5731145A (en) * | 1980-08-01 | 1982-02-19 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPS5788734A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-02 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
JPS57199224A (en) * | 1981-06-02 | 1982-12-07 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPS6179233A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1988
- 1988-01-13 FR FR8800294A patent/FR2625839B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-01-06 DE DE1989618301 patent/DE68918301T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-06 EP EP89400042A patent/EP0327412B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-13 JP JP1007537A patent/JP3054637B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE68918301D1 (de) | 1994-10-27 |
EP0327412B1 (fr) | 1994-09-21 |
FR2625839A1 (fr) | 1989-07-13 |
FR2625839B1 (fr) | 1991-04-26 |
DE68918301T2 (de) | 1995-05-18 |
JP3054637B2 (ja) | 2000-06-19 |
EP0327412A1 (fr) | 1989-08-09 |
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