JPH02224232A - Etching device - Google Patents
Etching deviceInfo
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- JPH02224232A JPH02224232A JP4297589A JP4297589A JPH02224232A JP H02224232 A JPH02224232 A JP H02224232A JP 4297589 A JP4297589 A JP 4297589A JP 4297589 A JP4297589 A JP 4297589A JP H02224232 A JPH02224232 A JP H02224232A
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、エツチング！１ｋｌｌこ係り、特に半導体素
子基板等の試料を減圧下でエツチング処理するのに好適
なエツチング装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is directed to etching! In particular, the present invention relates to an etching apparatus suitable for etching samples such as semiconductor element substrates under reduced pressure.
例えば、セミコンダクタ・ワールド、（１９８６，１２
）、 第１５９員から第１６７頁（Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒＷｏｒｌｄ、 （１９８６，１２）、 ＰＰＩ
５９〜１６７）で論じられているように、試料を減圧
下でニーｌチング処理するエツチング装置の処理室内に
連続処理実施により堆積する反応生成物は、定期的な全
掃またはプラズマクリーニングにより除去処理されてい
る。For example, Semiconductor World, (1986, 12
), 159th member to 167th page (Sem1condu
ctorWorld, (1986, 12), PPI
As discussed in 59-167), reaction products that accumulate during continuous processing in the processing chamber of an etching device in which samples are kneaded under reduced pressure are removed by periodic sweeping or plasma cleaning. has been done.
上記従来技術では、処理室内のプラズマクリーニング処
理の実施時期が、試料の処理個数を目安として、また、
オペレータの勘により決定されている。このため、試料
の工雫チング処理時に該試料に付着する異物を確実に低
減させることが困難であり、試料の歩留りを向上させる
ことができないといった問題がある。また、オペレータ
に余分な作業ロードがかかり、オペレータの誤操作（ク
リーニング処理実施忘れ等）により、この問題は更に増
幅される。In the above-mentioned conventional technology, the execution timing of plasma cleaning treatment in the processing chamber is determined based on the number of samples to be processed, and
It is determined by the operator's intuition. For this reason, it is difficult to reliably reduce the amount of foreign matter adhering to the sample during the dropping process of the sample, and there is a problem that the yield of the sample cannot be improved. Moreover, an extra work load is placed on the operator, and this problem is further amplified due to the operator's erroneous operations (such as forgetting to perform the cleaning process).
本発明の目的は、試料のエツチング処理時に該試料に付
着する異物を確実に低減させることで、試料の歩留りを
向上できるエツチング装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an etching apparatus that can improve the yield of samples by reliably reducing the amount of foreign matter that adheres to the samples during the etching process.
上記目的は、エツチング装置を、試料が減圧下でエツチ
ング処理される処理室と、該処理室内の汚染度合いを検
出する手段と、前記処理室内にクリーニング処理用ガス
プラズマを生成する手段と、前記汚染度検出手段からの
信号により少なくとも前記プラズマの生成開始、停止の
時期を制御する手段とを具備したものとすることにより
、達成される。The above object is to provide an etching apparatus with a processing chamber in which a sample is etched under reduced pressure, means for detecting the degree of contamination within the processing chamber, means for generating gas plasma for cleaning processing within the processing chamber, and a means for detecting the degree of contamination within the processing chamber. This can be achieved by including means for controlling at least the timing of starting and stopping the generation of the plasma based on the signal from the temperature detecting means.
半導体素子基板等の試料が処理室内に搬入される。搬入
された試料は、処理室内で減圧下でエツチング処理され
る。試料は、例えば、プラズマを利用してエツチング処
理される。処理室内では、このようなエツチング処理が
操り返して実施される。このエツチング処理の操り返し
実施により、処理室内でエツチング処理により発生ずる
反応生成物の処理室内での付着、堆積が進行する。処理
室内での反応生成物の付着、堆積の進行度合い、つまり
、処理室内の汚染度合いが、汚染度検出手段により試料
処理中に逐次検出される。汚染度検出手段による検出の
結果、処理室内のクリーニング要と汚染度検出手段によ
り判定された時点で、該手段より制御手段に向ってクリ
ーニング要信号が出力される。これにより制御手段から
プラズマ生成開始の操作信号がプラズマ生成手段に出力
される。これにより処理室内にはクリーニング処理用ガ
スが導入されると共に、該処理内は所定のクリーニング
処理圧力に調節され、クリーニング処理ガスは、例えば
、放電によりプラズマ化される。A sample such as a semiconductor element substrate is carried into a processing chamber. The sample carried in is etched in the processing chamber under reduced pressure. The sample is etched using plasma, for example. In the processing chamber, such etching processing is repeatedly performed. By repeating this etching process, the adhesion and deposition of reaction products generated by the etching process within the process chamber progresses. The degree of progress of adhesion and deposition of reaction products within the processing chamber, that is, the degree of contamination within the processing chamber, is sequentially detected by the contamination level detection means during sample processing. As a result of the detection by the contamination degree detection means, when the contamination degree detection means determines that cleaning is required in the processing chamber, a cleaning required signal is outputted from the contamination degree detection means to the control means. As a result, an operation signal for starting plasma generation is output from the control means to the plasma generation means. As a result, a cleaning gas is introduced into the processing chamber, and the inside of the processing chamber is adjusted to a predetermined cleaning pressure, and the cleaning gas is turned into plasma by, for example, electric discharge.
処理室内は、該プラズマを利用してクリーニング処理さ
れる。処理室内の汚染度合いは、汚染度検出手段により
処理室内のクリーニング処理中に逐次検出される。汚染
度検出手段による検出の結果、処理室内のクリーニング
処理が最早、不要と汚染度検出手段により判定された時
点で、該手段より制御手段に向ってクリーニング不要信
号が出力される。これにより、制御手段からプラズマ生
成停止の操作信号がプラズマ生成手段に出力される。The inside of the processing chamber is cleaned using the plasma. The degree of contamination within the processing chamber is sequentially detected by the contamination degree detection means during the cleaning process within the processing chamber. As a result of the detection by the contamination degree detection means, when the contamination degree detection means determines that cleaning inside the processing chamber is no longer necessary, a cleaning unnecessary signal is outputted from the contamination degree detection means to the control means. As a result, an operation signal for stopping plasma generation is output from the control means to the plasma generation means.
これによりプラズマの生成が停止され、処理室内のクリ
ーニング処理が終了する。その後、再び処理室内での試
料のエツチング処理が実施される。As a result, plasma generation is stopped, and the cleaning process inside the processing chamber is completed. Thereafter, the sample is etched again in the processing chamber.
このように、処理室内のクリーニング処理の実施時期が
、処理室内の汚染度合いに基き自動的に決定され、そし
て、クリーニング処理が実施されるので、試料のエツチ
ング処理時に該試料に付着する異物が確実に低減させら
れる。In this way, the timing for cleaning the processing chamber is automatically determined based on the degree of contamination within the processing chamber, and the cleaning is then carried out, ensuring that no foreign matter adheres to the sample during the etching process. reduced to
以下、本発明の一実施例を第１図、第２図により説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図で、処理室ｌＯ内は、減圧排気手段（図示省略）
により所定圧力に減圧排気される。減圧排気された処理
室１０内には、ガス導入路Ｉを介し処理ガス導入手段（
図示省略）よりエツチング処理ガスが所定流量で導入さ
れる。処理室１０を構成する放電管器内にあるエツチン
グ処理ガスは、マグネトロン和から発振されたマイクロ
波の電界と磁場コイル団で生成された磁界との相乗作用
によりプラズマ化される。この場合、試料台ωには、高
周波ＩＥｆＡ７０より負のバイアス電圧が印加され、こ
れにより、試料台ωの試料設置面に設置された試料（図
示省略）は、イオンエネルギを制御しながらその被エツ
チング部をエツチング処理される。In FIG. 1, the inside of the processing chamber IO is depressurized and exhausted by means (not shown).
The air is evacuated to a predetermined pressure. A processing gas introducing means (
Etching processing gas is introduced at a predetermined flow rate from the etching gas (not shown). The etching processing gas in the discharge tube constituting the processing chamber 10 is turned into plasma by the synergistic effect of the microwave electric field oscillated from the magnetron sum and the magnetic field generated by the magnetic field coil group. In this case, a negative bias voltage is applied to the sample stage ω by the high-frequency IEfA70, so that the sample (not shown) placed on the sample installation surface of the sample stage ω is etched while controlling the ion energy. Parts are etched.
このような試料のエツチング処理は、複数個の試料に順
次、繰り返して実施される。このようなエツチング処理
の繰り返し実施により、エツチング処理で発生した反応
生成物の処理室１０内、例えば、放電管（９）内壁面、
試料台ω等の内部品表面への付着、堆積が進行する。こ
のような処理室１０内の汚染度合いは、汚染度検出手段
（資）により逐次検出される。汚染度検出手段間は、こ
の場合、処理室１０内での処理時に発生する発光の強度
の変化を利用するものが用いられる。汚染度検出手段間
による検出の結果、処理室１０内のクリーニング要と汚
染度検出手段（資）により判定された時点で汚染度検出
手段（資）より制御手段％に向ってクリーニング要信号
が出力される。これにより処理室１０内番こは、クリー
ニング処理用ガス導入手段（図示省略）よりクリーニン
グ処理用ガスが導入される。該クリーニング処理用ガス
は、処理室１０内でプラズマ化され、該プラズマを利用
して処理室１０内はクリーニング処理される。処理室１
０内の汚染度合いは、汚染度検出手段間により処理室１
０内のクリーニング処理中に逐次検出される。汚染度検
出手段（資）による検出の結果、処理室１０内のクリー
ニング処理が終ｒと汚染度検出手段間により判定された
時点で、汚染度検出手段（資）より制御手段匍に向って
クリーニング不要信号が出力される。これにより、制御
手段匍からプラズマ生成停止の操作信号がプラズマ生成
手段、この場合、マグネトロン４０．磁場コイル５０．
クリーニング処理用ガス導入手段等に出力される。これ
により、処理室ｌＯ内でのプラズマの生成が停止され、
処理室１０内のクリーニング処理が終了する。その後、
再び処理室１０内での試料のエツチング処理が実施され
る。Such a sample etching process is repeatedly performed on a plurality of samples in sequence. By repeatedly carrying out such etching processing, reaction products generated in the etching processing are removed from the inside of the processing chamber 10, for example, on the inner wall surface of the discharge tube (9),
Adhesion and deposition on the surfaces of internal parts such as the sample stage ω progresses. The degree of contamination in the processing chamber 10 is sequentially detected by a contamination degree detection means (equipment). In this case, the contamination degree detection means utilizes changes in the intensity of light emitted during processing within the processing chamber 10. As a result of the detection between the contamination level detection means, when the contamination level detection means (equipment) determines that cleaning is required in the processing chamber 10, a cleaning required signal is output from the contamination degree detection means (equipment) to the control means %. be done. As a result, a cleaning gas is introduced into the processing chamber 10 from a cleaning gas introducing means (not shown). The cleaning gas is turned into plasma within the processing chamber 10, and the inside of the processing chamber 10 is cleaned using the plasma. Processing room 1
The degree of contamination within 0 is determined by the degree of contamination in the processing chamber 1
Detected sequentially during the cleaning process within 0. As a result of the detection by the contamination level detection means, when it is determined that the cleaning process in the processing chamber 10 has ended, the contamination level detection means performs cleaning toward the control means. Unnecessary signals are output. As a result, an operation signal for stopping plasma generation is transmitted from the control means to the plasma generation means, in this case, the magnetron 40. Magnetic field coil 50.
It is output to a cleaning processing gas introduction means, etc. As a result, plasma generation within the processing chamber IO is stopped,
The cleaning process inside the process chamber 10 is completed. after that,
The sample is etched again in the processing chamber 10.
上記装置を用い、試料、例えば、Ｍ−Ｃｕ−８＋基板を
エツチング処理ガス、例えば、Ｂ Ｃｒ３／ＣＩ！２で
連続エツチング処理を実施した。基板の処理枚数の増加
と共に放電管園内壁面、試料台ω等の内部量表面に反応
生成物の付着、堆積が生じる。Using the above apparatus, a sample such as an M-Cu-8+ substrate is etched with an etching gas such as B Cr3/CI! Continuous etching treatment was performed in step 2. As the number of substrates processed increases, reaction products adhere and accumulate on internal surfaces such as the inner walls of the discharge tube garden and the sample stage ω.
これに伴って、基板のエツチング処理終点判定のために
、第２図に示すモノクロ８１によりモニターされている
Ｍ（３９６ｕｍ）の発光強度に低下を生じる。つまり、
この場合、第２図に示すように、モノクロ８１の出力を
オートゲイン回路ｌｏＯにより増幅して終点検出用の信
号をエツチングプロセス手順を記憶した、例えば、マイ
クロコンピュータｌｏｔに送り、基板１枚処理毎にその
終点判定を実施しつつ連続処理が行われる。また、これ
と並行してエツチング処理中のモノクロ８１の出力が最
大値検出回路羽に入力される。最大値検出回路羽は、モ
ノクロ８１の出力の最大値を検出し比較器部にそれを出
力する機能を有する。比較器部には、また、外部より任
意に設定したしきい値がしきい値設定器あより入力され
ている。比較器部では、最大値わ
検出回路＆からの出御としきい値設定器桝からのしきい
値との比較が逐次実施される。その結果、最大値検出回
路没からの出力がしきい値以下に低下した時点で処理室
ｌＯ内のクリーニング処理要と判定され、該信号が、例
えば、マイクロコンピュータ９１ニ向って出力される。Along with this, a decrease occurs in the light emission intensity of M (396 um), which is monitored by the monochrome 81 shown in FIG. 2, in order to determine the end point of the substrate etching process. In other words,
In this case, as shown in FIG. 2, the output of the monochrome 81 is amplified by the auto gain circuit loO, and the signal for end point detection is sent to, for example, a microcomputer that stores the etching process procedure. Continuous processing is performed while determining the end point. Further, in parallel with this, the output of the monochrome 81 which is being etched is input to the maximum value detection circuit. The maximum value detection circuit has a function of detecting the maximum value of the output of the monochrome 81 and outputting it to the comparator section. A threshold value arbitrarily set from the outside is also input to the comparator section from a threshold setting device. In the comparator section, the output from the maximum value detection circuit & is sequentially compared with the threshold value from the threshold setting device box. As a result, when the output from the maximum value detection circuit drops below the threshold value, it is determined that cleaning processing in the processing chamber 10 is necessary, and the signal is outputted to, for example, the microcomputer 91.
マイクロコンピュータ９１には、プラズマクリーニング
処理手順が予め記憶させられている。これにより、マイ
クロコンピュータ９１からはマイクロコンピュータ１０
１に向ってエツチング処理操作の停止信号が出力され、
これにより処理室１０内での基板のプラズマエツチング
処理が、−旦、停止させられる。一方、マイクロコンピ
ュータからは、クリーニング処理開始の操作信号がクリ
ーニング用プラズマの生成手段、この場合、マグネトロ
ン和、磁場コイル５０．クリーニング処理用ガス導入手
段等に出力される。これにより、処理室ＩＯ内には、ク
リーニング処理用ガス導入手段によりクリーニング処理
用ガス、例えば、酸素ガスが導入され、該酸素ガスは、
処理室１０内でプラズマ化される。該プラズマを利用し
て処理室１０内はクリーニング処理される。該クリユン
グ処理中に生じる発光、例えば、Ｃ０（５１９ｎｍ ）
の発光は、モノクロ８１に入力される。これによるモノ
クロ８１の出力が最大値検出回路８２を介して比較器あ
に人力され、ここで、しきい値（エツチング処理時のし
きい値とは異なる）との比較が実施される。その結果、
最大値検出回路８２からの出力がしきい値以下に低下し
た時点で処理室１０内のクリーニング処理が終了したと
判定され、該信号がマイクロコンピュータ９１に向って
出力される。これにより、マイクロコンピュータ９１か
らはマイクロコンピュータ１０１に向ってエツチング処
理操作の再開始信号が出力され、また、クリーニング処
理停止の操作信号がクリーニング用プラズマの生成手段
に出力される。The microcomputer 91 stores a plasma cleaning procedure in advance. As a result, from the microcomputer 91 to the microcomputer 10
A stop signal for the etching operation is output towards the
As a result, the plasma etching process of the substrate within the processing chamber 10 is temporarily stopped. On the other hand, an operation signal to start the cleaning process is sent from the microcomputer to a cleaning plasma generating means, in this case, a magnetron sum, a magnetic field coil 50. It is output to a cleaning processing gas introduction means, etc. As a result, a cleaning gas, for example, oxygen gas, is introduced into the processing chamber IO by the cleaning gas introducing means, and the oxygen gas is
It is turned into plasma within the processing chamber 10. The inside of the processing chamber 10 is cleaned using the plasma. Luminescence generated during the cryung process, e.g. CO (519 nm)
The light emission is input to the monochrome 81. The resulting monochrome 81 output is sent to a comparator via a maximum value detection circuit 82, where it is compared with a threshold value (different from the threshold value used in the etching process). the result,
When the output from the maximum value detection circuit 82 falls below the threshold value, it is determined that the cleaning process in the processing chamber 10 has ended, and the signal is outputted to the microcomputer 91. As a result, the microcomputer 91 outputs a signal to restart the etching operation to the microcomputer 101, and an operation signal to stop the cleaning process is output to the cleaning plasma generating means.
本実施例によれば、処理室内のクリーニング処理の実施
時期が処理室内の汚染度合いに基き自動的に決定され、
そして、クリーニング処理が実施されるので、処理室内
での発塵を抑制できる。従って、試料のエツチング処理
時に該試料に付着する異物を確実に低減させることがで
き試料の歩留りを向上させることができる。また、オペ
レータへの余分な作業ロードの負荷を防止できオペレー
タの誤動作による試料の歩留り低下を防止できる。According to this embodiment, the timing of cleaning the inside of the processing chamber is automatically determined based on the degree of contamination inside the processing chamber,
Then, since the cleaning process is performed, dust generation within the processing chamber can be suppressed. Therefore, it is possible to reliably reduce the amount of foreign matter adhering to the sample during the etching process of the sample, thereby improving the yield of the sample. Further, it is possible to prevent an extra work load on the operator and prevent a decrease in sample yield due to operator malfunction.
なお、汚染度検出手段としては、次のようなものが採屈
し得る。Note that the following methods may be used as the contamination level detection means.
（１）１種類または複数の異なる波長の発光強度を電圧
または電流に変換し、該変換による出力値としきい値と
を比較して処理室内の汚染度合い。(1) The degree of contamination in the processing chamber is determined by converting the emission intensity of one or more different wavelengths into voltage or current, and comparing the output value resulting from the conversion with a threshold value.
処理室内のクリーニング処理の要、不要を判定する機能
を有するもの。A device that has the function of determining whether cleaning processing inside the processing chamber is necessary or unnecessary.
（２） ガスをイオン化する手段と、質量別にフィル
タリングする手段とを具備し、１種類または複数の異な
る質量数を電圧または電流に変換し、該変換による出力
値としきい値とを比較して処理室内の汚染度合い、処理
室内のクリーニング処理の要、不要を判定する機能を有
するもの。(2) Comprising means for ionizing gas and means for filtering by mass, converting one or more different mass numbers into voltage or current, and comparing the output value of the conversion with a threshold value for processing. It has the function of determining the degree of indoor contamination and whether cleaning is necessary or unnecessary in the processing chamber.
（３） マイクロ波反射電力の大きさを電圧または電
流に変換し、該変換による出力値としきい値とを比較し
て処理室内の汚染度合い、処理室内のクリーニング処理
の要、不要を判定する機能を有するもの。(3) A function that converts the magnitude of microwave reflected power into voltage or current and compares the output value resulting from the conversion with a threshold value to determine the degree of contamination within the processing chamber and whether cleaning processing within the processing chamber is necessary or unnecessary. Those with
（４）処理室内での堆積物の重量や厚さを電圧または電
流に変換し、該変換による出力値としきい値とを比較し
て処理室内の汚染度合い、処理室内のクリーニング処理
の要、不要を判定する機能を有するもの。(4) Convert the weight and thickness of deposits in the processing chamber into voltage or current, and compare the output value resulting from the conversion with a threshold value to determine the degree of contamination within the processing chamber, whether or not cleaning is necessary. Something that has the function of determining.
（５）放電管の色の変化を電圧または電流に変換し、該
変換による出力値としきい値とを比較して処理室内の汚
染度合い、処理室内のクリーニング処理の要、不要を判
定する機能を有するもの。(5) A function that converts changes in the color of the discharge tube into voltage or current, and compares the output value resulting from the conversion with a threshold value to determine the degree of contamination within the processing chamber and whether cleaning processing within the processing chamber is necessary or unnecessary. What you have.
なお、処理室内のプラズマクリーニング処理実施後、パ
ージアンドフローによる処理室内のクリーニングを試料
の処理開始前に実施しても良い。Note that after the plasma cleaning process in the process chamber is performed, the process chamber may be cleaned by purge and flow before starting sample processing.
このようにした場合、処理室内での浮遊塵埃を更に低減
することができ試料の歩留り向上にとって更に有効であ
る。In this case, floating dust within the processing chamber can be further reduced, which is more effective in improving sample yield.
本発明によれば、試料のエプチング処理時に該試料に付
着する異物を確実に低減させることができるので、試料
の歩留りを向上できる効果がある。According to the present invention, it is possible to reliably reduce the amount of foreign matter adhering to a sample during the etching process of the sample, thereby improving the yield of the sample.
第１因は、本発明の一実施例のエプチングｊ装置の構成
図、第２図は、第１図の汚染度検出手段等の一例構成図
である。
１０・・・・・・処理室、ｍ・・曲ガス導入路、荀・・
曲マグネトロン、父・・曲磁場コイル、ω・・曲試料台
、（資）・・・・・・汚染度検出手段、８１・・・用モ
ノクロ、乾・・曲最大値検出回路、お・・相比較器、Ｕ
・・曲しきい値設定器、匍・囲・制御手段、９】・・間
マイクルコンピュータ
’４７ 閲
’１０−−−−−９１即チ灰The first factor is a block diagram of an etching apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an example of the contamination level detection means shown in FIG. 1. 10...Processing chamber, m...Curved gas introduction path, Xun...
Curved magnetron, father...curved magnetic field coil, ω...curved sample stage, (fund)...pollution level detection means, monochrome for 81..., dry...curved maximum value detection circuit,... Phase comparator, U
・・Music threshold setting device, enclosure, control means, 9】・・Microcomputer '47 Review '10---91 Sokuchiai
Claims (1)
処理室内の汚染度合いを検出する手段と、前記処理室内
にクリーニング処理用ガスプラズマを生成する手段と、
前記汚染度検出手段からの信号により少なくとも前記プ
ラズマの生成開始、停止の時期を制御する手段とを具備
したことを特徴とするエッチング装置。1. A processing chamber in which a sample is etched under reduced pressure, means for detecting the degree of contamination within the processing chamber, and means for generating gas plasma for cleaning processing within the processing chamber;
An etching apparatus comprising: means for controlling at least the timing of starting and stopping plasma generation based on a signal from the contamination level detecting means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297589A JPH02224232A (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Etching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297589A JPH02224232A (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Etching device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224232A true JPH02224232A (en) | 1990-09-06 |
Family
ID=12651044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4297589A Pending JPH02224232A (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Etching device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02224232A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Citations (2)
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| JPS58171821A (en) * | 1982-03-31 | 1983-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Detection of contamination and purification degree in plasma processing and apparatus thereof |
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1989
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