JPH03196147A - X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク - Google Patents
X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスクInfo
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- JPH03196147A JPH03196147A JP1339092A JP33909289A JPH03196147A JP H03196147 A JPH03196147 A JP H03196147A JP 1339092 A JP1339092 A JP 1339092A JP 33909289 A JP33909289 A JP 33909289A JP H03196147 A JPH03196147 A JP H03196147A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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)
高エネルギー電子線やシンクロトロン放射光のような高
エネルギービームを照射しても応力の変化が少ないX線
リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リ
ソグラフィー用マスクに関する。
エネルギービームを照射しても応力の変化が少ないX線
リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リ
ソグラフィー用マスクに関する。
(従来の技術)
半導体デバイスにおけるパターン形成の微細化に伴ない
、将来のリソグラフィー技術としてx、1リソグラフイ
ー技術が最も有望視されている。X線リソグラフィーに
用いられるマスクのX線透過膜(別の表現をすればX線
吸収体の支持膜ともいうが、以下メンブレンまたは膜と
称する。)に要求される重要な性能としては、 ■)表面が平滑で傷やピンホールが無く、実用的な強度
を有すること。
、将来のリソグラフィー技術としてx、1リソグラフイ
ー技術が最も有望視されている。X線リソグラフィーに
用いられるマスクのX線透過膜(別の表現をすればX線
吸収体の支持膜ともいうが、以下メンブレンまたは膜と
称する。)に要求される重要な性能としては、 ■)表面が平滑で傷やピンホールが無く、実用的な強度
を有すること。
2)高精度なアライメント(位置合せ)に必要な可視光
透過率を有すること。
透過率を有すること。
3)良好な耐薬品性や耐湿性を有し、エッチンググ工程
や洗浄工程で損傷されに(いこと。
や洗浄工程で損傷されに(いこと。
4)高エネルギー電子線やシンクロトロン放射光の様な
高エネルギービームの照射に耐えること。
高エネルギービームの照射に耐えること。
等が挙げられる。
従来、X線リソグラフィー用マスクの膜の材料としてB
N、ボロンドープSi、 5isNn、 SiC等が提
案されているが、中でも、SiCは高いヤング率を有す
るために、耐高エネルギービーム性が最も優れた材料と
考えられている。
N、ボロンドープSi、 5isNn、 SiC等が提
案されているが、中でも、SiCは高いヤング率を有す
るために、耐高エネルギービーム性が最も優れた材料と
考えられている。
通常、このSiC膜の成膜方法としてはCVD法が最も
多く用いられているが、しかしながら、CVD法は、原
料ガスの反応及び分解を伴いながら成膜するため、膜の
成分以外の元素が膜中に取り込まれ易く、その結果、こ
れらの元素が膜中の不純物として働くために、 1)高エネルギービームの照射により、膜中の不純物が
容易に離脱する。そのため、膜の歪みの発生、膜の応力
の変動、膜の機械的強度の低下、膜の光学的な透明性の
低下等の欠陥を生じる。
多く用いられているが、しかしながら、CVD法は、原
料ガスの反応及び分解を伴いながら成膜するため、膜の
成分以外の元素が膜中に取り込まれ易く、その結果、こ
れらの元素が膜中の不純物として働くために、 1)高エネルギービームの照射により、膜中の不純物が
容易に離脱する。そのため、膜の歪みの発生、膜の応力
の変動、膜の機械的強度の低下、膜の光学的な透明性の
低下等の欠陥を生じる。
2)膜の表面に、ピンホールやノジュールが発生し易(
良好な膜が得られにくい。
良好な膜が得られにくい。
等の問題がある。
(発明が解決しようとする課題)
このSiC膜を成膜する他の方法として特願昭63−3
15768に記載されているスパッター法がある。
15768に記載されているスパッター法がある。
この方法では、膜中に不純物が少ない、ピンホールやノ
ジュールが少ない等の利点があるが、成膜したSiC膜
はアモルファス状態であり過度の高エネルギービームを
照射すると応力の変動を起こし易く、その結果歪みが発
生し易いという問題がある。
ジュールが少ない等の利点があるが、成膜したSiC膜
はアモルファス状態であり過度の高エネルギービームを
照射すると応力の変動を起こし易く、その結果歪みが発
生し易いという問題がある。
従って、本発明が解決しようとする課題は、優れた耐高
エネルギービーム性を有するX線リソグラフィー用Si
C膜を得ることにある。
エネルギービーム性を有するX線リソグラフィー用Si
C膜を得ることにある。
(課題を解決するための手段)
本発明者等は、かかる課題を解決するためにSiC膜の
結晶学的解析を進めた結果、特定の物性を有する膜が耐
高エネルギービーム性を有することを確認し、この膜の
最適成膜条件を探索して本発明を完成するに至った。
結晶学的解析を進めた結果、特定の物性を有する膜が耐
高エネルギービーム性を有することを確認し、この膜の
最適成膜条件を探索して本発明を完成するに至った。
本発明の要旨は、
引張り応力が0.1〜8.0X 10” dyne/c
rrfでかつ結晶質SiCを含有することを特徴とする
X線リングラフィ用SiC膜、SiCよりなるターゲッ
トを用いスパッター法にてSiC基板上に500℃以上
の温度で成膜するX線リソグラフィー用SiC膜の成膜
方法、およびこのSiC膜よりなるX線リソグラフィー
用マスクである。
rrfでかつ結晶質SiCを含有することを特徴とする
X線リングラフィ用SiC膜、SiCよりなるターゲッ
トを用いスパッター法にてSiC基板上に500℃以上
の温度で成膜するX線リソグラフィー用SiC膜の成膜
方法、およびこのSiC膜よりなるX線リソグラフィー
用マスクである。
以下、本発明の詳細な説明する。
先ず、良好なSiC膜を得るためにはSiC膜の引張り
応力が0.1〜LOX 10” dyne/crrrで
あることが必要である。0.1 X 10” dyne
/cm”未満では引張り応力が小さ過ぎるため膜が形成
しにくく、仮に形成したとしてもしわが発生し易い。逆
に、8.OX 10” dyne/crrrを越えても
引張り応力が大き過ぎるため膜が形成しに(く、仮に形
成したとしても破裂し易くなる。好ましい範囲は0.3
〜4.0×10” dyne/crr?である。
応力が0.1〜LOX 10” dyne/crrrで
あることが必要である。0.1 X 10” dyne
/cm”未満では引張り応力が小さ過ぎるため膜が形成
しにくく、仮に形成したとしてもしわが発生し易い。逆
に、8.OX 10” dyne/crrrを越えても
引張り応力が大き過ぎるため膜が形成しに(く、仮に形
成したとしても破裂し易くなる。好ましい範囲は0.3
〜4.0×10” dyne/crr?である。
次に、 SiC膜が結晶質SiCを含有することが必要
である。通常のスパッター法で生成するアモルファス状
態のSiC膜が高エネルギービームを照射されて内部応
力が変動する主な原因は、照射により SiC膜が加熱
されて温度が上昇し、その結果SiCの結晶構造が結晶
性を増加する方向に変化する為、内部応力も変化するも
との思われる。従って、本発明では予めスパッター処理
時に結晶性を付与し成膜することにより、マスクとして
使用する時に高エネルギービーム照射を受けても応力の
変動、歪の発生が極めて少な(なった。更に、この結晶
性の条件として、SiC膜のX線回折ピークの2θ:3
5.5″″におけるSiCの(111)結晶面のピーク
波形のシャープさが挙げられる。高エネルギービーム照
射により SiCの応力の変動を実用レベルにまで少な
(するには、X線回折ピークにおいて2θ=30@ と
2θ=40°の波形を結ぶ線を基線として2θ=35.
5°における基線からのピーク高さLlと2θ=33°
における基線からのピーク高さし2の比L l / L
lが1.5以上であることが必要であり、更に好まし
くは3.0以上である。1.5未満では応力の変動が大
きく使用に耐えない。
である。通常のスパッター法で生成するアモルファス状
態のSiC膜が高エネルギービームを照射されて内部応
力が変動する主な原因は、照射により SiC膜が加熱
されて温度が上昇し、その結果SiCの結晶構造が結晶
性を増加する方向に変化する為、内部応力も変化するも
との思われる。従って、本発明では予めスパッター処理
時に結晶性を付与し成膜することにより、マスクとして
使用する時に高エネルギービーム照射を受けても応力の
変動、歪の発生が極めて少な(なった。更に、この結晶
性の条件として、SiC膜のX線回折ピークの2θ:3
5.5″″におけるSiCの(111)結晶面のピーク
波形のシャープさが挙げられる。高エネルギービーム照
射により SiCの応力の変動を実用レベルにまで少な
(するには、X線回折ピークにおいて2θ=30@ と
2θ=40°の波形を結ぶ線を基線として2θ=35.
5°における基線からのピーク高さLlと2θ=33°
における基線からのピーク高さし2の比L l / L
lが1.5以上であることが必要であり、更に好まし
くは3.0以上である。1.5未満では応力の変動が大
きく使用に耐えない。
次に、上記諸特性を与える成膜条件について述べる。
本発明で採用したスパッター法としては、一般に使用さ
れているコンベンシロナルスパッター法で行なうが、好
ましくは量産性の観点より成膜速度の早いマグネトロン
スパッター法を用いるのが良い。スパッターに使用され
るガスとしては、アルゴン、セキノンなどの不活性ガス
を用いることが望ましいが、他にヘリウム、窒素等のガ
スを混入してもよい。基板は通常はシリコンを用いる。
れているコンベンシロナルスパッター法で行なうが、好
ましくは量産性の観点より成膜速度の早いマグネトロン
スパッター法を用いるのが良い。スパッターに使用され
るガスとしては、アルゴン、セキノンなどの不活性ガス
を用いることが望ましいが、他にヘリウム、窒素等のガ
スを混入してもよい。基板は通常はシリコンを用いる。
ターゲットは、SiC粉体を所定の形状に焼結したもの
でよいが、純度は成膜後の膜中に不純物ができるだけ少
ないことが望ましいので、99%以上、好ましくは99
.9%以上である。ターゲットに印加する電力は5 W
/crtf以上が望ましい。印加電力が高い程、成膜速
度は増加するので有利である。スパッター時の基板温度
は、500℃以上とすることが必要であり、好ましくは
700℃以上が良い。
でよいが、純度は成膜後の膜中に不純物ができるだけ少
ないことが望ましいので、99%以上、好ましくは99
.9%以上である。ターゲットに印加する電力は5 W
/crtf以上が望ましい。印加電力が高い程、成膜速
度は増加するので有利である。スパッター時の基板温度
は、500℃以上とすることが必要であり、好ましくは
700℃以上が良い。
500℃未満の場合は、得られたSiC膜が、高エネル
ギービーム照射を受けた時、応力の変動が顕著に増大す
るため好ましくない。又、成膜後のSiC膜を成膜温度
以上の温度の下でアニール処理を行なうことは任意であ
るが、SiC膜の応力のばらつきが減少するメリットが
ある。スパッター圧力は、成膜後のSiC膜の内部応力
が、メンブレン化に必要な0.1〜8.OX 10”
dyne/crrfどなるように選ぶ必要がある。スパ
ッター温度により最適なスパッター圧力は異なるが、−
船釣には30〜70X 10−”Torrである。
ギービーム照射を受けた時、応力の変動が顕著に増大す
るため好ましくない。又、成膜後のSiC膜を成膜温度
以上の温度の下でアニール処理を行なうことは任意であ
るが、SiC膜の応力のばらつきが減少するメリットが
ある。スパッター圧力は、成膜後のSiC膜の内部応力
が、メンブレン化に必要な0.1〜8.OX 10”
dyne/crrfどなるように選ぶ必要がある。スパ
ッター温度により最適なスパッター圧力は異なるが、−
船釣には30〜70X 10−”Torrである。
以下、実施例と比較例によって本発明の具体的実施態様
を説明するが、本発明はこれらによって限定されるもの
ではない。尚、得られたSiC膜の物性測定方法および
評価方法は次の通りである。
を説明するが、本発明はこれらによって限定されるもの
ではない。尚、得られたSiC膜の物性測定方法および
評価方法は次の通りである。
■X線回折の測定
薄膜用X線回折測定装置(リガク製TFD)を用いて測
定した。入射角(θ)=2°固定、ターゲットはCυ、
パワーは40kVX 40mAである。
定した。入射角(θ)=2°固定、ターゲットはCυ、
パワーは40kVX 40mAである。
■内部応力の測定
基板の成膜前と成膜後及びアニール前とアニール後のそ
りの変化量より応力値を算出した。
りの変化量より応力値を算出した。
■耐高エネルギービーム性
高エネルギーとして15eVの高エネルギー電子線を1
. OKJ/Cm”照射し、照射による膜の応力の変化
量を測定し、耐高エネルギービーム性の目安とした。
. OKJ/Cm”照射し、照射による膜の応力の変化
量を測定し、耐高エネルギービーム性の目安とした。
■メンブレン化適性
試料の基板の裏面にプラズマCVD法でアモルファスB
N膜(以下、a−BN膜と称する)をi、oμm成膜し
、この膜をKOHエツチング液の保護膜とした。a−B
N膜の上にステンレス製ドーナツ状マスクをセットし、
CF4ガスにてドライエツチングして露出しているa−
BN膜を除去後、30%KOHにて露出したシリコン面
をウェットエツチングで溶出し、メンブレン化した。メ
ンブレン化適性として、仕上げたメンブレンが、傷やピ
ンホールが無く平滑と認められる場合を良好、その他を
不良と判定した。
N膜(以下、a−BN膜と称する)をi、oμm成膜し
、この膜をKOHエツチング液の保護膜とした。a−B
N膜の上にステンレス製ドーナツ状マスクをセットし、
CF4ガスにてドライエツチングして露出しているa−
BN膜を除去後、30%KOHにて露出したシリコン面
をウェットエツチングで溶出し、メンブレン化した。メ
ンブレン化適性として、仕上げたメンブレンが、傷やピ
ンホールが無く平滑と認められる場合を良好、その他を
不良と判定した。
■可視光透過率の測定
メンブレンをマルチフォトスペクトルメーターMPS−
5000(島津製作所製商品名)で波長633nm位置
の透過率(%)を測定した。
5000(島津製作所製商品名)で波長633nm位置
の透過率(%)を測定した。
(実施例1〜6、比較例1.2)
高周波マグネトロンスパッター装置5PF−332H型
(日型アネルバ社製商品名)を用いて、カソード側に直
径3インチで厚さが5mmの円盤状SiCターゲット(
純度99.9%)をセットした。基板として、直径3イ
ンチで厚みが600μmの両面研磨シリコンウェハを用
いて所定の温度に加熱した状態でアルゴンガスな7
cc/分の流量で流した。排気系に通じるバルブでチャ
ンバー内を所定の圧力に調整した後、パワー密度をLO
W/cm”として、15分間のスパッターを行ない、膜
厚1.0μmのSiC膜を作製した。次に得られた膜に
ついて、X線回折の測定、及び耐高エネルギービーム性
、メンブレン化適正、更に得られたメンブレンの可視光
透過率について測定した。成膜条件として温度およびス
パッター圧力をとりζ実施例はNo、1〜6の6水準を
、比較例としてはNo、1.2の2水準を設定してSi
C膜を作成し、物性測定および評価結果を第1表に示し
た。メンブレン化適性及びメンブレンの可視光透過率の
測定に使用した試料は高エネルギー照射テストをしてい
ないものである。
(日型アネルバ社製商品名)を用いて、カソード側に直
径3インチで厚さが5mmの円盤状SiCターゲット(
純度99.9%)をセットした。基板として、直径3イ
ンチで厚みが600μmの両面研磨シリコンウェハを用
いて所定の温度に加熱した状態でアルゴンガスな7
cc/分の流量で流した。排気系に通じるバルブでチャ
ンバー内を所定の圧力に調整した後、パワー密度をLO
W/cm”として、15分間のスパッターを行ない、膜
厚1.0μmのSiC膜を作製した。次に得られた膜に
ついて、X線回折の測定、及び耐高エネルギービーム性
、メンブレン化適正、更に得られたメンブレンの可視光
透過率について測定した。成膜条件として温度およびス
パッター圧力をとりζ実施例はNo、1〜6の6水準を
、比較例としてはNo、1.2の2水準を設定してSi
C膜を作成し、物性測定および評価結果を第1表に示し
た。メンブレン化適性及びメンブレンの可視光透過率の
測定に使用した試料は高エネルギー照射テストをしてい
ないものである。
結晶性の目安となるX線回折の波形を第1図に示した。
この波形より、2θ=30°と2θ=40゜の波形を結
ぶ線を基線として2θ=35.5’における基線からの
ピーク高さLlと2θ:33°における基線からのピー
ク高さし2の比L 1/L2を求めた。結果を第1表
に併記した。また、比較例として、スパッター時の成膜
温度が500℃未満についても同様の測定を行なった。
ぶ線を基線として2θ=35.5’における基線からの
ピーク高さLlと2θ:33°における基線からのピー
ク高さし2の比L 1/L2を求めた。結果を第1表
に併記した。また、比較例として、スパッター時の成膜
温度が500℃未満についても同様の測定を行なった。
結果を第1表および第2図に示した。
第1表より 500℃以上でスパッター法によりSiC
膜を成膜することによりL 、/L 、が1.5以上と
なり、このものは高エネルギー電子線の照射を行なって
も内部応力に顕著な変化が認められないことが判かる。
膜を成膜することによりL 、/L 、が1.5以上と
なり、このものは高エネルギー電子線の照射を行なって
も内部応力に顕著な変化が認められないことが判かる。
(発明の効果)
本発明の成膜方法によれば、特定範囲の引張り応力を有
し、X線回折の波形で規定した結晶性を有するSiC膜
が得られ、従来得られなかった耐高エネルギービーム性
を有し、応力変化が極めて少なく、ピンホールやノジュ
ールのない優れたSiC膜がばらつきなく安定して量産
可能となった。更にX線リソグラフィー用マスクに加工
することができ、工業上その利用価値は極めて高い。
し、X線回折の波形で規定した結晶性を有するSiC膜
が得られ、従来得られなかった耐高エネルギービーム性
を有し、応力変化が極めて少なく、ピンホールやノジュ
ールのない優れたSiC膜がばらつきなく安定して量産
可能となった。更にX線リソグラフィー用マスクに加工
することができ、工業上その利用価値は極めて高い。
第1図は実施例1〜6のSiC膜の結晶性を規定するた
めのX線回折波形を示す。第2図は同じく比較例1.2
のX線回折波形である。
めのX線回折波形を示す。第2図は同じく比較例1.2
のX線回折波形である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、引張り応力が0.1〜8.0×10^9dyne/
cm^2でかつ結晶質SiCを含有することを特徴とす
るX線リソグラフィー用SiC膜。 2、SiC膜のX線回折ピークにおいて2θ=30°と
2θ=40°の波形を結ぶ線を基線として2θ=35.
5°における基線からのピーク高さL_1と2θ:33
°における基線からのピーク高さL_2との比L_1/
L_2が1.5以上であることを特徴とする請求項1に
記載のX線リソグラフィー用SiC膜。 3、SiCよりなるターゲットを用いスパッター法にて
SiC基板上に500℃以上の温度で成膜することを特
徴とするX線リソグラフィー用SiC膜の成膜方法。 4、請求項1または2に記載のSiC膜からなるX線リ
ソグラフィー用マスク。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33909289A JPH0715880B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク |
EP90124520A EP0435128A1 (en) | 1989-12-26 | 1990-12-18 | Silicon carbide membrane for X-ray lithography and method for the preparation thereof |
US07/633,047 US5089085A (en) | 1989-12-26 | 1990-12-21 | Silicon carbide membrane for x-ray lithography and method for the prepartion thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33909289A JPH0715880B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03196147A true JPH03196147A (ja) | 1991-08-27 |
JPH0715880B2 JPH0715880B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=18324185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33909289A Expired - Lifetime JPH0715880B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | X線リソグラフィー用SiC膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5089085A (ja) |
EP (1) | EP0435128A1 (ja) |
JP (1) | JPH0715880B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0828324B2 (ja) * | 1990-11-06 | 1996-03-21 | 信越化学工業株式会社 | X線リソグラフィー用マスクに用いるx線透過膜 |
JP3073067B2 (ja) * | 1991-10-04 | 2000-08-07 | キヤノン株式会社 | X線露光用マスク及びその製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3733311A1 (de) * | 1987-10-02 | 1989-04-13 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur herstellung eines maskentraegers aus sic fuer roentgenstrahllithographie-masken |
EP0361516B1 (en) * | 1988-09-30 | 1996-05-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of making X-ray mask structure |
DE3841352A1 (de) * | 1988-12-08 | 1990-06-21 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur herstellung eines maskentraegers aus sic fuer strahlungslithographie-masken |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP33909289A patent/JPH0715880B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-12-18 EP EP90124520A patent/EP0435128A1/en not_active Withdrawn
- 1990-12-21 US US07/633,047 patent/US5089085A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
ELECTRON-BEAM.X-RAY,AND ION-BEAN TECHNOLOGY:SUBMICROMETER LITHOGRAPHIES 7=1988 * |
ELECTRON-BEAM.X-RAY.AND ION-BEAN LITHOGRAPHIES 6=1987 * |
ELECTRON-BEAM.X-RAY.AND LON-BEAM LITHOGRAPHIES 6=1987 * |
MICROELECTRONIC ENGINEERING=1989 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0715880B2 (ja) | 1995-02-22 |
EP0435128A1 (en) | 1991-07-03 |
US5089085A (en) | 1992-02-18 |
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