JPH051997A - 薄膜構造の検査方法及び検査装置 - Google Patents
薄膜構造の検査方法及び検査装置Info
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- JPH051997A JPH051997A JP3178686A JP17868691A JPH051997A JP H051997 A JPH051997 A JP H051997A JP 3178686 A JP3178686 A JP 3178686A JP 17868691 A JP17868691 A JP 17868691A JP H051997 A JPH051997 A JP H051997A
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- film structure
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
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- G—PHYSICS
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- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 有機薄膜の構造欠陥を光学的に高精度に検査
することができる薄膜構造の検査方法及び検査装置を得
ること。 【構成】 平滑な薄膜1を成膜した平坦な基板2を載置
する支持台3と、該薄膜1に該基板面に対して平行方向
又は略平行方向から光束を照射する光源手段4と、該薄
膜1から該基板面に対し垂直又は略垂直方向に散乱した
散乱光を用いて該薄膜構造に関する画像情報を撮像手段
面上に結像する結像手段と、該撮像手段で得られた画像
情報を利用して該薄膜構造の検査を行う画像処理手段1
2とを有していること。
することができる薄膜構造の検査方法及び検査装置を得
ること。 【構成】 平滑な薄膜1を成膜した平坦な基板2を載置
する支持台3と、該薄膜1に該基板面に対して平行方向
又は略平行方向から光束を照射する光源手段4と、該薄
膜1から該基板面に対し垂直又は略垂直方向に散乱した
散乱光を用いて該薄膜構造に関する画像情報を撮像手段
面上に結像する結像手段と、該撮像手段で得られた画像
情報を利用して該薄膜構造の検査を行う画像処理手段1
2とを有していること。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜構造の検査方法及び
検査装置に関し、特に成膜した薄膜中に生じるピンホー
ル等の欠陥を、該欠陥に光束を入射したときに該欠陥で
散乱される散乱光を利用して該薄膜構造の状態を検査す
るようにしたものである。
検査装置に関し、特に成膜した薄膜中に生じるピンホー
ル等の欠陥を、該欠陥に光束を入射したときに該欠陥で
散乱される散乱光を利用して該薄膜構造の状態を検査す
るようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】最近、有機材料(有機分子)の持つ秩序
構造が電子機能の発達や向上に関連して注目されてい
る。特に有機分子を電子デバイスなどに応用しようとす
る分子電子デバイスへの関心が高まっている。
構造が電子機能の発達や向上に関連して注目されてい
る。特に有機分子を電子デバイスなどに応用しようとす
る分子電子デバイスへの関心が高まっている。
【0003】このような分子電子デバイスの構築技術の
一つとみられるラングミュアー・ブロジェット膜(LB
膜)についての研究が種々と報告されている。
一つとみられるラングミュアー・ブロジェット膜(LB
膜)についての研究が種々と報告されている。
【0004】LB膜は有機分子を規則正しく1分子層ず
つ積層した構成より成り、膜厚の制御は分子長の単位で
行なうことができ、一様で均質な超薄膜を形成できる。
この為LB膜を絶縁体として使う多くの試みが報告され
ている。
つ積層した構成より成り、膜厚の制御は分子長の単位で
行なうことができ、一様で均質な超薄膜を形成できる。
この為LB膜を絶縁体として使う多くの試みが報告され
ている。
【0005】例えば金属/絶縁体/金属(MIM)構造
のトンネル接合素子[G.L.Larkins et.
al著「シン・ソリッド・フィルムズ」(Thin S
olid Films)第99巻(1983年)]や金
属/絶縁体/半導体(MIS)構造の発光素子[G.
G.Roberts et.al.著「エレクトロニク
ス・レターズ」(Electronics Lette
rs)第20巻、489頁(1984年)]或はスイッ
チング素子[N.J.Thomas et.al.著
「エレクトロニクス・レターズ」(Electroni
cs Letters)第20巻、838頁(1984
年)]がある。
のトンネル接合素子[G.L.Larkins et.
al著「シン・ソリッド・フィルムズ」(Thin S
olid Films)第99巻(1983年)]や金
属/絶縁体/半導体(MIS)構造の発光素子[G.
G.Roberts et.al.著「エレクトロニク
ス・レターズ」(Electronics Lette
rs)第20巻、489頁(1984年)]或はスイッ
チング素子[N.J.Thomas et.al.著
「エレクトロニクス・レターズ」(Electroni
cs Letters)第20巻、838頁(1984
年)]がある。
【0006】これら一連の研究によって素子の特性の検
討がされているが未だ素子ごとの特性のバラツキ、経時
変化などLB膜の構造欠陥に起因すると考えられる再現
性と安定性の欠如が未解決の問題点として残っている。
討がされているが未だ素子ごとの特性のバラツキ、経時
変化などLB膜の構造欠陥に起因すると考えられる再現
性と安定性の欠如が未解決の問題点として残っている。
【0007】一方、LB膜の構造欠陥に関する検査及び
評価における問題点の一つに、多くの人為的な加工を導
入することなしに、如何にLB膜の構造欠陥を視覚化
し、必要な時間内にそのデータを数値化評価出来るかと
いう点がある。
評価における問題点の一つに、多くの人為的な加工を導
入することなしに、如何にLB膜の構造欠陥を視覚化
し、必要な時間内にそのデータを数値化評価出来るかと
いう点がある。
【0008】従来、用いられてきた評価法としては、例
えば銅メッキ法[I.R.Peterson著「オース
トラリア・ジャーナル・ケミストリー」(Aust.
J.Chem.)第33巻、173頁(1980年)]
やMIM構造での導電率測定[P.Lesieur e
t al.著、「シン・ソリッド・フィルムズ」(Th
in Solid Films)第152巻、155頁
(1987年)或はI.R.Peterson著「ジャ
ーナル・モレキュラ・エレクトロニクス」(J.Mo
l.Electron.)第2巻、95頁(1986
年)]等のように間接的で平均的な評価結果だけを提供
するものであった。
えば銅メッキ法[I.R.Peterson著「オース
トラリア・ジャーナル・ケミストリー」(Aust.
J.Chem.)第33巻、173頁(1980年)]
やMIM構造での導電率測定[P.Lesieur e
t al.著、「シン・ソリッド・フィルムズ」(Th
in Solid Films)第152巻、155頁
(1987年)或はI.R.Peterson著「ジャ
ーナル・モレキュラ・エレクトロニクス」(J.Mo
l.Electron.)第2巻、95頁(1986
年)]等のように間接的で平均的な評価結果だけを提供
するものであった。
【0009】又、電子顕微鏡を用いた評価法のように意
味のある結果を得る為に多くのパラメーターをコントロ
ールしなければならない難しい評価法もあり、LB膜の
構造欠陥評価に技術的な熟練を必要とするとともに、多
大の時間をも費やしている。
味のある結果を得る為に多くのパラメーターをコントロ
ールしなければならない難しい評価法もあり、LB膜の
構造欠陥評価に技術的な熟練を必要とするとともに、多
大の時間をも費やしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は薄膜、例えば
LB膜のような有機薄膜の薄膜構造の欠陥を大気中で簡
易な構成により迅速にしかも高精度に検査評価すること
ができる薄膜構造の検査方法及び検査装置の提供を目的
とする。
LB膜のような有機薄膜の薄膜構造の欠陥を大気中で簡
易な構成により迅速にしかも高精度に検査評価すること
ができる薄膜構造の検査方法及び検査装置の提供を目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜構造の検査
方法としては、平坦な基板上に成膜した平滑な薄膜に光
源手段からの光束を該基板面に対して平行方向又は略平
行方向より照射し、該薄膜から該基板面に対し垂直又は
略垂直方向に散乱した散乱光を利用することにより、該
薄膜構造の検査を行ったことを特徴としている。
方法としては、平坦な基板上に成膜した平滑な薄膜に光
源手段からの光束を該基板面に対して平行方向又は略平
行方向より照射し、該薄膜から該基板面に対し垂直又は
略垂直方向に散乱した散乱光を利用することにより、該
薄膜構造の検査を行ったことを特徴としている。
【0012】又薄膜構造の検査装置としては、平滑な薄
膜を成膜した平坦な基板を載置する支持台と、該薄膜に
該基板面に対して平行方向又は略平行方向から光束を照
射する光源手段と、該薄膜から該基板面に対し垂直又は
略垂直方向に散乱した散乱光を用いて該薄膜構造に関す
る画像情報を撮像手段面上に結像する結像手段と、該撮
像手段で得られた画像情報を利用して該薄膜構造の検査
を行う画像処理手段とを有していることを特徴としてい
る。
膜を成膜した平坦な基板を載置する支持台と、該薄膜に
該基板面に対して平行方向又は略平行方向から光束を照
射する光源手段と、該薄膜から該基板面に対し垂直又は
略垂直方向に散乱した散乱光を用いて該薄膜構造に関す
る画像情報を撮像手段面上に結像する結像手段と、該撮
像手段で得られた画像情報を利用して該薄膜構造の検査
を行う画像処理手段とを有していることを特徴としてい
る。
【0013】
【実施例】図1は本発明の薄膜構造の検査方法に関する
光学系の原理説明図である。図中1は平滑な薄膜であ
り、同図では薄膜として有機薄膜を用い、その内部に微
小なピンホール等の欠陥1aがある場合を模式的に示し
ている。
光学系の原理説明図である。図中1は平滑な薄膜であ
り、同図では薄膜として有機薄膜を用い、その内部に微
小なピンホール等の欠陥1aがある場合を模式的に示し
ている。
【0014】2は平坦な基板であり、その面上に有機薄
膜1を形成している。有機薄膜1にレーザー光源等の光
源手段(不図示)からの光束(照射光)Lを基板2に対
して平行方向又は略平行方向から照射している。このと
き有機薄膜1の内部構造が一様で欠陥がないと光束Lは
有機薄膜1内を単に通過し、又は薄膜1を通り基板2で
反射して他方から射出する。
膜1を形成している。有機薄膜1にレーザー光源等の光
源手段(不図示)からの光束(照射光)Lを基板2に対
して平行方向又は略平行方向から照射している。このと
き有機薄膜1の内部構造が一様で欠陥がないと光束Lは
有機薄膜1内を単に通過し、又は薄膜1を通り基板2で
反射して他方から射出する。
【0015】一方、有機薄膜1内にピンホール等の欠陥
1aがあり、光束Lが該欠陥1aに入射すると、光束L
が欠陥1aにより散乱される。即ち欠陥1aに伴なう屈
折率変化により光束Lは散乱し、種々な方向に射出す
る。
1aがあり、光束Lが該欠陥1aに入射すると、光束L
が欠陥1aにより散乱される。即ち欠陥1aに伴なう屈
折率変化により光束Lは散乱し、種々な方向に射出す
る。
【0016】本発明では欠陥1aからの散乱光のうち基
板2に対して垂直方向又は略垂直方向に散乱された散乱
光を集光レンズ(対物レンズ)8により集光している。
そして該散乱光に基づく有機薄膜1の薄膜構造の像をC
CD等の撮像手段(不図示)面上に結像している。
板2に対して垂直方向又は略垂直方向に散乱された散乱
光を集光レンズ(対物レンズ)8により集光している。
そして該散乱光に基づく有機薄膜1の薄膜構造の像をC
CD等の撮像手段(不図示)面上に結像している。
【0017】このように本発明では光束Lを有機薄膜1
に平行方向又は略平行方向から照射するようにして薄膜
1を単に通過する光及び基板2からの正反射光が集光レ
ンズ8に入射しないようにしている。
に平行方向又は略平行方向から照射するようにして薄膜
1を単に通過する光及び基板2からの正反射光が集光レ
ンズ8に入射しないようにしている。
【0018】そして撮像手段で得られた薄膜構造の欠陥
に基づく散乱光画像を画像処理手段(不図示)により画
像解析することにより、有機薄膜の構造欠陥を検査して
いる。
に基づく散乱光画像を画像処理手段(不図示)により画
像解析することにより、有機薄膜の構造欠陥を検査して
いる。
【0019】図2は本発明の薄膜構造の検査装置として
の実施例1の要部概略図である。本実施例では光学顕微
鏡システムに本発明を適用した場合を示している。
の実施例1の要部概略図である。本実施例では光学顕微
鏡システムに本発明を適用した場合を示している。
【0020】本実施例の構成は光学顕微鏡システムとし
て具備された機能、例えば観察用光源、偏光板、検光
板、又はカメラ等に対しては何んら支障をきたすもので
はない。同図において1は平滑な有機薄膜であり、光学
的に平板な基板2上に形成している。
て具備された機能、例えば観察用光源、偏光板、検光
板、又はカメラ等に対しては何んら支障をきたすもので
はない。同図において1は平滑な有機薄膜であり、光学
的に平板な基板2上に形成している。
【0021】3は支持体であり、XYZ3軸ステージよ
り成り、XY平面上及びZ軸方向に移動可能となってお
り、有機薄膜1を設けた基板2を載置している。4は光
源手段であり、LEDやレーザ光源から成っている。5
は投光手段であり、光源手段4からの光束を集光し、細
い光束として有機薄膜1に基板2に対して平行方向に又
は略平行方向から照射している。光源手段4と投光手段
5は一筺体に一体構成されており、有機薄膜1に平行方
向又は略平行方向の種々な方向より光束を照射する為の
照射位置決め装置を有しており、例えば支持体3の中心
部を中心として回動可能となるように構成している。
り成り、XY平面上及びZ軸方向に移動可能となってお
り、有機薄膜1を設けた基板2を載置している。4は光
源手段であり、LEDやレーザ光源から成っている。5
は投光手段であり、光源手段4からの光束を集光し、細
い光束として有機薄膜1に基板2に対して平行方向に又
は略平行方向から照射している。光源手段4と投光手段
5は一筺体に一体構成されており、有機薄膜1に平行方
向又は略平行方向の種々な方向より光束を照射する為の
照射位置決め装置を有しており、例えば支持体3の中心
部を中心として回動可能となるように構成している。
【0022】6は光センサーであり、光源手段4からの
光束のうち有機薄膜1を通過し、又は有機薄膜を通過
し、基板2で正反射した光束を検出し、光源手段4から
の光出力変化をモニターしている。
光束のうち有機薄膜1を通過し、又は有機薄膜を通過
し、基板2で正反射した光束を検出し、光源手段4から
の光出力変化をモニターしている。
【0023】即ち、光センサー6からの出力信号を安定
化電源7に入力し、光源手段4からの光出力の安定化を
図っている。これにより後述する撮像手段としての光エ
リアセンサー10で得られる画像情報の規格化を図り、
被検査体である有機薄膜間の相対的比較を容易にしてい
る。
化電源7に入力し、光源手段4からの光出力の安定化を
図っている。これにより後述する撮像手段としての光エ
リアセンサー10で得られる画像情報の規格化を図り、
被検査体である有機薄膜間の相対的比較を容易にしてい
る。
【0024】8は対物レンズであり、有機薄膜1の構造
欠陥から垂直方向又は略垂直方向に散乱した散乱光を集
光し、ハーフミラー9を介して、所定の倍率で光エリア
センサー10に入射し、その面上に有機薄膜1の構造欠
陥に基づく画像情報を形成している。光エリアセンサー
10には後述する図に示すように有機薄膜1中に欠陥が
あると、その部分からの散乱光により明るい点として結
像される。
欠陥から垂直方向又は略垂直方向に散乱した散乱光を集
光し、ハーフミラー9を介して、所定の倍率で光エリア
センサー10に入射し、その面上に有機薄膜1の構造欠
陥に基づく画像情報を形成している。光エリアセンサー
10には後述する図に示すように有機薄膜1中に欠陥が
あると、その部分からの散乱光により明るい点として結
像される。
【0025】光エリアセンサー10は有機薄膜1に基づ
く画像情報を電気的な画像データに変換している。光エ
リアセンサー10の感度はデジタル処理が効率良く行な
われるように最適化回路15で最適化している。そして
光エリアセンサー10からの画像データをA/D変換器
11でデジタル化して画像処理手段12に入力してい
る。そして画像処理手段12で処理した画像信号をコン
ピュータ13に入力している。コンピュータ13は画像
処理手段12からの画像信号を画像解析し、これより有
機薄膜1の構造欠陥を検査している。
く画像情報を電気的な画像データに変換している。光エ
リアセンサー10の感度はデジタル処理が効率良く行な
われるように最適化回路15で最適化している。そして
光エリアセンサー10からの画像データをA/D変換器
11でデジタル化して画像処理手段12に入力してい
る。そして画像処理手段12で処理した画像信号をコン
ピュータ13に入力している。コンピュータ13は画像
処理手段12からの画像信号を画像解析し、これより有
機薄膜1の構造欠陥を検査している。
【0026】尚、コンピュータ13は支持台3を3次元
方向(XYZ方向)に駆動制御し、これにより自動焦点
合わせや構造欠陥密度の場所依存等、自動観察を可能と
している。
方向(XYZ方向)に駆動制御し、これにより自動焦点
合わせや構造欠陥密度の場所依存等、自動観察を可能と
している。
【0027】14は接眼レンズであり、有機薄膜1の構
造欠陥に基づく散乱光を利用して該構造欠陥の状態を対
物レンズ8とハーフミラー9を介して観察している。
造欠陥に基づく散乱光を利用して該構造欠陥の状態を対
物レンズ8とハーフミラー9を介して観察している。
【0028】本実施例は以上のような構成により、有機
薄膜1に形成されたピンホール等の欠陥を画像情報とし
て検出し、有機薄膜の構造欠陥を高精度に検査してい
る。
薄膜1に形成されたピンホール等の欠陥を画像情報とし
て検出し、有機薄膜の構造欠陥を高精度に検査してい
る。
【0029】図3は本実施例に係る検査装置で得られた
有機薄膜としての脂肪酸LB膜を用いたときの構造欠陥
を示す写真である。
有機薄膜としての脂肪酸LB膜を用いたときの構造欠陥
を示す写真である。
【0030】図4は参考の為に同じ脂肪酸LB膜を従来
の光学顕微鏡を用いて撮影したときの偏光顕微鏡写真で
ある。
の光学顕微鏡を用いて撮影したときの偏光顕微鏡写真で
ある。
【0031】図3において白点として写っているのがピ
ンホール等の構造欠陥である。
ンホール等の構造欠陥である。
【0032】本発明によれば図3に示すように有機薄膜
の構造欠陥は明瞭であり、従来の光学顕微鏡で得られた
図4に示す写真に比べて、より高精度に検出評価するこ
とができる。
の構造欠陥は明瞭であり、従来の光学顕微鏡で得られた
図4に示す写真に比べて、より高精度に検出評価するこ
とができる。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く各要素を設定
することにより、薄膜、例えばLB膜のような有機薄膜
の薄膜構造の欠陥を大気中で簡易な構成により迅速にし
かも高精度に検査評価することができる薄膜構造の検査
方法及び検査装置を達成することができる。
することにより、薄膜、例えばLB膜のような有機薄膜
の薄膜構造の欠陥を大気中で簡易な構成により迅速にし
かも高精度に検査評価することができる薄膜構造の検査
方法及び検査装置を達成することができる。
【0034】特に本発明は大気中で従来の光学顕微鏡観
察と同じようにして、簡便な方法により有機薄膜の構造
欠陥を視覚化することが可能となり、更に画像解析によ
り、欠陥密度/分布、欠陥の大きさ/分布、そして更に
は欠陥分布とドメイン分布の相関等種々の画像解析が可
能となる等の特長を有している。
察と同じようにして、簡便な方法により有機薄膜の構造
欠陥を視覚化することが可能となり、更に画像解析によ
り、欠陥密度/分布、欠陥の大きさ/分布、そして更に
は欠陥分布とドメイン分布の相関等種々の画像解析が可
能となる等の特長を有している。
【図1】 本発明の有機薄膜の構造欠陥の検査方法の原
理的模式図
理的模式図
【図2】 本発明の有機薄膜の構造欠陥の検査装置の模
式図
式図
【図3】 本発明の装置を用いて観察した脂肪酸LB膜
の欠陥写真像
の欠陥写真像
【図4】 脂肪酸LB膜の偏光顕微鏡像
1 有機薄膜
2 基板
3 支持台
4 光源手段
5 投光手段
6 光センサー
8 結像手段
10 撮像手段
12 画像処理手段
Claims (4)
- 【請求項1】 平坦な基板上に成膜した平滑な薄膜に光
源手段からの光束を該基板面に対して平行方向又は略平
行方向より照射し、該薄膜から該基板面に対し垂直又は
略垂直方向に散乱した散乱光を利用することにより、該
薄膜構造の検査を行ったことを特徴とする薄膜構造の検
査方法。 - 【請求項2】 前記薄膜は有機薄膜であることを特徴と
する請求項1の薄膜構造の検査方法。 - 【請求項3】 平滑な薄膜を成膜した平坦な基板を載置
する支持台と、該薄膜に該基板面に対して平行方向又は
略平行方向から光束を照射する光源手段と、該薄膜から
該基板面に対し垂直又は略垂直方向に散乱した散乱光を
用いて該薄膜構造に関する画像情報を撮像手段面上に結
像する結像手段と、該撮像手段で得られた画像情報を利
用して該薄膜構造の検査を行う画像処理手段とを有して
いることを特徴とする薄膜構造の検査装置。 - 【請求項4】 前記薄膜は有機薄膜であることを特徴と
する請求項3の薄膜構造の検査装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3178686A JP3013519B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 薄膜構造の検査方法及び検査装置 |
US07/901,160 US5305079A (en) | 1991-06-24 | 1992-06-19 | Nondestructive method for detecting defects in thin film using scattered light |
EP92110633A EP0522356B1 (en) | 1991-06-24 | 1992-06-24 | Method for detecting structural defect of film |
DE69226911T DE69226911T2 (de) | 1991-06-24 | 1992-06-24 | Verfahren zum Feststellen eines strukturellen Defektes eines Films |
AT92110633T ATE170978T1 (de) | 1991-06-24 | 1992-06-24 | Verfahren zum feststellen eines strukturellen defektes eines films |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3178686A JP3013519B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 薄膜構造の検査方法及び検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH051997A true JPH051997A (ja) | 1993-01-08 |
JP3013519B2 JP3013519B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=16052779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3178686A Expired - Fee Related JP3013519B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 薄膜構造の検査方法及び検査装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5305079A (ja) |
EP (1) | EP0522356B1 (ja) |
JP (1) | JP3013519B2 (ja) |
AT (1) | ATE170978T1 (ja) |
DE (1) | DE69226911T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105738379A (zh) * | 2014-12-12 | 2016-07-06 | 上海和辉光电有限公司 | 一种多晶硅薄膜的检测装置及检测方法 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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