JPH0654753B2 - 表面処理装置 - Google Patents
表面処理装置Info
- Publication number
- JPH0654753B2 JPH0654753B2 JP59098717A JP9871784A JPH0654753B2 JP H0654753 B2 JPH0654753 B2 JP H0654753B2 JP 59098717 A JP59098717 A JP 59098717A JP 9871784 A JP9871784 A JP 9871784A JP H0654753 B2 JPH0654753 B2 JP H0654753B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- orbital
- substrate
- light
- radiation
- processed
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は光を利用した化学気相成長（ＣＶＤ）のプロセ
スに関する。さらに詳しくは、光として軌道放射光（Ｓ
ＯＲ）を利用するＣＶＤプロセスに関する。
スに関する。さらに詳しくは、光として軌道放射光（Ｓ
ＯＲ）を利用するＣＶＤプロセスに関する。
半導体プロセスの低温化技術として、光誘起化学反応を
利用した化学気相成長技術が有望視されている。化学反
応を促進させるために、プロセス用光源としては、光強
度の強いものを用いるのが通例であり、ＡｒＦやＫｒＦ
などのエキシマーレーザーや赤外領域で高出力の得られ
るＣＯ２レーザーを利用するプロセス技術の開発が活発
である。しかしながら、レーザー光は光束に広がりがな
いことから、基板面上において局所的に化学反応を行わ
せるには有効であるが、基板面全面に所望のＣＶＤ膜を
形成することは困難であつた。
利用した化学気相成長技術が有望視されている。化学反
応を促進させるために、プロセス用光源としては、光強
度の強いものを用いるのが通例であり、ＡｒＦやＫｒＦ
などのエキシマーレーザーや赤外領域で高出力の得られ
るＣＯ２レーザーを利用するプロセス技術の開発が活発
である。しかしながら、レーザー光は光束に広がりがな
いことから、基板面上において局所的に化学反応を行わ
せるには有効であるが、基板面全面に所望のＣＶＤ膜を
形成することは困難であつた。
従って、本発明の目的は、上記欠点を除去し基板全面に
所望のＣＶＤ膜を形成し得る表面処理装置を提供するこ
とにある。
所望のＣＶＤ膜を形成し得る表面処理装置を提供するこ
とにある。
上記目的を達成するために、本発明においては、光ＣＶ
Ｄ用光源として軌道放射光（ＳＯＲ）を利用する。軌道
放射光は、光速に近い速さの電子が加速度運動をすると
きに軌道の接線方向に放射される電磁波であり、Ｘ線か
ら紫外・可視領域に亘る広い波長域で強力な連続スペク
トルを発する。このような軌道放射光を半導体リソグラ
フイーのプロセスに応用する技術の開発は進められ、詳
細は応用物理、第５３巻、第１号、１７ページ、1984年
に記述されている。また、軌道放射光を利用した光ＣＶ
Ｄの技術も知られている（Materials Research Societ
y,1983 Annual Meeting，November，Boston，講演要旨
集３７４ページ，Ｈ１．５）。
Ｄ用光源として軌道放射光（ＳＯＲ）を利用する。軌道
放射光は、光速に近い速さの電子が加速度運動をすると
きに軌道の接線方向に放射される電磁波であり、Ｘ線か
ら紫外・可視領域に亘る広い波長域で強力な連続スペク
トルを発する。このような軌道放射光を半導体リソグラ
フイーのプロセスに応用する技術の開発は進められ、詳
細は応用物理、第５３巻、第１号、１７ページ、1984年
に記述されている。また、軌道放射光を利用した光ＣＶ
Ｄの技術も知られている（Materials Research Societ
y,1983 Annual Meeting，November，Boston，講演要旨
集３７４ページ，Ｈ１．５）。
第１図は、シンクロトロンまたはストレージ・リングか
ら放射する軌道放射光の出射状況を示したものである。
ストレージ・リング１から放射される放射光２は、電子
軌道面に垂直な方向には鋭く収束し、水平方向には輝度
分布がほぼ均一な扇形に広がつた細長いスリツト状の光
３として取り出すことができる。水平方向の光ビームの
長さは、光取出し窓の形状寸法で規制されるが、ビーム
ラインの長さを約１０ｍ程度に取れば、１０〜１２cmと
することができる。したがつて、直径４〜５インチの基
板４を電子軌道面に垂直な位置に設置すれば、第１図に
示すように、スリツト状の光ビーム３の長さは基板の直
径よりも大きくなる。このことは知られていることであ
り、たとえばＯ plus Ｅ誌，1981年１月号，４５ペー
ジの記事に記されている。
ら放射する軌道放射光の出射状況を示したものである。
ストレージ・リング１から放射される放射光２は、電子
軌道面に垂直な方向には鋭く収束し、水平方向には輝度
分布がほぼ均一な扇形に広がつた細長いスリツト状の光
３として取り出すことができる。水平方向の光ビームの
長さは、光取出し窓の形状寸法で規制されるが、ビーム
ラインの長さを約１０ｍ程度に取れば、１０〜１２cmと
することができる。したがつて、直径４〜５インチの基
板４を電子軌道面に垂直な位置に設置すれば、第１図に
示すように、スリツト状の光ビーム３の長さは基板の直
径よりも大きくなる。このことは知られていることであ
り、たとえばＯ plus Ｅ誌，1981年１月号，４５ペー
ジの記事に記されている。
本発明の要旨は、その内部に被処理物を収容し、かつ、
その内部で前記被処理物の表面上に化学気相成長膜を形
成するための処理室と、前記処理室内に前記膜を形成す
るためのガスを導入するための手段と、単一光源からの
シンクロトロン軌道放射光の電子軌道面を構成する平面
と被処理物表面とが略平行な位置関係になるように前記
被処理物を前記処理室内に保持する手段とを有し、前記
軌道放射光の前記電子軌道面の光線幅が前記被処理物近
傍において前記被処理物の幅以上になるように、単一光
源からの前記軌道放射光が前記処理室内に導入されるよ
うに構成されていることを特徴とする表面処理装置にあ
る。
その内部で前記被処理物の表面上に化学気相成長膜を形
成するための処理室と、前記処理室内に前記膜を形成す
るためのガスを導入するための手段と、単一光源からの
シンクロトロン軌道放射光の電子軌道面を構成する平面
と被処理物表面とが略平行な位置関係になるように前記
被処理物を前記処理室内に保持する手段とを有し、前記
軌道放射光の前記電子軌道面の光線幅が前記被処理物近
傍において前記被処理物の幅以上になるように、単一光
源からの前記軌道放射光が前記処理室内に導入されるよ
うに構成されていることを特徴とする表面処理装置にあ
る。
以下、図面を使つて詳細に説明を行う。第２図は本発明
方法を実施する装置の一実施例であり、軌道放射光２に
より光化学反応を誘起し、シリコンウエハー基板６上に
シリコン膜を被着させるプロセスの概要を示している。
反応室５内にはシリコンウエハー基板６が設置されてい
る。基板６はヒーターにより所望の温度に加熱できるよ
うになつている。７はガス導入部であり、Ａｒで希釈し
たモノシランガスを反応室５に導いている。８は排気管
であり、反応ガスを系外に排気するためのものである。
ストレージ・リング（図示せず）から放射された軌道放
射光２は、電子軌道面に垂直な方向に鋭く収束し、細長
いスリツト状の光３′として入射窓９を通過したのち、
出射窓１０上を同じく細長いスリツト状の光３″として
系外に出る。
方法を実施する装置の一実施例であり、軌道放射光２に
より光化学反応を誘起し、シリコンウエハー基板６上に
シリコン膜を被着させるプロセスの概要を示している。
反応室５内にはシリコンウエハー基板６が設置されてい
る。基板６はヒーターにより所望の温度に加熱できるよ
うになつている。７はガス導入部であり、Ａｒで希釈し
たモノシランガスを反応室５に導いている。８は排気管
であり、反応ガスを系外に排気するためのものである。
ストレージ・リング（図示せず）から放射された軌道放
射光２は、電子軌道面に垂直な方向に鋭く収束し、細長
いスリツト状の光３′として入射窓９を通過したのち、
出射窓１０上を同じく細長いスリツト状の光３″として
系外に出る。
基板６は、板状の軌道放射光２にほぼ平行に設置されて
おり、図には示されていないが本装置には基板６とビー
ムとの距離を調節できる機能を備えることが望ましい。
おり、図には示されていないが本装置には基板６とビー
ムとの距離を調節できる機能を備えることが望ましい。
第３図は、第２図の実施例における板状の軌道放射光３
とシリコンウエハー基板６との相対的な関係を示す説明
図である。ストレージ・リングから放射された光は、ビ
ームラインを通過する間に、水平面では、扇形に広がつ
てゆく。そして、反応室５内に設置された基板６の近く
では、基板直径と同程度かもしくは基板直径より幅の広
いビーム３として通過する。軌道放射光３の入射に伴い
モノシランガスが分解し、基板６上には良質のシリコン
膜が形成する。
とシリコンウエハー基板６との相対的な関係を示す説明
図である。ストレージ・リングから放射された光は、ビ
ームラインを通過する間に、水平面では、扇形に広がつ
てゆく。そして、反応室５内に設置された基板６の近く
では、基板直径と同程度かもしくは基板直径より幅の広
いビーム３として通過する。軌道放射光３の入射に伴い
モノシランガスが分解し、基板６上には良質のシリコン
膜が形成する。
第４図は、本発明の別の実施例であり、複数枚の基板１
２〜１６（図では同時に５枚）に対しＣＶＤ膜を同時に
形成する機能をもたせたものである。試料台１１上には
基板５枚（番号１２〜１６）が搭載されており、番号１
２〜１６すべての基板に対して第３図に示した相対的な
位置関係で、薄い板状の軌道放射光３が通過している。
番号１２〜１６の基板上にＣＶＤ膜が形成されると、試
料台１１が移動し、別の試料台１７上に搭載された基板
１２′〜１６′が、薄い帯状の軌道放射光２の下に位置
し、新たに基板１２′〜１６′上にＣＶＤ膜が形成され
る。このプロセスを繰り返すことによつて、連続的にＣ
ＶＤ膜を形成させることができる。第４図においては、
軌道放射光２は基板１２の側から基板１６の方向に進
む。その間、反応室内に導入されたＣＶＤ形成のための
原料ガス等と相互作用をする結果軌道放射光が基板１２
から１６へと通過する間に強度は徐々に減衰する、その
ため、基板１２〜１６上に形成されるＣＶＤ膜の厚さ
は、基板により異なり、不均一なものとなる。これを回
避するために、第４図に示した処理を行つたのち、試料
台１１を１８０度回転し、軌道放射光３を照射して再
度、ＣＶＤ膜形成を行えば、基板１２〜１６上にほぼ均
一な厚さのＣＶＤ膜を形成することができる。
２〜１６（図では同時に５枚）に対しＣＶＤ膜を同時に
形成する機能をもたせたものである。試料台１１上には
基板５枚（番号１２〜１６）が搭載されており、番号１
２〜１６すべての基板に対して第３図に示した相対的な
位置関係で、薄い板状の軌道放射光３が通過している。
番号１２〜１６の基板上にＣＶＤ膜が形成されると、試
料台１１が移動し、別の試料台１７上に搭載された基板
１２′〜１６′が、薄い帯状の軌道放射光２の下に位置
し、新たに基板１２′〜１６′上にＣＶＤ膜が形成され
る。このプロセスを繰り返すことによつて、連続的にＣ
ＶＤ膜を形成させることができる。第４図においては、
軌道放射光２は基板１２の側から基板１６の方向に進
む。その間、反応室内に導入されたＣＶＤ形成のための
原料ガス等と相互作用をする結果軌道放射光が基板１２
から１６へと通過する間に強度は徐々に減衰する、その
ため、基板１２〜１６上に形成されるＣＶＤ膜の厚さ
は、基板により異なり、不均一なものとなる。これを回
避するために、第４図に示した処理を行つたのち、試料
台１１を１８０度回転し、軌道放射光３を照射して再
度、ＣＶＤ膜形成を行えば、基板１２〜１６上にほぼ均
一な厚さのＣＶＤ膜を形成することができる。
第５図は、本発明の第３の実施例であり、第４図の実施
例と同様、複数枚の基板に対してＣＶＤ膜を同時に形成
する機能をもたせたものである。試料台１８には基板５
枚（番号１９〜２３）が搭載されており、各基板は薄い
板状の軌道放射光３に対してほぼ平行に設置されてい
る。試料台１８は回転機構を備えているため、一定時間
の光CVD反応を行わせると、基板１９〜２３には、ほぼ
均一な厚さのＣＶＤ膜が形成する。番号１９〜２３の基
板上にＣＶＤ膜が形成されると、試料台１８が移動し、
別の試料台１９上に搭載された基板１９′〜２３′が板
状の軌道放射光３の下に位置し、新たに基板１９′〜２
３′上にＣＶＤ膜が形成される。このプロセスを繰り返
すことによつて、連続的にＣＶＤ膜を形成させることが
できる。
例と同様、複数枚の基板に対してＣＶＤ膜を同時に形成
する機能をもたせたものである。試料台１８には基板５
枚（番号１９〜２３）が搭載されており、各基板は薄い
板状の軌道放射光３に対してほぼ平行に設置されてい
る。試料台１８は回転機構を備えているため、一定時間
の光CVD反応を行わせると、基板１９〜２３には、ほぼ
均一な厚さのＣＶＤ膜が形成する。番号１９〜２３の基
板上にＣＶＤ膜が形成されると、試料台１８が移動し、
別の試料台１９上に搭載された基板１９′〜２３′が板
状の軌道放射光３の下に位置し、新たに基板１９′〜２
３′上にＣＶＤ膜が形成される。このプロセスを繰り返
すことによつて、連続的にＣＶＤ膜を形成させることが
できる。
第６図は本発明の参考例であり、板状の軌道放射光３に
対して垂直乃至はほぼ垂直の状態で基板２８を設置し、
光ＣＶＤ膜を形成するプロセスの部分構成図である。板
状の軌道放射光２は、反応室に設けられた窓２４を通過
したのち、基板搬送機構２５に設置された基板２８上を
薄い帯状に照射する。基板２８の光照射部２６には、CV
D膜が形成する。光を照射しながら搬送機構２５を矢印
３０の方向に移動させることにより、基板２７，２８，
２９と連続的に基板上に光ＣＶＤ膜を形成することがで
きる。
対して垂直乃至はほぼ垂直の状態で基板２８を設置し、
光ＣＶＤ膜を形成するプロセスの部分構成図である。板
状の軌道放射光２は、反応室に設けられた窓２４を通過
したのち、基板搬送機構２５に設置された基板２８上を
薄い帯状に照射する。基板２８の光照射部２６には、CV
D膜が形成する。光を照射しながら搬送機構２５を矢印
３０の方向に移動させることにより、基板２７，２８，
２９と連続的に基板上に光ＣＶＤ膜を形成することがで
きる。
第７図は本発明の第４の実施例であり、基板上にＣＶＤ
膜を連続的に形成する方法を示している。基板搬送機構
３６に搭載された基板３１〜３４は、板状の軌道放射光
３とほぼ平行に設置され、矢印３５の方向に移動してい
る。軌道放射光２は、反応室に設けられた窓３７を通過
したのち、反応室内のガスと反応して基板上に所望の膜
を形成させる。基板搬送機構３６の移動に伴い、基板３
１〜３４上に連続的にＣＶＤ膜を形成することができ
る。第７図の実施例においては、搬送機構３６を停止さ
せず連続運転稼働する方法が有効である。また、第３図
に示したように、軌道放射光３の幅が基板直径に等しい
か、もしくは基板直径より大きくなる位置にきたときに
搬送機構３６をいつたん停止させて基板３１上にＣＶＤ
膜を形成させる過程を設け、つぎにふたたび搬送機構３
６を動かし、基板３２が第３図に示した状態になつた時
点で再度停止し、基板３２上にＣＶＤ膜を形成するシー
ケンシャルな方法も有効である。
膜を連続的に形成する方法を示している。基板搬送機構
３６に搭載された基板３１〜３４は、板状の軌道放射光
３とほぼ平行に設置され、矢印３５の方向に移動してい
る。軌道放射光２は、反応室に設けられた窓３７を通過
したのち、反応室内のガスと反応して基板上に所望の膜
を形成させる。基板搬送機構３６の移動に伴い、基板３
１〜３４上に連続的にＣＶＤ膜を形成することができ
る。第７図の実施例においては、搬送機構３６を停止さ
せず連続運転稼働する方法が有効である。また、第３図
に示したように、軌道放射光３の幅が基板直径に等しい
か、もしくは基板直径より大きくなる位置にきたときに
搬送機構３６をいつたん停止させて基板３１上にＣＶＤ
膜を形成させる過程を設け、つぎにふたたび搬送機構３
６を動かし、基板３２が第３図に示した状態になつた時
点で再度停止し、基板３２上にＣＶＤ膜を形成するシー
ケンシャルな方法も有効である。
シンクロトロン軌道放射光は広い波長域に渡って強度の
大きい光を発するので、多様な反応性ガスに対して十分
な光化学反応を生じさせることが可能である。これに対
して、レーザ光は光強度は大きいが、単色光であるので
発光波長域が極端に狭い。従って、反応性ガスの光吸収
波長域とレーザ光の発光波長域は一致しないのが一般的
であるので、レーザ光を用いて反応性ガスに光化学反応
を生じさせることは困難である。
大きい光を発するので、多様な反応性ガスに対して十分
な光化学反応を生じさせることが可能である。これに対
して、レーザ光は光強度は大きいが、単色光であるので
発光波長域が極端に狭い。従って、反応性ガスの光吸収
波長域とレーザ光の発光波長域は一致しないのが一般的
であるので、レーザ光を用いて反応性ガスに光化学反応
を生じさせることは困難である。
本発明によれば、シンクロトロン軌道放射光を用いて反
応性ガスに光化学反応を生じさせることにより、基板面
全面に所望のＣＶＤ膜を形成することができる。
応性ガスに光化学反応を生じさせることにより、基板面
全面に所望のＣＶＤ膜を形成することができる。
第１図は軌道放射光の説明図、第２図は本発明による軌
道放射光を利用する光ＣＶＤの装置構成図、第３図は軌
道放射光と基板との相対的な関係を示す説明図、第４図
〜第７図は軌道放射光を利用する光ＣＶＤ装置の部分構
成図である。 １……ストレージ・リング、２……軌道放射光、３，
３′，３″，２６……スリツト状の軌道放射光断面、
４，６，１２〜１６，１２′〜１６，１９〜２３，１
９′〜２３′，２７〜２９，３１〜３４……基板、５…
…反応室、７……ガス導入部、８……排気管、９，１
０，２４，３７……窓、１１，１７，１８，１９……試
料台、２５，３６……基板搬送機構、３０，３５……基
板の進行方向。
道放射光を利用する光ＣＶＤの装置構成図、第３図は軌
道放射光と基板との相対的な関係を示す説明図、第４図
〜第７図は軌道放射光を利用する光ＣＶＤ装置の部分構
成図である。 １……ストレージ・リング、２……軌道放射光、３，
３′，３″，２６……スリツト状の軌道放射光断面、
４，６，１２〜１６，１２′〜１６，１９〜２３，１
９′〜２３′，２７〜２９，３１〜３４……基板、５…
…反応室、７……ガス導入部、８……排気管、９，１
０，２４，３７……窓、１１，１７，１８，１９……試
料台、２５，３６……基板搬送機構、３０，３５……基
板の進行方向。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−194425（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−211850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−216558（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】その内部に被処理物を収容し、かつ、その
内部で前記被処理物の表面上に化学気相成長膜を形成す
るための処理室と、 前記処理室内に前記膜を形成するためのガスを導入する
ための手段と、 単一光源からのシンクロトロン軌道放射光の電子軌道面
を構成する平面と被処理物表面とが略平行な位置関係に
なるように前記被処理物を前記処理室内に保持する手段
とを有し、 前記軌道放射光の前記電子軌道面の光線幅が前記被処理
物近傍において前記被処理物の幅以上になるように、単
一光源からの前記軌道放射光が前記処理室内に導入され
るように構成されていることを特徴とする表面処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59098717A JPH0654753B2 (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59098717A JPH0654753B2 (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 表面処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60244019A JPS60244019A (ja) | 1985-12-03 |
| JPH0654753B2 true JPH0654753B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=14227271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59098717A Expired - Lifetime JPH0654753B2 (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654753B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61219129A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | シンクロトロン放射光による光化学気相蒸着法 |
| JPH0693452B2 (ja) * | 1986-01-29 | 1994-11-16 | 株式会社日立製作所 | 枚葉式薄膜形成法および薄膜形成装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59194425A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 光化学気相成膜装置 |
| JPS60211850A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 絶縁膜パタ−ンの形成方法 |
| JPS60216558A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 表面洗浄方法 |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP59098717A patent/JPH0654753B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60244019A (ja) | 1985-12-03 |
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