JPH0685082B2 - レジスト処理方法 - Google Patents
レジスト処理方法Info
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- JPH0685082B2 JPH0685082B2 JP61071080A JP7108086A JPH0685082B2 JP H0685082 B2 JPH0685082 B2 JP H0685082B2 JP 61071080 A JP61071080 A JP 61071080A JP 7108086 A JP7108086 A JP 7108086A JP H0685082 B2 JPH0685082 B2 JP H0685082B2
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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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
- G03F7/2024—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure of the already developed image
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体ウエハに塗布されたポジ型フォトレ
ジスト(以下、単にフォトレジスト)の処理方法に係
り、特に、紫外線照射によりフォトレジストを硬化させ
てベーキング時の耐熱性や耐プラズマエッチング性を高
める処理方法に関するものである。
ジスト(以下、単にフォトレジスト)の処理方法に係
り、特に、紫外線照射によりフォトレジストを硬化させ
てベーキング時の耐熱性や耐プラズマエッチング性を高
める処理方法に関するものである。
従来の紫外線照射によるフォトレジストの処理について
は、半導体ウエハに塗布されたフォトレジストにマスク
パターンを露光する処理、フォトレジスト表面に付着し
た有機汚染物を分解洗浄する予備洗浄処理等において、
紫外線照射が利用されているが、最近、レジスト処理工
程のひとつであるベーキング工程への適当が注目されて
いる。
は、半導体ウエハに塗布されたフォトレジストにマスク
パターンを露光する処理、フォトレジスト表面に付着し
た有機汚染物を分解洗浄する予備洗浄処理等において、
紫外線照射が利用されているが、最近、レジスト処理工
程のひとつであるベーキング工程への適当が注目されて
いる。
ベーキング工程とは、フォトレジスト塗布,露光,現像
によるレジストパターンを形成する工程とこのレジスト
パターンを用いてイオン注入やプラズマエッチングなど
を行う工程との中間の工程であって、フォトレジストの
半導体基板への接着性や耐熱性の向上などを目的とした
加熱工程である。そして最近では、現像後のベーキング
工程の前、あるいはベーキング時にフォトレジストに紫
外線を当てて、より短時間にベーキング時の耐熱性や耐
プラズマエッチング性を高める方法が検討されている。
によるレジストパターンを形成する工程とこのレジスト
パターンを用いてイオン注入やプラズマエッチングなど
を行う工程との中間の工程であって、フォトレジストの
半導体基板への接着性や耐熱性の向上などを目的とした
加熱工程である。そして最近では、現像後のベーキング
工程の前、あるいはベーキング時にフォトレジストに紫
外線を当てて、より短時間にベーキング時の耐熱性や耐
プラズマエッチング性を高める方法が検討されている。
このように、最近は、フォトレジストベーキング工程に
おいては、紫外線を照射することが検討されている。
おいては、紫外線を照射することが検討されている。
ところが、処理の高速化のために紫外線発光効率の高い
マイクロ波励起無電極放電灯からの放射光のように紫外
線強度の大きな光をフォトレジストに照射すると、フォ
トレジスト内部よりガスが発生し、このガスによって気
泡の発生、フォトレジストパターンのくずれ、フォトレ
ジスト膜のはがれや破裂、荒れなどのフォトレジスト膜
の破壊が発生し、半導体素子不良の原因となっていた。
マイクロ波励起無電極放電灯からの放射光のように紫外
線強度の大きな光をフォトレジストに照射すると、フォ
トレジスト内部よりガスが発生し、このガスによって気
泡の発生、フォトレジストパターンのくずれ、フォトレ
ジスト膜のはがれや破裂、荒れなどのフォトレジスト膜
の破壊が発生し、半導体素子不良の原因となっていた。
このガスの発生原因としては、フォトレジストの露光感
光基の急激な光化学反応、レジスト塗布の前処理として
ウエハに塗布したHMDS(ヘキサメチルジシラザン)や反
射防止剤などとフォトレジストとの光化学反応、色素な
どのレジスト添加剤の光化学反応、フォトレジスト内に
残留する溶剤の光化学反応などが考えられる。
光基の急激な光化学反応、レジスト塗布の前処理として
ウエハに塗布したHMDS(ヘキサメチルジシラザン)や反
射防止剤などとフォトレジストとの光化学反応、色素な
どのレジスト添加剤の光化学反応、フォトレジスト内に
残留する溶剤の光化学反応などが考えられる。
これらの光化学反応は、波長が300nm〜500nmの範囲の
光、特にフォトレジストの露光感光波長の光によって著
しく進行し、従って、これらの波長域を含む光を放射す
るマイクロ波励起無電極放電灯を使用するフォトレジス
ト処理装置では、光の強度を強くできない。すなわち、
高速な処理が行えない問題点があった。
光、特にフォトレジストの露光感光波長の光によって著
しく進行し、従って、これらの波長域を含む光を放射す
るマイクロ波励起無電極放電灯を使用するフォトレジス
ト処理装置では、光の強度を強くできない。すなわち、
高速な処理が行えない問題点があった。
本発明は、かかる事情に鑑みて、マイクロ波励起無電極
放電灯よりの放射光によるフォトレジストの破壊を防止
することにより、紫外線照射によりフォトレジストを硬
化させてベーキング時の耐熱性や耐プラズマエッチング
性を高める処理を高速かつ効果的に行うことのできる方
法を提供することを目的とするものである。
放電灯よりの放射光によるフォトレジストの破壊を防止
することにより、紫外線照射によりフォトレジストを硬
化させてベーキング時の耐熱性や耐プラズマエッチング
性を高める処理を高速かつ効果的に行うことのできる方
法を提供することを目的とするものである。
この目的を達成するために、この発明では、マイクロ波
励起無電極放電灯よりの放射波長のうち、フォトレジス
トの露光感光波長のうち、300nm〜500nmの範囲の光の全
部もしくは一部を選択的に遮断ないしは減少させる手段
を用いてフォトレジストに紫外線を照射する。
励起無電極放電灯よりの放射波長のうち、フォトレジス
トの露光感光波長のうち、300nm〜500nmの範囲の光の全
部もしくは一部を選択的に遮断ないしは減少させる手段
を用いてフォトレジストに紫外線を照射する。
この発明においては、フォトレジストの露光感光波長が
効果的に遮断ないしは減少されることにより、マイクロ
波励起無電極放電灯を使用してもフォトレジストよりガ
スを発生させる光化学反応が抑制され、フォトレジスト
の破壊が防止される。しかも、フォトレジストの露光感
光波長のうち、300nm〜500nmの範囲の光の全部もしくは
一部の放射光を選択的に遮断ないしは減少させても照射
される光にはフォトレジストの耐熱性や耐プラズマエッ
チング性の向上に有効な紫外線成分は依然として強力に
含まれているので高速かつ効果的なフォトレジスト処理
ができる。
効果的に遮断ないしは減少されることにより、マイクロ
波励起無電極放電灯を使用してもフォトレジストよりガ
スを発生させる光化学反応が抑制され、フォトレジスト
の破壊が防止される。しかも、フォトレジストの露光感
光波長のうち、300nm〜500nmの範囲の光の全部もしくは
一部の放射光を選択的に遮断ないしは減少させても照射
される光にはフォトレジストの耐熱性や耐プラズマエッ
チング性の向上に有効な紫外線成分は依然として強力に
含まれているので高速かつ効果的なフォトレジスト処理
ができる。
以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体的に説明
する。
する。
第1図は、この発明によるフォトレジスト処理方法の一
実施例を説明するためのフォトレジスト処理装置であ
る。パターン化されたフォトレジスト4が半導体ウエハ
5の上に形成されており、半導体ウエハ5はウエハ処理
台6に載置される。ウエハ処理台6は、ヒータリード線
9より通電することによりヒータ10で加熱され、あるい
は冷却孔11に冷却水を流すことによって冷却される。こ
の加熱および冷却機構により半導体ウエハ5の温度制御
が行われる。また、ウエハ処理台6には、真空吸着孔7
が付加されており、真空ポンプによって連通孔8を通し
て真空引きすることにより、半導体ウエハ5をウエハ処
理台6上に密着して固定する機能をも有する。照射部
は、無電極放電灯1、マグネトロン20、電源20、導波管
22、内面に図示略の光反射ミラーを配置した空胴共振器
23、フィルタ3などから構成されている。
実施例を説明するためのフォトレジスト処理装置であ
る。パターン化されたフォトレジスト4が半導体ウエハ
5の上に形成されており、半導体ウエハ5はウエハ処理
台6に載置される。ウエハ処理台6は、ヒータリード線
9より通電することによりヒータ10で加熱され、あるい
は冷却孔11に冷却水を流すことによって冷却される。こ
の加熱および冷却機構により半導体ウエハ5の温度制御
が行われる。また、ウエハ処理台6には、真空吸着孔7
が付加されており、真空ポンプによって連通孔8を通し
て真空引きすることにより、半導体ウエハ5をウエハ処
理台6上に密着して固定する機能をも有する。照射部
は、無電極放電灯1、マグネトロン20、電源20、導波管
22、内面に図示略の光反射ミラーを配置した空胴共振器
23、フィルタ3などから構成されている。
電源21より電力を供給されたマグネトロン20は、周波数
が2450MHzのマイクロ波を発振する。発生したマイクロ
波は空胴共振器23に導かれ、空胴共振器23内に強いマイ
クロ波磁界を形成する。この強いマイクロ波磁界により
無電極放電灯1内のガスが励起され、紫外線を含む放射
光を放射する。
が2450MHzのマイクロ波を発振する。発生したマイクロ
波は空胴共振器23に導かれ、空胴共振器23内に強いマイ
クロ波磁界を形成する。この強いマイクロ波磁界により
無電極放電灯1内のガスが励起され、紫外線を含む放射
光を放射する。
無電極放電灯1の封入ガスとしては、アルゴンなどの稀
ガスが使用され、これに少量の水銀を添加すると強い紫
外線を放射することが知られている。特に波長が220〜2
30nmの光を強く放射する無電極放電灯については、特開
昭59−87751号公報に開示されており、これを使用する
ことも可能であるが、フォトレジストの耐熱性や耐プラ
ズマエッチング性を向上させるのに有効な紫外線の波長
域は220〜300nmと広いため、この範囲に強い放射光をも
つ無電極放電灯が好ましく、前記の公報で開示されるよ
りも水銀を多く添加すると220〜300nmの放射光が強くな
り、好適である。
ガスが使用され、これに少量の水銀を添加すると強い紫
外線を放射することが知られている。特に波長が220〜2
30nmの光を強く放射する無電極放電灯については、特開
昭59−87751号公報に開示されており、これを使用する
ことも可能であるが、フォトレジストの耐熱性や耐プラ
ズマエッチング性を向上させるのに有効な紫外線の波長
域は220〜300nmと広いため、この範囲に強い放射光をも
つ無電極放電灯が好ましく、前記の公報で開示されるよ
りも水銀を多く添加すると220〜300nmの放射光が強くな
り、好適である。
無電極放電灯1からの放射光は、フィルタ3などにより
適当な波長の紫外線を含む放射光としてフォトレジスト
4上に照射される。第3図は本実施例で用いた無電極放
電灯1の放射スペクトルの一例である。フィルタ3とし
ては、フォトレジストの露光感光波長を含む波長域であ
る300nm〜500nmの光を遮断ないしは減少させる特性を有
するものを使用することにより、紫外線照射によるフォ
トレジスト処理を効果的に行うことができる。
適当な波長の紫外線を含む放射光としてフォトレジスト
4上に照射される。第3図は本実施例で用いた無電極放
電灯1の放射スペクトルの一例である。フィルタ3とし
ては、フォトレジストの露光感光波長を含む波長域であ
る300nm〜500nmの光を遮断ないしは減少させる特性を有
するものを使用することにより、紫外線照射によるフォ
トレジスト処理を効果的に行うことができる。
300nm〜500nmの波長域の光を遮断ないしは減少させる特
性のものとしては、ガラス板に多層の蒸着膜を形成した
波長選択性フィルタを用いるのが適当である。このフィ
ルタ用のガラス板としては、フォトレジストの耐熱性や
耐プラズマエッチング性の向上に効果のある300nm以下
の波長の紫外線の透過率が大きい石英ガラスが好適であ
る。
性のものとしては、ガラス板に多層の蒸着膜を形成した
波長選択性フィルタを用いるのが適当である。このフィ
ルタ用のガラス板としては、フォトレジストの耐熱性や
耐プラズマエッチング性の向上に効果のある300nm以下
の波長の紫外線の透過率が大きい石英ガラスが好適であ
る。
この装置を使用して、フォトレジストにHPR−1182、OFP
R−800、OFPR−5000、TSMR−8800を用い、ウエハ前処理
剤としてHMDSを用いたサンプルを無電極放電灯で照射し
たところ、上記のフィルタを使用しない場合は、いずれ
のフォトレジストにも破壊が起こったのに対して、フィ
ルタを使用して300nm〜500nmの光を遮断した場合は、フ
ォトレジスト破壊は発生せずに、フォトレジストの耐熱
性や耐ブラズマエッチング性が向上した。
R−800、OFPR−5000、TSMR−8800を用い、ウエハ前処理
剤としてHMDSを用いたサンプルを無電極放電灯で照射し
たところ、上記のフィルタを使用しない場合は、いずれ
のフォトレジストにも破壊が起こったのに対して、フィ
ルタを使用して300nm〜500nmの光を遮断した場合は、フ
ォトレジスト破壊は発生せずに、フォトレジストの耐熱
性や耐ブラズマエッチング性が向上した。
また、アルゴンガスに水銀を添加した無電極放電灯を使
用したときに特に強く放射される312nm、365nm、405nm
および436nmの光を遮断する狭帯域フィルタを用いても
同様の効果が得られた。
用したときに特に強く放射される312nm、365nm、405nm
および436nmの光を遮断する狭帯域フィルタを用いても
同様の効果が得られた。
次に、第2図は、波長域が300nm〜500nmの放射光を遮断
ないしは減少させる手段としてミラーを使用した場合の
実施例を示す。ここでミラー12は、波長域が300nm〜500
nmの放射光を反射せず、300nm以下の放射光は反射する
特性を有する。そして、この特性のミラーも波長選択性
多層膜蒸着ミラーが好適である。この特性を有するミラ
ーを使用する第2図例示の装置においても、フィルタを
使用する第1図例示の装置と同等の効果を得ることがで
きるが、上記特性のミラーに代えて、無電極放電灯から
の放射光を全て反射する通常のミラーを使用して上記の
サンプルを照射すると、やはりフォトレジストの破壊が
生じた。
ないしは減少させる手段としてミラーを使用した場合の
実施例を示す。ここでミラー12は、波長域が300nm〜500
nmの放射光を反射せず、300nm以下の放射光は反射する
特性を有する。そして、この特性のミラーも波長選択性
多層膜蒸着ミラーが好適である。この特性を有するミラ
ーを使用する第2図例示の装置においても、フィルタを
使用する第1図例示の装置と同等の効果を得ることがで
きるが、上記特性のミラーに代えて、無電極放電灯から
の放射光を全て反射する通常のミラーを使用して上記の
サンプルを照射すると、やはりフォトレジストの破壊が
生じた。
なお、上記の実施例では、無電極放電灯の封入ガスとし
て紫外線強度の強い水銀を添加したアルゴンガスを用い
たが、これに限定されるものではなく、水銀以外の金属
を例えばハライドの形で微量添加したものであって、所
定の波長の紫外線を放射するものでもよく、更には、ア
ルゴン以外の稀ガス、もしくはアルゴンと他の稀ガスの
混合ガス、もしくはアルゴン以外の稀ガスの混合ガスに
水銀を添加した水銀稀ガス無電極放電灯を用いることも
できる。また、マイクロ波の周波数も2450MHzに限定さ
れるものではなく、他の周波数のマイクロ波であっても
封入ガスを効率良く励起できるものであればよい。更に
は、マイクロ波よりも長い波長の高周波であってもよ
い。
て紫外線強度の強い水銀を添加したアルゴンガスを用い
たが、これに限定されるものではなく、水銀以外の金属
を例えばハライドの形で微量添加したものであって、所
定の波長の紫外線を放射するものでもよく、更には、ア
ルゴン以外の稀ガス、もしくはアルゴンと他の稀ガスの
混合ガス、もしくはアルゴン以外の稀ガスの混合ガスに
水銀を添加した水銀稀ガス無電極放電灯を用いることも
できる。また、マイクロ波の周波数も2450MHzに限定さ
れるものではなく、他の周波数のマイクロ波であっても
封入ガスを効率良く励起できるものであればよい。更に
は、マイクロ波よりも長い波長の高周波であってもよ
い。
また、上記の実施例では、フォトレジストの露光感光波
長の光を遮断ないしは減少させる手段としてフィルタま
たはミラーを別々に使用したが、これらを組合せて使用
しても良いことは言うまでもない。
長の光を遮断ないしは減少させる手段としてフィルタま
たはミラーを別々に使用したが、これらを組合せて使用
しても良いことは言うまでもない。
以上の説明から明らかなように、フォトレジストの露光
感光波長を含む300nm〜500nmの波長域の全域もしくは一
部の領域の光を選択的に遮断ないしは減少させることに
より、フォトレジストの耐熱性や耐ブラズマエッチング
性を向上させるに有効な紫外線とともにフォトレジスト
にたいする破壊作用をもたらす波長域の光をを強く放射
するマイクロ波励起無電極放電灯を使用しても、この破
壊作用をもたらす波長域の光がフォトレジストに照射さ
れないか、もしくは照射されてもその強度が十分に弱い
ために、フォトレジストにたいする破壊作用をもたらす
光化学反応が抑制される。しかも、フォトレジストの耐
熱性や耐ブラズマエッチング性を向上させるに有効な紫
外線は依然として強く含まれているので、高速かつ効果
的なフォトレジスト処理が可能となる。
感光波長を含む300nm〜500nmの波長域の全域もしくは一
部の領域の光を選択的に遮断ないしは減少させることに
より、フォトレジストの耐熱性や耐ブラズマエッチング
性を向上させるに有効な紫外線とともにフォトレジスト
にたいする破壊作用をもたらす波長域の光をを強く放射
するマイクロ波励起無電極放電灯を使用しても、この破
壊作用をもたらす波長域の光がフォトレジストに照射さ
れないか、もしくは照射されてもその強度が十分に弱い
ために、フォトレジストにたいする破壊作用をもたらす
光化学反応が抑制される。しかも、フォトレジストの耐
熱性や耐ブラズマエッチング性を向上させるに有効な紫
外線は依然として強く含まれているので、高速かつ効果
的なフォトレジスト処理が可能となる。
第1図および第2図は、本発明によるレジスト処理方法
を実施するための装置の一例の説明図、第3図は本発明
に使用するマイクロ波励起無電極放電灯の放射スペクト
ルの一例を示す説明図、第4図は本発明に使用するフィ
ルタの分光透過率特性の一例を示す説明図である。 1……無電極放電灯、3……フィルタ 4……フォトレジスト、5……半導体ウエハ 6……ウエハ処理台、7……真空吸着孔 8……連通孔、9……ヒータリード線、10……ヒータ 11……冷却孔、12……ミラー、13……石英板 20……マグネトロン、21……電源、22……導波管 23……空胴共振器
を実施するための装置の一例の説明図、第3図は本発明
に使用するマイクロ波励起無電極放電灯の放射スペクト
ルの一例を示す説明図、第4図は本発明に使用するフィ
ルタの分光透過率特性の一例を示す説明図である。 1……無電極放電灯、3……フィルタ 4……フォトレジスト、5……半導体ウエハ 6……ウエハ処理台、7……真空吸着孔 8……連通孔、9……ヒータリード線、10……ヒータ 11……冷却孔、12……ミラー、13……石英板 20……マグネトロン、21……電源、22……導波管 23……空胴共振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大埜 邦治 神奈川県横浜市緑区元石川町6409番地 ウ シオ電機株式会社内 (72)発明者 植木 和義 神奈川県横浜市緑区元石川町6409番地 ウ シオ電機株式会社内 (72)発明者 三村 芳樹 神奈川県横浜市緑区元石川町6409番地 ウ シオ電機株式会社内 (72)発明者 田中 一也 神奈川県横浜市緑区元石川町6409番地 ウ シオ電機株式会社内 (72)発明者 杉岡 晋次 神奈川県横浜市緑区元石川町6409番地 ウ シオ電機株式会社内 (72)発明者 鈴木 裕子 神奈川県横浜市緑区元石川町6409番地 ウ シオ電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−29124(JP,A) 特開 昭61−39305(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】ウエハに塗布されたポジ型フォトレジスト
に紫外線を含む放射光を照射して耐熱性や耐プラズマエ
ッチング性を向上させるレジスト処理方法において、 該放射光は、該ポジ型フォトレジストの露光感光波長の
うち、ガス発生の原因になる光化学反応を起こす300nm
〜500nmの範囲の光の全部もしくは一部の放射光を、レ
ジストパターンが崩れないように、選択的に遮断ないし
は減少させる手段をポジ型フォトレジストとの間に備え
たマイクロ波励起無電極放電灯よりの放射光であること
を特徴とするレジスト処理方法。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP61071080A JPH0685082B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | レジスト処理方法 |
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DE19863687903 DE3687903T2 (de) | 1986-03-31 | 1986-11-25 | Verfahren und Vorrichtung für Photolackverarbeitung. |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP61071080A Expired - Fee Related JPH0685082B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | レジスト処理方法 |
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JP (1) | JPH0685082B2 (ja) |
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JPS63234527A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-09-29 | Ushio Inc | レジスト処理方法 |
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JPS6129124A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-10 | Ushio Inc | 半導体ウエハ−の処理方法 |
-
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- 1986-11-25 DE DE19863687903 patent/DE3687903T2/de not_active Expired - Lifetime
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EP0239669B1 (en) | 1993-03-03 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |