JPH08330206A - フォトレジスト塗布方法、およびそれを用いた半導体集積回路装置の製造方法、ならびにフォトレジスト塗布装置 - Google Patents
フォトレジスト塗布方法、およびそれを用いた半導体集積回路装置の製造方法、ならびにフォトレジスト塗布装置Info
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- JPH08330206A JPH08330206A JP13041295A JP13041295A JPH08330206A JP H08330206 A JPH08330206 A JP H08330206A JP 13041295 A JP13041295 A JP 13041295A JP 13041295 A JP13041295 A JP 13041295A JP H08330206 A JPH08330206 A JP H08330206A
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
ジストの使用量を低減するとともに、基板(ウェハ)上
へのフォトレジストの成膜において高精度の面内膜厚精
度を得ることができるフォトレジスト塗布技術を提供す
る。 【構成】 ウェハ上にフォトレジストを滴下し、このウ
ェハを回転させることにより所定の膜厚にフォトレジス
トを成膜する塗布装置であって、フォトレジストをウェ
ハ上に回転塗布する際に、ウェハをフォトレジストの成
膜回転数RLより高い回転数RHで回転させながらフォ
トレジストを滴下してウェハの全面に広げた後、ウェハ
の回転数を減速して乱流発生回転数RRより低い所定の
膜厚になる成膜回転数RLでフォトレジストの成膜を行
うようにウェハ回転数を制御する塗布方法となってい
る。
Description
工程などで使用されるフォトリソグラフィ技術に関し、
特に半導体ウェハなどの基板にフォトレジストを少量で
塗布する場合に好適なフォトレジスト塗布方法、および
それを用いた半導体集積回路装置の製造方法、ならびに
フォトレジスト塗布装置に適用して有効な技術に関す
る。
て、通常、フォトレジストをウェハに塗布する場合、基
板を回転させることにより成膜を行うスピン塗布方法と
呼ばれる方法が実用化されている。このスピン塗布方法
は、たとえばSilicon Processing
for the VLSI Era (1986) P
430〜P432などに記載されている。
0rpm程度まで回転可能なスピンナにウェハを真空吸
着保持させて、このウェハを静止またはウェハ上に形成
される所定のフォトレジスト膜厚になる成膜回転数以下
で回転させながら、フォトレジストを滴下し、その後、
前記成膜回転数まで回転数を上昇させて回転させ続けて
フォトレジストを引き延ばし、その回転数で飽和される
所定の膜厚を得ている。
なスピン塗布方法においては、たとえば8インチ対応の
直径がφ200ウェハなどの大口径ウェハでは、この成
膜回転を4000rpm程度以上などの高回転で行うと
ウェハの外周部に空気の乱流が発生し、塗布の膜厚精度
が悪化するという不具合が生じている。
て、4000rpm程度以下などの低回転で塗布成膜を
行う場合、レジスト滴下回転数も低回転化させるために
滴下レジストのウェハ全体への広がり時間が増加し、成
膜に必要なレジスト量が増加するという問題が考えられ
る。
レジストを滴下してフォトレジストの使用量を低減する
とともに、基板上へのフォトレジストの成膜において高
精度の面内膜厚精度を得ることができるフォトレジスト
塗布方法、およびそれを用いた半導体集積回路装置の製
造方法、ならびにフォトレジスト塗布装置を提供するこ
とにある。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
法は、基板上にフォトレジストを滴下し、この基板を回
転させることによりフォトレジストによる塗布膜を所定
の膜厚に成膜する塗布方法に適用されるものであり、前
記フォトレジストを基板上に回転塗布する際に、基板を
フォトレジストの成膜回転数より高い回転数で回転させ
ながらフォトレジストを滴下して基板の全面に広げた
後、基板の回転数を減速して所定の膜厚になる成膜回転
数でフォトレジストの成膜を行うものである。
る際、基板を成膜回転数以上の回転数に加速中にフォト
レジストを滴下し、このフォトレジストの滴下終了直後
に成膜回転数に減速したり、予め基板を成膜回転数以上
の回転数に回転させた後、この成膜回転数以上の回転数
から減速中にフォトレジストを滴下し、そのまま成膜回
転数に減速したり、または成膜回転数以上で回転してい
る基板にフォトレジストを滴下し、そのまま成膜回転数
以上で回転しながら所定の膜厚になった時点で基板の回
転を停止して所定の膜厚を得るようにしたものである。
下した後、このフォトレジストの塗布膜の形成を塗布確
認手段によって確認した直後に回転数を減速して所定の
膜厚になる回転数で成膜を行うようにしたものである。
方法は、前記基板を半導体ウェハとし、この半導体ウェ
ハ上にフォトレジストによる塗布膜を成膜した後、露
光、現像などのフォトリソグラフィ工程を行い、さらに
以降の半導体集積回路の製造工程を経て半導体集積回路
装置を形成するものである。
は、フォトレジストを基板の回転数に対応させて所定の
タイミングで滴下する滴下制御手段と、基板をフォトレ
ジストの滴下に対応させて所定の回転数で回転させる回
転制御手段とを有するものである。
トレジストの塗布確認手段を設け、滴下制御手段によっ
てフォトレジストを滴下した後、塗布確認手段がフォト
レジストの塗布膜を確認した直後に回転制御手段によっ
て回転数を減速して所定の膜厚になる回転数で成膜を行
うようにしたものである。
を用いた半導体集積回路装置の製造方法、ならびにフォ
トレジスト塗布装置によれば、フォトレジストを滴下
し、基板の全面に広げるまでを成膜回転数、すなわちそ
の回転数で所定の膜厚に飽和される回転数以上の高回転
で行い、滴下終了後すぐに成膜回転数まで落として成膜
を行うことにより、レジストの滴下および基板全面へ広
げる時は、基板を高速で回転させているために少量のフ
ォトレジストで基板全面にフォトレジストによる塗布膜
を形成することができる。
場合に、所定の膜厚に達する前に成膜回転数まで減速す
るため、高速回転でフォトレジストを滴下しながら成膜
回転数で所定の厚膜を得ることができる。
は、基板の回転が低速のために空気の乱流による影響を
受けず、これによって基板上へのフォトレジストの成膜
において面内膜厚の悪化を防止することができる。
発生回転数、すなわち成膜回転数より高い回転数で基板
を回転させている時間を短くすることで、より一層、膜
厚精度を向上させることができる。
ジストの塗布確認手段が設けられることにより、塗布確
認手段によって基板上にフォトレジストが広がったこと
を確認した後に成膜回転数まで減速できるので、フォト
レジストの滴下時間、滴下量などの変動に対しても安定
させて成膜を行うことができる。
フォトレジストによる塗布膜を成膜する場合などにおい
て、フォトレジストの使用量を低減するとともに、成膜
時におけるフォトレジストの高精度な面内膜厚精度を得
ることができる。
に説明する。
るフォトレジスト塗布装置の処理部におけるウェハ周辺
を示す正面図、図2は本実施例のフォトレジスト塗布装
置の処理部において、ウェハ回転数の経時シーケンスを
示すタイミング図である。
ト塗布装置の処理部の構成を説明する。
とえば半導体ウェハ上にフォトレジストを滴下し、この
半導体ウェハを回転させることによりフォトレジストに
よる塗布膜を所定の膜厚に成膜する塗布装置とされ、こ
の塗布装置の塗布処理部1は、ウェハ2(基板)を所定
の回転数で回転可能に保持するためのスピンチャック3
と、ウェハ2の上方に配置され、このウェハ2上にフォ
トレジスト4を滴下するための吐出ノズル5などから構
成されている。
が連結され、さらにこのスピンモータ6は回転制御部7
(回転制御手段)に接続されており、この回転制御部7
によってウェハ2へのフォトレジスト4の滴下に対応さ
せてスピンモータ6、さらにこのスピンモータ6に連結
されたスピンチャック3に真空吸着保持されるウェハ2
が所定の回転数で回転されるように制御されている。
制御手段)に接続され、この滴下制御部8によってウェ
ハ2の回転数に対応させてフォトレジスト4が所定のタ
イミングで滴下されるように制御されている。
すウェハ回転数の経時シーケンスに基づいて、実際にウ
ェハ2上にフォトレジスト4による塗布膜を成膜する場
合の塗布方法を説明する。
スピンナ回転数[rpm]を表しており、経過時間およ
びスピンナ回転数の目盛りはこれに限定されるものでは
なく、一例としてφ200ウェハの場合を例にして示し
ている。なお、スピンナとはスピンチャック3、スピン
モータ6などを含めた総称である。
スト滴下回転数は少ない量でフォトレジスト4が広がり
易い回転数、乱流発生回転数は空気の乱流が発生する回
転数、成膜回転数は所定の膜厚に飽和される回転数がそ
れぞれ設定されている。
ウェハ2を、スピンモータ6によりレジスト滴下回転数
RH、たとえば7000rpm程度で回転させる。この
レジスト滴下回転数RHまでには、たとえば1.0sec
程度の時間が必要である。この回転したウェハ2にレジ
スト滴下時間Ta、たとえば0.5sec程度の間だけフ
ォトレジスト4を滴下する。
ハ2の全面にフォトレジスト4が広がるまでの時間T
b、たとえば0.5sec程度の間、ウェハ2をレジスト
滴下回転数RHの回転数のまま維持する。その後、乱流
発生回転数RR、たとえば4000rpm程度以下の成
膜回転数RL、たとえば3000rpm程度まで減速
し、その回転数で膜厚が変化しなくなるまで回転させて
成膜する。この減速による成膜回転数RLまでには、た
とえば0.4sec程度の時間が必要である。
ハ2の全面にフォトレジスト4が広がるまでの時間Tb
が終了した後、乱流発生回転数RR以下までの減速する
時間をTcとすると、この減速するまでの時間Tcは極
力短くすることが膜厚精度を得る上で有効であり、ここ
ではたとえば0.3sec程度となっている。
置における塗布方法によれば、フォトレジスト4を滴下
する時、さらにウェハ2の全面にフォトレジスト4を広
げる時はウェハ2を高速で回転させているため、少量の
フォトレジスト4でウェハ2の全面に塗布膜を形成する
ことができる。
が広がるが、所定の膜厚に達する前に成膜回転数RLま
で減速するため、高速回転でフォトレジスト4を滴下し
ながら所定の厚膜を得ることができる。
ため、乱流の影響を受けずに面内膜厚の悪化が防止され
る。
るフォトレジスト塗布装置の処理部において、ウェハ回
転数の経時シーケンスを示すタイミング図である。
記実施例1と同様にウェハ2(基板)上にフォトレジス
ト4を滴下し、このウェハ2を回転させることによりフ
ォトレジスト4による塗布膜を所定の膜厚に成膜する塗
布装置とされ、この塗布方法における実施例1との相違
点は、乱流発生回転数RR以上の回転数RHに加速中に
フォトレジスト4を滴下する点である。
回転数RHの7000rpm程度まで増速する途中、た
とえば3000rpm程度の回転数でフォトレジスト4
を滴下し始め、レジスト滴下時間Ta、たとえば回転数
RHに達する0.5sec程度の間だけフォトレジスト4
を滴下する。
成膜回転数RLの3000rpm程度まで減速し、その
回転数で膜厚が変化しなくなるまで回転させて成膜する
ようにしたものである。この減速による成膜回転数RL
までには、たとえば0.4sec程度の時間が必要であ
る。
トレジスト4が滴下し始めてウェハ2が乱流発生回転数
RR以上の回転数で回転されている時間をTrとする
と、この時間Trを極力短くすることが膜厚精度を得る
上で有効であり、ここではたとえば0.75sec程度と
なっている。
置における塗布方法によれば、前記実施例1と同様に、
少量のフォトレジスト4でウェハ2の全面に塗布膜が形
成でき、高速回転でフォトレジスト4を滴下しながら所
定の厚膜が得られ、かつ乱流の影響を受けずに面内膜厚
の悪化が防止できるという効果を得られるとともに、塗
布膜厚精度に悪影響を及ぼす乱流発生回転数RR以上で
ウェハ2を回転させている時間Trを短くすることで、
より一層膜厚精度を向上させることができる。
るフォトレジスト塗布装置の処理部において、ウェハ回
転数の経時シーケンスを示すタイミング図である。
記実施例1および2と同様にウェハ2(基板)上にフォ
トレジスト4を滴下し、このウェハ2を回転させること
によりフォトレジスト4による塗布膜を所定の膜厚に成
膜する塗布装置とされ、この塗布方法における前記実施
例1および2との相違点は、乱流発生回転数RR以上の
回転数RHから減速中にフォトレジスト4を滴下する点
である。
回転数RHの7000rpm程度で回転させた後、この
回転数RHからの減速開始からフォトレジスト4を滴下
し始め、レジスト滴下時間Ta、たとえば成膜回転数R
Lの3000rpm程度に達する0.5sec程度の間だ
けフォトレジスト4を滴下する。この成膜回転数RLで
膜厚が変化しなくなるまで回転させて成膜するようにし
たものである。
トレジスト4が滴下し始めてウェハ2が乱流発生回転数
RR以上の回転数で回転されている時間をTrとする
と、この時間Trを極力短くすることが膜厚精度を得る
上で有効であり、ここではたとえば0.4sec程度とな
っている。
置における塗布方法によれば、前記実施例1および2と
同様に、少量のフォトレジスト4でウェハ2の全面に塗
布膜が形成でき、高速回転でフォトレジスト4を滴下し
ながら所定の厚膜が得られ、かつ乱流の影響を受けずに
面内膜厚の悪化が防止できるという効果を得られるとと
もに、滴下中に常時高速の回転数RHになっていないた
め、フォトレジスト4の滴下量は前記実施例1よりやや
増加するものの、塗布膜厚精度に悪影響を及ぼす乱流発
生回転数RR以上にウェハ2を回転させている時間Tr
を前記実施例2に比べてさらに短くすることができるの
で、より一層膜厚精度を向上させることができる。
るフォトレジスト塗布装置の処理部において、ウェハ回
転数の経時シーケンスを示すタイミング図である。
記実施例1〜3と同様にウェハ2(基板)上にフォトレ
ジスト4を滴下し、このウェハ2を回転させることによ
りフォトレジスト4による塗布膜を所定の膜厚に成膜す
る塗布装置とされ、この塗布方法における前記実施例1
〜3との相違点は、成膜回転数RL以上の回転数RHで
ウェハ2を回転させながらフォトレジスト4を滴下し、
所定の膜厚になる時間Txで回転を停止させる点であ
る。
回転数RHの7000rpm程度で回転させている途中
で、この回転数RHに達した時間からレジスト滴下時間
Ta、たとえば0.5sec程度の間だけフォトレジスト
4を滴下する。その後、この回転数RHの状態で、所定
の膜厚になる時間Tx、たとえば1.5sec程度の時間
経過した後にウェハ2の回転を停止させて成膜するよう
にしたものである。
置における塗布方法によれば、前記実施例1〜3のよう
に成膜時はウェハ2の回転が低速でないために乱流の影
響による面内膜厚の悪化防止が期待できないものの、使
用するレジスト量を低減して少量のフォトレジスト4で
ウェハ2の全面に塗布膜が形成でき、かつ高速回転でフ
ォトレジスト4を滴下しながら所定の厚膜を得ることが
できる。
るフォトレジスト塗布装置の処理部におけるウェハ周辺
を示す正面図である。
記実施例1〜4と同様にウェハ2(基板)上にフォトレ
ジスト4を滴下し、このウェハ2を回転させることによ
りフォトレジスト4による塗布膜を所定の膜厚に成膜す
る塗布装置とされ、この塗布方法における前記実施例1
〜4との相違点は、ウェハ2の外周部近傍に塗布膜の形
成を確認するセンサ9(塗布確認手段)を設ける点であ
る。
装置の塗布処理部1aは、図6に示すように、ウェハ2
の外周部の上方にセンサ9が設置され、このセンサ9で
ウェハ2上にフォトレジスト4が広がったことを検知
し、この検知信号でウェハ2の回転を成膜回転数RLま
で減速し、この回転数で膜厚が変化しなくなるまで回転
させて成膜するようにしたものである。
置における塗布方法によれば、前記実施例1〜4と同様
に、少量のフォトレジスト4でウェハ2の全面に塗布膜
が形成でき、高速回転でフォトレジスト4を滴下しなが
ら所定の厚膜が得られ、かつ乱流の影響を受けずに面内
膜厚の悪化が防止できるという効果を得られるととも
に、フォトレジスト4の滴下時間Ta、滴下量などの変
動によっても安定して前記のような効果を得ることがで
き、また常に乱流発生回転数RRより高回転である時間
Trを最短時間にすることができる。
施例1〜5に基づき具体的に説明したが、本発明は前記
実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
布装置については、一例として8インチ対応のφ200
ウェハに適用した場合について説明したが、本発明は前
記実施例に限定されるものではなく、φ200以下の6
インチ対応のφ150ウェハなど、またこれからの大口
径化に伴うφ200以上のウェハなどについても広く適
用可能である。
ジスト滴下回転数RHを7000rpm、乱流発生回転
数RRを4000rpm、成膜回転数RLを3000r
pmに設定する場合に限られず、ウェハ径に対応して種
々の変形が可能であることはいうまでもない。
てなされた発明をその利用分野である半導体製造におけ
るフォトレジストの塗布技術に適用した場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、SOG、P
IQなどの各種絶縁膜のスピン塗布方法や、半導体ウェ
ハ以外の液晶表示装置基板や半導体集積回路のパターン
露光に用いるマスクの製造などについても広く適用可能
である。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
り高い回転数で回転させながらフォトレジストを滴下し
て基板の全面に広げた後、基板の回転数を減速して所定
の膜厚になる成膜回転数でフォトレジストの成膜を行う
ことにより、フォトレジストの滴下および基板全面へ広
げる時は基板を高速で回転させることができるので、少
量のフォトレジストで基板全面にフォトレジストによる
塗布膜の形成が可能となる。
合に、所定の膜厚に達する前に成膜回転数まで減速する
ことができるので、高速回転でフォトレジストを滴下し
ながら成膜回転数で所定の厚膜を得ることが可能とな
る。
板の回転を低速にすることができるので、空気の乱流に
よる影響を受けずに、基板上へのフォトレジストの成膜
において面内膜厚の悪化防止が可能となる。
転数より高い回転数で基板を回転させている時間を短く
することができるので、より一層、膜厚精度の向上が可
能となる。
塗布確認手段を設けることにより、この塗布確認手段に
よって基板上にフォトレジストが広がったことを確認し
た後に成膜回転数まで減速することができるので、フォ
トレジストの滴下時間、滴下量などの変動に対しても安
定した成膜が可能となる。
液晶表示装置基板などへのフォトレジスト塗布におい
て、高回転でフォトレジストを滴下してフォトレジスト
使用量を低減するとともに、高精度な面内膜厚精度を得
ることが可能となる。
置の処理部におけるウェハ周辺を示す正面図である。
おいて、ウェハ回転数の経時シーケンスを示すタイミン
グ図である。
置の処理部において、ウェハ回転数の経時シーケンスを
示すタイミング図である。
置の処理部において、ウェハ回転数の経時シーケンスを
示すタイミング図である。
置の処理部において、ウェハ回転数の経時シーケンスを
示すタイミング図である。
置の処理部におけるウェハ周辺を示す正面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 基板上にフォトレジストを滴下し、この
基板を回転させることにより前記フォトレジストによる
塗布膜を所定の膜厚に成膜する塗布方法であって、前記
フォトレジストを前記基板上に回転塗布する際に、前記
基板を前記フォトレジストの成膜回転数より高い回転数
で回転させながら前記フォトレジストを滴下して前記基
板の全面に広げた後、前記基板の回転数を減速して所定
の膜厚になる前記成膜回転数で前記フォトレジストの成
膜を行うことを特徴とするフォトレジスト塗布方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のフォトレジスト塗布方法
であって、前記フォトレジストを滴下する際に、前記基
板を前記成膜回転数以上の回転数に加速中に前記フォト
レジストを滴下し、このフォトレジストの滴下終了直後
に前記成膜回転数に減速して所定の膜厚を得ることを特
徴とするフォトレジスト塗布方法。 - 【請求項3】 請求項1記載のフォトレジスト塗布方法
であって、前記フォトレジストを滴下する際に、予め前
記基板を前記成膜回転数以上の回転数に回転させた後、
この成膜回転数以上の回転数から減速中に前記フォトレ
ジストを滴下し、そのまま前記成膜回転数に減速して所
定の膜厚を得ることを特徴とするフォトレジスト塗布方
法。 - 【請求項4】 請求項1記載のフォトレジスト塗布方法
であって、前記フォトレジストを塗布する際に、前記成
膜回転数以上で回転している前記基板に前記フォトレジ
ストを滴下し、そのまま前記成膜回転数以上で回転しな
がら所定の膜厚になった時点で前記基板の回転を停止し
て所定の膜厚を得ることを特徴とするフォトレジスト塗
布方法。 - 【請求項5】 請求項1、2、3または4記載のフォト
レジスト塗布方法であって、前記基板上に前記フォトレ
ジストを滴下した後、このフォトレジストの塗布膜の形
成を塗布確認手段によって確認した直後に回転数を減速
して所定の膜厚になる回転数で成膜を行うことを特徴と
するフォトレジスト塗布方法。 - 【請求項6】 請求項1、2、3、4または5記載のフ
ォトレジスト塗布方法を用いた半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記基板を半導体ウェハとし、この半
導体ウェハ上に前記フォトレジストによる塗布膜を成膜
した後、露光、現像などのフォトリソグラフィ工程を行
い、さらに以降の半導体集積回路の製造工程を経て半導
体集積回路装置を形成することを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。 - 【請求項7】 基板上にフォトレジストを滴下し、この
基板を回転させることにより前記フォトレジストによる
塗布膜を所定の膜厚に成膜する塗布装置であって、前記
フォトレジストを前記基板の回転数に対応させて所定の
タイミングで滴下する滴下制御手段と、前記基板を前記
フォトレジストの滴下に対応させて所定の回転数で回転
させる回転制御手段とを有し、前記回転制御手段によっ
て前記基板を前記フォトレジストの成膜回転数より高い
回転数で回転させながら、前記滴下制御手段によって前
記フォトレジストを滴下して前記基板の全面に広げた
後、前記回転制御手段によって前記基板の回転数を減速
して所定の膜厚になる前記成膜回転数で前記フォトレジ
ストの成膜を行うことを特徴とするフォトレジスト塗布
装置。 - 【請求項8】 請求項7記載のフォトレジスト塗布装置
であって、前記基板の外周部近傍に前記フォトレジスト
の塗布確認手段を設け、前記滴下制御手段によって前記
フォトレジストを滴下した後、前記塗布確認手段が前記
フォトレジストの塗布膜を確認した直後に前記回転制御
手段によって回転数を減速して所定の膜厚になる回転数
で成膜を行うことを特徴とするフォトレジスト塗布装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13041295A JP3567195B2 (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13041295A JP3567195B2 (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
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---|---|---|---|
JP2003184235A Division JP2004064071A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08330206A true JPH08330206A (ja) | 1996-12-13 |
JP3567195B2 JP3567195B2 (ja) | 2004-09-22 |
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---|---|---|---|
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- 1995-05-29 JP JP13041295A patent/JP3567195B2/ja not_active Expired - Lifetime
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