JPH0228925A - ウェーハの製造方法 - Google Patents
ウェーハの製造方法Info
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- JPH0228925A JPH0228925A JP63180010A JP18001088A JPH0228925A JP H0228925 A JPH0228925 A JP H0228925A JP 63180010 A JP63180010 A JP 63180010A JP 18001088 A JP18001088 A JP 18001088A JP H0228925 A JPH0228925 A JP H0228925A
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- Japan
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- stopper
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- layer
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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」
この発明は、基板上に、単結晶、多結晶又は非晶質シリ
コンからなる層を、所望の厚さでかつ無歪鏡面な状態で
形成するためのウェーハの製造方法に関する。
コンからなる層を、所望の厚さでかつ無歪鏡面な状態で
形成するためのウェーハの製造方法に関する。
「従来の技術およびその課題」
従来、基板上に前述シリコン層を、精密に厚さを制御し
つつ無歪鏡面な状轢で形成するのに好適な方法は知られ
ておらず、したがって基板上に所望の厚さのシリコン層
を形成するのは困難であった。
つつ無歪鏡面な状轢で形成するのに好適な方法は知られ
ておらず、したがって基板上に所望の厚さのシリコン層
を形成するのは困難であった。
例えば、従来より知られているシリコンウェーハのメカ
ノケミカル研磨方法を用いて基板上に所定厚さのシリコ
ン層を形成する場合を第1!図ないし第13図を基に説
明する。まず、単結晶シリコンや多結晶シリコンからな
る基板lの表面にSiOxからなる絶縁部分2を形成し
、続いて気相成長法などの薄膜形成手段を用い、基板I
上に単結晶、多結晶あるいは非晶質シリコンからなる層
3を積層形成し、第11図に示すシリコン積層基板を形
成する。そしてこのシリコン積層基板のシリコン層3を
、第12図に示すように所定の厚さのシリコン層3を残
すように従来の研磨方法を用いて研磨する。この従来法
による研磨では、不飽和ポリエステル等の繊維からなる
クロスが均一に接着された金属製の定盤を回転させ、こ
のクロス上に SiO*微粒子を分散させたアルカリ溶
液を滴下しつつ、クロスに基板lを圧着、摩擦させてシ
リコン層3をメカノケミカル研磨する。
ノケミカル研磨方法を用いて基板上に所定厚さのシリコ
ン層を形成する場合を第1!図ないし第13図を基に説
明する。まず、単結晶シリコンや多結晶シリコンからな
る基板lの表面にSiOxからなる絶縁部分2を形成し
、続いて気相成長法などの薄膜形成手段を用い、基板I
上に単結晶、多結晶あるいは非晶質シリコンからなる層
3を積層形成し、第11図に示すシリコン積層基板を形
成する。そしてこのシリコン積層基板のシリコン層3を
、第12図に示すように所定の厚さのシリコン層3を残
すように従来の研磨方法を用いて研磨する。この従来法
による研磨では、不飽和ポリエステル等の繊維からなる
クロスが均一に接着された金属製の定盤を回転させ、こ
のクロス上に SiO*微粒子を分散させたアルカリ溶
液を滴下しつつ、クロスに基板lを圧着、摩擦させてシ
リコン層3をメカノケミカル研磨する。
しかしながら、この従来の研磨法では、研磨され難い絶
縁部分2の位置において、クロスが圧縮変形を起こして
絶縁部分2間のシリコン層2をえぐり取るように研磨が
なされ、第13図に示す研磨取代4の部分が研磨除去さ
れてしまうために、得られる研磨ウェーハ5のソリコン
層3の厚さにばらつきを生じてしまう問題があった。
縁部分2の位置において、クロスが圧縮変形を起こして
絶縁部分2間のシリコン層2をえぐり取るように研磨が
なされ、第13図に示す研磨取代4の部分が研磨除去さ
れてしまうために、得られる研磨ウェーハ5のソリコン
層3の厚さにばらつきを生じてしまう問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基板上に単
結晶、多結晶あるいは非晶質シリコンからなる層を、所
望の厚さでかつ無歪鏡面な状態で形成することのできる
ウェーハの製造方法の提供を目的としている。
結晶、多結晶あるいは非晶質シリコンからなる層を、所
望の厚さでかつ無歪鏡面な状態で形成することのできる
ウェーハの製造方法の提供を目的としている。
「課題を解決するための手段」
上記目的達成のために、本発明は、平坦な基板の表面に
、シリコンよりもメカノケミカル研磨され難い材料から
なるストッパーを形成し、次いで該ストッパーが形成さ
れた基板の表面に、少なくとも該ストッパーの厚さ以上
の厚さの単結晶、多結晶または非晶質シリコンからなる
層を積層形成し、次いで、表面が平滑な定盤を回転せし
め、その表面に、高純度石英の微粒子からなる研磨剤が
分散されたアルカリ溶液を供給し、該定盤の表面に平行
に配置された平坦な支持台に上記基板を固定して該定盤
の表面にシリコン層を圧着し、摩擦せしめて無歪鏡面研
磨するものである。
、シリコンよりもメカノケミカル研磨され難い材料から
なるストッパーを形成し、次いで該ストッパーが形成さ
れた基板の表面に、少なくとも該ストッパーの厚さ以上
の厚さの単結晶、多結晶または非晶質シリコンからなる
層を積層形成し、次いで、表面が平滑な定盤を回転せし
め、その表面に、高純度石英の微粒子からなる研磨剤が
分散されたアルカリ溶液を供給し、該定盤の表面に平行
に配置された平坦な支持台に上記基板を固定して該定盤
の表面にシリコン層を圧着し、摩擦せしめて無歪鏡面研
磨するものである。
「作用 」
基板の表面にストッパーとシリコン層を積層形成した後
、表面が平滑な定盤を回転せしめ、その表面に、高純度
石英の微粒子からなる研磨剤が分散されたアルカリ溶液
を供給し、該定盤の表面に平行に配置された平坦な支持
台に上記基板を固定して該定盤の表面にシリコン層を圧
着し、摩擦せしめて研磨することにより、ストッパーの
厚さと等しい厚さのシリコン層を無歪の状態で残すこと
ができ、基板上に無歪鏡面のシリコン層を所望の厚さで
形成することができる。
、表面が平滑な定盤を回転せしめ、その表面に、高純度
石英の微粒子からなる研磨剤が分散されたアルカリ溶液
を供給し、該定盤の表面に平行に配置された平坦な支持
台に上記基板を固定して該定盤の表面にシリコン層を圧
着し、摩擦せしめて研磨することにより、ストッパーの
厚さと等しい厚さのシリコン層を無歪の状態で残すこと
ができ、基板上に無歪鏡面のシリコン層を所望の厚さで
形成することができる。
「実施例」
第1図ないし第4図は本発明のウェーハの製造方法の一
実施例を説明するためのものである。この例では、まず
基板11の表面に、形成すべきシリコン層の厚さと同一
の厚さを有するストッパー12および必要によって絶縁
部分2を形成する。
実施例を説明するためのものである。この例では、まず
基板11の表面に、形成すべきシリコン層の厚さと同一
の厚さを有するストッパー12および必要によって絶縁
部分2を形成する。
この基板Itとしては、少なくとも表面部分が単結晶シ
リコン、多結晶シリコンまたは高純度石英からなるもの
が使用される。また上記ストッパー12の材料としては
、Sin、などの酸化物、SiCなどの炭化物、5is
Ntなどの窒化物などのシリコン(S i)よりもメカ
ノケミカル研磨され難い材料が使用される。また、スト
ッパー12の形成面積は基板11の面積の1〜20%の
範囲とするのが好ましい。
リコン、多結晶シリコンまたは高純度石英からなるもの
が使用される。また上記ストッパー12の材料としては
、Sin、などの酸化物、SiCなどの炭化物、5is
Ntなどの窒化物などのシリコン(S i)よりもメカ
ノケミカル研磨され難い材料が使用される。また、スト
ッパー12の形成面積は基板11の面積の1〜20%の
範囲とするのが好ましい。
次いで、基板ttのストッパ−12形成面に、気相成長
法を用いて多結晶シリコンからなるノリコン層13を積
層形成し、第3図に示すシリコン積層基板14を形成す
る。このシリコン層13の厚さはストッパー12の厚さ
よりも大きく設定する。
法を用いて多結晶シリコンからなるノリコン層13を積
層形成し、第3図に示すシリコン積層基板14を形成す
る。このシリコン層13の厚さはストッパー12の厚さ
よりも大きく設定する。
次いでこのシリコン積層基板14をメカノケミカル研磨
して、第3図に示す研磨取代15の部分、すなわちスト
ッパー12の厚さ以上のシリコン層部分を研磨除去する
。この研磨方法は、定盤を回転させ、この定盤面に粒度
0.02μm程度の粒度を有する高純度5ins粒子が
分散されたpHl0〜11のアルカリ溶液を滴下する。
して、第3図に示す研磨取代15の部分、すなわちスト
ッパー12の厚さ以上のシリコン層部分を研磨除去する
。この研磨方法は、定盤を回転させ、この定盤面に粒度
0.02μm程度の粒度を有する高純度5ins粒子が
分散されたpHl0〜11のアルカリ溶液を滴下する。
そしてこの定盤面に平行に配置された平坦な支持台にシ
リコン積層基板14を固定し、シリコン層13の面を定
盤に圧着し、摩擦することによってシリコン層13を無
歪鏡面に研磨する。このときシリコン層13の表面は、
メカノケミカル反応により研磨される。またこの研磨は
、シリコン部分においては良好に進行するが、定盤面が
シリコンよりも研磨し難い材料からなるストッパー12
に当接した時点で研磨速度が急激に低下する。したがっ
て研磨速度が急激に低下した時点で研磨を停止すれば、
第4図に示すように、基板ll上にストッパー12の厚
さと同一の厚さにシリコン層13が残り、基板11上に
所定厚さのシリコン層13が無歪鏡面の状態で形成され
たウェーハ16が得られる。
リコン積層基板14を固定し、シリコン層13の面を定
盤に圧着し、摩擦することによってシリコン層13を無
歪鏡面に研磨する。このときシリコン層13の表面は、
メカノケミカル反応により研磨される。またこの研磨は
、シリコン部分においては良好に進行するが、定盤面が
シリコンよりも研磨し難い材料からなるストッパー12
に当接した時点で研磨速度が急激に低下する。したがっ
て研磨速度が急激に低下した時点で研磨を停止すれば、
第4図に示すように、基板ll上にストッパー12の厚
さと同一の厚さにシリコン層13が残り、基板11上に
所定厚さのシリコン層13が無歪鏡面の状態で形成され
たウェーハ16が得られる。
この例によるウェーハの製造方法では、基板11の表面
にストッパー12とノリコン層13を積層形成した後、
表面が平滑な定盤を回転させ、その表面に、5iOy微
粒子が分散されたアルカリ溶液を供給し、該定盤の表面
に平行に配置された平坦な支持台に上記基板を固定して
該定盤の表面にシリコン層13を圧着し、摩擦させて無
歪鏡面研磨することにより、基板11上にストッパー1
2と同一の厚さの無歪鏡面のシリコン層13を形成でき
るので、ストッパー12の厚さを、形成すべきシリコン
層i3の厚さに設定しておくことにより、基板+1上に
、極めて正確な厚さの無歪のシリコン層13を形成する
ことができる。
にストッパー12とノリコン層13を積層形成した後、
表面が平滑な定盤を回転させ、その表面に、5iOy微
粒子が分散されたアルカリ溶液を供給し、該定盤の表面
に平行に配置された平坦な支持台に上記基板を固定して
該定盤の表面にシリコン層13を圧着し、摩擦させて無
歪鏡面研磨することにより、基板11上にストッパー1
2と同一の厚さの無歪鏡面のシリコン層13を形成でき
るので、ストッパー12の厚さを、形成すべきシリコン
層i3の厚さに設定しておくことにより、基板+1上に
、極めて正確な厚さの無歪のシリコン層13を形成する
ことができる。
次に、本発明方法に基づいてウェーハの製造を実施した
製造例(製造例1、製造例2)を示す。
製造例(製造例1、製造例2)を示す。
(製造例1)
第5図ないし第7図は本発明によるウェーハの一製造例
を工程順に説明する図である。この例では、単結晶シ・
リコンからなる基板21の表面に、深さ0.1μmの溝
22を10μmの間隔で形成し、かつその表面を熱酸化
して形成されたウェーハAと、上記基板2Iと同様の基
板23の表面を熱酸化して形成したウェーハBとを重ね
合わせ、両者を水素結合により接合させて、第5図に示
す接合基板24を作成した。なお、上記ウェーハA表面
のS i Oを層25aの厚さは0.1μmとし、ウェ
ーハ8表面のS iOを層25bの厚さは0.9μmと
した。また、ウェーハAのIWt22内にはポリシリコ
ン26を充填した。
を工程順に説明する図である。この例では、単結晶シ・
リコンからなる基板21の表面に、深さ0.1μmの溝
22を10μmの間隔で形成し、かつその表面を熱酸化
して形成されたウェーハAと、上記基板2Iと同様の基
板23の表面を熱酸化して形成したウェーハBとを重ね
合わせ、両者を水素結合により接合させて、第5図に示
す接合基板24を作成した。なお、上記ウェーハA表面
のS i Oを層25aの厚さは0.1μmとし、ウェ
ーハ8表面のS iOを層25bの厚さは0.9μmと
した。また、ウェーハAのIWt22内にはポリシリコ
ン26を充填した。
次に、接合基板24のウェーハAの裏面側から、ウェー
ハAを2μm程度の厚さ残存させるように研削し、第6
図に示す半研磨基板27とした。
ハAを2μm程度の厚さ残存させるように研削し、第6
図に示す半研磨基板27とした。
続いて、定盤(表面荒さ0.01μm)を回転させ、そ
の表面に粒度0.02μmの高純度石英粒子を5wt%
分散させたpH10,5のアルカリ溶液を滴下させつつ
、この定盤の表面に上記半研磨基板27のウェーハA面
を2009/ c+n”の圧力で圧着摩擦させて研磨を
行った。研磨開始から約20分経過後、定盤にウェーハ
Aの1Fit22部分にあたる一部のSi0g層25a
(ストッパー)が当接して研磨がほとんど進行しなくな
り、この時点で研磨を中止した。
の表面に粒度0.02μmの高純度石英粒子を5wt%
分散させたpH10,5のアルカリ溶液を滴下させつつ
、この定盤の表面に上記半研磨基板27のウェーハA面
を2009/ c+n”の圧力で圧着摩擦させて研磨を
行った。研磨開始から約20分経過後、定盤にウェーハ
Aの1Fit22部分にあたる一部のSi0g層25a
(ストッパー)が当接して研磨がほとんど進行しなくな
り、この時点で研磨を中止した。
以上の操作により、第7図に示すように、つ工−ハBの
上方に、溝22の深さに等しい厚さを有する無歪のシリ
コン層28が形成されたウェーハ29が得られた。
上方に、溝22の深さに等しい厚さを有する無歪のシリ
コン層28が形成されたウェーハ29が得られた。
そして、得られたウェーハ29を用いてデバイスの作成
を実施したところ、シリコン層28に高品質のデバイス
を作成することができた。
を実施したところ、シリコン層28に高品質のデバイス
を作成することができた。
(製造例2 )
第8図ないし第10図は本発明によるウェーハの他の製
造例を工程順に説明する図である。この例では、まず、
単結晶シリコンからなる基板の表面を熱酸化して、厚さ
1.0μmの5iOz層を形成し、更にこの5iOz層
に2回の転写工程とS40gエツチング工程を行うこと
により、第8図に示すように、基板の単結晶シリコンが
局所的に露出するように基板表面を覆うとともに、局所
にストッパ一部31が突出形成された状態の5i02層
32が単結晶シリコン基板上に形成された基板33を作
成した。
造例を工程順に説明する図である。この例では、まず、
単結晶シリコンからなる基板の表面を熱酸化して、厚さ
1.0μmの5iOz層を形成し、更にこの5iOz層
に2回の転写工程とS40gエツチング工程を行うこと
により、第8図に示すように、基板の単結晶シリコンが
局所的に露出するように基板表面を覆うとともに、局所
にストッパ一部31が突出形成された状態の5i02層
32が単結晶シリコン基板上に形成された基板33を作
成した。
次に、選択エビタキンヤル法により基板33の単結晶シ
リコン露出部のみから結晶成長させることにより、基板
33の表面に第9図に示すようなエピタキシャルSi層
34を形成する。選択エピタキシャル法の条件としては
、基板33を水素中、1100℃で10分間熱処理し、
引き続いて900℃、30 Torrの条件下で、5i
HtC1tとHClとH7の混合ガスを供給して基板3
3表面にエピタキシャル成長させた。このときの結晶成
長速度は縦方向、横方向とも0.1μi/l1lin、
であった。
リコン露出部のみから結晶成長させることにより、基板
33の表面に第9図に示すようなエピタキシャルSi層
34を形成する。選択エピタキシャル法の条件としては
、基板33を水素中、1100℃で10分間熱処理し、
引き続いて900℃、30 Torrの条件下で、5i
HtC1tとHClとH7の混合ガスを供給して基板3
3表面にエピタキシャル成長させた。このときの結晶成
長速度は縦方向、横方向とも0.1μi/l1lin、
であった。
次に、エピタキシャルSi層34を、先の製造例1と同
様の研磨方法を用いて研磨した。そして約20分の研磨
によって、エピタキシャルSi層34をストッパ一部3
1の位置まで研磨することができ、この研磨によって第
10図に示すように、基板33上に、ストッパ一部31
あるいはストッバ一部31とSin!層32層厚2に等
しい厚さのシリコン層35が形成されたつf−ハ36が
得られた。
様の研磨方法を用いて研磨した。そして約20分の研磨
によって、エピタキシャルSi層34をストッパ一部3
1の位置まで研磨することができ、この研磨によって第
10図に示すように、基板33上に、ストッパ一部31
あるいはストッバ一部31とSin!層32層厚2に等
しい厚さのシリコン層35が形成されたつf−ハ36が
得られた。
そして、得られたウェーハ36を用いてデバイスの作成
を実施したところ、シリコン層35に高品質のデバイス
を作成することができた。
を実施したところ、シリコン層35に高品質のデバイス
を作成することができた。
なお、本発明において、研磨するシリコン層は、単結晶
、多結晶または非晶質シリコンのいずれでも良い。
、多結晶または非晶質シリコンのいずれでも良い。
また研磨は、定盤の回転だけに限定されるしのではなく
、基板の支持台または定盤と基板の支持台の双方を移動
させても良い。
、基板の支持台または定盤と基板の支持台の双方を移動
させても良い。
さらにまた、研磨面は基板の一方の面に限定されるもの
ではなく、表面に生成されたシリコン層と同時に基板裏
面を研磨する事、および基板の両面に形成されたシリコ
ン層を同時に研磨することも可能である。
ではなく、表面に生成されたシリコン層と同時に基板裏
面を研磨する事、および基板の両面に形成されたシリコ
ン層を同時に研磨することも可能である。
「発明の効果」
以上説明したように本発明によれば、基板の表面にスト
ッパーとシリコン層を積層形成した後、表面が平滑な定
盤を回転させ、その表面に、研磨剤が分散されたアルカ
リ溶液を供給し、該定盤の表面に平行に配置された平坦
な支持台に上記基板を固定して該定盤の表面にシリコン
層を圧着し、摩擦させて無歪鏡面研磨することにより、
基板上にストッパーと同一の厚さの無歪鏡面のシリコン
層を形成できるので、ストッパーの厚さを、形成すべき
シリコン層の厚さに設定しておくことにより、基板上に
、極めて正確な厚さの無歪のシリコン層を形成すること
ができる。
ッパーとシリコン層を積層形成した後、表面が平滑な定
盤を回転させ、その表面に、研磨剤が分散されたアルカ
リ溶液を供給し、該定盤の表面に平行に配置された平坦
な支持台に上記基板を固定して該定盤の表面にシリコン
層を圧着し、摩擦させて無歪鏡面研磨することにより、
基板上にストッパーと同一の厚さの無歪鏡面のシリコン
層を形成できるので、ストッパーの厚さを、形成すべき
シリコン層の厚さに設定しておくことにより、基板上に
、極めて正確な厚さの無歪のシリコン層を形成すること
ができる。
第1図ないし第4図は本発明の一実施例を説明するため
の断面図、第5図ないし第7図は本発明の一製造例を工
程順に説明するための断面図、第8図ないし第1θ図は
本発明の他の製造例を工程順に説明するための断面図、
第11図ないし第13図は従来のウェーハの製造方法の
例を説明するための断面図である。 11.23.33・・・基板 12・・・ストッパー 13.28.35・・・シリコン層 l g、29.36・・・ウェーハ 31・・・ストッパ一部(ストッパー)。
の断面図、第5図ないし第7図は本発明の一製造例を工
程順に説明するための断面図、第8図ないし第1θ図は
本発明の他の製造例を工程順に説明するための断面図、
第11図ないし第13図は従来のウェーハの製造方法の
例を説明するための断面図である。 11.23.33・・・基板 12・・・ストッパー 13.28.35・・・シリコン層 l g、29.36・・・ウェーハ 31・・・ストッパ一部(ストッパー)。
Claims (1)
- 平坦な表面を有する基板の少なくとも一方の面に、シ
リコンに比べ、メカノケミカル研磨され難い材料からな
るストッパーを形成し、次いで該ストッパーが形成され
た基板の表面に、少なくとも該ストッパーの厚さ以上の
厚さを有するシリコン層を形成し、次いで表面が平坦か
つ平滑な定盤と、前述のシリコン層の間に高純度石英か
らなる研磨剤が分散されたアルカリ溶液を供給し、前述
定盤とシリコン層の相対的加工移動により無歪鏡面研磨
することを特徴とするウェーハの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63180010A JPH0228925A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | ウェーハの製造方法 |
| DE68920365T DE68920365T2 (de) | 1988-06-28 | 1989-06-16 | Verfahren zur Polierung eines Halbleiter-Plättchens. |
| EP89110984A EP0348757B1 (en) | 1988-06-28 | 1989-06-16 | Method for polishing a silicon wafer |
| US07/367,637 US5096854A (en) | 1988-06-28 | 1989-06-19 | Method for polishing a silicon wafer using a ceramic polishing surface having a maximum surface roughness less than 0.02 microns |
| KR1019890008887A KR0145300B1 (ko) | 1988-06-28 | 1989-06-27 | 실리콘 웨이퍼의 연마방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63180010A JPH0228925A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | ウェーハの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0228925A true JPH0228925A (ja) | 1990-01-31 |
Family
ID=16075877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63180010A Pending JPH0228925A (ja) | 1988-06-28 | 1988-07-19 | ウェーハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0228925A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5804495A (en) * | 1990-04-24 | 1998-09-08 | Mitsubishi Materials Corporation | Method of making SOI structure |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS582040A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-07 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS59136943A (ja) * | 1983-01-27 | 1984-08-06 | Nec Corp | 半導体装置の素子分離方法 |
| JPS6230333A (ja) * | 1985-05-20 | 1987-02-09 | ナルコ ケミカル カンパニ− | シリコンウエ−ハの研磨方法及び組成物 |
-
1988
- 1988-07-19 JP JP63180010A patent/JPH0228925A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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