WO1996018209A1 - Sputterreaktor und verfahren zu dessen betrieb - Google Patents

Sputterreaktor und verfahren zu dessen betrieb Download PDF

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Definitions

  • layers in particular made of metal, are often deposited by sputtering (sputtering) in sputter reactors.
  • sputtering sputtering
  • the sputtering reactors there is a target made of the material from which the
  • Layer is to be deposited, and a disc holder for receiving a substrate disc on which the layer is to be deposited is provided.
  • a plasma is generated in the sputter reactor for layer deposition. By ion bombardment from the plasma, atoms are knocked out of the target surface, which hit the surface of the substrate wafer and form the desired layer there.
  • a collimator is additionally provided in the sputter reactor between the target and the substrate wafer.
  • the inhomogeneity of the deposition rate leads to different sputtering of the collimator holes (see A. Kersch et ai, IEDM 1992 Digest of technical papers, page 181), which reduces the service life of the collimator.
  • the invention is based on the object of specifying a sputter reactor in which the inhomogeneity in the deposition rate is avoided in another way. Furthermore, it is an object of the invention to provide an operating method for such a sputter reactor.
  • a target arrangement with at least two or more target elements is provided instead of a continuous target.
  • These target elements each have essentially the same material composition.
  • the target elements can be controlled electrically independently of one another.
  • the target elements are subjected to different direct or alternating voltages during operation. Due to the different voltage on the individual target elements, the sputtering rate on the target arrangement is inhomogeneous.
  • the target elements are subjected to voltages so differently that a homogeneous deposition rate occurs over the diameter of the substrate disk at the location of the substrate disk.
  • the substrate to be processed has a different geometry
  • the invention can be used particularly advantageously as a sputtering reactor with a collimator, since in addition to the homogeneous thickness of the deposited layer, the service life of the collimator is also extended.
  • the voltages with which the target elements are acted upon are determined in the simplest way by means of calibration measurements. For this purpose, test series with different voltages are carried out on the individual target elements.
  • two or more measuring devices are provided in the sputtering reactor, with which the thickness of the deposited layer can be measured at at least two locations on the substrate wafer during the deposition of a layer on the substrate wafer.
  • the voltage applied to the target elements is adjusted with the aid of a control unit.
  • oscillating quartz or eddy current sensors are known, as are known, for example, from GG Barna et al, IEEE Trans, on Semiconductor Manufacturing, Vol. 7, 1994, page 149 and R. Iscoff, Semidonductor International, August 1994, page 69 are suitable.
  • the figure shows a sputter reactor with a target arrangement which comprises three target elements which can be controlled electrically independently of one another.
  • a sputter reactor comprises a reaction chamber 1, which is provided with pump stubs 2 and gas feeds 3.
  • the reaction chamber 1 is connected to the reference potential, for example earth potential.
  • a disk holder 4 is provided in the reaction chamber 1 for receiving a substrate wafer 5 to be processed, for example made of silicon.
  • the disc holder 4 is also connected to the reference potential.
  • a collimator 6 and a target arrangement 7 are also provided in the reaction chamber 1.
  • the collimator 6 is arranged between the target arrangement 7 and the disk holder 4.
  • the collimator 6 comprises cylindrical collimator holes, the cylinder axis of which is oriented essentially perpendicular to the surface of the substrate wafer 5.
  • the target arrangement 7 comprises several, for example three, target elements 71, 72, 73.
  • the target elements 71, 72, 73 each have the same material composition.
  • the target elements 71, 72, 73 contain titanium, for example.
  • the sputter reactor is provided with a voltage supply 8, which is connected to each of the target elements 71, 72, 73.
  • a voltage is applied to each of the target elements 71, 72, 73 independently of the other target elements via the voltage supply 8.
  • the voltage supply 8 can be implemented as a voltage generator with, for example, three independent outputs or as three independent voltage generators.
  • sensor elements 91, 92, 93 are provided in the reaction chamber 1.
  • the sensor elements 91, 92, 93 are arranged at three different locations above the substrate wafer 5.
  • the sensor elements 91, 92, 93 are suitable for measuring the thickness of a layer deposited on the substrate wafer 5. They are implemented, for example, as quartz oscillators or eddy current sensors.
  • the sputter reactor also includes a control unit 10 which has, for example, three inputs and three outputs.
  • the inputs of the control unit 10 are each connected to one of the sensor elements 91, 92, 93.
  • the outputs of the control unit 10 are connected to control inputs of the voltage supply 8.
  • the sputter reactor can moreover comprise means for generating plasma (not shown for the sake of clarity), for example a microwave or high-frequency transmitter.
  • the reaction chamber 1 is charged with a process gas, for example argon, via the gas feeds 3.
  • a pressure of 0.5 to 5 mTorr is set in the reaction chamber.
  • a plasma is excited in the reaction chamber 1 by coupling in an electrical high-frequency energy with a power of 1 to 5 kW and a frequency of, for example, 13.56 MHz.
  • a voltage is applied to the target elements 71, 72, 73.
  • a DC or AC voltage applied.
  • the temperature in the reaction chamber is 25 to 300 ° C. With these parameters, the deposition rate is 0.1 to 1 nm / s.
  • the current layer thickness is measured during the layer deposition via the sensor elements 91, 92, 93.
  • the control unit 10 comprises a microprocessor, via which the distribution of the current layer thickness is assessed. Depending on the layer thicknesses measured via the sensor elements 91, 92, 93, the control unit 10 generates output signals for controlling the voltage supply 8. Depending on the output signals of the control unit 10, the voltages on the target elements 71, 72, 73 are adjusted independently of one another. The signals generated at the output of the control unit control the voltage supply 8 in such a way that the sputtering rate at the individual target elements 71, 72, 73 leads to a deposition rate which is essentially homogeneous over the diameter of the substrate wafer 5.
  • the target element 71 is, for example, circular with a diameter of, for example, 20 cm.
  • the target element 72 is, for example, ring-shaped with an outer diameter of, for example, 36 cm.
  • the target element 73 is ring-shaped, for example, with an outer diameter of, for example, 52 cm.
  • the target elements 71, 72, 73 are arranged concentrically in one plane, a distance of 5 mm being maintained between the target element 71 and 72 and between the target elements 72 and 73.
  • the voltages at the target elements 71, 72, 73 are regulated, for example, in the range between 500 and 1500 volts.

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Abstract

Ein Sputterreaktor umfasst unter anderem eine Targetanordnung (7) mit mindestens zwei elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbaren Targetelementen (71, 72, 73), die jeweils im wesentlichen dieselbe Materialzusammensetzung aufweisen. Inhomogenitäten bei einer Schichtabscheidung im Sputterreaktor werden durch entsprechende elektrische Spannungen an den Targetelementen (71, 72, 73) ausgeglichen.

Description

Beschreibung
Sputterreaktor und Verfahren zu dessen Betrieb.
Bei der Herstellung integrierter Schaltungen, insbesondere bei der Siliziumprozeßtechnik, erfolgt die Abscheidung von Schichten, insbesondere aus Metall, vielfach durch Sputtern (Kathodenstrahlzerstäuben) in Sputterreaktoren. In den Sput- terreaktoren ist ein Target aus dem Material, aus dem die
Schicht abgeschieden werden soll, und ein Scheibenhalter zur Aufnahme einer Substratscheibe, auf der die Schicht abge¬ schieden werden soll, vorgesehen. Zur Schichtabscheidung wird in dem Sputterreaktor ein Plasma erzeugt. Durch Ionenbeschuß aus dem Plasma werden aus der Targetoberfläche Atome heraus¬ geschlagen, die auf die Oberfläche der Substratscheibe auf¬ treffen und dort die gewünschte Schicht bilden.
Bei der Sputterabscheidung werden Inhomogenitäten der Ab- scheideraten zwischen der Mitte und dem Rand des Sputterreak- tors beobachtet. Erfolgt die Schichtabscheidung auf Substrat¬ scheiben mit großem Durchmesser, so wirken sich diese Inhomo¬ genitäten besonders störend aus. Dieses ist besonders gravie¬ rend bei Siliziumscheiben mit einem Durchmesser von 8" oder mehr, wie sie bei der Herstellung von Schaltungsstrukturen in der 0,35 um und 0,25 um Generation vorgesehen werden.
Vielfach ist im Sputterreaktor zwischen dem Target und der Substratscheibe zusätzlich ein Kollimator vorgesehen. Die In- homogenität der Abscheiderate führt hier zu einem unter¬ schiedlichen Zusputtern der Kollimatorlöcher (siehe A. Kersch et ai, IEDM 1992 Digest of technical papers, Seite 181), was die Standzeit des Kollimators reduziert.
Es ist vorgeschlagen worden, zur Erzielung homogener Schicht- dicker, über den Durchmesser der Substratscheibe sm Ort de£ Targets e ne inhomogene Verteilung eines Magnetfeldes er- zeugen. Dadurch wird die Sputterrate am Target künstlich in¬ homogen gemacht, so daß auf der Substratscheibe eine mög¬ lichst homogene Abscheiderate auftritt. Dazu werden Perma¬ nentmagneten, bei einigen Reaktortypen in rotierender Anord¬ nung, vorgesehen. Die Anordnung der Permanentmagneten wird für den jeweiligen Anlagentyp beim Hersteller der Anlage op¬ timiert. Eine Anpassung an das Langzeitverhalten von Reaktor, Kollimator und Target beim Benutzer der Anlage ist nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sputterreak¬ tor anzugeben, bei dem die Inhomogenität in der Abscheiderate auf andere Weise vermieden wird. Ferner st es Aufgabe der Erfindung, ein Betriebsverfahren für einen derartigen Sputterreaktor anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Sput¬ terreaktor gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zu dessen Be¬ trieb gemäß Anspruch 5. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
In dem erfindungsgemäßen Sputterreaktor ist anstelle eines durchgehenden Targets eine Targetanordnung mit mindestens zwei oder mehr Targetelementen vorgesehen. Diese Targetele- mente weisen jeweils im wesentlichen dieselben Materialzusam¬ mensetzung auf. Die Targetelemente sind unabhängig von einan¬ der elektrisch ansteuerbar. Insbesondere werden die Targete¬ lemente im Betrieb mit unterschiedlichen Gleich- oder Wech¬ selspannungen beaufschlagt. Durch die unterschiedliche Span- nung an den einzelnen Targetelementen wird die Sputterrate an der Targetanordnung inhomogen. Im Betrieb werden die Targete¬ lemente derartig unterschiedlich mit Spannungen beaufschlagt, daß am Ort der Substratscheibe eine homogene Abscheiderate über den Durchmesser der Substratscheibe auftritt.
Da in der Siliziurr.prozeStechr.ik meist εcheibenfcrπge Substrate verwendet werden, ist es vorteilhaft, eines der Targetelemente kreisförmig auszubilden und das oder die wei¬ teren Targetelemente ringförmig auszubilden. Das kreisförmige Targetelement und das oder die ringförmigen Targetelemente werden dann konzentrisch in einer Ebene angeordnet. Durch diese kreis-/ringförmigen Targetelemente werden in einer Zy- lindersymmetrie, wie sie bei der Verwendung von scheibenför¬ migen Substraten vorliegt, Inhomogenitäten der Abscheiderate am Ort des Substrats optimal ausgeglichen.
Weist das zu prozessierende Substrat eine andere Geometrie auf, so liegt es im Rahmen der Erfindung, die Targetelemente mit anderer Geometrie, zum Beispiel als Sektoren eines Krei¬ ses, vorzusehen.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar als Sput¬ terreaktor mit einem Kollimator, da hierbei neben der homoge¬ nen Dicke der abgeschiedenen Schicht auch eine Verlängerung der Standzeit des Kollimators erzielt wird."
Die Spannungen, mit denen die Targetelemente beaufschlagt werden, werden auf einfachste Weise über Eichmessungen ermit¬ telt. Dazu werden Versuchsreihen mit verschiedenen Spannungen an den einzelnen Targetelementen durchgeführt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die elektrische Ansteuerung der Targetelemente in situ zu optimieren. Dazu sind im Sput¬ terreaktor zwei oder mehr Meßeinrichtungen vorgesehen, mit denen während einer Abscheidung einer Schicht auf der Substratscheibe die Dicke der abgeschiedenen Schicht an in- destens zwei Orten der Substratscheibe meßbar ist. In Abhän¬ gigkeit der gemessenen Dicken wird mit Hilfe einer Steuerein¬ heit die an die Targetelemente angelegte Spannung nachge¬ stellt. Zur Messung der Schichtdicke sind Schwingquarz- oder Wirbelstromsensoren, wie sie zum Beispiel aus G. G. Barna et al, IEEE Trans, on Semiconductor Manufacturing, Vol. 7, 1994, Seite 149 und R. Iscoff, Semidonductor International, August 1994, Seite 69, bekannt sind, geeignet. Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, durch Vergleich der gemessenen Dicken an verschiedenen Orten der Substrat- scheibe mit dem entsprechenden Wert einer numerischen Si ula- tion des Sputterreaktors iterativ optimale Werte für die Spannung an den einzelnen Targetelementen zu bestimmen und mit diesen den Prozeß durchzuführen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels und der Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Sputterreaktor mit einer Targetanord¬ nung, die drei elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbare Targetelemente umfaßt.
Ein Sputterreaktor umfaßt eine Reaktionskammer 1, die mit Pumpstutzen 2 und Gaszuführungen 3 versehen ist. Die Reakti¬ onskammer 1 ist mit Bezugspotential, zum Beispiel Erdpoten¬ tial verbunden.
In der Reaktionskammer 1 ist ein Scheibenhalter 4 vorgesehen zur Aufnahme einer zu prozessierenden Substratscheibe 5 zum Beispiel aus Silizium. Der Scheibenhalter 4 ist ebenfalls mit Bezugspotential verbunden.
In der Reaktionskammer 1 ist darüber hinaus ein Kollimator 6 und eine Targetanordnung 7 vorgesehen. Der Kollimator 6 ist zwischen der Targetanordnung 7 und dem Scheibenhalter 4 ange¬ ordnet. Der Kollimator 6 umfaßt zylinderförmige Kollimatorlö- eher, deren Zylinderachse im wesentlichen senkrecht zur Ober¬ fläche der Substratscheibe 5 ausgerichtet ist.
Die Targetanordnung 7 umfaßt mehrere, zum Beispiel drei Tar¬ getelemente 71, 72, 73. Die Targetelemente 71, 72, 73 weisen jeweils dieselbe Materialzusammensetzung auf. Zur Abscheidung von zum Beispiel Titan enthalten die Targetelemente 71, 72, 73 zum Beispiel Titan. Der Sputterreaktor ist mit einer Spannungsversorgung 8 verse¬ hen, die mit jedem der Targetelemente 71, 72, 73 verbunden ist. Über die Spannungsversorgung 8 wird an jedes der Targe¬ telemente 71, 72, 73 unabhängig von den übrigen Targetelemen¬ ten eine Spannung angeleg . Die Spannungsversorgung 8 kann als ein Spannungsgenerator mit zum Beispiel drei unabhängigen Ausgängen oder als drei unabhängige Spannungsgeneratoren rea¬ lisiert sein.
In der Reaktionskammer 1 sind mehrere, zum Beispiel drei Sen¬ sorelemente 91, 92, 93 vorgesehen. Die Sensorelemente 91, 92, 93 sind an drei unterschiedlichen Orten oberhalb der Substratscheibe 5 angeordnet. Die Sensorelemente 91, 92, 93 sind zur Dickenmessung einer auf der Substratscheibe 5 abge¬ schiedenen Schicht geeignet. Sie werden zum Beispiel als Schwingquarz oder Wirbelstromsensor realisiert.
Der Sputterreaktor umfaßt darüber hinaus eine Steuereinheit 10, die zum Beispiel drei Eingänge und drei Ausgänge auf¬ weist. Die Eingänge der Steuereinheit 10 sind jeweils mit ei¬ nem der Sensorelemente 91, 92, 93 verbunden. Die Ausgänge der Steuereinheit 10 werden mit Steuereingängen der Spannungsver¬ sorgung 8 verbunden.
Der Sputterreaktor kann darüber hinaus Mittel zur Plasmaer¬ zeugung umfassen (der Übersichtlichkeit halber nicht darge¬ stellt), zum Beispiel einen Mikrowellen- oder Hochfrequenz¬ sender. Im Betrieb des Sputterreaktors wird die Reaktions- kammer 1 über die Gaszuführungen 3 mit einem Prozeßgas, zum Beispiel Argon beaufschlagt. In der Reaktionskammer wird ein Druck von 0,5 bis 5 mTorr eingestellt. Durch Einkopplung ei¬ ner elektrischen Hochfrequenzenergie mit einer Leistung von 1 bis 5 kW und einer Frequenz von zum Beispiel 13,56 MHz wird in der Reaktionskammer 1 ein Plasma angeregt. An die Targe¬ telemente 71, 72, 73 wird eine Spannung angelegt. Je nach den Eigenschaften des abzuscheidenden Materials wird dabei eine Gleich- oder WechselSpannung angelegt. Die Temperatur in der Reaktionskammer beträgt 25 bis 300°C. Bei diesen Parametern beträgt die Abscheiderate 0,1 bis 1 nm/s.
Über die Sensorelemente 91, 92, 93 wird bei der Schichtab¬ scheidung die aktuelle Schichtdicke gemessen. Die Steuerein¬ heit 10 umfaßt einen Mikroprozessor, über den eine Bewertung der Verteilung der aktuellen Schichtdicke erfolgt. Abhängig von den über die Sensorelemente 91, 92, 93 gemessenen Schichtdicken erzeugt die Steuereinheit 10 Ausgangsεignale zur Ansteuerung der Spannungsversorgung 8. Abhängig von den Ausgangssignalen der Steuereinheit 10 werden die Spannungen an den Targetelementen 71, 72, 73 unabhängig voneinander nachgestellt. Die am Ausgang der Steuereinheit erzeugten Si- gnale steuern die Spannungsversorgung 8 dabei so an, daß die Sputterrate an den einzelnen Targetelementen 71, 72, 73 zu einer über den Durchmesser der Substratscheibe 5 im wesent¬ lichen homogenen Abscheiderate führt.
Das Targetelement 71 ist zum Beispiel kreisförmig mit einem Durchmesser von zum Beispiel 20 cm. Das Targetelement 72 ist zum Beispiel ringförmig mit einem Außendurchmesser von zum Beispiel 36 cm. Das Targetelement 73 ist zum Beispiel ring¬ förmig mit einem Außendurchmesser von zum Beispiel 52 cm. Die Targetelemente 71, 72, 73 sind konzentrisch in einer Ebene angeordnet, wobei zwischen dem Targetelement 71 und 72 sowie zwischen den Targetelementen 72 und 73 jeweils ein Abstand von 5 mm eingehalten wird. Die Spannungen an den Targetele¬ menten 71, 72, 73 werden zum Beispiel im Bereich zwischen 500 und 1500 Volt geregelt.
Zu Beginn des Prozesses ist es vorteilhaft, an das Targetele¬ ment 71 1167 Volt, an das Targetelement 72 616 Volt und an das Targetelement 73 600 Volt anzulegen. Für diese Werte wur- den mit Hilfe einer numerischen Simulation eine homogene Ab¬ scheiderate als Funktion der Position auf der Substratscheibe errechnet. Die numerische Simulation ergibt, daß das abge- schiedene Material in gewissen Bereichen der Substratscheibe jeweils im wesentlichen von einem der Targetelemente her¬ rührt. Daher wird die Homogenität durch eine Überlagerung der Abscheideraten der einzelnen Targetelemente 71, 72, 73 opti¬ miert.

Claims

Patentansprüche
1. Sputterreaktor,
- bei dem eine Reaktionskammer (1) mindestens mit einem
Scheibenhalter (4) zur Aufnahme einer Substratscheibe (5) und mit einer Targetanordnung (7) vorgesehen ist,
- bei dem die Targetanordnung (7) mindestens zwei Targetele- mente (71, 72, 73) umfaßt, die im wesentlichen dieselbe Mate¬ rialzusammensetzung aufweisen und die unabhängig voneinander elektrisch ansteuerbar sind.
2. Sputterreaktor nach Anspruch 1,
- bei dem in der Reaktionskammer (1) zusätzlich ein Kolli¬ mator (6) mit Kollimatorlöchern vorgesehen ist,
- bei dem der Kollimator (6) zwischen der Targetanordnung (7) und dem Scheibenhalter (4) so angeordnet ist, daß die Ach¬ sen der Kollimatorlöcher im wesentlich senkrecht zur Ober¬ fläche der Subεtratscheibe (5) ausgerichtet sind.
3. Sputterreaktor nach Anspruch 1 oder 2,
- bei dem in der Reaktionskammer (1) mindestens zwei Sensore¬ lemente (91, 92, 93) vorgesehen sind, mit denen während ei¬ ner Abscheidung einer Schicht auf der Substratscheibe (5) die Dicke der abgeschiedenen Schicht an mindestens zwei Or- ten der Substratscheibe (5) meßbar ist,
- bei dem eine Steuereinheit (10) vorgesehen ist, über die in Abhängigkeit der gemessenen Dicken die einzelnen Targetele¬ mente (71, 72, 73) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
4. Sputterreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, - bei dem eines der Targetelemente (71) kreisförmig und min¬ destens eines der Targetelemente (72, 73) ringförmig ist,
- bei dem das kreisförmige Targetelement (71) und das ring- förmige Targetelement (72, 73) konzentrisch in einer Ebene angeordnet sind.
5. Verfahren zum Betrieb eines Sputterreaktors nach Anspruch 1, bei dem die Targetelemente (71, 72, 73) jeweils unabhängig voneinander mit elektrischen Spannungen verbunden werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
- bei dem während einer im Sputterreaktor ablaufenden Ab- Scheidung einer Schicht die Dicke der Schicht an mehreren
Orten der Substratscheibe (5) gemessen wird und
- bei dem die Targetelemente (71, 72, 73) in Abhängigkeit der gemessenen Dicken mit einer Spannung beaufschlagt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem durch Vergleich der gemessenen Dicken mit dem ent¬ sprechenden Wert einer numerischen Simulation des Sputterre¬ aktors iterativ Parameter zur Ansteuerung der Targetelemente (71, 72, 73) bestimmt werden.
PCT/DE1995/001740 1994-12-07 1995-12-05 Sputterreaktor und verfahren zu dessen betrieb Ceased WO1996018209A1 (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63469A (ja) * 1986-06-19 1988-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd スパツタリング装置
EP0313750A1 (de) * 1987-10-29 1989-05-03 International Business Machines Corporation Magnetron-Bedampfungssystem zum Ätzen oder Niederschlagen
DE4127262C1 (en) * 1991-08-17 1992-06-04 Forschungsges Elektronenstrahl Sputtering equipment for coating large substrates with (non)ferromagnetic material - consisting of two sub-targets electrically isolated and cooling plates whose gap in between is that in region of pole units

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63469A (ja) * 1986-06-19 1988-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd スパツタリング装置
EP0313750A1 (de) * 1987-10-29 1989-05-03 International Business Machines Corporation Magnetron-Bedampfungssystem zum Ätzen oder Niederschlagen
DE4127262C1 (en) * 1991-08-17 1992-06-04 Forschungsges Elektronenstrahl Sputtering equipment for coating large substrates with (non)ferromagnetic material - consisting of two sub-targets electrically isolated and cooling plates whose gap in between is that in region of pole units

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 198 (C - 502) 8 June 1988 (1988-06-08) *

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