JP3284918B2 - 帯電防止方法及びイオン注入装置 - Google Patents
帯電防止方法及びイオン注入装置Info
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- wafers
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
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-
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
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- H01J2237/0041—Neutralising arrangements
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- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は帯電防止方法及びイ
オン注入装置に係り、特に、大電流イオン注入装置にお
けるウエハがイオンビームにより帯電しないように中和
電子を供給して中和するものに好適な帯電防止方法及び
イオン注入装置に関する。
オン注入装置に係り、特に、大電流イオン注入装置にお
けるウエハがイオンビームにより帯電しないように中和
電子を供給して中和するものに好適な帯電防止方法及び
イオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来ウェハの帯電測定には、被測定物の
対向面に非接触の測定子を置くチャージアップモニタが
使用されていた。このチャージアップモニタは、通常円
形にならべられたウェハのビームがあたる反対側のウェ
ハの対向面に取り付けられて使用されている。ウェハの
帯電量は、イオンビームにあたっているときもっとも多
く、回転によってビームから外れれば帯電量は減少す
る。したがって実際に帯電量の最も多いビームのあたっ
ているところでの帯電量が測定できず、正確な中和用電
子の供給ができない問題があった。また帯電量測定器の
性能上高温下で処理する被照射体には使用できない問題
があった。
対向面に非接触の測定子を置くチャージアップモニタが
使用されていた。このチャージアップモニタは、通常円
形にならべられたウェハのビームがあたる反対側のウェ
ハの対向面に取り付けられて使用されている。ウェハの
帯電量は、イオンビームにあたっているときもっとも多
く、回転によってビームから外れれば帯電量は減少す
る。したがって実際に帯電量の最も多いビームのあたっ
ているところでの帯電量が測定できず、正確な中和用電
子の供給ができない問題があった。また帯電量測定器の
性能上高温下で処理する被照射体には使用できない問題
があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】シリコンウェハに埋め
込み酸化膜を形成する方法の一つに、酸素イオンを高濃
度に注入するＳＩＭＯＸ（Separation by Implanted Ox
ygen）法がある。この注入を行う注入装置では、ウェハ
を５００度以上に加熱しながら１２０から２００ｋｅＶ
で、５０から７０ｍＡの大電流酸素イオンビームをウェ
ハに注入する。このためウェハがイオンビームにより帯
電し、ウェハとウェハを取り付けるウェハホルダとの間
で放電を起こし、パーティクル発生の原因となってい
る。
込み酸化膜を形成する方法の一つに、酸素イオンを高濃
度に注入するＳＩＭＯＸ（Separation by Implanted Ox
ygen）法がある。この注入を行う注入装置では、ウェハ
を５００度以上に加熱しながら１２０から２００ｋｅＶ
で、５０から７０ｍＡの大電流酸素イオンビームをウェ
ハに注入する。このためウェハがイオンビームにより帯
電し、ウェハとウェハを取り付けるウェハホルダとの間
で放電を起こし、パーティクル発生の原因となってい
る。
【０００４】本発明は上述の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、イオンビームがあたっている
ときのウエハの帯電量を測定することができ、正確に中
和電子を供給してウエハの帯電を防止することのできる
帯電防止方法及びイオン注入装置を提供することにあ
る。
その目的とするところは、イオンビームがあたっている
ときのウエハの帯電量を測定することができ、正確に中
和電子を供給してウエハの帯電を防止することのできる
帯電防止方法及びイオン注入装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では上記目的を達
成するために、複数のウエハの少なくとも１つをダミー
ウエハとし、該ダミーウエハの裏面にリード線が直接取
り付けられると共に、このリード線に電位計測手段が接
続され、前記リード線を介して前記ダミーウエハの帯電
量を前記電位計測手段で計測し、この電位計測手段の計
測値に基づいて前記ウエハに供給する帯電防止用の電子
量を制御する制御手段を備えているか、若しくは複数の
ウエハの少なくとも１つの裏面側に、該ウエハに対して
上下運動するシリンダが配置されると共に、該シリンダ
にリード線を介して電位計測手段が接続され、回転円板
が回転した後に前記シリンダが動作して前記ウエハの裏
面と接触することにより、前記リード線を介して前記ウ
エハの帯電量を前記電位計測手段で計測し、この電位計
測手段の計測値に基づいて前記ウエハに供給する帯電防
止用の電子量を制御する制御手段を備えているか、或い
は回転円板にばねの一端を固定すると共に他端に重りを
取り付け、前記回転円板が回転したときに、前記重りが
前記回転円板の外側へ移動して前記ばねが曲げられるこ
とで前記ウエハと接触可能であり、かつ、前記ばねに接
続されているリード線を介して電位計測手段が接続され
ており、前記ばねがウエハと接触することにより、前記
リード線を介して前記ウエハの帯電量を前記電位計測手
段で計測し、この電位計測手段の計測値に基づいて前記
ウエハに供給する帯電防止用の電子量を制御する制御手
段を備えているイオン注入装置としたことを特徴とす
る。 また、本発明では上記目的を達成するために、回転
円板上に配置された複数のウエハに少なくとも１つのダ
ミーウエハの裏面に直接取り付けられたリード線を介し
て前記ダミーウエハの帯電量を計測し、この計測値に基
づいて前記ウエハに供給する帯電防止用の電子量を制御
するか、若しくは複数のウエハが円形に配置された回転
円板を回転させた後、シリンダを動作させて前記複数の
ウエハのうち少なくとも１つと接触させ、前記シリンダ
に接続されているリード線を介して前記ウエハの帯電量
を計測し、この計測値に基づいて前記ウエハに供給する
帯電防止用の電子量を制御するか、或いは複数のウエハ
が円形に配置された回転円板を回転させ、一端が前記回
転円板に固定されると共に他端に重りが取り付けられ、
この重りが遠心力によって前記回転円板の外側に移動し
て曲げられたばねを、前記複数のウエハのうち少なくと
も１つと接触させ、前記ばねに接続されているリード線
を介して前記ウエハの帯電量を計測し、この計測値に基
づいて前記ウエハに供給する帯電防止用の電子量を制御
する帯電防止方法としたことを特徴とする。
成するために、複数のウエハの少なくとも１つをダミー
ウエハとし、該ダミーウエハの裏面にリード線が直接取
り付けられると共に、このリード線に電位計測手段が接
続され、前記リード線を介して前記ダミーウエハの帯電
量を前記電位計測手段で計測し、この電位計測手段の計
測値に基づいて前記ウエハに供給する帯電防止用の電子
量を制御する制御手段を備えているか、若しくは複数の
ウエハの少なくとも１つの裏面側に、該ウエハに対して
上下運動するシリンダが配置されると共に、該シリンダ
にリード線を介して電位計測手段が接続され、回転円板
が回転した後に前記シリンダが動作して前記ウエハの裏
面と接触することにより、前記リード線を介して前記ウ
エハの帯電量を前記電位計測手段で計測し、この電位計
測手段の計測値に基づいて前記ウエハに供給する帯電防
止用の電子量を制御する制御手段を備えているか、或い
は回転円板にばねの一端を固定すると共に他端に重りを
取り付け、前記回転円板が回転したときに、前記重りが
前記回転円板の外側へ移動して前記ばねが曲げられるこ
とで前記ウエハと接触可能であり、かつ、前記ばねに接
続されているリード線を介して電位計測手段が接続され
ており、前記ばねがウエハと接触することにより、前記
リード線を介して前記ウエハの帯電量を前記電位計測手
段で計測し、この電位計測手段の計測値に基づいて前記
ウエハに供給する帯電防止用の電子量を制御する制御手
段を備えているイオン注入装置としたことを特徴とす
る。 また、本発明では上記目的を達成するために、回転
円板上に配置された複数のウエハに少なくとも１つのダ
ミーウエハの裏面に直接取り付けられたリード線を介し
て前記ダミーウエハの帯電量を計測し、この計測値に基
づいて前記ウエハに供給する帯電防止用の電子量を制御
するか、若しくは複数のウエハが円形に配置された回転
円板を回転させた後、シリンダを動作させて前記複数の
ウエハのうち少なくとも１つと接触させ、前記シリンダ
に接続されているリード線を介して前記ウエハの帯電量
を計測し、この計測値に基づいて前記ウエハに供給する
帯電防止用の電子量を制御するか、或いは複数のウエハ
が円形に配置された回転円板を回転させ、一端が前記回
転円板に固定されると共に他端に重りが取り付けられ、
この重りが遠心力によって前記回転円板の外側に移動し
て曲げられたばねを、前記複数のウエハのうち少なくと
も１つと接触させ、前記ばねに接続されているリード線
を介して前記ウエハの帯電量を計測し、この計測値に基
づいて前記ウエハに供給する帯電防止用の電子量を制御
する帯電防止方法としたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本実施例を示す概略図で、
イオン注入装置の例である。該図に示す如く、イオン注
入装置は、回転円板８，ウエハ７，ダミーウエハ２，表
面電位計３，電子放出用電子源５，電子源５の電子源電
子量コントローラ４で概略構成される。
イオン注入装置の例である。該図に示す如く、イオン注
入装置は、回転円板８，ウエハ７，ダミーウエハ２，表
面電位計３，電子放出用電子源５，電子源５の電子源電
子量コントローラ４で概略構成される。
【０００７】回転円板８の円周上にはウェハ７とその一
個所にはリード線の付いたダミーウェハ２が取り付けら
れており、回転円板８と共に回転と左右のスキャン運動
をする。このウェハ７およびダミーウェハ２にはイオン
ビーム１が照射され、このときの帯電量を電位計測用表
面電位計３で測定し、電子源電流コントローラ４により
電子源５の引き出し電子量を調整し、中和電子６の量を
コントロールする。これを繰り返し行い、ウェハの電位
を１０Ｖ以下になるように制御する。ダミーウェハは１
個でもかまわないが、複数個取り付けることによって電
子電流の制御精度は向上する。
個所にはリード線の付いたダミーウェハ２が取り付けら
れており、回転円板８と共に回転と左右のスキャン運動
をする。このウェハ７およびダミーウェハ２にはイオン
ビーム１が照射され、このときの帯電量を電位計測用表
面電位計３で測定し、電子源電流コントローラ４により
電子源５の引き出し電子量を調整し、中和電子６の量を
コントロールする。これを繰り返し行い、ウェハの電位
を１０Ｖ以下になるように制御する。ダミーウェハは１
個でもかまわないが、複数個取り付けることによって電
子電流の制御精度は向上する。
【０００８】図２にダミーウェハの例を示す。ｎ型のウ
ェハの裏面に一部ｎ+ 層を作り、オーミックコンタクト
をとることで確実に接着することができるようにして金
属リード線１１を取り付ける。図３はダミーウェハを用
いないで測定するための構造を示したものである。リー
ド線１１が取り付けられた上下運動をするシリンダ１２
を取り付け、回転円板８が回転した後、シリンダ１２を
動かしウェハ７と接触をとる。遠心力によってウェハホ
ルダ２１に押し付けられた状態でシリンダ１２を動作さ
せる。シリンダの押し付け力は、ウェハの落下を考え回
転による遠心力より小さくしている。図４はウェハ７と
リード線１１の接触をとる別の方法を示したものであ
る。回転円板８には一端がＢを中心に回転でき、もう一
端は重り１４が取り付けられ、Ａ部を自由に動く構造と
したバネ１３を取り付ける。回転円板８の回転により発
生する遠心力Ｆにより、重り１４は回転円板８の外側へ
移動する。これに伴ってバネ１３は曲げられ、一部がウ
ェハ７と接触し、リード線１１を介して測定ができる。
ェハの裏面に一部ｎ+ 層を作り、オーミックコンタクト
をとることで確実に接着することができるようにして金
属リード線１１を取り付ける。図３はダミーウェハを用
いないで測定するための構造を示したものである。リー
ド線１１が取り付けられた上下運動をするシリンダ１２
を取り付け、回転円板８が回転した後、シリンダ１２を
動かしウェハ７と接触をとる。遠心力によってウェハホ
ルダ２１に押し付けられた状態でシリンダ１２を動作さ
せる。シリンダの押し付け力は、ウェハの落下を考え回
転による遠心力より小さくしている。図４はウェハ７と
リード線１１の接触をとる別の方法を示したものであ
る。回転円板８には一端がＢを中心に回転でき、もう一
端は重り１４が取り付けられ、Ａ部を自由に動く構造と
したバネ１３を取り付ける。回転円板８の回転により発
生する遠心力Ｆにより、重り１４は回転円板８の外側へ
移動する。これに伴ってバネ１３は曲げられ、一部がウ
ェハ７と接触し、リード線１１を介して測定ができる。
【０００９】図５は電子源５にプラズマで発生した電子
を利用したときの構造を示したものである。ダミーウエ
ハ２に取り付けられたリード線１１は、真空中より大気
に引出され、表面電位計３でダミーウエハ２の電位を測
定し、電子源電子量コントローラ４を介してマイクロ波
発生器３４でマイクロ波電力を調整し、プラズマ式電子
源５ａより引出し電極３１によって引出される電子６の
量をコントロールしている。なお、図示はしていない
が、電子源電子量コントローラ４の出力に応じてマイク
ロ波電力の代わりに電子引出し電源３２の電圧を調整し
ても良い。
を利用したときの構造を示したものである。ダミーウエ
ハ２に取り付けられたリード線１１は、真空中より大気
に引出され、表面電位計３でダミーウエハ２の電位を測
定し、電子源電子量コントローラ４を介してマイクロ波
発生器３４でマイクロ波電力を調整し、プラズマ式電子
源５ａより引出し電極３１によって引出される電子６の
量をコントロールしている。なお、図示はしていない
が、電子源電子量コントローラ４の出力に応じてマイク
ロ波電力の代わりに電子引出し電源３２の電圧を調整し
ても良い。
【００１０】図６は電子源に熱フィラメント４１を用い
て発生した電子を利用したときの構造を示したものであ
る。ダミーウェハ２に取り付けられたリード線１１は、
真空中より大気に引き出され、表面電位計３でダミーウ
ェハ２の電位を測定し、電子源電子量コントローラ４を
介してマイクロ波発生器３４でマイクロ波電力を調整
し、フィラメント式電子源５ｂより引き出し電極３１に
よって引き出される電子６の量をコントロールしてい
る。
て発生した電子を利用したときの構造を示したものであ
る。ダミーウェハ２に取り付けられたリード線１１は、
真空中より大気に引き出され、表面電位計３でダミーウ
ェハ２の電位を測定し、電子源電子量コントローラ４を
介してマイクロ波発生器３４でマイクロ波電力を調整
し、フィラメント式電子源５ｂより引き出し電極３１に
よって引き出される電子６の量をコントロールしてい
る。
【００１１】図７は二次電子を利用した電子源の構造を
示したものである。フィラメント４１で発生させた一次
電子６を一度二次電子発生板４２などの壁にあてて、そ
こから発生する二次電子６ａをウェハ７に照射するもの
である。この場合、フィラメント４１が直接ウェハ７が
見通せないため、フィラメント４１からの不純物対策が
できる。
示したものである。フィラメント４１で発生させた一次
電子６を一度二次電子発生板４２などの壁にあてて、そ
こから発生する二次電子６ａをウェハ７に照射するもの
である。この場合、フィラメント４１が直接ウェハ７が
見通せないため、フィラメント４１からの不純物対策が
できる。
【００１２】なお図６，図７における一次電子発生用と
してプラズマ方式を用いても同様の効果がある。また今
回は電位測定を行うウェハとしてｎ型のシリコンウェハ
を用いたが、ｐ型ウェハであってもよいことは発明の本
質からして明らかである。またシリコンウェハ温度をイ
オンビーム照射時には５００度以上に保つ酸素イオン注
入装置を例にしたが、このような温度領域でシリコンと
同程度の抵抗率を持つ他の半導体（不純物導入型も含
む）、例えばＧｅ，ＳｉＣ等でもよいことは自明であ
る。
してプラズマ方式を用いても同様の効果がある。また今
回は電位測定を行うウェハとしてｎ型のシリコンウェハ
を用いたが、ｐ型ウェハであってもよいことは発明の本
質からして明らかである。またシリコンウェハ温度をイ
オンビーム照射時には５００度以上に保つ酸素イオン注
入装置を例にしたが、このような温度領域でシリコンと
同程度の抵抗率を持つ他の半導体（不純物導入型も含
む）、例えばＧｅ，ＳｉＣ等でもよいことは自明であ
る。
【００１３】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、イオンビ
ームがあたっているときのウエハの帯電量を測定するこ
とができ、正確に中和電子を供給することができるの
で、ウエハの帯電を防止することができる効果を有す
る。
ームがあたっているときのウエハの帯電量を測定するこ
とができ、正確に中和電子を供給することができるの
で、ウエハの帯電を防止することができる効果を有す
る。
【図１】本発明のイオン注入装置への適用例を示す図。
【図２】ダミーウェハのリード線取り付け方法を示す
図。
図。
【図３】シリコン方式を用いたリード線取り付け方法を
示す図。
示す図。
【図４】バネを用いたリード線取り付け方法を示す図。
【図５】電子源にプラズマ式電子源を用いたときの例を
示す図。
示す図。
【図６】電子源にフィラメント式電子源を用いたときの
例を示す図。
例を示す図。
【図７】電子源にフィラメントで二次電子方式電子源を
用いたときの例を示す図。
用いたときの例を示す図。
１…イオンビーム、２…ダミーウェハ、３…表面電位
計、４…電子源電子量コントローラ、５…電子源、５ａ
…プラズマ式電子源、５ｂ…フィラメント式電子源、５
ｃ…二次電子方式電子源、６…電子（一次電子）、６ａ
…二次電子、７…ウェハ、８…回転円板、９…ファラデ
ーカップ、１１…リード線、１２…シリンダ、１４…重
り、２１…ウェハベース、３２…引き出し電極、３３…
イオン電流検出電流計、３４…マイクロ波発信器、３９
…フィラメント電源、４１…フィラメント、４２…二次
電子発生板。
計、４…電子源電子量コントローラ、５…電子源、５ａ
…プラズマ式電子源、５ｂ…フィラメント式電子源、５
ｃ…二次電子方式電子源、６…電子（一次電子）、６ａ
…二次電子、７…ウェハ、８…回転円板、９…ファラデ
ーカップ、１１…リード線、１２…シリンダ、１４…重
り、２１…ウェハベース、３２…引き出し電極、３３…
イオン電流検出電流計、３４…マイクロ波発信器、３９
…フィラメント電源、４１…フィラメント、４２…二次
電子発生板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/317
Claims (6)
- 【請求項１】回転円板上に円形に配置され、かつ、回転
しながら移動する複数のウエハにイオンビームを照射す
ると共に、前記ウエハに帯電防止用の電子を供給するイ
オン注入装置において、 前記複数のウエハの少なくとも１つをダミーウエハと
し、該ダミーウエハの裏面にリード線が直接取り付けら
れると共に、このリード線に電位計測手段が接続され、
前記リード線を介して前記ダミーウエハの帯電量を前記
電位計測手段で計測し、この電位計測手段の計測値に基
づいて前記ウエハに供給する帯電防止用の電子量を制御
する制御手段を備えていることを特徴とするイオン注入
装置。 - 【請求項２】回転円板上に円形に配置され、かつ、回転
しながら移動する複数のウエハにイオンビームを照射す
ると共に、前記ウエハに帯電防止用の電子を供給するイ
オン注入装置において、 前記複数のウエハの少なくとも１つの裏面側に、該ウエ
ハに対して上下運動するシリンダが配置されると共に、
該シリンダにリード線を介して電位計測手段が接続さ
れ、前記回転円板が回転した後に前記シリンダが動作し
て前記ウエハの裏面と接触することにより、前記リード
線を介して前記ウエハの帯電量を前記電位計測手段で計
測し、この電位計測手段の計測値に基づいて前記ウエハ
に供給する帯電防止用の電子量を制御する制御手段を備
えていることを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項３】回転円板上に円形に配置され、かつ、回転
しながら移動する複数のウエハにイオンビームを照射す
ると共に、前記ウエハに帯電防止用の電子を供給するイ
オン注入装置において、 前記回転円板にばねの一端を固定すると共に他端に重り
を取り付け、前記回転円板が回転したときに、前記重り
が前記回転円板の外側へ移動して前記ばねが曲げられる
ことで前記ウエハと接触可能であり、かつ、前記ばねに
接続されているリード線を介して電位計測手段が接続さ
れており、前記ばねがウエハと接触することにより、前
記リード線を介して前記ウエハの帯電量を前記電位計測
手段で計測し、この電位計測手段の計測値に基づいて前
記ウエハに供給する帯電防止用の電子量を制御する制御
手段を備えていることを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項４】回転円板上に配置された複数のウエハに少
なくとも１つのダミーウエハの裏面に直接取り付けられ
たリード線を介して前記ダミーウエハの帯電量を計測
し、この計測値に基づいて前記ウエハに供給する帯電防
止用の電子量を制御することを特徴とする帯電防止方
法。 - 【請求項５】複数のウエハが円形に配置された回転円板
を回転させた後、シリンダを動作させて前記複数のウエ
ハのうちの少なくとも１つと接触させ、前記シリンダに
接続されているリード線を介して前記ウエハの帯電量を
計測し、この計測値に基づいて前記ウエハに供給する帯
電防止用の電子量を制御することを特徴とする帯電防止
方法。 - 【請求項６】複数のウエハが円形に配置された回転円板
を回転させ、一端が前記回転円板に固定されると共に他
端に重りが取り付けられ、この重りが遠心力によって前
記回転円板の外側に移動して曲げられたばねを、前記複
数のウエハのうち少なくとも１つと接触させ、前記ばね
に接続されているリード線を介して前記ウエハの帯電量
を計測し、この計測値に基づいて前記ウエハに供給する
帯電防止用の電子量を制御することを特徴とする帯電防
止方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09343197A JP3284918B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 帯電防止方法及びイオン注入装置 |
| US09/054,496 US6043499A (en) | 1997-04-11 | 1998-04-03 | Charge-up prevention method and ion implanting apparatus |
| FR9804452A FR2762182A1 (fr) | 1997-04-11 | 1998-04-09 | Procede pour empecher l'accumulation d'une charge et dispositif d'implantation ionique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09343197A JP3284918B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 帯電防止方法及びイオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10289682A JPH10289682A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3284918B2 true JP3284918B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=14082129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09343197A Expired - Fee Related JP3284918B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 帯電防止方法及びイオン注入装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6043499A (ja) |
| JP (1) | JP3284918B2 (ja) |
| FR (1) | FR2762182A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997005580A1 (fr) * | 1995-08-01 | 1997-02-13 | Boris Iliich Belousov | Support de donnees en bande, et procede et dispositif de fabrication |
| JP2891255B1 (ja) * | 1998-04-15 | 1999-05-17 | 日本電気株式会社 | イオン注入装置 |
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