説明

レイアウト設計支援装置、コンピュータ読み取り可能な記録媒体

【課題】 レイアウトパターンに対する補正結果と、この補正の検証結果とをレイアウトパターン設計者自身が設計中に逐次確認できるレイアウト設計支援装置、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【解決手段】 縮小投影露光に使われるレチクルパターンを作成する設計支援装置であって、レイアウトパターンを作成するためのレイアウトエディタ1と、レイアウトパターンに対して補正および検証を行うためのOPC補正・検証装置2と、レイアウトパターン、補正および検証のデータを格納するためのデータベース3などから構成され、レイアウトエディタ1は、設計者がユーザインタフェースを通して操作することが可能とされ、レイアウトパターンを作成するための機能の他に、OPC補正・検証装置2の補正および検証を行うための機能を支援するために、画面上のメニューに補正・検証コマンドが追加されている。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レイアウト設計支援技術に関し、特にLSI設計者による設計から補正・検証までを可能とするレイアウト設計支援装置、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、本発明者が検討した技術として、LSIのレイアウトパターン設計においては、最小加工寸法が微細化するに伴い、縮小投影露光に使われるレチクルパターンと実際にウェハ上に転写されるパターンとの違いが、物理的制約により大きくなっている。そこで、目的のパターンをウェハ上に実現するために、転写によるパターン変形を予めレチクル上で補正しておく光近接効果補正(OPC)を導入した技術などが考えられる。
【0003】このようなOPC方法を用いた技術としては、たとえば特開平10−326010号公報に記載されるフォトマスクのパターン補正技術、特開平9−319067号公報に記載されるOPC技術、特開平10−240783,10−239826,10−232484号公報に記載されるフォトマスクパターン設計技術などが挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記各公報のOPC方法を用いた技術においては、いずれも個々のパターン形状に対する補正方法、および高速に補正処理を実行する方法など、与えられたパターンに対して、個々の部分について行う補正方法について記載しているが、レイアウトパターン設計工程と補正・検証の処理工程との結びつきについては考慮されていない。
【0005】たとえば、近年では、露光時の影響だけでなく、現像・エッチング工程を含むプロセス全体が形成するパターンに与える影響を考慮した補正が実施されるようになってきている。しかし、この補正は物理的制約内でのパターン整形をするだけなので、補正しても実際にはウェハ上に、そのパターンを形成できない場合もある。このとき、元のレイアウトパターンをLSI設計者が修正しなければならない。ところが、補正、補正結果の検証の経験的技術、いわゆるノウハウはプロセス技術者が持ち、レイアウトパターンはLSI設計者が作成しているので、互いの情報のやり取りに手間取り、製品開発期間が増大することが考えられる。
【0006】そこで、本発明の目的は、プロセス技術者が持つ補正、検証のノウハウに着目し、レイアウトパターン設計者が設計したレイアウトパターンに対する補正結果と、この補正の検証結果とをレイアウトパターン設計者自身が設計中に逐次確認することができるレイアウト設計支援装置、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供するものである。
【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、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。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【0009】すなわち、本発明によるレイアウト設計支援装置は、LSI設計者がレイアウトパターンデータを作成するために使う作成手段に、パターン補正を行う補正手段、補正結果の検証を行う検証手段を追加するものである。この補正手段、検証手段には、プロセス技術者が持つノウハウをそれぞれ補正ルール、検証ルールとして与えることを可能とし、これにより、設計中のレイアウトデータに対して、設計者自身がレイアウト中に対象パターンの補正・検証を実行可能とするものである。
【0010】その上、大規模データ一括適用のために、補正手段内に与えられたデータを同じデータ量になるように分割し、指定された複数の処理手段を利用して各分割されたデータを並列処理することも可能としている。また、検証手段は、シミュレーション結果と補正前のレイアウトデータとを比較し、思うように形成できない部分にエラー図形を生成して、作成手段の画面上で設計者に知らせることも可能としている。
【0011】また、本発明によるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、レイアウトパターンデータを作成するための工程に、パターン補正を行うための工程、補正結果の検証を行うための工程を追加し、この補正工程、検証工程ではプロセス技術者が持つノウハウによる補正ルール、検証ルールに基づいてそれぞれ処理するようなレイアウト設計支援方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したものである。
【0012】よって、前記レイアウト設計支援装置、コンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、レイアウトパターン設計者が設計したレイアウトパターンに対する補正の結果と、その補正の正当性を確認する検証の結果とをレイアウトパターン設計者自身が設計中に逐次確認することができる。よって、TAT(Turn AroundTime)が向上する。この結果、製品開発期間のうち、レイアウトパターン設計期間を短縮することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0014】図1は本発明の一実施の形態であるレイアウト設計支援装置を示す機能ブロック図、図2は本実施の形態において、レイアウトパターン設計方法を示すフロー図、図3はレイアウトパターン設計方法に対応する画面表示を示す説明図、図4および図5は補正方法を示すフロー図、図6および図7は検証方法を示すフロー図である。
【0015】まず、図1により、本実施の形態のレイアウト設計支援装置の構成の一例を説明する。
【0016】本実施の形態のレイアウト設計支援装置は、たとえばOPC方法を用い、縮小投影露光に使われるレチクルパターンを作成する設計支援装置とされ、レイアウトパターンを作成するためのレイアウトエディタ1(作成手段)と、レイアウトパターンに対して補正および検証を行うためのOPC補正・検証装置2と、レイアウトパターン、補正および検証などのデータを格納するためのデータベース3などから構成され、レイアウトエディタ1およびOPC補正・検証装置2はデータベース3と相互に接続され、またレイアウトエディタ1からOPC補正・検証装置2に接続されている。
【0017】レイアウトエディタ1は、たとえば設計者がユーザインタフェース(GUI)を通して操作することが可能とされ、レイアウトパターンを作成するための機能の他に、補正および検証を行うための機能を支援するために、画面上のメニューに補正コマンド、検証コマンドが追加されている。
【0018】OPC補正・検証装置2は、たとえば設計者がレイアウトエディタ1を通して起動することが可能とされ、起動されるときにレイアウトエディタ1から設計者の指定したパラメータを受け取り、そのパラメータに従ってデータを処理する。このOPC補正・検証装置2には、階層展開部21、図形演算部22、補正部23、図形演算部24、シミュレーション部25、比較検証部26などが設けられている。この補正部23は補正装置(補正手段)、シミュレーション部25および比較検証部26は検証装置(検証手段)となる。
【0019】このOPC補正・検証装置2においては、階層を持って設計されたレイアウトデータから補正・検証対象のデータを抽出するため、まずレイアウトデータを階層展開部21で階層展開する。次に、レチクルパターンを生成するための図形演算を必要に応じて図形演算部22で実行する。補正の場合は、この図形演算の結果により生成されるパターンに対して設計者が指定した通りに補正部23により補正を実行する。検証の場合には、この図形演算の結果により生成されるパターンに対してプロセス技術者が提供するプロセスパラメータを用いてシミュレーション部25によりシミュレーションし、ウェハ上に形成されるパターンを得る。この計算結果と、計算元のパターンとを比較検証部26で比較検証し、許容値以内に収まっていなければエラー図形を生成する。補正部23、比較検証部26の出力は必要に応じて図形演算部24により図形演算し、その結果をレイアウトデータのデータベース3に戻す。
【0020】データベース3には、たとえばレイアウト設計工程の前の論理設計、回路設計工程などにより得られた論理図のデータ、回路図のデータ、セル間の接続データなどとともに、これらのデータを元にレイアウトエディタ1を使って作成したレイアウトパターンのデータ、このレイアウトパターンのデータを元にOPC補正・検証装置2を使って作成した補正結果、検証結果のレイアウトパターンのデータなども格納される。
【0021】以上のように構成されるレイアウト設計支援装置において、レイアウトエディタ1においてレイアウトパターンを作成するための機能、OPC補正・検証装置2における階層展開部21、図形演算部22、補正部23、図形演算部24、シミュレーション部25、比較検証部26などの各機能は、たとえばCD−ROMなどの記録媒体からレイアウトエディタ1などに内蔵される主記憶装置などにプログラムが読み出されて、コンピュータからなるレイアウト設計支援装置でソフト的に実行される。
【0022】次に、本実施の形態の作用について、図2により、レイアウトパターン設計方法の一例を説明する。合わせて図3により、レイアウトエディタ1の画面表示の一例を示す。このレイアウトパターンの設計は、補正処理、検証処理を含めて全てレイアウトエディタ1の画面上で行うことができる。
【0023】このレイアウトパターンの設計においては、データベース3に格納されている論理図のデータ、回路図のデータ、セル間の接続データなどを元に、まず基本セルのレイアウトを行い(ステップ201)、その後で基本セルのレイアウトパターンを組み合わせてチップのレイアウトを行う(ステップ204)。
【0024】たとえば、この基本セル、チップのレイアウトにおいては、図3(a) に示すようなレイアウトパターンをレイアウトエディタ1の画面上に表示することができる。このレイアウトエディタ1の画面上には、レイアウト設計のメニューと、ウインドウに補正コマンド、検証コマンドが追加されて、OPC補正・検証装置2における任意のパターンに対して補正・検証を実施できるようになっている。
【0025】そして、レイアウト後の補正・検証は、まずステップ201の基本セルのレイアウト中に実施し、規模の小さいうちに問題点を洗い出し、修正する(ステップ202,203)。この際に、基本セルのレイアウトパターンの補正がうまく実施できるまでステップ201からの処理を繰り返す。
【0026】たとえば、この基本セルレイアウトの補正においては、図3(b) に示すようなレイアウトパターンをレイアウトエディタ1の画面上に表示することができる。すなわち、補正コマンドを実行すると、レイアウトパターンのデータベース3からの取得、補正処理、結果のデータベース3への入力をして、結果パターンを表示できる。また、結果は入力層とは別にすることで容易に結果を確認できる。
【0027】一方、たとえば、検証においては、図3(c) に示すようなレイアウトパターンをレイアウトエディタ1の画面上に表示することができる。すなわち、検証コマンドを実行すると、レイアウトパターンのデータベース3からの取得、検証処理、エラーパターンのデータベース3への入力をして、エラーパターンを表示できる。また、エラー箇所は、たとえば×印で指摘できる。このエラー箇所とは、補正結果に忠実にレチクルを作成してもウェハに転写するとショートまたはオープンになると予測される部分をいう。
【0028】さらに、基本セルのレイアウトパターンの補正がうまく実施できることを確認してから、ステップ204のチップのレイアウトを行い、全体に対して補正・検証を実施することで、今後は基本セル間で発生する問題点を洗い出し、修正する(S205,206)。この際に、チップのレイアウトパターンの補正がうまく実施できるまでステップ204からの処理を繰り返す。また、必要があればステップ201の基本セルのレイアウトを見直す。
【0029】たとえば、このチップレイアウトの補正においても、前記図3(b) に示す画面上において、補正コマンドを実行することで、レイアウトパターンのデータベース3からの取得、補正処理、結果のデータベース3への入力をして結果パターンを表示できる。一方、検証においても、前記図3(c) に示す画面上において、検証コマンドを実行することで、レイアウトパターンのデータベース3からの取得、検証処理、エラーパターンのデータベース3への入力をしてエラーパターンを表示できる。
【0030】このようにしてレイアウトパターンの設計が終了し、レチクルの作成に移行する(ステップ207)。以上のように、インクリメンタルに処理することで、レイアウトパターン設計期間を短縮することができる。また、各段階での補正・検証処理は、レイアウトエディタ1から直接実行し、レイアウトエディタ1の画面上で結果を確認できるので、設計パターンの正当性の確認に要する時間は、OPC補正・検証装置2の処理にかかる時間だけとなる。
【0031】次に、図4および図5により、前記ステップ202,205の補正方法の一例を詳細に説明する。図4および図5において、右側の図は左側の各フローに対応する処理の図である。ここでは、パターンのコーナーに矩形の飛び出しを形成する、いわゆるセリフを付加する補正例を示す。その他に、パターンのコーナーに矩形の削れを形成する、いわゆるセリフを付加する補正、パターン端に矩形を形成する、いわゆるハンマヘッドを付加する補正、パターン間の幅を修正する、いわゆるリニアリティ補正などがある。
【0032】まず、データベース3(DB)に収められた階層データを読み出す(ステップ401)。そして、この階層データを、階層を保持してDBに付属の変換プログラムでストリームフォーマット(SF)に変換する(ステップ402)。このSFは一般的なフォーマットであり、各DBにはSF変換プログラムが付属している。
【0033】そして、階層展開部21において、階層データを階層展開プログラムで目的のセルを階層のないパターンデータファイルに変換する(ステップ403)。さらに、図形演算部22において、この変換したパターンデータを用いて、そのまま補正のために変換したり、あるいは別のパターンデータを生成した後、これを補正のために変換する図形演算を行う(ステップ404)。
【0034】その後、補正部23において、コーナーにセリフを付加する補正を行う(ステップ405)。この補正手順は後述する。そして、図形演算部24において、補正されたパターンデータをSF用に図形演算する(ステップ406)。この出力されたパターンデータをSFに変換する(ステップ407)。
【0035】そして、DBに付属のSF変換プログラムでDBに組み込み、目的のセルに配置する(ステップ408)。このように、目的のセルに配置すると、レイアウトエディタ1のウインドウに処理済みパターン形状が表示されるので、オリジナルのパターンとともに結果を確認することができる。
【0036】前記ステップ405のコーナーにセリフを付加する補正手順は、コーナーを形成する頂点を抽出することから始まる。パターンデータには、図形の頂点座標が図形毎に接続される順に収められているので、先頭から座標値を読み込んでいけば、ある頂点に接続する2つの辺の長さ、その間の角度を計算により求めることができる。
【0037】まず、全ての頂点Pに対し、2辺の長さと角度を求め、2辺の長さがL以上で角度が90度である頂点Pを抽出する(ステップ4051)。そして、これらの頂点Pに、指定された大きさaの正方形を指定された位置bに置く(ステップ4052)。
【0038】このL,a,bなどの値がプロセス技術者の持つ経験的なノウハウであり、他の形状についての補正形状をこのようなライブラリに収めておくことで、レイアウトパターン設計者は、補正量を気にする必要がなくなる。ただし、このノウハウは各基本パターンについて求めたもので、実際のパターンに現れる種々のパターンの組み合わせとしてのルールではないため、後述する検証が必要になることもある。
【0039】そして、図形演算で枠取り処理をすることで補正の出力パターンを得る(ステップ4053)。この補正したパターンは、レイアウトエディタ1の画面上に表示して確認できる。
【0040】この補正処理においては、大規模データの場合に、補正処理の効率を考慮して、与えられたデータを同じデータ量になるように分割し、補正部23内の指定された複数の処理手段を利用して各分割されたデータを並列的に処理することもできる。
【0041】次に、図6および図7により、前記ステップ203,206の検証方法の一例を詳細に説明する。図6および図7において、右側の図は左側の各フローに対応する処理の図である。ここでは、前記補正方法により得られたパターンの補正結果を検証する例を示す。
【0042】まず、DBに収められた、オリジナルと補正済みの階層データを読み出す(ステップ601)。そして、この階層データを、階層を保持してDBに付属の前記変換プログラムでSFに変換する(ステップ602)。
【0043】そして、階層展開部21において、階層データを階層展開プログラムで目的のセルを階層のないパターンデータファイルに変換する(ステップ603)。さらに、図形演算部22において、この変換したパターンデータを用いて、そのまま補正のために変換したり、あるいは別のパターンデータを生成した後、これを補正のために変換する図形演算を行う(ステップ604)。
【0044】その後、シミュレーション部25において、補正後のパターンデータに対しプロセス条件を元にシミュレーションし、リソグラフィシミュレータでウェハ上の光強度分布、もしくはプロセスシミュレータで現像後のレジスト厚み分布を求め、2次元配列データを出力する(ステップ605)。
【0045】さらに、比較検証部26において、オリジナルパターンとシミュレーション結果とを比較する検証を行う(ステップ606)、そして、図形演算部24において、図形演算により基準を満たしていない部分にエラーを示す図形を出力する(ステップ607)。この検証手順は後述する。さらに、出力されたエラーデータをSFに変換する(ステップ608)。
【0046】そして、DBに付属のSF変換プログラムでDBに組み込み、目的のセルに配置する(ステップ609)。このように、目的のセルに配置すると、レイアウトエディタ1のウインドウにエラーパターンが表示されるので、オリジナルのパターンとともに結果を確認することができる。
【0047】前記ステップ606のエラー部抽出の検証手順は、前記ステップ605において求めた、ウェハ上の光強度分布、現像後のレジスト厚み分布、すなわち破線で示した格子状の各格子点での光強度、レジスト厚みの2次元データを用いる(ステップ6061)。
【0048】まず、前記光強度分布ファイルの2次元データからオリジナルパターンエッジ上の各点での値、傾き最大の方向への分布の傾きを求める(ステップ6062)。この傾きは2次元配列の上下左右(1次近似)、斜め上下左右(2次近似)といった点の値の差を距離で割れば求めることができる。
【0049】そして、指定された基準値を満たさない点が存在した場合に、その位置にエラー図形を生成する(ステップ6063)。このエラー図形は、レイアウトエディタ1の画面上に表示して確認できる。
【0050】従って、本実施の形態のレイアウト設計支援装置によれば、レイアウトパターンの補正結果、および検証結果をそれぞれ確認するOPC補正・検証装置2をレイアウトパターンを設計するレイアウトエディタ1から実行できるので、レイアウトパターン設計者がレイアウトパターン設計に使っているツールをそのまま使用することができる。もし、OPC補正・検証装置2がレイアウトエディタ1から実行できなければ、レイアウトパターンデータを補正装置、検証装置が入力できる形に変換し、補正・検証を実行し、結果をレイアウトパターンデータに変換する必要があるが、本実施の形態の構成によりその必要がなくなる。よって、レイアウトパターン設計者が設計したレイアウトパターンに対する補正の結果と、その補正の正当性を確認する検証の結果とをレイアウトパターン設計者自身が設計中に逐次確認することができる。
【0051】以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態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。
【0052】たとえば、前記実施の形態において、OPC補正・検証装置の検証装置だけを用いれば、レイアウト設計者が設計したレイアウトパターンがウェハ上に転写可能かどうかを判定することができる。また、補正手順において、補正装置をスキップすれば、既存のレイアウトパターンから図形演算により任意のパターンを生成することができる。
【0053】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代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。
【0054】(1).レイアウトパターンデータを作成するために使う作成手段に、パターン補正を行う補正手段、補正結果の検証を行う検証手段を追加することで、レイアウトパターン設計者が設計したレイアウトパターンに対する補正の結果と、その補正の正当性を確認する検証の結果とをレイアウトパターン設計者自身が設計中に逐次確認することができるので、TATを向上させることが可能となる。
【0055】(2).プロセス技術者が持つノウハウをそれぞれ補正ルール、検証ルールとして与えることができるので、対象パターンの補正・検証の信頼性を向上させることが可能となる。
【0056】(3).与えられたデータを同じデータ量になるように分割し、指定された複数の処理手段を利用して各分割されたデータを並列処理することができるので、大規模データの一括適用が可能となる。
【0057】(4).思うように形成できない部分にエラー図形を生成して、作成手段の画面上で表示することができるので、レイアウトパターン設計者は容易に不具合を確認することが可能となる。
【0058】(5).前記(1) 〜(4) により、レイアウトパターンの設計から補正・検証までの処理において、TATが向上し、レイアウトパターン設計期間を短縮することができるので、製品開発期間の短縮化を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるレイアウト設計支援装置を示す機能ブロック図である。
【図2】本発明の一実施の形態において、レイアウトパターン設計方法を示すフロー図である。
【図3】(a),(b),(c) は本発明の一実施の形態において、レイアウトパターン設計方法に対応する画面表示を示す説明図である。
【図4】本発明の一実施の形態において、補正方法を示すフロー図である。
【図5】本発明の一実施の形態において、補正方法を詳細に示すフロー図である。
【図6】本発明の一実施の形態において、検証方法を示すフロー図である。
【図7】本発明の一実施の形態において、検証方法を詳細に示すフロー図である。
【符号の説明】
1 レイアウトエディタ
2 OPC補正・検証装置
3 データベース
21 階層展開部
22 図形演算部
23 補正部
24 図形演算部
25 シミュレーション部
26 比較検証部

【特許請求の範囲】
【請求項1】 レイアウトパターンを作成するための作成手段と、前記作成手段を通して起動し、前記作成手段により作成されたレイアウトパターンに対して補正を行うための補正手段と、前記作成手段を通して起動し、前記補正手段により補正されたレイアウトパターンに対してシミュレーションを行い、前記補正されたレイアウトパターンと、対象物に形成されるべき目的のレイアウトパターンとの比較検証を行う検証手段とを含み、前記検証手段において、前記補正されたレイアウトパターンが、前記目的のレイアウトパターンに一致するまで、前記補正手段によりレイアウトパターンを補正することを特徴とするレイアウト設計支援装置。
【請求項2】 請求項1記載のレイアウト設計支援装置であって、前記補正手段は、プロセス技術者が持つ経験的技術を補正ルールとして有することを特徴とするレイアウト設計支援装置。
【請求項3】 請求項1記載のレイアウト設計支援装置であって、前記検証手段は、プロセス技術者が持つ経験的技術を検証ルールとして有することを特徴とするレイアウト設計支援装置。
【請求項4】 請求項1記載のレイアウト設計支援装置であって、前記補正手段は、複数の処理手段を有し、前記レイアウトパターンのデータを分割し、この各分割されたデータを指定された前記各処理手段を用いて並列処理することを特徴とするレイアウト設計支援装置。
【請求項5】 請求項1記載のレイアウト設計支援装置であって、前記補正手段および前記検証手段を前記作成手段の画面上でパラメータを与えて実行し、前記補正手段における補正処理・結果と、前記検証手段における検証処理・結果とを前記作成手段の画面上で確認することを特徴とするレイアウト設計支援装置。
【請求項6】 請求項1、2、3、4または5記載のレイアウト設計支援装置であって、前記レイアウト設計支援装置は、光近接効果補正手法を用いていることを特徴とするレイアウト設計支援装置。
【請求項7】 レイアウトパターンを作成するための作成工程と、前記作成工程を通して起動し、前記作成工程により作成されたレイアウトパターンに対して、プロセス技術者が持つ経験的技術による補正ルールに基づいて補正を行うための補正工程と、前記作成工程を通して起動し、前記補正工程により補正されたレイアウトパターンに対して、プロセス技術者が持つ経験的技術による検証ルールに基づいてシミュレーションを行い、前記補正されたレイアウトパターンと、対象物に形成されるべき目的のレイアウトパターンとの比較検証を行う検証工程とを含み、前記検証工程において、前記補正されたレイアウトパターンが、前記目的のレイアウトパターンに一致するまで、前記補正工程によりレイアウトパターンを補正するレイアウト設計支援方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2000−260879(P2000−260879A)
【公開日】平成12年9月22日(2000.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平11−67065
【出願日】平成11年3月12日(1999.3.12)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】