(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光処理後の基板に現像液を塗布して現像処理を行う現像処理装置であって、
基板に現像液を吐出するための現像液吐出ノズルと、
この現像液吐出ノズルが現像液を吐出させる際に、現像液吐出ノズルを基板に沿って移動させる移動機構と、
現像液吐出開始位置から現像液吐出終了位置までの間で基板上の現像液温度が変化するように基板を加熱する加熱手段と
を具備することを特徴とする現像処理装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、現像液吐出開始位置から現像液吐出終了位置に向かって傾斜して設けられたホットプレートを有することを特徴とする請求項１に記載の現像処理装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記現像液吐出ノズルの移動方向に沿って分割された複数のゾーンを有するホットプレートを有し、これら複数のゾーンの温度を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の現像処理装置。
【請求項４】
露光処理後の基板に現像液を塗布して現像処理を行う現像処理方法であって、
基板に沿って現像液吐出ノズルを移動させながら、基板へ現像液を吐出する際に、現像液吐出開始位置から現像液吐出終了位置までの間で基板上の現像液温度が変化するように基板を加熱することを特徴とする現像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）基板等のフォトリソグラフィー工程において、露光された回路パターンを現像するための現像処理装置および現像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）基板の製造工程においては、ガラス製の矩形のＬＣＤ基板にフォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィー技術により回路パターンが形成されている。
【０００３】
この現像処理においては、まず、所定の回路パターンが露光された基板が、現像処理ユニットに搬入されてスピンチャックに装着される。次いで、例えば、直線状に現像液を吐出する複数の吐出口を有する現像液吐出ノズルが、ＬＣＤ基板の一端から他端まで基板に沿って移動しながら、この現像液吐出ノズルから現像液が吐出され、現像液がＬＣＤ基板の全面に液盛りされる。
【０００４】
さらに、ＬＣＤ基板は、この現像液が塗布された状態で所定時間静止されて、自然対流により現像処理が進行される。その後、ＬＣＤ基板がスピンチャックにより回転されて現像液が振り切られ、次いで洗浄液吐出ノズルからリンス液が吐出されてＬＣＤ基板上に残存する現像液が洗い流される。その後、スピンチャックを高速で回転させ、ＬＣＤ基板上に残存する現像液およびリンス液を吹き飛ばしてＬＣＤ基板を乾燥させる。これにより、一連の現像処理が終了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した現像液塗布の際には、上記現像液吐出ノズルをＬＣＤ基板の一端から他端まで基板に沿って移動させながら、現像液を帯状に吐出させてしているが、ＬＣＤ基板の一端への現像液の噴霧の開始から、ＬＣＤ基板の他端への現像液の噴霧の終了まで、５〜１０秒程度の時間がかかることから、現像液の噴霧の終了時には、現像液を先に噴霧した箇所で、この時間差分だけ、現像処理が進行してしまっている。
【０００６】
このように、先に現像液を噴霧した箇所では、現像処理が先行し、現像液の噴霧が後になる箇所ほど、現像処理が遅れる結果、噴霧開始付近での回路パターンの線幅が細くなる一方、噴霧終了付近での線幅が太くなる。このような傾向は、ＬＣＤ基板の大型化にともなって顕著となる。近年、ＬＣＤ基板の大型化および回路パターンの微細化が進んでおり、このような現像時間に起因する線幅の不均一が無視し得なくなっている。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、現像の時間差にともなって生じる回路パターンの線幅の不均一を抑制することができる現像処理装置および現像処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、露光処理後の基板に現像液を塗布して現像処理を行う現像処理装置であって、
基板に現像液を吐出するための現像液吐出ノズルと、
この現像液吐出ノズルが現像液を吐出させる際に、現像液吐出ノズルを基板に沿って移動させる移動機構と、
現像液吐出開始位置から現像液吐出終了位置までの間で基板上の現像液温度が変化するように基板を加熱する加熱手段と
を具備することを特徴とする現像処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の第２の観点によれば、露光処理後の基板に現像液を塗布して現像処理を行う現像処理方法であって、
基板に沿って現像液吐出ノズルを移動させながら、基板へ現像液を吐出する際に、現像液吐出開始位置から現像液吐出終了位置までの間で基板上の現像液温度が変化するように基板を加熱することを特徴とする現像処理方法が提供される。
【００１２】
上記第１の観点および第３の観点によれば、現像液吐出ノズルから現像液を吐出させながら、吐出ノズルを基板に沿って移動させる際に、現像液吐出開始位置から現像液吐出終了位置までの間で基板上の現像液温度が変化するように基板を加熱するので、現像液吐出開始位置から現像液吐出終了位置までの間の現像時間の差に起因する現像の進行の違いを現像液の温度で補正することができる。すなわち、現像液は、その温度によって現像処理速度が変化するので、先に現像液を吐出した箇所で現像処理がより進行し、現像液の吐出が後になる箇所ほど現像処理が遅れる現象に対し、現像液吐出開始位置では現像が遅れるような現像液温度となり、現像液吐出終了位置では現像が進行するような現像液温度となるように基板を加熱することにより、現像の進行を均一にすることができ、結果として線幅の不均一を抑制することができる。一般的には、２０〜３０℃までの間では、現像液は温度が高くなるほど現像処理速度が速くなるという性質を有しているため、吐出終了位置の現像液温度を吐出開始位置の現像液温度よりも高くすることにより、現像処理速度を現像液吐出開始位置と現像液吐出終了位置との間で同等にすることができる。
【００１３】
この場合に、具体的な加熱手段としては、現像液吐出開始位置から現像液吐出終了位置に向かって傾斜して設けられたホットプレートを有するものを適用することができる。温度とともに現像処理速度が速くなる一般的な現像液では、ホットプレートが、現像液の基板への吐出開始位置付近では離間され、基板への吐出終了位置付近では近接されるように傾斜して設ければよい。
【００１４】
また、加熱手段として、現像液吐出ノズルの移動方向に沿って分割された複数のゾーンを有するホットプレートを有するものも適用することができる。温度とともに現像処理速度が速くなる一般的な現像液では、現像液吐出開始位置に対応するゾーンの温度より、現像液吐出終了位置に対応するゾーンの温度の方が高くなるように、各ゾーンの温度が順次段階的に設定すればよい。
【００１５】
上記第２の観点および第４の観点によれば、基板に沿って現像液吐出ノズルを移動させながら、基板へ現像液を吐出する際に、現像液吐出開始時から現像液吐出終了時の間で基板に供給される現像液温度が変化するように、前記現像液吐出ノズルから吐出される現像液の温度を制御するので、上記第１の観点および第３の観点と同様、現像液吐出開始位置から現像液吐出終了位置までの間の現像時間の差に起因する現像の進行の違いを現像液の温度で補償することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されるＬＣＤ基板の塗布・現像処理システムを示す平面図である。
【００１７】
この塗布・現像処理システムは、複数の基板Ｇを収容するカセットＣを載置するカセットステーション１と、基板Ｇにレジスト塗布および現像を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理部２と、露光装置（図示せず）との間で基板Ｇの受け渡しを行うためのインターフェース部３とを備えており、処理部２の両端にそれぞれカセットステーション１およびインターフェース部３が配置されている。
【００１８】
カセットステーション１は、カセットＣと処理部２との間でＬＣＤ基板の搬送を行うための搬送部１０を備えている。そして、カセットステーション１においてカセットＣの搬入出が行われる。また、搬送部１０はカセットの配列方向に沿って設けられた搬送路１０ａ上を移動可能な搬送機構１１を備え、この搬送機構１１によりカセットＣと処理部２との間で基板Ｇの搬送が行われる。
【００１９】
処理部２は、前段部２ａと中段部２ｂと後段部２ｃとに分かれており、それぞれ中央に搬送路１２、１３、１４を有し、これら搬送路の両側に各処理ユニットが配設されている。そして、これらの間には中継部１５、１６が設けられている。
【００２０】
前段部２ａは、搬送路１２に沿って移動可能な主搬送装置１７を備えており、搬送路１２の一方側には、２つの洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ、２１ｂが配置されており、搬送路１２の他方側には紫外線照射・冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）２５、それぞれ上下２段に積層されてなる加熱処理ユニット（ＨＰ）２６および冷却ユニット（ＣＯＬ）２７が配置されている。
【００２１】
また、中段部２ｂは、搬送路１３に沿って移動可能な主搬送装置１８を備えており、搬送路１３の一方側には、レジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）２２および基板Ｇの周縁部のレジストを除去するエッジリムーバー（ＥＲ）２３が一体的に設けられており、搬送路１３の他方側には、二段積層されてなる加熱処理ユニット（ＨＰ）２８、加熱処理ユニットと冷却処理ユニットが上下に積層されてなる加熱処理・冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）２９、およびアドヒージョン処理ユニットと冷却ユニットとが上下に積層されてなるアドヒージョン処理・冷却ユニット（ＡＤ／ＣＯＬ）３０が配置されている。
【００２２】
さらに、後段部２ｃは、搬送路１４に沿って移動可能な主搬送装置１９を備えており、搬送路１４の一方側には、３つの現像処理ユニット２４ａ、２４ｂ、２４ｃが配置されており、搬送路１４の他方側には上下２段に積層されてなる加熱処理ユニット３１、および加熱処理ユニットと冷却処理ユニットが上下に積層されてなる２つの加熱処理・冷却ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）３２、３３が配置されている。
【００２３】
なお、処理部２は、搬送路を挟んで一方の側に洗浄処理ユニット２１ａ、レジスト処理ユニット２２、現像処理ユニット２４ａのようなスピナー系ユニットのみを配置しており、他方の側に加熱処理ユニットや冷却処理ユニット等の熱系処理ユニットのみを配置する構造となっている。
【００２４】
また、中継部１５、１６のスピナー系ユニット配置側の部分には、薬液供給ユニット３４が配置されており、さらに主搬送装置の出し入れが可能なスペース３５が設けられている。
【００２５】
上記主搬送装置１７は、搬送部１０の搬送機構１１との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、前段部２ａの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さらには中継部１５との間で基板Ｇの受け渡しを行う機能を有している。また、主搬送装置１８は中継部１５との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、中段部２ｂの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さらには中継部１６との間の基板Ｇの受け渡しを行う機能を有している。さらに、主搬送装置１９は中継部１６との間で基板Ｇの受け渡しを行うとともに、後段部２ｃの各処理ユニットに対する基板Ｇの搬入・搬出、さらにはインターフェース部３との間の基板Ｇの受け渡しを行う機能を有している。なお、中継部１５、１６は冷却プレートとしても機能する。
【００２６】
インターフェース部３は、処理部２との間で基板を受け渡しする際に一時的に基板を保持するエクステンション３６と、さらにその両側に設けられた、バッファーカセットを配置する２つのバッファーステージ３７と、２つのバッファーステージ３７と、これらと露光装置（図示せず）との間の基板Ｇの搬入出を行う搬送機構３８とを備えている。搬送機構３８はエクステンション３６およびバッファステージ３７の配列方向に沿って設けられた搬送路３８ａ上を移動可能な搬送アーム３９を備え、この搬送アーム３９により処理部２と露光装置との間で基板Ｇの搬送が行われる。
【００２７】
このように各処理ユニットを集約して一体化することにより、省スペース化および処理の効率化を図ることができる。
【００２８】
このように構成される塗布・現像処理システムにおいては、カセットＣ内の基板Ｇが、処理部２に搬送され、処理部２では、まず、前段部２ａの紫外線照射・冷却ユニット（ＵＶ／ＣＯＬ）２５で表面改質・洗浄処理およびその後の冷却された後、洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１ａ，２１ｂでスクラバー洗浄が施され、加熱処理ユニット（ＨＰ）２６の一つで加熱乾燥された後、冷却ユニット（ＣＯＬ）２７の一つで冷却される。
【００２９】
その後、基板Ｇは中段部２ｂに搬送され、レジストの定着性を高めるために、ユニット３０の上段のアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）にて疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）され、冷却ユニット（ＣＯＬ）で冷却後、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２２でレジストが塗布され、エッジリムーバー（ＥＲ）２３で基板Ｇの周縁の余分なレジストが除去される。その後、基板Ｇは、中段部２ｂの中の加熱処理ユニット（ＨＰ）の一つでプリベーク処理され、ユニット２９または３０の下段の冷却ユニット（ＣＯＬ）で冷却される。
【００３０】
その後、基板Ｇは中継部１６から主搬送装置１９にてインターフェース部３を介して露光装置に搬送されてそこで所定のパターンが露光される。そして、基板Ｇは再びインターフェース部３を介して搬入され、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２４ａ，２４ｂ，２４ｃのいずれかで現像処理され、所定の回路パターンが形成される。現像処理された基板Ｇは、後段部２ｃのいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）にてポストベーク処理が施された後、冷却ユニット（ＣＯＬ）にて冷却され、主搬送装置１９，１８，１７および搬送機構１０によってカセットステーション１上の所定のカセットに収容される。
【００３１】
次に、上記システムに組み込まれた本発明の一実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）を図２を参照しつつ説明する。
図２に示すように、現像処理ユニット（ＤＥＶ）には、環状のカップＣＰが配置され、カップＣＰの内側には、基板Ｇを保持するためのスピンチャック４１が配置されている。
【００３２】
このスピンチャック４１の上方に、直線状に延在された現像液吐出ノズル４２が掛け渡されている。この現像液吐出ノズル４２は、図３に示すように、その底部に並列された複数のノズル口４２ａを有し、全体として現像液を帯状に吐出するようになっている。さらに、この現像液吐出ノズル４２には、現像液を供給するための供給管４３が接続されている。
【００３３】
この現像液吐出ノズル４２の両端には、図２に示すように、一対の支持部材４４が設けられ、これら支持部材４４は、それぞれ、移動機構４５に接続されている。各移動機構４５には、支持部材４４を上端で支持する移動柱４６が設けられ、この移動柱４６は、平板状のガイド部材４７に沿って側方に移動されるようになっている。このガイド部材４７には、一対のプーリー４８，４８が設けられ、これらプーリー４８，４８には、無端状のベルト４９が掛け渡され、一方のプーリー４８に連結されたモータ５０により回転されるようになっている。これにより、モータ５０が駆動され、ベルト４９が回転されると、図２に仮想線で示すように、移動柱４６が側方に移動されて、現像液吐出ノズル４２が基板Ｇの上面に沿って移動される。
【００３４】
したがって、移動機構４６により現像液吐出ノズル４２が基板Ｇの一端から他端まで基板Ｇに沿ってスキャンするように移動されながら、現像液を基板Ｇに帯状に吐出するようになっている。また、基板Ｇの一端への現像液の吐出の開始から、基板Ｇの他端への現像液の吐出の終了までは、レジスト液および現像液の種類により異なるが、一般的には、５〜１０秒程度の時間を要する。
【００３５】
現像処理ユニット（ＤＥＶ）内においては、図４に示すように、基板Ｇの下方に、ヒータが内蔵されたホットプレート５１が配置されている。このホットプレート５１には、現像液の塗布時に基板Ｇを載置するための複数のリフトピン５２が昇降自在に設けられている。
【００３６】
ホットプレート５１の上面の加熱面５１ａは、現像液吐出ノズル４２から基板Ｇへの吐出開始位置付近では離間され、吐出終了位置付近では近接されるように、傾斜して設けられている。この加熱面５１ａは、例えばθ度傾斜して設けられている。
【００３７】
次に、このように構成された現像処理ユニット（ＤＥＶ）における現像処理の動作について説明する。
所定のパターンが露光され、必要に応じてポストエクスポージャーベーク処理および冷却処理された基板Ｇが、主搬送装置１９によってカップＣＰの真上まで搬送され、スピンチャック４１に装着される。
【００３８】
次いで、現像液吐出ノズル４２が基板Ｇの上方に移動され、移動機構４６によって基板Ｇの一端から他端まで基板Ｇに沿ってスキャンされながら、現像液を基板Ｇに帯状に吐出する。これにより、現像液が基板Ｇ全面に例えば１ｍｍの厚みになるように液盛り（塗布）される。その後、基板Ｇは、現像液が液盛りされた状態で所定時間静止されて、自然対流により現像処理が進行される。
【００３９】
この場合に、基板Ｇにおける現像液吐出開始位置と吐出終了位置とでは現像時間が異なるため、このままでは線幅の不均一を生じるが、本実施形態では、ホットプレート５１の加熱面５１ａが上記のように傾斜されているため、現像液吐出ノズル４２から現像液を吐出させながら基板Ｇに沿って移動させる際、現像液の基板Ｇへの吐出開始位置の温度より、基板Ｇへの吐出終了位置の温度の方が高くなるように温度勾配を設けて、基板Ｇを加熱することができるので線幅の不均一を解消することができる。
【００４０】
すなわち、現像液は、２０〜３０℃の間では、一般的に、温度が高くなるほど、現像処理速度（レート）が速くなるという性質を有しているため、本実施の形態では、吐出終了位置付近の方が吐出開始位置付近に比べて、現像液の温度が高くされ、現像処理速度（レート）が速くなっているので、現像液吐出開始位置と吐出終了位置との間の現像時間の差に基づく線幅の不均一を解消することができる。
【００４１】
例えば、吐出開始位置付近では、温度が２１℃に設定され、吐出終了位置付近では、温度が２５℃に設定されている。なお、この温度は、レジスト液および現像液の種類に応じて適宜設定すればよい。また、加熱面５１ａの傾斜角θは、レジスト液および現像液の種類に応じて適宜設定すればよい。
【００４２】
このように、現像液吐出ノズル４２による吐出の開始から終了まで、５〜１０秒程度の時間がかかり、この時間差によって、先に現像液を吐出した箇所で現像処理が進行し、現像液の吐出が後になる箇所ほど現像処理が遅れたとしても、後に吐出される箇所ほど、現像液の温度が高くされ、現像処理速度（レート）が速くされているので、後に吐出される箇所ほど、現像処理を速く進行させることができ、吐出開始付近での回路パターンの線幅と、吐出終了付近での線幅を略均一にすることができ、線幅の不均一を抑制することができる。
【００４３】
このようにして現像が終了した後は、スピンチャック４１を回転させることにより基板Ｇ上の現像液が振り切られ、その後、リンスノズル（図示略）が基板Ｇの上方に移動され、そこから洗浄液が吐出されて基板Ｇ上に残存する現像液が洗い流され、さらに、スピンチャック４１が高速で回転され、基板Ｇ上に残存する現像液および洗浄液が吹き飛ばされて基板Ｇが乾燥される。これにより、一連の現像処理が終了する。
【００４４】
次に、図５に本実施形態の変形例を示す。本変形例では、ホットプレート５１の加熱面５１ａが複数のゾーンに分割されている。すなわち、３本の分割ラインにより、加熱面５１ａが４つのゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割され、これらゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、現像液の基板Ｇへの吐出開始位置付近のゾーンＡの温度より、吐出終了位置付近のゾーンＤの温度の方が高くなるように、各ゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの温度が順次段階的に設定されている。
【００４５】
この変形例においても、吐出開始位置付近のゾーンＡから吐出終了位置付近のゾーンＤまで、ゾーンの温度が順次高くなるように設けられているため、現像液が後に吐出される箇所ほど、現像処理を速く進行することができ、吐出に時間差が生じたとしても、吐出開始付近での回路パターンの線幅と、吐出終了付近での線幅を略均一にすることができ、線幅の不均一を抑制することができる。
【００４６】
次に、本発明の他の実施形態に係る現像処理装置について説明する。本実施形態では、図６に示すように、現像液吐出ノズル４２に現像液を供給するための供給管４３に、現像液の温度を調節するための温調装置５３が設けられている。この温調装置５３を利用して、吐出開始時の現像液の温度より、吐出終了時の現像液の温度の方が高くなるように、現像液吐出ノズル４２に供給する現像液の温度を制御する。
【００４７】
この場合の温度制御方法としては、例えば、温調装置５３における加熱温度を一定としておき、現像液温度を低くする必要のある吐出開始時には、現像液の供給速度を速くし、現像液温度を高くする吐出終了時には、現像液の供給速度を遅くするようにする方法が挙げられる。
【００４８】
この第２実施の形態においても、現像液の温度が吐出開始時より吐出終了時の方が高くされているため、現像液が後に吐出される箇所ほど、現像処理速度（レート）を速くすることができ、現像処理を速く進行させることができる。したがって、吐出に時間差が生じたとしても、吐出開始付近での回路パターンの線幅と、吐出終了付近での線幅を略均一にすることができ、線幅の不均一を抑制することができる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、現像液吐出ノズルは上記のものに限定されるものではなく、スリットノズルのようなものであってもよく、他のタイプのものであってもよい。また、上記実施の形態では、一般的な現像液を想定して、現像が遅れる現像液吐出終了位置における現像液の温度を高くなるようにしたが、これに限らず温度の上昇にしたがって現像速度が小さくなる現像液の場合には、これとは逆に現像が遅れる現像液吐出終了位置における現像液の温度を低くすればよい。さらに、上記実施の形態では、ＬＣＤ基板用の塗布・現像処理システムについて説明したが、ＬＣＤ基板用の以外の他の被処理基板、例えば半導体ウエハ用の現像処理にも本発明を適用できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像液吐出開始位置から現像液吐出終了位置までの間の現像時間の差に起因する現像の進行の違いを現像液の温度で補正することができる。すなわち、現像液は、その温度によって現像処理速度が変化するので、先に現像液を吐出した箇所で現像処理がより進行し、現像液の吐出が後になる箇所ほど現像処理が遅れる現象に対し、現像液吐出開始位置では現像が遅れるような現像液温度となり、現像液吐出終了位置では現像が進行するような現像液温度となるように基板を加熱することにより、現像の進行を均一にすることができ、結果として回路パターンの線幅の不均一を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるＬＣＤ基板の塗布・現像処理システムを示す平面図。
【図２】本実施の形態に係る現像処理ユニットの斜視図。
【図３】図２に示した現像処理ユニットの現像液吐出ノズルの斜視図。
【図４】本実施の形態に係る現像処理ユニットの側面図。
【図５】本実施の形態の変形例に係る現像処理ユニットの平面図。
【図６】本発明の第２実施の形態に係り、現像処理ユニットの現像液吐出ノズルの斜視図。
【符号の説明】
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，ＤＥＶ；現像処理ユニット
４２；現像液吐出ノズル
４３；供給管
４５；移動機構
５１；ホットプレート（加熱手段）
５１ａ；加熱面
５３；温調装置（制御手段）
Ｇ；ＬＣＤ基板
【図１】
0004219447.tif 000002
【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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