JPH0394069A - 薄膜形成装置 - Google Patents
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- JPH0394069A JPH0394069A JP1229951A JP22995189A JPH0394069A JP H0394069 A JPH0394069 A JP H0394069A JP 1229951 A JP1229951 A JP 1229951A JP 22995189 A JP22995189 A JP 22995189A JP H0394069 A JPH0394069 A JP H0394069A
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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〕
本発明は薄膜形成装置に関するものであり、特にＣ Ｖ
Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）法により菌膜を形戒ずる装置に関するもので
ある。
Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）法により菌膜を形戒ずる装置に関するもので
ある。
［従来の技術］
近年、ＬＳＩ，液晶ディスプレイを含む電子デバイスの
製造プロセスの低温化，低損傷化に伴い、基板上に薄膜
を形戒する方法として、プラズマ分離型マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法が注目されている。プラズマ分離型マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法は反応室とは分離したプラズマ放
電室でマイクロ波プラズマ放電により反応ガスを励起し
、生戒した活性種を反応室内の低温加熱された基板上に
輸送し薄膜を形戒する技術であり、基板が直接プラズマ
にさらされないため、プラズマ中の荷電粒子が基板及び
形戒中の薄膜に損傷を与えることなく、しかも３ ０
０ ’Ｃ以下の低い基板温度で薄膜を形戒することがで
きる。
製造プロセスの低温化，低損傷化に伴い、基板上に薄膜
を形戒する方法として、プラズマ分離型マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法が注目されている。プラズマ分離型マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法は反応室とは分離したプラズマ放
電室でマイクロ波プラズマ放電により反応ガスを励起し
、生戒した活性種を反応室内の低温加熱された基板上に
輸送し薄膜を形戒する技術であり、基板が直接プラズマ
にさらされないため、プラズマ中の荷電粒子が基板及び
形戒中の薄膜に損傷を与えることなく、しかも３ ０
０ ’Ｃ以下の低い基板温度で薄膜を形戒することがで
きる。
第７図は例えば特開昭５８−２７６５６号公報に示され
た従来のプラズマ分離型マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
用いられる簿膜形戒装置の構或を示す断面構戒図である
。
た従来のプラズマ分離型マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
用いられる簿膜形戒装置の構或を示す断面構戒図である
。
図において、１は反応室、２は第１の反応ガス供給口、
３は第１の反応ガス、４は第２の反応ガス、５はマイク
ロ波プラズマ放電管、６はマイクロ波エネルギー、７は
活性種供給口、８は活性種、９は基板、１０は基板９が
載置されるヒータ、１１はガス排気口、ｌ２は反応後の
ガスである。このように構成された薄膜形威装置におい
て、例えばシリコン酸化膜を形威する場合、反応ガス供
給口２から第１の反応ガスとしてシランガス３が反応室
１内に供給され、また第２の反応ガスとして酸素原子を
含むガス４がマイクロ波プラズマ放電管５に供給される
ことにより生戒される活性化酸素原子８が活性種供給口
７から反応室１内に供給される。
３は第１の反応ガス、４は第２の反応ガス、５はマイク
ロ波プラズマ放電管、６はマイクロ波エネルギー、７は
活性種供給口、８は活性種、９は基板、１０は基板９が
載置されるヒータ、１１はガス排気口、ｌ２は反応後の
ガスである。このように構成された薄膜形威装置におい
て、例えばシリコン酸化膜を形威する場合、反応ガス供
給口２から第１の反応ガスとしてシランガス３が反応室
１内に供給され、また第２の反応ガスとして酸素原子を
含むガス４がマイクロ波プラズマ放電管５に供給される
ことにより生戒される活性化酸素原子８が活性種供給口
７から反応室１内に供給される。
この時、、活性化酸素原子８はシランガス３と基板近傍
の空間で化学気相反応を起こし、シリコン原子，水素原
子，酸素原子を含む前駆体を形威する。この前駆体が基
板９表面で変化し、シリコン酸化膜が形成される。
の空間で化学気相反応を起こし、シリコン原子，水素原
子，酸素原子を含む前駆体を形威する。この前駆体が基
板９表面で変化し、シリコン酸化膜が形成される。
第８図に従来のプラズマ分離型マイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法に用いられる薄膜形威装置の反応室１部分の拡大図
を示す。この種の薄膜形威装置においては、活性種供給
口７より反応室１内に供給された活性種８は、基板９表
面近傍に停滞することなく、基板９外周部、さらには反
応室１内壁近傍に拡散し、そこで同様に拡散した第ｌの
反応ガス分子３と反応し、前駆体１３を形威する。
Ｄ法に用いられる薄膜形威装置の反応室１部分の拡大図
を示す。この種の薄膜形威装置においては、活性種供給
口７より反応室１内に供給された活性種８は、基板９表
面近傍に停滞することなく、基板９外周部、さらには反
応室１内壁近傍に拡散し、そこで同様に拡散した第ｌの
反応ガス分子３と反応し、前駆体１３を形威する。
また、基板９表面近傍で形威された前駆体１３の一部も
反応室内壁近傍に拡散する。これらの前駆体１３は薄膜
形戒反応に関与することなく、例えば反応室内壁のよう
な低温の表面と接触し、微細粒子状の反応生威物１４に
変化する。従来、この反応生或物１４が塵埃となって反
応室内に浮遊し、薄膜中に取り込まれたり、薄膜表面に
付着するために高品質の薄膜を形威することができない
という問題点があった。
反応室内壁近傍に拡散する。これらの前駆体１３は薄膜
形戒反応に関与することなく、例えば反応室内壁のよう
な低温の表面と接触し、微細粒子状の反応生威物１４に
変化する。従来、この反応生或物１４が塵埃となって反
応室内に浮遊し、薄膜中に取り込まれたり、薄膜表面に
付着するために高品質の薄膜を形威することができない
という問題点があった。
また、プラズマ分離型マイクロ波プラズマＣＶＤ法は、
活性種８と第１の反応ガス分子３との化学反応により前
駆体１３が形威される際に、ケミカルルミネッセンスを
伴うという特徴を有する。
活性種８と第１の反応ガス分子３との化学反応により前
駆体１３が形威される際に、ケミカルルミネッセンスを
伴うという特徴を有する。
このケミカルルミネッセンス強度は薄膜形戒速度と相関
関係にあるため、ルごネッセンス強度を光ファイバーｌ
５を介し、分光光度計１６を用いて計測することにより
薄膜形成速度のインシチュモニタリングが可能である。
関係にあるため、ルごネッセンス強度を光ファイバーｌ
５を介し、分光光度計１６を用いて計測することにより
薄膜形成速度のインシチュモニタリングが可能である。
しかしながら従来の薄膜形戒装置においては、ケミカル
ルミネッセンス強度の計測に際して、第８図に示すよう
に前駆体１３の形威反応が基板９面上に限定されないた
めに、本来必要な基板径Ｌｗ内のケごカルルミネッセン
スの積分強度に加えて、薄膜形戒反応に関わらない基板
外のルξネッセンス強度を合わせて測定するために、高
精度に薄膜形戒速度のインシチュモニタリングを行なう
ことが困難であるという問題点があった。
ルミネッセンス強度の計測に際して、第８図に示すよう
に前駆体１３の形威反応が基板９面上に限定されないた
めに、本来必要な基板径Ｌｗ内のケごカルルミネッセン
スの積分強度に加えて、薄膜形戒反応に関わらない基板
外のルξネッセンス強度を合わせて測定するために、高
精度に薄膜形戒速度のインシチュモニタリングを行なう
ことが困難であるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、プラズマ分離型マイクロ波プラズマＣＶＤ法
により低発塵プロセスとプロセスの高精度インシチュモ
ニタリングを可能とする薄膜形威装置を得ることを目的
とする。
たもので、プラズマ分離型マイクロ波プラズマＣＶＤ法
により低発塵プロセスとプロセスの高精度インシチュモ
ニタリングを可能とする薄膜形威装置を得ることを目的
とする。
この発明に係る薄膜形威装置は、基板を収容し上記基板
を保持し加熱するヒータ．第ｌの反応ガスを供給する反
応ガス供給口，及び第２の反応ガスを励起することによ
り生成される活性種を供給する活性種供給口を有する反
応室を備え、上記基板上に第１の反応ガスと活性種の反
応により薄膜を形戒するものにおいて、活性種供給口と
ヒータとの間に少なくとも基板と活性種供給口を囲むよ
うに、小孔を多数有する金属多孔板を基板に近接して設
けたものである。
を保持し加熱するヒータ．第ｌの反応ガスを供給する反
応ガス供給口，及び第２の反応ガスを励起することによ
り生成される活性種を供給する活性種供給口を有する反
応室を備え、上記基板上に第１の反応ガスと活性種の反
応により薄膜を形戒するものにおいて、活性種供給口と
ヒータとの間に少なくとも基板と活性種供給口を囲むよ
うに、小孔を多数有する金属多孔板を基板に近接して設
けたものである。
この発明の薄膜形戒装置においては、前駆体形戒反応が
基板面上に限定され、なおかつ前駆体の基板外周部，反
応室内壁への拡散が防止されるために、発塵の原因とな
る微細粒子状反応生威物が発生することなく薄膜形戒反
応が進行する。また基板面上でのみケごカルルξネッセ
ンスが生じるために高精度インシチュモニタリングが可
能となる。
基板面上に限定され、なおかつ前駆体の基板外周部，反
応室内壁への拡散が防止されるために、発塵の原因とな
る微細粒子状反応生威物が発生することなく薄膜形戒反
応が進行する。また基板面上でのみケごカルルξネッセ
ンスが生じるために高精度インシチュモニタリングが可
能となる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の第１の実施例による薄膜形戒装置の
内部を示す断面構或図、また、第２図は第１図における
反応室内部を示す断面構或図である。
内部を示す断面構或図、また、第２図は第１図における
反応室内部を示す断面構或図である。
第１図において、第７図と同一符号は同一部分を示し、
■７は小孔を多数有する金属メッシュ板で、活性種供給
口７とヒータ１０間に基板９と活性種供給口７及び反応
ガス供給口２を囲むように基板９に近接して設けられて
いる。この金属メッシュ板１７の孔の大きさは主として
反応室１内の圧力に依存して決められいる。このプラズ
マ分離型マイクロ波プラズマＣＶＤ法による薄膜形戒装
置は、反応室１内が電気的に中性であるために反応室内
にいかなる形状の金属板を設けたとしても異常放電を生
しることはない。
■７は小孔を多数有する金属メッシュ板で、活性種供給
口７とヒータ１０間に基板９と活性種供給口７及び反応
ガス供給口２を囲むように基板９に近接して設けられて
いる。この金属メッシュ板１７の孔の大きさは主として
反応室１内の圧力に依存して決められいる。このプラズ
マ分離型マイクロ波プラズマＣＶＤ法による薄膜形戒装
置は、反応室１内が電気的に中性であるために反応室内
にいかなる形状の金属板を設けたとしても異常放電を生
しることはない。
本実施例の薄膜形成装置においては、基板９に対して膜
を形成するには従来装置と同様に反応ガス供給口２から
第１の反応ガスとしてシランガス３を基板９上に供給し
、また第２の反応ガスとして酸素原子を含むガス４をマ
イクロ波プラズマ放電管５に供給することにより生威さ
れる活性種、即ち活性化酸素８が活性種供給口７から基
板９上に導入され、活性化酸素８とシランガス３が基板
近傍の空間で化学気相反応を起こし、前駆体Ｉ３を形威
し、この前駆体１３が基板９表面で反応を起こしてシリ
コン酸化膜の形成を行なうのであるが、第２図に示すよ
うに、反応室内に供給された活性化酸素８のうち基板９
外周部に拡散するものは多孔金属板１７の金属面との衝
突によりエネルギーを失い、基底状態の失活酸素１８と
なって多孔を通過する。また基板９上で形威された前駆
体１３のうち基板９外周部に拡散するものは多孔金属板
１７と接触し、多孔金属板１７がヒータ近傍にあり、比
較的基板温度に近いために薄膜となって多孔金属板１７
に蒸着する。即ち、基板９での薄膜形戒反応に関与しな
い基板外周部に拡散する前駆体１３は膜となって多孔金
属板１７にトラッブされる。
を形成するには従来装置と同様に反応ガス供給口２から
第１の反応ガスとしてシランガス３を基板９上に供給し
、また第２の反応ガスとして酸素原子を含むガス４をマ
イクロ波プラズマ放電管５に供給することにより生威さ
れる活性種、即ち活性化酸素８が活性種供給口７から基
板９上に導入され、活性化酸素８とシランガス３が基板
近傍の空間で化学気相反応を起こし、前駆体Ｉ３を形威
し、この前駆体１３が基板９表面で反応を起こしてシリ
コン酸化膜の形成を行なうのであるが、第２図に示すよ
うに、反応室内に供給された活性化酸素８のうち基板９
外周部に拡散するものは多孔金属板１７の金属面との衝
突によりエネルギーを失い、基底状態の失活酸素１８と
なって多孔を通過する。また基板９上で形威された前駆
体１３のうち基板９外周部に拡散するものは多孔金属板
１７と接触し、多孔金属板１７がヒータ近傍にあり、比
較的基板温度に近いために薄膜となって多孔金属板１７
に蒸着する。即ち、基板９での薄膜形戒反応に関与しな
い基板外周部に拡散する前駆体１３は膜となって多孔金
属板１７にトラッブされる。
このような構威においては、上述のように活性化酸素８
のうち基板９外周部に拡散しようとするものは多孔金属
板１７の金属面との衝突によりエネルギーを失い、失活
酸素１８となって多孔を通過するので、基板９を囲む多
孔金属板ｌ７より外側の部分では前駆体形戒反応に必要
な活性化酸素８の存在確率が極めて低くなり、このため
、生戒される前駆体１３も微量となり、従来、比較的室
温に近い低温の反応室壁に前駆体１３が付着することに
よって生じていた微細粒子状反応生戒物１４の発生量を
低減できる。また上記構戒においては前駆体形戒反応に
伴うケξカルルミネッセンスの発生は基板面上に限られ
るために、膜形戒速度と強い相関関係にあるルミネッセ
ンス強度を多孔基板板１３の多孔を通して反応室壁に設
けた計測用窓１９から精度よく計測することができる。
のうち基板９外周部に拡散しようとするものは多孔金属
板１７の金属面との衝突によりエネルギーを失い、失活
酸素１８となって多孔を通過するので、基板９を囲む多
孔金属板ｌ７より外側の部分では前駆体形戒反応に必要
な活性化酸素８の存在確率が極めて低くなり、このため
、生戒される前駆体１３も微量となり、従来、比較的室
温に近い低温の反応室壁に前駆体１３が付着することに
よって生じていた微細粒子状反応生戒物１４の発生量を
低減できる。また上記構戒においては前駆体形戒反応に
伴うケξカルルミネッセンスの発生は基板面上に限られ
るために、膜形戒速度と強い相関関係にあるルミネッセ
ンス強度を多孔基板板１３の多孔を通して反応室壁に設
けた計測用窓１９から精度よく計測することができる。
なお、上記実施例では多孔金属板１７は１重に基板９と
活性種供給口７及び反応ガス供給口２を囲むように設け
たが、これは本発明の第２の実施例として第３図に示す
ように、多孔金属板１７を２つ設り、２重に基板９と活
性種供給口７及び反応ガス供給口２を囲むように設けて
も良い。この場合、第４図に示すように多孔金属板１７
ａと１７ｂの多孔位置を交互に段違いとなるようにすれ
ば、活性種８及び前駆体１３の多孔金属板１７との接触
確率が高くなるため、微細粒子状反応生戒物の発生はさ
らに低減され、低発塵化の効果は高まる。
活性種供給口７及び反応ガス供給口２を囲むように設け
たが、これは本発明の第２の実施例として第３図に示す
ように、多孔金属板１７を２つ設り、２重に基板９と活
性種供給口７及び反応ガス供給口２を囲むように設けて
も良い。この場合、第４図に示すように多孔金属板１７
ａと１７ｂの多孔位置を交互に段違いとなるようにすれ
ば、活性種８及び前駆体１３の多孔金属板１７との接触
確率が高くなるため、微細粒子状反応生戒物の発生はさ
らに低減され、低発塵化の効果は高まる。
また、これまでに説明した実施例では多孔金属板ｌ７は
基板９と活性種供給口７及び反応ガス供給口２を囲むよ
うに設けたが、これはさらに本発明の第３の実施例とし
て第５図に示すように多孔金属板１３は基板９と活性種
供給口７だけを取り囲むように設けてもよい。この場合
、第６図に示すように第１の反応ガス分子３は多孔金属
板ｌ３の外側より多孔を通って基板面上に供給される。
基板９と活性種供給口７及び反応ガス供給口２を囲むよ
うに設けたが、これはさらに本発明の第３の実施例とし
て第５図に示すように多孔金属板１３は基板９と活性種
供給口７だけを取り囲むように設けてもよい。この場合
、第６図に示すように第１の反応ガス分子３は多孔金属
板ｌ３の外側より多孔を通って基板面上に供給される。
以上のようにこの発明によれば、基板を収容し上記基板
を保持し加熱するヒータ，第１の反応ガ９ １０ スを供給する反応ガス供給口，及び第２の反応ガスを励
起することにより生成される活性種を供給する活性種供
給口を有する反応室とを備え、上記基板上に第１の反応
ガスと活性種の反応により薄膜を形成するものにおいて
、活性種供給口とヒータ間に基板と活性種供給口を囲む
ように、小孔を多数有する金属多孔板を基板に近接して
設けるようにしたので、前駆体形成反応が基板面上に限
定され、なおかつ前駆体の基板外周部．反応室内壁への
拡散が防止されるために、発塵の原因となる微細粒子状
反応生戊物が発生することなく、薄膜形戒反応が進行す
る低発塵プロセスが得られる効果がある。また、基板面
上でのみケごカルルミネッセンスが生じるために、高精
度インシチュモニタリングが可能となる効果がある。
を保持し加熱するヒータ，第１の反応ガ９ １０ スを供給する反応ガス供給口，及び第２の反応ガスを励
起することにより生成される活性種を供給する活性種供
給口を有する反応室とを備え、上記基板上に第１の反応
ガスと活性種の反応により薄膜を形成するものにおいて
、活性種供給口とヒータ間に基板と活性種供給口を囲む
ように、小孔を多数有する金属多孔板を基板に近接して
設けるようにしたので、前駆体形成反応が基板面上に限
定され、なおかつ前駆体の基板外周部．反応室内壁への
拡散が防止されるために、発塵の原因となる微細粒子状
反応生戊物が発生することなく、薄膜形戒反応が進行す
る低発塵プロセスが得られる効果がある。また、基板面
上でのみケごカルルミネッセンスが生じるために、高精
度インシチュモニタリングが可能となる効果がある。
第ｌ図はこの発明の第１の実施例による薄膜形威装置の
内部を示す断面構威図、第２図は第１図における反応室
内部を示す断面構戒図、第３図はこの発明の第２の実施
例による薄膜形戒装置の内部を示す断面構或図、第４図
は第３図における反応室内部を示す断面構威図、第５図
はさらにこの発明の第３の実施例による薄膜形成装置の
内部を示す断面構或図、第６図は第５図における反応室
内部を示す断面構或図、第７図は従来の薄膜形戒装置を
示す図、第８図は第７図における反応室内部を示す断面
構或図である。 図において、１は反応室、２は反応ガス供給口、３は第
ｌの反応ガス、４は第２の反応ガス、５吐マイクロ波プ
ラズマ放電管、６はマイクロ波エネルギー、７は活性種
供給口、８は活性種、９は基板、ｌＯはヒータ、１１は
ガス排気孔、１２は反応後のガス、ｌ３は前駆体、１５
は光ファイバー１６は分光光度計、１７は多孔金属板、
１８は失活酸素、１９は計測用窓である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
内部を示す断面構威図、第２図は第１図における反応室
内部を示す断面構戒図、第３図はこの発明の第２の実施
例による薄膜形戒装置の内部を示す断面構或図、第４図
は第３図における反応室内部を示す断面構威図、第５図
はさらにこの発明の第３の実施例による薄膜形成装置の
内部を示す断面構或図、第６図は第５図における反応室
内部を示す断面構或図、第７図は従来の薄膜形戒装置を
示す図、第８図は第７図における反応室内部を示す断面
構或図である。 図において、１は反応室、２は反応ガス供給口、３は第
ｌの反応ガス、４は第２の反応ガス、５吐マイクロ波プ
ラズマ放電管、６はマイクロ波エネルギー、７は活性種
供給口、８は活性種、９は基板、ｌＯはヒータ、１１は
ガス排気孔、１２は反応後のガス、ｌ３は前駆体、１５
は光ファイバー１６は分光光度計、１７は多孔金属板、
１８は失活酸素、１９は計測用窓である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１） 基板を収容し、上記基板を保持し加熱するヒー
タと、 第１の反応ガスを供給する反応ガス供給口と、第２の反
応ガスを励起することにより生成される活性種を供給す
る活性種供給口とを有する反応室を備え、 上記第１の反応ガスと上記活性種の反応により上記基板
上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、 上記活性種供給口と上記ヒータとの間に、少なくとも上
記基板と上記活性種供給口を取り囲むように、小孔を多
数有する多孔金属板を設けたことを特徴とする薄膜形成
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1229951A JPH0394069A (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 薄膜形成装置 |
| US07/542,148 US5192370A (en) | 1989-09-05 | 1990-06-22 | Method and apparatus for forming thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1229951A JPH0394069A (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394069A true JPH0394069A (ja) | 1991-04-18 |
Family
ID=16900271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1229951A Pending JPH0394069A (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 薄膜形成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5192370A (ja) |
| JP (1) | JPH0394069A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005220424A (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 製膜カバーおよび真空処理装置 |
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| US20100024732A1 (en) * | 2006-06-02 | 2010-02-04 | Nima Mokhlesi | Systems for Flash Heating in Atomic Layer Deposition |
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1989
- 1989-09-05 JP JP1229951A patent/JPH0394069A/ja active Pending
-
1990
- 1990-06-22 US US07/542,148 patent/US5192370A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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|---|---|
| US5192370A (en) | 1993-03-09 |
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