CN100378577C - 薄片和薄片用框 - Google Patents

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Abstract

在将张贴在框体上的大型薄片膜贴装到光掩模上时，为了防止前述大型薄片膜产生皱褶，在由面积在1000cm2以上的薄片膜、及用于展开并贴装支撑薄片膜的具有一对长边和一对短边的框体构成的大型薄片中，框体的至少一对长边向框体外侧突出，并且，通过将薄片膜展开张设于框体上，框体的长边中央部与长边端部相比向内侧凹入。

Description

薄片和薄片用框
技术领域
本发明涉及一种大型薄膜，该大型薄片用于防止异物附着到在制造TFTLCD(薄膜晶体管液晶显示器)等时的光刻工序中使用的光掩模上。
背景技术
过去，在半导体回路图形等的制造中，在光掩模的两面侧上配置称为薄片的防尘装置，防止异物附着到该光掩模上。
在具有与光掩模的形状相一致的形状的厚度数毫米左右的框体的一个边缘面上，贴装厚度10μm以下的由硝化纤维素或纤维素衍生物等透明的高分子膜构成的薄片膜，并且在该框体的另一个边缘面上经由粘贴材料贴装在光掩模的表面上。
在异物附着到光掩模表面上的情况下，异物在形成于TFTLTD用基样玻璃上的光致抗蚀剂上成像，并导致回路图形产生缺陷。在此，在将薄片配置在光掩模的两面侧上的情况下，附着在薄片表面上的异物，由于聚焦位置的偏离而不会在形成于TFTLCD用基样玻璃上的光致抗蚀剂上成像，在回路图形中不会产生缺陷。
近年来，由于各种多媒体的普及，人们需要可以适用于在可进行高画质、高精度显示的大型彩色TFTLCD(薄膜晶体管液晶显示器)的光刻工序中使用的大型光掩模的大型薄片。
作为可适用于在大型TFTLCD等的光刻工序中使用的大型光掩模的大型薄片的框体，通常为具有长边和短边的方形形状。并且，由于下述理由，薄片的框体宽度被设计得尽量的窄。由于用作掩模材质的石英玻璃价格很高，要求尽量减小面积，所以薄片的外形也需要减小。并且，为了确保大的掩模的有效曝光区域，希望增大薄片的内径。
当将薄片膜贴到该细窄的框体上时，由于该薄片膜的张力，尤其是框体的长边易于弯曲，存在由于该弯曲而造成光掩模的有效曝光区域减小的问题，随着大型薄片膜的展开面积增大，这种现象也变得显著。
因此，已知使前述框体的一对长边向着该框体的外侧突出地形成，可以抑制由于大型薄片膜的张力而使该长边向框体内侧弯曲，从而确保光掩模等的有效曝光区域(例如，参考特开2001-42507)。
发明的内容
但是，在上述特开2001-42507中，如图4所示，虽然在凸框上贴膜，大致形成直线，但是留有少许的凸形形状。
在这种状态下，若将框设置在夹具上且在薄片膜上产生皱褶，则当检查薄片膜上是否附着有异物时，不能充分地对产生皱褶的部位进行检查。并且，在产生皱褶的状态下将薄片膜贴到光掩模等上时，在对TFT图形等曝光的情况下，存在曝光光路弯曲的情况。
当薄片尺寸增大、重量加重、长边变长时，产生皱褶的问题更为显著。
因此，本发明的目的是：当将贴在框体上的面积在1000cm2以上的大型薄片膜贴装到光掩模上时，防止前述大型薄片膜产生皱褶和/或抑制薄片膜有效曝光区域减小。
为了实现前述目的，作为根据本发明的代表性结构为一种薄片，该薄片具有：从其厚度方向看、面积大于等于1000cm2的薄片膜，和借助拉伸应力在其上张设薄片膜的框，其中，所述框具有：从薄片膜的厚度方向看、在一个方向上相互对向的相对较短的一对外周边缘，和从薄片膜的厚度方向看、在与前述方向成直角的方向上相互对向的相对较长的一对外周边缘，
相对较长的两个外周边缘在将薄片膜张设在框上之前弯曲，从薄膜的厚度方向观察，连接其上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的其上的第三位置、从框的半径方向的内侧通过，所述相对较长的两个外周边缘的至少一个由于伴有拉伸应力地将薄片膜张设于框上而变形，其变形的方式为，从薄片膜的厚度方向观察，连接第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的第三位置从框的半径方向外侧通过，因而，即使将相对较长的两个外周边缘的至少一个设置在夹具上，仍可以防止在薄片膜上产生皱褶。
相对较长的两个外周边缘在将薄片膜张设在框上之前弯曲，并且从薄片膜的厚度方向观察，连接其上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的其上的第三位置从框的半径方向内侧通过，所述相对较长的两个外周边缘的每一个，由于伴有拉伸应力地将薄片膜张设在框上而变形，其变形方式为，从薄片膜的厚度方向观察，连接第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的第三位置，从框的半径方向外侧通过，从而即使将相对较长的两个外周边缘的任何一个设置在夹具上，仍可以防止在薄片膜上产生皱褶。
相对较短的两个外周边缘在将薄片膜张设于框上之前弯曲，并且从薄片膜的厚度方向观察，连接其上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的其上的第三位置从框的半径方向内侧通过，所述相对较短的两个外周边缘的至少一个，由于伴有拉伸应力地将薄片膜张设于框上而变形，其变形方式为，从薄片膜的厚度方向观察，连接第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的第三位置，从框的半径方向外侧通过，因而，即使将相对较短的两个外周边缘的至少一个设置在夹具上，仍可以防止在薄片膜上产生皱褶。
相对较短的两个外周边缘在将薄片膜张设在框上之前弯曲，并且从薄片膜的厚度方向观察，连接其上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的其上的第三位置从框的半径方向内侧通过，所述相对较短的两个外周边缘的每一个，由于伴有拉伸应力地将薄片膜张设在框上而变形，其变形方式为，从薄片膜的厚度方向观察，连接第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的第三位置，从框的半径方向外侧通过，从而即使将相对较短的两个外周边缘的任何一个设置在夹具上，仍可以防止在薄片膜上产生皱褶。
如果由于伴有拉伸应力地将薄片膜张设于框上，使得从薄片膜的厚度方向观察，连接相对较长的两个外周边缘中至少一个的两端位置的假想直线，变形至相对于两端位置之间的中间位置、在与连接两端位置的假想直线垂直的方向上偏离0.2mm以上6mm(或3mm)以下，则在第三位置(与第一位置和第二位置相比、远离相对较短的两个外周边缘而接近框的中心)的附近区域中，可以在薄片膜上施加适当的拉伸应力，并且将薄片的有效曝光区域的减小控制在最小的程度。
本发明的大型薄片，如上所述，由于前述框体的长边中央部比长边端部向内侧凹入，所以不会向外侧凸出。因而，例如，即使固定前述长边端部并推压框体，前述长边中央部也不会弯曲。这样，通过防止框体弯曲，可以防止在薄片膜上产生皱褶。
并且，通过将凹入量控制在6mm以下，在上述效果的基础上，可以将光掩模的有效曝光区域减小的问题限制在最小限度。
作为根据用以实现前述目的的本发明的代表性结构，一种大型薄片，包括：面积在1000cm2以上的大型薄片膜、和将薄片膜伴有张力地张设于其上的框，其中，所述框具有相对较短的一对梁和相对较长的一对梁，从薄片膜的厚度方向观察，所述相对较短的一对梁在一个方向上相互对向，并且在其上固定薄片膜的周边部，并且，从薄片膜的厚度方向观察，所述相对较长的一对梁在与前述方向垂直的方向上相互对向，并且在其上固定薄片膜的周边部，在将薄片膜张设于框上之前，所述相对较长的两个梁的中性轴(中性轴是材料力学中使用的术语(通过图心的线))弯曲，从薄片膜的厚度方向观察，连接该中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置从框的半径方向内侧通过，所述相对较长的两个梁的至少一个由于伴有拉伸应力地将薄片膜张设在框上而变形至这样的程度，即，从薄片膜的厚度方向观察，连接相对较长两个梁的至少一个的中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置，从框的半径方向外侧通过，因此，当伴有拉伸应力地将薄片膜张设于框上时，即使在第三位置(与第一位置和第二位置相比，远离相对较短的两个梁而靠近框的中心)附近的区域，也可以对薄片膜施加充分的拉伸应力，实现对薄片膜的稳定支持。
相对较长的两个梁，在将薄片膜张设于框上之前，其中性轴(中性轴是材料力学中使用的术语(通过图心的线))弯曲，从薄片膜的厚度方向观察，连接中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置、从框的半径方向内侧通过，所述相对较长的两个梁的每一个由于伴有拉伸应力地将薄片膜张设于框上而变形至这样的程度，即，从薄片膜的厚度方向观察，连接相对较长两个梁的每一个的中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置、从框的半径方向外侧通过，从而，即使在第三位置(与第一位置和第二位置相比，远离相对较短的两个梁而靠近框的中心)附近的区域，也可以对薄片膜施加充分的拉伸应力，实现对薄片膜的更加稳定的支撑。
相对较短的两个梁，在将薄片膜张设于框上之前，其中性轴(中性轴是材料力学中使用的术语(通过图心的线))弯曲，从薄片膜的厚度方向观察，连接中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置、从框的半径方向内侧通过，所述相对较短的两个梁的至少一个由于伴有拉伸应力地将薄片膜张设于框上而变形至这样的程度，即，从薄片膜的厚度方向观察，连接相对较短两个梁的至少一个的中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置、从框的半径方向外侧通过，从而，即使在第三位置(与第一位置和第二位置相比，远离相对较长的两个梁而靠近框的中心)附近的区域，也可以对薄片膜施加充分的拉伸应力，实现对薄片膜的稳定支撑。
相对较短的两个梁，在将薄片膜张设于框上之前，其中性轴(中性轴是材料力学中使用的术语(通过图心的线))弯曲，从薄片膜的厚度方向观察，连接中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置、从框的半径方向内侧通过，所述相对较短的两个梁的每一个由于伴有拉伸应力地将薄片膜张设于框上而变形至这样的程度，即，从薄片膜的厚度方向观察，连接相对较短两个梁的每一个的中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置、从框的半径方向外侧通过，从而，即使在第三位置(与第一位置和第二位置相比，远离相对较长的两个梁而靠近框的中心)附近的区域，也可以对薄片膜施加充分的拉伸应力，实现对薄片膜的更加稳定的支撑。
附图说明
图1是表示大型薄片用框体的结构的透视图。
图2(a)是表示张设薄片膜之前的大型薄片用框体的状态的平面图。图2(b)是表示在大型薄片用框体上贴装薄片膜、大型薄片用框体的长边向内侧凹入的状态的平面图。
图3是表示利用夹具保持大型薄片时的状态的图示。
图4是表示现有的大型薄片的结构的平面图。
图5是一个表，表示张设薄片膜之前、和贴装薄片膜之后的图2所示的大型薄片用框体的尺寸的变化值，u是短边侧梁的宽度，W是长边侧梁的宽度、V是短边侧梁的长度方向中央部的短边侧梁外缘长度，X是长边侧梁的长度方向中央部的长边侧梁外缘长度，Y是短边侧梁的长度方向长度，Z是长边侧梁的长度方向的长度。
具体实施方式
利用附图说明用于实施本发明的最佳形式。图1是表示大型薄片用框体的结构的透视图，图2(a)是表示大型薄片用框体的结构的平面图，图2(b)是表示将薄片膜贴装到大型薄片用框体上、大型薄片用框体的长边向内侧凹入的状态的平面图，图3是表示利用夹具保持大型薄片时的状态的图示。
在图1～图2中，1是由铝或其合金、或铁或铁系合金等构成的大型薄片用框体(以下简称为“框体”)，展开并支撑着由厚度小于等于10μm的硝化纤维素、纤维素衍生物或非晶质氟化聚合物(例如，旭硝子(株)制造的サィトップ(商品名)或デュプン(株)制造的テフロンAF(商品名等)等透明的高分子膜构成的大型薄片膜(以下，简称为“薄片膜”)2。
框体1具有一对长边1a和一对短边1b，长边1a及短边1b分别具有规定的宽度尺寸、和相互相等的规定高度尺寸。在框体1的长边1a和短边1b之一的面上，遍及框体1的整体由平坦面构成，形成用于贴装薄片膜2的贴装面1a1、1b1。
框体1的贴装薄片膜2之后的面积在1000cm2以上，该框体1的一对长边1a向着框体1的外侧突出地形成。另外，在本实施形式中，框体1的一对长边1a具有规定的曲率且向着外侧弯曲凸出，不过也可以以椭圆形形状、放射线形状或其它各种形状凸出。
这样，由于张贴薄片膜2的面积在1000cm2以上，所以可以作为大型薄片在大型TFTLCD(薄膜晶体管液晶显示器)的光刻工序中使用的大型光掩模或交叉网(レティクル)中加以利用。
如图2(b)所示，在框体1的长边1a和短边1b的贴装面1a1、1b1上涂布粘结剂，展开张贴薄片膜2。贴装到框体1的贴装面1a1、1b1上的薄片膜2的张力均匀作用到框体1的全周上，不过截面形状不必在全周上相等，然而，在截面形状相等的情况下边较长的一方弯曲变大。因而，特别地，长边1a朝着框体1的内侧产生大的弯曲。在将薄片膜2展开并贴装到框体1上之后，框体1的对向边同时向内侧凹入。在将薄片膜贴装到框体(框架)上时，也可以贴装到保持着薄片膜的张力的框体上，使用夹具等将薄片膜的张力控制为规定的张力，然后再贴到框架上。
但是，在本发明中，通过以朝着框体1的外侧突出地形成框体1的一对长边1a，抑制长边1a向框体1内侧的弯曲。因而，可以确保安装有大型薄片的图中未示出的光掩模或交叉网等的有效曝光区域。
在本实施形式中，展开薄片膜2时，长边1a的中央部比长边1a的端部向内侧凹入的凹入量为d。这样，在贴有薄片膜2的状态下，长边1a的一部分不凸出。
因而，如图3所示，在将框体1的端部设置在夹具3上并由安装件推压时，不推压夹具3凸出的部分。结果，不会在展开张设于框体1上的薄片膜2上施加不需要的力，不会产生皱褶。
并且，通过使凹入量在3mm以下，在上述作用的基础上，还可以使由于框体的长边弯曲而造成光掩模的有效曝光区域减小的问题最小化。
下面，说明根据上述实施形式形成的框体1的一个实施例。凹入量d是利用下面的数学式概略地求出的。其中，d：凹入量，ω：张力，L：长边的长度，E：弹性模量，h：框体的高度，b：框体的宽度。
d = 12 ω L 4 384 × E × h × b 3
在本发明中，当L＝777.7mm，E＝7200kgf/mm2，h＝4.3mm，b＝9mm，ω＝3×10-3kgf/mm(＝3gf/mm，即2.9×10-2MPa/mm)时，得到d＝1.5mm。
另外，虽然在本实施例中凹入量的为1.5mm，但是凹入量d在3mm(或6mm)以下的范围内也可以改变为其它的数值。
本发明的大型薄片作为用于安装到较大的光掩模上的薄片使用。

Claims (8)

1.一种薄片，包括：
一个薄片膜(2)，从该薄片膜(2)的厚度方向观察，其面积大于等于1000cm2，和
一个框(1)，伴有薄片膜(2)的拉伸应力地在其上张设薄片膜(2)，
其中，所述框(1)包括：
从薄片膜(2)的厚度方向观察、在一个方向上相互对向的一对相对较短的外周边缘，和
从薄片膜(2)的厚度方向观察、在与前述方向垂直的另一个方向上相互对向的一对相对较长的外周边缘，
其中，在伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设在框(1)上之前，相对较长的外周边缘的每一个具有弯曲形状，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较长外周边缘的每一个上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的相对较长外周边缘的每一个上的第三位置、从框(1)的半径方向内侧通过，
所述相对较长的外周边缘的每一个，由于伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设于框(1)上而变形，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较长外周边缘的每一个上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于相对较长的外周边缘的每一个上的第一位置和第二位置之间的第三位置、从框(1)的半径方向外侧通过。
2.如权利要求1所述的薄片，其特征在于，在伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设在框(1)上之前，相对较短的外周边缘的每一个具有弯曲形状，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较短外周边缘的每一个上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的相对较短外周边缘的每一个上的第三位置、从框(1)的半径方向内侧通过，
所述相对较短的两个外周边缘的每一个，由于伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设于框(1)上而变形，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较短的外周边缘的每一个上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于相对较短的外周边缘的每一个上的第一位置和第二位置之间的第三位置、从框(1)的半径方向外侧通过。
3.一种薄片，包括：
一个薄片膜(2)，从该薄片膜(2)的厚度方向观察，其面积大于等于1000cm2，和
一个框(1)，伴有薄片膜(2)的拉伸应力地在其上张设薄片膜(2)，
其中，所述框(1)包括：
从薄片膜(2)的厚度方向观察、在一个方向上相互对向的一对相对较短的外周边缘，和
从薄片膜(2)的厚度方向观察、在与前述方向垂直的另一个方向上相互对向的一对相对较长的外周边缘，
其中，在伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设在框(1)上之前，相对较短的外周边缘的每一个具有弯曲形状，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较短外周边缘的每一个上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的相对较短外周边缘的每一个上的第三位置、从框(1)的半径方向内侧通过，
所述相对较短的外周边缘的每一个，由于伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设于框(1)上而变形，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较短外周边缘的每一个上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于相对较短的外周边缘的每一个上的第一位置和第二位置之间的第三位置、从框(1)的半径方向外侧通过。
4.如权利要求1-3中任何一项所述的薄片，其特征在于，由于伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设于框(1)上，使得从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较长的外周边缘的每一个的两端位置的假想直线变形，相对于相对较长外周边缘的每一个上的两端位置之间的中间位置、在与连接两端位置的假想直线垂直的方向上偏离大于等于0.2mm且小于等于6mm。
5.如权利要求1-3中任何一项所述的薄片，其特征在于，由于伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设于框(1)上，使得从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较长的外周边缘的每一个的两端位置的假想直线变形，相对于相对较长外周边缘的每一个上的两端位置之间的中间位置、在与连接两端位置的假想直线垂直的方向上偏离大于等于0.2mm且小于等于3mm。
6.一种薄片，包括：
一个薄片膜(2)，从该薄片膜(2)的厚度方向观察，其面积大于等于1000cm2，和
一个框(1)，伴有薄片膜(2)的拉伸应力地在其上张设薄片膜(2)，
其中，所述框(1)包括：
一对相对较短的梁(1b)，从薄片膜(2)的厚度方向观察，该一对相对较短的梁(1b)在一个方向上相互对向，并且在其上固定薄片膜(2)的周边部，和
一对相对较长的梁(1a)，从薄片膜(2)的厚度方向观察，该一对相对较长的梁(1a)在与前述方向垂直的另一个方向上相互对向，并且在其上固定薄片膜(2)的其它周边部，
其中，在伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设在框(1)上之前，相对较长的梁(1a)的每一个的中性轴具有弯曲形状，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置、从框(1)的半径方向内侧通过，
所述相对较长的梁(1a)的每一个，由于伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设于框(1)上而变形，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较长的梁(1a)的每一个的中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于该中性轴上的第一位置和第二位置之间的第三位置、从框(1)的半径方向外侧通过。
7.如权利要求6所述的薄片，其特征在于，在伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设在框(1)上之前，相对较短的梁(1b)的每一个的中性轴具有弯曲形状，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较短的梁(1b)的每一个的中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的相对较短的梁(1b)的每一个的中性轴上的第三位置、从框(1)的半径方向内侧通过，
所述相对较短的梁(1b)的每一个，由于伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设于框(1)上而变形，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较短的梁(1b)的每一个的中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于相对较短的梁(1b)的每一个的中性轴上的第一位置和第二位置之间的第三位置、从框(1)的半径方向外侧通过。
8.一种薄片，包括：
一个薄片膜(2)，从该薄片膜(2)的厚度方向观察，其面积大于等于1000cm2，和
一个框(1)，伴有薄片膜(2)的拉伸应力地在其上张设薄片膜(2)，
其中，所述框(1)包括：
一对相对较短的梁(1b)，从薄片膜(2)的厚度方向观察，该一对相对较短的梁(1b)在一个方向上相互对向，并且在其上固定薄片膜(2)的周边部，和
一对相对较长的梁(1a)，从薄片膜(2)的厚度方向观察，该一对相对较长的梁(1a)在与前述方向垂直的另一个方向上相互对向，并且在其上固定薄片膜(2)的其它周边部，
其中，在伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设在框(1)上之前，相对较短的梁(1b)的每一个的中性轴具有弯曲形状，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置、从框(1)的半径方向内侧通过，
所述相对较短梁(1b)的每一个，由于伴有薄片膜(2)的拉伸应力地将薄片膜(2)张设于框(1)上而变形，于是，从薄片膜(2)的厚度方向观察，连接相对较短的梁(1b)的每一个的中性轴上的第一位置和第二位置的假想直线，相对于相对较短的梁(1b)的每一个的第一位置和第二位置之间的中性轴上的第三位置、从框(1)的半径方向外侧通过。
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