CN104425329A - 基板转移暨处理系统以及基板转移暨处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基板转移暨处理系统以及基板转移暨处理方法。基板转移暨处理系统包含一基板转移装置、至少一热板装置、一药液装置、一倾斜装置。基板转移装置用来将基板于一输送路径上移动。热板装置设置于输送路径上，用来承载并加热基板。药液装置设置于输送路径上。药液装置被驱动移动至热板装置所承载的基板处。药液装置与基板的上表面形成一封闭空间。于封闭空间提供一药液与基板的上表面接触以产生一化学反应。倾斜装置用来倾斜热板装置、药液装置及基板至一角度。热板装置对基板加热以使基板与药液加速进行化学反应。
Description
技术领域
本发明涉及一种基板转移暨处理系统以及基板转移暨处理方法，尤其是涉及一种可大幅减少药液供给量、提升薄膜沉积均一性且提升产能的基板转移暨处理系统以及基板转移暨处理方法。
背景技术
现今电子工业迅速发展，许多电子产品都需要应用到物理沉积技术或化学沉积技术。另外全世界面临石油能源耗竭、成本高昂及环保等问题，造成太阳能与氢能源燃料电池的需求与日俱增，由于太阳能电池制造时，必须在一基材上构成多种沉积层(薄膜)，才能有效的发挥其功能，足见沉积制程为电子产业及民生产业一个极为重要的关键技术。
现有的化学浴沉积(Chemical Bath Deposition，CBD)制程，也为沉积技术的一，其将表面预作处理的一基材(例如太阳能电池基板)浸入化学药液中持续一定时间，用来在基材表面沉积形成半导体薄膜。但现有的化学浴沉积设备，将基材完全浸入化学药液之中，如此将导致基材多个表面形成半导体薄膜。然而，基材只需要在一表面形成半导体薄膜。多基材其余表面所形成的半导体薄膜浪费制造成本与制程时间。
因此，如何发明出一种化学镀浴沉积设备，以使化学镀浴沉积设备可在挠性基材的单面进行化学镀浴沉积，是一重要课题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种基板转移暨处理系统以及基板转移暨处理方法，解决现有技术中存在的各种问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基板转移暨处理系统，用来转移与处理一基板，其特征在于，该基板转移暨处理系统包含：
一基板转移装置，用来将该基板于一输送路径上移动；
至少一热板装置，设置于该输送路径上，用来承载并加热该基板；
一药液装置，设置于该输送路径上，该药液装置被驱动移动至该热板装置所承载的该基板处，该药液装置与该基板的上表面形成一封闭空间，在该封闭空间提供一药液与该基板的该上表面接触以产生一化学反应；以及
一倾斜装置，用来倾斜该热板装置、该药液装置及该基板至一角度；
其中，该热板装置对该基板加热以使该基板与该药液加速进行该化学反应。
所述的基板转移暨处理系统，其中，该基板转移装置包括：
一入口端，提供未与该药液接触的该基板进入该输送路径；以及
一出口端，提供完成该化学反应的该基板由该输送路径输出。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该入口端设有一第一清洗装置，用来清洗该未与该药液接触的该基板。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该出口端设有一第二清洗装置，用来清洗由该出口端被送出的该基板。
所述的基板转移暨处理系统，其中，该倾斜装置包含：
一平台，用来承载该热板装置；
一固定转轴，设置于该平台底部其中一侧；
一升降装置，设置于该平台底部相对于设有该固定转轴的一侧，该升降装置以该固定转轴为支点进行升降往复运动时，用来倾斜该热板装置、该药液装置及该基板至一角度。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该药液装置被驱动倾斜至一角度时，能够将该药液排出该药液装置。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该升降装置为气压装置或油压装置。
所述的基板转移暨处理系统，其中，该药液装置包括：
一盖体；以及
一盖体固定装置，用来将该盖体移送至该热板装置所承载的该基板处，以使该盖体与该基板的上表面形成一封闭空间。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该盖体固定装置设有一药液供给装置，用来将药液注入该封闭空间内。
所述的基板转移暨处理系统，其中：还包括一冲洗装置，用来冲洗该基板及该盖体。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该盖体具有一第一开口，用来提供该药液注入该封闭空间内，或提供该药液排出于该封闭空间之外，或提供该冲洗装置冲洗该基板或该盖体。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该盖体具有一第二开口，该第一开口与该第二开口分别作为供该药液注入于该封闭空间内及供该药液排出于该封闭空间外，该第一开口与该第二开口的其中一个可供该冲洗装置冲洗该基板或该盖体。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该盖体具有一第三开口，用来提供该冲洗装置冲洗该基板或该盖体，该第一开口与该第二开口分别作为供该药液注入于该封闭空间内及提供该药液排出于该封闭空间外。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该第一开口设置于该盖体的中心处，以使该药液注入该封闭空间内，而该第二开口与该第三开口分别设置于该盖体的相对二侧。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该基板为非晶硅基板、单晶硅基板、多晶硅基板、微晶硅基板或砷化镓基板的至少其中之一。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该基板转移装置为真空吸附式机械手臂。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：
一种基板转移暨处理系统，用来转移与处理多个基板，其特征在于，该基板转移暨处理系统包含：
多个基板转移装置，每一该基板转移装置具有一输送路径，每一该基板转移装置用来将至少一该基板于所具有的该输送路径上移动，每一该基板转移装置包括一入口端以及一出口端，该入口端提供该基板进入该输送路径；
多个热板装置，在每一该输送路径上设有至少一该热板装置，用来承载并加热该基板；
多个药液装置，在每一该输送路径上设有一该药液装置，该药液装置被驱动移动至其所设置的该输送路径上的该热板装置所承载的该基板处，该药液装置与该基板的上表面形成一封闭空间，在该封闭空间提供一药液与该基板的该上表面接触以产生一化学反应；以及
多个倾斜装置，在每一该输送路径上设有一该倾斜装置，用来倾斜其所设置的该输送路径上的该热板装置、该药液装置及该基板至一角度；
其中，该热板装置对该基板加热以使该基板与该药液加速进行该化学反应，完成该化学反应的该基板由该出口端被送出该输送路径；相邻的该基板转移装置的该入口端之间设有相互连接的一第一传送装置，使该多个入口端形成串联，以及，相邻的该基板转移装置的该出口端之间设有相互连接的一第二传送装置，使该多个出口端形成串联。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该串联的该多个入口端的其中一端设有一第一清洗装置，用来清洗该未与该药液接触的该基板。
所述的基板转移暨处理系统，其中：该串联的该多个出口端的其中一端设有一第二清洗装置，用来清洗由该出口端被送出的该基板。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：
一种基板转移暨处理方法，其特征在于，其步骤包含：
由一基板转移装置将一基板于一输送路径上移动；
由至少一设置于该输送路径上的热板装置承载该基板；以及
驱动一设置于该输送路径上的药液装置至该热板装置所承载的该基板处，该药液装置与该基板的上表面形成一封闭空间，该封闭空间提供一药液与该基板的该上表面接触以产生一化学反应；
由热板装置对该基板加热以使该基板与该药液加速进行该化学反应；以及
往复倾斜摆动该热板装置、该药液装置及该基板于一角度范围内，用来使基板上表面与药液均匀化学反应。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：本发明可解决上述现有技术的缺失，不仅减少药液使用量，同时提升膜厚均匀性，还能增加例如太阳能电池等基板的产能及合格率。
附图说明
图1为本发明的基板转移暨处理系统的第一实施例示意图；
图2为本发明的基板转移暨处理系统的药液盖固定机构示意图；
图3为本发明将热板装置倾转以倒除药液的示意图；
图4为本发明的基板转移暨处理系统的第二实施例示意图；
图5为本发明的基板转移暨基板处理方法的流程示意图。
附图标记说明：100、100A-基板转移暨处理系统；10、10A-基板转移装置；11、11A-入口端；12、12A-出口端；13、13A-第一清洗装置；14、14A-第二清 洗装置；15A-第一传送装置；16A-第二传送装置；20、20A-热板装置；30、30A-药液装置；31-盖体；311-第一开口；312-第二开口；313-第三开口；32-盖体固定装置；33-封闭空间；40、40A-倾斜装置；41-平台；42-固定转轴；43-升降装置；50-基板；60-药液；70-薄膜；L、LA-输送路径；S10～S50-步骤；θ-角度。
具体实施方式
以下配合图式及元件符号对本发明的具体实施方式做更详细的说明，俾使熟习项技艺者在研读本说明书后能据以实施。
本发明有关一种基板转移暨处理系统及基板转移暨处理方法，其可连续性投入多片基板，依序将多片基板转移分配于多个个热板装置上，以对每一片基板进行薄膜沉积处理，再将已处理完成的基板转移并传送出去，如此可同时处理多片基板，且由于连续性投片及同时处理多片基板，因此可以大幅增加产能与制造效率。
请参阅图1所示本发明的基板转移暨处理系统的第一实施例示意图，以及请参阅图2所示本发明的基板转移暨处理系统的药液盖固定机构示意图。
基板转移暨处理系统100包含一基板转移装置10、多个热板装置20、一药液装置30、一倾斜装置40。基板转移暨处理系统100可用来转移与处理一基板50，基板可为非晶硅基板、单晶硅基板、多晶硅基板、微晶硅基板或砷化镓基板的至少其中之一。
基板转移装置10具有一输送路径L，基板转移装置10可于输送路径L的两端来回移动，并可取放及转移基板50，使基板50于输送路径L上移动，基板转移装置10的形式不限，例如可采用真空吸附式机械手臂。在输送路径L的两端分别对应设置有一入口端11以及一出口端12，入口端11提供未与药液接触的基板50进入输送路径，出口端12提供完成化学反应的基板50由输送路径输出。本实施例中，在入口端11设有一第一清洗装置13，在出口端12设有一第二清洗装置14，基板50在传送至入口端11时已经过第一清洗装置13洗净及干燥处理，然后从入口端11取得基板50，然后将基板50转移至任一个热板装置20进行后续的薄膜沉积处理，并再从热板装置20取回已沉积有薄膜的基板50，再把已沉积出薄膜的基板50转移至出口端12，由第二清洗装置14对由出口端12被送出的基板50进行清洗及干燥。可依所需决定是否设置第一清洗装置13及第二清洗装置14。
热板装置20设置于输送路径L上且固定于倾斜装置40上。每一个热板装置20可承载经基板转移装置10转移过来的基板50，且每一个热板装置20可升温至一预定温度，由热板装置20对基板50加热以使基板50与药液60加速进行化学反应。热板装置20的范围面积须大于基板50的范围面积。如图1所示，本实施例设有四个热板装置20并互呈分离设置，然而要注意的是，上述热板装置20的配置数目及配置方式视实际需要而定，在此仅是说明用的实例而已，并非用来限制本发明的范围。
药液装置30设置于输送路径L且设置于倾斜装置40上。药液装置30包括一盖体31、一盖体固定装置32、一药液供给装置以及一冲洗装置（图中未示出）。
由盖体固定装置32将盖体31移送至热板装置20所承载的基板50处，盖体31罩盖压合于基板50上，盖体31与基板50的上表面形共同围置形成具有一封闭空间33的一结构体。药液供给装置用来将药液60注入封闭空间33内。冲洗装置可用来冲洗基板50及盖体31。
本实施例中，在盖体31具有一第一开口311、一第二开口312以及一第三开口313。第一开口311设置于盖体31的中心处，以使药液60注入封闭空间33内，而第二开口312与第三开口313分别设置于盖体31的相对二侧。第一开口311与第二开口312分别作为供药液60注入于封闭空间33内及提供药液60排出于封闭空间33外，第三开口313可用来提供冲洗装置冲洗基板50或盖体31。
除此之外，也可于盖体31仅设置第一开口311，由第一开口311提供药液60注入封闭空间33内，或提供药液60排出于封闭空间33之外，或提供冲洗装置冲洗基板50或盖体31。或者，也可仅于盖体31设置第一开口311及第二开口312，由第一开口311与第二开口312分别作为供药液60注入于封闭空间33内及供药液60排出于封闭空间33外，第一开口311与第二开口312的其中一个可供冲洗装置冲洗基板50或盖体31。
由药液供给装置将药液60经第一开口311注入于盖体31中，以使基板50的上表面可被药液60均匀地覆盖。药液60与基板50的上表面接触后在药液60与基板50的上表面之间产生一化学反应(如化学浴沉积)，用来在基板50的上表面形成一薄膜70。当基板50的上表面覆盖药液60后，热板装置20即可对基板50加热至一预定温度以加速基板50与药液60之间的化学反应。
倾斜装置40包含一平台41、一固定转轴42以及一升降装置43。平台41 用来承载热板装置20及药液装置30。固定转轴42设置于平台41底部其中一侧。升降装置43设置于平台41底部相对于设有固定转轴42的一侧。升降装置43以固定转轴42为支点进行升降往复运动时，可将热板装置20、药液装置30及基板50倾斜至一角度，或使热板装置20、药液装置30及基板50从倾斜状态回复成水平状态。升降装置43可采用气压装置或油压装置。
请参阅图3所示本发明将热板装置倾转以倒除药液的示意图。升降装置43以固定转轴42为支点进行升降往复运动时，可将热板装置20、药液装置30及基板50倾斜至一角度θ时，药液60即可从第二开口312倒除出去。再由冲洗装置通过第三开口313冲洗稀释仍残留于基板50的上的药液60，其中，基板50经由冲洗装置的处理后，盖体固定装置32即可将盖体31由基板50上方移开，以供基板转移装置10取走基板50，并将基板50送至出口端12，由出口端12所传送出去的基板50，可先经由第二清洗装置14清洁干燥后，再送往下一制程处理。
请参阅图4所示本发明的基板转移暨处理系统的第二实施例示意图。基板转移暨处理系统100A可用来转移与处理多个基板50，其包含多个基板转移装置10A、多个热板装置20A、多个药液装置30A及多个倾斜装置40A。其使用了四组基板转移装置10A，等基板转移装置10A以相互并列方式进行设置，每一基板转移装置10A具有一输送路径LA，每一基板转移装置10A可于输送路径LA的两端来回移动，并可取放及转移一基板50，使基板50于所具有的输送路径LA上移动，每一基板转移装置10A包括一入口端11A以及一出口端12A，入口端11A提供基板50进入输送路径LA。于每一输送路径LA上设有至少一热板装置20A，用来承载并加热基板；每一个基板转移装置10A对应设置有多个个热板装置20A，等热板装置20A沿着每一个基板转移装置10A的输送路径LA而设置于输送路径LA的下方，每一个热板装置20A可承载自基板转移装置10A转移过来的基板50。
于每一输送路径LA上设有一药液装置30A，药液装置30A被驱动移动至其所设置的输送路径LA上的热板装置20A所承载的基板50处，在每一输送路径LA上设有一倾斜装置40A，用来倾斜其所设置的输送路径LA上的热板装置20A、药液装置30A及基板50至一角度。本实施例的热板装置20A、药液装置30A及倾斜装置40A对于基板50的作用与图1～图3所示热板装置20、药液装置30及倾斜装置40对于基板50的作用相同，药液装置30A与基板50的上表 面可形成一封闭空间以提供注入药液与基板50的上表面接触而产生化学反应，并由热板装置20A对基板50加热以使基板50与药液加速进行化学反应，在此不予赘述。
此外，相邻的基板转移装置10A的入口端之间设有相互连接的一第一传送装置15A，使多个入口端形成串联，以使基板50可从等基板转移装置10A之间输送。相邻的基板转移装置的出口端之间设有相互连接的一第二传送装置16A，使多个出口端形成串联。本实施例中，串联的多个入口端11A的其中一端设有一第一清洗装置13A，用来清洗及干燥未与药液接触的基板50后，基板50在被送进与第一清洗装置13A相邻的入口端11A。串联的多个出口端12A的其中一端设有一第二清洗装置14A，完成化学反应的基板50由出口端14A被送出输送路径，可由第二清洗装置14A对基板50进行清洗及干燥处理。可依所需决定是否设置第一清洗装置13A及第二清洗装置14A。
参阅图5，本发明的基板转移暨处理方法的流程示意图，并请配合图1至图3所示：
步骤S10：由基板转移装置10将基板50于输送路径L上移动。
步骤S20：由设置于输送路径上的热板装置承载基板；较佳地，基板50在转移于热板装置20的前已经过第一清洗装置13的洗净及干燥的处理。
步骤S30：驱动设置于输送路径L上的药液装置30至热板装置20所承载的基板50处，药液装置30与基板30的上表面形成一封闭空间33，封闭空间33可提供药液60与基板50的上表面接触以产生一化学反应，用来在基板50的上表面形成一薄膜70。
步骤S40：由热板装置20对基板50加热以使基板50与药液60加速进行化学反应。由热板装置20加热至一预定温度，以加速基板50与药液60之间的化学反应。
步骤S50：往复倾斜40摆动热板装置20、药液装置30及基板50于一角度范围内，用来使基板50上表面与药液60均匀化学反应。薄膜70形成后，由往复倾斜40倾斜热板装置20以使药液60的自第二开口312流出，如图3所示。接着将热板装置2回复成水平状态，使盖体31离开基板50的上方，即可将位于热板装置20上的基板50转移出去。
综上所述，通过本发明的基板转移暨处理系统，可连续性投入多片基板，如果利用多个基板转移装置，可维持更长期间的连续性投片效果，如此可缩短 前后基板投片之间隔时间。
并且基板转移装置可将多个基板分别转移至不同的热板装置上进行薄膜沉积处理，如此可同时对等基板进行薄膜沉积处理，基板转移装置再将已沉积有薄膜的基板转移给输出端，由此可知，本发明提供一种连续不间断的基板转移及处理基板系统及方法，且还可调配闲置的热板装置进行实验、保养或机台改造等用途使用，不仅提升机台利用率，更可具体提升产能及生产合格率。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种基板转移暨处理系统，用来转移与处理一基板，其特征在于，该基板转移暨处理系统包含：
一基板转移装置，用来将该基板于一输送路径上移动；
至少一热板装置，设置于该输送路径上，用来承载并加热该基板；
一药液装置，设置于该输送路径上，该药液装置被驱动移动至该热板装置所承载的该基板处，该药液装置与该基板的上表面形成一封闭空间，在该封闭空间提供一药液与该基板的该上表面接触以产生一化学反应；以及
一倾斜装置，用来倾斜该热板装置、该药液装置及该基板至一角度；
其中，该热板装置对该基板加热以使该基板与该药液加速进行该化学反应。
2.根据权利要求1所述的基板转移暨处理系统，其特征在于，该基板转移装置包括：
一入口端，提供未与该药液接触的该基板进入该输送路径；以及
一出口端，提供完成该化学反应的该基板由该输送路径输出。
3.根据权利要求2所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该入口端设有一第一清洗装置，用来清洗该未与该药液接触的该基板。
4.根据权利要求2所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该出口端设有一第二清洗装置，用来清洗由该出口端被送出的该基板。
5.根据权利要求1所述的基板转移暨处理系统，其特征在于，该倾斜装置包含：
一平台，用来承载该热板装置；
一固定转轴，设置于该平台底部其中一侧；
一升降装置，设置于该平台底部相对于设有该固定转轴的一侧，该升降装置以该固定转轴为支点进行升降往复运动时，用来倾斜该热板装置、该药液装置及该基板至一角度。
6.根据权利要求5所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该药液装置被驱动倾斜至一角度时，能够将该药液排出该药液装置。
7.根据权利要求5所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该升降装置为气压装置或油压装置。
8.根据权利要求1所述的基板转移暨处理系统，其特征在于，该药液装置包括：
一盖体；以及
一盖体固定装置，用来将该盖体移送至该热板装置所承载的该基板处，以使该盖体与该基板的上表面形成一封闭空间。
9.根据权利要求8所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该盖体固定装置设有一药液供给装置，用来将药液注入该封闭空间内。
10.根据权利要求8所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：还包括一冲洗装置，用来冲洗该基板及该盖体。
11.根据权利要求10所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该盖体具有一第一开口，用来提供该药液注入该封闭空间内，或提供该药液排出于该封闭空间之外，或提供该冲洗装置冲洗该基板或该盖体。
12.根据权利要求11所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该盖体具有一第二开口，该第一开口与该第二开口分别作为供该药液注入于该封闭空间内及供该药液排出于该封闭空间外，该第一开口与该第二开口的其中一个可供该冲洗装置冲洗该基板或该盖体。
13.根据权利要求12所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该盖体具有一第三开口，用来提供该冲洗装置冲洗该基板或该盖体，该第一开口与该第二开口分别作为供该药液注入于该封闭空间内及提供该药液排出于该封闭空间外。
14.根据权利要求13所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该第一开口设置于该盖体的中心处，以使该药液注入该封闭空间内，而该第二开口与该第三开口分别设置于该盖体的相对二侧。
15.根据权利要求1所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该基板为非晶硅基板、单晶硅基板、多晶硅基板、微晶硅基板或砷化镓基板的至少其中之一。
16.根据权利要求1所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该基板转移装置为真空吸附式机械手臂。
17.一种基板转移暨处理系统，用来转移与处理多个基板，其特征在于，该基板转移暨处理系统包含：
多个基板转移装置，每一该基板转移装置具有一输送路径，每一该基板转移装置用来将至少一该基板于所具有的该输送路径上移动，每一该基板转移装置包括一入口端以及一出口端，该入口端提供该基板进入该输送路径；
多个热板装置，在每一该输送路径上设有至少一该热板装置，用来承载并加热该基板；
多个药液装置，在每一该输送路径上设有一该药液装置，该药液装置被驱动移动至其所设置的该输送路径上的该热板装置所承载的该基板处，该药液装置与该基板的上表面形成一封闭空间，在该封闭空间提供一药液与该基板的该上表面接触以产生一化学反应；以及
多个倾斜装置，在每一该输送路径上设有一该倾斜装置，用来倾斜其所设置的该输送路径上的该热板装置、该药液装置及该基板至一角度；
其中，该热板装置对该基板加热以使该基板与该药液加速进行该化学反应，完成该化学反应的该基板由该出口端被送出该输送路径；相邻的该基板转移装置的该入口端之间设有相互连接的一第一传送装置，使该多个入口端形成串联，以及，相邻的该基板转移装置的该出口端之间设有相互连接的一第二传送装置，使该多个出口端形成串联。
18.根据权利要求17所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该串联的该多个入口端的其中一端设有一第一清洗装置，用来清洗该未与该药液接触的该基板。
19.根据权利要求17所述的基板转移暨处理系统，其特征在于：该串联的该多个出口端的其中一端设有一第二清洗装置，用来清洗由该出口端被送出的该基板。
20.一种基板转移暨处理方法，其特征在于，其步骤包含：
由一基板转移装置将一基板于一输送路径上移动；
由至少一设置于该输送路径上的热板装置承载该基板；以及
驱动一设置于该输送路径上的药液装置至该热板装置所承载的该基板处，该药液装置与该基板的上表面形成一封闭空间，该封闭空间提供一药液与该基板的该上表面接触以产生一化学反应；
由热板装置对该基板加热以使该基板与该药液加速进行该化学反应；以及
往复倾斜摆动该热板装置、该药液装置及该基板于一角度范围内，用来使基板上表面与药液均匀化学反应。
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