JP2017187531A - Positioning method of substrate and positioning device of substrate - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、アライメントマークを利用した基板の位置決め方法および位置決め装置に関する。 The present invention relates to a substrate positioning method and positioning apparatus using alignment marks.
例えば、シリコン基板に対してパターンの焼付を行う場合には、シリコン基板とマスク基板とを位置決めする必要がある。このとき、シリコン基板の表面には一対の第1アライメントマークが形成されており、マスク基板の表面には、一対の第2アライメントマークが形成されている。シリコン基板とマスク基板との位置決めを行うときには、これら第1、第2のアライメントマークを利用して、基板とマスクとを相対的に移動させ、その位置決めを実行する。 For example, when pattern printing is performed on a silicon substrate, it is necessary to position the silicon substrate and the mask substrate. At this time, a pair of first alignment marks are formed on the surface of the silicon substrate, and a pair of second alignment marks are formed on the surface of the mask substrate. When positioning the silicon substrate and the mask substrate, the first and second alignment marks are used to relatively move the substrate and the mask and execute the positioning.
特許文献1には、X方向を向く一対の線分とY方向を向く一対の線分とから構成される矩形状アライメントマークが形成されたマスクと、X方向を向く線分とY方向を向く線分とから構成される十字状アライメントマークが形成された基板とを位置決めするための位置決め装置が開示されている。 In Patent Document 1, a mask on which a rectangular alignment mark composed of a pair of line segments facing the X direction and a pair of line segments facing the Y direction is formed, and a line segment facing the X direction and the Y direction. A positioning device for positioning a substrate on which a cross-shaped alignment mark composed of line segments is formed is disclosed.
また、特許文献2には、マーク画像の画素データをY軸方向に総加算して得られる信号波形と、マーク画像の画素データをX軸方向に総加算して得られる信号波形とを用いて、マークの特徴的位置を求めるマーク検出方法が開示されている。
このような基板の位置決めを実行するときには、シリコン基板における一対のアライメントマークのうちの一方とマスク基板における一対のアライメントマークのうちの一方とを第1のカメラで撮影するとともに、シリコン基板における一対のアライメントマークのうちの他方とマスク基板における一対のアライメントマークのうちの他方とを第2のカメラで撮影し、その画像に基づいてシリコン基板とマスク基板とを、自動的に、あるいは、手動により相対的に移動させ、その位置決めを実行している。 When such positioning of the substrate is executed, one of the pair of alignment marks on the silicon substrate and one of the pair of alignment marks on the mask substrate are photographed by the first camera, and The other of the alignment marks and the other of the pair of alignment marks on the mask substrate are photographed by the second camera, and the silicon substrate and the mask substrate are automatically or manually relative to each other based on the image. Is moved and the positioning is executed.
このような場合に、シリコン基板とマスク基板とに形成された一対のアライメントマーク間の距離が小さかった場合においては、第1のカメラと第2のカメラとが互いに干渉することから、一対のアライメントマークを一対のカメラで撮影することが不可能となる。すなわち、例えば、一対のカメラの光軸間の最近接距離が15mmであったとすると、一対のアライメントマーク間の距離が数mmから10mm程度であった場合、一対のアライメントマークを一対のカメラで撮影することが不可能となる。このような場合においては、単一のカメラを使用し、一対のアライメントマークのうちの一方を撮像した後、カメラを移動させ、他方のアライメントマークを撮像する必要がある。このように、一対のアライメントマークを交互に観察する場合には、位置決めに極めて長い時間を要することになる。 In such a case, when the distance between the pair of alignment marks formed on the silicon substrate and the mask substrate is small, the first camera and the second camera interfere with each other. It becomes impossible to photograph the mark with a pair of cameras. That is, for example, if the closest distance between the optical axes of a pair of cameras is 15 mm, if the distance between the pair of alignment marks is about several millimeters to 10 mm, the pair of alignment marks is photographed by the pair of cameras. It becomes impossible to do. In such a case, it is necessary to use a single camera, image one of the pair of alignment marks, move the camera, and image the other alignment mark. Thus, when observing a pair of alignment marks alternately, positioning takes a very long time.
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、単一の撮影部により一対のアライメントマークのうちの一方を撮像した状態においても、一対の撮影部を使用した場合と同様、基板の位置決めを容易に実行することが可能な基板の位置決め方法および基板の位置決め装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and even in a state where one of the pair of alignment marks is imaged by a single imaging unit, as in the case of using the pair of imaging units, It is an object of the present invention to provide a substrate positioning method and a substrate positioning apparatus capable of easily performing positioning.
請求項1に記載の発明は、第1の第1アライメントマークおよび第2の第1アライメントマークが形成された第1基板と、第1の第2アライメントマークおよび第2の第2アライメントマークが形成された第2基板とを、前記第1の第1アライメントマークの位置と前記第1の第2アライメントマークの位置とを整合させるとともに、前記第2の第1アライメントマークの位置と前記第2の第2アライメントマークの位置とを整合させることにより、位置決めするための基板の位置決め方法であって、前記第1の第1アライメントマーク、前記第2の第1アライメントマーク、前記第1の第2アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークを撮影するための撮影部を、前記第1の第1アライメントマークと前記第1の第2アライメントマークとを撮影可能な第1の位置に移動させる第1撮影部移動工程と、前記撮影部により、前記第1の第1アライメントマークと前記第1の第2アライメントマークとを撮影する第1撮影工程と、前記撮影部を、前記第2の第1アライメントマークと前記第2の第2アライメントマークとを撮影可能な第2の位置に移動させる第2撮影部移動工程と、前記撮影部により、前記第2の第1アライメントマークと前記第2の第2アライメントマークとを撮影する第2撮影工程と、前記第1撮影工程で撮影した前記第1の第1アライメントマークおよび前記第1の第2アライメントマークの画像を表示するとともに、前記第2撮影工程で撮影した前記第2の第1アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークの画像を表示する表示工程と、前記第1基板を移動させるとともに、前記第1基板の移動方向および移動量に基づいて、前記第1撮影工程で撮影された前記第1の第1アライメントマークの画像を、前記第1基板の移動に同期させて移動させる第1アライメントマーク画像移動工程と、を含むことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the first substrate on which the first first alignment mark and the second first alignment mark are formed, and the first second alignment mark and the second second alignment mark are formed. The position of the first first alignment mark and the position of the first second alignment mark are aligned with the position of the second first alignment mark and the position of the second first alignment mark. A substrate positioning method for positioning by aligning with a position of a second alignment mark, the first alignment mark, the second first alignment mark, and the first second alignment. An imaging unit for imaging the mark and the second second alignment mark includes a first first alignment mark and the first second alignment mark. A first imaging unit moving step of moving the first and second alignment marks to the first position where the first and second alignment marks can be imaged, and a first imaging unit that images the first alignment mark and the first second alignment mark by the imaging unit. A photographing step; a second photographing unit moving step for moving the photographing unit to a second position where the second first alignment mark and the second second alignment mark can be photographed; and the photographing unit. , A second photographing step for photographing the second first alignment mark and the second second alignment mark, the first first alignment mark and the first first photographed in the first photographing step. 2 An image of the alignment mark is displayed, and an image of the second first alignment mark and the second second alignment mark captured in the second imaging step are displayed. An image of the first alignment mark photographed in the first photographing step is displayed on the basis of a display step, the first substrate is moved, and the moving direction and amount of the first substrate are moved. And a first alignment mark image moving step for moving in synchronization with the movement of one substrate.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記撮影部を、前記第2の位置から、再度、前記第1の位置に移動させる第3撮影部移動工程と、前記撮影部により、前記第1の第1アライメントマークと前記第1の第2アライメントマークとを撮影する第3撮影工程と、前記第2撮影工程で撮影した前記第2の第1アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークの画像を表示するとともに、前記第3撮影工程で撮影した前記第1の第1アライメントマークおよび前記第1の第2アライメントマークの画像を表示する表示工程と、前記第1基板を移動させるとともに、前記第1基板の移動方向および移動量に基づいて、前記第2撮影工程で撮影された前記第2の第1アライメントマークの画像を、前記第1基板の移動に同期させて移動させる第2アライメントマーク画像移動工程と、をさらに含む。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a third photographing unit moving step of moving the photographing unit from the second position to the first position again, and the photographing A third photographing step for photographing the first first alignment mark and the first second alignment mark, and the second first alignment mark and the second photographed in the second photographing step. A display step of displaying the image of the second alignment mark and displaying the image of the first first alignment mark and the image of the first second alignment mark taken in the third photographing step, and the first substrate And moving the image of the second alignment mark imaged in the second imaging step based on the moving direction and the moving amount of the first substrate. A second alignment mark image moving step of moving in synchronization with the further comprising a.
請求項3に記載の発明は、第1の第1アライメントマークおよび第2の第1アライメントマークが形成された第1基板と、第1の第2アライメントマークおよび第2の第2アライメントマークが形成された第2基板とを、前記第1の第1アライメントマークの位置と前記第1の第2アライメントマークの位置とを整合させるとともに、前記第2の第1アライメントマークの位置と前記第2の第2アライメントマークの位置とを整合させることにより、位置決めするための基板の位置決め装置であって、前記第1の第1アライメントマーク、前記第2の第1アライメントマーク、前記第1の第2アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークを撮影するための撮影部と、前記撮影部を、前記第1の第1アライメントマークと前記第1の第2アライメントマークとを撮影可能な第1の位置と、前記第2の第1アライメントマークと前記第2の第2アライメントマークとを撮影可能な第2の位置との間で移動させる撮影部移動機構と、前記撮影部により撮影した前記第1の第1アライメントマークおよび前記第1の第2アライメントマークの画像を表示する第1表示部と、前記撮影部により撮影した前記第2の第1アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークの画像を表示する第2表示部と、前記第1基板を移動させる基板移動機構と、前記基板移動機構による前記第1基板の移動方向および移動量を検出する移動検出部と、前記移動検出部により検出した前記第1基板の移動方向および移動量に基づいて、前記第1表示部に表示された前記第1の第1アライメントマークの画像の表示位置を、前記第1基板の移動に同期させて移動させる画像処理部と、を備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the first substrate on which the first first alignment mark and the second first alignment mark are formed, and the first second alignment mark and the second second alignment mark are formed. The position of the first first alignment mark and the position of the first second alignment mark are aligned with the position of the second first alignment mark and the position of the second first alignment mark. A substrate positioning apparatus for positioning by aligning with a position of a second alignment mark, the first alignment mark, the second first alignment mark, and the first second alignment. An imaging unit for imaging the mark and the second second alignment mark, and the imaging unit, the first alignment mark and the imaging unit Photographing that moves between a first position where one second alignment mark can be photographed and a second position where the second first alignment mark and the second second alignment mark can be photographed A part moving mechanism, a first display unit that displays images of the first and second alignment marks photographed by the photographing unit, and the second second unit photographed by the photographing unit. A second display unit that displays an image of one alignment mark and the second second alignment mark; a substrate moving mechanism that moves the first substrate; and a moving direction and a moving amount of the first substrate by the substrate moving mechanism. Based on the movement direction and amount of movement of the first substrate detected by the movement detection unit, and the first first display displayed on the first display unit. The display position of Lee placement mark image, characterized in that and an image processing unit that moves in synchronization with the movement of the first substrate.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記撮影部は、前記第1基板側から前記第1の第1アライメントマークおよび前記第2の第1アライメントマークを撮影する第1カメラと、前記第2基板側から前記第1の第2アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークを撮影する第2カメラとを備える。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the photographing unit photographs the first first alignment mark and the second first alignment mark from the first substrate side. 1 camera and the 2nd camera which image | photographs the said 1st 2nd alignment mark and the said 2nd 2nd alignment mark from the said 2nd board | substrate side.
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記第1基板と前記第2基板の少なくとも一方は透光性を有し、前記撮影部は、前記第1基板と前記第2基板のうちの透光性を有する基板側から前記第1の第1アライメントマーク、前記第2の第1アライメントマーク、前記第1の第2アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークを撮影する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, at least one of the first substrate and the second substrate has a light-transmitting property, and the photographing unit includes the first substrate and the first substrate. Photographing the first first alignment mark, the second first alignment mark, the first second alignment mark, and the second second alignment mark from the translucent substrate side of the two substrates. To do.
請求項1から請求項5に記載の発明によれば、撮影部により第1の第1アライメントマークと第1の第2アライメントマークとを撮影したのち、撮影部により第2の第1アライメントマークと第2の第2アライメントマークとを撮像しながら、第1の基板の移動量に基づいて第1の第1アライメントマークを移動させることから、単一の撮影部により一対のアライメントマークのうちの一方を撮像した状態においても、一対の撮影部を使用した場合と同様、基板の位置決めを容易に実行することが可能となる。 According to the first to fifth aspects of the invention, the first first alignment mark and the first second alignment mark are photographed by the photographing unit, and then the second first alignment mark is photographed by the photographing unit. Since the first first alignment mark is moved based on the amount of movement of the first substrate while imaging the second second alignment mark, one of the pair of alignment marks is obtained by a single imaging unit. Even in a state where the image is captured, the substrate can be easily positioned as in the case of using a pair of photographing units.
請求項2に記載の発明によれば、アライメントマークの位置決め状態を再確認して、基板の位置決め精度をさらに向上させることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to reconfirm the positioning state of the alignment mark and further improve the positioning accuracy of the substrate.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。最初に、この発明に係る基板の位置決め方法を適用する露光装置の構成について説明する。図1は、この発明を適用する露光装置100を模式的に示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of an exposure apparatus to which the substrate positioning method according to the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an
この露光装置100は、シリコン基板2に対して、マスク基板3のパターンを露光するためのものであり、超高圧水銀灯等の光源4と、集光ミラー5と、ダイクロイックミラー6と、フライアイレンズ(複合レンズ)7と、コリメートミラー1とを備える。なお、シリコン基板2に替えて、ガラス基板やガリウムヒ素基板等のその他の基板を使用してもよい。
The
この露光装置100においては、光源4から出射された光は、集光ミラー5により集光されてダイクロイックミラー6に入射する。ダイクロイックミラー6においては、そこに入射した光のうち、露光に必要な波長の光のみがフライアイレンズ7に向けて反射される。そして、フライアイレンズ7を通過した光は、コリメートミラー1によりコリメートされて平行光となり、マスク基板3を介してシリコン基板2に照射される。このとき、マスク基板3およびシリコン基板2は、フライアイレンズ7を通過した光が互いに重畳する領域に配置されており、均一な照度分布によりパターン露光を実行することが可能となる。
In this
図2は、シリコン基板2およびマスク基板3の支持機構を模式的に示す概要図である。
FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing a support mechanism for the
シリコン基板2は、その中央に開口部が形成された支持部材11により支持されている。一方、マスク基板3は、その中央に開口部が形成された支持部材12により支持されている。そして、シリコン基板2を支持する支持部材11は、後述する移動機構の駆動により、シリコン基板2の表面と平行な平面内で互いに直交する2方向および回転方向に移動可能となっている。なお、図2に模式的に示すように、この種の露光装置100においては、シリコン基板2とマスク基板3とは、プロキシミティーギャップと呼称されるわずかな隙間を介して配置される。
The
図3は、シリコン基板2に形成されている第1アライメントマーク101と、マスク基板3に形成されている第2アライメントマーク102の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the
シリコン基板2には、図3(a)に示すように、十字状をなす第1アライメントマーク101が、互いに離隔した位置に、一対、形成されている。なお、このシリコン基板2は、非透光性である。一方、マスク基板3には、図3(b)に示すように、シリコン基板2に形成された第1アライメントマークを取り囲むような形状を有する第2アライメントマーク102が、マスク材料であるクロム等の不透明な金属の薄膜により、互いに離隔した位置に、一対、形成されている。なお、このマスク基板3は、透光性を有する材質から構成されている。一対の第1アライメントマーク101間の距離と、一対の第2アライメントマーク102間の距離とは、例えば、数mmから10mm程度の同一の距離となっている。なお、後述する撮影部8の視野は、例えば、1mm以下となっている。
As shown in FIG. 3A, a pair of first alignment marks 101 having a cross shape are formed on the
図4は、シリコン基板2を支持する支持部材11を移動させるための移動機構の概要図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a moving mechanism for moving the
この移動機構は、シリコン基板2に平行な平面内で互いに直交するX、Y方向に移動可能な基部13と、この基部13上にθ方向に回転可能に配設された回転部14とを備える。この回転部14は、シリコン基板2を支持する支持部材11と連結されている。この移動機構における基部13は、モータM1の駆動により、図4に示すX方向に往復移動可能であるとともに、モータM2の駆動により、図4に示すY方向に往復移動可能となっている。また、回転部14は、そこに付設された当接部材15を移動させるモータM3の駆動により、図4に示すθ方向に回動可能となっている。この移動機構の作用により、支持部材11に支持されたシリコン基板2は、X、Y、θ方向に移動可能となっている。なお、モータM1、M2、M3としては、例えば、ステッピングモータが使用される。
This moving mechanism includes a
図5は、撮影部8を構成する上下一対のカメラ8a、8bにより第1アライメントマーク101および第2アライメントマーク102を撮影する状態を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the
図5に示すように、非透光性のシリコン基板2の下面には、一対の第1アライメントマーク101が、互いに離隔した状態で形成されている。図5においては、これらの第1アライメントマーク101のうち、左側の第1アライメントマークを第1の第1アライメントマーク101aとし、右側の第1アライメントマークを第2の第1アライメントマーク101bとしている。また、透光性のマスク基板3の下面には、一対の第2アライメントマーク102が、互いに離隔した状態で形成されている。図5においては、これらの第2アライメントマーク102のうち、左側の第2アライメントマークを第1の第2アライメントマーク102aとし、右側の第2アライメントマークを第2の第2アライメントマーク102bとしている。
As shown in FIG. 5, a pair of first alignment marks 101 are formed on the lower surface of the
非透光性のシリコン基板2の下面に形成された第1の第1アライメントマーク101aおよび第2の第1アライメントマーク101bは、第1カメラ8aにより下方から撮影される。この第1カメラ8aは、第1の第1アライメントマーク101aを撮影するときには、図5において実線で示す第1の位置に配置され、第2の第1アライメントマーク101bを撮影するときには図5において仮想線で示す第2の位置に配置される。一方、透光性のマスク基板3の下面に形成された第1の第2アライメントマーク102aおよび第2の第2アライメントマーク102bは、第2カメラ8bにより上方から撮影される。この第2カメラ8bは、第1の第2アライメントマーク102aを撮影するときには、図5において実線で示す第1の位置に配置され、第2の第1アライメントマーク101bを撮影するときには図5において仮想線で示す第2の位置に配置される。
The first
これらの第1カメラ8aおよび第2カメラ8bは、この発明に係る撮影部8を構成する。第1カメラ8aと第2カメラ8bとは、図示しない連結部材により互いに連結され、後述する撮影部移動機構25より、上述した第1の第1アライメントマーク101aおよび第1の第2アライメントマーク102aとを撮影可能な第1の位置と、第2の第1アライメントマーク101bと第2の第2アライメントマーク102bとを撮影可能な第2の位置との間を、互いに同期して往復移動可能となっている。なお、第1カメラ8aと第2カメラ8bとを連結部材により連結するかわりに、第1カメラ8aと第2カメラ8bとが光軸が一致する位置に移動するための移動制御系等を使用してもよい。要するに、撮影時に第1カメラ8aと第2カメラ8bとが対応する位置に配置されればよい。
The
図6は、この発明に係る基板の位置決め装置の主要な制御系を示すブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram showing a main control system of the substrate positioning apparatus according to the present invention.
この基板の位置決め装置は、論理演算を実行するCPU、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたROM、制御時にデータ等が一時的にストアされるRAM等を備えた制御部20を有する。この制御部20には、機能的構成として、後述する画像処理部21と画像記憶部26とが備えられている。
The substrate positioning apparatus includes a
また、この制御部20は、上述したモータM1、M2、M3を備え、支持部材11により支持された第1基板としてのシリコン基板2を、X、Y、θ方向に移動させるための基板移動機構22と接続されている。そして、この制御部20は、上述したモータM1、M2、M3への駆動パルス量に基づいて、支持部材11により支持されたシリコン基板2の移動方向および移動量を検出する移動検出部23を備えている。
The
なお、モータM1、M2、M3としてステッピングモータを使用しない場合に、モータM1、M2、M3に対してエンコーダ等を接続することにより、支持部材11により支持されたシリコン基板2の移動方向および移動量を検出してもよい。また、リニアスケール等の他の移動量検出器を使用して、直接、支持部材11により支持されたシリコン基板2の移動方向および移動量を検出してもよい。
When a stepping motor is not used as the motors M1, M2, and M3, the moving direction and the moving amount of the
また、この制御部20は、図4に示すモータM1、M2、M3の駆動により、支持部材11を介してシリコン基板2をX、Y、θ方向に移動させるためのスイッチS1、S2、S3を備えた操作部24と接続されている。オペレータがこれらのスイッチS1、S2、S3を操作することにより、モータM1、M2、M3が回転し、支持部材11を介してシリコン基板2がX、Y、θ方向に移動する。なお、モータM1、M2、M3およびスイッチS1、S2、S3を使用してシリコン基板2を移動させる代わりに、オペレータがネジ等を操作することにより、シリコン基板2をX、Y、θ方向に移動させる構成を採用してもよい。
Further, the
また、この制御部20は、上述した第1カメラ8aおよび第2カメラ8bを、第1の第1アライメントマーク101aおよび第1の第2アライメントマーク102aを撮影可能な第1の位置と、第2の第1アライメントマーク101bと第2の第2アライメントマーク102bとを撮影可能な第2の位置との間で互いに同期して往復移動させるとともに、第1カメラ8aおよび第2カメラ8bの位置を検出するための撮影部移動機構25と接続されている。この撮影部移動機構25は、互いに連結された第1カメラ8aおよび第2カメラ8bを案内するガイド部材等を含む。なお、この撮影部移動機構25は、モータ等の駆動により自動的に第1カメラ8aおよび第2カメラ8bを移動させるものであってもよく、マニュアルにより第1カメラ8aおよび第2カメラ8bを移動させるものであってもよい。
In addition, the
また、この制御部20は、第1カメラ8aおよび第2カメラ8bからなる撮影部8と接続されている。さらに、この制御部20は、上述した第1の位置で撮影された画像等を表示する第1表示部9aと、上述した第2の位置で撮影された画像等を表示する第2表示部9bとからなる表示部9とも接続されている。これらの第1表示部9aおよび第2表示部9bは、例えば、液晶表示パネルから構成される。なお、単一の液晶表示パネルに対して領域を分割することにより、分割された各領域を第1表示部9aおよび第2表示部9bとしてもよい。
The
次に、上述した構成を有する基板の位置決め装置による位置決め動作について説明する。図7は、シリコン基板2とマスク基板3とを位置決めするときに第1表示部9aおよび第2表示部9bに表示される第1、第2の第1アライメントマーク101a、101bおよび第1、第2の第2アライメントマーク102a、102bを模式的に示す説明図である。また、図8は、シリコン基板2とマスク基板3とを位置決めするときに第1表示部9aに表示される第1の第1アライメントマーク101aおよび第1の第2アライメントマーク102a等の移動の様子を示す説明図である。なお、図7においては、仮想的な画像の輪郭を細線で図示し、実際に撮影されている画像の輪郭を太線で示している。
Next, the positioning operation by the substrate positioning apparatus having the above-described configuration will be described. FIG. 7 shows the first and second
シリコン基板2とマスク基板3とを位置決めするときには、最初に、図5において実線で示すように、第1カメラ8aおよび第2カメラ8bからなる撮影部8を、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aとを撮影可能な第1の位置に移動させる。そして、図5に示すように、第1カメラ8aにより第1の第1アライメントマーク101aを撮影するとともに、第2カメラ8bにより第1の第2アライメントマーク102aを撮影する。撮影された第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aとの画像は、図6に示す画像記憶部26に記憶される。図7における上段の破線の矩形は、このときに第1カメラ8aにより撮影された第1の第1アライメントマーク101aの画像と第2カメラ8bにより撮影された第1の第2アライメントマーク102aの画像とを重畳した状態を示している。
When positioning the
次に、図5において仮想線で示すように、第1カメラ8aおよび第2カメラ8bからなる撮影部8を、第2の第1アライメントマーク101bと第2の第2アライメントマーク102bとを撮影可能な第2の位置に移動させる。そして、第1カメラ8aにより第2の第1アライメントマーク101bを撮影するとともに、第2カメラ8bにより第2の第2アライメントマーク102bを撮影する。撮影された第2の第1アライメントマーク101bと第2の第2アライメントマーク102bとの画像は、図6に示す画像記憶部26に記憶される。
Next, as shown by the phantom lines in FIG. 5, the second
そして、第1の位置で撮影した第1の第1アライメントマーク101aの画像と第1の第2アライメントマーク102aの画像とを重畳した状態で、第1表示部9aに表示するとともに、第2の位置で撮影した第2の第1アライメントマーク101bの画像と第2の第2アライメントマーク102bの画像とを重畳した状態で、第2表示部9bに表示する。このときには、第1表示部9aには、画像記憶部26に記憶された画像が表示され、第2表示部9bには実際に第1カメラ8aおよび第2カメラ8bにより撮影されている画像が表示される。なお、図8(a)は、このときに第1表示部9aに表示される第1の第1アライメントマーク101aの画像と第1の第2アライメントマーク102aの画像とを拡大して表示している。
Then, the image of the first
なお、図7における上から二段目においては、上述したように、画像記憶部26に記憶され第1表示部9aに表示される仮想的な画像を細線で示し、第2表示部9bに表示される実画像を太線で示している。これは、以下の説明においても同様である。
In the second row from the top in FIG. 7, as described above, the virtual image stored in the
この状態において、第1の第1アライメントマーク101aの画像の位置と第1の第2アライメントマーク102aの画像の位置とを一致させ、また、第2の第1アライメントマーク101bの画像の位置と第2の第2アライメントマーク102bの画像の位置とを一致させるために、オペレータが第1表示部9aおよび第2表示部9bを確認しながら、操作部24におけるスイッチS1、S2、S3を操作することにより、支持部材11を介してシリコン基板2をX、Y、θ方向に移動させる。
In this state, the position of the image of the first
このときには、移動検出部23が、支持部材11により支持されたシリコン基板2の移動方向および移動量を検出する。このシリコン基板2の移動方向および移動量の検出には、モータM1、M2、M3への駆動パルス量が利用される。そして、制御部20における画像処理部21は、移動検出部23により検出されたシリコン基板2の移動方向および移動量、ならびに、撮影時の第1カメラ8aの位置に基づいて、第1カメラ8aにより撮影し画像記憶部26に記憶した第1の第1アライメントマーク101aの画像の第1表示部9aにおける表示位置を、シリコン基板2の移動に同期させて移動させる。なお、シリコン基板2の移動に伴い、第1カメラ8aにより撮影されている第2の第1アライメントマーク101bの画像の第2表示部9bにおける表示位置も、移動することになる。すなわち、このときには、第1カメラ8aにより撮影し画像記憶部26に記憶した第1の第1アライメントマーク101aの画像が画像処理部21の作用により移動するとともに、実際に第1カメラ8aにより撮影されている第2の第1アライメントマーク101bがシリコン基板2の移動に伴って移動することになる。
At this time, the
図7における上から三段目においては、オペレータによる操作部24の操作により、第1の第1アライメントマーク101aの位置と第1の第2アライメントマーク102aの位置が、また、第2の第1アライメントマーク101bの位置と第2の第2アライメントマーク102bの位置が整合しつつある状態を示している。この状態においても、第1カメラ8aにより撮影し画像記憶部26に記憶した第1の第1アライメントマーク101aの画像の第1表示部9aにおける表示位置と、第1カメラ8aにより撮影されている実際の第2の第1アライメントマーク101bの画像の第2表示部9bにおける表示位置とが移動を続ける。
In the third row from the top in FIG. 7, the position of the first
そして、図7における上から四段目に示すように、第1の第1アライメントマーク101aの位置と第1の第2アライメントマーク102aの位置が完全に整合し、かつ、第2の第1アライメントマーク101bの位置と第2の第2アライメントマーク102bの位置が完全に整合すれば、シリコン基板2とマスク基板3との位置決めが終了する。図8(b)は、このような状態において、第1表示部9aに表示される第1の第1アライメントマーク101aの画像と第1の第2アライメントマーク102aの画像とを拡大して表示したものである。
Then, as shown in the fourth row from the top in FIG. 7, the position of the first
以上の工程によりシリコン基板2とマスク基板3との位置決めが完了するが、第1表示部9aに表示された第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aの画像は、仮想的なものである。このため、再度、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aの位置を確認するようにしてもよい。
Although the positioning of the
この場合においては、図5において実線で示すように、第1カメラ8aおよび第2カメラ8bからなる撮影部8を、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aとを撮影可能な第1の位置に、再度、移動させる。そして、第1カメラ8aにより第1の第1アライメントマーク101aを撮影するとともに、第2カメラ8bにより第1の第2アライメントマーク102aを撮影する。撮影された第1の第1アライメントマーク101aの画像と第1の第2アライメントマーク102aの画像とは、第1表示部9aに表示される。
In this case, as shown by a solid line in FIG. 5, the photographing
このときに、図8に示す場合と同様、第1の第1アライメントマーク101aの位置と第1の第2アライメントマーク102aとの位置が完全に整合していれば、確認作業は終了する。一方、このときに、第1の第1アライメントマーク101aの位置と第1の第2アライメントマーク102aの位置とが整合していなかった場合には、オペレータが第1表示部9aおよび第2表示部9bを確認しながら、再度、操作部24におけるスイッチS1、S2、S3を操作することにより、支持部材11を介してシリコン基板2をX、Y、θ方向に移動させる。
At this time, as in the case shown in FIG. 8, if the position of the first
このときにも、移動検出部23が、支持部材11により支持されたシリコン基板2の移動方向および移動量を検出する。このシリコン基板2の移動方向および移動量の検出には、モータM1、M2、M3への駆動パルス量が利用される。そして、制御部20における画像処理部21は、移動検出部23により検出されたシリコン基板2の移動方向および移動量、ならびに、撮影時の第1カメラ8aの位置に基づいて、第1カメラ8aにより撮影し画像記憶部26に記憶した第2の第1アライメントマーク101bの画像の第2表示部9bにおける表示位置を、シリコン基板2の移動に同期させて移動させる。なお、シリコン基板2の移動に伴い、第1カメラ8aにより撮影されている第1の第1アライメントマーク101aの画像の第1表示部9aにおける表示位置も、移動することになる。すなわち、このときには、第1カメラ8aにより撮影し画像記憶部26に記憶した第2の第1アライメントマーク101bの画像が画像処理部21の作用により移動するとともに、実際に第1カメラ8aにより撮影されている第1の第1アライメントマーク101aがシリコン基板2の移動に伴って移動することになる。
Also at this time, the
そして、第1の第1アライメントマーク101aの位置と第1の第2アライメントマーク102aの位置が完全に整合し、かつ、第2の第1アライメントマーク101bの位置と第2の第2アライメントマーク102bの位置が完全に整合すれば、再確認後のシリコン基板2とマスク基板3との位置決めが終了する。なお、必要に応じ、上記の動作をさらに繰り返してもよい。
The position of the first
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図9は、この発明の第2実施形態に係る基板の位置決め装置において、撮影部8を構成する単一のカメラ(以下、撮像部8を構成するカメラをカメラ8とも呼称する)により第1アライメントマーク101および第2アライメントマーク102を撮影する状態を示す模式図である。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows a substrate alignment apparatus according to a second embodiment of the present invention, in which the first alignment is performed by a single camera constituting the imaging unit 8 (hereinafter, the camera constituting the
この実施形態においては、非透光性のシリコン基板2の上面に形成された一対の第1アライメントマーク101a、101bと透光性のマスク基板3の下面に形成された一対の第2アライメントマーク102a、102bとを、単一のカメラ8により撮影する構成を有する。そして、カメラ8が透光性のマスク基板3の下面に形成された一対の第2アライメントマーク102a、102bを撮影するときには、カメラ8は図9において実線または二点鎖線で示す高さ位置に配置され、非透光性のシリコン基板2の上面に形成された一対の第1アライメントマーク101a、101bを撮影するときには、カメラ8は図9において一点鎖線で示す高さ位置に配置される。そして、それぞれの高さ位置で撮影した第1アライメントマーク101a、101bおよび第2アライメントマーク102a、102bの画像は、制御部20における画像記憶部26に記憶される。
In this embodiment, a pair of first alignment marks 101 a and 101 b formed on the upper surface of the
この実施形態においては、第2の第2アライメントマーク102bについては、画像記憶部26に記憶された画像が利用される。この第2の第2アライメントマーク102bの画像の第2表示部9b中の位置は、常に、固定されている。その他の構成および位置決め工程については、上述した第1実施形態と同様である。
In this embodiment, an image stored in the
次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図10は、この発明の第3実施形態に係る基板の位置決め装置において、撮影部8を構成する単一のカメラ8より第1アライメントマーク101および第2アライメントマーク102を撮影する状態を示す模式図である。
Next, still another embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which the
この実施形態においては、上述した第1、第2実施形態とは異なり、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aを、また、第2の第1アライメントマーク101bと第2の第2アライメントマーク102bとを、カメラ8により同時に撮影する構成を採用している。カメラ8における光学系の焦点深度が深い場合や、シリコン基板2とマスク基板3とが近接している場合においては、このように、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aを、また、第2の第1アライメントマーク101bと第2の第2アライメントマーク102bとを同時に撮影することが可能となる。
In this embodiment, unlike the first and second embodiments described above, the first
図11は、この第3実施形態において、シリコン基板2に形成されている第1アライメントマーク101と、マスク基板3に形成されている第2アライメントマーク102の平面図である。また、図12は、第3実施形態において、シリコン基板2とマスク基板3とを位置決めするときに第1表示部9aに表示される第1の第1アライメントマーク101aおよび第1の第2アライメントマーク102a等の移動の様子を示す説明図である。
FIG. 11 is a plan view of the
この第3実施形態においては、マスク基板3に形成されている第2アライメントマーク102として、例えば、矩形状のマークを採用している。なお、第2アライメントマーク102の形状は、このような形状に限定されるものではない。
In the third embodiment, for example, a rectangular mark is employed as the
この第3実施形態においては、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aを、また、第2の第1アライメントマーク101bと第2の第2アライメントマーク102bとを、カメラ8により同時に撮影する構成であることから、上述した実施形態のように、シリコン基板2に移動に伴って、第1の第1アライメントマーク101aの画像だけを移動させることは不可能であり、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aの画像が同時に移動することになる。
In the third embodiment, the first
このため、この第3実施形態においては、図12(a)に示すように、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aとを同時に撮影した画像に対して、第1の第2アライメントマーク102aの中心を示す標線103を、制御部20における画像処理部21が形成する。この標線103は、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aとを同時に撮影した画像が移動しても、移動しないものとなっている。
For this reason, in the third embodiment, as shown in FIG. 12 (a), the first
この第3実施形態においては、上述した実施形態と同様、オペレータが操作部24におけるスイッチS1、S2、S3を操作することにより、支持部材11を介してシリコン基板2をX、Y、θ方向に移動させたときに、移動検出部23が支持部材11により支持されたシリコン基板2の移動方向および移動量を検出し、画像処理部21が移動検出部23により検出されたシリコン基板2の移動方向および移動量、ならびに、撮影時のカメラ8の位置に基づいて、カメラ8により撮影し画像記憶部26に記憶した第1の第1アライメントマーク101aおよび第1の第2アライメントマーク102aの画像の第1表示部9aにおける表示位置を、シリコン基板2の移動に同期させて移動させる。
In the third embodiment, as in the above-described embodiment, the operator operates the switches S1, S2, and S3 in the
そして、図12(b)に示すように、第1表示部9aに表示された標線103と、同時に移動する第1の第1アライメントマーク101aおよび第1の第2アライメントマーク102aの画像における第1の第1アライメントマーク101aとが整合するように、シリコン基板2を移動させて位置決めを実行する。他の構成は、上述した第1、第2実施形態と同様である。
Then, as shown in FIG. 12B, the
なお、この第3実施形態において、標線103を表示する代わりに、最初に撮影した第1の第2アライメントマーク102aの画像と、移動後の第1の第1アライメントマーク101aの画像を整合させることにより、シリコン基板2とマスク基板3との位置決めを実行することも可能である。図13は、このような実施形態において、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aとの位置決め動作を示す説明図である。なお、この実施形態においては、第1アライメントマーク101および第2アライメントマーク102として、図3に示す第1実施形態に使用したものと同様の形状を有するものを使用している。
In the third embodiment, instead of displaying the
この実施形態においても、最初に、図13(a)に示すように、第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aとを同時に撮影する。この画像は、制御部20におおける画像記憶部26に記憶される。そして、上述した実施形態と同様、オペレータが操作部24におけるスイッチS1、S2、S3を操作することにより、支持部材11を介してシリコン基板2をX、Y、θ方向に移動させたときに、移動検出部23が支持部材11により支持されたシリコン基板2の移動方向および移動量を検出し、画像処理部21が移動検出部23により検出されたシリコン基板2の移動方向および移動量、ならびに、撮影時のカメラ8の位置に基づいて、カメラ8により撮影し画像記憶部26に記憶した第1の第1アライメントマーク101aおよび第1の第2アライメントマーク102aの画像の第1表示部9aにおける表示位置を、シリコン基板2の移動に同期させて移動させる。
Also in this embodiment, first, as shown in FIG. 13A, the first
このときに、画像処理部21は、図13(c)に示すように、第1表示部9aに対して、最初に撮影された第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aの画像と、移動後の第1の第1アライメントマーク101aと第1の第2アライメントマーク102aの画像とを、重ね合わせて表示する。そして、オペレータは、最初に撮影された第1の第2アライメントマーク102aの位置と、移動後の第1の第1アライメントマーク101aの位置とを整合させることにより、シリコン基板2の位置決めを行う。このような構成を採用することにより、標線103の表示を省略することが可能となる。
At this time, as shown in FIG. 13C, the
なお、上述した実施形態においては、マスク基板3に対してシリコン基板2を移動させているが、シリコン基板2を固定しマスク基板3を移動させるようにしてもよい。また、この発明に係る第1基板および第2基板としては、シリコン基板2やマスク基板3以外の基板を使用してもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態においては、シリコン基板2に対して一対の第1アライメントマーク101を形成するとともに、マスク基板3に対して一対の第2アライメントマークを形成しているが、各基板の角の部分等をアライメントマークの一部または全部として使用してもよい。
In the above-described embodiment, the pair of first alignment marks 101 is formed on the
1 コリメートミラー
2 シリコン基板
3 マスク基板
4 光源
5 集光ミラー
6 ダイクロイックミラー
7 フライアイレンズ
8 撮影部
8a 第1カメラ
8b 第2カメラ
9 表示部
9a 第1表示部
9b 第2表示部
11 支持部材
12 支持部材
13 基部
14 回転部
20 制御部
21 画像処理部
22 基板移動機構
23 移動検出部
24 操作部
25 撮影部移動機構
26 画像記憶部
101 第1アライメントマーク
101a 第1の第1アライメントマーク
101b 第2の第1アライメントマーク
102 第2アライメントマーク
102a 第1の第2アライメントマーク
102b 第2の第2アライメントマーク
103 標線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記第1の第1アライメントマーク、前記第2の第1アライメントマーク、前記第1の第2アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークを撮影するための撮影部を、前記第1の第1アライメントマークと前記第1の第2アライメントマークとを撮影可能な第1の位置に移動させる第1撮影部移動工程と、
前記撮影部により、前記第1の第1アライメントマークと前記第1の第2アライメントマークとを撮影する第1撮影工程と、
前記撮影部を、前記第2の第1アライメントマークと前記第2の第2アライメントマークとを撮影可能な第2の位置に移動させる第2撮影部移動工程と、
前記撮影部により、前記第2の第1アライメントマークと前記第2の第2アライメントマークとを撮影する第2撮影工程と、
前記第1撮影工程で撮影した前記第1の第1アライメントマークおよび前記第1の第2アライメントマークの画像を表示するとともに、前記第2撮影工程で撮影した前記第2の第1アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークの画像を表示する表示工程と、
前記第1基板を移動させるとともに、前記第1基板の移動方向および移動量に基づいて、前記第1撮影工程で撮影された前記第1の第1アライメントマークの画像を、前記第1基板の移動に同期させて移動させる第1アライメントマーク画像移動工程と、
を含むことを特徴とする基板の位置決め方法。 The first substrate on which the first first alignment mark and the second first alignment mark are formed, and the second substrate on which the first second alignment mark and the second second alignment mark are formed, The position of the first first alignment mark is aligned with the position of the first second alignment mark, and the position of the second first alignment mark is aligned with the position of the second second alignment mark. A substrate positioning method for positioning, comprising:
An imaging unit for imaging the first first alignment mark, the second first alignment mark, the first second alignment mark, and the second second alignment mark is provided in the first first. A first imaging unit moving step of moving the alignment mark and the first second alignment mark to a first position where imaging is possible;
A first imaging step of imaging the first first alignment mark and the first second alignment mark by the imaging unit;
A second photographing unit moving step of moving the photographing unit to a second position where the second first alignment mark and the second second alignment mark can be photographed;
A second imaging step of imaging the second first alignment mark and the second second alignment mark by the imaging unit;
An image of the first first alignment mark and the first second alignment mark photographed in the first photographing step is displayed, and the second first alignment mark and the second photographed in the second photographing step are displayed. A display step of displaying an image of the second second alignment mark;
The first substrate is moved, and the image of the first alignment mark imaged in the first imaging step is moved based on the moving direction and the moving amount of the first substrate. A first alignment mark image moving step for moving in synchronization with
A method for positioning a substrate, comprising:
前記撮影部を、前記第2の位置から、再度、前記第1の位置に移動させる第3撮影部移動工程と、
前記撮影部により、前記第1の第1アライメントマークと前記第1の第2アライメントマークとを撮影する第3撮影工程と、
前記第2撮影工程で撮影した前記第2の第1アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークの画像を表示するとともに、前記第3撮影工程で撮影した前記第1の第1アライメントマークおよび前記第1の第2アライメントマークの画像を表示する表示工程と、
前記第1基板を移動させるとともに、前記第1基板の移動方向および移動量に基づいて、前記第2撮影工程で撮影された前記第2の第1アライメントマークの画像を、前記第1基板の移動に同期させて移動させる第2アライメントマーク画像移動工程と、
をさらに含む基板の位置決め方法。 The substrate positioning method according to claim 1,
A third imaging unit moving step of moving the imaging unit from the second position to the first position again;
A third imaging step of imaging the first first alignment mark and the first second alignment mark by the imaging unit;
An image of the second first alignment mark and the second second alignment mark photographed in the second photographing step is displayed, and the first first alignment mark and the second photographed in the third photographing step are displayed. A display step of displaying an image of the first second alignment mark;
The first substrate is moved, and an image of the second first alignment mark photographed in the second photographing step is moved based on the moving direction and the moving amount of the first substrate. A second alignment mark image moving step for moving in synchronization with
A method for positioning a substrate further comprising:
前記第1の第1アライメントマーク、前記第2の第1アライメントマーク、前記第1の第2アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークを撮影するための撮影部と、
前記撮影部を、前記第1の第1アライメントマークと前記第1の第2アライメントマークとを撮影可能な第1の位置と、前記第2の第1アライメントマークと前記第2の第2アライメントマークとを撮影可能な第2の位置との間で移動させる撮影部移動機構と、
前記撮影部により撮影した前記第1の第1アライメントマークおよび前記第1の第2アライメントマークの画像を表示する第1表示部と、
前記撮影部により撮影した前記第2の第1アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークの画像を表示する第2表示部と、
前記第1基板を移動させる基板移動機構と、
前記基板移動機構による前記第1基板の移動方向および移動量を検出する移動検出部と、
前記移動検出部により検出した前記第1基板の移動方向および移動量に基づいて、前記第1表示部に表示された前記第1の第1アライメントマークの画像の表示位置を、前記第1基板の移動に同期させて移動させる画像処理部と、
を備えたことを特徴とする基板の位置決め装置。 The first substrate on which the first first alignment mark and the second first alignment mark are formed, and the second substrate on which the first second alignment mark and the second second alignment mark are formed, The position of the first first alignment mark is aligned with the position of the first second alignment mark, and the position of the second first alignment mark is aligned with the position of the second second alignment mark. A substrate positioning device for positioning,
An imaging unit for imaging the first first alignment mark, the second first alignment mark, the first second alignment mark, and the second second alignment mark;
The imaging unit includes a first position where the first first alignment mark and the first second alignment mark can be imaged, the second first alignment mark, and the second second alignment mark. And a photographing unit moving mechanism that moves between the second position where the photographing can be performed,
A first display unit for displaying images of the first first alignment mark and the first second alignment mark taken by the photographing unit;
A second display unit for displaying images of the second first alignment mark and the second second alignment mark taken by the photographing unit;
A substrate moving mechanism for moving the first substrate;
A movement detector for detecting a movement direction and a movement amount of the first substrate by the substrate movement mechanism;
Based on the movement direction and the movement amount of the first substrate detected by the movement detection unit, the display position of the image of the first first alignment mark displayed on the first display unit is determined on the first substrate. An image processing unit that moves in synchronization with the movement;
An apparatus for positioning a substrate, comprising:
前記撮影部は、前記第1基板側から前記第1の第1アライメントマークおよび前記第2の第1アライメントマークを撮影する第1カメラと、前記第2基板側から前記第1の第2アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークを撮影する第2カメラとを備える基板の位置決め装置。 The substrate positioning apparatus according to claim 3, wherein
The photographing unit includes a first camera that photographs the first first alignment mark and the second first alignment mark from the first substrate side, and the first second alignment mark from the second substrate side. And a substrate positioning device comprising: a second camera for photographing the second second alignment mark.
前記第1基板と前記第2基板の少なくとも一方は透光性を有し、
前記撮影部は、前記第1基板と前記第2基板のうちの透光性を有する基板側から前記第1の第1アライメントマーク、前記第2の第1アライメントマーク、前記第1の第2アライメントマークおよび前記第2の第2アライメントマークを撮影する基板の位置決め装置。
The substrate positioning apparatus according to claim 3, wherein
At least one of the first substrate and the second substrate has translucency,
The imaging unit includes the first first alignment mark, the second first alignment mark, and the first second alignment from the translucent substrate side of the first substrate and the second substrate. A substrate positioning apparatus for photographing a mark and the second second alignment mark.
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