JP2896155B2 - ウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装置と検査方法 - Google Patents
ウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装置と検査方法Info
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- JP2896155B2 JP2896155B2 JP1066812A JP6681289A JP2896155B2 JP 2896155 B2 JP2896155 B2 JP 2896155B2 JP 1066812 A JP1066812 A JP 1066812A JP 6681289 A JP6681289 A JP 6681289A JP 2896155 B2 JP2896155 B2 JP 2896155B2
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- electrostatic chuck
- wafer
- gas
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 ウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装置に関し、 吸着面に設けられた絶縁膜のピンホールによって半導
体ウェーハに生じる欠陥を防止することを目的とし、 正負両極が平面上に配置された電極を被覆する絶縁膜
と、該絶縁膜の上面に開口し、かつ厚み方向に貫通した
小孔とを有するウェーハ用静電チャックにおいて、該絶
縁膜を検査するウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装
置であって、前記小孔にプラズマ生成用のガスを供給す
るためのガス供給手段と、前記電極に電圧を供給する電
源と、前記絶縁膜の欠陥によって発生したプラズマによ
る、放電電流または電圧降下を監視する検知回路とを備
えているようにウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装
置を構成し、 正負両極が平面上に配置された電極と、該電極を被覆
する絶縁膜とを有するウェーハ用静電チャックにおい
て、該絶縁膜を検査するウェーハ用静電チャックの絶縁
膜検査方法であって、該絶縁膜の表面にプラズマ生成用
のガスを供給すると共に、該電極間に所定の電圧を印加
し、その際の該絶縁膜の欠陥によって発生したプラズマ
による、放電電流または電圧降下を測定するようにウェ
ーハ用静電チャックの絶縁膜検査装置を構成する。
体ウェーハに生じる欠陥を防止することを目的とし、 正負両極が平面上に配置された電極を被覆する絶縁膜
と、該絶縁膜の上面に開口し、かつ厚み方向に貫通した
小孔とを有するウェーハ用静電チャックにおいて、該絶
縁膜を検査するウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装
置であって、前記小孔にプラズマ生成用のガスを供給す
るためのガス供給手段と、前記電極に電圧を供給する電
源と、前記絶縁膜の欠陥によって発生したプラズマによ
る、放電電流または電圧降下を監視する検知回路とを備
えているようにウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装
置を構成し、 正負両極が平面上に配置された電極と、該電極を被覆
する絶縁膜とを有するウェーハ用静電チャックにおい
て、該絶縁膜を検査するウェーハ用静電チャックの絶縁
膜検査方法であって、該絶縁膜の表面にプラズマ生成用
のガスを供給すると共に、該電極間に所定の電圧を印加
し、その際の該絶縁膜の欠陥によって発生したプラズマ
による、放電電流または電圧降下を測定するようにウェ
ーハ用静電チャックの絶縁膜検査装置を構成する。
本発明は、半導体ウェーハの吸着に用いられる静電チ
ャックの絶縁膜検査装置に関する。
ャックの絶縁膜検査装置に関する。
近年、エレクトロニクスの発展は目ざましいものがあ
るが、その発展は、半導体デバイスの技術革新に負うと
ころが大きい。
るが、その発展は、半導体デバイスの技術革新に負うと
ころが大きい。
中でも、シリコン半導体を用いた集積回路の大規模・
高集積化は、非常に急速に推移しており、１チップ内に
集積される素子数は、メモリ素子の容量で見て、数年単
位で４倍に拡大している。
高集積化は、非常に急速に推移しており、１チップ内に
集積される素子数は、メモリ素子の容量で見て、数年単
位で４倍に拡大している。
それに伴い、シリコンウェーハからデバイスに仕上げ
るまでの一連の工程の中で、いわゆるウェーハプロセス
と呼ばれるパターニングが終了するまでの工程で、ウェ
ーハの取り扱い如何に効率よく、しかも、安定に行うか
が、生産性向上の上から重要である。
るまでの一連の工程の中で、いわゆるウェーハプロセス
と呼ばれるパターニングが終了するまでの工程で、ウェ
ーハの取り扱い如何に効率よく、しかも、安定に行うか
が、生産性向上の上から重要である。
ウェーハプロセスには、一般に、酸化、レジスト処
理、露光、現像、エッチング、不純物導入といった幾つ
かの工程が繰り返されるが、その工程の各所でウェーハ
の保持が行われる。
理、露光、現像、エッチング、不純物導入といった幾つ
かの工程が繰り返されるが、その工程の各所でウェーハ
の保持が行われる。
このウェーハを保持する治具には各種あるが、その１
つに、電界のクーロン力を利用した静電チャックがあ
る。
つに、電界のクーロン力を利用した静電チャックがあ
る。
静電チャックは、真空に吸引して吸着する真空チャッ
クを行うことができない真空装置の中などにおいて、ウ
ェーハ処理を行うときに用いられることが多く、例え
ば、ドライエッチング装置などに装備される。
クを行うことができない真空装置の中などにおいて、ウ
ェーハ処理を行うときに用いられることが多く、例え
ば、ドライエッチング装置などに装備される。
第２図は静電チャックの一例の構成図であり、同図
（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）はＸ−Ｘ′断面図である。
（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）はＸ−Ｘ′断面図である。
同図において、静電チャック２は、工作機械の被加工
物をチャックするもので方形の形状もあるが、シリコン
ウェーハなどを吸着する形式のものでは、円形の形状が
多い。
物をチャックするもので方形の形状もあるが、シリコン
ウェーハなどを吸着する形式のものでは、円形の形状が
多い。
被吸着物を吸着する凸状の表面には、膜厚が100〜300
μｍの絶縁膜４が被覆されており、その絶縁膜４を剥い
でみると、その下には電極３が設けられている。
μｍの絶縁膜４が被覆されており、その絶縁膜４を剥い
でみると、その下には電極３が設けられている。
この電極３は、電極３と被吸着物との間に高電圧を印
加してクーロン力を生じさせるもので、ここでは、同心
円状の櫛歯状パターン電極が交互に配置された形状にな
っている。
加してクーロン力を生じさせるもので、ここでは、同心
円状の櫛歯状パターン電極が交互に配置された形状にな
っている。
ただし、この電極３のパターン形状は、円を２つに割
った形状であったり、九十九折り形状であったり、被吸
着物の形状などによって種々の形態が採られている。
った形状であったり、九十九折り形状であったり、被吸
着物の形状などによって種々の形態が採られている。
また、電極３の隙間には、底から絶縁膜４まで貫通し
た小孔５が適宜設けられており、この小孔５は、例え
ば、絶縁膜４と被吸着物との隙間にガスを流し込んで、
冷却を行う目的などに用いられている。
た小孔５が適宜設けられており、この小孔５は、例え
ば、絶縁膜４と被吸着物との隙間にガスを流し込んで、
冷却を行う目的などに用いられている。
凸状の表面から１段下がったドーナツ型の面には、適
宜取り付け孔16が設けられており、種々の製造装置に固
定するとき用いられる。
宜取り付け孔16が設けられており、種々の製造装置に固
定するとき用いられる。
静電チャックには、ウェーハなどを吸着する際に、電
極３から引き出された端子17に、図示してない高圧回路
から、数kVの高い直流電圧が印加される。
極３から引き出された端子17に、図示してない高圧回路
から、数kVの高い直流電圧が印加される。
従って、絶縁膜４にピンホールと呼ばれるような微小
な穴が開いていても、絶縁破壊を起こし、放電を起こし
てしまうことが間々ある。
な穴が開いていても、絶縁破壊を起こし、放電を起こし
てしまうことが間々ある。
以上述べたように、静電チャックには、半導体ウェー
ハなどを吸着する際に、±数kVの高い直流電圧が印加さ
れる。
ハなどを吸着する際に、±数kVの高い直流電圧が印加さ
れる。
そのため、絶縁膜にピンホールと呼ばれるような微小
な穴が開いていても、絶縁破壊を起こし、それが原因と
なって放電を起こしてしまうことが間々ある。
な穴が開いていても、絶縁破壊を起こし、それが原因と
なって放電を起こしてしまうことが間々ある。
この放電が起きると、ウェーハの表面に傷がつき、ウ
ェーハプロセスを通った後で不良品になってしまう。
ェーハプロセスを通った後で不良品になってしまう。
そこで、静電チャックをウェーハプロセス用の製造装
置に装着して使用する前に、静電チャックの絶縁膜に欠
陥がないかどうかを検査し、もし絶縁膜に、ピンホール
などのような傷のある欠陥品は予め使わないことにしな
いと、不良品を出してしまう問題があった。
置に装着して使用する前に、静電チャックの絶縁膜に欠
陥がないかどうかを検査し、もし絶縁膜に、ピンホール
などのような傷のある欠陥品は予め使わないことにしな
いと、不良品を出してしまう問題があった。
上で述べた課題は、正負両極が平面上に配置された電
極を被覆する絶縁膜と、該絶縁膜の上面に開口し、かつ
厚み方向に貫通した小孔とを有するウェーハ用静電チャ
ックにおいて、該絶縁膜を検査するウェーハ用静電チャ
ックの絶縁膜検査装置であって、前記小孔にプラズマ生
成用のガスを供給するためのガス供給手段と、前記電極
に電圧を供給する電源と、前記絶縁膜の欠陥によって発
生したプラズマによる、放電電流または電圧降下を監視
する検知回路とを備えているように構成されたウェーハ
用静電チャックの絶縁膜検査装置と、 正負両極が平面上に配置された電極と、該電極を被覆
する絶縁膜とを有するウェーハ用静電チャックにおい
て、該絶縁膜を検査するウェーハ用静電チャックの絶縁
膜検査方法であって、該絶縁膜の表面にプラズマ生成用
のガスを供給すると共に、該電極間に所定の電圧を印加
し、その際の該絶縁膜の欠陥によって発生したプラズマ
による、放電電流または電圧降下を測定するように構成
されたウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査方法と、に
よって達成できる。
極を被覆する絶縁膜と、該絶縁膜の上面に開口し、かつ
厚み方向に貫通した小孔とを有するウェーハ用静電チャ
ックにおいて、該絶縁膜を検査するウェーハ用静電チャ
ックの絶縁膜検査装置であって、前記小孔にプラズマ生
成用のガスを供給するためのガス供給手段と、前記電極
に電圧を供給する電源と、前記絶縁膜の欠陥によって発
生したプラズマによる、放電電流または電圧降下を監視
する検知回路とを備えているように構成されたウェーハ
用静電チャックの絶縁膜検査装置と、 正負両極が平面上に配置された電極と、該電極を被覆
する絶縁膜とを有するウェーハ用静電チャックにおい
て、該絶縁膜を検査するウェーハ用静電チャックの絶縁
膜検査方法であって、該絶縁膜の表面にプラズマ生成用
のガスを供給すると共に、該電極間に所定の電圧を印加
し、その際の該絶縁膜の欠陥によって発生したプラズマ
による、放電電流または電圧降下を測定するように構成
されたウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査方法と、に
よって達成できる。
本発明になるウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装
置によれば、半導体ウェーハなどを吸着する静電チャッ
クの吸着面に設けられた絶縁膜に、ピンホールなどの欠
陥がないかどうかを予め検査することによって、欠陥を
もった静電チャックを使用してウェーハを吸着したため
に、ウェーハの表面に傷がついて不良になってしまうこ
とを防ぐことができる。
置によれば、半導体ウェーハなどを吸着する静電チャッ
クの吸着面に設けられた絶縁膜に、ピンホールなどの欠
陥がないかどうかを予め検査することによって、欠陥を
もった静電チャックを使用してウェーハを吸着したため
に、ウェーハの表面に傷がついて不良になってしまうこ
とを防ぐことができる。
すなわち、本装置においては、底蓋とチャンバとに分
割して、検査を行う静電チャックの着脱が容易にできる
ようにしている。
割して、検査を行う静電チャックの着脱が容易にできる
ようにしている。
また、静電チャックの吸着面に設けられた絶縁膜の欠
陥を見出すために、その絶縁膜にダミーウェーハを吸着
させ、絶縁膜とダミーウェーハとの微小な隙間に、例え
ば、アルゴン（Ar）や四ふっ化炭素（CF4）ガスのよう
な、電場の中でイオン化してガスプラズマが形成される
ガスを導入し、もし絶縁膜にピンホールのような欠陥が
あれば、その部分で電界が集中し、ガスプラズマが発生
するようにしている。
陥を見出すために、その絶縁膜にダミーウェーハを吸着
させ、絶縁膜とダミーウェーハとの微小な隙間に、例え
ば、アルゴン（Ar）や四ふっ化炭素（CF4）ガスのよう
な、電場の中でイオン化してガスプラズマが形成される
ガスを導入し、もし絶縁膜にピンホールのような欠陥が
あれば、その部分で電界が集中し、ガスプラズマが発生
するようにしている。
そして、このガスプラズマによる絶縁膜の欠陥の検知
は、数mAの大きな放電電流か、あるいは数百Ｖの大きな
電圧降下を測定することによって行っている。
は、数mAの大きな放電電流か、あるいは数百Ｖの大きな
電圧降下を測定することによって行っている。
このように、本発明においては、絶縁膜とダミーウェ
ーハとの隙間において、絶縁膜に傷があったとき、その
傷の部分でガスプラズマを発生させて、絶縁膜の異常を
検知する方法を採っている。
ーハとの隙間において、絶縁膜に傷があったとき、その
傷の部分でガスプラズマを発生させて、絶縁膜の異常を
検知する方法を採っている。
従って、明らかに孔が開いている場合はもちろんであ
るが、絶縁膜を貫通していない孔であっても、絶縁耐圧
が低くて何れ絶縁破壊が起こるであろう擬似ピンホール
は、強制的に絶縁破壊が起こって欠陥品として検知でき
る。
るが、絶縁膜を貫通していない孔であっても、絶縁耐圧
が低くて何れ絶縁破壊が起こるであろう擬似ピンホール
は、強制的に絶縁破壊が起こって欠陥品として検知でき
る。
つまり、初期不良として、欠陥品と見なせないもので
も、合理的に選別除去できる特徴がある。
も、合理的に選別除去できる特徴がある。
第１図は本発明の一実施例説明図であり、同図（Ａ）
は断面図、同図（Ｂ）は分解斜視図をそれぞれ示す。
は断面図、同図（Ｂ）は分解斜視図をそれぞれ示す。
同図において、底蓋８とチャンバ10は不錆鋼で作り、
直径250mmφの静電チャック２が検査できる大きさにし
た。
直径250mmφの静電チャック２が検査できる大きさにし
た。
また、底蓋８には、8mmφの不錆鋼の管でガス導入口
６とガス流出口７とを設け、ガス導入口６には図示して
ない配管系によって、CF4ガスが制御性よく導入できる
ようにし、ガス流出口７には図示してない排気系に連結
した。
６とガス流出口７とを設け、ガス導入口６には図示して
ない配管系によって、CF4ガスが制御性よく導入できる
ようにし、ガス流出口７には図示してない排気系に連結
した。
チャンバ10の側壁には、排気口９を設け、図示してな
い排気系に連結した。
い排気系に連結した。
さらに、底蓋８とチャンバ10は、ともに接地した。
静電チャック２には、第２図に図示した形状の直径22
0mmφで、５インチのシリコンウェーハが吸着できるも
のを準備した。
0mmφで、５インチのシリコンウェーハが吸着できるも
のを準備した。
この静電チャック２の吸着面に冠着される絶縁膜４に
は、厚さが0.2mmのポリエステルフィルムを用いた。
は、厚さが0.2mmのポリエステルフィルムを用いた。
大小２つのＯリング13、14には、シリコンゴム製のガ
スケットを用いた。
スケットを用いた。
そして、静電チャック２の２個の小孔５のそれぞれと
ガス導入口６およびガス流出口７との連結ようの小Ｏリ
ング13には、内径10mmφのガスケットを、また静電チャ
ック２とチャンバ10との気密用の大Ｏリング14には、内
径200mmφのガスケットをそれぞれ用いた。
ガス導入口６およびガス流出口７との連結ようの小Ｏリ
ング13には、内径10mmφのガスケットを、また静電チャ
ック２とチャンバ10との気密用の大Ｏリング14には、内
径200mmφのガスケットをそれぞれ用いた。
こうして製作した底蓋８の上に２個の小Ｏリング13を
配置して、その上に静電チャック２を乗せ、その静電チ
ャック２の絶縁膜４の上にはダミーウェーハ11を乗せ
た。
配置して、その上に静電チャック２を乗せ、その静電チ
ャック２の絶縁膜４の上にはダミーウェーハ11を乗せ
た。
また、電極３に連なる端子17を、高圧回路12に接続し
た。
た。
この高圧回路12は、高電圧を発生する電源18と電流を
計測できる検知回路19とで構成した。
計測できる検知回路19とで構成した。
さらに、チャンバ10が気密になるように大Ｏリング14
を配置して、その上にチャンバ10を乗せた。
を配置して、その上にチャンバ10を乗せた。
次いで、排気口９から、チャンバ10の中を10-6Torrの
真空度に排気した。
真空度に排気した。
その後、ガス導入口６からCF4ガスを毎分15ml導入し
て、静電チャック２の絶縁膜４とダミーウェーハ11との
隙間をCF4ガスで満たしなが。ら、ガス流出口７から排
気した。
て、静電チャック２の絶縁膜４とダミーウェーハ11との
隙間をCF4ガスで満たしなが。ら、ガス流出口７から排
気した。
高圧回路12から静電チャック２の電極３の端子17の一
方に＋2kV、他方に−2kVをそれぞれ印加し、検知回路19
で電流値を監視した。
方に＋2kV、他方に−2kVをそれぞれ印加し、検知回路19
で電流値を監視した。
その結果、絶縁膜４にピンホールなどの欠陥15がある
と、その位置でガスプラズマが発生し、電流値が2mA程
度流れることが分かった。
と、その位置でガスプラズマが発生し、電流値が2mA程
度流れることが分かった。
しかも、この電流値は欠陥の有無とよく対応すること
が確認できた。
が確認できた。
こゝでは、静電チャックの検査装置として、底蓋とチ
ャンバとに分割できる構成とし、静電チャックを間に挟
んでガスケットで気密を得るようにしたが、真空チャン
バの中に静電チャック全体を入れてしまう方法もあり、
種々の変形が可能である。
ャンバとに分割できる構成とし、静電チャックを間に挟
んでガスケットで気密を得るようにしたが、真空チャン
バの中に静電チャック全体を入れてしまう方法もあり、
種々の変形が可能である。
また、ガスプラズマを得るガスの種類や圧力、あるい
は静電チャックの電極のパターン形状や面積などによっ
て、印加電圧も異なり、種々の変形が可能である。
は静電チャックの電極のパターン形状や面積などによっ
て、印加電圧も異なり、種々の変形が可能である。
さらに、放電電流によって、静電チャックの絶縁膜の
ピンホールなどの欠陥を検出したが、印加電圧の電圧降
下によって検出することもできる。
ピンホールなどの欠陥を検出したが、印加電圧の電圧降
下によって検出することもできる。
以上述べたように、従来、静電チャックに対しては、
絶縁膜にピンホールなどの欠陥が確認されずに装置の中
に装備され、そのために大量の不良ウェーハを生じさせ
る問題が間々あった。
絶縁膜にピンホールなどの欠陥が確認されずに装置の中
に装備され、そのために大量の不良ウェーハを生じさせ
る問題が間々あった。
一方、本発明になる静電チャックの絶縁膜検査装置
は、簡便な装置と方法によって、この静電チャックの絶
縁膜のピンホールなどの欠陥の有無を調べることができ
る。
は、簡便な装置と方法によって、この静電チャックの絶
縁膜のピンホールなどの欠陥の有無を調べることができ
る。
すなわち、本発明になる静電チャックの絶縁膜検査装
置を用いて、静電チャックを装置の中に装備する前に予
め検査を行えば問題が解決される。
置を用いて、静電チャックを装置の中に装備する前に予
め検査を行えば問題が解決される。
このようにして、本発明は、半導体装置の生産性の向
上に大きく貢献できる。
上に大きく貢献できる。
第１図は本発明の一実施例説明図、 第２図は静電チャックの一例の説明図、 である。 図において、 １は静電チャックの検査装置、 ２は静電チャック、３は電極、 ４は絶縁膜、５は小孔、 ６はガス導入口、７はガス流出口、 ８は底蓋、９は排気口、 10はチャンバ、11はダミーウェーハ、 12は高圧回路、13は小Ｏリング、 14は大Ｏリング、15は欠陥、 である。
Claims (3)
- 【請求項１】正負両極が平面上に配置された電極を被覆
する絶縁膜と、該絶縁膜の上面に開口し、かつ厚み方向
に貫通した小孔とを有するウェーハ用静電チャックにお
いて、該絶縁膜を検査するウェーハ用静電チャックの絶
縁膜検査装置であって、 前記小孔にプラズマ生成用のガスを供給するためのガス
供給手段と、 前記電極に電圧を供給する電源と、 前記絶縁膜の欠陥によって発生したプラズマによる、放
電電流または電圧降下を監視する検知回路とを備えたこ
とを特徴とするウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装
置。 - 【請求項２】前記静電チャックが配置され、前記小孔の
位置に対応したガス導入口を備えた底蓋と、 前記静電チャックを覆うように、該底蓋に開閉可能に設
けられ、側壁に排気口を有するチャンバとを備え、 前記小孔と前記ガス導入口とが、小Ｏリングを介して着
脱可能に連結されると共に、前記チャンバと前記静電チ
ャックとが大Ｏリングを介して着脱可能に密閉されるこ
とを特徴とする請求項１記載のウェーハ用静電チャック
の絶縁膜検査装置。 - 【請求項３】正負両極が平面上に配置された電極と、該
電極を被覆する絶縁膜とを有するウェーハ用静電チャッ
クにおいて、該絶縁膜を検査するウェーハ用静電チャッ
クの絶縁膜検査方法であって、 該絶縁膜の表面にプラズマ生成用のガスを供給すると共
に、該電極間に所定の電圧を印加し、その際の該絶縁膜
の欠陥によって発生したプラズマによる、放電電流また
は電圧降下を測定することを特徴とするウェーハ用静電
チャックの絶縁膜検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066812A JP2896155B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | ウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装置と検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066812A JP2896155B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | ウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装置と検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246136A JPH02246136A (ja) | 1990-10-01 |
| JP2896155B2 true JP2896155B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=13326641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1066812A Expired - Lifetime JP2896155B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | ウェーハ用静電チャックの絶縁膜検査装置と検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2896155B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006010662A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Creative Technology:Kk | 静電チャックの検査方法 |
| US20150165492A1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Lam Research Corporation | Electrostatic chuck cleaning fixture |
| KR102299002B1 (ko) * | 2021-03-16 | 2021-09-07 | 주식회사 엘케이엔지니어링 | 정전척 테스트 장치 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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