JP3116905B2 - 縦型拡散炉 - Google Patents
縦型拡散炉Info
- Publication number
- JP3116905B2 JP3116905B2 JP10127241A JP12724198A JP3116905B2 JP 3116905 B2 JP3116905 B2 JP 3116905B2 JP 10127241 A JP10127241 A JP 10127241A JP 12724198 A JP12724198 A JP 12724198A JP 3116905 B2 JP3116905 B2 JP 3116905B2
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- Japan
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- furnace
- furnace core
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハの不純物拡
散処理等熱処理に使用される縦型拡散炉に関し、特に、
熱処理時に生じる副生成物の除去を行うための構造に関
する。
散処理等熱処理に使用される縦型拡散炉に関し、特に、
熱処理時に生じる副生成物の除去を行うための構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図３に、従来ウエハの熱処理に使用され
ている縦型拡散炉を示した。以下に熱処理における操業
手順について、図３を用いて説明する。ウエハ１００を
搭載したウエハ支持ボート１０１はボートエレベーター
１１０によって昇降することが可能であり、操業開始時
には下方の待機位置にあって、熱処理を行おうとすると
きに炉芯管１２０内へと上昇する。炉芯管１２０内へと
上昇して所定の位置に達するとボートエレベーター１１
０上に設置されたキャップフランジ１１２によって炉芯
管１２０がシールされ、その後ウエハ１１０に対し、ガ
ス導入口１２１から反応ガスを供給してウエハ１１０表
面への不純物拡散処理を行う。この際に、未反応状態の
まま残留した残留反応ガス及び、反応により生じた副生
成ガスは、気体のままでガス排出口１２２から炉芯管１
２０外へと排出される。所定の時間経過後、反応ガスの
供給を停止して不純物拡散処理を終了させ、不活性ガス
をガス導入口１２１から炉芯管１２０内へと供給して炉
芯管１２０内のガス置換を行う。ガス置換終了後、ボー
トエレベーター１１０によりウエハ支持ボート１０１を
待機位置まで下降させ、そのまま室温程度になるまで置
き、ウエハ支持ボート１０１からウエハ１００を取り出
す。
ている縦型拡散炉を示した。以下に熱処理における操業
手順について、図３を用いて説明する。ウエハ１００を
搭載したウエハ支持ボート１０１はボートエレベーター
１１０によって昇降することが可能であり、操業開始時
には下方の待機位置にあって、熱処理を行おうとすると
きに炉芯管１２０内へと上昇する。炉芯管１２０内へと
上昇して所定の位置に達するとボートエレベーター１１
０上に設置されたキャップフランジ１１２によって炉芯
管１２０がシールされ、その後ウエハ１１０に対し、ガ
ス導入口１２１から反応ガスを供給してウエハ１１０表
面への不純物拡散処理を行う。この際に、未反応状態の
まま残留した残留反応ガス及び、反応により生じた副生
成ガスは、気体のままでガス排出口１２２から炉芯管１
２０外へと排出される。所定の時間経過後、反応ガスの
供給を停止して不純物拡散処理を終了させ、不活性ガス
をガス導入口１２１から炉芯管１２０内へと供給して炉
芯管１２０内のガス置換を行う。ガス置換終了後、ボー
トエレベーター１１０によりウエハ支持ボート１０１を
待機位置まで下降させ、そのまま室温程度になるまで置
き、ウエハ支持ボート１０１からウエハ１００を取り出
す。
【０００３】上記一連の操業において、キャップフラン
ジ１１２付近は他の領域よりも低温となっており、従っ
てこの部分では前記残留反応ガス及び副生成ガスが液化
しやすく、石英キャップ１１３上に液化により生じた副
生成物１１４が堆積する。このような副生成物１１４を
そのまま放置しておくと次回の操業に際して加熱により
再気化し、ウエハ１００を汚染してパーティクルを発生
させたり、装置を腐食したりする。そこで、これらを防
止するために、数回の操業毎に石英キャップ１１３の交
換を行っていた。このとき、石英キャップ１１３の上方
にあるウエハ支持ボート１０１、保温筒１０２、及び保
温筒ベース１０３を取り外す必要があった。そして石英
キャップ１１３の交換作業終了後に各部品の位置調整を
行い、再び熱処理に供していた。
ジ１１２付近は他の領域よりも低温となっており、従っ
てこの部分では前記残留反応ガス及び副生成ガスが液化
しやすく、石英キャップ１１３上に液化により生じた副
生成物１１４が堆積する。このような副生成物１１４を
そのまま放置しておくと次回の操業に際して加熱により
再気化し、ウエハ１００を汚染してパーティクルを発生
させたり、装置を腐食したりする。そこで、これらを防
止するために、数回の操業毎に石英キャップ１１３の交
換を行っていた。このとき、石英キャップ１１３の上方
にあるウエハ支持ボート１０１、保温筒１０２、及び保
温筒ベース１０３を取り外す必要があった。そして石英
キャップ１１３の交換作業終了後に各部品の位置調整を
行い、再び熱処理に供していた。
【０００４】上記のような交換作業はウエハ汚染及び装
置腐食を防ぐためにはできるだけ頻繁に行った方がよい
が、一方で多大な労力と時間を必要とし、装置の稼動率
を低下させてしまう。そこで、交換作業を簡略化して装
置の稼動効率を向上し、しかもなるべく上記ウエハ汚染
及び装置腐食を防ごうとする試みが種々なされている。
例えば、特開平７−７８７８０号及び特開平８−２５５
７６１号においては、ガス排出口を炉芯管最下部に設
け、この部分に対して傾斜を持って通じる溝部により液
化による副生成物を受けてこれを前記ガス排出口より炉
芯管外部へと排出させる方法が開示されている。このよ
うな方法を用いると、副生成物が炉芯管内に堆積せずに
外部へと排出されるので、部品交換又は清掃の手間が大
いに低減され、装置の稼動効率は従前に比べて向上して
いた。
置腐食を防ぐためにはできるだけ頻繁に行った方がよい
が、一方で多大な労力と時間を必要とし、装置の稼動率
を低下させてしまう。そこで、交換作業を簡略化して装
置の稼動効率を向上し、しかもなるべく上記ウエハ汚染
及び装置腐食を防ごうとする試みが種々なされている。
例えば、特開平７−７８７８０号及び特開平８−２５５
７６１号においては、ガス排出口を炉芯管最下部に設
け、この部分に対して傾斜を持って通じる溝部により液
化による副生成物を受けてこれを前記ガス排出口より炉
芯管外部へと排出させる方法が開示されている。このよ
うな方法を用いると、副生成物が炉芯管内に堆積せずに
外部へと排出されるので、部品交換又は清掃の手間が大
いに低減され、装置の稼動効率は従前に比べて向上して
いた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公知
例においては、ガス排出口を副生成物排出に利用してい
るため、以下のような問題があった。
例においては、ガス排出口を副生成物排出に利用してい
るため、以下のような問題があった。
【０００６】まず、ガス排出口は通常、管であってその
径はさほど大きいものではなく、排出される副生成物が
次第にガス排出口内壁上に堆積してついには目詰まりを
起こしてしまう可能性があるため、従来に比較して長い
周期でではあってもこの部分をある程度定期的に交換又
は清掃する必要があった。その際には従来と同様に炉の
各部品を分解する必要があり、手間や時間のさらなる低
減の要求があった。また、目詰まりを起こすまでには至
らなくとも、ガス排出口内壁に堆積した副生成物が再度
の熱処理により再気化して炉芯管内に逆流し、ウエハ汚
染や装置腐食を引き起こす可能性が皆無とはいえなかっ
たので、そのような副生成物をより完全に除去すること
が望まれていた。
径はさほど大きいものではなく、排出される副生成物が
次第にガス排出口内壁上に堆積してついには目詰まりを
起こしてしまう可能性があるため、従来に比較して長い
周期でではあってもこの部分をある程度定期的に交換又
は清掃する必要があった。その際には従来と同様に炉の
各部品を分解する必要があり、手間や時間のさらなる低
減の要求があった。また、目詰まりを起こすまでには至
らなくとも、ガス排出口内壁に堆積した副生成物が再度
の熱処理により再気化して炉芯管内に逆流し、ウエハ汚
染や装置腐食を引き起こす可能性が皆無とはいえなかっ
たので、そのような副生成物をより完全に除去すること
が望まれていた。
【０００７】また、副生成物を受けてこれをガス排出口
へと導入する作用を持った溝の部分について見ると、副
生成物は完全にガス排出口へと移行するわけではなく、
必ずある一定量が溝に残留していた。従ってこの部分に
ついてもやはりある程度定期的に交換又は清掃する必要
があった。その際には、従来と同様に炉の各部品を分解
する必要があり、手間や時間のさらなる低減の要求あっ
た。また、堆積した副生成物が再度の熱処理により再気
化してウエハ汚染や装置腐食を引き起こす可能性がある
ことから、そのような副生成物をより完全に除去するこ
とが望まれていた。
へと導入する作用を持った溝の部分について見ると、副
生成物は完全にガス排出口へと移行するわけではなく、
必ずある一定量が溝に残留していた。従ってこの部分に
ついてもやはりある程度定期的に交換又は清掃する必要
があった。その際には、従来と同様に炉の各部品を分解
する必要があり、手間や時間のさらなる低減の要求あっ
た。また、堆積した副生成物が再度の熱処理により再気
化してウエハ汚染や装置腐食を引き起こす可能性がある
ことから、そのような副生成物をより完全に除去するこ
とが望まれていた。
【０００８】そこで、本発明の課題は、ウエハの熱処理
を行う際に炉芯管内部において生じ、液化した反応副生
成物を容易に除去可能な縦型拡散炉を提供することであ
る。
を行う際に炉芯管内部において生じ、液化した反応副生
成物を容易に除去可能な縦型拡散炉を提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の縦型拡散炉は、外周囲にヒータが配設されか
つ反応ガス導入口及びガス排出口を有する炉芯管と、複
数枚の半導体ウエハを搭載したウエハ支持ボートと、操
業時において前記炉芯管をシールするキャッピングフラ
ンジと保温筒とを介して前記ウエハ支持ボートを載置し
これを前記炉心管内に対して挿入及び引出す機能を有す
るボートエレベーターとを備える縦型拡散炉において、
それ自身以外の部品を取り外すことなしに着脱可能な構
造の受け皿を前記キャッピングフランジの上部に備える
ことを特徴とする。これにより液化した副生成物の大部
分が炉芯管最下部に配置された受け皿上に堆積し、ま
た、この受け皿を交換すれば炉内には副生成物が殆ど残
留せず、次回の操業におけるウエハの汚染や装置の腐食
が防がれる。また、交換作業に際しては他の部品をとり
はずす必要がないうえに新しい受け皿を設置する際に微
妙な位置合わせを必要とせず、時間や手間が削減されて
装置の稼動効率が上昇する。また、交換作業が簡単であ
るから一操業ごとに交換作業を行うことが可能であり、
炉内の清浄度は常に高い状態に保たれる。
の本発明の縦型拡散炉は、外周囲にヒータが配設されか
つ反応ガス導入口及びガス排出口を有する炉芯管と、複
数枚の半導体ウエハを搭載したウエハ支持ボートと、操
業時において前記炉芯管をシールするキャッピングフラ
ンジと保温筒とを介して前記ウエハ支持ボートを載置し
これを前記炉心管内に対して挿入及び引出す機能を有す
るボートエレベーターとを備える縦型拡散炉において、
それ自身以外の部品を取り外すことなしに着脱可能な構
造の受け皿を前記キャッピングフランジの上部に備える
ことを特徴とする。これにより液化した副生成物の大部
分が炉芯管最下部に配置された受け皿上に堆積し、ま
た、この受け皿を交換すれば炉内には副生成物が殆ど残
留せず、次回の操業におけるウエハの汚染や装置の腐食
が防がれる。また、交換作業に際しては他の部品をとり
はずす必要がないうえに新しい受け皿を設置する際に微
妙な位置合わせを必要とせず、時間や手間が削減されて
装置の稼動効率が上昇する。また、交換作業が簡単であ
るから一操業ごとに交換作業を行うことが可能であり、
炉内の清浄度は常に高い状態に保たれる。
【００１０】また、本発明の縦型拡散炉は、内周側壁が
保温筒ベース外周に密着し、かつウエハ支持ボートが炉
芯管内に挿入された状態において外周側壁が炉芯管内壁
に密着する凹型断面の２以上の部品からなり、全体とし
て前記炉芯管内壁全周に密着する構造である受け皿を有
することを特徴とする。これにより、液化した副生成物
の大部分を受け皿上に堆積させることが可能となり、こ
の受け皿を交換すれば炉内には副生成物が殆ど残留せ
ず、次回の操業におけるウエハの汚染や装置の腐食が防
がれる。
保温筒ベース外周に密着し、かつウエハ支持ボートが炉
芯管内に挿入された状態において外周側壁が炉芯管内壁
に密着する凹型断面の２以上の部品からなり、全体とし
て前記炉芯管内壁全周に密着する構造である受け皿を有
することを特徴とする。これにより、液化した副生成物
の大部分を受け皿上に堆積させることが可能となり、こ
の受け皿を交換すれば炉内には副生成物が殆ど残留せ
ず、次回の操業におけるウエハの汚染や装置の腐食が防
がれる。
【００１１】また、本発明の縦型拡散炉は、石英製受け
皿を有することを特徴とする。受け皿を、石英キャップ
等装置内において従来使用されていた部品と同じ石英製
とすることにより、耐熱性及び耐食性が得られ、ウエハ
に対する熱処理にいかなる悪影響をも及ぼす恐れがなく
なる。
皿を有することを特徴とする。受け皿を、石英キャップ
等装置内において従来使用されていた部品と同じ石英製
とすることにより、耐熱性及び耐食性が得られ、ウエハ
に対する熱処理にいかなる悪影響をも及ぼす恐れがなく
なる。
【００１２】
【発明の実施形態】本発明の一実施形態を以下に説明す
る。図１は、本発明の第一の実施形態におけるボートエ
レベーター付近の構造、特に受け皿の構造について示し
た図である。受け皿１３０は図１（ｂ）及び（ｃ）に示
されるように、左右対称の凹型断面を有する３つの石英
製弧状部品１３１a、１３１ｂ、及び１３１ｃからな
る。弧状部品１３１a、１３１ｂ、及び１３１ｃは、図
１（a）に示すボートエレベーター１１０上部に着脱す
る際に石英キャップ１１３上にそれぞれを載せるあるい
は取り去るのみでよく、保温筒１０２、保温筒ベース１
０３、石英キャップ１１３等他の部品を一切分解する必
要がない。石英キャップ１１３上に設置した際には、内
壁が保温筒ベース１０３外周に密着し、かつ３つの弧状
部品１３１a、１３１ｂ、１３１ｃすべてを設置するこ
とにより保温筒ベース１０３の外周すべてを取り囲むこ
とができる。また、ボートエレベーター１１０が炉芯管
１２０内に上昇し、キャップフランジ１１２によって炉
芯管１２０がシールされた状態において、弧状部品１３
１a、１３１ｂ、１３１ｃの外壁は炉芯管１２０の内壁
に密着する構造となっている。
る。図１は、本発明の第一の実施形態におけるボートエ
レベーター付近の構造、特に受け皿の構造について示し
た図である。受け皿１３０は図１（ｂ）及び（ｃ）に示
されるように、左右対称の凹型断面を有する３つの石英
製弧状部品１３１a、１３１ｂ、及び１３１ｃからな
る。弧状部品１３１a、１３１ｂ、及び１３１ｃは、図
１（a）に示すボートエレベーター１１０上部に着脱す
る際に石英キャップ１１３上にそれぞれを載せるあるい
は取り去るのみでよく、保温筒１０２、保温筒ベース１
０３、石英キャップ１１３等他の部品を一切分解する必
要がない。石英キャップ１１３上に設置した際には、内
壁が保温筒ベース１０３外周に密着し、かつ３つの弧状
部品１３１a、１３１ｂ、１３１ｃすべてを設置するこ
とにより保温筒ベース１０３の外周すべてを取り囲むこ
とができる。また、ボートエレベーター１１０が炉芯管
１２０内に上昇し、キャップフランジ１１２によって炉
芯管１２０がシールされた状態において、弧状部品１３
１a、１３１ｂ、１３１ｃの外壁は炉芯管１２０の内壁
に密着する構造となっている。
【００１３】従って、操業時にキャップフランジ１１２
付近において液化した副生成物１４０は大半が受け皿１
３０上に堆積する。そこで、この受け皿１３０を各操業
毎に交換すれば副生成物１４０は大半が除去され、次回
の操業に際してウエハ１００の汚染や装置の腐食を引き
起こす恐れがなくなる。また、交換作業は弧状部品１３
１a、１３１ｂ、１３１ｃからなる受け皿１３０を着脱
するだけでよく、他の装置部品を一切分解しなくてもよ
いので、各操業毎に交換作業を行っても装置の稼動効率
は低下しない。
付近において液化した副生成物１４０は大半が受け皿１
３０上に堆積する。そこで、この受け皿１３０を各操業
毎に交換すれば副生成物１４０は大半が除去され、次回
の操業に際してウエハ１００の汚染や装置の腐食を引き
起こす恐れがなくなる。また、交換作業は弧状部品１３
１a、１３１ｂ、１３１ｃからなる受け皿１３０を着脱
するだけでよく、他の装置部品を一切分解しなくてもよ
いので、各操業毎に交換作業を行っても装置の稼動効率
は低下しない。
【００１４】なお、受け皿１３０は、３つの弧状部品か
らなるものとしたが、内壁が保温筒ベース１０３外周に
密着し、かつ弧状部品すべてを設置することにより保温
筒ベース１０３の外周すべてを取り囲むことができ、か
つ炉芯管１２０がシールされた状態において外壁が炉芯
管１２０の内壁に密着する構造となっており、また、他
の装置部品を分解することなく着脱可能であれば２以上
のいくつの部品からなってもよい。ただし実際の交換作
業のしやすさを考慮すれば３あるいは４程度の部品から
なるのが好ましいと考えられる。
らなるものとしたが、内壁が保温筒ベース１０３外周に
密着し、かつ弧状部品すべてを設置することにより保温
筒ベース１０３の外周すべてを取り囲むことができ、か
つ炉芯管１２０がシールされた状態において外壁が炉芯
管１２０の内壁に密着する構造となっており、また、他
の装置部品を分解することなく着脱可能であれば２以上
のいくつの部品からなってもよい。ただし実際の交換作
業のしやすさを考慮すれば３あるいは４程度の部品から
なるのが好ましいと考えられる。
【００１５】また、受け皿１３０の断面形状を、左右対
称の凹型としたが、必ずしも左右対象である必要はな
い。装置の構造に応じて内壁と外壁の高さが異なるもの
としてもかまわない。
称の凹型としたが、必ずしも左右対象である必要はな
い。装置の構造に応じて内壁と外壁の高さが異なるもの
としてもかまわない。
【００１６】また、炉芯管１２０内壁、特に下部（キャ
ップフランジ１１２近傍）においては副生成物１４０が
凝結して下方へと流れていくが、このような副生成物１
４０を受け皿１３０上に堆積させるには、図２（ｂ）の
弧状部品１３２ｄ、１３２e、１３２ｆのように外壁に
テーパをもたせると一層よい。
ップフランジ１１２近傍）においては副生成物１４０が
凝結して下方へと流れていくが、このような副生成物１
４０を受け皿１３０上に堆積させるには、図２（ｂ）の
弧状部品１３２ｄ、１３２e、１３２ｆのように外壁に
テーパをもたせると一層よい。
【００１７】また、受け皿１３０は、ウエハに対する熱
処理にいかなる悪影響をも及ぼすことがないように、処
理温度における耐熱性及び処理雰囲気における耐食性を
有する材料で製造する。例えば、石英、耐熱性セラミッ
クス等が望ましいが、石英の方が安価であることから、
一層望ましい。
処理にいかなる悪影響をも及ぼすことがないように、処
理温度における耐熱性及び処理雰囲気における耐食性を
有する材料で製造する。例えば、石英、耐熱性セラミッ
クス等が望ましいが、石英の方が安価であることから、
一層望ましい。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ウエハの
不純物拡散処理において生じる副生成物を各操業時毎に
効率よく除去できる。除去に際しては装置を構成する各
部品のうち副生成物の受け皿を着脱して交換するだけで
よいので時間や手間がかからず、装置の稼動効率が上昇
する。
不純物拡散処理において生じる副生成物を各操業時毎に
効率よく除去できる。除去に際しては装置を構成する各
部品のうち副生成物の受け皿を着脱して交換するだけで
よいので時間や手間がかからず、装置の稼動効率が上昇
する。
【図１】 本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】 本発明の一実施形態を示す図である。
【図３】 従来の縦型拡散炉の構造を示す図である。
１００ ウエハ １０１ ウエハ支持ボート １０２ 保温筒 １０３ 保温筒ベース １１０ ボートエレベーター １１１ ボート回転用モータ １１２ キャッピングフランジ １１３ 石英キャップ １２０ 炉芯管 １２１ ガス導入口 １２２ ガス排出口 １３０ 受け皿 １３１a、ｂ、ｃ、ｄ、e、ｆ 弧状部品 １４０ 副生成物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/22 - 21/24 H01L 21/38 - 21/40
Claims (3)
- 【請求項１】 外周囲にヒータが配設されかつ反応ガス
導入口及びガス排出口を有する炉芯管と、複数枚の半導
体ウエハを搭載したウエハ支持ボートと、操業時におい
て前記炉芯管をシールするキャッピングフランジと保温
筒とを介して前記ウエハ支持ボートを載置しこれを前記
炉心管内に対して挿入及び引出す機能を有するボートエ
レベーターとを備える縦型拡散炉において、それ自身以
外の部品を取り外すことなしに着脱可能な構造の受け皿
を前記キャッピングフランジの上部に備えることを特徴
とする縦型拡散炉。 - 【請求項２】 内周側壁が保温筒ベース外周に密着し、
かつウエハ支持ボートが炉芯管内に挿入された状態にお
いて外周側壁が炉芯管内壁に密着する凹型断面の２以上
の部品からなり、全体として前記炉芯管内壁全周に密着
する構造である受け皿を有することを特徴とする請求項
１に記載の縦型拡散炉。 - 【請求項３】 石英製受け皿を有することを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の縦形拡散炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10127241A JP3116905B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 縦型拡散炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10127241A JP3116905B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 縦型拡散炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329990A JPH11329990A (ja) | 1999-11-30 |
| JP3116905B2 true JP3116905B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=14955212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10127241A Expired - Fee Related JP3116905B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 縦型拡散炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3116905B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8709159B2 (en) | 2007-08-16 | 2014-04-29 | Ricoh Company, Ltd. | Vertical heat treatment apparatus |
-
1998
- 1998-05-11 JP JP10127241A patent/JP3116905B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8709159B2 (en) | 2007-08-16 | 2014-04-29 | Ricoh Company, Ltd. | Vertical heat treatment apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11329990A (ja) | 1999-11-30 |
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