JP3344085B2 - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンビームの負電流
を検出すると注入を停止させるようにしたイオン注入装
置に関するものである。
を検出すると注入を停止させるようにしたイオン注入装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、イオン注入装置では、イオン注
入対象物に照射されるイオンビームの照射量を、照射時
に検出されたビーム電流を計測することにより測定する
ようになっている。
入対象物に照射されるイオンビームの照射量を、照射時
に検出されたビーム電流を計測することにより測定する
ようになっている。
【０００３】このようなイオン注入装置は、例えば、図
２に示すように、ビーム電流計測器２１を備えている。
ビーム電流計測器２１では、イオン注入対象物となるウ
ェーハ２２から検出された電流が電流電圧変換器（図
中、Ｉ／Ｖ）２３で電圧に変換され、この電圧が電圧周
波数変換器（図中、Ｖ／Ｆ）２４で周波数に変換され
る。さらに、この周波数は、ＬＥＤを有する電光変換器
（図中、Ｅ／Ｐ）２５により光パルス化された光信号に
変換されて出力される。
２に示すように、ビーム電流計測器２１を備えている。
ビーム電流計測器２１では、イオン注入対象物となるウ
ェーハ２２から検出された電流が電流電圧変換器（図
中、Ｉ／Ｖ）２３で電圧に変換され、この電圧が電圧周
波数変換器（図中、Ｖ／Ｆ）２４で周波数に変換され
る。さらに、この周波数は、ＬＥＤを有する電光変換器
（図中、Ｅ／Ｐ）２５により光パルス化された光信号に
変換されて出力される。
【０００４】この光信号は、光ファイバ２６を通じて注
入量コントローラ２７に与えられる。注入量コントロー
ラ２７では、フォトトランジスタを有する光電変換器
（図中、Ｐ／Ｅ）２８で光信号が電圧信号に変換され、
パルス数がカウンタ２９によりカウントされる。そし
て、そのパルス数が注入量設定器３１に設定されたドー
ズ量から換算されたパルス数と比較器３０にて比較さ
れ、比較結果に基づいて注入が行なわれる。
入量コントローラ２７に与えられる。注入量コントロー
ラ２７では、フォトトランジスタを有する光電変換器
（図中、Ｐ／Ｅ）２８で光信号が電圧信号に変換され、
パルス数がカウンタ２９によりカウントされる。そし
て、そのパルス数が注入量設定器３１に設定されたドー
ズ量から換算されたパルス数と比較器３０にて比較さ
れ、比較結果に基づいて注入が行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なイオン注入装置では、イオンビームのウェーハ２２へ
の照射時に発生する二次電子やウェーハ２２を支持する
支持絶縁体３２を通じて生じるビーム洩れなどにより、
ウェーハ２２に負電流が流れることがある。上記のビー
ム電流計測器２１においては、この負電流が入力される
と、電流電圧変換器２３が負電流を負電圧に変換する
が、電圧周波数変換器２４が負電圧を周波数に変換する
ことができないため、電圧周波数変換器２４の出力は０
となる。
なイオン注入装置では、イオンビームのウェーハ２２へ
の照射時に発生する二次電子やウェーハ２２を支持する
支持絶縁体３２を通じて生じるビーム洩れなどにより、
ウェーハ２２に負電流が流れることがある。上記のビー
ム電流計測器２１においては、この負電流が入力される
と、電流電圧変換器２３が負電流を負電圧に変換する
が、電圧周波数変換器２４が負電圧を周波数に変換する
ことができないため、電圧周波数変換器２４の出力は０
となる。
【０００６】このため、注入量コントローラ２７では、
負電流の定量的な把握ができなくなる。その結果、正確
な注入が困難になるだけでなく、負電流の発生による異
常注入を防止することができないという不都合が生じ
る。
負電流の定量的な把握ができなくなる。その結果、正確
な注入が困難になるだけでなく、負電流の発生による異
常注入を防止することができないという不都合が生じ
る。
【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、ビーム電流の負成分を検出して、上記のよ
うな不都合を解消することを目的としている。
のであって、ビーム電流の負成分を検出して、上記のよ
うな不都合を解消することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入装置
は、上記の課題を解決するために、イオン注入対象物に
照射されるイオンビームの電流を電圧に変換する電流電
圧変換手段と、この電流電圧変換手段の出力電圧の絶対
値を検出する全波整流回路等の絶対値検出手段と、この
絶対値検出手段により検出された絶対値を周波数に変換
する電圧周波数変換手段と、この電圧周波数変換手段の
出力周波数に応じて注入量を制御する注入量制御手段
と、上記電流電圧変換手段の出力電圧の極性を判定する
極性判定手段と、この極性判定手段により上記電流電圧
変換手段の出力電圧の極性が負であると判定されると注
入を停止する注入停止手段とを備えていることを特徴と
している。
は、上記の課題を解決するために、イオン注入対象物に
照射されるイオンビームの電流を電圧に変換する電流電
圧変換手段と、この電流電圧変換手段の出力電圧の絶対
値を検出する全波整流回路等の絶対値検出手段と、この
絶対値検出手段により検出された絶対値を周波数に変換
する電圧周波数変換手段と、この電圧周波数変換手段の
出力周波数に応じて注入量を制御する注入量制御手段
と、上記電流電圧変換手段の出力電圧の極性を判定する
極性判定手段と、この極性判定手段により上記電流電圧
変換手段の出力電圧の極性が負であると判定されると注
入を停止する注入停止手段とを備えていることを特徴と
している。
【０００９】
【作用】上記の構成では、イオンビームが電流電圧変換
手段により電圧に変換されると、その電圧の絶対値が絶
対値検出手段により検出される。そして、この絶対値が
電圧周波数変換手段により周波数に変換され、注入量が
注入量制御手段によりその周波数に応じて設定される。
手段により電圧に変換されると、その電圧の絶対値が絶
対値検出手段により検出される。そして、この絶対値が
電圧周波数変換手段により周波数に変換され、注入量が
注入量制御手段によりその周波数に応じて設定される。
【００１０】これにより、ビーム電流が負電流である場
合は、電流電圧変換手段の出力電圧が負電圧となるが、
この負電圧は、絶対値検出手段により正電圧として検出
されるため、電圧周波数変換手段による周波数への変換
が可能になる。したがって、負電流を定量的に把握する
ことができるようになる。
合は、電流電圧変換手段の出力電圧が負電圧となるが、
この負電圧は、絶対値検出手段により正電圧として検出
されるため、電圧周波数変換手段による周波数への変換
が可能になる。したがって、負電流を定量的に把握する
ことができるようになる。
【００１１】また、電流電圧変換手段の出力電圧は、極
性判定手段により極性が判定される。この判定の結果、
電圧の極性が負である場合、注入が注入停止手段により
停止する。これにより、負電流の発生を認識することが
でき、異常な注入を防止することができる。
性判定手段により極性が判定される。この判定の結果、
電圧の極性が負である場合、注入が注入停止手段により
停止する。これにより、負電流の発生を認識することが
でき、異常な注入を防止することができる。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例について図１に基づいて説
明すれば、以下の通りである。
明すれば、以下の通りである。
【００１３】本実施例に係るイオン注入装置は、図１に
示すように、ビーム電流計測器１と注入量コントローラ
２とを備えている。
示すように、ビーム電流計測器１と注入量コントローラ
２とを備えている。
【００１４】ビーム電流計測器１は、電流電圧変換器
（図中、Ｉ／Ｖ）３と、全波整流回路４と、電圧周波数
変換器（図中、Ｖ／Ｆ）５と、電光変換器（図中、Ｅ／
Ｐ）６と、極性判定用コンパレータ７とを有している。
（図中、Ｉ／Ｖ）３と、全波整流回路４と、電圧周波数
変換器（図中、Ｖ／Ｆ）５と、電光変換器（図中、Ｅ／
Ｐ）６と、極性判定用コンパレータ７とを有している。
【００１５】電流電圧変換手段としての電流電圧変換器
３は、イオン注入対象物としてのウェーハ８に流れる電
流を電圧に変換する回路である。全波整流回路４は、入
力される負電圧を全て正電圧に反転して出力する回路で
あり、絶対値検出手段として機能するようになってい
る。電圧周波数変換手段としての電圧周波数変換器５
は、全波整流回路４の出力電圧をその電圧レベルに応じ
た周波数に変換する回路である。電光変換器６は、電圧
周波数変換器５の出力周波数を光のパルス信号に変換す
る回路である。
３は、イオン注入対象物としてのウェーハ８に流れる電
流を電圧に変換する回路である。全波整流回路４は、入
力される負電圧を全て正電圧に反転して出力する回路で
あり、絶対値検出手段として機能するようになってい
る。電圧周波数変換手段としての電圧周波数変換器５
は、全波整流回路４の出力電圧をその電圧レベルに応じ
た周波数に変換する回路である。電光変換器６は、電圧
周波数変換器５の出力周波数を光のパルス信号に変換す
る回路である。
【００１６】極性判定用コンパレータ７は、電流電圧変
換器３の出力電圧の極性を判定する回路であり、極性判
定手段として機能するようになっている。この極性判定
用コンパレータ７は、例えば、一般のコンパレータの基
準電圧を０Ｖとしたものが利用され、入力電圧が正電圧
であれば“０”を出力する一方、入力電圧が負電圧であ
れば“１”を出力するようになっている。
換器３の出力電圧の極性を判定する回路であり、極性判
定手段として機能するようになっている。この極性判定
用コンパレータ７は、例えば、一般のコンパレータの基
準電圧を０Ｖとしたものが利用され、入力電圧が正電圧
であれば“０”を出力する一方、入力電圧が負電圧であ
れば“１”を出力するようになっている。
【００１７】注入量コントローラ２は、光電変換器（図
中、Ｐ／Ｅ）９と、カウンタ１０と、比較器１１と、注
入量設定器１２と、インタフェース回路（図中、Ｉ／
Ｆ）１３とを有している。この注入量コントローラ２
は、電流電圧変換器３の出力電圧のレベルに応じて注入
量を制御するようになっており、注入量制御手段として
機能するようになっている。
中、Ｐ／Ｅ）９と、カウンタ１０と、比較器１１と、注
入量設定器１２と、インタフェース回路（図中、Ｉ／
Ｆ）１３とを有している。この注入量コントローラ２
は、電流電圧変換器３の出力電圧のレベルに応じて注入
量を制御するようになっており、注入量制御手段として
機能するようになっている。
【００１８】光電変換器９は、前記の電光変換器６と光
ファイバ１４を介して接続されている。この光電変換器
９は、光ファイバ１４を通じて電光変換器６から伝送さ
れてきた光信号を電圧信号に変換するようになってい
る。カウンタ１０は、その周波数の単位時間当たりのパ
ルス数をカウントする回路である。比較器１１は、カウ
ンタ１０によりカウントされたパルス数と注入量設定器
１２で算出されたパルスのパルス数とを比較して両者の
差を出力する回路である。注入量設定器１２は、注入量
（イオン種、ビーム電流値、マス値、ドーズ量等）を設
定する装置である。また、注入量設定器１２は、設定さ
れたドーズ量を上記のパルスに換算するようになってい
る。
ファイバ１４を介して接続されている。この光電変換器
９は、光ファイバ１４を通じて電光変換器６から伝送さ
れてきた光信号を電圧信号に変換するようになってい
る。カウンタ１０は、その周波数の単位時間当たりのパ
ルス数をカウントする回路である。比較器１１は、カウ
ンタ１０によりカウントされたパルス数と注入量設定器
１２で算出されたパルスのパルス数とを比較して両者の
差を出力する回路である。注入量設定器１２は、注入量
（イオン種、ビーム電流値、マス値、ドーズ量等）を設
定する装置である。また、注入量設定器１２は、設定さ
れたドーズ量を上記のパルスに換算するようになってい
る。
【００１９】インタフェース回路１３は、前記の極性判
定用コンパレータ７の出力を受けて後述の偏向コントロ
ーラ１５に送出する回路である。このインタフェース回
路１３は、ビーム電流計測器１と注入量コントローラ２
との間の伝送系等から混入したノイズの影響を抑制する
ため、不感帯が設定されている。また、インタフェース
回路１３は、注入量コントローラ２の外部に設けられた
偏向コントローラ１５に接続されている。
定用コンパレータ７の出力を受けて後述の偏向コントロ
ーラ１５に送出する回路である。このインタフェース回
路１３は、ビーム電流計測器１と注入量コントローラ２
との間の伝送系等から混入したノイズの影響を抑制する
ため、不感帯が設定されている。また、インタフェース
回路１３は、注入量コントローラ２の外部に設けられた
偏向コントローラ１５に接続されている。
【００２０】偏向コントローラ１５は、静電スキャン用
の走査電源を制御する回路である。具体的には、偏向コ
ントローラ１５は、インタフェース回路１３からの判定
信号が“０”となるとき通常のビームラインを維持する
ための制御を行なう一方、判定信号が“１”になるとウ
ェーハ８にイオンビームが照射されないようにビームラ
インを逸らせる制御を行なうようになっている。すなわ
ち、偏向コントローラ１５は、電流電圧変換器３の出力
電圧が負電圧であるときイオンビームのビームラインを
逸らせることにより注入を停止させるようになってお
り、注入停止手段としての機能を有している。
の走査電源を制御する回路である。具体的には、偏向コ
ントローラ１５は、インタフェース回路１３からの判定
信号が“０”となるとき通常のビームラインを維持する
ための制御を行なう一方、判定信号が“１”になるとウ
ェーハ８にイオンビームが照射されないようにビームラ
インを逸らせる制御を行なうようになっている。すなわ
ち、偏向コントローラ１５は、電流電圧変換器３の出力
電圧が負電圧であるときイオンビームのビームラインを
逸らせることにより注入を停止させるようになってお
り、注入停止手段としての機能を有している。
【００２１】上記の構成において、ウェーハ８に流れる
ビーム電流は、ビーム電流計測器１の電流電圧変換器３
により電圧に変換され、この電圧が全波整流回路４で全
て正の電圧として出力される。全波整流回路４の出力電
圧は、電圧周波数変換器５で周波数に変換されて、さら
にこの周波数が電光変換器６により光信号に変換され
る。
ビーム電流は、ビーム電流計測器１の電流電圧変換器３
により電圧に変換され、この電圧が全波整流回路４で全
て正の電圧として出力される。全波整流回路４の出力電
圧は、電圧周波数変換器５で周波数に変換されて、さら
にこの周波数が電光変換器６により光信号に変換され
る。
【００２２】上記の光信号は、光ファイバ１４を通じて
注入量コントローラ２に伝送され、光電変換器９で周波
数に変換される。この周波数は、カウンタ１０により単
位時間当たりのパルス数がカウントされ、そのカウント
数が比較器１１にて所定のパルス数と比較される。そし
て、比較の結果、両パルスの差がなくなるまで注入が実
行され、差が０になった時点で、偏向コントローラ１５
によりイオンビームを逸らせ、注入を完了させる。
注入量コントローラ２に伝送され、光電変換器９で周波
数に変換される。この周波数は、カウンタ１０により単
位時間当たりのパルス数がカウントされ、そのカウント
数が比較器１１にて所定のパルス数と比較される。そし
て、比較の結果、両パルスの差がなくなるまで注入が実
行され、差が０になった時点で、偏向コントローラ１５
によりイオンビームを逸らせ、注入を完了させる。
【００２３】また、ビーム電流計測器１では、電流電圧
変換器３の出力電圧の極性が、極性判定用コンパレータ
７により判定される。この判定結果である判定信号は、
注入量コントローラ２のインタフェース回路１３を経て
偏向コントローラ１５に与えられる。このとき、ノイズ
レベルの信号は、インタフェース回路１３に設けられた
不感帯により、判定信号として伝送されることはほとん
どない。
変換器３の出力電圧の極性が、極性判定用コンパレータ
７により判定される。この判定結果である判定信号は、
注入量コントローラ２のインタフェース回路１３を経て
偏向コントローラ１５に与えられる。このとき、ノイズ
レベルの信号は、インタフェース回路１３に設けられた
不感帯により、判定信号として伝送されることはほとん
どない。
【００２４】ここで、ウェーハ８を支持する支持絶縁体
１６を通じてビーム洩れ等が生じてウェーハ８に負電流
が流れると、電流電圧変換器３の出力電圧が負電圧にな
る。この場合、極性判定用コンパレータ７の判定信号が
“１”となるので、偏向コントローラ１５によりイオン
ビームを逸らせる制御が行なわれる。この際、偏向コン
トローラ１５から、その制御のための指令が走査電源に
送出されると、走査電源から図示しないＸ軸偏向板にビ
ームラインを逸らせるような電圧が与えられる。これに
より、ウェーハ８には、イオンビームの照射が行なわれ
なくなり、注入インタロックが作動したことになる。
１６を通じてビーム洩れ等が生じてウェーハ８に負電流
が流れると、電流電圧変換器３の出力電圧が負電圧にな
る。この場合、極性判定用コンパレータ７の判定信号が
“１”となるので、偏向コントローラ１５によりイオン
ビームを逸らせる制御が行なわれる。この際、偏向コン
トローラ１５から、その制御のための指令が走査電源に
送出されると、走査電源から図示しないＸ軸偏向板にビ
ームラインを逸らせるような電圧が与えられる。これに
より、ウェーハ８には、イオンビームの照射が行なわれ
なくなり、注入インタロックが作動したことになる。
【００２５】このように、本実施例に係るイオン注入装
置では、ビーム電流が負電流であるとき電流電圧変換器
３の出力電圧も負になるが、この負電圧が全波整流回路
４により正に反転されるので、電圧周波数変換器５に与
えられる電圧は常に正の電圧になる。したがって、ビー
ム電流が負電流であるときに電圧周波数変換器５が出力
しなくなるということはなく、注入量コントローラ２で
負電流を定量的に把握することが可能になる。
置では、ビーム電流が負電流であるとき電流電圧変換器
３の出力電圧も負になるが、この負電圧が全波整流回路
４により正に反転されるので、電圧周波数変換器５に与
えられる電圧は常に正の電圧になる。したがって、ビー
ム電流が負電流であるときに電圧周波数変換器５が出力
しなくなるということはなく、注入量コントローラ２で
負電流を定量的に把握することが可能になる。
【００２６】また、電流電圧変換器３の出力電圧が負電
圧になれば、このことが極性判定用コンパレータ７によ
り判定され、この判定結果に基づいて注入インタロック
が作動するようになっているので、負電流による異常注
入を防止することができる。
圧になれば、このことが極性判定用コンパレータ７によ
り判定され、この判定結果に基づいて注入インタロック
が作動するようになっているので、負電流による異常注
入を防止することができる。
【００２７】なお、本実施例においては、全波整流回路
４を用いているが、絶対値検出手段としては負電圧を正
電圧に反転できるものであれば他の回路であってもよ
い。また、本発明は、静電スキャンを行なう中電流イオ
ン注入装置に適用されたものであるが、大電流イオン注
入装置等の他のイオン注入装置に適用できるのは勿論で
ある。例えば、大電流イオン注入装置における注入イン
タロックには、イオンビームを遮るビームシャッタ等が
利用される。
４を用いているが、絶対値検出手段としては負電圧を正
電圧に反転できるものであれば他の回路であってもよ
い。また、本発明は、静電スキャンを行なう中電流イオ
ン注入装置に適用されたものであるが、大電流イオン注
入装置等の他のイオン注入装置に適用できるのは勿論で
ある。例えば、大電流イオン注入装置における注入イン
タロックには、イオンビームを遮るビームシャッタ等が
利用される。
【００２８】
【発明の効果】本発明のイオン注入装置は、以上のよう
に、イオン注入対象物に照射されるイオンビームの電流
を電圧に変換する電流電圧変換手段と、上記電流電圧変
換手段の出力電圧の絶対値を検出する絶対値検出手段
と、上記絶対値検出手段により検出された絶対値を周波
数に変換する電圧周波数変換手段と、上記電圧周波数変
換手段の出力周波数に応じて注入量を制御する注入量制
御手段と、上記電流電圧変換手段の出力電圧の極性を判
定する極性判定手段と、上記極性判定手段により上記電
流電圧変換手段の出力電圧の極性が負であると判定され
ると注入を停止する注入停止手段とを備えている構成で
ある。
に、イオン注入対象物に照射されるイオンビームの電流
を電圧に変換する電流電圧変換手段と、上記電流電圧変
換手段の出力電圧の絶対値を検出する絶対値検出手段
と、上記絶対値検出手段により検出された絶対値を周波
数に変換する電圧周波数変換手段と、上記電圧周波数変
換手段の出力周波数に応じて注入量を制御する注入量制
御手段と、上記電流電圧変換手段の出力電圧の極性を判
定する極性判定手段と、上記極性判定手段により上記電
流電圧変換手段の出力電圧の極性が負であると判定され
ると注入を停止する注入停止手段とを備えている構成で
ある。
【００２９】これにより、負電流が発生しても、この負
電流が正電圧に変換されるので、この正電圧を周波数変
換することで、負電流を定量的に把握することができ
る。また、負電流の判定が行なわれ、この判定に基づい
て注入が停止させられるので、負電流による異常注入を
防止することができる。
電流が正電圧に変換されるので、この正電圧を周波数変
換することで、負電流を定量的に把握することができ
る。また、負電流の判定が行なわれ、この判定に基づい
て注入が停止させられるので、負電流による異常注入を
防止することができる。
【００３０】したがって、本イオン注入装置を採用すれ
ば、ビーム電流計測および注入の信頼性を向上させるこ
とができるという効果を奏する。
ば、ビーム電流計測および注入の信頼性を向上させるこ
とができるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例に係るイオン注入装置の要部
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】従来のイオン注入装置の要部の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
２ 注入量コントローラ（注入量制御手段） ３ 電圧電流変換器（電圧電流変換手段） ４ 全波整流回路（絶対値検出手段） ５ 電圧周波数変換器（電圧周波数変換手段） ７ 極性判定用コンパレータ（極性判定手段） ８ ウェーハ（イオン注入対象物） １５ 偏向コントローラ（注入停止手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−235279（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−137546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−81562（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−45122（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−3647（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−39453（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−145049（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/317 C23C 14/48 H01L 21/265
Claims (1)
- 【請求項１】イオン注入対象物に照射されるイオンビー
ムの電流を電圧に変換する電流電圧変換手段と、 上記電流電圧変換手段の出力電圧の絶対値を検出する絶
対値検出手段と、 上記絶対値検出手段により検出された絶対値を周波数に
変換する電圧周波数変換手段と、 上記電圧周波数変換手段の出力周波数に応じて注入量を
制御する注入量制御手段と、 上記電流電圧変換手段の出力電圧の極性を判定する極性
判定手段と、 上記極性判定手段により上記電流電圧変換手段の出力電
圧の極性が負であると判定されると注入を停止する注入
停止手段とを備えていることを特徴とするイオン注入装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14348694A JP3344085B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14348694A JP3344085B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH087821A JPH087821A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3344085B2 true JP3344085B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=15339831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14348694A Expired - Fee Related JP3344085B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | イオン注入装置 |
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