JP6422804B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備え、デバイス領域に対応する裏面に凹部加工が施され外周余剰領域に対応する裏面に環状の補強部が形成されたウエーハにおける該環状の補強部を、貼着されているダイシングテープから破損させることなく効率よく除去することができるウエーハの加工方法に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列され分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。
上述したように分割されるウエーハは、分割予定ラインに沿って切断する前に裏面を研削またはエッチングによって所定の仕上がり厚さに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するためにウエーハの厚さを50μm以下に形成することが要求されている。
しかるに、ウエーハの厚さを50μm以下に形成すると破損し易くなり、ウエーハの搬送等の取り扱いが困難になるという問題がある。
上述した問題を解消するために、ウエーハの裏面におけるデバイス領域に対応する領域を研削してデバイス領域の厚さを所定の仕上がり厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周部を残存させて環状の補強部を形成することにより、剛性を有するウエーハを形成することができるウエーハの加工方法が下記特許文献1に開示されている。
上述したようにウエーハの裏面における外周部を残存させて環状の補強部が形成されたウエーハを個々のデバイスに分割する際には、ウエーハの裏面をダイシングテープに貼着して分割予定ラインに沿って切断するが、環状の補強部は不要となるためダイシングテープから環状の補強部を除去してデバイス領域のみをダイシングテープに残す工程が必要となる(例えば、特許文献2参照)。
特開2007−19379号公報 特開2007−59829号公報
ダイシングテープから環状の補強部を除去するために紫外線を照射することにより粘着力が低下するダイシングテープが用いられている。即ち、紫外線を照射することにより粘着力が低下するダイシングテープにウエーハの裏面を貼着し、ダイシングテープにおけるデバイス領域に対応する領域に遮光板を配置して、少なくとも外周余剰領域に対応する領域に紫外線を照射してダイシングテープの粘着力を低下させて環状の補強部をダイシングテープから剥離している。
しかるに、ダイシングテープの粘着力を低下させるためにダイシングテープの裏面側から紫外線を照射するが、ダイシングテープにおける環状の補強部の内周面に貼着された領域には紫外線を十分に照射することができず、環状の補強部を破損させることなく効率よく除去することが困難であるという問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、ウエーハの裏面におけるデバイス領域に対応する領域が所定の厚みに形成され外周部に環状の補強部を残存させたウエーハの裏面をダイシングテープに貼着した状態から、環状の補強部を破損させることなく効率よく除去することができるウエーハの加工方法を提供することである。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備え、該デバイス領域に対応する裏面に凹部加工が施され該外周余剰領域に対応する裏面に環状の補強部が形成されたウエーハの加工方法であって、
紫外線の照射によって粘着力が低下するダイシングテープの表面にウエーハの裏面を貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程と、
該ダイシングテープに貼着されたウエーハを、表面側から該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部に沿って切断することにより該デバイス領域と該外周余剰領域とを分離する外周余剰領域分離工程と、
ウエーハの該デバイス領域に対応する領域の大きさと対応する大きさの遮光板を該ダイシングテープにおける該デバイス領域に対応する領域に配置し、該ダイシングテープの裏面側から紫外線を照射して少なくとも該外周余剰領域に対応する該ダイシングテープの粘着力を低下させ、該ダイシングテープから該環状の補強部を除去する環状の補強部除去工程と、を含み、
該環状の補強部除去工程においては、照射される紫外線を該遮光板の外周部に形成された反射面によってダイシングテープにおける該環状の補強部の内周面に貼着された領域に反射させる、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
上記遮光板の外周部に形成される反射面は、紫外線が照射される側に向かって縮径するテーパー面からなっている。
また、上記遮光板は、アルミニウムによって形成されている。
本発明によれば、紫外線の照射によって粘着力が低下するダイシングテープの表面にウエーハの裏面を貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程と、ダイシングテープに貼着されたウエーハを、表面側からデバイス領域と外周余剰領域との境界部に沿って切断することによりデバイス領域と外周余剰領域とを分離する外周余剰領域分離工程と、ウエーハのデバイス領域に対応する領域の大きさと対応する大きさの遮光板を該ダイシングテープにおけるデバイス領域に対応する領域に配置し、ダイシングテープの裏面側から紫外線を照射して少なくとも該外周余剰領域に対応するダイシングテープの粘着力を低下させ、ダイシングテープから該環状の補強部を除去する環状の補強部除去工程とを含み、環状の補強部除去工程においては、照射される紫外線を遮光板の外周部に形成された反射面によってダイシングテープにおける環状の補強部の内周面に貼着された領域に反射させるので、紫外線の照射が困難であったダイシングテープにおける環状の補強部の内周面に貼着された領域にも十分に紫外線を照射することができ、外周余剰領域に対応するダイシングテープの粘着力を低下させることができる。従って、外周余剰領域が分離された環状の補強部を破損することなくダイシングテープから効率的に除去することができる。
本発明によるウエーハの加工方法によって加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。 図1に示す半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着した状態を示す斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程を実施するための研削装置の斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。 図4に示す裏面研削工程を実施することによって形成された半導体ウエーハの断面図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における外周余剰領域分離工程を実施するための切削装置の斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における外周余剰領域分離工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における環状の補強部除去工程を実施するための環状の補強部除去装置の斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法の環状の補強部除去工程における紫外線照射工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法の環状の補強部除去工程における剥離工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における分割工程を実施するための切削装置の斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における分割工程の説明図。
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1には本発明によるウエーハの加工方法によって加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図1に示す半導体ウエーハ2は、例えば厚さが700μmのシリコンウエーハからなっており、表面2aに複数の分割予定ライン21が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン21によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス22が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ2は、デバイス22が形成されているデバイス領域23と、該デバイス領域23を囲繞する外周余剰領域24を備えている。
先ず、上述した半導体ウエーハ2のデバイス領域23に対応する裏面に凹部加工を施して外周余剰領域24に対応する裏面に環状の補強部を形成する加工方法の一実施形態について説明する。
この加工方法を実施するためには、図2に示すように半導体ウエーハ2の表面2aにデバイス22を保護するための保護部材としての保護テープ3を貼着する(保護部材貼着工程)。従って、半導体ウエーハ2の裏面2bが露出する形態となる。
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ2のデバイス領域23に対応する裏面に凹部加工を施して該外周余剰領域24に対応する裏面に環状の補強部を形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図3に示す研削装置によって実施する。図3に示す研削装置4は、被加工物としてのウエーハを保持するチャックテーブル41と、該チャックテーブル41に保持されたウエーハの加工面を研削する研削手段42を具備している。チャックテーブル41は、上面にウエーハを吸引保持し図3において矢印41aで示す方向に回転せしめられる。研削手段42は、スピンドルハウジング421と、該スピンドルハウジング421に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル422と、該回転スピンドル422の下端に装着されたマウンター423と、該マウンター423の下面に取り付けられた研削ホイール424とを具備している。この研削ホイール424は、円板状の基台425と、該基台425の下面に環状に装着された研削砥石426とからなっており、基台425がマウンター423の下面に取り付けられている。
上述した研削装置4を用いて裏面研削工程を実施するには、チャックテーブル41の上面(保持面)に図示しないウエーハ搬入手段によって搬送された上記半導体ウエーハ2の保護部材3側を載置し、半導体ウエーハ2をチャックテーブル41上に吸引保持する。ここで、チャックテーブル41に保持された半導体ウエーハ2と研削ホイール424を構成する環状の研削砥石426の関係について、図4を参照して説明する。チャックテーブル41の回転中心P1と環状の研削砥石426の回転中心P2は偏芯しており、環状の研削砥石426の外径は、半導体ウエーハ2のデバイス領域23と外周余剰領域24との境界線25の直径より小さく境界線25の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石426がチャックテーブル41の回転中心P1(半導体ウエーハ2の中心)を通過するようになっている。
次に、図3および図4に示すようにチャックテーブル41を矢印41aで示す方向に300rpmで回転しつつ、研削ホイール424を矢印424aで示す方向に6000rpmで回転せしめるとともに、研削ホイール424を下方に移動して研削砥石426を半導体ウエーハ2の裏面に接触させる。そして、研削ホイール424を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ2の裏面には、図5に示すようにデバイス領域23に対応する領域が研削除去されて所定厚さ(例えば30μm)の円形状の凹部23bに形成されるとともに、外周余剰領域24に対応する領域が図示の実施形態においては厚さ670μm残存されて環状の補強部24bに形成される(裏面研削工程)。
次に、上述した裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ2に本発明によるウエーハの加工方法を実施するには、先ず、紫外線の照射によって粘着力が低下するダイシングテープの表面に半導体ウエーハ2の裏面を貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図6の(a)に示すように環状のフレーム5の内側開口部を覆うように外周部が装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなるダイシングテープ6の表面6aには、図示の実施形態においては紫外線を照射することによって硬化し粘着力が低下する粘着剤が塗布されている。なお、紫外線を照射することによって粘着力が低下するダイシングテープとしては、例えば古河工業(株)が製造販売するUCシリーズを用いることができる。このように形成されたダイシングテープ6の表面6aに半導体ウエーハ2の裏面2bを貼着する。従って、図6の(b)に示すようにダイシングテープ6の表面6aに貼着された半導体ウエーハ2は、表面2aが上側となる。そして、保護テープ3を剥離する。
上述したウエーハ支持工程を実施したならば、ダイシングテープ6に貼着された半導体ウエーハ2を、表面側からデバイス領域23と外周余剰領域24との境界部に沿って切断することによりデバイス領域23と外周余剰領域24とを分離する外周余剰領域分離工程を実施する。この外周余剰領域分離工程は、図7に示す切削装置7を用いて実施する。図7に示す切削装置7は、被加工物を保持するチャックテーブル71と、切削ブレード721を備えた切削手段72と、撮像手段73を具備している。チャックテーブル71は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない切削送り手段によって図7において矢印Xで示す切削送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。なお、チャックテーブル71の上面には、図8の(a)および(b)に示すように上記半導体ウエーハ2の裏面に形成された円形状の凹部23bが嵌合する段部が形成されている。この切削装置7によって分割溝形成工程を実施するには、チャックテーブル71上に半導体ウエーハ2の裏面2bが貼着されたダイシングテープ6側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ2をチャックテーブル71上に保持する。従って、チャックテーブル71上に吸引保持された半導体ウエーハ2は、表面2aが上側となる。なお、図7においてはダイシングテープ6が装着された環状のフレーム5を省いて示しているが、環状のフレーム5はチャックテーブル71に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。
次に、図7に示すようにチャックテーブル71を撮像手段73の直下に位置付ける。そして、撮像手段73および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ2の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち撮像手段73および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ2のデバイス領域23と外周余剰領域24との境界部(環状の補強部24bの内周)と切削ブレード721との位置合わせを行うためのアライメント作業を遂行する。
以上のようにしてチャックテーブル71上に保持されている半導体ウエーハ2の切削すべき領域を検出するアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ2を保持したチャックテーブル71を切削領域に移動する。そして、切削手段72の切削ブレード721をチャックテーブル71に保持された半導体ウエーハ2のデバイス領域23と外周余剰領域24との境界部(環状の補強部24bの内周)の直上に位置付ける。そして、図8の(a)に示すように切削ブレード721を矢印721aで示す方向に回転しつつ2点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、切削ブレード721の外周縁がダイシングテープ6に達する位置に設定されている。
次に、上述したように切削ブレード721を矢印721aで示す方向に回転しつつチャックテーブル71を図8の(a)において矢印71aで示す方向に回転せしめる。そして、チャックテーブル71が1回転することにより、図8の(b)および(c)に示すようにチャックテーブル71に保持された半導体ウエーハ2はデバイス領域23と外周余剰領域24との境界部(環状の補強部24bの内周)に沿って形成された環状の切削溝27によって切断され、デバイス領域23と外周余剰領域24とが分離される(外周余剰領域分離工程)。
上述した外周余剰領域分離工程を実施したならば、半導体ウエーハ2のデバイス領域23に対応する領域の大きさと対応する大きさの遮光板をダイシングテープ6におけるデバイス領域23に対応する領域に配置し、ダイシングテープ6の裏面側から紫外線を照射して少なくとも外周余剰領域24に対応するダイシングテープ6の粘着力を低下させ、ダイシングテープ6から環状の補強部24bを除去する環状の補強部除去工程を実施する。この環状の補強部除去工程は、図9に示す環状の補強部除去装置8を用いて実施する。図9に示す環状の補強部除去装置8は、透明体からなる支持部材81と、該支持部材81の中心部に配設された遮光板82と、支持部材81の裏面側から紫外線を照射する紫外線照射器83とからなっている。支持部材81は、円形状のガラス板によって形成され、上記環状のフレーム5より大きい外径を有している。このように形成された支持部材81の外周部上面には、少なくとも上記環状のフレーム5が載置される領域に環状の遮光マスク811が形成されている。上記遮光板82は、図示の実施形態においてはアルミニウムによって円形状に形成されている、この遮光板82は、図10に示すように上面821が半導体ウエーハ2のデバイス領域23に対応する外径を有しており、外周部には下面822(後述する紫外線が照射される側)に向かって縮径するテーパー面からなる反射面823が形成されている。上記紫外線照射器83は、環状に形成され透明体からなる支持部材81の下側に配設されている。
上述した環状の補強部除去装置8を用いて上記環状の補強部除去工程を実施するには、環状のフレーム5および該環状のフレーム5に装着され半導体ウエーハ2が貼着されているダイシングテープ6を支持部材81の上面に載置する。このとき、図10に示すように支持部材81の上面に配設された遮光板82の上面がダイシングテープ6における半導体ウエーハ2のデバイス領域23に対応する領域に配置されるように位置付ける。そして、図10には省略したが環状のフレーム5が支持部材81の外周部上面に形成された環状の遮光マスク811上に載置される。次に、紫外線照射器83を作動して支持部材81の下側(ダイシングテープ6の裏面側)から紫外線を照射する(紫外線照射工程)。この結果、ダイシングテープ6における少なくとも外周余剰領域24に対応する領域に紫外線が照射され、該領域のダイシングテープ6の粘着力が低下せしめられる。このとき、図10に示すように遮光板82の外周部に形成されたテーパー面からなる反射面823に照射された紫外線は、矢印で示すようにダイシングテープ6における環状の補強部24bの内周面に貼着された領域に反射される。従って、紫外線照射器83によって照射しただけでは紫外線の照射が困難であったダイシングテープ6における環状の補強部24bの内周面に貼着された領域にも十分に紫外線を照射することができ、該領域の粘着力を低下させることができる。
このようにして、紫外線照射工程を実施することによってダイシングテープ6における環状の補強部24bの内周面に貼着された領域を含む外周余剰領域24に対応する領域の粘着力が低下しているので、デバイス領域23と分離された外周余剰領域24からなる環状の補強部24bは図11に示すようにダイシングテープ6から容易に剥離することができる(剥離工程)。従って、ダイシングテープ6に貼着されている環状の補強部24bは、破損することなくダイシングテープ6から効率的に除去される。
次に、環状の補強部24bが除去された半導体ウエーハ2のデバイス領域23を分割予定ライン21に沿って切断し、デバイス領域23を個々のデバイス22に分割する分割工程を実施する。この分割工程は、図12に示す切削装置70を用いて実施する。なお、図12に示す切削装置70は、上記図7に示す切削装置7と同様の構成であり、チャックテーブル710の上面である保持面が平面である以外は切削装置7の構成部材と同一であるため、同一部材には同一符号を付して説明は省略する。
この切削装置70を用いて分割工程を実施するには、チャックテーブル710上に上記環状の補強部除去工程が実施された半導体ウエーハ2のデバイス領域23の裏面2bが貼着されたダイシングテープ6側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ2のデバイス領域23をチャックテーブル710上に保持する。従って、チャックテーブル710上に吸引保持された半導体ウエーハ2のデバイス領域23は、表面2aが上側となる。なお、図12においてはダイシングテープ6が装着された環状のフレーム5を省いて示しているが、環状のフレーム5はチャックテーブル710に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。
このようにして、半導体ウエーハ2のデバイス領域23を吸引保持したチャックテーブル710は、図示しない切削送り手段によって撮像手段73の直下に位置付けられる。チャックテーブル710が撮像手段73の直下に位置付けられると、撮像手段73および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ2の分割溝を形成すべき切削領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段73および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ2の所定方向に形成されている分割予定ライン21と、切削ブレード721との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削領域のアライメントを遂行する(アライメント工程)。また、半導体ウエーハ2に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン21に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
以上のようにしてチャックテーブル710上に保持されている半導体ウエーハ2のデバイス領域23の切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ2のデバイス領域23を保持したチャックテーブル710を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図13の(a)に示すように半導体ウエーハ2のデバイス領域23は所定の分割予定ライン21の一端(図13の(a)において左端)が切削ブレード721の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。そして、切削ブレード721を図13の(a)において矢印721aで示す方向に所定の回転速度で回転し、2点鎖線で示す待機位置から図示しない切り込み送り手段によって図13の(a)において実線で示すように下方に所定量切り込み送りする。この切り込み送り位置は、図13の(a)および図13の(c)に示すように切削ブレード721の下端が半導体ウエーハ2のデバイス領域23の裏面に貼着されたダイシングテープ6に達する位置に設定されている。
上述したように切削ブレード721の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード721を図13の(a)において矢印721aで示す方向に所定の回転速度で回転しつつ、チャックテーブル710を図13の(a)において矢印X1で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル710に保持された半導体ウエーハ2の右端が切削ブレード721の直下を通過したらチャックテーブル710の移動を停止する。このようにチャックテーブル710を切削送りすることにより、図13の(d)で示すように半導体ウエーハ2のデバイス領域23は分割予定ライン21に沿って裏面に達する切削溝28が形成され切断される(切削工程)。
次に、切削ブレード721を図13の(b)において矢印Z2で示すように上昇させて2点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル710を図13の(b)において矢印X2で示す方向に移動して、図13の(a)に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル710を紙面に垂直な方向(割り出し送り方向)に分割予定ライン21の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべき分割予定ライン21を切削ブレード721と対応する位置に位置付ける。このようにして、次の分割予定ライン21を切削ブレード721と対応する位置に位置付けたならば、上述した切削工程を実施する。そして、上述した切削工程を半導体ウエーハ2のデバイス領域23に形成された全ての分割予定ライン21に沿って実施する。この結果、半導体ウエーハ2は分割予定ライン21に沿って切断され、個々のデバイス22に分割される(分割工程)。
上述した分割工程を実施され個々に分割されたデバイス22は、ダイシングテープ6から剥離してピックアップするピックアップ工程に搬送される。
2:半導体ウエーハ
21:分割予定ライン
22:デバイス
23:デバイス領域
24:外周余剰領域
3:保護テープ
4:研削装置
41:研削装置のチャックテーブル
42:研削手段
424:研削ホイール
5:環状のフレーム
6:ダイシングテープ
7:切削装置
71:切削装置のチャックテーブル
72:切削手段
721:切削ブレード
8:環状の補強部除去装置
81:支持部材
811:遮光マスク
82:遮光板
823:反射面
83:紫外線照射器

Claims (3)

  1. 表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備え、該デバイス領域に対応する裏面に凹部加工が施され該外周余剰領域に対応する裏面に環状の補強部が形成されたウエーハの加工方法であって、
    紫外線の照射によって粘着力が低下するダイシングテープの表面にウエーハの裏面を貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程と、
    該ダイシングテープに貼着されたウエーハを、表面側から該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部に沿って切断することにより該デバイス領域と該外周余剰領域とを分離する外周余剰領域分離工程と、
    ウエーハの該デバイス領域に対応する領域の大きさと対応する大きさの遮光板を該ダイシングテープにおける該デバイス領域に対応する領域に配置し、該ダイシングテープの裏面側から紫外線を照射して少なくとも該外周余剰領域に対応する該ダイシングテープの粘着力を低下させ、該ダイシングテープから該環状の補強部を除去する環状の補強部除去工程と、を含み、
    該環状の補強部除去工程においては、照射される紫外線を該遮光板の外周部に形成された反射面によってダイシングテープにおける該環状の補強部の内周面に貼着された領域に反射させる、
    ことを特徴とするウエーハの加工方法。
  2. 該遮光板の外周部に形成される反射面は、紫外線が照射される側に向かって縮径するテーパー面からなっている、請求項1記載のウエーハの加工方法。
  3. 該遮光板は、アルミニウムによって形成されている、請求項1又は2記載のウエーハの加工方法。
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