JP6458566B2 - Particle counting apparatus and particle counting system using the same - Google Patents
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Description
本発明は、微細な塵埃(パーティクル)を検出するパーティクル計数装置及びそれを用いたパーティクル計数システムに関する。 The present invention relates to a particle counting device for detecting fine dust (particles) and a particle counting system using the same.
例えば、イオン注入装置や有機EL用成膜装置等の半導体製造装置は、パーティクルが半導体製造装置(真空の処理室)内に存在すると、このパーティクルがウェハに付着して歩留りが低下することが知られている。特に、近年のように半導体装置の高密度化や微細化が進むと、このパーティクルによる製造歩留りの低下は大きな問題となる。 For example, semiconductor manufacturing apparatuses such as an ion implantation apparatus and an organic EL film forming apparatus are known that when particles exist in a semiconductor manufacturing apparatus (vacuum processing chamber), the particles adhere to the wafer and the yield decreases. It has been. In particular, as the density and miniaturization of semiconductor devices progress in recent years, the reduction in manufacturing yield due to the particles becomes a serious problem.
そこで、半導体製造装置には、その処理室内を浮遊するパーティクルをリアルタイムで検出するパーティクル計数装置が設けられている(例えば、特許文献1参照)。このパーティクル計数装置を用いて処理室内に存在するパーティクルを計測し、その計測値に基づいて製造プロセスの条件を最適化及びクリーニングすることにより、製造歩留りの低下を防止している。 Therefore, the semiconductor manufacturing apparatus is provided with a particle counting device that detects particles floating in the processing chamber in real time (see, for example, Patent Document 1). By this particle counting device was used to measure the particles existing in the processing chamber, optimizes and cleaning conditions of the manufacturing process based on the measurement value, thereby preventing a decrease in manufacturing yield.
ここで、本発明のパーティクル計数システムの一例を示す図1の概略構成図を用いて、その構成を説明する。また、図6は、図1に示すパーティクル計数装置の斜視図であり、図7は、図6の断面図である。
パーティクル計数システム1は、パーティクル計数装置10と、制御ユニット30と、パーソナルコンピュータ40と、制御ユニット30とパーソナルコンピュータ40とを接続するためのシリアルクロスケーブル33と、パーティクル計数装置10と制御ユニット30とを接続するためのコントロールケーブル34とを備える。
Here, with reference to the schematic diagram of FIG. 1 showing an example of a particle counting system of the present invention, its configuration will be described. Also, FIG. 6 is a perspective view of a particle counting apparatus shown in FIG. 1, FIG. 7 is a cross-sectional view of FIG.
パーティクル計数装置10は、例えばステンレス鋼のハウジング20と、発光素子(光照射手段)となる半導体レーザ素子13と、受光素子(散乱光検出手段)となるフォトダイオード14a、14bと、光学レンズ15a、15bと、ビームストッパ19と、半導体レーザ素子13を駆動するための前置増幅器(部品)16とを備える。
ハウジング20は、水平方向に軸を有する円筒形状の測定ヘッド21と円筒形状のICF70ハーメチックフランジ(配管接続部)22と円筒形状のケース部23とを有する。
ケース部23には、コントロールケーブル34と接続されるための接続口23aが形成されている。これにより、パーティクル計数装置10と制御ユニット30とは、コントロールケーブル34を介して信号の送受信が可能となっている。
The
The
ICF70ハーメチックフランジ22は、水平方向に貫通する複数個のネジ穴22aを有する。これにより、ネジ穴22aにネジ42を通すことで、半導体製造装置41に形成されているICF70用接続口41aとICF70ハーメチックフランジ22とを固定することが可能となっている。
The ICF 70
測定ヘッド21の内部には、ビームストッパ19と、フォトダイオード14a、14bと、光学レンズ15a、15bと、半導体レーザ素子13とがこの順に配置されている。
半導体レーザ素子13と光学レンズ15a、15bとは、図7に示すように測定ヘッド21の右端部内に配置され、所定波長のレーザ光Lを左方に出力するものである。また、ビームストッパ19は、測定ヘッド21の左端部内に配置され、レーザ光Lを吸収するものである。
Inside the
As shown in FIG. 7, the
そして、測定ヘッド21の中央部付近の壁面の所定位置には、上下方向に貫通し水平方向に長い長孔状の窓部18aが形成されるとともに、窓部18aと上下方向に対向する測定ヘッド21の壁面の所定位置にも、上下方向に貫通し水平方向に長い長孔状の窓部18bが形成されている。つまり、窓部18a、18bによりパーティクルが測定ヘッド21内部の中央部分(測定対象領域)に侵入するような構成となっている。
これにより、半導体レーザ素子13から出射されたレーザ光Lは、光学レンズ15a、15bにより集光された上で、測定ヘッド21内部の中央部分(測定対象領域)を通った後、ビームストッパ19に吸収される。このとき、パーティクルが測定対象領域に存在すれば、レーザ光Lとパーティクルとが衝突し、レーザ光Lはパーティクルにより散乱されて散乱光が発生する。
In addition, at a predetermined position on the wall surface in the vicinity of the central portion of the
As a result, the laser light L emitted from the
また、窓部18aと窓部18bとの間となる測定ヘッド21内部の中央部付近の壁面の所定位置には、長方形状のフォトダイオード14aが配置されるとともに、フォトダイオード14aと前後方向に対向する所定位置にも、長方形状のフォトダイオード14bが配置されている。これにより、測定対象領域(一対のフォトダイオード14a、14bの間)に侵入したパーティクルにより発生した散乱光がフォトダイオード14a、14bで受光されるようになっている。
In addition, a rectangular photodiode 14a is disposed at a predetermined position on the wall surface in the vicinity of the central portion inside the
フォトダイオード14a、14bは、光が照射されることによりパルス状の電気信号(以下「パーティクル信号」という)を生成する構成となっている。パーティクル信号は、コントロールケーブル34を介して制御ユニット30に順次出力される。
The
制御ユニット30は、パーティクル信号(計測値)を整形してパーティクルの計数(処理結果)を行ったりパーティクルの粒径(処理結果)を算出したりして、それらをパーソナルコンピュータ40にシリアルクロスケーブル33を介して出力する信号処理部(図示せず)と、コントロールケーブル34を介してパーティクル計数装置10の動作を制御する制御部(図示せず)とを備える。
The
パーソナルコンピュータ40は、操作ボタンやキーボード等からなる入力部(図示せず)と、モニタ等からなる表示部40aと、信号処理部からの処理結果や計測値を表示部40aに表示したり入力部を用いて設定された測定条件(サンプリング周波数、閾値電圧、測定時間等)等を制御ユニット30にシリアルクロスケーブル33を介して出力したりする制御部(図示せず)と、記憶部(図示せず)とを備える。これにより、例えば、表示部40aには、パーティクル情報(例えば、一定時間の間に通過したパーティクルの数やその粒径及び通過速度等)がリアルタイムで表示される。そして、測定が終了すると、一連の測定結果(測定中の各時点におけるパーティクルの通過数、測定中に通過したパーティクル数の合計、粒径や通過速度の分布等)が測定ファイルとして記憶部に格納される。
The
しかしながら、半導体製造装置41にICF70用接続口41aが設けられている場合には、パーティクル計数装置10を半導体製造装置41内に配置することができるが、半導体製造装置41にICF70用接続口41aがない場合や、ICF70用接続口41aに測定ヘッド21を差し込めない場合には、パーティクル計数装置10を用いることができないという問題点があった。
また、パーティクル計数装置10を半導体製造装置41内に配置することができても、パーティクル発生源と思しき箇所が半導体製造装置41内の中央部に位置する場合には、パーティクル発生源近傍に測定ヘッド21を配置することができないという問題点があった。
そこで、本発明は、所望の位置に配置したり所望の配管接続口に接続したりすることができるパーティクル計数装置を提供することをその目的とする。
However, when the
Moreover, even if it is possible to arrange the particle counting
The present invention has as its object to provide a particle counting apparatus which is capable of or connect to the desired connection port or a desired position.
上記課題を解決するためになされた本発明のパーティクル計数装置は、パーティクルを測定対象領域に導入するための窓部と、前記測定対象領域に光を出射する光照射手段と、前記測定対象領域に導入されたパーティクルによる散乱光を検出して検出信号を生成する散乱光検出手段とを有する測定ヘッドと、前記測定ヘッドの後部に設けられ、所定配管接続口と接続するための配管接続部と、前記配管接続部の後部に設けられ、前記光照射手段及び前記散乱光検出手段を制御する部品を有するケース部と、前記検出信号に基づいてパーティクル情報を作成する制御ユニットと前記ケース部とを接続するためのコントロールケーブルとを備えるパーティクル計数装置であって、
前記ケース部と接続可能な取付部と、前記所定配管接続口以外に設置するための設置部とを有する架台と、一端に特定配管接続口と接続するとともに前記コントロールケーブルと電気接続が可能な接続口が設けられた配管接続部、他端に前記制御ユニットと接続するための制御ユニット接続部が形成されたフランジ付きケーブルと、を備えるようにしている。
In order to solve the above problems, the particle counter of the present invention includes a window for introducing particles into a measurement target region, a light irradiation means for emitting light to the measurement target region, and a measurement target region. A measurement head having a scattered light detection means for detecting scattered light by the introduced particles and generating a detection signal; a pipe connection portion provided at a rear portion of the measurement head; and connected to a predetermined pipe connection port; Connected to the case part having a part for controlling the light irradiation means and the scattered light detection means provided at the rear part of the pipe connection part, and a control unit for creating particle information based on the detection signal A particle counting device comprising a control cable for
A mount having an attachment part connectable to the case part and an installation part for installation other than the predetermined pipe connection port, and a connection capable of being connected to the specific pipe connection port at one end and electrically connected to the control cable. A pipe connection portion provided with a port and a flanged cable in which a control unit connection portion for connecting to the control unit is formed at the other end .
ここで、「所定配管接続口」とは、半導体製造装置等に設けられている配管接続口であり、例えばICFフランジの「ICF70」やKFフランジの「KF40」等となる。
また、「特定配管接続口」とは、半導体製造装置等に設けられている配管接続口であり、所定配管接続口と同じでも異なっていてもよく、例えばKFフランジの「KF40」やICFフランジの「ICF70」等となる。
Here, the “predetermined pipe connection port” is a pipe connection port provided in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, for example, “ICF70” of an ICF flange, “KF40” of a KF flange, or the like.
The “specific pipe connection port” is a pipe connection port provided in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, and may be the same as or different from the predetermined pipe connection port. For example, “KF40” of KF flange or ICF flange “ICF70” or the like.
本発明のパーティクル計数装置によれば、半導体製造装置に所定配管接続口が設けられており、所定配管接続口近傍にパーティクル発生源が存在する場合には、まず、分析者は、配管接続部と所定配管接続口とを接続することで、測定ヘッドを半導体製造装置内に配置する。次に、分析者は、ケース部と制御ユニットとをケーブルで接続してパーティクル情報を制御ユニットに送信する。一方、半導体製造装置の中央部にパーティクル発生源が存在する場合には、まず、分析者は、ケース部と架台の取付部とを接続し、架台の設置部を半導体製造装置内の中央部に載置して測定ヘッドを半導体製造装置内に配置する。次に、分析者は、ケース部と制御ユニットとをケーブルで接続してパーティクル情報を制御ユニットに送信する。 According to the particle counting device of the present invention, a predetermined connection port to the semiconductor manufacturing device is provided, if the particle generation source is present in the vicinity predetermined connection port, firstly, analyst, pipe connection portion And a predetermined piping connection port, the measuring head is arranged in the semiconductor manufacturing apparatus. Next, the analyst connects the case unit and the control unit with a cable and transmits the particle information to the control unit. On the other hand, when a particle generation source exists in the central part of the semiconductor manufacturing apparatus, first, the analyst connects the case part and the mounting part of the gantry and connects the mounting part of the gantry to the central part in the semiconductor manufacturing apparatus. The measurement head is placed in the semiconductor manufacturing apparatus. Next, the analyst connects the case unit and the control unit with a cable and transmits the particle information to the control unit.
以上のように、本発明のパーティクル計数装置は、所定配管接続口近傍にも半導体製造装置内の中央部にも配置することができる。 As described above, the particle counting apparatus of the present invention can be located in the central portion of the semiconductor manufacturing device in the vicinity of a predetermined piping connections.
また、本発明のパーティクル計数装置によれば、半導体製造装置に特定配管接続口が設けられている場合には、まず、分析者は、ケース部と架台の取付部とを接続し、架台の設置部を半導体製造装置内の中央部に載置して測定ヘッドを半導体製造装置内に配置する。 Further , according to the particle counting device of the present invention, when the semiconductor manufacturing apparatus is provided with the specific piping connection port, first, the analyst connects the case portion and the mounting portion of the mounting base, and installs the mounting base. The measurement head is placed in the semiconductor manufacturing apparatus with the part placed on the central part in the semiconductor manufacturing apparatus.
次に、分析者は、ケーブルの配管接続部と特定配管接続口とを接続するとともに、ケーブルの制御ユニット接続部と制御ユニットとを接続する。次に、分析者は、ケーブルの配管接続部とケース部とをケーブルで接続してパーティクル情報を制御ユニットに送信する。
以上のように、本発明のパーティクル計数装置によれば、KFフランジとICFフランジのどちらでも使用することができる。
Next , the analyst connects the cable pipe connection portion and the specific pipe connection port, and connects the cable control unit connection portion and the control unit. Next, the analyst connects the pipe connection portion of the cable and the case portion with the cable, and transmits the particle information to the control unit.
As described above, according to the particle counting device of the present invention, either the KF flange or the ICF flange can be used.
また、本発明のパーティクル計数装置は、前記設置部は、水平板であり、前記取付部は、前記水平板に垂直な垂直板であり、前記ケース部は前記取付部にネジ止めされるようにしてもよい。 Further, the particle counting apparatus of the present invention, the installation portion is a horizontal plate, the mounting portion, the perpendicular vertical plate to the horizontal plate, the casing portion so as to be screwed to the mounting portion It may be.
そして、本発明のパーティクル計数システムは、上述したようなパーティクル計数装置と、前記検出信号に基づいてパーティクル情報を作成する制御ユニットとを備えるようにしてもよい。 The particle counting system of the present invention includes a particle counter apparatus as described above, may be provided with a control unit for creating particle information based on the detection signal.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and includes various modes without departing from the spirit of the present invention.
図1〜3は本発明のパーティクル計数システムの一例を示す概略構成図である。また、図4は半導体製造装置内に設置する架台の斜視図である。そして図5は本発明で用いるフランジ付ケーブルの構成を示す図であって、図5(a)は所定フランジ付ケーブル、図5(b)は特定フランジ付ケーブルを示している。なお、以下において、上述した図1のパーティクル計数システムやパーティクル計数装置と同様のものについては、同じ符号を付すことにより説明を省略する。
パーティクル計数システム1は、パーティクル計数装置10と、制御ユニット30と、パーソナルコンピュータ40と、制御ユニット30とパーソナルコンピュータ40とを接続するためのシリアルクロスケーブル33と、パーティクル計数装置10と制御ユニット30とを接続するためのコントロールケーブル34と、架台50と、ICF70用接続口41aと制御ユニット30とを接続するための所定フランジ付ケーブル35と、KF40用接続口43aと制御ユニット30とを接続するための特定フランジ付ケーブル36とを備える。
Figure 1-3 is a schematic block diagram showing an example of a particle counting system of the present invention. FIG. 4 is a perspective view of a gantry installed in the semiconductor manufacturing apparatus. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the flanged cable used in the present invention. FIG. 5A shows a cable with a predetermined flange, and FIG. 5B shows a cable with a specific flange. Note that, in, for the same as the above-described particle counting system and
架台50は、例えばステンレス鋼の水平板(設置部)52と、水平板52の右端部に立設された例えばステンレス鋼の垂直板(取付部)51とを有するL字形状となっている。
垂直板51は、水平方向に貫通する複数個のネジ穴51aを有する。これにより、窓部18aと窓部18bとが上下方向に並んだ状態で、ネジ穴51aにネジ53を通すことで、ケース部23の左側面と垂直板51の右側面とを固定することが可能となっている。そして、水平板52を半導体製造装置41、43内の任意の位置に載置することが可能となっている。
The
The
所定フランジ付ケーブル35の一端部には、ICF70ハーメチックフランジ(配管接続部)35aが形成されるとともに、所定フランジ付ケーブル35の他端部には、制御ユニット30の接続口に接続可能な制御ユニット接続部35dが形成されている。ICF70ハーメチックフランジ35aは、水平方向に貫通する複数個のネジ穴35bと、コントロールケーブル34に接続可能な接続口35cとを有している。これにより、ネジ穴35bにネジ42を通すことで、図2に示すように半導体製造装置41に形成されているICF70用接続口41aとICF70ハーメチックフランジ35aとを固定することが可能となる。
An ICF 70 hermetic flange (pipe connection part) 35a is formed at one end of the
特定フランジ付ケーブル36の一端部には、KF40ハーメチックフランジ(配管接続部)36aが形成されるとともに、特定フランジ付ケーブル36の他端部には、制御ユニット30の接続口に接続可能な制御ユニット接続部36dが形成されている。KF40ハーメチックフランジ36aは、水平方向に貫通する複数個のネジ穴36bと、コントロールケーブル34に接続可能な接続口36cとを有する。これにより、ネジ穴36bにネジ44を通すことで、図3に示すように半導体製造装置43に形成されているKF40用接続口43aとKF40ハーメチックフランジ36aとを固定することが可能となっている。
A KF40 hermetic flange (pipe connection part) 36a is formed at one end of the
ここで、本発明のパーティクル計数システムの使用方法について説明する。
(1)半導体製造装置にICF70用接続口が設けられ、接続口近傍にパーティクル発生源が存在する場合(図1参照)
まず、分析者は、ICF70ハーメチックフランジ22とICF70用接続口41aとをネジ42を用いて接続し、測定ヘッド21を半導体製造装置41内に配置する。次に、分析者は、ケース部23の接続口23aと制御ユニット30の接続口とをコントロールケーブル34で接続する。最後に、分析者は、制御ユニット30の接続口とパーソナルコンピュータ40の接続口とをシリアルクロスケーブル33で接続して、パーティクル情報をパーソナルコンピュータ40に送信する。
Here, a method using a particle counting system of the present invention.
(1) When a semiconductor manufacturing apparatus is provided with a connection port for ICF70 and a particle generation source exists in the vicinity of the connection port (see FIG. 1)
First, the analyst connects the ICF 70
(2)半導体製造装置にICF70用接続口が設けられ、半導体製造装置内の中央部にパーティクル発生源が存在する場合(図2参照)
まず、分析者は、ケース部23の左側面と架台50の垂直板51の右側面とを固定し、架台50の水平板52を半導体製造装置41内の中央部に載置して、測定ヘッド21を半導体製造装置41内に配置する。次に、分析者は、所定フランジ付ケーブル35のICF70ハーメチックフランジ35aとICF70用接続口41aとをネジ42を用いて接続する。次に、分析者は、ケース部23の接続口23aとICF70ハーメチックフランジ35aの接続口35cとをコントロールケーブル34で接続する。最後に、分析者は、制御ユニット30の接続口とパーソナルコンピュータ40の接続口とをシリアルクロスケーブル33で接続して、パーティクル情報をパーソナルコンピュータ40に送信する。
(2) When the ICF 70 connection port is provided in the semiconductor manufacturing apparatus and the particle generation source is present in the center of the semiconductor manufacturing apparatus (see FIG. 2).
First, the analyst fixes the left side surface of the
(3)半導体製造装置にKF40用接続口が設けられている場合(図3参照)
まず、分析者は、ケース部23の左側面と架台50の垂直板51の右側面とを固定し、架台50の水平板52を半導体製造装置41内の中央部に載置して、測定ヘッド21を半導体製造装置43内に配置する。次に、分析者は、特定フランジ付ケーブル36のKF40ハーメチックフランジ36aとKF40用接続口43aとをネジ44を用いて接続する。次に、分析者は、ケース部23の接続口23aとKF40ハーメチックフランジ36aの接続口36cとをコントロールケーブル34で接続する。最後に、分析者は、制御ユニット30の接続口とパーソナルコンピュータ40の接続口とをシリアルクロスケーブル33で接続して、パーティクル情報をパーソナルコンピュータ40に送信する。
(3) When a semiconductor manufacturing apparatus is provided with a connection port for KF40 (see FIG. 3)
First, the analyst fixes the left side surface of the
以上のように、本発明のパーティクル計数システムによれば、パーティクル計数装置10の所望位置への配置や所望配管接続口41a、43aへの接続が可能となる。
As described above, according to the particle counting system of the present invention, the arrangement and the desired
<他の実施形態>
(1)上述したパーティクル計数システムでは、架台50はL字形状としたが、形状については特に限定されるものではなく、T字形状としてもよい。
<Other embodiments>
(1) In the above-described particle counting system,
(2)上述したパーティクル計数装置10では、測定ヘッド21の左端部内にビームストッパ19が配置された構成を示したが、これに代えて、測定対象領域以外に光を反射する反射部材が配置されているような構成としてもよい。
(2) In the above-described
本発明は、パーティクルを検出するパーティクル計数装置等に利用することができる。 The present invention can be used in a particle counting device for detecting particles.
1: パーティクル計数システム
10: パーティクル計数装置
13: 半導体レーザ素子(光照射手段)
14a、14b: フォトダイオード(散乱光検出手段)
16: 前置増幅器(部品)
18a、18b: 窓部
21: 測定ヘッド
22: ICF70ハーメチックフランジ(配管接続部)
23: ケース部
30: 制御ユニット
34: コントロールケーブル
41a: ICF70用接続口(所定配管接続口)
50: 架台
51: 垂直板(取付部)
52: 水平板(設置部)
1: Particle counting system 10: the particle counting apparatus 13: a semiconductor laser element (the light irradiation means)
14a, 14b: Photodiode (scattered light detection means)
16: Preamplifier (component)
18a, 18b: Window part 21: Measuring head 22: ICF70 hermetic flange (piping connection part)
23: Case part 30: Control unit 34:
50: Mount 51: Vertical plate (mounting part)
52: Horizontal plate (installation part)
Claims (3)
前記測定ヘッドの後部に設けられ、所定配管接続口と接続するための配管接続部と、
前記配管接続部の後部に設けられ、前記光照射手段及び前記散乱光検出手段を制御する部品を有するケース部と、
前記検出信号に基づいてパーティクル情報を作成する制御ユニットと前記ケース部とを接続するためのコントロールケーブルとを備えるパーティクル計数装置であって、
前記ケース部と接続可能な取付部と、前記所定配管接続口以外に設置するための設置部とを有する架台と、
一端に特定配管接続口と接続するとともに前記コントロールケーブルと電気接続が可能な接続口が設けられた配管接続部、他端に前記制御ユニットと接続するための制御ユニット接続部が形成されたフランジ付きケーブルと、
を備えることを特徴とするパーティクル計数装置。 A window for introducing particles into the measurement target area, a light irradiating means for emitting light to the measurement target area, and a scatter for detecting scattered light from the particles introduced into the measurement target area and generating a detection signal A measuring head having a light detecting means;
A pipe connection portion provided at a rear portion of the measurement head, and connected to a predetermined pipe connection port;
A case portion provided at a rear portion of the pipe connection portion, and having a part for controlling the light irradiation means and the scattered light detection means;
A particle counting device comprising a control unit for creating particle information based on the detection signal and a control cable for connecting the case part,
A mount having an attachment portion connectable to the case portion, and an installation portion for installing other than the predetermined pipe connection port;
With a flange that is connected to a specific pipe connection port at one end and provided with a connection port that can be electrically connected to the control cable, and has a control unit connection portion that is connected to the control unit at the other end Cable and
A particle counting device comprising:
前記取付部は、前記水平板に垂直な垂直板であり、
前記ケース部は前記取付部にネジ止めされることを特徴とする請求項1に記載のパーティクル計数装置。 The installation part is a horizontal plate,
The mounting portion is a vertical plate perpendicular to the horizontal plate;
The particle counter according to claim 1, wherein the case part is screwed to the attachment part.
前記検出信号に基づいてパーティクル情報を作成する制御ユニットとを備えることを特徴とするパーティクル計数システム。
The particle counter according to any one of claims 1 to 2 ,
A particle counting system comprising: a control unit that creates particle information based on the detection signal.
Priority Applications (1)
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