JPH01319674A - 真空スパッタ装置 - Google Patents
真空スパッタ装置Info
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- JPH01319674A JPH01319674A JP15182288A JP15182288A JPH01319674A JP H01319674 A JPH01319674 A JP H01319674A JP 15182288 A JP15182288 A JP 15182288A JP 15182288 A JP15182288 A JP 15182288A JP H01319674 A JPH01319674 A JP H01319674A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は電子コンポーネントや半導体デバイスの製造工
程において、表面導電性膜や誘電膜を形成するために用
いられる真空スパッタ装置に関する。
程において、表面導電性膜や誘電膜を形成するために用
いられる真空スパッタ装置に関する。
従来、コンパクトディスク、レーザーディスク。
ハードディスク、光磁気書き込みディスク、液晶透明電
極等の電子コンポーネントや半導体デバイスに導電性膜
や誘電膜を形成する際に真空スパッタ装置が使用される
。−船釣な真空スパッタ装置を第1図の断面図で示す。
極等の電子コンポーネントや半導体デバイスに導電性膜
や誘電膜を形成する際に真空スパッタ装置が使用される
。−船釣な真空スパッタ装置を第1図の断面図で示す。
財において、蒸着用のターゲンF1はインジウム2を用
いて無酸素銅製のバッキングプレート3に半田付けして
おり、クランプリング4と止めねし5によって水冷シャ
ケソ(−6に固定され、かつアースシールド7で周囲を
包囲している。水冷ジャケント6は絶縁膜9によって真
空フランジ8に支持されており、この絶縁膜9を介して
真空フランジ8から直流または交流バイアスがかりられ
ている。また、水冷シャゲント6は冷却水入口10と冷
却水出口11を通して冷却水が通流され、これによって
水冷されている。
いて無酸素銅製のバッキングプレート3に半田付けして
おり、クランプリング4と止めねし5によって水冷シャ
ケソ(−6に固定され、かつアースシールド7で周囲を
包囲している。水冷ジャケント6は絶縁膜9によって真
空フランジ8に支持されており、この絶縁膜9を介して
真空フランジ8から直流または交流バイアスがかりられ
ている。また、水冷シャゲント6は冷却水入口10と冷
却水出口11を通して冷却水が通流され、これによって
水冷されている。
一方、真空容器ベースプレー1・18は真空フランジ8
.アースシールド7と共に接地されており、この七に基
板ホルダ14を介してブリヒータ15と基板13を載置
し、基板13が前記ターゲ7)1に対向するように配設
している。また、前記真空容器ベースプレート18には
プラズマ形成用のアルゴンガス入口16が開設され、こ
のガス入口16にはバッフル17を設けている。
.アースシールド7と共に接地されており、この七に基
板ホルダ14を介してブリヒータ15と基板13を載置
し、基板13が前記ターゲ7)1に対向するように配設
している。また、前記真空容器ベースプレート18には
プラズマ形成用のアルゴンガス入口16が開設され、こ
のガス入口16にはバッフル17を設けている。
なお、前記水冷ジャゲラ1−6の外側周囲には、マグネ
ット12を配置してクランプリング4や止めねじ5の侵
食を防止し、かつターゲット1の近傍におけるプラズマ
密度を高め、基板1;3の表面損傷を軽減する試みがな
されている。
ット12を配置してクランプリング4や止めねじ5の侵
食を防止し、かつターゲット1の近傍におけるプラズマ
密度を高め、基板1;3の表面損傷を軽減する試みがな
されている。
この種の真空スパッタ装置においては、スパッタ回数を
経過するにつれてター’7” y l・]が消耗し、第
2図のように中央部が次第に凹んでくる。この場合、ス
パック中はマグネツト12の強度を変化させて、消耗面
積(エロージョンエリア)を広く均一化させているもの
が多く、第3図のように凹みをより平坦化することが可
能になっCいる。
経過するにつれてター’7” y l・]が消耗し、第
2図のように中央部が次第に凹んでくる。この場合、ス
パック中はマグネツト12の強度を変化させて、消耗面
積(エロージョンエリア)を広く均一化させているもの
が多く、第3図のように凹みをより平坦化することが可
能になっCいる。
[発明が解決しよ・うとする課題]
上jホした真空スパッタ装置においては、通常ターゲッ
トが消耗されたときに交換する必要がある。
トが消耗されたときに交換する必要がある。
この場合、初期の真空スパッタ装置は、スパッタ回数の
都度、真空チャンバを開放して基板13を取り出す構造
であったので、クーケンI−1の消耗状態を容易に知る
ことができた。ところが、近年では処理能力の向上や膜
質の改善のために、予備真空室を設けたり、長大な真空
I・ンネル構造により占(板]3を自動搬送する構造か
採用されるようになり、真空スパツタ室を常時真空状態
に保つようになってきた。このため、ターゲット】を点
検するごとが難しくなり、クーケンl−1に穴があくま
で使用してハソキンクプレ−1・3や水冷シャケラh
6を損傷して真空スパツタ室を水浸しにしたり、最悪の
場合には真空破壊を起こしてスパック装置を破損させる
事故が生している。勿論、クーケンl−1に軽微な穴が
あいたたけても、基板13−ににη二成した膜質が劣化
して信頼性を低下させるおそれがある。
都度、真空チャンバを開放して基板13を取り出す構造
であったので、クーケンI−1の消耗状態を容易に知る
ことができた。ところが、近年では処理能力の向上や膜
質の改善のために、予備真空室を設けたり、長大な真空
I・ンネル構造により占(板]3を自動搬送する構造か
採用されるようになり、真空スパツタ室を常時真空状態
に保つようになってきた。このため、ターゲット】を点
検するごとが難しくなり、クーケンl−1に穴があくま
で使用してハソキンクプレ−1・3や水冷シャケラh
6を損傷して真空スパツタ室を水浸しにしたり、最悪の
場合には真空破壊を起こしてスパック装置を破損させる
事故が生している。勿論、クーケンl−1に軽微な穴が
あいたたけても、基板13−ににη二成した膜質が劣化
して信頼性を低下させるおそれがある。
従来ては、クーケン1−物質の体積から有効スパソタザ
イクル数を理論的に割り出したり、クーケン)・バイア
ス電源Qことりつげられた積算電力計で実験的にクーゲ
ット寿命を求めているが、これは絶対測定ではないので
誤差が大きく、クーケンI・の交換か早過ぎてクーケン
I・を無駄にして利用率を低下させたり、或いは遅過ぎ
て上述の不具合が発生してしまうという問題が生じてい
る。
イクル数を理論的に割り出したり、クーケン)・バイア
ス電源Qことりつげられた積算電力計で実験的にクーゲ
ット寿命を求めているが、これは絶対測定ではないので
誤差が大きく、クーケンI・の交換か早過ぎてクーケン
I・を無駄にして利用率を低下させたり、或いは遅過ぎ
て上述の不具合が発生してしまうという問題が生じてい
る。
なお、使用済クーケントは、金や白金などの貴金属の場
合のみ回収して再精製に回されるが、そのほかは総て金
属屑として処理している。特に半導体デバイスのうlう
てもIMDRAM用のアルミニウムターケラ1−では、
アルファ線によるソフトエラーを軽減するため高純度化
への要求が厳しく、純度99.9995%以−にでウラ
ンとトリウムあわせて3 ppbという規格を満たずた
め大変高価なものであり、その利用率を向」ニすること
が経済的にも有効である。
合のみ回収して再精製に回されるが、そのほかは総て金
属屑として処理している。特に半導体デバイスのうlう
てもIMDRAM用のアルミニウムターケラ1−では、
アルファ線によるソフトエラーを軽減するため高純度化
への要求が厳しく、純度99.9995%以−にでウラ
ンとトリウムあわせて3 ppbという規格を満たずた
め大変高価なものであり、その利用率を向」ニすること
が経済的にも有効である。
本発明はターゲットの消耗を確実に検知して、上記した
不具合の発生を未然に防止することを可能にした真空ス
パッタ装置を提供することを目的としている。
不具合の発生を未然に防止することを可能にした真空ス
パッタ装置を提供することを目的としている。
本発明の真空スパッタ装置は、真空容器内に配設されて
真空スパックされるクーケン1−の裏面に、電気的1機
械的、熱的あるいは光学的方法により該ターゲットの厚
さの低減を検知する手段を配設している。
真空スパックされるクーケン1−の裏面に、電気的1機
械的、熱的あるいは光学的方法により該ターゲットの厚
さの低減を検知する手段を配設している。
このターゲットの厚さの低減を検知する手段としては、
(])電気的な特性の変化を捕らえるものとして、ター
ゲットの材質が金属または金属化合物の場合は、導電率
を測定するため離れた2カ所に電極を設ける。絶縁物の
場合は誘電率を測定するため近接した2箇所に電極を設
けて微弱な高周波電流を流して、その電圧を測定するこ
とにより容量変化を知るごとができる。
ゲットの材質が金属または金属化合物の場合は、導電率
を測定するため離れた2カ所に電極を設ける。絶縁物の
場合は誘電率を測定するため近接した2箇所に電極を設
けて微弱な高周波電流を流して、その電圧を測定するこ
とにより容量変化を知るごとができる。
(2)ターゲットが薄くなるとともに微弱な振動の減衰
量が減るごとを調べるために、例えば圧電スピーカと圧
電マイクロボンを近接して貼り付けるごとによっても適
確に寿命を知ることができる。
量が減るごとを調べるために、例えば圧電スピーカと圧
電マイクロボンを近接して貼り付けるごとによっても適
確に寿命を知ることができる。
(3)ターゲットの熱歪か大きくなることを貼りイ」げ
たスI−レインゲージによって測定することができる。
たスI−レインゲージによって測定することができる。
(4)プラスマの輻射熱とアルゴンイオンのクーケンh
に対する衝突によってクーケンI・が発熱するか、表面
温度がその厚さによって上昇ずろことを固定したザーミ
スタや熱電対によって測定する。
に対する衝突によってクーケンI・が発熱するか、表面
温度がその厚さによって上昇ずろことを固定したザーミ
スタや熱電対によって測定する。
(5)金属または金属化合物ターケン1〜の場合は不透
明なので、極薄になるとターケン1〜を透過してPIN
フォトダイオードなとの光センソ゛によりプラズマ光を
検知するごとができる。
明なので、極薄になるとターケン1〜を透過してPIN
フォトダイオードなとの光センソ゛によりプラズマ光を
検知するごとができる。
〔作用]
上述した構成では、クーゲットの厚さの低減からターゲ
ットの消耗及びその寿命を検知でき、ターゲットの有効
利用を図る一方でターケンhの消耗に伴うスパック不良
を防止する。
ットの消耗及びその寿命を検知でき、ターゲットの有効
利用を図る一方でターケンhの消耗に伴うスパック不良
を防止する。
(実施例〕
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第4図は本発明の第1実施例を示す1mであり、第1M
に示した真空スパッタ装置におけるターゲットと、この
ターケンj−の消耗を検知する手段のみを図示している
。
に示した真空スパッタ装置におけるターゲットと、この
ターケンj−の消耗を検知する手段のみを図示している
。
ここでは、ターゲット1Aは導電性ターゲットの例を示
しており、このターリーラ1−Iへの消耗を検知するた
めに、ターゲットIAの裏面に中心部分を挟んで所定距
離をおいた一対の電極2oを接続し、これら電極20間
の抵抗値を測定するように構成している。
しており、このターリーラ1−Iへの消耗を検知するた
めに、ターゲットIAの裏面に中心部分を挟んで所定距
離をおいた一対の電極2oを接続し、これら電極20間
の抵抗値を測定するように構成している。
この構成では、ターケンl−L Aが消耗してその厚さ
が低減されることにより、クーゲット1Aの抵抗値が上
昇され、特に中心部に穴があく程度に消耗されたときに
は抵抗値が異常に上昇し、この時点で寿命か尽きたと判
定することができる。
が低減されることにより、クーゲット1Aの抵抗値が上
昇され、特に中心部に穴があく程度に消耗されたときに
は抵抗値が異常に上昇し、この時点で寿命か尽きたと判
定することができる。
なお、電極20は、例えば小さな銅板をターケンI・L
Aの裏面にインジウム半田付げし、更に錫メツキ線を
インジウム半田イ」けするのが好ましい。
Aの裏面にインジウム半田付げし、更に錫メツキ線を
インジウム半田イ」けするのが好ましい。
このとき、第5図のように、ターケンl−1,Aの上面
に、あらかしめ浅い凹み1aを設けておくとさらに安全
サイトに立った評価が可能になる。
に、あらかしめ浅い凹み1aを設けておくとさらに安全
サイトに立った評価が可能になる。
この場合、ハシキングプレート3に切り欠きを設けて電
極20に接続したリード線などを通す必要がある。また
、抵抗値の検知等においては、その変化はスパッタの進
行に伴って比較的緩やかであるため、−度特性を測定し
ておけば、以後はごれをプログラミングすることにより
、ターゲットの残量を直読することも可能である。
極20に接続したリード線などを通す必要がある。また
、抵抗値の検知等においては、その変化はスパッタの進
行に伴って比較的緩やかであるため、−度特性を測定し
ておけば、以後はごれをプログラミングすることにより
、ターゲットの残量を直読することも可能である。
第6図は本発明の第2実施例を示しており、絶縁性ター
ケン1〜IBの消耗を検出する例である。
ケン1〜IBの消耗を検出する例である。
この例では、絶縁性ターケンl−1,I3の−L面の近
接した2点に電極21を設けてコンデンサーを形成し、
電気容量を測定するよ・うに構成している。
接した2点に電極21を設けてコンデンサーを形成し、
電気容量を測定するよ・うに構成している。
この例においても、第7図のように、ターゲットIBの
」−面に浅い凹み1aを設け、ここに電極21を配設し
てもよい。
」−面に浅い凹み1aを設け、ここに電極21を配設し
てもよい。
第8図は本発明の第3実施例を示しており、導電性及び
絶縁性のいずれのターゲットにも適用できる。即ち、タ
ーケンl−I Cの上面に圧電スピーカ22と圧電マイ
クロホン23を取着している。
絶縁性のいずれのターゲットにも適用できる。即ち、タ
ーケンl−I Cの上面に圧電スピーカ22と圧電マイ
クロホン23を取着している。
この構成では、圧電スピーカ22から数百乃至数千ヘル
ツの可聴音を出して、圧電マイクロホン23で検出すれ
ば、ターゲットICが消耗して極薄になるとマイクロホ
ン23の出力が窓上Wする。
ツの可聴音を出して、圧電マイクロホン23で検出すれ
ば、ターゲットICが消耗して極薄になるとマイクロホ
ン23の出力が窓上Wする。
この場合にも、第9図のようにスピーカ22とマイクロ
ホン23を凹みla内に配設してもよい。
ホン23を凹みla内に配設してもよい。
また、マイクロホン23における出力の相関曲線を一度
とっておけば、プログラミングすることによりターゲ・
ンI・の残量を直読することも可能である。
とっておけば、プログラミングすることによりターゲ・
ンI・の残量を直読することも可能である。
第10図は本発明の第4実施例を示している。
この実施例では、ターケ・/1〜1Dを上面一部、特に
中央部にブリッジ型のストレインケージ24を取着して
いる。この構成では、通常ストレインケージ24はター
ケン1−1の熱膨張によって引き伸ばされているが、タ
ーゲット1がエロージョンにより薄くなってくると、温
度が上昇する効果よりも、ストレインゲージ24が縮む
力が打ち勝ってストレインゲージ24か縮むことによっ
てターケンl−L Dの寿命を検出することかできる。
中央部にブリッジ型のストレインケージ24を取着して
いる。この構成では、通常ストレインケージ24はター
ケン1−1の熱膨張によって引き伸ばされているが、タ
ーゲット1がエロージョンにより薄くなってくると、温
度が上昇する効果よりも、ストレインゲージ24が縮む
力が打ち勝ってストレインゲージ24か縮むことによっ
てターケンl−L Dの寿命を検出することかできる。
この場合にも、第11回のように、ターゲット11)の
上面に浅い凹め1aを設げることが可能である。
上面に浅い凹め1aを設げることが可能である。
第12図は本発明の第5実施例を示している。
この実施例では、ターケンl−]、 Eの上面にザーミ
スタあるいは熱電対25をとりつげておけば、り−ゲン
トIEが極く薄くなってくると熱電対25が直接にプラ
ズマの輻射熱とアルゴンイオンの衝突によって発熱する
ため、ザーミスクあるいは熱電対25の温度上昇が大き
くなる。
スタあるいは熱電対25をとりつげておけば、り−ゲン
トIEが極く薄くなってくると熱電対25が直接にプラ
ズマの輻射熱とアルゴンイオンの衝突によって発熱する
ため、ザーミスクあるいは熱電対25の温度上昇が大き
くなる。
この履歴をあらかじめグラフにプロワ1−シておくこと
によって、ターゲット1するの寿命を知ることができる
。
によって、ターゲット1するの寿命を知ることができる
。
第13図はターゲット1Eの上面に、浅い凹み1aを形
成した例を示している。
成した例を示している。
第14図は本発明の第6実施例を示している。
この実施例は、金属や金属化合物など不透明なターゲッ
トの場合であり、ターゲットIFの−1−面にPINフ
ォトダイオードなどのようなフォトセンザ26をとりつ
げて、ターケラ1〜1Fが極薄になったとき、プラズマ
発光を捕らえることにより寿命の検知が可能になる。
トの場合であり、ターゲットIFの−1−面にPINフ
ォトダイオードなどのようなフォトセンザ26をとりつ
げて、ターケラ1〜1Fが極薄になったとき、プラズマ
発光を捕らえることにより寿命の検知が可能になる。
第15図はターゲラ1−IFの上面に、浅い凹み1aを
形成した例である。
形成した例である。
以上説明したように本発明は、真空容器内に配設されて
真空スパッタされるターゲットの裏面に、電気的5機械
的、熱的あるいは光学的方法により該ターゲラI・の厚
さの低減を検知する手段を配設しているので、クーゲラ
I・の厚さの低減からターゲットの消耗及びその寿命を
正確に検知することが可能となり、ターケラI・の有効
利用を図る一方でターゲットの使い過ぎによるスパッタ
装置の損傷を防止でき、かつ製品の不良発生を防止する
ことができる効果がある。
真空スパッタされるターゲットの裏面に、電気的5機械
的、熱的あるいは光学的方法により該ターゲラI・の厚
さの低減を検知する手段を配設しているので、クーゲラ
I・の厚さの低減からターゲットの消耗及びその寿命を
正確に検知することが可能となり、ターケラI・の有効
利用を図る一方でターゲットの使い過ぎによるスパッタ
装置の損傷を防止でき、かつ製品の不良発生を防止する
ことができる効果がある。
第1図は本発明が適用される真空スパッタ装置の主要部
の構造を示す断面図、第2図、第3図はクーゲラI・の
エロージョンエリアを示す断面図、第4図及び第5回は
本発明の第1実施例を示し、その消耗を検知する手段を
配設したターゲットの断面図、第6図及び第7図は本発
明の第2実施例のクーゲラI・の断面図、第8図及び第
9図は本発明の第3実施例のターゲットの断面図、第1
0図及び第11図は本発明の第4実施例のクーゲラ1−
の断面図、第12図及び第13図は本発明の第5冊 実施例のターゲットの断面図、第14回及び第15回は
本発明の第6実施例のターゲットの断面図である。 1、IA〜IF・・・クーゲラ1〜.2・・・インジウ
ムと半田、3・・・バッキングプレート、4・・・クラ
ンプリング、5・・・止めねじ、6・・・水冷ジャケッ
ト、■・・・アースシールド、8・・・真空フランジ、
9・・・絶縁物、10・・・冷却水入口、11・・・冷
却水出口、12・・・マグネット、13・・・基板、1
4・・・基板ボルダ、15・・・ブリヒータ、16・・
・アルゴンガス配管、17・・・バッフル、18・・・
真空容器−・−スプレーI・、20.21・・・電極、
22・・・圧電スピーカ、23・・・圧電マイクロホン
、24・・・ストレインゲージ、25・・・熱電対、2
6・・・フォ1ヘセンザ。 1a凹み 個) 第1O図 第11図 ヌトレイガージ 箪19M 第11図 宅才セ 第14図 第15図 ノオト・已ンフー
の構造を示す断面図、第2図、第3図はクーゲラI・の
エロージョンエリアを示す断面図、第4図及び第5回は
本発明の第1実施例を示し、その消耗を検知する手段を
配設したターゲットの断面図、第6図及び第7図は本発
明の第2実施例のクーゲラI・の断面図、第8図及び第
9図は本発明の第3実施例のターゲットの断面図、第1
0図及び第11図は本発明の第4実施例のクーゲラ1−
の断面図、第12図及び第13図は本発明の第5冊 実施例のターゲットの断面図、第14回及び第15回は
本発明の第6実施例のターゲットの断面図である。 1、IA〜IF・・・クーゲラ1〜.2・・・インジウ
ムと半田、3・・・バッキングプレート、4・・・クラ
ンプリング、5・・・止めねじ、6・・・水冷ジャケッ
ト、■・・・アースシールド、8・・・真空フランジ、
9・・・絶縁物、10・・・冷却水入口、11・・・冷
却水出口、12・・・マグネット、13・・・基板、1
4・・・基板ボルダ、15・・・ブリヒータ、16・・
・アルゴンガス配管、17・・・バッフル、18・・・
真空容器−・−スプレーI・、20.21・・・電極、
22・・・圧電スピーカ、23・・・圧電マイクロホン
、24・・・ストレインゲージ、25・・・熱電対、2
6・・・フォ1ヘセンザ。 1a凹み 個) 第1O図 第11図 ヌトレイガージ 箪19M 第11図 宅才セ 第14図 第15図 ノオト・已ンフー
Claims (1)
- 1、真空容器内に配設されて真空スパッタされるターゲ
ットの裏面に、電気的、機械的、熱的あるいは光学的方
法により該ターゲットの厚さの低減を検知する手段を配
設したことを特徴とする真空スパッタ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15182288A JPH01319674A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 真空スパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15182288A JPH01319674A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 真空スパッタ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01319674A true JPH01319674A (ja) | 1989-12-25 |
Family
ID=15527074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15182288A Pending JPH01319674A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 真空スパッタ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01319674A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5209830A (en) * | 1991-07-17 | 1993-05-11 | Leybold Aktiengesellschaft | Arrangement for measuring the light radiation of a plasma |
US6034778A (en) * | 1998-04-22 | 2000-03-07 | Hyundai Electronics Industries | Method of measuring surface area variation rate of a polysilicon film having hemispherical grains, and capacitance measuring method and apparatus by the same |
JP2016211040A (ja) * | 2015-05-11 | 2016-12-15 | 株式会社アルバック | ターゲットアッセンブリ、スパッタリング装置並びにターゲット材の使用限界判定方法 |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP15182288A patent/JPH01319674A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5209830A (en) * | 1991-07-17 | 1993-05-11 | Leybold Aktiengesellschaft | Arrangement for measuring the light radiation of a plasma |
US6034778A (en) * | 1998-04-22 | 2000-03-07 | Hyundai Electronics Industries | Method of measuring surface area variation rate of a polysilicon film having hemispherical grains, and capacitance measuring method and apparatus by the same |
JP2016211040A (ja) * | 2015-05-11 | 2016-12-15 | 株式会社アルバック | ターゲットアッセンブリ、スパッタリング装置並びにターゲット材の使用限界判定方法 |
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