JPH03190232A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03190232A JPH03190232A JP1330402A JP33040289A JPH03190232A JP H03190232 A JPH03190232 A JP H03190232A JP 1330402 A JP1330402 A JP 1330402A JP 33040289 A JP33040289 A JP 33040289A JP H03190232 A JPH03190232 A JP H03190232A
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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】
〔概要〕
本発明は、半導体装置の多層配線の形成方法に関し。
多層配線の層間絶縁膜の平坦化と金属の選択CVD法に
よる層間接続孔への埋め込みを行うことにより、配線の
信頼性を向上させることができる多層配線の形成方法を
提供することを目的とし。
よる層間接続孔への埋め込みを行うことにより、配線の
信頼性を向上させることができる多層配線の形成方法を
提供することを目的とし。
半導体基板上に第1の金属配線を形成する工程と、該第
1の金属配線を覆って、半導体基板上に絶縁膜を形成す
る工程と、該絶縁膜の上に、イオンビームアシスト蒸着
法で形成した最上層絶縁膜を形成する工程と、該最上層
絶縁膜及び該絶縁膜を貫通して、第1の金属配線上に金
属配線接続用の接続孔を形成する工程と、該接続孔に該
第1の金属配線に対する接続用金属を選択的に埋め込む
工程と、該接続孔を覆って、該最上層絶縁膜上に第2の
金属配線を形成する工程とを含むように構成する。
1の金属配線を覆って、半導体基板上に絶縁膜を形成す
る工程と、該絶縁膜の上に、イオンビームアシスト蒸着
法で形成した最上層絶縁膜を形成する工程と、該最上層
絶縁膜及び該絶縁膜を貫通して、第1の金属配線上に金
属配線接続用の接続孔を形成する工程と、該接続孔に該
第1の金属配線に対する接続用金属を選択的に埋め込む
工程と、該接続孔を覆って、該最上層絶縁膜上に第2の
金属配線を形成する工程とを含むように構成する。
本発明は、半導体装置の多層配線の形成方法に関する。
近年のコンピューターシステムの高速化の要求に伴い、
半導体集積回路の高集積化、高速化が要求されている。
半導体集積回路の高集積化、高速化が要求されている。
このため、半導体素子の微細化のみならず、配線の微細
化、多層化が益々重要となってきている。
化、多層化が益々重要となってきている。
この様な多層配線を実現するには9層間絶縁膜の平坦化
技術と、多層配線の層間の接続をする微細な接続孔に配
線を形成する技術の開発が特に重要である。これによっ
て、多層配線の信頼性を高めてやる必要がある。
技術と、多層配線の層間の接続をする微細な接続孔に配
線を形成する技術の開発が特に重要である。これによっ
て、多層配線の信頼性を高めてやる必要がある。
従来の多層配線の形成においては1層間絶縁膜の平坦化
法として、エッチバック法、SOG塗布法、バイアスス
パッタ法等がある。
法として、エッチバック法、SOG塗布法、バイアスス
パッタ法等がある。
この中で、特に有機系のSOG塗布による平坦化は工程
が簡単であり、平坦性に優れている。また、有機系SO
Gは電気絶縁性の点で十分でないため、単独で用いられ
ず、無機膜と併用される。
が簡単であり、平坦性に優れている。また、有機系SO
Gは電気絶縁性の点で十分でないため、単独で用いられ
ず、無機膜と併用される。
微細な層間接続孔に配線を形成する方法としては、原料
ガスとして、六弗化タングステン(WF6)を、還元剤
として水素(H2)やシラン(SiH,)等を使用した
タングステン(I8)の選択CVD法が用いられている
。この場合、絶縁膜に対して2選択性を得るためには、
絶縁膜としては、熱CVD法によるP S G、 51
02等の膜が好ましく、スパッタ法やプラズマCVD法
で形成した5i02膜、 Si3N4膜等の膜は選択性
が損なわれ易い。
ガスとして、六弗化タングステン(WF6)を、還元剤
として水素(H2)やシラン(SiH,)等を使用した
タングステン(I8)の選択CVD法が用いられている
。この場合、絶縁膜に対して2選択性を得るためには、
絶縁膜としては、熱CVD法によるP S G、 51
02等の膜が好ましく、スパッタ法やプラズマCVD法
で形成した5i02膜、 Si3N4膜等の膜は選択性
が損なわれ易い。
層間絶縁膜の平坦化1例えば、有機系SOG塗布法とW
の選択CVD法による層間接続孔への配線形成を考えた
場合、有機系SOG上の無機膜としては、熱CVD法に
よるPSG、SiO□膜が好ましいが、この方法で形成
した膜は有機系SOG膜への密着性の点においても1機
械的強度の点においても十分でなく、配線工程中に膜が
剥離したり。
の選択CVD法による層間接続孔への配線形成を考えた
場合、有機系SOG上の無機膜としては、熱CVD法に
よるPSG、SiO□膜が好ましいが、この方法で形成
した膜は有機系SOG膜への密着性の点においても1機
械的強度の点においても十分でなく、配線工程中に膜が
剥離したり。
膜にクラックが入るという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであ
って1層間絶縁膜の平坦化と金属の選択CVD法による
層間接続孔への埋め込みを行うことにより、配線の信頼
性を向上させることができる多層配線の形成方法を提供
することを目的としている。
って1層間絶縁膜の平坦化と金属の選択CVD法による
層間接続孔への埋め込みを行うことにより、配線の信頼
性を向上させることができる多層配線の形成方法を提供
することを目的としている。
第1図は本発明の原理説明図でる。
図において、1は半導体基板、2は第1の金属配線、3
は絶縁膜、4は最上層絶縁膜、5は接続孔、6は接続用
金属、7は第2の金属配線である。
は絶縁膜、4は最上層絶縁膜、5は接続孔、6は接続用
金属、7は第2の金属配線である。
前記の問題点は9本発明の如く、半導体基板1上に第1
の金属配線2を形成する工程と、該第1の金属配線2を
覆って、半導体基板1上に絶縁膜3を形成する工程と、
該絶縁膜3の上に、イオンビームアシスト蒸着法で形成
した最上層絶縁膜4を形成する工程と、該最上層絶縁膜
4及び該絶縁膜3を貫通して、第1の金属配線2上に金
属配線接続用の接続孔5を形成する工程と、該接続孔5
に該第1の金属配線2に対する接続用金属6を選択的に
埋め込む工程と、該接続孔5を覆って、該最上層絶縁膜
4上に第2の金属配線7を形成する工程とを含むことに
より解決される。
の金属配線2を形成する工程と、該第1の金属配線2を
覆って、半導体基板1上に絶縁膜3を形成する工程と、
該絶縁膜3の上に、イオンビームアシスト蒸着法で形成
した最上層絶縁膜4を形成する工程と、該最上層絶縁膜
4及び該絶縁膜3を貫通して、第1の金属配線2上に金
属配線接続用の接続孔5を形成する工程と、該接続孔5
に該第1の金属配線2に対する接続用金属6を選択的に
埋め込む工程と、該接続孔5を覆って、該最上層絶縁膜
4上に第2の金属配線7を形成する工程とを含むことに
より解決される。
上記のように9本発明によれば、第1図の様に。
平坦化された絶縁膜の最上層にイオンビームアシスト蒸
着法で形成した絶縁膜を用いている。イオンビームアシ
スト蒸着法を用いて形成された絶縁膜は、下地絶縁膜が
有機系の材料であっても、密着性に優れている。また、
膜が緻密であるために。
着法で形成した絶縁膜を用いている。イオンビームアシ
スト蒸着法を用いて形成された絶縁膜は、下地絶縁膜が
有機系の材料であっても、密着性に優れている。また、
膜が緻密であるために。
機械的強度の点でも優れている。
さらに、この方法で形成した膜は、配線接続孔に、CV
D法により選択的に金属を埋め込む際の選択性において
も優れている。
D法により選択的に金属を埋め込む際の選択性において
も優れている。
従って1層間絶縁膜の平坦化と1層間接続孔に選択的に
金属を埋め込むことができるため、配線の信頼性が向上
できる。
金属を埋め込むことができるため、配線の信頼性が向上
できる。
第2図は本発明に用いたイオンビームアシスト蒸着装置
の模式断面図、第3図は本発明の一実施例の工程順模式
断面図である。
の模式断面図、第3図は本発明の一実施例の工程順模式
断面図である。
図において、9は基板、10は保持台、11は蒸着源、
12はるつぼ、13はシャッター、14はイオン源。
12はるつぼ、13はシャッター、14はイオン源。
15はシャッター、16はSi基板、17は5102膜
、18はTi/Au膜、19はPMSS樹脂膜、20は
Sin、膜、21は接続孔、22はW膜、23はTi/
Au膜である。
、18はTi/Au膜、19はPMSS樹脂膜、20は
Sin、膜、21は接続孔、22はW膜、23はTi/
Au膜である。
本実施例では、第2図に模式的に示すようなイオンビー
ムアシスト蒸着装置を使用する。
ムアシスト蒸着装置を使用する。
第2図に示すように、装置はステンレス製の真空槽8か
らなり、真空ポンプにより真空排気される。基板9表面
への蒸着源11の電子ビーム蒸着は。
らなり、真空ポンプにより真空排気される。基板9表面
への蒸着源11の電子ビーム蒸着は。
電子ビームをるつぼ12内の蒸着源11に当てて、蒸着
させる。るつぼ12の上部にはシャッター13が設けら
れ、蒸着量を制御する。イオン源14によりアルゴン(
Ar)又は酸素(02)をイオン化して蒸着中に基板9
表面にイオンを照射し、蒸着源11の基板9への密着を
強化すると共に蒸着膜を緻密にする。
させる。るつぼ12の上部にはシャッター13が設けら
れ、蒸着量を制御する。イオン源14によりアルゴン(
Ar)又は酸素(02)をイオン化して蒸着中に基板9
表面にイオンを照射し、蒸着源11の基板9への密着を
強化すると共に蒸着膜を緻密にする。
イオン源14の上部にもシャッター15が設けられ。
電子ビーム蒸着と連動して作動する。基板9は真空槽8
の上部の保持台1oに取り付けられ、電子ビーム蒸着の
際は保持台1oの中心軸の周りに回転して蒸着膜の均一
性が保たれるようにしている。
の上部の保持台1oに取り付けられ、電子ビーム蒸着の
際は保持台1oの中心軸の周りに回転して蒸着膜の均一
性が保たれるようにしている。
第3図により、工程順に本発明の一実施例を説明する。
第3図(a)に示すように、半導体基板1例えば、シリ
コン(Si)基板16上にプラズマCVD法により、二
酸化シリコン(Sin2)膜17を1μmの厚さに被覆
し、その上にチタン(Ti)を100人、金(Au)を
7.0OOAの厚さに連続してスパッタにより積層し。
コン(Si)基板16上にプラズマCVD法により、二
酸化シリコン(Sin2)膜17を1μmの厚さに被覆
し、その上にチタン(Ti)を100人、金(Au)を
7.0OOAの厚さに連続してスパッタにより積層し。
パターニングして、第1層の金属配線としてのTi/A
u膜18を形成する。
u膜18を形成する。
第3図(b)に示すように、シリル化ポリメチルシルセ
スキオキサン(PMMS)樹脂膜19をスピンコードに
より 1.5μmの厚さに塗布し、 350 t’で1
時間加熱して硬化する。
スキオキサン(PMMS)樹脂膜19をスピンコードに
より 1.5μmの厚さに塗布し、 350 t’で1
時間加熱して硬化する。
第3図(C)に示すように、第3図に示したイオンビー
ムアシスト装置を用いて、 5in2膜2oを2、00
0への厚さに形成する。
ムアシスト装置を用いて、 5in2膜2oを2、00
0への厚さに形成する。
この場合、Si基板16の加熱温度は300℃、イオン
の加速電圧は1.25KV、酸素(02)またはアルゴ
ン(八r)ガス圧力は4xlO−5Torrとし、蒸着
材料として石英粉末(S10□)をるつぼに入れて、電
子ビームガン(Eガン)により5i02を蒸発させ、
PMSS樹脂膜■9上に5in2膜20を被着する。
の加速電圧は1.25KV、酸素(02)またはアルゴ
ン(八r)ガス圧力は4xlO−5Torrとし、蒸着
材料として石英粉末(S10□)をるつぼに入れて、電
子ビームガン(Eガン)により5i02を蒸発させ、
PMSS樹脂膜■9上に5in2膜20を被着する。
この時、酸素イオンにより、基板表面が清浄化されると
ともに、イオンによりSiO□膜20内の原子の結合が
より完全なものとなるので、形成された5102膜20
の組成も緻密なものとなり9機械的強度も強くなる。
ともに、イオンによりSiO□膜20内の原子の結合が
より完全なものとなるので、形成された5102膜20
の組成も緻密なものとなり9機械的強度も強くなる。
続いて、第3図(d)に示すように、レジストマスクを
用いて、 RIB法により、弗素化合物系の反応ガスを
用いて、Sin□膜20及びPMSS樹脂膜19を通し
て接続孔21を開口する。
用いて、 RIB法により、弗素化合物系の反応ガスを
用いて、Sin□膜20及びPMSS樹脂膜19を通し
て接続孔21を開口する。
第3図(e)に示すように、Si基板16を300℃に
加熱して、六弗化タングステン(wp6)とシラン(S
iH,)と水素(■2)の混合ガスを用いて、接続孔2
1内にタングステン(W)を選択的に堆積する。
加熱して、六弗化タングステン(wp6)とシラン(S
iH,)と水素(■2)の混合ガスを用いて、接続孔2
1内にタングステン(W)を選択的に堆積する。
その後、第3図(f)に示すように、TiとAuをスパ
ッタ法により7.000人の厚さに積層して、パターニ
ングし、第2の金属配線、 Ti/Au膜23を形成す
る。
ッタ法により7.000人の厚さに積層して、パターニ
ングし、第2の金属配線、 Ti/Au膜23を形成す
る。
前記実施例では、絶縁膜20として、 PMSS樹脂を
用いた場合を例示したが、 PMSS樹脂の下層にSi
O□膜やSi、Ns膜等の無機膜を積層したり、 PM
SS樹脂以外のSOG膜やポリイミド膜を適用すること
ができる。
用いた場合を例示したが、 PMSS樹脂の下層にSi
O□膜やSi、Ns膜等の無機膜を積層したり、 PM
SS樹脂以外のSOG膜やポリイミド膜を適用すること
ができる。
以上説明したように9本発明によれば、平坦化された絶
縁膜の最上層に、イオンビームアシスト蒸着法で形成し
た絶縁膜を用いているため、下地絶縁膜の種類に関係な
く、絶縁膜との密着性が良く、また9機械的強度にすぐ
れている。
縁膜の最上層に、イオンビームアシスト蒸着法で形成し
た絶縁膜を用いているため、下地絶縁膜の種類に関係な
く、絶縁膜との密着性が良く、また9機械的強度にすぐ
れている。
更に、この絶縁膜は、配線接続孔にCVD法により選択
的に金属を埋め込む際の選択性においても優れているた
め9層間絶縁膜の平坦化と層間接続孔に選択的に金属を
埋め込むことが容易になり。
的に金属を埋め込む際の選択性においても優れているた
め9層間絶縁膜の平坦化と層間接続孔に選択的に金属を
埋め込むことが容易になり。
多層配線の信頼性の向上に寄与するところが大きい。
23はTi/Au
第1図は本発明の原理説明図。
第2図は本発明に使用したイオンビームアシスト蒸着装
置。 第3図は本発明の一実施例の工程順模式断面図である。 1は半導体基板、 2は第1の金属配線。 3は絶縁膜、 4は最上層絶縁膜。 5は接続孔、 6は接続用金属。 7は第2の金属配線、8は真空槽。 9は半導体基板、 10は保持台。 11は蒸着源、12はるつぼ。 13はシャッター、14はイオン源。 15はシャッター、16はSi基板。 17は5I02膜、18はTi/Au膜。 19はPMSS樹脂膜、20はSin、膜。 21は接続孔、22はW膜。 本発明のR理説明図 第 1 図 $定明に使用したイオンビー乙アシスト蕉I牧置粥2図 本発明の一突施fl+の工程順模式断面凹部3 図
置。 第3図は本発明の一実施例の工程順模式断面図である。 1は半導体基板、 2は第1の金属配線。 3は絶縁膜、 4は最上層絶縁膜。 5は接続孔、 6は接続用金属。 7は第2の金属配線、8は真空槽。 9は半導体基板、 10は保持台。 11は蒸着源、12はるつぼ。 13はシャッター、14はイオン源。 15はシャッター、16はSi基板。 17は5I02膜、18はTi/Au膜。 19はPMSS樹脂膜、20はSin、膜。 21は接続孔、22はW膜。 本発明のR理説明図 第 1 図 $定明に使用したイオンビー乙アシスト蕉I牧置粥2図 本発明の一突施fl+の工程順模式断面凹部3 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板(1)上に第1の金属配線(2)を形成する
工程と、 該第1の金属配線(2)を覆って、半導体基板(1)上
に絶縁膜(3)を形成する工程と、 該絶縁膜(3)の上に、イオンビームアシスト蒸着法で
形成した最上層絶縁膜(4)を形成する工程と、該最上
層絶縁膜(4)及び該絶縁膜(3)を貫通して、第1の
金属配線(2)上に金属配線接続用の接続孔(5)を形
成する工程と、 該接続孔(5)に該第1の金属配線(2)に対する接続
用金属(6)を選択的に埋め込む工程と、 該接続孔(5)を覆って、該最上層絶縁膜(4)上に第
2の金属配線(7)を形成する工程とを含むことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1330402A JPH03190232A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
US07/621,148 US5231054A (en) | 1989-12-20 | 1990-12-03 | Method of forming conductive material selectively |
KR1019900019849A KR930010968B1 (ko) | 1989-12-20 | 1990-12-04 | 도전재료의 선택적 형성방법 |
EP90124818A EP0434045B1 (en) | 1989-12-20 | 1990-12-19 | Method of forming conductive material selectively |
DE69025873T DE69025873D1 (de) | 1989-12-20 | 1990-12-19 | Verfahren zum selektiven Herstellen von leitendem Stoff |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1330402A JPH03190232A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03190232A true JPH03190232A (ja) | 1991-08-20 |
Family
ID=18232201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1330402A Pending JPH03190232A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5231054A (ja) |
EP (1) | EP0434045B1 (ja) |
JP (1) | JPH03190232A (ja) |
KR (1) | KR930010968B1 (ja) |
DE (1) | DE69025873D1 (ja) |
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US5474949A (en) * | 1992-01-27 | 1995-12-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating capacitor or contact for semiconductor device by forming uneven oxide film and reacting silicon with metal containing gas |
JP3158749B2 (ja) * | 1992-12-16 | 2001-04-23 | ヤマハ株式会社 | 半導体装置 |
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US6294799B1 (en) * | 1995-11-27 | 2001-09-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating same |
US5940732A (en) | 1995-11-27 | 1999-08-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., | Method of fabricating semiconductor device |
KR100508036B1 (ko) * | 1997-02-26 | 2005-11-21 | 삼성전자주식회사 | 몰리브덴또는몰리브덴합금을이용한반도체장치의제조방법 |
KR100434713B1 (ko) * | 1996-12-27 | 2004-09-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의제조방법 |
FR2764309B1 (fr) * | 1997-06-06 | 1999-08-27 | Corning Inc | Procede de creation d'une couche de silicium sur une surface |
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US6709882B2 (en) | 2001-08-27 | 2004-03-23 | Lightwave Microsystems Corporation | Planar lightwave circuit active device metallization process |
US7323142B2 (en) * | 2001-09-07 | 2008-01-29 | Medtronic Minimed, Inc. | Sensor substrate and method of fabricating same |
US20040061232A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-01 | Medtronic Minimed, Inc. | Multilayer substrate |
US8003513B2 (en) * | 2002-09-27 | 2011-08-23 | Medtronic Minimed, Inc. | Multilayer circuit devices and manufacturing methods using electroplated sacrificial structures |
KR100536361B1 (ko) * | 2003-12-10 | 2005-12-12 | 삼성전기주식회사 | 광 픽업장치 |
JP4900019B2 (ja) * | 2007-04-19 | 2012-03-21 | 富士電機株式会社 | 絶縁トランスおよび電力変換装置 |
US20180144973A1 (en) * | 2016-11-01 | 2018-05-24 | Applied Materials, Inc. | Electromigration Improvement Using Tungsten For Selective Cobalt Deposition On Copper Surfaces |
US11158577B2 (en) | 2020-01-31 | 2021-10-26 | Micron Technology, Inc. | Methods for fabricating microelectronic devices with contacts to conductive staircase steps, and related devices and systems |
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---|---|---|---|---|
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EP0195977B1 (en) * | 1985-03-15 | 1994-09-28 | Hewlett-Packard Company | Metal interconnection system with a planar surface |
US4789648A (en) * | 1985-10-28 | 1988-12-06 | International Business Machines Corporation | Method for producing coplanar multi-level metal/insulator films on a substrate and for forming patterned conductive lines simultaneously with stud vias |
EP0261846B1 (en) * | 1986-09-17 | 1992-12-02 | Fujitsu Limited | Method of forming a metallization film containing copper on the surface of a semiconductor device |
US4746621A (en) * | 1986-12-05 | 1988-05-24 | Cornell Research Foundation, Inc. | Planar tungsten interconnect |
US4983543A (en) * | 1988-09-07 | 1991-01-08 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit having an interconnection wire embedded in a protective layer covering the semiconductor integrated circuit |
GB8907898D0 (en) * | 1989-04-07 | 1989-05-24 | Inmos Ltd | Semiconductor devices and fabrication thereof |
US4943539A (en) * | 1989-05-09 | 1990-07-24 | Motorola, Inc. | Process for making a multilayer metallization structure |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP1330402A patent/JPH03190232A/ja active Pending
-
1990
- 1990-12-03 US US07/621,148 patent/US5231054A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-04 KR KR1019900019849A patent/KR930010968B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-12-19 DE DE69025873T patent/DE69025873D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-19 EP EP90124818A patent/EP0434045B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0434045A3 (en) | 1993-01-20 |
US5231054A (en) | 1993-07-27 |
DE69025873D1 (de) | 1996-04-18 |
KR910013465A (ko) | 1991-08-08 |
KR930010968B1 (ko) | 1993-11-18 |
EP0434045A2 (en) | 1991-06-26 |
EP0434045B1 (en) | 1996-03-13 |
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