JPH05206063A - 積層配線形成用スパッタ装置 - Google Patents
積層配線形成用スパッタ装置Info
- Publication number
- JPH05206063A JPH05206063A JP1287392A JP1287392A JPH05206063A JP H05206063 A JPH05206063 A JP H05206063A JP 1287392 A JP1287392 A JP 1287392A JP 1287392 A JP1287392 A JP 1287392A JP H05206063 A JPH05206063 A JP H05206063A
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- JP
- Japan
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- chamber
- semiconductor wafer
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- processing
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スループットを向上させ、自然酸化膜の生成
を抑える。 【構成】 トランスファーチャンバ4に、半導体ウエハ
の金属膜表面に後処理を施す後処理チャンバ11を気密
通路を介して接続した。スパッタチャンバ5と後処理チ
ャンバ11との間での半導体ウエハの受け渡しがトラン
スファーチャンバ4を介して行なわれる。積層配線を形
成するに当たり半導体ウエハは装置外に搬送されなくな
り、成膜工程を真空連続処理にて行なうことができる。
このため、スループットが向上すると共に、半導体ウエ
ハが大気に晒されることがなくなって制御性,再現性の
高い界面制御が可能となる。
を抑える。 【構成】 トランスファーチャンバ4に、半導体ウエハ
の金属膜表面に後処理を施す後処理チャンバ11を気密
通路を介して接続した。スパッタチャンバ5と後処理チ
ャンバ11との間での半導体ウエハの受け渡しがトラン
スファーチャンバ4を介して行なわれる。積層配線を形
成するに当たり半導体ウエハは装置外に搬送されなくな
り、成膜工程を真空連続処理にて行なうことができる。
このため、スループットが向上すると共に、半導体ウエ
ハが大気に晒されることがなくなって制御性,再現性の
高い界面制御が可能となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハに金属膜
を複数層形成するときに使用する積層配線形成用スパッ
タ装置に関するものである。
を複数層形成するときに使用する積層配線形成用スパッ
タ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のスパッタ装置を使用して
半導体ウエハ上に積層配線を設けるには、第1層目の配
線(金属膜)を形成した後に半導体ウエハを別の処理装
置に搬送し、そこで酸化処理あるいは窒化処理を施し、
そして、第2層目の配線を形成すべく再びスパッタ装置
に戻していた。
半導体ウエハ上に積層配線を設けるには、第1層目の配
線(金属膜)を形成した後に半導体ウエハを別の処理装
置に搬送し、そこで酸化処理あるいは窒化処理を施し、
そして、第2層目の配線を形成すべく再びスパッタ装置
に戻していた。
【0003】従来のスパッタ装置を図6によって説明す
る。図6は従来の積層配線形成用スパッタ装置の概略構
成を示す平面図である。同図において、1はロードチャ
ンバ、2はバッファチャンバ、3はクリーニングチャン
バである。
る。図6は従来の積層配線形成用スパッタ装置の概略構
成を示す平面図である。同図において、1はロードチャ
ンバ、2はバッファチャンバ、3はクリーニングチャン
バである。
【0004】4はトランスファーチャンバ、5は半導体
ウエハに金属膜をスパッタリング法によって形成するた
めのスパッタチャンバで、このスパッタチャンバ5はこ
の例ではトランスファーチャンバ4の周囲に3個配置さ
れている。ある。前記トランスファーチャンバ4は、ス
パッタチャンバ5に半導体ウエハを前記クリーニングチ
ャンバ3から移載し、金属膜形成後の半導体ウエハをス
パッタチャンバ5からクリーニングチャンバ3へ移載す
るように構成されている。そして、このトランスファー
チャンバ4とスパッタチャンバ5との間は、気密が保た
れるように構成されている。
ウエハに金属膜をスパッタリング法によって形成するた
めのスパッタチャンバで、このスパッタチャンバ5はこ
の例ではトランスファーチャンバ4の周囲に3個配置さ
れている。ある。前記トランスファーチャンバ4は、ス
パッタチャンバ5に半導体ウエハを前記クリーニングチ
ャンバ3から移載し、金属膜形成後の半導体ウエハをス
パッタチャンバ5からクリーニングチャンバ3へ移載す
るように構成されている。そして、このトランスファー
チャンバ4とスパッタチャンバ5との間は、気密が保た
れるように構成されている。
【0005】次に、このように構成された積層配線形成
用スパッタ装置によって半導体ウエハ上に積層配線を形
成する手順について説明する。
用スパッタ装置によって半導体ウエハ上に積層配線を形
成する手順について説明する。
【0006】先ず、ロードロックチャンバ1に半導体ウ
エハを装着させる。半導体ウエハは、そのロードロック
チャンバ1からバッファチャンバ2,クリーニングチャ
ンバ3を経てトランスファーチャンバ4へ導入される。
そして、トランスファーチャンバ4によって3個のスパ
ッタチャンバ5の何れかへ移載され、移載先のスパッタ
チャンバ5内で第1層目の金属膜が形成される。
エハを装着させる。半導体ウエハは、そのロードロック
チャンバ1からバッファチャンバ2,クリーニングチャ
ンバ3を経てトランスファーチャンバ4へ導入される。
そして、トランスファーチャンバ4によって3個のスパ
ッタチャンバ5の何れかへ移載され、移載先のスパッタ
チャンバ5内で第1層目の金属膜が形成される。
【0007】スパッタチャンバ5内で第1層目の金属膜
が成膜された半導体ウエハは、トランスファーチャンバ
4によってスパッタチャンバ5から搬出され、クリーニ
ングチャンバ3,バッファチャンバ2を通ってロードロ
ックチャンバ1へ搬送される。
が成膜された半導体ウエハは、トランスファーチャンバ
4によってスパッタチャンバ5から搬出され、クリーニ
ングチャンバ3,バッファチャンバ2を通ってロードロ
ックチャンバ1へ搬送される。
【0008】そして、ロードロックチャンバ1から半導
体ウエハを一度装置外へ取出し、その半導体ウエハに他
の装置(後処理装置)にて酸化処理あるいは窒化処理を
施す。
体ウエハを一度装置外へ取出し、その半導体ウエハに他
の装置(後処理装置)にて酸化処理あるいは窒化処理を
施す。
【0009】後処理後の半導体ウエハは再びロードロッ
クチャンバ1へ戻され、そこからバッファチャンバ2,
クリーニングチャンバ3およびトランスファーチャンバ
4を介してスパッタチャンバ5へ移載される。しかる
後、スパッタチャンバ5内で半導体ウエハに第2層目の
金属膜を形成する。このようにして半導体ウエハ上に積
層配線が形成されていた。
クチャンバ1へ戻され、そこからバッファチャンバ2,
クリーニングチャンバ3およびトランスファーチャンバ
4を介してスパッタチャンバ5へ移載される。しかる
後、スパッタチャンバ5内で半導体ウエハに第2層目の
金属膜を形成する。このようにして半導体ウエハ上に積
層配線が形成されていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来のスパッタリング
装置して積層配線を形成するには、第1層目の金属膜を
形成した後、半導体ウエハを1度装置外に取り出して他
の装置にて酸化または窒化などの後処理を行ない、再度
スパッタリング装置にて第2層目の金属膜を形成しなけ
ればならないので、スループットが落ちるという問題が
あった。
装置して積層配線を形成するには、第1層目の金属膜を
形成した後、半導体ウエハを1度装置外に取り出して他
の装置にて酸化または窒化などの後処理を行ない、再度
スパッタリング装置にて第2層目の金属膜を形成しなけ
ればならないので、スループットが落ちるという問題が
あった。
【0011】また、第1層目の金属膜を形成した後や、
後処理装置にて処理を施して第2層目の金属膜を形成す
る前に半導体ウエハが大気に晒されるので、半導体ウエ
ハに自然酸化膜が形成されてしまう。その自然酸化膜を
何らかの方法で除去する必要があった。
後処理装置にて処理を施して第2層目の金属膜を形成す
る前に半導体ウエハが大気に晒されるので、半導体ウエ
ハに自然酸化膜が形成されてしまう。その自然酸化膜を
何らかの方法で除去する必要があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係る積層配線形
成用スパッタ装置は、移載装置に、この移載装置によっ
て半導体ウエハが出し入れされかつ半導体ウエハの金属
膜表面に後処理を施す後処理チャンバを気密通路を介し
て接続したものである。
成用スパッタ装置は、移載装置に、この移載装置によっ
て半導体ウエハが出し入れされかつ半導体ウエハの金属
膜表面に後処理を施す後処理チャンバを気密通路を介し
て接続したものである。
【0013】
【作用】スパッタチャンバと後処理チャンバとの間での
半導体ウエハの受け渡しが移載装置を介して行なわれ、
積層配線を形成するに当たり半導体ウエハは装置外に搬
送されなくなる。
半導体ウエハの受け渡しが移載装置を介して行なわれ、
積層配線を形成するに当たり半導体ウエハは装置外に搬
送されなくなる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図2に
よって詳細に説明する。図1は本発明に係る積層配線形
成用スパッタ装置の概略構成を示す平面図、図2は本発
明に係る積層配線形成用スパッタ装置に使用する後処理
装置の断面図である。これらの図において前記図6で説
明したものと同一もしくは同等部材については、同一符
号を付し詳細な説明は省略する。
よって詳細に説明する。図1は本発明に係る積層配線形
成用スパッタ装置の概略構成を示す平面図、図2は本発
明に係る積層配線形成用スパッタ装置に使用する後処理
装置の断面図である。これらの図において前記図6で説
明したものと同一もしくは同等部材については、同一符
号を付し詳細な説明は省略する。
【0015】図1および図2において、11は半導体ウ
エハ(図示せず)に酸化処理や窒化処理などの後処理を
施すための後処理チャンバである。この後処理チャンバ
11はスパッタチャンバ5に隣接する位置に配置され、
トランスファーチャンバ4に接続されている。なお、本
実施例で使用するスパッタチャンバ5はトランスファー
チャンバ4を囲むように4個配設されている。
エハ(図示せず)に酸化処理や窒化処理などの後処理を
施すための後処理チャンバである。この後処理チャンバ
11はスパッタチャンバ5に隣接する位置に配置され、
トランスファーチャンバ4に接続されている。なお、本
実施例で使用するスパッタチャンバ5はトランスファー
チャンバ4を囲むように4個配設されている。
【0016】そして、この後処理チャンバ11は気密通
路11aを介してトランスファーチャンバ4に接続され
ており、トランスファーチャンバ4との半導体ウエハの
受け渡しがこの気密通路11aを通して行なわれるよう
に構成されている。すなわち、真空連続処理にて半導体
ウエハを移載させることができる。
路11aを介してトランスファーチャンバ4に接続され
ており、トランスファーチャンバ4との半導体ウエハの
受け渡しがこの気密通路11aを通して行なわれるよう
に構成されている。すなわち、真空連続処理にて半導体
ウエハを移載させることができる。
【0017】後処理チャンバ11は半導体ウエハを載置
固定するためのウエハステージ12が内側底部に設けら
れ、真空ポンプ13に連通されている。14は後処理チ
ャンバ11内に処理ガスを導入するための処理ガス導入
口である。なお、処理ガスとしては、酸素ガス,窒素ガ
ス,アンモニアガス,N2Oガス,COガス,H2ガス等
が使用される。
固定するためのウエハステージ12が内側底部に設けら
れ、真空ポンプ13に連通されている。14は後処理チ
ャンバ11内に処理ガスを導入するための処理ガス導入
口である。なお、処理ガスとしては、酸素ガス,窒素ガ
ス,アンモニアガス,N2Oガス,COガス,H2ガス等
が使用される。
【0018】次に、このように構成された本発明に係る
スパッタ装置によって半導体ウエハに積層配線を形成す
る手順について説明する。先ず、従来と同様にしてスパ
ッタチャンバ5に半導体ウエハを装着させ、そこで第1
層目の金属膜を形成する。
スパッタ装置によって半導体ウエハに積層配線を形成す
る手順について説明する。先ず、従来と同様にしてスパ
ッタチャンバ5に半導体ウエハを装着させ、そこで第1
層目の金属膜を形成する。
【0019】第1層目の金属膜を形成した後、トランス
ファーチャンバ4を介して半導体ウエハをスパッタチャ
ンバ5から後処理チャンバ11へ移載させる。このとき
には、半導体ウエハを後処理チャンバ11のウエハステ
ージ12に載置させる。そして、ガス導入口14から処
理ガスを後処理チャンバ11内へ導入し、真空ポンプ1
3を用いて数mTorrから数気圧にまで圧力制御を行なう
ことによって、第1層金属膜の表面層の後処理を行な
う。
ファーチャンバ4を介して半導体ウエハをスパッタチャ
ンバ5から後処理チャンバ11へ移載させる。このとき
には、半導体ウエハを後処理チャンバ11のウエハステ
ージ12に載置させる。そして、ガス導入口14から処
理ガスを後処理チャンバ11内へ導入し、真空ポンプ1
3を用いて数mTorrから数気圧にまで圧力制御を行なう
ことによって、第1層金属膜の表面層の後処理を行な
う。
【0020】後処理チャンバ11にて後処理を行なった
後、トランスファーチャンバ4を介して再び半導体ウエ
ハをスパッタチャンバ5へ移載させ、真空連続処理にて
台に層目の金属膜を形成する。
後、トランスファーチャンバ4を介して再び半導体ウエ
ハをスパッタチャンバ5へ移載させ、真空連続処理にて
台に層目の金属膜を形成する。
【0021】1カセットに半導体ウエハが25枚挿入さ
れているとして、1カセットの処理時間がスパッタ装置
1,後処理装置1とすると、第1層金属膜形成後に後処
理を行ない、その後、第2層金属膜を形成する場合に
は、合計3の時間が必要である。それに対し、本実施例
に示したように、スパッタチャンバ5を複数個有するス
パッタ装置に後処理チャンバ11を付加した装置構成を
採ると、各チャンバで同時に処理を行なえ1カセット+
数ウエハ分の処理時間で処理が終了するので、1+α
(α:数ウエハ処理時間)にて処理を終了することがで
き、スループットが向上する。
れているとして、1カセットの処理時間がスパッタ装置
1,後処理装置1とすると、第1層金属膜形成後に後処
理を行ない、その後、第2層金属膜を形成する場合に
は、合計3の時間が必要である。それに対し、本実施例
に示したように、スパッタチャンバ5を複数個有するス
パッタ装置に後処理チャンバ11を付加した装置構成を
採ると、各チャンバで同時に処理を行なえ1カセット+
数ウエハ分の処理時間で処理が終了するので、1+α
(α:数ウエハ処理時間)にて処理を終了することがで
き、スループットが向上する。
【0022】また、第1層金属膜形成開始から第2層金
属膜形成まで半導体ウエハが大気に晒されることがない
ので、半導体ウエハに自然酸化膜が形成されるのを防ぐ
ことができる。
属膜形成まで半導体ウエハが大気に晒されることがない
ので、半導体ウエハに自然酸化膜が形成されるのを防ぐ
ことができる。
【0023】なお、後処理チャンバ11としては、本実
施例示したようにガス導入口14を設ける以外に、図3
〜図5に示すように構成することもできる。図3は温度
制御装置を備えた後処理チャンバの他の例を示す断面
図、図4はプラズマ処理装置を備えた後処理チャンバの
他の例を示す断面図、図5はイオン照射装置を備えた後
処理チャンバの他の例を示す断面図である。これらの図
において前記図1および図2で説明したものと同一もし
くは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は
省略する。
施例示したようにガス導入口14を設ける以外に、図3
〜図5に示すように構成することもできる。図3は温度
制御装置を備えた後処理チャンバの他の例を示す断面
図、図4はプラズマ処理装置を備えた後処理チャンバの
他の例を示す断面図、図5はイオン照射装置を備えた後
処理チャンバの他の例を示す断面図である。これらの図
において前記図1および図2で説明したものと同一もし
くは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は
省略する。
【0024】図3において、21はアニール用ランプ、
22は加熱用ガス導入口である。アニール用ランプ21
はアークランプあるいはハロゲンランプが用いられ、後
処理チャンバー11の本体11aに内蔵されている。ま
た、加熱用ガス導入口22はウエハステージ12に開口
し、室温〜500℃のガスが吹出すように構成されてい
る。
22は加熱用ガス導入口である。アニール用ランプ21
はアークランプあるいはハロゲンランプが用いられ、後
処理チャンバー11の本体11aに内蔵されている。ま
た、加熱用ガス導入口22はウエハステージ12に開口
し、室温〜500℃のガスが吹出すように構成されてい
る。
【0025】アニール用ランプ21を用いることにより
ウエハ温度を300℃〜1200℃までの温度範囲で昇
温レート100℃/秒程度にて昇温することができる。
同時にウエハステージ12に開口した加熱用ガス導入口
22より室温〜500℃のガスを流すことにより、ウエ
ハ加熱の均一性を向上させることができる。また、室温
ガスを流すことにより、制御性良く半導体ウエハを冷却
できるようになる。
ウエハ温度を300℃〜1200℃までの温度範囲で昇
温レート100℃/秒程度にて昇温することができる。
同時にウエハステージ12に開口した加熱用ガス導入口
22より室温〜500℃のガスを流すことにより、ウエ
ハ加熱の均一性を向上させることができる。また、室温
ガスを流すことにより、制御性良く半導体ウエハを冷却
できるようになる。
【0026】図4において、23は後処理チャンバ11
内にプラズマを生じさせるためのプラズマ生成用電源で
ある。このプラズマ生成用電源23としてはDC電源あ
るいはRF電源が考えられる。
内にプラズマを生じさせるためのプラズマ生成用電源で
ある。このプラズマ生成用電源23としてはDC電源あ
るいはRF電源が考えられる。
【0027】ガス導入口14から処理ガスを後処理チャ
ンバ11内に導入し、プラズマ処理ことにより、半導体
ウエハ上の第1層金属膜の表面を効率よく前処理するこ
とができる。
ンバ11内に導入し、プラズマ処理ことにより、半導体
ウエハ上の第1層金属膜の表面を効率よく前処理するこ
とができる。
【0028】図5において、24は後処理チャンバ11
の上部に設けられたイオン化室である。このイオン化室
24には、ガス導入口14が設けられると共に、フィラ
メント25および電源26等を備えたイオン照射装置が
設けられている。なお、27はウエハステージ12上に
載置された半導体ウエハである。
の上部に設けられたイオン化室である。このイオン化室
24には、ガス導入口14が設けられると共に、フィラ
メント25および電源26等を備えたイオン照射装置が
設けられている。なお、27はウエハステージ12上に
載置された半導体ウエハである。
【0029】処理ガス導入口14から処理ガスをイオン
化室24に導入した後、イオン化室24にてフィラメン
ト25等を用いて処理ガスをイオン化する。次に、電源
26を用い半導体ウエハ27との間に電位差をつくり、
イオン化した処理ガスを半導体ウエハ27へ引き込む。
化室24に導入した後、イオン化室24にてフィラメン
ト25等を用いて処理ガスをイオン化する。次に、電源
26を用い半導体ウエハ27との間に電位差をつくり、
イオン化した処理ガスを半導体ウエハ27へ引き込む。
【0030】このようにして半導体ウエハ27上の第1
層金属膜の表面層を反応させる。
層金属膜の表面層を反応させる。
【0031】また、上述した各実施例では半導体ウエハ
上に金属膜を2層だけ形成する例について説明したが、
本発明はそのような限定にとらわれることなく、3層以
上の多層膜でもよい。
上に金属膜を2層だけ形成する例について説明したが、
本発明はそのような限定にとらわれることなく、3層以
上の多層膜でもよい。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る積層配
線形成用スパッタ装置は、移載装置に、この移載装置に
よって半導体ウエハが出し入れされかつ半導体ウエハの
金属膜表面に後処理を施す後処理チャンバを気密通路を
介して接続したため、スパッタチャンバと後処理チャン
バとの間での半導体ウエハの受け渡しが移載装置を介し
て行なわれ、積層配線を形成するに当たり半導体ウエハ
は装置外に搬送されなくなる。
線形成用スパッタ装置は、移載装置に、この移載装置に
よって半導体ウエハが出し入れされかつ半導体ウエハの
金属膜表面に後処理を施す後処理チャンバを気密通路を
介して接続したため、スパッタチャンバと後処理チャン
バとの間での半導体ウエハの受け渡しが移載装置を介し
て行なわれ、積層配線を形成するに当たり半導体ウエハ
は装置外に搬送されなくなる。
【0033】したがって、第1層目の金属膜を形成した
後、後処理および第2層目の金属膜形成を真空連続処理
にて行なうことができる。このため、スループットが向
上すると共に、半導体ウエハが大気に晒されることがな
くなって制御性,再現性の高い界面制御が可能となる。
後、後処理および第2層目の金属膜形成を真空連続処理
にて行なうことができる。このため、スループットが向
上すると共に、半導体ウエハが大気に晒されることがな
くなって制御性,再現性の高い界面制御が可能となる。
【図1】本発明に係る積層配線形成用スパッタ装置の概
略構成を示す平面図である。
略構成を示す平面図である。
【図2】本発明に係る積層配線形成用スパッタ装置に使
用する後処理装置の断面図である。
用する後処理装置の断面図である。
【図3】温度制御装置を備えた後処理チャンバの他の例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図4】プラズマ処理装置を備えた後処理チャンバの他
の例を示す断面図である。
の例を示す断面図である。
【図5】イオン照射装置を備えた後処理チャンバの他の
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図6】従来の積層配線形成用スパッタ装置の概略構成
を示す平面図である。
を示す平面図である。
4 トランスファーチャンバ 5 スパッタチャンバ 11 後処理チャンバ 12 ウエハステージ 13 真空ポンプ 14 ガス導入口
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体ウエハに金属膜を形成するスパッ
タチャンバを備え、このスパッタチャンバに半導体ウエ
ハ出し入れ用移載装置が気密通路を介して接続された積
層配線形成用スパッタ装置において、前記移載装置に、
この移載装置によって半導体ウエハが出し入れされかつ
半導体ウエハの金属膜表面に後処理を施す後処理チャン
バを気密通路を介して接続したことを特徴とする積層配
線形成用スパッタ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1287392A JPH05206063A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 積層配線形成用スパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1287392A JPH05206063A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 積層配線形成用スパッタ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05206063A true JPH05206063A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=11817547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1287392A Pending JPH05206063A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 積層配線形成用スパッタ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05206063A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7097712B1 (en) | 1992-12-04 | 2006-08-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus for processing a semiconductor |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP1287392A patent/JPH05206063A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7097712B1 (en) | 1992-12-04 | 2006-08-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus for processing a semiconductor |
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