KR100957816B1 - 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 웨이퍼를 개별적으로 뒤집는 과정 없이 웨이퍼가 저장된 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치는 복수의 웨이퍼를 다단으로 쌓아 저장하는 웨이퍼 버퍼, 및 상기 웨이퍼 버퍼를 회전시켜 상기 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 버퍼 반전부를 포함하며, 상기 웨이퍼 버퍼는 상기 복수의 웨이퍼가 다단으로 쌓이는 버퍼 몸체, 상기 버퍼 몸체의 옆면에 상기 복수의 웨이퍼를 한 장씩 소정의 간격을 두고 각 웨이퍼가 배치되도록 하는 복수의 걸림부, 및 상기 복수의 걸림부 각각에 놓여져 있는 각 웨이퍼를 고정시키는 고정부를 포함한다.
Figure R1020080015429
버퍼, 웨이퍼 버퍼, Stocker, 반전

Description

웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치{Apparatus for reversing the buffer which is temporary preserving wafers}
본 발명은 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 웨이퍼를 개별적으로 뒤집는 과정 없이 웨이퍼가 저장된 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치에 관한 것이다.
최근에 반도체 장비는 반도체 소자의 고집적화, 반도체 기판의 대구경화, 액정 디스플레이의 대면적화 등에 따라 고용량 및 고기능화를 추구하고 있다. 이에 따라 한정된 영역에서 보다 많은 소자의 직접이 필요하게 되어 반도체 장비는 원하는 패턴을 극미세화 및 고집적화시키도록 연구 및 개발되고 있다.
일반적으로 반도체 소자 제조 공정은 절연막 및 금속 물질의 증착, 식각, 감광제의 도포, 현상, 에싱(ashing), 세정 등이 수회 반복되어 미세한 패턴(pattern)을 생성하는 과정이다. 이러한 공정을 진행하는 장치는 기판의 처리 매수에 따라 배치식 장치(batch type processor)와 매엽식 장치(single type processor)으로 나눌 수 있다.
배치식 장치는 공정 챔버 내에서 한번에 25매 또는 50매의 기판을 처리하여 동시에 대용량을 처리할 수 있다. 하지만, 배치식 장치는 기판의 대구경화가 진행될수록 공정 챔버가 커져 장치의 크기 및 약액의 사용량이 많아질 뿐만 아니라, 다수의 기판마다 균일한 조건으로 처리하지 못할 수 있다.
한편, 기판 직경의 대형화로 인해 매엽식 장치가 주목 받고 있는데, 매엽식 장치는 공정 챔버 내에서 하나의 기판을 처리하여 기판마다 균일하게 처리할 수 있다.
도 1은 일반적인 웨이퍼 버퍼(20)를 보여준다. 도 1을 참조하면, 웨이퍼 버퍼(20)는 복수의 웨이퍼(S)를 다단으로 쌓는다. 일반적으로 복수의 웨이퍼(S)를 다단으로 적재 시에는 공정이 수행되는 면이 일정한 방향을 향하도록 적재된다. 따라서, 웨이퍼 후면에 대한 공정이 필요로 하는 웨이퍼 후면 공정에 대하여는 기판 이송 로봇이 개별적으로 웨이퍼를 뒤집어 각 공정 챔버로 이송시켜야 하는 어려움이 있고, 웨이퍼를 뒤집는 과정에서 상대적으로 넓은 공간을 요구하며 웨이퍼가 떨어지거나 미끄러지는 안정성이 저하될 수 있다.
따라서, 웨이퍼의 후면 공정이 필요로 하거나 또는 웨이퍼의 전면 공정이 필요로 하는 경우에 유동적으로 웨이퍼를 반전시킬 수 있는 장치가 필요하다.
본 발명의 일 실시예에서는 복수의 웨이퍼를 임시로 저장하는 웨이퍼 버퍼를 반전시킴으로써 개별적인 웨이퍼의 반전 없이 복수의 웨이퍼를 동시에 반전시킬 수 있는 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 웨이퍼에 대한 전면 공정 또는 후면 공정에 따라 웨이퍼 버퍼를 회전축을 따라 회전시켜 반전시킴으로써 이송 로봇이 웨이퍼를 반전시키지 않더라도 각 공정에 유동적으로 대처할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치는 복수의 웨이퍼를 다단으로 쌓아 저장하는 웨이퍼 버퍼; 및 상기 웨이퍼 버퍼를 회전시켜 상기 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 버퍼 반전부를 포함하며, 상기 웨이퍼 버퍼는 상기 복수의 웨이퍼가 다단으로 쌓이는 버퍼 몸체; 상기 버퍼 몸체의 옆면에 상기 복수의 웨이퍼를 한 장씩 소정의 간격을 두고 각 웨이퍼가 배치되도록 하는 복수의 걸림부; 및 상기 복수의 걸림부 각각에 놓여져 있는 각 웨이퍼를 고정시키는 고정부를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼 를 반전시켜 처리하는 시스템은 복수의 웨이퍼를 다단으로 쌓아 임시로 저장하는 웨이퍼 버퍼; 상기 웨이퍼 버퍼에 상기 복수의 웨이퍼를 이송시키는 제1 이송 로봇; 상기 웨이퍼 버퍼를 소정의 축을 기준으로 회전시켜 상기 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 버퍼 반전부; 및 상기 웨이퍼 버퍼의 반전에 의하여 반전된 복수의 웨이퍼를 공정 챔버로 이송시키는 제2 이송 로봇을 포함하며, 상기 웨이퍼 버퍼는 상기 복수의 웨이퍼가 다단으로 쌓이는 버퍼 몸체; 상기 버퍼 몸체의 옆면에 상기 복수의 웨이퍼를 한 장씩 소정의 간격을 두고 각 웨이퍼가 배치되도록 하는 복수의 걸림부; 및 상기 복수의 걸림부 각각에 놓여져 있는 각 웨이퍼를 고정시키는 고정부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따를 경우, 복수의 웨이퍼를 임시로 저장하는 웨이퍼 버퍼를 반전시킴으로써 개별적인 웨이퍼의 반전 없이 복수의 웨이퍼를 동시에 반전시킬 수 있다.
또한, 웨이퍼에 대한 전면 공정 또는 후면 공정에 따라 웨이퍼 버퍼를 회전축을 따라 회전시켜 반전시킴으로써 이송 로봇이 웨이퍼를 반전시키지 않더라도 각 공정에 유동적으로 대처할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시켜 처리하는 시스템의 개략적인 평면도를 보여준다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시켜 처리하는 시스템은 제1 이송 로봇(300), 제2 이송 로봇(350), 제1 웨이퍼 버퍼(100), 제2 웨이퍼 버퍼(200), 공정 챔버(410, 420, 430, 440, 450, 460)를 포함할 수 있다.
제1 이송 로봇(300)은 각 공정 챔버(410, 420, 430, 440, 450, 460)에 투입되기 전에 웨이퍼를 웨이퍼 버퍼(100, 200)로 이송시킨다. 제1 이송 로봇(300)은 예를 들어, 일반적인 인덱스 로봇일 수 있고, 복수의 암(Arm)을 구비하여 한 번에 복수의 웨이퍼를 웨이퍼 버퍼(100, 200)로 이송할 수 있다. 다른 예로서, 제1 이송 로봇(300)은 외부에서 한꺼번에 운반된 카세트 유닛(미도시됨)에 쌓여져 있는 웨이 퍼들을 웨이퍼 버퍼(100, 200)로 이송시킬 수 있다.
제2 이송 로봇(350)은 웨이퍼 버퍼(100, 200)로부터 임시로 머무르는 웨이퍼를 추출하여 각 공정 챔버에 이송시킨다. 제2 이송 로봇(350)은 예를 들어, 트랙(Track)으로 구성될 수 있는 복수의 공정 챔버들에 웨이퍼 버퍼(100, 200)에 임시로 머무르는 웨이퍼를 적시에 공급할 수 있다. 제2 이송 로봇(350)은 일반적인 인덱스 로봇일 수 있으며, 복수의 암에 의하여 한 번에 복수의 웨이퍼를 이송할 수 있다.
웨이퍼 버퍼(100, 200)는 하나 이상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 버퍼가 두 개로 구성되는 경우에는 제1 웨이퍼 버퍼(100) 및 제2 웨이퍼 버퍼(200)로 구분할 수 있다. 웨이퍼 버퍼(100, 200)는 소정의 회전축을 따라 회전하여 반전될 수 있다. 여기서, 반전이란 웨이퍼가 놓여 있는 수평면을 기준면으로 할 때, 웨이퍼가 뒤집어지는 것을 말한다. 따라서 웨이퍼 버퍼를 반전시킨다는 것은 웨이퍼 버퍼를 소정의 회전축을 중심으로 180°회전시킴으로써 웨이퍼 버퍼의 상면을 하면이 되도록 뒤집는 것을 말한다. 웨이퍼 버퍼(100, 200)의 상세한 구조에 대하여는 후술하기로 한다.
웨이퍼 버퍼(100, 200)는 웨이퍼를 임시로 저장하는 역할을 한다. 웨이퍼 버퍼는 반전이 가능하기에, 제1 웨이퍼 버퍼와 제2 웨이퍼 버퍼가 있는 경우에는 각각의 웨이퍼 버퍼의 반전 여부를 달리할 수 있다. 예를 들어, 각 공정 챔버들 중에서 후면 에칭 공정을 수행하는 공정 챔버가 있고, 다른 공정 챔버에는 전면 에칭 공정을 수행하는 경우에는 제1 웨이퍼 버퍼는 반전될 수 있고, 제2 웨이퍼 버퍼는 반전 없이 사용될 수 있다.
이와 같이, 웨이퍼 버퍼(100, 200)를 반전시킴으로써 웨이퍼 후면에 대하여 에칭 또는 세정 등의 공정에 대하여 웨이퍼의 개별적인 반전이 없이 웨이퍼 후면 공정을 수행할 수 있다. 또한, 웨이퍼 전면 공정과 웨이퍼 후면 공정이 일련적으로 진행되는 경우에 웨이퍼 버퍼를 복수로 하고, 각 웨이퍼 버퍼의 반전 여부를 결정하여 적용함으로써 웨이퍼 전면 공정과 후면 공정을 효율적으로 수행할 수 있다.
공정 챔버(410, 420, 430, 440, 450, 460)는 웨이퍼 버퍼(100, 200)로부터 웨이퍼를 이송 받아 반도체 공정을 수행한다. 각 공정 챔버는 트랙 내에서 복수로 구성될 수 있다. 각 공정 챔버(410, 420, 430, 440, 450, 460)는 일련의 반도체 공정 예를 들어, 현상, 에칭, 세정, 에싱 공정 등의 다양한 반도체 공정을 수행할 수 있다. 이와 함께, 각 공정 챔버는 웨이퍼 전면 공정 및/또는 웨이퍼 후면 공정을 수행할 수 있다. 웨이퍼 후면 공정을 수행 시에는 제2 이송 로봇(350)은 반전된 웨이퍼 버퍼에 적재되어 있는 웨이퍼를 이송 하여, 웨이퍼 후면 공정을 수행하는 공정 챔버에 제공한다. 이와 동일하게, 웨이퍼 전면 공정을 수행 시에는 제2 이송 로봇(350)은 반전되지 아니한 웨이퍼 버퍼에 적재되어 있는 웨이퍼를 이송하여 각 공정 챔버에 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치의 정면도를 보여준다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치는 웨이퍼 버퍼(100) 및 버퍼 반전부를 포함하며, 웨이퍼 버퍼(100)는 상기 복수의 웨이퍼가 다단으로 쌓이는 버퍼 몸체(110), 상기 버퍼 몸체의 옆면에 상기 복수의 웨이퍼를 한 장씩 소정의 간격을 두고 각 웨이퍼가 배치되도록 하는 복수의 걸림부 및 상기 복수의 걸림부 각각에 놓여져 있는 각 웨이퍼를 고정시키는 고정부를 포함할 수 있다.
웨이퍼 버퍼(100)는 버퍼 몸체(110) 및 걸림부(130, 140)를 포함할 수 있다. 버퍼 몸체(110)는 다단으로 웨이퍼를 쌓을 수 있는 공간을 제공하며, 걸림부(130, 140)를 소정의 높이 간격으로 배치되는 옆면(120)을 구비할 수 있다.
걸림부(130, 140)는 웨이퍼 버퍼가 회전에 의하여 반전될 때에 웨이퍼(S)가 중력에 의하여 기울어지거나 미끄러지는 것을 방지할 수 있다. 걸림부(130, 140)는 웨이퍼 버퍼가 반전되기 전에는 단순히 웨이퍼를 수평 상태로 유지시키는 역할을 한다. 걸림부(130, 140)에 대하여는 뒤에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
버퍼 반전부는 버퍼 몸체의 옆면의 중심 부분에 회전축(210)과 회전 축을 회전시킴으로써 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 구동부(220)를 포함할 수 있다. 회전 축(210)은 버퍼 몸체(110)의 옆면(120)의 중심부 부분에 부착될 수 있다. 회전 축(210)의 회전에 의하여 웨이퍼 버퍼(100)는 회전될 수 있다. 구동부(220)는 회전 축(210)에 동력을 전달시켜 웨이퍼 버퍼(100)를 반전시킬 수 있다. 구동부(220)는 회전 축(210)과 체인, 벨트 또는 기어 등에 의하여 웨이퍼 버퍼(100)를 회전시키는 구동력을 제공할 수 있고, 또한 동력을 전달하는 부재로서 자기력에 기한 자력 풀리에 의할 수도 있다.
따라서, 상기와 같이 구동부(220)에 의하여 회전 축(210)을 회전시킴으로 회전 축(210)에 부착된 웨이퍼 버퍼(100)를 반전시킬 수 있다. 또한, 반전된 웨이퍼 버퍼(100)에 대하여도 회전 축(210)으로 회전시켜 웨이퍼 버퍼(100)를 되돌 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치에서 걸림부와 고정부를 보여준다. 도 4a를 참조하면, 걸림부(130)는 버퍼 몸체(110)의 옆면(120)에 부착되며, 이송하려는 웨이퍼(S)의 끝 단이 걸림부(130)에 걸쳐진다. 고정부는 걸림부(130)에 흡입관로(145)를 구비하여, 흡입관로(145)를 통하여 버퍼 몸체(110)의 가스 또는 공기를 흡입한다. 고정부의 흡입관로(145)를 통한 흡입에 의하여 웨이퍼가 걸림부(130)에 밀착될 수 있고, 이러한 밀착에 의하여 웨이퍼 버퍼(100)를 반전시키더라도 웨이퍼가 이탈되지 않는다. 이와 같이, 소정의 높이 간격으로 옆면(120)에 부착되는 복수의 걸림부(130)와 흡입관로(145)를 통하여 가스 또는 공기를 흡입하는 고정부에 의하여 웨이퍼를 걸림부에 고정시킬 수 있다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치에서 걸림부와 고정부를 보여준다. 도 4b를 참조하면, 웨이퍼가 걸림부를 구성하는 두 개의 판(130, 140) 사이에 올려진다. 웨이퍼는 중력에 의하여 걸림부의 하부판(130)에 웨이퍼가 올려진 상태에서 웨이퍼 버퍼(100)를 반전시키면 중력에 의하여 웨이퍼가 걸림부에서 이탈될 수 있다.
따라서, 웨이퍼를 걸림부에 고정시키기 위하여 기계적 클램프 또는 전자석에 의하여 걸림부의 두 개의 판(130, 140)을 맞닿게 할 수 있다. 예를 들어, 도 4b에서와 같이, 웨이퍼가 걸림부의 하부판(130)에 걸려있는 상태에서 상부판(140)을 슬라이더 또는 홈 등에 의하여 하강시켜 하부판(130) 및 상부판(140) 사이에 웨이퍼 를 밀착시켜 웨이퍼를 고정시킬 수 있다. 또 다른 예로서, 전자유도에 의하여 자기장 또는 전기장에 의하여 상부판(140)을 하부판(130)으로 끌어당기거나 이동시킴으로 사이에 위치하는 웨이퍼를 고정시킬 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면 복수의 웨이퍼를 임시로 저장하는 웨이퍼 버퍼를 반전시킴으로써 개별적인 웨이퍼의 반전 없이 복수의 웨이퍼를 동시에 반전시킬 수 있고, 각 웨이퍼를 고정시키는 걸림부 및 고정부에 의하여 각 웨이퍼를 안정적으로 고정시킨 상태에서 복수의 웨이퍼를 반전시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 일반적인 웨이퍼 버퍼의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시켜 처리하는 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치의 정면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치에서 걸림부와 고정부를 보여준다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치에서 걸림부와 고정부를 보여준다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
100: 제1 웨이퍼 버퍼 200: 제2 웨이퍼 버퍼
110: 버퍼 몸체 210: 회전 축
220: 구동부 300: 제1 이송 로봇
350: 제2 이송 로봇
410, 420, 430, 440, 450, 460: 공정 챔버

Claims (6)

  1. 복수의 웨이퍼를 다단으로 쌓아 저장하는 웨이퍼 버퍼; 및
    상기 웨이퍼 버퍼를 회전시켜 상기 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 버퍼 반전부를 포함하며,
    상기 웨이퍼 버퍼는
    상기 복수의 웨이퍼가 다단으로 쌓이는 버퍼 몸체;
    상기 버퍼 몸체의 옆면에 상기 복수의 웨이퍼를 한 장씩 소정의 간격을 두고 각 웨이퍼가 배치되도록 하는 복수의 걸림부; 및
    상기 복수의 걸림부 각각에 놓여져 있는 상기 각 웨이퍼를 고정시키는 고정부를 포함하며,
    상기 복수의 걸림부의 각 걸림부는 유동이 통과할 수 있는 흡입관로를 포함하며,
    상기 고정부는 상기 흡입관로를 통하여 흡입을 수행하여 상기 각 웨이퍼를 상기 각 걸림부에 고정시키는, 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 버퍼 반전부는
    상기 웨이퍼 버퍼의 옆면에 연결되는 회전 축; 및
    상기 회전 축을 회전시켜 상기 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 구동부를 포함하는, 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 걸림부의 각 걸림부는 소정의 간격을 두고 벌어진 두 개의 판을 포함하며,
    상기 고정부는 상기 각 걸림부의 상기 두 개의 판의 간격을 좁혀 상기 두 개의 판 사이에 상기 각 웨이퍼를 고정시키는, 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고정부는 기계적 클램핑 또는 전자기력에 의하여 상기 각 웨이퍼를 상기 각 걸림부에 고정시키는, 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 장치.
  6. 복수의 웨이퍼를 다단으로 쌓아 임시로 저장하는 웨이퍼 버퍼;
    상기 웨이퍼 버퍼에 상기 복수의 웨이퍼를 이송시키는 제1 이송 로봇;
    상기 웨이퍼 버퍼를 소정의 축을 기준으로 회전시켜 상기 웨이퍼 버퍼를 반전시키는 버퍼 반전부; 및
    상기 웨이퍼 버퍼의 반전에 의하여 반전된 복수의 웨이퍼를 공정 챔버로 이송시키는 제2 이송 로봇을 포함하며,
    상기 웨이퍼 버퍼는
    상기 복수의 웨이퍼가 다단으로 쌓이는 버퍼 몸체;
    상기 버퍼 몸체의 옆면에 상기 복수의 웨이퍼를 한 장씩 소정의 간격을 두고 각 웨이퍼가 배치되도록 하는 복수의 걸림부; 및
    상기 복수의 걸림부 각각에 놓여져 있는 상기 각 웨이퍼를 고정시키는 고정부를 포함하며,
    상기 복수의 걸림부의 각 걸림부는 유동이 통과할 수 있는 흡입관로를 포함하며,
    상기 고정부는 상기 흡입관로를 통하여 흡입을 수행하여 상기 각 웨이퍼를 상기 각 걸림부에 고정시키는, 웨이퍼 버퍼를 반전시켜 처리하는 시스템.
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