TWI754768B - 用於產生寬頻輻射之裝置、系統及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種用於產生寬頻輻射之系統。該系統包含一目標材料源,其經組態以將一液態或固態目標材料之一或多者輸送至一腔室之一電漿形成區域。該系統進一步包含一泵浦源,其經組態以產生泵浦輻射來激發該腔室之該電漿形成區域中之該目標材料產生寬頻輻射。該系統經進一步組態以透過一無窗孔隙將該腔室之該電漿形成區域中所產生之該寬頻輻射之至少一部分傳輸出該腔室。
Description
本發明大體上係關於基於電漿之輻射源,且更特定言之,本發明係關於包含近大氣壓處所產生之一電漿之雷射支持電漿(LSP)寬頻輻射源。
隨著具有越來越小器件特徵之積體電路之需求不斷增加,用於檢測此等不斷縮小器件之改良照明源之需求亦不斷增長。一此照明源包含一雷射支持電漿(LSP)輻射源。雷射支持電漿光源能夠產生高功率寬頻光。雷射支持電漿光源藉由將雷射輻射聚焦至一氣體容積中以將諸如氬氣或氙氣之氣體激發成能夠發光之一電漿狀態來操作。此效應通常指稱「泵浦」電漿。在當前應用中,需要一相對較高密度之電漿且藉由對一目標氣體提供高壓(30atm至200atm)來達成相對較高密度之電漿。
一LSP輻射源中之透射元件歸因於容置電漿之腔室內之目標氣體而經歷高壓及高溫。通常由諸如氟化鈣、氟化鎂或氟化鋰之材料製成之透射窗亦透射由電漿產生之低於190nm輻射。高壓、高溫及低於190nm輻射之組合使用於LSP輻射源中之透射光學器件之使用年限變得非常短。
因此,期望提供一種彌補上述方法之一或多個不足之系統
及方法。
根據本發明之一或多個實施例,揭示一種裝置。在一實施例中,該裝置包含一腔室。在另一實施例中,該腔室經組態以容納緩衝氣體之一容積。在另一實施例中,該裝置包含定位於該腔室之一第一側上之一目標材料源。在另一實施例中,該裝置包含一碎屑收集器。在另一實施例中,該裝置包含定位於與該目標材料源對置之該腔室之一第二側上之一碎屑收集器。在另一實施例中,該目標材料源經組態以透過該腔室之一電漿形成區域輸送一目標材料流。在另一實施例中,該碎屑收集器經組態以收集目標材料。在另一實施例中,該裝置包含一泵浦源。在另一實施例中,該裝置包含經組態以將泵浦輻射輸送至該腔室之該電漿形成區域之一泵浦源。在另一實施例中,來自該泵浦源之該泵浦輻射足以經由藉由激發該腔室之該電漿形成區域內之該目標材料形成一電漿來產生寬頻輻射。在另一實施例中,該裝置包含一或多個聚焦光學元件。在另一實施例中,該一或多個聚焦光學元件經組態以將該泵浦輻射聚焦至該電漿形成區域中。在另一實施例中,該裝置包含一或多個反射收集光學元件。在另一實施例中,該一或多個反射收集光學元件經組態以自該電漿收集該寬頻輻射之一部分且透過該腔室之一壁中之一孔隙將該寬頻輻射之該部分輸送至該腔室外之一或多個光學元件。
根據本發明之一或多個實施例,揭示一種系統。在一實施例中,該系統包含一寬頻源。在另一實施例中,該寬頻源包含經組態以容納惰性氣體之一容積之一腔室。在另一實施例中,該寬頻源包含定位於該腔室之一第一側上之一目標材料源。在另一實施例中,該寬頻源包含定位
於與該目標材料源對置之該腔室之一第二側上之一碎屑收集器。在另一實施例中,該目標材料源經組態以透過該腔室之一電漿形成區域輸送一目標材料流。在另一實施例中,該碎屑收集器經組態以收集目標材料。在另一實施例中,該寬頻源包含一泵浦源。在另一實施例中,該泵浦源經組態以將泵浦輻射輸送至該腔室之該電漿形成區域。在另一實施例中,來自該泵浦源之該泵浦輻射足以經由藉由激發該腔室之該電漿形成區域內之該目標材料形成一電漿來產生寬頻輻射。在另一實施例中,該寬頻源包含一或多個聚焦光學元件。在另一實施例中,該一或多個聚焦光學元件經組態以將該泵浦輻射聚焦至該電漿形成區域中。在另一實施例中,該寬頻源包含一或多個反射收集光學元件。在另一實施例中,該一或多個反射收集光學元件經組態以自該電漿收集該寬頻輻射之一部分且透過該腔室之一壁中之一孔隙將該寬頻輻射之該部分輸送至該腔室外之一或多個光學元件。在另一實施例中,該寬頻源包含一組照明器光學器件。在另一實施例中,該組照明器光學器件經組態以將該寬頻輻射自該一或多個反射收集光學器件導引至一或多個樣品。在另一實施例中,該寬頻源包含一偵測器。在另一實施例中,該寬頻源包含一組投射光學器件。在另一實施例中,該組投射光學器件經組態以自該一或多個樣品之表面接收照明且將該照明自該一或多個樣品導引至該偵測器。
根據本發明之一或多個實施例,揭示一種方法。在一實施例中,該方法包含:透過一氣體腔室之一電漿形成區域輸送一目標材料流。在另一實施例中,該方法包含:自該電漿形成區域收集碎屑。在另一實施例中,該方法包含:產生泵浦輻射。在另一實施例中,該方法包含:將該泵浦輻射聚焦至該腔室之該電漿形成區域中以經由藉由激發該腔室之
該電漿形成區域內之該目標材料形成一電漿來產生寬頻輻射。在另一實施例中,該方法包含:自該電漿收集該寬頻輻射之一部分且透過該腔室之一壁中之一無窗孔隙將該寬頻輻射之該部分輸送至該腔室外之一或多個光學元件。
100:雷射支持電漿(LSP)輻射源
102:目標材料源
104:目標材料
106:腔室
108:泵浦源
110:泵浦雷射聚焦光學器件/聚焦光學元件
112:泵浦束/泵浦輻射
114:泵浦雷射窗
116:雷射
118:寬頻輻射
120:收集光學器件/反射收集光學元件
122:孔隙
124:碎屑收集器
126:真空泵浦
128:收集位置
300:光學特性化系統
302:光學元件
303:照明支路
304:分光器
305:收集支路
306:物鏡
307:樣品
310:光學元件
312:載台總成
314:偵測器總成
316:感測器
318:控制器
320:處理器
322:記憶體媒體/記憶體
400:方法
402:步驟
404:步驟
406:步驟
408:步驟
410:步驟
熟習技術者可藉由參考附圖來較佳理解本發明之諸多優點,其中:圖1繪示根據本發明之一或多個實施例之一雷射支持電漿(LSP)寬頻輻射源之一簡化示意圖;圖2A繪示根據本發明之一或多個實施例之包含一低NA泵浦及高NA收集之一泵浦及收集組態;圖2B繪示根據本發明之一或多個實施例之包含一高NA泵浦及低NA收集之一泵浦及收集組態;圖3繪示根據本發明之一或多個實施例之實施LSP輻射源之一光學特性化系統之一簡化示意圖;及圖4繪示描繪根據本發明之一或多個實施例之用於產生寬頻輻射之一方法的一流程圖。
優先權
本申請案主張名叫Oleg Khodykin及Ilya Bezel之發明者於2017年7月25日申請之名稱為「HIGH POWER HIGH BRIGHTNESS VUV AND DUV BROADBAND CW AND MODULATED SOURCE AND METHOD OF PRODUCING THEREOF」之美國臨時申請案第62/536,914
號之優先權,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
已相對於特定實施例及其特定特徵來特別展示及描述本發明。本文所闡述之實施例被視為意在繪示而非限制。一般技術者應易於明白,可在不背離本發明之精神及範疇之情況下對形式及細節作出各種改變及修改。
本發明大體上係關於一種雷射支持電漿(LSP)輻射源。LSP包含提供呈一非氣體形式之一或多個目標材料(例如氬、氙、氖或氦)用於雷射激發之一材料源。例如,LSP可提供呈至少一液體、一固體或一液體及一固體之一組合之形式之目標材料。例如,由材料源提供之目標材料可由一射流、一流、一漿、一霧、一噴霧、一液滴、一珠、一晶粒、一粒子或另一其他非氣體形式之材料之一或多者提供。由LSP產生之電漿發射由反射收集光學器件透過一無窗孔隙導引出LSP之寬頻輻射。此中應注意,本發明之一優點係利用無需透射窗之反射光學器件。此中應注意,本發明之另一優點係輸送呈一固體、一液體或一固體及一液體之一組合之一高密度目標材料無需一高壓氣體腔室。
現將詳細參考附圖中所繪示之揭示標的。
大體上參考圖1至圖4,描述根據本發明之一或多個實施例之用於產生改良雷射支持電漿(LSP)輻射源之系統及方法。本發明之實施例係針對輸送呈一液體射流、液滴、一凍結射流、凍結液滴、一漿、一流或此等目標材料形式之一組合之形式之目標材料。本發明之額外實施例係針對直徑為10微米至2000微米之一液體射流及/或速度為約10m/s至約300m/s之液滴。本發明之額外實施例係針對在大氣壓或近大氣壓(例如0.1atm至2atm)處輸送目標材料。本發明之額外實施例利用反射收集光學器件來
自LSP輻射源透過一無窗孔隙傳輸寬頻輻射。此中應注意,腔室內之目標材料之增強快速流動可促進穩定電漿116產生。本發明之額外實施例使用高數值孔徑(NA)(例如約π srad)寬頻反射光學器件來收集諸如(但不限於)VUV及/或DUV輻射之寬頻輻射。本文中應進一步注意,為使一LSP輻射源在DUV及/或VUV中具有顯著亮度,需要一相對較高密度之電漿。例如,一LSP輻射源之密度應足夠高以吸收泵浦雷射束且亦足夠密集以在DUV及/或VUV及其他光譜區域中提供足夠發射率。本發明之實施例使高密度工作氣體依液體或固體射流之形式輸送至電漿。
圖1繪示根據本發明之一或多個實施例之一寬頻LSP輻射源100之一簡化示意圖。在一實施例中,LSP輻射源100包含一目標材料源102、一泵浦源108、泵浦雷射聚焦光學器件110及一組收集光學器件120。在另一實施例中,LSP輻射源100包含一碎屑收集器124。應注意,LSP輻射源100可產生包含(但不限於)真空紫外線(VUV)(例如100nm至190nm)及/或深紫外線(DUV)(例如190nm至260nm)之任何波長範圍之寬頻輻射118。
在一實施例中,目標材料源102將一或多個目標材料104輸送至腔室106中。例如,目標材料源102可使一或多個目標材料104依一液體射流、液滴、一凍結射流、凍結液滴或此等目標材料形式之一組合之形式引入至腔室106中。在另一實施例中,來自目標材料源102之目標材料104之流輸送參數經調整使得由目標材料源102輸送之所有材料在電漿區域中汽化或一些材料通過電漿且由碎屑收集器124收集。在另一實施例中,碎屑收集器124定位於與目標材料源102對置之腔室之一側上。此中應注意,流輸送參數之調整可促進穩定電漿116產生且產生具有一或多個
實質上恆定性質之寬頻輻射118。
目標材料源102可輸送LSP寬頻源之本技術中已知之任何類型之目標材料。例如,目標材料可包含(但不限於)Ar、Xe、Ne及He或Ar、Xe、Ne及He之混合物。
在一實施例中,泵浦源108經組態以產生由泵浦雷射聚焦光學器件110聚焦之一泵浦束112(例如雷射輻射)。在另一實施例中,泵浦源108包含本技術中已知之任何輻射源,其包含(但不限於)一或多個雷射。在另一實施例中,泵浦束112包含本技術中已知之任何波長或波長範圍之輻射,其包含(但不限於)紅外線(IR)輻射、近紅外線(NIR)輻射、紫外線(UV)輻射、可見光輻射或適合於在入射於一適合目標材料上時形成一電漿之其他輻射。
在一實施例中,泵浦雷射聚焦光學器件110透過一泵浦雷射窗114將泵浦束112聚焦至腔室106中。在另一實施例中,泵浦雷射聚焦光學器件110將泵浦束112聚焦至一或多個目標材料104中以產生及/或支持一電漿116。在另一實施例中,目標材料104由泵浦束112汽化及離子化以在腔室中提供電漿之一高局部濃度。在另一實施例中,自電漿射出之加熱材料之壓力將自電漿區域快速向外減小。此中應注意,泵浦雷射聚焦光學器件110可包含用於導引及/或聚焦輻射之本技術中已知之任何光學元件,其包含(但不限於)一透鏡、一反射鏡、一稜鏡、一偏光器、一光柵、一濾波器或一分光器。
將泵浦束112聚焦至目標材料104中引起能量透過容納於腔室106內之目標材料及/或電漿116之一或多個吸收線吸收,藉此「泵浦」一或多個目標材料104產生及/或支持電漿116。例如,泵浦雷射聚焦光學
器件110可藉由將泵浦束112聚焦至容納於腔室106內之一或多個目標材料104內之一或多個焦點以產生及/或支持一電漿116來產生及/或支持一電漿116。此中應注意,在不背離本發明之精神或範疇之情況下,LSP輻射源100可包含用於促進電漿116產生之一或多個額外點火源。例如,腔室106可包含可引發及/或維持電漿116之一或多個電極。
在一實施例中,由電漿116產生之寬頻輻射118透過一或多個孔隙122離開腔室106。例如,收集光學器件120可經配置以自電漿116收集寬頻輻射118且繼而導引收集寬頻電漿之至少一部分穿過一或多個孔隙122。在另一實施例中,一或多個孔隙122係無窗的且位於腔室106之壁中。例如,一或多個孔隙122可包含(但不限於)一孔、一口、一出口、一通氣孔、一空間或允許寬頻輻射118透過腔室106之壁離開腔室106且不透射穿過除周圍大氣之外之一材料之任何其他開口。
在一實施例中,腔室106流體耦合至一真空泵浦126。在另一實施例中,腔室106中之壓力維持約1atm。例如,腔室106中之壓力可保持在0.1atm至2atm之一範圍內。例如,真空泵浦126可自腔室106移除氣體(例如自電漿射出之氣體、緩衝氣體)以使腔室106中之一壓力維持在0.1atm至2atm之一範圍內。
在一實施例中,收集光學器件組120包含經組態以收集輻射(例如寬頻輻射118)之本技術中已知之一或多個光學元件,其包含(但不限於)一或多個反射鏡、一或多個稜鏡、一或多個透鏡、一或多個繞射光學元件、一或多個拋物面鏡、一或多個橢圓鏡及其類似者。此中應注意,收集光學器件組120可經組態以收集及/或聚焦由電漿116產生之寬頻輻射118用於包含(但不限於)成像程序、檢測程序、度量程序、微影程序及其
類似者之一或多個下游程序。在另一實施例中,收集光學器件組120因定位於自電漿116之一足夠距離處而免受損壞。例如,收集光學器件組120可定位於自電漿之5cm至100cm之一範圍內以免被電漿116損壞。
在一實施例中,泵浦雷射聚焦光學器件110及收集光學器件120係實體分離的。應注意,泵浦雷射聚焦光學器件110及收集光學器件120之實體分離消除冷光鏡及/或雙頻寬反射橢圓光學器件之需求。
在一實施例中,腔室106中之收集光學器件120之反射光學表面由一緩衝氣體保護。例如,一緩衝氣體(例如惰性氣體、相同於目標材料之材料、不同於目標材料之材料)使腔室106中維持約1atm。
在一實施例中,取決於雷射功率及收集光展量要求來最佳化泵浦雷射聚焦光學器件110及收集光學器件120之特定幾何形狀。在另一實施例中,收集光學器件120將寬頻輻射導引至一收集位置128。
在一實施例中,泵浦源108包含一或多個輻射源。例如,泵浦源108可包含本技術中已知之任何雷射系統。例如,泵浦源108可包含能夠發射電磁光譜之紅外線、可見光及/或紫外線部分中之輻射之本技術中已知之任何雷射系統。在另一實施例中,泵浦源108包含經組態以發射連續波(CW)雷射輻射之一雷射系統。例如,泵浦源108可包含一或多個CW紅外線雷射源。
在另一實施例中,泵浦源108包含經組態以將調變雷射光提供至電漿116之一或多個調變CW雷射。在另一實施例中,泵浦源108可包含經組態以將脈衝雷射光提供至電漿116之一或多個脈衝雷射。
在一實施例中,泵浦源108可包含一或多個二極體雷射。例如,泵浦源108可包含依與容納於腔室106內之目標材料104之物種之任
何一或多個吸收線對應之一波長發射輻射之一或多個二極體雷射。應注意,可選擇實施泵浦源108之一二極體雷射,使得二極體雷射之波長調諧至任何電漿之任何吸收線(例如離子躍遷線)或本技術中已知之電漿產生目標材料之任何吸收線(例如高度激發之中性躍遷線)。因而,選擇一給定二極體雷射(或二極體雷射組)將取決於容納於系統100之腔室106內之目標材料之類型。
在另一實施例中,泵浦源108包含一離子雷射。例如,泵浦源108可包含本技術中已知之任何惰性氣體離子雷射。例如,就一基於氬氣之電漿而已,用於泵浦氬離子之泵浦源108可包含一Ar+雷射。
在另一實施例中,泵浦源108包含一或多個頻率轉換雷射系統。例如,泵浦源108可包含一Nd:YAG或Nd:YLF雷射。
在另一實施例中,泵浦源108包含一或多個非雷射源。一般而言,泵浦源108可包含本技術中已知之任何非雷射光源。例如,泵浦源108可包含能夠離散或連續發射電磁光譜之紅外線、可見光及/或紫外線部分中之輻射之本技術中已知之任何非雷射系統。
在另一實施例中,泵浦源108包含兩個或兩個以上輻射源。例如,泵浦源108可包含(但不限於)兩個或兩個以上雷射。例如,泵浦源108(或若干泵浦源)可包含多個二極體雷射。在另一例項中,泵浦源108可包含多個CW雷射及/或脈衝雷射。在另一實施例中,兩個或兩個以上雷射之各者可發射調諧至系統100之腔室106內之目標材料或電漿之一不同吸收線之雷射輻射。
在一實施例中,泵浦源108產生具有100ns至1000ns之一脈衝間隔之泵浦輻射。在另一實施例中,泵浦源108依3kW至100kW之
範圍內之一功率操作。在另一實施例中,泵浦源108包含大於10,000W/cm2之一峰值雷射強度。例如,泵浦源108可包含大於105W/cm2之一峰值雷射強度。在另一實施例中,使用一短脈衝(例如<100ns)高峰值功率(>108W/cm2)雷射來執行用於產生一電漿116之一或多個目標材料104之點火。
圖2A繪示根據本發明之一或多個實施例之包含一低NA泵浦及高NA收集之一泵浦及收集組態200。在一實施例中,泵浦源108、一或多個聚焦光學元件110及反射收集光學元件120經配置使得寬頻輻射118具有高於泵浦輻射112之NA之一數值孔徑。在另一實施例中,收集光學器件120將寬頻輻射導引至一收集位置128。
圖2B繪示根據本發明之一或多個實施例之包含一高NA泵浦及低NA收集之一泵浦及收集組態200。在一實施例中,泵浦源108、一或多個聚焦光學元件110及反射收集光學元件120經配置使得寬頻輻射118具有低於泵浦輻射之NA之一數值孔徑。在另一實施例中,收集光學器件120將寬頻輻射導引至一收集位置128。
圖3繪示根據本發明之一或多個實施例之實施LSP輻射源100之一光學特性化系統300之一簡化示意圖。在一實施例中,系統300包含LSP輻射源100、一照明支路303、一收集支路305、一偵測器314及包含一或多個處理器320及記憶體322之一控制器318。
此中應注意,系統300可包括本技術中已知之任何成像、檢測、度量、微影或其他特性化系統。據此而言,系統300可經組態以對一樣品307執行檢測、光學度量、微影及/或任何形式之成像。樣品307可包含本技術中已知之任何樣本,其包含(但不限於)一晶圓、一倍縮光罩、
一光罩及其類似者。應注意,系統300可併入本發明中所描述之LSP輻射源100之各種實施例之一或多者。
在一實施例中,樣品307安置於一載台總成312上以促進樣品307移動。載台總成312可包含本技術中已知之任何載台總成312,其包含(但不限於)一X-Y載台、一R-θ載台及其類似者。在另一實施例中,載台總成312能夠在檢測或成像期間調整樣品307之高度以維持聚焦於樣品307上。
在一實施例中,照明支路303經組態以將寬頻輻射118自LSP輻射源100導引至樣品307。照明支路303可包含本技術中已知之任何數目及類型之光學組件。在一實施例中,照明支路303包含一或多個光學元件302、一分光器304及一物鏡306。據此而言,照明支路303可經組態以將寬頻輻射118自LSP輻射源100聚焦至樣品307之表面上。一或多個光學元件302可包含本技術中已知之任何光學元件或光學元件之組合,其包含(但不限於)一或多個反射鏡、一或多個透鏡、一或多個偏光器、一或多個光柵、一或多個濾波器、一或多個分光器及其類似者。此中應注意,收集位置128可包含(但不限於)光學元件302、一分光器304或一物鏡306之一或多者。
在一實施例中,系統300包含經組態以收集自樣品307反射、散射、繞射及/或發射之光之一收集支路305。在另一實施例中,收集支路305可將光自樣品307導引及/或聚焦至一偵測器總成314之一感測器316。應注意,感測器316及偵測器總成314可包含本技術中已知之任何感測器及偵測器總成。感測器316可包含(但不限於)一CCD感測器或一CCD-TDI感測器。此外,感測器316可包含(但不限於)一線感測器或一電子撞擊
線感測器。
在一實施例中,偵測器總成314通信地耦合至包含一或多個處理器320及記憶體322之一控制器318。例如,一或多個處理器320可通信地耦合至記憶體322,其中一或多個處理器320經組態以執行儲存於記憶體322上之一組程式指令。在一實施例中,一或多個處理器320經組態以分析偵測器總成314之輸出。在一實施例中,程式指令組經組態以引起一或多個處理器320分析樣品307之一或多個特性。在另一實施例中,程式指令組經組態以引起一或多個處理器320修改系統300之一或多個特性以維持聚焦於樣品307及/或感測器316上。例如,一或多個處理器320可經組態以調整物鏡306或一或多個光學元件302以將寬頻輻射118自LSP輻射源100聚焦至樣品307之表面上。舉另一實例而言,一或多個處理器320可經組態以調整物鏡306及/或一或多個光學元件310以自樣品307之表面收集照明且將收集照明聚焦於感測器316上。
應注意,系統300可組態為本技術中已知之任何光學組態,其包含(但不限於)一暗場組態、一明場定向及其類似者。
此中應注意,系統100之一或多個組件可依本技術中已知之任何方式通信地耦合至系統100之各種其他組件。例如,LSP輻射源100、偵測器總成314、控制器318及一或多個處理器320可彼此通信耦合且經由一有線(例如銅線、光纖電纜及其類似者)或無線連接(例如RF耦合、IR耦合、資料網路通信(例如WiFi、WiMax、Bluetooth及其類似者))通信地耦合至其他組件。
以下各者中描述光學特性化系統300之各種實施例之額外細節:2012年7月9日申請之名稱為「Wafer Inspection System」之美國專
利申請案13/554,954、2009年7月16日公開之名稱為「Split Field Inspection System Using Small Catadioptric Objectives」之美國公開專利申請案2009/0180176、2007年1月4日公開之名稱為「Beam Delivery System for Laser Dark-Field Illumination in a Catadioptric Optical System」之美國公開專利申請案2007/0002465、1999年12月7日發佈之名稱為「Ultra-broadband UV Microscope Imaging System with Wide Range Zoom Capability」之美國專利5,999,310、2009年4月28日發佈之名稱為「Surface Inspection System Using Laser Line Illumination with Two Dimensional Imaging」之美國專利7,525,649、Wang等人於2013年5月9日公開之名稱為「Dynamically Adjustable Semiconductor Metrology System」之美國公開專利申請案2013/0114085、Piwonka-Corle等人於1997年3月4日發佈之名稱為「Focused Beam Spectroscopic Ellipsometry Method and System」之美國專利5,608,526及Rosencwaig等人於2001年10月2日發佈之名稱為「Apparatus for Analyzing Multi-Layer Thin Film Stacks on Semiconductors」之美國專利6,297,880,其等之全部內容各以引用的方式併入本文中。
本發明之一或多個處理器320可包含本技術中已知之任何一或多個處理元件。就此而言,一或多個處理器320可包含經組態以執行軟體演算法及/或指令之任何微處理器型器件。在一實施例中,一或多個處理器320可由桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、並行處理器或經組態以執行經組態以操作系統300及/或LSP輻射源100之一程式之其他電腦系統(例如網路電腦)組成,如本發明中所描述。應認識到,本發明中所描述之步驟可由一單一電腦系統或替代地多個電腦系統實施。一
般而言,術語「處理器」可經廣義界定以涵蓋具有一或多個處理元件(其執行來自一非暫時性記憶體媒體322之程式指令)之任何器件。再者,所揭示之各種系統之不同子系統可包含適合於實施本發明中所描述之步驟之至少一部分之處理器或邏輯元件。因此,以上描述不應被解譯為本發明之一限制,而是僅為一說明。
記憶體媒體322可包含適合於儲存可由相關聯之一或多個處理器320執行之程式指令之本技術中已知之任何儲存媒體。例如,記憶體媒體322可包含一非暫時性記憶體媒體。例如,記憶體媒體322可包含(但不限於)一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁性或光學記憶體器件(例如磁碟)、一磁帶、一固態硬碟及其類似者。在另一實施例中,記憶體322經組態以儲存本文所描述之各種步驟之一或多個結果及/或輸出。應進一步注意,記憶體322可與一或多個處理器320一起容置於一共同控制器外殼中。在一替代實施例中,記憶體322可相對於處理器320之實體位置定位於遠端處。例如,一或多個處理器320可存取可透過一網路(例如網際網路、內部網路及其類似者)存取之一遠端記憶體(例如伺服器)。在另一實施例中,記憶體媒體322保存用於引起一或多個處理器320實施本發明中所描述之各種步驟之程式指令。
在一實施例中,系統300可包含一使用者介面(圖中未展示)。在一實施例中,使用者介面通信地耦合至一或多個處理器320。在另一實施例中,使用者介面器件可用於自一使用者接受選擇及/或指令。在本文將進一步描述之一些實施例中,一顯示器可用於對一使用者顯示資料。一使用者繼而可回應於經由顯示器件對使用者顯示之資料而輸入選擇及/或指令(例如濾箱之選擇、設定大小及/或位置)。
使用者介面器件可包含本技術中已知之任何使用者介面。例如,使用者介面可包含(但不限於)一鍵盤、一小鍵盤、一觸控螢幕、一操縱桿、一旋鈕、一滾輪、一軌跡球、一開關、一撥號盤、一滑桿、一捲動軸、一滑件、一握柄、一觸控板、一槳、一方向盤、一手搖桿、一面板安裝輸入器件或其類似者。就一觸控螢幕介面器件而言,熟習技術者應認識到,大量觸控螢幕介面器件可適合實施於本發明中。例如,顯示器件可與諸如(但不限於)一電容式觸控螢幕、一電阻式觸控螢幕、一基於表面聲波之觸控螢幕、一基於紅外線之觸控螢幕或其類似者之一觸控螢幕介面整合。一般而言,能夠與一顯示器件之顯示部分整合之任何觸控螢幕介面適合實施於本發明中。
顯示器件可包含本技術中已知之任何顯示器件。在一實施例中,顯示器件可包含(但不限於)一液晶顯示器(LCD)、一基於有機發光二極體(OLED)之顯示器或一CRT顯示器。熟習技術者應認識到,各種顯示器件可適合實施於本發明中且顯示器件之特定選擇可取決於包含(但不限於)外型尺寸、成本及其類似者之各種因數。一般而言,能夠與一使用者介面器件(例如觸控螢幕、面板安裝介面、鍵盤、滑鼠、觸控板及其類似者)整合之任何顯示器件適合實施於本發明中。
在一些實施例中,本文所描述之LSP輻射源100及系統300可組態為一「獨立工具」或不實體耦合至一程序工具之一工具。在其他實施例中,此一檢測或度量系統可藉由可包含有線及/或無線部分之一傳輸媒介來耦合至一程序工具(圖中未展示)。程序工具可包含諸如一微影工具、一蝕刻工具、一沈積工具、一拋光工具、一電鍍工具、一清潔工具或一離子植入工具之本技術中已知之任何程序工具。由本文所描述之系統執
行之檢測或量測之結果可用於使用一回饋控制技術、一前饋控制技術及/或一即時控制技術來更改一程序或一程序工具之一參數。可手動或自動更改程序或程序工具之參數。
LSP輻射源100及系統300之實施例可進一步如本文所描述般組態。另外,LSP輻射源100及系統300可經組態以執行本文所描述之(若干)方法實施例之(若干)任何其他步驟。
圖4繪示描繪根據本發明之一或多個實施例之用於產生寬頻輻射118之一方法400的一流程圖。此中應注意,方法400之步驟可由LSP輻射源100完全或部分實施。然而,應進一步認識到,方法400不受限於LSP輻射源100,因為額外或替代系統級實施例可實施方法400之所有或部分步驟。
在步驟402中,透過一腔室106之一電漿形成區域輸送目標材料104之一流。在一實施例中,目標材料源102使一或多個目標材料104依一液體射流、液滴、一凍結射流、凍結液滴或此等目標材料形式之一組合之形式引入至腔室106中。例如,目標材料源102可使氬、氙、氖或氦之一或多者依一固態或液態之一或多者輸送至腔室106中以產生及/或支持一電漿。例如,目標材料源102可經組態以依10m/s至300m/s之間的一速度輸送目標材料流通過電漿形成區域。舉另一例項而言,目標材料源102可經組態以透過電漿形成區域輸送具有10μm至200μm之間的一直徑之一目標材料流。
在步驟404中,由一碎屑收集器收集碎屑。例如,未由電漿116消耗之來自步驟402之電漿形成目標材料104由一碎屑收集器124收集。在一實施例中,流輸送參數經調整使得由目標材料源102輸送之所有
材料在電漿區域中汽化或一些材料通過電漿且由碎屑收集器124收集。此中應注意,流輸送參數之調整可促進穩定電漿116產生且產生具有一或多個實質上恆定性質之寬頻輻射118。
在步驟406中,泵浦源108產生泵浦輻射112。在一實施例中,泵浦源108產生由泵浦雷射聚焦光學器件110聚焦至腔室106中之泵浦輻射112。例如,泵浦源108可包含一或多個雷射來產生導引至腔室106中之泵浦輻射112。舉另一實例而言,一或多個非雷射源可產生導引至腔室106中之泵浦輻射112。
在步驟408中,將泵浦輻射112聚焦至腔室106之電漿形成區域中以經由藉由激發腔室106之電漿形成區域內之目標材料104形成一電漿116來產生寬頻輻射118。例如,一泵浦源108可將泵浦輻射112導引至一腔室106中以產生一電漿116。在另一實施例中,LSP輻射源100產生包含(但不限於)寬頻輻射118之輻射。例如,LSP輻射源100可產生真空紫外線(VUV)(100nm至190nm)及深紫外線(DUV)(190nm至260nm)之範圍內之寬頻輻射118。此中應注意,腔室106可包含經組態以引發及/或維持電漿116之一或多個額外點火源(例如電極)。
在步驟410中,自電漿116收集寬頻輻射118之一部分且透過腔室106之一壁中之一無窗孔隙122將寬頻輻射118之部分輸送至一收集位置128處之腔室106外之一或多個光學元件。例如,由腔室106中之電漿116產生之寬頻輻射118可由收集光學器件120收集且透過孔隙122導引至其中外部光學元件接收寬頻輻射118之收集位置128。
熟習技術者應認識到,為概念清楚起見,使用本文所描述之組件(例如操作)、器件、物件及其隨附討論作為實例且可考量各種組態
修改。因此,如本文所使用,所闡述之特定範例及隨附討論意欲表示其更一般類別。一般而言,使用任何特定範例意欲表示其類別,且不包含特定組件(例如操作)、器件及物件不應被視為限制。
熟習技術者應瞭解,存在可藉由其來實現本文所描述之程序及/或系統及/或其他技術之各種載具(例如硬體、軟體及/或韌體),且較佳載具將隨其中部署程序及/或系統及/或其他技術之內文變動。例如,若一實施者判定速度及準確度係首要的,則實施者可選擇一以硬體及/或韌體為主之載具;替代地,若靈活度係首要的,則實施者可選擇一以軟體為主之實施方案;或替代地,實施者可選擇硬體、軟體及/或韌體之某種組合。因此,存在可藉由其來實現本文所描述之程序及/或器件及/或其他技術之若干可能載具,其等之任何者並不天生優於其他者,因為利用任何載具係取決於其中將部署載具之內文及實施者之特定關注(例如速度、靈活度或可預測性)(其等之任何者可變動)之一選擇。
呈現以上描述以使一般技術者能夠製造及使用一特定應用及其要求之內文中所提供之本發明。如本文所使用,諸如「頂部」、「底部」、「在…上」、「在…下」、「上」、「向上」、「下」、「下方」及「向下」之方向術語意欲為了描述而提供相對位置,不意欲指定一絕對參考系。熟習技術者應明白所描述之實施例之各種修改,且本文所界定之一般原理可應用於其他實施例。因此,本發明不意欲受限於所展示及描述之特定實施例,而是應被給予與本文所揭示之原理及新穎特徵一致之最寬範疇。
關於本文所使用之實質上任何複數及/或單數術語,熟習技術者可視內文及/或應用之需要自複數轉化為單數及/或自單數轉化為複數。為清楚起見,本文未明確闡述各種單數/複數置換。
本文所描述之所有方法可包含將方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於記憶體中。結果可包含本文所描述之結果之任何者且可依本技術中已知之任何方式儲存。記憶體可包含本文所描述之任何記憶體或本技術中已知之任何其他適合儲存媒體。在已儲存結果之後,結果可存取於記憶體中且由本文所描述之方法或系統實施例之任何者使用,經格式化以顯示給一使用者,由另一軟體模組、方法或系統使用,等等。此外,結果可「永久」、「半永久」、「暫時」或在某一時段內儲存。例如,記憶體可為隨機存取記憶體(RAM),且結果未必無限期存留於記憶體中。
可進一步考量,上述方法之實施例之各者可包含本文所描述之(若干)任何其他方法之(若干)任何其他步驟。另外,上述方法之實施例之各者可由本文所描述之系統之任何者執行。
本發明之實施例係針對用於促進一LSP輻射源中之快速氣體流動通過之一浮力驅動之閉合再循環氣體迴路。有利地,本發明之LSP輻射源100可包含比先前方法少之機械致動組件。因此,本發明之LSP輻射源100可產生較少雜訊,需要較小氣體容積,且需要較低維護成本及安全管理。
本文所描述之標的有時繪示容納於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應瞭解,此等描繪架構僅供例示,且事實上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。就概念而言,用於達成相同功能性之組件之任何配置經有效「相關聯」以達成所要功能性。因此,經組合以達成一特定功能性之本文之任何兩個組件可視為彼此「相關聯」以達成所要功能性,不管架構或中間組件如何。同樣地,如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性,且能夠如此相關聯之
任何兩個組件亦可被視為彼此「可耦合」以達成所要功能性。「可耦合」之特定實例包含(但不限於)可實體配合及/或實體互動組件及/或可無線互動及/或無線互動組件及/或邏輯互動及/或可邏輯互動組件。
此外,應瞭解,本發明由隨附申請專利範圍界定。熟習技術者應瞭解,一般而言,本文且尤其是隨附申請專利(例如隨附申請專利範圍之主體)中所使用之術語一般意欲為「開放」術語(例如,術語「包含」應被解譯為「包含(但不限於)」,術語「具有」應被解譯為「具有至少…」,等等)。熟習技術者應進一步瞭解,若意欲實現一引入請求項敘述之一特定數目,則此一意圖將在請求項中明確敘述,且若無此敘述,則不存在此意圖。例如,為有助於理解,以下隨附申請專利範圍可含有使用引入性片語「至少一」及「一或多個」來引入請求項敘述。然而,使用此等片語不應被解釋為隱含由不定冠詞「一」引入一請求項敘述使含有此引入請求項敘述之任何特定請求項受限於僅含有一個此敘述之發明,即使相同請求項包含引入性片語「一或多個」及「至少一」及諸如「一」之不定冠詞(例如,「一」通常應被解譯為意謂「至少一」或「一或多個」);此同樣適用於用於引入請求項敘述之定冠詞之使用。另外,即使明確敘述一引入請求項敘述之一特定數目,但熟習技術者應認識到,此敘述通常應被解譯為意謂至少所述數目(例如,「兩個敘述」之裸敘(無其他修飾詞)通常意謂至少兩個敘述或兩個或兩個以上敘述)。此外,在其中使用類比於「A、B及C之至少一者及其類似者」之一慣例之例項中,此一構造一般意指熟習技術者通常所理解之含義(例如,「具有A、B及C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A之系統、僅具有B之系統、僅具有C之系統、同時具有A及B之系統、同時具有A及C之系統、同時具有B及C之系統及/或
同時具有A、B及C之系統,等等)。在其中使用類比於「A、B或C之至少一者及其類似者」之一慣例之例項中,此一構造一般意指熟習技術者通常所理解之含義(例如「具有A、B或C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A之系統、僅具有B之系統、僅具有C之系統、同時具有A及B之系統、同時具有A及C之系統、同時具有B及C之系統及/或同時具有A、B及C之系統,等等)。熟習技術者應進一步瞭解,無論在[實施方式]、申請專利範圍或圖式中,呈現兩個或兩個以上替代項之幾乎任何連詞及/或片語應被理解為涵蓋包含該等項之一者、該等項之任一者或兩項之可能性。例如,片語「A或B」將被理解為包含「A」或「B」或「A及B」之可能性。
可認為,以上描述將使本發明及其諸多伴隨優點被理解,且應明白,可在不背離揭示標的或不犧牲其所有材料優點之情況下對組件之形式、構造及配置作出各種改變。所描述之形式僅供說明,且以下申請專利範圍意欲涵蓋及包含此等改變。此外,應瞭解,本發明由隨附申請專利範圍界定。
100:雷射支持電漿(LSP)輻射源
102:目標材料源
104:目標材料
106:腔室
108:泵浦源
110:泵浦雷射聚焦光學器件/聚焦光學元件
112:泵浦束/泵浦輻射
114:泵浦雷射窗
116:雷射
118:寬頻輻射
120:收集光學器件/反射收集光學元件
122:孔隙
124:碎屑收集器
126:真空泵浦
128:收集位置
Claims (40)
- 一種用於產生寬頻輻射之裝置,其包括:一腔室,其經組態以容納緩衝氣體之一容積;一目標材料源,其定位於該腔室之一第一側上;一碎屑收集器(debris collector),其定位於與該目標材料源對置之該腔室之一第二側上,其中該目標材料源經組態以透過該腔室之一電漿形成區域輸送一目標材料流,其中該碎屑收集器經組態以收集目標材料;一泵浦源,其經組態以將泵浦輻射輸送至該腔室之該電漿形成區域,其中該泵浦輻射足以經由藉由激發該腔室之該電漿形成區域內之該目標材料形成一電漿來產生寬頻輻射;一或多個聚焦光學元件,其等經組態以將該泵浦輻射聚焦至該電漿形成區域中;及一或多個反射收集光學元件,其等經組態以自該電漿收集該寬頻輻射之一部分且透過該腔室之一壁中之一孔隙(aperture)將該寬頻輻射之該部分輸送至該腔室外之一或多個光學元件,其中該泵浦源、該一或多個聚焦光學元件及該等反射收集光學元件經配置使得該寬頻輻射具有比該泵浦輻射之數值孔徑(NA)高之一數值孔徑。
- 如請求項1之裝置,其中該寬頻輻射包括:真空紫外線(VUV)或深紫外線(DUV)輻射之至少一者。
- 如請求項1之裝置,其中該腔室之該壁中之該孔隙係無窗的。
- 如請求項1之裝置,其中該目標材料流包括:一液體目標材料流、一固體目標材料流或該目標材料之一系列液滴之至少一者。
- 如請求項1之裝置,其中該目標材料源經組態以依10m/s至300m/s之間的一速度輸送該目標材料流。
- 如請求項1之裝置,其中該目標材料流具有10μm至2000μm之間的一直徑。
- 如請求項1之裝置,其中該目標材料包括:氬、氙、氖或氦之至少一者。
- 如請求項7之裝置,其中該目標材料包括:含有氬、氙、氖或氦之至少一者之一混合物。
- 如請求項1之裝置,其中該緩衝氣體包括:一惰性氣體。
- 如請求項1之裝置,其中該緩衝氣體相同於該目標材料。
- 如請求項1之裝置,其中該緩衝氣體不同於該目標材料。
- 如請求項1之裝置,其中該腔室經組態以依0.1atm至2.0atm之間的一壓力容納該氣體。
- 如請求項1之裝置,其中該泵浦源包括:一連續波(CW)雷射、一脈衝雷射或一調變CW雷射之至少一者。
- 如請求項13之裝置,其中該泵浦源經組態以產生具有100奈秒至1000奈秒之脈衝間隔之泵浦輻射。
- 如請求項13之裝置,其中該泵浦源經組態以依3kW至100kW之間的一功率產生泵浦輻射。
- 如請求項13之裝置,其中該泵浦源經組態以產生具有大於105W/cm2之一峰值雷射強度之泵浦輻射。
- 一種用於產生寬頻輻射之系統,其包括:一寬頻源,其包括:一腔室,其經組態以容納惰性氣體之一容積;一目標材料源,其定位於該腔室之一第一側上;一碎屑收集器,其定位於與該目標材料源對置之該腔室之一第二側上, 其中該目標材料源經組態以透過該腔室之一電漿形成區域輸送一目標材料流,其中該碎屑收集器經組態以收集目標材料;一泵浦源,其經組態以將泵浦輻射輸送至該腔室之該電漿形成區域,其中該泵浦輻射足以經由藉由激發該腔室之該電漿形成區域內之該目標材料形成一電漿來產生寬頻輻射;一或多個聚焦光學元件,其等經組態以將該泵浦輻射聚焦至該電漿形成區域中;及一或多個反射收集光學元件,其等經組態以自該電漿收集該寬頻輻射之一部分且透過該腔室之一壁中之一孔隙將該寬頻輻射之該部分輸送至該腔室外之一或多個光學元件;一組照明器光學器件,其等經組態以將該寬頻輻射自該一或多個反射收集光學器件導引至一或多個樣品;一偵測器;及一組投射光學器件,其等經組態以自該一或多個樣品之表面接收照明且將該照明自該一或多個樣品導引至該偵測器,其中該泵浦源、該一或多個聚焦光學元件及該等反射收集光學元件經配置使得該寬頻輻射具有比該泵浦輻射之NA高之一數值孔徑。
- 如請求項17之系統,其中該寬頻輻射包括:真空紫外線(VUV)或深紫外線(DUV)輻射之至少一者。
- 如請求項17之系統,其中該腔室之該壁中之該孔隙係無窗的。
- 一種用於產生寬頻輻射之方法,其包括:透過一氣體腔室之一電漿形成區域輸送一目標材料流;自該電漿形成區域收集碎屑;產生泵浦輻射;將該泵浦輻射聚焦至該腔室之該電漿形成區域中以經由藉由激發該腔室之該電漿形成區域內之該目標材料形成一電漿來產生寬頻輻射;及自該電漿收集該寬頻輻射之一部分且透過該腔室之一壁中之一無窗孔隙將該寬頻輻射之該部分輸送至該腔室外之一或多個光學元件,其中該寬頻輻射具有比該泵浦輻射之NA高之一數值孔徑。
- 一種用於產生寬頻輻射之裝置,其包括:一腔室,其經組態以容納緩衝氣體之一容積;一目標材料源,其定位於該腔室之一第一側上;一碎屑收集器,其定位於與該目標材料源對置之該腔室之一第二側上,其中該目標材料源經組態以透過該腔室之一電漿形成區域輸送一目標材料流,其中該碎屑收集器經組態以收集目標材料;一泵浦源,其經組態以將泵浦輻射輸送至該腔室之該電漿形成區域,其中該泵浦輻射足以經由藉由激發該腔室之該電漿形成區域內之該目標材料形成一電漿來產生寬頻輻射;一或多個聚焦光學元件,其等經組態以將該泵浦輻射聚焦至該電漿形成區域中;及一或多個反射收集光學元件,其等經組態以自該電漿收集該寬頻輻 射之一部分且透過該腔室之一壁中之一孔隙將該寬頻輻射之該部分輸送至該腔室外之一或多個光學元件,其中該泵浦源、該一或多個聚焦光學元件及該等反射收集光學元件經配置使得該寬頻輻射具有比該泵浦輻射之NA低之一數值孔徑。
- 如請求項21之裝置,其中該寬頻輻射包括:真空紫外線(VUV)或深紫外線(DUV)輻射之至少一者。
- 如請求項21之裝置,其中該腔室之該壁中之該孔隙係無窗的。
- 如請求項21之裝置,其中該目標材料流包括:一液體目標材料流、一固體目標材料流或該目標材料之一系列液滴之至少一者。
- 如請求項21之裝置,其中該目標材料源經組態以依10m/s至300m/s之間的一速度輸送該目標材料流。
- 如請求項21之裝置,其中該目標材料流具有10μm至2000μm之間的一直徑。
- 如請求項21之裝置,其中該目標材料包括:氬、氙、氖或氦之至少一者。
- 如請求項27之裝置,其中該目標材料包括:含有氬、氙、氖或氦之至少一者之一混合物。
- 如請求項21之裝置,其中該緩衝氣體包括:一惰性氣體。
- 如請求項21之裝置,其中該緩衝氣體相同於該目標材料。
- 如請求項21之裝置,其中該緩衝氣體不同於該目標材料。
- 如請求項21之裝置,其中該腔室經組態以依0.1atm至2.0atm之間的一壓力容納該氣體。
- 如請求項21之裝置,其中該泵浦源包括:一連續波(CW)雷射、一脈衝雷射或一調變CW雷射之至少一者。
- 如請求項33之裝置,其中該泵浦源經組態以產生具有100奈秒至1000奈秒之脈衝間隔之泵浦輻射。
- 如請求項33之裝置,其中該泵浦源經組態以依3kW至100kW之間的一功率產生泵浦輻射。
- 如請求項33之裝置,其中該泵浦源經組態以產生具有大於105W/cm2 之一峰值雷射強度之泵浦輻射。
- 一種用於產生寬頻輻射之系統,其包括:一寬頻源,其包括:一腔室,其經組態以容納惰性氣體之一容積;一目標材料源,其定位於該腔室之一第一側上;一碎屑收集器,其定位於與該目標材料源對置之該腔室之一第二側上,其中該目標材料源經組態以透過該腔室之一電漿形成區域輸送一目標材料流,其中該碎屑收集器經組態以收集目標材料;一泵浦源,其經組態以將泵浦輻射輸送至該腔室之該電漿形成區域,其中該泵浦輻射足以經由藉由激發該腔室之該電漿形成區域內之該目標材料形成一電漿來產生寬頻輻射;一或多個聚焦光學元件,其等經組態以將該泵浦輻射聚焦至該電漿形成區域中;及一或多個反射收集光學元件,其等經組態以自該電漿收集該寬頻輻射之一部分且透過該腔室之一壁中之一孔隙將該寬頻輻射之該部分輸送至該腔室外之一或多個光學元件;一組照明器光學器件,其等經組態以將該寬頻輻射自該一或多個反射收集光學器件導引至一或多個樣品;一偵測器;及一組投射光學器件,其等經組態以自該一或多個樣品之表面接收照明且將該照明自該一或多個樣品導引至該偵測器,其中該泵浦源、該一或 多個聚焦光學元件及該等反射收集光學元件經配置使得該寬頻輻射具有比該泵浦輻射之NA低之一數值孔徑。
- 如請求項37之系統,其中該寬頻輻射包括:真空紫外線(VUV)或深紫外線(DUV)輻射之至少一者。
- 如請求項37之系統,其中該腔室之該壁中之該孔隙係無窗的。
- 一種用於產生寬頻輻射之方法,其包括:透過一氣體腔室之一電漿形成區域輸送一目標材料流;自該電漿形成區域收集碎屑;產生泵浦輻射;將該泵浦輻射聚焦至該腔室之該電漿形成區域中以經由藉由激發該腔室之該電漿形成區域內之該目標材料形成一電漿來產生寬頻輻射;及自該電漿收集該寬頻輻射之一部分且透過該腔室之一壁中之一無窗孔隙將該寬頻輻射之該部分輸送至該腔室外之一或多個光學元件,其中該寬頻輻射具有比該泵浦輻射之NA低之一數值孔徑。
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