TWI817722B - 電漿蝕刻的方法 - Google Patents
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Abstract
一種電漿蝕刻的方法包括以下操作。接收晶圓及氮化物層，其中氮化物層設置於晶圓上。設置環形管道在氮化物層的邊緣部分上，其中環形管道具有複數個孔洞，且這些孔洞朝向氮化物層的邊緣部分。噴灑電漿至氮化物層的上表面上。從環形管道的這些孔洞噴灑不飽和碳氟化合物至氮化物層的邊緣部分。
Description
本揭示內容是關於一種電漿蝕刻的方法。
在半導體工業的蝕刻製程中，晶圓在蝕刻腔體內部藉助晶圓邊緣外的聚焦環而可設置於靜電吸盤（Electrostatic Chuck，ESC）的中心。當晶圓位於靜電吸盤的中心，蝕刻氣體的濃度均勻地分佈在晶圓上，使晶圓上的蝕刻速率可一致，並使晶圓上的材料可均勻地被蝕刻。然而隨著蝕刻時間的增加，聚焦環受到蝕刻氣體的損害，當聚焦環無法將晶圓固定在靜電吸盤的中心時，蝕刻氣體在晶圓上的分佈將不均勻，導致聚焦環必須更換，因此導致低的產量及浪費。由於晶圓邊緣的形狀具不連續性，晶圓邊緣的蝕刻非均勻性更顯著。因此，有必要解決晶圓邊緣材料蝕刻不均勻的問題，以延長聚焦環的使用時間。
本揭示內容是關於一種電漿蝕刻的方法，在一些實施方式中，方法包括以下操作。接收晶圓及氮化物層，其中氮化物層設置於晶圓上。設置環形管道在氮化物層的邊緣部分上，其中環形管道具有複數個孔洞，且這些孔洞朝向氮化物層的邊緣部分。噴灑電漿至氮化物層的上表面上。以及從環形管道的這些孔洞噴灑不飽和碳氟化合物至氮化物層的邊緣部分。
在一些實施方式中，不飽和碳氟化合物為氣體。
在一些實施方式中，不飽和碳氟化合物包括六氟丁二烯。
在一些實施方式中，方法更包括，以形成聚合物在氮化物層的邊緣部分上，其中聚合不飽和碳氟化合物透過電漿誘發。
在一些實施方式中，從環形管道的這些孔洞噴灑不飽和碳氟化合物包括以第一流量噴灑不飽和碳氟化合物，其中第一流量介於0.1 SCCM至1.2 SCCM。
在一些實施方式中，第一流量介於0.2 SCCM至0.4 SCCM。
在一些實施方式中，從環形管道的這些孔洞噴灑不飽和碳氟化合物包括以第一流量噴灑不飽和碳氟化合物以及經過蝕刻時間後調整第一流量至第二流量，其中第二流量大於第一流量。
在一些實施方式中，第二流量介於0.8 SCCM至3.2 SCCM。
在一些實施方式中，第二流量介於0.9 SCCM至1.1 SCCM。
在一些實施方式中，蝕刻時間介於250小時至350小時。
在一些實施方式中，氮化物層的邊緣部分具有距離氮化物層的邊緣3 mm至5 mm的寬度。
在一些實施方式中，這些孔洞在俯視下環繞氮化物層的邊緣部分。
在一些實施方式中，噴灑不飽和碳氟化合物的方向實質上垂直於氮化物層的上表面。
在一些實施方式中，電漿包括四氟甲烷、二氟甲烷、氧氣或其組合。
在一些實施方式中，氮化物層包括氮化矽。
下文提供不同實施例說明本揭示內容的不同特徵。為簡化當前的揭露，下文將介紹元件和配置的具體示例。當然，這些僅是示例，並不意欲限制。例如下文中第一特徵在第二特徵上方形成的描述可能包括第一特徵和第二特徵直接接觸形成的實施例，也可能包括第一特徵和第二特徵之間形成其他特徵，使第一特徵和第二特徵不直接接觸的實施例。
此外，空間相對術語，例如下方和上方等，可便於在本文中描述一個元件或特徵與圖中另一個元件或特徵的關係。除了圖中描述的方向，空間相對術語旨在涵蓋裝置於使用或操作時的不同方向。裝置可能以其他方式定位（旋轉90度或其他方向），本文使用空間相對的描述可同樣相對應地解釋。在本文的討論中，除非另有說明，否則不同圖中相同的參照編號是指使用相同或相似材料藉由相同或相似方法形成的相同或相似元件。
本揭示內容提供一種電漿蝕刻的方法，方法包括以下操作。接收晶圓及氮化物層，其中氮化物層設置於晶圓上。設置環形管道在氮化物層的邊緣部分上，其中環形管道具有複數個孔洞，且這些孔洞朝向氮化物層的邊緣部分。噴灑電漿至氮化物層的上表面上。以及從環形管道的這些孔洞噴灑不飽和碳氟化合物至氮化物層的邊緣部分。本揭示內容電漿蝕刻的方法可以防止氮化物層（特別是氮化物層的邊緣部分）的電漿蝕刻不均勻。詳細在下文以實施例說明本揭示內容。
第1圖示出根據本揭示內容的一些實施例的電漿蝕刻的方法100的流程圖。為了更好地理解本揭示內容電漿蝕刻的方法（如第1圖所示），在閱讀第1圖時，請參考第2圖和第3圖。第2圖示出根據本揭示內容的一些實施例的電漿蝕刻裝置、晶圓和氮化物層的橫截面圖。電漿蝕刻裝置包括環形管道和將於稍後說明的入口。第3圖根據本揭示內容的一些實施例示出第2圖中電漿蝕刻裝置和氮化物層的俯視圖。
請同時參考第1圖和第2圖。在電漿蝕刻的方法100的操作102（如第1圖所示）中接收晶圓201和設置在晶圓201上的氮化物層203（如第2圖所示）。在一些實施例中，晶圓201包括但不限於矽晶圓、碳化矽晶圓、氮化鎵晶圓等。在一些實施例中，氮化物層203包括氮化矽，例如Si
3N
4。在一些實施例中，包括氮化矽的氮化物層203是絕緣層。本揭示內容的氮化物層203在一些實施例中適用於例如動態隨機存取記憶體（Dynamic Random-Access Memory，DRAM）中的功能層。在一些實施例中，形成氮化物層203的方式包括但不限於化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）、電漿增強化學氣相沉積（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)或低壓化學氣相沉積(Low-Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)。在一些實施例中，形成的氮化物層203覆蓋晶圓201的整個上表面，如第2圖和第3圖所示。
接下來，如第1圖所示，在電漿蝕刻的方法100的操作104中，於氮化物層203的邊緣部分203E上設置如第2和第3圖所示的環形管道205。參見第2圖和第3圖，環形管道205具有複數個孔洞205H，這些孔洞205H面向氮化物層203的邊緣部分203E，且設置在氮化物層203的邊緣部分203E的上方。環形管道205用於噴灑不飽和碳氟化合物207，將在稍後的操作108中討論。例如具體地說，不飽和碳氟化合物207從環形管道205的入口(未示出)注入環形管道205，接著從環形管道205的孔洞205H噴灑到氮化物層203的邊緣部分203E。在一些實施例中，氮化物層203的邊緣部分203E為距離氮化物層203的邊緣3mm至5mm之間的寬度W1內的區域。在一些實施例中，如第3圖所示，邊緣部分203E具有環形形狀，並在俯視下與環形管道205實質上重疊。在如第2圖和第3圖所示，形成氮化物層203覆蓋晶圓201的整個上表面的實施例中，氮化物層203的邊緣部分203E在第3圖的俯視圖中也與晶圓201的邊緣重疊。為了將不飽和碳氟化合物207噴灑到氮化物層203的邊緣部分203E上，孔洞205H設計為面向氮化物層203的邊緣部分203E，且如第3圖所示包圍氮化物層203的邊緣部分203E，並
與氮化物層203的邊緣部分203E重疊。需要注意的是，第3圖的孔洞205H的數目是示意性的，任何適用的數目皆欲包括在本揭示內容中。
接下來，如第1圖所示，在電漿蝕刻的方法100的操作106中，將電漿209如第2圖所示噴灑到氮化物層203的上表面203U上。參見第2圖和第3圖，入口211設置在氮化物層203的上表面203U上方，用於注入電漿209並噴灑電漿209到氮化物層203的整個上表面203U上。需要注意的是，第2圖和第3圖中的入口211的形狀和尺寸是示意性的，任何形狀和大小的入口211均是本揭示內容欲涵蓋的範圍。例如，在一些實施例中，入口211具有如淋浴噴頭的形狀並且入口211的尺寸更大，例如可覆蓋氮化物層203的全部上表面203U。在一些實施例中，電漿209是頻率在1MHz至100MHz之間的射頻(Radiofrequency，RF)電漿，包括四氟甲烷(Tetrafluoromethane，CF4)、二氟甲烷(Difluoromethane，CH2F2)、氧氣(Oxygen，O2)或其組合。在一些實施例中，由於氮化物層203設置在例如由晶圓201下方的磁鐵(第2圖和第3圖中未示出)所產生的磁場的中心，因此將電漿209噴灑到氮化物層203的上表面203U上時，電漿209在氮化物層203上均勻地分散，因此得到對氮化物層203均勻的蝕刻。換言之，對準電漿209在氮化物層203的噴灑位置可顯著地保持蝕刻的均勻性。但是，隨著蝕刻時間的增加可能失去對準，
例如當固定氮化物層203在磁場中心的聚焦環(未在第2圖和第3圖中示出)被電漿209轟擊而損壞時，就無法使氮化物層203保持在對準的位置。在這種情況下，由於邊緣的不連續性，氮化物層203的邊緣部分203E的蝕刻具更顯著的不均勻性，例如在氮化物層203的邊緣部分203E上具更快的蝕刻速率。在一些實施例中，電漿209通過真空幫浦(未示出)從蝕刻腔體(未示出)中移除。
接下來，如第1圖所示，在電漿蝕刻的方法100的操作108中，以第一流量將不飽和碳氟化合物207如第2圖所示噴灑到氮化物層203的邊緣部分203E。在一些實施例中，操作106和操作108是同時執行的。參見第2圖和第3圖，不飽和碳氟化合物207如上所述從環形管道205的孔洞205H噴灑到氮化物層203的邊緣部分203E。從環形管道205的孔洞205H噴灑不飽和碳氟化合物207到氮化物層203的邊緣部分203E的方向實質上垂直於氮化物層203的上表面203U。也就是說，噴灑方向213與氮化物層203的上表面203U之間的角度A1實質上等於90°。在其他實施例中，角度A1為85°至95°。不飽和碳氟化合物207是一種氣體，並且在如第2圖和第3圖中的電漿蝕刻裝置200中不形成電漿。在一些實施例中，不飽和碳氟化合物207包括六氟丁二烯(hexafluorobutadiene，C4F6)。由於不飽和碳氟化合物207具有不飽和鍵，因此可以透過聚合的方式形成聚合物(在第2圖和第3圖中未示出)，且此聚合透過電漿
209誘發產生。聚合物沉積在氮化物層203的邊緣部分203E上，並作為保護，降低電漿209在邊緣部分203E上的局部濃度。換言之，由不飽和碳氟化合物207形成的聚合物降低了氮化物層203的邊緣部分203E的蝕刻速率。在一些實施例中，為了均勻地蝕刻氮化物層203，不飽和碳氟化合物207以0.1SCCM至1.2SCCM之間的第一流量噴灑到氮化物層203的邊緣部分203E上，優選為0.2SCCM至0.4SCCM之間。如果第一流量低於0.1SCCM，可能導致非期望的氮化物層203的邊緣部分203E上的蝕刻速率增加，均勻性變差。如果第一流量高於1.2SCCM，可能導致非期望的氮化物層203的邊緣部分203E上的蝕刻速率降低，均勻性也變差。在一些實施例中，不飽和碳氟化合物207通過真空幫浦(未示出)從蝕刻腔體(未示出)中移除。
接下來，如第1圖所示，在電漿蝕刻的方法100的操作110中，經過一段蝕刻時間之後將第一流量調整到大於第一流量的第二流量。上文已說明蝕刻氮化物層203的邊緣部分203E的不均勻性隨著蝕刻時間的增加而增加。因此有必要在一段蝕刻時間之後增加流量，例如將第一流量調整為流量更大的第二流量。較大的第二流量抵銷氮化物層203的邊緣部分203E的蝕刻速率的增加。在一些實施例中，調整流量的蝕刻時間在250小時和350小時之間。第二流量在0.8SCCM至3.2SCCM之間，優選為0.9SCCM至1.1SCCM。如果第二流量低於0.8SCCM，
可能導致非期望的氮化物層203的邊緣部分203E上的蝕刻速率增加，均勻性變差。如果第二流量高於3.2SCCM，可能導致非期望的氮化物層203的邊緣部分203E上的蝕刻速率降低，均勻性也變差。
以上提供本揭示內容的說明性描述。為了充分理解本揭示內容，以下提供實施例來說明細節。目的是為了涵蓋本揭示內容的更多面向，而非限制本揭示內容。
實驗1：噴灑不飽和碳氟化合物和不噴灑不飽和碳氟化合物的比較。
在實施例1和比較例1中，對12個均勻分佈在氮化物層203的邊緣部分203E上的蝕刻點進行蝕刻深度測定。氮化物層203的邊緣部分203E的定義已圖示於第2圖和第3圖中，詳細參照上文。12個蝕刻點實質上將氮化物層203的邊緣部分203E劃分為12個區域，測得的蝕刻深度代表各自局部蝕刻的深度。實施例1與比較例1的區別在於，實施例1採用本揭示內容電漿蝕刻的方法100，如第1圖所示的操作102至操作108，但比較例1僅包括操作102和操作106。換言之，比較例1沒有如第2圖和第3圖所示的將不飽和碳氟化合物噴灑到氮化物層203的邊緣部分203E上，但包括其餘操作，例如操作102和操作106。操作102和操作106在實施例1和比較例1中實質上相同，例如電漿209為四氟甲烷和氧氣的組合，且頻率為13.56MHz，以及氮化物層203是Si3N4。蝕刻經過相同時間之後，比較例1中的12個蝕刻深度分別為
68.6nm、69.9nm、69.0nm、68.6nm、68.3nm、68.3nm、68.2nm、68.0nm、68.1nm、67.9nm、67.7nm、67.6nm、68.3nm、68.4nm、68.9nm、68.7nm、68.2nm、68.4nm、68.6nm、68.4nm、68.6nm、68.6nm、69.5nm、69.8nm和69.3nm。實施例1中的12個蝕刻深度分別為55.0nm、55.7nm、56.1nm、55.6nm、55.6nm、55.6nm、55.5nm、55.6nm、55.6nm、55.2nm、55.3nm、55.0nm、55.5nm、55.6nm、55.7nm、55.2nm、54.9nm、54.6nm、54.7nm、54.7nm、55.1nm、55.8nm、56.3nm和55.7nm。實施例1的蝕刻深度相較較小，證明將不飽和碳氟化合物噴灑到氮化物層203的邊緣部分203E可使蝕刻速率較低。在實施例1中，第一流量為0.5SCCM。表1總結實施例1和比較例1中12個蝕刻深度的平均值。
實驗2：不同第一流量的比較。
在實施例2、實施例3和實施例4中，如第1圖所示的本揭示內容的電漿蝕刻的方法100中的操作102至操作108均採用。實施例2、實施例3和實施例4之間的區別在於第一流量的不同。在實施例2中，第一流量為1SCCM。在實施例3中，第一流量為0.5SCCM。在實施
例4中，第一流量為0.3SCCM。其餘的實驗條件實質上相同，例如電漿209是四氟甲烷和氧氣的組合，頻率為13.56MHz，以及氮化物層203是Si3N4。為了探討蝕刻的均勻性，測量如第2圖和第3圖所示的氮化物層203的厚度，並將結果總結於下面的表2中。在表2中，平均厚度表示測量到的厚度的平均值；範圍是測量到的最大厚度和最小厚度的差值；以及標準偏差是測量到的厚度的標準偏差。實施例2、實施例3和實施例4分別以第一流量1SCCM、0.5SCCM和0.3SCCM蝕刻150小時之後，實施例4具有較好的範圍和標準偏差。在實施例4中，較小的範圍和較小的標準偏差表示更好的蝕刻均勻性。
實驗3：不同第二流量的比較。
如上所述，在蝕刻一段時間後，第一流量可以調整成大於第一流量的第二流量，以抵銷氮化物層203的邊緣部分203E上蝕刻速率的增加，如第2圖和第3圖所示。在實施例5和實施例6中，如第1圖所示的本揭示內容的電漿蝕刻的方法100中的操作102至操作110均採用。實施例5和實施例6之間的區別在於不同的第二流量，其餘實質上相同，例如相同的第一流量(0.3SCCM)。在實施例5中，第二流量為3SCCM。在實施例6中，第二
流量為1SCCM。與實施例5和實施例6相比，比較例2僅採用操作102和操作106。比較例2沒有將不飽和碳氟化合物噴灑到氮化物層203的邊緣部分203E，其餘實驗條件與實施例5和實施例6實質上相同，例如電漿209是四氟甲烷和氧氣的組合，頻率為13.56MHz，以及氮化物層203是Si3N4。表3總結實施例5、實施例6和比較例2的實驗結果。平均厚度是測量到的氮化物層203的厚度的平均值。最大和最小厚度是測量到的厚度中的最大值和最小值。範圍是最大值和最小值之間的差值。標準偏差是測量到的厚度的標準偏差。蝕刻300小時之後，實施例5和實施例6的第二流量分別為3SCCM和1SCCM，其中實施例6具有較佳的範圍和標準偏差。在實施例6中，較小的範圍和較小的標準偏差表示更好的蝕刻均勻性。氮化物層203的厚度隨著氮化物層203的半徑變化的曲線圖在第4圖示出。在第4圖中，比較例2的氮化物層203的厚度變化為曲線CE2，其隨著氮化物層203的半徑增加而減小。也就是說，在邊緣部分203E的蝕刻速率增加。然而，當使用不飽和碳氟化合物噴灑到氮化物層203的邊緣部分203E時，邊緣部分203E上的蝕刻速率降低，如以曲線E5表示的實施例5和以曲線E6表示的實施例6。在實施例5和實施例6中，實施例6因厚度隨半徑的增加變化不大，具有較好的蝕刻均勻性。
藉由將不飽和碳氟化合物207噴灑到氮化物層203的邊緣部分203E上，邊緣部分203E上的蝕刻速率的增加可以減少，因此獲得均勻的蝕刻，並且使零件的更換週期（例如將氮化物層203保持在蝕刻中心的聚焦環）延長，無需頻繁更換零件，減少浪費並提高蝕刻產量。
儘管本揭示內容已相當詳細地參考一些實施例進行描述，但其它實施例也是可能的，因此不應以本文所含實施例的描述局限所附申請專利範圍的精神和範圍。
對本領域通常知識者來說，可顯而易見在不偏離本揭示內容範圍或精神下對本揭示內容的結構進行各種修改和變更。鑒於上述情況，本揭示內容亦涵蓋對本揭示內容的修改和變更，只要它們屬於所附申請專利範圍的範圍。
100:方法
102:操作
104:操作
106:操作
108:操作
110:操作
201:晶圓
203:氮化物層
203E:邊緣部分
203U:上表面
205:環形管道
205H:孔洞
207:不飽和碳氟化合物
209:電漿
211:入口
213:方向
A1:角度
CE2:曲線
E5:曲線
E6:曲線
W1:寬度
閱讀本揭示內容的附圖時，建議從下文敘述瞭解本揭示的各個面向。需注意的是，按照工業的標準做法，各種特徵尺寸未依比例繪製。為了使討論更清晰，各種特徵尺寸可任意增加或減少。
第1圖示出根據本揭示內容的一些實施例的電漿蝕刻的方法的流程圖。
第2圖示出根據本揭示內容的一些實施例的電漿蝕刻裝置、晶圓和氮化物層的橫截面圖。
第3圖示出根據本揭示內容的一些實施例的電漿蝕刻裝置和氮化物層的俯視圖。
第4圖示出根據本揭示內容的一些實施例的氮化物層的厚度隨著氮化物層的半徑變化的曲線圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
100:方法
102:操作
104:操作
106:操作
108:操作
110:操作
Claims (15)
- 一種電漿蝕刻的方法，包括： 接收一晶圓及一氮化物層，其中該氮化物層設置於該晶圓上； 設置一環形管道在該氮化物層的一邊緣部分上，其中該環形管道具有複數個孔洞，且該些孔洞朝向該氮化物層的該邊緣部分； 噴灑一電漿至該氮化物層的一上表面上；以及 從該環形管道的該些孔洞噴灑一不飽和碳氟化合物至該氮化物層的該邊緣部分。
- 如請求項1所述的方法，其中該不飽和碳氟化合物為一氣體。
- 如請求項1所述的方法，其中該不飽和碳氟化合物包括六氟丁二烯。
- 如請求項1所述的方法，更包括聚合該不飽和碳氟化合物，以形成一聚合物在該氮化物層的該邊緣部分上，其中聚合該不飽和碳氟化合物透過該電漿誘發。
- 如請求項1所述的方法，其中從該環形管道的該些孔洞噴灑該不飽和碳氟化合物包括： 以一第一流量噴灑該不飽和碳氟化合物，其中該第一流量介於0.1 SCCM至1.2 SCCM。
- 如請求項5所述的方法，其中該第一流量介於0.2 SCCM至0.4 SCCM。
- 如請求項1所述的方法，其中從該環形管道的該些孔洞噴灑該不飽和碳氟化合物包括： 以一第一流量噴灑該不飽和碳氟化合物；以及 經過一蝕刻時間後調整該第一流量至一第二流量，其中該第二流量大於該第一流量。
- 如請求項7所述的方法，其中該第二流量介於0.8 SCCM至3.2 SCCM。
- 如請求項8所述的方法，其中該第二流量介於0.9 SCCM至1.1 SCCM。
- 如請求項7所述的方法，其中該蝕刻時間介於250小時至350小時。
- 如請求項1所述的方法，其中該氮化物層的該邊緣部分具有距離該氮化物層的一邊緣3 mm至5 mm的一寬度。
- 如請求項1所述的方法，其中該些孔洞在俯視下環繞該氮化物層的該邊緣部分。
- 如請求項1所述的方法，其中噴灑該不飽和碳氟化合物的一方向實質上垂直於該氮化物層的該上表面。
- 如請求項1所述的方法，其中該電漿包括四氟甲烷、二氟甲烷、氧氣或其組合。
- 如請求項1所述的方法，其中該氮化物層包括氮化矽。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW396451B (en) * | 1997-09-09 | 2000-07-01 | Lam Res Corp | Apparatus for improving etch uniformity and methods therefor |
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| US9997374B2 (en) * | 2015-12-18 | 2018-06-12 | Tokyo Electron Limited | Etching method |
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| JP7277225B2 (ja) * | 2019-04-08 | 2023-05-18 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法、及び、プラズマ処理装置 |
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| JP7462444B2 (ja) * | 2020-03-19 | 2024-04-05 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びプラズマ処理装置 |
| JP7534046B2 (ja) * | 2020-08-19 | 2024-08-14 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びプラズマ処理装置 |
| TW202245053A (zh) * | 2021-03-31 | 2022-11-16 | 日商東京威力科創股份有限公司 | 蝕刻方法及蝕刻處理裝置 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW396451B (en) * | 1997-09-09 | 2000-07-01 | Lam Res Corp | Apparatus for improving etch uniformity and methods therefor |
| TW201630068A (zh) * | 2014-12-11 | 2016-08-16 | Tokyo Electron Ltd | 電漿蝕刻方法 |
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