JP2022180712A - Grinder, grinder control method, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、研削装置、研削装置の制御方法、及び記憶媒体に関する。 The present disclosure relates to a grinding machine, a grinding machine control method, and a storage medium.
特許文献1に記載の研削装置は、ワークを吸着して保持する吸着テーブルと、吸着テーブルの吸着面を研削する砥石と、砥石の外側に砥石を囲むようにリング状に配置された吸引孔と、吸着面に付いた研削屑を吸引孔に向けて掃き出すブラシと、ブラシに対して砥石を昇降させる昇降手段と、を備える。特許文献1では、吸着テーブルの吸着面を砥石で研削し、砥石を上方に退避させ、ブラシのみを吸着面に接触させ、吸着面に付いた研削屑を吸引孔に向けてブラシで掃き出す。
The grinding apparatus described in
本開示の一態様は、研削装置が複数のチャックを含む場合に、複数のチャックを研削し、洗浄する時間を短縮する、技術を提供する。 One aspect of the present disclosure provides techniques for reducing the time to grind and clean multiple chucks when the grinding apparatus includes multiple chucks.
本開示の一態様に係る研削装置は、複数のチャックと、移動部と、駆動部と、洗浄部と、制御部と、を備える。各前記チャックは、基板を保持する保持面を含む。前記移動部は、複数の前記チャックを移動させる。前記駆動部は、前記チャックの前記保持面を研削する研削工具を駆動する。前記洗浄部は、前記チャックの前記保持面を洗浄する。前記制御部は、前記移動部と前記駆動部と前記洗浄部とを制御する。前記制御部は、前記駆動部によって前記チャックの前記保持面を研削することと、前記洗浄部によって前記チャックの前記保持面を洗浄することとを、2つの異なる位置で、同時に実施する制御を行う。 A grinding apparatus according to an aspect of the present disclosure includes a plurality of chucks, a moving section, a drive section, a cleaning section, and a control section. Each chuck includes a holding surface for holding a substrate. The moving part moves the plurality of chucks. The drive unit drives a grinding tool that grinds the holding surface of the chuck. The cleaning section cleans the holding surface of the chuck. The control section controls the moving section, the driving section, and the cleaning section. The control unit performs control to simultaneously perform grinding of the holding surface of the chuck by the drive unit and cleaning of the holding surface of the chuck by the cleaning unit at two different positions. .
本開示の一態様によれば、研削装置が複数のチャックを含む場合に、複数のチャックを研削し、洗浄する時間を短縮できる。 According to one aspect of the present disclosure, if the grinding apparatus includes multiple chucks, the time to grind and clean the multiple chucks can be reduced.
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。本明細書において、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向は互いに垂直な方向である。X軸方向及びY軸方向は水平方向、Z軸方向は鉛直方向である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same reference numerals are given to the same or corresponding configurations, and explanations thereof may be omitted. In this specification, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are directions perpendicular to each other. The X-axis direction and Y-axis direction are horizontal directions, and the Z-axis direction is vertical direction.
図1を参照して、本実施形態に係る研削装置1について説明する。研削は、研磨を含む。研削装置1は、基板Wを研削する。基板Wは、半導体基板、又はガラス基板を含む。半導体基板は、シリコンウェハ、又は化合物半導体ウェハである。
A
研削装置1は、例えば、回転テーブル10と、4つのチャック20と、3つの駆動部30と、を備える。
The
回転テーブル10は、4つのチャック20を回転中心線R1の周りに保持し、回転中心線R1を中心に回転することで、4つのチャック20を回転移動させる。上方から見て、回転テーブル10の回転方向は、時計回り方向と、反時計回り方向とに切り替えられてもよい。
The rotary table 10 holds the four
4つのチャック20は、回転テーブル10の回転中心線R1の周りに等間隔で配置される。各チャック20は、回転テーブル10と共に回転し、例えば搬入出位置A0と、1次研削位置A1と、2次研削位置A2と、3次研削位置A3と、搬入出位置A0とにこの順番で移動する。搬入出位置A0は、搬送装置2がチャック20に基板Wを渡す搬入位置と、搬送装置2がチャック20から基板Wを受け取る搬出位置とを兼ねる。なお、本実施形態では搬入位置と搬出位置とは同じ位置であるが、搬入位置と搬出位置とは異なる位置であってもよい。1次研削位置A1は、基板Wの1次研削が行われる位置である。2次研削位置A2は、基板Wの2次研削が行われる位置である。3次研削位置A3は、基板Wの3次研削が行われる位置である。
The four
本実施形態では、回転テーブル10が特許請求の範囲に記載の移動部に相当する。移動部は、複数のチャック20を移動させる。移動部は、回転テーブルの代わりに、スライドテーブルを含んでもよい。チャック20の数は、複数であればよく、4つには限定されない。駆動部30の数は、1つでもよいし、複数でもよい。
In this embodiment, the rotary table 10 corresponds to the moving part described in the claims. The moving unit moves the
次に、図2を参照してチャック20と駆動部30について説明する。チャック20は、基板Wを保持する保持面21を有する。保持面21は、基板Wを下方から保持する。保持面21は、チャック20の回転中心線R2を中心に対称な円錐面である。回転中心線R2の傾斜角度を調整することで、基板Wの径方向における板厚分布を調整できる。
Next, the
チャック20は、その保持面21に、多孔質体22を有してもよい。多孔質体22は、基台23の上面の凹部に埋め込まれる。多孔質体22の内部の気体が吸引され、多孔質体22の気圧が大気圧よりも低い負圧になると、基板Wが多孔質体22に吸着される。一方、気体の吸引が停止され、多孔質体22の気圧が大気圧に戻されると、基板Wの吸着が解除される。
The
チャック20は、回転中心線R2を中心に回転自在に、回転テーブル10に取り付けられる。チャック20毎に、チャック20を回転させるチャックモータ25が設けられる。チャックモータ25の回転駆動力は、タイミングベルト又はギヤ等の回転伝達機構を介してチャック20に伝達されてもよい。
The
駆動部30は、研削工具Dを駆動する。駆動部30は、研削工具Dを回転させたり、昇降させたりする。研削工具Dとして、1次研削用のものと、2次研削用のものと、3次研削用のものとが用意される。研削工具Dは、チャック20に保持されている基板Wを研削する。研削工具Dは、詳しくは後述するが、チャック20の保持面21を研削してもよい。
The
駆動部30は、研削工具Dが装着される可動部31を含む。研削工具Dは、基板Wに押し当てられ、基板Wを研削する。詳しくは後述するが、研削工具Dは、チャック20の保持面21に押し当てられ、保持面21を研削してもよい。研削工具Dは、例えば、円盤状の研削ホイールD1と、研削ホイールD1の下面にリング状に配列される複数の砥石D2と、を含む。
The driving
図3に示すように、リング状に配列される複数の砥石D2の軌道Eは、基板Wの上面の中心を通るように設定される。また、基板Wの上面の中心がチャック20の回転中心線R2を通るように、基板Wがチャック20に吸着される。チャック20と共に基板Wが回転することにより、基板Wの上面全体が砥石D2によって研削される。
As shown in FIG. 3, the trajectory E of the plurality of grindstones D2 arranged in a ring shape is set so as to pass through the center of the upper surface of the substrate W. As shown in FIG. Further, the substrate W is attracted to the
なお、本実施形態では研削ホイールD1の下面の外周部に、リング状に複数の砥石D2が配列されるが、本開示の技術はこれに限定されない。研削ホイールD1の下面全体に、砥石D2が固定されてもよい。 In this embodiment, a plurality of grindstones D2 are arranged in a ring shape on the outer periphery of the lower surface of the grinding wheel D1, but the technology of the present disclosure is not limited to this. A grindstone D2 may be fixed to the entire lower surface of the grinding wheel D1.
図2に示すように、可動部31は、研削工具Dが装着されるフランジ32と、フランジ32が下端に設けられるスピンドル軸33と、スピンドル軸33を回転させるスピンドルモータ34と、を有する。フランジ32は水平に配置され、その下面に研削工具Dが装着される。スピンドル軸33は鉛直に配置される。スピンドルモータ34は、スピンドル軸33を回転し、フランジ32に装着された研削工具Dを回転させる。研削工具Dの回転中心線R3は、スピンドル軸33の回転中心線である。
As shown in FIG. 2 , the
駆動部30は、更に、可動部31を昇降させる昇降部35を有する。昇降部35は、例えば、鉛直なZ軸ガイド36と、Z軸ガイド36に沿って移動するZ軸スライダ37と、Z軸スライダ37を移動させるZ軸モータ38と、を有する。Z軸スライダ37には可動部31が固定され、Z軸スライダ37と共に可動部31及び研削工具Dが昇降する。昇降部35は、研削工具Dの位置を検出する位置検出器39を更に有する。位置検出器39は、例えばZ軸モータ38の回転を検出し、研削工具Dの位置を検出する。
The
昇降部35は、研削工具Dを待機位置から下降させる。研削工具Dは、下降しながら回転し、回転する基板Wの上面と接触し、基板Wの上面全体を研削する。基板Wの厚みが設定値に達すると、昇降部35は研削工具Dの下降を停止する。その後、昇降部35は、研削工具Dを待機位置まで上昇させる。
The
図1に示すように、研削装置1は、制御部90を備える。制御部90は、例えばコンピュータであり、CPU(Central Processing Unit)91と、メモリ等の記憶媒体92とを備える。記憶媒体92には、研削装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部90は、記憶媒体92に記憶されたプログラムをCPU91に実行させることにより、研削装置1の動作を制御する。
As shown in FIG. 1 , the grinding
上記プログラムは、例えばコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶され、その記憶媒体から制御部90の記憶媒体92にインストールされる。記憶媒体としては、例えば、ハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどが挙げられる。なお、プログラムは、インターネットを介してサーバからダウンロードされ、制御部90の記憶媒体92にインストールされてもよい。
The program is stored in, for example, a computer-readable storage medium, and installed from the storage medium to the
次に、図4を参照して、本実施形態に係るチャック20の保持面21の研削について説明する。研削装置1は、基板Wの研削精度を維持すべく、チャック20の保持面21を定期的に研削し、保持面21の汚れを除去する。駆動部30の数が複数である場合、駆動部30毎に研削工具Dの回転中心線R3が存在する。そこで、保持面21の研削には、通常、仕上げ研削(本実施形態では3次研削)用の駆動部30が用いられる。仕上げ研削後の基板Wの研削精度を維持するためである。なお、上記の通り、駆動部30の数は1つでもよい。研削工具Dは、チャック20の保持面21を研削するものと、基板Wを研削するものとが、別々に用意され、交換されてもよい。
Next, the grinding of the holding
次に、図5を参照して、本実施形態に係るチャック20の保持面21の洗浄について説明する。研削した直後の保持面21には、パーティクルと、パーティクルの発生源とが存在する。発生源は、パーティクルを発生しうるものであり、例えばクラックを含む。多孔質体22の内部にも、パーティクルと、パーティクルの発生源とが存在する。
Next, cleaning of the holding
チャック20の保持面21と基板Wとの間にパーティクルが噛み込むと、基板Wが局所的に変形される。その状態で、基板Wが研削されると、基板Wの表面にディンプルと呼ばれる局所的な凹欠陥が形成されてしまう。
When particles get caught between the holding
そこで、研削装置1は、研削後の保持面21を洗浄する洗浄部60を備える。洗浄部60は、例えば、洗浄液を保持面21に吐出するノズル61を有する。洗浄液としては、例えばDIW(脱イオン水)が用いられる。ノズル61は、洗浄液と気体とを混合して吐出する二流体ノズルであってもよい。
Therefore, the grinding
ノズル61は、例えば、チャック20の回転中に、チャック20の保持面21に洗浄液を供給する。洗浄液は、遠心力によって、保持面21の全体に広がる。ノズル61は、保持面21の上方に配置されてもよく、保持面21の径方向に移動させられてもよい。洗浄部60は、ノズル61を移動させる移動部62を含んでもよい。
The
洗浄部60は、チャック20の保持面21に接触するブラシ63を有してもよい。ブラシ63は、例えば、ディスクブラシである。ディスクブラシの代わりに、ロールブラシが用いられてもよい。ブラシ63の代わりに、スポンジが用いられてもよい。
The
ブラシ63又はスポンジは、例えば、チャック20の回転中に、チャック20の保持面21を擦り洗いする。ブラシ63又はスポンジは、保持面21の上に配置されてもよく、保持面21の径方向に移動させられてもよい。洗浄部60は、ブラシ63又はスポンジを移動させる移動部64を含んでもよい。
The
研削装置1は、多孔質体22の内部に流体を供給し、保持面21から上方に流体を噴出させる噴出部65を備えてもよい。流体としては、例えば、水、圧縮空気、又は水と圧縮空気の混合流体が用いられる。噴出部65によって、多孔質体22の保持面21だけではなく、多孔質体22の内部をも洗浄できる。
The grinding
噴出部65は、図示しないが、開閉弁と、圧力制御器と、を含んでもよい。開閉弁が流体の流路を開放すると、流体が多孔質体22の内部に供給される。流体の供給圧は、圧力制御器によって制御する。開閉弁が流体の流路を閉塞すると、流体の供給が停止される。
The
チャック20の保持面21の洗浄は、例えば、搬入出位置A0で行われる。搬入出位置A0には、駆動部30が存在しないので、洗浄部60を簡単に配置できる。なお、後述するように、保持面21の洗浄は、1次研削位置A1、2次研削位置A2又は3次研削位置A3で行われてもよい。つまり、洗浄部60は、A0~A3のいずれの位置に設けられてもよい。
Cleaning of the holding
保持面21の洗浄において、ノズル61とブラシ63と噴出部65を用いる順番は、特に限定されない。複数の洗浄手段を同時に使用してもよい。例えば、先ず、二流体ノズルとブラシ63と噴出部65を同時に用いて保持面21を洗浄し、次に、ブラシ63と噴出部65のみを同時に用いて保持面21を洗浄してもよい。
In cleaning the holding
保持面21の洗浄時間は、実在するパーティクルだけではなく潜在的なパーティクルをも除去する時間を考慮して設定され、通常、保持面21の研削時間よりも長く設定される。例えば、後述する図6及び図8では、保持面21の洗浄時間は、保持面21の研削時間の2倍程度に設定される。
The cleaning time for holding
特許文献1では、保持面21の研削と、保持面21の洗浄とは、同じ研削位置で行われていた。そのため、複数のチャック20の保持面21を同じ研削位置で順番に研削する場合、これらの処理にかかる時間が長かった。
In
次に、図6及び図7を参照して、本実施形態に係る制御方法について説明する。本実施形態では、詳しくは後述するが、一の保持面21の研削と、別の保持面21の洗浄とを、2つの異なる位置で同時に実施する。その結果、従来に比べて、処理にかかる時間を短縮でき、例えば半分程度に短縮できる。
Next, a control method according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. In this embodiment, although details will be described later, grinding of one holding
先ず、制御部90は、図6に示すように、第1チャック20Aを3次研削位置A3で研削する制御を行う。図7に示すように、上方から見て、第1チャック20Aと、第2チャック20Bと、第3チャック20Cと、第4チャック20Dとは、この順番で時計回り方向に並ぶ。第1チャック20Aの研削後、制御部90は、回転テーブル10を上方から見て反時計回りに90°回転させる制御を行う。
First, as shown in FIG. 6, the
次に、制御部90は、第1チャック20Aを搬入出位置A0で1次洗浄すること、及び第2チャック20Bを3次研削位置A3で研削することを同時に実施する制御を行う。その後、制御部90は、回転テーブル10を上方から見て反時計回りに90°回転させる制御を行う。
Next, the
次に、制御部90は、第1チャック20Aを1次研削位置A1で2次洗浄すること、第2チャック20Bを搬入出位置A0で1次洗浄すること、及び第3チャック20Cを3次研削位置A3で研削することを同時に実施する制御を行う。その後、制御部90は、回転テーブル10を上方から見て反時計回りに90°回転させる制御を行う。
Next, the
次に、制御部90は、第2チャック20Bを1次研削位置A1で2次洗浄すること、第3チャック20Cを搬入出位置A0で1次洗浄すること、第4チャック20Dを3次研削位置A3で研削することを同時に実施する制御を行う。その後、制御部90は、回転テーブル10を上方から見て反時計回りに90°回転させるか、又は時計回りに270°回転させる制御を行う。
Next, the
次に、制御部90は、第3チャック20Cを1次研削位置A1で2次洗浄すること、第4チャック20Dを搬入出位置A0で1次洗浄することを同時に実施する制御を行う。その後、制御部90は、回転テーブル10を上方から見て反時計回りに90°回転させる制御を行う。
Next, the
最後に、制御部90は、第4チャック20Dを1次研削位置A1で2次洗浄する制御を行う。
Finally, the
なお、保持面21の洗浄時間が保持面21の研削時間の2倍よりも長くてもよく、その場合、各チャック20を2次研削位置A2で3次洗浄してもよい。保持面21の洗浄は、1次洗浄のみを含んでもよい。
Note that the cleaning time of the holding
次に、図8及び図9を参照して、変形例に係る制御方法について説明する。本変形例では、詳しくは後述するが、上記実施形態と同様に、一の保持面21の研削と、別の保持面21の洗浄とを、2つの異なる位置で同時に実施する。その結果、従来に比べて、処理にかかる時間を短縮でき、例えば半分程度に短縮できる。
Next, a control method according to a modification will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. Although details will be described later, in this modified example, grinding of one holding
先ず、制御部90は、図8に示すように、第1チャック20Aを3次研削位置A3で研削する制御を行う。図9に示すように、上方から見て、第1チャック20Aと、第2チャック20Bと、第3チャック20Cと、第4チャック20Dとは、この順番で反時計回り方向に並ぶ。第1チャック20Aの研削後、制御部90は、回転テーブル10を上方から見て時計回りに90°回転させる制御を行う。
First, as shown in FIG. 8, the
次に、制御部90は、第1チャック20Aを2次研削位置A2で1次洗浄すること、及び第2チャック20Bを3次研削位置A3で研削することを同時に実施する制御を行う。その後、制御部90は、回転テーブル10を上方から見て時計回りに90°回転させる制御を行う。
Next, the
次に、制御部90は、第1チャック20Aを1次研削位置A1で2次洗浄すること、第2チャック20Bを2次研削位置A2で1次洗浄すること、及び第3チャック20Cを3次研削位置A3で研削することを同時に実施する制御を行う。その後、制御部90は、回転テーブル10を上方から見て時計回りに90°回転させる制御を行う。
Next, the
次に、制御部90は、第2チャック20Bを1次研削位置A1で2次洗浄すること、第3チャック20Cを2次研削位置A2で1次洗浄すること、第4チャック20Dを3次研削位置A3で研削することを同時に実施する制御を行う。その後、制御部90は、回転テーブル10を上方から見て時計回りに90°回転させるか、又は反時計回りに270°回転させる制御を行う。
Next, the
次に、制御部90は、第3チャック20Cを1次研削位置A1で2次洗浄すること、第4チャック20Dを2次研削位置A2で1次洗浄することを同時に実施する制御を行う。その後、制御部90は、回転テーブル10を上方から見て時計回りに90°回転させる制御を行う。
Next, the
最後に、制御部90は、第4チャック20Dを1次研削位置A1で2次洗浄する制御を行う。
Finally, the
なお、保持面21の洗浄時間が保持面21の研削時間の2倍よりも長くてもよく、その場合、各チャック20を搬入出位置A0で3次洗浄してもよい。保持面21の洗浄は、1次洗浄のみを含んでもよい。
Note that the cleaning time of the holding
以上、本開示に係る研削装置、研削装置の制御方法、及び記憶媒体について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。 Although the grinding apparatus, the method for controlling the grinding apparatus, and the storage medium according to the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments. Various changes, modifications, substitutions, additions, deletions, and combinations are possible within the scope of the claims. These also naturally belong to the technical scope of the present disclosure.
1 研削装置
10 回転テーブル(移動部)
20 チャック
30 駆動部
60 洗浄部
90 制御部
W 基板
1 grinding
20
Claims (11)
複数の前記チャックを移動させる移動部と、
前記チャックの前記保持面を研削する研削工具を駆動する駆動部と、
前記チャックの前記保持面を洗浄する洗浄部と、
前記移動部と前記駆動部と前記洗浄部とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記駆動部によって前記チャックの前記保持面を研削することと、前記洗浄部によって前記チャックの前記保持面を洗浄することとを、2つの異なる位置で、同時に実施する制御を行う、研削装置。 a plurality of chucks including holding surfaces for holding substrates;
a moving unit that moves the plurality of chucks;
a drive unit that drives a grinding tool that grinds the holding surface of the chuck;
a cleaning unit that cleans the holding surface of the chuck;
a control unit that controls the moving unit, the driving unit, and the cleaning unit;
with
The control unit performs control to simultaneously perform grinding of the holding surface of the chuck by the drive unit and cleaning of the holding surface of the chuck by the cleaning unit at two different positions. , grinding equipment.
前記洗浄部によって前記チャックの前記保持面を洗浄する位置は、前記駆動部によって前記基板を研削し、且つ前記チャックの前記保持面を洗浄しない位置である、請求項1又は2に記載の研削装置。 The number of the driving units is plural,
3. The grinding apparatus according to claim 1, wherein a position where the holding surface of the chuck is cleaned by the cleaning unit is a position where the substrate is ground by the driving unit and the holding surface of the chuck is not cleaned. .
前記制御部は、前記駆動部によって前記チャックの前記保持面を研削することと、一の前記洗浄部によって前記チャックの前記保持面を洗浄することと、別の前記洗浄部によって前記チャックの前記保持面を洗浄することとを、3つの異なる位置で、同時に実施する制御を行う、請求項1~3のいずれか1項に記載の研削装置。 The number of the cleaning units is plural,
The controller grinds the holding surface of the chuck by the drive unit, cleans the holding surface of the chuck by one cleaning unit, and holds the chuck by another cleaning unit. 4. The grinding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the cleaning of the surface is controlled to be performed simultaneously at three different positions.
前記駆動部によって前記チャックの前記保持面を研削することと、前記洗浄部によって前記チャックの前記保持面を洗浄することとを、2つの異なる位置で、同時に実施する制御を行うことを含む、制御方法。 A plurality of chucks including holding surfaces for holding substrates, a moving section for moving the plurality of chucks, a driving section for driving a grinding tool for grinding the holding surfaces of the chucks, and cleaning the holding surfaces of the chucks. A control method comprising controlling a grinding apparatus comprising:
Grinding the holding surface of the chuck by the drive unit and cleaning the holding surface of the chuck by the cleaning unit at two different positions at the same time. Method.
前記洗浄部によって前記チャックの前記保持面を洗浄することを、前記駆動部によって前記基板を研削し、且つ前記チャックの前記保持面を洗浄しない位置で実施する制御を行う、請求項6又は7に記載の制御方法。 The number of the driving units is plural,
8. The apparatus according to claim 6, wherein the cleaning of the holding surface of the chuck by the cleaning unit is controlled at a position where the substrate is ground by the driving unit and the holding surface of the chuck is not cleaned. Described control method.
前記駆動部によって前記チャックの前記保持面を研削することと、一の前記洗浄部によって前記チャックの前記保持面を洗浄することと、別の前記洗浄部によって前記チャックの前記保持面を洗浄することとを、3つの異なる位置で、同時に実施する制御を行う、請求項6~8のいずれか1項に記載の制御方法。 The number of the cleaning units is plural,
Grinding the holding surface of the chuck by the drive unit, cleaning the holding surface of the chuck by one cleaning unit, and cleaning the holding surface of the chuck by another cleaning unit and at three different positions at the same time.
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