JPH0817775A - 半導体装置の洗浄方法 - Google Patents
半導体装置の洗浄方法Info
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- JPH0817775A JPH0817775A JP14626694A JP14626694A JPH0817775A JP H0817775 A JPH0817775 A JP H0817775A JP 14626694 A JP14626694 A JP 14626694A JP 14626694 A JP14626694 A JP 14626694A JP H0817775 A JPH0817775 A JP H0817775A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 洗浄効率を高く維持したまま稼働効率の向上
とコストの低減を実現する。 【構成】 水酸化アンモニウムと過酸化水素水と水とで
構成される洗浄液の温度を65〜75℃の温度範囲とす
ることで、Si表面のマイクロラフネスの増大が生じる
高いパーティクルの除去効率を実現し、NH4OHとH2
O2濃度の最適化で薬液の使用量を削減し、洗浄効率を
高く維持したまま稼働効率の向上とコストの低減を実現
するものである。さらにNH4OHとH2O2の濃度比の
関係からSC−1洗浄液の寿命を決定し、無用な廃液の
産出を抑制し、洗浄液の使用量と廃液処理量の削減によ
り生産コストの低減を実現することができる。
とコストの低減を実現する。 【構成】 水酸化アンモニウムと過酸化水素水と水とで
構成される洗浄液の温度を65〜75℃の温度範囲とす
ることで、Si表面のマイクロラフネスの増大が生じる
高いパーティクルの除去効率を実現し、NH4OHとH2
O2濃度の最適化で薬液の使用量を削減し、洗浄効率を
高く維持したまま稼働効率の向上とコストの低減を実現
するものである。さらにNH4OHとH2O2の濃度比の
関係からSC−1洗浄液の寿命を決定し、無用な廃液の
産出を抑制し、洗浄液の使用量と廃液処理量の削減によ
り生産コストの低減を実現することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体大規模集積回路製
造の分野における半導体装置の洗浄方法に関するもので
ある。
造の分野における半導体装置の洗浄方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】 近年、シリコン(Si)ウェーハの洗
浄技術は半導体デバイスの微細化と高速化の進歩でデバ
イス特性や製品の歩留まりを決める重要な技術として関
心が高まっている。そのなかでもパーティクルの除去能
力が高い水酸化アンモニウム(NH4OH)/過酸化水
素水(H2O2)/水(H2O)洗浄液(以下SC−1洗
浄液という)は今後ともウエット洗浄技術として用いら
れると考えられている。何故なら、ガスを用いたドライ
洗浄技術でのパーティクル除去は困難で、コストが安く
て高スループットがSC−1洗浄技術(SC−1洗浄液
を用いた洗浄技術)には期待できるからである。しかし
SC−1洗浄にも問題がないわけではない。NH4OH
濃度が高いとSi表面のマイクロラフネスが増大して酸
化膜の絶縁破壊耐圧の低下することが電子情報通信学会
技術研究報告,SDM91−3,1991年の第13ペ
ージ〜第18ページの「シリコン表面マイクロラフネス
制御による酸化膜耐圧の向上」に報告され、MOSFE
Tのチャネルモビリティが低下することがアイ・イー・
イー・イーのエレクトロン・デバイス・レターズ ボリ
ューム12,1991年,第652ページ〜第654ペ
ージの「ディペンデンス・オブ・エレクトロン・チャネ
ル・モビリティ・オン・エスアイ−エスアイオーツー・
インターフェース・マイクロラフネス("Dependence of
Electron ChannelMobility on Si-SiO2 Interface Mic
roroughness", IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Vol.1
2, 1991, pp.652-654)」に報告されている。Si表面
のマイクロラフネスの増大はデバイス特性を劣化させ
る。したがって、SC−1洗浄液中のNH4OH濃度を
低減する等Si表面のマイクロラフネス増大を抑制する
対策が必要である。しかしながら、NH4OH濃度を低
減するとSi上のパーティクル除去効率が低下すること
が電子情報通信学会技術研究報告,SDM92−12
6,1992年,第41ページ〜第46ページの「SC
−1洗浄液におけるSiウェーハ上パーティクルの除去
挙動」に報告されている。
浄技術は半導体デバイスの微細化と高速化の進歩でデバ
イス特性や製品の歩留まりを決める重要な技術として関
心が高まっている。そのなかでもパーティクルの除去能
力が高い水酸化アンモニウム(NH4OH)/過酸化水
素水(H2O2)/水(H2O)洗浄液(以下SC−1洗
浄液という)は今後ともウエット洗浄技術として用いら
れると考えられている。何故なら、ガスを用いたドライ
洗浄技術でのパーティクル除去は困難で、コストが安く
て高スループットがSC−1洗浄技術(SC−1洗浄液
を用いた洗浄技術)には期待できるからである。しかし
SC−1洗浄にも問題がないわけではない。NH4OH
濃度が高いとSi表面のマイクロラフネスが増大して酸
化膜の絶縁破壊耐圧の低下することが電子情報通信学会
技術研究報告,SDM91−3,1991年の第13ペ
ージ〜第18ページの「シリコン表面マイクロラフネス
制御による酸化膜耐圧の向上」に報告され、MOSFE
Tのチャネルモビリティが低下することがアイ・イー・
イー・イーのエレクトロン・デバイス・レターズ ボリ
ューム12,1991年,第652ページ〜第654ペ
ージの「ディペンデンス・オブ・エレクトロン・チャネ
ル・モビリティ・オン・エスアイ−エスアイオーツー・
インターフェース・マイクロラフネス("Dependence of
Electron ChannelMobility on Si-SiO2 Interface Mic
roroughness", IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Vol.1
2, 1991, pp.652-654)」に報告されている。Si表面
のマイクロラフネスの増大はデバイス特性を劣化させ
る。したがって、SC−1洗浄液中のNH4OH濃度を
低減する等Si表面のマイクロラフネス増大を抑制する
対策が必要である。しかしながら、NH4OH濃度を低
減するとSi上のパーティクル除去効率が低下すること
が電子情報通信学会技術研究報告,SDM92−12
6,1992年,第41ページ〜第46ページの「SC
−1洗浄液におけるSiウェーハ上パーティクルの除去
挙動」に報告されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以下図面を参照しなが
ら、上記した従来のSC−1洗浄液におけるSi表面上
のパーティクルの除去挙動について説明する。
ら、上記した従来のSC−1洗浄液におけるSi表面上
のパーティクルの除去挙動について説明する。
【0004】図7は従来のSC−1洗浄液組成のパーテ
ィクル除去挙動を示す図である。図7において、組成比
はH2Oで希釈された29%NH4OHと31%H2O2と
H2Oの容量比である。SC−1洗浄液を石英槽に入
れ、Siウェーハの洗浄を行う。Siウェーハは通常弗
化エチレン製のウェーハキャリアに載せ、SC−1洗浄
液に浸漬して洗浄を行う。この時Siウェーハを自動搬
送機によりウェーハキャリアなしで洗浄液に浸漬する方
法も実際に行われている。図6ではNH4OHの容量比
が低下するに従って、Siウェーハ上のパーティクル除
去率が90%以上になるまでの時間が長くなり、単位時
間当りのパーティクル除去率がNH4OH濃度の低減に
より低下している。すなわちNH4OH濃度を低下する
と洗浄効率が低下する。このため、洗浄時間を長くする
必要がある。このことによりスループットの低下が避け
られず、処理時間の増加で稼働効率の低下とコストの増
加が生じる問題点を有していた。
ィクル除去挙動を示す図である。図7において、組成比
はH2Oで希釈された29%NH4OHと31%H2O2と
H2Oの容量比である。SC−1洗浄液を石英槽に入
れ、Siウェーハの洗浄を行う。Siウェーハは通常弗
化エチレン製のウェーハキャリアに載せ、SC−1洗浄
液に浸漬して洗浄を行う。この時Siウェーハを自動搬
送機によりウェーハキャリアなしで洗浄液に浸漬する方
法も実際に行われている。図6ではNH4OHの容量比
が低下するに従って、Siウェーハ上のパーティクル除
去率が90%以上になるまでの時間が長くなり、単位時
間当りのパーティクル除去率がNH4OH濃度の低減に
より低下している。すなわちNH4OH濃度を低下する
と洗浄効率が低下する。このため、洗浄時間を長くする
必要がある。このことによりスループットの低下が避け
られず、処理時間の増加で稼働効率の低下とコストの増
加が生じる問題点を有していた。
【0005】本発明は上記問題点に鑑み、SC−1洗浄
液の洗浄効率を高く維持したまま稼働効率の向上とコス
トの低減を実現する半導体装置の洗浄方法を提供するも
のである。
液の洗浄効率を高く維持したまま稼働効率の向上とコス
トの低減を実現する半導体装置の洗浄方法を提供するも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の半導体装置の洗浄方法は、水酸化アンモニ
ウム(NH4OH)と過酸化水素水(H2O2)と水(H2
O)とで構成される洗浄液を、前記洗浄液の温度を65
〜75℃の範囲で半導体基板を洗浄する。
めに本発明の半導体装置の洗浄方法は、水酸化アンモニ
ウム(NH4OH)と過酸化水素水(H2O2)と水(H2
O)とで構成される洗浄液を、前記洗浄液の温度を65
〜75℃の範囲で半導体基板を洗浄する。
【0007】また、NH4OHとH2O2とH2Oとで構成
される洗浄液で、NH4OHの濃度範囲を0.6〜1.5
重量%とし、H2O2の濃度範囲を2.0〜2.5重量%と
し、前記洗浄液の温度を65〜75℃の温度範囲で半導
体基板を洗浄する。
される洗浄液で、NH4OHの濃度範囲を0.6〜1.5
重量%とし、H2O2の濃度範囲を2.0〜2.5重量%と
し、前記洗浄液の温度を65〜75℃の温度範囲で半導
体基板を洗浄する。
【0008】さらに、NH4OHとH2O2とH2Oとで構
成される洗浄液で、前記洗浄液の温度を65〜75℃の
範囲で、NH4OHの濃度範囲を1.4〜1.6重量%、
H2O 2の濃度範囲を2.4〜2.6重量%とし、NH4O
H濃度がH2O2濃度の3/10以下になる時間まで前記
洗浄液で半導体基板の洗浄に用いる。
成される洗浄液で、前記洗浄液の温度を65〜75℃の
範囲で、NH4OHの濃度範囲を1.4〜1.6重量%、
H2O 2の濃度範囲を2.4〜2.6重量%とし、NH4O
H濃度がH2O2濃度の3/10以下になる時間まで前記
洗浄液で半導体基板の洗浄に用いる。
【0009】
【作用】本発明は上記したSC−1洗浄液の温度を65
〜75℃の温度範囲とすることで、Si表面のマイクロ
ラフネスの増大が生じる高いパーティクルの除去効率を
実現し、NH4OHとH2O2濃度の最適化で薬液の使用
量を削減し、洗浄効率を高く維持したまま稼働効率の向
上とコストの低減を実現するものである。さらにNH4
OHとH2O2の濃度比の関係からSC−1洗浄液の寿命
を決定し、無用な廃液の産出を抑制し、廃液処理を含め
た生産コストの低減を実現するものである。
〜75℃の温度範囲とすることで、Si表面のマイクロ
ラフネスの増大が生じる高いパーティクルの除去効率を
実現し、NH4OHとH2O2濃度の最適化で薬液の使用
量を削減し、洗浄効率を高く維持したまま稼働効率の向
上とコストの低減を実現するものである。さらにNH4
OHとH2O2の濃度比の関係からSC−1洗浄液の寿命
を決定し、無用な廃液の産出を抑制し、廃液処理を含め
た生産コストの低減を実現するものである。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例の半導体装置の洗浄方法
について、図面を参照しながら説明する。
について、図面を参照しながら説明する。
【0011】図1は本発明の実施例におけるSC−1洗
浄液の各温度におけるパーティクル除去率の経時変化
を、図2は洗浄液の温度とSi表面のマイクロラフネス
との関係を示す図である。ここで図中の組成比はH2O
で希釈された29%NH4OHと31%H2O2とH2Oの
容量比である。図1より、SC−1洗浄液の温度が70
℃と80℃ではパーティクル除去率に変化は見られない
が、60℃〜50℃と温度が下がるとパーティクル除去
率90%に達する時間が長くなり、洗浄時間を長くする
必要性が見られる。パーティクルの除去メカニズムはパ
ーティクル下部の下地がエッチングされることによって
リフトオフされるものと考えられる。下地すなわちSi
のエッチングレートがパーティクル除去に深く関係す
る。70℃のSiのエッチングレートは約0.5nm/
分であり、少なくともこのエッチングレートではパーテ
ィクルの除去挙動には影響はない。図2に示すようにS
C−1洗浄液の温度が75℃以下ではマイクロラフネス
の増大は見られない。高い除去効率でかつ表面マイクロ
ラフネスの増大が生じないのは65〜75℃の温度範囲
である。以上のように従来実施されていた洗浄液の温度
を65〜75℃の温度範囲まで下げることで従来の洗浄
効率を維持したまま、Si表面のマイクロラフネスの増
大を抑制することができる。
浄液の各温度におけるパーティクル除去率の経時変化
を、図2は洗浄液の温度とSi表面のマイクロラフネス
との関係を示す図である。ここで図中の組成比はH2O
で希釈された29%NH4OHと31%H2O2とH2Oの
容量比である。図1より、SC−1洗浄液の温度が70
℃と80℃ではパーティクル除去率に変化は見られない
が、60℃〜50℃と温度が下がるとパーティクル除去
率90%に達する時間が長くなり、洗浄時間を長くする
必要性が見られる。パーティクルの除去メカニズムはパ
ーティクル下部の下地がエッチングされることによって
リフトオフされるものと考えられる。下地すなわちSi
のエッチングレートがパーティクル除去に深く関係す
る。70℃のSiのエッチングレートは約0.5nm/
分であり、少なくともこのエッチングレートではパーテ
ィクルの除去挙動には影響はない。図2に示すようにS
C−1洗浄液の温度が75℃以下ではマイクロラフネス
の増大は見られない。高い除去効率でかつ表面マイクロ
ラフネスの増大が生じないのは65〜75℃の温度範囲
である。以上のように従来実施されていた洗浄液の温度
を65〜75℃の温度範囲まで下げることで従来の洗浄
効率を維持したまま、Si表面のマイクロラフネスの増
大を抑制することができる。
【0012】図3にH2Oの容量比を増加した時のSC
−1洗浄液のパーティクル除去特性を、図4にSiエッ
チングレートの経時変化を示す。図3ではSC−1洗浄
液の容量比が1:1:16まではH2Oによる希釈でも
Siエッチングレートの差はなく、1:1:50ではエ
ッチングレートの低下が生じていることがわかる。容量
比1:1:16での洗浄開始時のNH4OH濃度は1.3
〜1.5重量%、H2O 2濃度は2.0〜2.2重量%であ
る。NH4OH濃度は揮発性が高いこともあり、1次反
応則に従い指数関数的に減少する。約1時間でNH4O
H濃度は半減する。NH4OHはSiのエッチングを支
配していることからエッチングレートへの影響が予想さ
れる。
−1洗浄液のパーティクル除去特性を、図4にSiエッ
チングレートの経時変化を示す。図3ではSC−1洗浄
液の容量比が1:1:16まではH2Oによる希釈でも
Siエッチングレートの差はなく、1:1:50ではエ
ッチングレートの低下が生じていることがわかる。容量
比1:1:16での洗浄開始時のNH4OH濃度は1.3
〜1.5重量%、H2O 2濃度は2.0〜2.2重量%であ
る。NH4OH濃度は揮発性が高いこともあり、1次反
応則に従い指数関数的に減少する。約1時間でNH4O
H濃度は半減する。NH4OHはSiのエッチングを支
配していることからエッチングレートへの影響が予想さ
れる。
【0013】図4のSiエッチングレートの経時変化は
このNH4OH濃度の経時変化を反映している。しか
し、1:1:8と1:1:16では大きな差は見られ
ず、洗浄効率の劣化が生じる事なく1:1:16までH
2Oで希釈することが出来る。以上のようにSC−1洗
浄液を1:1:16までH2Oで希釈することでパーテ
ィクルの除去効率に影響を与えることなく、薬液使用量
を半減することが可能であり、生産コストを削減するこ
とができる。
このNH4OH濃度の経時変化を反映している。しか
し、1:1:8と1:1:16では大きな差は見られ
ず、洗浄効率の劣化が生じる事なく1:1:16までH
2Oで希釈することが出来る。以上のようにSC−1洗
浄液を1:1:16までH2Oで希釈することでパーテ
ィクルの除去効率に影響を与えることなく、薬液使用量
を半減することが可能であり、生産コストを削減するこ
とができる。
【0014】図5はNH4OHとH2O2の濃度比とエッ
チングレートとの関係を示したものである。NH4OH
とH2O2の容量比が等しい場合は、濃度比は約0.7と
なる。SC−1洗浄液のH2Oの容量比がNH4OHとH
2O2の容量比に対して16以下であれば図5に示す関係
に従う。図6にNH4OHとH2O2の濃度比の経時変化
を示す。ここで容量比は1:1:16で、温度は70℃
である。Siのエッチングレートは濃度比で0.3まで
変化しないことから図6での0.3に達する時間がSC
−1洗浄液の寿命となる。したがって、約1時間が70
℃でのSC−1洗浄液1:1:16の寿命である。以上
のようにSi上のパーティクルの除去率に深い関係のあ
るSiエッチングレートをNH4OHとH2O2の濃度比
で制御し、この濃度比の経時変化で0.3に達する時間
をSC−1洗浄液の寿命とすることで、無用な薬液の使
用と廃液を削減し、生産コストの削減が実施できる。
チングレートとの関係を示したものである。NH4OH
とH2O2の容量比が等しい場合は、濃度比は約0.7と
なる。SC−1洗浄液のH2Oの容量比がNH4OHとH
2O2の容量比に対して16以下であれば図5に示す関係
に従う。図6にNH4OHとH2O2の濃度比の経時変化
を示す。ここで容量比は1:1:16で、温度は70℃
である。Siのエッチングレートは濃度比で0.3まで
変化しないことから図6での0.3に達する時間がSC
−1洗浄液の寿命となる。したがって、約1時間が70
℃でのSC−1洗浄液1:1:16の寿命である。以上
のようにSi上のパーティクルの除去率に深い関係のあ
るSiエッチングレートをNH4OHとH2O2の濃度比
で制御し、この濃度比の経時変化で0.3に達する時間
をSC−1洗浄液の寿命とすることで、無用な薬液の使
用と廃液を削減し、生産コストの削減が実施できる。
【0015】
【発明の効果】本発明はSC−1洗浄液の温度を65〜
75℃の温度範囲とすることで、Si表面のマイクロラ
フネスの増大が生じる高いパーティクルの除去効率を実
現し、NH4OHとH2O2濃度の最適化で薬液の使用量
を削減し、洗浄効率を高く維持したまま稼働効率の向上
とコストの低減を実現するものである。さらにNH4O
HとH2O2の濃度比の関係からSC−1洗浄液の寿命を
決定し、無用な廃液の産出を抑制し、洗浄液の使用量と
廃液処理量の削減により生産コストの低減を実現するこ
とができる。
75℃の温度範囲とすることで、Si表面のマイクロラ
フネスの増大が生じる高いパーティクルの除去効率を実
現し、NH4OHとH2O2濃度の最適化で薬液の使用量
を削減し、洗浄効率を高く維持したまま稼働効率の向上
とコストの低減を実現するものである。さらにNH4O
HとH2O2の濃度比の関係からSC−1洗浄液の寿命を
決定し、無用な廃液の産出を抑制し、洗浄液の使用量と
廃液処理量の削減により生産コストの低減を実現するこ
とができる。
【図1】本発明の実施例におけるSC−1洗浄液の各温
度におけるパーティクル除去率の経時変化を示す図
度におけるパーティクル除去率の経時変化を示す図
【図2】本発明の実施例におけるSC−1洗浄液の温度
とSi表面のマイクロラフネスとの関係を示す図
とSi表面のマイクロラフネスとの関係を示す図
【図3】H2Oの容量比を増加した時のSC−1洗浄液
のパーティクル除去特性を示す図
のパーティクル除去特性を示す図
【図4】H2Oの容量比を増加した時のSC−1洗浄液
によるSiエッチングレートの経時変化を示す図
によるSiエッチングレートの経時変化を示す図
【図5】SC−1洗浄液におけるNH4OHとH2O2の
濃度比とエッチングレートとの関係を示す図
濃度比とエッチングレートとの関係を示す図
【図6】SC−1洗浄液におけるNH4OHとH2O2の
濃度比の経時変化を示す図
濃度比の経時変化を示す図
【図7】従来のSC−1洗浄液組成のパーティクル除去
挙動を示す図
挙動を示す図
Claims (3)
- 【請求項1】 水酸化アンモニウム(NH4OH)と過
酸化水素水(H2O2)と水(H2O)とで構成される洗
浄液を、前記洗浄液の温度を65〜75℃の範囲で半導
体基板を洗浄することを特徴とする半導体装置の洗浄方
法。 - 【請求項2】 NH4OHとH2O2とH2Oとで構成され
る洗浄液で、NH4OHの濃度範囲を0.6〜1.5重量
%とし、H2O2の濃度範囲を2.0〜2.5重量%とし、
前記洗浄液の温度を65〜75℃の温度範囲で半導体基
板を洗浄することを特徴とする半導体装置の洗浄方法。 - 【請求項3】 NH4OHとH2O2とH2Oとで構成され
る洗浄液で、前記洗浄液の温度を65〜75℃の範囲
で、NH4OHの濃度範囲を1.4〜1.6重量%、H2O
2の濃度範囲を2.4〜2.6重量%とし、NH4OH濃度
がH2O2濃度の3/10以下になる時間まで前記洗浄液
で半導体基板の洗浄に用いることを特徴とする半導体装
置の洗浄方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14626694A JPH0817775A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 半導体装置の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14626694A JPH0817775A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 半導体装置の洗浄方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0817775A true JPH0817775A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15403857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14626694A Pending JPH0817775A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 半導体装置の洗浄方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0817775A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6171975B1 (en) | 1997-07-29 | 2001-01-09 | Nec Corporation | Wet-chemical treatment method, treatment method of semiconductor substrate, and manufacturing method of semiconductor device |
US6392417B1 (en) | 1999-09-10 | 2002-05-21 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Arrangement and method for detecting the end of life of an aqueous bath utilized in semiconductor processing |
KR20030032322A (ko) * | 2001-10-17 | 2003-04-26 | (주)파인블루 | 열가역성 소스, 이것을 포함하는 고온가공 육제품 및이것의 제조 방법 |
JP5572085B2 (ja) * | 2008-03-21 | 2014-08-13 | 信越化学工業株式会社 | Soiウェーハの製造方法 |
JP2015126067A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 信越半導体株式会社 | 半導体ウェーハの洗浄方法 |
WO2023032497A1 (ja) * | 2021-09-06 | 2023-03-09 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの洗浄方法および製造方法、並びに洗浄液中の過酸化水素濃度評価方法および過酸化水素濃度管理方法 |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP14626694A patent/JPH0817775A/ja active Pending
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