JPS60153116A - 縦型拡散炉型気相成長装置 - Google Patents
縦型拡散炉型気相成長装置Info
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- JPS60153116A JPS60153116A JP919484A JP919484A JPS60153116A JP S60153116 A JPS60153116 A JP S60153116A JP 919484 A JP919484 A JP 919484A JP 919484 A JP919484 A JP 919484A JP S60153116 A JPS60153116 A JP S60153116A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、気相成長装置に係り、特にシリコン等の半導
体装置製造用の縦型拡散炉型気相成長装置に関する。
体装置製造用の縦型拡散炉型気相成長装置に関する。
従来よp用いられている例えばシリコン等の半導体物質
のエピタキンヤル薄膜気相成長装置としては、その形状
に基づき縦型、横型およびシリンダ型に大別することが
できる。これらいずれの型の装置においても、シリコン
等のエピタキシャル成長においては、例えば石英製の反
応容器内にあって加熱装置により約1200℃に加熱さ
れるカーボン製のサセプタ板上に裏面全体を密着するよ
うにウェハを載ぜ、反応ガスをその表面に流すことによ
りウェハ上にシリコン結晶薄膜を成長させるようにし/
こものである。また、上述の加熱装置としては、通常高
周波を利用した誘導加熱又は赤外線ランプ等を利用した
ランプ加熱方式が利用されており、いずれの加熱装置を
用いた場合にも、反応容器の外部には例えばパイプ等を
配して冷却ガスを吹きつけるという強制冷却方法により
反応容い例えばホトリソグラフィ等の他の工程との連続
化が重要視され、特に、ウェハの反応容器内のサセプタ
上への出し入れの自動ハンドリングに関しての問題が生
じてきている。上述した3種の型の気相成長装置ではウ
ェハがその加熱体であるサセプタ上に密着して載置され
るため、ウェハの装脱着の際にはウェハ表面に何等かの
物質を接触せねばならず、汚染、歩留りの低下をもたら
す原因となっている。
のエピタキンヤル薄膜気相成長装置としては、その形状
に基づき縦型、横型およびシリンダ型に大別することが
できる。これらいずれの型の装置においても、シリコン
等のエピタキシャル成長においては、例えば石英製の反
応容器内にあって加熱装置により約1200℃に加熱さ
れるカーボン製のサセプタ板上に裏面全体を密着するよ
うにウェハを載ぜ、反応ガスをその表面に流すことによ
りウェハ上にシリコン結晶薄膜を成長させるようにし/
こものである。また、上述の加熱装置としては、通常高
周波を利用した誘導加熱又は赤外線ランプ等を利用した
ランプ加熱方式が利用されており、いずれの加熱装置を
用いた場合にも、反応容器の外部には例えばパイプ等を
配して冷却ガスを吹きつけるという強制冷却方法により
反応容い例えばホトリソグラフィ等の他の工程との連続
化が重要視され、特に、ウェハの反応容器内のサセプタ
上への出し入れの自動ハンドリングに関しての問題が生
じてきている。上述した3種の型の気相成長装置ではウ
ェハがその加熱体であるサセプタ上に密着して載置され
るため、ウェハの装脱着の際にはウェハ表面に何等かの
物質を接触せねばならず、汚染、歩留りの低下をもたら
す原因となっている。
以下、添付図面に基づき、上述の3種の型の気相成長装
置の概略を上記した問題点と関連させて説明する。
置の概略を上記した問題点と関連させて説明する。
第1図は従来の一般的な縦型気相成長装置を示し、通常
基台10上に石英製のベルジylle気密に載置して反
応室16を画成し、反応室16内に回転可能に設けたサ
セプタ14上にウェハ12を裏面全体を密着して載置し
、ノズル13より反応ガスを吹き出し、サセフリ14の
下部に設けた例えば高周波誘導加熱コイル15等により
加熱しウェハ12上にエピタキシャル気相成長を行うよ
うにしたものである。この縦型のものにおける自動ハン
ドリングは、ウェハ12の上面を吸着することなどによ
り行なわなければならないので、前記のような問題かあ
り、さらに装置そのものの占める床占有面積の広さに対
するウェハのバッチ処理枚数が少なく、配列が比較的複
雑になるため、ウェハの自動ハンドリングが難しい等の
欠点を有するものである。
基台10上に石英製のベルジylle気密に載置して反
応室16を画成し、反応室16内に回転可能に設けたサ
セプタ14上にウェハ12を裏面全体を密着して載置し
、ノズル13より反応ガスを吹き出し、サセフリ14の
下部に設けた例えば高周波誘導加熱コイル15等により
加熱しウェハ12上にエピタキシャル気相成長を行うよ
うにしたものである。この縦型のものにおける自動ハン
ドリングは、ウェハ12の上面を吸着することなどによ
り行なわなければならないので、前記のような問題かあ
り、さらに装置そのものの占める床占有面積の広さに対
するウェハのバッチ処理枚数が少なく、配列が比較的複
雑になるため、ウェハの自動ハンドリングが難しい等の
欠点を有するものである。
第2図は従来の一般的な横型気相成長装置を示し、石英
製の反応管21の内部に形成される反応室26内にはサ
セプタ24がその長手方向に設けられ、サセプタ24上
にはウェハ22が裏面全体を密着させて載置してあり、
長手方向片側から反応ガスを流し、反応管21外局部に
設けた高周波710 熱=r イル25により加熱し、
ウェハ22上にエピタキシャル気相成長を行うようにし
たものである。この横型のものも、ウェハ22の裏面全
体をサセプタ24に密着させるため自動ハンドリングの
問題点とそれによる歩留りの低下があり、さらに床占有
面積の割にはウェハのバッチ処理枚数が少なく、特に反
応管21内よりサセプタ24を横方向に引用すための空
間が必要となり実際の占有床面積はさらに広くなってし
まう等の欠点を有している。
製の反応管21の内部に形成される反応室26内にはサ
セプタ24がその長手方向に設けられ、サセプタ24上
にはウェハ22が裏面全体を密着させて載置してあり、
長手方向片側から反応ガスを流し、反応管21外局部に
設けた高周波710 熱=r イル25により加熱し、
ウェハ22上にエピタキシャル気相成長を行うようにし
たものである。この横型のものも、ウェハ22の裏面全
体をサセプタ24に密着させるため自動ハンドリングの
問題点とそれによる歩留りの低下があり、さらに床占有
面積の割にはウェハのバッチ処理枚数が少なく、特に反
応管21内よりサセプタ24を横方向に引用すための空
間が必要となり実際の占有床面積はさらに広くなってし
まう等の欠点を有している。
第3図は従来の一般的なシリンダ型気相成長装置を示し
、この装置では、石英製の反応管31内の反応室36内
には多面体のサセプタ34が左右方向に回転可能に垂下
され、サセプタ34上にはウェハ32がその裏面全体を
密着するように載置されている。反応管31の外部には
赤外線ランプユニット35を加熱源として設け、ノズル
33より反応ガスを供給することによりウェハ32上に
エピタキシャル気相成長を行っている。尚、赤外線ラン
テ35の背後には反射板37f:設けることにより、ラ
ンプの反射エネルギも有効に利用するようにしている。
、この装置では、石英製の反応管31内の反応室36内
には多面体のサセプタ34が左右方向に回転可能に垂下
され、サセプタ34上にはウェハ32がその裏面全体を
密着するように載置されている。反応管31の外部には
赤外線ランプユニット35を加熱源として設け、ノズル
33より反応ガスを供給することによりウェハ32上に
エピタキシャル気相成長を行っている。尚、赤外線ラン
テ35の背後には反射板37f:設けることにより、ラ
ンプの反射エネルギも有効に利用するようにしている。
この型の装置に関しても、先の2種の型と同様の問題を
考えた場合、ウェハの処理枚数は先に述べた縦型および
横型のものに比べて増大するが、サセプタ34上へのウ
ェハ32の装着が複雑で精密さを要し、自動ハンドリン
グの点において問題を有している。
考えた場合、ウェハの処理枚数は先に述べた縦型および
横型のものに比べて増大するが、サセプタ34上へのウ
ェハ32の装着が複雑で精密さを要し、自動ハンドリン
グの点において問題を有している。
第4図は従来の横型気相成長装置に形状的に類似した従
来公知の減圧CVD装置を示すもので、石英製の反応管
41の内部の反応室46内にはウェハ支持板48が長手
方向に設けられ、該ウェハ支持板48上には垂直方向に
多数のウェハ42が立てて配設されている。この種のU
VD装置においては、ウェハ42が垂直方向に設けられ
るため、バッチ当りのウェハ処理枚数は増加するが、ウ
ェハ支持板48を反応室46内より水平方向に引き出す
ための空間を要し、占有床面積を増大させるとともに、
気相成長処理前後の他の工程においてはウェハ42はほ
ぼ水平位置にして行うことが多いため、垂直方向から水
平方向への自動ハンドリングが複雑になる等の欠点を有
している。またこの(,1VDi置ではサセプタを用い
ずに抵抗ヒータ45により加熱しているために反応管4
1が熱壁型となり管壁にフレークが付着し、異物発生の
原因となるなど好ましくない。
来公知の減圧CVD装置を示すもので、石英製の反応管
41の内部の反応室46内にはウェハ支持板48が長手
方向に設けられ、該ウェハ支持板48上には垂直方向に
多数のウェハ42が立てて配設されている。この種のU
VD装置においては、ウェハ42が垂直方向に設けられ
るため、バッチ当りのウェハ処理枚数は増加するが、ウ
ェハ支持板48を反応室46内より水平方向に引き出す
ための空間を要し、占有床面積を増大させるとともに、
気相成長処理前後の他の工程においてはウェハ42はほ
ぼ水平位置にして行うことが多いため、垂直方向から水
平方向への自動ハンドリングが複雑になる等の欠点を有
している。またこの(,1VDi置ではサセプタを用い
ずに抵抗ヒータ45により加熱しているために反応管4
1が熱壁型となり管壁にフレークが付着し、異物発生の
原因となるなど好ましくない。
以上述べたように従来の型の気相成長装置およびCvD
装置においては自動ハンドリングにより汚染や歩留りの
低下をもたらしたり、または自動ハンドリングに複雑で
制御がめんどうな装置を必要とするなどの種々の問題が
あった。
装置においては自動ハンドリングにより汚染や歩留りの
低下をもたらしたり、または自動ハンドリングに複雑で
制御がめんどうな装置を必要とするなどの種々の問題が
あった。
本発明の目的は上述め従来装置の欠点を排し、ウェハの
大口径化に際しても処理枚数全増大せしめ、且つウェハ
の自動ハンドリングを容易にならしめるようにした縦型
拡散炉型気相成長装置を提供することにある。
大口径化に際しても処理枚数全増大せしめ、且つウェハ
の自動ハンドリングを容易にならしめるようにした縦型
拡散炉型気相成長装置を提供することにある。
上述の目的を達成するために提供される本発明による縦
型拡散炉型気相成長装置は、上端部に反応ガス供給用ノ
ズルを有し、下端部にガス排気口を有するシリンダ型石
英製反応容器内にウェハをセットし、該反応容器外周部
に加熱用熱源を配置して反応ガスによりウェハ上にエピ
タキシャル薄膜を気相成長するようにした型のものであ
って、特に、ウェハをシリンダ状反応容器の軸線とほぼ
一致する軸線を有するウェノ・支持部材上に複数段平行
に載置すると共に、反応管内壁部より間隙を有し且つ同
心に配置されたカーボン又は炭化ケイ素よシ成る均熱管
を設けたことを特徴とするものである。
型拡散炉型気相成長装置は、上端部に反応ガス供給用ノ
ズルを有し、下端部にガス排気口を有するシリンダ型石
英製反応容器内にウェハをセットし、該反応容器外周部
に加熱用熱源を配置して反応ガスによりウェハ上にエピ
タキシャル薄膜を気相成長するようにした型のものであ
って、特に、ウェハをシリンダ状反応容器の軸線とほぼ
一致する軸線を有するウェノ・支持部材上に複数段平行
に載置すると共に、反応管内壁部より間隙を有し且つ同
心に配置されたカーボン又は炭化ケイ素よシ成る均熱管
を設けたことを特徴とするものである。
以下に添付図面の実施例に基づき本発明をさらに詳しく
説明する。
説明する。
第5図は本発明による縦型拡散炉型気相成長装置を示す
もので、特に構造的には第3図に示すシリンダ型気相成
長装置及び第4図に示すCvD装置を基本的に応用した
ものと考えられる。即ち、通常石英製のシリンダ型反応
容器(以下反応管という)51内の反応室56内には水
平方向段状に複数個のウェノ・52を等間隔で載置する
ための多数の段部af有する石英製のウエノ・支持部材
54が垂直方向にその軸線をほぼ反応管51の中心線と
一致させその軸線を中心に回転可能に垂下されている。
もので、特に構造的には第3図に示すシリンダ型気相成
長装置及び第4図に示すCvD装置を基本的に応用した
ものと考えられる。即ち、通常石英製のシリンダ型反応
容器(以下反応管という)51内の反応室56内には水
平方向段状に複数個のウェノ・52を等間隔で載置する
ための多数の段部af有する石英製のウエノ・支持部材
54が垂直方向にその軸線をほぼ反応管51の中心線と
一致させその軸線を中心に回転可能に垂下されている。
反応管51の外周部には熱源としての赤外線ランプ55
が設けられている。他方、反応管51の内側には、前記
ウェハ支持部材54を囲むように、反応管51の内壁面
から少し離れた位置にランプ光を効率よく吸収し得る材
料、例えばカーボンまたは炭化ケイ素等からなる均熱管
58が設けられている。この均熱管58の縦方向の長さ
は、ウェハ支持部材54の縦方向長さに一致するか、少
し越える程度の長さがあることが望ましい0反応管51
の上部には、反応ガス供給ノズル53が複数設けられ、
他方、反応管51の下端部には排気口59が設けられて
いる。さらに反応管51の上部には、反応管51の内壁
部と均熱管58の間に水素、窒素、アルゴン等のバー
シカ、Xを流すノズル60が複数設けられ、反応告51
の内壁面を冷却すると共に、前記の間に反応ガスが回り
込んで反応管51の内壁面に反応物質が堆積することを
防止するようになっている。
が設けられている。他方、反応管51の内側には、前記
ウェハ支持部材54を囲むように、反応管51の内壁面
から少し離れた位置にランプ光を効率よく吸収し得る材
料、例えばカーボンまたは炭化ケイ素等からなる均熱管
58が設けられている。この均熱管58の縦方向の長さ
は、ウェハ支持部材54の縦方向長さに一致するか、少
し越える程度の長さがあることが望ましい0反応管51
の上部には、反応ガス供給ノズル53が複数設けられ、
他方、反応管51の下端部には排気口59が設けられて
いる。さらに反応管51の上部には、反応管51の内壁
部と均熱管58の間に水素、窒素、アルゴン等のバー
シカ、Xを流すノズル60が複数設けられ、反応告51
の内壁面を冷却すると共に、前記の間に反応ガスが回り
込んで反応管51の内壁面に反応物質が堆積することを
防止するようになっている。
なお、赤外線ランプ55の背後には、反射板57を設け
、反射エネルギを十分利用するようにした点は、従来装
置と同じである。
、反射エネルギを十分利用するようにした点は、従来装
置と同じである。
次いで本装置の作用について説明する。ウェハ支持部材
54の段部aにウニ・・52を載置し、反応ガス供給ノ
ズル53から反応ガスを供給すると共に、ノズル60か
ら水素ガスなどのパージガスを供給し、赤外線ランプ5
5により均熱管58を加熱してエピタキシャル成長を行
なわせる。本装置は、ウェノ・52の端部全石英製のウ
エノ・支持部材54にて支持しているのみであるため、
従来の第1ないし3図に示す装置のようにサセプタを介
してウェハ52’に加熱するのではなく、前記のように
赤外線ランプ55により均熱管58を加熱する。この均
熱管5どの加熱によりその内部の空間は略均−の温度雰
囲気となるため、ウニ’・52の表裏両面をより均一に
加熱する。このため、ウェハ52の温度分布のむらによ
るエピタキシャル膜の厚さむらの発生はほとんどない。
54の段部aにウニ・・52を載置し、反応ガス供給ノ
ズル53から反応ガスを供給すると共に、ノズル60か
ら水素ガスなどのパージガスを供給し、赤外線ランプ5
5により均熱管58を加熱してエピタキシャル成長を行
なわせる。本装置は、ウェノ・52の端部全石英製のウ
エノ・支持部材54にて支持しているのみであるため、
従来の第1ないし3図に示す装置のようにサセプタを介
してウェハ52’に加熱するのではなく、前記のように
赤外線ランプ55により均熱管58を加熱する。この均
熱管5どの加熱によりその内部の空間は略均−の温度雰
囲気となるため、ウニ’・52の表裏両面をより均一に
加熱する。このため、ウェハ52の温度分布のむらによ
るエピタキシャル膜の厚さむらの発生はほとんどない。
なお、第5図のものにおいては、ウェノ・52はノズル
53からの反応ガスの流れに対しほぼ垂直方向に配置さ
れているため、ガス流は乱流又は分子流の状態でないと
均一濃度とはなり難く、本発明実施例においては、この
点第4図に示される(v1〕装(1ケの特徴をと9入れ
、エピタキシャル膜の成長速度の減少を考慮しつつ圧力
の低減度を考えることによりガス濃度の均一化を図って
いる。また、圧力を大きく下げることにより成長膜厚の
精密制御も容易となる。
53からの反応ガスの流れに対しほぼ垂直方向に配置さ
れているため、ガス流は乱流又は分子流の状態でないと
均一濃度とはなり難く、本発明実施例においては、この
点第4図に示される(v1〕装(1ケの特徴をと9入れ
、エピタキシャル膜の成長速度の減少を考慮しつつ圧力
の低減度を考えることによりガス濃度の均一化を図って
いる。また、圧力を大きく下げることにより成長膜厚の
精密制御も容易となる。
第6図は本発明におけるウェノ・支持の変形実施例を示
すもので、赤外線ラング55のON、OF:l”に伴な
うウェノ−52の急熱、急冷を防ぐため、炭化ケイ素ま
たはカーボン製板等の載置治具65を介してウェハ52
をウェハ支持部材64にセ・ソ卜するよりに17たもの
である。この場合、ウエノ・52の搬入、搬出は載置治
A、65と共に行なわれる0 また、第7図のように、ウエノ・支持部材74の中心軸
線に対してウェノ\52を傾斜させて置くことにより反
応管内部での反応ガスの流れを改善することもできる。
すもので、赤外線ラング55のON、OF:l”に伴な
うウェノ−52の急熱、急冷を防ぐため、炭化ケイ素ま
たはカーボン製板等の載置治具65を介してウェハ52
をウェハ支持部材64にセ・ソ卜するよりに17たもの
である。この場合、ウエノ・52の搬入、搬出は載置治
A、65と共に行なわれる0 また、第7図のように、ウエノ・支持部材74の中心軸
線に対してウェノ\52を傾斜させて置くことにより反
応管内部での反応ガスの流れを改善することもできる。
以上述べたように本発明によれば、ウェノ\全面をより
均一に加熱して良好なエピタキシャル成長ができると共
に、一度に処理できるウェハ枚数を飛躍的に増加させる
ことができ、ウェハは略水平に置かれ、かつ裏面111
1 e支持して搬出入することが可能であるため、自動
ノ・ンドリングが容易となり、エピタキシャル膜の損傷
による歩留りの低下も少なくできるなどの効果が得られ
る。
均一に加熱して良好なエピタキシャル成長ができると共
に、一度に処理できるウェハ枚数を飛躍的に増加させる
ことができ、ウェハは略水平に置かれ、かつ裏面111
1 e支持して搬出入することが可能であるため、自動
ノ・ンドリングが容易となり、エピタキシャル膜の損傷
による歩留りの低下も少なくできるなどの効果が得られ
る。
第1図乃至第3図は従来の縦型、横型、シリンダ型気相
成長装置の概略断面図、第4図は従来の成田CVI)装
置の概略断面図、第5図は本発明による縦型拡散炉を気
相成長装置の縦方向断面図、第6図および第7図は第5
図におけるウエノ・支持部のそれぞれ異なる変形実施例
金示す図面である。 51・・・反応容器、 52・・・つS’・、53・・
・反応ガス供給ノズル、 54.64.74・・・ウェノ・支持部材、55・・・
熱源(赤外線ランプ)、 56・・・反応室、57・・
・反射板、 58・・・均熱管、 59・・・排気口、
60・・・ノズル(パージガス)、 65・・・載置治
具。 出願人 東芝機械株式会社 才1閏 1゜ 第3図 第2口
成長装置の概略断面図、第4図は従来の成田CVI)装
置の概略断面図、第5図は本発明による縦型拡散炉を気
相成長装置の縦方向断面図、第6図および第7図は第5
図におけるウエノ・支持部のそれぞれ異なる変形実施例
金示す図面である。 51・・・反応容器、 52・・・つS’・、53・・
・反応ガス供給ノズル、 54.64.74・・・ウェノ・支持部材、55・・・
熱源(赤外線ランプ)、 56・・・反応室、57・・
・反射板、 58・・・均熱管、 59・・・排気口、
60・・・ノズル(パージガス)、 65・・・載置治
具。 出願人 東芝機械株式会社 才1閏 1゜ 第3図 第2口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 上端部に反応ガス供給用ノズルを有し、下端部に
ガス排気口を有するシリンダ状石英製反応容ピタキシャ
ル薄膜を気相成長するようにした気相成長装置において
、前記ウェハ全前記シリンダ状反応容器の軸線とほぼ一
致する軸線を有するウェハ支持部材上に複数段平行に載
置すると共に、前記反応管内壁部より間隙を有し且つ同
心に配置されたカーボン又は炭化ケイ素より成る均熱管
を設けたことを特徴とする縦型拡散炉型気相成長装置2
、前記ウェハを各々平行状態を保ったまま水平に載置す
るようにした特許請求の範囲第1項に記載の気相成長装
置。 3、前記各ウェハを各々平行状態を保ったまま前記ウェ
ハ支持部材の軸線に対して傾斜して載置するようにした
特許請求の範囲第1項に記載の気相成長装置。 4、前記均熱管と前記反応容器内壁との間の間隙にパー
ジガスを流すようにした特許請求の範囲第1項に記載の
気相成長装置。 気相成長装置。 平に載置するようにした特許請求の範囲第6項に記ウェ
ハ支持部材の軸線に対して傾斜して載置するようにした
特許請求の範囲第6項に記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP919484A JPS60153116A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 縦型拡散炉型気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP919484A JPS60153116A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 縦型拡散炉型気相成長装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60153116A true JPS60153116A (ja) | 1985-08-12 |
Family
ID=11713698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP919484A Pending JPS60153116A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 縦型拡散炉型気相成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60153116A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6471117A (en) * | 1987-05-12 | 1989-03-16 | Jiemini Res Inc | Reflector for cvd reactor |
US6310328B1 (en) * | 1998-12-10 | 2001-10-30 | Mattson Technologies, Inc. | Rapid thermal processing chamber for processing multiple wafers |
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1984
- 1984-01-20 JP JP919484A patent/JPS60153116A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6471117A (en) * | 1987-05-12 | 1989-03-16 | Jiemini Res Inc | Reflector for cvd reactor |
US6310328B1 (en) * | 1998-12-10 | 2001-10-30 | Mattson Technologies, Inc. | Rapid thermal processing chamber for processing multiple wafers |
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