TW201624107A - 光罩清潔設備以及光罩清潔方法 - Google Patents
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Abstract
本實施例提供一種光罩清潔設備,用以清潔一光罩,上述光罩包括一基板以及與上述基板相互間隔之一保護膜。上述光罩清潔設備包括一超音波裝置,用以產生一超音波至上述保護膜,藉以使附著於上述保護膜之一內表面上之一內污染物掉落至上述基板。
Description
本揭露主要關於一種清潔設備,尤指一種光罩清潔設備。
半導體裝置使用於各種電子應用中,舉例而言,諸如個人電腦、手機、數位相機以及其他電子設備。半導體裝置的製造通常是藉由在半導體基板上多次沉積絕緣層或介電層材料、導電層材料以及半導體層材料,並使用微影製程圖案化所形成的各種材料層,藉以在此半導體基板之上形成電路零件及組件。通常在單一個半導體晶圓上製造許多積體電路,並且藉由沿著切割線在積體電路之間進行切割,以將晶圓上的各個晶粒單體化(singulated)。舉例而言,接著將個別的晶粒分別封裝在多晶片模組中或其它類型的封裝結構中。
於上述微影製程中一般使用光罩進行材料層之圖案化。然而,光罩上若有附著污染物,則會於材料層上形成不正確的圖形,進而影響了半導體裝置的良率。
然而,關於如何去除光罩上之污染物,仍存在許多挑戰。
本揭露提供一種光罩清潔設備,用以清潔一光罩,上述光罩包括一基板以及與上述基板相互間隔之一保護
膜。上述光罩清潔設備包括一超音波裝置,用以產生一超音波至上述保護膜,藉以使附著於上述保護膜之一內表面上之一內污染物掉落至上述基板。
本揭露提供一種光罩清潔方法,包括放置一光罩至一光罩清潔設備。上述光罩清潔方法亦包括產生一超音波至上述光罩之一保護膜,以使上述保護膜產生振動,並使上述保護膜之一內表面上之一內污染物掉落至上述光罩之一基板上。上述內表面朝向上述基板且與上述基板相互間隔。上述光罩清潔方法另包括移除上述保護膜並清除上述內污染物。
本揭露提供一種光罩清潔方法,包括放置一光罩至一光罩清潔設備。上述光罩清潔方法亦包括產生一超音波至上述光罩之一保護膜,以使上述保護膜之一內表面上之一內污染物掉落至上述光罩之一基板上,且振動上述保護膜之一外表面上之一外污染物。上述內表面朝向上述基板且與上述基板相互間隔。上述光罩清潔方法另包括經由一靜電消除控制器減少上述內、外污染物與上述保護膜之間的靜電,且產生一氣流至上述保護膜,以吹離上述外表面上之上述外污染物。
1‧‧‧光罩清潔設備
10‧‧‧底座
20‧‧‧傳輸裝置
21‧‧‧驅動機構
22‧‧‧移動機構
23‧‧‧夾持機構
30‧‧‧超音波裝置
31‧‧‧電源模組
32‧‧‧震盪元件
40‧‧‧靜電消除控制器
41‧‧‧靜電控制器
42‧‧‧離子產生元件
50‧‧‧噴氣裝置
51‧‧‧氣體閥件
52‧‧‧連接管
53‧‧‧氣體噴頭
60‧‧‧液體清潔裝置
61‧‧‧流量控制器
62‧‧‧連接管
63‧‧‧液滴噴頭
70‧‧‧吸取裝置
71‧‧‧真空幫浦
72‧‧‧連接管
73‧‧‧吸取頭
A1‧‧‧銳角
C1‧‧‧內污染物
C2‧‧‧外污染物
D1‧‧‧移動方向
D2‧‧‧延伸方向
D3‧‧‧調整方向
L1‧‧‧液滴
M1‧‧‧光罩
M11‧‧‧基板
M12‧‧‧圖案層
M13‧‧‧表面
M14‧‧‧框架
M15‧‧‧保護膜
M151、M152、M153、M154‧‧‧側邊
M16‧‧‧內表面
M17‧‧‧外表面
P1‧‧‧水平面
第1圖為根據一些實施例之光罩清潔設備的立體圖。
第2圖為根據一些實施例之光罩的剖視圖。
第3圖為根據一些實施例之光罩清潔方法的流程圖。
第4A、4B與4C圖為根據一些實施例之光罩清潔方法於中間階段的示意圖。
以下將詳細說明本發明之各個實施例的製造和使用。然而,應可理解的是,本發明之實施例提供許多適用於本發明的概念,能夠體現在特定的上下文中。本文中所討論的特定實施例僅用以說明,並非用以限制本發明的保護範圍。
應可理解的是,以下的說明書提供許多不同的實施例或示範例,用於實現本揭露的不同特徵結構。組件及排列方式的具體實施例描述如下,以簡化本揭露。當然,這些具體實施例僅用以例示,並非用以限制本發明的保護範圍。再者,說明書中提到在第二製程進行之前實施第一製程可包括第二製程於第一製程之後立即進行第二製程,也可包括有其他製程介於第一製程與第二製程之間的實施例。為了使說明更加簡單和清晰,可以任意比例繪製各種特徵結構。此外,說明書中提及形成第一特徵結構位於第二特徵結構之上,可包括第一特徵結構與第二特徵結構是直接接觸或非直接接觸的實施例。
下文描述實施例的各種變化。藉由各種視圖與所揭露之實施例,類似的元件標號用於標示類似的元件。應可理解的是,額外的操作步驟可實施於所述方法之前、之間或之後,且在所述方法的其他實施例中,可以取代或省略部分的操作步驟。
本揭露提供光罩清潔設備與光罩清潔方法之各種實施例。第1圖為根據一些實施例之光罩清潔設備1的立體圖。光罩清潔設備1用以清潔一光罩M1。光罩清潔設備1包括一底座10、一傳輸裝置20、一超音波裝置30、一靜電消除控制器40、
一噴氣裝置50、一液體清潔裝置60、以及一吸取裝置70。
傳輸裝置20設置於底座10上,用以移動、旋轉、以及夾持光罩M1。於一些實施例中,傳輸裝置20包括二驅動機構21、一移動機構22、以及一夾持機構23。驅動機構21設置於底座10,用以旋轉移動機構22。於一些實施例中,移動機構22繞一移動方向D1旋轉。
移動機構22之兩端分別連接於驅動機構21。移動機構22用以將夾持機構23沿移動方向D1移動。於一些實施例中,移動機構22沿移動方向D1延伸。夾持機構23設置於移動機構22上,用以夾持光罩M1。
於一些實施例中,驅動機構21驅動移動機構22移動夾持機構23,以使光罩M1延移動方向D1移動。此外,驅動機構21旋轉移動機構22,以使光罩M1位於平行於一水平面之一水平位置,或是使光罩M1相對於水平面傾斜。
第2圖為根據一些實施例之光罩M1的剖視圖。光罩M1包括一基板M11、一框架M14、以及一保護膜M15。基板M11可由透光材質所製成,例如石英或玻璃。基板M11具有一圖案層M12,位於基板M11之一表面M13。
框架M14設置於基板M11之表面M13,且包圍圖案層M12。框架M14用以固定保護膜M15,且使保護膜M15與基板M11相互間隔。於一些實施例中,框架M14為一方形結構,且框架M14垂直於基板M11之表面M13延伸。
保護膜M15設置於框架M14,且與基板M11相互間隔。於一些實施例中,保護膜M15與基板M11相互平行。保護
膜M15、框架M14與基板M11形成一密閉空間。保護膜M15之一內表面M16朝向圖案層M12,且保護膜M15之一外表面M17,相反於內表面M16。於一些實施例中,保護膜M15由透光材質所製成。
於一些情況下,保護膜M15可能會附著一些污染物(C1及/或C2),其會影響利用光罩M1進行曝光時所形成之圖案。由於保護膜M15之厚度很薄,因此光罩M1於目檢或是檢測儀器(圖未示)之檢查下,難以分辨污染物是位於保護膜M15之內表面M16或是外表面M17。
舉例而言,上述之污染物可為灰塵或是化學物質等。如第1、2圖所示,內污染物C1可能會附著於內表面M16、外污染物C2可能會附著於外表面M17。因此,若僅針對保護膜M15之外表面M17進行一般性清潔,將無法清除內污染物C1。
如第1圖所示,超音波裝置30設置於底座10上方。超音波裝置30用以產生一超音波至保護膜M15,藉以使保護膜M15、內污染物C1以及外污染物C2產生振動。於一些實施例中,超音波之頻率約為18kHz至2MHz的範圍之間。
當內污染物C1與保護膜M15產生振動時,會使得內污染物C1掉落至基板M11上之圖案層M12。之後,以目檢或經由檢測儀器檢查基板M11之圖案層M12,即可判斷光罩M1之內部是否具有內污染物C1需要加以清除。
超音波裝置30包括一電源模組31以及一震盪元件32。震盪元件32耦接於電源模組31。當電源模組31供應電力至震盪元件32時,會使得震盪元件32產生振動。震盪元件32可沿
一延伸方向D2延伸及環繞D2旋轉。於一些實施例中,延伸方向D2垂直於移動方向D1。震盪元件32之寬度約為保護膜M15之寬度。於一些實施例中,震盪元件32位於移動機構22之上方。於一些實施例中,震盪元件32可沿一調整方向D3移動,藉以調整震盪元件32與光罩M1之間的距離。此外,震盪元件32可沿延伸方向D2旋轉,藉以調整震盪元件32朝向光罩M1的角度。
由於當超音波裝置30產生超音波至保護膜M15時,可能會使得保護膜M15與污染物之間產生靜電,使得污染物經由靜電力吸附於保護膜M15。因此靜電消除控制器40可用以減少污染物與保護膜M15之間的靜電,使得污染物較容易與保護膜M15層分離。
靜電消除控制器40可包括一靜電控制器41以及一離子產生元件42。離子產生元件42耦接於靜電控制器41。當靜電控制器41供應電力至離子產生元件42時,會使得離子產生元件42產生離子,於一些實施例中,上述離子為負離子。離子產生元件42用以產生離子至保護膜M15。
於一些實施例中,離子產生元件42可沿延伸方向D2延伸。離子產生元件42之寬度約為保護膜M15之寬度。於一些實施例中,離子產生元件42位於移動機構22之上方。於一些實施例中,離子產生元件42可沿調整方向D3移動,藉以調整離子產生元件42與光罩M1之間的距離。此外,離子產生元件42可沿延伸方向D2旋轉,藉以調整離子產生元件42朝向光罩M1的角度。
噴氣裝置50用以產生一氣流至上述保護膜M15。當超音波裝置30所產生之超音波使外污染物C2相對於保護膜M15振動時,可藉由上述氣流將外污染物C2吹離上述保護膜M15。
噴氣裝置50可包括一氣體閥件51、一連接管52、以及一氣體噴頭53。氣體閥件51用以控制氣體釋放。於一些實施例中,上述氣體可為一氮氣。連接管52用以連接氣體閥件51與氣體噴頭53。氣體閥件51所加壓之氣體經由連接管52至氣體噴頭53噴出。氣體噴頭53用以噴出氣流至保護膜M15。
於一些實施例中,氣體噴頭53可沿延伸方向D2延伸。氣體噴頭53之寬度約為保護膜M15之寬度。於一些實施例中,氣體噴頭53位於移動機構22之上方。於一些實施例中,氣體噴頭53可沿調整方向D3移動,藉以調整氣體噴頭53與光罩M1之間的距離。此外,氣體噴頭53可沿延伸方向D2旋轉,藉以調整氣體噴頭53朝向光罩M1的角度。
液體清潔裝置60用以將液滴L1(如第4C圖所示)滴至保護膜M15之外表面M17。當外污染物C2黏滯於外表面M17時,可經由液滴L1流經外污染物C2時,將外污染物C2與外表面M17分離。
液體清潔裝置60可包括一流量控制器61、一連接管62、以及一液滴噴頭63。流量控制器61用以輸出一清潔液,並用以控制上述清潔液之流量。連接管62用以連接流量控制器61與液滴噴頭63。由流量控制器61所輸出之清潔液經由連接管62至液滴噴頭63。藉由流量控制器61間歇性或連續性地輸出清
潔液,以使液滴噴頭63產生液滴L1。於一些實施例中,上述清潔液與液滴L1可為一溶劑。於一些實施例中,液滴噴頭63可沿調整方向D3移動,藉以調整液滴噴頭63與光罩M1之間的距離。此外,液滴噴頭63可沿延伸方向D2旋轉,藉以調整液滴噴頭63朝向光罩M1的角度。
吸取裝置70用以吸取外表面M17上之液滴L1。吸取裝置70可包括一真空幫浦71、一連接管72、以及一吸取頭73。真空幫浦71用以提供一負壓。連接管72用以連接真空幫浦71以及吸取頭73。吸取頭73藉由真空幫浦71所產生之負壓吸取液滴L1。
於一些實施例中,如第4C圖所示,藉由驅動機構21將光罩M1相對於水平面傾斜,使得液滴L1於外表面M17流動,並帶離液滴L1之移動路徑上的外污染物C2。當液滴L1流至外表面M17之邊緣時,吸取頭73吸取液滴L1,以避免液滴L1落至底座10上。
第3圖為根據一些實施例之光罩清潔方法的流程圖。第4A、4B與4C圖為根據一些實施例之光罩清潔方法於中間階段的示意圖。於步驟S101中,當光罩M1經由目檢或是檢測儀器檢測後,發現保護膜M15上具有污染物。可將光罩M1放置至光罩清潔設備1以進行清潔。
於步驟S103中,進行一光罩清潔程序。首先,可先啟動超音波裝置30,以使震盪元件32產生超音波;啟動靜電消除控制器40,以使離子產生元件42產生負離子;以及啟動噴氣裝置50,以使氣體噴頭53產生氣流。之後,使光罩M1與震
盪元件32、離子產生元件42以及氣體噴頭53進行相對移動。
於一些實施例中,移動機構22移動夾持機構23以使光罩M1沿移動方向D1移動。此時,如第4A、4B圖所示,震盪元件32、離子產生元件42以及氣體噴頭53會依序經過保護膜M15之一側邊M151的上方至另一相對側邊M152的上方。
當震盪元件32經過保護膜M15之上方時,震盪元件32利用超音波由側邊M151至側邊M152振動保護膜M15,以使保護膜M15之內表面M16(如第2圖所示)上的內污染物C1掉落至基板M11之圖案層M12上,亦使外污染物C2相對於保護膜M15產生振動並飄散至環境中。
當離子產生元件42經過保護膜M15之上方時,離子產生元件42由保護膜M15之側邊M151至側邊M152利用負離子減少污染物與保護膜M15之間的靜電,使得污染物較容易與保護膜M15層分離。
當氣體噴頭53經過保護膜M15之上方時,氣體噴頭53由保護膜M15之側邊M151至側邊M152噴出氣流,用以吹離保護膜M15之外表面M17(如第2圖所示)上之外污染物C2。
由於藉由超音波裝置30所產生之超音波,使得外污染物C2相對於保護膜M15產生振動,因此外污染物C2可藉由氣體噴頭53所產生之氣流輕易的吹離。此外,於一些實施例中,氣流之風壓可約為1Kg/cm2至10Kg/cm2的範圍之間,可低於不使用超音波裝置30時之氣流的風壓,可防止氣流吹破保護膜M15。
於步驟S105中,由於內污染物C1已經由超音波震
離於保護膜M15,因此可藉由目檢或檢測儀器檢查基板M11之圖案層M12上是否有內污染物C1,進而能輕易地分辯內污染物C1是位於光罩之內部。當光罩M1未具有內污染物C1時,可進行步驟S109。若具有內污染物C1時,於步驟S107中,則可移除保護膜M15並清除圖案層M12上之內污染物C1。清除完內污染物C1後,可安裝保護膜M15至基板M11上。於一些實施例中,可安裝另一保護膜至基板M11上。
於一些實施例中,進行完步驟S107之處理後,可針對保護膜M15再次進行檢測,若保護膜M15檢測出污染物時,可重新執行步驟S101,藉以進行光罩清潔程序。
於步驟S109中,對步驟S105中未具有內污染物C1的光罩M1或是對於步驟S107中已清除內污染物C1之光罩M1再度進行保護膜M15之檢測,用以檢查保護膜M15上是否具有外污染物C2殘留。
當未具有外污染物C2時,可進行步驟S111,將光罩M1傳送至一半導體設備(圖未示)中。於一些實施例中,上述之半導體設備為一微影製程設備或是一光罩儲存設備等。
於步驟S109中,當保護膜M15上具有外污染物C2殘留時,可進行步驟S113,以進行一液體清潔程序。由於此時大部分之污染物已經清除,僅將最後殘留於保護膜M15之外表面M17的外污染物C2藉由液體清潔裝置清洗,可減少清潔液之使用。
首先,若光罩M1曾移出光罩清潔設備1時,將光罩M1再次夾持於夾持機構23。如第4C圖所示,移動機構22將夾
持機構23與光罩M1移動至液滴噴頭63與吸取頭73之間。之後,驅動機構21轉動移動機構22,以將光罩M1相對於一水平面P1傾斜。於一些實施例中,光罩M1與水平面P1之間具有一銳角A1。銳角A1約為1度至85度的範圍之間。
啟動流量控制器61將液滴L1經由液滴噴頭63滴保護膜M15外表面M17(如第2圖所示)之一側邊M153。由於光罩M1之傾斜,上述液滴L1經由側邊M153流至外表面M17之一側邊M154。當液滴L1流至側邊M154時經由吸取頭73吸取,以防止液滴L1滴落至底座10。
於一些實施例中,檢測儀器分析污染物於保護膜M15上之座標。移動機構22依據外污染物C2之座標移動光罩M1,以使得液滴L1於保護膜M15上移動之路徑經過外污染物C2,如第4C圖所示,以減少液滴L1接觸保護面的面積。
經由步驟S113之液體清潔程序,應可使黏滯於保護膜M15上之外污染物C2經由液滴L1清除。之後可將光罩M1傳送至半導體設備中(步驟S111)。於一些實施例中,光罩M1之保護膜M15可再次經由目檢或是檢測儀器檢測。若保護膜M15上具有污染物,則可再次進行步驟S103之光罩清潔程序或是步驟S113之液體清潔程序。
本揭露提供光罩清潔設備以及光罩清潔方法的實施例。藉由超音波裝置30將保護膜M15上之內污染物C1震離保護膜M15,即可分辨內污染物C1原本是附著於保護膜M15之內表面M16,以避免藉由清潔保護膜M15之外表面M17來清潔內污染物C1。此外,亦藉由超音波裝置30使保護膜M15之外表面
M17上的外污染物C2相對於保護膜M15振動,並能以較低風壓之氣流將外污染物C2吹離保護膜M15,以避免保護膜M15被氣流吹破。
在一些實施例中,本揭露提供一種光罩清潔設備,用以清潔一光罩,上述光罩包括一基板以及與上述基板相互間隔之一保護膜。上述光罩清潔設備包括一超音波裝置,用以產生一超音波至上述保護膜,藉以使附著於上述保護膜之一內表面上之一內污染物掉落至上述基板。
在一些實施例中,本揭露提供一種光罩清潔方法,包括放置一光罩至一光罩清潔設備。上述光罩清潔方法亦包括產生一超音波至上述光罩之一保護膜,以使上述保護膜產生振動,並使上述保護膜之一內表面上之一內污染物掉落至上述光罩之一基板上。上述內表面朝向上述基板且與上述基板相互間隔。上述光罩清潔方法另包括移除上述保護膜並清除上述內污染物。
在一些實施例中,本揭露提供一種光罩清潔方法,包括放置一光罩至一光罩清潔設備。上述光罩清潔方法亦包括產生一超音波至上述光罩之一保護膜,以使上述保護膜之一內表面上之一內污染物掉落至上述光罩之一基板上,且振動上述保護膜之一外表面上之一外污染物。上述內表面朝向上述基板且與上述基板相互間隔。上述光罩清潔方法另包括經由一靜電消除控制器減少上述內、外污染物與上述保護膜之間的靜電,且產生一氣流至上述保護膜M15,以吹離上述外表面上之上述外污染物。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作任意之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。例如,所屬技術領域中具有通常知識者應可理解,在不脫離本發明之精神和範圍內,可對本說明書所述之多數特徵結構、功能、製程及材料作任意之更動與潤飾。
再者,本發明的保護範圍並不限於說明書中所描述之特定實施例中的製程、機器、製造、物質組合物、手段、方法及步驟。任何所屬技術領域中具有通常知識者在理解本發明所揭露之既有的或即將發展的內容、製程、機器、製造、物質組合物、手段、方法或步驟之後,依據相關實施例及替代實施例,可能會執行與本說明書所描述之相應實施例基本上相同的功能或產生基本上相同的結果。因此,本發明的申請範圍包括在製程、機器、製造、物質組合物、手段、方法或步驟中所有因此產生的修改及變更,並未受到限制。此外,每個申請範圍構成一個單獨的實施例,且不同申請範圍及實施例的組合亦屬於本發明的保護範圍。
1‧‧‧光罩清潔設備
10‧‧‧底座
20‧‧‧傳輸裝置
21‧‧‧驅動機構
22‧‧‧移動機構
23‧‧‧夾持機構
30‧‧‧超音波裝置
31‧‧‧電源模組
32‧‧‧震盪元件
40‧‧‧靜電消除控制器
41‧‧‧靜電控制器
42‧‧‧離子產生元件
50‧‧‧噴氣裝置
51‧‧‧氣體閥件
52‧‧‧連接管
53‧‧‧氣體噴頭
60‧‧‧液體清潔裝置
61‧‧‧流量控制器
62‧‧‧連接管
63‧‧‧液滴噴頭
70‧‧‧吸取裝置
71‧‧‧真空幫浦
72‧‧‧連接管
73‧‧‧吸取頭
C1‧‧‧內污染物
C2‧‧‧外污染物
D1‧‧‧移動方向
D2‧‧‧延伸方向
D3‧‧‧調整方向
M1‧‧‧光罩
M11‧‧‧基板
M12‧‧‧圖案層
M13‧‧‧表面
M14‧‧‧框架
M15‧‧‧保護膜
M151、M152、M153、M154‧‧‧側邊
Claims (10)
- 一種光罩清潔設備,用以清潔一光罩,上述光罩包括一基板以及與上述基板相互間隔之一保護膜,且上述光罩清潔設備,包括:一超音波裝置,用以產生一超音波至上述保護膜,藉以使附著於上述保護膜之一內表面上之一內污染物掉落至上述基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之光罩清潔設備,更包括一靜電消除控制器,用以減少上述內污染物與上述保護膜之間的靜電。
- 如申請專利範圍第1項所述之光罩清潔設備,更包括一噴氣裝置,用以產生一氣流至上述保護膜,其中藉由上述超音波使位於上述保護膜之一外表面之一外污染物於上述外表面產生振動,且藉由上述氣流將上述外污染物吹離上述保護膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之光罩清潔設備,更包一液體清潔裝置,用以將一液滴滴於上述外表面。
- 如申請專利範圍第1項所述之光罩清潔設備,其中上述基板具有一圖案層,上述內表面朝向上述圖案層,且上述內污染物掉落至上述圖案層。
- 一種光罩清潔方法,包括:放置一光罩至一光罩清潔設備;產生一超音波至上述光罩之一保護膜,以使上述保護膜產生振動,並使上述保護膜之一內表面上之一內污染物掉落 至上述光罩之一基板上,其中上述內表面朝向上述基板且與上述基板相互間隔;以及移除上述保護膜並清除上述內污染物。
- 如申請專利範圍第6項所述之光罩清潔方法,更包括經由一靜電消除控制器減少上述內污染物與上述保護膜之間的靜電。
- 如申請專利範圍第6項所述之光罩清潔方法,更包括安裝上述保護膜至上述基板上。
- 一種光罩清潔方法,包括:放置一光罩至一光罩清潔設備;產生一超音波至上述光罩之一保護膜,以使上述保護膜之一內表面上之一內污染物掉落至上述光罩之一基板上,且振動上述保護膜之一外表面上之一外污染物,其中上述內表面朝向上述基板且與上述基板相互間隔;經由一靜電消除控制器減少上述內、外污染物與上述保護膜之間的靜電;以及產生一氣流至上述保護膜,以吹離上述外表面上之上述外污染物。
- 如申請專利範圍第9項所述之光罩清潔方法,更包括:傾斜上述光罩;以及將一液滴滴於上述外表面之一第一側邊,其中上述液滴經由上述第一側邊流至上述外表面之一第二側邊。
Priority Applications (1)
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