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課題

本発明は、機能水を用いて基板洗浄する装置に機能水を供給するシステムを提供する。

解決手段

本発明のシステムにおいて、機能水生成器から生成された機能水が機能水供給管を通じて分配器に供給される。以後、機能水は、装置が工程進行中である際には装置に供給され、装置が工程進行しない際には機能水回収管を通じて機能水生成器に回収される。機能水供給管にはバッファタンクが設けられ、バッファタンクに連結された循環ラインで機能水の濃度が測定される。機能水の濃度が設定範囲を逸脱すると、搬送管を通じて機能水は機能水生成器に搬送される。

概要

背景

半導体基板Wを集積回路に製造する際、多様な製造工程の中で発生する残留物質(residual chemicals)、小さいパーティクル(small particles)、汚染物(contaminants)などを除去するために半導体基板Wを洗浄する工程が必要になる。特に、高集積化された集積回路を製造する際は半導体基板Wの表面に付着した微細な汚染物を除去する洗浄工程は非常に重要になる。

最近、水素水酸素水、またはオゾン水のような機能水を用いて基板を洗浄する方法が用いられている。図1は一般的に用いられている機能水供給システムを概略的に示す図である。図1を参照すると、機能水生成器12はガス脱イオン水とを接触させて機能水を生成して、これをすぐ供給管16を通じて装置内のノズル20に供給する。装置が稼動しない際には、機能水は排出管18を通じて外部に排出される。したがって、機能水の浪費が多い。

また、機能水に溶解されたガスの濃度を測定する計測器14が機能水生成器12と隣接した位置に配置されて、機能水内のガスが設定された濃度範囲を維持するまで機能水を外部に排出して、設定された濃度範囲を維持すれば、装置に供給される。しかし、これは機能水が設定された濃度に到逹するまで機能水を外部に排出するので、機能水の浪費が多い。機能水生成器12と隣接した位置で濃度測定が行われるので、完全溶解されない残余ガスによって機能水内のガスの濃度が実際より高く測定され、これにより、工程不良を誘発する。

概要

本発明は、機能水を用いて基板を洗浄する装置に機能水を供給するシステムを提供する。本発明のシステムにおいて、機能水生成器から生成された機能水が機能水供給管を通じて分配器に供給される。以後、機能水は、装置が工程進行中である際には装置に供給され、装置が工程進行しない際には機能水回収管を通じて機能水生成器に回収される。機能水供給管にはバッファタンクが設けられ、バッファタンクに連結された循環ラインで機能水の濃度が測定される。機能水の濃度が設定範囲を逸脱すると、搬送管を通じて機能水は機能水生成器に搬送される。

目的

本発明の目的は、洗浄装置に供給される機能水の浪費を最小化する機能水供給システム及び方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

機能水基板を処理する装置の機能水を供給するシステムにおいて、機能水を生成する機能水生成器と、前記機能水生成器から生成された機能水を前記装置に供給する機能水供給管と、前記機能水供給管に設けられ、前記機能水生成器から生成された機能水を貯蔵するバッファタンクと、前記バッファタンク内の機能水に溶解されたガスの濃度を測定する濃度計測器と、前記バッファタンク内の機能水に溶解されたガスの濃度が設定範囲を逸脱した場合、前記バッファタンク内の機能水を前記機能水生成器に搬送させる機能水搬送管とを含むことを特徴とする機能水供給システム

請求項2

前記機能水供給システムは、前記機能水供給管から機能水が供給されて複数の前記装置に機能水を分配する分配器と、前記分配器から前記装置に分配されない機能水を前記機能水生成器に回収する機能水回収管とを含むことを特徴とする請求項1に記載の機能水供給システム。

請求項3

前記機能水供給システムは前記バッファタンク内の機能水を循環させる循環管をさらに含み、前記濃度計測器は前記循環管に設けられることを特徴とする請求項1に記載の機能水供給システム。

請求項4

前記機能水はオゾン水酸素水、または水素水のうち少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載の機能水供給システム。

請求項5

前記機能水生成器は、液体供給部と、ガス供給部と、前記液体供給部と前記ガス供給部から液体とガスとが供給され、前記液体に前記ガスを溶解させるインジェクタと、前記インジェクタから排出される機能水が供給されて前記液体内の前記ガスの溶解を促進させる接触器とを含むことを特徴とする請求項1に記載の機能水供給システム。

請求項6

前記ガス供給部には各々バルブが設けられ、前記インジェクタに互いに異なるガスを供給するように連結された複数のガス供給管を含み、前記機能水供給システムは、選択されたガスが前記インジェクタに供給されるように前記ガス供給管に設けられた前記バルブを制御する制御器をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の機能水供給システム。

請求項7

前記インジェクタは、ベンチュリ効果により前記気体を前記液体に溶解させるように形状付けられることを特徴とする請求項5に記載の機能水供給システム。

請求項8

前記接触器は、流入口及び流出口を有するボディーと、微細通孔が形成され、前記ボディー内に設けられる隔板とを含み、前記機能水が前記隔板の通孔に分散移動する過程で前記機能水に溶解されたガスをさらに微粒子気泡で分散拡大させて前記液体内の前記ガスの溶解率を向上させることを特徴とする請求項7に記載の機能水供給システム。

請求項9

前記接触器は複数個提供され、前記接触器は互いに直列に連結されることを特徴とする請求項8に記載の機能水供給システム。

請求項10

機能水を用いて基板を処理する装置に機能水を供給する方法において、機能水生成器から生成された機能水を前記装置に供給する前にバッファタンクに供給して、前記バッファタンク内の機能水に溶解されたガスの濃度を測定した後、その測定値設定範囲内に属すれば、前記機能水を前記装置に供給し、前記測定値が前記設定範囲内に属しなければ、前記バッファタンク内の機能水を前記機能水生成器に搬送することを特徴とする機能水供給方法

請求項11

分配器を通じて前記機能水生成器から供給された機能水を複数の装置に分配し、前記分配器から前記装置に機能水の供給が行われないか、あるいは前記装置に供給されてから残った機能水は、再び前記機能水生成器に回収されることを特徴とする請求項10に記載の機能水供給方法。

請求項12

前記バッファタンク内の機能水に溶解されたガスの濃度測定は前記バッファタンクに設けられた循環ライン内で行われることを特徴とする請求項10に記載の機能水供給方法。

技術分野

0001

本発明は基板を製造する装置及び方法に係り、さらに詳細には基板洗浄装置に、これに用いられる機能水を供給するシステム及び方法に関する。

背景技術

0002

半導体基板Wを集積回路に製造する際、多様な製造工程の中で発生する残留物質(residual chemicals)、小さいパーティクル(small particles)、汚染物(contaminants)などを除去するために半導体基板Wを洗浄する工程が必要になる。特に、高集積化された集積回路を製造する際は半導体基板Wの表面に付着した微細な汚染物を除去する洗浄工程は非常に重要になる。

0003

最近、水素水酸素水、またはオゾン水のような機能水を用いて基板を洗浄する方法が用いられている。図1は一般的に用いられている機能水供給システムを概略的に示す図である。図1を参照すると、機能水生成器12はガス脱イオン水とを接触させて機能水を生成して、これをすぐ供給管16を通じて装置内のノズル20に供給する。装置が稼動しない際には、機能水は排出管18を通じて外部に排出される。したがって、機能水の浪費が多い。

0004

また、機能水に溶解されたガスの濃度を測定する計測器14が機能水生成器12と隣接した位置に配置されて、機能水内のガスが設定された濃度範囲を維持するまで機能水を外部に排出して、設定された濃度範囲を維持すれば、装置に供給される。しかし、これは機能水が設定された濃度に到逹するまで機能水を外部に排出するので、機能水の浪費が多い。機能水生成器12と隣接した位置で濃度測定が行われるので、完全溶解されない残余ガスによって機能水内のガスの濃度が実際より高く測定され、これにより、工程不良を誘発する。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明の目的は、洗浄装置に供給される機能水の浪費を最小化する機能水供給システム及び方法を提供することにある。

0006

また、本発明の目的は、機能水に溶解されたガスの濃度を正確に測定して、設定された濃度範囲の機能水を装置に供給できる機能水供給システム及び方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、機能水で基板を処理する装置に機能水を供給するシステムを提供する。本発明の一特徴によると、前記システムは、機能水を生成する機能水生成器と、前記機能水生成器から生成された機能水を前記装置に供給する機能水供給管と、前記機能水供給管に設けられ、前記機能水生成器から生成された機能水を貯蔵するバッファタンクと、前記バッファタンク内の機能水に溶解されたガスの濃度を測定する濃度計測器と、前記バッファタンク内の機能水に溶解されたガスの濃度が設定範囲を逸脱した場合、前記バッファタンク内の機能水を前記機能水生成器に搬送させる機能水搬送管とを含む。

0008

本発明の他の特徴によると、前記機能水供給システムは、前記機能水供給管から機能水が供給されて複数の前記装置に機能水を分配する分配器と、前記分配器から前記装置に分配されない機能水を前記機能水生成器に回収する機能水回収管とを含む。

0009

一例によると、前記機能水供給システムは前記バッファタンク内の機能水を循環させる循環管をさらに含み、前記濃度計測器は前記循環管に設けられることができる。前記機能水はオゾン水、酸素水、または水素水のうち少なくともいずれか1つを含むことができる。

0010

本発明のまた他の特徴によると、前記機能水生成器は、液体供給部と、ガス供給部と、前記液体供給部と前記ガス供給部から液体とガスが供給されて、前記液体に前記ガスを溶解させるインジェクタと、前記インジェクタから排出される機能水が供給されて前記液体内の前記ガスの溶解を促進させる接触器とを含む。

0011

一例によると、前記ガス供給部には各々バルブが設けられ、前記インジェクタに互いに異なるガスを供給するように連結された複数のガス供給管を含み、前記機能水供給システムは、選択されたガスが前記インジェクタに供給されるように前記ガス供給管に設けられた前記バルブを制御する制御器をさらに含む。

0012

一例によると、前記インジェクタはベンチュリ効果によって前記気体を前記液体に溶解させるように形状付けられる。

0013

一例によると、前記接触器は、流入口及び流出口を有するボディーと、微細な通孔が形成され、前記ボディー内に設けられる隔板とを含み、前記機能水が前記隔板の通孔に分散移動される過程で前記機能水に溶解されたガスをさらに微粒子気泡で分散拡大させて前記液体内の前記ガスの溶解率を向上させる。

0014

一例によると、前記接触器は複数個提供され、前記接触器は互いに直列に連結される。

0015

また、本発明は、機能水を用いて基板を処理する装置に機能水を供給する方法を提供する。本発明によると、機能水生成器から生成された機能水を前記装置に供給する前にバッファタンクに供給し、前記バッファタンク内の機能水に溶解されたガスの濃度を測定した後、その測定値設定範囲内に属すれば、前記機能水を前記装置に供給し、前記測定値が前記設定範囲内に属しなければ、前記バッファタンク内の機能水を前記機能水生成器に回収する。前記バッファタンク内の機能水に溶解されたガスの濃度測定は前記バッファタンクに設けられた循環ライン内で行われることができる。

0016

また、本発明の機能水供給方法によると、分配器を通じて前記機能水生成器から供給された機能水を複数の装置に分配し、前記分配器から前記装置に機能水の供給が行われないか、あるいは前記装置に供給されてから残った機能水は、再び前記機能水生成器に回収される。

発明の効果

0017

本発明によると、機能水の濃度が設定範囲に到逹しない場合、機能水が機能水生成器に再び回収されるので、予め設定された濃度の機能水だけが装置に供給される。したがって、洗浄効率を向上できる。

0018

また、本発明によると、機能水の濃度が設定範囲に到逹しないか、装置内で工程が進行されない場合に、機能水が機能水生成器に再び回収されるので、機能水の浪費を防止できる。

0019

また、本発明によると、機能水の濃度がバッファタンクで測定されるので、機能水の濃度を正確に測定できる。

0020

また、本発明によると、機能水内のガスの溶存率を向上できる。

発明を実施するための最良の形態

0021

以下、添付の図2乃至図7を参照して本発明をより詳細に説明する。本発明の実施形態は様々な形態に変形可能であり、本発明の範囲が実施形態により限定されない。本実施形態は当業界で平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図の要素の形状はより明確な説明のために誇張されたものである。

0022

図2は本発明の機能水供給システム10を概略的に示す図である。機能水供給システム10は、機能水を用いて工程を実行する装置900に機能水を供給する。例えば、装置900は、ウェーハWまたは平板ディスプレパネル製造に用いられる基板を洗浄する工程を実行する装置900でありうる。一例によると、各々の装置900は、ウェーハWが置かれる支持板920及びこれを回転させる支持軸940を有する。ウェーハWは、パターン面が上部を向くように支持板920上に置かれる。支持板920の上部には、支持板920に置かれたウェーハW上に機能水を噴射する噴射ノズル980が提供される。支持板920及び支持軸940は容器960によって囲まれる。

0023

図2を参照すると、機能水供給システム10は、機能水生成器100、機能水供給管200、機能水回収管300、分配器400、及びバッファタンク500を有する。機能水生成器100は、脱イオン水内にガスを溶解させて機能水を生成する。例えば、ガスは水素(H2)、酸素(O2)、またはオゾン(O3)などであり、この際に生成される機能水は水素水、酸素水またはオゾン水などでありうる。

0024

機能水生成器100から生成された機能水は、機能水供給管200を通じて分配器400に供給される。分配器400は、機能水生成器100から供給された機能水を各々の装置900に分配する。装置900が工程進行中止するか、あるいは各々の装置900に分配して残った機能水は、機能水回収管300を通じて再び機能水生成器100に回収される。

0025

上述の構造により、機能水は、分配器400を通じて装置900に供給されて工程に用いられ、工程が進行されない際には機能水回収管300を通じて機能水生成器100に回収されるので、工程が進行されない際の機能水の浪費を防止できる。

0026

機能水供給管200にはバッファタンク500が設けられる。機能水供給管200は、機能水生成器100及びバッファタンク500を連結する第1供給管220と、バッファタンク500及び分配器400を連結する第2供給管240とを有する。機能水生成器100から生成された機能水は、第1供給管220を通じてバッファタンク500に供給される。機能水生成器100から生成された機能水内に溶解されたガスの濃度(以下、機能水の濃度という)は、バッファタンク500で測定される。バッファタンク500には機能水循環管620が設けられる。バッファタンク500内の機能水は、一定量が循環管620を通じて続いて循環される。機能水循環管620には、機能水の濃度を測定する濃度計測器640が設けられる。濃度計測器640から測定された信号は制御器800に伝送される。

0027

機能水の濃度が設定範囲内の濃度であれば、機能水は第2供給管240を通じてバッファタンク500から分配器400に供給される。第2供給管240には、内部通路開閉するか、あるいは内部を流れる流量を調節するバルブ242が設けられる。バルブ242には、制御器800によって電気的に調節可能なソレノイドバルブ(solenoid valve)が用いられる。

0028

バッファタンク500には、機能水生成器100と連結される機能水搬送管700が設けられる。バッファタンク500内の機能水の濃度が設定範囲を逸脱すれば、バッファタンク500内の機能水は、機能水搬送管700を通じて機能水生成器100に搬送される。機能水搬送管700には内部通路を開閉するバルブ720が設けられる。バルブ720には、制御器800によって電気的に調節可能なソレノイドバルブが用いられることができる。また、バッファタンク500にはその内部の機能水を外部に排出する排出管520が連結される。排出管520は機能水搬送管700から分岐される。排出管520にはその内部通路を開閉するバルブ522が設けられる。

0029

機能水の濃度がバッファタンク500に設けられた機能水循環管620で続いて測定されるので、機能水生成器100と隣接した位置で測定される際に比べて機能水の濃度測定がより正確に行われる。したがって、設定濃度範囲内の機能水が分配器400に供給されるので、装置900で工程不良が発生することを防止できる。

0030

また、機能水が設定濃度を逸脱した場合、機能水は機能水生成器100に搬送されるので、設定濃度に到逹するまで機能水を外部に排出する一般的な装置900に比べて機能水を浪費することを防止できる。

0031

図3図2の機能水生成器100の一例を概略的に示す図である。図3を参照すると、機能水生成器100は、インジェクタ(injector)120、液体供給部140、ガス供給部160、及び接触器(contactor)180を有する。インジェクタ120は、一次的にガスを液体に溶解させる。インジェクタ120は、液体入力ポート122、ガス吸入ポート124、及び排出ポート126を有する。インジェクタ120は、ベンチュリ効果によってガスを液体に溶解させることができる。すなわち、インジェクタ120の液体入力ポート122に流入された液体がインテックト120内を流れる間、インジェクタ120のガス吸入ポート124に供給されたガスが、ベンチュリ効果によって液体に吸入されて液体に溶解される。

0032

液体供給部140はインジェクタ120に液体を供給する。液体供給部140は、液体貯蔵部144とインジェクタ120の液体入力ポート122とを連結する液体供給管142を有する。液体供給管142には、液体に流動圧を提供するポンプ146が設けられる。また、液体供給管142には、その内部通路を開閉するか、あるいは脱イオン水の供給流量を調節するバルブ142aが設けられる。また、液体内に窒素や酸素などのようなガスが溶解されていれば、実質的に液体内に溶解させようとするガスの溶存率が低くなる。これを防止するために、液体供給管142には、液体内に含有された窒素や酸素などのようなガスを除去する脱気装置148が設けられる。ガス供給部160はインジェクタ120にガスを供給する。

0033

ガス供給部160は、ガス貯蔵部164とインジェクタ120のガス吸入ポート124とを連結するガス供給管162を有する。ガス供給管162には、その内部通路を開閉するか、あるいはガスの供給流量を調節するバルブ163が設けられる。

0034

生成しようとする機能水が水素水の場合、液体は脱イオン水であり、ガスは水素ガスである。また、生成しようとする機能水が酸素水の場合、液体は脱イオン水であり、ガスは酸素ガスである。

0035

図4は生成しようとする機能水がオゾン水の場合のガス供給部160の一例を示す。図4を参照すると、ガス供給部160は、ガス供給管162、オゾン発生器(ozone generator)166、電力供給器167、第1ガス供給管168、及び第2ガス供給管169を有する。第1ガス供給管168と第2ガス供給管169とはオゾン発生に用いられるガスをオゾン発生器166に供給する。例えば、第1ガスは酸素ガスであり、第2ガスは二酸化炭素ガスでありうる。第1ガス供給管168と第2ガス供給管169の各々には、第1ガスと第2ガスの流量を調節するための流量調節器168a、169aが設けられる。例えば、流量調節器168a、169aには、質量流量計(mass flow controller)が用いられることができる。電力供給器167は、オゾン発生器166にオゾン発生に必要なエネルギー印加して、制御器800によって制御される。また、制御器800は、第1ガス供給管166及び第2ガス供給管168に設けられた流量調節器166a、168aを制御して、オゾン発生器166で生成されるオゾンの量を調節できる。インジェクタ内でオゾン発生器で生成されたオゾンが脱イオン水に溶解されてオゾン水が生成される。

0036

インジェクタ120で生成された機能水は、接触器180に供給される。接触器180は、液体内のガスの溶解率を向上させる。接触器180は、流入口182aと流出口182bとを有するボディー182を有する。ボディー182の内部には隔板184が設けられ、隔板184には微細な通孔186が形成される。ボディー182の内部に流入された機能水は隔板184の通孔186を通じて分散拡大される。機能水が接触器180の微細通孔186を通過することによって、ガスが脱イオン水の中に微細気泡状態で溶解される。したがって、タルイオンス内のガス溶解率が向上する。接触器180内でガス溶解率が向上した機能水は、流出口182bを通じてバッファタンク500に供給される。

0037

図5は機能水生成器の他の例を示す。機能水生成器は、複数の機能水を全部生成できる構造を有する。機能水生成器は、複数の機能水を順に生成して装置に順に供給できる。図5によると、機能水生成器は、第1機能水、第2機能水、及び第3機能水を生成する構造を有する。第1機能水、第2機能水、及び第3機能水は、各々水素水、オゾン水、及び酸素水である。水素水は、ウェーハWに付着した還元性有機物除去に効果的であり、酸素水及びオゾン水は、ウェーハWに付着した酸化性有機物やパーティクル除去に効果的である。この場合、液体は脱イオン水であり、第1ガス、第2ガス、及び第3ガスは各々水素ガス、オゾンガス、及び酸素ガスである。

0038

ガス供給部160は、インジェクタ120の吸入ポート122と連結されるメイン供給管161を有する。第1ガス供給管162a、第2ガス供給管162b、及び第3ガス供給管162cは、メイン供給管161と連結される。第1ガス供給管162aはインジェクタ120に水素ガスを供給し、第2ガス供給管162bはインジェクタ120にオゾンガスを供給し、第3ガス供給管162cはインジェクタ120に酸素ガスを供給する。第1ガス供給管162a、第2ガス供給管162b、及び第3ガス供給管162cの各々には、内部通路を開閉するか、あるいはガスの供給流量を調節するバルブ163a、163b、163cが設けられる。各供給管162a、162b、162cに設けられたバルブ163a、163b、163cは、制御器800によって制御される。制御器800は、工程に用いられる機能水の種類によってインジェクタに供給されるガスの種類を選択する。上述の例では3個の機能水が生成可能であると説明した。しかし機能水の数及び種類は一例に過ぎず、多様に変化できる。

0039

図6は機能水生成器のまた他の例を示す。図6を参照すると、機能水生成器100は、複数の接触器180a、180bを具備する。接触器は互いに直列に連結され、脱イオン水内のオゾンの溶解度を増加させる。また、オゾンを脱イオン水に溶解させるために上述の方法と異なる多様な方法が使用可能である。

0040

次に、図7を参照して、装置900に機能水を供給する方法を説明する。図7は装置900に機能水を供給する方法を示す順序図である。以下では機能水としてオゾン水が用いられた場合を例としてあげて説明する。

0041

初めにオゾン水生成器100でオゾン水が生成される(S10)。オゾン発生器166に酸素と二酸化炭素とを供給して、オゾン発生器166に電力を印加してオゾンを発生させる。酸素と二酸化炭素の供給量及びオゾン発生器166に印加される電力は、制御器800により制御される。オゾンと脱イオン水がインジェクタに供給されてオゾンが脱イオン水に溶解される。以後、インジェクタから流出されたオゾン水は接触器120に供給される。接触器120でタルイオンス内のオゾンの溶解率が増加する。

0042

オゾン水は、第1供給管220を通じてバッファタンク500に供給される(S20)。バッファタンク500に供給されたオゾン水は循環ライン200を通じて続いて循環され、循環ライン200内でオゾン水に溶解されたオゾンの濃度が測定される(S30)。測定値は制御器800に伝送され、制御器800は、測定されたオゾンの濃度が設定範囲に到達したか否かをチェックする(S40)。オゾンの濃度が設定範囲より低ければ、オゾン水は搬送管700を通じてオゾン水生成器100に回収される(S80)。オゾンの濃度が設定範囲に到逹すれば、バッファタンク500内のオゾン水が第2供給管240を通じて分配器400に供給される(S50)。

0043

装置900内にオゾン水を用いて工程が進行中であるか否かを判断する(S60)。装置900内で工程が進行されれば、オゾン水は分配器400を通じて各装置900に供給される(S70)。装置900内で工程が進行されなければ、オゾン水は回収管300を通じてオゾン水生成器100に回収される(S80)。オゾン水生成器100で生成されるか、あるいは回収されたオゾン水は、再び脱イオン水とともに接触器120に供給される。

図面の簡単な説明

0044

一般的な機能水供給システムの一例を概略的に示す図である。
本発明の望ましい一実施形態による機能水供給システムの構成を概略的に示す図である。
図2の機能水生成器の一例を示す図である。
図3の機能水生成器からオゾンガスが供給される一例を示す図である。
図3の機能水生成器で複数のガスが供給される一例を示す図である。
図2の機能水生成器の他の例を示す図である。
本発明の望ましい一実施形態によるオゾン水供給方法を示す順序図である。

符号の説明

0045

100機能水生成器
120インジェクタ
140液体供給部
160ガス供給部
180接触器
200機能水供給管
300機能水回収管
400分配器
500バッファタンク
620循環ライン
640濃度計測器
700 機能水搬送管
800 制御器

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