TW202038012A - 抗蝕劑材料分配系統 - Google Patents

Abstract

一種抗蝕劑材料分配系統包括抗蝕劑供應部和抗蝕劑過濾器，該抗蝕劑過濾器在該抗蝕劑供應部的下游連接到該抗蝕劑供應部。該抗蝕劑材料分配系統包括抗蝕劑儲罐結構，該抗蝕劑儲罐結構在抗蝕劑過濾器的下游連接到該抗蝕劑過濾器；以及抗蝕劑泵送裝置，該抗蝕劑泵送裝置在該抗蝕劑儲罐結構的下游連接到該抗蝕劑儲罐結構。抗蝕劑儲罐結構為豎直佈置的，使得抗蝕劑材料從抗蝕劑材料進入抗蝕劑儲罐結構的位置開始直到抗蝕劑材料離開抗蝕劑儲罐結構為止以連續向下流進行流動。

Description

抗蝕劑材料分配系統

本揭露部分實施例是關於一種抗蝕劑泵送緩衝罐及減少抗蝕劑缺陷的方法。

光微影用於圖案化被抗蝕劑材料覆蓋的晶圓的表面。對抗蝕劑材料進行圖案化，使得可以選擇性地移除抗蝕劑材料的部分以暴露晶圓的下層區域，以便進行諸如蝕刻、材料沉積、注入等選擇性處理。光微影利用包括紫外線或X射線在內的光能射束來將抗蝕劑材料選擇性曝光。或者，已將例如電子射束和離子射束等帶電粒子射束用於高分辨率光微影抗蝕劑曝光。

在積體電路(IC)設計期間，針對不同的IC處理步驟，會產生IC的多種佈局圖案。該等佈局圖案包括與要在晶圓上製造的結構相對應的幾何形狀。佈局圖案可以是掩模上的圖案，該等圖案被投影(例如，成像)在晶圓上的抗蝕劑層上以創建IC。光微影製程將掩模的圖案轉印到晶圓的抗蝕劑層，以便將蝕刻、注入或其他步驟僅施加到晶圓的預定區域。抗蝕劑材料是光微影處理的關鍵組分。為了保持較高的元件良率，塗覆在晶圓上的抗蝕劑材料應不含雜質和諸如結晶雜質等缺陷。因 此，期望一種避免抗蝕劑材料結晶的使抗蝕劑材料流動和分配抗蝕劑材料的方法。

根據本揭露的一些實施例，抗蝕劑材料分配系統包括抗蝕劑供應部和抗蝕劑過濾器，該抗蝕劑過濾器在該抗蝕劑供應部的下游連接到該抗蝕劑供應部。分配系統亦包括抗蝕劑儲罐結構，該抗蝕劑儲罐結構在抗蝕劑過濾器的下游連接到該抗蝕劑過濾器；以及抗蝕劑泵送裝置，該抗蝕劑泵送裝置在該抗蝕劑儲罐結構的下游連接到該抗蝕劑儲罐結構。抗蝕劑儲罐結構為豎直佈置的，使得抗蝕劑材料從抗蝕劑材料進入抗蝕劑儲罐結構的位置開始直到抗蝕劑材料離開抗蝕劑儲罐結構為止以連續向下流進行流動。

100‧‧‧製程

102‧‧‧操作

104‧‧‧操作

106‧‧‧操作

108‧‧‧操作

110‧‧‧操作

202‧‧‧抗蝕劑供應部

204‧‧‧抗蝕劑材料

206‧‧‧抗蝕劑泵送系統

208‧‧‧抗蝕劑分配噴嘴

210‧‧‧基板

212‧‧‧旋轉方向

214‧‧‧邊緣區域

216‧‧‧抗蝕劑層

217‧‧‧均勻射束

218‧‧‧管道

219‧‧‧聚焦射束

220‧‧‧抗蝕劑分配控制器

230‧‧‧掃描成像裝置

232‧‧‧處理單元

234‧‧‧透鏡

240‧‧‧工作台

302‧‧‧缺陷

304‧‧‧缺陷

310‧‧‧晶圓

320‧‧‧缺陷

402‧‧‧抗蝕劑儲罐結構

404‧‧‧抗蝕劑泵送裝置

405‧‧‧循環流

406‧‧‧抗蝕劑過濾器

408‧‧‧開口

410A‧‧‧閥

410B‧‧‧閥

410C‧‧‧閥

410D‧‧‧閥

416‧‧‧開口

420‧‧‧壓力監測器

422‧‧‧控制訊號

424‧‧‧壓力訊號

425‧‧‧穩流控制器

430‧‧‧可調節閥

440‧‧‧第一直徑

442‧‧‧第二直徑

446‧‧‧第二直徑

448‧‧‧第一直徑

452‧‧‧方向

454‧‧‧方向

462‧‧‧第一儲罐

464‧‧‧第二儲罐

466‧‧‧橢圓

472A‧‧‧可調節膜

472B‧‧‧可調節膜

474‧‧‧方向

476A‧‧‧第一輸入埠

476B‧‧‧第二輸入埠

500‧‧‧抗蝕劑分配系統

502‧‧‧穩流裝置

522‧‧‧控制訊號

600‧‧‧控制系統

602‧‧‧抗蝕劑分配控制器

604‧‧‧曝光控制器

606‧‧‧烘烤控制器

608‧‧‧掃描成像裝置

610‧‧‧穩流控制器

612‧‧‧工作台控制器

615‧‧‧訊息

620‧‧‧抗蝕劑材料訊息

630‧‧‧分析器模組

640‧‧‧主控制器

700‧‧‧製程

710‧‧‧操作

720‧‧‧操作

730‧‧‧操作

801‧‧‧電腦

802‧‧‧鍵盤

803‧‧‧滑鼠

804‧‧‧監測器

805‧‧‧光碟唯讀記憶體驅動器

806‧‧‧磁碟驅動器

811‧‧‧處理器

812‧‧‧唯讀記憶體(ROM)

813‧‧‧隨機存取記憶體

814‧‧‧硬碟

815‧‧‧匯流排

821‧‧‧光碟

822‧‧‧磁碟

850‧‧‧曲線圖

860‧‧‧坐標

862‧‧‧坐標

900‧‧‧電腦系統

當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述可以最好地理解本揭露。需要強調的是，根據行業中的標準實踐，各種特徵未按比例繪製，並且僅用於說明目的。實際上，為了論述的清楚性，可以任意地增大或縮小各種特徵的尺寸。

第1圖顯示用於在晶圓上的抗蝕劑材料中產生佈局圖案的示例性製程。

第2A圖和第2B圖顯示根據本揭露的一些實施例在晶圓的表面上分配抗蝕劑層並檢查該抗蝕劑層的操作。

第3A圖、第3B圖、第3C圖、第3D圖和第3E顯示晶圓頂表面上的抗蝕劑缺陷。

第4A圖和第4B圖顯示根據本揭露的一些實施例的用於將抗蝕劑材料從抗蝕劑供應部分配至分配噴嘴的抗蝕劑泵送系統。

第4C圖和第4D圖分別顯示根據本揭露的一些實施例的抗蝕劑泵送系統的抗蝕劑儲罐結構和示例性可控閥。

第5圖顯示根據本揭露的一些實施例的示例性抗蝕劑分配系統的圖。

第6圖顯示根據本揭露的一些實施例的用於控制抗蝕劑分配系統的控制系統。

第7圖顯示根據本揭露的一些實施例用於控制抗蝕劑分配系統的示例性製程的流程圖。

第8A圖、第8B圖和第8C圖顯示在抗蝕劑材料停留在抗蝕劑泵送系統中的每單位時間量分配在晶圓上的抗蝕劑材料中的抗蝕劑缺陷的數目。

第9A圖和第9B圖顯示根據本揭露的一些實施例的用於控制抗蝕劑分配系統的設備。

以下揭露內容提供了用於實施所提供標的的不同特徵的許多不同實施例或實例。以下描述了部件和佈置的特定實例以簡化本揭露內容。當然，該等僅僅是實例，而並且意欲為限制性的。例如，在以下描述中在第二特徵上方或之上形成第一特徵可以包括第一特徵和第二特徵形成為直接接觸的實施例，並且亦可以包括可以在第一特徵與第二特徵之間形成額外特徵，使得第一特徵和第二特徵可以不直接接觸的實施例。 另外，本揭露可以在各種實例中重複參考數字及/或字母。該重複是為了簡單和清楚的目的，並且本身並不表示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。

此外，在此可以使用空間相對術語，諸如「下方」、「以下」、「下部」、「上方」、「上部」等來簡化描述，以描述如圖中所示的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係。除了圖中所示的取向之外，空間相對術語意欲包括使用或操作中的裝置/元件的不同取向。設備可以以其他方式取向(旋轉90度或在其他方向上)，並且可以類似地相應解釋在此使用的空間相對描述詞。另外，術語「由...製成」可以表示「包含」或「由......組成」。在本揭露中，除非另有說明，否則用語「A、B和C中的一者」表示「A，B及/或C」(A、B、C、A和B、A和C、B和C，或A、B和C)，並不意味著來自A的一個要素，來自B的一個要素和來自C的一個要素。

在一些實施例中，將抗蝕劑材料經由抗蝕劑泵從抗蝕劑供應部轉移以分配在晶圓(例如，工件)的表面上，以塗覆晶圓的表面。在一些實施例中，抗蝕劑材料是對光能射束敏感的光阻劑材料，該光能射束為例如深紫外線(DUV)輻射或極紫外線(EUV)輻射。隨後，DUV成像系統或EUV成像系統將佈局圖案投影到晶圓的經抗蝕劑塗覆的表面。在暴露於DUV或EUV輻射之後，光阻劑材料的隨後顯影在該光阻劑材料中產生佈局圖案。在一些實施例中，抗蝕劑材料對例如電子射束等帶電粒子射束敏感，並且帶電粒子成像或掃描系統將佈局圖案投影在晶圓的經抗蝕劑塗覆的表面中。在暴露於帶電粒子射束 之後，抗蝕劑材料的隨後顯影在該抗蝕劑材料中產生佈局圖案。

抗蝕劑層216是正性抗蝕劑或負性抗蝕劑。正性抗蝕劑是指抗蝕劑材料暴露於帶電粒子射束或光化輻射(通常為UV光，例如EUV)時變得可溶於顯影劑中，而抗蝕劑的未曝光(或曝光較少)的區域不溶於顯影劑中，從而在未曝光的區域中留下塗層。另一方面，負性抗蝕劑是指該抗蝕劑材料暴露於帶電粒子射束或光化輻射時變得不溶於顯影劑中，而抗蝕劑的未曝光(或曝光較少)的區域可溶於顯影劑中。負性抗蝕劑在暴露於輻射後變得不溶的區域可能是由於暴露於輻射而引起的交聯反應而變得不溶的，從而在曝光的區域中留下塗層。

在分配在晶圓的表面上的抗蝕劑材料中產生的佈局圖案限定了臨界尺寸(critical dimension，CD)。抗蝕劑材料中的雜質或缺陷可導致抗蝕劑材料無法相應地發生反應，由此可能在佈局圖案中產生CD不均勻性。在一些實施例中並且在正性抗蝕劑材料的情況下，缺陷(例如，抗蝕劑材料的結晶)可能阻止抗蝕劑材料的在缺陷下方的部分接收帶電粒子射束或光能射束。因此，在施加顯影劑之後，缺陷下方的部分可能不會溶解。或者，缺陷可能無法由帶電粒子射束或光能射束改變，因此缺陷和缺陷下方的部分在施加顯影劑之後可能不會溶解，並產生CD不均勻性。在一些實施例中並且在負性抗蝕劑材料的情況下，缺陷可能阻止抗蝕劑材料的在缺陷下方的部分接收帶電粒子射束或光能射束。因此，缺陷下方的部分可能會在施加顯影劑之後溶解，並產生CD不均勻性。

在一些實施例中，抗蝕劑材料在抗蝕劑供應部與分配噴嘴之間的抗蝕劑泵送系統中保持不動(例如，靜止)持續介於1小時至24小時之間的時段。在一些實施例中，靜止的抗蝕劑材料在抗蝕劑泵送系統中進行結晶並產生缺陷。因此，在一些實施例中，抗蝕劑泵送系統被設計成使得抗蝕劑材料在抗蝕劑泵送系統中不保持靜止，而是從抗蝕劑材料離開抗蝕劑材料供應部的情況持續地移動直到抗蝕劑材料被分配在晶圓的表面上。

第1圖顯示用於在晶圓上的抗蝕劑材料中產生佈局圖案的示例性製程100。在一些實施例中，製程100由第6圖的控制系統600或第9A圖和第9B圖的電腦系統900執行。在操作102中，將抗蝕劑層設置(例如，塗覆)在例如晶圓或工件等基板的頂表面上。參照第2A圖描述了將抗蝕劑層設置在晶圓的頂表面上。在操作104處，執行施加後烘烤(post application bake，PAB)操作104。將包括抗蝕劑層的晶圓烘烤以驅除抗蝕劑材料中的溶劑並使晶圓的頂部上的抗蝕劑層固化。在操作106(亦即曝光操作)處，用光化輻射或帶電粒子射束照射抗蝕劑層以將掩模圖案投影到抗蝕劑層上。在一些實施例中，藉由來自EUV光源的EUV輻射將掩模上的佈局圖案投影到抗蝕劑層上，以在晶圓上的抗蝕劑層中產生佈局圖案。在一些實施例中，將抗蝕劑層的各部分暴露於來自電子射束源的電子射束，以在晶圓上的抗蝕劑層中產生佈局圖案。在操作108處，在晶圓上執行曝光後烘烤(post exposure bake，PEB)操作108，並且在操作110處，藉由施加顯影劑溶液，使抗蝕劑層的抗蝕 劑材料顯影。對於正性抗蝕劑材料，藉由施加顯影劑溶液使曝光區域顯影，隨後移除該等曝光區域，並在抗蝕劑層中產生佈局圖案。對於負性抗蝕劑材料，藉由施加顯影劑溶液使未曝光區域顯影，隨後移除該等未曝光區域，並在抗蝕劑層中生成佈局圖案。

第2A圖和第2B圖顯示根據本揭露的一些實施例在晶圓的表面上分配抗蝕劑層216並檢查該抗蝕劑層216的操作。將抗蝕劑材料204(例如，光阻劑材料)塗覆在基板210(例如，晶圓)的表面上，以形成第2A圖和第2B圖的抗蝕劑層216。從抗蝕劑分配噴嘴208分配抗蝕劑材料204。在一些實施例中，抗蝕劑分配控制器220耦合到抗蝕劑泵送系統206，以控制在基板210上產生的抗蝕劑層216的厚度。抗蝕劑泵送系統206耦合到抗蝕劑分配噴嘴208並將抗蝕劑材料從抗蝕劑供應部202經由管道218(例如，導管或管子)轉移到抗蝕劑分配噴嘴208，該抗蝕劑泵送系統206在關於第4A圖和第4B圖的內容更詳細地描述。在一些實施例中，將基板210放置在工作台240上，並且工作台240繞旋轉方向212旋轉以將抗蝕劑材料均勻地分佈在基板210上。在一些實施例中，將保護區段(未圖示)塗覆在基板210的邊緣周圍的邊緣區域214中，以防止抗蝕劑材料溢出基板210的邊緣。在一些實施例中，抗蝕劑分配控制器220亦耦合至工作台240中的工作台控制器(未圖示)，以使抗蝕劑材料的分配與基板210的旋轉同步。在一些實施例中，使用基板210來製造半導體元件，因此在抗蝕劑層216下方包括 一或多層的半導體元件。在一些實施例中，工作台240繞與旋轉方向212相反的方向旋轉。

在一些實施例中，抗蝕劑層216是藉由暴露於光化輻射而圖案化的光敏層。在一些實施例中，抗蝕劑層216對帶電粒子敏感，並且抗蝕劑層216藉由暴露於例如電子射束等帶電粒子射束而被圖案化。被光化輻射或帶電粒子射束撞擊的抗蝕劑區域的化學性質可能會根據所使用的抗蝕劑類型而改變。抗蝕劑層216是正性抗蝕劑或負性抗蝕劑。

第2B圖顯示在基板210的頂部上的抗蝕劑層216。在一些實施例中，在PAB操作104中，烘烤包括抗蝕劑層216的基板210，以驅除抗蝕劑材料中的溶劑並固化抗蝕劑層216。在一些實施例中，在抗蝕劑層216上執行操作108(亦即PEB操作)。另外，第2B圖顯示掃描成像裝置230，該掃描成像裝置230生成聚焦射束219，該聚焦射束219用於掃描抗蝕劑層216的頂表面並生成抗蝕劑層216的頂表面的圖像。另外，第2B圖顯示掃描成像裝置230和透鏡234，該掃描成像裝置230和透鏡234生成均勻射束217，該均勻射束217用於對抗蝕劑層216的頂表面進行成像並生成抗蝕劑層216的頂表面的圖像以檢查抗蝕劑層216的頂表面。另外，掃描成像裝置230包括處理單元232，例如圖像處理單元，以處理所生成的抗蝕劑層216的頂表面的圖像。在一些實施例中，處理單元232對所生成的抗蝕劑層216的頂表面的圖像執行一或多種圖像處理及/或圖像識別算法，並確定所生成的圖像中的一或多種缺陷。在一些實施例中，處理單元232執行斑點分析並確定所生 成的圖像的缺陷，並根據大小和嚴重性對所確定的缺陷進行排名。在一些實施例中，缺陷嚴重性是根據缺陷的位置(諸如與佈局圖案的關鍵特徵的接近度)以及缺陷是否導致CD不均勻性來限定的。在一些實施例中，聚焦射束219和均勻射束217是光束。在一些實施例中，聚焦射束219是電子射束。

第3A圖、第3B圖、第3C圖、第3D圖和第3E顯示晶圓頂表面上的抗蝕劑缺陷。第3A圖顯示基板210，例如晶圓，其中在基板210的頂部上具有抗蝕劑層216。如圖所示，在一些實施例中，抗蝕劑層216在操作104(PAB操作)之後或在操作108(PEB操作)之後。抗蝕劑層216具有缺陷304，該缺陷304是抗蝕劑層216中的空隙。在一些實施例中，抗蝕劑層216是抗蝕劑材料的保留在晶圓上以用於後續處理步驟的一部分。缺陷304產生是由於抗蝕劑層216在該抗蝕劑層的頂表面上包括結晶缺陷，並且該結晶缺陷沒有附接至抗蝕劑層216，從而產生空隙。在移除缺陷304並產生空隙之後，抗蝕劑層216在缺陷304下方的剩餘部分可能沒有足夠的厚度來在後續的製程步驟中保護抗蝕劑層216下方的元件。在抗蝕劑層216中顯示另一缺陷302，例如結晶缺陷。在一些實施例中，抗蝕劑層216是正性抗蝕劑材料的在曝光操作106中曝光的一部分。由於缺陷302，在缺陷302下方的抗蝕劑材料可能沒有接收到足夠的曝光劑量，因此可能不會變得溶於顯影劑中。在其他實施例中，抗蝕劑層216是負性抗蝕劑材料的在曝光操作106中曝光的一部分。由於缺陷302，在缺陷302下方的負性抗蝕劑材料可能沒有接收到足夠的曝光劑量，因此可能不會變得 不溶於顯影劑中。在一些實施例中，當抗蝕劑層216的一部分要保留時，缺陷302可能導致移除該部分；或者當抗蝕劑層216的一部分要移除時，缺陷302可能導致該部分被保留。

第3B圖、第3C圖、第3D圖和第3E圖顯示由第2B圖的掃描成像裝置230從晶圓310的表面捕獲的圖像，該圖像與第2B圖的基板210一致。在一些實施例中，將抗蝕劑層216沉積(例如，塗覆)在晶圓310上，並且在操作104(PAB操作)之後、在曝光操作106之後或在操作108(PEB操作)之後拍攝捕獲的圖像。處理捕獲的圖像，並確定抗蝕劑層216上的缺陷320，例如結晶缺陷320。如第3B圖、第3C圖、第3D圖和第3E圖所示，從第3B圖至第3E圖缺陷320的數量增多。另外，與具有最多數量的缺陷320的第3E圖相比，第3B圖、第3C圖、第3D圖具有較大的缺陷320。缺陷的數量可以被確定(例如，計算)為晶圓上的缺陷的總數或單位面積中(例如，在每平方毫米的晶圓表面中)的缺陷數量的圖譜。

第4A圖和第4B圖顯示根據本揭露的一些實施例的用於將抗蝕劑材料從抗蝕劑供應部分配至分配噴嘴的抗蝕劑泵送系統。第4A圖顯示第2A圖的抗蝕劑泵送系統206，該抗蝕劑泵送系統206經由管道218連接至抗蝕劑供應部202以接收抗蝕劑材料。另外，抗蝕劑泵送系統206將抗蝕劑材料提供給抗蝕劑分配噴嘴208。抗蝕劑供應部202經由閥(例如，打開/關閉的閥410A)連接至抗蝕劑過濾器406；並且抗蝕劑過濾器406經由管道218連接至抗蝕劑儲罐結構402，例如抗蝕劑緩衝罐。抗蝕劑儲罐結構402亦經由管道218和閥(例如，打開/ 關閉的閥410B)連接至抗蝕劑泵送裝置404。抗蝕劑泵送裝置404經由管道218和閥(例如，打開/關閉的閥410D)連接至抗蝕劑分配噴嘴208。此外，抗蝕劑泵送裝置404經由管道218和閥(例如，打開/關閉的閥410C)連接回抗蝕劑過濾器406。

在一些實施例中，當閥410B打開時，抗蝕劑泵送裝置404從抗蝕劑儲罐結構402抽吸抗蝕劑材料，並且當閥410D打開時，抗蝕劑泵送裝置404將抗蝕劑材料推動至抗蝕劑分配噴嘴208。在一些實施例中，如第2A圖所示，抗蝕劑分配噴嘴208將抗蝕劑材料分配在晶圓上。在一些實施例中，經由管道218和閥410C將從抗蝕劑儲罐結構402抽吸的抗蝕劑材料的至少一部分推動回到抗蝕劑過濾器406。

在一些實施例中，第一對閥包括閥410B和閥410D或第二對閥包括閥410B和閥410C中的至少一對是打開的，並且抗蝕劑泵送裝置404從抗蝕劑儲罐結構402抽吸抗蝕劑材料並將該抗蝕劑材料推動至抗蝕劑分配噴嘴208及/或將該抗蝕劑材料推動回到抗蝕劑過濾器406。在一些實施例中，抗蝕劑材料在抗蝕劑泵送系統206中不保持靜止，而是持續流動，並且抗蝕劑材料被連續循環及/或被分配。在一些實施例中，抗蝕劑泵送裝置404持續地保持開啟，使得抗蝕劑材料不會在抗蝕劑儲罐結構402、抗蝕劑過濾器406、抗蝕劑泵送裝置404或管道中保持靜止。在一些實施例中，抗蝕劑材料流包括抗蝕劑泵送系統206中的抗蝕劑材料的循環流405，並且在抗蝕劑供應部202至抗蝕劑分配噴嘴208之間的抗蝕劑材料流是層流，因此在抗蝕劑泵送系統206中沒有氣泡產生。

第4B圖亦顯示抗蝕劑泵送系統206，該抗蝕劑泵送系統206經由管道218連接至抗蝕劑供應部202，並且經由管道218將抗蝕劑材料轉移至抗蝕劑分配噴嘴208。第4B圖的抗蝕劑泵送系統206包括可調節閥430，而不是第4A圖的打開/關閉的閥410B。在一些實施例中，藉由向可調節閥430的一或多個輸入埠施加一或多個訊號(例如，電壓)，來控制抗蝕劑材料在可調節閥430中的流動。參照第4D圖描述可調節閥430。第4B圖亦包括壓力監測器420，該壓力監測器420連接至抗蝕劑泵送裝置404或包括在抗蝕劑泵送裝置404中。壓力監測器420監測在管道218進入抗蝕劑泵送裝置404的位置處管道218中的壓力，並且亦監測在管道218離開抗蝕劑泵送裝置404到達打開/關閉閥410D和410C中的任一者的位置處管道218中的壓力。壓力監測器420根據監測到的壓力而產生壓力訊號424。壓力監測器420將壓力訊號424傳輸到與壓力監測器420耦合的穩流控制器425。穩流控制器425使用壓力訊號424並根據該等壓力訊號424生成用於可調節閥430的一或多個輸入埠的控制訊號422(例如，控制電壓)，以控制抗蝕劑材料在可調節閥430中的流動。在一些實施例中，抗蝕劑過濾器406移除抗蝕劑材料的缺陷(例如，結晶缺陷)，並且將經過濾的抗蝕劑材料經由管道218輸送至抗蝕劑儲罐結構402。在一些實施例中，將從抗蝕劑泵送裝置404經由管道218和打開/關閉閥410C循環回到抗蝕劑過濾器406的抗蝕劑材料藉由抗蝕劑過濾器406過濾，並移除缺陷。在一些實施例中，可調節閥430是穩 流閥，該穩流閥經調節以在抗蝕劑泵送系統206中產生穩定的抗蝕劑材料流。

第4C圖和第4D圖分別顯示根據本揭露的一些實施例的抗蝕劑泵送系統206的抗蝕劑儲罐結構402和示例性可控閥430。第4C圖的抗蝕劑儲罐結構402包括在方向452上延伸的第一儲罐462(例如，儲罐A，亦稱作上部儲罐)，以及在方向454上延伸的第二儲罐464(例如，儲罐B，亦稱作下部儲罐)，使得方向452和方向454具有大於90度的角度θ。在一些實施例中，角度θ大於90度但小於180度。在一些實施例中，角度θ介於90度與135度之間。在一些實施例中，角度θ介於90度與270度之間。第一儲罐462的第一端由橢圓466定義，其為第一儲罐462的入口。第一端具有第一直徑440，並且在第二端具有第二直徑442。在一些實施例中，第一儲罐是豎直取向的，使得方向452是從底部到頂部，並且第一端是頂端且第二端是底端，因此頂端具有第一直徑440並且底端具有直第二直徑442。在一些實施例中，第一直徑440大於第二直徑442。第二儲罐464在與第一儲罐462的第二端聯接的第一端處具有第一直徑448，並且在第二端處具有第二直徑446。在一些實施例中，第一直徑448大於或等於第二直徑446。在一些實施例中，抗蝕劑材料從開口416進入抗蝕劑儲罐結構402，並且從開口408離開抗蝕劑儲罐結構402。在一些實施例中，第一儲罐462的第一直徑440及第二直徑442、第二儲罐464的第一直徑448和第二直徑446以及角度θ被設計為使得當抗蝕劑材料從開口416進入抗蝕劑儲罐結構402並且從開口408離開(例 如，退出)抗蝕劑儲罐結構402時，在抗蝕劑儲罐結構402的每個部分中都存在連續的流，並且抗蝕劑材料在抗蝕劑儲罐結構402中不是靜止的，因此避免了抗蝕劑材料的結晶。

如圖所示，第4D圖的可調節閥430具有可調節膜472A和可調節膜472B，當抗蝕劑材料在可調節閥430中在方向474上移動時，可調節膜472A和可調節膜472B限定用於抗蝕劑材料的通道。可調節閥430亦包括第一輸入埠476A和第二輸入埠476B，該第一輸入埠476A和第二輸入埠476B用於根據壓力訊號424施加可調節的控制電壓，以控制可調節閥430的流率。在一些實施例中，離開抗蝕劑泵送裝置404到達閥410D的管道218中的壓力指示閥410D是打開的並且抗蝕劑材料被分配在晶圓上。隨後，在第一輸入埠476A及/或第二輸入埠476B處的控制電壓控制可調節膜472A和472B，以使可調節閥430的通道更寬，以增加可調節閥430中在方向474上的流量。在一些實施例中，離開抗蝕劑泵送裝置404到達閥410D的管道218中的壓力指示閥410D是關閉的並且抗蝕劑材料未被分配在晶圓上。隨後，在輸入埠476A及/或476B處的控制電壓控制可調節膜472A和472B，以縮窄可調節閥430的通道，以減少可調節閥430在方向474上的流量。在一些實施例中，離開抗蝕劑泵送裝置404到達閥410D的管道218中的壓力指示閥410D是關閉的，並且離開抗蝕劑泵送裝置404到達閥410C的管道218中的壓力指示循環流405低於可在抗蝕劑泵送系統206中產生結晶的閾值位準。隨後，在第一輸入埠476A及/或第二輸入埠476B處的控制電壓控制可調節膜472A和472B以 加寬可調節閥430的通道，從而增加可調節閥430內在方向474上的流量，由此增加從抗蝕劑泵送裝置404到抗蝕劑過濾器406的循環流405並且避免了抗蝕劑材料的結晶。

第5圖顯示根據本揭露的一些實施例的示例性抗蝕劑分配系統500的圖。如第5圖所示，抗蝕劑分配系統500包括抗蝕劑供應部202，該抗蝕劑供應部202經由管道218連接至抗蝕劑過濾器406，並且抗蝕劑過濾器406經由管道218連接至抗蝕劑儲罐結構402。當從抗蝕劑供應部202抽取抗蝕劑材料時，抗蝕劑材料中的缺陷被抗蝕劑過濾器406移除，並且將經過濾的抗蝕劑材料轉移至抗蝕劑儲罐結構402。抗蝕劑分配系統500亦包括穩流裝置502(例如，穩流閥)和抗蝕劑泵送裝置404。抗蝕劑泵送裝置404經由管道218並且經由穩流裝置502連接到抗蝕劑儲罐結構402。在一些實施例中，抗蝕劑泵送裝置404從抗蝕劑儲罐結構402抽取抗蝕劑材料，並將該抗蝕劑材料經由管道218推動到位於抗蝕劑泵送裝置404下游的抗蝕劑分配噴嘴208。在一些實施例中，回應於由抗蝕劑泵送裝置404從抗蝕劑儲罐結構402抽取抗蝕劑材料，抗蝕劑儲罐結構402從抗蝕劑供應部202經由抗蝕劑過濾器406抽取抗蝕劑材料。

如第5圖所示，抗蝕劑泵送裝置404亦經由管道218使抗蝕劑材料中未轉移到抗蝕劑分配噴嘴208的至少一部分循環回到抗蝕劑過濾器406。穩流裝置502與第4B圖的可調節閥430一致，並且用於至少在抗蝕劑分配系統500的抗蝕劑泵送系統206部分中產生抗蝕劑材料的穩流，例如連續流。在 一些實施例中，抗蝕劑材料的連續流動防止抗蝕劑材料在抗蝕劑泵送系統206中結晶。抗蝕劑分配系統500亦包括壓力監測器420和穩流控制器425。如所描述的，壓力監測器420產生壓力訊號424並且將該壓力訊號424傳輸到與壓力監測器420耦合的穩流控制器425。穩流控制器425根據穩流裝置502的壓力訊號424而生成一或多個控制訊號422，例如控制電壓。藉由將控制訊號422施加到穩流裝置502，來調節抗蝕劑材料在穩流裝置502中的流動。另外，穩流控制器425根據抗蝕劑泵送裝置404的壓力訊號424而生成一或多個控制訊號522，例如控制電壓。藉由將控制訊號522施加到抗蝕劑泵送裝置404，來調節抗蝕劑材料到抗蝕劑過濾器406的循環流405，並且避免了抗蝕劑材料的結晶。

第6圖顯示根據本揭露的一些實施例的用於控制抗蝕劑分配系統的控制系統。控制系統600包括彼此耦合的分析器模組630和主控制器640。分析器模組630耦合到掃描成像裝置608，並且可以接收抗蝕劑層的缺陷的訊息，例如第3B圖、第3C圖、第3D圖或第3E圖的抗蝕劑層216的頂表面上的缺陷的訊息615。與第2B圖的掃描成像裝置230一致的掃描成像裝置608可在第3B圖、第3C圖、第3D圖或第3E圖的抗蝕劑層216的表面上生成缺陷的圖譜。在一些實施例中，分析器模組630亦接收關於抗蝕劑材料的訊息，例如抗蝕劑材料訊息620。分析器可以從抗蝕劑材料訊息620中提取抗蝕劑材料的類型，諸如正性抗蝕劑材料或負性抗蝕劑材料，以及應當被傳遞至抗蝕劑材料以完全暴露該抗蝕劑材料的能量密度。

在一些實施例中，主控制器640耦合到抗蝕劑分配控制器602、曝光控制器604、穩流控制器610、烘烤控制器606和工作台控制器612。在一些實施例中並返回到第2A圖，抗蝕劑分配控制器602與抗蝕劑分配控制器220一致，並且工作台控制器612包括在工作台240中。在一些實施例中，穩流控制器610與第4B圖和第5圖的穩流控制器425一致。在一些實施例中並且根據缺陷的訊息615，分析器模組630可以產生抗蝕劑層216的表面上的缺陷密度，並且可以將嚴重性得分指派給抗蝕劑層216的缺陷。在一些實施例中並且根據嚴重性得分，分析器模組630經由主控制器640向穩流控制器610發送命令以調節抗蝕劑泵送系統206中的抗蝕劑材料的流量。在一些實施例中，分析器模組630經由主控制器640向穩流控制器610發送命令以增加穿過穩流裝置502的抗蝕劑材料的流量，並且亦向抗蝕劑泵送裝置404發送命令以增加抗蝕劑泵送裝置404的流量。返回到抗蝕劑過濾器406的抗蝕劑材料的循環流405。

在一些實施例中，分析器模組630根據抗蝕劑材料訊息620確定加熱基板的時間和溫度的量，例如以用於操作104(PAB操作)或操作108(PEB操作)。分析器模組630經由主控制器640命令烘烤控制器606執行PAB操作或PEB操作。在一些實施例中，分析器模組630根據抗蝕劑材料訊息620確定用於完全曝光抗蝕劑材料以在抗蝕劑材料中產生佈局圖案的能量值。分析器模組630經由主控制器640命令曝光控制器604打開輻射源(未圖示)以將抗蝕劑層216暴露於輻射。

第7圖顯示根據本揭露的一些實施例用於控制抗蝕劑分配系統的示例性製程700的流程圖。在一些實施例中，製程700由第6圖的控制系統600或第9A圖和第9B圖的電腦系統900執行。在操作710中，產生抗蝕劑材料從抗蝕劑供應部經由抗蝕劑過濾器到達抗蝕劑儲罐結構的流動。在一些實施例中並且如第5圖所示，產生抗蝕劑材料從抗蝕劑供應部202經由抗蝕劑過濾器406到達抗蝕劑儲罐結構402的流動。在一些實施例中，該流動由抗蝕劑泵送裝置404產生，並且該流動發生在管道218中。

在操作720處，產生抗蝕劑材料從抗蝕劑儲罐結構經由抗蝕劑泵到達抗蝕劑分配噴嘴的流動。在一些實施例中並且如第5圖所示，產生抗蝕劑材料從抗蝕劑儲罐結構402經由抗蝕劑泵送裝置404到達抗蝕劑分配噴嘴208的流動。在一些實施例中，該流動由抗蝕劑泵送裝置404產生，並且該流動發生在管道218中。

在操作730處，產生從抗蝕劑材料進入抗蝕劑緩衝罐時直到抗蝕劑材料離開抗蝕劑儲罐結構為止的連續流。在一些實施例中，如第4C圖所示，從抗蝕劑材料經由開口416進入抗蝕劑儲罐結構402時直到抗蝕劑材料經由開口408離開抗蝕劑儲罐結構402為止的抗蝕劑材料的流動是連續流，例如穩流。

第8A圖、第8B圖和第8C圖顯示在抗蝕劑材料停留在第2A圖、第4A圖、第4B圖和第5圖的抗蝕劑泵送系統206中的每單位時間量分配在晶圓上的抗蝕劑材料中的抗蝕劑缺 陷的數目。第8A圖、第8B圖和第8C圖的坐標860顯示例如由第2B圖的掃描成像裝置230觀察到的缺陷的數量。在一些實施例中，確定每單位面積的缺陷數量。在一些實施例中，在操作104(PAB操作)之後或在操作108(PEB操作)之後觀察到缺陷。第8A圖、第8B圖和第8C圖的坐標862顯示在抗蝕劑材料已經進入抗蝕劑泵送系統(例如，第2A圖、第4A圖和第4B圖的抗蝕劑泵送系統206)之後的持續時間。

在一些實施例中，第8A圖、第8B圖和第8C圖的曲線圖850顯示在時間T=0處，當最初將抗蝕劑材料從抗蝕劑供應部抽取到抗蝕劑儲罐結構402並且沒有延遲地沉積在晶圓上時觀察到的缺陷的數量。曲線圖850亦顯示在沖洗8小時之後，例如在晶圓上連續沉積抗蝕劑材料8小時之後，觀察到的缺陷的數量。曲線圖850亦顯示在浸泡8小時和24小時之後，例如在沒有分配的情況下循環抗蝕劑材料8小時和24小時之後觀察到的缺陷的數量。在第8A圖中，第一儲罐462為豎直取向的並且第一儲罐462的頂端的第一直徑440等於第一儲罐462的底端的第二直徑442，並且第一儲罐462與第二儲罐464之間的角度為90度。在第8B圖中，第一儲罐462為豎直取向的並且第一儲罐462的頂端的第一直徑440大於第一儲罐462的底端的第二直徑442，並且第一儲罐462與第二儲罐464之間的角度θ為90度。在第8C圖中，第一儲罐462為豎直取向的並且第一儲罐462的頂端的第一直徑440大於第一儲罐462的底端的第二直徑442，並且第一儲罐462與第二儲罐464之間的角度θ為95度。在一些實施例中，第8A圖、第8B圖和第8C圖的曲線圖 850上的數字顯示缺陷的數量。如第8A圖、第8B圖和第8C圖所示，沒有一部分抗蝕劑材料是閒置的穩定流，使抗蝕劑材料在具有與第一儲罐462的頂端直徑相比更小的底端直徑的抗蝕劑儲罐結構402中流動，並且具有在第一儲罐462與第二儲罐464之間的大於90度的角度θ，減少了抗蝕劑材料中的缺陷數量。在一些實施例中，偵測到具有至少閾值大小(例如，寬度、長度及/或直徑)的缺陷，而未偵測到更小的缺陷。在一些實施例中，閾值大小介於約10nm與約20nm之間。第8A圖、第8B圖和第8C圖顯示具有至少19nm的大小的缺陷的數量。

第9A圖和第9B圖顯示根據本揭露的一些實施例的用於控制抗蝕劑分配系統的設備。在一些實施例中，使用電腦系統900來執行第6圖的模組的功能，該模組包括主控制器640、分析器模組630、工作台控制器612、抗蝕劑分配控制器602、曝光控制器604、烘烤控制器606和穩流控制器610。在一些實施例中，使用電腦系統900來執行第7圖的製程700。在一些實施例中，電腦系統900控制抗蝕劑分配系統。另外，電腦系統900控制加熱基板，使基板暴露於輻射，以及對基板進行掃描或成像。

第9A圖是電腦系統的示意圖，該電腦系統執行用於控制抗蝕劑材料在基板上的分配的設備的功能。可以使用在其上執行的電腦硬體和電腦程式來實現前述實施例的全部或部分處理、方法及/或操作。在第9A圖中，電腦系統900具有電腦801，該電腦801包括光碟唯讀記憶體(例如，CD-ROM或 DVD-ROM)驅動器805和磁碟驅動器806、鍵盤802、滑鼠803，以及監測器804。

第9B圖是圖示電腦系統900的內部配置的圖。在第9B圖中，除了光碟唯讀記憶體驅動器805和磁碟驅動器806之外，電腦801亦具有一或多個處理器811(例如微處理單元(micro processing unit，MPU))，儲存諸如啟動程式的ROM 812，連接到處理器811並在其中暫時儲存應用程式的命令並提供暫時儲存區域的隨機存取記憶體(random access memory)813，在其中儲存應用程式、系統程式和資料的硬碟814，以及連接處理器811、唯讀記憶體(read only memory，ROM)812的匯流排815等。應注意，電腦801可包括用於提供到LAN的連接的網卡(未圖示)。

在前述實施例中，用於使電腦系統900執行控制系統的用於控制抗蝕劑材料在基板上的分配的功能的程式可以儲存在光碟821或磁碟822中，該光碟821或磁碟822被插入到光碟唯讀記憶體驅動器805或磁碟驅動器806中，並被傳輸到硬碟814。或者，程式可以經由網路(未圖示)傳輸到電腦801，並且儲存在硬碟814中。在執行時，程式被加載到隨機存取記憶體813中。可以從光碟821或磁碟822或直接從網路加載程式。該程式不必一定包括例如作業系統(operation system，OS)或第三方程式以使電腦801執行控制系統的用於控制在前述實施例中由電子射束向抗蝕劑材料傳遞的能量的量的功能。該程式可僅包括命令部分，以在受控模式下調用適當的功能(模組)並獲得所需的結果。

如所論述的，以上實施例防止了抗蝕劑材料在抗蝕劑泵送系統中靜止並且防止了抗蝕劑材料的結晶。抗蝕劑泵送系統中的抗蝕劑材料處於穩定、連續的運動中，並且沒有抗蝕劑材料的任何部分處於閒置狀態。因此，穩流防止了抗蝕劑材料結晶。另外，具有比第一儲罐的頂端直徑更小的底端直徑並且在第一儲罐與第二儲罐之間具有大於90度的角度θ的抗蝕劑儲罐減少了抗蝕劑材料中的缺陷數量。

根據本揭露的一些實施例，一種分配抗蝕劑材料的方法包括使該抗蝕劑材料從抗蝕劑供應部經由抗蝕劑過濾器流動到抗蝕劑儲罐結構。該方法亦包括使抗蝕劑材料從抗蝕劑儲罐結構經由抗蝕劑泵送裝置流動到抗蝕劑分配噴嘴。該方法更包括產生從抗蝕劑材料進入抗蝕劑儲罐結構時直到抗蝕劑材料離開抗蝕劑儲罐結構為止的抗蝕劑材料連續流。在一個實施例中，抗蝕劑儲罐結構包括實質豎直取向的上部儲罐及相對於上部儲罐以角度θ取向的下部儲罐，其中90°

θ

270°。該方法更包括當抗蝕劑材料進入上部儲罐直到抗蝕劑材料自下部儲罐流出時，產生抗蝕劑材料生的連續流。在一個實施例中，該方法更包括藉由將一部分抗蝕劑材料從抗蝕劑泵送裝置引導回到抗蝕劑過濾器來產生循環流。在一個實施例中，該抗蝕劑儲罐結構是豎直佈置的，使得該抗蝕劑材料從該抗蝕劑儲罐結構的一頂部進入並且從該抗蝕劑儲罐結構的一底部離開，該方法更包括產生從該抗蝕劑材料進入該抗蝕劑儲罐結構時直到該抗蝕劑離開該抗蝕劑儲罐結構為止在一向下方向上的連續流。在一個實施例中，在抗蝕劑儲罐結構與抗蝕劑泵送 裝置之間佈置穩流裝置，並且該方法進一步括藉由控制抗蝕劑材料穿過穩流裝置的流量來產生連續流。在一個實施例中，該方法更包括經由抗蝕劑分配噴嘴將抗蝕劑材料分配到晶圓上；產生晶圓上的抗蝕劑材料的圖像；偵測晶圓上的每單位面積抗蝕劑材料的缺陷數量；以及根據偵測到的缺陷數量來調節連續流。

根據本揭露的一些實施例，一種在一晶圓上分配抗蝕劑材料的方法包括使該抗蝕劑材料從抗蝕劑供應部經由抗蝕劑過濾器流動到抗蝕劑儲罐結構。該方法亦包括使抗蝕劑材料從抗蝕劑儲罐結構經由抗蝕劑泵送裝置流動到抗蝕劑分配噴嘴。該方法更包括經由抗蝕劑分配噴嘴將抗蝕劑材料的第一部分分配到晶圓上。該方法包括藉由將抗蝕劑材料的第二部分從抗蝕劑泵送裝置引導回到抗蝕劑過濾器來產生循環流。該方法更包括從抗蝕劑材料離開抗蝕劑供應部時直到抗蝕劑材料被分配到晶圓上為止使抗蝕劑材料連續流動。在一個實施例中，該方法更包括產生抗蝕劑材料的第二部分的連續流。在一個實施例中，該方法更包括產生從抗蝕劑材料離開抗蝕劑供應部直到抗蝕劑材料被分配到晶圓上為止的層流，使得該層流不產生氣泡。在一個實施例中，該方法更包括接收晶圓上每單位面積抗蝕劑材料的缺陷數量，並根據該缺陷數量來調節連續流。

根據本揭露的一些實施例，抗蝕劑材料分配系統包括抗蝕劑供應部和抗蝕劑過濾器，該抗蝕劑過濾器在該抗蝕劑供應部的下游連接到該抗蝕劑供應部。分配系統亦包括抗蝕 劑儲罐結構，該抗蝕劑儲罐結構在抗蝕劑過濾器的下游連接到該抗蝕劑過濾器；以及抗蝕劑泵送裝置，該抗蝕劑泵送裝置在該抗蝕劑儲罐結構的下游連接到該抗蝕劑儲罐結構。抗蝕劑儲罐結構為豎直佈置的，使得抗蝕劑材料從抗蝕劑材料進入抗蝕劑儲罐結構的位置開始直到抗蝕劑材料離開抗蝕劑儲罐結構為止以連續向下流進行流動。在一個實施例中，分配系統亦包括分配噴嘴，該分配噴嘴在抗蝕劑泵送裝置的下游連接到該抗蝕劑泵送裝置，以分配離開抗蝕劑儲罐結構的抗蝕劑材料的第一部分到晶圓的表面上。在一個實施例中，分配系統亦包括連接在抗蝕劑泵送裝置與抗蝕劑過濾器之間的一導管，並且抗蝕劑泵送裝置經由該導管將離開抗蝕劑儲罐結構的抗蝕劑材料的第二部分發送回到抗蝕劑過濾器。在一個實施例中，抗蝕劑儲罐結構包括第一儲罐和第二儲罐，使得抗蝕劑儲罐結構內部的抗蝕劑材料的流動路徑為基本上L形的。在一個實施例中，該系統使抗蝕劑材料在抗蝕劑儲罐結構中保持恆定運動。在一個實施例中，抗蝕劑儲罐結構包括基本上豎直取向的上部儲罐和相對於上部儲罐以角度θ取向的下部儲罐，其中90°

θ

270°。在一個實施例中，抗蝕劑儲罐結構包括實質豎直取向的上部儲罐，且實質豎直取向的上部儲罐的內部是錐形的，使得上部儲罐在上部儲罐入口處的內部寬度大於上部儲罐在上部儲罐出口處的內部寬度。在一個實施例中，下部儲罐在下部儲罐入口處的內部寬度大於或等於下部儲罐在下部儲罐出口處的內部寬度。在一個實施例中，分配系統更包括一穩流閥，該穩流閥連接在該抗蝕劑儲罐結構與該抗蝕劑泵送裝置之間；一 壓力感測器，該壓力感測器耦合到該抗蝕劑泵送裝置並被配置為監測該抗蝕劑泵送裝置的一壓力；以及一穩流控制器，該穩流控制器監測該壓力感測器並調節該穩流閥，以使該抗蝕劑材料在該抗蝕劑儲罐結構中連續流動。在一個實施例中，分配系統更包括一成像裝置，該成像裝置被配置為捕獲該晶圓的該表面上的該抗蝕劑材料的一圖像並監測該抗蝕劑材料的缺陷數量，其中該穩流控制器被配置為根據該缺陷數量來調節該穩流閥，以調節該抗蝕劑材料在該抗蝕劑儲罐結構中的連續流動。

先前概述了若干實施例或實例的特徵，使得本領域技藝人士可以更好地理解本揭露的各態樣。本領域技藝人士應當理解，他們可以容易地使用本揭露作為設計或修改其他製程和結構的基礎，以實現與本文介紹的實施例或實例相同的目的及/或實現與本文介紹的實施例相同的優點。本領域技藝人士亦應當認識到，此類等同構造不脫離本揭露的精神和範圍，並且在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，他們可以在本文中進行各種改變、替換和變更。

202‧‧‧抗蝕劑供應部

208‧‧‧抗蝕劑分配噴嘴

218‧‧‧管道

402‧‧‧抗蝕劑儲罐結構

404‧‧‧抗蝕劑泵送裝置

405‧‧‧循環流

406‧‧‧抗蝕劑過濾器

410A‧‧‧閥

410C‧‧‧閥

410D‧‧‧閥

420‧‧‧壓力監測器

422‧‧‧控制訊號

424‧‧‧壓力訊號

425‧‧‧穩流控制器

430‧‧‧可調節閥

Claims (1)

1. 一種抗蝕劑材料分配系統，包括：

   一抗蝕劑供應部；

   一抗蝕劑過濾器，該抗蝕劑過濾器在該抗蝕劑供應部的下游連接到該抗蝕劑供應部；

   一抗蝕劑儲罐結構，該抗蝕劑儲罐結構在該抗蝕劑過濾器的下游連接到該抗蝕劑過濾器；以及

   一抗蝕劑泵送裝置，該抗蝕劑泵送裝置在該抗蝕劑儲罐結構的下游連接到該抗蝕劑儲罐結構，

   其中該抗蝕劑儲罐結構為豎直佈置的，使得一抗蝕劑材料被配置為從該抗蝕劑材料進入該抗蝕劑儲罐結構的位置開始直到該抗蝕劑材料離開該抗蝕劑儲罐結構為止以一連續向下流進行流動。

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