JPH0712778A - 半導体基板表面の吸着分子の分析方法および分析装置 - Google Patents
半導体基板表面の吸着分子の分析方法および分析装置Info
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- JPH0712778A JPH0712778A JP5180807A JP18080793A JPH0712778A JP H0712778 A JPH0712778 A JP H0712778A JP 5180807 A JP5180807 A JP 5180807A JP 18080793 A JP18080793 A JP 18080793A JP H0712778 A JPH0712778 A JP H0712778A
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Landscapes
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体基板表面に吸着した吸着分子の分析を
高感度に行なう。 【構成】 ガス中に含まれる不純物ガスを大気圧イオン
化質量分析法を用いて分析する分析法において、半導体
基板１０５をガス中に設置し、半導体基板１０５の表面
にレーザビーム１０２を走査しながら照射して半導体基
板１０５の表面に吸着した吸着分子をガス中へ脱離させ
て分析を行なう。
高感度に行なう。 【構成】 ガス中に含まれる不純物ガスを大気圧イオン
化質量分析法を用いて分析する分析法において、半導体
基板１０５をガス中に設置し、半導体基板１０５の表面
にレーザビーム１０２を走査しながら照射して半導体基
板１０５の表面に吸着した吸着分子をガス中へ脱離させ
て分析を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板の吸着分子
の分析方法および分析装置に関する。
の分析方法および分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のレーザビームを用いた表
面分析方法および表面分析装置として例えば特開昭６１
−２８５６４９号に示されたレーザ質量分析装置があ
る。図４にその概略構成図を示す。ここで、４０１は真
空槽、４０２は試料、４０３はレーザビーム、４０４は
第１のレーザ装置、４０５ａ、４０５ｂは集光レンズ、
４０６は窓、４０７Ａは中性粒子、４０７Ｂはイオン、
４０８は質量分析器、４０９は試料微動装置、４１０は
第２のレーザ装置、４１１はレーザビーム、４１２はノ
ズルである。次にこのレーザ質量分析装置について動作
を説明する。レーザ装置４０４から出射されたレーザビ
ーム４０３は集光レンズ４０５ａにより、真空槽４０１
の外側におかれた試料４０２の表面上に照射される。試
料４０２からはレーザ照射により中性粒子４０７Ａが飛
び出す。この中性粒子４０７Ａは真空槽４０１に設けら
れたノズル４１２を通過して真空槽４０１内に導入さ
れ、第２のレーザ装置４１０からのレーザビーム４１１
の照射によってイオン化される。このイオン４０７Ｂは
真空槽４０１内に設置された質量分析器４０８によって
質量分析が行なわれ、試料４０２の元素分析が行なわれ
ていた。
面分析方法および表面分析装置として例えば特開昭６１
−２８５６４９号に示されたレーザ質量分析装置があ
る。図４にその概略構成図を示す。ここで、４０１は真
空槽、４０２は試料、４０３はレーザビーム、４０４は
第１のレーザ装置、４０５ａ、４０５ｂは集光レンズ、
４０６は窓、４０７Ａは中性粒子、４０７Ｂはイオン、
４０８は質量分析器、４０９は試料微動装置、４１０は
第２のレーザ装置、４１１はレーザビーム、４１２はノ
ズルである。次にこのレーザ質量分析装置について動作
を説明する。レーザ装置４０４から出射されたレーザビ
ーム４０３は集光レンズ４０５ａにより、真空槽４０１
の外側におかれた試料４０２の表面上に照射される。試
料４０２からはレーザ照射により中性粒子４０７Ａが飛
び出す。この中性粒子４０７Ａは真空槽４０１に設けら
れたノズル４１２を通過して真空槽４０１内に導入さ
れ、第２のレーザ装置４１０からのレーザビーム４１１
の照射によってイオン化される。このイオン４０７Ｂは
真空槽４０１内に設置された質量分析器４０８によって
質量分析が行なわれ、試料４０２の元素分析が行なわれ
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ質量分析
装置は以上のような構成になっているため、以下に述べ
る問題点があった。１番目としては、試料４０２からの
中性粒子４０７Ａはノズル４１２を介して真空槽４０１
に導入されるため、真空槽４０１中には大気の混入があ
る。そのため中性粒子４０７Ａおよび中性粒子４０７Ａ
がイオン化されたイオン４０７Ｂには大気中の成分が混
入し、試料４０２の元素分析に誤差が生じる問題があ
る。また、２番目としては、中性粒子４０７Ａにレーザ
ビーム４１１を照射することにより、中性粒子４０７Ａ
をイオン化し、イオン４０７Ｂとして質量分析している
が、真空槽４０１内をある一定圧力の真空に保つため
に、ノズル４１２によって中性粒子４０７Ａの個数を減
少させる必要があり、かつ、中性粒子４０７Ａが完全に
イオン４０７Ｂにイオン化されない。そのため、試料４
０２の吸着分子を分析する場合は、質量分析器４０８で
検出されるイオン数が極めて少なく、吸着分子など原子
数が少ないものは検出できないという問題点があった。
装置は以上のような構成になっているため、以下に述べ
る問題点があった。１番目としては、試料４０２からの
中性粒子４０７Ａはノズル４１２を介して真空槽４０１
に導入されるため、真空槽４０１中には大気の混入があ
る。そのため中性粒子４０７Ａおよび中性粒子４０７Ａ
がイオン化されたイオン４０７Ｂには大気中の成分が混
入し、試料４０２の元素分析に誤差が生じる問題があ
る。また、２番目としては、中性粒子４０７Ａにレーザ
ビーム４１１を照射することにより、中性粒子４０７Ａ
をイオン化し、イオン４０７Ｂとして質量分析している
が、真空槽４０１内をある一定圧力の真空に保つため
に、ノズル４１２によって中性粒子４０７Ａの個数を減
少させる必要があり、かつ、中性粒子４０７Ａが完全に
イオン４０７Ｂにイオン化されない。そのため、試料４
０２の吸着分子を分析する場合は、質量分析器４０８で
検出されるイオン数が極めて少なく、吸着分子など原子
数が少ないものは検出できないという問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガス中に含ま
れる不純物ガスを大気圧イオン化質量分析法を用いて分
析する分析方法において、半導体基板を該ガス中に設置
し、該半導体基板表面にレーザビームを走査しながら照
射することを特徴とする半導体基板表面の吸着分子の分
析方法であり、また、本発明の半導体基板表面の吸着分
子の分析装置は、ガス中に半導体基板を設置する手段
と、半導体基板表面にレーザビームを照射する手段と、
レーザビームを半導体基板表面上で走査させる手段と、
ガスを大気圧イオン化法でイオン化させる手段と、イオ
ン化されたガスを質量分析する手段とを備えているもの
である。
れる不純物ガスを大気圧イオン化質量分析法を用いて分
析する分析方法において、半導体基板を該ガス中に設置
し、該半導体基板表面にレーザビームを走査しながら照
射することを特徴とする半導体基板表面の吸着分子の分
析方法であり、また、本発明の半導体基板表面の吸着分
子の分析装置は、ガス中に半導体基板を設置する手段
と、半導体基板表面にレーザビームを照射する手段と、
レーザビームを半導体基板表面上で走査させる手段と、
ガスを大気圧イオン化法でイオン化させる手段と、イオ
ン化されたガスを質量分析する手段とを備えているもの
である。
【０００５】
【作用】本発明においては、半導体基板表面にレーザビ
ームを照射することにより、半導体基板表面に吸着して
いる吸着分子を脱離させる。脱離した吸着分子はガスに
よって大気圧イオン化部へ運ばれ、ガスとともにイオン
化される。イオン化されたガス、吸着分子は質量分析器
で質量分析され、元素分析される。ここで大気圧イオン
化法を用いると、脱離した吸着分子は全てイオン化され
るため、原子数が微量であっても高感度で検出されると
いう作用をするものである。
ームを照射することにより、半導体基板表面に吸着して
いる吸着分子を脱離させる。脱離した吸着分子はガスに
よって大気圧イオン化部へ運ばれ、ガスとともにイオン
化される。イオン化されたガス、吸着分子は質量分析器
で質量分析され、元素分析される。ここで大気圧イオン
化法を用いると、脱離した吸着分子は全てイオン化され
るため、原子数が微量であっても高感度で検出されると
いう作用をするものである。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。 ［実施例１］図１は本発明の第１の実施例について示し
たものである。ここで１０１はレーザ、１０２はレーザ
ビーム、１０３はレーザ走査装置、１０４は窓、１０５
は半導体基板、１０６はチャンバーａ、１０７ａ，１０
７ｂ，１０７ｃは配管、１０８は電極、１０９は真空ポ
ンプ、１１０は質量分析装置、１１１はチャンバｂ、１
１２はイオン化部、１１３は差動排気部、１１４はレン
ズである。次に動作について説明する。１０６のチャン
バａ内に半導体基板１０５を設置する。この時、配管１
０７ａ側から１０７ｂ側へＡｒ，Ｎ2 等の不活性なガス
が約１〜３ＳＬＭで流れている。このガスのうち約１０
０sccmが１１１のチャンバｂ内へ導入され、残りは配管
１０７ｃを通って１１１のチャンバｂの外へ排出され
る。この状態で半導体基板１０５の表面にレーザ１０１
からのレーザビーム１０２を照射すると、半導体基板１
０５の表面が局所的に昇温し、吸着していた分子は半導
体基板１０５の表面より脱離する。そしてガスによって
イオン化部１１２へ運ばれる。本発明ではレーザ１０１
にレーザビーム１０２を走査させるレーザ走査装置１０
３が付いており、レーザビーム１０２は半導体基板１０
５の表面の全域にわたって走査できる。したがって、半
導体基板１０５の表面の吸着分子を分析するのに半導体
基板１０５の表面の全域であっても、局所的な部分であ
っても任意の部分を分析できる。
説明する。 ［実施例１］図１は本発明の第１の実施例について示し
たものである。ここで１０１はレーザ、１０２はレーザ
ビーム、１０３はレーザ走査装置、１０４は窓、１０５
は半導体基板、１０６はチャンバーａ、１０７ａ，１０
７ｂ，１０７ｃは配管、１０８は電極、１０９は真空ポ
ンプ、１１０は質量分析装置、１１１はチャンバｂ、１
１２はイオン化部、１１３は差動排気部、１１４はレン
ズである。次に動作について説明する。１０６のチャン
バａ内に半導体基板１０５を設置する。この時、配管１
０７ａ側から１０７ｂ側へＡｒ，Ｎ2 等の不活性なガス
が約１〜３ＳＬＭで流れている。このガスのうち約１０
０sccmが１１１のチャンバｂ内へ導入され、残りは配管
１０７ｃを通って１１１のチャンバｂの外へ排出され
る。この状態で半導体基板１０５の表面にレーザ１０１
からのレーザビーム１０２を照射すると、半導体基板１
０５の表面が局所的に昇温し、吸着していた分子は半導
体基板１０５の表面より脱離する。そしてガスによって
イオン化部１１２へ運ばれる。本発明ではレーザ１０１
にレーザビーム１０２を走査させるレーザ走査装置１０
３が付いており、レーザビーム１０２は半導体基板１０
５の表面の全域にわたって走査できる。したがって、半
導体基板１０５の表面の吸着分子を分析するのに半導体
基板１０５の表面の全域であっても、局所的な部分であ
っても任意の部分を分析できる。
【０００７】イオン化部１１２では、ほぼ大気圧（１０
5 Ｐａ）で電極１０８に１〜３ＫＶの電圧を印加するこ
とによりコロナ放電が発生しており、配管１０７ａ，１
０７ｂを通っていたガスはコロナ放電によりイオン化さ
れる。イオン化部１１２へ半導体基板１０５を脱離した
吸着分子が導入されると、コロナ放電により吸着分子が
イオン化されるのと同時に、イオン化されたガスによっ
ても吸着分子はイオン化される。ここで大気圧イオン化
法について述べる。Ａｒ，Ｎ2 等の不活性ガスのイオン
化ポテンシャルは１５ｅＶ以上であり、イオン化ポテン
シャルが１５ｅＶより小さい原子や分子はイオン化され
た不活性ガスと衝突すると、衝突により原子や分子がイ
オン化され、イオン化されていたガスは中性化される。
したがって、大気圧下のように原子、分子の平均自由行
程が短く、約１０7 回／秒の相互衝突を起こすような状
態では、ガス中の不純物ガスは、不純物ガスのイオン化
ポテンシャルがガスのイオン化ポテンシャルより小さけ
れば、ほぼ全部がコロナ放電とイオン化されたガスによ
りイオン化される。即ち、吸着分子のイオン化ポテンシ
ャルは、平均するとほぼ１０ｅＶ以下であるので、半導
体基板１０５を脱離した吸着分子は、イオン化部１１２
でほぼ全部イオン化される。イオン化部１１２で発生し
たガス、吸着分子のイオンはその一部が差動排気室１１
３へ入り、レンズ１１４によりイオンのみが選択的に質
量分析装置１１０へ導入されて質量分析されるので、半
導体基板１０５の表面の吸着分子が同定できる。
5 Ｐａ）で電極１０８に１〜３ＫＶの電圧を印加するこ
とによりコロナ放電が発生しており、配管１０７ａ，１
０７ｂを通っていたガスはコロナ放電によりイオン化さ
れる。イオン化部１１２へ半導体基板１０５を脱離した
吸着分子が導入されると、コロナ放電により吸着分子が
イオン化されるのと同時に、イオン化されたガスによっ
ても吸着分子はイオン化される。ここで大気圧イオン化
法について述べる。Ａｒ，Ｎ2 等の不活性ガスのイオン
化ポテンシャルは１５ｅＶ以上であり、イオン化ポテン
シャルが１５ｅＶより小さい原子や分子はイオン化され
た不活性ガスと衝突すると、衝突により原子や分子がイ
オン化され、イオン化されていたガスは中性化される。
したがって、大気圧下のように原子、分子の平均自由行
程が短く、約１０7 回／秒の相互衝突を起こすような状
態では、ガス中の不純物ガスは、不純物ガスのイオン化
ポテンシャルがガスのイオン化ポテンシャルより小さけ
れば、ほぼ全部がコロナ放電とイオン化されたガスによ
りイオン化される。即ち、吸着分子のイオン化ポテンシ
ャルは、平均するとほぼ１０ｅＶ以下であるので、半導
体基板１０５を脱離した吸着分子は、イオン化部１１２
でほぼ全部イオン化される。イオン化部１１２で発生し
たガス、吸着分子のイオンはその一部が差動排気室１１
３へ入り、レンズ１１４によりイオンのみが選択的に質
量分析装置１１０へ導入されて質量分析されるので、半
導体基板１０５の表面の吸着分子が同定できる。
【０００８】図２ａ、図２ｂは本発明の分析方法および
分析装置を用いて、半導体基板表面の吸着分子を分析し
た結果である。キャリヤガスとして窒素ガスを用い、処
理方法が異なる２種類の試料を測定した。図２ａは半導
体基板を水洗し、窒素ブローで乾燥させたもの、図２ｂ
は半導体基板を水洗しＩＰＡ（イソプロピルアルコー
ル）の蒸気にて乾燥させたもので、各々半導体基板表面
の全面をレーザビームで走査させた。図２ａ、図２ｂに
おいて、横軸は検出されたイオンの質量数であり、縦軸
はシグナル強度である。図２ａでは質量数１８，２８，
４２，５６のピークが検出されている。１８は半導体基
板表面に吸着していた水分によるものであり、２８，４
２，５６はキャリヤガスの窒素によるものである。図２
ｂでは質量数２８，４２，５６，６０のピークが検出さ
れており、２８，４２，５６はキャリヤガスの窒素によ
るもので、６０は半導体基板表面に吸着していたＩＰＡ
によるものである。図２ａで用いた試料および図２ｂで
用いた試料を従来技術の表面分析装置で分析しても、空
気の成分である窒素と酸素が検出されるのみで、半導体
表面の吸着分子によるシグナルは検出されない。上述し
たように本発明の分析方法および分析装置を用いると、
従来技術では不可能であった半導体基板表面に吸着した
吸着分子を高感度で検出することが可能である。
分析装置を用いて、半導体基板表面の吸着分子を分析し
た結果である。キャリヤガスとして窒素ガスを用い、処
理方法が異なる２種類の試料を測定した。図２ａは半導
体基板を水洗し、窒素ブローで乾燥させたもの、図２ｂ
は半導体基板を水洗しＩＰＡ（イソプロピルアルコー
ル）の蒸気にて乾燥させたもので、各々半導体基板表面
の全面をレーザビームで走査させた。図２ａ、図２ｂに
おいて、横軸は検出されたイオンの質量数であり、縦軸
はシグナル強度である。図２ａでは質量数１８，２８，
４２，５６のピークが検出されている。１８は半導体基
板表面に吸着していた水分によるものであり、２８，４
２，５６はキャリヤガスの窒素によるものである。図２
ｂでは質量数２８，４２，５６，６０のピークが検出さ
れており、２８，４２，５６はキャリヤガスの窒素によ
るもので、６０は半導体基板表面に吸着していたＩＰＡ
によるものである。図２ａで用いた試料および図２ｂで
用いた試料を従来技術の表面分析装置で分析しても、空
気の成分である窒素と酸素が検出されるのみで、半導体
表面の吸着分子によるシグナルは検出されない。上述し
たように本発明の分析方法および分析装置を用いると、
従来技術では不可能であった半導体基板表面に吸着した
吸着分子を高感度で検出することが可能である。
【０００９】［実施例２］図３は本発明の第２の実施例
について示したものである。ここで３０１はレーザ、３
０２はレーザビーム、３０３はレーザ走査装置、３０４
は窓、３０５は半導体基板、３０６はチャンバａ、３０
７ａ，３０７ｂ，３０７ｃは配管、３０８は電極、３０
９は真空ポンプ、３１０は質量分析装置、３１１はチャ
ンバｂ、３１２はイオン化部、３１３は差動排気部、３
１４はミラー、３１５はレンズである。本実施例では、
レーザビーム３０２の走査にミラー３１４による反射を
利用しているため、レーザ走査装置が小さくできるとい
う利点がある。
について示したものである。ここで３０１はレーザ、３
０２はレーザビーム、３０３はレーザ走査装置、３０４
は窓、３０５は半導体基板、３０６はチャンバａ、３０
７ａ，３０７ｂ，３０７ｃは配管、３０８は電極、３０
９は真空ポンプ、３１０は質量分析装置、３１１はチャ
ンバｂ、３１２はイオン化部、３１３は差動排気部、３
１４はミラー、３１５はレンズである。本実施例では、
レーザビーム３０２の走査にミラー３１４による反射を
利用しているため、レーザ走査装置が小さくできるとい
う利点がある。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はガス中に
半導体基板を設置する手段と、半導体基板表面にレーザ
ビームを照射する手段と、レーザビームを半導体基板表
面上で走査させる手段と、ガスを大気圧イオン化法でイ
オン化させる手段と、イオン化されたガスを質量分析す
る手段とを備えているので、半導体基板表面に吸着した
吸着分子などを高感度で分析できる。
半導体基板を設置する手段と、半導体基板表面にレーザ
ビームを照射する手段と、レーザビームを半導体基板表
面上で走査させる手段と、ガスを大気圧イオン化法でイ
オン化させる手段と、イオン化されたガスを質量分析す
る手段とを備えているので、半導体基板表面に吸着した
吸着分子などを高感度で分析できる。
【図１】本発明の第１の実施例の装置概略図。
【図２】本発明の装置を用いた分析データ。
【図３】本発明の第２の実施例の装置概略図。
【図４】従来技術の装置概略図。
１０１ レーザ １０２ レーザビーム １０３ レーザ走査装置 １０４ 窓 １０５ 半導体基板 １０６ チャンバａ １０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ 配管 １０８ 電極 １０９ 真空ポンプ １１０ 質量分析装置 １１１ チャンバｂ １１２ イオン化部 １１３ 差動排気部 １１４ レンズ ３０１ レーザ ３０２ レーザビーム ３０３ レーザ走査装置 ３０４ 窓 ３０５ 半導体基板 ３０６ チャンバａ ３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃ 配管 ３０８ 電極 ３０９ 真空ポンプ ３１０ 質量分析装置 ３１１ チャンバｂ ３１２ イオン化部 ３１３ 差動排気部 ３１４ ミラー ３１５ レンズ ４０１ 真空槽 ４０２ 試料 ４０３ レーザビーム ４０４ 第１のレーザ装置 ４０５ａ，４０５ｂ 集光レンズ ４０６ 窓 ４０７Ａ 中性粒子 ４０７Ｂ イオン ４０８ 質量分析器 ４０９ 試料微動装置 ４１０ 第２のレーザ装置 ４１１ レーザビーム ４１２ ノズル
Claims (2)
- 【請求項１】 ガス中に含まれる不純物ガスを大気圧イ
オン化質量分析法を用いて分析する分析方法において、
半導体基板を該ガス中に設置し、該半導体基板表面にレ
ーザビームを走査しながら照射することを特徴とする半
導体基板表面の吸着分子の分析方法。 - 【請求項２】 ガス中に半導体基板を設置する手段と、
該半導体基板表面にレーザビームを照射する手段と、該
レーザビームを該半導体基板表面上で走査させる手段
と、該ガスを大気圧イオン化法でイオン化させる手段
と、該イオン化されたガスを質量分析する手段とを有す
る半導体基板表面の吸着分子の分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5180807A JPH0712778A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 半導体基板表面の吸着分子の分析方法および分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5180807A JPH0712778A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 半導体基板表面の吸着分子の分析方法および分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712778A true JPH0712778A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=16089700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5180807A Pending JPH0712778A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 半導体基板表面の吸着分子の分析方法および分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712778A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5701760A (en) * | 1995-10-20 | 1997-12-30 | Denso Corporation | Refrigerant evaporator, improved for uniform temperature of air blown out therefrom |
| US5735343A (en) * | 1995-12-20 | 1998-04-07 | Denso Corporation | Refrigerant evaporator |
| JP2003042951A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Fujitsu Ltd | 吸着ガス成分の簡易分析方法 |
| US6814135B2 (en) | 2000-09-27 | 2004-11-09 | Calsonic Kansei Corporation | Stacked-type evaporator |
| US7303004B2 (en) | 2003-11-28 | 2007-12-04 | Valeo Thermal Systems Japan Corporation | Heat exchanger |
| US7523781B2 (en) | 2005-01-24 | 2009-04-28 | Halls Climate Control Corporation | Heat exchanger |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63179242A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 異物を検査する方法 |
| JPH01291142A (ja) * | 1988-05-18 | 1989-11-22 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | クリーンルームの汚染監視装置 |
| JPH06318446A (ja) * | 1993-05-07 | 1994-11-15 | Hitachi Ltd | 分析方法および装置 |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP5180807A patent/JPH0712778A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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