(57)【要約】【課題】搬送ロボットのアームの劣化を抑制する。【解決手段】搬送条件設定装置は、基板処理装置のレシピ時間に基づいて当該基板処理装置のスループットを取得するプロセス時間取得部と、取得されたスループットと、所定のハンド数に対応する搬送能力とスループットとの予め設定された対応関係とに基づいて、当該ハンド数に対応した搬送速度を決定する搬送速度設定部と、を備え、搬送速度設定部は、取得されたスループットに対して当該ハンド数に対応する最大搬送能力に余裕がある場合に、最大搬送能力よりも低い搬送能力に対応する搬送速度を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置のレシピ時間に基づいて当該基板処理装置のスループットを取得するプロセス時間取得部と、
取得されたスループットと、所定のハンド数に対応する搬送能力とスループットとの予め設定された対応関係とに基づいて、当該ハンド数に対応した搬送速度を決定する搬送速度設定部と、
を備え、
前記搬送速度設定部は、
取得されたスループットに対して当該ハンド数に対応する最大搬送能力に余裕がある場合に、当該最大搬送能力よりも低い搬送能力に対応する搬送速度を決定する、搬送条件設定装置。
【請求項２】
基板処理装置のレシピ時間に基づいて当該基板処理装置のスループットを取得するプロセス時間取得部と、
取得されたスループットと、複数通りのハンド数のそれぞれに対応する各最大搬送能力とに基づいて、当該スループットに対応したハンド数を決定するハンド数設定部と、
を備え、
前記ハンド数設定部は、取得されたスループットよりも最大搬送能力における搬送スループットが高いハンド数を決定する、搬送条件設定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の搬送条件設定装置と、
基板の処理を行う基板処理ユニットと、
前記搬送条件設定装置が設定した搬送条件に基づいて、前記基板を搬送する搬送ロボットと、
を備える、基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置であって、
前記搬送ロボットが備える各ハンドについて、基板の搬送枚数の履歴を管理する履歴情報管理部、
をさらに備え、
前記履歴情報管理部は、
基板の搬送枚数に対して、基板の搬送速度が増加すると基板の搬送枚数が増大するとともに、基板の搬送距離が増大すると基板の搬送枚数が増大する所定の関係に基づいて基板の搬送枚数に重み付けをおこなうことによって基板の搬送枚数の履歴を管理する、基板処理装置。
【請求項５】
基板処理装置のレシピ時間に基づいて当該基板処理装置のスループットを取得するプロセス時間取得ステップと、
所定のハンド数に対応する搬送能力とスループットとの予め設定された対応関係とに基づいて、当該ハンド数に対応した搬送速度を決定する搬送速度決定ステップと、
を備え、
前記搬送速度設定ステップは、
取得されたスループットに対して当該ハンド数に対応する最大搬送能力に余裕がある場合に、当該最大搬送能力よりも低い搬送能力に対応する搬送速度を決定するステップである、搬送条件設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に各種基板を搬送する搬送条件の設定技術に関する。各種基板には、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用ガラス基板、太陽電池用基板等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の処理室、および複数の基板搬送用アームを有する半導体製造装置において、処理される各基板ごとに、搬送工程の履歴情報を逐次に格納し、検索できるようにすることで、基板の異常について、原因究明できるようにして装置のメンテナンス性を向上させることを図る技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２-１１０４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような基板処理装置では、搬送ロボットの故障や、劣化等に起因する異常が発生する。しかし、特許文献１の装置では、最適な搬送条件の設定によって装置のメンテナンスを図るといった試みがされていないため、搬送ロボットのハンドが必要以上の速度で駆動されてアームが劣化してしまうといった問題がある。
【０００５】
本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、搬送ロボットのハンドの劣化を抑制できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、第１の態様に係る搬送条件設定装置は、基板処理装置のレシピ時間に基づいて当該基板処理装置のスループットを取得するプロセス時間取得部と、取得されたスループットと、所定のハンド数に対応する搬送能力とスループットとの予め設定された対応関係とに基づいて、当該ハンド数に対応した搬送速度を決定する搬送速度設定部と、を備え、前記搬送速度設定部は、取得されたスループットに対して当該ハンド数に対応する最大搬送能力に余裕がある場合に、当該最大搬送能力よりも低い搬送能力に対応する搬送速度を決定する。
【０００７】
第２の態様に係る搬送条件設定装置は、基板処理装置のレシピ時間に基づいて当該基板処理装置のスループットを取得するプロセス時間取得部と、取得されたスループットと、複数通りのハンド数のそれぞれに対応する各最大搬送能力とに基づいて、当該スループットに対応したハンド数を決定するハンド数設定部と、を備え、前記ハンド数設定部は、取得されたスループットよりも最大搬送能力における搬送スループットが高いハンド数を決定する。
【０００８】
第３の態様に係る基板処理装置は、第１または第２の態様に係る搬送条件設定装置と、基板の処理を行う基板処理ユニットと、前記搬送条件設定装置が設定した搬送条件に基づいて、前記基板を搬送する搬送ロボットと、を備える。
【０００９】
第４の態様に係る基板処理装置は、第３の態様に係る基板処理装置であって、前記搬送ロボットが備える各ハンドについて、基板の搬送枚数の履歴を管理する履歴情報管理部、をさらに備え、前記履歴情報管理部は、基板の搬送枚数に対して、基板の搬送速度が増加すると基板の搬送枚数が増大するとともに、基板の搬送距離が増大すると基板の搬送枚数が増大する所定の関係に基づいて基板の搬送枚数に重み付けをおこなうことによって基板の搬送枚数の履歴を管理する。
【００１０】
第５の態様に係る搬送条件設定方法は、基板処理装置のレシピ時間に基づいて当該基板処理装置のスループットを取得するプロセス時間取得ステップと、所定のハンド数に対応する搬送能力とスループットとの予め設定された対応関係とに基づいて、当該ハンド数に対応した搬送速度を決定する搬送速度決定ステップと、を備え、前記搬送速度設定ステップは、取得されたスループットに対して当該ハンド数に対応する最大搬送能力に余裕がある場合に、当該最大搬送能力よりも低い搬送能力に対応する搬送速度を決定するステップである。
【発明の効果】
【００１１】
第１の態様に係る発明によれば、搬送速度設定部は、取得されたスループットに対して所定のハンド数に対応する最大搬送能力に余裕がある場合に、当該最大搬送能力よりも低い搬送能力に対応する搬送速度を決定する。従って、搬送ロボットのハンドの劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る基板処理装置を模式的に示す概略平面図である。
【図２】レシピ時間と基板処理装置のスループットと搬送ロボットの最大の搬送能力との関係の一例を表形式で示す図である。
【図３】図２の表をグラフ形式で示す図である。
【図４】レシピ時間と基板処理装置のスループットとの関係と、搬送ロボットの搬送能力との関係の一例を表形式で示す図である。
【図５】図４の表をグラフ形式で示す図である。
【図６】実施形態に係る基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】基板の搬送枚数と、ハンドのウェハガイドの研磨量との関係をグラフ形式で示す図である。
【図８】搬送ロボットが備える複数のハンドを模式的に示す斜視図である。
【図９】レシピの内容の一例を示す模式図である。
【図１０】実施形態に係る基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、実施の形態について説明する。以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、以下に参照する各図では、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。また、各図では、同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。上下方向は鉛直方向であり、スピンチャックに対して基板側が上である。
【００１４】
＜１．基板処理装置１００＞
実施形態に係る基板処理装置１００の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、基板処理装置１００を模式的に示す概略平面図である。
【００１５】
基板処理装置１００は、半導体ウェハ等の複数枚の基板Ｗを処理するシステムである。基板Ｗの表面形状は略円形である。基板処理装置１００は、複数の基板処理ユニット１を備えている。基板処理装置１００は、各基板処理ユニット１において、基板Ｗを、一枚ずつ、連続して処理することができるとともに、複数の基板処理ユニット１によって、複数の基板Ｗを並行して処理することもできる。
【００１６】
基板処理装置１００は、並設された複数のセル（処理ブロック）、具体的には、インデクサセル１１０および処理セル１２０と、当該複数のセル１１０，１２０が備える各動作機構等を制御する制御部１３０と、を備える。
【００１７】
＜インデクサセル１１０＞
インデクサセル１１０は、装置外から受け取った未処理の基板Ｗを処理セル１２０に渡すとともに、処理セル１２０から受け取った処理済みの基板Ｗを装置外に搬出するためのセルである。インデクサセル１１０は、複数のキャリアＣを載置するキャリアステージ１１１と、各キャリアＣに対する基板Ｗの搬出入を行う基板搬送装置（移載ロボット）ＩＲと、を備える。
【００１８】
キャリアステージ１１１に対しては、複数の未処理の基板Ｗを収納したキャリアＣが、装置外部から、ＯＨＴ(Overhead Hoist Transfer)等によって搬入されて載置される。未処理の基板Ｗは、キャリアＣから１枚ずつ取り出されて装置内で処理され、装置内での処理が終了した処理済みの基板Ｗは、再びキャリアＣに収納される。処理済みの基板Ｗを収納したキャリアＣは、ＯＨＴ等によって装置外部に搬出される。このように、キャリアステージ１１１は、未処理の基板Ｗおよび処理済みの基板Ｗを集積する基板集積部として機能する。なお、キャリアＣの形態としては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(Front Opening Unified Pod)であってもよいし、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや、収納された基板Ｗを外気に曝すＯＣ(Open Cassette)であってもよい。
【００１９】
移載ロボットＩＲは、基板Ｗを下方から支持することによって、基板Ｗを水平姿勢（基板Ｗの主面が水平な姿勢）で保持可能な複数のハンド（例えば、４つ）と、複数のハンドをそれぞれ移動する複数アームを備える。移載ロボットＩＲは、キャリアステージ１１１に載置されたキャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出して、当該取り出した基板Ｗを、基板受渡位置Ｐにおいて搬送ロボットＣＲ（後述する）に渡す。また、移載ロボットＩＲは、基板受渡位置Ｐにおいて搬送ロボットＣＲから処理済みの基板Ｗを受け取って、当該受け取った基板Ｗを、キャリアステージ１１１上に載置されたキャリアＣに収納する。移載ロボットＩＲは、複数のハンドを同時に使用して基板Ｗの受渡しを行うことができる。
【００２０】
＜処理セル１２０＞
処理セル１２０は、基板Ｗに処理を行うためのセルである。処理セル１２０は、複数の基板処理ユニット１と、当該複数の基板処理ユニット１に対する基板Ｗの搬出入を行う搬送ロボットＣＲと、を備える。搬送ロボットＣＲと制御部１３０とは、基板搬送装置である。ここでは、複数個（例えば、３個）の基板処理ユニット１が鉛直方向に積層されて、１個の基板処理装置群１０を構成している。そして、複数個（図示の例では、４個）の基板処理装置群１０が、搬送ロボットＣＲを取り囲むようにクラスタ状（房状）に設置される。従って、複数の基板処理ユニット１は、搬送ロボットＣＲの周囲にそれぞれ配置される。基板処理ユニット１は、不図示のスピンチャックの上側（鉛直方向の上側）に配置された基板をスピンチャックよって着脱可能に保持し、所定の回転軸を中心にスピンチャックを回転させながら、基板に対して所定の処理（例えば、薬液処理、リンス処理、若しくは乾燥処理など）を行う。
【００２１】
搬送ロボットＣＲは、基板Ｗを片持ち支持しながら搬送するロボットである。搬送ロボットＣＲは、指定された基板処理ユニット１から処理済みの基板Ｗを取り出して、当該取り出した基板Ｗを、基板受渡位置Ｐにおいて移載ロボットＩＲに渡す。また、搬送ロボットＣＲは、基板受渡位置Ｐにおいて移載ロボットＩＲから未処理の基板Ｗを受け取って、当該受け取った基板Ｗを、指定された基板処理ユニット１に搬送する。搬送ロボットＣＲも移載ロボットＩＲと同様に複数（例えば、４つ）のハンドと、複数のハンドをそれぞれ移動する複数のアームを備えている。搬送ロボットＣＲは、複数のハンドを同時に使用して基板Ｗの搬送を行うことができる。
【００２２】
＜制御部１３０＞
制御部１３０は、移載ロボットＩＲ、搬送ロボットＣＲ、および、一群の基板処理ユニット１の各々の動作を制御する。制御部１３０のハードウエアとしての構成は、一般的なコンピュータと同様のものを採用できる。すなわち、制御部１３０は、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ１１、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１２、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ１３およびプログラムＰＧやデータなどを記憶しておく磁気ディスク１４をバスライン２９に電気的に接続して構成されている。バスライン２９には、液晶パネルなどの表示部１４１およびキーボードなどの入力部１４２も電気的に接続されている。磁気ディスク１４には、基板Ｗの処理内容および処理手順を規定するレシピＫ１、および各基板処理ユニット１の構成に関する装置情報Ｋ２も記憶されている。装置情報Ｋ２には、基板処理装置１００が備える基板処理ユニット１の個数などが設定されている。また、磁気ディスク１４には、ハンドごとに、搬送速度と搬送距離によって所定の関係で重み付けされた基板の搬送枚数を蓄積する搬送履歴情報Ｋ３なども記憶されている。磁気ディスク１４には、キャリアＣに収容された各基板Ｗについて、処理を行う各基板処理ユニット１への搬送手順を記述した搬送スケジュールと各基板処理ユニット１における処理手順を記述した処理スケジュールも記憶される。
【００２３】
制御部１３０において、プログラムＰＧに記述された手順に従って主制御部としてのＣＰＵ１１が演算処理を行うことにより、基板処理装置１００の各部を制御する各種の機能部が実現される。具体的には、ＣＰＵ１１は、例えば、プロセス時間取得部１５、ハンド数設定部１６、搬送速度設定部１７、履歴情報管理部１８、および警報部１９などの各機能部として動作する。ＣＰＵ１１は、プロセス時間取得部１５と搬送速度設定部１７とを備える搬送条件設定装置２００としても動作する。もっとも、制御部１３０において実現される一部あるいは全部の機能部は、専用の論理回路などでハードウエア的に実現されてもよい。
【００２４】
＜２．基板処理装置１００の搬送条件の設定動作＞
図４は、レシピ時間と基板処理装置１００のスループットとの関係と、搬送ロボットの搬送能力との関係（対応関係）の一例を表形式で示す図である。図５は、図４の表をグラフ形式で示す図である。図６は、基板処理装置１００の搬送条件の設定動作の一例を示すフローチャートである。図９は、レシピＫ１の内容の一例を示す模式図である。図９には、各基板処理ユニット１において、各基板Ｗに対して行われる処理例Ａ、Ｂについて、実施される順序、処理内容、および処理時間が規定されている。
【００２５】
以下に、図６に基づいて、基板処理装置１００の搬送条件の設定動作の一例について、図２〜図６等を適宜参照しつつ説明する。
【００２６】
制御部１３０は、例えば、入力部１４２を介して操作者によるウェハ処理命令を受け付けると（図６のステップＳ１０）、プロセス時間の確認処理（ステップＳ２０）を行う。
【００２７】
図２は、レシピ時間（「プロセス時間」とも称する）と基板処理装置１００のスループットと搬送ロボットの最大の搬送能力との関係の一例を表形式で示す図である。図３は、図２の表をグラフ形式で示す図である。
【００２８】
ＣＰＵ１１のプロセス時間取得部１５は、磁気ディスク１４に格納されたレシピＫ１を読み出して、当該レシピの実行に要するレシピ時間を確認する。プロセス時間取得部１５は、レシピ時間に基づいて、基板処理装置１００のスループットを取得する。具体的には、レシピ時間とスループットの関係に基づいて、現在のレシピ時間から、そのレシピ時間に対応するスループット（「基板処理のスループット」、「処理スループット」とも称する）を取得する。レシピ時間が同じでも、基板処理装置１００に含まれる基板処理ユニット１の台数が増加すれば、スループットも増加する。例えば、図２、図３の例では、４本ハンドを使用した場合、レシピ時間が１１０秒であれば、スループットは、３００枚／時である。次に、ハンド数設定部１６が、ハンド数の決定（ステップＳ３０）を行う。ハンド数設定部１６は、プロセス時間取得部１５によって取得されたスループットと、複数通りのハンド数のそれぞれに対応する各最大搬送能力とに基づいて、当該スループットに対応したハンド数を決定する。ハンド数設定部１６は、取得されたスループットよりも最大搬送能力における搬送スループットが高いハンド数を決定する。図２、図３の例では、２本ハンドによる１００％の搬送能力（搬送速度）、すなわち最大搬送総力に対応する搬送スループットは２５０枚／時であり、４本ハンドのそれは、５００枚／時である。この場合、レシピ時間が１３０秒以上の場合には基板処理のスループットは２５０枚／時以下であり、２本ハンドでも１００％以下の搬送能力で対応できるので、ハンド数設定部１６は、２本ハンドを設定する。逆に、レシピ時間が１３０秒より短い場合には、２本ハンドの搬送能力によって基板の処理が律速されるので、４本ハンドが選択される。
【００２９】
次に、搬送速度設定部１７が搬送速度を決定する（ステップＳ４０）。搬送速度設定部１７は、プロセス時間取得部１５によって取得された基板処理のスループットと、所定のハンド数に対応する搬送能力とスループットとの予め設定された対応関係とに基づいて、当該ハンド数に対応した搬送速度を決定する。当該対応関係は、例えば、図４、図５に示されるように、当該ハンド数による最大搬送能力に対応する搬送スループットが基板処理のスループットよりも大きい場合に、基板処理のスループットに対して当該最大搬送能力よりも低い搬送能力を対応付ける関係である。搬送速度設定部１７は、当該基板処理のスループットに対して当該ハンド数に対応する最大搬送能力に余裕がある場合、すなわち、当該最大搬送能力に対応する搬送スループットが当該基板処理のスループットよりも大きい場合に、当該対応関係に基づいて、当該最大搬送能力よりも低い搬送能力に対応する搬送速度を決定する。搬送スループットは、設定されたハンド数によって１時間当りに基板処理装置１００に搬送できる基板Ｗの枚数であり、より具体的には、FOUPから基板処理ユニット１に基板Ｗを搬入し、基板処理ユニット１から基板Ｗを取り出してFOUPに格納する処理を設定されたハンド数によって１時間にできる基板Ｗの枚数である。基板処理ユニット１の処理時間は０秒と仮定される。
【００３０】
例えば、図４、図５に示されるように、レシピ時間が７０秒であれば、基板処理のスループットは、４００枚／時である。ここで、磁気ディスク１４には、予め、基板処理の各スループットに対して適切な各搬送能力を対応付ける対応関係が、テーブルなどとして記憶されている。当該テーブル等に基づいて、搬送速度設定部１７は、搬送速度を決定する。４００枚／時のスループットに対しては、６０％の搬送能力が適切な値として設定されている。従って、搬送速度設定部１７は、６０％の搬送能力（当該搬送能力に対応する搬送速度）を決定する。上述のように、搬送速度設定部１７は、プロセス時間取得部１５によって取得された基板処理のスループットに対して所定のハンド数に対応する最大搬送能力に余裕がある場合に、すなわち、当該最大搬送能力に対応する搬送スループットが当該基板処理のスループットよりも大きい場合に、当該最大搬送能力よりも低い搬送能力に対応する搬送速度を決定する。従って、搬送ロボットのハンドの劣化を抑制できる。
【００３１】
次に、ＣＰＵ１１は、決定されたハンド数と、搬送速度とに基づいて、すなわち、決定された搬送条件に基づいて、搬送ロボットＣＲ等と、各基板処理ユニット１を制御して、ウェハの処理を開始する（ステップＳ５０）。搬送能力は、例えば、アーム等の保護等のために一定値以下には下げられない。
【００３２】
各ハンド数における搬送スループットの限界値（例えば、４本ハンドでは５００枚／時）よりもスループットが小さくなるレシピ時間では、搬送能力（搬送速度）を１００％よりも低下させて、ハンド、アーム等の保護を図ることができる。
【００３３】
＜３．ウェハガイドの摩耗について＞
図７は、基板Ｗの搬送枚数と、ハンドのウェハガイドの研磨量との関係をグラフ形式で示す図である。図８は、搬送ロボットが備える複数のハンドの一例を模式的に示す斜視図である。この例では、２本のハンドが使用されている。ウェハガイドは、載置された基板を位置決めするためにハンドに設けられる部材である。
【００３４】
図７に示されるように、ウェハガイドの研磨量は、基板Ｗの搬送枚数が増加した場合に増加するとともに、搬送速度が増加した場合にも増加する。そこで、ＣＰＵ１１の履歴情報管理部１８は、各ハンドについて、基板Ｗの搬送枚数の履歴管理を行う。
【００３５】
＜４．基板処理装置１００の搬送履歴管理動作＞
図１０は、基板処理装置１００の搬送履歴管理動作の一例を示すフローチャートである。
【００３６】
履歴情報管理部１８は、履歴情報の管理を行うハンドを選択して（図１０のステップＳ１１０）、磁気ディスク１４に予め格納されている当該ハンドの搬送履歴情報Ｋ３（具体的には、搬送履歴情報Ｋ３に含まれる当該ハンドの過去の搬送枚数）を読み出す。履歴情報管理部１８は、また、ＣＰＵ１１による搬送ロボットＣＲ等の制御情報に基づいて、当該ハンドによる基板の新たな搬送枚数を取得する（ステップＳ１２０）とともに、当該搬送に係る搬送速度を取得する（ステップＳ１３０）。また、履歴情報管理部１８は、基板Ｗの搬送距離も取得する（ステップＳ１４０）。履歴情報管理部１８は、搬送距離が増大すると搬送枚数が増大すると共に、搬送速度が増大しても搬送枚数が増大する所定の関係に基づいて重み付けされた搬送枚数を演算し（ステップＳ１５０）、演算した搬送枚数を過去の搬送枚数に加算することにより当該ガイドの搬送履歴情報Ｋ３を更新して、磁気ディスク１４に格納する（ステップＳ１６０）。すなわち、履歴情報管理部１８は、当該所定の関係に基づいて基板の搬送枚数に重み付けをおこなうことによって基板の搬送枚数の履歴を管理する。ＣＰＵ１１の警報部１９は、例えば、定期的に、搬送履歴情報Ｋ３を参照したり、履歴情報管理部１８が搬送履歴情報Ｋ３を更新する際に、各ハンドの搬送枚数を確認する。搬送枚数が所定の基準値を超えているハンドがあれば、警報部１９は、例えば、警報を発し、越えていない場合には、搬送履歴情報Ｋ３の管理処理が終了する。
【００３７】
本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての態様において例示であって限定的ではない。したがって、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１００  基板処理装置
２００  搬送条件設定装置
１  基板処理ユニット
１５  プロセス時間取得部
１６  ハンド数設定部
１７  搬送速度設定部
１８  履歴情報管理部
１９  警報部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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