(57)【要約】【課題】大型のマスクの交換を効率良く実施し、かつ、次の露光処理に使用されるマスクに対する異物の付着を防止することが可能な露光装置を提供する。【解決手段】複数の原版Ｍ、ＭＰを保管するストッカと、原版Ｍを原版ステージ３に向けて搬送する搬送路７とを有し、原版ステージ３に載置する原版Ｍを交換するための原版交換装置６を備える露光装置１であって、搬送路７は、原版ステージ３上に向けて設置された直線路であり、原版交換装置６は、搬送路７に吊設された、原版Ｍを保持するハンド１１を有する台車９と、搬送路７の直下に設置された待機室８とを備え、第１の原版Ｍを使用した第１回目の露光処理の間に、第２回目の露光処理で使用される第２の原版ＭＰを、予めストッカから待機室８に搬送し、待機室８で待機させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の原版を保管するストッカと、前記原版を原版ステージに向けて搬送する搬送路とを有し、前記原版ステージに載置する前記原版を交換するための原版交換装置を備える露光装置であって、
前記搬送路は、前記原版ステージに向けて設置された直線路であり、
前記原版交換装置は、前記搬送路に吊設された、前記原版を保持するハンドを有する台車と、前記搬送路の直下に設置された待機室とを備え、第１の原版を使用した第１回目の露光処理の間に、第２回目の露光処理で使用される第２の原版を、予め前記ストッカから前記待機室に搬送し、前記待機室で待機させることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記台車は、前記ハンドを鉛直方向に駆動可能とする上下機構を有し、
前記待機室は、前記上下機構により下降した前記ハンドにおける前記原版を把持した部分を収容可能なように、鉛直方向の上部が開放された箱部であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記ハンドは、前記原版を把持した部分を前記待機室に収容した際、前記待機室の内部が閉空間となるように、前記待機室の上部を覆う庇部を有することを特徴とする請求項１及び２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記待機室は、内部に清浄な空気を送る送風手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記待機室は、内部の空気を温度調節する温調手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記待機室は、内部の底部に、前記原版を載置する載置部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記台車は、前記搬送路を駆動する同一の可動部に設置された第１台車と第２台車とから構成されてなり、
第１回目の露光処理が終了した後、前記第２台車は、前記原版ステージに載置された前記第１の原版を受け取り、前記第２台車が受け取った前記第１の原版を前記ストッカへ回収する前に、前記第１台車は、予め前記待機室に待機していた前記第２の原版を前記原版ステージに載置することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第１台車及び第２台車は、第１回目の露光処理が終了する前に、前記原版ステージに向けた移動を開始することを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、及びそれを用いたデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、半導体デバイスや液晶表示装置等の製造工程であるリソグラフィ工程において、原版（レチクル、又はマスク）のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板（表面にレジスト層が形成されたウエハやガラスプレート等）に転写する装置である。この露光装置は、基板に転写するパターンの種類により、逐一、原版を所望のパターンが形成されたものに交換する。しかしながら、従来の露光装置では、原版を載置する原版ステージにおいて、露光処理に使用した原版を一旦収納する前に、次の露光処理に使用する原版を原版ステージに搬送することができないため、原版の交換時間が長い。そこで、原版の交換時間を短縮するために、例えば、特許文献１は、レチクルの搬送路に、レチクルを一時的に保管する保管手段（保管庫）を備えた露光装置を開示している。特許文献１によれば、原版の交換動作が保管庫と原版ステージとの間のみで実施可能であるため、高速で原版の交換を行うことができる。
【０００３】
また、露光装置は、内部に各種駆動する機構を持つため、異物発生を完全に無くすことが難しく、原版に異物が付着する可能性が高くなる。したがって、原版の交換時に異物が付着するのを防止するため、カセットに原版を収納した状態のまま原版ステージ近傍まで原版を搬送したり、原版を受け渡す際の待機位置を原版ステージと同様の雰囲気とし、原版の交換動作を速めたりする露光装置が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２８７０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、液晶表示装置用のガラス基板に対して露光処理を施す露光装置のように、原版であるマスクが大型化すると、回転ハンドを用いてマスクを交換する場合に装置内で干渉領域が増加するため、装置全体が大型化し、更に装置費用も膨大となる。一方、マスクローダを用いてマスクを交換する場合も、マスクを保管する場所とマスクステージとの間が離れてマスクローダが大型化し、マスクの交換時間が長くなる。これに対して、マスクローダを使用する場合に、マスクステージ近傍でマスクを待機させる場所を設けると、待機中にマスクに異物が付着する可能性がある。更に、この場合、カセットを保持、及び開閉可能な機構を設けると、装置全体の大きさが更に増すことになる。
【０００６】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、大型のマスクの交換を効率良く実施し、かつ、次の露光処理に使用されるマスクに対する異物の付着を抑止することが可能な露光装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の原版を保管するストッカと、原版を原版ステージに向けて搬送する搬送路とを有し、原版ステージに載置する原版を交換するための原版交換装置を備える露光装置であって、搬送路は、原版ステージ上に向けて設置された直線路であり、原版交換装置は、搬送路に吊設された、原版を保持するハンドを有する台車と、搬送路の直下に設置された待機室とを備え、第１の原版を使用した第１回目の露光処理の間に、第２回目の露光処理で使用される第２の原版を、予めストッカから待機室に搬送し、待機室で待機させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、原版交換装置において、第１の原版を使用した第１回目の露光処理が終了する前に、次の露光処理に使用される第２の原版を待機室に予め準備しておくので、原版の交換時間が短縮され、露光処理動作の停止時間を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。
【図２】マスク交換装置の台車を拡大した斜視図である。
【図３】マスクの交換手順を示す概略図である。
【図４】マスク交換装置の台車の側面図である。
【図５】本発明の露光装置における露光処理の流れ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】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。なお、本実施形態の露光装置は、レンズ及び大型凹面鏡を備え、原版であるマスクのパターンをガラス基板上に投影露光する反射型投影光学系を採用したミラースキャン型の露光装置である。
【００１１】
まず、本発明の露光装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。露光装置１は、まず、不図示の光源を有する照明光学系２と、マスクＭを載置するマスクステージ（原版ステージ）３と、投影光学系４と、基板Ｐを載置する基板ステージ５とを備える。露光装置１は、マスクＭに形成されたパターン（例えば、ＴＦＴ回路等）を感光剤（フォトレジスト）が塗布された基板Ｐ上へ投影転写するものである。なお、以下の各図において、投影光学系４の光軸に対して平行に、即ち鉛直方向にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のマスクＭ及び基板Ｐの走査方向にＹ軸を取り、該Ｙ軸に直交する非走査方向にＸ軸を取って説明する。
【００１２】
光源は、露光光となる光線を射出するものであり、超高圧水銀ランプ等で構成される。照明光学系２は、不図示の光学素子を備え、入射された光線をマスクＭ上に集光する。マスクステージ３は、マスクＭを吸着保持するための不図示の吸着部を有し、マスクＭを載置、及び保持しつつ移動可能なステージ装置である。マスクステージ３は、照明光学系２に対してマスクＭを走査駆動するように構成され、Ｙ軸方向に長いストロークを有し、Ｘ軸方向にマスクＭの位置を微小調整するに適当なストロークを有する。投影光学系４は、マスクＭを透過して入射した露光光を、内部に設置された反射鏡で偏光特性を変化させつつ、マスクＭの照射領域に描画されたパターン像を基板Ｐ上に結像させる。ここで、投影光学系４は、例えば、台形ミラー、凸面鏡、及び凹面鏡等を介してマスクＭのパターンの像を基板Ｐ上に形成し、基板Ｐ上での投影領域は、所定形状（例えば、円弧形状）に設定される。更に、基板ステージ５は、基板Ｐを載置、及び保持しつつ、ＸＹＺの３次元方向に移動可能なステージ装置である。基板ステージ５に保持された基板Ｐとマスクステージ３に保持されたマスクＭとは、投影光学系４を介して共役な位置関係に配置される。
【００１３】
また、露光装置１は、投影光学系４の近傍に、本発明の特徴であるマスク交換装置（原版交換装置）６を備える。マスク交換装置６は、基板Ｐに結像されるパターン像の変更等により、マスクステージ３上のマスクＭを交換するための原版搬送装置である。マスク交換装置６は、露光装置１内でマスクＭを保管する不図示のマスクストッカ（ストッカ）と、該マスクストッカとマスクステージ３との間でマスクＭを搬送するローダ７と、マスクＭを一旦待機させる待機室８とを備える。マスクストッカは、複数枚のマスクＭを同時に保管可能な保管棚であり、複数枚のマスクＭを、間隔を空けてＺ方向に並べて収納する。このとき、マスクストッカは、複数のパターン像に対応するために複数のマスクＭを一時収納する。ここで、マスクストッカは、マスクＭ周辺の空調機構やマスクＭをケースに収納することによって、マスクＭへの異物の付着を防止する。ローダ７は、マスクＭをＸ軸方向に移動可能とする台車９を２台備えた搬送路（直線路）である。本実施形態では、２台の台車９は、ローダ７の下部を互いに直線的に移動するものとし、以下、ローダ７に対して待機室８側に位置するものを第１台車９ａとし、マスクステージ３側に位置するものを第２台車９ｂとして説明する。なお、第１及び第２台車９ａ、９ｂは、それぞれ単独で移動するものではなく、後述する同一の可動部１０で一体化して移動するものとする。
【００１４】
図２は、第１台車９ａを拡大した斜視図である。第１台車９ａは、マスクＭを把持するハンド１１と、該ハンド１１に固定され、Ｌ型の板材で形成された２箇所の庇部１２とを備える。ハンド１１は、マスクＭを把持自在とすると共に、第１台車９ａに設置されたＺ方向に駆動可能な上下機構により、上下移動が可能である。庇部１２は、待機室８の上部を覆う蓋としての作用と、搬送時におけるマスクＭの外部との衝突を防止する作用と、更には、搬送時におけるマスクＭの表面への異物の付着を防止する作用とを有する。なお、第２台車９ｂの構成は、前述の第１台車９ａの構成において、庇部１２を備えなくてもよい。また、第２台車９ｂは、搬送時の衝突防止、及び異物付着防止を目的として、庇部１２を備えてもよい。待機室８は、ハンド１１のマスクＭを把持した部分を収容可能とし、Ｚ方向の上部のみ開放した箱部である。また、待機室８は、マスクステージ３へのマスクＭの搬送時間の短縮を考慮し、ローダ７の直下で、かつ、可能な限りマスクステージ３の近傍に設置することが望ましい。
【００１５】
更に、露光装置１は、ユーザーによるマスクＭ及び基板Ｐの選択、露光処理枚数、若しくは露光処理順等の設定に基づいて、露光装置１の各構成要素の動作を制御する不図示の制御部を有する。制御部は、ＣＰＵや記憶装置等を備えたコンピュータ、若しくはシーケンサ等で構成される制御手段であり、設置場所は、露光装置１の内部、及び外部を問わない。なお、以下に説明するマスク交換装置６よるマスクＭの搬送動作は、上記記憶装置に保存されたプログラム、若しくは上記シーケンサに保存されたシーケンスにより実行されるものとする。
【００１６】
次に、マスク交換装置６によるマスクの交換方法について説明する。まず、制御部は、ユーザーの設定に基づいて、露光処理に使用されるマスクＭを決定し、不図示の搬送装置にマスクストッカからマスクＭを取出させ、搬送装置は、取出したマスクＭをローダ７に受け渡し可能な位置まで搬送する。次に、ローダ７は、台車９に設置されたハンド１１でマスクＭを保持することにより、マスクＭを受け取る。その後、ローダ７は、台車９をＸ方向に駆動してマスクステージ３にマスクＭを受け渡し、マスクＭは、マスクステージ３上に載置される。なお、マスクＭをマスクステージ３から引き上げる際には、制御部は、上述した手順の逆の動作を実行させる。ここで、露光装置１は、通常運用では、常に露光処理動作を実施している。一般に、露光処理間のマスク交換動作中は、露光装置１が露光処理を実施できないため、可能な限りマスク交換時間を短縮させ、露光処理時間を増加させることが望ましい。しかしながら、従来の露光装置では、一旦マスクＭをマスクストッカに引き上げ、その後、次の露光処理に採用するマスクＭを搬送するので、多くの時間がかかる。そこで、本実施形態では、露光装置１の稼動中のマスク交換動作を、以下の方法で行う。
【００１７】
図３は、マスク交換装置６によるマスクの交換手順を示す概略図である。なお、以下の説明において、第１回目の露光処理に採用されるマスクＭ（第１の原版）に対して、第２回目の露光処理に採用されるマスク（第２の原版）を、マスクＭＰと表記する。まず、マスク交換装置６において、第１台車９ａは、マスクＭをマスクステージ３上に載置する。そして、露光装置１は、マスクステージ３を投影光学系４上の基準位置まで移動し、第１回目の露光処理を実施する。その間、第１及び第２台車９ａ、９ｂを吊設した可動部１０は、一旦待機室８側に移動して、第２回目の露光処理で採用するマスクＭＰの搬送準備に備える。このとき、マスクＭＰは、マスクストッカから第１台車９ａの受渡位置まで搬送され、第１台車９ａのハンド１１が保持する。そして、ローダ７は、マスクＭＰを保持した第１台車９ａを待機室８上まで移動させ、第１台車９ａのハンド１１を下降させることにより、マスクＭＰを待機室８内に収容する。その後、第１及び第２台車９ａ、９ｂは、第１回目の露光処理が終了する直前まで待機する（図３（ａ））。
【００１８】
次に、まず、第１回目の露光処理終了直前、例えば、最終の基板Ｐの露光処理中に、第１台車９ａは、ハンド１１を上昇させて移動体勢に入り、その後、ローダ７は、第２台車９ｂがマスクステージ３上に位置するまで可動部１０を移動させる（図３（ｂ））。次に、第２台車９ｂは、マスクステージ３上のマスクＭを受け取り、ハンド１１を上昇させて移動体勢に入る。その後、ローダ７は、マスクＭＰを保持した第１台車９ａをマスクステージ３上に位置するまで可動部１０を移動させ、第１台車９ａは、マスクＭＰをマスクステージ３上に載置する（図３（ｃ））。次に、ローダ７は、第２台車９ｂでマスクＭを保持しつつ、可動部１０を待機室８側へ移動させる（図３（ｄ））。ここで、露光装置１は、第２回目の露光処理を開始し、第２台車９ｂからマスクストッカへマスクＭを受け渡す。
【００１９】
次に、待機室８の作用について説明する。図４は、マスクＭを保持したハンド１１が、待機室８内に収容された場合の第１台車９ａの概略側面図である。なお、図４において、待機室８内を可視化するため、待機室８のみ断面図とする。図４（ａ）に示すように、待機室８は、ハンド１１に設置された２箇所の庇部１２により、マスクＭの収容時は、内部が閉空間となる。また、待機室８は、側面に送風手段であるファンフィルターユニット１３を備え、該ファンフィルターユニット１３により内部空間に対して清浄な空気を供給する。この供給により、待機室８内における露光処理の障害となるゴミ等の異物を極力排除することができる。したがって、マスクＭが長時間待機室８内に待機した状態に置かれても、マスクＭに対する異物の付着を防止することが可能となる。なお、ファンフィルターユニット１３は、待機室８内に清浄な空気を供給することができれば、特にその構成を限定するものではなく、例えば、フィルタのみを待機室８の側面に隣設し、別の場所に設置された送風機からダクトを介して送風しても良い。この場合、待機室８に設置するフィルタの構造が単純化されるので、待機室８をマスクステージ３に対してより近傍に配置することができる。
【００２０】
一方、待機室８内では、図４（ａ）に示すように、ハンド１１がマスクＭを保持した状態で待機しているが、待機室８を、図４（ｂ）に示すように、待機室８内の底部に載置部１４を設置し、マスクＭを一旦載置部１４に載置する構成としても良い。この場合、マスクを交換する際には、台車９が、マスクステージ３に載置された露光処理後のマスクＭを一旦マスクストッカに受け渡し、次に、待機室８内の載置部１４に載置されたマスクＭＰをマスクステージ３に搬送する。これにより、ローダ７に対して台車９を複数台設置する必要がないので、単純な装置構成となり、費用効果がある。更に、この場合、台車９がマスクを保持している時間が短いので、露光装置１内の不具合等で装置の電源を落とした後の復帰処理を行う際に、ローダ７の駆動軸の原点復帰等における初期化を実施しやすい。
【００２１】
次に、本発明の露光装置による露光処理の流れを、上記のマスク交換方法に関連させて説明する。図５は、マスク交換方法に関連した露光処理の流れを示すフローチャートである。まず、第１回目の露光処理として、マスクＭを使用して露光処理を開始し（ステップＳ１０１）、最終基板Ｐに対する露光処理を実施した後（ステップＳ１０２）、露光処理が終了する（ステップＳ１０３）。この露光処理と並行して、本実施形態では、制御部は、次の露光工程を登録した後（ステップＳ１０４）、マスク交換装置６に対して、マスクＭＰの準備を指示し（ステップＳ１０５）、マスクＭＰを待機室８に待機させる（ステップＳ１０６）。そして、ステップＳ１０２における最終基板Ｐに対する露光処理の開始を受けて、制御部は、ローダ７を駆動させてマスクＭＰを保持した第１台車９ａをマスクステージ３に向けて移動させる（ステップＳ１０７）。その後、制御部は、第１台車９ａを第１回目の露光処理が終了するまで待機させる（ステップＳ１０８）。次に、第１回目の露光処理が終了した後に、制御部は、マスク交換装置６に対して、マスクステージ３上に載置されたマスクＭを受け取り、引き続きマスクＭＰをマスクステージ３に載置するように指示する（ステップＳ１０９、Ｓ１１０）。マスクステージ３にマスクＭＰを載置した後、制御部は、第１回目の露光処理後の処理（基板Ｐの搬送等）が終了したことを確認し（ステップＳ１１１）、次の露光処理工程の露光準備（ステップＳ１１２）、及びマスクＭの回収指示を行う（ステップＳ１１３）。以後、第３回目以降の露光処理がある場合は、制御部は、上記ステップＳ１０１からＳ１１３の処理を繰り返す。なお、図５では、マスクＭＰの駆動開始時期（ステップＳ１０７）を最終基板Ｐの露光処理開始（ステップＳ１０２）と一致させているが、第１回目の露光処理の終了時期を予め予測可能な場合がある。この場合、予測した終了時期に基づいて、マスクＭＰを保持した第１台車９ａが待機するために必要な時間だけ、ローダ７を前倒しして駆動させても良く、これにより、マスクＭＰが待機室８の外にいる時間を最小限とすることができる。更に、ローダ７が前倒しで駆動するので、マスク交換時間も早くなる。ここで、第１回目の露光処理の終了時期を予測する方法として、最終基板Ｐの露光処理前に、ある１枚の基板Ｐに対する露光時間を予め制御部が記憶し、その露光時間に基づいて、制御部が最終基板Ｐの露光時間を算出すれば良い。
【００２２】
以上のように、本発明の露光装置によれば、マスク交換装置６において、マスクＭの露光処理終了前に、マスクステージ３の近傍に設置された待機室８で次の露光処理に使用されるマスクＭＰを予め準備する。これにより、マスクの交換時間が短縮され、露光処理動作の停止時間を低減させることができる。また、待機室８をマスクステージ３の近傍に設置し、かつ、直線搬送路であるローダ７を採用したことにより、マスクが大型となる場合でも、マスクの交換を省スペースで効率良く実施できる。なお、マスクＭＰが待機室８にて待機する時間は、マスクＭの露光予定枚数に依存するが、予め全ての処理枚数を予測するのは難しいので、１つの露光処理の終了を待たずにマスクＭＰの搬送を開始し、長時間マスクＭＰを待機室８に待機させる場合もある。この場合も、待機室８が、ローダ７にマスクの受け渡しを行うことが可能な範囲の直近で、かつ、マスクステージ３の近傍に設置されることは、マスクの交換時間の短縮に最適である。
【００２３】
（デバイスの製造方法）
次に、本発明の一実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００２４】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００２５】
上記実施形態では、ローダ７は、可動部１０に対して２台の台車９ａ、９ｂを備える構成としたが、例えば、１つの台車のみを備え、該１つの台車に複数のハンド１１を備える構成としても良い。上記実施形態では、個別に台車９を駆動できるのでマスクの交換に自由度がある利点に対し、１つの台車９にハンド１１を複数構成した場合は、ローダ７の構造が単純化するという利点がある。
【００２６】
また、上記実施形態では、待機室８を設置し、ファンフィルターユニット１３によりマスクＭＰ周辺部の閉空間に清浄な空気を供給する構成としたが、追加機能として、閉空間内の温度調節が可能な温調手段を設置しても良い。露光装置１において、マスクＭのパターンを露光する際は、露光性能にマスクＭの温度も関わる。したがって、待機室８にて待機しているマスクＭＰの温度調節を行えば、マスクステージ３へ搬送するマスクＭＰを一定の温度とすることができるため、精度良く露光処理が実施できる。
【００２７】
更に、通常、露光装置において、マスクＭに付着した異物を検知するために、異物検査装置を設置している。この場合、待機室８にマスクＭＰが収容される前に、異物検査装置で検査を行っても良い。これにより、待機室８にマスクＭＰが収容される前に、予めマスクＭＰに異物が付着しているかどうかを検査できるので、異物の付着を可能な限り減らすことができる。
【符号の説明】
【００２８】
１    露光装置
３    マスクステージ
６    マスク交換装置
７    ローダ
８    待機室
９    台車
１０  可動部
１１  ハンド
１２  庇部
１３  ファンフィルターユニット
１４  載置部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011047972.tif 000005
【図４】
2011047972.tif 000006
【図５】
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