(57)【要約】【課題】インゴットをスライスして形成されるウエハを１枚ずつ分離して、ウエハの表裏面を容易かつ均一に洗浄可能にするウエハの分離装置の提供。【解決手段】支持台Ｃに接着剤により貼着されたインゴットが支持台Ｃの一部まで含めて短冊状にスライスされて形成されたウエハＷを、当該ウエハＷが支持台Ｃにぶら下げられた状態で保持するホルダ２０と、ウエハＷを１枚ずつ吸着して、支持台Ｃの部分で分離するための分離ハンド２２とを含む分離装置２である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台に接着剤により貼着されたインゴットが前記支持台の一部まで含めて短冊状にスライスされて形成されたウエハを、当該ウエハが前記支持台にぶら下げられた状態で保持するホルダと、
前記ウエハを１枚ずつ吸着して分離するための分離ハンドと
を含むウエハの分離装置。
【請求項２】
前記分離ハンドは、前記ウエハを吸着して前記支持台の部分で折り取るものである請求項１記載のウエハの分離装置。
【請求項３】
前記分離ハンドは、回動することにより前記ウエハを折り取るものである請求項２記載のウエハの分離装置。
【請求項４】
前記ホルダに保持されたウエハを水中に浸漬した状態で分離するための水槽を含む請求項１から３のいずれかに記載のウエハの分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インゴットを短冊状にスライスして形成されるウエハを１枚ずつ分離するウエハの分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ウエハは、支持台に接着剤により貼着されたインゴットをワイヤソーにより薄く短冊状にスライスして形成される。スライス直後のウエハは、まず粗洗浄工程にて洗浄される。粗洗浄工程では、ウエハは短冊状にスライスされて支持台にぶら下がった状態のまま、洗浄槽内に浸漬され、ウエハ表面に付着したスライス粉、砥粒やクーラント等が洗浄除去される。
【０００３】
次に、ウエハは支持台とともに剥離用浸漬槽に移載され、剥離槽内の薬液に浸漬され、加熱される。これにより、接着剤が溶け、ウエハは支持台から剥離し、剥離用浸漬槽の底部に自由落下する。落下後のウエハは、人手にて剥離槽の底部から拾い上げられた後、仮カセット等に方向を合わせて挿入され、姿勢保持が行われるか、落下時に受け取る仮カセット等が事前に投入されることもある。そして、仮カセットに収納されたウエハは、人手または分離取出機構にて１枚ずつ取り出され、洗浄用カセットへ１枚ずつ分離して収納され、仕上洗浄工程に送られる。
【０００４】
また、例えば特許文献１には、接着剤によって支持台に貼着されたウエハを第１カセット内に収容した状態で洗浄し、洗浄されたウエハを支持台から剥離させるが、このとき、支持台から剥離させたウエハは、第１カセット内に設けた両規制板によって倒伏しないように保持した状態で、保持ロッド上に支持することが記載されている。また、ウエハから剥離された支持台は公知のマニピュレータまたはロボットによって第１カセットから取り出し、支持台から剥離されたウエハは第１カセットに収容したままの状態で、その軸線が水平となるように支持台上に支持し、１枚ずつ分離して第２カセットに収容することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３７７１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、昨今、ウエハの薄肉化への取り組みや固定砥粒スライス技術の導入が進んでおり、ワイヤソーのワイヤ径も細くなり、短冊状にスライスされて支持台にぶら下がった状態でのウエハ間の隙間は０．１４ｍｍ程度にまで少なくなっている。一方で、ウエハの大きさは１２５〜１５５ｍｍ程度と長大であるため、従来のようにウエハが支持台にぶら下がったままの状態では、ウエハ間の隙間の洗浄は困難を極め、多大な時間と労力を要する割には品質が安定しないという問題がある。
【０００７】
また、固定砥粒ワイヤによりスライスされたウエハは、表面の平滑性が高いことから、特許文献１に記載のように支持台から剥離してウエハの軸線が水平となるように支持台上に支持した際に、剥離したウエハがソーマークの影響を受けて、ウエハ同士が強固に密着する。このウエハ同士の密着は、ウエハを洗浄すればするほど、ウエハ表面の凹凸が無くなって、より強力に発生することになる。その結果、このウエハを１枚ずつ分離することが困難となり、歩留まり低下を招く。
【０００８】
そこで、本発明においては、インゴットをスライスして形成されるウエハを１枚ずつ分離して、ウエハの表裏面を容易かつ均一に洗浄可能にするウエハの分離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】
【０００９】
本発明のウエハの分離装置は、支持台に接着剤により貼着されたインゴットが支持台の一部まで含めて短冊状にスライスされて形成されたウエハを、当該ウエハが支持台にぶら下げられた状態で保持するホルダと、ウエハを１枚ずつ吸着して分離するための分離ハンドとを含むものである。
【００１０】
本発明のウエハの分離装置によれば、支持台に接着剤により貼着されたインゴットを支持台の一部まで含めて短冊状にスライスして形成されたウエハを１枚ずつ吸着して支持台の部分で分離することにより、分離したウエハの表裏面を１枚ずつ洗浄することが可能となる。また、洗浄後のウエハには支持台の切片および接着剤が残ったままであるが、このウエハを剥離層内に浸漬して、ウエハから支持台の切片および接着剤を剥離することにより、除去することができる。
【００１１】
ここで、分離ハンドは、ウエハを吸着して支持台の部分で折り取るものであることが望ましい。これにより、ホルダに保持されたウエハを１枚ずつ分離ハンドに吸着して支持台の部分で１枚ずつ折り取って分離することができる。
【００１２】
また、分離ハンドは、ウエハを吸着した状態で回動して支持台の部分で折り取るものであることが望ましい。これにより、ホルダに保持されたウエハを１枚ずつ分離ハンドに吸着し、このウエハを吸着した状態で分離ハンドを回動することにより支持台の部分で１枚ずつ折り取って分離することができる。
【００１３】
また、本発明のウエハの分離装置は、ホルダに保持されたウエハを水中に浸漬した状態で分離するものであることが望ましい。これにより、短冊状にスライスして形成されたウエハを１枚ずつ分離する間に、その表裏面が乾燥するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
（１）支持台に接着剤により貼着されたインゴットが支持台の一部まで含めて短冊状にスライスされて形成されたウエハを、当該ウエハが支持台にぶら下げられた状態で保持するホルダと、ウエハを１枚ずつ吸着して、支持台の部分で分離するための分離ハンドとを含む構成により、インゴットをスライスして形成されるウエハを１枚ずつ分離して、ウエハの表裏面を容易かつ均一に洗浄することができ、高品質なウエハを安定的に得ることが可能となる。
【００１５】
（２）分離ハンドがウエハを吸着して支持台の部分で折り取るものであることにより、ホルダに保持されたウエハを１枚ずつ分離ハンドに吸着して支持台の部分で１枚ずつ折り取って分離することが可能となり、複雑なシンギュレーションを用いることなく、ウエハを分離することが可能となる。
【００１６】
（３）分離ハンドがウエハを吸着した状態で回動して支持台の部分で折り取るものであることにより、ホルダに保持されたウエハを１枚ずつ分離ハンドに吸着し、このウエハを吸着した状態で分離ハンドを回動することにより支持台の部分で１枚ずつ折り取って分離することが可能となり、簡単な回動機構によりウエハを分離することが可能となる。
【００１７】
（４）ホルダに保持されたウエハを水中に浸漬した状態で分離する水槽を含む構成により、短冊状にスライスして形成されたウエハを１枚ずつ分離する間に、その表裏面が乾燥するのを防止することができるので、スライスによりウエハ表面に付着したスライス粉、砥粒やクーラント等を乾燥させることなく、ウエハ１枚ずつ表裏面を洗浄することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態におけるウエハ製造装置の一部を示す概略構成図である。
【図２】図１の分離装置の概略構成図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図２の左側面図である。
【図５】分離装置の動作フロー図である。
【図６】超音波カッターにより切断する構成を示す説明図である。
【図７】高速ウォータージェットにより切断する構成を示す説明図である。
【図８】レーザ光により切断する構成を示す説明図である。
【図９】ワイヤソーにより切断する構成を示す説明図である。
【図１０】帯のこにより切断する構成を示す説明図である。
【図１１】丸のこにより切断する構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の実施の形態におけるウエハ製造装置の一部を示す概略構成図である。図１において、本発明の実施の形態におけるウエハ製造装置１は、単結晶シリコンからなるインゴットＳがスライスマシンＭ1によって短冊状にスライスされて形成されたウエハＷを１枚ずつ分離する分離装置２と、分離されたウエハＷを１枚ずつ洗浄する洗浄装置３と、洗浄されたウエハＷをカセットに収容するウエハ詰め込み装置４と、１枚ずつ分離したウエハＷに残ったカーボン等を剥離する剥離槽５と、ウエハＷの追加洗浄を行う洗浄槽群６とを有する。
【００２０】
インゴットＳは、カーボン製の板からなる支持台Ｃ（図６参照。）を介して支持板Ｐに支持されて、スライスマシンＭ1によって短冊状にスライスされる。インゴットＳは支持台Ｃに接着剤（図示せず。）により貼着されており、支持台Ｃの一部まで含めて短冊状にスライスされ、ウエハＷが支持台Ｃにぶら下げられた状態のまま、スライスマシンＭ1からスライス取出機Ｍ2によって取り出され、分離装置２にセットされる。
【００２１】
分離装置２は、図２〜図４に示すように、スライスされたウエハＷを支持台Ｃにぶら下げられた状態で保持するホルダ２０と、ホルダ２０に保持されたウエハＷを水中に浸漬した状態で分離するための水槽２１と、ウエハＷを１枚ずつ分離する分離ハンド２２とを有する。
【００２２】
分離ハンド２２は、ウエハＷを吸着する吸着パッド２３と、吸着パッド２３を回動させる略Ｌ字形の回動アーム２４と、回動アーム２４を回動可能に支持する支持ベース２５と、分離ハンド２２を前後進させるための前後進アクチュエータ２６と、分離ハンド２２をホルダ２０に保持されたウエハＷのピッチで移動するためのピッチ送りアクチュエータ２７と、分離ハンド２２を回動させるための回動アクチュエータ２８とを有する。
【００２３】
なお、本実施形態においては、支持ベース２５は前後進アクチュエータ２６に保持され、前後進アクチュエータ２６はピッチ送りアクチュエータ２７に保持されている。回動アクチュエータ２８は回動アーム２４を回動させることにより分離ハンド２２を回動させる。すなわち、分離ハンド２２は、ウエハＷの吸着面（図２の左側面および図４の正面）に対して垂直方向（図２および図３の左右方向）およびウエハＷの吸着面と平行な面内で前後方向（図３の上下方向および図４の左右方向）に移動可能であり、かつウエハＷを吸着した状態で上方向（図２参照。）に回動可能となっている。
【００２４】
洗浄装置３は、ウエハＷを１枚ずつ搬送するコンベア装置３０と、コンベア装置３０の上下に配置されたシャワー装置３１ａ，３１ｂとを備えている。コンベア装置３０は、図２に示すように、コンベア前後進アクチュエータ３２によって、分離ハンド２２に吸着されたウエハＷの下方へ向かって前後進するように構成されている。分離ハンド２２からコンベア装置３０上へ載置されたウエハＷは、コンベア装置３０によってウエハ詰め込み装置４へ搬送される際に、その表裏面に対してシャワー装置３１ａ，３１ｂから噴射される洗浄水によって１枚ずつ洗浄される。
【００２５】
ここで、分離装置２の動作について、図５のフロー図に従って説明する。まず、前後進アクチュエータ２６、ピッチ送りアクチュエータ２７、回動アクチュエータ２８およびコンベア前後進アクチュエータ３２を作動させ、分離ハンド２２およびコンベア装置３０を開始位置で待機させる（ステップＳ１０１）。このとき、分離ハンド２２は、図２および図３の最も左側（後述するコンベア装置３０側）のウエハＷの後方位置（図４参照。）に配置され、コンベア装置３０は、図２に実線で示すように分離ハンド２２の回動動作に干渉しない位置に配置されている。
【００２６】
次に、回動アクチュエータ２８により回動アーム２４（分離ハンド２２）を上方へ微回動させた状態で、前後進アクチュエータ２６により分離ハンド２２を前進させ、ホルダ２０内のウエハＷを吸着可能な位置へ配置する（ステップＳ１０２）。続いて、回動アクチュエータ２８により回動アーム２４を下方へ微回動させ、分離ハンド２２の吸着パッド２３の吸着面をウエハＷの吸着面に対して平行とし（ステップＳ１０３）、吸着パッド２３によりウエハＷの１枚を吸着する（ステップＳ１０４）。
【００２７】
次いで、回動アクチュエータ２８により回動アーム２４を上方の中間位置まで回動させると、ウエハＷが支持台Ｃの部分で分離される（ステップＳ１０５）。次に、ウエハＷを吸着したまま前後進アクチュエータ２６により分離ハンド２２を後進させ（ステップＳ１０６）、回動アクチュエータ２８により分離ハンド２２をコンベア装置３０よりも上の位置まで回動させる（ステップＳ１０７）。
【００２８】
次いで、コンベア前後進アクチュエータ３２によって、コンベア装置３０を分離ハンド２２に吸着されたウエハＷの下方の受け取り位置まで前進させる（ステップＳ１０８）。次に、吸着パッド２３に吸着しているウエハＷが離され、コンベア装置３０上へ載置され、コンベア装置３０により搬送される（ステップＳ１０９）。ここで、ウエハＷはコンベア装置３０により搬送されながら、シャワー装置３１ａ，３１ｂから噴射される洗浄水によって１枚ずつ表裏面が洗浄される。
【００２９】
次いで、コンベア装置３０をコンベア前後進アクチュエータ３２によって待機位置まで後進させる（ステップＳ１１０）。その後、回動アクチュエータ２８により分離ハンド２２を下方へ回動させる（ステップＳ１１１）。そして、分離ハンド２２はピッチ送りアクチュエータ２７により次のウエハＷの位置までピッチ送りされ（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０２へ戻って繰り返しウエハＷの分離動作が行われる。
【００３０】
ウエハ詰め込み装置４は、コンベア装置３０によって１枚ずつ搬送された洗浄後のウエハＷを１枚ずつカセット４０に収容するものである。カセット４０は、ウエハＷが１枚ずつ収容されるごとに水槽４１内に徐々に下降し、水槽４１内の水に浸漬されるようになっている。ウエハＷの収容が完了したカセット４０は、カセット移載機７によって剥離槽５へ移載されるようになっている。
【００３１】
剥離槽５では、分離ハンド２２によって支持台Ｃの部分で分離されたウエハＷから、この支持台Ｃの切片および支持台ＣとウエハＷとの間に介在する接着剤を剥離するものである。本実施形態においては、支持台Ｃはカーボン製の板であり、カーボンおよび接着剤を剥離可能な薬剤にカセット４０ごとウエハＷを浸漬することにより、ウエハＷからカーボン等を剥離する。カーボン等の剥離が完了したカセット４０は、カセット搬送機８によって洗浄槽群６を順次搬送され、追加洗浄が行われる。
【００３２】
上記構成のウエハ製造装置１では、支持台Ｃに接着剤により貼着されたインゴットＳを支持台Ｃの一部まで含めて短冊状にスライスして形成されたウエハＷを、従来のように支持台Ｃにぶら下がった状態のまま粗洗浄するのではなく、支持台Ｃの部分で分離装置２により１枚ずつ分離し、この分離されたウエハＷの表裏面を洗浄装置３により１枚ずつ洗浄する。したがって、このウエハ製造装置１では、短冊状にスライスされて支持台Ｃにぶら下がった状態でのウエハＷ間の隙間（ピッチ）およびウエハＷの大きさに関係なく、ウエハＷの表裏面を容易かつ均一に洗浄することができ、高品質なウエハを安定的に得ることが可能である。
【００３３】
また、このウエハ製造装置１では、分離装置２において、ウエハＷを吸着パッド２３に吸着し、ウエハＷと吸着パッド２３とを一体化して剛性を高めて、スライスマシンＭ1による支持台Ｃの切断終端を基点にして分離ハンド２２を回動することで、支持台Ｃの既切断部を支持台の未切断部から分離している。そのため、支持台Ｃは、支持台Ｃの強度≦（吸着パッド２３＋ウエハＷ）の強度の条件が成立するものが好ましく、本実施形態においてはカーボン板を用いているが、樹脂板やアルミナ板等を用いることも可能である。
【００３４】
また、本実施形態における分離装置２では、ホルダ２０に保持されたウエハＷを水槽２１により水中に浸漬した状態で分離ハンド２２により吸着して分離するため、ウエハＷを支持台Ｃから１枚ずつ分離している間に、その表裏面が乾燥するのを防止することができ、スライスによりウエハＷ表面に付着したスライス粉、砥粒やクーラント等を乾燥させることなく、洗浄装置３によりウエハＷの１枚ずつ表裏面を洗浄することが可能となっている。
【００３５】
また、洗浄後のウエハＷについても、１枚ずつ洗浄されたウエハＷをウエハ詰め込み装置４によりカセット４０に収容し、カセット４０をウエハＷが１枚ずつ収容されるごとに水槽４１内に徐々に下降させて、水槽４１内の水に浸漬させており、ウエハＷを１枚ずつ収容している間にウエハＷの表裏面を乾燥させることなく、次の剥離槽５でのカーボン等の剥離を行うことが可能となっている。
【００３６】
さらに、本実施形態におけるウエハ製造装置１では、ウエハＷが収容されたカセット４０を剥離槽５内に浸漬して、ウエハＷから支持台Ｃの切片および接着剤を剥離する構成であるため、１枚ずつ分離したウエハＷ同士が後工程で接触することがなく、ウエハＷの取り扱い不良による品質低下を防止することができ、歩留まりを向上させることが可能となっている。
【００３７】
なお、本実施形態における分離装置２では、分離ハンド２２はウエハＷの吸着面と平行な面内で前後方向に移動可能としたが、前後方向に限定されるものではない。要するに、分離ハンド２２をホルダ２０に対してウエハＷの吸着面と平行な面内で進退方向に移動可能であれば良い。
【００３８】
また、本実施形態における分離装置２では、分離ハンド２２がウエハＷを１枚ずつ吸着して回動することにより折り取るものであるが、ウエハＷの分離は、折り取る以外の方法で行う構成とすることも可能である。その他の分離手段の例としては、図６〜図１１に示すものが挙げられる。
【００３９】
図６は超音波カッターにより切断する構成を示している。同図（ａ）に示すように、支持台Ｃにぶら下げられた状態のウエハＷの吸着面（同図（ａ）の正面）を、図示しない分離ハンド２２により吸着した状態で、超音波カッター５０により１枚ずつ切断して分離する。このとき、同図（ｂ）に示すように、超音波カッター５０のカッター刃５０ａの先端を、ウエハＷを支持する支持台Ｃの部分に接触させて移動させ、支持台Ｃの部分を切断する。これにより、ウエハＷは分離ハンド２２に吸着した状態で１枚ずつ分離される。なお、ウエハＷに残った支持台Ｃの切片および接着剤は、前述のように剥離層５で分離する。
【００４０】
図７は高速ウォータージェットにより切断する構成を示している。同図（ａ）に示すように、支持台Ｃにぶら下げられた状態のウエハＷの吸着面（同図（ａ）の正面）を、図示しない分離ハンド２２により吸着した状態で、高圧水ノズルガン５１から高圧水５１ａを噴射することにより１枚ずつ切断して分離する。このとき、同図（ｂ）に示すように、高圧水ノズルガン５１から噴射される高圧水５１ａの先端を、ウエハＷを支持する支持台Ｃの部分に接触させて移動させ、支持台Ｃの部分を切断する。これにより、ウエハＷは分離ハンド２２に吸着した状態で１枚ずつ分離される。
【００４１】
図８はレーザ光により切断する構成を示している。同図（ａ）に示すように、支持台Ｃにぶら下げられた状態のウエハＷの吸着面（同図（ａ）の正面）を、図示しない分離ハンド２２により吸着した状態で、レーザ照射ヘッド５２からレーザビームを照射することにより１枚ずつ切断して分離する。このとき、同図（ｂ）に示すように、レーザ照射ヘッド５２から照射されるレーザビーム５２ａの先端を、ウエハＷを支持する支持台Ｃの部分に接触させて移動させ、支持台Ｃの部分を切断する。これにより、ウエハＷは分離ハンド２２に吸着した状態で１枚ずつ分離される。
【００４２】
図９はワイヤソーにより切断する構成を示している。同図（ａ）に示すように、支持台Ｃにぶら下げられた状態のウエハＷの吸着面（同図（ａ）の正面）を、図示しない分離ハンド２２により吸着した状態で、ワイヤソー５３により１枚ずつ切断して分離する。このとき、同図（ｂ）に示すように、ワイヤソー５３の固定砥粒ワイヤ５３ａを、ウエハＷを支持する支持台Ｃの部分に接触させ、ウエハＷの吸着面に沿って往復移動させ、支持台Ｃの部分を切断する。これにより、ウエハＷは分離ハンド２２に吸着した状態で１枚ずつ分離される。
【００４３】
図１０は帯のこにより切断する構成を示している。同図（ａ）に示すように、支持台Ｃにぶら下げられた状態のウエハＷの吸着面（同図（ａ）の正面）を、図示しない分離ハンド２２により吸着した状態で、帯のこ５４により１枚ずつ切断して分離する。このとき、同図（ｂ）に示すように、帯のこ５４ののこ刃５４ａを、ウエハＷを支持する支持台Ｃの部分に接触させ、ウエハＷの吸着面に沿って往復移動させ、支持台Ｃの部分を切断する。これにより、ウエハＷは分離ハンド２２に吸着した状態で１枚ずつ分離される。
【００４４】
図１１は丸のこにより切断する構成を示している。同図（ａ）に示すように、支持台Ｃにぶら下げられた状態のウエハＷの吸着面（同図（ａ）の正面）を、図示しない分離ハンド２２により吸着した状態で、丸のこ５５により１枚ずつ切断して分離する。このとき、同図（ｂ）に示すように、丸のこ５５の回転カッター５５ａを、ウエハＷを支持する支持台Ｃの部分に接触させ、ウエハＷの吸着面に沿って移動させ、支持台Ｃの部分を切断する。これにより、ウエハＷは分離ハンド２２に吸着した状態で１枚ずつ分離される。ダイシングソーやグラインダにより切断する場合も同様の構成である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のウエハの分離装置は、インゴットをスライスして形成されるウエハを１枚ずつ分離する装置として有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ウエハ製造装置
２  分離装置
３  洗浄装置
４  ウエハ詰め込み装置
５  剥離槽
６  洗浄槽群
２０  ホルダ
２１  水槽
２２  分離ハンド
２３  吸着パッド
２４  回動アーム
２５  支持ベース
２６  前後進アクチュエータ
２７  ピッチ送りアクチュエータ
２８  回動アクチュエータ
３０  コンベア装置
３１ａ，３１ｂ  シャワー装置
３２  コンベア前後進アクチュエータ
４０  カセット
４１  水槽
５０  超音波カッター
５１  高圧水ノズルガン
５２  レーザ照射ヘッド
５３  ワイヤソー
５４  帯のこ
５５  丸のこ
【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】
2013004627.tif 000008
【図７】
2013004627.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013004627.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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