CN116165847A - 自动测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种自动测量方法,包括:获取待测量图像,所述待测量图像内具有待测量图形;对所述待测量图形进行第一轮廓提取,获取第一轮廓图形;提供目标版图,所述目标版图内具有若干目标图形;根据待测量图像的坐标,将所述第一轮廓图形与目标版图进行第一对准,所述目标图形与第一轮廓图形相对应;对所述待测量图形进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形,所述第二轮廓图形与目标图形对应;获取目标图形与第二轮廓图形之间的第一偏移量和第二偏移量;根据所述第一偏移量和第二偏移量对所述第二轮廓图形进行第二对准;进行第二对准之后,根据目标图形对所述第二轮廓图形进行量测。所述方法的测量准确性提升。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,特别涉及一种自动测量方法。
背景技术
扫描电子显微镜(SEM)测量是评价晶片显影检验(ADI)和蚀刻检验(AEI)性能的重要而有效的方法。
光学临近修正(Optical Proximity Correction,简称OPC)的工作很大程度上依赖于扫描电子显微镜进行显影检验和蚀刻检验。基于扫描电子显微镜进行显影检验的测量结果作为实际晶片数据源,根据实际晶圆显影检验和蚀刻检验测量数据计算出每个产品的光学临近修正偏置补偿值。并通过分析显影检验和蚀刻检验的扫描电镜测量结果,进行掩模验证、弱点检查和补偿。
然而,随着特征尺寸节点越来越小,设计越来越复杂,显影检验和蚀刻检验的扫描电镜测量需要更多的功能。传统的自动扫描电镜测量方法已不能满足要求。
因此,需要提出一种新的自动扫描电镜测量方法,以满足测量需要。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种自动测量方法,以满足测量需要。
为解决上述技术问题,本发明技术方案提供一种自动测量方法,包括:获取待测量图像,所述待测量图像内具有待测量图形;对所述待测量图形进行第一轮廓提取,获取第一轮廓图形;提供目标版图,所述目标版图内具有若干目标图形;根据待测量图像的坐标,将所述第一轮廓图形与目标版图进行第一对准,所述目标图形与第一轮廓图形相对应;对所述待测量图形进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形,所述第二轮廓图形与目标图形对应;获取目标图形与第二轮廓图形之间的第一偏移量和第二偏移量;根据所述第一偏移量和第二偏移量对所述第二轮廓图形进行第二对准;进行第二对准之后,根据目标图形对所述第二轮廓图形进行量测。
可选的,对所述待测量图形进行第一轮廓提取,获取第一轮廓图形的方法包括:基于所述待测量图形内图形边缘的灰度,获取第一轮廓图形。
可选的,根据待测量图像的坐标,将所述第一轮廓图形与目标版图进行第一对准的方法包括:获取待测量图像的第一坐标;获取目标版图内与第一坐标对应的第二坐标;以所述第二坐标为中心,根据预设半径获取目标版图内的对比区域;获取第一轮廓图形在待测量图像中所占面积的第一比例;获取待测量图像的尺寸;获取对比区域内与所述待测量图像的尺寸大小相同的测试区域;以预设规则在对比区域内移动所述测试区域;获取所述测试区域内目标图形所占测试区域面积的第二比例;若所述第二比例与第一比例的比值大于预设值,则标记所述第一轮廓图形与所述测试区域内的目标图形对准。
可选的,若所述第二比例与第一比例的比值小于预设值,则对所述待测量图像的获取以及第一轮廓提取进行检查。
可选的,对所述待测量图形进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形的方法包括:根据目标图形与第一轮廓图形相对应的关系,获取待测量图形与目标图形相对应的关系;对所述待测量图像进行图像增强处理;根据图像强度分布对所述待测量图形进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形,所述第二轮廓图形与目标图形对应。
可选的,根据图像强度对所述待测量图形进行第二轮廓提取的方法包括:获取待量测图像强度分布并对待量测图像强度分布进行一定的平滑处理;根据待量测图像强度分布,获取阈值最大值和阈值最小值,所述阈值最大值为强度最大值,所述阈值最小值为强度最小值;预设图形轮廓提取阈值,根据阈值最大值、阈值最小值和图形轮廓提取阈值获取待量测图形的模糊边缘;根据待量测图形对应目标图形的边缘对待量测图形模糊边缘进行模拟填充,获取第二轮廓图形。
可选的,获取目标图形与第二轮廓图形之间的第一偏移量和第二偏移量的方法包括:获取第二轮廓图形平行于第一方向上的第一对称轴,获取第二轮廓图形平行于第二方向上的第二对称轴,所述第一方向和第二方向垂直;将所述第二轮廓图形分割成第一类线段和第二类线段,所述第一类线段平行于第一方向,所述第二类线段平行于第二方向,所述第一类线段包括若干第一线段和若干第二线段,所述第一线段和第二线段以第一对称轴轴对称,所述第二类线段包括若干第三线段和若干第四线段,所述第三线段和第四线段以第二对称轴轴对称;获取若干第一线段与相应目标图形线段之间的边缘放置误差的第一平均值,获取若干第二线段与相应目标图形线段之间的边缘放置误差的第二平均值;根据第一平均值和第二平均值获取第二方向上的第一偏移量,所述第一偏移量为第一平均值与第二平均值之差的平均值;获取若干第三线段与相应目标图形线段之间的边缘放置误差的第三平均值,获取若干第四线段与相应目标图形线段之间的边缘放置误差的第四平均值;根据第三平均值和第四平均值获取第一方向上的第二偏移量,所述第二偏移量为第三平均值与第四平均值之差的平均值。
可选的,根据所述第一偏移量和第二偏移量对所述第二轮廓图形进行第二对准的方法包括:根据所述第一偏移量,对所述第二轮廓图形在第二方向上移动第一偏移量的距离;根据所述第二偏移量,对所述第二轮廓图形在第一方向上移动第二偏移量的距离。
可选的,根据目标图形对所述第二轮廓图形进行量测的方法包括:以所述目标图形为基准,根据预设测量规则对所述第二轮廓图形进行边缘放置误差、间距、宽度、长度的测量,获取测量数据。
可选的,所述待测量图形包括光刻胶图形或刻蚀图形。
可选的,所述待测量图形为光刻胶图形时,所述目标图形为模拟曝光图形;所述待测量图形为刻蚀图形时,所述目标图形为设计图形。
可选的,所述待测量图像为扫描电子显微镜的图像。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:
本发明的技术方案,通过先进行第一对准,使目标图形与第一轮廓图形相对应,再进行精确的第二轮廓提取,获得精确的第二轮廓图形,然后再获取目标图形与第二轮廓图形之间的第一偏移量和第二偏移量,根据所述第一偏移量和第二偏移量对所述第二轮廓图形进行第二对准,所述第二对准更为精确。经过两次对准后,第二轮廓图形与目标图形的对准精确度得到提高,从而在根据所述目标图形对所述第二轮廓图形进行量测时,所述目标图形能够准确地作为参考层,量测出第二轮廓图形的若干种量测值。所述量测方法使得量测结果更加准确,能够适应复杂图形的量测需求。
附图说明
图1至图4是本发明实施例中自动测量方法的流程示意图;
图5至图10是本发明实施例中自动测量方法实施的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术所述,需要提出一种新的自动扫描电子显微镜图像测量方法,以满足测量需要。
具体地,例如,为了分析复杂环境的影响,我们需要在一张电镜扫描图像上了解更多的信息,包括多个关键尺寸和多个间距数据,并且由于工艺上的要求,需要在设置的多点对应的正确位置进行精确测量。目前设计图形的不对称现象更加明显,电镜扫描图像中没有参考层,无法直接测量不对称图形的边缘位置误差,如设计的图像受相邻非对称分布图形影响向一个方向移动,无法快速精确的获取偏移量。。
为了解决上述问题,本发明技术方案提供一种自动测量方法,通过先进行第一对准,使目标图形与第一轮廓图形相对应,再进行精确的第二轮廓提取,获得精确的第二轮廓图形,然后再获取目标图形与第二轮廓图形之间的第一偏移量和第二偏移量,根据所述第一偏移量和第二偏移量对所述第二轮廓图形进行第二对准,所述第二对准更为精确。经过两次对准后,第二轮廓图形与目标图形的对准精确度得到提高,从而在根据所述目标图形对所述第二轮廓图形进行量测时,所述目标图形能够准确地作为参考层,量测出第二轮廓图形的若干种量测值。所述量测方法使得量测结果更加准确,能够适应复杂图形的量测需求。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1至图4是本发明实施例中自动测量方法的流程示意图。
请参考图1,所述自动测量方法包括:
步骤S10:获取待测量图像,所述待测量图像内具有待测量图形;
步骤S20:对所述待测量图形进行第一轮廓提取,获取第一轮廓图形;
步骤S30:提供目标版图,所述目标版图内具有若干目标图形;
步骤S40:根据待测量图像的坐标,将所述第一轮廓图形与目标版图进行第一对准,所述目标图形与第一轮廓图形相对应;
步骤S50:对所述待测量图形进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形,所述第二轮廓图形与目标图形对应;
步骤S60:获取目标图形与第二轮廓图形之间的第一偏移量和第二偏移量;
步骤S70:根据所述第一偏移量和第二偏移量对所述第二轮廓图形进行第二对准;
步骤S80:进行第二对准之后,根据目标图形对所述第二轮廓图形进行量测。
所述方法通过先进行第一对准,使目标图形与第一轮廓图形相对应,再进行精确的第二轮廓提取,获得精确的第二轮廓图形,然后再获取目标图形与第二轮廓图形之间的第一偏移量和第二偏移量,根据所述第一偏移量和第二偏移量对所述第二轮廓图形进行第二对准,所述第二对准更为精确。经过两次对准后,第二轮廓图形与目标图形的对准精确度得到提高,从而在根据所述目标图形对所述第二轮廓图形进行量测时,所述目标图形能够准确地作为参考层,量测出第二轮廓图形的若干种量测值。所述量测方法使得量测结果更加准确,能够适应复杂图形的量测需求。
接下来,对各步骤进行分别说明。
图5至图10是本发明实施例中自动测量方法实施的结构示意图。
请继续参考图1,请参考图5,执行步骤S10:获取待测量图像100,所述待测量图像100内具有待测量图形101。
所述待测量图形101包括光刻胶图形(ADI)或刻蚀图形(AEI)。
所述光刻胶图形为从掩模版转移到光刻胶层,所述光刻胶层经过曝光显影之后形成的图形。所述刻蚀图形为以所述光刻胶图形为掩膜刻蚀所述晶圆后,在晶圆上形成的图形。
所述待测量图像100为待测量版图的电镜扫描(SEM)图像。所述电镜扫描图像为待测量版图中的某一区域图像。
请继续参考图1,请参考图6,执行步骤S20:对所述待测量图形101进行第一轮廓提取,获取第一轮廓图形102。
对所述待测量图形101进行第一轮廓提取,获取第一轮廓图形102的方法包括:基于所述待测量图像100内待测量图形101边缘的灰度,获取第一轮廓图形102。
基于所述待测量图像100内待测量图形101边缘的灰度,获取第一轮廓图形102的方法包括:对待量测图形101进行灰度处理,再利用图像算法提取第一轮廓图形102。
请继续参考图1,请参考图7,执行步骤S30:提供目标版图200,所述目标版图200内具有若干目标图形201。
所述待测量图形101为光刻胶图形时,所述目标图形201为模拟曝光图形;所述待测量图形101为刻蚀图形时,所述目标图形201为设计图形。
所述模拟曝光图形为光学修正模型将掩模版图形模拟曝光后获得的图形;所述设计图形为产品设计的最终要形成的图形。
请继续参考图1,执行步骤S40:根据待测量图像100的坐标,将所述第一轮廓图形102与目标版图200进行第一对准,所述目标图形201与第一轮廓图形102相对应。
请参考图2和图8,图7为所述方法流程图,图8为所述第一对准的结构示意图,在本实施例中,根据待测量图像100的坐标,将所述第一轮廓图形102与目标版图200进行第一对准的方法包括:
步骤S401:获取待测量图像100的第一坐标;
步骤S402:获取目标版图200内与第一坐标对应的第二坐标;
步骤S403:以所述第二坐标为中心,根据预设半径获取目标版图200内的对比区域A;
步骤S404:获取第一轮廓图形102在待测量图像100中所占面积的第一比例;
步骤S405:获取待测量图像100的尺寸;
步骤S406:获取对比区域内与所述待测量图像100的尺寸大小相同的测试区域;
步骤S407:以预设规则在对比区域内移动所述测试区域;
步骤S408:获取所述测试区域内目标图形201所占测试区域面积的第二比例;
步骤S409:若所述第二比例与第一比例的比值大于预设值,则标记所述第一轮廓图形102与所述测试区域内的目标图形201对准。
在本实施例中,若所述第二比例与第一比例的比值小于预设值,则对所述待测量图像100的获取以及第一轮廓提取进行检查。
所述第二比例为所述测试区域内目标图形201所占测试区域面积的比例,所述第一比例为第一轮廓图形102在待测量图像100中所占面积的比例,所述测试区域面积与待测量图像100的面积相同,当所述第二比例与第一比例的比值大于预设值,则说明测试区域内的目标图形201与待测量图像100中的第一轮廓图形102基本相同,从而有较为接近的图形面积占比,则所述测试区域与待测量图像100相对应。
请继续参考图1,请参考图9,执行步骤S50:对所述待测量图像100进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形103,所述第二轮廓图形103与目标图形201对应。
请参考图3,在本实施例中,对所述待测量图形101进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形103的方法包括:
步骤S501:根据目标图形201与第一轮廓图形102相对应的关系,获取待测量图形101与目标图形201相对应的关系;
步骤S502:对所述待测量图像100进行图像增强处理;
步骤S503:根据图像强度分布对所述待测量图形101进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形103,所述第二轮廓图形103与目标图形201对应。
根据图像强度分布对所述待测量图形101进行第二轮廓提取的方法包括:获取待量测图像强度分布并对待量测图像强度分布进行一定的平滑处理;根据待量测图像强度分布,获取阈值最大值和阈值最小值,所述阈值最大值为强度最大值,所述阈值最小值为强度最小值;预设图形轮廓提取阈值T,根据阈值最大值、阈值最小值和图形轮廓提取阈值T获取待量测图形的模糊边缘;根据待量测图形对应目标图形的边缘对待量测图形模糊边缘进行模拟填充,获取第二轮廓图形103。
所述图像强度为电子扫描显微镜扫描晶元上光刻胶图形或刻蚀图形二次电子信号强度所成图像的像素强度。通过图像处理算法获取所述待测量图像100各个图形位置的图像强度。所述图形轮廓提取阈值T,为选定的样本点,经过调试、校准和验证后确定的,能精准表征光刻胶图形或刻蚀图形时所对应的图像强度值。需要提取待测量图形101的图形时,设定待测量图形101边缘位置的图形轮廓提取阈值T,图形轮廓提取阈值T的对应位置为待量测图形边缘的位置,获取第二轮廓图形103。
对所述待测量图像100进行图像增强处理,用于减少所述待测量图像100的噪声,使得提取到的第二轮廓图形103更为平滑清晰。
请继续参考图1,执行步骤S60:获取目标图形201与第二轮廓图形103之间的第一偏移量Yshift和第二偏移量Xshift。
请参考图4和图7,图4为所述方法的流程图,图7为所述方法实施的结构示意图,在本实施例中,获取目标图形201与第二轮廓图形103之间的第一偏移量Yshift和第二偏移量Xshift的方法包括:
步骤S601:获取第二轮廓图形103平行于第一方向X上的第一对称轴,获取第二轮廓图形103平行于第二方向上的第二对称轴,所述第一方向X和第二方向Y垂直;
步骤S602:将所述第二轮廓图形103分割成第一类线段和第二类线段,所述第一类线段平行于第一方向X,所述第二类线段平行于第二方向Y,所述第一类线段包括若干第一线段104和若干第二线段105,所述第一线段104和第二线段105以第一对称轴轴对称,所述第二类线段包括若干第三线段106和若干第四线段107,所述第三线段106和第四线段107以第二对称轴轴对称;
步骤S603:获取若干第一线段104与相应目标图形201线段之间的边缘放置误差的第一平均值,获取若干第二线段105与相应目标图形201线段之间的边缘放置误差的第二平均值;
步骤S604:根据第一平均值和第二平均值获取第二方向Y上的第一偏移量Yshift,所述第一偏移量Yshift为第一平均值与第二平均值之差的平均值;
步骤S605:获取若干第三线段106与相应目标图形201线段之间的边缘放置误差的第三平均值,获取若干第四线段107与相应目标图形201线段之间的边缘放置误差的第四平均值;
步骤S606:根据第三平均值和第四平均值获取第一方向X上的第二偏移量第二偏移量Xshift,所述第二偏移量第二偏移量Xshift为第三平均值与第四平均值之差的平均值。
在本实施例中,所述第一线段104在第二方向Y上坐标的绝对值大于第二线段105在第二方向Y上坐标的绝对值;所述第三线段106在第一方向X上坐标的绝对值大于第四线段107在第一方向X上坐标的绝对值。
请继续参考图1,执行步骤S70:根据所述第一偏移量Yshift和第二偏移量Xshift对所述第二轮廓图形103进行第二对准。
根据所述第一偏移量Yshift和第二偏移量Xshift对所述第二轮廓图形103进行第二对准的方法包括:根据所述第一偏移量Yshift,对所述第二轮廓图形103在第二方向Y上移动第一偏移量Yshift的距离;根据所述第二偏移量Xshift,对所述第二轮廓图形103在第一方向X上移动第二偏移量Xshift的距离。
至此,所述第二轮廓图形103与目标图形201得到精确对准。
请继续参考图1,执行步骤S80:进行第二对准之后,根据目标图形201对所述第二轮廓图形103进行量测。
根据目标图形201对所述第二轮廓图形103进行量测的方法包括:以所述目标图形201为基准,根据预设测量规则对所述第二轮廓图形103进行边缘放置误差EPE、间距space、关键尺寸CD、宽度width、长度length以及第二轮廓图形103周围环境信息的测量,获取测量数据。能够同时u满足多种测量需求。
在对所述第二轮廓图形103进行边缘放置误差EPE测量时,所述目标图形201作为参考对照,由于所述第二轮廓图形103的轮廓清晰提取,且所述第二轮廓图形103与目标图形201精准对位,使得所述参考对照的结果更为准确,测得的所述边缘放置误差EPE更为精准,满足测试需求。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (12)
1.一种自动测量方法,其特征在于,包括:
获取待测量图像,所述待测量图像内具有待测量图形;
对所述待测量图形进行第一轮廓提取,获取第一轮廓图形;
提供目标版图,所述目标版图内具有若干目标图形;
根据待测量图像的坐标,将所述第一轮廓图形与目标版图进行第一对准,所述目标图形与第一轮廓图形相对应;
对所述待测量图形进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形,所述第二轮廓图形与目标图形对应;
获取目标图形与第二轮廓图形之间的第一偏移量和第二偏移量;
根据所述第一偏移量和第二偏移量对所述第二轮廓图形进行第二对准;进行第二对准之后,根据目标图形对所述第二轮廓图形进行量测。
2.如权利要求1所述的自动测量方法,其特征在于,对所述待测量图形进行第一轮廓提取,获取第一轮廓图形的方法包括:基于所述待测量图形内图形边缘的灰度,获取第一轮廓图形。
3.如权利要求1所述的自动测量方法,其特征在于,根据待测量图像的坐标,将所述第一轮廓图形与目标版图进行第一对准的方法包括:获取待测量图像的第一坐标;获取目标版图内与第一坐标对应的第二坐标;以所述第二坐标为中心,根据预设半径获取目标版图内的对比区域;获取第一轮廓图形在待测量图像中所占面积的第一比例;获取待测量图像的尺寸;获取对比区域内与所述待测量图像的尺寸大小相同的测试区域;以预设规则在对比区域内移动所述测试区域;获取所述测试区域内目标图形所占测试区域面积的第二比例;若所述第二比例与第一比例的比值大于预设值,则标记所述第一轮廓图形与所述测试区域内的目标图形对准。
4.如权利要求3所述的自动测量方法,其特征在于,若所述第二比例与第一比例的比值小于预设值,则对所述待测量图像的获取以及第一轮廓提取进行检查。
5.如权利要求1所述的自动测量方法,其特征在于,对所述待测量图形进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形的方法包括:根据目标图形与第一轮廓图形相对应的关系,获取待测量图形与目标图形相对应的关系;对所述待测量图像进行图像增强处理;根据图像强度分布对所述待测量图形进行第二轮廓提取,获取第二轮廓图形,所述第二轮廓图形与目标图形对应。
6.如权利要求5所述的自动测量方法,其特征在于,根据图像强度分布对所述待测量图形进行第二轮廓提取的方法包括:获取待量测图像强度分布并对待量测图像强度分布进行一定的平滑处理;根据待量测图像强度分布,获取阈值最大值和阈值最小值,所述阈值最大值为强度最大值,所述阈值最小值为强度最小值;预设图形轮廓提取阈值,根据阈值最大值、阈值最小值和图形轮廓提取阈值获取待量测图形的模糊边缘;根据待量测图形对应目标图形的边缘对待量测图形模糊边缘进行模拟填充,获取第二轮廓图形。
7.如权利要求1所述的自动测量方法,其特征在于,获取目标图形与第二轮廓图形之间的第一偏移量和第二偏移量的方法包括:获取第二轮廓图形平行于第一方向上的第一对称轴,获取第二轮廓图形平行于第二方向上的第二对称轴,所述第一方向和第二方向垂直;将所述第二轮廓图形分割成第一类线段和第二类线段,所述第一类线段平行于第一方向,所述第二类线段平行于第二方向,所述第一类线段包括若干第一线段和若干第二线段,所述第一线段和第二线段以第一对称轴轴对称,所述第二类线段包括若干第三线段和若干第四线段,所述第三线段和第四线段以第二对称轴轴对称;获取若干第一线段与相应目标图形线段之间的边缘放置误差的第一平均值,获取若干第二线段与相应目标图形线段之间的边缘放置误差的第二平均值;根据第一平均值和第二平均值获取第二方向上的第一偏移量,所述第一偏移量为第一平均值与第二平均值之差的平均值;获取若干第三线段与相应目标图形线段之间的边缘放置误差的第三平均值,获取若干第四线段与相应目标图形线段之间的边缘放置误差的第四平均值;根据第三平均值和第四平均值获取第一方向上的第二偏移量,所述第二偏移量为第三平均值与第四平均值之差的平均值。
8.如权利要求7所述的自动测量方法,其特征在于,根据所述第一偏移量和第二偏移量对所述第二轮廓图形进行第二对准的方法包括:根据所述第一偏移量,对所述第二轮廓图形在第二方向上移动第一偏移量的距离;根据所述第二偏移量,对所述第二轮廓图形在第一方向上移动第二偏移量的距离。
9.如权利要求1所述的自动测量方法,其特征在于,根据目标图形对所述第二轮廓图形进行量测的方法包括:以所述目标图形为基准,根据预设测量规则对所述第二轮廓图形进行边缘放置误差、间距、宽度、长度的测量,获取测量数据。
10.如权利要求1所述的自动测量方法,其特征在于,所述待测量图形包括光刻胶图形或刻蚀图形。
11.如权利要求10所述的自动测量方法,其特征在于,所述待测量图形为光刻胶图形时,所述目标图形为模拟曝光图形;所述待测量图形为刻蚀图形时,所述目标图形为设计图形。
12.如权利要求1所述的自动测量方法,其特征在于,所述待测量图像为扫描电子显微镜的图像。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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