JP2009020021A - Apparatus and method for inspecting end of inspecting object - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウェハなどの被検査体の端部を検査する端部検査装置、及び被検査体の端部検査方法に関する。 The present invention relates to an end inspection apparatus for inspecting an end of an object to be inspected such as a semiconductor wafer, and an end inspection method for the inspected object.
近年、半導体ウェハ上に形成される回路パターンの集積度は、年々高くなっていると共に、生産過程のウェハの表面処理に用いられる物質の種類が増えてきている。これに伴い、生産過程においてウェハ上に形成される膜の境界部分に位置するウェハの端部付近の観察が重要になってきている。この端面付近の欠陥管理がウェハからできる回路の歩留まりに影響する。 In recent years, the degree of integration of circuit patterns formed on semiconductor wafers has been increasing year by year, and the types of substances used for wafer surface treatment during production have increased. Along with this, observation of the vicinity of the edge of the wafer located at the boundary of the film formed on the wafer in the production process has become important. This defect management near the end face affects the yield of circuits made from the wafer.
このため、半導体ウェハなどの端部周辺を複数の方向から観察して半導体ウェハの端部の状態を検査する他に、半導体ウェハの端部周辺にレーザ光を照射して、半導体ウェハの端部周辺で反射したときに生じる正反射光と散乱反射光とをそれぞれ受光して、それら受光量から傷の有無の検出や表面粗さの算出等、半導体ウェハの端部の状態を検査している(例えば特許文献1)。
しかしながら、半導体ウェハの端部付近における状態の検査は、被検査体の回転及び半導体ウェハの端部の観察を繰り返しながら、半導体ウェハの全周に亘って行うため、1回の半導体ウェハの検査で得られる画像全てを参照して半導体ウェハの端部における欠陥の有無を判断することになるので、半導体ウェハの端部の検査を効率良く行うことができないという問題がある。また、正反射光及び散乱反射光の受光量から被検査体の端部の状態を検査する場合、傷の有無、及び傷の種類(縦傷、横傷及び斜めの傷等)は検出できるが、この場合、傷自体を像として観察していないため、その傷の生成範囲等を観察することができないという問題がある。 However, since the inspection of the state near the edge of the semiconductor wafer is performed over the entire circumference of the semiconductor wafer while repeating the rotation of the object to be inspected and the observation of the edge of the semiconductor wafer, the inspection of the semiconductor wafer is performed once. Since all the images obtained are referred to determine the presence or absence of defects at the edge of the semiconductor wafer, there is a problem that the edge of the semiconductor wafer cannot be efficiently inspected. In addition, when inspecting the state of the end of the object to be inspected based on the amount of received light of regular reflection light and scattered reflection light, it is possible to detect the presence or absence of a flaw and the type of flaw (vertical flaw, horizontal flaw, oblique flaw, etc.). In this case, since the flaw itself is not observed as an image, there is a problem that the generation range of the flaw cannot be observed.
本発明は、被検査体の端部の状態を効率良く検査するとともに、被検査体に生じる欠陥部分の画像を容易に取得することができるようにした端部検査装置、及び被検査体の検査方法を提供することを目的とする。 The present invention efficiently inspects the state of the end portion of an object to be inspected, and can easily acquire an image of a defective portion generated in the object to be inspected, and inspection of the object to be inspected It aims to provide a method.
上記課題を解決するために、本発明の端部検査装置は、薄膜が形成された円板状の被検査体を回転させながら前記被検査体の端部を撮像することで、前記被検査体の端部の状態を検査する端部検査装置において、前記被検査体の表面は、平坦部と、該平坦部の周縁に位置し、被検査体の周面に向けて下り傾斜する傾斜部とから構成されており、前記被検査体の上方から、前記傾斜部と前記平坦部の一部を含む前記被検査体の端部の画像を取得する第1の画像取得手段と、前記薄膜が形成されていない被検査体の表面の端部を示す基本画像と、前記第1の画像取得手段により取得された画像とを比較することで、前記薄膜が前記傾斜部に形成されているか否かを認識する画像比較手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the edge inspection apparatus of the present invention images the edge of the inspection object while rotating the disk-shaped inspection object on which a thin film is formed. In the end inspection apparatus for inspecting the state of the end of the test object, the surface of the object to be inspected is a flat part, and an inclined part that is located at the periphery of the flat part and inclines downward toward the peripheral surface of the object to be inspected. A first image acquisition unit configured to acquire an image of an end portion of the inspection object including a part of the inclined portion and the flat portion from above the inspection object; and the thin film is formed. Whether or not the thin film is formed on the inclined portion by comparing a basic image showing an end portion of the surface of the object to be inspected and an image acquired by the first image acquisition means Recognizing image comparison means.
また、前記傾斜部と前記周面との稜線から前記薄膜の外縁部までの距離を、前記第1の画像取得手段によって取得された画像から算出する算出手段を備えていることを特徴とする。 In addition, the image processing apparatus includes a calculation unit that calculates a distance from a ridge line between the inclined portion and the peripheral surface to an outer edge portion of the thin film from an image acquired by the first image acquisition unit.
また、前記傾斜部と前記周面との稜線に対して前記薄膜の外縁部が交差している場合に、前記薄膜が交差した箇所における、前記被検査体の周面の画像を取得する第2の画像取得手段と、前記第1の画像取得手段、及び第2の画像取得手段により取得された画像から、前記被検査体の傾斜部から周面における前記薄膜の相関関係を取得する第1の状態取得手段と、を備えていることを特徴とする。 Moreover, when the outer edge part of the said thin film cross | intersects with respect to the ridgeline of the said inclination part and the said surrounding surface, the 2nd which acquires the image of the surrounding surface of the to-be-inspected object in the location where the said thin film crossed A first image acquisition unit, a first image acquisition unit, and a second image acquisition unit obtain a correlation between the thin films on a peripheral surface from an inclined portion of the object to be inspected. And a state acquisition means.
また、前記被検査体の周面と前記被検査体の裏面との稜線に対して前記薄膜の外縁部が交差している場合に、前記薄膜が交差した箇所における、前記被検査体の裏面端部の画像を取得する第3の画像取得手段と、前記第2の画像取得手段、及び第3の画像取得手段により得られた画像から、前記被検査体の周面から裏面における前記薄膜の相関関係を取得する第2の状態取得手段と、を備えていることを特徴とする。 Further, when the outer edge of the thin film intersects the ridgeline between the peripheral surface of the object to be inspected and the back surface of the object to be inspected, the back surface end of the object to be inspected at the location where the thin film intersects Correlation of the thin film from the peripheral surface to the back surface of the object to be inspected from the images obtained by the third image obtaining means for obtaining the image of the part, the second image obtaining means, and the third image obtaining means. And second state acquisition means for acquiring a relationship.
この場合、前記薄膜の相関関係から該薄膜の境界が連続していないと判断された場合に、前記第1の画像取得手段、第2の画像取得手段及び第3の画像取得手段を用いて、前記薄膜が連続していない領域の周辺部の画像を取得することが好ましい。 In this case, when it is determined from the correlation of the thin film that the boundary of the thin film is not continuous, using the first image acquisition means, the second image acquisition means, and the third image acquisition means, It is preferable to acquire an image of a peripheral portion of a region where the thin film is not continuous.
さらに、前記第1の画像取得手段、第2の画像取得手段及び第3の画像取得手段によって取得された欠陥及びその周辺部の画像を用いた差分検出方式によって、前記欠陥が生じた範囲を特定する範囲特定手段を備えていることが好ましい。 Further, the range in which the defect has occurred is identified by a difference detection method using the defect acquired by the first image acquisition unit, the second image acquisition unit, and the third image acquisition unit and an image of the periphery thereof. It is preferable that a range specifying means is provided.
なお、前記範囲特定手段は、前記欠陥が生じた範囲を特定する他に、欠陥の拡散方向を特定することが可能であり、特定された前記欠陥の拡散方向に基づいて、前記第1の画像取得手段、第2の画像取得手段及び第3の画像取得手段の少なくとも何れかの撮像手段を用いた欠陥画像を新たに取得するが好ましい。 In addition to specifying the range in which the defect has occurred, the range specifying unit can specify the diffusion direction of the defect, and based on the specified diffusion direction of the defect, the first image It is preferable to newly acquire a defect image using at least one of the acquisition unit, the second image acquisition unit, and the third image acquisition unit.
また、本発明の被検査体の端部検査方法は、円板状の被検査体を回転させながら前記被検査体の端部を撮像することで、前記被検査体の端部を検査する方法において、前記被検査体の上方から、平坦部の一部と、該平坦部の周縁部に位置し、被検査体の周面に向けて下り傾斜する傾斜部とを含む前記被検査体の表面の端部における画像を取得する第1ステップと、前記薄膜が形成されていない被検査体の表面の端部を示す基本画像と、第1ステップにて取得された画像とを比較することで、前記傾斜部における前記薄膜の外縁端の有無を認識する第2ステップと、を備えたことを特徴とする。 The end inspection method of the object to be inspected according to the present invention is a method for inspecting the end of the inspected object by imaging the end of the inspected object while rotating the disk-shaped inspected object. The surface of the object to be inspected includes a part of the flat part and an inclined part that is located at the peripheral part of the flat part and is inclined downward toward the peripheral surface of the object to be inspected from above the object to be inspected By comparing the first step of acquiring an image at the edge of the first image, the basic image showing the edge of the surface of the object to be inspected on which the thin film is not formed, and the image acquired in the first step, And a second step of recognizing the presence or absence of the outer edge of the thin film in the inclined portion.
本発明によれば、被検査体の端部の状態を効率良く検査することができ、また被検査体の薄膜に欠陥が生じている場合には、欠陥の画像を効率良く取得することができる。 According to the present invention, the state of the end of the object to be inspected can be efficiently inspected, and when a defect occurs in the thin film of the object to be inspected, an image of the defect can be efficiently acquired. .
図1は、本発明の端部検査装置10の構成を示す概略図である。端部検査装置10は、保持テーブル11、回転駆動部12、水平駆動部13などを備えている。保持テーブル11は、その上面に載置される半導体ウェハ15を吸着保持する。回転駆動部12は、保持テーブル11を所定の角度回転させる。なお、所定の角度とは、例えば隣り合う検査位置で得られた画像を並べた場合に連続した画像となる角度であり、この角度は、後述するCCD29における撮像範囲に基づいて設定される。
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of an end portion inspection apparatus 10 of the present invention. The edge inspection apparatus 10 includes a holding table 11, a
水平駆動部13は、保持テーブル11及び回転駆動部12を水平方向に移動させる。ここで、水平方向とは、保持テーブル11の半導体ウェハ15を載置する面に対して平行な方向である。この水平駆動部13を設けることで、半導体ウェハ15を保持テーブル11に載置するときに、半導体ウェハ15の中心と保持テーブル11の回転中心とを一致させる、つまり偏芯状態を補正することができる。
The
この端部検査装置10は、半導体ウェハ15の端部上面の画像を取得する第1画像取得部21と、半導体ウェハ15の周面の画像を取得する第2画像取得部22と、半導体ウェハ15の端部下面の画像を取得する第3画像取得部23とを備えている。
The edge inspection apparatus 10 includes a first
第1画像取得部21は、保持テーブル11に吸着保持された半導体ウェハ15の上方に配置される。この第1画像取得部21は、光源25、レンズ26、ハーフミラー27、結像レンズ28及びCCD29から構成される。光源25は、例えばハロゲンランプやLEDが用いられる。光源25から照射される光は、レンズ26を介してハーフミラー27に入射され、該ハーフミラー27にて反射される。この反射した光により半導体ウェハ15が照明される。これにより、半導体ウェハ15は落射照明により照明される。なお、この落射照明により照明される半導体ウェハ15の上面端部は、その上方に配置されたCCD29によって撮像される、つまり明視野像が取得される。
The first
第2画像取得部22は、光源30、レンズ31、ハーフミラー32、結像レンズ33及びCCD34から構成される。この第2画像取得部22は、保持テーブル11に吸着保持された半導体ウェハ15の側方に、且つ、CCD34の撮像光軸L2が第1画像取得部21のCCD29の撮像光軸L1と直交するように配置される。
The second
第3画像取得部23は、光源35、レンズ36、ハーフミラー37、結像レンズ38及びCCD39から構成される。第3画像取得部23は、保持テーブル11に吸着保持された半導体ウェハ15の下方に、且つ、CCD39の撮像光軸L3が第1画像取得部21のCCD29の撮像光軸L1と略同軸となるように配置される。なお、第2画像取得部22及び第3画像取得部23の構成は、第1画像取得部21と同様の構成であることから、これら画像取得部における詳細は省略する。
The third
図2は、半導体ウェハ15に対する画像の取得範囲を示している。詳細には、図2(a)は、半導体ウェハ15の上面図、図2(b)は、図2(a)におけるC−C’断面図である。第1画像取得部21は半導体ウェハ15の上方に位置していることから、半導体ウェハ15を上面から見た場合、第1画像取得部21による半導体ウェハ15上の画像取得範囲は、半導体ウェハ15の上面端部における符号Aで示す範囲となる。この符号Aで示す範囲は、半導体ウェハ15の上面端部に形成された傾斜面(以下、上ベベルと称する)15aと、上ベベル15aに連なる平坦面15bの一部と、半導体ウェハ15の外側を含む範囲である。
FIG. 2 shows an image acquisition range for the
第2画像取得部22は半導体ウェハ15の側面(以下、アペックスと称する)15cの外側に配置されていることから、第2画像取得部22による半導体ウェハ15の画像取得範囲は、アペックス15cとなる。
Since the second
第3画像取得部23は、上述したように、その撮像光軸L3が第1画像取得部21の撮像光軸L1と略同軸となるように配置されていることから、この第3画像取得部23による半導体ウェハ15の画像取得範囲は、第1画像取得部21の画像取得範囲と略同一で、その下面となるが、この第3画像取得部23は、半導体ウェハ15の下方に配置されることから、第3画像取得部15による画像取得範囲は、下ベベル15dと、下ベベル15dに連なる平坦面15eの一部と、半導体ウェハ15の外側を含む範囲となる。
As described above, the third
図1に戻って、制御装置45は、水平駆動部13を動作させて保持テーブル11の水平方向における位置を調整する他に、回転駆動部12、第1画像取得部21,第2画像取得部22,第3画像取得部23の動作を制御する。この制御装置45は、画像比較部50、状態取得部51、範囲特定部52を備えている。
Returning to FIG. 1, the
画像比較部50は、薄膜16が形成された半導体ウェハ15の上ベベル15aの画像(以下、検査画像)、アペックス15cや下ベベル15dの検査画像と、薄膜16が形成されていない半導体ウェハ15の画像(以下、基本画像)とを比較し、薄膜16の境界を特定する。なお、以下では、上ベベル15aの検査画像をPUn(n:基準となる検査位置で得られた場合をn=1とする)、アペックス15cの検査画像をPAn、下ベベル15dの検査画像をPDnと称し、また、上ベベル15aの基本画像をPU0、アペックス15cの基本画像をPA0、下ベベル15dの基本画像をPD0と称して説明する。
The
図3は、半導体ウェハ15の上ベベル15aの検査画像PUnと、基本画像PU0との比較の手順を示すものである。検査画像PUnと基本画像PU0とを比較する方法としては、検査画像PUnの各画素の画素値から、基本画像PU0における同位置の画素の画素値を減ずることが挙げられる。例えば、検査画像PUnの各画素のうち薄膜16に該当する画素の画素値は、薄膜16が形成されていない画素の画素値とは異なることから、薄膜16が形成された箇所に該当する画素の画素値と、薄膜16が形成されていない画素の画素値との間に差分が生じる。
FIG. 3 shows a comparison procedure between the inspection image PU n of the
一方、薄膜16が形成されていない箇所に該当する画素の画素値はだいたい一定である。このため、検査画像PUnと基本画像PU0とを比較することによって、差分が或る閾値よりも大きく生じている画素の領域を、薄膜16が形成されている領域として特定する。この特定により、半導体ウェハ15に形成される薄膜16の境界が特定される。なお、アペックス15aの検査画像PAnと基本画像PA0との比較、下ベベル15dの検査画像PDnと基本画像PD0との比較においても同様であるので、ここでは、その詳細を省略する。
On the other hand, the pixel value of the pixel corresponding to the portion where the thin film 16 is not formed is almost constant. For this reason, by comparing the inspection image PU n and the basic image PU 0 , the pixel region where the difference is larger than a certain threshold is specified as the region where the thin film 16 is formed. By this specification, the boundary of the thin film 16 formed on the
この画像比較部50は、距離算出部54を備えている。この距離算出部54は、例えば上ベベル15aの検査画像PUnと基本画像PU0との比較を行った際に、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0から薄膜16の境界B1までの距離D(図3参照)を算出する。つまり、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0に対するY方向の位置は上ベベル15aの検査画像PUnや基本画像PU0から認識され、検査画像PUnと基本画像PU0との比較において薄膜16が形成されていない画素の領域も特定されることから、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0からY方向において、画素値に差分が生じない、又は小さい画素数を特定する。なお、1画素に対する縮尺は予めわかっていることから、特定された画素数と縮尺とから、上ベベル15aとアペックス15cとの境界L0から薄膜16の境界B1までの距離Dが算出される。
The
状態取得部51は、画像比較部50による検査画像PUnと基本画像PU0とを比較した結果から薄膜16の境界B1の状態を取得する。例えば上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0から薄膜16の境界B1までの画素数(又は距離)は、画像比較部50によって算出されることから、これら画像数をX方向のそれぞれについて比較していくことで、半導体ウェハ15の上ベベル15aに形成される薄膜16の状態を取得する。例えばX方向の各位置において、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0から薄膜16の境界B1までの距離Dが設計段階での交差範囲内となる場合には、薄膜16が正常に形成されていると認識する。
The
図4に示すように、X方向の何れかの位置において、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0から薄膜16の境界B1までの画素数が0となる箇所が生じている場合には、薄膜16の境界B1が、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0に交差していると認識する。この場合、第2画像取得部22によってアペックス15cの検査画像PAnが取得される。
As shown in FIG. 4, when there is a point where the number of pixels from the boundary B0 between the
この場合も、取得されたアペックス15cの検査画像PAnと基本画像PA0との比較が行われる。この比較も上ベベル15aの検査画像PAnと基本画像PA0との比較と同様であるので、その詳細は省略するが、この比較によって、検査画像PAnの各画素と対応する基本画像PA0の各画素との差分が閾値よりも大きい画素の領域を薄膜16が形成されている領域として、差分が閾値より小さい画素の領域を薄膜16が形成されていない領域として特定する。
Also in this case, the acquired inspection image PA n of the apex 15c and the basic image PA 0 are compared. Since this comparison is also similar to the comparison between the inspection image PA n of the
さらに、薄膜16の境界B1と、アペックス15cと下ベベル15dとの境界B2までZ方向の画素数が0となる場合には、アペックス15cに形成された薄膜16の境界をB1’とすると、この薄膜16の境界B1’がアペックス15cと下ベベル15dとの境界に交差していると判定し、第3画像取得部23により下ベベル15dの検査画像PDnが取得される。この場合も、取得された下ベベル15dの検査画像PDnと基本画像PD0との比較が行われる。下ベベル15dの検査画像PDnと基本画像PD0との比較の流れや説明は、その詳細を省略する。
Furthermore, when the number of pixels in the Z direction is 0 until the boundary B1 of the thin film 16 and the boundary B2 between the apex 15c and the
上ベベル15aの検査画像PUnと基本画像PU0との比較時、アペックス15cの検査画像PAnと基本画像PA0との比較時、さらには、下ベベル15dの検査画像PDnと基本画像PD0との比較時に、画素値の差分が閾値よりも小さい領域が外周方向(X方向)に渉って急激に変化している場合がある。この場合には、薄膜16の境界に連続性がないと判定される。この判定が行われたときには、制御装置45は回動駆動部12を介して現在の検査位置から所定角度正逆回転させて、上ベベル15a、アペックス15c、下ベベル15dの検査画像をそれぞれ取得する。
When comparing the inspection image PU n of the
範囲特定部52は、薄膜16の境界に連続性がないと判断されたときに取得される上ベベル15a、アペックス15c、下ベベル15dの検査画像から、欠陥が生じている領域(欠陥領域)を特定する。この欠陥の範囲の特定は、例えば差分検査方式が用いられる。差分検査方式は、周知であるため、ここではその詳細は省略するが、図5に示すように、取得された全ての検査画像を、X方向において複数の領域に分割し、隣り合う領域の検査画像同士を、Y方向の位置座標値が同じもの同士の画素値の差分を算出する。この差分を算出したときに、差分が閾値よりも大きい箇所(図5中斜線にて示す領域)を欠陥が生じている箇所、差分が閾値よりも小さい箇所を欠陥が生じていない箇所であるとする。この差分を全ての領域について算出していくことで、欠陥の有無の他に、欠陥の位置や範囲、さらには欠陥が延びている方向(拡散方向)を特定することができる。生成されている欠陥の位置や範囲が特定されると、その欠陥全体の画像が、第1画像取得部21、第2画像取得部22或いは第3画像取得部23のいずれかを用いて取得される。この取得された欠陥全体の画像は、検査位置とともに制御装置45のメモリに記憶される。なお、欠陥の位置が特定できても、その範囲が特定できない場合には、欠陥を検出した検査位置を制御装置45に記憶しておき、半導体ウェハ15の端部を全周に亘って検査した後に、再度半導体ウェハ15を別の機器で検査すればよい。
The
なお、取得される全ての検査画像を、X方向において複数の領域に分割する代わりに、上述した画像判定部50による検査画像と基本画像との比較を行って、薄膜の境界に連続性のない検査画像を抽出した後、抽出された検査画像に対して、上述した差分検査方式による欠陥の範囲を特定することも可能である。
In addition, instead of dividing all acquired inspection images into a plurality of regions in the X direction, the above-described
次に、本発明の端部検査装置10における半導体ウェハの検査の流れについて図のフローチャートを用いて説明する。 Next, the flow of inspection of a semiconductor wafer in the edge inspection apparatus 10 of the present invention will be described using the flowchart of the drawing.
ステップS1は、薄膜16が形成されていない半導体ウェハ15の基本画像PU0、PA0、PD0をそれぞれ取得する処理である。このステップS1では、薄膜16が形成されていない半導体ウェハ15を保持テーブル11上にセットし、第1画像取得部21、第2画像取得部22及び第3画像取得部23を順次作動させて、上ベベル15aの基本画像PU0、アペックス15cの基本画像PA0、下ベベル15dの基本画像PD0を取得する。ステップS1において、各基本画像が取得されると、ステップS1の処理が終了し、ステップS2へと進む。
Step S1 is a process of acquiring the basic images PU 0 , PA 0 , PD 0 of the
ステップS2は、薄膜16が形成された半導体ウェハ15の上ベベル15aの検査画像PUnを取得する処理である。このステップS2では、薄膜16が形成されていない半導体ウェハ15を保持テーブル11から取り外し、薄膜16が形成された半導体ウェハ15を保持テーブル11にセットする。その後、保持テーブル11にセットされた状態を基準位置として、基準位置における半導体ウェハ15の上ベベル15aの検査画像PU1を、第1画像取得部21を用いて取得する。上ベベル15aの検査画像を取得するとステップS2の処理が終了し、ステップS3へ進む。
Step S2 is a process of acquiring the inspection image PU n of the
ステップS3は、薄膜16の境界を特定する処理である。このステップS3では、画像比較部50が作動して、取得された検査画像PU1と基本画像PU0との比較を行い、上ベベル15aにおける薄膜16の境界B1を特定する。この薄膜16の境界B1を特定する処理がなされると、ステップS4に進む。
Step S <b> 3 is a process of specifying the boundary of the thin film 16. In step S3, and the
ステップS4は、特定された薄膜16の境界B1が上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0に交差しているか否かを判定する処理である。この判定で、薄膜16の境界B1が、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0に交差していると判定された場合にはステップS5に進み、交差していないと判定された場合には、ステップS10に進む。
Step S4 is a process of determining whether or not the specified boundary B1 of the thin film 16 intersects the boundary B0 between the
ステップS5は、アペックス15cの検査画像PA1を取得する処理である。このステップS5では、第2画像取得部22が作動して、アペックス15cの検査画像PA1が取得される。この処理が終了すると、ステップS6に進む。
Step S5 is a process of acquiring an inspection image PA 1 of the apex 15c. In step S5, the second
ステップS6は、取得されたアペックス15cの検査画像PA1と基本画像PA0との比較を行い、アペックス15cに形成された薄膜16の境界B1’を特定する処理である。薄膜16の境界B1’を特定する処理がなされると、ステップS7に進む。
Step S6, and compares the inspection image PA 1 and the basic image PA 0 of the obtained
ステップS7は、特定された薄膜16の境界B1’がアペックス15cと下ベベル15dとの境界B2に交差しているか否かを判定する処理である。この判定で、薄膜16の境界B1’が、アペックス15cと下ベベル15dとの境界B2に交差していると判定された場合にはステップS8に進み、交差していないと判定された場合には、ステップS10に進む。
Step S7 is a process of determining whether or not the boundary B1 'of the specified thin film 16 intersects the boundary B2 between the apex 15c and the
ステップS8は、下ベベル15dの検査画像を取得する処理である。このステップS8では、第3画像取得部23が作動して、下ベベル15dの検査画像PD1が取得される。この処理が終了すると、ステップS9に進む。
Step S8 is processing for acquiring an inspection image of the
ステップS9は、取得された下ベベル15dの検査画像PD1と基本画像PD0との比較を行い、下ベベル15dに形成された薄膜16の境界を特定する処理である。薄膜16の境界を特定する処理がなされると、ステップS10に進む。
Step S9 carries out comparison between the inspection image PD 1 and the basic image PD 0 under
ステップS10は、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0から、薄膜16の境界B1までの距離Dを算出する処理である。つまり、ステップS3によって、薄膜16の境界B1が特定されていることから、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0から薄膜の境界B1までの画素数から、実際の距離Dを算出する。この上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0から、薄膜16の境界B1までの距離Dを算出する処理が終了すると、ステップS11へと進む。
Step S10 is a process of calculating a distance D from the boundary B0 between the
ステップS11は、半導体ウェハ15に形成される薄膜16の境界B1において、連続性がある境界であるか否かを判定する処理である。このステップS11で、連続性がないと判定された場合にはステップS12に進み、連続性があると判定された場合には、ステップS14に進む。
Step S11 is a process of determining whether or not the boundary B1 of the thin film 16 formed on the
ステップS12は、欠陥領域の特定を行う処理である。この欠陥領域の特定を行う流れは、上述しているが、現在の検査位置から、半導体ウェハ15がセットされた保持テーブル11を所定の角度正逆回転させたときの検査画像を取得し、取得された検査画像から、欠陥領域や、欠陥が広がる方向などを特定する処理である。この処理が実行されると、ステップS13に進む。
Step S12 is processing for specifying a defective area. As described above, the flow for specifying the defective area is obtained by acquiring an inspection image when the holding table 11 on which the
ステップS13は、特定された欠陥領域の画像を取得する処理である。このステップS13では、ステップS12で特定された欠陥領域に基づいて、第1画像取得部21、第2画像取得部22、及び第3画像取得部23を作動させて、欠陥領域の画像を取得する。この処理が終了するとステップS14に進む。
Step S13 is a process for acquiring an image of the specified defective area. In step S13, based on the defect area specified in step S12, the first
ステップS14は、半導体ウェハ15の全周に亘って検査が実行されたか否かを判定する処理である。このステップS13で、半導体ウェハ15の全周に亘って検査が実行されていると判定された場合には、半導体ウェハ15の検査が終了する。一方、全周に亘って検査が実行されていない場合には、ステップS15に進み、保持テーブルを所定の角度回転させる。その後、ステップS2に戻って、異なる検査位置における半導体ウェハ15の端部の検査が上述した手順で実行される。
Step S <b> 14 is processing for determining whether or not inspection has been performed over the entire circumference of the
これによれば、上ベベル15aの検査画像PUnを基本画像PU0と比較して薄膜16の形成状態が正常となり、また、薄膜16の境界B1に連続性があることが特定されている限りは、アペックス15cの検査画像PAn、下ベベル15dの検査画像PDnをそれぞれ取得する必要はないことから、取得される検査画像の画像数を低減させることができるとともに、各検査画像を比較する必要もないことから半導体ウェハ16の欠陥の有無を効率良く検出することができる。
According to this, as long as the inspection image PU n of the
また、上ベベル15aの検査画像PUnを基本画像PU0と比較したときに薄膜16の形成状態が正常となり、また薄膜16の境界に連続性があることが特定された場合には、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0から薄膜16の境界B1までの距離Dを算出することから、実際に形成される薄膜16の形成状態を把握することで、薄膜16の形成状態を管理することが可能となる。
Further, when the inspection image PU n of the
薄膜16の境界B1が、上ベベル15aとアペックス15cとの境界B0に交差している場合や、アペックス15cと下ベベル15dとの境界B2に交差している場合に、アペックス15cや下ベベル15dの検査画像を取得することから、欠陥部分の画像を効率良く取得することができる。
When the boundary B1 of the thin film 16 intersects the boundary B0 between the
また、薄膜16の境界B1に連続性がない場合に検査位置周辺の検査画像を取得することで、薄膜16の境界B1の荒れに起因する欠陥部分の画像を効率的に取得することができる。 Further, by acquiring an inspection image around the inspection position when the boundary B1 of the thin film 16 is not continuous, it is possible to efficiently acquire an image of a defective portion due to the roughness of the boundary B1 of the thin film 16.
さらに、差分検出方式を用いて、取得した検査画像に対する欠陥の範囲を特定するから、欠陥が生じている範囲や欠陥が拡散する方向、さらには、欠陥自体の種類をも特定することができる。 Furthermore, since the range of the defect with respect to the acquired inspection image is specified using the difference detection method, the range in which the defect is generated, the direction in which the defect is diffused, and the type of the defect itself can be specified.
本実施形態では、上ベベル15a、アペックス15c、下ベベル15dの基本画像PU0、PA0、PD0は、薄膜15の欠陥検出を行う前に、薄膜15が形成されていない半導体ウェハ15を実際に保持テーブル11に保持することにより取得しているが、予め、これら基本画像を取得しておくことも可能である。また、これら基本画像は、検査時に撮像する全ての回転角度位置に対して取得された基本画像であってもよいし、半導体ウェハがどの回転位置であっても同一形状であれば、特定の回転位置における基本画像であってもよい。各回転角度位置で基本画像を取得している場合、検査画像PUn,PAn,PDnとの差分をとる際には、同位置回転角度位置の基本画像を用いたほうがよい。
In the present embodiment, the basic images PU 0 , PA 0 , PD 0 of the
本実施形態では、3つの画像取得部を有する端部検査装置の例を取り上げているが、これに限定する必要はなく、1つの画像取得部を備えた端部検査装置であってもよい。つまり、画像取得部が1つの場合には、初期の状態では上ベベルの検査画像を取得できるように画像取得部を配置しておき、アペックス及び下ベベルの検査画像を取得する必要がある場合にのみ、上ベベルの検査画像を取得する位置から、アペックスの検査画像を取得する位置、又は下ベベルの検査画像を取得する位置へと、画像取得部を移動させればよい。 In the present embodiment, an example of an edge inspection apparatus having three image acquisition units is taken up. However, the present invention is not limited to this, and an edge inspection apparatus including one image acquisition unit may be used. That is, when there is one image acquisition unit, it is necessary to arrange an image acquisition unit so that an inspection image of the upper bevel can be acquired in the initial state, and to acquire an inspection image of the apex and the lower bevel. In other words, the image acquisition unit may be moved from the position for acquiring the inspection image for the upper bevel to the position for acquiring the inspection image for the apex or the position for acquiring the inspection image for the lower bevel.
本実施形態では、上ベベルに薄膜の境界がある場合にのみ、上ベベルとアペックスとの境界から薄膜の境界までの距離を算出しているが、これに限定する必要はなく、例えばアペックスに薄膜の境界がある場合に、下ベベルとアペックスの境界から薄膜の境界までの距離を算出する、或いは下ベベルに薄膜の境界がある場合に、下ベベルと平坦面との境界から薄膜の境界までの距離を算出することも可能である。このように、各境界から薄膜の境界までの距離を算出することで、薄膜のタレの状態を把握することができる。 In this embodiment, the distance from the boundary between the upper bevel and the apex to the boundary of the thin film is calculated only when the upper bevel has a thin film boundary. However, the present invention is not limited to this. If there is a boundary, calculate the distance from the boundary between the lower bevel and the apex to the boundary of the thin film, or if there is a boundary of the thin film on the lower bevel, from the boundary between the lower bevel and the flat surface to the boundary of the thin film It is also possible to calculate the distance. Thus, by calculating the distance from each boundary to the boundary of the thin film, the sagging state of the thin film can be grasped.
本実施形態では、距離算出部を画像比較部に設けた実施形態としているが、これに限定される必要はなく、例えば状態取得部に設けることも可能である。 In the present embodiment, the distance calculation unit is provided in the image comparison unit. However, the present invention is not limited to this, and can be provided in the state acquisition unit, for example.
本実施形態では、端部検査装置としているが、半導体ウェハなどの被検査体の表面全体を検査する検査装置に、本発明の端部検査装置における機能を付加することも可能である。 In the present embodiment, the edge inspection apparatus is used. However, the function of the edge inspection apparatus of the present invention can be added to an inspection apparatus that inspects the entire surface of an object to be inspected such as a semiconductor wafer.
10…端部検査装置,15…半導体ウェハ,15a…上ベベル,15c…アペックス,15d…下ベベル,21…第1画像取得部,22…第2画像取得部,23…第3画像取得部,45…制御装置,50…画像比較部,51…状態取得部,52…範囲特定部,54…距離算出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... End part inspection apparatus, 15 ... Semiconductor wafer, 15a ... Upper bevel, 15c ... Apex, 15d ... Lower bevel, 21 ... 1st image acquisition part, 22 ... 2nd image acquisition part, 23 ... 3rd image acquisition part, 45 ... Control device, 50 ... Image comparison unit, 51 ... Status acquisition unit, 52 ... Range specifying unit, 54 ... Distance calculation unit
Claims (8)
前記被検査体の表面は、平坦部と、該平坦部の周縁に位置し、被検査体の周面に向けて下り傾斜する傾斜部とから構成されており、
前記被検査体の上方から、前記傾斜部と前記平坦部の一部を含む前記被検査体の端部の画像を取得する第1の画像取得手段と、
前記薄膜が形成されていない被検査体の表面の端部を示す基本画像と、前記第1の画像取得手段により取得された画像とを比較することで、前記薄膜が前記傾斜部に形成されているか否かを認識する画像比較手段と、
を備えたことを特徴とする端部検査装置。 In the end inspection apparatus that inspects the state of the end of the inspection object by imaging the end of the inspection object while rotating the disk-shaped inspection object formed with a thin film,
The surface of the object to be inspected is composed of a flat part and an inclined part that is located at the periphery of the flat part and inclines downward toward the peripheral surface of the object to be inspected.
A first image acquisition means for acquiring an image of an end of the inspection object including a part of the inclined part and the flat part from above the inspection object;
The thin film is formed on the inclined portion by comparing the basic image showing the end of the surface of the object to be inspected on which the thin film is not formed with the image acquired by the first image acquisition means. Image comparison means for recognizing whether or not,
An end portion inspection apparatus comprising:
前記傾斜部と前記周面との稜線から前記薄膜の外縁部までの距離を、前記第1の画像取得手段によって取得された画像から算出する算出手段を備えていることを特徴とする端部検査装置。 The end inspection apparatus according to claim 1,
End inspection comprising a calculating means for calculating the distance from the ridgeline between the inclined portion and the peripheral surface to the outer edge of the thin film from the image acquired by the first image acquiring means apparatus.
前記傾斜部と前記周面との稜線に対して前記薄膜の外縁部が交差している場合に、前記薄膜が交差した箇所における、前記被検査体の周面の画像を取得する第2の画像取得手段と、
前記第1の画像取得手段、及び第2の画像取得手段により取得された画像から、前記被検査体の傾斜部から周面における前記薄膜の相関関係を取得する第1の状態取得手段と、
を備えていることを特徴とする端部検査装置。 In the edge inspection device according to claim 1 or 2,
A second image for acquiring an image of the peripheral surface of the object to be inspected at a location where the thin film intersects when the outer edge portion of the thin film intersects the ridge line between the inclined portion and the peripheral surface Acquisition means;
First state acquisition means for acquiring the correlation of the thin film on the peripheral surface from the inclined portion of the object to be inspected from the images acquired by the first image acquisition means and the second image acquisition means;
An end inspection device comprising:
前記被検査体の周面と前記被検査体の裏面との稜線に対して前記薄膜の外縁部が交差している場合に、前記薄膜が交差した箇所における、前記被検査体の裏面端部の画像を取得する第3の画像取得手段と、
前記第2の画像取得手段、及び第3の画像取得手段により得られた画像から、前記被検査体の周面から裏面における前記薄膜の相関関係を取得する第2の状態取得手段と、
を備えていることを特徴とする端部検査装置。 The end inspection device according to claim 3,
When the outer edge of the thin film intersects the ridgeline between the peripheral surface of the object to be inspected and the back surface of the object to be inspected, the back end portion of the object to be inspected at the location where the thin film intersects A third image acquisition means for acquiring an image;
From the images obtained by the second image acquisition means and the third image acquisition means, second state acquisition means for acquiring the correlation of the thin film on the back surface from the peripheral surface of the object to be inspected;
An end inspection device comprising:
前記薄膜の相関関係から該薄膜の境界が連続していないと判断された場合に、前記第1の画像取得手段、第2の画像取得手段及び第3の画像取得手段の少なくとも1つを用いて、前記薄膜が連続していない領域の周辺部の画像を取得することを特徴とする端部検査装置。 The end inspection device according to claim 4,
When it is determined from the thin film correlation that the boundary of the thin film is not continuous, using at least one of the first image acquisition means, the second image acquisition means, and the third image acquisition means An edge inspection apparatus for acquiring a peripheral image of a region where the thin film is not continuous.
前記第1の画像取得手段、第2の画像取得手段及び第3の画像取得手段によって取得された欠陥及びその周辺部の画像を用いた差分検出方式によって、前記欠陥が生じた範囲を特定する範囲特定手段を備えていることを特徴とする端部検査装置。 The end inspection device according to claim 5,
A range for specifying a range in which the defect is generated by a difference detection method using the defect acquired by the first image acquisition unit, the second image acquisition unit, and the third image acquisition unit and an image of the periphery thereof. An end inspection apparatus comprising a specifying means.
前記範囲特定手段は、前記欠陥が生じた範囲を特定する他に、欠陥の拡散方向を特定することが可能であり、
特定された前記欠陥の拡散方向に基づいて、前記第1の画像取得手段、第2の画像取得手段及び第3の画像取得手段の少なくとも何れかを用いて、被検査体に生じた欠陥の画像を取得することを特徴とする端部検査装置。 The end inspection apparatus according to claim 6,
In addition to specifying the range in which the defect has occurred, the range specifying means can specify the diffusion direction of the defect,
Based on the specified diffusion direction of the defect, an image of the defect generated in the inspection object using at least one of the first image acquisition unit, the second image acquisition unit, and the third image acquisition unit. An edge inspection device characterized by acquiring the above.
前記被検査体の上方から、平坦部の一部と、該平坦部の周縁部に位置し、被検査体の周面に向けて下り傾斜する傾斜部とを含む前記被検査体の表面の端部における画像を取得する第1ステップと、
前記薄膜が形成されていない被検査体の表面の端部を示す基本画像と、第1ステップにて取得された画像とを比較することで、前記傾斜部における前記薄膜の外縁端の有無を認識する第2ステップと、
を備えたことを特徴とする被検査体の端部検査方法。 In the method of inspecting the end of the inspection object by imaging the end of the inspection object while rotating the disk-shaped inspection object,
From the upper side of the object to be inspected, an end of the surface of the object to be inspected including a part of the flat part and an inclined part that is located at the peripheral part of the flat part and is inclined downward toward the peripheral surface of the object A first step of acquiring an image in the unit;
Recognizing the presence or absence of the outer edge of the thin film in the inclined portion by comparing the basic image showing the edge of the surface of the object to be inspected on which the thin film is not formed with the image acquired in the first step A second step to
A method for inspecting an end portion of an object to be inspected.
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