JP4836684B2 - Inspection stage and inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエハ等の検査対象板を支持する検査ステージ及びその検査ステージを備えた検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection stage that supports an inspection target plate such as a semiconductor wafer and an inspection apparatus including the inspection stage.
半導体ウエハの各チップ領域上に形成された多数の半導体集積回路は、仕様書通りに製造されているか否かを判定するために、電気的検査を受ける。この種の電気的検査は、一般的に電気的検査のための検査装置がテスタに接続され、検査装置に設けられた接触子が検査ステージ上の半導体ウエハの対応する各電極に押し付けられる。半導体ウエハはこの接触子を経てテスタに接続され、これにより電気的検査を受ける。 A large number of semiconductor integrated circuits formed on each chip region of a semiconductor wafer undergo an electrical inspection in order to determine whether or not the semiconductor integrated circuit is manufactured according to specifications. In this type of electrical inspection, generally, an inspection device for electrical inspection is connected to a tester, and a contact provided in the inspection device is pressed against each corresponding electrode of a semiconductor wafer on the inspection stage. The semiconductor wafer is connected to a tester through this contact, and is subjected to electrical inspection.
この種の検査装置の一例を図2〜5に基づいて概説する。この検査装置1は主に、筐体2と、リニアガイド3と、検査ステージ4と、プローブカード5と、カード固定部6と、ウエハストッカーWとから構成されている。
An example of this type of inspection apparatus will be outlined with reference to FIGS. The
筐体2は、検査装置1の外郭を構成するための部材である。この筐体2の内部にリニアガイド3と、検査ステージ4と、プローブカード5とが設けられている。
The housing 2 is a member for constituting the outline of the
リニアガイド3は、検査ステージ4をX軸方向(図3中の左右方向)とY軸方向(図3中の前後方向)とに移動させるための装置である。このリニアガイド3は、X軸リニアガイド部7と、Y軸リニアガイド部8とから構成されている。X軸リニアガイド部7は、筐体2の底板であるベース9にX軸方向に配設された2本のレール10と、この2本のレール10にそれぞれスライド可能に嵌合されたガイド11とから構成されている。
The
Y軸リニアガイド部8は、X軸リニアガイド部7の2つのガイド11に固定されてレール10に沿ってスライド可能に支持されたY軸ベース13と、このY軸ベース13にY軸方向に配設された2本のレール14と、この2本のレール14にそれぞれスライド可能に嵌合されたガイド15とから構成されている。そして、2つのガイド15に、後述する検査ステージ4が支持されている。
The Y-axis
検査ステージ4は、半導体ウエハ17を支持して、この半導体ウエハ17の各電極を、後述するプローブカード5の各プローブ23にそれぞれ接触するための装置である。この検査ステージ4は、半導体ウエハ17をZ軸方向に移動させるZ軸移動機構20、半導体ウエハ17を回転させる回転機構21、位置合わせ用のアライメントカメラ22等を備えている。検査ステージ4には、種々の構成がある。その具体例は後述する。
The
プローブカード5は、半導体ウエハ17の各電極に接触する複数のプローブ23を一体的に支持する部材である。このプローブカード5は、カード固定部6に固定される。
The
カード固定部6は、プローブカード5を支持する部材である。カード固定部6は、筐体2の上側面に設けられている。このカード固定部6にプローブカード5が取り付けられた状態で、プローブカード5の各プローブ23が、検査ステージ4の上側面に載置された半導体ウエハ17の各電極に接触される。
The
ウエハストッカーWは、複数の半導体ウエハ17を収納しておく部分である。このウエハストッカーW内に収納された半導体ウエハ17が、搬送装置のアーム(図示せず)で1枚ずつ取り出され、検査ステージ4に載置されて、検査が行われる。
The wafer stocker W is a part for storing a plurality of
前記検査ステージ4の構造としては複数種類のものがあるが、以下にその具体例を示す。
There are a plurality of types of structures of the
第1従来例を図6に示す。この検査ステージ4は、θステージ部25と、Z軸ステージ部26と、チャックトップ27と、アライメントカメラ28と、ウエハリフター29とから構成されている。
A first conventional example is shown in FIG. The
θステージ部25は、チャックトップ27に支持された半導体ウエハ17を回転させるための機構である。このθステージ部25は、Z軸ステージ部26、チャックトップ27、アライメントカメラ28及びウエハリフター29を支持して、これらと共に半導体ウエハ17を回転させる。θステージ部25は主に、ベース板31と、回転板32と、駆動モータ33とから構成されている。
The
ベース板31は、Y軸リニアガイド部8のガイド板15に固定され、X軸リニアガイド部7とY軸リニアガイド部8とでX軸方向及びY軸方向に移動される。回転板32は、ベース板31の上側面に回転可能に取り付けられている。駆動モータ33は、ベース板31に支持された状態で、その回転軸33Aが連結固定部材35を介して回転板32に連結されて、この回転板32を設定角度だけ回転させるようになっている。これにより、駆動モータ33で回転板32を設定角度だけ回転させることで、Z軸ステージ部26及びチャックトップ27を介して、半導体ウエハ17を設定角度だけ回転させるようになっている。
The
Z軸ステージ部26は、チャックトップ27を支持してZ軸方向(上下方向)に移動させるための機構である。このZ軸ステージ部26は、ガイド取付板37と、載置ブロック38と、リニアガイド39とから構成されている。
The Z-
ガイド取付板37は、θステージ部25の回転板32に固定されて、この回転板32と共に回転する。載置ブロック38は、チャックトップ27を支持した状態で、リニアガイド39を介してガイド取付板37に支持されている。リニアガイド39は、ガイド取付板37と載置ブロック38との間に設けられて、載置ブロック38のZ軸方向への移動を案愛する部材である。さらに、載置ブロック38をZ軸方向に移動させる昇降機構(図示せず)が設けられている。
The
チャックトップ27は、半導体ウエハ17を支持して、半導体ウエハ17の各電極をプローブカード5の各プローブ23に位置あわせして、それぞれ接触させるための部材である。チャックトップ27には、半導体ウエハ17を吸着して支持するバキューム機構(図示せず)や、半導体ウエハ17を加熱する加熱機構(図示せず)等が設けられている。
The
アライメントカメラ28は、半導体ウエハ17に対してプローブカード5の各プローブ23を位置合わせするためのカメラである。このアライメントカメラ28は、チャックトップ27の外周縁に設けられている。このアライメントカメラ28で、プローブカード5の各プローブ23を撮影して各プローブ23の位置を特定し、半導体ウエハ17に対して位置あわせを行う。
The
ウエハリフター29は、半導体ウエハ17を持ち上げるための機構である。このウエハリフター29は、チャックトップ27上の半導体ウエハ17を持ち上げて、チャックトップ27の表面と半導体ウエハ17との間に隙間を作って、搬送装置のアーム(図示せず)を出し入れできるようにしている。ウエハリフター29は、支柱41と、プレート42と、リフトピン43とから構成されている。支柱41は、θステージ部25の回転板32に複数本並べて固定されている。プレート42は、各支柱41に支持されてリフトピン43を支持している。リフトピン43は、プレート42に支持された状態で、チャックトップ27に空けられた貫通孔27Aに通されている。リフトピン43の上端部は、Z軸ステージ部26によってチャックトップ27が降下することで、相対的にチャックトップ27の上面から突出し、チャックトップ27が上昇することで、相対的にチャックトップ27の上面から埋没するようになっている。
The
以上のように構成された検査ステージ4は次のように作用する。
The
検査前の半導体ウエハ17はウエハストッカーWに格納されている。そして、半導体ウエハ17の試験を行う際は、ウエハストッカーW内に収納された半導体ウエハ17をその下側から搬送装置のアームで支持して、検査ステージ4のチャックトップ27まで搬送する。搬送されてきた半導体ウエハ17はチャックトップ27に載置される際に、まずリフトピン43に載置される。この半導体ウエハ17が載置される前に、Z軸ステージ部26によってチャックトップ27が降下されてリフトピン43が相対的に上昇され、チャックトップ27の上側面から上方へ延出する。これにより、半導体ウエハ17はまずリフトピン43の上端部に載置され、半導体ウエハ17とチャックトップ27の上面との間に隙間ができる。この隙間からアームを抜き取る。次いで、チャックトップ27を上昇させてリフトピン43を降下させ、半導体ウエハ17をチャックトップ27の上側面に載置させる。
The semiconductor wafer 17 before inspection is stored in the wafer stocker W. When testing the
次いで、検査に先立ち半導体ウエハ17上に形成された電極と、半導体ウエハ17と対向して設けられている電気的検査のための接触子であるプローブ23との位置合わせが行われる。この位置合わせのために、検査ステージ4に設けられたアライメントカメラ28によって、チャックトップ27の外周縁からプローブ23の先端が撮影される。次いで、撮影した画像の画像処理によって得られた各先端の座標に基づいて、各先端が適正に対応する半導体ウエハ17の電極に当接するように、ソフトウェアを用いてXYZθ方向を調整して、プローブ23と電極の位置合わせが行われる。
Next, prior to the inspection, the electrodes formed on the
次いで、チャックトップ27を上昇させて、半導体ウエハ17の各電極とプローブカード5の各プローブ23とを互いに接触させ、電気的検査を行う。
Next, the
この際に、製品に部品として組み込まれた半導体集積回路は、高温状態で動作する場合がありうるため、通常、半導体ウエハ17を加熱して高温に保たれる。即ち、高温下で半導体ウエハ17の検査が行われる。
At this time, since the semiconductor integrated circuit incorporated as a component in the product may operate at a high temperature, the
次に、第2従来例を図7に示す。この検査ステージ4は、Z軸ステージ部45と、ベアリング46と、チャックトップ47と、アライメントカメラ48と、ウエハリフター49とから構成されている。
Next, a second conventional example is shown in FIG. The
Z軸ステージ部45は、チャックトップ47を支持してZ軸方向(上下方向)に移動させるための機構である。このZ軸ステージ部45は、ベース板51と、ガイド取付板52と、載置ブロック53と、リニアガイド54とから構成されている。ベース板51は、Y軸リニアガイド部8のガイド板15に固定されてガイド取付板52を支持している。このZ軸ステージ部45の全体構成は、前記第1従来例のZ軸ステージ部26と同様である。
The Z-
ベアリング46は、チャックトップ47をZ軸ステージ部45に対して回転可能に支持するための部材である。チャックトップ47は、Z軸ステージ部45で上下方向に移動されると共に、前記ベアリング46で回転可能に支持された状態で、θステージ部(図示せず)によってZ軸ステージ部45に対して設定角度だけ回転される。
The
チャックトップ47は、半導体ウエハ17を支持して、半導体ウエハ17の各電極をプローブカード5の各プローブ23に位置あわせして、それぞれ接触させるための部材である。このチャックトップ47には、半導体ウエハ17を吸着して支持するバキューム機構(図示せず)や、半導体ウエハ17を加熱する加熱機構(図示せず)等が設けられている。
The
さらに、チャックトップ47には、θステージ部(図示せず)が組み込まれている。このθステージ部によって、チャックトップ47がZ軸ステージ部45に対して回転できるようになっている。
Further, the
アライメントカメラ48は、チャックトップ47の外周縁に設けられて、各プローブ23を特定して位置あわせを行う位置合わせ用のカメラである。このアライメントカメラ48は、Z軸ステージ部45の載置ブロック53に取付ステー56を介して取り付けられている。アライメントカメラ48は、取付ステー56に支持された状態で、チャックトップ47の外周縁に位置している。
The
ウエハリフター49は、半導体ウエハ17を持ち上げるための機構である。ウエハリフター49は、支持枠58と、プレート59と、リフトピン60と、エアシリンダ61とから構成されている。支持枠58は、チャックトップ47の下側面に取り付けられて、ウエハリフター49全体を支持している。プレート59は、リフトピン60を支持した状態で、支持枠58にスライド可能に支持されている。リフトピン60は、プレート59に支持されて、チャックトップ47に空けられた貫通孔47Aに通されている。エアシリンダ61は、支持枠58に支持された状態で、ピストン軸61Aがプレート59に取り付けられている。このエアシリンダ61によって、プレート59で支持されたリフトピン60が昇降して、このリフトピン60の上端部が、チャックトップ47の上面から突出し、埋没するようになっている。
The
以上の構成により、半導体ウエハ17の検査を行う際は、ウエハストッカーW内に収納された半導体ウエハ17を搬送装置のアームで支持して、検査ステージ4のチャックトップ47まで搬送する。搬送されてきた半導体ウエハ17はチャックトップ47に載置される際に、まずエアシリンダ61でリフトピン60を上昇させる。これにより、半導体ウエハ17はリフトピン60の上端部に載置され、半導体ウエハ17とチャックトップ47の上面との間の隙間からアームを抜き取って、エアシリンダ61でリフトピン60を降下させ、半導体ウエハ17をチャックトップ47の上側面に載置する。
With the above configuration, when the
次いで、アライメントカメラ48で、チャックトップ47の外周縁からプローブカード5の各プローブ23を撮影して、画像処理により各プローブ23の位置を特定し、XYZθ方向を調整して位置あわせを行う。
Next, the
次いで、チャックトップ47を上昇させて、半導体ウエハ17の各電極とプローブカード5の各プローブ23とを互いに接触させ、検査を行う。
Next, the
この検査ステージ4の例としては特許文献1に記載されているものが知られている。
しかし、上記第1従来例では、アライメントカメラ28がチャックトップ27に取り付けられているため、チャックトップ27の回転に伴って回転してしまい、アライメントカメラ28の位置がずれてしまう。そして、アライメントカメラ28の位置がずれると、位置合わせに用いるソフトウェアによる計算が複雑になり、ソフトウェアにかかるコストが大きくなると共に、アライメント誤差を発生させる要因になっていた。
However, in the first conventional example, since the
また、上記第2従来例では、第1従来例のような、アライメントカメラ48の位置ずれは生じないが、第2従来例のウエハリフター49では、リフトピン60を昇降させるために専用の昇降機構(エアシリンダ61)を設ける必要があるため、製造コストが嵩んでしまう。
In the second conventional example, the
また、エアシリンダ61をZ軸ステージ部45の内部の限られたスペースに設置するのは非常に困難である。エアシリンダ61をZ軸ステージ部45内に無理に組み込むと、全体が高さ方向に嵩んでしまう。さらに、エアシリンダ61でリフトピン60を昇降させるウエハリフター49の場合、真直精度があまりよくないため、半導体ウエハ17のチャックトップ47への載置位置にバラツキが生じてしまう。
Moreover, it is very difficult to install the
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、アライメントカメラやウエハリフターの構造に起因するずれを抑えて精度を向上させた検査ステージ及び検査装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an inspection stage and an inspection apparatus that improve accuracy by suppressing displacement caused by the structure of an alignment camera or a wafer lifter. There is.
本発明の係る検査ステージは、このような課題を解決するためになされたもので、検査対象板を支持して位置合わせする検査ステージであって、前記検査対象板を直接支持するチャックトップと、当該チャックトップを上下方向に移動させるZ軸ステージ部と、前記チャックトップを回転させるθステージ部と、前記チャックトップで支持した前記検査対象板を撮影して位置合わせをするアライメントカメラと、前記検査対象板を持ち上げるウエハリフターとを少なくとも備え、前記θステージ部が前記Z軸ステージ部とチャックトップとの間に設けられると共に、前記アライメントカメラが前記Z軸ステージ部に取り付けられ、前記ウエハリフターが、下端部をベースに固定されて垂直に配設された複数の支柱と、各支柱の上端部に支持された第1プレートと、当該第1プレートに回転を許容した状態で支持された第2プレートと、当該第2プレートに支持された状態で前記チャックトップに空けられた複数の貫通孔にそれぞれ通されるリフトピンとを備えたことを特徴とする。 The inspection stage according to the present invention is made to solve such a problem, and is an inspection stage that supports and aligns an inspection target plate, and a chuck top that directly supports the inspection target plate; A Z-axis stage unit that moves the chuck top in the vertical direction, a θ stage unit that rotates the chuck top, an alignment camera that images and aligns the inspection target plate supported by the chuck top, and the inspection A wafer lifter that lifts the target plate, the θ stage portion is provided between the Z-axis stage portion and the chuck top, the alignment camera is attached to the Z-axis stage portion, and the wafer lifter is The lower end is fixed to the base and supported by the upper end of each column The first plate, the second plate supported by the first plate while allowing rotation, and the plurality of through holes formed in the chuck top while being supported by the second plate. And a lift pin.
前記構成により、前記アライメントカメラを前記Z軸ステージ部に取り付けることで、前記θステージ部による前記チャックトップの回転に追従することなく、特定点を正確に撮影する。また、前記ウエハリフターの支柱がベースに固定され、前記リフトピンが前記チャックトップの貫通孔に通されることで、前記Z軸ステージ部によるチャックトップの上下方向の移動にリフトピンが追従せず、リフトピンの上端部がチャックトップの上下動に伴ってチャックトップの上側面から出没する。また、前記第2プレートは前記第1プレートに回転を許容した状態で支持されているため、前記リフトピンは前記θステージ部による前記チャックトップの回転に追従して回転する。 With the above configuration, by attaching the alignment camera to the Z-axis stage unit, a specific point can be accurately photographed without following the rotation of the chuck top by the θ stage unit. In addition, the support of the wafer lifter is fixed to the base, and the lift pin is passed through the through hole of the chuck top, so that the lift pin does not follow the vertical movement of the chuck top by the Z-axis stage portion. The upper end portion of the chuck protrudes from the upper side surface of the chuck top as the chuck top moves up and down. Further, since the second plate is supported by the first plate in a state of allowing rotation, the lift pin rotates following the rotation of the chuck top by the θ stage portion.
前記Z軸ステージ部の昇降機構は前記ウエハリフターの各支柱で囲まれた中央位置に設けられることが望ましい。 The elevating mechanism of the Z-axis stage unit is preferably provided at a central position surrounded by each support of the wafer lifter.
前記構成により、昇降機構をコンパクトに収納することができる。 With this configuration, the lifting mechanism can be stored in a compact manner.
前記第1プレートと第2プレートとの間には、互いの回転を許容した状態で連結する連結手段を備えて、前記リフトピンが前記Z軸ステージ部による昇降に追従せず、前記θステージ部による回転に追従することが望ましい。 Between the first plate and the second plate, there is provided connecting means for connecting in a state in which mutual rotation is allowed, and the lift pin does not follow up and down by the Z-axis stage part, but by the θ stage part It is desirable to follow the rotation.
前記構成により、前記リフトピンが、前記チャックトップの回転を許容して上下動して、前記チャックトップの上側面から出没する。 With the above configuration, the lift pin moves up and down while allowing the chuck top to rotate and moves up and down from the upper side surface of the chuck top.
前記各貫通孔にそれぞれ通される各リフトピンを、垂直方向にスライド可能にそれぞれ支持するスライド機構を備えることが望ましい。 It is desirable to provide a slide mechanism for supporting each lift pin passed through each through-hole so as to be slidable in the vertical direction.
前記構成により、前記スライド機構でリフトピンを支持することで、リフトピンは垂直方向に正確にスライドする。 With the above configuration, the lift pin slides accurately in the vertical direction by supporting the lift pin with the slide mechanism.
前記スライド機構は、前記チャックトップ側に固定されるスライド支持板に設けられることが望ましい。 The slide mechanism is preferably provided on a slide support plate fixed to the chuck top side.
前記構成により、前記チャックトップ側に固定されるスライド支持板が前記チャックトップと共に回転しながら、スライド機構を介して、リフトピンを支持する。 With the above configuration, the slide support plate fixed to the chuck top side rotates with the chuck top and supports the lift pins via the slide mechanism.
本発明の係る検査装置は、検査対象板を支持して位置合わせし、検査対象板の電極にプローブを接触させて電気的検査を行う検査装置であって、前記検査対象板を支持して位置合わせする検査ステージとして、前記各検査ステージを用いたことを特徴とする。 An inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus that supports and aligns an inspection target plate and performs electrical inspection by bringing a probe into contact with an electrode of the inspection target plate, and supports and positions the inspection target plate. Each inspection stage is used as an inspection stage to be combined.
前記構成により、前記検査ステージの場合と同様に、前記アライメントカメラ及び前記ウエハリフターを良好に支持する。 With this configuration, the alignment camera and the wafer lifter are favorably supported as in the case of the inspection stage.
以上のように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。 As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
前記アライメントカメラを前記Z軸ステージ部に取り付けることで、前記θステージ部による前記チャックトップの回転に追従することなく、特定点を正確に撮影するため、このアライメントカメラの映像の画像処理により、検査対象板を正確に位置合わせすることができる。 By attaching the alignment camera to the Z-axis stage unit, the specific point can be accurately captured without following the rotation of the chuck top by the θ stage unit. The target plate can be accurately aligned.
また、前記チャックトップの回転に前記カメラが追従して移動しないため、半導体ウエハ等に形成された電極と接触子との位置合わせに使用するソフトウェアの構造が単純になり、コスト低減を図ることができる。 In addition, since the camera does not move following the rotation of the chuck top, the structure of software used for aligning the electrodes formed on the semiconductor wafer or the like with the contact is simplified, and the cost can be reduced. it can.
リフトピンをチャックトップに対し相対的に上下方向に移動させるために、リフトピンの上下方向の移動機構が不要となる。この結果、リフトピンとチャックトップの相対的な上下方向の移動機構が単純になり、コスト低減を図ることができる。 Since the lift pin is moved in the vertical direction relative to the chuck top, a lift pin vertical movement mechanism is not required. As a result, the relative vertical movement mechanism between the lift pin and the chuck top is simplified, and the cost can be reduced.
また、前記リフトピンを前記チャックトップの回転に追従させるため、このリフトピンを通す貫通孔の孔径を大きくする必要がなくなる。この結果、大孔径の貫通孔からの熱の放出が無くなって、加熱むらをなくすことができる。これにより、加熱下での電気的検査時の、半導体ウエハの温度上昇の均一性を確保できる。 In addition, since the lift pin follows the rotation of the chuck top, it is not necessary to increase the diameter of the through hole through which the lift pin passes. As a result, heat is not released from the through hole having a large hole diameter, and uneven heating can be eliminated. Thereby, the uniformity of the temperature rise of the semiconductor wafer at the time of the electrical inspection under heating can be ensured.
前記Z軸ステージ部の昇降機構を前記ウエハリフターの各支柱で囲まれた中央位置に設けて、昇降機構をコンパクトに収納するため、検査ステージを小型化することができる。 Since the elevating mechanism of the Z-axis stage portion is provided at the center position surrounded by the respective columns of the wafer lifter and the elevating mechanism is stored compactly, the inspection stage can be miniaturized.
前記第1プレートと第2プレートとの間に、互いの回転を許容した状態で連結する連結手段を備えて、前記リフトピンが、前記θステージ部による回転に追従して前記チャックトップの回転を許容して上下動し、前記チャックトップの上側面から出没するため、前記リフトピンの先端部で支持する半導体ウエハ等を正確に支持した状態で、チャックトップの上面の正確な位置に載置することができる。 A connecting means for connecting the first plate and the second plate in a state allowing mutual rotation is provided, and the lift pin allows rotation of the chuck top following the rotation by the θ stage portion. Thus, the semiconductor wafer or the like supported by the tip end portion of the lift pin can be placed at an accurate position on the upper surface of the chuck top. it can.
前記スライド機構でリフトピンを支持することで、リフトピンは垂直方向に正確にスライドするため、前記リフトピンの先端部で支持する半導体ウエハ等を正確に支持した状態で、チャックトップの上面の正確な位置に載置することができる。 By supporting the lift pins with the slide mechanism, the lift pins slide accurately in the vertical direction, so that the semiconductor wafer or the like supported by the tip of the lift pins is accurately supported, and the chuck pin is accurately positioned on the top surface of the chuck top. Can be placed.
前記スライド機構が前記チャックトップ側に固定されるスライド支持板に設けられて、前記チャックトップ側に固定されるスライド支持板が前記チャックトップと共に回転しながら、スライド機構を介して、リフトピンを支持するため、リフトピンをチャックトップに対して正確に上下動させることができる。 The slide mechanism is provided on a slide support plate fixed to the chuck top side, and the slide support plate fixed to the chuck top side supports the lift pins through the slide mechanism while rotating together with the chuck top. Therefore, the lift pin can be moved up and down accurately with respect to the chuck top.
以下、本発明の実施形態に係る検査ステージ及び検査装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態に係る検査装置の全体構成は、前記従来の検査装置とほぼ同様であるため、ここでは、検査ステージの部分を中心に説明する。また、前記従来の検査装置と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。 Hereinafter, an inspection stage and an inspection apparatus according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The entire configuration of the inspection apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the conventional inspection apparatus, and therefore, here, the description will focus on the inspection stage portion. The same members as those in the conventional inspection apparatus are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施形態の検査ステージ71は、Y軸リニアガイド部8のガイド板15に固定支持されている。この検査ステージ71は、Z軸ステージ部72と、ベアリング73と、載置リング74と、チャックトップ75と、アライメントカメラ76と、ウエハリフター77とから構成されている。
The
Z軸ステージ部72は、チャックトップ75に載置された半導体ウエハ17を支持してZ軸方向(上下方向)に移動させるための機構である。このZ軸ステージ部72は、ベース板80と、ガイド取付板81と、載置ブロック82と、リニアガイド83と、昇降機構84とから構成されている。
The Z-
ベース板80は、Z軸ステージ部72全体を支持するための板材である。このベース板80は、Y軸リニアガイド部8のガイド板15に固定されて、このガイド板15と共にY軸方向にスライドするようになっている。
The
ガイド取付板81は、載置ブロック82を支持して昇降させるための板材である。このガイド取付板81は、ベース板80の周縁部に垂直方向に向けて一体的に設けられている。
The
載置ブロック82は、チャックトップ75を支持して昇降させるための部材である。載置ブロック82は、チャックトップ75を支持した状態で、リニアガイド83を介してガイド取付板81に支持されている。載置ブロック82は、外筒部86と、中板部87とから構成されている。
The mounting
外筒部86は、中央に円形の穴が設けられた立方体状のブロックである。この外筒部86の中央の穴には、その上下方向の中間地位に中板部87が設けられている。この中板部87は、外筒部86を支持して昇降機構84に連結するための部材である。
The
リニアガイド83は、ガイド取付板81と載置ブロック82とをスライド可能に連結するための部材である。リニアガイド83は、レール90と、ガイド91とから構成されている。レール90は、ガイド取付板81に垂直方向に向けて設けられている。ガイド91はレール90にスライド可能に嵌合された状態で、載置ブロック82に固定されている。これにより、載置ブロック82を、ガイド取付板81に支持された状態で上下方向にスライド可能に支持している。
The
昇降機構84は、載置ブロック82を上下方向に昇降させるための装置である。昇降機構84は、駆動モータ93と、リードスクリュー94と、スクリューベアリング95と、リードナット96とから構成されている。
The elevating
駆動モータ93は、ベース板80に固定されて、リードスクリュー94を回転させる。リードスクリュー94は、ベース板80及び載置ブロック82の中板部87を貫通して上方へ向けて配設されている。リードスクリュー94の外周面にはネジ山が設けられている。スクリューベアリング95は、リードスクリュー94をベース板80に回転可能に支持している。リードナット96は、載置ブロック82の中板部87に固定された状態でリードスクリュー94にねじ込まれている。これにより、駆動モータ93がリードスクリュー94を設定角度だけ回転させることで、リードナット96を介して載置ブロック82を設定距離だけ正確に昇降させるようになっている。
The
ベアリング73は、チャックトップ75をZ軸ステージ部72に対して回転可能に支持するための部材である。ベアリング73のインナーリング73AはZ軸ステージ部72の載置ブロック82の固定されている。ベアリング73のアウターリング73Bは載置リング74に固定されている。
The
載置リング74は、ベアリング73のアウターリング73Bに支持された状態で、チャックトップ75を支持する部材である。載置リング74にはθステージ部(図示せず)が内蔵されている。θステージ部は、Z軸ステージ部72に対してチャックトップ75を設定角度だけ回転させるための装置である。θステージ部は、チャックトップ75を微少角度回転させてプローブ23と半導体ウエハ17の電極とを整合させる。
The mounting
チャックトップ75は、半導体ウエハ17を支持して、半導体ウエハ17の各電極を各プローブ23に位置あわせして、互いに接触させるための部材である。チャックトップ75は、半導体ウエハ17を吸着して支持するバキューム機構(図示せず)や、半導体ウエハ17を加熱する加熱機構(図示せず)等が設けられている。チャックトップ75は、Z軸ステージ部72で上下方向に移動されると共に、θステージ部で回転され、X軸リニアガイド部7でX軸方向に移動され、Y軸リニアガイド部8でY軸方向に移動されるようになっている。
The
アライメントカメラ76は、半導体ウエハ17の各電極とプローブカード5の各プローブ23とを位置合わせするためのカメラである。このアライメントカメラ76は、Z軸ステージ部72の載置ブロック82に取付ステー98を介して取り付けられている。アライメントカメラ76は、Z軸ステージ部72側に取り付けられることで、チャックトップ75の回転に追従して移動しないようになっている。アライメントカメラ76は、取付ステー98に支持された状態で、チャックトップ75の外周縁に位置している。
The
ウエハリフター77は、チャックトップ75上の半導体ウエハ17を持ち上げてチャックトップ75の表面と半導体ウエハ17との間に隙間を作るための機構である。ウエハリフター77は、支柱100と、第1プレート101と、第2プレート102と、連結棒103と、リフトピン104と、スライド支持板105とから構成されている。
The
支柱100は、その基端部をベース板80に固定されて、垂直に配設されている。支柱100は、昇降機構84のリードスクリュー94の周囲に4本設けられている。これにより、各支柱100は、載置ブロック82内で、昇降機構84の外側を覆って配設されている。具体的には、載置ブロック82の中板部87に設けられた穴に各支柱100がスライド可能に通されて、各支柱100が昇降機構84のリードスクリュー94覆って設けられている。
The
第1プレート101は、各支柱100の上端部に支持されて第2プレート102を支持するための部材である。この第1プレート101は、第2プレート102をその回転を許容した状態で支持している。
The
第2プレート102は、リフトピン104を支持して昇降させるための部材である。この第2プレート102は、第1プレート第1プレート101に回転可能に支持された状態で、各リフトピン104を支持している。
The
連結棒103は、第1プレート101と第2プレート102との間の回転を許容した状態で、これら第1プレート101と第2プレート102とを連結する棒材である。連結棒103は、第1プレート101にベアリング106で回転可能に支持され、第2プレート102に固定されている。これにより、第2プレート102を第1プレート101に対して回転可能に支持している。
The connecting
これら、第1プレート101と、第2プレート102と、連結棒103と、ベアリング106とで、チャックトップ75の回転を許容してリフトピン104をチャックトップ75と共に回転させると共に昇降させる連結手段が構成されている。
The
リフトピン104は、第2プレート102に支持された状態で、チャックトップ75に空けられた3つの貫通孔75Aにそれぞれ通されている。この貫通孔75Aは、チャックトップ75の上側面と直行する方向(垂直方向)に設けられている。リフトピン104の上端部は、Z軸ステージ部72によってチャックトップ75が降下することで、相対的にチャックトップ75の上面から突出し、チャックトップ75が上昇することで、相対的にチャックトップ75の上面から埋没するよういなっている。
The lift pins 104 are respectively passed through the three through
スライド支持板105は、リフトピン104をその昇降を許容した状態でチャックトップ75と共に回転し、リフトピン104を支持して回転させるための板材である。スライド支持板105は、載置リング74に固定されて、θステージ部でチャックトップ75と共に回転するようになっている。スライド支持板105には、各リフトピン104を通す3つの穴が設けられている。各穴には、スライド機構108が設けられている。このスライド機構108は、リフトピン104の上下動を許容した状態で、リフトピン104の水平方向を正確に位置決めして支持するようになっている。このようなスライド機構108としては、具体的には、ボールブッシュやボールスプライン等で構成されている。このスライド機構108でリフトピン104を正確に上下動させることにより、各リフトピン104の上端で支持した半導体ウエハ17を正確に降下させてチャックトップ75の上側面の正確な位置に載置するようになっている。これにより、プローブ23と半導体ウエハ17の各電極との位置合わせを容易にしている。
The
[作用]
以上のように構成されたプローブユニット31を備えた検査装置では、次のようにして検査が行われる。
[Action]
In the inspection apparatus including the
搬送装置のアーム(図示せず)で1枚の半導体ウエハ17が取り出されて、チャックトップ75に載置される。このとき、チャックトップ75は、昇降機構84で降下されている。具体的には、駆動モータ93でリードスクリュー94が回転されてリードナット96が降下され、中板部87、外筒部86、θステージ部74等を介して、チャックトップ75が降下されている。
One
これにより、ベース板80に支持されたウエハリフター77のリフトピン104が相対的に上昇して、チャックトップ75の上側面から延出する。半導体ウエハ17は、この延出したリフトピン104の上端部に載置される。
As a result, the lift pins 104 of the
次いで、駆動モータ93の回転によって、チャックトップ75が上昇される。これにより、リフトピン104が相対的に降下して、半導体ウエハ17がチャックトップ75の上側面に載置される。
Next, the
次いで、チャックトップ75は、アライメントカメラ76で撮影したプローブ23の画像および他のカメラ(図示せず)で撮影した半導体ウエハ17の電極の画像の処理により、X軸リニアガイド部7でX軸方向に移動され、Y軸リニアガイド部8でY軸方向に移動され、θステージ部で回転されて、半導体ウエハ17の電極とプローブ23とが整合するように位置合わせされる。次いで、Z軸ステージ部72で上方向に移動されて、電極とプローブ23とが互いに接触される。
Next, the
[効果]
前記アライメントカメラ76を前記Z軸ステージ部72に取り付けることで、前記θステージ部74による前記チャックトップ75の回転に追従することなく、特定点を正確に撮影するため、このアライメントカメラ75の映像の画像処理により、半導体ウエハ17を正確に位置合わせすることができるようになる。この結果、前記チャックトップ75の回転にアライメントカメラ76が追従して移動しないため、半導体ウエハ17に形成された電極とプローブ23との位置合わせに使用するソフトウェアの構造が単純になり、ソフトウェアの製作コストを低減することができる。
[effect]
By attaching the
リフトピン104をチャックトップ75に対し相対的に上下方向に移動させるために、リフトピン104の上下方向の移動機構を省略することができる。この結果、リフトピン104とチャックトップ75の相対的な上下方向の移動機構が単純になり、コスト低減を図ることができる。
In order to move the
また、前記リフトピン104を前記チャックトップ75の回転に追従させるため、このリフトピン104を通す貫通孔の孔径を大きくする必要がなくなる。この結果、大孔径の貫通孔からの熱の放出が無くなって、加熱むらをなくすことができる。これにより、加熱下で電気的検査を行う際に、加熱された半導体ウエハ17の温度上昇に、むらが生じることがなくなり、均一性を確保することができる。
Further, since the
前記Z軸ステージ部72の昇降機構84を前記ウエハリフター77の各支柱100で囲まれた中央位置に設けて、昇降機構84をコンパクトに収納するため、検査ステージ71を小型化することができ、コスト低減を図ることができる。この結果、検査ステージ71を装着した検査装置も小型化することができ、コスト低減を図ることができる。
Since the elevating
前記第1プレート101と第2プレート102との間に、互いの回転を許容した状態で連結する連結手段を備えて、前記リフトピン104が、前記θステージ部74による回転に追従して前記チャックトップ75の回転を許容して上下動し、前記チャックトップ75の上側面から出没する。また、前記スライド機構108でリフトピン104を支持することで、リフトピン104が垂直方向に正確にスライドするため、前記リフトピン104の先端部で支持する半導体ウエハ17を正確に支持した状態で、チャックトップ75の上面の正確な位置に載置することができる。この結果、その後の、電極とプローブ23との位置合わせが容易になり、検査時の作業性が向上する。
The chuck top includes a connecting means for connecting the
前記スライド機構108が前記チャックトップ75側に固定されるスライド支持板105に設けられて、前記チャックトップ75側に固定されるスライド支持板105が前記チャックトップ75と共に回転しながら、スライド機構108を介して、リフトピン104を支持するため、リフトピン104をチャックトップ75に対して正確に上下動させることができるようになる。
The
[変形例]
本実施形態に係る検査ステージ71及び検査装置は、半導体ウエハ17の検査装置に適用したが、チャックトップ75の上側面に載置して正確に位置決めする必要がある全ての検査対象板に適用することができる。この場合も、上記同様の作用、効果を奏することができる。
[Modification]
Although the
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1:検査装置、2:筐体、3:リニアガイド、5:プローブカード、6:カード固定部、7:X軸リニアガイド部、8:Y軸リニアガイド部、:ベース、13:Y軸ベース、71:検査ステージ、72:Z軸ステージ部、73:ベアリング、74:θステージ部、75:チャックトップ、76:アライメントカメラ、77:ウエハリフター、80:ベース板、81:ガイド取付板、82:載置ブロック、83:リニアガイド、84:昇降機構、86:外筒部、87:中板部、90:レール、91:ガイド、93:駆動モータ、94:リードスクリュー、95:スクリューベアリング、96:リードナット、98:取付ステー、100:支柱、101:第1プレート、102:第2プレート、103:連結棒、104:リフトピン、105:スライド支持板、108:スライド機構。
1: Inspection device, 2: Housing, 3: Linear guide, 5: Probe card, 6: Card fixing part, 7: X-axis linear guide part, 8: Y-axis linear guide part, Base, 13: Y-axis base 71: Inspection stage 72: Z-axis stage part 73: Bearing 74: θ stage part 75: Chuck top 76: Alignment camera 77: Wafer lifter 80: Base plate 81: Guide mounting plate 82 : Placement block, 83: Linear guide, 84: Elevating mechanism, 86: Outer cylinder part, 87: Middle plate part, 90: Rail, 91: Guide, 93: Drive motor, 94: Lead screw, 95: Screw bearing, 96: lead nut, 98: mounting stay, 100: support, 101: first plate, 102: second plate, 103: connecting rod, 104: lift pin, 105: screw Id support plate 108: slide mechanism.
Claims (6)
前記検査対象板を直接支持するチャックトップと、
当該チャックトップを上下方向に移動させるZ軸ステージ部と、
前記チャックトップを回転させるθステージ部と、
前記チャックトップで支持した前記検査対象板を撮影して位置合わせをするアライメントカメラと、
前記検査対象板を持ち上げるウエハリフターとを少なくとも備え、
前記θステージ部が前記Z軸ステージ部とチャックトップとの間に設けられると共に、前記アライメントカメラが前記Z軸ステージ部に取り付けられ、
前記ウエハリフターが、下端部をベースに固定されて垂直に配設された複数の支柱と、各支柱の上端部に支持された第1プレートと、当該第1プレートに回転を許容した状態で支持された第2プレートと、当該第2プレートに支持された状態で前記チャックトップに空けられた複数の貫通孔にそれぞれ通されるリフトピンとを備えたことを特徴とする検査ステージ。 An inspection stage for supporting and aligning the inspection target plate,
A chuck top that directly supports the inspection object plate;
A Z-axis stage for moving the chuck top in the vertical direction;
A θ stage unit for rotating the chuck top;
An alignment camera that images and aligns the inspection target plate supported by the chuck top;
A wafer lifter for lifting the inspection object plate,
The θ stage part is provided between the Z axis stage part and the chuck top, and the alignment camera is attached to the Z axis stage part.
The wafer lifter is supported in a state where a plurality of support columns arranged vertically with a lower end portion fixed to a base, a first plate supported on the upper end portion of each support column, and the first plate allowing rotation. An inspection stage, comprising: a second plate that is formed, and lift pins that are respectively passed through a plurality of through holes formed in the chuck top while being supported by the second plate.
前記Z軸ステージ部の昇降機構が前記ウエハリフターの各支柱で囲まれた中央位置に設けられたことを特徴とする検査ステージ。 The inspection stage according to claim 1,
An inspection stage, wherein the elevating mechanism of the Z-axis stage portion is provided at a central position surrounded by each support of the wafer lifter.
前記第1プレートと第2プレートとの間に、互いの回転を許容した状態で連結する連結手段を備えて、前記リフトピンが前記Z軸ステージ部による昇降に追従せず、前記θステージ部による回転に追従することを特徴とする検査ステージ。 The inspection stage according to claim 1 or 2,
A connecting means for connecting the first plate and the second plate in a state in which mutual rotation is allowed is provided, and the lift pin does not follow up and down by the Z-axis stage unit, and is rotated by the θ stage unit. Inspection stage characterized by following.
前記各貫通孔にそれぞれ通される各リフトピンを、垂直方向にスライド可能にそれぞれ支持するスライド機構を備えたことを特徴とする検査ステージ。 The inspection stage according to any one of claims 1 to 3,
An inspection stage comprising a slide mechanism for supporting each lift pin passed through each through hole so as to be slidable in a vertical direction.
前記スライド機構が、前記チャックトップ側に固定されるスライド支持板に設けられたことを特徴とする検査ステージ。 The inspection stage according to claim 4,
An inspection stage, wherein the slide mechanism is provided on a slide support plate fixed to the chuck top side.
前記検査対象板を支持して位置合わせする検査ステージとして、前記請求項1乃至5のいずれか1項に記載の検査ステージを用いたことを特徴とする検査装置。
An inspection apparatus that supports and aligns an inspection target plate and performs an electrical inspection by bringing a probe into contact with an electrode of the inspection target plate,
An inspection apparatus using the inspection stage according to claim 1 as an inspection stage for supporting and aligning the inspection object plate.
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