KR100953287B1 - 반도체 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
반도체 검사 장치는, 반도체 디바이스에 전압을 인가하는 포스 프로브, 및 반도체 디바이스의 전압을 검출하는 센스 프로브를 포함하고, 여기서 포스 프로브는 반도체 디바이스의 전극 패드와 접촉되고, 반도체 디바이스의 전기적 특성을 측정하기 위해 포스 프로브와 센스 프로브가 서로 접촉되며, 포스 프로브 및 센스 프로브는, 반도체 디바이스의 전극면 (주면) 에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때 실질적으로 동일한 선상에 배열된다.
포스 프로브, 센스 프로브, 전극
Description
본 발명은 반도체 디바이스의 검사를 수행하는 반도체 검사 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 전기적 특성을 측정함으로써 반도체 디바이스의 검사를 수행하는 통상의 반도체 검사 장치에서, 반도체 디바이스의 전기적 특성을 측정하기 위해 프로브가 반도체 디바이스 상의 전극 패드와 접촉된다.
베릴륨-구리 재료 또는 텅스텐 재료가 프로브의 재료로서 일반적으로 사용된다. 베릴륨-구리 재료는 작은 저항값 및 좋은 측정 정확도를 가지고 있지만, 열악한 내구성을 가지고 있다. 한편, 텅스텐 재료는 좋은 내구성을 가지고 있지만, 텅스텐 재료의 큰 저항값으로 인해 열악한 측정 정확도를 가지고 있다. 따라서, 반도체 디바이스의 전기적 특성이 텅스텐 재료의 프로브에 의해 측정될 때, 더 좋은 측정 정확도를 갖는 켈빈 측정을 수행할 필요가 있다. 켈빈 측정에서, 포스 프로브 및 센스 프로브가 전기적 특성을 측정하기 위해 전극 패드와 접촉된다. 포스 프로브가 반도체 디바이스에 전압을 인가하고, 센스 프로브가 반도체 디바이스의 전압을 검출한다.
오늘날, 반도체 디바이스는 고집적화되고 있고 반도체 패키지는 소형화되고 있으며, 이는 전극 패드의 사이즈 및 전극 피치가 감소되고 있음을 의미한다. 한편, 전극 패드의 영역 또는 전극들 간의 피치는 프로브를 전극 패드와 높은 정확도로 접촉시킬 수 있을 정도로 클 필요가 있다. 종래의 기술에서는, 프로브들을 디바이스 부근의 협소한 피치들에서 배열하는 것이 어렵다. 따라서, 고집적화 및 소형화된 반도체 디바이스의 전극 패드를 프로브와 높은 정확도로 접촉시키는 것은 더욱 어려워지고 있다.
예를 들어, 일본 공개 특허 공보 소화 62-109334 호는 켈빈 측정을 수행하기 위해, 제 1 프로브를 전극 패드와 접촉시키고, 제 2 프로브를 제 1 프로브의 상측부와 접촉시키는 기술을 개시한다. 따라서, 소형화된 전극 패드를 프로브와 접촉시키는 것이 가능하다.
또한, 일본 공개 특허 공보 평 5-144895 호는 도 3에 도시된 바와 같이, 켈빈 측정을 수행하기 위해, 센스 프로브 및 포스 프로브의 팁들이 켈빈 접속되어 있는 프로브 (50) 를 전극 패드 (51) 와 접촉시키는 기술을 개시한다.
또한, 일본 공개 특허 공보 평 9-203764 호는 도 4에 도시된 바와 같이, 켈빈 측정을 수행하기 위해, 반도체 디바이스 (61) 의 리드 (60) 를 포스 프로브 (62) 와 센스 프로브 (63) 에 의해 구속하는 기술을 개시한다.
그러나, 일본 공개 특허 공보 소화 62-109334 호에서, 제 2 프로브가 제 1 프로브에 대하여 경사진 포지션으로 배열된다 (일본 공개 특허 공보 소화 62-109334 호의 도 3b 참조). 따라서, 고집적화된 반도체 디바이스에 대하여, 2개 의 프로브가 차지하는 공간이 프로브들이 협소한 피치들에서 배열될 수 없을 정도로 커지게 된다. 동일한 방식으로, 일본 공개 특허 공보 평 5-144895 호에서, 프로브 (50) 가 2개의 부분으로 분할되고, 이는 반도체 디바이스에 대하여, 협소한 피치들에서 프로브들 (50) 을 배열하는 것을 불가능하게 한다.
일본 공개 특허 공보 소화 62-109334 호에서, 제 1 프로브 및 제 2 프로브가 뾰족하게 형성되고, 이는 2개의 프로브를 높은 정확도로 서로 접촉시키는 것을 어렵게 한다.
종래 기술에서는, 고집적화된 반도체 디바이스에 대하여, 프로브들을 협소한 피치들에서 배열하는 것이 어렵다. 또한, 포스 프로브를 센스 프로브와 높은 정확도로 접촉시키는 것이 어렵다.
본 발명의 제 1 양태에 따라, 반도체 디바이스의 전극면에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때 실질적으로 동일한 선상에 배열된 포스 프로브 및 센스 프로브를 포함하는 반도체 검사 장치가 제공된다. 이러한 구성을 가짐으로써, 프로브들이 차지하는 공간이 감소될 수 있다. 따라서, 고집적화된 반도체 디바이스에 대하여, 프로브들을 협소한 피치들에서 배열하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 2 양태에 따라, 전극과 접촉되고 평탄한 형상으로 이루어진, 포스 프로브의 종단부를 갖는 반도체 검사 장치가 제공된다. 그 다음에, 센스 프로브의 종단부가 포스 프로브의 종단부와 접촉되어, 센스 프로브가 포스 프로브와 접촉되도록 한다. 이러한 구성을 가짐으로써, 센스 프로브의 종단부가 포스 프로브의 평탄한 면에 형성된 종단부의 어떤 부분과 접촉될 때도, 센스 프로브를 포스 프로브와 접촉시키는 것이 가능하다. 따라서, 프로브들을 높은 정확도로 접촉시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 제 3 양태에 따라, 전극과 접속되고 뾰족하게 형성된, 포스 프로브의 종단부를 갖는 반도체 검사 장치가 제공된다. 포스 프로브는 포스 프 로브의 종단부 측에 평탄부를 포함한다. 센스 프로브는 센스 프로브가 포스 프로브와 접촉되도록, 포스 프로브의 평탄부와 접촉된 종단부를 가지고 있다. 이러한 구성을 가짐으로써, 전극과 포스 프로브 간에 점 접촉이 이루어진다. 따라서, 전극과 포스 프로브를 접촉시키는 것에서 발생될 수도 있는 변위를 방지하는 것이 가능하다. 센스 프로브의 종단부가 포스 프로브의 평탄한 면의 어떤 부분과 접촉될 때도, 센스 프로브를 포스 프로브와 접촉시키는 것이 가능하다. 따라서, 프로브들을 높은 정확도로 접촉시키는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 고집적화된 반도체 디바이스에 대하여, 프로브들을 협소한 피치들에서 배열하는 것이 가능하다. 또한, 포스 프로브를 센스 프로브와 높은 정확도로 접촉시키는 것이 가능하다.
상기된 본 발명의 목적들 및 다른 목적들, 이점들, 및 특징들은 도면들과 관련하여 취해진 일정 바람직한 실시형태의 뒤따르는 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
이제 본 발명은 실시예를 참조하여 여기서 설명될 것이다. 당업자는 다수의 대안 실시형태가 본 발명의 가르침을 사용하여 이루어질 수 있고, 본 발명이 설명의 목적을 위해 예시되는 실시형태에 제한되지 않음을 인지할 것이다.
제 1 실시형태
이제 제 1 실시형태에 따른 반도체 검사 장치 (1) 가 도 1을 참조하여 설명 될 것이다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반도체 검사 장치 (1) 를 개략적으로 도시하는 투시도이다.
반도체 검사 장치 (1) 는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 예를 들어, 포스 프로브 (2), 센스 프로브 (3), 전력 공급 유닛 (도시 생략) 등을 포함한다. 반도체 검사 장치 (1) 는 예를 들어, 불량 유닛들을 선별하는 반도체 선별 장치일 수도 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 전극 패드 (41) 가 반도체 디바이스 (4) 상에 제공된다. 전극 패드 (41) 는 실질적으로 직사각형 형상을 갖는다. 전극 패드 (41) 는 반도체 디바이스 (4) 상에서 전극으로서 기능한다. 전극 패드 (41) 의 형상은 사각형에 제한되지 않고 원하는 형상으로 형성될 수 있음을 주의한다.
포스 프로브 (2) 는 반도체 디바이스 (4) 에 전압을 인가하기 위해 전극 패드 (41) 와 접촉된다. 더 상세히, 포스 프로브 (2) 는 예를 들어, 전극 패드 (41) 와 접촉되고 평판 형상으로 형성된 종단부 (21) 를 갖는다. 그 다음에, 포스 프로브 (2) 의 종단부 (21) 의 하측면은 전극 패드 (41) 와 접촉된다. 더 상세히, 포스 프로브 (2) 의 종단부 (21) 는 예를 들어, 평면 시점으로 봤을 때 전극 패드 (41) 와 실질적으로 동일한 형상을 갖도록 형성된다. 포스 프로브 (2) 는 종단부 (21) 로부터 경사진 위쪽 방향으로 연장하고, 포스 프로브 (2) 가 반도체 디바이스 (4) 의 주면 (42) 에 실질적으로 평행이 되도록 적절한 영역에서 굽어진다.
센스 프로브 (3) 는 센스 프로브 (3) 의 종단부 (31) 가 뾰족하게 되도록 삼각형으로 형성된 종단부 (31) 를 갖는다. 종단부 (31) 는 경사진 위쪽 방향으로 연장하고, 반도체 디바이스 (4) 의 주면 (42) 과의 각도는 포스 프로브 (2) 의 경사면 보다 크다. 센스 프로브 (3) 는 반도체 디바이스 (4) 의 주면 (42) 에 실질적으로 평행하게 되도록 종단부 (31) 로부터 굽어지고, 센스 프로브 (3) 는 반도체 디바이스 (4) 의 측면 방향으로 연장한다. 그 다음에, 센스 프로브 (3) 의 종단부 (31) 는 포스 프로브 (2) 의 종단부 (21) 의 상측면의 어떤 부분과 (이 예에서는 중앙 부분) 접촉되어, 센스 프로브 (3) 와 포스 프로브 (2) 가 서로 접촉되도록 한다.
또한, 포스 프로브 (2) 및 센스 프로브 (3) 는 얇은 선형 부재에 의해 형성된다. 예를 들어, 포스 프로브 (2) 및 센스 프로브 (3) 는 베릴륨-구리 재료 또는 텅스텐 재료에 의해 형성된다. 예를 들어, 베릴륨-구리 재료에 의해 프로브들을 형성함으로써, 좋은 측정 정확도를 갖는 포스 프로브 (2) 및 센스 프로브 (3) 를 형성하는 것이 가능하다. 한편, 예를 들어, 텅스텐 재료에 의해 프로브들을 형성함으로써, 더 좋은 내구성을 갖는 포스 프로브 (2) 및 센스 프로브 (3) 를 형성하는 것이 가능하다.
그 다음에, 전극 패드 (41) 와 접촉된 포스 프로브 (2) 에 의해 반도체 디바이스 (4) 에 전압이 인가된다. 반도체 디바이스 (4) 의 전압은, 포스 프로브 (2) 의 종단부 (21) 와 접촉된 센스 프로브 (3) 에 의해 측정된다. 따라서, 반도체 디바이스 (4) 의 전기적 특성이 반도체 검사 장치 (1) 에 의해 측정될 수 있 다.
또한, 포스 프로브 (2) 및 센스 프로브 (3) 는 예를 들어, 반도체 디바이스 (4) 의 주면 (42) (전극 패드 (41) 가 배열된 전극면) 에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때 실질적으로 동일한 선상에 있도록 배열된다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반도체 검사 장치 (1) 에서, 포스 프로브 (2) 및 센스 프로브 (3) 는 반도체 디바이스 (4) 의 전극면에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때 실질적으로 동일한 선상에 배열된다. 이러한 구성을 가짐으로써, 프로브들이 차지하는 공간을 감소시키는 것이 가능하다. 따라서, 고집적화된 반도체 디바이스 (4) 에 대하여, 프로브들을 협소한 피치들에서 배열하는 것이 가능하다.
전극 패드 (41) 와 접촉된 포스 프로브 (2) 의 종단부 (21) 는 평탄한 형상으로 형성된다. 센스 프로브 (3) 의 종단부 (31) 는 포스 프로브 (2) 의 종단부 (21) 와 접촉되어, 센스 프로브 (3) 가 포스 프로브 (2) 와 접촉되도록 한다. 이러한 구성을 가짐으로써, 센스 프로브 (3) 의 종단부 (31) 가 포스 프로브 (2) 의 종단부 (21) 의 평탄한 면의 어떤 부분과 접촉될 때도, 포스 프로브 (2) 를 센스 프로브 (3) 와 접촉시키는 것이 가능하다. 따라서, 2개의 프로브를 높은 정확도로 접촉시키는 것이 가능하다.
제 2 실시형태
이제 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 반도체 검사 장치 (1A) 가 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 반도체 검사 장치 (1A) 를 개략적으로 도시하는 투시도이다.
제 2 실시형태에 따른 센스 프로브 (3) 및 반도체 디바이스 (4) 의 구성은 도 1에 도시된 구성과 동일하다. 따라서, 동일한 참조 번호가 동일한 구성요소에 주어지고, 겹치는 설명은 여기서 생략될 것이다.
반도체 검사 장치 (1A) 는 도 2에 도시된 바와 같이 예를 들어, 포스 프로브 (2A), 센스 프로브 (3), 및 전력 공급 유닛 (도시 생략) 등을 포함한다.
포스 프로브 (2A) 는 반도체 디바이스 (4) 에 전압을 인가하기 위해 전극 패드 (41) 와 접촉된다. 더 상세히, 포스 프로브 (2A) 는, 전극 패드 (41) 와 접촉된 포스 프로브 (2A) 의 종단부 (21A) 가 뾰족하게 되도록, 삼각형으로 형성된 종단부 (21A) 를 갖는다. 포스 프로브 (2A) 는 예를 들어, 포스 프로브 (2A) 의 종단부 (21A) 측에 평탄부 (22A) 를 포함한다. 평탄부 (22A) 는 예를 들어, 종단부 (21A) 보다 큰 폭의 직사각형 형상을 갖는다. 따라서, 평탄부 (22A) 는 포스 프로브 (2A) 의 폭 방향에 대하여 양측이 튀어나온 형상을 갖는다. 또한, 종단부 (21A) 는 반도체 디바이스 (4) 의 주면 (42) 에 대하여 경사진 위쪽 방향으로 연장하고, 평탄부 (22A) 는 반도체 디바이스 (4) 의 주면 (42) 에 실질적으로 평행하게 되도록 종단부 (21A) 로부터 굽어진다. 그 다음에, 센스 프로브 (3) 의 종단부 (31) 는 평탄부 (22A) 의 상측면의 어떤 부분 (이 예에서는 중앙 부분) 에 접촉되어, 포스 프로브 (2A) 와 센스 프로브 (3) 가 서로 접촉되도록 한다.
평탄부 (22A) 는 예를 들어, 반도체 디바이스 (4) 의 전압 검출의 정확도 저하를 방지하기 위해, 포스 프로브 (2A) 의 종단부 (21A) 에 더 근접한 위치에 배열 되는 것이 바람직하다. 또한, 평탄부 (22A) 는 고집적화된 반도체 디바이스 (4) 에 대하여, 프로브들의 배열을 방해하지 않는 사이즈로 형성되는 것이 바람직하다.
센스 프로브 (3) 의 종단부 (31) 는 예를 들어, 종단부 (31) 가 뾰족하게 되도록 삼각형으로 형성된다. 종단부 (31) 는 경사진 위쪽 방향으로 연장하고, 종단부 (31) 및 포스 프로브 (2A) 의 종단부 (21A) 가 서로 실질적으로 평행이다. 그 다음에 예를 들어, 센스 프로브 (3) 의 종단부 (31) 는 포스 프로브 (2A) 의 평탄부 (22A) 와 접촉되어, 센스 프로브 (3) 와 포스 프로브 (2A) 가 서로 접촉되도록 한다.
또한, 포스 프로브 (2A) 및 센스 프로브 (3) 는 얇은 선형 부재에 의해 형성된다. 예를 들어, 포스 프로브 (2A) 및 센스 프로브 (3) 는 베릴륨-구리 재료 또는 텅스텐 재료에 의해 형성된다. 예를 들어, 베릴륨-구리 재료에 의해 프로브들을 형성함으로써, 좋은 측정 정확도를 갖는 포스 프로브 (2A) 및 센스 프로브 (3) 를 형성하는 것이 가능하다. 한편 예를 들어, 텅스텐 재료에 의해 프로브들을 형성함으로써, 더 좋은 내구성을 갖는 포스 프로브 (2A) 및 센스 프로브 (3) 를 형성하는 것이 가능하다.
그 다음에, 전극 패드 (41) 와 접촉된 포스 프로브 (2A) 에 의해 반도체 디바이스 (4) 에 전압이 인가된다. 반도체 디바이스 (4) 의 전압은 포스 프로브 (2A) 의 평탄부 (22A) 와 접촉된 센스 프로브 (3) 에 의해 측정된다. 따라서, 반도체 디바이스 (4) 의 전기적 특성은 반도체 검사 장치 (1A) 에 의해 측정될 수 있다.
또한, 포스 프로브 (2A) 및 센스 프로브 (3) 는 예를 들어, 반도체 디바이스 (4) 의 주면 (42) (전극 패드 (41) 가 배열된 전극면) 에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때 실질적으로 동일한 선상에 있도록 배열된다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 반도체 검사 장치 (1A) 에서, 포스 프로브 (2A) 및 센스 프로브 (3) 가, 반도체 디바이스 (4) 의 전극면에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때 실질적으로 동일한 선상에 배열된다. 이러한 구성을 가짐으로써, 프로브들이 차지하는 공간을 감소시키는 것이 가능하다. 따라서, 고집적화된 반도체 디바이스 (4) 에 대하여, 프로브들을 협소한 피치들에서 배열하는 것이 가능하다.
또한, 전극 패드 (41) 와 접촉된, 포스 프로브 (2A) 의 종단부 (21A) 는 뾰족하게 형성된다. 포스 프로브 (2A) 는 포스 프로브 (2A) 의 종단부 (21A) 측에 평탄부 (22A) 를 포함한다. 그 다음에, 센스 프로브 (3) 의 종단부 (31) 가 포스 프로브 (2A) 의 평탄부 (22A) 와 접촉되어, 센스 프로브 (3) 가 포스 프로브 (2A) 와 접촉되도록 한다. 이러한 구성을 가짐으로써, 전극 패드 (41) 와 포스 프로브 (2A) 간에 점 접촉이 이루어진다. 따라서, 전극 패드 (41) 를 포스 프로브 (2A) 와 접촉시키는 것에서 발생될 수도 있는 변위를 방지하는 것이 가능하다. 또한, 센스 프로브 (3) 의 종단부 (31) 가 포스 프로브 (2A) 의 평탄부 (22A) 의 어떤 부분과 접촉될 때도, 센스 프로브 (3) 와 포스 프로브 (2A) 는 서로 접촉될 수 있다. 따라서, 2개의 프로브들을 높은 정확도로 접촉시키는 것이 가 능하다.
본 발명의 제 1 실시형태에서, 평면 시점에서 포스 프로브 (2) 의 종단부 (21) 가 전극 패드 (41) 와 실질적으로 동일한 형상이 되도록 형성된다 하더라도, 종단부 (21) 의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다. 포스 프로브 (2) 의 종단부 (21) 의 형상은, 종단부가 전극 패드 (41) 와 실질적으로 동일한 사이즈를 갖는 평탄한 형상으로 형성되는 한 어떤 형상도 될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 포스 프로브들 (2 및 2A) 및 센스 프로브 (3) 는, 반도체 디바이스 (4) 의 전극면에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때 실질적으로 동일한 선상에 배열된다. 그러나, 배열이 이에 제한되는 것은 아니다. 프로브들은 반도체 디바이스 (4) 에 대하여 바람직한 위치에 배열될 수 있다.
본 발명이 상술된 실시형태에 제한되지 않고, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 변경 및 수정될 수도 있음이 명백하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반도체 검사 장치를 개략적으로 도시하는 투시도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 반도체 검사 장치를 개략적으로 도시하는 투시도.
도 3은 관련된 반도체 검사 장치를 개략적으로 도시하는 투시도.
도 4는 또 다른 관련된 반도체 검사 장치를 개략적으로 도시하는 투시도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 반도체 검사 장치
2 : 포스 프로브
3 : 센스 프로브
41 : 전극 패드
42 : 주면
Claims (5)
- 반도체 디바이스에 전압을 인가하는 포스 프로브 (force probe); 및상기 반도체 디바이스의 전압을 검출하는 센스 프로브 (sense probe) 를 포함하고,상기 포스 프로브는 상기 반도체 디바이스의 전극과 접촉되고, 상기 포스 프로브와 상기 센스 프로브는 서로 접촉되어 상기 반도체 디바이스의 전기적 특성을 측정하며,상기 포스 프로브 및 상기 센스 프로브는, 상기 반도체 디바이스의 전극면에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때 실질적으로 동일한 선상에 배열되는, 반도체 검사 장치.
- 반도체 디바이스에 전압을 인가하는 포스 프로브; 및상기 반도체 디바이스의 전압을 검출하는 센스 프로브를 포함하고,상기 포스 프로브는 상기 반도체 디바이스의 전극과 접촉되고, 상기 포스 프로브와 상기 센스 프로브는 서로 접촉되어 상기 반도체 디바이스의 전기적 특성을 측정하고,상기 전극과 접촉된 상기 포스 프로브의 종단부는 평탄한 형상으로 형성되며,상기 센스 프로브의 종단부는 상기 포스 프로브의 상기 종단부와 접촉되어, 상기 센스 프로브와 상기 포스 프로브가 서로 접촉되도록 하는, 반도체 검사 장치.
- 반도체 디바이스에 전압을 인가하는 포스 프로브; 및상기 반도체 디바이스의 전압을 검출하는 센스 프로브를 포함하고,상기 포스 프로브는 상기 반도체 디바이스의 전극과 접촉되고, 상기 포스 프로브와 상기 센스 프로브는 서로 접촉되어 상기 반도체 디바이스의 전기적 특성을 측정하고,상기 전극과 접촉된 상기 포스 프로브의 종단부는 뾰족한 형상으로 형성되고,상기 포스 프로브는 상기 포스 프로브의 상기 종단부로부터 연장되는 평탄부를 포함하며,상기 센스 프로브의 종단부는 상기 포스 프로브의 상기 평탄부와 접촉되어, 상기 센스 프로브와 상기 포스 프로브가 서로 접촉되도록 하는, 반도체 검사 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 포스 프로브 및 상기 센스 프로브는, 상기 반도체 디바이스의 전극면에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때 실질적으로 동일한 선상에 배열되는, 반도체 검사 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 포스 프로브 및 상기 센스 프로브는, 상기 반도체 디바이스의 전극면에 대하여 수직인 방향으로부터 봤을 때 실질적으로 동일한 선상에 배열되는, 반도체 검사 장치.
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