JP2615106B2 - プローブ装置 - Google Patents
プローブ装置Info
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- JP2615106B2 JP2615106B2 JP62319828A JP31982887A JP2615106B2 JP 2615106 B2 JP2615106 B2 JP 2615106B2 JP 62319828 A JP62319828 A JP 62319828A JP 31982887 A JP31982887 A JP 31982887A JP 2615106 B2 JP2615106 B2 JP 2615106B2
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- Japan
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- probe
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- camera
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はウェハに形成されたICチップの電気的特性
を測定するためのプローブ装置に関する。
を測定するためのプローブ装置に関する。
[従来の技術] 一般にプローブ装置は第8図に示すようにプロービン
グエリア100内でウェハ10を搭載した載置台30をXYステ
ージの水平座標上でXY方向に移動しながら第7図に示す
ようなウェハ10に形成されたチップ20のパッド20aに測
定針であるプローブ針を接触させてチップの電気的特性
を測定するものであり、この測定に先立って搬送部101
より搬送されたウェハ1はアライメントステージ102に
おいてチップ配列と水平座標のXY軸とが合致するように
調整される。
グエリア100内でウェハ10を搭載した載置台30をXYステ
ージの水平座標上でXY方向に移動しながら第7図に示す
ようなウェハ10に形成されたチップ20のパッド20aに測
定針であるプローブ針を接触させてチップの電気的特性
を測定するものであり、この測定に先立って搬送部101
より搬送されたウェハ1はアライメントステージ102に
おいてチップ配列と水平座標のXY軸とが合致するように
調整される。
一方、プローブ針は通常予めプローブカードに高精度
に配設固定されており、このプローブカードをプローブ
装置のヘッドプレートの所定位置に取付けるようになっ
ているが、この場合、取付精度には自ずと限界があるた
め、測定時にはすでにアライメント終了後のウェハをプ
ローブ針のところへ移動した後、最初のウェハについて
テーィーチング操作、すなわちチップ20のパッド20aと
プローブ針を確実に接触させるように更に位置合わせす
ることが必要である。この位置合わせは、従来プローブ
装置に装備されたマイクロスコープを用いてオペレータ
の目視によって行ない、手動でウェハ側、すなわち載置
台をXY調整すると共にプローブカード側をθ調整し、プ
ローブ針の先端とチップ20のパッド20aとを合致させて
いた(特願昭62−136706号)。
に配設固定されており、このプローブカードをプローブ
装置のヘッドプレートの所定位置に取付けるようになっ
ているが、この場合、取付精度には自ずと限界があるた
め、測定時にはすでにアライメント終了後のウェハをプ
ローブ針のところへ移動した後、最初のウェハについて
テーィーチング操作、すなわちチップ20のパッド20aと
プローブ針を確実に接触させるように更に位置合わせす
ることが必要である。この位置合わせは、従来プローブ
装置に装備されたマイクロスコープを用いてオペレータ
の目視によって行ない、手動でウェハ側、すなわち載置
台をXY調整すると共にプローブカード側をθ調整し、プ
ローブ針の先端とチップ20のパッド20aとを合致させて
いた(特願昭62−136706号)。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、このようなオペレータの目視によるプロー
ブ針とパッドとの位置決めは、15μ程度の誤差しか許さ
れないため、操作に熟練を要し、操作者の負担が非常に
大きかった。また、従来のプローブ装置はこのようなオ
ペレータの作業を必要とするため、クリーンルーム内の
完全な無人化を達成することができなかった。
ブ針とパッドとの位置決めは、15μ程度の誤差しか許さ
れないため、操作に熟練を要し、操作者の負担が非常に
大きかった。また、従来のプローブ装置はこのようなオ
ペレータの作業を必要とするため、クリーンルーム内の
完全な無人化を達成することができなかった。
本発明はこのような従来の問題点を解決し、プローブ
針とウェハとの位置合わせを自動化したフルオートプロ
ーブ装置を提供することを目的とする。
針とウェハとの位置合わせを自動化したフルオートプロ
ーブ装置を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成する本発明のプローブ装置は、水平座
標上を移動する載置台上に設けた被測定体と測定針とを
相対的に移動させ前記被測定体の電極に前記測定針を接
触させ測定するプローブ装置において、載置台の所定位
置に着脱可能に設置され測定針の先端の座標上の位置を
検知する検知手段を備え、検知手段の載置台への装着位
置の誤差を検出するための認識手段を備え、装着位置の
誤差を補正して出力される検知手段からの検知信号に基
き測定針と被測定体との位置ズレ量を自動的に認識し、
この位置ズレ量を補正して載置台を移動させ、測定針と
被測定体の電極とを自動的に位置合わせする測定部を備
えたものである。
標上を移動する載置台上に設けた被測定体と測定針とを
相対的に移動させ前記被測定体の電極に前記測定針を接
触させ測定するプローブ装置において、載置台の所定位
置に着脱可能に設置され測定針の先端の座標上の位置を
検知する検知手段を備え、検知手段の載置台への装着位
置の誤差を検出するための認識手段を備え、装着位置の
誤差を補正して出力される検知手段からの検知信号に基
き測定針と被測定体との位置ズレ量を自動的に認識し、
この位置ズレ量を補正して載置台を移動させ、測定針と
被測定体の電極とを自動的に位置合わせする測定部を備
えたものである。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
プローブ装置は第1図及び第2図に示されるように被
測定体であるウェハ上のチップの電極であるパッドと測
定針であるプローブ針とを接触させて電気的性能を測定
する測定部1、ウェハを収納部より取り出し測定部1に
搬送する搬送部2、データの入力等を行うための操作部
3及び操作部3からの入力データやこれら測定部1、搬
送部2からの各種信号に基き測定部1及び搬送部2を駆
動制御する制御部4から成る。
測定体であるウェハ上のチップの電極であるパッドと測
定針であるプローブ針とを接触させて電気的性能を測定
する測定部1、ウェハを収納部より取り出し測定部1に
搬送する搬送部2、データの入力等を行うための操作部
3及び操作部3からの入力データやこれら測定部1、搬
送部2からの各種信号に基き測定部1及び搬送部2を駆
動制御する制御部4から成る。
測定部1はウェハ10を載置した載置5を水平方向(XY
方向)の座標に基づき移動するXYステージ11、載置台5
上のウェハ10のチップ配列方向とXYステージ11座標とを
整合させるためのアライメントステージ12及びヘッドプ
レート6に設けられたプローブカード部13を備えてい
る。
方向)の座標に基づき移動するXYステージ11、載置台5
上のウェハ10のチップ配列方向とXYステージ11座標とを
整合させるためのアライメントステージ12及びヘッドプ
レート6に設けられたプローブカード部13を備えてい
る。
載置台5はXYステージ11によってXY方向に駆動される
と共に垂直方向(Z方向)及び回転方向(θ方向)の駆
動機構を備え、載置したウェハ10をZ方向及びθ方向に
位置調整できるように駆動する。
と共に垂直方向(Z方向)及び回転方向(θ方向)の駆
動機構を備え、載置したウェハ10をZ方向及びθ方向に
位置調整できるように駆動する。
XYステージ11は、第3図に示すようにXレール11aと
Yレール11bを備えると共にX方向とY方向の各々の駆
動機構14、15を備え、例えばXレール11aの搭載された
載置台5をX方向の駆動機構14によってXレール11aに
沿ってX方向に移動させると共に、Y方向の駆動機構15
によってYレール11bに沿ってXレール11aを移動させる
ことにより、載置台5をXYステージ11の座標上の任意の
位置に移動することができる。駆動機構14、15としては
例えばステッピングモータが用いられ、この場合載置台
5を15μ程度の誤差範囲で移動することができる。
Yレール11bを備えると共にX方向とY方向の各々の駆
動機構14、15を備え、例えばXレール11aの搭載された
載置台5をX方向の駆動機構14によってXレール11aに
沿ってX方向に移動させると共に、Y方向の駆動機構15
によってYレール11bに沿ってXレール11aを移動させる
ことにより、載置台5をXYステージ11の座標上の任意の
位置に移動することができる。駆動機構14、15としては
例えばステッピングモータが用いられ、この場合載置台
5を15μ程度の誤差範囲で移動することができる。
アライメントステージ12は本実施例においては測定部
1の前方に位置し、例えば光学的にウェハのチップ配列
を検知する光学系を備え、チップ配列を検知してチップ
配列がXYステージ11の座標のXY軸と整合するように載置
台を微調整する。アライメント方法は光学的方法のみな
らず画像認識法でもよく、その場合、光学系の代わりに
カメラが設置されている。
1の前方に位置し、例えば光学的にウェハのチップ配列
を検知する光学系を備え、チップ配列を検知してチップ
配列がXYステージ11の座標のXY軸と整合するように載置
台を微調整する。アライメント方法は光学的方法のみな
らず画像認識法でもよく、その場合、光学系の代わりに
カメラが設置されている。
プローブカード部13はテスターと被測定体(ウェハの
チップ)とを電気的に接続させるもので、本体に対し開
閉自在なヘッドプレート6の略中央に設けられたインサ
ートリング131とインサートリング131に取り付けられる
プローブカード132から成り、プローブカード132には所
定の精度の測定針であるプローブ針7が複数配設されて
いる(第6図)。
チップ)とを電気的に接続させるもので、本体に対し開
閉自在なヘッドプレート6の略中央に設けられたインサ
ートリング131とインサートリング131に取り付けられる
プローブカード132から成り、プローブカード132には所
定の精度の測定針であるプローブ針7が複数配設されて
いる(第6図)。
更にこのプローブ針7に先端とチップ20のパッド20a
とを正確に且つ自動的に位置合わせするものとして、ウ
ェハの移動する座標におけるプローブ針7(先端)の位
置を検知する手段を備える。このような検知手段は本実
施において載置台5に着脱可能に設けられるカメラ8か
ら成る。すなわち、第4図に示すように載置台5にはこ
のカメラ8を取付けるための取付部51が形成されてい
る。カメラ8は取付部51に固定するための取付台81に固
定され、非測定時にはXYステージ11から外れた位置、例
えば測定部1の搬送部2とは反対側の側面に近い待機位
置(第2図)にあり、測定時にジャバラアーム9等の搬
送手段によって載置台5の取付部51に取付けられる。取
付部51とカメラ8の取付台81とは例えば取付部51を鉄な
どの磁性体、取付台81を電磁石とすることにより着脱自
在であり、取付時の垂直方向(Z方向)の精度は取付部
51の面51aと取付台81の面81aとによって高精度に保たれ
る。水平方向(XY方向)の精度については次に述べる認
識手段によって調整するものとする。
とを正確に且つ自動的に位置合わせするものとして、ウ
ェハの移動する座標におけるプローブ針7(先端)の位
置を検知する手段を備える。このような検知手段は本実
施において載置台5に着脱可能に設けられるカメラ8か
ら成る。すなわち、第4図に示すように載置台5にはこ
のカメラ8を取付けるための取付部51が形成されてい
る。カメラ8は取付部51に固定するための取付台81に固
定され、非測定時にはXYステージ11から外れた位置、例
えば測定部1の搬送部2とは反対側の側面に近い待機位
置(第2図)にあり、測定時にジャバラアーム9等の搬
送手段によって載置台5の取付部51に取付けられる。取
付部51とカメラ8の取付台81とは例えば取付部51を鉄な
どの磁性体、取付台81を電磁石とすることにより着脱自
在であり、取付時の垂直方向(Z方向)の精度は取付部
51の面51aと取付台81の面81aとによって高精度に保たれ
る。水平方向(XY方向)の精度については次に述べる認
識手段によって調整するものとする。
カメラ8の載置台5への取付位置の水平方向の誤差を
認識する認識手段−アライメントマーク16はXYステージ
11の座標における固定位置にあってカメラ8によって捕
えられる位置に設けられる。本実施例においてアライメ
ントマーク16はアライメントステージ12のトッププレー
トの背面に設けられる。
認識する認識手段−アライメントマーク16はXYステージ
11の座標における固定位置にあってカメラ8によって捕
えられる位置に設けられる。本実施例においてアライメ
ントマーク16はアライメントステージ12のトッププレー
トの背面に設けられる。
アライメントステージ12のトッププレートは本体に対
し開閉されることなく固定されており、その背面の一点
はXYステージの座標の原点0.Pに対し設計上決定される
固定距離とすることができるので好ましい。このように
座標の原点0.Pに対し固定距離にあるアライメントマー
ク16にカメラ8を合致させることにより、カメラ8の取
付誤差を認識することができる。この認識方法について
は以下に詳述する。
し開閉されることなく固定されており、その背面の一点
はXYステージの座標の原点0.Pに対し設計上決定される
固定距離とすることができるので好ましい。このように
座標の原点0.Pに対し固定距離にあるアライメントマー
ク16にカメラ8を合致させることにより、カメラ8の取
付誤差を認識することができる。この認識方法について
は以下に詳述する。
以上のような構成におけるプローブ針7とチップのパ
ッドとの自動位置合わせについて説明する。本発明にお
いて位置合わせは、i)載置台5に取付けたカメラ8の
位置認識、ii)当該認識後のカメラ8によるプローブ針
7の位置検知、iii)プローブ針7とチップのパッドと
の位置合わせの3ステップから成り、前提として載置台
5にはウェハ10が載置台5とのセンター合わせ及びアラ
イメントを終了した状態で載置されているものとする。
ッドとの自動位置合わせについて説明する。本発明にお
いて位置合わせは、i)載置台5に取付けたカメラ8の
位置認識、ii)当該認識後のカメラ8によるプローブ針
7の位置検知、iii)プローブ針7とチップのパッドと
の位置合わせの3ステップから成り、前提として載置台
5にはウェハ10が載置台5とのセンター合わせ及びアラ
イメントを終了した状態で載置されているものとする。
i)載置台5に取付けたカメラ8の位置認識 カメラ取付後の載置台5の中心P5に対するカメラ8の
中心P8の位置は、ほぼ載置台5の半径とカメラ8の半径
で決まる所定位置(X方向にa、y方向にb、ここで
a、bは定数)にある(第5図)。つまり、載置台5の
移動するXYステージ11の座標において載置台5の中心P5
の座標が(x、y)であるとすると、カメラ8の中心P8
は(x+a、x+b)である。しかし、カメラの取付精
度によって(Δx、Δy)の誤差が生じ、現実には(x
+a+Δx、y+b+Δy)となっている。そこで、カ
メラ取付後載置台5を移動し、原点0.Pに対し固定位置
(A、B)にあるアライメントマーク16の中心M.P.とカ
メラ8の中心P8がほぼ一致するようにする。すなわち、
載置台5を(A−a、B−b)の位置に移動する。この
時、Δx=0、Δy=0であればマーク16の中心M.P.と
カメラ8の中心P8は完全に合致するわけであるが、現実
にはずれ(Δx=0、Δy=0)があるので、これをカ
メラ8によって検知する。すなわち、例えば予めパター
ン認識されていたアライメントマーク16とカメラ8の検
知したマークとのずれを制御部4によって認識し、デジ
タル化しΔx及びΔyを記憶する。これにより、カメラ
8の載置台5に対する正確な位置が認識される。ii)プ
ローブ針の位置検知 以上のような載置台5に対する取付位置が認識された
カメラ8をプローブ部13に移動し、プローブ針7を下か
らカメラ8で捕え、針の先端にピントを合わせる。ピン
ト合わせは一番黒いと認識した面積が最も少なくなる高
さをピントが合ったとする。この時の載置台5の座標
(x′、y′)からプローブ針7の先端の座標上の位置
−すなわち、カメラ8の中心(x′+a+x、y′+b
+Δy)を検知する。このようなプローブ針7の位置検
知は少なくともプローブカードに配設される複数のプロ
ーブ針7のうちの端部の二つについて行う。例えば第6
図に示すプローブカードの左側に配設されたプローブ針
7′、7″についてその先端の位置P1(x1、y1)、P
2(x2、y2)を検知し、y1=y2となるようにプローブカ
ードを回転し、プローブ針7の配列とXY軸と整合する。
この時のプローブ針の先端の位置は検知信号として制御
部4に入力され記憶される。
中心P8の位置は、ほぼ載置台5の半径とカメラ8の半径
で決まる所定位置(X方向にa、y方向にb、ここで
a、bは定数)にある(第5図)。つまり、載置台5の
移動するXYステージ11の座標において載置台5の中心P5
の座標が(x、y)であるとすると、カメラ8の中心P8
は(x+a、x+b)である。しかし、カメラの取付精
度によって(Δx、Δy)の誤差が生じ、現実には(x
+a+Δx、y+b+Δy)となっている。そこで、カ
メラ取付後載置台5を移動し、原点0.Pに対し固定位置
(A、B)にあるアライメントマーク16の中心M.P.とカ
メラ8の中心P8がほぼ一致するようにする。すなわち、
載置台5を(A−a、B−b)の位置に移動する。この
時、Δx=0、Δy=0であればマーク16の中心M.P.と
カメラ8の中心P8は完全に合致するわけであるが、現実
にはずれ(Δx=0、Δy=0)があるので、これをカ
メラ8によって検知する。すなわち、例えば予めパター
ン認識されていたアライメントマーク16とカメラ8の検
知したマークとのずれを制御部4によって認識し、デジ
タル化しΔx及びΔyを記憶する。これにより、カメラ
8の載置台5に対する正確な位置が認識される。ii)プ
ローブ針の位置検知 以上のような載置台5に対する取付位置が認識された
カメラ8をプローブ部13に移動し、プローブ針7を下か
らカメラ8で捕え、針の先端にピントを合わせる。ピン
ト合わせは一番黒いと認識した面積が最も少なくなる高
さをピントが合ったとする。この時の載置台5の座標
(x′、y′)からプローブ針7の先端の座標上の位置
−すなわち、カメラ8の中心(x′+a+x、y′+b
+Δy)を検知する。このようなプローブ針7の位置検
知は少なくともプローブカードに配設される複数のプロ
ーブ針7のうちの端部の二つについて行う。例えば第6
図に示すプローブカードの左側に配設されたプローブ針
7′、7″についてその先端の位置P1(x1、y1)、P
2(x2、y2)を検知し、y1=y2となるようにプローブカ
ードを回転し、プローブ針7の配列とXY軸と整合する。
この時のプローブ針の先端の位置は検知信号として制御
部4に入力され記憶される。
iii)プローブ針とチップパッドとの位置合わせ 以上のようにプローブ針のθ方向の位置合わせ及び座
標上の位置を検知した後、すでに載置台5とのセンター
出し及びアライメントステージ12におけるXY軸とスクラ
イブラインとの整合を終了し、載置台上に位置決めされ
たウェハをプローブカード部13に移動し、更にそのウェ
ハ上の測定すべきチップ20のパッド20aがii)において
予め記憶されたプローブ針先端座標と合致するように載
置台5を微調整する。しかる後に載置台5をZ方向に上
昇させてプローブ針7とパット20aを接触させる。
標上の位置を検知した後、すでに載置台5とのセンター
出し及びアライメントステージ12におけるXY軸とスクラ
イブラインとの整合を終了し、載置台上に位置決めされ
たウェハをプローブカード部13に移動し、更にそのウェ
ハ上の測定すべきチップ20のパッド20aがii)において
予め記憶されたプローブ針先端座標と合致するように載
置台5を微調整する。しかる後に載置台5をZ方向に上
昇させてプローブ針7とパット20aを接触させる。
[発明の効果] 以上の実施例からも明らかなように、本発明において
は検知手段を被測定体を載置する載置台に着脱可能に設
置したため、検知手段は必要時にのみ載置台に装着させ
載置台の負荷を軽減し、測定針であるプローブ針の座標
上の位置を検知するようにしたので、測定針とその座標
上を移動する被測定体とを自動的に位置合わせすること
ができ、これまでのプローブ装置が目視に頼らざるを得
なかった部分を完全自動化することが可能となった。こ
れにより、クリーンルームの無人化が達成でき、無塵化
を図ることができる。
は検知手段を被測定体を載置する載置台に着脱可能に設
置したため、検知手段は必要時にのみ載置台に装着させ
載置台の負荷を軽減し、測定針であるプローブ針の座標
上の位置を検知するようにしたので、測定針とその座標
上を移動する被測定体とを自動的に位置合わせすること
ができ、これまでのプローブ装置が目視に頼らざるを得
なかった部分を完全自動化することが可能となった。こ
れにより、クリーンルームの無人化が達成でき、無塵化
を図ることができる。
第1図は本発明のプローブ装置の一実施例を示す図、第
2図は第1図のプローブ装置の測定部の平面図、第3図
は同プローブ装置の部分斜視図、第4図は同プローブ装
置の検知手段の一実施例の斜視図、第5図及び第6図は
それぞれ自動位置合わせ方法を説明するための図、第7
図はウェハを示す図、第8図は従来のプローブ装置を示
す図である。 1……測定部 2……搬送部 3……操作部 4……制御部 5……載置台 7……プローブ針(測定針) 8……カメラ(検知手段) 10……ウェハ 11……XYステージ 13……プローブカード部 16……アライメントマーク(認識手段) 20……チップ 20a……パッド(電極)
2図は第1図のプローブ装置の測定部の平面図、第3図
は同プローブ装置の部分斜視図、第4図は同プローブ装
置の検知手段の一実施例の斜視図、第5図及び第6図は
それぞれ自動位置合わせ方法を説明するための図、第7
図はウェハを示す図、第8図は従来のプローブ装置を示
す図である。 1……測定部 2……搬送部 3……操作部 4……制御部 5……載置台 7……プローブ針(測定針) 8……カメラ(検知手段) 10……ウェハ 11……XYステージ 13……プローブカード部 16……アライメントマーク(認識手段) 20……チップ 20a……パッド(電極)
Claims (1)
- 【請求項1】水平座標上を移動する載置台上に設けた被
測定体と測定針とを相対的に移動させ前記被測定体の電
極に前記測定針を接触させ測定するプローブ装置におい
て、前記載置台の所定位置に着脱可能に設置され前記測
定針の先端の座標上の位置を検知する検知手段を備え、
前記検知手段の前記載置台への装置位置の誤差を検出す
るための認識手段を備え、前記装着位置の誤差を補正し
て出力される前記検知手段からの検知信号た基き前記測
定針と前記被測定体との位置ズレ量を自動的に認識し、
この位置ズレ量を補正して前記載置台を移動させ、前記
測定針と前記被測定体の前記電極とを自動的に位置合わ
せする測定部を備えたことを特徴とするプローブ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62319828A JP2615106B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | プローブ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62319828A JP2615106B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | プローブ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01161174A JPH01161174A (ja) | 1989-06-23 |
JP2615106B2 true JP2615106B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=18114665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62319828A Expired - Lifetime JP2615106B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | プローブ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2615106B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2974376B2 (ja) * | 1990-06-01 | 1999-11-10 | キヤノン株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP2014115115A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Advantest Corp | 補正装置、プローブ装置、および試験装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54183284U (ja) * | 1978-06-14 | 1979-12-26 | ||
JPH0680717B2 (ja) * | 1984-04-09 | 1994-10-12 | 株式会社日立製作所 | 検査装置 |
JPS622250U (ja) * | 1985-06-20 | 1987-01-08 |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP62319828A patent/JP2615106B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01161174A (ja) | 1989-06-23 |
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