KR100780085B1 - 변위 웨이퍼 검출 시스템들 - Google Patents

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Abstract

변위 웨이퍼 검출 시스템은 통합 포드(unified pod), 포드 오프너(pod opener), 수평 전달 로봇, 및 센서를 포함한다. 통합 포드는 제 1 위치에서 복수의 웨이퍼들을 수용한다. 포드 오프너는 통합 포드를 개방한다. 수평 전달 로봇은 웨이퍼들을 통합 포드로부터 제 2 위치로 반송한다. 웨이퍼들 중 하나가 제 2 위치에 도달하면, 센서는 어떤 웨이퍼가 통합 포드로부터의 웨이퍼 전달 중 슬립되었는가를 검출한다.
변위 웨이퍼 검출 시스템, 통합 포드(unified pod), 포드 오프너(pod opener), 수평 전달 로봇, 센서

Description

변위 웨이퍼 검출 시스템들{Displaced wafer detection systems}
도 1은 제조장치(fab)의 개략도.
도 2는 웨이퍼 로트(wafer lot)를 획득하는 수평 전달 로봇의 개략도.
도 3은 웨이퍼 로트를 획득하는 수직 전달 로봇의 개략도.
도 4는 수직 전달 로봇으로부터 드롭된 웨이퍼의 개략도.
도 5는 변위 웨이퍼 검출 시스템의 개략도.
도 6은 센서의 송신기들 및 수신기들 장치의 개략도.
도 7은 다른 센서의 송신기들 및 수신기들 장치의 개략도.
도 8은 제 1 방향에서의 센서의 측면도.
도 9는 제 2 방향에서의 센서의 측면도.
도 10은 예시적인 센서의 측면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 제어 유닛 10 : 통합 포드
13 : 웨이퍼들 20 : 포드 오프너
30 : 수평 전달 로봇 40 : 수직 전달 로봇
50 : 이송장치 60 : 센서
61 : 송신기 62: 수신기
63 : 검출 신호 70 : 센서
71 : 송신기 72 : 수신기
100A : 제조장치
(발명의 분야)
본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로서, 특히 변위 웨이퍼 검출 시스템들(displaced wafer detection systems)에 관한 것이다.
(관련 기술의 설명)
13 또는 25 편(pieces)의 12인치 웨이퍼를 패킹(packing)하는 전면 개방 통합 포드(front opening unified pod; FOUP)와 같은 통합 포드(unified pod)가 제조 단계들 사이에서 웨이퍼들을 이송하기 위해 이용되며, 웨이퍼들의 오염을 방지한다. 통합 포드가 포드 오프너(pod opener)에 보내지면, 포드 오프너는 통합 포드의 문(door)을 자동으로 개방하고, 그 안의 웨이퍼들은 다른 기구들(mechanisms)에 의해 획득되며 다양한 제조 장비로 보내진다.
도 1은 제조장치의 평면도이다. 통합 포드(10)가 포드 오프너(20)에 보내지면, 포드 오프너(20)는 통합 포드(10)의 문을 자동으로 개방한다. 수평 전달 로봇(30)은 로봇 아암들 R1 및 R2을 포함한다. 수평 전달 로봇(30)은 로봇 아암 R1 을 이용하여 웨이퍼 로트(wafer lot)를 수평 방향으로 통합 포드(10)로부터 다른 위치로 반송한다. 도 2에 도시된 것과 같이, 웨이퍼들은 실질적으로 평행인 채로 있다. 통상적으로, 모든 획득된 웨이퍼들은 도 2의 평면도에서 웨이퍼(12)의 동일 위치에 실질적으로 도달하도록 의도되고, 즉 웨이퍼들의 중심들이 실질적으로 동일 라인 상에 놓이도록 의도된다. 그러나 웨이퍼(11)와 같은 몇몇 웨이퍼들은 때때로 떨어질 수 있고, 예컨대 웨이퍼(11)의 중심은 다른 웨이퍼들과 동일 라인상에 놓이지 않는다.
수평 전달 로봇(30)이 도 3에 도시된 것과 같은 방향으로 회전하면, 웨이퍼들은 수평 전달 로봇(30)으로부터 수직 전달 로봇(40)으로 이동되고, 여기서 웨이퍼들은 평행인 채로 있고, 웨이퍼(11)는 여전히 부정확하게 변위된다. 수직 전달 로봇(40)이 수직으로 회전하여 웨이퍼들을 수직 방향으로 세운다. 통상적으로, 웨이퍼들이 수직 방향으로 서면, 이송장치(50)는 웨이퍼들을 수직 방향으로도 지지하기 위해 수직 전달 로봇(40) 아래의 원위치로부터 위쪽으로 이동하게 되고, 특정 트랙을 따라 웨이퍼들을 이동시킨다. 도 4에 도시된 것과 같이, 웨이퍼(11)가 수직 전달 로봇(40)에 의해 부정확한 위치로 반송되기 때문에, 웨이퍼(11)는 수직 전달 로봇(40)의 회전 중 이송장치(50) 상에서 떨어질 수 있고, 이것은 웨이퍼 드롭(wafer drop)이라 불린다. 이송장치(50)가 웨이퍼들을 지지하기 위해 수직 전달 로봇(40) 아래의 원위치로부터 위쪽으로 이동하는 동안, 수직 전달 로봇(40) 위의 웨이퍼(11)는 이송장치(50)에 의한 웨이퍼의 지지가 되지 않게 하고 심지어는 모든 웨이퍼들을 붕괴시키게 된다.
(발명의 간단한 요약)
변위 웨이퍼 검출 시스템의 예시적인 실시예는 통합 포드(unified pod), 포드 오프너(pod opener), 수평 전달 로봇, 및 센서를 포함한다. 통합 포드는 제 1 위치에서 복수의 웨이퍼들을 수용한다. 포드 오프너는 통합 포드를 개방한다. 수평 전달 로봇은 웨이퍼들을 통합 포드로부터 제 2 위치로 반송한다. 웨이퍼들 중 하나가 제 2 위치에 도달하면, 센서는 어떤 웨이퍼가 통합 포드로부터 웨이퍼 전달 중 슬립되었가를 검출한다.
변위 웨이퍼 검출 시스템의 예시적인 실시예는 통합 포드, 포드 오프너, 수평 전달 로봇, 수직 전달 로봇, 이송장치, 및 센서를 포함한다. 통합 포드는 제 1 위치에서 웨이퍼들 중 제 1 로트를 수용한다. 포드 오프너는 통합 포드를 개방한다. 수평 전달 로봇은 웨이퍼들을 통합 포드로부터 반송한다. 수직 전달 로봇은, 제 1 방향에 있을 때, 웨이퍼들을 획득하고 이후 제 2 방향으로 수직으로 회전한다. 이송장치는 수직 전달 로봇이 제 2 방향에 있을 때 수직 방향으로 웨이퍼들을 지지하기 위해 위쪽으로 이동한다. 센서는 웨이퍼들이 이송장치에 의해 지지되기 전에 수직 전달 로봇으로부터 어떤 웨이퍼들이 드롭되었는가를 검출한다.
첨부 도면들을 참조하여 다음과 같은 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 첨부 도면들에 대해 만들어진 참조들을 갖는 후속 상세한 설명 및 예들을 읽음으로써 더 완전히 이해될 것이다.
(발명의 상세한 설명)
다음의 설명은 본 발명은 실행하는 가장 숙고한 형태이다. 이 설명은 본 발명의 일반 원리들을 설명하기 위한 것이며 제한하는 견지에서 이루어진 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부 청구항들을 참조하여 가장 잘 결정된다.
도 5의 제조장치(100A)의 평면도에 있어서, 센서(60)는 수평 전달 로봇(30)과 포드 오프너(20) 사이에 배치되고, 센서(70)는 수직 전달 로봇(40)과 이송장치(50) 사이에 배치된다. 제조 실행 시스템(manufacturing execution system; MES)에 통합되거나 연결될 수 있는 제어 유닛(1)은 센서들(60, 70)을 통제하고 그들로부터 검출 데이터를 수신한다. 통합 포드(10)는 복수의 웨이퍼들(13)을 수용한다. 통합 포드(10)가 포드 오프너(20)에 보내지면, 포드 오프너(20)는 통합 포드(10)의 문을 자동으로 개방하며, 여기서 웨이퍼들(13)은 실질적으로 평행하고 제 1 위치에 있다. 개방된 통합 포드(10) 안에 있는 웨이퍼들(13)의 중심들은 실질적으로 제 1 라인상에 놓인다.
수평 전달 로봇(30)은 로봇 아암들 R1 및 R2를 포함한다. 수평 전달 로봇(30)은 로봇 아암 R1을 이용하여 웨이퍼들(13)을 통합 포드(10)로부터 제 2 위치로 수평으로 반송하며, 여기서 웨이퍼들(13)은 실질적으로 평행한 채로 있다. 통합 포드(10)로부터 반송되는 동안 웨이퍼가 슬립되지 않으면, 웨이퍼들(13)의 중심들은 제 2 라인상에 도달하여 놓인다. 웨이퍼들 중 하나가 제 2 위치에 도달하면, 센서(60)는 수평 전달 로봇(30)에 의한 통합 포드(10)로부터 제 2 위치로의 웨이퍼들(13)의 이송 도중 어떤 웨이퍼들이 슬립되었는가를 검출한다. 센서(60)는 웨이퍼 들(13)이 수평 전달 로봇(30)에 의해 통합 포드(10)로부터 제 2 위치로 반송되는 동안 수평 전달 로봇과 포드 오프너 사이에 배치된다. 센서(60)는 포드 오프너(20) 또는 수평 전달 로봇(30)에 고정되거나 심지어 다른 가동(movable) 또는 고정 장비 또는 물체에 고정될 수 있다. 예를 들면, 센서(60)는 수평 전달 로봇(30)이 웨이퍼들(13)을 통합 포드(10)로부터 반송하는 동안 수평 전달 로봇(30)과 마주하는 포드 오프너(20)의 제 1 표면에 고정된다.
센서(60)는 신호를 디스패칭하는 적어도 하나의 송신기 및 신호를 받는 하나의 수신기를 포함한다. 송신기 및 수신기는 제 2 라인에 평행한 제 3 라인상에 배치될 수 있고, 그럼으로써 검출 신호들은 송신기로부터 수신기로 제 3 라인을 따라 전달된다. 검출 신호들의 경로는 실질적으로 제 1 및 제 2 라인들과 동일한 평면 상에 놓인다. 제어 유닛(1)은 수평 전달 로봇(30)이 웨이퍼들(13)을 통합 포드(10)로부터 제 2 위치로 전달했을 때 검출 신호들을 전송하기 위해 송신기를 관리할 수 있다. 제어 유닛(1)은 수신기가 전송된 검출 신호들을 수신하지 않을 경우 웨이퍼들(13) 중 하나가 제 2 위치에 도달했을 때 웨이퍼들(13) 중 적어도 하나가 슬립되었다고 결정한다. 제어 유닛(1)은 수평 전달 로봇(30)을 정지시킨다. 검출 신호들은 바람직하게는 웨이퍼들에 영향을 주지않는 적외선 또는 다른 수단에 의해 구현된다.
센서(60)는 송신기들 및 수신기들의 결합에 의해서도 구현될 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이, 송신기(61)는 검출 신호들(63)을 수신기들(62)에 전송한다. 송신기들(61) 및 수신기들(62)이 모든 웨이퍼들을 정렬시키기 위해 수평으로 배열 되면, 센서(60)는 또한 슬라이딩 웨이퍼(sliding wafer)를 식별하여 제어 유닛(1)에 보고한다. 도 10에 도시된 것과 같이, 센서(60)의 예의 측면도가 제공된다. 검출 신호들(63)의 경로가 웨이퍼들(13)에 가까우면 가까울수록, 센서(60)의 웨이퍼 슬라이딩 검출 능력은 더욱 더 정확하게 된다.
수평 전달 로봇(30)이 도 3에 도시된 방향으로 회전하면, 웨이퍼들(13)은 수평 전달 로봇(30)으로부터 수직 전달 로봇(40)으로 이송된다. 제 1 방향에 있을 때 수직 전달 로봇(40)은 웨이퍼들(13)을 획득하고, 이후 제 2 방향으로 수직으로 회전하여 웨이퍼들(13)을 수직 방향으로 세운다.
통상적으로, 수직 전달 로봇(40)이 제 2 방향에 있을 때 이송장치(50)는 수직 방향으로 웨이퍼들(13)을 지지하기 위해 수직 전달 로봇(40) 아래의 그것의 원 위치로부터 위쪽으로 이동하고, 웨이퍼들(13)을 특정 트랙을 따라 이동시킨다. 이송장치(50)는 2개의 로트의 웨이퍼들을 반송시킬 수 있고, 제 2 로트의 웨이퍼들은 제 1 로트의 웨이퍼들 사이에 삽입된다. 센서(70)는 수직 전달 로봇(40)이 회전하기 시작해서 이송장치(50)에 의해 웨이퍼들(13)을 지지할 때까지의 기간 동안 어떤 웨이퍼들이 수직 전달 로봇(40)으로부터 드롭되었는가를 검출한다.
센서(70)는 수직 전달 로봇(40)이 제 2 방향에 있고, 웨이퍼들(13)이 이송장치(50)에 의해 지지되지 않을 때 수직 전달 로봇(40)과 이송장치(50) 사이에 배치된다. 센서(70)는 이송장치(50) 또는 수직 전달 로봇(40)에 고정되거나 심지어 다른 가동 또는 고정 장비 또는 물체에 고정될 수 있다.
수직 전달 로봇(40)에 의해 획득된 웨이퍼들(13)은 실질적으로 평행하다. 웨 이퍼들(13)의 중심들은 수직 전달 로봇(40)이 제 1 방향으로부터 제 2 방향으로 회전하는 동안 실질적으로 수직면을 따라 이동한다. 센서(70)는 신호를 디스패칭하는 적어도 하나의 송신기 및 신호를 받는 하나의 수신기를 포함한다. 송신기 및 수신기는 수직면에 실질적으로 평행한 제 4 라인 상에 배치되거나 수직면 상에 놓일 수 있다.
제어 유닛(1)은, 웨이퍼들(13)이 수직 전달 로봇(40)에 의해 획득되어 웨이퍼들(13)이 이송장치(50)에 의해 지지될 때까지의 기간 동안 송신기로부터 수신기로의 신호가 인터럽트되면 웨이퍼들(13)의 적어도 하나가 드롭되었다고 결정한다. 그에 따라 제어 유닛(1)은 적어도 웨이퍼가 드롭되었을 때 이송장치(50)를 정지시킬 수 있다.
센서(70)는 또한 송신기와 수신기의 결합에 의해 구현될 수 있다. 도 7에 도시된 센서(70)의 평면도에 있어서, 송신기들(71)은 검출 신호들(73)을 수신기들(72)에 전송한다. 송신기들(71) 및 수신기들(72)이 모든 웨이퍼를 정렬시키면, 센서(70)는 또한 드롭핑 웨이퍼를 식별하여 제어 유닛(1)에 보고한다. 도 8에 도시된 것과 같이, 예시적인 센서(70)의 측면도가 제공된다. 웨이퍼들(14)은 이송장치(50)에 의해 이전에 획득된 웨이퍼들이다. 웨이퍼들(13, 14)은 이송장치(50) 상에 인터리빙된다.
다른 예시적인 센서(70)의 측면도가 도 9에 제공된다. 도 8 및 도 9는 상이한 방향들에서의 센서(70) 예들의 측면도들이다. 웨이퍼들(14)이 이송장치(50) 상에 배치된 상태하에서, 수직 전달 로봇(40)이 웨이퍼들(13)을 획득하여 웨이퍼 들(13, 14)이 인터리빙될 때까지의 기간 동안 송신기(71)로부터 수신기(72)로의 검출 신호들이 인터럽트되면 제어 유닛(1)은 웨이퍼들(13)의 적어도 하나가 드롭되었다고 결정한다. 그에 따라 제어 유닛(1)은 이송장치(50)를 정지시킬 수 있다.
제어 유닛(1)은 센서들(60, 70)을 이용하여 웨이퍼 슬라이딩 또는 드롭핑 이벤트들을 검출한다. 웨이퍼 슬라이드 또는 웨이퍼 드롭 이벤트가 검출되면, 제어 유닛(1)은 웨이퍼들을 반송하는 장비 및 웨이퍼들을 획득하는 장비를 정지시키고 웨이퍼 슬라이딩 또는 웨이퍼 드롭핑에 의해 야기된 문제들이 해결될 때 정지된 장비를 다시 기동시키고, 따라서 작은 수의 슬라이딩 및 드롭핑 웨이퍼들에 의해 야기되는 웨이퍼 손상이 방지된다.
이상 본 발명을 예로서 최선 실시예들에 대해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않는 다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와는 달리 본 발명은 다양한 변형예들 및 유사한 장치들(당업자에게 명백할 수 있는)을 포함하도록 의도된다. 그러므로, 첨부된 청구항들의 범위는 모든 이와 같은 변형예들 및 유사한 장치들을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.
본 발명에 의하면 작은 수의 슬라이딩 및 드롭핑 웨이퍼들에 의해 야기되는 웨이퍼 손상을 방지할 수 있다.

Claims (17)

  1. 변위 웨이퍼 검출 시스템(displaced wafer detection system)에 있어서,
    제 1 위치에서 복수의 웨이퍼들을 수용하는 통합 포드(unified pod);
    상기 통합 포드를 개방하는 포드 오프너(pod opener);
    상기 웨이퍼들을 상기 통합 포드로부터 제 2 위치로 반송하는 수평 전달 로봇(horizontal transmission robot); 및
    상기 웨이퍼들 중 하나가 상기 제 2 위치에 도달하면, 상기 통합 포드로부터의 웨이퍼 전달 중 어떤 웨이퍼가 슬립(slip)되었는가를 검출하는 센서를 포함하고,
    상기 센서는 신호를 디스패칭하는 적어도 하나의 송신기 및 상기 신호를 받는 하나의 수신기를 포함하고, 상기 수평 전달 로봇에 의해 반송되는 상기 웨이퍼들은 실질적으로 평행하고, 상기 통합 포드로부터 반송되는 동안 어떤 웨이퍼도 슬립되지 않았을 경우, 상기 웨이퍼들의 중심들은 제 2 라인상에 도달하여 놓이며, 상기 송신기 및 상기 수신기는 모두 상기 신호가 상기 송신기로부터 상기 수신기로 전송되는 제 3 라인 상에 배치되고, 상기 제 3 라인은 상기 제 2 라인에 평행한, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 수평 전달 로봇과 상기 포드 오프너 사이에 배치되고 상기 웨이퍼들은 상기 수평 전달 로봇에 의해 상기 통합 포드로부터 상기 제 2 위치로 반송되는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 포드 오프너의 제 1 표면에 고정되고, 상기 수평 전달 로봇이 상기 통합 포드로부터 상기 웨이퍼들을 반송할 때, 상기 제 1 표면은 상기 수평 전달 로봇과 마주하는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 개방된 통합 포드에 있는 상기 웨이퍼들은 그 중심들이 실질적으로 제 1 라인 상에 놓이며, 상기 신호는 상기 제 1 및 제 2 라인들과 동일한 평면 상의 경로를 따라 이동하는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼들 중 하나가 상기 제 2 위치에 도달하였고 상기 수신기가 상기 신호를 수신하지 않을 때 상기 웨이퍼들 중 적어도 하나가 슬립되었다고 결정하는 제어 유닛을 더 포함하는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 웨이퍼들 중 적어도 하나가 슬립되었을 때 상기 수평 전달 로봇을 정지시키는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  8. 변위 웨이퍼 검출 시스템에 있어서,
    제 1 위치에서 웨이퍼들 중 제 1 로트(first lot)를 수용하는 통합 포드;
    상기 통합 포드를 개방하는 포드 오프너;
    상기 통합 포드로부터 상기 웨이퍼들을 반송하는 수평 전달 로봇;
    제 1 방향에 있을 때 상기 웨이퍼들을 획득하고 이후 상기 웨이퍼들을 제 2 방향으로 수직으로 회전시키는 수직 전달 로봇;
    상기 수직 전달 로봇이 상기 제 2 방향에 있을 때 상기 웨이퍼들을 수직 방향으로 지지하기 위해 위쪽으로 이동하는 이송장치(transporter); 및
    상기 웨이퍼들이 상기 이송장치에 의해 지지되기 전에 어떤 웨이퍼가 상기 수직 전달 로봇으로부터 드롭되었는가를 검출하는 센서를 포함하는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 수직 전달 로봇이 상기 제 2 방향에 있고, 상기 이송장치가 상기 웨이퍼들을 지지하지 않을 때, 상기 수직 전달 로봇과 상기 이송장치 사이에 배치되는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 수직 전달 로봇에 의해 획득된 상기 웨이퍼들은 실질적으로 평행하며, 상기 웨이퍼들의 중심들은 실질적으로 수직면을 따라 이동하고 상기 수직 전달 로봇은 상기 제 1 방향으로부터 상기 제 2 방향으로 회전하고, 상기 센서는 신호를 디스패칭하는 송신기 및 상기 신호를 받는 수신기를 포함하고, 상기 송신기 및 상기 수신기는 상기 수직면에 실질적으로 평행한 라인상에 배치되는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 송신기 및 상기 수신기는 상기 수직면 상에 실질적으로 배치되는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 웨이퍼들이 상기 수직 전달 로봇에 의해 획득되어 상기 웨이퍼들이 상기 이송장치에 의해 지지될 때까지의 기간동안 상기 송신기로부터 상기 수신기로의 상기 신호가 인터럽트되면 상기 웨이퍼들 중 적어도 하나가 드롭되었다고 결정하는 제어 유닛을 더 포함하는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 웨이퍼들 중 적어도 하나가 드롭되었을 때 상기 이송장치를 정지시키는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 이송장치는 그 위에 배치된 웨이퍼들 중 제 2 로트를 가지며, 상기 제어 유닛은 웨이퍼들 중 상기 제 1 로트 및 웨이퍼들 중 상기 제 2 로트가 인터리빙되기 전에 상기 송신기로부터 상기 수신기로의 상기 신호가 인터럽트되면 상기 웨이퍼들 중 적어도 하나가 드롭되었다고 결정하는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 웨이퍼들 중 적어도 하나가 드롭되었을 때 상기 이송장치를 정지시키는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 수평 전달 로봇은 상기 웨이퍼들을 상기 통합 포드로부터 제 2 위치로 반송하고,
    상기 웨이퍼들 중 하나가 상기 제 2 위치에 도달하면, 상기 통합 포드로부터의 웨이퍼 전달 중 어떤 웨이퍼가 슬립되었는가를 검출하는 제 2 센서를 더 포함하는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 수평 전달 로봇과 상기 포드 오프너 사이에 배치되고 상기 웨이퍼들은 상기 통합 포드로부터 제 2 위치로 상기 수평 전달 로봇에 의해 반송되는, 변위 웨이퍼 검출 시스템.
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