(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハ及びコンタクタをウエハ保持体に真空吸着した一体化物の弁機構に対して真空継手を接続する真空継手機構であって、上記弁機構に接続するために上記真空継手を中立位置から進出させる進退駆動機構と、この進退駆動機構を介して上記真空継手と一体に移動する位置決め部材と、この位置決め部材と協働して上記真空継手を上記弁機構の接続位置へ案内するガイド部材と、このガイド部材及び上記位置決め部材と協働して上記真空継手を上記弁機構に対して位置調整を行う位置調整機構と、この位置調整機構と協働して中立位置から偏倚した上記真空継手をその後退と共に中立位置へ復帰させるセンタリング機構とを備えたことを特徴とする真空継手機構。
【請求項２】
半導体ウエハ及びコンタクタをウエハ保持体に真空吸着した一体化物の弁機構に対して真空継手を接続する真空継手機構であって、上記弁機構に接続するために上記真空継手を中立位置から進出させる進退駆動機構と、この進退駆動機構を介して上記真空継手と一体に移動する位置決め部材と、この位置決め部材と協働して上記真空継手を上記弁機構の接続位置へ案内するガイド部材と、このガイド部材及び上記位置決め部材と協働して上記真空継手を上記弁機構に対して位置調整を行う位置調整機構と、この位置調整機構と協働して中立位置から偏倚した上記真空継手をその後退と共に中立位置へ復帰させるセンタリング機構とを備え、上記位置調整機構は、上記ガイド部材を介して上記位置決め部材が進出する間に上記進退駆動機構を上記ウエハ保持体の周囲でその周方向へ移動案内して角度のずれを矯正する角度調整手段を有することを特徴とする真空継手機構。
【請求項３】
上記角度調整手段は、上記ウエハ保持体よりも大径に形成されたガイドレールと、このガイドレールと係合し且つ上記進退駆動機構側に固定されたローラとを有することを特徴とする請求項２に記載の真空継手機構。
【請求項４】
上記角度調整手段は、上記進退駆動機構を支持機構を介して正逆回転可能に軸支する回転支持機構として構成されていることを特徴とする請求項２に記載の真空継手機構。
【請求項５】
上記位置決め部材は先端部に回転自在なローラを少なくとも１個有すると共に、上記ガイド部材は上記ローラを嵌入溝へ案内する左右一対のテーパ面を有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の真空継手機構。
【請求項６】
上記位置調整機構は、上記ガイド部材を介して上記位置決め部材が進出する間に上記進退駆動機構を上下方向へ昇降案内して上下位置のずれを矯正する上下調整手段を有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の真空継手機構。
【請求項７】
上記位置決め部材は先端部に回転自在な第１、第２のローラを少なくとも１個ずつ有すると共に、上記ガイド部材は第１のローラを嵌入溝へ案内して中立位置からの水平方向のずれを矯正する左右一対のテーパ面と、第２のローラを上下いずれかの方向へ案内して上下方向のずれを矯正する第２のテーパ面とを有することを特徴とする請求項６に記載の真空継手機構。
【請求項８】
上記位置決め部材は先端部に回転自在なローラを少なくとも１個有すると共に、上記ガイド部材は上記ローラを嵌入溝へ案内して中立位置からの水平方向のずれを矯正する左右一対のテーパ面と、これらのテーパ面にその先端から基端に向けて幅を漸減させて形成され且つ上記ローラが嵌合して上下方向のずれを矯正する第２の溝とを有することを特徴とする請求項７に記載の真空継手機構。
【請求項９】
上記進退駆動機構は上記ガイドレールと係合する回転自在なローラを有することを特徴とする請求項２〜請求項８のいずれか１項に記載の真空継手機構。
【請求項１０】
上記ガイド部材は上記弁機構の下側に配置されていることを特徴とする請求項２〜請求項９のいずれか１項に記載の真空継手機構。
【請求項１１】
上記センタリング機構は中立位置にある上記進退駆動機構の左右両側面に対して無負荷状態で接触する一対の弾接機構からなることを特徴とする請求項２〜請求項１０のいずれか１項に記載の真空継手機構。
【請求項１２】
上記弾接機構はバネを有することを特徴とする請求項１１に記載の真空継手機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空継手機構に関し、更に詳しくは、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称す。）全面に形成されたＩＣチップをウエハ状態のまま信頼性試験を行う際に、ウエハ及びコンタクタをウエハ保持体に真空吸着して形成される一体化物の弁機構に対して真空継手を接続するための真空継手機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の信頼性試験ではＩＣチップのパッケージ製品に温度的、電気的ストレスを加えてＩＣチップの潜在的欠陥等を検出して顕在化させ、不良品を除去するようにしている。ＩＣチップは、電気製品の小型化、高機能化に伴って小型化、高集積化している。しかも、最近では、半導体製品の更なる小型化のための実装技術が種々開発され、特に、ＩＣチップをパッケージ化せず、いわゆるベアチップのまま実装する技術が開発されている。ベアチップを市場に出すためにはベアチップの信頼性試験を行わなくてはならない。従来の信頼性試験装置の場合にはベアチップとソケットとの電気的接続等の種々の難しい点を解決しなくてならず、しかも小さなベアチップを取り扱うため、取り扱いが極めて煩雑になり試験コストの上昇を招く虞がある。
【０００３】
そこで、ウエハ状態のまま試験できる信頼性試験技術が例えば特開平７−２３１０１９号公報、特開平８−５６６６号公報及び特開平８−３４００３０号公報において提案されている。特に、前二者の公報には信頼性試験時にウエハとプローブシート等のコンタクタとを熱的影響を受けることなく確実に一括接触させて一体化する技術が提案されている。コンタクタは、ウエハ上に形成された複数のＩＣチップの所定の電極に対して電気的に接触する接触端子と、この接触端子に接続された外部端子とを備え、接触端子が所定の電極に接触してウエハ上に密着する部品である。この信頼性試験を行う場合にはコンタクタ、ウエハ及びウエハトレイ（ウエハ保持体）が確実に一体化した状態を保持することが信頼性を確保する上で極めて重要である。尚、コンタクタ、ウエハ及びウエハ保持体が一体化したものを以下ではシェルと称する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来からウエハ状態で行う信頼性試験の場合に必要とされる、ウエハとコンタクタとの一括接触技術については種々提案されているが、コンタクタ、ウエハ及びウエハ保持体の一体化物であるシェルの信頼性試験装置への自動装着を実現するまでには至っていない。そこで、本出願人は、このような信頼性試験装置の一環として例えば特願平９−３１８９２０号明細書等において、所定の試験温度を一定に保ち信頼性試験の信頼性を高めたウエハ温度制御装置及びウエハ収納室として提案したが、これらの発明においてもウエハ収納室内にシェルを自動装着して信頼性試験を自動化する技術については開発過程にあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、信頼性試験装置の一環としてコンタクタ、ウエハ及びウエハ保持体の一体化物（シェル）を試験室内に自動装着してもシェルと真空排気装置とを確実に接続することができ、安定した信頼性試験を確実に行うことができる真空継手機構を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の真空継手機構は、半導体ウエハ及びコンタクタをウエハ保持体に真空吸着した一体化物の弁機構に対して真空継手を接続する真空継手機構であって、上記弁機構に接続するために上記真空継手を中立位置から進出させる進退駆動機構と、この進退駆動機構を介して上記真空継手と一体に移動する位置決め部材と、この位置決め部材と協働して上記真空継手を上記弁機構の接続位置へ案内するガイド部材と、このガイド部材及び上記位置決め部材と協働して上記真空継手を上記弁機構に対して位置調整を行う位置調整機構と、この位置調整機構と協働して中立位置から偏倚した上記真空継手をその後退と共に中立位置へ復帰させるセンタリング機構とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載の真空継手機構は、半導体ウエハ及びコンタクタをウエハ保持体に真空吸着した一体化物の弁機構に対して真空継手を接続する真空継手機構であって、上記弁機構に接続するために上記真空継手を中立位置から進出させる進退駆動機構と、この進退駆動機構を介して上記真空継手と一体に移動する位置決め部材と、この位置決め部材と協働して上記真空継手を上記弁機構の接続位置へ案内するガイド部材と、このガイド部材及び上記位置決め部材と協働して上記真空継手を上記弁機構に対して位置調整を行う位置調整機構と、この位置調整機構と協働して中立位置から偏倚した上記真空継手をその後退と共に中立位置へ復帰させるセンタリング機構とを備え、上記位置調整機構は、上記ガイド部材を介して上記位置決め部材が進出する間に上記進退駆動機構を上記ウエハ保持体の周囲でその周方向へ移動案内して角度のずれを矯正する角度調整手段を有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に記載の真空継手機構は、請求項２に記載の発明において、上記角度調整手段は、上記ウエハ保持体よりも大径に形成されたガイドレールと、このガイドレールと係合し且つ上記進退駆動機構側に固定されたローラとを有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項４に記載の真空継手機構は、請求項２に記載の発明において、上記角度調整手段は、上記進退駆動機構を支持機構を介して正逆回転可能に軸支する回転支持機構として構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項５に記載の真空継手機構は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記位置決め部材は先端部に回転自在なローラを少なくとも１個有すると共に、上記ガイド部材は上記ローラを嵌入溝へ案内する左右一対のテーパ面を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項６に記載の真空継手機構は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記位置調整機構は、上記ガイド部材を介して上記位置決め部材が進出する間に上記進退駆動機構を上下方向へ昇降案内して上下位置のずれを矯正する上下調整手段を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項７に記載の真空継手機構は、請求項６に記載の発明において、上記位置決め部材は先端部に回転自在な第１、第２のローラを少なくとも１個ずつ有すると共に、上記ガイド部材は第１のローラを嵌入溝へ案内して中立位置からの水平方向のずれを矯正する左右一対のテーパ面と、第２のローラを上下いずれかの方向へ案内して上下方向のずれを矯正する第２のテーパ面とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項８に記載の真空継手機構は、請求項７に記載の発明において、上記位置決め部材は先端部に回転自在なローラを少なくとも１個有すると共に、上記ガイド部材は上記ローラを嵌入溝へ案内して中立位置からの水平方向のずれを矯正する左右一対のテーパ面と、これらのテーパ面にその先端から基端に向けて幅を漸減させて形成され且つ上記ローラが嵌合して上下方向のずれを矯正する第２の溝とを有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項９に記載の真空継手機構は、請求項２〜請求項８のいずれか１項に記載の発明において、上記進退駆動機構は上記ガイドレールと係合する回転自在なローラを有することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項１０に記載の真空継手機構は、請求項２〜請求項９のいずれか１項に記載の発明において、上記ガイド部材は上記弁機構の下側に配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項１１に記載の真空継手機構は、請求項２〜請求項１０のいずれか１項に記載の発明において、上記センタリング機構は中立位置にある上記進退駆動機構の左右両側面に対して無負荷状態で接触する一対の弾接機構からなることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項１２に記載の真空継手機構は、請求項１１に記載の発明において、上記弾接機構はバネを有することを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
本実施形態の真空継手機構１０は、例えば図１、図２に示すように構成され、主として図３、図４に示す信頼性試験室（以下、単に「試験室」と称す。）２０内に設けられている。図１〜図８に示す真空継手機構１０は、後述するように真空継手と弁機構の同一平面内での角度のずれを矯正して位置合わせするための機構を有している。そこで、本実施形態の真空継手機構１０が適用された試験室２０について説明する。この真空継手機構１０は、試験室２０内にシェル３０を装着した時にシェル３０が例えば基準位置から周方向へ±３°程度位置ずれしていてもシェル３０と試験室２０の真空排気装置（図示せず）とを確実に接続し、コンタクタ、ウエハ及びウエハチャックをシェルとして確実に一体化し、信頼性試験を確実に行えるようにするものである。尚、試験室２０は信頼性試験装置（図示せず）に上下左右に複数段に渡って形成され、各試験室２０内で複数のウエハの信頼性試験を同時に実施できるようになっている。
【００１９】
上記試験室２０は、図３、図４に示すように、シェル３０の試験温度を管理する温度管理室２１と、この温度管理室２１に隣接する制御室２２を備え、温度管理室２１内で制御室２２内に配設された制御装置２２Ａの制御下でシェル３０を試験温度に制御し、ウエハＷの信頼性試験を行うようにしてある。温度管理室２１の基板２３の四隅にはシリンダ機構２４が配設され、各シリンダ機構２４のシリンダロッド２４Ａ上端はそれぞれ基板２３の上方には配設された押圧板２５の四隅に連結されている。この押圧板２５の裏面には図示しないシリンダ機構等からなるクランプ機構が配設され、このクランプ機構を介して温度管理室２１内にシェル３０を着脱可能に受け取るようにしてある。
【００２０】
また、図４、図５に示すように基板２３上には基台２６が配設され、この基台２６の略中央に円形状の孔２６Ａが形成されている。また、図４、図５に示すように基台２６には孔２６Ａを囲む多数（例えば、２０００〜３０００本）のポゴピン２７がリング状に複数列に渡って垂直に植設されている。シェル３０は、図４〜図６に示すように、ウエハＷと、このウエハＷの試験用電極と一括接触したコンタクタ３１と、このコンタクタ３１と気密に接触すると共にウエハＷを保持するウエハ保持体であるウエハチャック３２とを備え、ウエハＷの信頼性試験を行う時にはこれら三者３１、Ｗ、３２が真空吸着によりシェル３０として一体化した状態で各試験室２０に対してそれぞれ着脱可能に装着するようにしてある。コンタクタ３１のバンプ端子の周囲にはリング状に配置された多数の外部端子３１Ａが設けられ、これらの外部端子３１Ａとポゴピン２７とが接触してバンプ端子と外部端子が電気的に導通可能になっている。ここで、ウエハＷとコンタクタ３１が一体化した状態とは、ウエハ全面に形成された多数のＩＣチップそれぞれの試験用電極パッドとこれらの電極パッドに対応してコンタクタ３１に設けられたバンプ端子とがそれぞれ一括接触し、信頼性試験を実施する際にウエハＷとコンタクタ３１間で試験用信号Ｓを授受できる状態をいう。
【００２１】
更に、図４、図５に示すように上記基台２６の孔２６Ａの内側にはこの孔２６Ａよりやや小径に形成されたボトムジャケット２８が配置され、ボトムジャケット２８の上面は基台２６上面と略同一高さになっている。このボトムジャケット２８は図示してないヒータ及び下部冷却ジャケットを内蔵し、押圧板２５に固定された上部冷却ジャケット２９とでシェル３０を挟み、シェル３０を所定の試験温度（例えば、１１０℃）まで昇温し、試験時にウエハＷが発熱してもその試験温度を一定に維持するようにしてある。
【００２２】
上記ウエハチャック３２の上面には図６の（ａ）に示すように同心円状のリング状溝３２Ａが形成され、その外周縁にはシール部材３２Ｂが取り付けられている。また、各リング状溝３２Ａはそれぞれ内部に形成された内部流路３２Ｃと連通し、ウエハチャック３２の周面に取り付けられた弁機構３３を介して内部流路３２Ｃを開閉するようにしてある。これらのリング状溝３２Ａ及び内部流路３２Ｃによって真空吸着機構が構成されている。この弁機構３３は図１に示す本実施形態の真空継手機構１０の真空継手１１によって開閉操作し、内部流路３２Ｃと真空排気装置４４を自動的に接続し、切り離すようにしてある。真空継手機構１０を介して弁機構３３を真空排気装置４４に連結することにより、信頼性試験中でも内部流路３２Ｃを真空引きしてウエハチャック３２上にコンタクタ３１を真空吸着し、コンタクタ３１、ウエハＷ及びウエハチャック３２が確実にシェル３０として一体化するようにしてある。弁機構３３は同図の（ｂ）に示すように弁体３３Ａ及びバネ３３Ｂを内蔵し、真空継手１１を弁機構３３に接続すると弁体３３Ａをバネ３３Ｂの付勢力に抗して押し込んで内部流路３２Ｃを開いて内部流路３２Ｃと真空排気装置を連通し、真空継手１１を弁機構３３から切り離すと弁体３３Ａがバネ３３Ｂの付勢力で元の位置に復帰し内部流路３２Ｃを真空排気装置４４から遮断するようにしてある。
【００２３】
次に、本実施形態の真空継手機構１０について図１〜図３を参照しながら詳述する。この真空継手機構１０は、図１に示すように、ウエハチャック３２の弁機構３３と接続する真空継手１１と、この真空継手１１を弁機構３３に対して進退動させる進退駆動機構（例えば、エアシリンダ）１２と、このエアシリンダ１２によって真空継手１１と一体に前後に進退動する棒状の位置決め部材１３と、この位置決め部材１３を介して真空継手１１を弁機構３３との接続位置へ案内する、ウエハチャック３２の周面に径方向に突出させて取付られたガイド部材１４と、このガイド部材１４に従って位置決め部材１３が進出する間にエアシリンダ１２をウエハチャック３２の周囲で中立位置から周方向へ移動案内して平面内での角度のずれを矯正する、押圧板２５の下面に固定された円弧状のガイドレール１５と、このガイドレール１５に従って移動するエアシリンダ１２を中立位置へ復帰させる左右一対のセンタリング機構（例えば、ポゴピン）１６、１６とを備え、ウエハチャック３２の弁機構３３が真空継手１１から例えば±３°程度周方向へ位置ずれしている場合に、その角度のずれを矯正し、弁機構３３と真空継手１１を確実に接続するようにしてある。センタリング機構１６はエアシリンダ１２に対して弾接する機構であれば、ポゴピン以外にエアシリンダのように空気圧を利用したもの等種々の機構を用いることができる。
【００２４】
上記エアシリンダ１２は図１に示すように支持板１７を介してガイドレール１５に連結されている。即ち、ガイドレール１５の両側面にはガイド溝１５Ａが形成され、ガイドレール１５の両側に配置された４個のガイドローラ１８が各ガイド溝１５Ａと係合し、エアシリンダ１２が中立位置を中心にしてガイドレール１５に従って±３°程度往復移動するようにしてある。従って、ガイドレール１５及びローラ１８とで角度調整機構が構成されている。ここで中立位置とは図２（ａ）の一点鎖線で示すように位置決め部材１３の軸心の延長線がボトムジャケット２８上のウエハチャック３２の中心Ｃを通る位置を云う。そして、エアシリンダ１２が中立位置にある時、左右のポゴピン１６、１６がエアシリンダ１２の左右両側面に無負荷の状態で接触し、エアシリンダ１２が左右のいずれか一方へ移動すると一方のポゴピン１６にエアシリンダ１２を中立位置へ戻そうとする負荷が掛かるようになっている。ポゴピン１６は、図２に示すように、シリンダ１６Ａと、このシリンダ１６Ａに内蔵されたバネ１６Ｂと、このバネ１６Ｂの作用でシリンダ１６Ａから出入りするロッド１６Ｃとを有している。尚、図１ではガイドローラ１８を支持板１７に取り付けてあるが、支持板１７を省略しガイドローラ１８をエアシリンダ１２に直付けしても良い。
【００２５】
図１に示すように、上記エアシリンダ１２のシリンダロッド１２Ａの先端に連結部材１２Ｂが取り付けられ、連結部材１２Ｂの左右にはガイドロッド１２Ｃ、１２Ｃが連結されている。これらのガイドロッド１２Ｃ、１２Ｃはいずれもエアシリンダ１２の左右に形成されたガイド孔（図示せず）に従って進退動し、シリンダロッド１２Ａが上下左右に振れることなく直進するようにしてある。また、連結部材１２Ｂには支持体１９が取り付けられ、この支持体１９の前面に片方の弁機構３３を開閉操作する１個の真空継手１１及び位置決め部材１３が取り付けられている。
【００２６】
上記位置決め部材１３は図１に示すように真空継手１１のやや下方に位置すると共に支持体１９の左右の中心に位置している。この位置決め部材１３の先端部には２個のローラ１３Ａが長手方向に配列され、水平面内で回転自在に支持されている。これらローラ１３Ａを介して位置決め部材１３の先端がガイド部材１４の溝に嵌合するようにしてある。即ち、図１、図２に示しようにガイド部材１４には先端から基端側に向けて略Ｖ字状をなすテーパ面１４Ａ、１４Ａが左右対称に形成されている。各テーパ面１４Ａ、１４Ａの奥には位置決め部材１３のローラ１３Ａが丁度嵌入する大きさに形成された溝１４Ｂが連続して形成され、この溝１４Ｂの両側面は互いに平行する平行面として形成されている。
【００２７】
図１では真空継手機構１０は１個の真空継手１１を有し、これと対応する弁機構３３を操作するようにしてあるが、図７の（ａ）、（ｂ）で示すように２個の弁機構３３、３３を操作する場合には２個の真空継手１１を取り付ければ良い。また、ガイド部材１４のテーパ面１４Ａ、１４Ａは、図７の（ｂ）に示すよう湾曲面１４Ａとして形成したものであっても良い。尚、図２の（ｂ）〜（ｄ）ではガイドレール１５及びガイドローラ１８は省略してある。
【００２８】
また、図１ではガイドレール１５の両側面にガイド溝１５Ａが形成されたものについて説明したが、図８に示すようにガイド溝１５Ａをガイドレール１５の底面に形成し、このガイド溝１５Ａに係合するガイドローラ１８を支持板１７の上面に取り付けたものであっても良い。
【００２９】
次に、動作について説明する。ウエハＷの信頼性試験を実施する場合には、まず、前工程で真空吸着によりコンタクタ３１、ウエハＷ及びウエハチャック３２を一体化してシェル３０を形成する。このシェル３０を自動搬送機を用いて信頼性試験装置まで搬送し、試験室２０内にシェル３０を挿入する。試験室２０内ではクランプ機構が駆動してシェル３０を受け取った後、シリンダ機構２４が駆動して押圧板２５を介してシェル３０を図４の矢印で示すように下降させ、ボトムジャケット２８と上部ジャケット２９とでシェル３０が挟持し、コンタクタ３１の各外部端子３１Ａとこれらに対応するポゴピン２７が電気的に接触する。コンタクタ３１、ウエハＷ及びウエハチャック３２が一体化する際に、コンタクタ３１とウエハチャック３２の向きは厳密に一致する訳ではなく、多少の位置ずれが生じる。一方、自動搬送機でシェル３０を搬送する場合には常に一定の軌道を辿るため、シェル３０によっては図２の（ａ）に示すように必ずしも真空継手機構１０の軸心、即ち位置決め部材１３の軸心（図２の（ａ）で示す一点鎖線）の延長線上に弁機構３３の中心が来るとは限らず、前述したように例えば最大限±３°程度周方向へ位置ずれする。
【００３０】
このようにシェル３０が試験室２０内に若干の位置ずれを持った状態で装着されても、本実施形態では真空継手機構１０により真空継手１１をシェル３０の弁機構３３に確実に接続することができる。即ち、真空継手機構１０のエアシリンダ１２が駆動し、シリンダロッド１２Ａが中立位置から進出するとガイドロッド１２Ｃを介して真空継手１１がシェル３０に向けて直進すると、図２の（ａ）に示すようにまず位置決め部材１３のローラ１３Ａがガイド部材１４のテーパ面１４Ａに当接する。引き続きエアシリンダ１２を介して真空継手１１が直進すると、ローラ１３Ａがテーパ面１４Ａを転動しながら一対の弁機構３３、３３の中心に近づきながら位置決め部材１３が直進する。これに伴ってエアシリンダ１２はガイドレール１５及びガイドローラ１８を介して中立位置から反時計方向へ左側のポゴピン１６の付勢力に抗して徐々に移動する。そして、同図に（ｃ）に示すように位置決め部材１３のローラ１３Ａがガイド部材１４の溝１４Ｂに到達すると、真空継手１１が弁機構３３との接続位置に達する。
【００３１】
更に、エアシリンダ１２を介して位置決め部材１３が直進すると、図２の（ｄ
）に示すようにローラ１３Ａが溝１４Ｂ内に嵌入すると共に真空継手１１が弁機構３３内に嵌入して弁体３３Ａを押し込み、ウエハチャック３２の内部流路３２Ｃと真空排気装置とを連通し、真空排気装置による内部流路３２Ｃの真空排気を行い、シェル３０をより確実に一体化し、コンタクタ３１のバンプ端子とこれらと対応するウエハＷの電極パッドを確実に接続し、その後の信頼性試験を確実に行うことができる。
【００３２】
信頼性試験が終了すると、エアシリンダ１２が逆方向に駆動し、位置決め部材１３が上述した場合とは逆の経路を辿って真空継手１１が弁機構３３から外れ、弁機構３３の弁体３３Ａがバネ３３Ｂを介して元の位置に復帰し、ウエハチャック３２の内部流路３２Ｃを外部から遮断し、ウエハチャック３２とコンタクタ３１間の真空を保持し、シェル３０として一体化した状態を維持する。真空継手１１が弁機構３３から外れると、エアシリンダ１２は左側のポゴピン１６の付勢力でガイドレール１５に従って中立位置へ復帰し、そのポゴピン１６が無負荷の状態になる。しかる後、試験室２０内のシリンダ機構２４が駆動し、シェル３０をボトムジャケット２８から持ち上げ、クランプ機構が駆動してシェル３０を試験室２０から搬出できる状態になる。
【００３３】
以上説明したように本実施形態によれば、エアシリンダ１２を介して真空継手１１を弁機構３３に接続する際に、真空継手１１を位置決め部材１３及びガイド部材１４を介して弁機構３３との接続位置へ導くと共にエアシリンダ１２をガイドレール１５に従って移動させるようにしたため、弁機構３３の軸芯と真空継手１１の軸芯とが水平面内で若干位置ずれし、両軸芯間で角度のずれがあっても、真空継手１１が弁機構３３に向けて進出する際に真空継手１１を周方向で移動させて真空継手１１の軸芯と弁機構３３の軸芯を一致させ両者を確実に接続することができる。また、ガイドレール１５に従って移動するエアシリンダ１２を一対のポゴピン１６、１６でセンタリングするようにしたため、真空継手１１を弁機構３３から切り離すとポゴピン１６、１６を介してエアシリンダ１２を常に中立位置へ戻してポゴピン１６、１６が無負荷になり、各ポゴピン１６を長寿命化することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、位置決め部材１３は先端に回転自在なローラ１３Ａを２個有すると共にガイド部材１４は２個のローラ１３Ａが嵌入する溝１４Ｂ及びこの溝１４Ｂを左右に拡大する一対のテーパ面１４Ａ、１４Ａを有するため、位置決め部材１３がガイド部材１４に従って円滑に進出し、真空継手１１を弁機構３３に対して円滑に接続することができる。また、エアシリンダ１２はガイドレール１５と係合する回転自在なローラ１８を有するため、位置決め部材１３の直進に伴ってエアシリンダ１２が中立位置から円滑に移動し真空継手１１と弁機構３３をより円滑に接続することができる。また、センタリング機構１６はバネを有するポゴピン等の弾接機構からなるため、低コストなセンタリング機構を得ることができる。また、ガイド部材１４は弁機構３３の下側に配置されているため、真空継手機構１０をコンパクト化することができる。
【００３５】
（以下は追加事項）
図９は本発明の他の実施形態を示す側面図である。上記実施形態では下記角度調整機構としてガイドレール１５及びローラ１８が用いられていたが、本実施形態ではエアシリンダ１２の角度調整手段として回転支持機構４０が用いられている。尚、以下では上記実施形態と同一または相当部分には同一符号を附して説明する。即ち、本実施形態の真空継手機構１０は、同図に示すように、ウエハチャック３２の弁機構３３と接続する真空継手１１と、この真空継手１１を弁機構３３に対して進退動させる進退駆動機構であるエアシリンダ１２と、このエアシリンダ１２によって真空継手１１と一体に前後に進退動する棒状の位置決め部材１３と、この位置決め部材１３を介して真空継手１１を弁機構３３との接続位置へ案内する、ウエハチャック３２の周面に取付られたガイド部材１４と、このガイド部材１４及び位置決め部材１３と協働して真空継手１１を弁機構３３に対して角度調整を行う角度調整手段としての回転支持機構４０と、この回転支持機構４０と協働してエアシリンダ１２を中立位置へ復帰させる左右一対のセンタリング機構としてのポゴピン１６、１６とを備えている。
【００３６】
図９に示すように本実施形態ではシリンダ１２のシリンダロッド１２Ａが押圧板２５の外方へ突出している。このシリンダロッド１２Ａ及びその両側のガイドロッド１２Ｃの突出端に連結部材１２Ｂが連結されている。この連結部材１２Ｂはシリンダロッド１２Ａ及びガイドロッド１２Ｃから垂直下方に延びている。真空継手１１及び位置決め部材１３は連結部材１２Ｂの下端から内方へ延びる支持体１９の先端にそれぞれ取り付けられ、位置決め部材１３及びガイド部材１４を介して真空継手１１が弁機構３３に接続するようになっている。
【００３７】
上記シリンダ１２は、図９に示すように、押圧板２５の中央部から外方へ延びる細長形状の第１支持板１７及び第２支持板１７Ａを介して支持されている。第１支持板１７は第２支持板１７Ａの上面に配置されたレール等のスライド機構（図示せず）を介して第２支持板１７Ａ上面を長手方向に往復移動可能になっている。第２支持板１７Ａは押圧板２５の中央部分で回転支持機構４０を介して回転可能に支持されている。この回転支持機構４０は、同図に示すように、押圧板１５の上面で上部冷却ジャケット２９の中心と一致する位置に固定された支持軸４０Ａと、この支持軸４０Ａに第２支持板１７Ａを挟むように装着されたスラストベアリング４０Ｂと、支持軸４０Ａを固定する支持部材４０Ｃとを有し、真空継手１１が平面内で弁機構３３から例えば±３°程度位置ずれしていてもエアシリンダ１２が第１、第２支持板１７、１７Ａを介して支持軸４０Ａを中心に正逆回転し、その角度のずれを矯正して真空継手１１を弁機構３３に対して確実に接続するようにしてある。
【００３８】
従って、ウエハＷの信頼性試験を実施する際に、シェル３０の弁機構３３が真空継手１１から若干角度ずれしていても以下のようにして角度のずれが調整される。即ち、真空継手１１を弁機構３３に接続する時には、真空継手１１がエアシリンダ１２を介して弁機構３３に向けて直進して位置決め部材１３のローラ１３Ａがガイド部材１４のテーパ面１４Ａに当接する。その後、ローラ１３Ａがガイド部材１４のテーパ面１４Ａを転動すると共に回転支持機構４０を介してシリンダ１２が中立位置から時計方向あるいは反時計方向へポゴピン１６の付勢力に抗して移動して徐々に水平方向の位置ずれを矯正すると共に、位置決め部材１３のローラ１３Ａがガイド部材１４の溝１４Ｂに到達し、真空継手１１が弁機構３３内に嵌入して弁体３３Ａを押し込み、ウエハチャック３２の内部流路３２Ｃと真空排気装置とを連通し、真空排気装置を介して内部流路３２Ｃの真空排気を行い、シェル３０をより確実に一体化し、上記実施形態と同様にウエハＷの信頼性試験を確実に行うことができる。従って、本実施形態においても上記実施形態と同様に作用効果を期することができる。
【００３９】
上記各実施形態では位置調整機構として平面内での角度調整手段を設けた真空継手機構について説明したが、以下では角度調整手段に上下方向の位置調整機構が付加された真空継手機構について図１０〜図１３を参照しながら上記実施形態と同一または相当部分には同一符号を附して説明する。
【００４０】
図１０〜図１３に示す真空継手機構１０は、真空継手１１と弁機構３３が水平面内での角度のずれ及び上下方向のずれがあってもこれら両者間の位置を接続位置に調整できる位置調整機構を備えている。本実施形態では上下方向の位置ずれを矯正する機構が付加されいるため、これに関連して本実施形態の位置決め部材１３、ガイド部材１４は図９に示す真空継手機構とは相違している。そこで以下では図９との相違点を中心に説明する。
【００４１】
即ち、図１０に示すように本実施形態の真空継手機構１０には連結部材１２Ｂの下方に真空継手１１及び位置決め部材１３を上下方向に昇降案内する昇降ガイド機構８０が上下位置調整手段として設けられている。この昇降ガイド機構８０は、同図に示すように、連結部材１２Ｂの下端部に固定された上下方向のレール８１と、このレール８１に従って昇降する移動部材８２と、この移動部材８２の下方への移動を規制するストッパー８３とを有している。この移動部材８２には支持体１９を介して真空継手１１及び位置決め部材１３が水平に固定され、これら両者１１、１３は移動部材８２を介してレール８１に従って昇降するようになっている。
【００４２】
上記位置決め部材１３に対応するガイド部材１４は、例えば図１１に示すように、上記各実施形態と同様の第１のテーパ面１４Ａ、１４Ａ及び溝１４Ｂと、片方（図１１では右側）のテーパ面１４Ａの上方へ延設された延設部上面に形成された第２のテーパ面１４Ｄとを有している。第２のテーパ面１４Ｄは前方へ下降傾斜している。また、図１２に示すように真空継手１１の支持体１９の側面には第２のローラ１３Ｂが回転自在に取り付けられ、位置決め部材１３がガイド部材１４と接触すると第１のローラ１３Ａがテーパ面１４Ａ、１４Ａ間に入り込み、第２のローラ１３Ｂが第２のテーパ面１４Ｄに乗り上げて真空継手１１の水平面内の角度のずれ及び上下方向の位置ずれを矯正するようにしてある。
【００４３】
従って、ウエハＷの信頼性試験を実施する際に、シェル３０の弁機構３３が真空継手１１から水平方向で若干角度ずれし、しかも上下方向の位置ずれがあっても以下のようにして位置ずれを矯正することができる。即ち、真空継手１１を弁機構３３に接続する時には、エアシリンダ１２を介して真空継手１１がエアシリンダを介して弁機構３３に向けて直進して位置決め部材１３の第１のローラ１３Ａがガイド部材１４の第１のテーパ面１４Ａに当接してテーパ面１４Ａ、１４Ａ間に入り込んだ後、引き続き第２のローラ１３Ｂが第２のテーパ面１４Ｄ上に乗り上げる。その後、第１のローラ１３Ａがテーパ面１４Ａを転動して回転支持機構４０を介してシリンダ１２が中立位置から時計方向あるいは反時計方向へポゴピン１６の付勢力に抗して移動して徐々に水平方向の位置ずれを徐々に矯正すると共に、第２のローラ１３Ｂが第２のテーパ面１４Ｄに乗り上げて位置決め部材１３が昇降ガイド機構８０を介して上昇して上下方向の位置ずれを徐々に矯正する。位置決め部材１３が更に進出すると回転支持機構４０及び昇降ガイド機構８０を介して真空継手１１が旋回及び上昇しながら弁機構３３との角度のずれ及び上下のずれが接続位置まで徐々に矯正され、真空継手１１が弁機構３３内に嵌入して弁体３３Ａを押し込み、ウエハチャック３２の内部流路３２Ｃと真空排気装置とを連通し、真空排気装置を介して内部流路３２Ｃの真空排気を行い、シェル３０をより確実に一体化し、上記実施形態と同様にウエハＷの信頼性試験を確実に行うことができる。従って、本実施形態によれば、真空継手１１の水平面内での角度のずれ及び上下方向のずれを矯正して真空継手１１を弁機構３３に対して確実に接続することができ、また、その他にも上記各実施形態と同様に作用効果を期することができる。
【００４４】
また、図１３は他の実施形態のガイド部材１４を示す図で、このガイド部材１４は、図１１に示す第２のテーパ面１４Ｄに代えてテーパ面１４Ａ、１４Ａの入口から溝１４Ｂの両側面に渡って形成された断面Ｖ字状の第２の溝１４Ｃ、１４Ｃを有している。その他は図１０に示す真空継手機構１０と同様に構成されている。この溝１４Ｃの側面は、その幅が入口から奥に向かって漸減するテーパ面１４Ａとして形成され、しかもローラ１３Ａが嵌合して奥に進むに連れて上下方向のずれを矯正することができる。つまり、溝１４Ｃは入口では幅広になっているため、ローラ１３Ａが上下に若干位置ずれしていてもローラ１３Ａが確実に溝１４Ｃと嵌合する。そして、位置決め部材１３が進出するに連れて溝幅が狭くなっているため、幅の狭い位置に行くに従って真空継手１１が昇降ガイド機構８０を介して昇降し、真空継手１１の上下のずれを徐々に矯正するようになっている。尚、この場合には図１２に示す第２のローラ１３Ｂは必要ない。
【００４５】
尚、本発明は上記各実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて各構成要素を適宜設計変更することができる。例えば、図１０に示す昇降ガイド機構８０に代えて第１、第２支持板１７、１７Ａをゴム等の弾性体によって形成し、位置決め部材１３及びガイド部材１４を介して真空継手１１を持ち上げる際に弾性体が弾性変形するようにしても良い。また、上記各実施形態ではシェル３０を自動搬送機を用いて試験室２０内に自動装着する場合について説明したが、オペレータがシェル３０を装着しても良い。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜請求項１０に記載の発明によれば、信頼性試験装置の一環としてコンタクタ、ウエハ及びウエハ保持体の一体化物を試験室内に自動装着しても一体化物と真空排気装置とを確実に接続することができ、安定した信頼性試験を確実に行うことができる真空継手機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空継手機構の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す真空継手機構の動作説明図である。
【図３】図１に示す真空継手機構を適用した信頼性試験装置の試験室を示す平面図である。
【図４】図３に示す試験室の正面図である。
【図５】図４に示すシェルと試験室との関係を示す分解斜視図である。
【図６】（ａ）は図５に示すシェルを構成するウエハチャックを示す斜視図、（ｂ）はその弁機構の断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の他の実施形態の弁機構及びガイド部材を示す斜視図、（ｂ）は本発明の更に他の実施形態の弁機構及びガイド部材を示す斜視図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態の真空継手機構を示す図１に相当する斜視図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態の真空継手機構を示す側面図である。
【図１０】本発明の更に他の実施形態の真空継手機構を示す側面図である。
【図１１】本発明の更に他の実施形態の真空継手機構のガイド部材を示す図７の（ａ）、（ｂ）に相当する斜視図である。
【図１２】図１１に示すガイド部材に対応する位置決め部材を中心に示す側面図である。
【図１３】本発明の更に他の実施形態の真空継手機構のガイド部材を示す図１１に相当する斜視図である。
【符号の説明】
１０ 真空継手機構
１１ 真空継手
１２ エアシリンダ（進退駆動機構）
１３ 位置決め部材
１３Ａ、１３Ｂ ローラ
１４ ガイド部材
１４Ａ、１４Ｄ テーパ面
１４Ｂ、１４Ｃ 溝
１５ ガイドレール（角度調整手段）
１６ ポゴピン（センタリング機構）
１８ ガイドローラ（角度調整手段）
２０ 試験室
３０ シェル（一体物）
３１ コンタクタ
３２ ウエハチャック（ウエハ保持体）
３３ 弁機構
４０ 回転支持機構（角度調整手段）
８０ 昇降ガイド機構（上下調整手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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