[发明专利]制造、运输及储存过程中保护IC晶圆的包装系统

说明书

技术领域

本发明是关于保护集成电路（IC）晶圆的包装系统。

背景技术

集成电路晶圆的制造一旦开始，制造商就将开始一场与腐蚀性污染物的斗争，通过有着过滤器、监视器和/或者微小环境系统无尘房间中的加工设备，并使用被称作晶圆盒（POD）、FOSBs（前端开口运输盒）和/或者FOUPs（前端开口片盒）的这些容器来防止污染。这些容器采用了标准机械连接（SMIF）的概念。使用这些无尘房间和容器是为了有效降低由于空气分子污染物（AMCs）造成的IC晶圆成品率损失。AMC包含HF（铪）、HCL（氢氯化物）及VOC（挥发性有机化合物）。尽管AMC十分复杂难懂，但它们的来源可追踪到室内和室外的化工活动。

氮气吹尘（压力方式）是现有技术中一种降低晶圆容器内部AMC含量的方法，另一种办法是使用真空吸尘器。然而，这两种方法价格昂贵，而且会将AMC转移到其它可能会引发问题的地方。

进一步而言，这些生产商使用的晶圆包装方法中，具体使用的容器几乎没有足够的特点，可在制造阶段后的运输和/或者储存阶段，甚至是更下游的加工阶段，同时控制所包装IC晶圆的破损、腐蚀和/或者电损。在粘接阶段之前的检查阶段，这种缺点会降低IC晶圆的成品率。

IC晶圆在无尘房间内的造过程中，AMC对其造成腐蚀的原因主要是有机物和无机物的存在。无机空气分子污染物，比如HL、H2S、HNO3及HCL，大多数来源于晶圆生产过程中所需的室内化学活动，而有机空气分子污染物，比如CnHx则大部分来源于室外活动，比如汽车尾气排放。此外，晶圆盒子的隔层及垫子需要进行“化学添加”，从而形成耗散表面（10E5至10E11欧姆），避免发生静电放电（ESD）现象，这些隔层和垫子会泄漏AMC，造成对包装晶圆的表面腐蚀损伤。另外，在运输和/或者储存阶段，由于对容器的误操作，引发了另一个被称作“机械冲击能量波”的问题，这会给已包装晶圆造成破坏性损伤。目前的晶圆运输容器几乎不能同时控制破损、腐蚀及ESD损坏，所有这些损坏将会降低IC晶圆的成品率。对于21世纪的IC晶圆，有着更小几何尺寸更快速度的300mm及450mm大小的晶圆，这将是个严重的问题。过去认为，在晶圆生产、储存和/或者运输阶段的某个时刻，晶圆包装容器内环境中的腐蚀性AMC引起的问题几乎是无害的，但现在发现，AMC引起的化学反应会降低IC晶圆成品率。

发明内容

本发明提供了一种包装系统，用于在生产、运输及储存阶段，保护IC晶圆。晶圆的表面上有诸如焊点、焊珠等特征，对由于腐蚀、机械冲击和/或电子静电放电引起的损坏敏感。包装系统包含一个包装件，其有一个内部容纳空间，一个晶圆堆位于内部容纳腔中。晶圆堆包含若干个晶圆及与晶圆接触的分隔层。每个分隔层有两个面，分隔片的每一侧上都有伸出的凸起。这些凸起在对应的分隔层及对应的晶圆之间形成空间，在这个空间中，可允许空气在其中流动。至少一个分隔层采用聚合物薄膜材料制作，有拦截和捕获空气分子污染物的性能，下文中将空气分子污染物称为AMC，可以是有机物或无机物，或者两者都有，所述材料是静电耗散的。

根据本发明的一个方面，分隔层是采用一种塑料薄膜材料制作，包含一层活性炭层及一层金属化合物层，所含金属可以是铜、铝、锡、银及稀土。

根据本发明的另一个方面，晶圆上的边缘可能受到机械冲击。分隔层是薄片，分隔层上有圆环临近布置在晶圆边缘，从而保护每个对应的包装晶圆边缘免受冲击或物理破坏。

根据本发明的另一个方面，圆环在分隔层片上突出一个高度。

根据本发明的另一个方面，采用聚合物制成的支撑环临近分隔层设置，支撑环是硬的。

根据本发明的另一个方面，至少一个缓冲垫位于晶圆堆上，以吸收机械冲击能量。缓冲垫包含一个可压缩纤维芯及一个包在纤维芯外的柔性封袋。封袋上有开口，允许空气以控制的流速，从顶部及底部的缓冲垫流入流出。当顶部和底部缓冲垫受到压缩时，顶部和底部缓冲垫的侧壁就会压缩。环绕至少一个顶部和底部缓冲垫的侧壁处设有一个柔性绑带。绑带位于缓冲垫封袋的外侧，控制空气流入和流出对应的缓冲垫。

根据本发明的另一个方面，包装件是一个有绝缘表面的硬塑料盒子。

根据本发明的另一个方面，晶圆堆是静电放电耗散的。

根据本发明的另一个方面，盒子可堆叠到相似的盒子上。盒子的外侧有顶部和底部导电部分，为晶圆堆提供一条接地的电路。顶部或底部的导电部分与相邻堆叠盒子的顶部或底部的导电部分接触。

根据本发明的另一个方面，包装件是一个包装袋。

根据本发明的另一个方面，包装件是一个硬盒子在一个包装袋内的组合。