半导体晶片的即期发货包装及其即期发货包装方法

摘要

本发明涉及一种半导体晶片即期发货包装，包括：a)可关闭塑料容器，其内部装有半导体晶片且具有护盖、本体、位于护盖和本体之间的密封件以及微粒过滤器，该微粒过滤器整合在该容器内，且可使容器的内部空间与容器的外部环境之间进行气体交换；b)由塑料制成的第一鞘套，其环绕着该容器并借助于减压紧靠该容器；c)用以结合水气的装置；d)由涂覆塑料制成的第二鞘套，该第二鞘套利用一涂层阻止水气通过，并借助于减压紧靠该第一鞘套和该容器；e)减震元件，其以完全适配的方式嵌入该被套起的容器内；以及f)外包装，其以完全适配的方式环绕着该被双重套起以及嵌入的容器。本发明还涉及在该类包装中实施半导体晶片即期发货包装的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体晶片即期发货包装以及在包装作业中实施该半导体晶片即期发货包装的方法。

背景技术

半导体晶片通常由制造商发货至买受人所在地。在长程运输期间必须加以覆盖，而且运输工具必须经常变换。所以，这些敏感的半导体晶片极易遭到损坏。甚至虽无刮伤或破裂所引起的可见损坏，杂质也会对这些半导体晶片造成不良影响或甚至使其无法充作预期用途，例如电子元件的制造。

美国专利US 6,131,739请求保护一种用于多个装有半导体晶片的容器的减震包装，该减震包装包括两个泡沫塑料半壳且具有若干凹槽，这些凹槽可以完全适配的方式将这些容器纳入。在特殊工业界，可商购的容器习惯上称为“前启运输箱”(FOSBs)。举例言之，美国专利US 6,58,264中曾述及这种类型的容器。

这种类型的减震包装便于降低运输期间半导体晶片遭受机械损害的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体晶片即期发货包装，该即期发货包装可进一步降低损害的风险，并可实质上确保其中所运输的半导体晶片自容器内取出时的状态实质上对应于装入该容器时的状态。

本发明的主题是一种半导体晶片即期发货包装，其包括：

a)一可关闭塑料容器，该可关闭塑料容器内装有半导体晶片且具有一护盖和一本体，该护盖与该本体之间具有一密封件，一微粒过滤器整合在该容器内，且可使该容器的内部空间与该容器的外部环境之间进行气体交换；

b)一由塑料制成的第一鞘套，该鞘套环绕着该容器并借助于减压紧靠在该容器上；

c)用以结合水气的装置；

d)一由涂覆塑料制成的第二鞘套，利用一涂层，该第二鞘套阻止水气通过，并借助于减压而紧靠该第一鞘套和该容器；

e)减震元件，该减震元件以完全适配的方式嵌入该被起套的容器；以及

f)一外包装，该外包装以完全适配的方式环绕着该经双重套起及嵌入的容器。

本发明的另一主题是一种在包装中实施半导体晶片即期发货包装的方法，该方法包含下列步骤：

a)清洗及烘干多个容器，这些容器形成一批量；

b)分析该批量中的一容器是否有微粒、金属及有机物质所引起的杂质存在；

c)若分析结果显示各杂质低于所界定的极限值，将半导体晶片装入该批量的其他容器内，并用护盖将这些容器关闭；

d)用该第一鞘套将这些容器套起，并在该第一鞘套内产生一减压，直至该第一鞘套紧靠在这些容器上；

e)用该第二鞘套将这些已经套起的容器套起，并在该第二鞘套内产生一减压，直至该第二鞘套紧靠在该已经套起的容器上；

f)至少在这些容器与该第一鞘套之间(在步骤d)期间)或在这些已经套起的容器与该第二鞘套之间(在步骤e)期间)送入用以结合水气的装置；

g)将这些双重套起的容器嵌入该减震元件内；以及

h)将这些已经双重套起且已经嵌入的容器包装在该外包装内，并将该外包装关闭；或若步骤b)中所进行的分析显示各杂质并非完全低于所界定的极限值，则将本批量的其他容器形成一个新批量，继续实施步骤a)。

本发明的包装特别适于发货半导体晶片，尤其适于发货直径至少为300毫米的硅半导体晶片。其特别显著的事实是，可有效地保护该包装内的半导体晶片免于遭受振动所引起的损害以及免于任何类型的外来物质所造成的污染。再者，该包装的结构可使这些半导体晶片在自容器内取出时免于导致这些半导体晶片受到污染。

附图说明

下面参考用附图对本发明进行更详细的说明。其中：

图1为图示了本发明的包装的所有特征的示意图。

具体实施方式

半导体晶片1位于可商购的塑料容器2内，该容器2包括一本体3及一护盖4。适当的塑料以聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚烯弹性体(POE)以及聚乙基乙烯(PEE)为佳。本体3与护盖4之间最好装设一密封件(尤以一塑料密封环5更佳)，以防止开关护盖4时因摩擦产生微粒并形成一屏障，以阻挡外界微粒的进入。该容器2提供容纳多个(通常为25个)半导体晶片1的空间。举例言之，这些半导体晶片位于规律地隔开并具有侧面导引条片的狭槽内，并通常借助簧片使其保持垂直站立位置，在护盖关闭后。这些簧片即与护盖结合成一整体。再者，该容器2具有至少一个可通气的开口，该开口可将一留存微粒的过滤器6封闭起来。该开口可设在该容器的护盖4或本体3内。

该容器2至少由两个鞘套套起。直接抵靠在该容器上的第一鞘套7以透明塑料膜为佳，尤以聚乙烯(PE)更佳。该膜最好用可以增加撕裂及穿刺抗力的涂层予以加强。尤以包括一聚酰胺(PA)层或一聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层或该两层的组合体更佳。第二鞘套8由一经涂覆的塑料组成，该经涂覆的塑料也以聚乙烯(PE)为佳，该涂层可增加机械强度(尤其可增加撕裂及穿刺抗力)，且形成一对抗外界水气的屏障。其中以涂铝的塑料膜为佳，尤以用可以增加撕裂及穿刺抗力的外层予以额外增强的薄膜更佳。该外层以由聚酰胺(PA)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或该两层的组合体所组成为佳。为防止内部水气，装设一可结合水气的装置9，尤以一个或更多个充以可萃取水气的纸质或其他材料的小包为佳。该水气结合装置9最好配置在第一鞘套与第二鞘套之间，以吸收经由第一鞘套7扩散的水气。即使该装置释放出微粒也不受影响，因为这些半导体晶片1仍继续受到容器2以及第一鞘套7的保护。但也可以附加或变通的方式将该水气结合装置9设置在容器2与第一鞘套7之间。该两个鞘套及容器可各自设置标签。

该容器内部与容器2和第一鞘套7之间的空间(一方面)以及与第一鞘套7和第二鞘套8之间的空间(另一方面)具有一压力差，所以这些鞘套可与该容器或彼此之间紧靠。这一点很重要，因为这样的话该鞘套便不会形成可改变减震元件10的形状或在该元件与该已经套起的容器2之间形成弹性空隙的任何气泡。这也可防止这些元件因其变形以及已经套起的容器与这些元件之间的可能相对运动(总是会产生微粒)而造成损伤。该压力差以高达50毫巴(mbar)为佳。最好两个减震元件10置于套起容器的相对两侧。这些减震元件10最好由泡沫塑料或具有类似特性的材料组成，尤以由聚乙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或聚胺基甲酸酯(PU)制成的减震元件更佳。这些元件具有多个凹槽，该已经套起的容器以完全适配(positive-fitting)的方式嵌入这些凹槽内。这些元件的外尺寸对应于外包装11的内尺寸。同样以完全适配的方式，该外包装11将这些元件10以及嵌入其内的套起容器2完全包裹起来。因此，在运输这些半导体晶片1期间，该容器2或元件10不可能在外包装11内发生移动。该外包装最好由硬纸板材料或轻金属制成。该外包装的尺寸最好加以适当选择，以使得可以立即发货，且如适宜的话，可堆放在活动货架上。

在所述即期发货包装内，这些半导体晶片以两种方式被保护而免受水气的作用，即内部通过水气结合装置9以及外部通过该第二鞘套8，该第二鞘套8形成一屏障，以防止水气的入侵。防止微粒入侵的特别保护由该容器2的护盖4与本体3之间的密封环5以及由该容器壁内的过滤器提供，其中该过滤器可阻止微粒6穿过。防止半导体晶片受到有机物质、微量金属以及微粒污染的保护作用由使用不引起任何污染的容器以及鞘套的材料所提供。有关该容器的保护作用加以严格测试。该测试方法是本发明的方法的一部分，以下将作更详细的说明。

在该容器装入半导体晶片之前，先将其加以清洗及烘干。该清洗优选在一充以清洗剂的浸没浴中实施，或者在一装置中实施，其中清洗剂喷洒在该容器上。该清洗剂优选为水，并可选地含有表面活性剂。该清洗作用的实施最好历经限定的时间段并在被控制的外界条件下进行，尤以在已经设定限定温度和大气相对湿度的第10级或以下的清洗室中进行更佳。一旦通过质量管理，容器内仅装入半导体晶片。该质量管理包括微粒、微量金属、微量离子及微量有机杂质的分析，以及如果适宜的话，还包括损伤及缺陷的目视检查，唯独在分析及检查结果显示未超过所定极限值以及无损伤及缺陷的情况下始算合格。通过分析作用所实施的品质量管理是对代表一批相同容器的一个容器实施的。若该质量管理结果为合格，即可容许该批的其他容器装入半导体晶片。否则，该批的其他容器必须再加以清洗及烘干，或者如适宜的话，将其剔除而不予进一步处理。

下列不应超过的极限值适用于：

a)液相微粒计数(LPC)测试，其中将该容器充以无微粒超纯水并使其在一枢轴上旋转，之后取出50毫升的试样，并利用一可商购的激光散射光测量装置检查微粒的存在(液相微粒计数，LPC)：

若测定直径＞1微米(μm)的微粒，以低于50个微粒为佳，尤以低于10个微粒更佳；

若测定直径＞0.3微米的微粒，以低于1000个微粒为佳，尤以低于100个微粒更佳；

若测定直径＞0.2微米的微粒，以低于2000个微粒为佳，尤以低于200个微粒更佳；

b)微量金属及金属离子测试，其中将该容器充入50毫升的无任何杂质的超纯水，并使其在一枢轴上旋转，并借助于ICP-MS(感应耦合等离子体-质谱仪)或借助于CE(毛细管电泳)对该试样加以分析：

在通过ICP-MS测定时，金属的总量至多为100毫微克(奈克，ng)，尤以至多10毫微克更佳；

在通过CE测定时，离子的总量至多为200毫微克，尤以至多100毫微克更佳；

e)有机杂质测试，其中将容器材料加热至高温，通过气相色谱法对逸出的气态有机杂质(例如：ε-氨基己内酰胺，四氢呋喃)加以分析：

在通过气相色谱法测定时，以受测容器材料的重量为基准，有机杂质的总浓度＜50ppm，尤以＜5ppm更佳。

将半导体晶片装入容许装货的容器内并予以关闭。此项工作最好借助于一机器人进行。之后，用第一鞘套将该容器套起，如适宜的话，可在该容器与该鞘套之间放置一水气萃取包，将该鞘套内的压力予以降低，并将该鞘套加以熔焊。该容器内出现的气体环境最好包括空气、氮气、一惰性气体或前述各气体的任何预期混合物。之后，将该已经套起一次的容器再用第二鞘套套起，如适宜的话，可在第一和第二鞘套之间放置一水气萃取包，将第二鞘套内的压力降低并将该第二鞘套加以熔焊。该第二鞘套内存在的气体环境最好包括空气、氮气、一惰性气体或这些气体的任何预期混合物。将依照上述方式已经套起两次的容器置入减震元件内，将如此形成的包装包入该外包装内并将该外包装关闭。

该即期发货包装的质量管理及结构可确保收货人能将性能对应于装入容器时性能的半导体晶片自包装中取出。再者，该收货人对有关这些半导体晶片的拆包仍具有极大的灵活性。举例言之，即使在清洁室环境之外也可移除外包装、这些减震元件以及该第二鞘套。但是，该容器的第一鞘套以及尤其该容器的护盖应在收货人所在地的清洁室内移除。

本发明可防止在这些半导体晶片运输期间有足够量的挥发性杂质凝结在半导体晶片上而对随后的电子元件(尤其是线宽低于0.1微米的电子元件)的制造工作产生不良影响。而且，也可防止残留水气凝结下来，该凝结下来的残留水气同样对电子元件的制造带来问题。同时，也可防止这些半导体晶片在运输期间受到来自包装的微粒污染，该污染将同样对电子元件的制造带来问题。再者，尤其在包装期间使用减压可防止该容器因含有空气而相对于外包装运动，该相对运动在存在运输引发振动的情况下，可导致这些半导体晶片跳出簧片固定器，并尤其在边缘区内变得脆弱，因而尤其在电子元件制选中实施热处理期间将增大发生破裂的风险。该无任何活动间隙的包装也可防止运输期间对这些鞘套造成损伤，该损伤可在打开包装时对这些半导体晶片造成污染。

本发明可确保由直径超过0.05微米、呈局部光散体形式(LPD，光点缺陷)的外界物质所引起的半导体晶片污染在半导体晶片包装之前的每个侧面上具有低于10个的缺陷，且即使在这些半导体晶片已经运输以及打开包装之后也不超过该水平。

元件标号说明：

1半导体晶片         2容器

3本体               4护盖

5密封环             6过滤器

7第一鞘套           8第二鞘套

9水气结合装置(包)

10减震元件

11外包装