CN220796677U - 真空晶圆盒 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种真空晶圆盒，包括密闭盒体及真空发生单元；所述密闭盒体具有位于顶部的第一连通孔；所述真空发生单元设置于所述密闭盒体的顶部，连通于所述第一连通孔，被配置成对所述密闭盒体的内部抽真空。由于在密闭盒体的顶部上设置有真空发生单元，在真空发生单元对密闭盒体的内部进行抽真空的过程中，密闭盒体内部的微粒随着气流被带出密闭盒体，使密闭盒体内部的微粒被移除，从而避免或减少微粒沉降、附着到晶圆产品表面。此外，在真空发生单元、密闭盒体、侧盖及密封件的相互配合下，实现了密闭盒体的内部能够始终保持真空状态。

Description

真空晶圆盒

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种真空晶圆盒。

背景技术

随着半导体工业的持续发展，各种电子元件，例如晶体管、二极管、电阻器、电容器等的集成密度逐渐提高，在多数情况下，这些集成密度的提高来自于最小元件尺寸的不断减小，从而使更多的元件被整合到预设区域。

半导体封装的类型包括四方扁平封装(quad flat pack；QFP)、引脚网格阵列(pingrid array；PGA)、球栅阵列(ball grid array；BGA)、倒装晶片(flip chips；FC)、三维集成电路(three-dimensional integrated circuits；3DICs)、晶圆级封装(wafer levelpackages；WLPs)、封装上封装(package on package；PoP)、晶片上系统(System on Chip；SoC)或集成电路上系统(System on Integrated Circuit；SoIC)元件等。

然而，半导体封装中各工序均需要在具有一定清洁度的清洁室内进行，而半导体封装中各工序所需的清洁度等级不同，而对于半导体封装制程中芯片粘贴的工序则需要在高清洁度的清洁室内进行，但在芯片粘贴前对晶圆产品进行存放、转运的过程中，由于晶圆盒为开放式盒体，使晶圆产品的存放环境具有大量的悬浮微粒，且悬浮的微粒还会沉降在晶圆产品的表面，不易清除的情况。

实用新型内容

本申请提出了一种真空晶圆盒。

第一方面，本申请提供一种真空晶圆盒，包括密闭盒体及真空发生单元；所述密闭盒体具有位于顶部的第一连通孔；所述真空发生单元设置于所述密闭盒体的顶部，连通于所述第一连通孔，被配置成对所述密闭盒体的内部抽真空。

在一些可选的实施方式中，所述真空发生单元通过螺纹连接的方式连接于所述密闭盒体。

在一些可选的实施方式中，所述密闭盒体的顶部还设有破真空单元；所述破真空单元被配置成实现所述密闭盒体的内外压力平衡。

在一些可选的实施方式中，所述密闭盒体还具有位于顶部的第二连通孔，所述破真空单元连通于所述第二连通孔。

在一些可选的实施方式中，所述第一连通孔的直径大于所述第二连通孔的直径。

在一些可选的实施方式中，所述密闭盒体的顶部还设有压力显示单元，所述压力显示单元被配置成测量所述密闭盒体内部的真空值。

在一些可选的实施方式中，所述密闭盒体还具有位于顶部的第三连通孔，所述压力显示单元连通于所述第三连通孔。

在一些可选的实施方式中，所述第一连通孔的直径大于所述第三连通孔的直径。

在一些可选的实施方式中，所述密闭盒体包括可开闭的侧盖；所述侧盖内侧的边缘设有一圈密封件，所述密封件被配置成在所述侧盖关闭时，紧贴于所述密闭盒体。

在一些可选的实施方式中，所述密闭盒体还包括多个锁固单元，所述锁固单元被配置成在所述侧盖关闭时，对所述侧盖的位置进行锁固。

在一些可选的实施方式中，所述密闭盒体由第一材料制成，所述密封件由第二材料制成，所述第一材料的硬度大于所述第二材料的硬度。

在一些可选的实施方式中，所述密闭盒体的内部还设有多层狭槽。

在一些可选的实施方式中，所述密闭盒体的顶部上还设有把手，以便于对所述密闭盒体的转运。

为了解决目前用于存放、转运晶圆产品的晶圆盒中具有大量的悬浮微粒，这些悬浮会沉降、附着在晶圆产品表面的问题，本申请提出了一种真空晶圆盒，通过在密闭盒体的顶部设置真空发生单元，可以以抽真空的方式将晶圆盒内的微粒移除，以此可以避免或减少微粒沉降、附着到晶圆产品表面。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本申请的真空晶圆盒的侧盖关闭状态的一个实施例的立体示意图；

图2是根据本申请的真空晶圆盒的密闭盒体的一个实施例的俯视图；

图3是根据本申请的真空晶圆盒的侧盖打开状态的一个实施例的立体示意图；

图4是图3所示的圆圈A处的放大示意图；

图5是根据本申请真空晶圆盒的模拟晶圆产品的XPS检验图谱；

图6-9分别是本申请的真空晶圆盒的一个实施例的工作流程的示意图。

附图标记/符号说明：

10-密闭盒体；11-第一连通孔；12-第二连通孔；13-第三连通孔；14-侧盖；15-密封件；16-锁固单元；17-狭槽；18-把手；20-真空发生单元；30-破真空单元；40-压力显示单元；50-晶圆载盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对说明本申请的具体实施方式，通过本说明书记载的内容本领域技术人员可以轻易了解本申请所解决的技术问题以及所产生的技术效果。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

应容易理解，本申请中的“在...上”、“在...之上”和“在...上面”的含义应该以最广义的方式解释，使得“在...上”不仅意味着“直接在某物上”，而且还意味着包括存在两者之间的中间部件或层的“在某物上”。

此外，为了便于描述，本文中可能使用诸如“在...下面”、“在...之下”、“下部”、“在...之上”、“上部”等空间相对术语来描述一个元件或部件与附图中所示的另一元件或部件的关系。除了在图中描述的方位之外，空间相对术语还意图涵盖装置在使用或操作中的不同方位。设备可以以其他方式定向(旋转90°或以其他定向)，并且在本文中使用的空间相对描述语可以被同样地相应地解释。

本文中所使用的术语“层”是指包括具有一定厚度的区域的材料部分。层可以在整个下层或上层结构上延伸，或者可以具有小于下层或上层结构的范围的程度。此外，层可以是均质或不均质连续结构的区域，其厚度小于连续结构的厚度。例如，层可以位于连续结构的顶表面和底表面之间或在其之间的任何一对水平平面之间。层可以水平地、垂直地和/或沿着锥形表面延伸。基板(substrate)可以是一层，可以在其中包括一个或多个层，和/或可以在其上、之上和/或之下具有一个或多个层。一层可以包括多层。例如，半导体层可以包括一个或多个掺杂或未掺杂的半导体层，并且可以具有相同或不同的材料。

本文中使用的术语“基板(substrate)”是指在其上添加后续材料层的材料。基板本身可以被图案化。添加到基板顶部的材料可以被图案化或可以保持未图案化。此外，基板可以包括各种各样的半导体材料，诸如硅、碳化硅、氮化镓、锗、砷化镓、磷化铟等。可替选地，基板可以由非导电材料制成，诸如玻璃、塑料或蓝宝石晶片等。进一步可替选地，基板可以具有在其中形成的半导体装置或电路。

需要说明的是，说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，仅用于配合说明书所记载的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本申请可实施的范畴。

还需要说明的是，本申请的实施例对应的纵向截面可以为对应前视图方向截面，横向截面可以为对应右视图方向截面，水平截面可以为对应上视图方向截面。

另外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参考图1和图2，图1是本申请的真空晶圆盒的侧盖关闭状态的一个实施例的立体示意图，图2是根据本申请的真空晶圆盒的密闭盒体的一个实施例的俯视图。如图1和图2所示，本申请的真空晶圆盒包括密闭盒体10及真空发生单元20。

其中，密闭盒体10具有位于顶部的第一连通孔11。

真空发生单元20设置于密闭盒体10的顶部，连通于第一连通孔11，被配置成对密闭盒体10的内部抽真空，以实现通过真空发生单元20在对密闭盒体10内部抽真空的过程中带走密闭盒体10内部的微粒。

这里，真空发生单元20可以是真空发生器，该真空发生器是一种新型，高效，清洁，经济，小型的真空元器件，这使得获得负压变得十分容易和方便。

在一些可选的实施方式中，真空发生单元20通过螺纹连接的方式连接于密闭盒体10。

这里，螺纹连接(Threaded connection)是一种可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。

在一些可选的实施方式中，真空发生单元20还可以通过外接相应的固定装置，来对真空发生单元20施加固定力，使真空发生单元20更加稳固的连接于密闭盒体10的顶部，从而避免真空晶圆盒在搬运过程中由于晃动造成真空泄露的情况。

如图1所示，在一些可选的实施方式中，密闭盒体10的顶部还设有破真空单元30；破真空单元30被配置成实现密闭盒体10的内外压力平衡，具体地，在清除完密闭盒体10内部的微粒后，并需要对晶圆产品进行下一工序时，通过破真空单元30，解除密闭盒体10内部的真空环境，以实现密闭盒体10的内外压力平衡，从而能够打开侧盖14，并取出晶圆载盘50(参见图3)。

这里，破真空单元30可以是一种安全阀，主要用于容器或管道中，在管道或容器因系统运行或停止而产生负压或真空逐步升高时，通过破真空单元30，破坏真空效应，从而使管道或容器的内外压力平衡。

如图2所示，在一些可选的实施方式中，密闭盒体10还具有位于顶部的第二连通孔12，破真空单元30连通于第二连通孔12。

在一些可选的实施方式中，第一连通孔11的直径大于第二连通孔12的直径。

继续如图1所示，在一些可选的实施方式中，密闭盒体10的顶部还设有压力显示单元40，压力显示单元40被配置成测量密闭盒体10内部的真空值。

这里，压力显示单元40可以为压力表，其通过表内的敏感元件的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力，使得压力显示单元40无需提供额外电能、也无需进行额外信号处理即可正常使用，并实现了真空晶圆盒在转运到任意工作台面上时，都可以实时观察压力表上的值，有效提升了便利性。此外，若有进一步记录真空环境下真空值的需求，压力显示单元40还可以为复位式压力表，示例性的，在建立生产履历的过程中，可使用复位式压力表来进行操作。

继续如图2所示，在一些可选的实施方式中，密闭盒体10还具有位于顶部的第三连通孔13，压力显示单元40连通于第三连通孔13。

在一些可选的实施方式中，第一连通孔11的直径大于第三连通孔13的直径。

参考图3和图4，图3是本申请的真空晶圆盒的侧盖14打开状态的一个实施例的立体示意图，图4是图3所示的圆圈A处的放大示意图。

如图3和图4所示，密闭盒体10包括可开闭的侧盖14；侧盖14内侧的边缘设有一圈密封件15，密封件15被配置成在侧盖14关闭时，紧贴于密闭盒体10，以实现在侧盖14关闭时，密闭盒体10的内部与其外部的气流相隔绝，从而避免晶圆产品表面的微粒数量的增加。

这里，密封件15是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件的材料或零件。

如图3所示，在一些可选的实施方式中，密闭盒体10还包括多个锁固单元16，锁固单元16被配置成在侧盖14关闭时，对侧盖14的位置进行锁固。

在一些可选的实施方式中，密闭盒体10由第一材料制成，密封件15由第二材料制成，第一材料的硬度大于第二材料的硬度。

如图4所示，在一些可选的实施方式中，密闭盒体10的内部还设有多层狭槽17。

这里，狭槽17的数量包括但不限于五层，实际应用中可以为十层、十五层、二十层、二十五层或其他层数。

这里，每层狭槽17中，正常情况放置时，可以放置一个晶圆载盘50，非正常放置时，还可以放置多个晶圆载盘50。晶圆载盘50用于承载晶圆产品。

这里，晶圆载盘50的材质可以包括但不限于：硅(Si)、玻璃、模封材料(Compound)。

继续参考图1，可选的，密闭盒体10的顶部上还设有把手18，以便于对密闭盒体10的转运。

本公开实施例的真空晶圆盒，由于在密闭盒体10的顶部上设置有真空发生单元20，在真空发生单元20对密闭盒体10的内部进行抽真空的过程中，密闭盒体10内部的微粒随着气流被带出密闭盒体10，使密闭盒体10内部的微粒被移除，从而避免或减少微粒沉降、附着到晶圆产品表面。此外，在真空发生单元20、密闭盒体10、侧盖14及密封件15的相互配合下，实现了密闭盒体10的内部能够始终保持真空状态。

参考图5，图5是根据本申请晶圆产品模拟的XPS检验图谱。如图5所示启动真空晶圆盒中的真空发生单元20对密闭盒体10抽真空时，根据压力显示单元40的显示，其内部压力可维持在-6～10KPa；且晶圆产品在真空晶圆盒的内部静置1hr后，悬浮微粒(主要元素为C)通过XPS分析(x射线光电子能谱分析)的结果中看出C为6.2％，可视良率为93.8％，分析结果如图5所示。曲线数据拟合结果如下表1所示：

参考图6-9，图6-9分别是本申请的真空晶圆盒的一个实施例的工作流程的示意图。

如图6所示，密闭盒体10的侧盖14处于打开状态。密闭盒体10的一侧壁上设有一开口，密闭盒体10上对应于开口处设有一可开闭的侧盖14，该状态下，密闭盒体10的内部与其外部之间的空气进行随意流动，此时，外界空气中的悬浮微粒可以进入密闭盒体10内部。

如图7所示，晶圆载盘50放置于密闭盒体10的内部。该状态下，放置有晶圆产品的晶圆载盘50从开口进出密闭盒体10，且晶圆载盘50上的晶圆产品表面可能会有微粒沉降、附着。

如图8所示，关闭侧盖14，使密闭盒体10的内部处于密闭状态。该状态下，侧盖14与密闭盒体10接触处夹设有密封件15，并且具有多个对侧盖14施加压力的压力点，密闭盒体10的内部与其外部相隔绝，使外部的空气无法进入到密闭盒体10的内部，避免晶圆产品表面微粒数量的增加。

如图9所示，真空发生单元20正常工作状态。该状态下，真空发生单元20通过第一连通孔11对密闭盒体10的内部进行抽真空，密闭盒体10内部的空气通过第一连通孔11被抽出，同时正在被抽出的空气带走密闭盒体10内部悬浮的微粒及晶圆产品表面附着的微粒，并始终保持密闭盒体10内部处于真空状态，有效提升了晶圆产品在进行芯片粘贴工序前存放环境的清洁度，此时，压力显示单元40连通于第三连通孔13，并对密闭盒体10内部的压力进行实时查看；若需要解除密闭盒体10内部的真空环境，通过连通于第二连通孔12的破真空单元30进行解除，从而使密闭盒体10的内外压力平衡。

尽管已参考本申请的特定实施例描述并说明本申请，但这些描述和说明并不限制本申请。所属领域的技术人员可清楚地理解，可进行各种改变，且可在实施例内替代等效元件而不脱离如由所附权利要求书限定的本申请的真实精神和范围。图示可能未必按比例绘制。归因于制造过程中的变量等等，本申请中的技术再现与实际实施之间可能存在区别。可存在未特定说明的本申请的其它实施例。应将说明书和图示视为说明性的，而非限制性的。可作出修改，以使特定情况、材料、物质组成、方法或过程适应于本申请的目标、精神以及范围。所有此些修改都落入在此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本申请的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并不限制本申请。

Claims (10)

1.一种真空晶圆盒，其特征在于，包括：

密闭盒体，所述密闭盒体具有位于顶部的第一连通孔；

真空发生单元，所述真空发生单元设置于所述密闭盒体的顶部，连通于所述第一连通孔；

所述密闭盒体内部设有多层狭槽，所述狭槽设置在所述密闭盒体的内侧表面，所述狭槽用于放置晶圆载盘，所述晶圆载盘用于承载晶圆产品；

所述密闭盒体的顶部设有把手，所述把手与所述真空发生单元设置在所述密闭盒体的同一侧；

其中，通过螺纹连接的方式，使所述真空发生单元连接于所述密闭盒体的顶部；或者，通过外接相应的固定装置来对所述真空发生单元施加固定力，使所述真空发生单元稳固的连接于所述密闭盒体的顶部。

2.根据权利要求1所述的真空晶圆盒，其特征在于，所述密闭盒体的顶部还设有破真空单元；所述破真空单元被配置成实现所述密闭盒体的内外压力平衡。

3.根据权利要求2所述的真空晶圆盒，其特征在于，所述密闭盒体还具有位于顶部的第二连通孔，所述破真空单元连通于所述第二连通孔。

4.根据权利要求3所述的真空晶圆盒，其特征在于，所述第一连通孔的直径大于所述第二连通孔的直径。

5.根据权利要求4所述的真空晶圆盒，其特征在于，所述密闭盒体的顶部还设有压力显示单元，所述压力显示单元被配置成测量所述密闭盒体内部的真空值，所述压力显示单元包括复位式压力表。

6.根据权利要求5所述的真空晶圆盒，其特征在于，所述密闭盒体还具有位于顶部的第三连通孔，所述压力显示单元连通于所述第三连通孔。

7.根据权利要求6所述的真空晶圆盒，其特征在于，所述第一连通孔的直径大于所述第三连通孔的直径。

8.根据权利要求1所述的真空晶圆盒，其特征在于，所述密闭盒体包括可开闭的侧盖，所述侧盖设置在所述密闭盒体的侧壁；所述侧盖内侧的边缘设有一圈密封件，所述密封件被配置成在所述侧盖关闭时，夹设于所述侧盖与所述密闭盒体接触处，紧贴于所述密闭盒体，所述密封件呈方形、具有直角。

9.根据权利要求8所述的真空晶圆盒，其特征在于，所述密闭盒体由第一材料制成，所述密封件由第二材料制成，所述第一材料的硬度大于所述第二材料的硬度。

10.根据权利要求1所述的真空晶圆盒，其特征在于，所述把手具有两个，位置都在所述密闭盒体的顶部。