DE102004019664B4

DE102004019664B4 - Versandfertige Verpackung für Halbleiterscheiben

Info

Publication number: DE102004019664B4
Application number: DE200410019664
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. Schwenk; Georg-Friedrich Dr. Hohl; Nathalie Lecompte; Oliver Dr. Ruscitti
Original assignee: Siltronic AG
Current assignee: Siltronic AG
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-04-23
Also published as: DE102004019664A1

Abstract

Versandfertige Verpackung für Halbleiterscheiben, umfassend
a) einen mit den Halbleiterscheiben (1) beladenen, verschließbaren Behälter (2) aus Kunststoff mit einem Deckel (4) und einem Körper (3), einer Dichtung (5) zwischen dem Deckel (4) und dem Körper (3) und einem im Behälter (2) integrierten Partikelfilter (6), der einen Gasaustausch zwischen dem inneren Raum des Behälters und der äußeren Umgebung des Behälters gestattet;
b) eine erste Hülle (7) aus Kunststoff, die den Behälter (2) umgibt und die mit Hilfe von Unterdruck am Behälter (2) eng anliegt;
c) eine zweite Hülle (8) aus beschichtetem Kunststoff, mit einer den Durchgang von Feuchtigkeit sperrenden Beschichtung, die mit Hilfe von Unterdruck an der ersten Hülle (7) und am Behälter (2) eng anliegt;
d) Mittel (9) zum Binden von Feuchtigkeit, die zwischen der ersten und der zweiten Hülle angeordnet sind;
e) stoßdämpfende Elemente (10), die den umhüllten Behälter (2) formschlüssig einbetten; und...

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine versandfertige Verpackung für Halbleiterscheiben.
Halbleiterscheiben werden in der Regel vom Ort des Herstellers zum Sitz des Abnehmers verschickt. Bei dem Transport müssen nicht selten weite Distanzen zurückgelegt und die Transportmittel gewechselt werden. Es besteht deshalb ein beträchtliches Risiko, dass die empfindlichen Halbleiterscheiben beschädigt werden. Doch selbst ohne eine sichtbare Beschädigung durch Kratzer oder Bruch können Verunreinigungen die Halbleiterscheiben für den gewünschten Verwendungszweck, nämlich die Herstellung von elektronischen Bauteilen, erheblich beeinträchtigen oder sogar unbrauchbar machen.

In der US 6,131,739 A eine stoßdämpfende Verpackung für mehrere Behälter mit Halbleiterscheiben beansprucht, die aus zwei Halbschalen eines geschäumten Kunststoffes besteht und Vertiefungen aufweist, in die die Behälter formschlüssig eingelegt werden. Handelübliche Behälter werden branchenüblich FOSB genannt, was für "front opening shipping box" steht. Ein derartiger Behälter ist beispielsweise in der US 6,581,264 beschrieben.

Die US 6,155,027 A ist ein umhüllter und evakuierter Behälter für Halbleiterscheiben beschrieben, der der die Halbleiterscheiben beim Transport vor kontaminierenden Stoffen schützen soll.

Die US 6,119,865 A offenbart einen Behälter zum Stapeln gerahmter Halbleiterscheiben, der mit Mitteln zum Binden von Feuchtigkeit versehen ist.

In der US 2002/0153526 A1 ist ein umhüllter Behälter für Halbleiterscheiben gezeigt, der zwischen stoßdämpfenden Elementen in einer Außenverpackung angeordnet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine versandfertige Verpackung für Halbleiterscheiben bereitzustellen, durch die das Beschädigungsrisiko weiter gemindert ist und mit der weitgehend sichergestellt werden kann, dass darin transportierte Halbleiterscheiben in einem Zustand den Behältern entnommen werden können, der im Wesentlichen dem entspricht, den die Halbleiterscheiben beim Beladen der Behälter aufwiesen.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Verpackung ist bestens für den Versand von Halbleiterscheiben geeignet, insbesondere für den Versand von Halbleiterscheiben aus Silicium mit einem Durchmesser von mindestens 300 mm. Sie zeichnet sich besonders dadurch aus, dass die Halbleiterscheiben darin effizient gegen Beschädigungen in Folge von Erschütterungen und gegen eine Verunreinigung durch Fremdstoffe jeglicher Art geschützt sind. Darüber hinaus ermöglicht es die Struktur der Verpackung, dass die Halbleiterscheiben aus dem Behälter genommen werden können, ohne dass dabei die Gefahr besteht, eine Verunreinigung der Halbleiterscheiben bei deren Entnahme zu verursachen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Figur weiter erläutert. Die Figur zeigt schematisch alle Merkmale der Verpackung an einem Ausführungsbeispiel.
Die Halbleiterscheiben 1 befinden sich in einem handelsüblichen Behälter 2 aus Kunststoff, der einen Körper 3 und einem Deckel 4 umfasst. Als Kunststoffe kommen insbesondere Polycarbonat (PC), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyolefin-Elastomere (POE) und Polyethylethylen (PEE) in Frage. Zwischen dem Körper 3 und dem Deckel 4 ist eine Dichtung, vorzugsweise ein Dichtungs ring 5 aus Kunststoff vorgesehen, der verhindert, dass beim Öffnen und Schließen des Deckels 4 Partikel in Folge von Reibung erzeugt werden und der eine Barriere gegen das Eindringen von Partikeln von außen darstellt. Der Behälter 2 bietet Platz zur Aufnahme von mehreren Halbleiterscheiben 1, wobei eine Anzahl von 25 typisch ist. Die Halbleiterscheiben stehen beispielsweise in gleichmäßig beanstandeten Schlitzen, die seitliche Führungsleisten aufweisen, und werden in der Regel durch Federzungen, die im Deckel integriert sind nach dem Schließen des Deckels aufrecht stehend in Position gehalten. Der Behälter 2 verfügt weiterhin über mindestens eine gasdurchlässige Öffnung, die mit einem Partikel zurückhaltenden Filter 6 verschlossen ist. Die Öffnung kann im Deckel 4 oder im Körper 3 des Behälters vorgesehen sein.
Der Behälter 2 ist umhüllt von mindestens zwei Hüllen. Die erste, direkt am Behälter anliegende Hülle 7 ist vorzugsweise eine transparente Folie aus Kunststoff, wobei Polyethylen (PE) bevorzugt ist. Die Folie ist vorzugsweise durch eine Beschichtung verstärkt, die die Reiß- und Durchstoß-Festigkeit erhöht. Besonders bevorzugt ist eine Beschichtung mit einer Schicht aus Polyamid (PA) oder Polyethylenterephtalat (PET) oder eine Kombination von beiden Schichten. Die zweite Hülle 8 besteht aus einem beschichteten Kunststoff, der wiederum vorzugsweise PE ist, wobei die Beschichtung die mechanische Festigkeit, insbesondere die Reiß- und Durchstoß-Festigkeit, erhöht und eine Barriere gegen Feuchtigkeit von außen bildet. Bevorzugt ist eine mit Aluminium beschichtete Kunststoff-Folie, besonders bevorzugt eine solche Folie, die zusätzlich zur Erhöhung der Reiß- und Durchstoß-Festigkeit mit einer äußeren Schicht verstärkt ist. Die äußere Schicht besteht vorzugsweise aus Polyamid (PA) oder Polyethylenterephthalat (PET) oder einer Kombination dieser beiden Schichten. Zum Schutz gegen Feuchtigkeit von innen ist ein Mittel 9 vorgesehen, das Feuchtigkeit bindet, vorzugsweise ein oder mehrere mit einer Wasser entziehenden Substanz gefüllte Papier- oder Stoffbeutel. Das Feuchtigkeit bindende Mittel 9 ist zwischen der ersten und der zweiten Hülle angeordnet und nimmt Feuchtigkeit auf, die durch die erste Hülle 7 diffundiert. Eine Abgabe von Partikeln durch das Mittel bleibt folgenlos, da die Halbleiterscheiben 1 weiterhin durch den Behälter 2 und die erste Hülle 7 geschützt sind. Es ist möglich, das Feuchtigkeit bindende Mittel 9 zusätzlich zwischen dem Behälter 2 und der ersten Hülle 7 anzuordnen. Jede der beiden Hüllen sowie der Behälter kann mit Etiketten versehen sein.
Zwischen dem Innenraum des Behälters einerseits und dem Raum zwischen dem Behälter 2 und der ersten Hülle 7 sowie dem Raum zwischen der ersten Hülle 7 und der zweiten Hülle 8 andererseits besteht eine Druckdifferenz, wodurch sich die Hüllen eng an den Behälter beziehungsweise aneinander schmiegen. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil die Hüllen aufgrund dessen keine Blasen werfen, die die Form von stoßdämpfenden Elementen 10 verändern oder federnde Zwischenräume zwischen den Elementen und dem umhüllten Behälter 2 ausbilden. Damit ist auch verhindert, dass sich solche Formänderungen bis zu einer Beschädigung der Elemente ausweiten oder Relativbewegungen zwischen dem umhüllten Behälter und den Elementen stattfinden könnten, was jeweils Partikel generieren würde. Die Druckdifferenz beträgt vorzugsweise bis zu 50 mbar. Es sind vorzugsweise zwei Elemente 10 vorhanden, die an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des umhüllten Behälters eingreifen. Die stoßdämpfenden Elemente 10 bestehen vorzugsweise aus einem geschäumten Kunststoff oder einem Material mit vergleichbaren Eigenschaften. Besonders bevorzugt sind stoßdämpfende Elemente aus Polypropylen (PP), Polystyrol (PS)oder Polyurethan (PU). Die Elemente besitzen Ausnehmungen, in die der umhüllte Behälter formschlüssig eingebettet ist. Sie haben Außenmaße, die mit den Innenmaßen einer Außenverpackung 11 korrespondieren. Die Außenverpackung 11 umschließt die Elemente 10 und den darin eingebetteten umhüllten Behälter 2 ebenfalls formschlüssig. Es ist daher ausgeschlossen, dass sich während des Transportes der Halbleiterscheiben 1 der Behälter 2 oder die Elemente 10 in der Außenverpackung 11 bewegen. Die Außenverpackung besteht vorzugsweise aus einem Kartonagenmaterial oder aus Leichtmetall. Ihre Außenmaße sind vorzugsweise so dimensioniert, dass sie als solche versandfertig ist und gegebenenfalls auf Paletten gestapelt werden kann.
Die Halbleiterscheiben sind in der beschriebenen versandfertigen Verpackung auf zweifache Weise gegen die Einwirkung von Feuchtigkeit geschützt. Von innen durch das Feuchtigkeit bindende Mittel 9 und von außen durch die gegen den Durchgang von Feuchtigkeit sperrende zweite Hülle 8. Ein besonderer Schutz vor dem Eindringen von Partikeln besteht durch den Dichtungsring 5 zwischen dem Deckel 4 und dem Körper 3 des Behälters 2 und durch den für Partikel 6 nicht durchlässigen Filter in der Behälterwand. Ein besonderer Schutz gegen die Verunreinigung der Halbleiterscheiben durch organische Stoffe, Metallspuren und Partikel besteht durch Verwenden von Materialien für den Behälter und die Hüllen, die keine solchen Kontaminationen verursachen.
Durch die Erfindung wird vermieden, dass während des Versands der Halbleiterscheiben flüchtige organische Verunreinigungen in solchen Mengen auf den Halbleiterscheiben kondensieren, dass diese später die Herstellung von elektronischen Bauelementen, insbesondere von solchen mit Linienbreiten von unter 0,1 μm, beeinträchtigen würden. Ebenso wird vermieden, dass Restfeuchte auskondensiert, was ebenfalls zu Problemen bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen führen würde. Ebenso wird vermieden, dass die Halbleiterscheiben während des Versands durch Partikel verunreinigt werden, die von der Verpackung stammen, was ebenfalls zu Problemen bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen führen würde. Weiterhin wird insbesondere durch die Anwendung von Unterdruck beim Verpacken vermieden, dass sich der Behälter in Folge von Lufteinschlüssen relativ zur Außenverpackung bewegen kann, was bei transportbedingten Erschütterungen dazu führen könnte dass Halbleiterscheiben aus der Federzungenhalterung springen und vor allem im Randbereich derart geschwächt würden, dass insbesondere bei Wärmebehandlungen während der Bauelement-Herstellung eine erhöhte Bruchgefahr bestünde. Die spielfreie Verpackung vermeidet auch, dass die Hüllen während des Versands beschädigt werden, was zu einer Verunreinigung der Halbleiterscheiben beim Auspacken führen würde.
Die Erfindung stellt sicher, dass eine von Fremdstoffen verursachte Verunreinigung der Halbleiterscheiben in Form von Lichtstreuzentren (LPD, Light Point Defects) mit einem Durchmesser von mehr als 0,05 μm, die vor dem Einpacken der Halbleiterscheiben bei weniger als 10 Zentren pro Seitenfläche liegt, diesen Wert auch nach dem Versand und dem Auspacken der Halbleiterscheiben nicht überschreitet.

Claims

Versandfertige Verpackung für Halbleiterscheiben, umfassend a) einen mit den Halbleiterscheiben (1) beladenen, verschließbaren Behälter (2) aus Kunststoff mit einem Deckel (4) und einem Körper (3), einer Dichtung (5) zwischen dem Deckel (4) und dem Körper (3) und einem im Behälter (2) integrierten Partikelfilter (6), der einen Gasaustausch zwischen dem inneren Raum des Behälters und der äußeren Umgebung des Behälters gestattet; b) eine erste Hülle (7) aus Kunststoff, die den Behälter (2) umgibt und die mit Hilfe von Unterdruck am Behälter (2) eng anliegt; c) eine zweite Hülle (8) aus beschichtetem Kunststoff, mit einer den Durchgang von Feuchtigkeit sperrenden Beschichtung, die mit Hilfe von Unterdruck an der ersten Hülle (7) und am Behälter (2) eng anliegt; d) Mittel (9) zum Binden von Feuchtigkeit, die zwischen der ersten und der zweiten Hülle angeordnet sind; e) stoßdämpfende Elemente (10), die den umhüllten Behälter (2) formschlüssig einbetten; und f) eine Außenverpackung (11), die den doppelt umhüllten und eingebetteten Behälter (2) formschlüssig umschließt.
Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülle (7) transparent ist.
Verpackung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hülle (8) eine reißfeste Außenbeschichtung aufweist.
Verpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck zwischen der ersten und der zweiten Hülle (7, 8) und der äußeren Umgebung der zweiten Hülle (8) bis zu 50 mbar beträgt.