JP2003505875A - 保存および出荷用に設計された容器内に保持された集積回路(ic)ウェーハの保護システム - Google Patents
保存および出荷用に設計された容器内に保持された集積回路(ic)ウェーハの保護システムInfo
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Abstract
Description
する方法および装置に関する。
これら集積回路はシリコン・ウェーハなどの基板ウェーハに含まれる。1枚のウ
ェーハが、数ダースの集積回路を含むことがある。
製造施設から別の製造施設までも輸送されることが多い。輸送すべきウェーハは
容器に入れる。このような容器が、米国特許第5,724,748号に記載され
ている。ウェーハは、水平に互いに積み重ねられる。
、衝撃を受けると、内部のウェーハが機械的衝撃のために破損することがある。
したがって、容器は、機械的衝撃からの何らかの保護具を含むとよい。
(EOS)による損傷を受けやすい。集積回路中の回路は、非常に小さく、累積
した小さい電荷によって容易に損傷を受けやすい。
るウェーハから分離される。リーフ・セパレータは、集積回路を静電気放電によ
る損傷から保護することが理想的である。集積回路の静電荷を高レベルまで蓄積
させると、電荷が接地しやすくなる。この放電の結果、大きい電気エネルギーが
瞬間的に流れ、その流れは集積回路を圧倒し、損傷を与える可能性が高い。先行
技術では、容器は、壁に炭素を含浸させて作成する。これによって、容器内の電
荷は容器の壁を通して逃げることができる。残念ながら、壁の中の炭素は落下し
て、容器内の集積回路を汚染することがある。
積回路を汚染することなく、無害の状態で逃げることができるシステムである。
ることが、本発明の目的である。
するシステムを提供することが、本発明の別の目的である。
テムは、ウェーハを収納するための内部空間を有する容器を備える。間にウェー
ハを受けるよう、内部空間内に第1および第2クッションが配置される。第1お
よび第2クッションはそれぞれ、圧縮性の弾性発泡体を有し、発泡体は膜内に封
入される。膜は、気体が通過できるよう、1つまたは複数の開口を有する。
ェーハを静電気放電から保護するフィルムを備える。フィルムは、散逸材料を含
むポリマで作成した第1層と、第1層に結合された第2層とを備える。第2層は
、散逸材料のないポリマで作成する。
ェーハはそれぞれ、セパレータによって隣接するウェーハから分離される。セパ
レータはそれぞれ、散逸材料を含むポリマで作成した第1層と、第1層に結合さ
れた第2層とを備える。第2層は、散逸材料のないポリマで作成する。
ェーハはそれぞれ、セパレータによって隣接するウェーハから分離される。セパ
レータはそれぞれ第1フィルムを備える。第1および第2クッションそれぞれの
膜は、ウェーハを静電気放電から保護する第2フィルムを備える。第1および第
2フィルムはそれぞれ、散逸材料を含むポリマで作成した第1層と、第1層に結
合された第2層とを備える。第2層は、散逸材料のないポリマで作成する。
在する接地導体もある。
る。側部クッションは、ベース部片から延在する弾性突起を備える。
備える。側部クッションがフランジ間に挟まれる。
片および第2膜部片を備える。第1および第2膜部片はそれぞれ縁を有し、発泡
体を収納するエンクロージャ(外囲い)を形成するよう、縁に沿って相互に結合
される。
むポリマで作成した第1層と、第1層に結合された第2層とを備える。第2層は
、散逸材料のないポリマで作成する。
抗を有する。
、散逸材料は炭素を含む。
満の厚さである。
むウェーハを備え、ウェーハは回路側を有する。フィルムは散逸層および絶縁層
を有する。フィルムは、絶縁層が散逸層とウェーハの間に挟まれるよう、ウェー
ハの回路側と接触する。内部を有する容器もあり、ウェーハおよびフィルムは容
器内部に配置される。容器は、容器内部から容器の外部への導電路を有する。
ムの表面抵抗を有する。
る方法も提供する。方法は、散逸層および絶縁層を有するフィルムを設けること
を含む。フィルムは、絶縁層が散逸層とウェーハの間に挟まれるよう、ウェーハ
の回路側と接触した状態で配置される。ウェーハおよびフィルムは、容器の内部
に配置される。静電荷は、ウェーハから絶縁層を通って散逸層へと進み、容器の
外部へと容器を出る。
エンクロージャは、相互に結合された第1、第2および第3層を備えるフィルム
から作成され、第2層が第1層と第3層に挟まれる。第1、第2および第3層は
ポリマで作成する。第1および第3層は絶縁性である。第2層は104オーム以
下の表面抵抗を有する。
え、内部は敏感な物品を受けるよう構築され、配列される。接地スタッドが壁を
通って延在する。
部13および底部15を有する。図1に示すような閉状態で頂部と底部とを相互
にロックするため、ラッチ17を設ける。ラッチ17により、頂部が底部に対し
て多少移動することができる。容器11は気密シールを設け、或いは気密シール
を設けないことができる。気密シールは、容器の内側に制御された環境を維持す
るために有用である。このような密封容器が、米国特許第5,724,748号
に図示され、説明されている。本願の図に示す容器には、気密シールがない。
空間または空隙を有する。個々のウェーハ19に、セパレータ20が挟まれる。
容器は、ウェーハの輸送および/または出荷に使用される。
部および側部クッション21、23、25の組合せにより、ICウェーハ・ボッ
クスすなわち容器11に加えられる機械的衝撃を受け、吸収するよう設計される
。
互に相似である。それぞれが発泡部材27を有する。発泡部材27は弾性で開放
気泡である。この好ましい実施形態では、発泡部材27は、容器が円盤形なので
円盤形である。各発泡部材の円盤は、気密性および静電気散逸性であるフィルム
29によって覆われる。フィルム29は、ウェーハの間に設けたセパレータ20
と同じ材料で作成する。フィルム29には、気体33を通して交換できる幾つか
の開口31を設ける。
る2枚のフィルム部片(図4参照)から作成する。一方の部片35は平坦である
。他方の部片37はボウル形で、発泡体27上に適合する。2つの部片35、3
7は、フィルムの周囲に延在するフランジ38に沿って、相互に結合される。熱
溶着を使用して2枚のフィルム部片を相互に接着することができる。フィルムに
穿孔するか、フランジ38で2つの部片35、37間にギャップを設ける、ある
いはその両方で、開口31を作成することができる。
ション、つまり緩衝器が設けられている。側部クッション25は、機械的衝撃に
対してウェーハの縁を保護する。各側部クッション25は、比較的軟質のゴムま
たはエラストマ材料で作成する。ベース部材の一方の表面または側部から延在す
る一体の平行な突起41を有するベース部材39がある。突起41は、ベース部
材39から多少屈曲して延在する。突起41は、最初はベース部材39から垂直
に延在し、次に約45°方向転換してから、反対方向に約90°方向転換し、次
に最初の方向に90°方向転換する。図6に示すように、第1方向が隣接する突
起同士で同じである必要はない。
に配置する。フランジ38が容器底部の壁に当たって配置されるよう、クッショ
ンの平坦なフィルム部片35を容器底部15に当てる。側部クッション25を、
直立または垂直の姿勢で周囲に配置する。側部クッション25それぞれの一方端
は、突起41が半径方向内側に延在するよう、底部クッション23のリップまた
はフランジ38に載る。好ましい実施形態では、4つの側部クッション25を使
用するが、数が異なってもよい。次に、ウェーハ19を積み重ねて底部クッショ
ン23の上に配置する。個々のウェーハは、セパレータ20によって互いに分離
されるが、これについては以下でさらに詳細に説明する。積み重ねは、次々と積
み重ねられ、セパレータによって互いに分離されたウェーハを有する。ウェーハ
の縁は、最初は側部クッション25から隔置される(しかし容器の使用中に、ウ
ェーハが側部クッションに接触することがある)。次に、フランジ38が側部ク
ッション25の頂部にあって、その上端に載るよう、頂部クッション21を最上
ウェーハの上に配置する。容器の頂部13をその上に配置し、容器底部15にラ
ッチで結合する。
との間に挟まれ、側部クッション25がウェーハの周囲を囲む。容器の内部に配
置されるウェーハ19の数は変化してよく、固定数である必要はない。これは、
頂部および底部クッション21、23が膨張または収縮して、容器の内側および
積み重ねたウェーハの周囲で使用可能な空間を充填するからである。したがって
、クッション21、23および25は、異なる数のウェーハ19に対応するよう
調節する必要がない。
ション21、23によって保護される。頂部および底部クッションが、2つの方
法で衝撃を吸収する。発泡部材27が圧縮され、衝撃を散逸させる。さらに、フ
ィルム29の開口31を通して気体がクッションから押し出される。気体放出速
度は、開口31のサイズおよび数によって制御される。放出された気体は、容器
11の内部へと通気される。衝撃が散逸した後、発泡体は膨張し、気体をフィル
ムの内側へと吸い込んで、頂部および底部クッションを元のサイズに復帰させる
。
保護する。突起41は、変形して機械的衝撃を吸収するよう、弾性である。
動することができる。ラッチ17は、容器頂部および底部13、15が特定の距
離を超えて分離するのを防止する。しかし、図8に示すように、容器頂部13を
容器底部に押し込むことができる。クッション21、23、25が、このような
動作および衝撃からウェーハを保護する。
成する。図9および図10は、好ましい実施形態による本発明の多層フィルム2
9の等角図である。フィルムは2つの層、つまり散逸層51および絶縁層53を
有する。散逸層51は炭素を含むポリエチレンであり、炭素が電荷を散逸する働
きをする。絶縁層53は、炭素のないポリエチレンである。ポリエチレンは低密
度タイプのポリエチレンであるが、中密度および高密度ポリエチレンでもよいと
考えられる。散逸層51は、散逸層の表面抵抗が、ESD Associationのテスト法
S11.11によって測定して1×104から1×1011オームとなるよう、自
身内に十分な量の炭素を有する。絶縁層53の厚さは0.25ミル(0.006
35mm)以下である。これより厚い層を使用すると、静電荷が絶縁層を通して
効果的に散逸することができない。散逸層51の厚さは変更することができる。
3、5および9ミル(0.0762、0.127および0.2286mm)の厚
さがうまく働くことが判明した。しかし、特定の用途に応じて、薄くても厚くて
も、他の厚さも同様にうまく働く。
含むポリエチレンのペレットを押出成形して層にする。同時に、炭素のないポリ
エチレンのペレットを押出成形して層にする。2つの層は、一緒に押出成形し、
相互に結合してフィルム29を形成する。図10では、例示のために層を部分的
に分離したフィルムが図示されている。フィルム29は、積層およびコーティン
グなど、他のプロセスで作成できるようである。
レータ20は、円形に切断したフィルム29である。セパレータ20は、特定の
集積回路ウェーハの直径よりわずかに大きい直径を有する。各ウェーハ19は、
回路側、および反対側または研削側を有する。図2に示すように、セパレータ2
0はウェーハ19間に配置される。絶縁層53は、ウェーハの回路側と接触した
状態で配置する(図13参照)。散逸層51は、次の隣接するウェーハの研削(
または他方)側と接触した状態で配置する。したがって、絶縁層53は敏感な回
路と散逸層51の間に挟まれる。ウェーハ19とセパレータ20の積み重ねを形
成し、容器11に入れる。ウェーハ19はセパレータ20のみに接触し、他のウ
ェーハとは接触しない。
の作成にも使用する。
ができる。エンボス加工は、図12に示すように散逸層51から絶縁層53へと
実施する。エンボス加工は、2枚のセパレータ20が相互に付着するのを最低限
にする。これによって、特にICウェーハを扱うクリーン・ルームの条件で、使
用がはるかに容易になる。フィルム29は、図11および図13に示すように、
エンボス加工する必要がない。
電気に敏感な物品を静電放電から保護する。散逸層51は、ポリマに炭素が存在
することによって散逸性になる。散逸層は、接地への高抵抗路となる。隣接する
物品に蓄積する静電荷が散逸層に散逸する。散逸層の抵抗は1×104から1×
1011オームであるので、電荷は、物品に損傷を与えないよう、制御された態様
で散逸する。
粒子が脱落して物品に接触したままになることがある。このように散逸性の粒子
が集積回路などの敏感な物品に接触するのは、望ましくない汚染である。絶縁層
は、このように炭素(または他の散逸性)粒子がウェーハへと脱落するのを防止
する。
は散逸層の静電放電能力を妨害しない。絶縁層はポリマであり、自身を通る無数
の微小な路を有し、この路は静電荷の通路として働くことができる。ポリマは、
通常、多少の多孔性を有し、これはポリマの種類、ポリマの厚さ、およびポリマ
に浸透できる特定の材料の関数である。このような多孔性の例は、透湿度(MV
TR)として測定することができる。水蒸気の分子は、ポリマ数層に浸透するこ
とができる。浸透が可能であるのは、ポリマ層が、層を通って蒸気の分子が辿る
無数の微小な通路を有するからである。
れらの通路は、絶縁層を通って散逸層へ静電荷を導くのに使用する。したがって
、フィルム11は、電荷を導くのに十分なほど薄いが、品物および散逸層の機械
的保護を提供するのに十分なほど厚い。ある意味で、これはワイヤの電気絶縁層
と反対である。ワイヤの絶縁はワイヤの機械的保護を提供するが、これは漂遊電
荷または地絡からのワイヤの電気絶縁もする。
と接触する可能性が高い。その結果、散逸路61(例示のために図示)は、図1
2に示すようにピークにある可能性が高い。図12は、2つの層で構築され、第
1層が散逸性であり、第2層が絶縁性である多層フィルムから得た断面図を示す
。2つの層は同時押出成形され、組合せがエンボス加工される。絶縁層を通る電
気散逸路が、エンボス加工のピーク(尖端)に生成される。
えば、状況によって、絶縁層は、機械的保護を大きくするために厚くしてもよい
。散逸路は、絶縁層に穴を生成して作成することができる。図14から図18は
、これらの穴を作成する幾つかの方法を示す。図14は、散逸層を絶縁層に物理
的に浸透させることによって散逸路をピークに生成した、エンボス加工のある多
層フィルムを示す。エンボス加工により、絶縁層に開口が生じる。通常、これら
の開口はエンボス加工のピークにある。
す。表面電荷と散逸層間の電界が、穿孔開口63の空気をイオン化するのに十分
な強さである場合、自由電荷の導通が生じる。
よって生成される多層フィルムを示す。
ンボス加工のピークに穿孔63を生成することを示す。
、穿孔63が生じる。高圧電源66が電極68と散逸層51の間に接続される。
エンボス加工の電界応力増加により、最小半径の表面またはピークに穿孔が生じ
る。
つの散逸フィルム層への表面電荷の導通を提供する。フィルムの散逸層は、通常
、多少の導通性を提供する炭素の基質である。絶縁フィルム層は、炭素粒子が散
逸層から脱落するのを防止する。静電放電に対する保護が必要である場合、絶縁
層の外面からの導通性が望ましい。
めの袋のような物に変換してもよい。敏感な物品には、ICウェーハ、ディスク
・ドライブ、電子機器、半導体などがある。例えば、この多層フィルムには、(
1)炭素粒子が物品に移動することなく、静電保護を必要となる敏感な物品を保
持する袋、または(2)ICウェーハの電気側に隣接して配置され、前記ウェー
ハを第2ウェハ、または出荷用容器内に梱包された複数のウェーハから分離する
セパレータとして使用することができる。フィルムをウェーハの分離に使用する
場合、その目的は(1)炭素粒子が散逸層からICウェーハの結合パッド表面区
域へ移動、または「脱落」することを防止し、(2)前記結合パッドに腐食損傷
を与えないよう、イオン汚染がない表面を維持し、(3)ウェーハの電気的機能
に破局的損傷を生じないよう、1×104から1×1011オームの望ましい散逸
範囲内に維持される表面抵抗を提供することである。
示し、図20は、第1層67および第3層69が絶縁性である3つの層から構築
した、図19から得た断面図を示す。内層71は導電性で、104オーム以下の
表面抵抗を有する。フィルム65は、保存した敏感な物品を電磁干渉(EMI)
および無線周波干渉(RFI)周波数から保護する可撓性の袋など、エンクロー
ジャの作成または裏打ちに有用である。導電層が、このようなレベルまで表面抵
抗を低下させる量の炭素を有する場合、ポリマは、炭素全部を物理的に固定する
ことができない。その結果、炭素粉末が生じることがある。導電層を2つの絶縁
層の間に密封することにより、炭素はフィルムの内側に保持され、エンクロージ
ャの内容を汚染しない。
73は、容器の内側で生じた電荷が害を与えずに容器から出る導通路を提供する
。容器底部15の底壁75は強化部分77を有する。内腔79が、強化部分77
で底壁を通って延在する。導電スタッド73は内腔79を通って延在する。スタ
ッドは真鍮または他の金属で作成することができる。スタッドは、容器底部15
の外側にヘッド81を有する。同様に、スタッドは、容器底部15の内側に、貝
折れ釘83の形状のようなヘッドを有する。貝折れ釘83と強化部分77の間に
ワッシャ85を配置することができる。
フィルムと接触する。ヘッド81は接地87と接触することが好ましい。例えば
、容器11を接地した金属表面に配置することができる。ヘッドは、アース表面
と接触するよう、底壁から十分遠くまで延在する。ウェーハ19上に電荷が生じ
ると、その電荷は、ウェーハの敏感な電子機器に損傷を与えることなく、制御さ
れた態様で接地87までの通路を見出すことができる。セパレータ20、ウェー
ハ19自身、頂部および底部クッション21、23の周囲のフィルム29、およ
び接地スタッド73が、接地への通路を提供する。
な意味で解釈してはならない。
図である。
る。
。
。
ムの等角図である。
断面図を示す。
図である。
な断面図である。
な断面図である。
ある。
Claims (18)
- 【請求項1】 保存および出荷中に集積回路ウェーハを保護するシステムで
、 a)ウェーハを収納する内部空間を有する容器と、 b)間にウェーハを支えるように内部空間の内側に配置した第1および第2ク
ッションとを備え、 c)第1および第2クッションがそれぞれ、圧縮性かつ弾性の発泡体を有し、
該発泡体が膜内に封入され、この膜は、気体が通過できるよう1つまたは複数の
開口を有するシステム。 - 【請求項2】 前記第1および第2クッションそれぞれの膜が、ウェーハを
静電放電から保護するフィルムを備え、該フィルムが、 a)散逸材料を含むポリマで作成した第1層と、 b)第1層に結合した第2層とを備え、この第2層が、散逸材料のないポリマ
で作成される、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項3】 ウェーハが積み重ねた構成であり、積み重ねたウェーハがそ
れぞれ、隣接するウェーハからセパレータによって分離され、これらセパレータ
がそれぞれ、 a)散逸材料を含むポリマで作成した第1層と、 b)第1層に結合した第2層とを備え、この第2層が、散逸材料のないポリマ
で作成される、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項4】 ウェーハが積み重ねた構成であり、積み重ねたウェーハがそ
れぞれ、セパレータによって隣接するウェーハから分離され、これらセパレータ
がそれぞれ第1フィルムを備え、前記第1および第2クッションそれぞれの膜が
、ウェーハを静電放電から保護する第2フィルムを備え、第1および第2フィル
ムが、 a)散逸材料を含むポリマで作成した第1層と、 b)第1層に結合した第2層とを備え、この第2層が、散逸材料のないポリマ
で作成される、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項5】 さらに、前記第2フィルムの一部と接触して、容器の外部へ
と延在する接地導体を備える請求項4に記載のシステム。 - 【請求項6】 さらに、ウェーハの周囲に配置された側部クッションを備え
、この側部クッションが、ベース部片から延在する弾性突起を備える請求項1に
記載のシステム。 - 【請求項7】 前記第1および第2クッションがそれぞれフランジを備え、
前記側部クッションがフランジ間に挟まれる請求項6に記載のシステム。 - 【請求項8】 前記第1および第2クッションが、第1膜部片および第2膜
部片を備え、これら第1および第2膜部片がそれぞれ縁を有し、前記発泡体を収
納するエンクロージャを形成するよう、縁に沿って相互に結合される請求項1に
記載のシステム。 - 【請求項9】 品物を静電放電から保護するフィルムであって、 a)散逸材料を含むポリマで作成した第1層と、 b)第1層に結合された第2層とを備え、この第2層が、散逸材料のないポリ
マで作成されるフィルム。 - 【請求項10】 前記第1層が1×104から1×1011オームの表面抵抗
を有する請求項9に記載のフィルム。 - 【請求項11】 前記散逸材料が炭素を含む請求項9に記載のフィルム。
- 【請求項12】 前記第1および第2層のポリマがポリエチレンを含み、前
記散逸材料が炭素を含む請求項9に記載のフィルム。 - 【請求項13】 前記第2層が0.25ミル(0.00635mm)未満の
厚さである請求項12に記載のフィルム。 - 【請求項14】 静電放電からの保護を提供するシステムであって、 a)集積回路を備え、回路側を有するウェーハと、 b)散逸層および絶縁層を有し、この絶縁層が散逸層とウェーハの間に挟まれ
るように該ウェーハの回路側と接触するフィルムと、 c)内部を有する容器とを備え、ウェーハおよびフィルムが該容器内部に配置
され、この容器が、容器内部から容器外部への導電通路を有するシステム。 - 【請求項15】 前記フィルムの散逸層が1×104から1×1011オーム
の表面抵抗を有する請求項14に記載のシステム。 - 【請求項16】 回路側を有する集積回路ウェーハを静電放電から保護する
方法であって、 a)散逸層および絶縁層を有するフィルムを設ける段階と、 b)絶縁層が散逸層とウェーハの間に挟まれるよう、フィルムをウェーハの回
路側と接触させて配置する段階と、 c)ウェーハおよびフィルムを容器の内側に配置する段階と、 d)静電荷をウェーハから絶縁層を通して散逸層へ通し、容器から容器外部へ
と出す段階とを含む方法。 - 【請求項17】 物品を電磁干渉および無線周波干渉の周波数から保護する
ための、フィルムから作成したエンクロージャであって、 a)第2層が第1層と第3層の間に挟まれた状態で相互に結合した第1、第2
および第3層を備え、第1、第2および第3層がポリマで作成され、 b)第1および第3層が絶縁性であり、 c)第2層が104オーム以下の表面抵抗を有するエンクロージャ。 - 【請求項18】 敏感な物品を静電放電から保護するエンクロージャであっ
て、 a)内部を囲み、この内部が敏感な物品を収納するよう構築され、配置される
壁と、 b)壁を通って延在する接地スタッドとを備えるエンクロージャ。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14532099P | 1999-07-23 | 1999-07-23 | |
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