JPS60167415A - 半導体の包装体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体、そのウェハ、チップ等の包装体に関す
る。更に詳しくは、本発明は半導体、そのウェハ、チッ
プ等を保管、運搬する際における外気、光、熱等との接
触による汚染、変質、並びに外力の作用による破損など
から有効に保護するための、半導体等の包装体に関する
。

従来技術 半導体の抵抗率は不純物の種類並びにその量により大き
く変化する。従って、半導体素子には半導体自体の結晶
の完全性と不純物の高度な制御が要求される。

また、最近では写真食刻法の発展に伴い結晶表面のより
一層の完全性が要求され、０１μｍ以下の平滑度を有す
る鏡面仕上げが必要とされる程になっている。

特に、高性能の半導体素子はど完全な表面処理が必要と
され、例えば微細加工を必要とする高周波トランジスタ
やエピタキシャルウェハについては特に重要である。

エピタキシャル成長技術については、半導体の不純物制
御が容易であるという理由から、最近特にその重要性が
高まっている。半導体単結晶をエピタキシャル成長させ
てトランジスタをＩＣ化するためには、該単結晶を特定
の結晶面で切断して、その面を少なくとも可視光に比較
して問題とならないほどの鏡面に仕上げなければならな
い。

このような要求に基き、鏡面仕上げ法も古典的な化学鏡
面仕上げから、微粒子アルミナ、カーボランダム等の研
磨材を用いる研磨法へ、更には最新の化学研磨材へと変
化し現在に至っている。

このように研磨されて得られる鏡面は高い活性状態にあ
り、外的因子特に空気中の酸素並びに湿度、光および熱
の影響を受け易く、酸化、変色もしくは変質される恐れ
がある。従って、作製後使用に付されるまでの保存中、
もしくは輸送中の上記悪影響を回避するために十分な考
慮をはらう必要があった。

従来はクリーンルーム内で外気と接触しないような包装
容器内に収納し、この状態で保管もしくは輸送されてい
た。しかしながら、この程度の包装では不充分であり、
上記のような弊害が避けられず、使用に先立って再度エ
ツチングによる活性化処理を施す等の前処理を行わねば
ないこともしばしばあった。更に、偶然このような包装
体が高温に曝された場合には前記問題は一層顕著となる
。

また、本出願人による特開昭５４−４３４６１号公報に
記載のように半導体ウェハを薬包紙からなる袋に挿入し
たり、トレー状の容器内に入れ上部から固定したりする
方法も知られているが、依然として汚染、変質、輸送中
の破損、形状の多様性に対応する固定化の問題等におい
て改善の余地が残されている。

実際に、例えば薬包紙製の袋に挿入する場合、装作製時
に粉状澱粉が発生し、付着しており、これに収納した場
合には澱粉粒により被包装体が汚染される。このような
汚染は酸洗浄により一部除去されるものの後のエツチン
グ等の際の大きな障害となる。従って、後の作業におけ
る歩留りの大目コな低下が予想される。

発明の目的 本発明の目的は従来法の欠点を示さない、即ち被包装体
としての半導体、そのチップ、ウエノ＼等の汚染、変色
、変質を最小限におさえ、輸送中の破損の問題等を生じ
ず、かつ被包装体の形状の多様性に適応でき、後の加工
工程等における歩留りを大ｌ］に改善し得る新規な包装
体を提供することにある。

発明の構成 本発明者は前記従来法の諸問題点に鑑みて種々検討、研
究した結果、特定の緩衝体と半導体等の被包装体の収納
用袋体を使用しこれらを機械的に支持し外力の作用から
保護するプラスチックケース内に装人腰これを更に外気
並びに光、熱等から遮断することが有効であることを見
出し、本発明を完成した。

即ち、本発明による半導体、そのチップ、ウェハの包装
体は、緩衝材の全表面を熱シール性可撓性被覆材で覆っ
た緩衝体と、同様に熱シール性可撓性物質の被包装体収
納用袋体と、これらを組合せて交互に配列または重ねて
バッキングするためのプラスチック製容器と、該容器全
体を覆い外気と遮断する少なくとも内面が熱シール性の
可撓性包囲体と、ただし該容器と該包囲体とは順序が逆
であってもよい。該包囲体内の空間を満たずための不活
性ガスと、必要によりこれらを光、熱等から保護するた
めの手段とから構成されることを特徴とし、これによっ
て前記本発明の目的を達成することが可能となる。

まず、本発明で使用する緩衝材の被覆用熱シール性可撓
性材料は一般的には熱可塑性樹脂例えばポリエチレン、
未延伸ポリプロピレン等の無塵紙、フィルム及びシート
であって、市販品としては玉子製紙によるユポなる名称
の合成紙を例示することができる。この被覆材は、一般
的には発塵性の緩衝材を完全に包囲して、発塵を防止す
るためのものであり、当然そのもの自体は無塵である必
要がある。そのため、該被覆材はクリーンルーム内で作
製され、緩衝材の密封もクリーンルーム内で実施される
。

本発明で使用する緩衝材は、特に制限されず、種々のも
のを考えることができる。例えば、スポンジ、毛、綿、
不活性ガス、紙、化学繊維、天然繊維、これ等のストリ
ップ等種々のものを例示でき、被覆材、被包装体に対し
て有害な機械的損傷を生ずる恐れのないものであればい
ずれも使用可能である。これらはいずれも無水状態で使
用することが必要である。また、該被覆材が極めて低い
透過性を期待できる場合には緩衝材は必ずしも無水でな
くてもよいし空気であってもよい。更に、形状も目的に
応じて適宜選択される。

緩衝体の作製は、例えば熱シール性プラスチックフィル
ムまたはシートを適当な大きさに裁断し、これを二つ折
りにし、もしくは２枚のシートまたはフィルムを重ねて
、その間に所定の形状に形成した緩衝材をはさみ、開放
部を熱シールするか、もしくは熱シール性プラスチック
物質を袋状に形成し、これに緩衝材を挿入し開放口を熱
シールする等の方法により作製できる。また、緩衝材の
かたより、ずれ等を防止するために適当な位置をスポッ
ト溶着することは、特に緩衝材が移動し易い空気、不活
性ガス、毛、綿その他繊維等である場合に有利である。

該開放部を熱シールする際に、緩衝材の間隙中に存在す
る空気を不活性ガス例えば乾燥Ｎ２ガスで置換すること
は、被覆材が破損した際における空気等の被包装体に対
する悪影響を回避するという意味で有効である。

かくして、例えば緩衝材が空気、不活性ガスである場合
には、該ガスが、スポット溶着されたプラチスナック袋
体内に封入されたもの、プラスチックシート内に不連続
の気泡として封入されたもの等も本発明の緩衝体として
使用できる。

更に、本発明の緩衝体はプラスチック等の枠に前記緩衝
体を熱溶着により取付けた形状のものも可能であり、こ
のような形状の緩衝体を使用した場合には、包装体作製
の際、その保管、運搬中に外力が働いた場合における被
包装体の保護が一層確実なものとなる。

更に、プラスチック枠内に所定形状の緩衝体を装入し、
２枚の前記熱シール性可撓性フィルムもしくはシートを
」１下に載せこれらを綾棒に熱シール等により溶着する
ことにより得られる緩衝体であってもよい。

本発明で使用する半導体チップ等の収納用袋体も同様に
熱シール性の可撓性プラスチック、例えばポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリカーボネート等公知のいかなる
ものであってもよく、半導体ウェハ、チップ等に対して
有害な作用を及ばずものでない限り制限されない。

該袋体の形状も特に制限されず、円形、矩形、方形これ
らの組合せ等を例示することができ、被収納体の形状に
応じて適宜選ぶことができる。

該袋体の内面は例えば微細な突起を有するロールで処理
することにより粗面化されている。これは被収納体との
接触を点接触としてその出し入れを容易にするだめの処
置である。

本発明において使用する半導体ウェハ等の前記包装材に
おいて前記緩衝体と収納用袋体とは種々の形状に形成す
ることができる。

その第１の態様によれば、緩衝体と袋体とは別々に作製
され、これらは交互に配列もしくは重ねられ、前記のプ
ラスチック容器内に収納されるこ吉になる。

更に、別の態様によれば、袋体と緩衝体とを交互に熱溶
着等により結合し折り畳み得るような形状もしくはこれ
ら両者に綴じ代を設は交互に重ねもしくは配置してブッ
ク形とした形状のものであり得る。

同様に、上記各々の態様において、袋体を緩衝体上に熱
溶着等により結合し、一体化することも可能である。ま
た、一体化したものと一体化されていない独立の緩衝体
との組合せも可能であり、例えば余裕をもって綴じられ
た、両面に収納袋体を取付けたブック形の包装材の間に
独立の緩衝体を装入する、もしくは同様に余裕をもって
相互に結合された両面一体形の包装材を折り畳む際にこ
１ れらの個々の包装材間に独立の緩衝体を挿入する等も本
発明の包装体において使用できる。

プラスチック製固定枠に緩衝体を熱溶着したものである
場合にも、緩衝体と袋体とは別々に形成することも、ま
たこれらを一体に形成することも可能である。この場合
枠の厚さは緩衝体とほぼ同じか、もしくはわずかに小さ
くして、被包装体上しての半導体ウェハ等のズレを防止
することが望ましい。このような態様においては必要に
より独立の緩衝体を使用する。

前述のような包装材に半導体、そのウェハ、チップ等を
装入した後、該包装材は所定の容器、例えば一般的には
フタ付のウェハトレー、ボックス、キャリヤ等に収容さ
れ、更に該容器の空間内の空気は不活性ガス例えば窒素
ガスで置換され、次いで該容器は密閉される。

該容器は一般的には熱可塑性樹脂であり、熱、光等によ
り有害な分解ガス等を発生するものでない限り、いずれ
のものを使用してもよい。例えば、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリブチレン等２ のポリオレフィン、ポリスチレン、ポリカーボネート、
ポリエステル等を例示できる。また、場合によっては耐
熱性樹脂を使用することも有利である。

前記容器は被包装体を含む前記包装材を機械的に支持す
ると共に形状維持と外力作用からの被包装体の保護を達
成する。従って、この容器は必ずしも気密型である必要
はなく、単なる支持枠であってもよい。

該容器の形状、寸法は特に制限はなく、直方体、円筒、
角錐等種々の形状であり得、被包装体並びに前記包装材
の形状、寸法、バッキング量に応じて適宜選択すること
ができる。

かくして、前記包装材に収納され、かつ前記容器内に装
入された被包装体は、次いで、可撓性包囲体例えばシー
ト、フィルムもしくは袋で包まれ、密封され、その内部
には乾燥不活性ガスが封入され、被包装体は外気とは完
全に遮断される。

該包囲体は、まず密封する目的から熱シール性であるこ
とが必要であり、また可撓性であることが好ましい。こ
のような要求を満たすものとしては熱可塑性樹脂を挙げ
ることができ、前記容器の材質として例示したものがこ
こでも使用できる。

包囲体の態様としては熱シール性プラスチック一層から
なるもの、熱シール性樹脂とその他の樹脂との少なくと
も二層からなる積層体からなるもの（但し包装体を熱シ
ールして密封する必要から内面が熱シール性の層である
必要がある）等を例示できる。この種の好ましい例とし
てはポリエチチレンとポリエステルとのラミネート構造
のものである。

この包囲体は、また遮光性の層を具備し、被包装体の光
による変質などを効率良く防止することも可能である。

遮光性層の形成は、例えば該包囲体の内面、外面、中間
層の少なくとも一層をアルミニウム、ニッケル、スズ、
亜鉛等の金属蒸着層とするか、これらの金属箔をラミネ
ートするが、もしくは同様に内面、外面、中間層の少な
くとも一層に力〜ボンブラック、白色顔料、赤色酸化鉄
などの遮光性顔料を配合するなどの手段によって実施す
ることができる。

更に、該包囲体の外面、中間層の少なくとも一層を前記
容器と同様に耐熱性樹脂層として、被包装体その他を熱
の作用から保護するこよもできる。

被包装体を、光の作用による悪影響から保護するために
は、前記包囲体とは独立のアルミニウムなどの金属シー
ト、フィルム、袋もしくはポリマーコーティングにより
これらの機械的強度を高めたラミネート紙などの遮光性
包囲体を前記包囲体の内側もしくは外側に配置すること
により達成することもできる。

被包装体を収納した包装材を収容する前記容器を前記包
囲体に装填した後、該包囲体には乾燥不活性ガスが封入
される。これによって被包装体と有害な酸素、湿気等と
の接触が完全に排除される。

本発明で使用する不活性ガスとしては窒素ガス、希ガス
等を例示できるがこれらに制限されるわけではなく、被
包装体に対して無害なガスであればいかなるものを使用
することも可能である。ただし、経済的観点からは窒素
ガスを使用することが５ 有利である。これらは実質的に水分を含まないものであ
ることが必要である。

不活性ガスの封入は、例えば前記包囲体（一般的には袋
状のもの）の一部を除き熱シールにより密閉し、これを
適当な真空手段と接続して包囲体内部を真空にし、次い
で不活性ガス源と接続し包囲体内部を無水不活性ガスで
内圧が路外圧と等しくなるまで満たし、不活性ガスの供
給を停止すると同時に熱シールにより該包囲体の開放部
を完全に密閉することにより実施できる。

また、不活性ガスによる充填は該包囲体に２ケ所の孔（
包装体と溶着されたもしくは一体成形された熱シール性
の管手段であってもよい）を設け、その一方から不活性
ガスを導入して、包装体中の空気、湿気をパージし、一
定期間不活性ガスを流した後に、同時に線孔もしくは管
手段の熱シールにより溶着密閉することによって実施す
ることもできる。

この後者の方法は、前記緩衝体中に大量のガスが存在す
る場合、被包装体が機械的強度の低いも６ のである場合、真空にする必要がないので特に有効であ
る。

本発明の包装体は少なくとも前記包囲体で容器を覆い、
不活性ガスを封入密閉するまではすべてクリーンルーム
内で操作し、塵等で被包装体が汚染されるのを防止しな
ければならない。

また、本発明の包装体においては前記容器と包囲体の順
序を逆にすることもできる。即ち、被包装体を収納した
包装材を配列または重ねて直接包囲体中に装入し、不活
性ガスの充填密封を行った後にプラスチック等の容器内
に装入し、機械的支持、並びに前記緩衝体と共に外力の
緩和を達成する。

このような態様では容器に遮光性処理を施すことが有利
であり、このような処理は前述の包囲体の遮光性化処理
に順じて行われる。更に別途遮光性袋体を使用し、これ
で全体を包囲することによっても同様な効果を達成する
ことができる。

本発明の包装体は最終的に静電防止用の導電性ポリエチ
レン袋に詰めて又はそのクッション材と共にパラキンク
して保管、輸送に供されるので、梱包の容易さ定形化の
観点から最外部に定形容器を配置することが有効となる
。従って、該容器が遮光性でない場合には遮光性包囲体
の外側に容器を配置することも有利である。

本発明の包装体は、被包装体の使用の際、包囲体に包ま
れた状態でクリーンルーム内に保存され、必要に応じて
取り出されることになる。

本発明の意図する被包装体としては半導体、例えばＳｌ
、Ｇｅ等の単体半導体、１ｎＰＳＩｎＡｓ、　１ｎｓｂ
。

Ｇａ　Ｐ　、　ＧａＡｓＸＧａＳｂ等のいわゆる化合物
半導体、これらの基板、ウェハ並びにチップ等を挙げる
ことができるが、これらに制限されるものではなく、本
発明は同様な外的因子により作用されやすいこの種のい
かなるもの、特に機械的に脆い性質のものに有利に適用
し得る。

実施例 以下、本発明を添付図面を参照しつつ記載される実施例
によって更に具体的に説明する。しかしながら、本発明
はこれら実施例により何等制限されない。

第１図は本発明の包装体における緩衝体、被包装体収納
用袋体およびこれらを一体化したものの例を示す一部切
欠斜視図である。第１図ａにおいて緩衝体１は緩衝材２
、例えばスポンジとその表面を完全に覆っている熱シー
ル性可撓性被覆材、例えばポリエチレンのシート３とか
らなり、該被覆材３を４の部分で熱シールすることによ
り緩衝材２は完全に密封され、これによって緩衝材２の
発塵が完全に防止される。また、好ましい態様において
、該緩衝材２の空隙は乾燥不活性ガス（例えば窒素ガス
）で満たされている。

また、第１図すは本発明で使用する被包装体、例えばＳ
ｉウェハ収納用袋体５を示すものであり、該袋体は例え
ばポリエチレン製であり、これは６の位置で熱シールに
より閉じられており、その内面は粗面化処理され、被包
装体を点接触の状態で収納するように工夫されていて、
その出し入れが容易に行なえるようになっている。

９ 第１図Ｃは前記緩衝体１上に袋体５を熱シールにより結
合し一体化した緩衝体の別の態様を示す図であり、参照
番号は第１図ａ及び第１図すと共通にしである。図示し
た例では緩衝体ｌの片面にのみ袋体５が６の部分で溶着
一体化されているが、両面に袋体５を設けることもでき
る。また、一体化は袋体５の一部、例えば底部のみで行
うことも可能である。

これら緩衝体ｌ並びに袋体５は被包装体を袋体５内に挿
入した後、交互に並べた状態で、即ち各被包装体同志が
緩衝体で隔置されるようにプラスチック容器内に装入さ
れる。

これらの操作並びに緩衝体、その材料、袋体の作製はす
べてクリーンルーム内で行い、外気との接触による汚染
を確実に防止する必要がある。

第２図は本発明の包装体の好ましい態様の一例を一部を
取り除いて概略的に示した図である。ここで緩衝体ｌお
よび袋体５は上記第１図ａＸｂもしくはＣであり得、更
にプラスチック固定枠を有する緩衝体、またはこれと袋
体との一体形のもの０ であってよい。これらは被包装偉容々が緩衝体で確実に
隔置されるようにしなければならない。

第２図においては、緩衝体１と袋体５とが交互にプラス
チック容器７内に収納され、容器７は熱シール性包囲体
８（例えばポリエチレン−ポリエステル製）によって包
まれ、包囲体８は９の位置で熱シールされ、密閉されて
いる。この包囲体は遮光処理を施されていて、内部には
管手段１０を介して無水窒素ガスが封入されている。

第３図は本発明の包装体の第２図とは別の態様を示す一
部切欠概略図であり、第２図における容器７と包囲体８
とを置換した態様に相当する。その他の要素は前記第１
〜２図と同じであり、同一の参照番号を付しである。本
態様においては容器７が遮光処理されているか、あるい
は包囲体８が遮光処理されていてもよい。

発明の効果 本発明の包装体によれば、特別な工夫を施した緩衝体お
よび収納用袋体の使用、不活性ガスの充填、外気からの
遮断、並びに遮光処理を組合せることにより、被包装体
としての半導体、そのウェハ、チップ等を塵等による汚
染並びに機械的衝撃から完全に保護し、空気、湿気等と
の接触を完全に遮断し、不活性ガス雰囲気内に維持した
ことによりこれらの作用による汚染、変質、変色等が効
果的に防止でき、更には遮光処理を施した包囲体等の利
用に基つき、光、熱等による悪影響を著しく低下させる
ことが可能となった。

かくして、本発明の包装体により半導体等を包装し、保
管、輸送することにより被包装体は種々の有害な作用か
ら有効に保護されるので後の加工工程で使用する際にお
ける被包装体の歩留りが著しく高められる。結局、本発
明は工業的観点から極めて有用な発明であるといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、第１図す及び第１図Ｃはそれぞれ本発明にお
いて使用する緩衝体、被包装体収納用袋体およびこれら
を一体化した包装相の好ましい態様の例を示す図であり
、ａとＣとは一部取り除いた状態で示してあり、 第２図は本発明の包装体の好ましいｌ態様を一部切欠斜
視図で示したものであり、 第３図は本発明の包装体の他の好ましい態様を示す、第
２図と同様な図である。 （主な参照番号） １：緩衝体、　２：緩衝材、 ３・被覆材、　４．６：熱シール部、 ５：袋体、　７：容器、 ８：包囲体、　９：熱シール部、 ｌＯ１管部材、 特許出願人　住友電気工業株式会社 代　理　人　弁理士　新居　正彦 ３ ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　緩衝材の全表面を熱シール性可撓性被覆材で覆
   った緩衝体と、熱シール性可撓性物質の被包装体収納用
   袋体と、これら緩衝体と袋体とを収容して外力から保護
   する熱可塑性樹脂の容器と、更に該緩衝体と袋体とを包
   囲して外気と遮断する少なくとも内面が熱シール性の可
   撓性包囲体と、該包囲体の内部空間を満たしている不活
   性ガスとにより構成されていることを特徴とする半導体
   、そのウェハ、チップの包装体。 （２）前記緩衝体と袋体とが組み合わされて交互に配列
   または重ねられて該容器内に収容され、該容器は該袋体
   に包囲されていることを特徴とする特許請求の範第１項
   記載の包装体。 （３）前記緩衝体と袋体とが該袋体に包囲され、該袋体
   が該容器内に収容されていることを特徴とする特許請求
   の範第１項記載の包装体。 （４）前記容器及び包囲体のいずれか一方が遮光処理さ
   れていることを特徴とする特許請求の範第１〜３項のい
   ずれか１項に記載の包装体。 （５）前記遮光処理が金属蒸着、金属箔ラミネートまた
   は遮光顔料の配合である特許請求の範囲第４項記載の包
   装体。 （６）前記包装体が更に遮光性包囲体で覆われているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１
   項に記載の包装体。 （７）該遮光性包囲体が金属箔積層シート製または遮光
   性顔料を配合したもしくは金属蒸着したボリ（８）前記
   緩衝体と被包装体収納用袋体とがそれぞれ独立している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜７項のいずれか
   １項に記載の包装体。 （９）前記緩衝体と被包装体収納用袋体とが熱溶着によ
   り一体化されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜７項のいずれか１項に記載の包装体。 ００　前記緩衝体と被包装体収納用袋体とが綴じ代を有
   し、該綴じ代を一緒に綴じたブック形状をなすことを特
   徴とする特許請求の範囲第９項記載の包装体。 （１１）　前記緩衝体と被包装体収納用袋体とが綴じ代
   を有し、これら緩衝体と袋体とを縦方向もしくは横方向
   に結合して折り畳むことによりこれらが交互に配列また
   は重られる形状であることを特徴とする特許請求の範囲
   第９項記載の包装体。