晶圓是制造半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)性原材料，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，半導(dǎo)體的精度和精密性越來越高，在搬運(yùn)和儲存過程中極易受到損傷。晶圓處理技術(shù)的發(fā)展趨勢要求必須改進(jìn)晶圓運(yùn)輸盒技術(shù)，才能支持當(dāng)今的先進(jìn)半導(dǎo)體制程設(shè)備。
圖??晶圓運(yùn)輸盒材料特性，素材來源：Entegris
與傳統(tǒng)的中低級晶圓運(yùn)輸盒相比，適用于高級品圓運(yùn)輸?shù)木A運(yùn)輸盒具備顯著的性能優(yōu)勢，包括：
●?精確的晶圓訪問——晶圓位于精確且可預(yù)測的位置；
●?可靠的設(shè)備運(yùn)行——在制程機(jī)臺和自動材料處理系統(tǒng)上；
●?安全的晶圓保護(hù)——防止污染和損壞。
圖?各塑料及其產(chǎn)品應(yīng)用，來源：大日商事
晶圓載具，顧名思義就是承載晶圓的，一般采用耐溫、機(jī)械性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性以及堅固耐用、防靜電、低釋氣、低析出、可回收再利用的材料，不同制程采用的晶圓載具所選用的材質(zhì)有所不同。材質(zhì)有：PFA、PP、PEEK、PES、PC、PEI、COP等，一般經(jīng)過抗靜電改性。本篇文章給大家介紹一下聚碳酸酯材料（PC）在晶圓載具的應(yīng)用。
一、聚碳酸酯材料的特性
聚碳酸酯綜合性能優(yōu)異，其機(jī)械強(qiáng)度高，耐沖擊性能好，尺寸精度高，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體封裝行業(yè)，其中最重要的產(chǎn)品就是晶圓盒。
但是PC的表面電阻較高，抗靜電性能差；需要對PC進(jìn)行抗靜電改性，以達(dá)到晶圓盒的使用要求，一般采用炭黑和碳納米管進(jìn)行改性。
炭黑調(diào)配聚碳酸酯具有導(dǎo)電性，并能增強(qiáng)制模品強(qiáng)度。不受環(huán)境影響，接地瞬間便能釋放電荷。?此外，由于很少發(fā)生脫氣，適合用于晶圓的運(yùn)送和保管。?碳納米管具有良好的導(dǎo)電性，可以改善PC的抗靜電性能。
二、聚碳酸酯材料在半導(dǎo)體包裝運(yùn)輸?shù)膽?yīng)用案例
晶圓盒?(POD)的設(shè)計主要為微環(huán)境當(dāng)中重要的一環(huán)，除了需考量到隔離技術(shù)外，更要考量到內(nèi)部整個晶圓裝置的固定性，以及外部人員拿取時人因考量。而整個晶圓盒是由透明上蓋、內(nèi)部芯片固定用支架、底盤、晶舟盒、把手等所組裝而成，如下圖所示。晶圓盒內(nèi)紅色零件部分為芯片固定用支架(Wafer lock)，廣泛應(yīng)用的材質(zhì)為聚碳酸酯樹脂，主要功能為在于芯片載出時可以將芯片全數(shù)固定住不會在晶圓盒中因搬動而晃動。
圖??晶圓盒裝置圖及支架位置圖，來源：《標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械化接口之晶圓微塵減量研究》
2、開放式晶舟盒
開放式晶舟盒用于收納運(yùn)送晶圓，采用高尺寸精度、剛性、低脫氣、低磨損、耐熱性優(yōu)異的聚碳酸酯材料。
3、晶舟盒
晶舟盒可采用低釋氣和導(dǎo)電的聚碳酸酯材料。
4、開放式晶圓儲存盒
開放式晶圓存儲盒確保晶圓在制程站間運(yùn)送與儲存的安全防護(hù)。使用的材質(zhì)是特殊制作工藝制作的能最大程度抑制氣體溢出的透明聚碳酸酯，因此能夠從儲存盒外部讀取晶舟盒上的條形碼。
5、光罩盒
光罩盒（Mask Package），意為儲存光罩的盒子，主要用于避免光罩遭受外部微塵粒子及化學(xué)污染。使用靜電消散材質(zhì)如導(dǎo)電性聚碳酸酯，避免光罩受到靜電損害。
6、晶片托盤和遮罩?
在晶圓制造過程后，進(jìn)行晶圓測試，晶圓測試是對晶圓上的每個晶片進(jìn)行針測，不合格的晶片會被標(biāo)上記號，之后，當(dāng)晶圓以晶片為單位被切割成獨(dú)立的晶片時，標(biāo)有記號的不合格晶片會被淘汰，不再對其進(jìn)行下一個制造過程，而合格的晶片會被置入晶片托盤中，送至封裝廠進(jìn)行焊接、電鍍、有機(jī)溶劑清洗和酸洗等封裝過程。晶片托盤可采用導(dǎo)電性黑色聚碳酸酯材料制作。晶片托盤遮罩也可采用聚碳酸酯材料制作。
7、方形基板用收納盒
8、芯片載帶
除了晶圓載具之外，聚碳酸酯還可以用于半導(dǎo)體先進(jìn)封裝里超薄芯片的包裝傳輸應(yīng)用，如異構(gòu)集成元器件封裝和晶圓級芯片封裝（WLCSP）。
原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦高分子）：聚碳酸酯在半導(dǎo)體包裝運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用
