Nginx парсит заголовок запроса и переадресует его php и он уже парсит тело запроса. У php есть опция
upload_tmp_dir, позволяющая указать куда именно скидывать эти временные файлы. Что касается модуля nginx, то это отдельный нестандартный механизм и не будет виден в переменной $_FILES(если конечно не поправят специально для модуля nginx). Если реализовать собственный http-сервер с поддержкой CGI/FastCGI, то реализовать парсинг тела запроса не придётся.