具有受控的热膨胀系数的玻璃层叠体及其制造方法技术

揭示了用于具有受控热膨胀系数的玻璃层叠体的设备和方法。在一个实施方式中，玻璃层叠体包括：具有芯厚度(T芯)和芯热膨胀系数(CTE芯)的玻璃芯，以及第一玻璃包覆层和第二玻璃包覆层。第一玻璃包覆层和第二玻璃包覆层布置成使得玻璃芯被置于第一玻璃包覆层与第二玻璃包覆层之间。第一玻璃包覆层具有第一包覆厚度(T包覆1)和第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)，以及第二玻璃包覆层具有第二包覆厚度(T包覆2)和第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)。玻璃层叠体的层叠体热膨胀系数(CTEL)是约35×10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有受控的热膨胀系数的玻璃层叠体及其制造方法相关申请交叉参考本申请根据35U.S.C.§119，要求2016年05月09日提交的美国临时申请系列第62/333,394号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术介绍

本说明书一般地涉及玻璃层叠体，更具体地，涉及具有受控的热膨胀系数的玻璃层叠体，以及它们的制造方法。技术背景玻璃晶片可用作硅晶片的载体，用于生产集成电路。硅晶片布置在玻璃晶片上，然后背面研磨至所需厚度。在晶片的背面研磨过程中，降低了硅晶片的厚度，以实现集成电路的堆叠和高密度封装。在制造此类集成电路期间，使得玻璃晶片的热膨胀系数与硅晶片的净热膨胀系数匹配可能是重要的。可以采用下拉法(例如，熔合拉制)来生产玻璃晶片。为了使得玻璃晶片的热膨胀系数与目标热膨胀系数匹配，必须改变用于熔合拉制工艺中的玻璃组成，从而与硅晶片的热膨胀系数相匹配。但是，由于从熔合拉制工艺获得的玻璃的体积明显高于目前用作硅晶片载体的玻璃晶片所需的体积和热膨胀系数变化，使得熔合拉制工艺中的玻璃发生组成变化可能是不切实际的解决方案。此外，改变玻璃的组成来生产与硅晶片的净热膨胀系数相匹配的玻璃晶片可能是复杂的。出于这些和其他原因，获得用作硅晶片的载体的玻璃晶片是具有挑战性的，其中，载体实现了多种具体的热膨胀系数(即，多种产品，每种具有不同的热膨胀系数)。因此，需要替代的设备和方法来制造用于硅晶片的载体的玻璃晶片，其具有经过设计和规定的热膨胀系数。概述根据一个实施方式，玻璃层叠体包括：具有芯厚度(T芯)和芯热膨胀系数(CTE芯)的玻璃芯，以及第一玻璃包覆层和第二玻璃包覆层。第一玻璃包覆层和第二玻璃包覆层布置成使得玻璃芯被置于第一玻璃包覆层与第二玻璃包覆层之间。第一玻璃包覆层具有第一包覆厚度(T包覆1)和第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)，以及第二玻璃包覆层具有第二包覆厚度(T包覆2)和第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)。玻璃层叠体的层叠体热膨胀系数(CTEL)是约35×10-7/℃至约90×10-7/℃的范围内，层叠体热膨胀系数(CTEL)定义如下：CTEL＝((CTE芯×T芯)+(CTE包覆1×T包覆1)+(CTE包覆2×T包覆2))/(T芯+T包覆1+T包覆2)在另一个实施方式中，制造具有层叠体热膨胀系数(CTEL)的玻璃层叠体的方法包括：将玻璃芯的第一芯表面粘结到第一包覆玻璃的第一包覆表面，将玻璃芯的第二芯表面粘结到第二包覆玻璃的第三包覆表面，以形成玻璃层叠体。玻璃层叠体包括：具有芯厚度(T芯)和芯热膨胀系数(CTE芯)的玻璃芯，第一玻璃包覆层和第二玻璃包覆层。第一玻璃包覆层具有第一包覆厚度(T包覆1)和第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)，以及第二玻璃包覆层具有第二包覆厚度(T包覆2)和第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)。层叠体热膨胀系数(CTEL)定义如下：CTEL＝((CTE芯×T芯)+(CTE包覆1×T包覆1)+(CTE包覆2×T包覆2))/(T芯+T包覆1+T包覆2)，式中，芯厚度(T芯)、芯热膨胀系数(CTE芯)、第一包覆厚度(T包覆1)和第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)、第二包覆厚度(T包覆2)和第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)使得玻璃层叠体的层叠体热膨胀系数(CTEL)在约35×10-7/℃至约90×10-7/℃的范围内。在另一个实施方式中，玻璃层叠体组件包括：具有硅晶片热膨胀系数(CTESi)的硅晶片，所述硅晶片布置在玻璃层叠体上。玻璃层叠体包括：具有芯厚度(T芯)和芯热膨胀系数(CTE芯)的玻璃芯，第一玻璃包覆层和第二玻璃包覆层。玻璃芯布置在所述第一玻璃包覆层与所述第二玻璃包覆层之间。第一玻璃包覆层具有第一包覆厚度(T包覆1)和第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)，以及第二玻璃包覆层具有第二包覆厚度(T包覆2)和第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)。玻璃层叠体的层叠体热膨胀系数(CTEL)是约35×10-7/℃至约90×10-7/℃的范围内。层叠体热膨胀系数(CTEL)定义如下：CTEL＝((CTE芯×T芯)+(CTE包覆1×T包覆1)+(CTE包覆2×T包覆2))/(T芯+T包覆1+T包覆2)，从而使得硅晶片热膨胀系数(CTESi)与层叠体热膨胀系数(CTEL)基本相同。在以下的详细描述中提出了本文所述的用于硅晶片载体的玻璃层叠体的设备和方法的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本专利技术而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都描述了各种实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各种实施方式，且与描述一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。附图说明图1显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的示例性玻璃层叠体，其具有玻璃芯、第一玻璃包覆层、和第二玻璃包覆层；图2显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式，当芯厚度、第一包覆厚度和第二包覆厚度发生变化而层叠体厚度保持恒定时，层叠体热膨胀系数的变化；图3显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式，当芯厚度发生变化而、第一包覆厚度和第二包覆厚度分别保持恒定在100μm和200μm时，层叠体热膨胀系数的变化；图4显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的制造玻璃层叠体的示例性方法的流程图；以及图5是根据本文所示和所述一个或多个实施方式的示例性玻璃层叠体组件，其显示布置在玻璃层叠体上的硅晶片。详述下面详细参考玻璃层叠体及其制造方法的实施方式，其例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。简要参考图5，显示布置在玻璃层叠体上的硅晶片的示意图。玻璃层叠体用作硅晶片的载体。玻璃层叠体包括布置在两层包覆层之间的芯。玻璃层叠体的制造方式使得玻璃层叠体的热膨胀系数基本匹配硅晶片的热膨胀系数。硅通常具有约35×10-7/℃的热膨胀系数。但是，在薄化之后，硅晶片的热膨胀系数可能增加到约60×10-7/℃或更大，这取决于硅晶片的厚度以及涂覆到硅晶片上的各种金属氧化物或氮化物膜与晶体管。在此类情况下，半导体工业已经知道需要使得载体的热膨胀系数在约35×10-7/℃至约90×10-7/℃的范围内。如图5所示，示例性玻璃层叠体组件构造成使得：在完成背面研磨(薄化)之后，它的热膨胀系数与布置在其上的硅晶片的热膨胀系数基本相同。如本文所用，相对于热膨胀系数的术语“基本相同”指的是：在完成硅晶片的背面研磨(薄化)之后，层叠体的热膨胀系数在硅晶片的热膨胀系数的+/-1×10-7/℃之内。通过选择玻璃芯和玻璃包覆层的厚度来确定玻璃层叠体的热膨胀系数，从而获得落在所需范围内的热膨胀系数，以匹配硅晶片的热膨胀系数。下面将结合附图更详细描述用于硅晶片载体的玻璃层叠体及其制造方法。如本文所用，术语“热膨胀系数”指的是在恒定压力下，在0℃至300℃的温度范围，采用根据ASTME228-11的推杆式膨胀计所确定的线性热膨胀系数。参见图1，显示了示例性玻璃层叠体100。玻璃层叠体100包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃层叠体，其包括：具有芯厚度(T芯)和芯热膨胀系数(CTE芯)的玻璃芯；具有第一包覆厚度(T包覆1)和第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)的第一玻璃包覆层；和具有第二包覆厚度(T包覆2)和第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)的第二玻璃包覆层，其中：所述玻璃芯布置在所述第一玻璃包覆层与所述第二玻璃包覆层之间；以及所述玻璃层叠体的层叠体热膨胀系数(CTEL)在约35×10‑7/℃至约90×10‑7/℃的范围内，所述层叠体热膨胀系数(CTEL)定义如下：CTEL＝((CTE芯×T芯)+(CTE包覆1×T包覆1)+(CTE包覆2×T包覆2))/(T芯+T包覆1+T包覆2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.09 US 62/333,3941.一种玻璃层叠体，其包括：具有芯厚度(T芯)和芯热膨胀系数(CTE芯)的玻璃芯；具有第一包覆厚度(T包覆1)和第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)的第一玻璃包覆层；和具有第二包覆厚度(T包覆2)和第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)的第二玻璃包覆层，其中：所述玻璃芯布置在所述第一玻璃包覆层与所述第二玻璃包覆层之间；以及所述玻璃层叠体的层叠体热膨胀系数(CTEL)在约35×10-7/℃至约90×10-7/℃的范围内，所述层叠体热膨胀系数(CTEL)定义如下：CTEL＝((CTE芯×T芯)+(CTE包覆1×T包覆1)+(CTE包覆2×T包覆2))/(T芯+T包覆1+T包覆2)。2.如权利要求1所述的玻璃层叠体，其特征在于，层叠体厚度(TL)在约100μm至约1.5mm的范围内，所述层叠体厚度(TL)是芯厚度(T芯)、第一包覆厚度(T包覆1)与第二包覆厚度(T包覆2)之和。3.如权利要求1或2所述的玻璃层叠体，其特征在于，第一包覆厚度(T包覆1)与第二包覆厚度(T包覆2)是相同的。4.如前述任一项权利要求所述的玻璃层叠体，其特征在于，第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)与第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)是相同的。5.如权利要求1、2或4所述的玻璃层叠体，其特征在于，第一包覆厚度(T包覆1)与第二包覆厚度(T包覆2)是不同的。6.如权利要求1、2、3或5中任一项所述的玻璃层叠体，其特征在于，第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)与第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)是不同的。7.如前述任一项权利要求所述的玻璃层叠体，其特征在于，芯厚度(T芯)、第一包覆厚度(T包覆1)和第二包覆厚度(T包覆2)分别在大于0μm至约1.5mm的范围内。8.如前述任一项权利要求所述的玻璃层叠体，其特征在于，芯热膨胀系数(CTE芯)高于第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)和第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)。9.一种制造玻璃层叠体的方法，所述玻璃层叠体具有层叠体热膨胀系数(CTEL)，所述方法包括：将玻璃芯的第一芯表面与第一玻璃包覆层的第一包覆表面粘结；和将玻璃芯的第二芯表面与第二玻璃包覆层的第三包覆表面粘结，以形成玻璃层叠体，其中：所述玻璃芯具有芯厚度(T芯)和芯热膨胀系数(CTE芯)；所述第一玻璃包覆层具有第一包覆厚度(T包覆1)和第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)；所述第二玻璃包覆层具有第二包覆厚度(T包覆2)和第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)；所述层叠体热膨胀系数(CTEL)定义为：CTEL＝((CTE芯×T芯)+(CTE包覆1×T包覆1)+(CTE包覆2×T包覆2))/(T芯+T包覆1+T包覆2)；以及芯厚度(T芯)、芯热膨胀系数(CTE芯)、第一包覆厚度(T包覆1)和第一包覆热膨胀系数(CTE包覆1)、第二包覆厚度(T包覆2)和第二包覆热膨胀系数(CTE包覆2)使得所述层叠体热膨胀系数(CTEL)在约35×10-7/℃至约90×10-7/℃的范围内。...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·F·道森埃利，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US