[发明专利]晶圆异构对准方法及装置

说明书

本申请提供一种晶圆异构对准方法及装置，通过在硅基CMOS晶圆上的预设位置刻蚀第一对准标记背孔，在化合物半导体晶圆衬底背面刻蚀第二对准标记背孔，所述第二对准标记与所述第一对准标记的形状相同且相互嵌套，然后将所述化合物半导体晶圆倒扣放置于所述硅基CMOS晶圆之上，利用光刻机背面光刻原理，将所述第一对准标记和所述第二对准标记对准，以实现两个晶圆片正面图形区域对准，本申请通过简单的光刻机背面光刻原理，通过两个晶圆上背孔间的对准，实现了CMOS芯片和化合物半导体材料晶圆级的高效、高精度对准，有效的减少了化合物半导体材料的浪费和损耗。

技术领域

本申请涉及微电子技术领域，具体涉及一种晶圆异构对准方法及装置。

背景技术

基于硅基互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)技术的现代集成电路，随着CMOS器件特征尺寸的不断缩小，在集成度、功耗和器件特性方面不断进步。而另一方面，化合物半导体器件与集成电路在超高速电路、微波电路、太赫兹电路、光电集成电路等领域也获得了长足发展。

由于硅基CMOS芯片与化合物半导体芯片很难在同一晶圆厂生产，无法实现工艺兼容，但是如果将两者有机结合，进而突破集成电路设计领域存在的器件选型有限及各种不同材料器件不能混合集成的难题，可实现集成电路设计、性能的大幅度提升。

因此，如何实现硅基CMOS芯片与化合物半导体芯片的异构对准，是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种晶圆异构对准方法及装置，用以实现硅基CMOS芯片与化合物半导体芯片的异构对准。

本申请第一方面提供一种晶圆异构对准方法，适用于硅基CMOS晶圆与化合物半导体晶圆异构对准，包括：

在硅基CMOS晶圆上的预设位置刻蚀第一对准标记背孔；

在化合物半导体晶圆衬底背面的预设位置刻蚀第二对准标记背孔，所述第二对准标记与所述第一对准标记的形状相同且相互嵌套；

将所述化合物半导体晶圆倒扣放置于所述硅基CMOS晶圆之上；

利用光刻机背面光刻原理，将所述第一对准标记和所述第二对准标记对准，以实现两个晶圆片正面图形区域对准。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述方法中，所述SiO₂介质层的厚度为200纳米。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述方法中，所述第二对准标记背孔边缘位置与所述化合物半导体晶圆上图形区域的边缘位置间的最小距离在10微米到100微米之间。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述方法中，所述方法还包括：

通过预设键合方式将所述硅基CMOS晶圆与所述化合物半导体晶圆进行键合。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述方法中，所述预设键合方式包括BCB(苯丙环丁烯)键合和介质辅助键合。

在一种可能的实现方式中，在本申请提供的上述方法中，所述第一对准标记的形状为“L”形、“一”形、“︱”形或“+”形。

本申请第二方面提供一种晶圆异构对准装置，适用于硅基CMOS晶圆与化合物半导体晶圆异构对准，包括：

刻蚀单元，用于在硅基CMOS晶圆上的预设位置刻蚀第一对准标记背孔；在化合物半导体晶圆衬底背面的预设位置刻蚀第二对准标记背孔，所述第二对准标记与所述第一对准标记的形状相同且相互嵌套；

放置单元，用于将所述化合物半导体晶圆倒扣放置于所述硅基CMOS晶圆之上；