对准标记的作用是什么？在多层光刻工艺中，由于每一层图案的特征需要与前一层精确对齐，甚至几纳米的偏差都会对最终芯片的性能产生重大影响。对准标记通过计算机视觉或扫描机制帮助光刻机识别和校准硅片上的位置，从而实现纳米级甚至亚纳米级的图案对齐。这些标记通常制作在芯片的边缘或非功能区（少部分在芯片中间的功能区），它们为光刻机提供了一个可靠的基准点，使多层图案能够完美叠加。

 

探索ASML光刻机中的对准标记

ASML是目前世界领先的光刻机制造商，其设备配备了最先进的对准技术，在发展过程中经历了不同代际的演进。ASML光刻机的对准标记形貌（Alignment Marks）也随着光刻技术的发展不断改进与优化。本文将介绍几种具有代表性的ASML光刻机对准标记形貌，包括TTL、ATHENA、SMASH和ORION系统中的对准标记，并结合B站UP主Kurnal分享的芯片实物图一探究竟。

注：其中ORION为推测（欢迎各位大佬指正）。

 

 

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TTL对准标记

TTL（Through The Lens，透镜对准）技术是ASML光刻机早期对准标记的一种形式。其原理是通过光刻机的光学系统对硅片表面的标记进行光学扫描，对比标记的位置和形貌，从而精确识别和对齐硅片。TTL技术用于早期光刻机时代中，尽管已经实现了高精度对准，但在现代高精尖芯片制造中，其对准精度和适应性已无法满足需求。

来源于ASML资料

 

ATHENA对准标记

针对XPA标记尺寸过大的问题，ASML将XPA标记中的X部分和Y部分拆开来，形成标准型SPM-X和SPM-Y标记应用于ATHENA，长条形的设计使其便于放置在划片槽区域。

为了进一步缩小对准标记占用的面积，ASML又做了进一步的改进，推出了缩短的划片槽主要标记 （SPM），即SSPM，以及变窄的SSPM，即 NSSM。

 

ATHENA实物图

 

 

SMASH对准标记

SMASH应用于ASML中高端光刻机，是由一系列旋转了45°的等间距线条构成。该标记的最大优点是，一次扫描就可以同时确定X和Y方向的位置，因此SMASH对准效率大大提高。

 

SMASH实物图

 

ORION公开文献资料较少，未找到文献说明

下图可能是ORION实物对准标记，欢迎大佬指正

ASML对准技术参数特点

ASML光刻机中的对准标记见证了芯片制造技术的发展。从TTL到ATHENA、SMASH，再到ORION，每一代对准标记技术的进步都显著推动了芯片制造的精度和效率。