Nikon光刻机对准系统功能原理
光刻机的工作原理解析
光刻机的工作原理解析光刻机作为现代微电子制造中不可或缺的工具，被广泛应用于芯片制造、光电子器件制备等领域。
它利用光的特性以及复杂的光学系统，实现了对微细结构的高精度图案制作。
本文将深入解析光刻机的工作原理，以帮助读者更好地了解光刻技术。
光刻技术是一种通过光照射来定义微细图案的制作方法。
它涉及到光源、光学系统、掩膜和感光胶等多个关键组成部分。
在光刻机的工作过程中，首先需要准备一块平整的硅片作为基板，然后将感光胶涂覆在基板表面。
接下来，通过光学系统将掩膜上的图案投影到感光胶上，并进行曝光处理。
将感光胶暴露在特定波长的光下后，其化学性质发生变化，形成图案。
最后，使用相关工艺将图案转移到硅片上，并进行后续加工步骤，如刻蚀、沉积等。
光刻机的光学系统起到了至关重要的作用。
光学系统中的主要组件包括准直器、投影镜头和显微镜。
准直器将来自光源的光束进行整形和聚焦，使光线平行且均匀分布到投影镜头上。
投影镜头将光束经过透镜组的折射和反射，将掩膜上的图案缩小并投射到感光胶上。
显微镜用于检测和调整光刻过程中的图案位置和焦距，确保高精度的曝光操作。
这些光学元件的精确设计和制造是确保光刻精度和分辨率的关键。
光刻机中的光源发挥着关键作用。
光源的质量和波长决定了光刻机的分辨率和曝光速度。
目前最常用的光源是紫外线激光器，其波长通常为193 nm或248 nm。
这些波长对应的紫外线具有较小的衍射极限，可以实现更高的分辨率。
光刻过程中，光源通过光纤传输，经过光路控制进入光学系统，然后经过电子束在感光胶上进行曝光。
感光胶也是光刻过程中不可或缺的组成部分。
感光胶是一种特殊的化学材料，其化学性质可以在曝光过程中发生变化。
常见的感光胶有阴极射线光刻胶（Cathode Ray Photoresist，简称CRP）和紫外线光刻胶（Ultraviolet Photoresist，简称UVP）。
在光刻过程中，光刻机的光学系统将掩膜上的图案通过光投射到感光胶上，使感光胶的曝光区域和未曝光区域发生化学反应，形成图案。
光刻机的同轴对准离轴对准原理
光刻机的同轴对准离轴对准原理光刻机，这玩意儿听起来就有点高大上，实际上呢，它的工作原理跟我们日常生活中的一些小工具其实有些相似。
说到对准，这可不是随便的“瞄一瞄”，而是得精准得跟打靶一样。
咱们今天就聊聊同轴对准和离轴对准这两个有趣的概念，保证让你听完之后，不仅明白了，还能和朋友们侃侃而谈。
先说说同轴对准。
想象一下，你在玩射箭，箭和靶心必须在同一条直线上。
没错，这就是同轴对准的基本理念。
光刻机在曝光的时候，光线得直直地打到晶圆上，才能把图案完美地印出来。
别小看这光线，稍微偏了点，整个图案就跑偏了，搞得你辛辛苦苦做出来的芯片，跟别人家的差了十万八千里，真是让人心急如焚啊。
光刻机的同轴对准就像是个精密的手表，得每个零件都配合得天衣无缝，才能让时间滴滴答答地走，绝不能出现偏差。
只要把光源、光路和晶圆对齐，光线就能像矢量一样直达目标，这样，最终的图案才能清晰可见，完美无瑕。
接下来聊聊离轴对准。
这就像是你在草地上打滚，虽然离目标有点远，但依然能找到个合适的角度，让球飞进门。
这种方式有点儿灵活，虽然不在同一条直线上，但依然可以通过调整角度来获得想要的效果。
离轴对准在光刻机里也有它的用武之地，有时候光线需要以一定的角度照射，这样才能达到最佳的曝光效果。
想象一下，如果你的灯光从侧面打过来，形成的阴影和光影效果，完全可以给你的作品增添一种独特的风格。
这种灵活性，简直就是给了光刻机一种自由翱翔的感觉，不再局限于死板的直线。
说到这里，光刻机的同轴和离轴对准其实各有千秋，得看使用场景。
面对复杂的电路设计，同轴对准就像是个全能战士，能确保每个细节都到位。
而在一些特定的情况下，离轴对准则是个灵活的调皮鬼，能巧妙地避开一些限制，创造出别致的效果。
这不禁让我想起小时候玩拼图的日子，有时候拼到一半，你发现拼图不对劲，没关系，动动脑筋，总能找到另外的解决方案。
说实话，光刻机的对准过程就像是艺术创作，得有耐心，还得有细致入微的观察力。
Nikon光刻机激光步进对准系统研究
Nikon对准方式包括两个步骤:搜索(search)和EGA。
两个步骤都需要在前层上做好标记，Nikon称为search mark和EAG mark，并且两组标记按照Nikon 标准设计，以便设备可以识辨和进行相应的计算。
无论选择LSA还是FIA，都要做搜索和增强型全局对准。
由于LSA和FIA两个对准系统的工作原理不同，在曝光不同层次时，根据所曝光的层次选择不同的对准系统。
一般来说对于表面图像清晰的层次如金属前选择LSA系统，而对于表面图像清晰度不高的层次如金属层选择FIA系统。
本文主要介绍LSA对准系统。
3LSA对准系统介绍3.1LSA系统概述一个完整的LSA系统[2]涉及LSA激光器、LSA光路、LSA探测器以及工作台干涉计数器和相应的信号处理。
图1是LSA光学系统原理图。
He-Ne激光器发出的激光通过一个光孔，入射到一个偏振分光棱镜上，通过偏振分光棱镜光被分成相互垂直的两束偏振光，两束偏振光分别进入X方向和Y方向对准光路系统。
进入X方向和Y方向对准光路的光通过投影物镜到达工作台硅片上对准标记上，光到达对准标记后进行衍射，形成0、±1、±2……阶衍射光。
衍射光通过光路返回到光学滤波器，通过光学滤波器后只留下±1阶衍射光，±衍射光到达探测器后进行数据采集，将此数据送到硅片对准数字信号处理系统(DSP)，硅片对准DSP同时参考工作台干涉计计数单元数字信号，计算出硅片上对准标记的具体位置。
图1LSA光学系统结构图3.2LSA对准测量原理及标记设计要求LSA搜索标记如图2所示，工作台沿图示方向扫描时，LSA光斑遇到对准标记组成的衍射光栅，在光栅上发生衍射，衍射光通过对准光路反射回探测器，探测器通过检测±1阶衍射光的强度，得到如图2所示信号，同时工作台干涉计通过脉冲计数得到对准标记的位置。
图2LSA信号获取方式如前所述，Nikon LSA标记[3]分为搜索和EGA两种[4]。
NSR2205I14型光刻机对准方式分析
仪 记 录 下 来 ，计 算 出 对 准
记号 的精确坐标位置 。
首先 曝光 台移 动到对
准记号 区域的起始位置 ‰，
此 时信号采集 系统 开始采
集信号 ，接着曝光台开始移
动 ，使得激光光斑在记号区 域 扫描 。当激 光光斑 扫描 到
图 ３ ＬＳＡ 信 号
对准记号上时 ，此时接收器接收到衍射信号 ，信号不断增强 ，并且在
ＮＳＲ２２０５１１４型设备 的 ＦＩＡ光 学系统上 ，首次安装 了相位 板 ，同 射到 晶圆上 ，因此它是属于离轴对准 系统 。
时在 ＦＩＡ侦测记 号时增 加 了相差信 息功 能 ，类似 于相差 显微 １．２．３ ＦＩＡ性 能特点
镜 ，这 种 功 能 主 要 应 用 在 侦 测 高 度 差 较 小 的记 号 上 。
０ 引 言 对 准 系 统 是 光 刻 机 的核 心 部 件 之 一 ，拥 有 更 精 密 的对 准 ，才
能保证更精准 的套刻精度 。ＮＳＲ２２０５１１４设备在对准时主要分 ２ 步 ，首先光 刻板对准 ，即光刻板 上的对 准记号通 过 ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｉｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ，电荷耦合器件 ）图像传 感器与曝光 台上 的基准 记号对准 ，然后 是晶圆对 准 ，即对准系统与曝光台上的基准记号 对 准 后 ，通 过 晶 圆上 的对 准记 号 与 晶 圆对 准 。而 晶圆 对 准 时 可 以 使用 ２套不 同的对准系统做对准 ，这 ２套对准 系统结构不 同 ，原 理不 同，优 缺点各异。 １ Ｎｉｋｏｎ ＮＳＲ２２０５１１４对 准 机 制 １．１ ＬＳＡ对 准 方 式 １．１．１ ＬＳＡ对 准 原 理 ＬＳＡ
１．１．２ ＬｓＡ 的 信 号
处 理 过 程
光刻机的自动对准技术研究
光刻机的自动对准技术研究光刻技术是微电子制造工艺中的关键步骤之一，它用于在半导体晶片上进行微米或亚微米级别的图形转移。
光刻机的自动对准技术是确保光刻胶层图形与之前图形的位置一致的关键因素。
本文将对光刻机的自动对准技术进行研究，探讨其原理和应用。
一、光刻机自动对准技术的背景与意义随着半导体工艺的不断发展，对芯片制造精度的要求越来越高。
在微细加工过程中，要求不同层次的图形能够精确对准，以确保芯片的品质和稳定性。
传统的手动对准方法需要操作人员进行繁琐的调整，无法满足高精度、高效率的需求。
因此，光刻机自动对准技术的研究与应用具有非常重要的意义。
二、光刻机自动对准技术的原理光刻机自动对准技术主要依赖于反射信号或透射信号的测量。
其原理基于传感器对信号变化的捕捉和反馈控制系统的实时响应。
常见的自动对准技术包括图像对准法、干涉对准法和电容对准法等。
1. 图像对准法图像对准法是光刻机自动对准技术中应用最广泛的方法之一。
它利用光学显微镜或摄像头拍摄图像，并通过图像处理算法对图像进行分析和比对，使图形达到理想位置的精确对准。
图像对准法具有简单、实时性强的特点，适用于大部分图案对准的需求。
2. 干涉对准法干涉对准法是利用干涉原理来进行对准的一种方法。
它通过将激光束投射到被制作物上，通过测量干涉信号的强度和相位来确定光刻胶层图形的位置；然后通过系统控制，实现自动调整，达到精确对准的目的。
干涉对准法能够实现更高的对准精度，但相对复杂而成本较高。
3. 电容对准法电容对准法是一种基于电容变化来实现对准的技术。
在光刻胶层上设置电容传感器，通过测量电容的变化来确定图形位置，并根据测量结果进行实时调整。
电容对准法具有高精度、高灵敏度的特点，广泛应用于光刻机的高精度对准领域。
三、光刻机自动对准技术的应用光刻机自动对准技术广泛应用于半导体制造、集成电路、光通信和平板显示等领域。
在半导体工艺中，光刻机的自动对准技术可以保证不同层次的图形对准精度，提高芯片的质量和稳定性；在光通信领域，自动对准技术可以减少对准时间，提高生产效率；在平板显示技术中，自动对准技术可以保证显示像素的精准对齐，提高屏幕的清晰度和图像质量。
光刻机的自动对准技术实现更快速的生产
光刻机的自动对准技术实现更快速的生产光刻机是一种非常重要的半导体制程设备，它在芯片制造中起到了至关重要的作用。
随着半导体技术的发展，对光刻机的要求也越来越高。
其中，自动对准技术的应用对提高生产效率和产品质量具有重要意义。
本文将从光刻机的自动对准技术的原理、应用以及未来发展趋势进行探讨。
一、自动对准技术原理光刻机的自动对准技术是指在光刻过程中，通过仪器设备自动检测芯片表面和掩膜之间的对准误差，并进行实时调整以保证图案的精确重叠。
其原理主要包括三个方面：图像识别、图案对准和反馈控制。
首先，图像识别是自动对准技术的关键环节。
通过高分辨率的相机和图像处理算法，光刻机可以对芯片表面和掩膜图案进行快速准确的识别，获取关键的对准信息。
其次，图案对准是根据图像识别结果，将芯片表面与掩膜之间的对准误差转化为机器坐标系下的位移调整。
通过光刻机的精密运动系统和特定的对准算法，可以实现微米级别的对准精度。
最后，反馈控制是保证光刻机能够实时调整对准偏差的关键。
根据对准结果和设定的阈值，光刻机可以通过自动控制算法对运动系统进行调整，以实现最佳的对准效果。
二、自动对准技术应用自动对准技术在光刻机中的应用具有广泛的意义。
首先，它能够大大提高光刻机的生产效率。
相比于手动对准，自动对准技术能够更快速地进行图案对准，并且可以实现全自动化的生产过程，大大减少了人工操作和生产周期。
其次，自动对准技术能够提高产品质量和一致性。
通过精确的对准调整，可以降低对准误差，减少图案失真和偏移，从而提高产品的质量和尺寸控制。
另外，自动对准技术还能够降低制造成本。
在光刻过程中，对准误差会导致浪费的芯片数量增加，而自动对准技术可以最大程度减少对准误差，从而降低了废品率和制造成本。
三、自动对准技术的发展趋势随着芯片制造工艺的不断推进，对自动对准技术的要求也越来越高。
未来，光刻机的自动对准技术将在以下几个方面得到进一步的发展：首先，图像识别技术将更加精确和高效。
Nikon光刻机对准机制和标记系统研究
Nikon光刻机对准机制和标记系统研究
严利人
【期刊名称】《微细加工技术》
【年(卷),期】2002(000)003
【摘要】套刻精度是步进式光刻机最重要的指标之一.从应用角度探讨了Nikon系列光刻机的对准方法,举例说明了众多对准标记在实际掩模版上的摆放原则.
【总页数】5页(P44-47,51)
【作者】严利人
【作者单位】清华大学微电子学研究所,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TN305.7
【相关文献】
1.利用Nikon光刻机进行膜应力评价 [J], 严利人;曹秉军;鲁勇
2.Nikon光刻机对准系统概述及模型分析 [J], 何峰;吴志明;王军;袁凯;蒋亚东;李正贤
3.Nikon步进重复光刻机的对位机制 [J], 陈德鹅;吴志明;王军;袁凯;何峰;蒋亚东
4.Nikon光刻机激光步进对准系统研究 [J], 罗涛
5.助力50nm NAND闪存生产力晶选用Nikon新款浸没式扫描光刻机 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
光电检测技术——激光扫描式光电自动对准(光刻机)
§4-4 激光扫描式光电自动对准（光刻机）一、 硅片生产：光刻工艺：拉单晶（元筒）；切片（元片2英寸(inch)、3英寸(75mm)、4英寸(100mm)）；表面抛光（镜面）；光刻（电阻、电容、二极管、三极管、集成电路、MOEMS 、小机构）；切成小块。
最新报导(97.9.9)：15英寸375mm 硅片电阻、电容、二极管、三极管、集成电路 掩模光刻表面有光刻胶远紫外光曝光渗杂（只渗杂图形部分）光刻（十几次）XYθ对准二、对准原理左标记右标记（1）一次扫描完成三维对准。
当21T T =及54T T =时则对准（2）硅片相对掩模的偏差量（θ∆∆∆,,y x ）[三者为0，则对准]虚线表示掩模与硅片完全对准位置：则①对于单个标记H P x 0=∆HP y =∆ （1）而：)/2L -(L L -)/2L (L '5455400=+==EE E P2/)(]2/)[('2112100L L L L L BB P B --=-+==2'''2'''2''000000PoE P B P B E P P B P B E B H P +-=-+=-=422/)(2/)(54215421L L L L L L L L -+-=-+-=(2)4)()(2)/2L -(L )/2L -(L - 2''2'''5421542100L L L L E P P B E B HE HP -+--=+=+=== (3)综合（1）、（2）、（3）式得4/)]()([4/)(54215421L L L L y L L L L x -+--=∆-+-=∆设激光束扫过AB ，BC ，CD ，DE ，EF 之间的时间间隔分别为T 1，T 2，T 3，T 4，T 5，扫描速度V=2.6m/s ，则V T T T T x 4)()(5421-+-=∆ （m ）(m) 4)()(5412V T T T T y -+-=∆这就是单个标记的偏移量②对于具有左、右标记的对准方式而言 硅片中心的偏移量及整体转角为：20R L X X x ∆+∆=∆ 20RL Y Y Y ∆+∆=∆ ]/)[(Sin -1L Y Y L R -∆=∆θ硅片只需按这些误差，反向调整，使0 000=∆=∆=∆θy x则硅片与掩模对准了。
Nikon光刻机对准系统功能原理
Nikon光刻机对准系统功能原理投影光刻机对准系统功能原理1 对准系统简介对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±0.4μm （正态分布曲线的3σ值）。
因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。
由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描±44μm，所以硅片被传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，以便满足精细对准的捕捉范围。
注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。
PAS2500/10投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单元。
这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。
1.1 对准系统的光学结构和功能由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。
在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633nm的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。
然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。
在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个Q-CELL光电检测器上。
此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，Q-CELL光电检测器将对硅片的标记的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与掩膜版标记图象在Q-CELL的显示比例。
NIKON stepper
NIKON光刻机原理已有811 次阅读2014-5-13 17:44 |光刻机就是一台大照相机，带光刻胶的wafer就是底片，reticle上的图形就是风景，光源（汞灯或者激光）就是太阳光，当快门打开，光投射到reticle上，经过镜头的投射，就在wafer上成像了。
和照相机不一样，每个风景只要拍一次就好了，reticle上的图形要拍很多次，要把整个wafer布满才算曝光结束。
1、光刻机历史：NIKON曾经是半导体行业的光刻之王，全世界80%的stepper都是nikon的，但是光刻机并不是日本人最先发明的，最早的大概是美国的GCA了，NIKON顶多算是GCA儿子。
日本人是比较精明，他们买了一台GCA，把它拆开来仔细研究，在GCA的基础上进行了改进，再加上自己的优势->镜头（NIKON本来是军工企业，给小日本做潜艇望远镜的），推出了G4 （G4是我所知道的最老的型号的NIKON stepper了，不知道有没有G1-G3，如果有，我相信保有量也不是特别大，应该不是特别成熟）。
紧接着G6, G7和G8的推出，把NIKON推入到巅峰时刻。
那个时候全世界只知道NIKON，ASML和Canon那时候根本不是对手。
可以说在stepper上，NIKON是最大的赢家。
随着技术的推进，stepper已经跟不上时代的发展，大家开始往scanner上发展了，随着ASML推出创新的TWINSCAN，靠着产能的优势，一举打败了nikon，夺走了光刻机老大的地位，而且从那以后，NIKON一直没能翻身，市场被一点点蚕食，再也没有往日的辉煌了。
2、光刻机组成：其实大部分光刻机组成都是一样的，一般分为：照明系（光源+产生均匀光的光路），STAGE（包括RETICLE STAGE 和WAFER STAGE)，镜头（这个是光刻机的核心），搬送系（wafer handler+ reticle handler)，alignment （WGA, LSA, FIA)。
光刻机的原理和应用
光刻机的原理和应用光刻技术是微电子和光学制造领域中一项至关重要的工艺技术，而光刻机作为光刻技术的核心设备，发挥着关键的作用。
本文将介绍光刻机的原理和应用，帮助读者了解该技术的基本概念和运作方式。
一、光刻机的原理光刻机是一种利用光学成像原理进行微细图形转移的设备。
其主要原理可以归结为以下几个方面：1. 掩模与底片制备：在光刻制程中，首先需要准备一个光学遮罩或掩模，它上面有一个类似于图案模板的图形构造。
然后，将掩模与底片进行对位、对准操作。
2. 光敏剂涂覆：底片表面覆盖一层特殊的光敏剂材料，其成分可根据需要进行调整。
光敏剂的主要作用是接受来自光源的光能，将以光能为媒介进行物理或化学变化。
3. 曝光过程：在光刻机中，光源会经过掩模中的孔洞形成一个形象，即复制了这些孔洞形状的图案。
形象在通过透镜的作用下，被缩小并照射在底片上。
4. 显影：光敏剂接受到曝光后的光能，会在显影过程中发生化学或物理反应，使光敏剂部分区域发生变化。
接着，显影剂将未暴光的光敏剂溶解，同时将暴光后的区域保留下来。
5. 清洗和检验：最后，需要对底片进行清洗和检验。
清洗过程是为了去除未暴光的、没有变化的光敏剂；而检验则是为了验证光刻图案是否达到预期的要求。
二、光刻机的应用光刻机在微电子制造领域有着广泛的应用，下面我们将介绍三个主要的应用领域。
1. 芯片制造：在芯片制造过程中，光刻技术扮演着重要的角色。
通过光刻机将图形准确地转移到硅片表面，制作出精细而复杂的电路结构。
光刻技术对于芯片性能及功能的提高具有关键意义。
随着科技的不断进步和需求的不断扩大，芯片制造的精度要求也在不断提高，光刻机的应用范围也日益广泛。
2. 平板显示器制造：光刻技术也广泛应用于液晶显示器（LCD）等平板显示器制造中。
在液晶显示器制造过程中，光刻机用于在透明电极和彩色滤光器之间形成微米级的光栅结构，以实现图像传输和显示。
通过光刻机的高精度光刻技术，可以生产出亮度高、对比度好、色彩准确的液晶面板。
Nikon光刻机对准系统概述及模型分析
囹图圈图
（ｂ）ＬＳＡ对位标记 图ｌ ＬＳＡ结构和对位标记图
由Ｈｅ—Ｎｅ激光器发出的激光被分光镜分割成 鼽ｙ方向分开的狭长的两束光斑，每束光经安装在 掩模版下方的反光镜所折射，当激光照射到如图ｌ 中（ｂ）所示的光栅形状的ＬＳＡ标记上时，在标记的 侧壁处，将发生衍射和散射。衍射光和散射光将沿 原入射光的光路返回，在返回的路上，部分光被分 光镜反射，空间滤波器将０级衍射光滤去，探测器 接受含有主要信息的±ｌ级衍射光，根据光强进行 光电转换，得到电信号。
（１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｅ“ｃｅｓ，Ｕｎｗｅｒｓｉｗ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ－ ｇＹ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｃｈｉｎａ，６１００５４；２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｎａｎｐｒｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ Ｃｏ，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｃｈｉｎａ）
⑧（总第１７１期）砸曩圃圃
万方数据
吼盟銎塞盥 ■盈‘ｊ墼卿塑些塑唑型螋燮坐煎
：奎塑童壁墅：
中，一个完整的芯片一般都要经过十几到二十几次 的光刻，在多次光刻中，除了第一次光刻以外，其余 层次的光刻在曝光前都要将该层次的图形与以前层 次留下的图形对准。因此，对准精度将直接影响产品 质量，对准速度和效率将影响产品的生产效率。
２ 对准系统衍射光强模型分析
光刻机对准原理
光刻机对准原理光刻技术在微电子制造中扮演着至关重要的角色。
光刻机是一种利用光刻胶和光刻版进行半导体芯片图案转移的设备。
而光刻机对准是保证图案转移精度的关键步骤之一。
本文将介绍光刻机对准的原理和相关技术。
光刻机对准的目的是将掩模上的图案准确地转移到硅片上。
在光刻过程中，掩模上的图案被投影到光刻胶上，并通过化学反应或物理改变将图案转移到硅片上。
如果对准不准确，就会导致芯片的功能性能下降甚至失效。
光刻机对准原理主要包括两个方面：图案对准和层间对准。
图案对准是指将掩模上的图案与硅片上的图案进行对准。
通常情况下，掩模上的图案被放大后投影到硅片上，因此需要根据投影比例进行坐标变换。
图案对准主要依靠光刻机上的对准系统来实现。
对准系统通常包括两个主要部分：显微镜和对准标记。
显微镜是对准系统的核心部件，它通过光学放大将掩模上的图案放大到可见范围内。
显微镜通常使用高分辨率的物镜来实现。
同时，显微镜还需要具备高度稳定性和精确的机械结构，以确保对准的准确性。
对准标记是显微镜所观察到的硅片上的特殊图案。
这些图案通常是由金属或硅等材料制成的，具有高反射率和较大的对比度。
对准标记的位置和形状是事先设计好的，可以根据标记的位置和形状来确定图案对准的偏差。
对准系统通过对准标记进行识别和分析，来计算出图案对准的偏差，并通过调整光刻机的参数来进行修正。
层间对准是指不同层次之间的图案对准。
在多层芯片制造过程中，不同层次的图案需要进行对准，以确保各层次之间的图案能够正确叠加。
层间对准通常通过参考点和对准标记来实现。
参考点是位于不同层次上的特殊图案，用于确定不同层次之间的相对位置。
参考点通常由金属或硅等材料制成，与对准标记类似。
对准系统通过识别和分析参考点的位置和形状，来计算出不同层次之间的图案对准偏差，并进行修正。
除了图案对准和层间对准，光刻机对准还需要考虑其他因素，如光源稳定性、机械振动和环境温度等。
这些因素都会对对准的精度和稳定性产生影响，需要在光刻机设计和操作过程中予以考虑和控制。
光刻机的工作原理
光刻机的工作原理
光刻技术作为半导体制造中至关重要的一环，其核心设备——
光刻机，是实现微米级甚至纳米级器件制作的关键工具。
光刻机的
工作原理涉及到光学、化学、机械等多个领域的知识，下面我们将
深入探讨光刻机的工作原理。
首先，光刻机的工作原理基于光学投影的原理。
在光刻机中，
通过使用紫外光源和掩模（或称光刻胶版），将图形投影到硅片上。
光刻机中的光学系统包括凸透镜、凹透镜、中间掩模以及光源，通
过这些光学元件的配合，可以实现高分辨率的图形投影。
其次，光刻机的工作原理还涉及到化学反应。
在光刻过程中，
光刻胶（或称光刻胶版）是起着至关重要的作用的。
光刻胶在曝光
后会发生化学反应，形成图形，然后通过显影和蚀刻的过程，将图
形转移到硅片上。
这一过程需要严格控制光刻胶的化学成分和显影
蚀刻的条件，以确保最终图形的质量和精度。
另外，光刻机的工作原理还与机械运动有关。
在光刻过程中，
硅片需要进行精确定位和平移，以保证图形的精确投影和加工。
光
刻机中的机械系统包括平台、传动装置和控制系统，通过这些部件
的精密运动，可以实现对硅片的精确控制和加工。
总的来说，光刻机的工作原理是一个复杂的系统工程，涉及光学、化学、机械等多个领域的知识。
只有在这些领域的知识相互配合和协调下，光刻机才能够实现对硅片的精确加工，从而实现微电子器件的制作。
随着半导体技术的不断发展，光刻机的工作原理也在不断创新和完善，以满足对器件精度和加工工艺的不断提高的需求。
三、光刻对准工作原理
版图设计规范编写人：任森乔大勇一、工艺条件1）光刻设备：Suss MA6曝光方式：Soft Contact/Hard Contact/Low Vacuum Contact/Vacuum Contact 光刻版规格：5英寸硅片规格：4英寸光刻胶类型：BP212、EPG533光刻胶厚度：1-1.3um最小线宽：2um套准精度：单面±2um/双面±4um2）键合设备：Suss ELAN-CB6L材料：硅-玻璃、硅-硅规格：4英寸键合精度：±10微米。
二、光刻版阴阳定义当所制作的光刻掩模版大面积不透光时，称该版为暗场版，当大面积透光时，称该版为明场版。
当在计算机上使用L-Edit软件绘制图形的区域为所制光刻掩模版上的不透光区域时，称该版为阳版，当绘制图形的区域为所制光刻掩模版上的透光区域时，称该版为阴版。
简单来说，暗场版和明场版是由板上透明区域和不透光区域的面积对比定义的，透光面积大于50％的称为明场版，反之则为暗场版；阳版和阴版则是由版图设计软件中所绘制图形与最终光刻掩模版上图形的对应关系决定的，如果绘制为不透光区域的地方制成光刻版也为不透光，为阳版，反之，则为阴版。
图1 暗场版、明场版、阳版和阴版的定义示意图三、光刻对准工作原理1）单面光刻对准光刻对准时衬底所在的承片台可以在X、Y、θ三个方向上调整，Z为曝光时版与衬底的接近距离。
对准完成后承片台将衬底送到与光刻版接近或接触的位置，进行曝光。
图2 单面对准原理2）双面光刻对准如果双面抛光硅片的一面（正面）已经留有光刻图形，计划在其另一面（背面）制备与正面已有图形相对准图形的过程称为双面光刻。
双面光刻的套准过程如图2、图3所示：（1）位于光刻机承片台下部的CCD摄像机，从下向上寻找到位于承片台上方光刻版上的对准标记，并将标记记录在显示器上；（2）将准备作双面光刻的衬底的曝光面（背面）向上，置于承片台上，通过CCD摄像机从下向上寻找硅片正面已有的对准标记；（3）通过调节X方向、Y方向和角度θ三旋钮，使正面的对准标记与显示器上记录的光刻版上的对准标记对准，之后曝光。
NIKON工艺(对位单元)
NIKON工艺一、对位概述对光刻而言，其最重要的工艺控制项有两个，其一是条宽控制，其二是对位控制。
随着产品特征尺寸的越来越小，条宽和对位控制的要求也越来越高。
目前0.5um的产品，条宽的要求一般是不超过中心值的10%，即条宽在0.5±0.05um之间变化；对位则根据不同的层次有不同的要求，一般而言，在多晶和孔光刻时对位的要求最高，特别是在孔光刻时，由于孔分为有源区和多晶上的孔，对位的要求更高，部分产品多晶上孔的对位偏差甚至要求小于0.14um。
在现在的IC电路制造过程中，一个完整的芯片一般都要经过十几到二十几次的光刻，在这么多次光刻中，除了第一次光刻以外，其余层次的光刻在曝光前都要将该层次的图形与以前层次留下的图形对准。
对位的过程存在于上版和圆片曝光的过程中，其目的是将光刻版上的图形最大精度的覆盖到圆片上已存在的图形上。
它包括了以下几部分：光刻版对位系统、圆片对位系统（又包括LSA、FIA等）。
对于NIKON的步进重复曝光机（Step & Repeat）而言，对位其实也就是定位，它实际上不是用圆片上的图形与掩膜版上的图形直接对准来对位的，而是彼此独立的，即，确定掩膜版的位置是一个独立的过程，确定圆片的位置又是另一个独立的过程。
它的对位原理是，在曝光台上有一基准标记，可以把它看作是定位用坐标系的原点，所有其它的位置都相对该点来确定的。
分别将掩膜版和圆片与该基准标记对准就可确定它们的位置。
在确定了两者的位置后，掩膜版上的图形转移到圆片上就是对准的。
光刻版对位系统略。
圆片对位系统圆片对位系统中，根据特定的应用或为解决依赖于圆片工艺（如铝层）而产生的对位错误，发展了各种各样对位系统：LSA 、LIA 、FIA 。
这里先作一个比较：这三种方式的最大差异是处理对位过程中遇到问题的侧重点不同，特别是在铝上，高温溅射的铝在填充对位标记的台阶时，由于铝表面构造粗糙和铝对对位标记的填充不对称等原因，对位的精度往往要比其它层次差很多。
光刻机的工作原理及技术特点
光刻机的工作原理及技术特点光刻机是一种重要的半导体制造工具，广泛应用于微电子产业。
它是通过采用光学投影技术将图形投射到感光剂上，然后完成芯片的制作。
本文将详细介绍光刻机的工作原理及其技术特点。
一、光刻机的工作原理光刻机的工作原理主要包括掩膜制作、照射光源、光学系统、曝光模式选择和投影成像等关键步骤。
1. 掩膜制作：首先，需要制作掩膜，即将芯片设计图案转化为物理形式。
掩膜通常由光刻胶浮雕于透明的基板上制成，然后通过化学或电子束等方式，对掩膜进行曝光和显影，形成所需的图案。
2. 照射光源：光刻机所使用的照射光源通常是紫外线（UV）或深紫外线（DUV），因为这些波长的光能提供高分辨率和较小的特征尺寸。
3. 光学系统：光学系统负责将掩膜上图案的细节放大并投射到感光剂表面。
该系统包含透镜和反射镜等元件，通过控制这些元件的光路和光学参数，可以实现图案的精确投影。
4. 曝光模式选择：光刻机通常有两种曝光模式可供选择，即点状曝光和连续曝光。
点状曝光模式适用于复杂的图案，而连续曝光模式适用于一些简单的图案。
5. 投影成像：一旦掩膜图案被投影到感光剂上，感光剂就会发生化学反应，使图案得以固定。
然后，通过显影和其他一系列工艺步骤，最终形成了芯片上的电路图案。
二、光刻机的技术特点1. 分辨率高：随着半导体技术的不断发展，芯片上的电路图案变得越来越小，因此光刻机需要具备高分辨率的能力。
现代光刻机的分辨率可以达到亚微米甚至纳米级别，能够满足微电子产业对高分辨率的需求。
2. 生产效率高：光刻机的生产效率直接关系到芯片的制造成本和生产能力。
为了提升生产效率，现代光刻机集成了自动对准、自动曝光、多通道照射等技术，能够在较短的时间内完成大量的曝光工作。
3. 稳定性和可靠性强：光刻机在长时间运行过程中需要保持高度的稳定性和可靠性，以确保芯片的质量和一致性。
因此，现代光刻机采用了精密的光机电一体化设计，配备先进的控制系统，能够实时监测和修正系统参数，确保曝光质量和稳定性。
佳能光刻机红外对准系统原理
佳能光刻机红外对准系统原理
佳能光刻机作为半导体制造过程中不可或缺的设备，其精度和稳定性非常重要。
在光刻的过程中，对准系统是实现精度的一个重要因素。
而佳能光刻机的红外对准系统则是其中的一个关键部件。
佳能光刻机的红外对准系统采用了电子束桥式光学系统，该系统由靶光源、光学反射镜和探头构成。
其中，靶光源和光学反射镜被安装在梁上，而探头则被安装在悬臂臂架上。
在红外对准系统的工作中，悬臂臂架会对样品进行扫描，将样品上的图形与模板进行匹配。
当样品与模板的图形不完全匹配时，光学反射镜会将红外光反射到探头上，这时探头会产生电信号，经过信号处理后送回控制电路，从而实现光刻光束的自动对准。
相比于其他传统的对准方式，佳能光刻机的红外对准系统具有准确、快速、自动化等优点。
它能够在短时间内实现对准，减少了制造过程中的时间和成本。
并且，该系统可以自动校正和调整，保证了对准的精度和稳定性。
但需要注意的是，红外对准系统的对准精度受到各种因素的影响，如光学反射镜的折射率、光路长度、探头灵敏度等因素。
因此，在使用该系统时，需要保持设备的稳定性，避免过度震动和干扰。
此外，还需要进行定期的系统校准和维护，以确保系统的准确性和可靠性。
总之，佳能光刻机的红外对准系统可以实现自动化、准确的对准，为半导体制造过程提供了便利。
不过，在使用时仍需要注意一些注意事项，以保证系统的正常运行和对准的精度。
光刻机工作原理
光刻机工作原理光刻技术是半导体制造中至关重要的一环，而光刻机作为光刻技术的核心设备，其工作原理是影响半导体器件制造质量和性能的重要因素之一。
光刻机的工作原理涉及光学、机械、控制等多个领域，下面将详细介绍光刻机的工作原理。
首先，光刻机的工作原理与光学投影的原理密切相关。
光刻机利用紫外光源产生的紫外光，通过光学系统将光线聚焦到掩模上，然后投射到硅片上，形成所需的图形。
光刻机的光学系统包括光源、准直器、掩模、投影镜头等组件，通过这些光学组件的精密调节和控制，使得光线能够准确地投射到硅片上，实现微米甚至纳米级的图形转移。
其次，光刻机的工作原理还涉及到掩模制作和图形转移的过程。
掩模是光刻制程的重要组成部分，掩模的制作质量直接影响到最终硅片的图形质量。
在光刻机的工作过程中，掩模上的图形通过光学投影的方式被转移到硅片上，这个过程需要高精度的机械控制和稳定的光学系统来实现。
光刻机通过控制曝光时间、光源强度、掩模与硅片的间距等参数，实现对图形的精确转移。
另外，光刻机的工作原理还包括对光刻胶的处理。
在图形转移的过程中，光刻胶起着至关重要的作用。
光刻胶在曝光后会发生化学变化，形成图形的光刻图案，然后经过显影、清洗等工艺步骤，最终形成所需的光刻图形。
因此，光刻机的工作原理还包括对光刻胶的曝光、显影、清洗等工艺参数的控制和调节。
总的来说，光刻机的工作原理涉及光学投影、掩模制作、图形转移以及光刻胶的处理等多个方面。
光刻机作为半导体制造中不可或缺的设备，其工作原理的理解和掌握对于半导体器件的制造至关重要。
随着半导体工艺的不断发展，光刻机的工作原理也在不断演进和完善，以满足对器件制造精度和性能要求的不断提升。
希望通过本文的介绍，读者能够对光刻机的工作原理有一个更深入的理解，为半导体制造技术的发展贡献自己的一份力量。
nikon光刻机
nikon光刻机光刻机就是一台大照相机，带光刻胶的wafer就是底片，reticle 上的图形就是风景，光源（汞灯或者激光）就是太阳光，当快门打开，光投射到reticle上，经过镜头的投射，就在wafer上成像了。
和照相机不一样，每个风景只要拍一次就好了，reticle上的图形要拍很多次，要把整个wafer布满才算曝光结束。
从我熟悉的nikon光刻机说起：NIKON曾经是半导体行业的光刻之王，全世界80%的stepper都是nikon的，但是光刻机并不是日本人最先发明的，最早的大概是美国的GCA了，NIKON顶多算是GCA 儿子。
日本人是比较精明，他们买了一台GCA，把它拆开来仔细研究，在GCA的基础上进行了改进，再加上自己的优势->镜头（NIKON本来是军工企业，给小日本做潜艇望远镜的），推出了G4 （G4是我所知道的最老的型号的NIKON stepper了，不知道有没有G1-G3，如果有，我相信保有量也不是特别大，应该不是特别成熟）。
紧接着G6, G7和G8的推出，把NIKON推入到巅峰时刻。
那个时候全世界只知道NIKON，ASML和Canon 那时候根本不是对手。
可以说在stepper 上，NIKON是最大的赢家。
随着技术的推进，stepper 已经跟不上时代的发展，大家开始往scanner上发展了，随着ASML推出创新的TWINSCAN，靠着产能的优势，一举打败了nikon，夺走了光刻机老大的地位，而且从那以后，NIKON一直没能翻身，市场被一点点蚕食，再也没有往日的辉煌了。
聊了一点历史，有些也是道听途说，不过大部分应该是真的，如果哪位兄弟了解得更详细，可以分享出来，让大家长长见识。
CANON没接触过，据说12寸的STEPPER比较有市场，HYNIX用的就是CANON+ASML。
NIKON光刻机的主要组成部分:其实大部分光刻机组成都是一样的，一般分为：照明系（光源+产生均匀光的光路），STAGE（包括RETICLE STAGE和WAFER STAGE)，镜头（这个是光刻机的核心），搬送系（wafer handler+ reticle handler)，alignment （WGA, LSA,FIA)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Nikon光刻机对准系统功能原理
投影光刻机对准系统功能原理
1 对准系统简介
对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±0.4μm （正态分布曲线的3σ值）。
因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。
由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描±44μm，所以硅片被传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，以便满足精细对准的捕捉范围。
注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。
PAS2500/10投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单元。
这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。
1.1 对准系统的光学结构和功能
由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。
在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633nm的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。
然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。
在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个Q-CELL光电检测器上。
此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，Q-CELL光电检测器将对硅片的标记的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与掩膜版标记图象在Q-CELL的显示比例。
硅片上的对准标记如图2所示，标记分为四个象限，每个象限有8μm或8.8μm的对准条，其中有两个象限的对准条用来对准X向，另外两个象限用来对准Y向。
而Q-CELL光电检测器的每一个单元对应标记的一个象限，当在Q-CELL检测器的每一个单元中，两个极化方向的标记图象的能量都相等的时候，就表明硅片与掩膜版的标记完全对准了。
从图1中可以看到对准光束在经过对准单元的时候被分成了两束，一束激光将通过调制器到达Q-CELL光电检测器，而另一束激光则以视频的形式反馈到操作台。
通过操作台上的视频监视器可以直观的看到标记的移动和对准不同标记时位置的相对变化。
虽然是两个不同极化方向的硅片标记与掩膜版标记同时对准，但是由于它们是同步的，彼此之间几乎看不到有何不同，所以只有一个极化图象被显示。
1.2 对准系统的电路部分
对准系统的电路部分主要的功能是：
1、产生一个信号去驱动光学调制器。
2、处理Q-CELL光电检测器产生的信号。
光学调制器的驱动：该调制器信号要求频率为50Hz的正弦信号，其振幅要求能满足对最大的Q-CELL检测信号起调制作用。
Q-CELL检测信号的处理：在对准的时候，工件台将首先沿X轴向缓慢地带动E-CHUCK上的硅片移动，进行X轴向对准，当硅片标记上X向光栅与对应的掩膜版上X向光栅对准时，将产生一个对准电信号，该信号以中断信号的形式输入计算机，X向对准的两个象限光栅都将产生其各自的中断信号。
当产生中断信号的同时，计算机将记录下此时工件台的位置。
在X向对准的时候，一个标记中两个象限的光栅同时参与，在每个象限中光栅条纹之间的间距是一个恒定的常数，但是这两个象限的光栅条纹间距并不相同，如图2所示。
在对准扫描的过程中，每一个象限中的每一条光栅条纹都将会产生各自的一个中断信号，由于两个象限的光栅条纹间距不同，所以在扫描的时候只能有一个点将同时产生两个中断信号，而这个点就是在X
向硅片对掩膜版的位置。
实际上，硅片和掩膜版之间一般都存在一个角度，因此同时产生中断信号的概率几乎为零，但是计算机可以通过对这些中断信号的比较筛选，计算机最佳对准点。
一旦X向对准完成后，系统将进行Y向对准，Y向对准与X向对准几乎一样，只是Y向对准的时候工件台带动E-CHUCK上的硅片沿Y向移动，对准系统是利用另外两个象限的光栅。
1.3 对准系统的气动部分
在对准系统中，气动部分主要用来控制对准激光的快门，当对准系统不工作的时候，快门将阻断对准激光，两束激光的快门是同步执行的。
1.4 对准系统的软件部分
对准系统中一般由五个对准程序组成，系统可随时任选其中一个执行。
这五个程序分别是：零层对准、整体对准、硅片对准、掩膜对准和辅助对准。
在对准的过程中，除了在沿X向和Y向扫描外，还必须完成旋转角度θ的调整。
但是对于转角θ的调整根据投影光刻机的版本有一定的区别，比如，大多数PAS2500/10投影光刻机对准转角θ是靠对准程序去旋转掩膜版完成。
而PAS2500/40型和部分PAS2500/10型投影光刻机的掩膜台没有旋转功能，对准系统程序在进行硅片坐标扫描后，将坐标量反馈到主程序，主程序将计算出硅片的坐标与系统机器坐标之间的偏移量，计算出两个坐标之间的偏移量将由工件台自动旋转进行转角θ的修正。
零层对准完全没有作过曝光工艺的硅片需要曝光时，由于在硅片上没有标记，因此系统需要将掩膜版与曝光台上的基准标记（fiducial）进行对准。
在工件台上有三套基准标记（fiducial），每套标记中又包含有五个对准标记，实际上，系统一般选择其中的第一套基准标记进行对准，而第二套基准标记是备份，第三套基准标记一般用在聚焦系统中。
整体对准（WGA）换掩膜版和换硅片后，也就是掩膜版和硅片都更换时需要进行的对准。
硅片对准（LSA）只有硅片更换后需要完成的对准。
掩膜对准更换掩膜版后需要的对准。
辅助对准同一片硅片需要在不同型号的投影光刻机上曝光需要的时候。
辅助对准标记比主对准标记小，而且它分布于曝光视场的划片道内。
如果每一层曝光都在PAS2500/10投影光刻机上完成，这种对准就完全不需要；当硅片的某一层或某些层需要用其它版本类型的光刻机曝光时，辅助对准才需要。
对准程序流程
除辅助对准外，每一个对准程序的执行流程一般是：
A、将设置掩膜台到零位置。
B、执行XYXY对准的扫描，即X向和Y向的两次扫描。
C、计算掩膜版的旋转角度。
D、计算系统的放大倍率（因为硅片可能有膨胀变形）。
E、修正掩膜版的旋转角度。
F、修正掩膜版的高度，调整放大倍率，补偿硅片的膨胀变化。
G、返回到B步，进行X向和Y向的扫描。
H、继续执行C～F步。
2 对准光学
对准光学能从±44μm范围内，将硅片标记与掩膜版标记的对准精度提高到±0.04μm（正态分布曲线的3σ值），对准系统的光学部件分布如图3所示。
2.1 双对准系统
在投影透镜上的所有光学单元都是两套，如照明单元、双折射单元和对准单元。
掩膜版上的对准标记也是两个，一个对准光路使用一个掩膜版对准标记。
但是硅片上的一个标记将先后分别要对准掩膜版上的两个标记，它将由此来计算投影透镜的放大倍率和掩膜版的旋转角度，同样，靠对准硅片的另一个标记可以
计算出硅片的旋转和膨胀。
另外，两条对准光路的各结构部件和其功能完全相同。
2.2 对准标记
掩膜版与硅片的对准是运用在套刻的过程中，将硅片表面的标记发射到掩膜版上，如图4所示。
硅片标记由四个象限的光栅条构成，每个象限的光栅明暗条周期分别是16μm或17.6μm。
但是在对准的过程中，只选择了硅片标记反射的一阶衍射光，由于硅片表面上的标记光栅条为8μm或8.8μm，而投影透镜的放大倍率为5倍，因此，对准反射光经过投影透镜后，对准标记图形光栅条为40μm或44μm，所以掩膜版上的标记图形光栅条也是40μm或44μm。
标记采用游标原理，可以增加对准时的捕捉范围，即从±4μm到±44μm，而且对准精度不会超过±0.04μm （正态分布的3σ值），如果不采用游标原理，对准的捕捉范围将缩小，并且假如硅片标记漂移超过4μm 以后，对准系统的时候只依靠8μm的图形光栅条就将无法完成对准。
在对准游标系统中，X向和Y向分别各有两个图形光栅条，其中一个图形光栅条的宽度为：硅片上的标记图形光栅条为8μm，对应该方向上的掩膜版标记图形光栅条为40μm；另一个图形光栅条比前一个宽10%，即硅片上标记图形光栅条为8.8μm，对应该方向上掩膜版标记图形光栅条为44μm。
在游标标记的对准过程中，假如8μm和8.8μm的光栅条与掩膜版的光栅条都完全对准后，系统将认为对准完成。
但是，假如硅片标记漂移了8μm的整数倍距离，那么在16μm的光栅条显示零误差时，而17.6μm的光栅条则会出现(8N/10)的偏移误差。
因此，只有间隔88μm 的地方，8μm和8.8μm的光栅条在与掩膜版对准的时候才会出现完全对准。