随着IC制造业的迅速发展，光刻成像技术不断提高，芯片的特征尺寸也不断的缩小，对套刻精度有了更高的要求。套准精度(Overlay)是现代高精度步进扫描投影光刻机的重要性能指标之一，也是新型光刻技术需要考虑的一个重要部分。套准精度将会严重影响产品的良率和性能。提高光刻机的套准精度，也是决定最小单元尺寸的关键。

简单来讲，套准精度就是微影制程中，当前层与前层之间的叠对精度。如果微影制程的套准精度超过误差容忍度，则层间设计电路可能会因为位移产生断路或短路，从而影响产品良率。

套准误差产生的原因有很多种形式，其中包括平移、旋转、扩张等各种形式（图1），而不同的误差形式都会对曝光位置的偏移量造成不同的影响。

本文将从光刻机的激光干涉仪的调整和控制，来研究光刻机曝光平台的步进精度对套准精度的影响，从而加以改善。

原理分析

现行微影制程所使用的曝光机台主要是由光学投影系统及X-Y曝光平台所构成的，光学投影系统决定了曝光机台对阻剂层的解析极限，而X-Y平台则影响机台对准时的相关参数，进一步影响产品之产能和良率。当前高数值孔径(high NA)与短波长的步进机，已经可以将线宽推进至10nm以下。但伴随而来的问题则是挑战在100nm线宽下的对准极限(3σ=10nm)。在先进曝光机台中，曝光平台的步进准确性、等距性、再现性、旋转补正、倾斜补正等要求，都有明确的规范和检验方式。

曝光平台为一气浮式(Air Bearing)平台，是利用气浮系统和线性马达在X、Y轴和θ-Z轴运动以达到高速、高准确性的晶圆定位和传输。主要包含以下两个系统：驱动系统、定位检测系统。驱动系统由线性马达控制，这些马达由X-Y曝光平台的专属印刷电路板输出电流值，藉以计算由马达驱动平台到特定位置时所移动的距离。定位检测系统由光开关感知器和激光干涉仪组成，光开关感知器以平台驱动到特定位置，会遮断光而判断平台之相对归零位置和极限位置。而激光干涉仪则是以激光光与平台上条状镜组的反射光因光程差生成干涉之条纹来计算平台行进和偏转的实时位置。

氦氖激光以分光器分成3道光，分别导至X轴、Y轴和θ角之激光头，每道光都会跟平台上之条状镜组反射光生成干涉，经由计算可准确得知激光头和平台的相对位置(图2)。图中的分光镜将激光头的光分至3个干涉仪，干涉仪利用入射线与经由条状镜组的光程差的不同而生成干涉，干涉所得的光利用光纤导入PCB版中进行量测和计算。