随着摩尔定律的不断延续,半导体芯片的集成度越来越高,单位面积内的晶体管数量也越来越多,随之而来的就是线宽的不断减小,这也就对半导体光刻设备的解析度和套刻精度的要求越来越高。为了满足这些要求,光刻机由最开始的步进式光刻机发展到步进扫描式光刻机,再到当前市场主流的浸润式光刻机,解析度由最开始的微米级发展到纳米级,套刻精度也由最初的几微米发展到目前最新为2.5纳米套刻精度的光刻机。与此同时,由于精度的不断提高,对光刻机内部各部分运动的同步性要求就越来越高,业内提出了同期精度这个用来评价光刻机各部分运动同步性的指标,相关理论与评价方法受到广泛研究。由此本文将尼康NSR-S204扫描光刻机作为对象,研究机台的同期精度测量评估及同期精度控制方法。本文阐述了扫描光刻机的曝光系统、坐标系统、动态曝光操作方式、同步控制技术等基本结构和原理,在此基础上进一步分析了同期精度概念和评价方法。将这些理论和方法用于尼康NSR-S204扫描光刻机,对设备的误差值、平均值、移动标准差、快速傅立叶变换等关键参数的采集和分析,实现了同期精度的快速评估。进一步的,针对工程项目中出现的同期精度评估不合格情况,结合设备故障现象,通过抓取的数据分析出问题所在,逐步排除故障问题点,然后发现问题源头所在,并通过对比发现所有NSR-S204机台都存在相同隐患,最后制定了光刻机改造方案并加以实施。改造后的光刻机经用户测试和现场实际使用,结果表明,本次改造非常成功,从根本上消除了类似同期精度问题的再次发生,减少了停机时间的同时,也给客户带来了丰厚的收益。