這是一個非常精彩的技術轉折點。Perkin-Elmer 的 Micralign 曾經是市場的霸主，但「步進機 (Stepper)」的出現徹底改變了遊戲規則。
1. 誰發明了第一台步進機？
步進機（Stepper）的發明者是美國公司 GCA (Geophysical Corporation of America) 的工程師 Bill (William) McLean。
雖然光學縮小投影的概念早已有之，但 Bill McLean 將精密的高精度工作台（X-Y Table）與縮小投影鏡頭結合，成功研發出第一台具備商業價值的步進機。
2. 第一台步進機何時上市？
第一台商用步進機型號為 GCA DSW 4800（DSW 代表 Direct Step on the Wafer），於 1978 年 正式發表並上市。
3. 步進機為何能取代 Micralign？
雖然 Perkin-Elmer 的 Micralign（基於 Offner 系統）掃描速度極快，但在技術進入 微米（Micron）以下 的領域時，步進機展現了三個決定性的優勢：
A. 縮小投影 (Reduction Ratio)
Micralign: 採用 $1:1$ 投影。這意味著光罩（Mask）上的圖案必須和晶圓上的電路一樣細。當線寬縮小到 $1\mu m$ 以下，製造無缺陷的 $1:1$ 光罩變得異常困難且昂貴。
Stepper: 採用 $5:1$ 或 $10:1$ 的縮小比例。光罩上的圖案可以比晶圓大 5 到 10 倍，這大幅降低了光罩製作的難度，也讓光罩上的微小塵埃在投影後變小，提高了良率。
B. 局部對準 (Local Alignment)
Micralign: 是一次對準整片晶圓（Global Alignment）。但晶圓在加工過程中會因為熱處理而產生微小的「非線性變形」。
Stepper: 會在每一個曝光格位（Die）進行獨立的微調對準。這種「走一步、對一次」的方式，解決了大型晶圓變形造成的對位誤差。
C. 數值孔徑 (Numerical Aperture, NA) 的物理限制
Offner 系統雖然沒有色差，但其環形區域的**數值孔徑（NA）**難以進一步提升。
Stepper 使用的折射式鏡頭組（Refractive Lens）雖然設計極其複雜（需要校正色差），但日本廠商（如 Nikon）成功將鏡頭的 NA 提升到更高水準，直接決定了其**解析度（Resolution）**能超越 Micralign。
4. 日本技術的崛起與逆襲
雖然 Stepper 是美國 GCA 公司發明的，但最終統治市場的卻是日本。
Nikon 的突破： 1980 年，Nikon 發表了 NSR-1010G。Nikon 利用其在相機鏡頭領域累積的玻璃技術，製造出了比 GCA 更穩定、品質更好的投影鏡頭。
可靠性差異： GCA 的機器雖然領先，但故障率高、維修困難。日本廠商（Nikon 和 Canon）則以極高的可靠性與售後服務，在 80 年代中期徹底將美國廠商趕出市場。
總結：市場版圖的轉移
1970s: 美國 Perkin-Elmer（Micralign）統治市場。
1980s: 日本 Nikon/Canon（Stepper）靠著更精密的縮小投影技術與高品質鏡頭取代了美國。
1990s 以後: ASML 興起，結合了掃描（Scan）與步進（Step）的優點，開啟了 Step-and-Scan 的時代。
您想了解為什麼後來 ASML 能在 1990 年代後來居上，打敗當時如日中天的 Nikon 嗎？
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