针对光刻对准中双光栅产生的具有多频率的干涉条纹，提出了一种基于二维解析小波变换进行条纹分析的方法。该方法首先通过二维小波变换的多尺度对条纹的多频率进行分析，并通过解析小波基函数将条纹的幅度与相位进行分离，最终通过二维小波脊方法提取出与偏移量相关的相位。在相位提取的同时通过二维小波脊所处点的角度分布来移除封闭条纹处理中常见的相位符号不确定性。数值模拟与实验验证了该方法的可行性并与传统的基于频域的相位分析方法进行了对比分析。结果表明，该方法能在获得所需相位信息的同时较好地滤除掉由光路抖动引起的噪声，具有很强的适应性。