無(wú)掩膜光刻機(jī)是新一代數(shù)字化微納圖形加工設(shè)備，完全摒棄傳統(tǒng)光刻機(jī)依賴實(shí)體掩模版曝光的工作模式，依靠光學(xué)調(diào)制系統(tǒng)、高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、智能圖像算法協(xié)同工作，直接將設(shè)計(jì)版圖投射至光刻膠表面完成圖形轉(zhuǎn)移。不同品牌型號(hào)設(shè)備的光源波長(zhǎng)、微鏡陣列精度、物鏡數(shù)值孔徑、掃描控制參數(shù)不同，分辨率、對(duì)焦穩(wěn)定性、拼接精度存在明顯差異，也是設(shè)備精度層級(jí)區(qū)分的核心來(lái)源。

設(shè)備主流成像核心采用DMD數(shù)字微鏡調(diào)制技術(shù)，整套曝光機(jī)制具備高度數(shù)字化特性。設(shè)備紫外光源輸出均勻平行光束，穩(wěn)定覆蓋曝光視場(chǎng)范圍，光線入射至數(shù)字微鏡芯片后，由數(shù)十萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)片獨(dú)立微鏡單元完成光路切換。系統(tǒng)讀取工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)版圖文件，通過(guò)實(shí)時(shí)電信號(hào)控制每一片微鏡的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)，需要曝光的區(qū)域微鏡導(dǎo)通光路，將光束反射進(jìn)入投影物鏡；非圖形區(qū)域微鏡偏轉(zhuǎn)至消光位置，光線被攔截吸收，無(wú)需任何物理掩膜即可實(shí)時(shí)生成動(dòng)態(tài)曝光圖案。

投影物鏡對(duì)動(dòng)態(tài)生成的微納圖形進(jìn)行高精度縮束與對(duì)焦，將像素級(jí)圖形精準(zhǔn)聚焦在基底光刻膠表層，形成清晰的曝光區(qū)域。針對(duì)大面積基板、整片晶圓、大幅面薄膜基底，設(shè)備依靠精密位移系統(tǒng)完成分區(qū)掃描與無(wú)縫拼接，通過(guò)高速運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法消除運(yùn)動(dòng)誤差，實(shí)現(xiàn)大尺寸全域完整圖形成型。部分高端機(jī)型搭載灰度曝光技術(shù)，可獨(dú)立調(diào)控每一處像素的曝光能量，不再局限于單純的明暗二元曝光，能夠?qū)崿F(xiàn)光刻膠梯度固化，直接加工連續(xù)曲面、階梯結(jié)構(gòu)、微透鏡陣列等三維形貌。

設(shè)備配套自動(dòng)對(duì)焦、對(duì)位校正系統(tǒng)保障長(zhǎng)期加工穩(wěn)定性，在基底存在輕微起伏、厚度偏差的工況下，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)修正焦平面位置，保證全程對(duì)焦清晰；多層結(jié)構(gòu)加工時(shí)，可自動(dòng)識(shí)別基底對(duì)位標(biāo)記，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償平移、旋轉(zhuǎn)偏差，實(shí)現(xiàn)高精度套刻。相較于傳統(tǒng)光刻固定掩膜成像模式，無(wú)掩膜光刻的光路結(jié)構(gòu)、信號(hào)調(diào)控方式更加靈活，圖形更改無(wú)需更換硬件，僅需更新軟件版圖即可快速切換加工內(nèi)容，是數(shù)字化微納制造的核心設(shè)備。

除DMD投影式結(jié)構(gòu)外，行業(yè)還存在激光直寫式無(wú)掩膜架構(gòu)，通過(guò)單點(diǎn)聚焦激光逐點(diǎn)掃描成型。兩種技術(shù)路線的成像原理、加工速度、線寬能力、適配場(chǎng)景完全不同，不同品牌型號(hào)設(shè)備的掃描幀率、光束穩(wěn)定性、像素疊加參數(shù)各不相同，在精細(xì)度與加工效率上形成明顯層級(jí)差異，可根據(jù)工業(yè)加工需求靈活匹配選型。