无掩模光刻技术是光刻技术重要的发展方向之一,在制作掩模图形过程中,不需要制作昂贵的光掩模,只需通过计算机生成相应的掩模图形,特别适用于复杂图形的制备,是最近几年研究的热点。本文基于数字化无掩模曝光技术,设计开发了一套基于DMD的数字无掩模光刻系统。使用DMD作为空间光调制器生成数字化掩模图形,大大降低并简化了光刻过程。该技术具有灵活、快速、低成本等特点,与其他光刻技术相比具有明显的优势。本文研究内容如下:首先,确定DMD光刻系统总体框架,阐述了系统工作原理,系统共有四部分组成:LED照明系统、掩模生成、成像系统、自动姿态调节系统。并对系统各个部分进行分析和设计。我们用ZEMAX软件协助设计开发一套紫外LED照明系统,其匀光性可达90%以上;另外也设计开发了一套同轴自动调平调焦检测系统,大大增加了基片姿态调节的精准度。其次,在了解光学机械设计和光学校准方法基本知识的基础上,对光刻系统各个部件进行装调。我们将本套DMD无掩模投影光刻系统应用在液晶光取向方向,对装调好的系统进行多次曝光测试以确定系统最佳工作参数,成功实现了任意图形的液晶相位图案制备可以实现最小特征线宽2 μm的稳定结构。同时,基于此系统利用高精度六轴工件台可实现的大面积拼接技术,拼接误差低于2μm。最后主要从光路系统、成像系统以及装调过程对系统进行误差分析。