无掩膜光刻机属于微纳加工领域的曝光装备，区别于传统需要实体掩膜的光刻设备，
无掩膜光刻机依托数字微镜器件生成虚拟掩膜，将数字设计图样直接投影到涂覆光刻胶的基片表面完成曝光，不需要制版工序，适合科研原型快速迭代开发。杭州玉之泉精密仪器有限公司推出的国产桌面型无掩膜光刻机UVD，整机结构紧凑，面向MEMS、光子器件、量子计算芯片、各类传感器等前沿方向，完成样品原型试制工作，给科研实验室提供硬件方案。
无掩膜光刻机整套工作流程，首先完成基片预处理，基片经过清洗，旋涂光刻胶，执行前烘工艺之后，放置在设备样品台，通过真空吸附或者其他方式完成固定。操作人员把设计好的图形文件导入系统，设备软件完成图形解析处理，将图像信息下发至数字微镜芯片，紫外光源光束经过匀光之后照射微镜阵列，各个微镜单元按照图样完成偏转，将对应图形光束经过物镜投影，聚焦到光刻胶表面完成曝光。曝光完成取出基片，再进行后烘、显影等后续工序，就完成整套光刻图形转移。当需要大面积加工的时候，依靠样品位移台步进移动，配合图形拼接算法，实现超过单镜头视场的大面积图形曝光，拼接质量会直接影响大面积样品成型效果，设备视觉对位系统用于保障多层曝光的套刻效果，处理多层叠加结构的器件制备工作。
无掩膜光刻机配备多款物镜，不同倍率物镜带来不一样的加工能力。高倍率物镜可以得到更小的最小特征尺寸，但是单次曝光视场范围小，单位时间加工面积有限；低倍率物镜写入速度更快，单次覆盖更大加工视场，对应的最小特征尺寸会变大。科研人员开展项目时，要综合考量自身样品对于线条精细程度、加工效率两方面的诉求，挑选合适物镜开展加工。设备不光可以导入外部设计好的GDS、DXF、图片格式文件，还支持在线绘图，操作人员可以直接在样品实时成像画面上绘制图形，马上执行曝光，方便快速验证简易构想；同时开放脚本接口，支持编写程序实现自动化的加工流程，适配部分重复性的实验工作。设备具备1024级灰度曝光能力，可以加工出高度渐变的二点五维浮雕微结构，不局限二元的凹凸图形，拓展器件设计空间。
无掩膜光刻机对于实验室环境有相应条件，实验室内部需要黄光照明，规避环境紫外光线造成光刻胶提前感光，洁净等级建议万级，环境温度稳定维持21摄氏度上下，湿度控制在50‑70%，不允许出现冷凝现象。设备供电按照参数配置，部分夹具功能需要压缩空气供给，前期场地规划要核对气源情况。设备主机重量两百五十千克，摆放位置地面需要有对应的承重能力。
在日常使用无掩膜光刻机的时候，基础维护工作不可忽视。上机加工前后检查样品台，及时清理滴落、干涸的光刻胶残渣，避免污染后续基片。光学窗口做好防护，禁止直接触碰物镜镜片，防止灰尘、光刻胶挥发物附着改变光束质量。定期开展系统校准，校验自动对焦功能、视觉对位套刻精度，检查运动平台运行有无卡顿异响。操作人员要做好基片清洗，光刻胶旋涂烘烤等前处理，很多图形缺陷来源于基片污渍或者光刻胶工艺不当。当加工样品出现线条畸变、套刻错位等情况，需要从环境振动、温度漂移、对焦状态、曝光剂量几个方向排查问题。无掩膜光刻机省去掩膜制版环节，缩短原型迭代周期，在各类新型微纳器件前期原理验证工作当中，可以完成多版本样品快速试制，助力科研项目推进。
