​托托科技无掩模紫外光刻机

灰度光刻（Grayscale Lithography, GSL）是面向微纳制造、光学器件领域的图形化加工技术。区别于传统二元光刻仅能加工 “有 / 无” 两种状态的台阶结构，灰度光刻通过调控曝光剂量，在光刻胶上生成连续或者阶梯变化的三维形貌，广泛用于微光学元件、微流控芯片、MEMS、生物传感器等场景。

灰度光刻工作原理

灰度光刻依靠调控不同区域曝光强度，使光刻胶显影之后保留不同厚度，以此制备复杂三维微结构。实现路径分为两种：

掩模灰度光刻：借助不同透光率的物理灰度掩模完成曝光调制；

无掩模灰度光刻：直接对光源强度做数字调制，无需实体掩模。

传统光刻仅生成垂直侧壁的台阶结构；灰度光刻单次曝光就可以得到平滑梯度曲面、渐变阶梯类三维形貌。

灰度光刻典型应用案例

案例 1：高精度微透镜阵列制备

微透镜阵列是成像系统、激光光束整形、集成光子器件的核心元器件，传统工艺需要多步工序或者昂贵机械加工。

技术实现：将微透镜三维轮廓转化为灰度图像加载至 DMD，控制每个像素曝光剂量，单次曝光在光刻胶上成型完整微透镜阵列连续三维形貌；光刻胶结构可作为母模，通过倒模复制到 PDMS 等弹性材料，得到凸面微透镜阵列。

效果：制备得到表面光滑的凹面球形微透镜阵列，可快速完成 “设计‑制造‑复制” 流程，压缩微光学元件开发周期与成本。

应用方向：VR/AR 匀光片、摄像模组微透镜阵列等定制化光学元件小批量试制。

案例 2：工艺自动优化，制备 3D 微结构

三维微结构大量应用于 MEMS、微光学、微流控领域；传统灰度光刻依靠反复试错，流程繁琐，精度受限。

技术实现：采用全自动工艺优化工具，结合模拟仿真、优化算法自动输出曝光剂量分布、显影时间，补偿横向溶解带来的侧壁倾斜等非线性工艺偏差。

效果：完成球形微透镜、三角锥体三维样件制备；相比传统查表法，结构高度误差降低约 50%，微透镜关键区域平均误差低至 0.4 µm，获得更锐利尖端、更平整斜面。

应用方向：定制微透镜、微棱镜、微针阵列等三维器件快速原型制造，适配集成光子、生物 MEMS、微传感器研发。

案例 3：专用灰度光刻胶实现高精度 2.5D 微结构制造与复制

2.5D、自由曲面微结构在微光学、MEMS、微流控需求持续增长；二元光刻搭配热回流工艺很难制备高密度、多高度复杂曲面。

技术实现：选用 ma‑P 1200G 专用灰度光刻胶，该材料具备线性剂量‑膜厚响应，膜厚覆盖 500 nm~80 µm，兼容激光直写、灰度掩模曝光；成型后的母模可通过 UV 模塑复制到聚合物材料。

效果：实现纳米台阶、80 µm 深度金字塔、凹面微透镜阵列等多种 2.5D 结构，获得高深宽比微结构，可转印为可实际使用的聚合物微光学器件。

应用方向：衍射光学元件、微透镜、微流道、生物芯片原型开发与小批量复制，服务 MEMS/MOEMS、微光学元件研发。

托托科技无掩模紫外光刻机产品能力

托托科技无掩模版紫外光刻机基于 DMD 空间光调制，实现数字式无掩模灰度光刻。

核心指标：最高加工精度 300 nm，曝光速度最高 1200 mm²/min，支持最高 4096 阶灰度光刻，可快速加工多层次、复杂变化的微观结构。

设备版本：除面向科研的步进式 Academic 版，还提供扫描式高速 Speed 版本，最大支持 4 m² 超大幅面微纳加工。

覆盖领域：二维材料加工、微流控、MEMS 器件、超表面、衍射光学元件 DOE 等微纳器件，兼顾前沿科研与产业化开发需求。

以 DMD 为核心的无掩模灰度光刻，打破传统光刻仅能加工二维台阶的限制，可直接制备三维连续微结构。凭借高设计灵活性、迭代速度快、适配小批量试制的特点，在科研、医疗、微光学、微电子领域拥有广阔应用前景。 托托科技无掩模紫外光刻机将该技术工程落地，既满足实验室原型研发，也支撑产业化开发，面向下一代微光学、可穿戴器件、生物芯片、集成光子电路提供加工解决方案。