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一、研究背景
目前正沿着UV-DUV-EUV的技术路线快速发展的光刻技术，在一定程度上满足了微纳器件的特征尺度进一步缩小的要求。然而，由于产品个性化、小批量和更新周期变短所导致的掩模费用占总成本比例不断飞升的困难开始困扰着半导体行业。此外，当今科学技术发展的一个重要标志是进入了纳米时代，纳米器件的有序构造绝大多数均需利用模板进行制备（传统半导体工业需要模板，再进行光刻）。微纳加工是产品微型化、高通量和高速的重要手段，也需要模板。所以既可以制作模板，又能直接光刻的无掩膜光刻技术无疑具有广泛的市场前景，特别在产品个性化、小批量试制和更新周期变短的情况下，其成本优势更加明显。
纳米无掩模光刻机系统是在科学院仪器研发项目，国家基金委重大研究计划和科技部863项目的支持下开展的研究，制备成功的样机系统于2009年初已通过同行专家的验收鉴定，设备经近一年运转，显示了很好的稳定性和高的费效比。
这套系统，在计算机的控制下可直接在光或热阻薄膜材料上形成数十纳米级任意形状的纳米构造，可获得导体，半导体和绝缘体的相应构造，可在制造纳米电极和纳米电路、生物医疗纳米器件、超大规模电路的纳米特征尺度掩膜等领域获得广泛应用。纳米无掩模光刻技术迎合了微纳器件制造的发展趋势，能克服目前的光刻技术由于掩模成本不断增加所带来的困难。
二、成果特点
1、克服了诸多技术难题，掌握了纳米光刻机系统的关键技术，成功地研制了一台拥有全部自主知识产权性样机，共申请国家专利10项，国际PCT专利意项；
2、提供了一种既可以制备掩模又可以直写的全自动控制的激光光刻机，具有设备简单、技术环境要求不高、超高加工分辨率（100纳米以下）、性价比高等特点，既适用于实验室科学研究，又可用于微电子和半导体工业生产，有很强的应用前景；
3、本研究中的受体材料涉及金属、有机材料、半导体材料，可直接制作导体、半导体和绝缘体的纳米构造；
4、无掩膜光刻技术涉及材料、材料与光的作用；涉及激光技术、光电技术；涉及微位移技术、自动控制等诸多领域，是一个多学科交叉的产物。
三、应用前景
无掩模纳米光刻机一种新型的纳米加工技术设备，在微纳加工领域及纳米器件前沿研究领域有较大的发展前景和重要应用，可用于制备约为E-Beam成本1/1000的低价掩模；可直接在导体、半导体、绝缘体上刻制任意纳米结构，制作用于半导体、微电子、传感器的纳米结构；可用于纳米尺度图像存储、防伪等领域；可制作高质量的灰度掩模，进而获得立体浮雕纳米构造、微光学元件。该设备是推动下一代全干大规模集成电路制造工艺实现的一个有机组成部分。
四、潜在的用户包括：
1、科研单位和高校：目前建有纳米研究单元的科研单位和高校已有100多家。为了研究结构与器件性能间的关系，科研单位需要不断地改变结构，优化结构，如果使用常规模板制备工艺，成本昂贵。如果还需光刻，成本更高，且制备工期过长。所以成本低廉、时间周期短的无掩模纳米光刻技术是受欢迎的。
2、半导体微电子生产企业：该设备主要可用于在半导体产品成熟前，小批量产品试制和以研发新产品为主的企业生产小批量新产品等。
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