无掩膜光刻技术是光刻技术重要的发展方向之一,在制作图案的过程中,不需要修改昂贵的光掩膜,只需修改计算机中的数据,特别适合单件小批、产品试制、实验研究等,是最近几年研究的热点。本文将新兴的紫外LED发光技术与光纤技术相结合,提出了基于紫外LED和光纤的无掩膜光刻系统,具有微型化、低成本、结构简单等优点,具有重要的研究意义。本文在分析各种无掩膜光刻技术的基础上,提出紫外LED光纤光刻技术,分析了紫外LED作为光刻光源的优势,进行了光源设计、光刻系统光学设计、扫描系统设计等,在光学设计时考虑了光源相干性,引入了部分相干光理论,所有光路均采用单透镜实现,使结构达到了最简化,最后进行了光刻实验。本文的主要工作内容如下:①根据大功率紫外LED的驱动、热学特点和光刻系统的要求,设计了LED驱动电路和的亮度控制电路,设计加工了散热装置。②根据大功率LED的光学特性,设计了准直光路,根据准直光束的性质,设计了光纤耦合光路。设计了聚焦光路,采用部分相干光理论,分析了聚焦结果。从理论上,详细推导了双光纤离焦量探测公式,并讨论了调焦搜索方法。③对扫描系统进行了设计,重点对扫描机构的导轨、主轴等关键部件进行了选择,确定了总体的扫描方案,设计了扫描电机的驱动控制电路。④进行了光刻加工的实验研究,在曝光、显影等工艺之后成功地制作出50μm的微孔点列,得到一种使微孔连通的加工方法,并对实验结果进行了分析讨论。