韩国KIMM开发R2R数字光刻系统，实现柔性基板连续高精度图案化

韩国科研机构开发出一套可对柔性基板进行连续图案化加工的数字光刻系统。该系统将无掩模数字光刻技术与卷对卷（R2R）制造工艺相结合，无需传统光掩模即可生成图案。通过实时补偿基板变形，并摆脱传统系统固定载物台的限制以实现连续加工，该技术有望为下一代柔性电子器件的量产铺平道路。

KIMM纳米融合制造研究部的研究团队。（左图为张元锡博士）

韩国机械与材料研究院（KIMM，院长柳锡铉）纳米融合制造研究本部长张元锡博士所率领的研究团队，开发出一种可实时调整曝光图案的数字光刻扫描仪，并将其集成至R2R制造系统中，用于柔性基板的连续图案化加工。该系统将基于数字微镜器件（DMD）的曝光技术与超精密运动控制相结合，能够实时补偿基板变形和位置误差。

KIMM开发的R2R数字光刻系统采用基于DMD的数字曝光技术，选择性地将紫外线（UV）投射到基板的目标区域。为支持连续R2R运行，研究团队开发了专用曝光模块和超精密基材输送控制系统，实现了低于10μm的线宽。在连续基材输送过程中，系统利用基于视觉的测量实时调整投影图案，以补偿基材位置误差和变形。

传统的数字光刻系统采用扫描载物台平台，因此可图案化区域受限于载物台尺寸。此外，柔性基板在加工过程中常需临时附着于载体基板上，加工完成后再分离，这会降低生产率并增加缺陷风险。相比之下，新开发的系统采用线束曝光方式，在柔性基板经过旋转辊时对其进行连续图案化。系统利用基于视觉的测量，实时补偿基板变形和位置误差，从而在运动的基材上实现超高精度的图案形成。

该技术无需传统光掩模，可通过软件控制生成和修改图案，既缩短了掩模制造时间，也降低了成本，从而提升了生产效率。由于柔性基板无需附着于载体基板即可连续传输和图案化，该系统支持在长尺寸基板上进行大面积连续制造。该技术有望提高下一代柔性电子产品的生产效率，并为相关行业建立新的制造范式。

这一成果将半导体制造中使用的光刻技术，通过无掩模数字曝光方式应用于R2R工艺，展示了该系统作为柔性电子器件下一代生产平台的潜力。凭借其高分辨率图案化能力和实时基板变形补偿技术，在“2026年R2R美国会议暨展览会”上，该技术入围了“年度技术”奖最终评选。

KIMM纳米融合制造研究本部长张元锡博士强调：“R2R数字光刻系统是实现柔性电子器件量产的关键平台技术。我们预计它将被广泛应用于柔性印刷电路板、高分辨率柔性电子器件以及半导体封装等领域。”他补充道：“该技术还可应用于辊面图案化的数字曝光工艺，进一步拓宽其工业应用范围。”

该技术通过KIMM机构研究项目“基于实时补偿的卷对卷图案化设备核心技术开发”研发而成。研究团队已在SCIE收录期刊上发表论文25篇，包括2026年发表于《国际光机电一体化杂志》（International Journal of Optomechatronics）的《基于DMD的自适应光刻系统用于实时基板变形补偿 DMD-based adaptive lithography system for real-time substrate deformation compensation》（https://doi.org/10.1080/15599612.2026.2635849）。团队还提交了9项国际专利申请和12项国内专利申请。截至目前，国际申请中已有1项、国内申请中已有12项获得专利授权。团队累计实现技术转让收益达3.2亿韩元（约合21.2万美元）。