無掩膜光刻機采用數字光調制方式，依靠紫外光源、勻光組件與投影鏡頭，將調制后的光斑投射到光刻膠表面，曝光劑量直接決定圖形的線寬、側壁形貌。實際加工中經常出現同一塊基板上，不同位置圖形線寬差異明顯，同一根線條中間與兩端尺寸不一致，根源大多來自曝光光斑均勻性不足，也是影響工藝重復性的關鍵因素。

理想狀態下，照射到 DMD 微鏡陣列的光場強度分布均勻，基板上每個位置接收到的曝光劑量保持一致。但實際光源輸出多為高斯分布，中心光強大、邊緣偏弱，即便配置勻光組件，隨著設備使用，光學元件會逐步衰減。一方面，光源本身存在功率漂移，紫外 LED 或者激光器隨工作時長增加，發光強度出現衰減，不同區域光強分布發生改變；另一方面，光路中的窗口鏡片、勻光棒、投影鏡頭表面沾染光刻膠揮發物、灰塵，會造成局部透光率下降，光場出現明暗斑塊，直接導致基板不同位置曝光劑量不均衡。

當光斑均勻性變差，曝光區域中心位置光刻膠接收劑量偏高，容易發生過曝，線條寬度偏大；而視場邊緣光強不足，曝光劑量不夠，出現欠曝，顯影之后圖形收縮、斷線。尤其對于靈敏度窗口窄的光刻膠，這種現象會被進一步放大，哪怕很小的光強波動，都會帶來明顯的線寬變化。除此之外，基板表面不平整、光刻膠旋涂厚度波動，會疊加光場不均勻的影響，讓線寬偏差更加難以判斷，很多時候容易誤判為光刻膠工藝問題，忽略光路故障。

改善光斑均勻性，首要工作是定期檢查光路，清潔光學窗口、鏡頭表面污染物，操作時嚴格遵循規范，避免劃傷光學鍍膜。定時監測光源輸出功率，記錄光場分布數據，當均勻度指標下降到閾值以下，重新做勻光校準，必要時評估光源老化狀態。在工藝調試階段，針對當前光場分布，使用軟件做曝光劑量補償，對視場邊緣區域適當提升曝光時間，抵消光強衰減帶來的影響。

同時要控制環境溫度，溫度變化會改變光學元件折射率，間接破壞光場均勻性。正式加工前，可先在空白基板上做光場均勻性測試，獲取不同位置的線寬數據，建立劑量修正模型。保持光路維護與光源狀態監測，才能穩定控制線寬一致性，保障微納器件的加工良率。