光刻技术作为半导体加工领域的核心技术之一,具有高精度、低成本的特点。随着数字微镜器件(DMD,Digital Micromirror Device)的问世,由于其具有灵活、并行和高速等优点,基于DMD的数字光处理技术(DLP,Digital Light Processing)在无掩模光刻机上也得到了广泛的应用。精确度是光刻设备所追求的比较重要的一个目的,基于DMD的步进式投影曝光具有高效率的特点,但是由于需要多次对图像边缘进行拼接,对拼接不准确问题需要进行处理。另外投影镜头由于工艺或者装配原因会造成非线性的畸变,因此必须对镜头进行畸变校正以提高系统的精度。本文根据DMD光刻机的曝光过程中的图像拼接误差和镜头畸变两部分进行相关的数字图像处理技术研究。通过分析步进曝光模式的具体方式,明确了图形拼接是该方式的主要技术难点,分析图像拼接误差的产生原因以及常见的情况,介绍了DMD脉冲灰度调制技术,实现像素值的不同灰度级别。为了解决在拼接时产生的错位和重叠的情况,提出对相邻的每帧图像增加重叠区域,并使用正弦函数作为重叠区域的灰度变化函数,使重叠区域与正常区域能够很好的过度,实现无缝拼接的目的。同时,利用灰度调制技术来削弱因拼接错位造成的拼接处骤然突变的情况,使错位能够平滑过渡,并通过仿真验证。为了提高畸变校正的精确性,提出一种新的投影镜头非测量标定方法。首先确定投影系统的光轴与投影面是垂直的,棋盘标定板与投影图像处于同一平面,之后利用传统相机标定技术求取相机的外部参数,从而可以获取不存在相机透视情况下的投影原图像,以此来减小因相机的透视误差带来的投影误差;然后对还原后的投影棋盘图片进行边缘提取和边缘曲线的直线拟合,并根据Brown畸变模型,在计算拟合距离偏差时对畸变曲线上的每一点距离增加一个权重,距离中心点的距离越远权重越小,以此来构建偏差距离目标函数,另外在只考虑径向畸变的情况下,根据畸变中心点、畸变曲线点和拟合直线理想点三点共线原理,构建另一个约束条件。之后利用模拟退火算法进行多次迭代优化畸变参数。最后通过仿真实验结果对比验证该算法的准确性。文章最后结合实际项目搭建实验平台,利用相机拍摄标定板的图片和相机的参数,进行对投影图像进行还原,然后利用本文提出的基于直线特征的畸变检测算法对还原的投影图像进行畸变校正得到畸变参数,完成标定,使畸变校正误差减小到0.2pixel。通过与其他方法的对比可以显现出该方法具有高精确度的特点,验证了本文提出的这种畸变校正算法的有效性。