基于DMD（数字微镜器件）的步进式投影和扫描光刻是大面积微结构加工中应用最广泛的两种曝光模式,在实现大面积微结构加工时,相邻视场的曝光图形边界会产生拼接误差,出现刻线交叠、错位等现象,曝光精度严重受限。无论哪种曝光模式,若要在大面积微结构加工中达到高拼接精度,均需对投影系统的缩放倍率、DMD投影图像与二维精密移动平台运动方向的倾角进行准确测试,并根据测试结果对平台的运动做出相应调整,进而实现更高精度的拼接曝光,得到理想的大面积结构。一些研究者也针对倾角和缩放倍率误差进行过分析,相较于缩放倍率,倾角的测试难度更大,目前常见的测试倾角方法有打表工艺、莫尔条纹对准方法和自动化精确对准系统三种,但打表工艺和莫尔条纹对准方法的调整精度受限,全自动化的对准系统又将光刻设备复杂化,且成本太高。而且,针对平台的移动精度限制和单幅投影图案能量分布不均匀等误差造成的影响目前并没有详细的分析和讨论,更没有给出可行性强、适应范围广且准确可靠的测量方案与解决办法。因此,本文在步进式投影光刻原理的基础上,针对基于DMD的无掩膜光刻系统在大面积微结构加工中出现的拼接精度问题做了相关研究,并根据现有解决办法存在的缺陷,提出了相应的新技术进行解决。此方法无需大板面DMD、远距离移动和高精密的测试仪器,避免了复杂的图像处理。其仅需一次测量即可通过得到的误差值进行后续所有拼接误差的校正,具有很好地普适性。具体来说:（1）本文提出了基于二次曝光的测试方法得到造成拼接精度问题的主要误差:倾角大小0.05975°,缩放倍率大小3.60399。并利用这两种量化的误差,采用运动补偿的方法来控制平台运动步距,使对边误差降低至0.15μm左右,对角误差降低至0.5μm以内。而且,针对由于平台运动精度和能量不均匀等因素造成的突变问题进行了模拟分析,采用了基于渐变灰度的图形预处理方法进一步优化了拼接质量,将对边误差和对角误差均降低至0.15μm以内,并通过实验证明了此精度足以满足刻写高质量、大面积的光刻图形。（2）为进一步验证所提出的测试、调整和优化拼接误差方法的实际应用价值,使用AZ50XT光刻厚胶,利用倒置热回流技术加工了面形良好、分布均匀的正方形、六边形和圆形大面积微透镜阵列,掌握了热回流过程对微透镜阵列各工艺参数的影响,为后续优化微透镜阵列,实现理想的发散角和光束整形光斑提供了极具价值的实验参考依据。