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无掩膜光刻机依靠数字图形直写完成曝光，无需制作实体掩模版，在小批量微纳结构加工中具备突出优势，但在大尺寸基底加工时容易出现图形拼接偏差，直接影响器件良率。拼接偏差主要表现为相邻曝光子场之间出现线条错位、重叠、缝隙、台阶状轮廓缺陷，在阵列结构、长直导线、大面积微流控结构加工时缺陷会更加明显。

造成拼接偏差的诱因分为机械、光学与软件算法三类。机械层面，承载样品的位移平台运动存在定位误差、回程间隙，平台在连续移动过程中产生微小热漂移，基底本身存在翘曲，会导致不同曝光区域的基准坐标发生偏移。光学层面，投影镜头存在固有畸变，不同视场下成像放大率不一致，每个子场边缘图形会产生形变，拼接处误差被放大。软件层面，图形分割、坐标映射算法没有针对基底形变做补偿，子场曝光起始位置匹配精度不足，也会造成拼接痕迹。环境温度波动会加剧平台热胀冷缩，哪怕零点几摄氏度的变化，长时间曝光后累积误差就会达到微米级别。

改善拼接偏差需要从多维度协同优化。首先做好设备定期校准，使用标准校准片对各子场的放大倍率、旋转、偏移参数标定，保存校正参数文件，每次大面积加工前复校。其次开启平台运动补偿功能，对位移台回程误差、热漂移建立数学模型，实时修正曝光坐标。针对镜头畸变，可提前测量全视场畸变分布，在原始设计图形上预先做反向数字预畸变，抵消光学成像带来的形变。基底处理环节，选用平整度更高的基材，使用真空吸附方式固定，减少基底翘曲带来的高度变化。加工环境需要控制温湿度，减少气流扰动，曝光过程中预留稳定等待时间，降低热漂移影响。同时优化图形分割策略，将拼接缝设置在非关键区域，降低缺陷对功能结构的影响。在批量工艺前，先制作拼接测试版，测量拼接误差，迭代修正参数，将拼接偏差控制在工艺允许范围。