用于各种材料和材料流的对准系统.pdf

公开了一种用于使工具与连续或不连续材料流中的工件对准的方法和系统。工件可以是材料幅的一部分。成像系统分别在第一和第二时刻捕获工件的第一和第二图像。在第一和第二图像中选择、探测、追踪和/或比较工件的微观天然特征。基于如在第一和第二图像中捕获的特征之间的对应关系、追踪或相对位移，控制与工件的对准。在实施例中，基于由对图像中相关特征或纹理的分析确定的定位信息使工件和工具、通过平版印刷或光刻设备赋予工件的投影图像或图案对准。定位信息科包括定位误差或歪曲指示。

权利要求书
1.  一种使工具对准的方法，所述方法包括：
利用成像系统捕获工件的第一区域内的多个微观天然特征的第一放大图像，所述工件处于用于所述第一图像的第一位置；
利用所述成像系统捕获所述工件的所述第一区域内的所述多个微观天然特征的第二放大图像，在捕获所述第一放大图像与捕获所述第二放大图像之间经过一时间间隔；
确定如在所述第一图像中捕获的所述工件的所述多个微观天然特征以及如在所述第二图像中捕获的所述工件的所述多个微观天然特征之间的对应关系；
确定所述工件关于所述第二图像的定位信息，利用控制器来分析具有所述第一和第二图像之间的所述对应关系的微观天然特征；以及
基于关于所述第二图像确定的定位信息来使所述工件与所述工具对准。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位信息包括所述工件关于所述第二图像的定位误差。

3.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二图像具有比所述第一图像小的放大率。

4.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二图像具有比所述第一图像大的放大率。

5.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像系统包括捕获所述第一图像的第一成像单元和捕获所述第二图像的第二成像单元。

6.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在第一时刻捕获包括所述第一图像在内的所述工件的第一多个放大图像，并在第二时刻捕获包括所述第二图像在内的所述工件的第二多个放大图像。

7.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位信息包括位移误差、转动误差和比例变化中的至少一个。

8.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件的所述定位信息 至少包括所述工件的多个微观天然特征中的第一个微观天然特征的第一定位误差以及所述工件的多个微观天然特征中的第二个微观天然特征的第二定位误差。

9.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述对应关系和确定所述定位信息中的至少一个包括施加与所述第一和第二图像匹配的图案。

10.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件处于用于所述第二图像的所述第一位置。

11.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件处于用于所述第二图像的第二位置。

12.  如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括利用运送机构使所述工件从所述第一位置运动到所述第二位置。

13.  如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括利用具有连续材料流的运送机构使所述工件从所述第一位置通过所述第二位置连续运动到至少第三位置。

14.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工具是平版印刷设备，并且使所述工具和所述工件对准包括使所述工件与通过所述平版印刷设备赋予所述工件的图案对准。

15.  如权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述工件处于用于所述第二图像的第二位置；以及
当将所述图案赋予所述工件时，所述工件处于所述第二位置。

16.  如权利要求14所述的方法，其特征在于，当将所述图案赋予所述工件时，所述工件的至少一部分处于第三位置，所述工件和所述图案基于对所述定位信息的外推来对准，其中所述定位信息如在所述工件的至少一部分处于用于所述第二图像的第二位置的情况下确定。

17.  如权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述工件包括所述第一区域和第二区域；
在所述第一区域处于用于所述第二图像的第二位置的情况下，关于所述工件的所述第一区域确定所述定位信息；以及
基于对所述定位信息的内插将所述图案赋予所述工件的所述第 二区域，所述工件的所述第二区域处于位于所述第一位置和第二位置之间的第四位置。

18.  如权利要求17所述的方法，其特征在于：
所述工件包括具有所述第一区域的第一物件和具有所述第二区域的第二物件；
关于所述第一物件的所述第一区域确定所述定位信息；以及
将所述图案赋予所述第二物件的所述第二区域。

19.  如权利要求14所述的方法，其特征在于，使所述工件与将赋予所述工件的所述图案对准包括调节所述工件的横向定位。

20.  如权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述平版印刷设备是具有将所述图案赋予所述工件的投影光学器件单元的光刻设备；以及
使所述工件与所述图案对准包括利用投影光学器件单元来调节曝光定时，以补偿由所述定位信息指示的定位误差。

21.  如权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述平版印刷设备是具有投影光学器件单元的光刻设备；以及
使所述工件与将赋予所述工件的所述图案对准包括调节所述投影光学器件单元的瞄准。

22.  如权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述平版印刷设备是具有将所述图案赋予所述工件的空间光调制器的光刻设备；以及
使所述工件与所述图案对准包括调节所述光刻设备中的空间光调制器的数据组，以补偿由所述定位信息指示的定位误差。

23.  如权利要求22所述的方法，其特征在于：
所述定位信息指示所述工件的歪曲；以及
调节所述数据组补偿所述工件的歪曲。

24.  一种对准系统，包括：
成像系统，所述成像系统设置成在所述工件处于第一位置的情况下捕获工件的区域的第一图像，并随后捕获所述工件的所述区域的第二图 像；以及
图案识别单元，所述图案识别单元构造成比较所述第一和第二图像中的所述工件的固有微观可见纹理，并由此产生定位信息；
其中，所述对准系统在使工具与所述工件对准时利用所述定位信息。

25.  如权利要求24所述的对准系统，其特征在于，所述工件处于用于所述第二图像的第一位置。

26.  如权利要求25所述的对准系统，其特征在于，在捕获所述第一图像之后，所述工件从所述第一位置移走，并且在捕获所述第二图像之前，将所述工件放回到所述第一位置。

27.  如权利要求25所述的对准系统，其特征在于，所述工件在捕获所述第一图像之后且捕获所述第二图像之前接受附加的处理。

28.  如权利要求24所述的对准系统，其特征在于，所述工件处于用于所述第二图像的第二位置。

29.  如权利要求24所述的对准系统，其特征在于，还包括运送机构。

30.  如权利要求29所述的对准系统，其特征在于，所述运送机构包括自动机械操纵件。

31.  如权利要求29所述的对准系统，其特征在于，所述工件籍由所述运送机构从所述第一位置连续运动通过至少所述第二位置。

32.  如权利要求29所述的对准系统，其特征在于，
所述工件是材料幅的一部分；以及
所述材料幅通过所述运送机构运动。

33.  如权利要求24所述的对准系统，其特征在于，所述成像系统包括用以捕获所述第一图像的第一成像单元和用以捕获所述第二图像的第二成像单元。

34.  如权利要求24所述的对准系统，其特征在于，所述成像系统包括在所述第一位置瞄准以捕获所述第一图像的第一频闪照相机和在所述第二位置瞄准以捕获所述第二图像的第二频闪照相机。

35.  如权利要求24所述的对准系统，其特征在于，所述成像系统包 括至少两个成像单元，所述至少两个成像单元在所述工件处于所述第一位置的情况下捕获所述工件的图像。

36.  如权利要求24所述的对准系统，其特征在于，所述成像系统包括至少两个成像单元，所述至少两个成像单元在所述工件处于所述第二位置的情况下捕获所述工件的图像。

37.  如权利要求24所述的对准系统，其特征在于，所述工具是光刻设备，且从掩模或空间光调制器将图案投影到所述工件上。

说明书用于各种材料和材料流的对准系统
技术领域
本发明的领域总地涉及对准系统，并更具体地涉及平版印刷和基于其它工具的系统的对准。
背景技术
在各种系统和过程中，工具和工件的对准允许利用工具来处理工件。工件和工具的精确对准通常利用对准系统。对准会涉及到移动工件、工具或两者。
可应用对准系统的系统和过程的示例包括平版印刷、光刻、激光蚀刻、印刷电路板掩模、印刷电路板钻孔、柔性电路板制造、微型机加工、精确组装、自动机械、计算机辅助制造和其它印刷和制造任务。
光刻系统需要诸如印刷电路板或半导体晶片之类的工件与诸如投影光学器件之类的光刻设备的精确对准。由于印刷电路板制造和半导体晶片加工会涉及到多层，且各层均有将向基板赋予(impart)的图案，所以在将曝光图像投射到基板上的每个图案化步骤之前使对应的基板与投影光学器件精确地对准。基板和图案没有充分对准会造成图案在基板上未对准，从而通常会由于低可靠性而造成返工、报废零件或现场故障。
已知光刻系统中的精确对准利用有时被称为对准标线的目标对准图案，在掩模步骤中该目标对准图案沉积在基板上。在附加过程中施加后续图案化的各层或在消减过程中进行蚀刻或去除或其组合的后续掩模步骤依赖于精确沉积的目标对准图案，并可添加其它的对准图案。质量控制核查经常包括对多层的如此沉积的目标图案的相对对准的视觉上的或自动化的检查。
在某些过程中会期望在如可在辊子上引导的连续材料幅上进行操作。这种过程的示例包括报纸、杂志、书籍、包装和来自连续卷的纸上的其它 物件的印刷以及诸如柔性印刷电路板之类的柔性基板的印刷。
Brost等人的美国专利第7,650,839号“METHOD FOR REGISTERING PATTERNS ON A WEB（用于使幅片上的图案对准的方法）”描述了一种用于使在第一辊和第二辊上引导的幅片上的图案对准的方法。对施加到幅片上的图案的对准进行测量，并提供误差信号。误差信号用于控制横向和纵向位置误差，以及横向和纵向比例误差。独立的横向和纵向比例控制避免了非线性的歪曲。由两个照相机或其它传感器来监测到由已知的图案化装置施加的图案，已知的图案化装置诸如是喷墨印刷头、平版印刷装置、凸版印刷装置、丝网印刷装置或辐射能束图案化装置。通过改变幅片的温度或幅片的张力来进行比例控制。可将处理硬件的横向位置调节成控制横向位置误差，并且将定时调节成控制纵向位置误差。
Meisburger的美国专利第6,753,947号“LITHOGRAPHY SYSTEM AND METHOD FOR DEVICE MANUFACTURE（光刻系统和用于装置制造的方法）”公开了一种用于光刻系统的连续运动平台。度量装置测量工件平台的位置。对准系统使通过投影镜头投影的掩模图像与工件上之前沉积的掩模图案对准。扭曲的格网最适于多个曝光视场位置，以预计其余曝光视场的位置，并考虑X和Y放大率的变化、歪斜以及X和Y梯形失真。将工件从工件储存单元传送到该平台。使对准标记成像，分析位置并测量偏移。
考虑改进对准系统。特别是，考虑一种改进的对准系统，该对准系统可用于与各种工件或连续材料流有关的各种系统和过程，并可用于使工具与具有较少预处理步骤或所施加的材料的工件对准。
发明内容
一种能用于光刻和平版印刷并与各种工具一起使用的对准系统和方法在使工具对准到工件时利用了工件的微观天然特征。在两个时刻对这些特征成像，并且系统利用来自图像的结果以使工具和工件对准。在两个时刻之间，工件可留在第一位置，从第一位置移走并在储存或进一步处理之后回到第一位置，或者运动到第二位置。在具有连续材料流的实施例中，工件连续运动到第二位置，并经过或通过第二位置。在平版印刷和光刻实施 例中，在工件及其部分位于第一位置、第二位置、第三位置或第四位置的情况下，将图案或曝光图像赋予工件。可利用内插或外推。在对定位误差进行对准校正的情况下，可指示工件的位移、转动、歪曲或其它定位误差。
方法的第一实施例是控制工具与工件的对准的对准方法。在工件位于第一位置的情况下，在第一时刻，由成像系统探测到工件的表面区域的多个微观天然特征。选择多个天然特征中的至少一个。第一时刻和第二时刻之间过去了一段时间。
在第二时刻，成像系统探测到工件的表面区域的多个微观天然特征。在第二时刻，借助控制器追踪选定的至少一个微观天然特征。基于对选定的至少一个微观天然特征的追踪，控制工具与工件的对准。
追踪可包括图案匹配或确定定位信息或定位误差。控制工具与工件的对准可补偿工件的预计定位和工件的确定定位之间的差异。
方法的第二实施例是对准工具的方法。工件包括具有多个微观天然特征的第一区域。利用成像系统捕获多个微观天然特征的第一放大图像。对于第一图像，工件位于第一位置。
在捕获了第一放大图像之后过去一时间间隔，利用成像系统捕获多个微观天然特征的第二放大图像。确定如在第一和第二图像中捕获的工件的多个微观天然特征之间的对应关系。
利用控制器来分析具有第一和第二图像之间的该对应关系的微观天然特征。关于第二图像确定工件的定位信息。基于定位信息，使工件与工具对准。定位信息可包括定位误差、位移误差、转动误差或比例变化。
系统的第一实施例是对准系统。对准系统包括成像系统和图案识别单元。
成像系统设置成在工件位于第一位置的情况下捕获工件的区域的第一图像。成像系统还设置成之后捕获工件的区域的第二图像。
图案识别单元构造成比较第一和第二图像中的工件的固有微观可见纹理。从比较中，图案识别单元产生定位信息。对准系统在使工具与工件对准时利用该定位信息。
系统的第二实施例是用于平版印刷的对准系统。用于平版印刷的对准系统包括第一高分辨率成像单元、第二高分辨率成像单元和控制器。
第一高分辨率成像单元构造成捕获工件的区域的第一图像。对于第一图像，工件位于第一位置。
第二高分辨率成像单元构造成捕获工件的区域的第二图像。在捕获了第一图像之后捕获第二图像。
控制器与第一和第二高分辨率成像单元通信。控制器可连接到平版印刷设备，并构造成引导平版印刷设备和工件的对准。
控制器分析第一和第二图像中的工件的固有微观可见纹理。通过分析图像中的纹理，控制器确定工件关于第二图像的定位误差。响应于确定定位误差，控制器引导平版印刷设备和工件的对准。
系统的第三实施例是光刻系统。光刻系统具有运送机构、机器视觉系统和投影光学器件。
运送机构构造成使材料幅运动。材料幅上的区域从第一位置通过第二位置行进到第三位置。
机器视觉系统构造成使第一位置的区域微观成像。机器视觉系统还构造成使第二位置的区域微观成像，且该区域如由运送机构运动地已行进到第二位置。在各变型中，该区域停在第二位置，或连续行进通过第二位置。
投影光学器件构造成将投影图像放置于材料幅上。在第二位置、第三位置或位于第一和第二位置之间的第四位置将投影图像放置于材料幅上。
如在第一和第二位置成像的材料幅上的区域具有属于该区域的固有微观可见纹理的特征。通过分析如在第一和第二位置处成像的区域内的纹理的相关特征的相对位移，投影光学器件、运送机构和机器图像系统协作，以使投影图像与材料幅上的区域对准。可从对相关特征的相对位移的分析来确定材料幅的歪曲，且应用歪曲映射来校正投影图像。
附图说明
图1是根据本发明的对准系统的立体图。在多个位置处示出了与对准系统相互作用的工件。
图2是在工件处于第一位置的情况下、在第一时刻的工件的区域的第一图像，该图像被图1所示对准系统所捕获。
图3是在图2的第一捕获图像之后的第二时刻如由图1的对准系统捕获的、工件的区域的第二图像的第一示例。该图像示出了已发生了工件的转动。
图4是在图2所示第一捕获图像之后的第二时刻如由图1所示对准系统捕获的、工件的区域的第二图像的第二示例。该图像示出了工件沿向前方向的横向位移。
图5是在图2所示第一捕获图像之后的第二时刻如由图1所示对准系统捕获的、工件的区域的第二图像的第三示例。该图像示出了工件沿侧向的横向位移。
图6是在图2所示第一捕获图像之后的第二时刻如由图1所示对准系统捕获的、工件的区域的第二图像的第四示例。该图像示出了工件沿对角线方向的横向位移。
图7是在图2所示第一捕获图像之后的第二时刻如由图1所示对准系统捕获的、工件的区域的第二图像的第五示例。该图像示出了工件由于膨胀而歪曲。
图8是在图2所示第一捕获图像之后的第二时刻如由图1所示对准系统捕获的、工件的区域的第二图像的第六示例。该图像示出了工件由于收缩而歪曲。
图9是在图2所示第一捕获图像之后的第二时刻如由图1所示对准系统捕获的、工件的区域的第二图像的第七示例。该图像示出了工件由于多种因素而歪曲。
图10是采用平台来移动工件的图1所示对准系统的变型的立体图。
图11是连续材料幅的立体图，该材料幅的一部分是适用于图1所示对准系统或其变型的工件。
图12是适用于图1所示对准系统或其变型的扩展式或两部件式工件的立体图，并且示出了这种系统的一部分。
图13是适用于图1所示对准系统或其变型的成像系统的变型的立体 图。
图14是将曝光图像投影到工件上的光刻设备的立体图。该设备作为与工件对准的工具适用于图1所示对准系统或其变型或与其一起使用。
图15A是适用于图1所示对准系统或其变型的对准方法的流程图。
图15B是适用于图1所示对准系统或其变型以及图15A所示方法的、连续材料流的方法的流程图。
图16A是适用于图1所示对准系统或其变型并且在光刻设备中的另一对准方法的流程图。
图16B是适用于图1所示对准系统或其变型以及图16A所示方法的、连续材料流的方法的流程图。
图17是示出了适用于图1所示对准系统或其变型以及图16A所示方法的、在第一时刻捕获工件的第一图像的动作的立体图。
图18是示出了适用于图1所示对准系统或其变型以及图15A和16A所示方法的、捕获工件的第二图像的动作的立体图。
图19是适用于图1所示对准系统或其变型的并且补偿定位误差或歪曲的空间光调制器的立体图。
具体实施方式
参照图1，根据本发明的对准系统100示出了为应用于具有连续材料流的实施例。对准系统100适于连续或不连续的材料流。对准系统100的各种实施例保持从第一或基准位置连续运动到并第二位置并且通过第二位置不停下的物件、从第一位置运动并停止于第二位置的物件、留在第一位置的物件或为了在其它地方进行储存或进一步处理而从第一位置移走并回到第一位置的物件的对准。对准系统100的实施例可应用到平版印刷术和光刻术，如在印刷、半导体加工和电路板加工和计算机辅助的制造或需要物件对准精度的其它过程中那样。
在对准系统100的各种实施例中，第一和第二位置可对应于系统的不同写入或处理区域。尽管物件处于第一或基准位置，但诸如照相机或扫描仪之类的一个或多个第一高分辨率成像单元中的每个在第一时刻下捕获物 件的特定区域的第一组图像。在第二时刻，诸如在物件处于第一位置或者当物件已移动到第二位置的情况下，一个或多个第二高分辨率成像单元中的每个捕获物件的对应特定区域的第二组图像，该第二组图像与在第一时刻并在第一或基准位置捕获的图像大致对应。例如，当物件移动时，可以采用成组的频闪(strobe)照相机来在对应的第一和第二位置捕获图像。可包括软件、固件和/或硬件的成像分析装置分析在图像中捕获的物件的固有纹理、粒纹、粒度或其它天然特征。将在第一时刻在第一或基准位置处获取的图像与在第二时刻获取的图像相比较，并且确定该物件关于第二图像的定位误差。由此，物件关于第二图像的定位误差是关于捕获第二图像时物件的位置的。定位误差计算可包括位移误差（例如，X/Y定位）、转动误差（例如，角定位）以及由于物件的膨胀或收缩产生的比例变化。定位误差计算可用作点到点的物件运动的伺服控制的基础，并还可用作由系统的写入装置所用的数据的位置转换的基础。物件可以是连续材料幅片的一部分，和/或物件可在中间操作过程中接受处理或者以其它方式操作该物件。
在图1所示的实施例中，对准系统100使工具104与工件102对准。工件102通过运送机构106从由箭头112所指的第一位置通过由箭头116所指的第二位置连续运动到由箭头118所指的至少第三位置。由箭头114所指的第四位置位于第一和第二位置中间。当工件102在第一时刻位于第一位置时，并且当工件在第二时刻处于第二位置时，成像系统110捕获工件的图像。通过利用控制器124来分析捕获图像中可见的工件的微观天然特征，对准系统100得出定位误差信息和/或定位信息，并使工具104与工件102对准。
在各种实施例中，对准系统100是与运送机构106或其变型通信并与工具104通信的独立系统，对准系统100与运送机构106集成并与工具104通信，对准系统100与工具104集成并与运送机构106通信，或者对准系统100、工具104和运送机构106集成为一个系统。通过利用对准系统100，用于与工件102对准的合适工具包括诸如冲压、机加工和基于颜料或墨水的平版印刷术的机械工具，诸如光刻曝光系统的光学工具、激光蚀刻和激光机加工和如可由本领域技术人员规定或设计的其它工具。
通过利用对准系统100，用于与工具104对准的合适工件包括在处理的各个阶段中诸如印刷电路板材料的基板、诸如由纸、卡纸、各种塑料和金属制成的印刷介质，分离的物件以及诸如一卷材料的扩展或连续物件的各部分，各种尺寸和各种比例的材料幅或材料片。尽管工件102在图1中示出为平坦且矩形状，具有其它二维和三维形状的工件也适用于对准系统100。由成像系统110成像的区域可以比图1中所示的区域126大或小，并且可以是规则或不规则成形，并且可以是连续或不连续的。
成像系统110设置成捕获工件102的区域126的第一图像和区域126的第二图像，其中，工件在第一时刻位于第一位置，工件102在第二时刻位于第二位置。在图1所示实施例中，成像系统110具有第一成像单元120，诸如是具有合适的光学器件的高分辨率照相机，该第一成像单元在由箭头112所指的第一位置处瞄准。成像系统110具有第二成像单元122，诸如是具有合适光学器件的高分辨率照相机，该第二成像单元在由箭头116所指的第二位置处瞄准。成像系统110的变型具有在第一位置瞄准的两个或更多个照相机和/或在第二位置瞄准的两个或更多个照相机、一个或多个可重定位的照相机或用于改变或引导照相机视野的反射镜或镜头。照明并未示出，但易于设计。安装硬件并未示出，但易于设计。尽管第一成像单元120和第二成像单元122在图1中示出为具有与工件102正交的视线，但可采用其它安装角度和/或视线。在变型中，第二成像单元122具有比第一成像单元120小或大的放大率，并且以对应更小或更大的放大率来捕获图像。一般来说，较小的放大率用于追踪较大的定位误差，而较大的放大率用于追踪较小的定位误差。易于设计用于成像单元和成像系统的校准技术，且易于将校准数据包含到定位和误差确定中。
图2-9示出了工件102的区域126的各种捕获的图像。图像捕获工件102的固有的微观可见的纹理、粒纹、粒度或其它天然特征，以由对准系统100来分析。通过识别、选择和追踪如在被捕获的图像中可见的天然特征的子集，对准系统100可得出关于工件102的定位信息。定位信息是关于如在对应的捕获时刻在图像中捕获的工件102的区域126的。在工件留在第一位置或被放回第一位置的实施例中，定位信息是关于第一位置的。在 工件从第一位置运动到第二位置的实施例中，定位信息是关于第一位置和第二位置的。易于设计坐标系之间的转换和运动和固定坐标系之间的转换。
在一变型中，可将宏观上可见的纹理、粒纹、粒度或其它天然特征捕获到图像中，并用于进行分析。在其它变型中，微观上或宏观上可见的纹理、粒纹、粒度或其它天然特征可以连同通常沉积的对准目标一起捕获在图像中，并且该组合用于分析精细对准和粗略对准。
如图2中所示，在工件102在第一时刻处于第一位置的情况下如由成像系统110捕获的第一图像200在图像视野内具有工件102的区域126内可见的工件102的多个天然特征。例如，第一天然特征204和第二天然特征206是第一图像200中可见的多个天然特征中的一个。第一图像200关于第一位置和第一种情况建立了工件102的基准定位。
当工件从第一位置行进到第二位置并经过第二位置时，各种因素可作用于工件102。各机构的制造误差、磨损、多个子系统中的机械的对准误差、运送机构106的热膨胀或收缩、建立或维护系统的调节精度等会影响工件102的定位。工件102本身的热膨胀或工件102的由于中间步骤的进一步加工而产生的相对变化还会影响工件的定位。
如图3-9所示，在第二时刻如由成像系统100捕获的那样，第二图像300、400、500、600、700、800和900在图像视野内具有工件102的区域126中可见的工件102的多个天然特征。在工件102从第一位置运动到第二位置的实施例中，假定有从第一位置到第二位置基本上完美地复制成像系统110的特征和能力，在第二位置与工件基本上完美对准的工件102将使第二图像基本上精确地复制第一图像200。然而，如在第二图像的各种示例中可见，在第二图像中作为从第一图像到第二图像的天然特征的相对定位的变化可观察到工件102的定位移动。不是必须要可在第二图像中看到在第一图像200中可看到的所有特征。
参照图3，工件102沿顺时针方向302转动，如在第二图像300的第一示例中工件的天然特征的顺时针转动观察到的那样。如在第二图像300的第一示例中可见，第一天然特征304和第二天然特征306相对于第一图 像200中的对应定位已移位。
参照图4，工件102沿向右方向402（相对于附图定向）转动，如在第二图像400的第二示例中工件的天然特征的向右移动观察到的那样。如在第二图像400的第二示例中可见，第一天然特征404和第二天然特征406相对于第一图像200中的对应定位已移位。
参照图5，工件102沿向下方向502（相对于附图定向）转动，如在第二图像500的第三示例中工件的天然特征的向下平移所观察到的那样。如在第二图像500的第三示例中可见，第一天然特征504和第二天然特征506相对于第一图像200中的对应定位已移位。
参照图6，工件102沿对角线右下方向502（相对于附图定向）转动，如在第二图像600的第四示例中工件的天然特征的向对角线右下平移所观察到的那样。如在第二图像600的第四示例中可见，第一天然特征604和第二天然特征606相对于第一图像200中的对应定位已移位。
参照图7，工件102沿膨胀方向702非均匀地膨胀，如在第二图像700的第五示例中工件的天然特征扩散开时观察到的那样。如在第二图像700的第五示例中可见，第一天然特征704和第二天然特征706相对于第一图像200中的对应定位已移位。
参照图8，工件102沿收缩方向802非均匀地收缩，如在第二图像800的第六示例中工件的天然特征靠近运动时观察到的那样。如在第二图像800的第六示例中可见，第一天然特征804和第二天然特征806相对于第一图像200中的对应定位已移位。
参照图9，工件102经历了多次畸变。天然特征中的各个特征经历了沿多个方向的各种位移。为了清楚的原因，箭头902指示位移方向，并且天然特征未在附图中示出。通过追踪多个天然特征，对准系统100能产生指示复杂歪曲的定位信息。
返回参照图1，控制器124基于追踪多个微观天然特征中的至少一个来控制与工件的对准。如文中所述，控制器广义地定义为控制过程的机器或机器的一部分。用于使控制器124进行控制的可应用过程包括对于实施例来说合适的成像、处理、分析、识别、选择、追踪、确定、计算、提供数 据、算法的操作、控制、对准和其它过程。控制器124可实施成硬件、软件、固件或其组合。在各种实施例中，控制器124可包括成像系统、机器视觉系统、图案识别系统、图案识别器、追踪系统、追踪器或计算机辅助的制造（CAM）系统或者是其一部分，并且不限于是或包括特别是可商业购得的控制器、处理器、微处理器或微控制器。在各种实施例中，在控制与工件对准时，控制器124直接控制工具，引导工具和工件的对准，和/或提供由自移动工具或以其它方式与对准系统独立的工具系统所使用的数据。可设计其它组合和变型。
在第一实施例中，控制器124包括图案识别单元，该图案识别单元构造成比较第一和第二图像中的工件102的固有微观可见纹理，由此，图案识别单元产生定位信息。在一种变型中，控制器124在使工具与工件对准时采用该定位信息。在另一变型中，控制器124将该定位信息通信到工具或操作工具的另一装置，并且工具或装置使工具与工件对准。由此，对准系统在使工具与工件对准时利用该定位信息。
在第二实施例中，控制器124与成像系统110通信，并且可连接到或者连接到诸如平版印刷设备的工具。控制器124构造成响应于确定工件相对于第二图像的定位误差来引导工具与工件的对准。控制器124分析第一和第二图像中的工件的固有微观可见纹理。
在第三实施例中，控制器124包括机器视觉系统，该机器视觉系统构造成在工件102的区域126处于第一位置并且随后工件102的区域126处于第二位置时对工件102的区域126进行微观成像。通过分析如在第一和第二位置成像的、属于区域的固有微观可见纹理的相关特征的相对位移，机器视觉系统与运送系统106和工具104协作，以使工具或者工具的一部分与工件102的区域126对准。在一变型中，工具是具有投影光学器件的光刻设备，且与工件对准的工具的部分是投影的图像。
图1和10-14示出了如适用于对准系统100或者与对准系统100一起使用的运送机构、工件、与工件对准的工具的结构、状况和位置的各种示例。运送机构可包括手动、自动机械或其它自动化操作（例如，诸如行业内已知的自动机械操纵件），并可与工具不同或者与工具集成。工件可以是紧 凑的或扩展的。工件的成像区域和工件的与工具对准的区域可以是不同的和分离的、连续的、重叠的或相同的。如将参照图1和10-14所示各图来具体和进一步描述那样，工具和工件的区域的对准可在第一时刻进行，此时该区域位于第二位置，在第二时刻该区域位于第三位置和/或在第三时刻该区域位于第四位置，并可根据工件范围和成像区域与对准区域之间的关系来变化。
在第一时刻，待对准的区域位于第二位置，定位信息和/或定位误差可以直接应用于对准，调节待对准的区域与成像的区域之间的偏差。
在第二时刻，待对准的区域位于第三位置，可对定位信息和/或定位误差进行外推并应用于对准，进一步调节待对准的区域与成像的区域之间的偏差。定位信息和/或定位误差的外推是基于对定位误差趋势的建模来预计定位误差，并可以是直线外推、曲线拟合的外推、基于经验的外推或者基于本领域技术人员设想的其它模型或技术的外推。
在第三时刻，待对准的区域位于第四位置，可对定位信息和/或定位误差进行内插并应用于对准，进一步调节待对准的区域与成像区域之间的偏差。定位信息和/或定位误差的内插是基于对定位误差趋势的建模来预计定位误差，并可以是直线内插、曲线拟合的内插、基于经验的内插或者基于本领域技术人员设想的其它模型或技术的内插。
紧凑的工件或者选择待对准的区域充分接近于待成像的区域、与待成像的区域重叠或与其相同可利用如上所述的第二情况中的对准系统100，而定位信息直接应用于对准。扩展的工件或者选择充分间隔开的待对准区域和待成像区域或者多件式工件是如上所述的用于外推或内插的备选。关于使用直接应用的、外推的或内插的定位信息的设计决定是与状况有关的，并且对准系统100可根据应用场合来适用这种决定。外推或内插会导致应用于定位信息和/或定位误差的非零或零因子、量或向量，该因子、量或向量的幅值可取决于系统容差、对准容差或要求或其它设计或应用场合。
下面，参照图1和10-14来讨论工件区域和运送机构。
返回参照图1，用于连续材料流的运送机构106示出为具有绕端部辊子132和134循环的传送带130。工件102在图1中示出了为通过运送机构 106从一个位置运动到另一位置的离散物件。工件102的第一区域126如所述通过成像系统110来成像，而工具104与工件102的第二区域128对准。第二区域128示出为与第一区域126分离。在各变型中，第二区域128可以更接近于第一区域126、与第一区域连续、重叠或相同。在其它变型中，第二区域128能以比图1中所示的更大距离与第一区域126间隔开。在区域的各种定向中，当工件102通过运送机构106连续运动时，第一和第二区域可并排，第二区域可在第一区域之后，或第一区域可在第二区域之后。例如，在一个定向中，第二区域128可比第一区域126先到第二位置，并经过第二位置。
参照图10，示出了作为运送机构106的变型的运送机构的平台1004。运送机构106的其它细节、诸如安装件、马达、齿轮、基座、外壳等未示出，但易于设计。平台1004从平台1004和工件102的第一位置1020连续通过平台1004和工件102的第二位置1024（以虚线示出）运动到平台1004和工件102的第三位置1026（以虚线示出），从而穿过第一位置和第三位置之间的第四位置1022。
如图10中所示的工具和工件的对准以及工具与工件的相互作用可应用于包括图1所示运送机构106的变型在内的对准系统100以及已描述和将描述的各种类型和形状的工件，运送机构的变型诸如是具有如图10所示平台的运送机构。在图10中，成像系统110的细节并未示出，并且参照图1和变型可进行设计。
如参照图1所述，对准系统100确定关于捕获第二图像时工件位置的工件的定位误差和/或定位信息。对准系统基于关于第二图像所确定的定位误差和/或定位信息使工具或工具的一部分与工件对准。可以在一个或多个位置进行工具或工具的一部分与工件的这种对准。
参照图10，在用于对准的位置的第一时刻，工件102处于第二位置1024。工具1008或工具1010直接基于如关于第二位置确定的定位误差和/或定位信息通过对准系统100来对准。当工具1008或工具1010应用于工件102、而该工件与成像以确定定位误差的区域重合或非常接近时，可直接使用定位误差和/或定位信息。
继续参照图10，在用于对准的位置的第二时刻，工件102处于第三位置1026。关于第二位置确定的定位误差进行外推，以预计关于第三位置的定位误差，并应用于使工具1012在第三位置1026处和工件102对准。
仍参照图10，在用于对准的位置的第三时刻，适用若干变型。工件102（未示出）、工件的区域或者多件式工件中的一件位于第四位置1022，该第四位置在第一位置1020和第二位置1024之间。对关于另一工件、工件的另一区域或多件式工件中的另一件以及关于第二位置1024的定位误差进行内插，以预计关于第四位置1022的定位误差，并应用于使工具1006在第四位置1022处和工件102或其变型对准。由此，在此第三时刻的第一变型中，一个工件具有在一个工件位于第二位置的情况下确定的定位误差，另一工件使工具与位于第四位置的该另一工件对准。在该第三时刻的第二变型中，扩展的工件具有在第二位置成像的区域以及关于位于第二位置的该区域所确定的定位误差。扩展工件的另一区域使工具与位于第四位置的该另一区域对准。在该第三时刻的第三变型中，多件式工件具有在第二位置成像的第一物件以及关于位于第二位置的第一物件所确定的定位误差。多件式工件的第二物件使工具与位于第四位置处的该第二物件对准。
参照图11，示出了工件1140和运送机构1100的示例，它们适用于对准系统100或变型。工件1140经历连续材料流，并且是连续材料幅1110的一部分。起始辊1112是连续材料幅1110及其部分的源头并分配连续材料幅1110及其部分，而末端辊1114收起或卷起连续材料幅1110及其部分。运送机构1100的卷轴、齿轮、速率和/或位置控制机构和其它子系统未示出，但易于设计。在一变型中，将连续材料幅1110通过夹持辊抽出，并将其切成各部分，以作为分离的工件进行分配或作进一步处理。
当工件1140从位于第一位置1102运动时，工件的第一区域1120和工件1140的第二区域1122作为工件1140的一部分行进，并由于连续材料幅1110的挠曲、伸展、收缩和其它运动和歪曲而经历相对位置的变化。工件1140的第一区域1120和第二区域1122还由于运送机构的其它方面而经历相对位置的变化，如之前和具体讨论的那样，例如机构磨损、装配不精确、调节和制造容差。
类似于之前讨论的示例，工件1140从位于第一位置1102的工件起连续运动到并经过位于第二位置1106的工件，并且通过至少位于第三位置1108的工件。在工件位于第一位置1102的情况下对工件1140的第一区域1120成像，并在工件位于第二位置1106的情况下又对其成像，而成像系统110（参见图1，未在图11中示出）分别捕获第一图像和第二图像。关于第二位置并关于工件1140的第一区域1120确定工件1140的定位误差。在至少第一、第二和第三时刻，基于关于第二位置确定的定位误差使工具与工件对准。
在对准的第一时刻，工件的第一区域1128位于第二位置，而工件本身位于第二位置1106。工件的第二区域1130被认为是位于第二位置，并且定位信息直接用于使工具（未示出）在第二位置与第二区域1130对准。或者，当工件被认为是扩展工件，并且第二区域1130被认为不充分接近于第一区域1128时，工件的第二区域1130被认为处于第一位置和第二位置之间的第四位置，且对定位信息的内插用于使工具（未示出）在第四位置与第二区域1130对准，如在对准的第三时刻那样。
在对准的第二情况中，工件的第二区域1134位于第三位置。两个变型允许这样的构造。在如图11中所示的第一变型中，在经过第二位置后，工件位于第三位置1108。将在工件处于第一位置1102和处于第二位置1106的情况下从对第一区域成像得到的定位信息进行外推，并用于使工具（未示出）在第三位置与第二区域1134对准。在第二变型中，扩展工件（外廓未示出但可借助图11来得出）具有位于第二位置1106的第一区域1128和位于第三位置1108的第二区域1134。将从对位于第二位置1106的第一区域1128成像得出的定位信息进行外推，并用于使工具（未示出）在第三位置与第二区域1134对准。
在对准的第三情况中，工件的第二区域1126位于第四位置。两个变型允许这样的构造。在如图11中所示的第一变型，工件被认为是多件式工件，其中，工件的位于第四位置1104的那部分被认为是多件式工件的第二物件，而工件的位于第二位置1106的那部分被认为是多件式工件的第一物件。位于第二位置1106的工件的第一区域1128成像，并被认为是在多 件式工件的第一物件的第一区域的第二位置处进行成像。对从该成像得出的定位信息进行内插，并应用于使工具（未示出）在工件位于第三位置的情况下与第二区域1126对准，并被认为是在第四位置与多件式工件的第二物件的第二区域1126对准。在第二变型中，工件为扩展工件（外廓未示出但可借助图11来得出）具有在第二位置1106成像的第一区域1128和在第三位置1108的用于对准的第二区域1134。对定位信息进行内插，并应用于使工具（未示出）在第四位置1104与第二区域1126对准
参照图12，扩展或多件式工件1202包括具有第一区域1208的第一物件以及具有第二区域1210的第二物件1204。扩展或多件式工件1202位于第一位置1212。第二区域1210是采用对准系统100的变型与工具1236对准的备选。
成像系统1234采用第一成像单元1230并捕获第一区域1208的第一图像（未示出），而第一区域1208、第一物件1206和扩展或多件式工件1202位于第一位置1212。如易于设计的连续材料流运送机构（未示出）使扩展或多件式工件1202从第一位置1212运动到并经过第二位置1216。成像系统1234采用第二成像单元1232并捕获位于第二区域1216的第一区域1240的第二图像（未示出），而第一区域1240和第一物件1220位于第二位置1216，且第二区域1242和第二物件1218位于第四位置1214，该第四位置位于第一和第二位置之间。定位信息和/或定位误差由如前所述对第一和第二图像的分析可得出，并应用于使工具1236在第四位置1214与第二区域1242对准。应用对定位信息和/或定位误差进行内插。在对准的变型和其它情况中，第一物件1026和第二物件1204可与所示定向分离、反向，使得工具在区域处于另一位置的情况下与该区域对准，并具有与多件式工件相关联的其它物件等等。
参照图13，示出了成像系统110的变型。将多个成像单元1302、1304、1306和1308应用于工件1310的图像对应区域。成像单元1302、1304、1306和1308以正交阵列设置，并与单个成像单元相比可产生更精确的定位信息，该单个成像单元具有与多个成像单元中的一个可比拟的分辨率。
在成像系统110的其它变型中，成像单元在时间上相继捕获多个图像， 成像单元用多个镜头或反射镜并行捕获多个图像，成像系统使位于一个位置的单个成像单元和位于另一位置的多个成像单元组合，成像单元能在多于一个位置瞄准，且成像单元以非正交阵列来设置。成像系统110可包括一个或多个频闪照相机，诸如在第一位置瞄准的第一频闪照相机和在第二位置瞄准的第二频闪照相机。两个或更多成像单元可设置成在工件处于规定位置的情况下捕获工件的图像。
参照图14，示出了当工具在工件1406上执行过程时与工件1406对准的工具的示例。工具是光刻设备1402，并适于采用对准系统100或其变型来与工件1406对准。通过光刻设备1402将图案赋予到工件1406上的区域1430。可以由光刻设备1402的投影光学器件将图案投影到工件上，它包括例如掩模或空间光调制器。为了使光刻设备1402和工件1406对准，工件1406可重新定位，光刻设备1402可重新定位，光刻设备1402的一部分可调节，或者可应用其组合。在重新定位工件1406时，可通过使工件1406沿左右方向1410、沿前后方向1412或转动方向1416运动来调节工件1406的横向定位。在重新定位光刻设备1402时，光刻设备1402的横向定位可通过使光刻设备1402沿左右方向1418或者沿前后方向1420运动来调节，或者光刻设备1402的角位置可通过使光刻设备1402沿向两侧的倾斜方向1424或前后倾斜方向1422倾斜来调节。待调节以实现对准的光刻设备1402的合适方面是投影图像（投影图像未示出）的光学路径1432。作为示例，光学路径1432通过使镜头1404或其它光学元件沿两个正交的倾斜方向1428和1426中的任一个方向倾斜来调节。可以设想上述和/或对角或其它倾斜调节的组合。本领域技术人员可设想用于定位工件1406和定位光刻设备1402的其它技术、机构、角度等。与工件对准并向工件赋予的投影图像和相关的图案可以比与图案对准的区域大或者小，并且可以与这种区域重叠或相邻。
作为光刻设备1402，图14的示例示出了在应用公开的对准方法、对准系统、光刻系统和变型时工具、工具的一部分、工件或其组合能以可设想的各种方式重新定位、调节、移动或瞄准。可应用各种运送机构、工具、安装件、成组的组件、通信机构、精细和粗略定位机构等。
作为示例，在光刻系统中，诸如图14的光刻设备1402中的投影光学器件、图1的运送机构106和参照控制器124所述的机器视觉系统协作以使投影图像与工件102的区域126对准。
参照图15A和15B，示出了可采用或不采用连续材料流1502实施的对准方法1500。方法1500利用涉及工件的表面区域的微观天然特征的各种过程，如在工件位于两个位置中的每个位置的情况下成像。与工具相互作用或包括工具和与工件相互作用的对准系统的各种构件实施该方法的各种动作。
在连续材料流1502中，工件从第一位置1506连续运动1504到第二位置1508，并经过第二位置运动到第三位置1510。工件并未在第二位置停下。在各变型中，工件在或不在第一位置停下，且工件在或不在第三位置停下。
作为对比示例，在不连续的材料流（未示出）中，工件在前往第三位置的途中在第二位置停下。作为不连续材料流的另一示例，工件在前往第二位置的途中在第四位置停下。
根据方法1500，在工件位于第一位置1512的第一时刻，通过成像系统探测1514工件的表面区域的微观天然特征。选择1516天然特征中的至少一个。
在经过一段时间之后，在第二时刻1518，通过成像系统来探测1520选定的天然特征，并且追踪1522选定的天然特征。在各种变型中，在第二时刻，工件可位于第一位置或第二位置。
基于对选定的天然特征的追踪1528来控制1524与工件的对准。在一变型中，选定并追踪多于一个天然特征，并且基于选定的天然特征的追踪来进行对准。
在一变型中，追踪包括图案匹配。采用图案匹配，诸如最佳拟合、最佳匹配、图案识别或者其它算法或技术在第二图像中使来自第一图像的天然特征的图案匹配。
在一变型中，在平版印刷设备中控制与工件的对准。光刻设备是平版印刷设备的一种类型，并且是与工件对准的另一备选设备。平版印刷设备 可在工件处于第一位置、第二位置、第三位置或第四位置时将图案赋予工件，并且如所述控制该对准。如通过光刻设备可将曝光图像投影到工件上，其中，工件位于上述位置中的一个，且曝光图像通过对准的控制而与工件对准。
在一变型中，将处于第二种情况的工件的预计定位与处于第二种情况的工件的确定的定位作比较。控制与工件的对准补偿了预计定位和确定定位之间的差异。预计定位和确定定位之间的差异是定位误差。由此，控制与工件的对准补偿了定位误差。预计定位、确定定位和定位误差是不同类型的定位信息。
在一个变型中，基于对微观天然特征的追踪来确定工件的歪曲。追踪大量的天然特征允许确定工件的更为复杂的歪曲。在相关的变型中，控制工件的对准补偿工件的歪曲。
参照图16A和16B，示出了在平版印刷设备中的对准方法1600。可采用或不采用连续材料流1602实施该方法1600。方法1600是图15A所示对准方法1500的变型，并应用于平版印刷设备，该平版印刷是用于与工件精确对准的合适工具。平版印刷设备将图案赋予工件，该图案诸如是在印刷平版印刷中的印墨或涂料图案或者在光刻中的曝光图案。为了精确的平版印刷，图案应与工件对准。在对准之后将图案赋予工件，因为试图在赋予图案之后与工件对准将造成赋予工件的图案不与工件精确对准。
在平版印刷设备的连续材料流1602中，工件从第一位置1606通过第二位置1608连续运动1604到至少第三位置1610。工件并未在第二位置停下。在各变型中，工件从第一位置处的固定起点或运动起点起运动，并运动到第三位置停下，或者继续运动经过第三位置。
根据方法1600，在第一时刻，采用成像系统来捕获1616第一放大图像。对于第一图像，工件位于第一位置1612。在第一图像中捕获工件的第一区域的微观天然特征。
采用成像系统在第二种情况1618下捕获1620第二放大图像。对于第二图像，在各种变型中，工件可以位于第一位置或第二位置。在此第二图像中进一步捕获工件的第一区域的微观天然特征。
当被捕获在第一和第二图像中时，确定1624对应关系1622。
确定工件的定位信息1626。定位信息是关于第二位置的，并在分析图像时利用在第一和第二图像中捕获的天然特征之间确定的对应关系。
工件和工具基于1630定位信息来对准1628。在一变型中，诸如来自平版印刷设备的图案和工件基于定位信息来对准。
在一变型中，确定第一和第二图像中捕获的天然特征之间的对应关系和/或确定定位信息包括应用与图像匹配的图案。将图案匹配应用于图像，以确定在第一和第二图像中是否出现相同的天然特征，或者确定关于第一图像的、相同的天然特征是否已运动到第二图像中。
在一变型中，在第一时刻捕获工件的多于一个放大图像，并且在第二时刻捕获工件的多于一个放大图像。
定位误差包括位移误差、转动误差和/或比例变化或其它歪曲信息。在一变型中，工件的定位误差包括工件的第一微观天然特征的第一定位误差和第二微观天然特征的第二定位误差。
在各变型中，以各种方式来实现使工件与通过平版印刷设备向工件赋予的图案对准。可调节工件的横向定位。在具有将图案赋予工件的投影光学单元的光刻设备中，可调节曝光定时以补偿定位误差。在具有将图案赋予工件的空间光调制器的光刻设备中，调节空间光调制器的数据组以补偿定位误差。
调节空间光调制器的数据组还可补偿工件的歪曲，如在定位误差中指示的那样。作为示例，基于在确定的定位误差中指示的歪曲来进行歪曲映射。应用歪曲映射来修改用于空间光调制器的数据，因而，利用歪曲映射数据由空间光调制器赋予工件的图案补偿了工件的歪曲。
参照图17和18，与各种运送机构分离地并且关于时间间隔示出捕获工件的第一和第二图像的动作。时间间隔是如图17中时钟上设定所描述的第一时刻1708和如图18中时钟上另一设定所描述的第二时刻1808之间所经过的时间。
在图17中，成像单元1706在第一时刻1708捕获工件1702的区域1704的第一图像。工件1702位于第一位置。
在捕获第一图像之后，时间间隔或一段时间过去了。在第一时刻1708和第二时刻1808之间的间隔过程中，工件1702可留在第一位置，可如箭头1710所示运动到第二、第三或第四位置，或者可以如箭头1712所示从第一位置运动到储存位置或进一步加工，然后如箭头1714所示返回到第一位置。留在第一位置、返回到第一位置或运动到其它位置的工件1702的这些各种示例可应用于各种系统和运送机构，并示出对准系统100、方法1500、1600和变型的灵活性。在捕获第一和第二图像之间的时间间隔或时间段可以具体针对定义的系统或状况较短或较长。无论是否发生附加处理以及在该时间间隔过程中工件内是否出现定位变化或歪曲也是具体针对定义的系统或状况的。
在图18中，在比第一时刻1708晚的第二时刻1808下，正在捕获工件1702的区域1704的第二图像。在各变型中，通过成像单元1706、通过另一成像单元1810或通过具有一个或多个成像单元的成像系统捕获第二图像。成像单元1706、1810或工具1812中的任一个可以在各种系统中是固定或可动的。在手动运送工件或者具有用于工件的运送机构的系统中，在各变型中捕获第二图像，此时工件位于第一位置，或者工件位于第二位置。
参照图19，在利用对准系统100或其变型的光刻系统中，空间光调制器1902可补偿工件1904的定位误差或歪曲。空间光调制器1902可以是光刻设备中的投影光学器件中的一部分，并将图像1906投影到工件1904上。通过应用定位信息1910的控制器1914来修改图案数据1908。定位信息1910可包括定位误差和/或歪曲映射。将来自控制器1914的修改的图案数据1912发送到空间光调制器1902，因而，根据向控制器1914提供的定位信息1910，投影的图像1906校正工件1904的定位误差和/或歪曲。在另一示例中，对于使用连续材料流的系统来说，定位信息1910可包括定时信息，因而，来自空间光调制器1902的投影图像可定时，或者图案数据可调节或修改成与运动的工件的定时相匹配。
如所示，对准系统100、方法1500、1600及其变型可用于各种工件或连续或不连续的材料流，并可应用于使工具与具有较少预处理步骤或应用的材料的工件或者与具有多个预处理步骤或应用的材料的工件对准。对准 系统、方法和变型可应用于不具有来自对准掩模的之前沉积的对准标线刻线图案或者能与对准刻线图案结合使用的的工件。