JPS62191812A - 光学式結像装置及びマスクパタ−ン結像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、結像装置の結１象面と結像装置によって形成
されるべき像が存在する第２面との間の変位量を決定す
るオプトエレクロニクス　フォーカシングエラー検出系
を具え、このフォーカシングエラー検出系が補助ビーム
を発生する放射源と、この放射源に対して第２面の同一
側に位置する２個の放射感知検出器と、補助ビームを第
２面に向けて進行させ、この面内に放射スポットを形成
すると共にこの放射スポットを前記２個の検出器の面内
に結像させるための複数の光学素子とを有し、２個の検
出器の出力信号の差をＡｉｌ記変位量の測定値とする光
学式結像装置に関するものである。

微細な細部を結像するためのレンズ系は大きな開口数を
有しており、焦点深度が微小なものとなってしまう。こ
の種のレンズ系は例えば集積回路の製造工程においてマ
スクパターンを基板上に結像するために用いられ、例え
ばマスクパターンのような物体が結像される実際の面と
例えば基板面のように物体が結像されるべき面との間の
偏位量を検出し、偏位量に応じてレンズ系のフォーカシ
ングを補正できることが重要である。

米国特許第４，３５６．３９２号明細書には、マスクパ
ターンを介して半導体基板を繰り返し露光する装置の一
部分が記載さている。この装置は“ウェハステッパ”と
して称せられており、本明細書冒頭部に記載された型式
のフォーカシングエラー検出系を有している。このフォ
ーカシングエラー検出系は投影レンズ系と基板との間の
距離を一定に維持するためのサーボ系の一部分を構成す
る。フォーカシングエラー検出系の出力信号を駆動装置
に供給し、この駆動装置によってフォーカシングエラー
の大きさ及び向きに応じて投影レンズ系をその先軸に沿
って移動させ、この投影レンズ系を基板上で常時高精度
に合焦させている。

米国特許第４．，３５６，３９２号明細書に記載されて
いるフォーカシングエラー検出系と共働する結像装置は
、微細な細部、すなわち１μｍ又はそれ以上のオーダの
線幅を有する集積回路の製造に用いられるように適切に
改良されている。基板の単位領域当りの電子部品の集積
度を高めるため、すなわち部品の寸法を一層小さくする
ため線幅が１μｍ以下の微細な像を繰り返し結像できる
装置の必要性が生じている。

このような装置のための結像装置は極めて高い解像度を
有しなければならず、一方結像範囲は比較的大きく例え
ば１０Ｘ１０Ｘ１０のオーダに亘らねばならない。この
ような結像装置を用いれば今まで問題にならなかった問
題点が生ずるおそれがあり、すなわち結像装置の能力が
周囲の影響に依存する問題点が生ずるおそれがある。例
えば、結像装置の周囲媒質の気圧が変化するような場合
結像装置の焦点面が変位し、この結果結像装置と基板と
の間の距離が正しく設定されていても基板上のマスクパ
ターンの像がもはや合焦しなくなってしまう。

この場合基板と結像装置との間の相対位置が変化してな
いため、既知のフォーカシングエラー検出系ではこのよ
うな変位を検出することができない。

更に、サブミクロンの微細部を有する像を結像させるた
めの装置を操作する操作者が、この装置によって露光し
順次試験したテスト用の基板によって得た結果に従って
フォーカシング制御信号の零点を変位させたり又はフォ
ーカシングエラー信号の特有の“オフセットを誘導する
ことができることが一般的に要請されている。

従って、本発明の目的は、この要求に適合すると共に前
述した欠点を解消する結像装置を提供するものである。

この目的を達成するため、本発明による結像装置はフォ
ーカシングエラー検出系が、検出器の面内に形成された
放射スポットの像を前記検出器に対して前記変位量に独
立して移動させる調整可能な手段を有し、フォーカシン
グエラー信号の零点をオフセントさせるように構成した
ことを特徴とする。

このように構成すれば、フォーカシングサーボ系は、調
整手段を制御する信号の大きさに基く基準点に応じて制
御される。この信号は、例えば結像装置の周囲媒質の気
圧に比例させることができ、或は装置の操作者によって
誘導された信号とすることもできる。

この調整可能な手段は、フォーカシングエラー検出系全
体を結像装置に対してこの結像装置の光軸に沿って変位
させるための例えば電気機械式のアクチュエータを有す
ることができる。

このためには、比較的大きな質量のものを１７１０μｍ
のオーダで高精度に変位させる必要があるため、実際に
はフォーカシングエラー検出系の光学素子のうちの１個
の光学素子を、この検出系の他の光学素子に対して並進
移動可能又は回動可能にして使用することが望ましい。

更に、本発明の好適実施例は、低い光学パワーの調整可
能な光学系素子を有することを特徴とする。

この光学素子は、オリジナルのフォーカシングエラー検
出系の一部を構成しないが、特別にフォーカシングエラ
ー検出系と共働してフォーカシングエラー信号の零点を
調整することができる。低い光学パワーの調整可能な素
子を用いる結果、素子が比較的大きな角度に亘って回動
し又は比較的長い距離に亘って並進移動しても検出器上
に再結像する放射スポットの変位が比較的小さいので、
この放射スポットを所望なだけ高精度に変位させること
ができる。

調整可能な光学素子を有するフォーカシングエラー検出
系の実施例は、調整可能な光学素子が、補助ビームの光
軸を横切るように移動可能な強度の弱いレンズを有する
ことを特徴とする。

回動は並進移動より機械的に一層簡単に所望の精度で実
現できるので、フォーカシングエラー検出系の好適実施
例は、調整可能な光学素子が回動可能な薄い平行平板を
有することを特徴とする。

ビーム反転素子が、前記第２面で１回目に反射された補
助ビームの光路内に配置され、このビーム反転素子が補
助ビームをそのビーム自身の経路に沿うように反射し、
前記２個の検出器が、前記第２面で２回目に反射された
補正ビームの光路内に配置されていることを４）°徴と
する光学式結像装置においては、本発明の別の利点が得
られる。米国特許第４，３５６，３９２号明細書に記載
されているように、この別の方法を採用すれば、第２面
を規定する面の反射性が部分的に相異してもフォーカシ
ングエラー信号に何ら影Ｕを及ぼさず、しかもフォーカ
シングエラー検出系の感度が２個の因子によって増大す
る。例えば周囲媒質の気圧が変化した結果結像装置の焦
点面が変位したり本発明に従ってフォーカシングエラー
信号の零点が適切に変位されないと、光源から放射した
補助ビームによって第２面内に形成される放射スポット
が戻り補助ビームによって第２面内に形成される放射ス
ポットと一致せず、第２面を規定する面の反射性の部分
的相異によってフォーカシングエラー信号が再び影響を
受けることになるであろう。

本発明は、マスクパターンホルダと基板ホルダとの間に
配置されフォーカシングエラー検出系を有する結像装置
を具え、マスクパターンを基板上に繰り返し結像するた
めの装置に用いることができる。この装置は調整可能な
零点を有するフォーカシングエラー信号を、結像装置及
び基板ホルダのうちの１個のためのアクチュエータ手段
に供給し、これらの部品を結像装置の光軸に沿って互い
に相対的に移動させるように構成したことを特徴とする
。

更に、本発明は、周囲媒質の種々の変化によって結像装
置の焦点面が変位するおそれのあるフォーカシングエラ
ー検出系を有する結像装置や操作者によって焦点面を調
整できることが必要とされるフォーカシングエラー検出
系を存する結像装置に一般的に用いるのが好適である。

この例として反射型顕微鏡及び透過型顕微鏡の両方に用
いる場合がある。透明な物体に補助ビームを入射させて
もフォーカシングエラー検出するために必要な適当な量
の放射光が反射されるためである。

以下、半導体基体上にマスクパターンを繰り返し結像す
る装置を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図において、結像装置りは物体（図示せず）、例え
ばマスクパターンを面Ｐ、上に結像する作用を行ない、
この面Ｐ、は半導体基体の表面を画成する面とすること
ができ以下の説明において第２面として称する。この結
像装置りはレンズホルダＨ内に装着した複数のレンズ素
子を有することができ、これらレンズ素子のうちの１個
のレンズＬ。

を第１図に示す。フォーカシングエラー検出系は結像装
置りと関連しており、好ましくはレーザダオードから成
る放射源１と例えばプリズムから成る複数の反射素子２
，３．４及び５と、例えばフォトダイオードから成る２
個の放射感知検出器６及び７とを有している。このフォ
ーカシングエラー検出系は結像装置りに固定的に接続す
ることができ、この結合状態をプリズム２及び５と結像
装置りとの間の接続部材８及び９により線図的に示す。

放射源１から放射した補助ビームはプリズム２及び３に
より面Ｐ、に向けて進行し、この面Ｐ。

で反射したビームはプリズム４及び５を経て検出器６及
び７に入射する。第２レンズ１１はフォーカシングエラ
ー検出系の結像面である面ＰＦ内に放射スボッＨ＋の形
態で結像し、一方第２レンズ１１はこの放射スポットを
検出器面ＰＤ内に放射スポットｖ２として結像する。こ
のフォーカシングエラー検出系は結像装置りに対して適
切に配列され、結像装置りの結像面ＰＬはこの結像面Ｐ
Ｌと光軸との交点を含み水平に延在すると共にフォーカ
シングエラー検出系の結像面Ｐ、と一致し、結像面Ｐ＋
、と光軸との交点を第２レンズ１１により検出器６及び
７の面内に結像する。

結像面Ｐ、、が、反射面又はわずかな反射面を画成るす
る面Ｐ、と一致すれば、放射スポットｖ１は放射スポッ
トｖ２として結像され、この放射スポットＶｚは検出器
６及び７に対して対称的に形成される。従って、これら
の検出器６及び７は等しい強度の放射を受光する。従っ
て、検出器６及び７に接続されている差動増幅器１２の
出力信号、すなわちフォーカシングエラー信号Ｓ、は零
となる。面Ｐ、と結像装置りとの間の距離が変化すると
、再結像した放射スボントは検出器６及び７上で変位す
る。第１図に示すように、面Ｐ、が矢印Ｐｓ　′で示さ
れる下向きに変位すると、この面Ｐｓ　′　に形成され
るスボ、ノトν、゛は破線で示される放射光路に沿って
進みｖ２′に結像する。

従って検出器Ｇは検出器７よりも一層低い強度の放射を
受光し、フォーカシングエラー信号Ｓｔは零えば負とな
る。面Ｐ、が上方に向けて変位するとこの関係が反転し
、検出器６は検出器７よりも一層高い放射強度を受光す
る。従って、信号Ｓ。

は、例えば、正となる。フォーカシングエラー信号Ｓ、
をアクチュエータ手段１４を制御するための制御回路１
３に供給し、このアクチュエータ手段１４により基板面
Ｐ、又は結像装置りの光軸方向の位置を補正することが
できる。

サブビームｂの面Ｐ、に対する入射角αをできるだけ大
きくなるように、例えば８０°程度の角度に選択し、結
像装置りに対する面Ｐ、の誤差の最大感度を得ると共に
面Ｐ、でサブビームを最大に反射させる。

第２図はフォーカシングエラー信号Ｓ、を結像装置りの
面ｐｔ、と面Ｐ、との間の距離Ｚの関数として示す。こ
の信号は面ＰＬと面Ｐ、とが一致している関係を示すＺ
＝Ｏとなる点の付近においてリニアである。このフォー
カシングエラー検出系は精度が極めて高いが、リニアな
制御範囲ｄが極めて僅かであり、例えば６μｍ程度であ
る。

結像装置の周囲媒質の変化、例えば周囲媒質の屈折率を
変化させるような気圧の変化が生ずると、結像装置にフ
す一カシング検出系では検出できない焦点状態の変化が
生ずるおそれがあり、このような変化を補償できること
が必要となる。更に、結像装置と試験用基板との間の距
離を最良に調整する場合、結像装置によって試験用基板
上に形成した試験用の画像に基いて手動的にフォーカシ
ング調整できることが要請されている。

これの要求を満たすため、フォーカシングエラー信号の
零点を変位させること、すなわち制御回路１３に例えば
気圧変化又は操作者によって決定された信号に比例する
信号を供給してフォーカシングサーボ系の制御点を電子
的に変位させることが想定される。しかしながら、信号
Ｓｆのリニアな制御範囲ｄが微小であるため、フォーカ
シングエラー信号によって制御される範囲が極めて微小
な範囲となってしまう。更に、サブビームが第２面、す
なわち基板表面で２回反射するフォーカシングエラー検
出系においては、サブビームの第１光路中及び第２光路
中の第２面に形成した放射スポットがもはや一致せず、
この検出系の特有の利点が喪失されてしまう。

本発明においては、前述した気圧の変化又は操作者によ
って選択された信号の大きさに応じて検出器面上に再結
像される放射スポラｈＶｚの位置を変位させることによ
り、フォーカシングエラー信号の零点シフト又はオフセ
ットを達成する。第３図に示すように、フォーカシング
エラー検出系の結像面Ｐ、すなわち放射＃１が合焦する
面をシフトさせることによって、このオフセットを得る
ことができる。例えば平行平板１５を軸１６を中心にし
て傾斜させることによりこの結像面をシフトさせること
ができる。Ｐ、＋ＰＬ−示されるフォーカシングエラー
検出系の変位した像面ば、周囲の条件変化の影響のもと
で変位した結像装置りの像面となる。基板面Ｐ、と結像
装置との間の距離が正しい場合であっても面ＰＦ−が面
Ｐ、と一致しないので、基板面Ｐ、上に形成される放射
スポットν１“の像ｖｚ−が検出器面ＰＤ上で像ｖ２に
対して変位し、フォーカシングエラー信号が雰でなくな
る。このフォーカシングエラー信号の作用により基板面
がＰ、からＰ、“に適切に変位し、フォーカシングエラ
ー信号が再び零になる。従って、基板面と結像装置との
間の距離が、例えば気圧の変化或いは操作者によって入
力された信号に適応することになる。

第４ａ図及び第４ｂ図は既知のフォーカシングエラー検
出系と本発明によるフォーカシングエラー検出系との間
における作用上の差異を示し、本例では結像装置の像面
ＰＬを変位させる場合、すなわち操作者により焦点補正
が行なわれた場合を示す。

これら第４ａ図及び第４ｂ図は２個のレンズ１０と１１
との間の放射光路の一部だけを示す。再びフォーカシン
グエラー検出系の像面を符号ＰＦで示し、第２面すなわ
ち基板面を符号Ｐ、で示す。第４ａ図に示す既知のフォ
ーカシングエラー検出系では、結像装置りと基板との間
の距離が面Ｐ、と面Ｐｓとが一致するようにだけ補正さ
れ、結イ３（−装置りの像面ＰＬ〜の変位は検出されな
い。事実、この結像装置りの変位は基板面Ｐｓ内の放射
スポ７）ν１の位置に影響を及ぼさず従って検出器上の
このスポットの像の位置にも影響を及ぼさない。

第４ｂ図に示す本発明によるフォーカシングエラー検出
系においては、フォーカシングエラー検出系の像面ＰＦ
　”が結像装置りの像面ＰＬ′″の変位に比例して変位
する。この結果、基板面Ｐ５上の放射スポラ）Ｖ＋−が
変位し、この結果検出器上のこのスポットの像も変位す
る。従って、フォーカシングエラー信号Ｓ、が零になら
ず、基板面の位置が適切に補償されて基板面Ｐ、が変位
した像面ｐ、−及びｐ、−と一致する。

フォーカシングエラー検出系の像面ＰＦは種々の方法で
変化させることができる。第１図の方法は、結像装置り
に対してフォーカシングエラー検出系全体を移動する方
法があり、このために例えれば、第１図の接続部材８及
び９をスライド可能にする。比較的重量の大きいフォー
カシングエラー検出系を十分の数μｍ程度の範囲に亘っ
て所望の精度で変位させることは容易ではないから、実
際にはこの検出系内で軽量な素子を移動させることが望
ましい。従って、軸１６を中心にして回動可能な平行平
板１５をフォーカシングエラー検出系に配置することが
一層望ましい。この平行平板１５を傾けることによりビ
ームｂの光路長が変化し、従って放射源１が結像する面
Ｐ、の位置が変化する。

この平行平板１５の厚さが薄い場合、例えば１５０μｍ
程度の厚さの場合、例えばビの角度だけ傾けることによ
り面ＰＦが例えば１μｍ程度の微小な変位を生じ、この
結果面Ｐ、の位置を極めて高精度に言周整することがで
きる。

回動可能な平行平板を用いる代りに、フォーカシングエ
ラー検出系に強度の弱いレンズを配置することもできる
。第１図に破線で示すこのレンズ２６を矢印２７で示す
方向に移動させることによって所望の変位が得られる。

像面Ｐ、を変位させる代りに、基板と検出器面Ｐ、との
間の放射光路中に配置した素子を傾けたり又は移動する
ことによって検出器６及び７上で放射スポットν、を変
位させることもできる。従って、素子１５及び２６を第
１図及び第３図に示す装置の右手部分に配置することも
できる。

更に、フォーカシングエラー検出系を構成する素子を傾
は又は移動することにより、例えばプリズム２，３．４
及び５を傾けたり、レンズ１０及び１１又は放射源であ
るダイオードレーザ１又は検出器をビームｂの軸を横切
るように移動させることにより検出器上に放射スポット
ｖ２を変位させることができる。

第５図は米国特許明細書箱４，３５６．３９２号の構成
による利点と本発明による利点とを結合したフォーカシ
ングエラー検出装置を示す。

面Ｐ、で反射したビームｂの光路中にビーム反転素子、
すなわち逆反射体を配置する。この逆反射対は凹面鏡す
なわち猫の目と称せられる素子を有し、この素子は第５
図に示すようにレンズ１１とレンズ１１の焦点面に配置
されているミラー１７とを有している。この逆反射体は
ビームｂをその経路に沿うように反射し、放射スポット
ｖ、の同一の位置に合焦させる。米国特許明細書箱４，
３５６，３９２号で説明されているように、ビームｂの
放射スボッ）Ｖ＋の第１部分に位置する部分はミラー１
７で反射した後放射スポットＶｔの第１部分と正反対に
対向する第２部分に位置するであろう。このように構成
すれば、例えば基板面Ｐ、が光拡散構造をしているため
部分的に反射の差異が生じても、この差異は検出器６及
び７上に形成される放射スポットｖ２中の強度分布に影
響を及ぼすことはない。フォーカシングエラー検出系の
像面Ｐｒが本発明に従って変位する場合、サブビームｂ
が基板面Ｐｓの同一点で２回反射することによる利点は
そのまま維持される。

基板面Ｐ、の結像装置しに対する変位がたとえ微小であ
っても適当なフォーカシングエラー信号を形成するため
には、放射スポットＶ＋は高い明るさを有していなけれ
ばならない。従って、放射源１は安定したビームを放射
する適切なダイオードレーザとする。適当なダイオード
レーザから放射したビームｂはレンズ８によって平行ビ
ームとされる。このビームの一部分はビームスプリッタ
１９によってプリズム２に向けて反射される。ビームス
プリッタ１９は半透鏡とすることができ、或いは半透過
性プリズムすなわち偏光感知スプリッタプリズム１９と
λ７４板２０とを組み合せたものとすることができる。

ここでλはビームｂの波長である。

面Ｐ、で２回反射した戻りビームの一部分はビームスプ
リッタ１９を経て２個の検出器６及び７に入射する。レ
ンズ２１により放射スポットｖ１の像ｖ２を２個の検出
器の面内に形成する。

偏光感知プリズムとλ／４板とを用いれば、放射源１か
ら放射したビーム及び基板で２回反射したビームをほぼ
損失させることなく有効に利用することができる。放射
源１から発したビームはほとんど全部がプリズム１９を
透過するように偏光される。すなわち、光路中において
このビームはλ／４板２板金０回透過するので、ビーム
の偏光方向が９０゜回転し、このビームは順次はとんど
全部がプリズム１９を透過する。

基板Ｓより前側の放射ビームの光路中にλ／４仮を適切
に配置する。

従って、面Ｐ３を規定する基板表面の第１偏光方向のビ
ームに対する反射係数が第１偏光方向と直交する第２偏
向方向のビームに対する反射係数と相違することはもは
や重要ではない。ダイオードレーザから放射した直線偏
光放射は、λ／４板２０によって円偏光に変換され、こ
の結果面Ｐ、を規定する基板表面に入射する放射は互い
に直交する方向に偏光している２個のビーム成分を有す
る。

従って、λ７４板２０は二重の機能を有することになる
。

結像装置を、基板を繰り返し露光するための装置に用い
る場合、第５図に示すようにこの結像装置を投影円筒体
Ｆ内に装着する。この結像装置は、マスクテーブル２５
上に配置したマスクパターンを基板台２３上に位置する
基板Ｓの表面の面Ｐ、に結像する。結像装置又はその一
部は、フォーカシングエラー信号Ｓｆによって制御され
る既知のアクチュエータ手段（図示せず）によって光軸
ＯＯ゛　に沿って移動することができる。或はまた、結
像装置を静止させ基板テーブル２３をフォーカシングエ
ラー信号Ｓ、に応じて光軸に沿って移動させることがで
きる。投影円筒体Ｆは光軸と直交する方向に移動するこ
とができない。第５図に示すように、レンズホルダＨは
場合によってはフォーカシングエラー検出系と一緒にす
ることでき、このレンズホルダＨを例えば２個のスプリ
ング２２又はダイヤフラムによ；て投影円筒体Ｆに固定
することができる。基板は投影円筒体に対して光軸００
′　と直交する面内で互いに直交する２方向に移動する
ことができる。この基板上にマスクパターンを繰り返し
結像する装置に関する詳細については、例えば、１９７
９年４月４日に発行された“°アイーイーイートランザ
クションズ　オン　エレクトロン　デバイス（ＩＥＥＥ
　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
　Ｄｅｖｉｃｅｓ）”第ＥＤ−２６巻　Ｎｏ、４７２３
頁〜７２Ｂ頁に記載されている論文“オートマチイック
　アラインメント　システム　フォー　オプチカル　ブ
ロジエクションプリンテング（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ａ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ　ＳｙｓｔｅｍｆｏｒＯｐｔｉｃａｌ
　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）’を参照
されたい。

本明細書で説明したフォーカシングエラー検出系によっ
てフォーカシングエラーを決定する場合、結像装置、基
板又は第２面を画成する表面が特別な特性を有する必要
はない。ただ、基板表面がわずかに反射性を有している
ことが必要である。従って、このフォーカシングエラー
検出系は、微細な細部を有する極めて精密な画像を形成
する場合及び周囲媒質のパラメータによって結像装置の
レンズ作用が影響を受けるすべての場合に用いることが
できる。このような装置の一例を顕微鏡にも適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による結像装置の構成を示す線図、 第２図はフォーカシングエラー信号の変化を結像装置と
第２面との間の距離の変化として示すグラフ、 第３図はフォーカシングエラー検出系の調整可能な光学
素子の作用を示す線図、 第４ａ図及び第４ｂ図は結像装置の像面の位置が変化す
る場合における既知のフォーカシングエラー検出系と本
発明によるフォーカシングエラー検出系との作用上の差
異を示す線図、 第５図は本発明の第２実施例及び基板上にマスクパター
ンを繰り返し結像するための装置を示す線図である。 Ｌ・・・結像装置 ＰＬ・・・結像装置の結像面 ＰＦ・・・フォーカシングエラー検出系の結像面Ｐ、・
・・基板表面 １・・・放射源 ２．３．４．５・・・プリズム ６．７・・・放射感知検出器 ８．９・・・接続部材 １０、１１・・・レンズ １２・・・差動増幅器 Ｓｆ・・・フォーカシングエラー信号 １３・・・制御回路 １４・・・アクチュエータ手段 １５・・・平行平板 １７・・・ミラー １９・・・ビームスプリッタ ２０・・・λ／４Ｆｉ 同　　弁理士　杉　　村　　興　　作 ロー ＦＩ６．５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、結像装置の結像面と結像装置によって形成されるべ
   き像が存在する第２面との間の変位量を決定するオプト
   エレクロニクスフォー カシングエラー検出系を具え、このフォーカシングエラ
   ー検出系が補助ビームを発生する放射源と、この放射源
   に対して第２面の同一側に位置する２個の放射感知検出
   器と、補助ビームを第２面に向けて進行させ、この面内
   に放射スポットを形成すると共にこの放射スポットを前
   記２個の検出器の面内に結像させるための複数の光学素
   子とを有し、２個の検出器の出力信号の差を前記変位量
   の測定値とする光学式結像装置において、 前記フォーカシングエラー検出系が、検出 器の面内に形成された放射スポットの像を前記検出器に
   対して前記変位量に独立して移動させる調整可能な手段
   を有し、フォーカシングエラー信号の零点をオフセット
   させるように構成したことを特徴とする光学式結像装置
   。 ２、前記フォーカシングエラー検出系の光学素子のうち
   の１個の光学素子を、この検出系の他の光学素子に対し
   て並進移動可能又は回動可能にしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光学式結像装置。 ３、前記フォーカシングエラー検出系が、低い光学パワ
   ーの調整可能な光学系素子を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の光学式結像装置。 ４、前記調整可能な光学素子が、補助ビームの光軸を横
   切るように移動可能な強度の弱いレンズを有することを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の光学式結像装置
   。 ５、前記調整可能な光学素子が、回動可能な薄い平行平
   板を有することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   の光学式結像装置。 ６、ビーム反転素子が、前記第２面で１回目に反射され
   た補助ビームの光路内に配置され、このビーム反転素子
   が補助ビームをそのビーム自身の経路に沿うように反射
   し、前記２個の検出器が、前記第２面で２回目に反射さ
   れた補正ビームの光路内に配置されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載、第２項、第３項、第４
   項または第５項に記載の光学式結像装置。 ７、前記特許請求の範囲第１項から第６項のいずれか１
   に記載のフォーカシングエラー検出系が設けられている
   結像装置を有し、結像装置がマスクパターンホルダと基
   板ホルダとの間に配置され、マスクパターンを基板上に
   繰り返し結像する装置において、調整可能な零点を有す
   るフォーカシングエラー信号を、結像装置及び基板ホル
   ダのうちの１個のためのアクチュエータ手段に供給し、
   これらの部品を結像装置の光軸に沿って互いに相対的に
   移動させるように構成したことを特徴とするマスクパタ
   ーンを基板上に繰り返し結像する装置。