"空中像の光が透過する開口と、前記開口に対する複数の第1の相対位置において前記透過光を検出する検出器と、前記空中像に対する前記開口の第2の相対位置を制御する制御器と、前記開口の前記第2の相対位置を制御することにより第1の相対位置の各々において前記検出器から取得されたデータ及び前記第1の相対位置に関する位置データに基づいて、前記空中像に関する情報を生成するプロセッサと、を有することを特徴とする装置。前記開口は、基板の上に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。前記開口は、スリットを含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。前記開口は、ピンホールを含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。前記開口は、前記空中像の前記光の平面波を準円筒波に変換するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。前記検出器は、前記第2の相対位置を維持した状態で前記透過光を検出することを特徴とする請求項1に記載の装置。前記検出器は、前記複数の第1の相対位置において前記透過光を検出するように移動可能であることを特徴とする請求項1に記載の装置。前記検出器は、検出器アレイを含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。前記透過光の一部が、第1の相対位置の各々において検出されることを特徴とする請求項1に記載の装置。前記制御器は、前記第2の相対位置を制御するために、前記開口の位置を制御することを特徴とする請求項1に記載の装置。前記情報は、第1の相対位置の各々において前記検出器から取得された前記データ及び前記第1の相対位置の位置データに基づいて生成されることを特徴とする請求項1に記載の装置。空中像の光が透過する開口と、前記開口に対して、ある方向に沿った複数の第1の相対位置において前記透過光を検出する検出器と、前記空中像に対する前記開口の前記ある方向に沿った第2の相対位置を制御する制御器と、前記開口の前記第2の相対位置を制御することにより第1の相対位置の各々において前記検出器から取得されたデータに基づいて、前記空中像に関する情報を生成するプロセッサと、を有することを特徴とする装置。照明制御部と、投影レンズ制御部と、装置と、を有し、前記装置は、空中像の光が透過する開口と、前記開口に対する複数の第1の相対位置において前記透過光を検出する検出器と、前記空中像に対する前記開口の第2の相対位置を制御する制御器と、前記開口の前記第2の相対位置を制御することにより第1の相対位置の各々において前記検出器から取得されたデータ及び前記第1の相対位置に関する位置データに基づいて、前記空中像に関する情報を生成するプロセッサと、を含み、前記照明制御部及び前記投影レンズ制御部は、前記空中像に関する前記情報に基づいて制御されることを特徴とするリソグラフィシステム。前記装置は、前記リソグラフィシステムを有するレンズユニットを観測するために使用されることを特徴とする請求項13に記載のリソグラフィシステム。空中像の光が開口を透過する工程と、前記開口に対する複数の第1の相対位置において前記透過光を検出する工程と、前記空中像に対する前記開口の第2の相対位置を制御する工程と、前記開口の前記第2の相対位置を制御することにより第1の相対位置の各々において取得されたデータ及び前記第1の相対位置に関する位置データに基づいて、前記空中像に関する情報を生成する工程と、を有することを特徴とする方法。前記開口は、スリットを含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。前記開口は、ピンホールを含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。前記開口は、前記空中像の前記光の平面波を準円筒波に変換するように機能することを特徴とする請求項15に記載の方法。前記透過光は、前記第2の相対位置を維持した状態で検出されることを特徴とする請求項15に記載の方法。前記透過光は、検出器を移動することにより前記複数の第1の位置において検出されることを特徴とする請求項15に記載の方法。前記透過光は、検出器アレイを使用することにより前記複数の第1の相対位置において検出されることを特徴とする請求項15に記載の方法。前記透過光の一部が、第1の相対位置の各々において検出されることを特徴とする請求項15に記載の方法。本発明の一側面によれば、空中像の光が透過する開口と、開口に対する複数の第1の相対位置において透過光を検出する検出器と、空中像に対する開口の第2の相対位置を制御する制御器と、開口の第2の相対位置を制御することにより第1の相対位置の各々において検出器から取得されたデータ及び第1の相対位置に関する位置データに基づいて、空中像に関する情報を生成するプロセッサとを含む装置が提供される。本発明の別の側面によれば、空中像の光が透過する開口と、開口に対して、ある方向に沿った複数の第1の相対位置において透過光を検出する検出器と、空中像に対して開口をある方向に沿った第2の相対位置に制御する制御器と、開口の第2の相対位置を制御することにより第1の相対位置の各々において検出器から取得されたデータに基づいて、空中像に関する情報を生成するプロセッサとを含む装置が提供される。本発明の更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好適な実施形態によって明らかにされるであろう。図2Aは、空中像1008に対応する光強度分布を計測する装置1009を含む計測系の構成の一例を示す。装置1009は、基板1000の上に形成された遮光層1012を含むことができる。遮光層1012は、所定の波長の光束が通過できる開口1011を有する。空中像1008を構成する光束は開口1011を通過し、透過光1013は検出器1014に到達する。空中像1008の計測は、開口1011を介して空中像を走査することにより実行可能である。走査は、基板1000が設けられたウエハステージを適切に制御することにより実行可能である。走査動作、検出器1014からデータを取得する動作及び計測像1016を出力する動作は、制御器1015により制御可能である。計測系は、光リソグラフィシステムの像質を評価するために使用できる像プロファイルを作成するために使用可能である。開口1011は、y方向に延在するスリット又はピンホールである。計測において高解像度を実現するために、開口の大きさは、像特徴imagefeatureよりも充分に小さい。これは、開口の大きさがサブ波長領域であることを意味する。簡潔にするために、開口1011がy方向に延在するスリットであると仮定し、空中像1008は1次元であり、y方向において一定であると仮定する。結像性能を評価するために、1次元テストパターンが使用される。図2Aにおいて、像の位置は固定可能であり、空中像1008の像強度分布はx方向に走査することにより計測可能である。図2Bは、Ixで表す空中像1008とIMxで表す計測像1016との比較を示す。図2Bに示すように、IMxのプロファイルは、Ixのプロファイルから大きく変化する場合がある。空中像1008と計測像1016即ち、空中像の計測結果との間には、差が存在することが理解される。空中像1008は、ウエハがウエハステージにより投影レンズの下に位置決めされた場合に、ウエハの上に形成される像である。サブ波長の大きさの開口スリットを使用して計測される場合、空中像のプロファイルは、開口の固有の光学特性により変化する。計測像データに基づいて、且つ、開口1011の光学特性を考慮して、ウエハが存在する場合にウエハの上に形成される実際の空中像を取得する計算は、像復元処理と呼ばれる。このような計算は、高精度な計測を保証するために実行される。図3は、像復元処理を示す。この場合、Ixのプロファイルは、開口1011の光学特性を使用して、IMxから計算的に再構成される。像復元処理は、光リソグラフィシステムにおいて、容易ではない場合がある。光リソグラフィシステムにおける像形成の挙動は、非線形であり、部分コヒーレント結像理論により決定される。そのため、逆問題として計測像データを使用するか又は米国特許第5,631,731号公報又は米国特許第5,866,935号公報に記載のようなMTF変調伝達関数解析に基づいて、ウエハの上に形成される元の空中像を完全に復元できない場合がある。この場合、像復元は、反復を含む膨大な計算を必要とする。計算処理を図3に示す。この場合、Ixは、IMx及び開口1011の光学特性を表す関数Fα;fを使用して取得される。図3において、Luは、照明系により形成された照明光束の光強度分布を表し、Φαは、物体パターン透過パターンから射出する回折光束の分布を表す。像復元計算は、以下の2つのステップから構成可能である。ステップ1:Lu及びΦαがIMx及びFα;fから推定される。この計算ステップは、逆処理であり、反復を伴う非線形最適化を必要とする。ステップ2:次に、Ixが上記の取得されたLu及びΦαを使用して計算される。この計算処理は、順処理である。ステップ1において、Lu及びΦαは、反復計算を伴う最適化の結果として取得される。最適化は、コスト関数を最小にすることを目的とする。式中、I^Mxは、Luの中間状態であるL^u及びΦαの中間状態であるΦ^αを使用して計算される。L^u及びΦ^αのそれぞれは、最適化の間に適切な方法で変更される。式1の値が最小値理想的には、0をとる場合、中間関数L^u及びΦ^αはそれぞれLu及びΦαに等しい。L^u及びΦαに対する最適な関数形式を判定した後、それらは、Lu及びΦαにそれぞれ代入され、ステップ2の計算に使用される。上記の計算は、以下の問題を有することが知られている。Lu及びΦαは、単純な関数ではなく、ステップ1において最適化される必要のある非常に多くのデータ点から構成される。一方、計測像に対する1つのデータ集合のみが利用可能であるため、コスト関数1を構成するデータ量は非常に限定される。換言すれば、最適化に利用できるデータ量に対して、最適化される必要のあるパラメータが多すぎる。更に、この処理は、計測データにおけるノイズの影響を受けやすい。図4は、L^u及びΦ^αを構成するパラメータの変化に対するコスト関数の挙動を示す。コスト関数の最小値を見つけることは困難であることが理解されるであろう。計算は、数値的に不安定であり、実際には、コスト関数に対して同一の最小値を与える2つ以上のパラメータの組み合わせが見つかる可能性がある。そのため、像復元処理を改善する必要がある。添付図面を参照して、本発明における好適な実施形態を以下に説明する。図中、同一の参照符号は同一部材を示し、それらの重複する説明は省略する。第1の実施形態上述のように、図5Aは、半導体デバイスの製造に使用され、装置5009を含む光リソグラフィシステム5001の構成を示す。レチクル1002の物体パターンは、ウエハ1003の上に投影され、物体パターンに対応する空中像が形成される。装置5009は、空中像に関する情報を取得するために使用可能である。正確な像復元計算を可能にする像計測のための装置5009を詳細に説明する。図5Bは、ウエハステージ1006の上に装着可能な装置5009の構成を示す。装置5009は、空中像の光を透過する開口1011を含むことができる。開口は、例えば、基板1000の上に形成された遮光層1012を使用することにより得られる。開口1011は、スリット又はピンホールである。以下に説明する例において、開口1011としてスリットを使用する。空中像を形成する所定の波長の光束は、スリットを通過できる。計測において高解像度を実現するために、開口の幅は、像特徴よりも充分に狭い。これは、開口の大きさがサブ波長領域であることを意味する。空中像1008を構成する光束は開口1011を通過し、透過光1013の一部は検出器5114に到達する。透過光1013の全強度を計測する代わりに、検出器5114は、透過光1013の一部を計測する。この場合、この一部は、角度ξ又はその方向余弦f=sinξにより特定される。検出器5114は、開口1011に対してある方向例えば、x方向に沿った複数の第1の相対位置において透過光を検出する。第1の相対位置に関する位置データは、角度ξを使用して特定可能である。位置データは、検出前にデータテーブルとして準備されてもよい。位置データは、検出ごとに取得可能である。図5Bに示すように、例えば、x軸に沿って空中像1008のプロファイル計測するために、装置5009は、その方向例えば、x方向に空中像1008を走査することができる。各走査動作中、開口1011と検出器5114との間の第1の相対位置は、維持可能である。走査動作は、空中像1008に対する開口1011の第2の相対位置を制御する制御器5117により実行可能である。その場合、JMx,fで表わされる計測像5118は、主に、f=sinξにより特定される透過光の一部により形成される。本実施形態において、走査動作は、開口1011と検出器5114との間の第1の相対位置を変更して複数回K回繰り返される。第1の相対位置は、検出器位置制御器5115により制御される。その結果、JMx,fに対して全部でK個のデータがf=sinξの異なる値を用いて取得される。なお、f=sinξの関連値が異なる限り、K個の像プロファイルは互いに異なる。第1の相対位置を変更するために検出器5114を移動する代わりに、複数の撮像素子を備える検出器アレイが使用可能である。検出器5114は、第2の相対位置を変更する走査動作の前に、開口1011の特定の第2の相対位置を維持した状態で複数の第1の相対位置において透過光を検出することができ、その後、第2の相対位置が移動される。第2の相対位置を変更する走査動作及び複数の第1の相対位置において透過光を検出する検出動作は、検出器アレイを使用することにより、実質的に同時に実行されてもよい。検出器5114及び検出器位置制御器5115の双方は、基板5116の上に取り付け可能であり、基板5116は、図5Aに示すウエハステージ1006の上に取り付け可能である。その場合、走査動作は、ウエハステージ1006を適切に制御することにより実行される。走査動作、検出器5114からデータを取得する動作及び計測像5118のデータを出力する動作は、制御器5117により制御可能である。プロセッサは、開口1011の第2の相対位置を制御することにより第1の相対位置の各々において検出器5114から取得したデータ及び以下に説明する第1の相対位置に関する位置データに基づいて、空中像1008に関する情報を生成する。情報は、空中像計測の結果を含むことができる。簡潔にするために、空中像1008及び開口1011は、1次元である即ち、y方向において一定であると仮定する。結像性能を評価するために、1次元テストパターンが使用される。図5Bにおいて、像の位置は固定可能であり、像強度分布はx方向に走査することにより計測可能である。開口1011は、1次元であると仮定する。これは、開口1011のy方向の長さがx方向の長さよりも実質的に長いことを意味する。計測像JMx,fはf=sinξに依存することが、本発明の発明者による入念な研究を通じて発見されており、これが本発明の理論的な基礎を構成する。空中像Ixは、空中像の光が開口としてのスリットを透過する際に影響を受けるため、計測像JMx,fのプロファイルは空中像Ixから変化する。そこで、そのような像プロファイルの変化のメカニズムを図6及び図7を用いて説明する。ウエハ1003の上の空中像1008は、投影レンズ1007により取り込まれた回折光束6121の間の干渉の結果として形成される。実際の露光系において、照明系1004は、異なる角度でレチクルパターン1002を照明する照明光束を提供する。このような照明分布をLuで示す。図6において、簡潔にするために、1つの照明光束6120のみを示す。投影レンズ1007のレンズ瞳における回折光束6121の分布をΦα-uで示す。この場合、ウエハ1003における像強度は、部分コヒーレント結像理論に基づいて、次式により与えられる。式中、αmaxは、投影レンズ1007により取り込まれる回折光束の範囲を限定する。式2は、空中像1008のプロファイルを表す。図7は、ウエハ1003を開口スリット1011に置き換えた場合に発生する状態を示す。部分コヒーレント結像理論において、各回折光束は、図7の7999に示すように、α=sinθの方向余弦により特定される平面波7122などの平面波としてモデル化される。その後、平面波7122は、開口スリット1011を透過することにより準円筒波7123に変換される。準円筒波7123の振幅及び位相は、f=sinξの方向余弦により特定される伝播方向に依存する。これは、光束が完全な円筒波ではないことを意味する。更に、一般的には、開口スリット1011は、入射平面波7122を準円筒波7123に変換する光学デバイスとして動作可能であり、その光学特性は、α=sinθ及びf=sinξとする複素関数Fα;fにより表される。充分に解析した結果、関数Fα;fを使用することにより、図2Bに示す計測像1016のプロファイルは、次式により与えられる。式中、αmaxは、スリットに入射する光束方向の範囲を限定し、fmaxは、検出器により取り込まれる光束の範囲を限定する。投影レンズ1007の開口数は、n×αmaxにより与えられ、式中、nは、投影レンズ1007とウエハ1003との間の媒体の屈折率である。媒体は、例えば、空気又は水である。Fα;f=1である場合、式3が式2に省略されることは明らかである。但し、一般的に、Fα;fにより与えられる開口スリット1011の光学特性は、α及びfに依存する。その場合、式3により与えられる像プロファイルは、式2により与えられる像プロファイルと異なる。式3の分布を使用する像復元処理を図3に示す。この場合、空中像1008Ixのプロファイルは、計測像IMxから復元される。前述のように、IMxに対するデータ量が主に制限されるため、図3の像復元処理の結果の精度は低い。本発明における本実施形態は、本発明の発明者により実行された以下の理論的解析に基づいている。慎重に検討した結果、積分変数f及びuを入れ替えることにより、式3は、次式に変換される。この場合、式4により与えられる計測像1016図2Bを参照は、fにより特定される像成分の積分として表されることが理解される。パラメータfが離散的であり、且つ、fnn:1~nがfの全範囲を表すと仮定することにより、式4は、次式に変換される。式中、式6は、図5Bに示す計測像5118のプロファイルを表すことが理解される。計測をK回繰り返すことにより、式6において、fkk:1~Kを用いて与えられる全部でK個の像データを取得できる。関数Fα;fkがfkに依存するため、K個の像は互いに異なる。空中像計測に使用される開口スリット1011の構造を図8に示す。Taタンタル8012は、遮光層1012として使用可能であり、SiO2溶解石英8050は、基板1000として使用可能である。投影レンズ1007とウエハ1003との間の媒体が空気ではなく水である場合、開口空間はSi02で満たされる。また、必要に応じて、水の浸入を防止するために、Ta層の上面にSiO2を被覆することができる。図8に示すスリット構造の光学特性Fα;fは、FDTD有限差分時間領域法により計算可能である。シミュレーションのため、Taの厚さは100nmであると仮定し、開口スリットの幅は100nmであると仮定する。各々がα及びfの関数である振幅分布及び位相分布として結果を図9A及び図9Bに示す。ここで、f1=0.0、f2=0.2、f3=0.4及びf4=0.6として、K=4の場合を考察する。αの関数として各fkに対するスリットの光学特性を図10A及び図10Bに示す。これらのデータは、図9A及び図9Bと一致する。物体パターン1005図1Bを参照に対して取得された計測像のプロファイルをfkk:1~4の値ごとに図11に示す。これら4つの像は、走査ごとに、検出器5114の位置を適切に調整して走査動作を繰り返すことにより順次計測可能である。K個の計測像データJMx,f1JMx,fK~及びK個のスリット特性関数Fα;f1~Fα;fKを使用することにより、図3に示した像復元処理を図12に変更できる。この場合、ステップAにおける関数Lu及びΦαの非常に多くのパラメータの値を推定するために、K個の別個の像データを使用できる。像復元処理を以下に詳細に説明する。ステップAにおいて、Lu及びΦαは、反復計算を伴う最適化の結果として取得される。最適化は、コスト関数を最小にすることを目的とする。式中、J^Mx,fkは、Luの中間状態であるL^u及びΦαの中間状態であるΦ^αを使用して計算される。L^u及びΦ^αのそれぞれは、最適化の間に適切な方法で変更される。式7の値が最小値理想的には、0をとる場合、中間関数L^u及びΦ^αは、それぞれLu及びΦαに等しい。図13は、図4と比較して、最適化処理が容易であることを示す。極小値から明らかに区別できる最小値が存在する。L^u及びΦ^αに対する最適な関数形式を判定した後、ステップBにおいて、それらを式2に代入し、スリット透過の影響を除去した空中像5118図5Bを参照のプロファイルを取得する。図12のステップAにおいて、初期パラメータの選択は、最小値に効率よく到達するために重要である。図13において、初期状態の望ましい位置を黒点で示す。本実施形態において、このような初期状態は、Lu及びΦαに対する設計値により特定される。上述のように、空中像計測の目的の1つは、設計状態からの光学特性の偏差を判定することである。そのため、Lu及びΦαの実際の形式が設計とは異なる場合であっても、それらは設計状態の近傍に存在することが期待される。ここで、Lu及びΦαの初期状態を、それぞれL^uini及びΦ^αiniで表す。L^uiniの分布の一例を図14に示す。Luは、照明光束の強度分布を表す。これは、uの関数として0又は正の値を有することができる。ステップAの最適化のために、離散的なデータ点の集合としてL^uini及びLuを与えることにより、変数uは離散化される。図1に示す物体パターン1005を使用すると仮定し、Φ^αiniの大きさ及び位相を図15に示す。Φαは回折光束の分布を表すため、その値は複素である大きさ及び位相により特定される。ステップAの最適化のために、離散的なデータ点の集合としてΦ^αini及びΦαを与えることにより、変数αは離散化される。ここでは、説明を簡潔にするためにK=4を選択した。検出器5114に対する異なる位置設定を用いて走査動作を繰り返すことにより、Kの数を容易に増加できる。上記の計算は、リソグラフィシステム5001に直接接続されたコンピュータにより実行可能であり、その場合、計算結果は、リソグラフィシステムの結像性能を補正するために使用可能である。リソグラフィシステム5001の実際の動作において、その光学性能を定期的に検査し、何らかの劣化が観察される場合には性能を補正する必要がある。図16は、空中像計測の結果がシステムの結像性能を検査及び補正する必要に応じてために使用されるリソグラフィシステム6001を示す。計測装置5009は、上述の像復元計算を実行するコンピュータ6200に接続される。照明系制御部6201は、例えば、照明系1004における光学素子を若干移動することによりその特性を若干変更するために、照明系1004において実現される。投影レンズ制御部6202は、例えば、投影レンズにおける光学素子を若干移動することによりその特性を若干変更するために、投影レンズ1007において実現される。空中像計測の結果に基づいて、コンピュータ6200は、リソグラフィシステム6001の性能を改善するために、照明系制御部6201及び/又は投影レンズ制御部6202を制御する。一般的に、高度な露光系は、液浸技術を採用する。この場合、投影レンズ1007の底部のレンズ素子とウエハ1003との間の空間は、図5Aに示す解像度を改善するために、液体5010で満たされる。光リソグラフィシステム5001の解像度は、投影レンズ1007の開口数NA及び露光波長λにより決定される。解像度は、R=k1λ/NAで与えられ、式中、k1は、通常、0.3~0.5の処理依存因数である。ArFエキシマレーザλ=193nmは、照明系1004により照明するために使用される。液浸系に使用される液体5010は、193nmの波長を透過し、1より大きい屈折率nを有する。精製水n=1.44は、液浸系の液体5010として使用される。本発明における第1の実施形態は、スリット走査による計測結果に基づいて、像ファイル空中像を再構成するために使用可能である。この処理は、逆問題を含む。第1の実施形態において、スリット走査により取得された互いに異なる複数の像プロファイルデータは、逆問題を解くための最適化計算に使用される。その結果、空中像プロファイルは、正確に再構成される。更に、上述の空中像計測は、経年劣化する照明用又は投影用レンズユニットを補償するための観測に使用可能である。第2の実施形態上述の第1の実施形態において、K個の計測像データJMx,f1~JMx,fKを取得するためには、走査動作をK回繰り返す必要がある。第2の実施形態として、空中像計測のための装置7009を図17に示す。検出器アレイ7300は、N個の検出器D1~DNで構成され、アレイは開口1011に接続可能であるため、開口1011の単一走査によりN個の像JMx,f1~JMx,fMを取得することができる。各検出器は、制御器7117により制御できる。計測像7118を図17に示す。計測データを取得した後、第1の実施形態において説明した像復元処理を更に適用できる。第3の実施形態第3の実施形態として、図8に示すようなスリット型開口の代わりに、図18Aに示すようなピンホール型開口8011を使用できる。図18Aは、ピンホール型開口の上面図である。ピンホール8011は、遮光層8401に形成される。ピンホール型構造は、図18Bに示すようなx方向及びy方向に沿って検出位置を変更できる可動検出器8402と共に使用される。角度分布を計測してもよい。また、可動検出器8402の代わりに、図18Cに示す2次元検出器アレイ8404を使用できる。好適な実施形態を参照して本発明における実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されないことが理解されるべきである。以下の特許請求の範囲は、そのような変更、並びに、等価の構造及び機能の全てを含むように広範に解釈されるべきである。"