本申請(qǐng)涉及光學(xué)儀器，特別是涉及深紫外物鏡光學(xué)系統(tǒng)、深紫外物鏡及晶圓檢測(cè)顯微鏡。

背景技術(shù)：

1、隨著國(guó)家半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的快速發(fā)展，晶圓檢測(cè)相關(guān)設(shè)備的進(jìn)口替代勢(shì)在必行。晶圓表面顆粒檢測(cè)設(shè)備主要用于識(shí)別并定位產(chǎn)品表面存在的雜質(zhì)顆粒沾污、機(jī)械劃傷、晶圓圖案缺陷等問(wèn)題。晶圓缺陷可能會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體產(chǎn)品在使用時(shí)發(fā)生漏電、斷電的情況，影響芯片的成品率。因此，有必要對(duì)晶圓缺陷進(jìn)行檢測(cè)，以提高芯片的成品率。而在進(jìn)行晶圓缺陷檢測(cè)之前需要收集晶圓缺陷位置的光線散射能量，深紫外物鏡即承擔(dān)了這項(xiàng)功能。而深紫外物鏡對(duì)成像準(zhǔn)確性的影響較大，因此，如何提供一種深紫外物鏡光學(xué)系統(tǒng)來(lái)保證成像準(zhǔn)確性成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝松钭贤馕镧R光學(xué)系統(tǒng)、深紫外物鏡及晶圓檢測(cè)顯微鏡，以便于保證成像準(zhǔn)確性。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>

3、根據(jù)第一方面，提供了一種深紫外物鏡光學(xué)系統(tǒng)，包括：

4、從像方到物方沿同一光軸依次設(shè)置的第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組；

5、其中，所述第一透鏡組和所述第三透鏡組的屈光度均為正，且所述第一透鏡組的光焦度小于所述第三透鏡組的光焦度；

6、所述第二透鏡組的屈光度為負(fù)。

7、根據(jù)本申請(qǐng)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，所述第一透鏡組從像方到物方沿同一光軸方向依次包括：具有正光焦度的第一透鏡、具有正光焦度的第二透鏡、具有負(fù)光焦度的第三透鏡和具有負(fù)光焦度的第四透鏡；和/或，

8、所述第二透鏡組從像方到物方沿同一光軸方向依次包括：具有正光焦度的第五透鏡和具有正光焦度的第六透鏡；和/或，

9、所述第三透鏡組從像方到物方沿同一光軸方向依次包括：具有負(fù)光焦度的第七透鏡、具有正光焦度的第八透鏡、具有正光焦度的第九透鏡以及具有正光焦度的第十透鏡。

10、根據(jù)本申請(qǐng)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，所述第一透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第九透鏡和第十透鏡均為正彎月透鏡，所述正彎月透鏡的凸面朝向像方側(cè)；

11、所述第二透鏡和第八透鏡均為雙凸透鏡；

12、所述第三透鏡和第四透鏡均為負(fù)彎月透鏡，所述負(fù)彎月透鏡的凹面朝向像方側(cè)；

13、所述第七透鏡為雙凹透鏡。

14、根據(jù)本申請(qǐng)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，還包括：孔徑光闌，所述孔徑光闌在第一透鏡組的像方側(cè)。

15、根據(jù)本申請(qǐng)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，所述第一透鏡組、所述第二透鏡組和所述第三透鏡組均采用深紫外譜段熔石英透鏡。

16、根據(jù)本申請(qǐng)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，所述深紫外物鏡的物方數(shù)值口徑na(numericalaperture，數(shù)值口徑)大于0.95，所述深紫外物鏡的焦距為50mm，所述光學(xué)系統(tǒng)總體長(zhǎng)度小于200mm，物方視場(chǎng)半徑小于或等于0.19mm。

17、根據(jù)本申請(qǐng)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，所述光學(xué)系統(tǒng)的像方出射為平行光，所述第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組所包含透鏡的口徑均小于或等于100.5mm。

18、根據(jù)本申請(qǐng)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，所述第一透鏡組的焦距在260mm至280mm之間，所述第二透鏡組的焦距在-275mm至-220mm之間，所述第三透鏡組的焦距在20mm至25mm之間。

19、根據(jù)第二方面，提供了一種深紫外物鏡，所述深紫外物鏡包括第一方面的光學(xué)系統(tǒng)。

20、根據(jù)第三方面，提供了一種晶圓檢測(cè)顯微鏡，所述晶圓檢測(cè)顯微鏡包括第二方面的深紫外物鏡，所述深紫外物鏡包括第一方面的光學(xué)系統(tǒng)。

21、根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)峁┑木唧w實(shí)施例，本申請(qǐng)公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

22、1)本申請(qǐng)中第三透鏡組相比較第一透鏡組具有較大的光焦度，以負(fù)責(zé)物體缺陷位置的光線散射能量的收集，在短距離內(nèi)收集物體缺陷位置的光線散射能量，第二透鏡組具備負(fù)光焦度，能夠很好地補(bǔ)償各位置的角度差異實(shí)現(xiàn)平場(chǎng)校正，第一透鏡組具備較弱的正光焦度，能夠?qū)Ω唠A相差進(jìn)行補(bǔ)償，通過(guò)這三組特定透鏡組的組合能夠有效地保證成像的準(zhǔn)確性。

23、2)本申請(qǐng)中的所有透鏡均采用球面設(shè)計(jì)，避免引入非球面或者自由曲面造成制造性困難的問(wèn)題。

24、3)本申請(qǐng)中第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組均采用同一種深紫外譜段熔石英透鏡，具有良好的熱穩(wěn)定性，在深紫外譜段具備超高透過(guò)率。

25、4)本申請(qǐng)中的物方視場(chǎng)半徑小于或等于0.19mm，即全視場(chǎng)小于或等于0.38mm。而常規(guī)物方數(shù)值口徑na為0.9的物鏡一般視場(chǎng)為0.1mm。因此，本申請(qǐng)的全視場(chǎng)約為一般視場(chǎng)的4倍，具備大視場(chǎng)特性，且整體長(zhǎng)度也得到了優(yōu)化。

26、5)本申請(qǐng)中深紫外物鏡的物方數(shù)值口徑na大于0.95，工作波長(zhǎng)為266nm，帶寬為1nm，使得光學(xué)系統(tǒng)具備大數(shù)值口徑的同時(shí)兼具高分辨率特性。

27、當(dāng)然，實(shí)施本申請(qǐng)的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種深紫外物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第九透鏡和第十透鏡均為正彎月透鏡，所述正彎月透鏡的凸面朝向像方側(cè)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：孔徑光闌，所述孔徑光闌在所述第一透鏡組的像方側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡組、所述第二透鏡組和所述第三透鏡組均采用深紫外譜段熔石英透鏡。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述深紫外物鏡的物方數(shù)值口徑na大于0.95，所述深紫外物鏡的焦距為50mm，所述光學(xué)系統(tǒng)總體長(zhǎng)度小于200mm，物方視場(chǎng)半徑小于或等于0.19mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)的像方出射為平行光，所述第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組所包含透鏡的口徑均小于或等于100.5mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡組的焦距在260mm至280mm之間，所述第二透鏡組的焦距在-275mm至-220mm之間，所述第三透鏡組的焦距在20mm至25mm之間。

9.一種深紫外物鏡，其特征在于，所述深紫外物鏡包括如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)。

10.一種晶圓檢測(cè)顯微鏡，其特征在于，所述晶圓檢測(cè)顯微鏡包括如權(quán)利要求9所述的深紫外物鏡，所述深紫外物鏡包括如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)了一種深紫外物鏡光學(xué)系統(tǒng)，包括：從像方到物方沿同一光軸依次設(shè)置的第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組；其中，所述第一透鏡組和所述第三透鏡組的屈光度均為正，且所述第一透鏡組的光焦度小于所述第三透鏡組的光焦度；所述第二透鏡組的屈光度為負(fù)。本申請(qǐng)中第三透鏡組相比較第一透鏡組具有較大的光焦度，以負(fù)責(zé)物體缺陷位置的光線散射能量的收集，在短距離內(nèi)收集物體缺陷位置的光線散射能量，第二透鏡組具備負(fù)光焦度，能夠很好地補(bǔ)償各位置的角度差異實(shí)現(xiàn)平場(chǎng)校正，第一透鏡組具備較弱的正光焦度，能夠?qū)Ω唠A相差進(jìn)行補(bǔ)償，通過(guò)這三組特定透鏡組的組合能夠有效地保證成像的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉江,趙永亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京中安半導(dǎo)體設(shè)備有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2