[发明专利]一种大视场高分辨率物镜

说明书

本发明公开一种大视场高分辨率物镜，用于将物平面内的图形成像到像平面内，从物平面一侧到像平面一侧沿其光轴方向，依次包括第一镜组、第二镜组。第一镜组、第二镜组均具有正光焦度，第一镜组为具有至少2个折射面和至少2个反射面的折反射镜组，且折反射镜组的至少2个反射面的中央部分没有反射特性而能让光线穿过。物平面发出的光线经过第一镜组后形成中间像，中间像经过第二镜组后再成像到像平面，且满足关系式：1.2＜|Rm|/f1＜2.8，其中，f1为第一镜组的组合焦距；Rm为第一镜组的所有反射面中，曲率半径最小的反射面的曲率半径。本发明可以有效地校正大口径系统的各种像差，尤其是高级球差。

技术领域

本发明涉及一种宽光谱大视场高分辨率物镜，尤其涉及一种200nm至350nm的深紫外波长范围使用的，具有宽光谱高放大倍率的大视场高分辨率物镜及其相应的光学装置。

背景技术

随着半导体芯片及器件的集成密度提高，要求其检查光学系统具有高分辨率才能检测到更精密的细节。为了提高检查光学系统的分辨率，要求光学系统使用更短波长的照明光；要求检测物镜的数值孔径更大。在紫外波长区域，尤其是200nm至350nm的深紫外波长区域，普通光学材料的吸收很大，透光率很低。随着数值孔径的增加，只使用折射光学系统来校正像差也很困难。

随着检测技术的发展，高分辨率大视场光学检测要求和需求日益增强。同时具有宽光谱、高分辨率、大视场性能的物镜的设计和制造十分困难，目前还少有先例。

发明内容

为有效地校正大口径系统的各种像差，本发明提供一种大视场高分辨率物镜，本发明的这种结构可以有效地校正大口径系统的各种像差，尤其是高级球差。

本发明采用以下技术方案实现：一种大视场高分辨率物镜，其用于将物平面内的图形成像到像平面内，所述大视场高分辨率物镜从物平面一侧到像平面一侧沿其光轴方向，依次包括第一镜组、第二镜组；第一镜组、第二镜组均具有正光焦度，第一镜组为具有至少2个折射面和至少2个反射面的折反射镜组，且折反射镜组的至少2个反射面的中央部分没有反射特性而能让光线穿过；物平面发出的光线经过第一镜组后形成中间像，中间像经过第二镜组后再成像到像平面，且满足关系式：

1.2＜|Rm|/f1＜2.8 式(1)

其中，f1为第一镜组的组合焦距；Rm为第一镜组的所有反射面中，曲率半径最小的反射面的曲率半径。

这种结构可以有效地校正大口径系统的各种像差，尤其是高级球差。第一镜组的光焦度主要由曲率半径最小的反射面提供，其他折射和反射面的功能是校正系统的各种像差，如果超出这个范围，校正各种像差时会发生校正过量或不足的问题。

作为上述方案的进一步改进，第一镜组中存在分布在其中2个反射面之间的至少1个折射透镜，物平面发出的光线经过第一镜组后且在形成中间像之前，在第一镜组内3次通过所述至少1个折射透镜；最靠近物平面的元件，其靠近物平面一侧的表面上，中央部分具有透过折射特性，周边部分具有反射特性，且中央部分和周边部分具有相同的曲率半径，并满足关系式：

|R1/Rm|＞3 式(2)

其中，R1为最靠近物平面的元件，其靠近物平面一侧的表面的曲率半径。

靠近物平面的表面的周边部分在结构上具有改变光线方向的重要功能，不希望它带来过大的像差，或降低工作距离，所以采用曲率半径较大的表面，可以达到这个效果。

作为上述方案的进一步改进，第二镜组不包含非平面的反射面，中间像经过第二镜组后再次成像到无限远处的像平面时，满足关系式：

0.25＜f1/f2＜1.5 式(3)

0.25＜D2/D1＜1.2 式(4)

其中，f2为第二镜组的组合焦距；