[发明专利]宽谱线大视场物镜系统

说明书

本发明提供一种宽谱线大视场物镜系统，其包括：第一成像镜头以及至少一个第二成像镜头；各成像镜头依次设置，任一成像镜头对应一像面，来自所述照明单元的光束依次经第一成像镜头以及至少一个第二成像镜头成像后逐级放大，所述第一成像镜头包括依次设置的：第一成像镜组、第二成像镜组以及第三成像镜组，所述第二成像镜头包括依次设置的：第四成像镜组、成像孔径光阑、第二正光焦度的子镜组。本发明的宽谱线大视场物镜系统适于在200nm至450nm的深紫外波长范围使用，其通过设置第一成像镜头以及至少一个第二成像镜头，具有提高放大倍率，并缩短整个系统长度，节省空间的效果。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种宽谱线大视场物镜系统。

背景技术

LDSI(大规模集成电路)的半导体领域中，以光刻技术为核心的微细加工制造的技术难度最大。在LDSI的研发和制造过程中，需要对多种不同特性材质的高精细线路图形等实施多道高精度的光学检测，而且在制造现场还有高稳定性和高速检测的需求。由于各类光学检测的信息量非常大，所以超大视野，高分辨率，及包括紫外波段在内的宽谱线的光学检测系统应运而生，而且需求日益增强

随着半导体芯片及器件的集成密度提高，要求光学检测系统具有更高的光学分辨率。决定光学分辨率主要因素是光波波长和数值孔径，所以为了提高光学检测系统的分辨率，光学系统的照明光源的波长范围日益变短，如近紫外光甚至是深紫外光；检测物镜的数值孔径日益增大，趋近极限。在紫外波长区域，尤其是200nm至450nm的深紫外波长区域，普通光学材料的吸收很大，透光率很低，适用的光学材料受到很大限制，所以包括紫外波段在内的宽谱线、大视场和高分辨率的光学系统的设计和制造变得非常困难。由于针对上述问题的解决方案十分有限，所以急需提出切实的解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种宽谱线大视场物镜系统，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种宽谱线大视场物镜系统，其适用于紫外波段，所述宽谱线大视场物镜系统包括：第一成像镜头以及至少一个第二成像镜头；

各成像镜头依次设置，任一成像镜头对应一像面，来自所述照明单元的光束依次经第一成像镜头以及至少一个第二成像镜头成像后逐级放大，所述第一成像镜头包括依次设置的：第一成像镜组、第二成像镜组以及第三成像镜组，所述第二成像镜头包括依次设置的：第四成像镜组、成像孔径光阑、第五成像镜组；

所述第二成像镜组中，至少有2片正透镜满足关系式：Dop0.7×D1，且其中焦距最短的2片正透镜满足关系式：0.7＜(1/fp1+1/fp2)×f2＜1.9；

至少有2片负透镜满足关系式：Dop0.7×D1，且其中焦距的绝对值最短的2片负透镜满足关系式：0.45＜|1/fm1+1/fm2|×f2＜1.4；

其中，Dop为透镜的通光孔径，D1为第二成像镜组(G2)和第三成像镜组(G3)孔径光阑的直径，fp1为满足关系式Dop0.7×D1焦距最短正透镜的焦距，fp2为满足关系式Dop0.7×D1焦距次短正透镜的焦距，fm1为满足关系式Dop0.7×D1焦距的绝对值最短负透镜的焦距，fm1为满足关系式Dop0.7×D1焦距的绝对值次短负透镜的焦距；

所述第一成像镜组和第二成像镜组满足关系式：0.35＜f1/f2＜1.5，第二成像镜组和第三成像镜组满足关系式：0.22＜f3/(f2×β)＜0.8；

其中，f2为第二成像镜组的组合焦距，f3为第三成像镜组的组合焦距，β为第一成像镜头的放大倍率。

所述成像孔径光阑处选择性地插入有不同的光瞳滤波器；

物平面发出的光线经过第一成像镜组后形成中间像，中间像经过第二成像镜组后形成平行光或近似平行光经第三成像镜组后再成像到有限远处的像面，所述像面处设置视场光阑，视场光阑通光口径与物方视野FOV尺寸相对应。