[发明专利]一种深紫外的显微镜成像物镜

说明书

本发明公开了一种深紫外的显微镜成像物镜；其与筒镜协同工作；其等效数值孔径为0.75~0.85，工作波长为190~200 nm，等效焦距为3‑8mm，放大率为100‑200倍；其由沿着光轴顺序排列的6片球面镜片组成：第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片和第六镜片，其中第一镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片为正透镜，第二镜片和第四镜片为负透镜；与其协同工作的筒镜包含3片物镜；本发明的物镜可以应用于半导体集成电路带图形硅片的缺陷检测，其检测缺陷的分辨率可以达到58~64纳米或者更小。

技术领域

本发明属于集成电路制造技术领域，具体涉及一种深紫外的显微镜成像物镜。

背景技术

半导体集成电路制造进入了深亚微米线宽，制造过程中的缺陷对集成电路的性能与成品率的影响也越来越大。在半导体集成电路工艺流程里，对缺陷的有效控制是保证成品率与性能的关键。在缺陷检测方面，采用光学成像检测是主要与快速的方法。由于检测的灵敏度与分辨率取决于光学的分辨率，波长越短，或者数值孔径越大，其分辨率越高。随着集成电路制造线宽不断缩小，集成电路的制造密度越来越大，单位面积里的电路与器件也越来越多，对于缺陷检测的压力也越来越大，包括检测的速度与检测的灵敏度或者分辨率，现有设备的检测能力将成为瓶颈。一般的深紫外缺陷成像物镜包含20片左右的镜片，与其协同工作的筒镜包含3片物镜，且工作在238~266纳米或者以上波长，数值孔径在0.9或者以下，其分辨率在66 nm半周期，制造工艺复杂，成本很高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种深紫外（190~200 nm）的显微镜成像物镜；其在没有降低分辨率的情况下，大大减少了镜头的片数——从20片减少为6片，降低了镜头的制作难度与公差，降低了成本，缩短了研制周期，有利于大量制造； 其可用于基于半导体集成电路带图形硅片的光学成像缺陷检测，其检测缺陷的分辨率可以达到58~64纳米或者更小。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种深紫外的显微镜成像物镜，等效数值孔径为0.75~0.85，工作波长为

190~200 nm，等效焦距为3-8mm，放大率为100-200倍，成像于无穷远；其由沿着光轴顺序排列的6片球面镜片组成：第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片和第六镜片，其中第一镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片为正透镜，第二镜片和第四镜片为负透镜。

本发明中，第一镜片、第二镜片和第四镜片的制作材料为石英，第三镜片、第五镜

片、第六镜片的制作材料为氟化钙。

本发明中，6片球面镜片的正反面均镀有减反膜，优选的，减反膜采用氟化镁等材质。

本发明中，等效焦距为6mm，放大率为150倍。

本发明中，其和筒镜配合使用，物镜与筒镜分立在光瞳两侧，筒镜由沿着光轴顺序排列的3片球面镜片组成：第七镜片、第八镜片和第九镜片；第七镜片、第九镜片由熔融石英材料制作，第八镜片由氟化钙制作，筒镜每个镜片的正反面均镀有减反膜。

本发明中，筒镜的筒长为300~1600 mm。优选的，筒长为900 mm。

本发明中，视场大小为30~50 µm见方，优选地40 µm见方，像场大小为3~10 mm见方，优选地，6 mm见方。

本发明中，其设计采用Zemax OpticStudio软件计算，其工作距离为0.2 mm，分辨率为58-64nm半周期。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：