[发明专利]一种深紫外的显微镜成像物镜及其可见光装校方法和结构

说明书

本发明公开了一种深紫外的显微镜成像物镜及其可见光装校方法和结构；本发明其和筒镜配合使用，与筒镜分立在光瞳两侧；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，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、二、三、四、五和六镜片，其中第一、二、四、六镜片为正透镜，第三、五镜片为负透镜。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。此外本发明还通过增加一片筒镜，实现镜片装校在可见光波段进行，大大降低装校的难度与紫外光泄露等危险性。

技术领域

本发明属于集成电路制造领域，具体涉及一种深紫外的显微镜成像物镜及其可见光装校方法和结构。

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）的显微镜成像物镜及其可见光装校检测方法和结构；成像物镜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；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；并且，本发明还通过增加一片筒镜，实现成像物镜镜片装校在可见光波段进行，大大降低装校的难度与紫外光泄露等危险性。

本发明的方案具体介绍如下。

一种深紫外的显微镜成像物镜，其和筒镜配合使用，与筒镜分立在光瞳两侧；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，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、第二镜片、第四镜片和第六镜片为正透镜，第三镜片和第五镜片为负透镜。

本发明中，第一镜片、第三镜片和第五镜片的制作材料为熔融石英，第二镜片、第四镜片、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。减反膜可采用氟化镁等材质。

本发明中，深紫外的显微镜成像物镜等效焦距为4 mm，放大率为150倍。

本发明中，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、第九镜片由氟化钙材料制作，第八镜片由熔融石英材料制作，筒镜每个镜片的正反面均镀有减反膜。优选的，筒镜的筒长为300~1600 mm；进一步优选的，筒长为600 mm。

本发明中，深紫外的显微镜成像物镜的视场大小为30~50 mm，优选地40 mm，像场大小为3~10 mm，优选的6mm。

本发明中，深紫外的显微镜成像物镜设计采用Zemax OpticStudio软件计算，其工作距离为0.22mm，分辨率为58-64nm半周期。