【技術實現步驟摘要】
寬譜線高分辨率光學系統
[0001]本專利技術涉及光學
，尤其涉及一種寬譜線高分辨率光學系統。
技術介紹
[0002]LDSI(大規模集成電路)的半導體領域中，以光刻技術為核心的微細加工制造的技術難度最大。在LDSI的研發和制造過程中，需要對多種不同特性材質的高精細線路圖形等實施多道高精度的光學檢測，而且在制造現場還有高穩定性和高速檢測的需求。由于各類光學檢測的信息量非常大，所以超大視野，高分辨率，及包括紫外波段在內的寬譜線的光學檢測系統應運而生，而且需求日益增強。
[0003]隨著半導體芯片及器件的集成密度提高，要求光學檢測系統具有更高的光學分辨率。決定光學分辨率主要因素是光波波長和數值孔徑，所以為了提高光學檢測系統的分辨率，光學系統的照明光源的波長范圍日益變短，如近紫外光甚至是深紫外光；檢測物鏡的數值孔徑日益增大，趨近極限。在紫外波長區域，尤其是200nm至450nm的深紫外波長區域，普通光學材料的吸收很大，透光率很低，適用的光學材料受到很大限制，所以包括紫外波段在內的寬譜線、大視場和高分辨率的光學系統的設計和制造變得非常困難。由于針對上述問題的解決方案十分有限，所以急需提出切實的解決方案。普通的光學顯微鏡，檢測視場(FOV)較小時，數值孔徑(NA)比較大，接近于1，分辨率比較高；當檢測視場(FOV)變大時，數值孔徑(NA)會相應減小，分辨率也會隨之降低。(NA)*(FOV)基本保持大體不變。
[0004]同時，包括紫外在內的寬譜線光源，結構復雜，價格昂貴，輸出能量有限，尤其在選擇了波長區域...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種寬譜線高分辨率光學系統，其特征在于，所述寬譜線高分辨率光學系統包括：光源單元、照明單元、成像單元；所述光源單元包括：光源以及聚光元件，所述聚光元件將所述光源發出的光束匯聚到第一照明面，所述照明單元接受來自所述光源單元的光束，其包括：第一照明鏡頭、勻光部件、第二照明鏡頭，經過所述第二照明鏡頭的光束投射至第二照明面；任一照明鏡頭均包括依次設置的：第一照明鏡組、照明孔徑光闌以及第二照明鏡組；所述第一照明鏡頭中，第一照明鏡組、照明孔徑光闌以及第二照明鏡組滿足關系式：D2<f22<5D2，其中：D2為第一照明鏡頭照明孔徑光闌的直徑，f22為第一照明鏡頭第二照明組件的組合焦距；來自所述光源單元的光束依次經所述第一照明鏡頭、勻光部件、第二照明鏡頭投射于一物面上；所述照明單元和成像單元之間還設置有鏡組和光路分離元件；來自所述照明單元光束依次經過所述鏡組、光路分離元件、第二成像鏡組、第一成像鏡組到達所述物面，來自所述物面反射和散射的光束依次經過所述第一成像鏡組、第二成像鏡組、光路分離元件、第三成像鏡組形成第一像面；所述成像單元接受來自所述物面反射和散射的光束，其包括：第一成像鏡頭，來自所述物面的光束經第一成像鏡頭進行成像，所述第一成像鏡頭包括依次設置的：第一成像鏡組、第二成像鏡組以及第三成像鏡組；所述第一成像鏡組和第二成像鏡組滿足關系式：0.35＜f1/f2＜1.5，第二成像鏡組和第三成像鏡組滿足關系式：0.22＜f3/(f2
×
β)＜0.8；其中，f2為第二成像鏡組的組合焦距，f3為第三成像鏡組的組合焦距，β為第一成像鏡頭的放大倍率；所述照明孔徑光闌處選擇性地插入有不同的光瞳濾波器；所述第二照明面處設置視場光闌，視場光闌通光口徑與物方視野FOV尺寸對應設置。2.根據權利要求1所述的寬譜線高分辨率光學系統，其特征在于，所述第一照明鏡頭中，所述第一照明鏡組的前焦點位于所述第一照明面處，所述勻光部件的入口設置在所述第二照明鏡組的后焦點處，所述光源發出的光束經所述第一照明鏡組后變成平行光或近似平行光，再經過所述照明孔徑光闌和所述第二照明鏡組后匯聚到后焦點，進入所述勻光部件的入口。3.根據權利要求1所述的寬譜線高分辨率光學系統，其特征在于，所述第一照明鏡頭中，所述第二照明鏡組可以沿光軸方向前后移動，勻光部件包括可以相互切換的至少兩種，至少兩種勻光部件有不同幾何尺寸，對應光學系統物方視場FOV不同時，可獲得適配的照明條件；勻光部件切換時保持出口位置不變，勻光部件入口位置因為幾何尺寸不同而變化；所述第二照明鏡組沿光軸前后移動，保持所述第二照明鏡組的后焦點與勻光部件的入口在同一位置，使第二照明鏡組射出的光束最有效地進入勻光部件。4.根據權利要求1所述的寬譜線高分辨率光學系統，其特征在于，所述第一成像鏡組包括由物面側指向像面側的：第一片復合透鏡、所述第二片透鏡、第三片反射鏡；所述第一片復合透鏡的物面側曲面包括一個反射面，第一片復合透鏡...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉鵬，
申請(專利權)人：張家港中賀自動化科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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