一种显微物镜光学系统、硅片缺陷的检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种显微物镜光学系统、一种硅片缺陷的检测装置以及一种硅片缺陷的检测方法。该显微物镜光学系统包括：光阑；第一透镜组，位于光阑的第一侧，具有负的第一光焦度、第一球差、第一场曲、第一色差、第一像散、第一彗差及负的第一畸变；第二透镜组，位于光阑的第二侧，具有第二光焦度、正的第二球差、正的第二场曲、负的第二色差、第二像散、第二彗差及第二畸变；以及第三折反透镜组，位于第二透镜组的第二侧，具有第三光焦度、第三球差、第三场曲、第三色差、正的第三像散、正的第二彗差，以及第三畸变。本发明专利技术能够同时满足大视场、高数值孔径、宽光谱波段的观测需求，并获得接近衍射极限的高成像质量及低光学畸变的成像效果。限的高成像质量及低光学畸变的成像效果。限的高成像质量及低光学畸变的成像效果。

【技术实现步骤摘要】
一种显微物镜光学系统、硅片缺陷的检测装置及检测方法


[0001]本专利技术涉及半导体缺陷检测
，尤其涉及一种显微物镜光学系统、一种硅片缺陷的检测装置，以及一种硅片缺陷的检测方法。

技术介绍

[0002]在集成电路制造过程中，本领域主要利用光学显微成像检测法对硅片表面缺陷进行检测。在光学显微成像检测法中，显微物镜是其中最为关键的部件，直接影响检测分辨率和检测速度。因此，高质量的显微物镜对于进一步提高检测分辨率与检测速度具有十分重要的意义。
[0003]显微物镜的检测分辨率、检测速度与显微物镜的视场、数值孔径（NA）相关。显微物镜的视场代表着显微镜系统能够观察到物体的范围。显微物镜的数值孔径NA越高，则检测分辨率会更高。现有技术中，显微物镜常常采用折射式系统或折反射系统，以实现在一定的光谱范围内尽可能地提高数值孔径的同时扩大视场的范围。然而，目前在紫外
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可见波段（即350nm~550nm）的光谱波段内鲜有能够在数值孔径NA≥0.9（干式）的同时实现视场D≥1.2mm的显微物镜光学系统，因而难以对半导体缺陷进行高分辨率且快速的检测。
[0004]为克服现有技术所存在的上述缺陷，本领域亟需一种半导体缺陷检测技术，用于同时满足大视场、高数值孔径以及宽光谱波段的观测需求，并获得接近衍射极限的高成像质量及低光学畸变的成像效果，从而同时提高半导体缺陷的检测速度与检测分辨率，并满足硅片缺陷检测装置或其他超精密表面形貌测量装置的应用需求。

技术实现思路

[0005]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
[0006]为克服现有技术所存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种显微物镜光学系统、一种硅片缺陷的检测装置以及一种硅片缺陷的检测方法，能够同时满足大视场、高数值孔径以及宽光谱波段的观测需求，并获得接近衍射极限的高成像质量及低光学畸变的成像效果，从而同时提高半导体缺陷的检测速度与检测分辨率，并满足硅片缺陷检测装置或其他超精密表面形貌测量装置的应用需求。
[0007]具体来说，根据本专利技术的第一方面提供的上述显微物镜光学系统包括：光阑；第一透镜组，位于所述光阑的第一侧，具有负的第一光焦度、第一球差、第一场曲、第一色差、第一像散、第一彗差及负的第一畸变；第二透镜组，位于所述光阑的第二侧，具有第二光焦度、正的第二球差、正的第二场曲、负的第二色差、第二像散、第二彗差及第二畸变，其中，所述第一透镜组与所述第二透镜组共同产生负的组合像散及负的组合彗差；以及第三折反透镜组，位于所述第二透镜组的所述第二侧，具有第三光焦度、第三球差、第三场曲、第三色差、
正的第三像散、正的第二彗差，以及第三畸变，其中，所述第二透镜组与所述第三折反透镜组共同产生正的组合光焦度，所述第一透镜组与所述第三折反透镜组共同产生负的组合球差、负的组合场曲及正的组合色差，所述第二透镜组与所述第三折反透镜组共同产生正的组合畸变。
[0008]优选地，在本专利技术的一实施例中，所述第一透镜组由第一负透镜、第二正透镜、第三正透镜、第四正透镜、第五负透镜及第六负透镜组成，其中包含至少两种不同色散的玻璃。
[0009]优选地，在本专利技术的一实施例中，所述第一负透镜具有曲率半径为
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88.714mm的第一表面和曲率半径为
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50.296mm的第二表面，和/或所述第一负透镜的厚度为12.246mm，和/或所述第二正透镜具有曲率半径为37.127mm的第一表面和曲率半径为
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1971.866mm的第二表面，和/或所述第二正透镜的厚度为2.743mm，和/或所述第三正透镜具有曲率半径为20.717mm的第一表面和曲率半径为61.996mm的第二表面，和/或所述第三正透镜的厚度为2.819mm，和/或所述第四正透镜具有曲率半径为12.251mm的第一表面和曲率半径为39.080mm的第二表面，和/或所述第四正透镜的厚度为3.158mm，和/或所述第五负透镜具有曲率半径为136.840mm的第一表面和曲率半径为5.640mm的第二表面，和/或所述第五负透镜的厚度为1.621mm，和/或所述第六负透镜具有曲率半径为
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16.730mm的第一表面和曲率半径为6.409mm的第二表面，和/或所述第六负透镜的厚度为2.111mm。
[0010]优选地，在本专利技术的一实施例中，所述第一负透镜的第二表面到所述第二正透镜的第一表面的间距为0.188mm，和/或所述第二正透镜的第二表面到所述第三正透镜的第一表面的间距为0.026mm，和/或所述第三正透镜的第二表面到所述第四正透镜的第一表面的间距为0.009mm，和/或所述第四正透镜的第二表面到所述第五负透镜的第一表面的间距为0.421mm，和/或所述第五负透镜的第二表面到所述第六负透镜的第一表面的间距为2.727mm，和/或所述第六负透镜的第二表面到所述光阑的间距为8.890mm。
[0011]优选地，在本专利技术的一实施例中，所述第二透镜组由第七正透镜、第八正透镜、第九负透镜、第十正透镜、第十一正透镜、第十二正透镜及第十三负透镜组成，其中包含至少两种不同色散的玻璃。
[0012]优选地，在本专利技术的一实施例中，所述第七正透镜具有曲率半径为20.330mm的第一表面和曲率半径为
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33.085mm的第二表面，和/或所述第七正透镜的厚度为1.992mm，和/或所述第八正透镜具有曲率半径为12.461mm的第一表面和曲率半径为66.863mm的第二表面，和/或所述第八正透镜的厚度为2.103mm，和/或所述第九负透镜具有曲率半径为8.407mm的第一表面和曲率半径为5.433mm的第二表面，和/或所述第九负透镜的厚度为5.512mm，和/或所述第十正透镜具有曲率半径为14.461mm的第一表面和曲率半径为
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8.389mm的第二表面，和/或所述第十正透镜的厚度为2.047mm，和/或所述第十一正透镜具有曲率半径为7.577 mm的第一表面和曲率半径为
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14.652mm的第二表面，和/或所述第十一正透镜的厚度为3.582mm，和/或所述第十二正透镜具有曲率半径为
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24.637mm的第一表面和曲率半径为
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6.109mm的第二表面，和/或所述第十二正透镜的厚度为3.486mm，和/或所述第十三负透镜具有曲率半径为
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3.597mm的第一表面和曲率半径为
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5.409的第二表面，和/或所述第十三负透镜的厚度为2.153mm。
[0013]优选地，在本专利技术的一实施例中，所述第七正透镜的第二表面到所述第八正透镜
的第一表面的间距为0.053mm，和/或所述第八正透镜的第二表面到所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显微物镜光学系统，其特征在于，包括：光阑；第一透镜组，位于所述光阑的第一侧，具有负的第一光焦度、第一球差、第一场曲、第一色差、第一像散、第一彗差及负的第一畸变；第二透镜组，位于所述光阑的第二侧，具有第二光焦度、正的第二球差、正的第二场曲、负的第二色差、第二像散、第二彗差及第二畸变，其中，所述第一透镜组与所述第二透镜组共同产生负的组合像散及负的组合彗差；以及第三折反透镜组，位于所述第二透镜组的所述第二侧，具有第三光焦度、第三球差、第三场曲、第三色差、正的第三像散、正的第二彗差，以及第三畸变，其中，所述第二透镜组与所述第三折反透镜组共同产生正的组合光焦度，所述第一透镜组与所述第三折反透镜组共同产生负的组合球差、负的组合场曲及正的组合色差，所述第二透镜组与所述第三折反透镜组共同产生正的组合畸变，其中，所述第一透镜组的第一焦距fS1、所述第二透镜组的第二焦距fS2、所述第三折反透镜组的第三焦距fS3及所述显微物镜光学系统的组合焦距fE1，满足以下关系式：1<| fS1/ fS3|<2，0.5<| fS2/ fS3|<1.5，2.5<| fS3/ fE1|<5。2.如权利要求1所述的显微物镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜组由第一负透镜、第二正透镜、第三正透镜、第四正透镜、第五负透镜及第六负透镜组成，其中包含至少两种不同色散的玻璃。3.如权利要求2所述的显微物镜光学系统，其特征在于，所述第一负透镜具有曲率半径为
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88.714mm的第一表面和曲率半径为
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50.296mm的第二表面，和/或所述第一负透镜的厚度为12.246mm，和/或所述第二正透镜具有曲率半径为37.127mm的第一表面和曲率半径为
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1971.866mm的第二表面，和/或所述第二正透镜的厚度为2.743mm，和/或所述第三正透镜具有曲率半径为20.717mm的第一表面和曲率半径为61.996mm的第二表面，和/或所述第三正透镜的厚度为2.819mm，和/或所述第四正透镜具有曲率半径为12.251mm的第一表面和曲率半径为39.080mm的第二表面，和/或所述第四正透镜的厚度为3.158mm，和/或所述第五负透镜具有曲率半径为136.840mm的第一表面和曲率半径为5.640mm的第二表面，和/或所述第五负透镜的厚度为1.621mm，和/或所述第六负透镜具有曲率半径为
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16.730mm的第一表面和曲率半径为6.409mm的第二表面，和/或所述第六负透镜的厚度为2.111mm。4.如权利要求3所述的显微物镜光学系统，其特征在于，所述第一负透镜的第二表面到所述第二正透镜的第一表面的间距为0.188mm，和/或所述第二正透镜的第二表面到所述第三正透镜的第一表面的间距为0.026mm，和/或所述第三正透镜的第二表面到所述第四正透镜的第一表面的间距为0.009mm，和/或所述第四正透镜的第二表面到所述第五负透镜的第一表面的间距为0.421mm，和/或所述第五负透镜的第二表面到所述第六负透镜的第一表面的间距为2.727mm，和/或所述第六负透镜的第二表面到所述光阑的间距为8.890mm。5.如权利要求1所述的显微物镜光学系统，其特征在于，所述第二透镜组由第七正透
镜、第八正透镜、第九负透镜、第十正透镜、第十一正透镜、第十二正透镜及第十三负透镜组成，其中包含至少两种不同色散的玻璃。6.如权利要求5所述的显微物镜光学系统，其特征在于，所述第七正透镜具有曲率半径为20.330mm的第一表面和曲率半径为
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33.085mm的第二表面，和/或所述第七正透镜的厚度为1.992mm，和/或所述第八正透镜具有曲率半径为12.461mm的第一表面和曲率半径为66.863mm的第二表面，和/或所述第八正透镜的厚度为2.103mm，和/或所述第九负透镜具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：包建，杨浩哲，相春昌，
申请(专利权)人：睿励科学仪器上海有限公司，
类型：发明
国别省市：