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심자외선 이중 파장을 이용하여 반도체 전공정 검사 장비에 이용이 가능한 반사 굴절 혼합 형식의 NA 0.6 대물렌즈를 설계하였다. 200nm 공간 분해능을 확보하기 위하여 관측 파장 193nm, Auto-Focus 파장 266nm, 개구수(numerical aperture, NA) 0.6, 관측 시야 0.15mm 이상, 제곱평균제곱근(root mean square, ...

심자외선 이중 파장을 이용하여 반도체 전공정 검사 장비에 이용이 가능한 반사 굴절 혼합 형식의 NA 0.6 대물렌즈를 설계하였다. 200nm 공간 분해능을 확보하기 위하여 관측 파장 193nm, Auto-Focus 파장 266nm, 개구수(numerical aperture, NA) 0.6, 관측 시야 0.15mm 이상, 제곱평균제곱근(root mean square, RMS) 파면 오차(wavefront error, WFE) λ/20 이하를 목표 사양으로 선택하였다. 우선 높은 개구수 및 이중 파장을 고려하여 굴절 형식의 포커싱 렌즈 그룹과 필드 렌즈 그룹 그리고 포커싱 된 빔을 특정 개구수로 변환시켜 주는 카타디옵트릭 그룹으로 대물렌즈를 구성하였다. 최종적으로 11매의 광학 소자를 이용하여 모든 관측 시야에서 λ/80 이하의 RMS 파면 오차를 만족하였다. 그리고 설계된 광학계의 실제 제작 및 조립/정렬을 위한 민감도 분석 후 공차 분석을 진행하였고, 총 5개의 보상자를 추가한 상태로 50%와 90%의 수율을 만족할 수 있는 할당 공차를 각각 확인하였다. 또한 고분해능 대물렌즈의 특성인 높은 환경 민감도를 고려하여 온도 변화에 따른 광학계 성능을 해석한 결과, 적은 온도 변화에서도 큰 성능 저하가 확인되어 보상자가 필요하였고, 이에 초점면 이동을 보상자로 선정하여 작동하면 ±1.4℃까지 RMS 파면 오차 λ/30 이하의 성능을 만족함으로써 실제 반도체 공정 환경에서 이용이 가능함을 확인하였다.

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