本技術涉及光學成像，尤其涉及一種紅外顯微鏡物鏡。

背景技術：

1、現(xiàn)在市面上的顯微鏡物鏡多是適用于可見光波段的鏡頭，因為硅的可見光透過率低，當使用這些鏡頭去檢測半導體制造業(yè)中廣泛使用的硅基芯片和晶圓時，效果就會大打折扣。

2、考慮到硅的紅外透過率較高，因此使用紅外顯微鏡頭可以有效地用于檢測硅基芯片和晶圓，揭示其內部的結構和缺陷，如裂紋、異物、位錯等。因此亟需一種可靠性良好的高分辨率紅外顯微鏡物鏡。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種紅外顯微鏡物鏡，用于解決當前顯微鏡物鏡多適用于可見光波段，沒有可適用于紅外光波段的顯微鏡物鏡，因此無法應用于半導體制造業(yè)中硅基芯片和晶圓等檢測過程中的問題。

2、為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種紅外顯微鏡物鏡，包括鏡筒、設置于鏡筒內的內部組件以及將內部組件固定于所述鏡筒內的鎖緊件；

3、所述內部組件沿著光軸由像側至物側依序包括：第一透鏡、第一間隔件、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第二間隔件、第五透鏡、第三間隔件、第六透鏡、第四間隔件和第七透鏡；所述鎖緊件設置于第一透鏡像側；所述第二間隔件內一收縮處為光闌；

4、其中所述第二透鏡的物側面與所述第三透鏡的像側面膠合，所述第三透鏡的物側面與所述第四透鏡的像側面膠合，所述第二透鏡、所述第三透鏡和所述第四透鏡形成具有負光焦度的三膠合透鏡。

5、于本申請一實施例中，所述紅外顯微鏡物鏡的有效焦距為f，所述三膠合透鏡的焦距為ftb，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：|ftb/f|>10。

6、于本申請一實施例中，所述鎖緊件內徑為d1、所述第一透鏡像側面的曲率半徑為r3、所述第一透鏡的有效焦距為f1，所述鎖緊件和所述第一透鏡滿足：0.80<f1/(d1+r3)<1.20。

7、于本申請一實施例中，所述第二間隔件像側平面的內徑為d3m、所述第二間隔件像側平面的外徑為d3，所述第二間隔件滿足：0.09＜(d3-d3m)/d3＜0.15。

8、于本申請一實施例中，所述光闌內徑為d3、所述第二間隔件像側內斜面與軸線方向夾角為θ3、所述第四透鏡像側面的曲率半徑為r7，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：2.95＜100×d3×tan(θ3)/r7＜3.50。

9、于本申請一實施例中，所述第二間隔件物側平面內徑為d3s、所述光闌內徑為d3、所述第二間隔件物側平面至所述光闌的距離為h3'、所述第五透鏡像側面的曲率半徑為r10，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：0.50＜500×(d3s-d3)/(h3'×r10)＜1.20。

10、于本申請一實施例中，所述第二間隔件物側平面和所述第四間隔件像側平面的距離為ep24、所述第五透鏡在光軸上的中心厚度為ct5、所述第六透鏡在光軸上的中心厚度為ct6，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：1.0<ep24/(ct5+ct6)<1.7。

11、于本申請一實施例中，所述第六透鏡像側面的曲率半徑為r12，所述第三間隔件內徑為d4、所述第三間隔件外徑為d4，所述第六透鏡和所述第三間隔件滿足：0.50＜r12/(d4-d4)＜1.00。

12、于本申請一實施例中，所述第七透鏡像側面的曲率半徑為r14、所述第四間隔件物側平面內徑為d5s、所述第四間隔件像側平面內徑為d5m、所述第四間隔件物側內斜面高度為h5’，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：8.0＜r14×h5'/(d5m-d5s)＜13.0。

13、于本申請一實施例中，所述第一透鏡像側面到最后一個透鏡物側面的軸上距離為td，所述鏡筒的最大高度為h，所有透鏡軸上厚度的總和為∑ct、所有間隔件的高度總和為∑h，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：1.2＜(td/∑ct)×(∑h/h)＜2.5。

14、與現(xiàn)有技術相比，上述方案中的一個或多個實施例可以具有如下優(yōu)點或有益效果：

15、應用本實用新型實施例提供的紅外顯微鏡物鏡，將內部組件設置于鏡筒內，通過間隔件控制透鏡間相互距離，其中通過控制第一透鏡物側面到最后一個透鏡像側面的軸上距離進而控制鏡筒的最大高度，從而控制鏡頭整體長度，提高空間利用率。通過合理設置間隔件的厚度，控制鏡頭整體結構的分布，降低結構的差異性，提高在高溫高濕環(huán)境下的穩(wěn)定性及產(chǎn)品可靠性。在確保準確成像的基礎上，盡可能的提升物方分辨率；用于紅外光波段，可適用于半導體制造業(yè)中硅基芯片和晶圓等檢測過程中。本實用新型具有嚴格的場曲約束和畸變約束，并具有物方高分辨率，工作波段為近紅外，可以準確、清晰的檢測出硅基芯片、晶圓等的缺陷。

16、本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。

技術特征：

1.一種紅外顯微鏡物鏡，其特征在于，包括鏡筒、設置于鏡筒內的內部組件以及將內部組件固定于所述鏡筒內的鎖緊件；

2.根據(jù)權利要求1所述的紅外顯微鏡物鏡，其特征在于，所述紅外顯微鏡物鏡的有效焦距為f，所述三膠合透鏡的焦距為ftb，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：|ftb/f|>10。

3.根據(jù)權利要求1所述的紅外顯微鏡物鏡，其特征在于，所述鎖緊件內徑為d1、所述第一透鏡像側面的曲率半徑為r3、所述第一透鏡的有效焦距為f1，所述鎖緊件和所述第一透鏡滿足：0.80<f1/(d1+r3)<1.20。

4.根據(jù)權利要求1所述的紅外顯微鏡物鏡，其特征在于，所述第二間隔件像側平面的內徑為d3m、所述第二間隔件像側平面的外徑為d3，所述第二間隔件滿足：0.09＜(d3-d3m)/d3＜0.15。

5.根據(jù)權利要求1所述的紅外顯微鏡物鏡，其特征在于，所述光闌內徑為d3、所述第二間隔件像側內斜面與軸線方向夾角為θ3、所述第四透鏡像側面的曲率半徑為r7，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：2.95＜100×d3×tan(θ3)/r7＜3.50。

6.根據(jù)權利要求1所述的紅外顯微鏡物鏡，其特征在于，所述第二間隔件物側平面內徑為d3s、所述光闌內徑為d3、所述第二間隔件物側平面至所述光闌的距離為h3'、所述第五透鏡像側面的曲率半徑為r10，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：0.50＜500×(d3s-d3)/(h3'×r10)＜1.20。

7.根據(jù)權利要求1所述的紅外顯微鏡物鏡，其特征在于，所述第二間隔件物側平面和所述第四間隔件像側平面的距離為ep24、所述第五透鏡在光軸上的中心厚度為ct5、所述第六透鏡在光軸上的中心厚度為ct6，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：1.0<ep24/(ct5+ct6)<1.7。

8.根據(jù)權利要求1所述的紅外顯微鏡物鏡，其特征在于，所述第六透鏡像側面的曲率半徑為r12，所述第三間隔件內徑為d4、所述第三間隔件外徑為d4，所述第六透鏡和所述第三間隔件滿足：0.50＜r12/(d4-d4)＜1.00。

9.根據(jù)權利要求1所述的紅外顯微鏡物鏡，其特征在于，所述第七透鏡像側面的曲率半徑為r14、所述第四間隔件物側平面內徑為d5s、所述第四間隔件像側平面內徑為d5m、所述第四間隔件物側內斜面高度為h5’，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：8.0＜r14×h5'/(d5m-d5s)＜13.0。

10.根據(jù)權利要求1所述的紅外顯微鏡物鏡，其特征在于，所述第一透鏡像側面到最后一個透鏡物側面的軸上距離為td，所述鏡筒的最大高度為h，所有透鏡軸上厚度的總和為∑ct、所有間隔件的高度總和為∑h，所述紅外顯微鏡物鏡滿足：1.2＜(td/∑ct)×(∑h/h)＜2.5。

技術總結
本技術公開了一種紅外顯微鏡物鏡，包括鏡筒、設置于鏡筒內的內部組件以及將內部組件固定于鏡筒內的鎖緊件；內部組件沿著光軸由像側至物側依序包括：第一透鏡、第一間隔件、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第二間隔件、第五透鏡、第三間隔件、第六透鏡、第四間隔件和第七透鏡；鎖緊件設置于第一透鏡像側；第二間隔件內一收縮處為光闌；其中第二透鏡的物側面與第三透鏡的像側面膠合，第三透鏡的物側面與第四透鏡的像側面膠合，第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡形成具有負光焦度的三膠合透鏡。本技術具有嚴格的場曲約束和畸變約束，并具有物方高分辨率，工作波段為近紅外，可以準確、清晰的檢測出硅基芯片、晶圓等的缺陷。

技術研發(fā)人員：龔鴻若,蔣文超,單子豪,黃錦熙
受保護的技術使用者：杭州視光半導體科技有限公司
技術研發(fā)日：20240809
技術公布日：2025/5/8