本发明涉及光学测量，尤其涉及一种物镜系统。
背景技术：
1、当半导体集成电路制造进入了深亚微米线宽，制造过程中对图形的关键尺寸进行实时在线测量，可以有效提高集成电路的性能与成品率。在关键尺寸的线宽测量方面，相比于采用电子显微镜的测量方式，采用光学散射测量具有非接触式、无破坏性、测量灵敏度和稳定性高、能进行实时快速监控、测量对象广泛的优势。
2、当前，主流的光学关键尺寸测量(optical critical dimension，ocd)设备，主要是通过收集入射光经过待测图形后散射的零级衍射谱即反射谱，且光的入射和出射方向往往被固定在某一角度的方式进行测量，这样的测量方式可以基本满足现有成熟制程的集成电路尺寸测量要求。但是，随着晶体管的制造线宽与结构变得越来越小，已经接近个位数纳米的阶段，如纳米板结构中的内部间隔层(inner spacer)，金属栅层，高介电常数绝缘层的厚度，同时由于三维堆叠结构也越来越复杂，如果仍然使用现有的ocd测量方式而不加以改进，可能面临灵敏度与准确性的不足问题。而如果采用透射电子显微镜来测量，又会耗费大量财力与物力，并增加生产周期。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种物镜系统。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
3、本发明提供一种物镜系统，包括物镜，所述物镜由两片非球面镜片构成，从物平面发出的光依次经过两片所述非球面镜片，汇聚于焦平面；其中，通过调整所述焦平面的位置，实现在一定的探测光波长范围内工作。
4、进一步地，两片所述非球面镜片包括第一非球面镜片和第二非球面镜片，所述第一非球面镜片具有相对的第一光学表面和第二光学表面，所述第二非球面镜片具有相对的第三光学表面和第四光学表面，所述第一光学表面和所述第三光学表面为非球面，所述第二光学表面和所述第四光学表面为球面，所述第一光学表面至所述第四光学表面依次排列设置，且所述第一光学表面面向所述物平面，所述第四光学表面面向所述焦平面。
5、进一步地，所述球面的面型特征通过曲率半径、厚度、通光半径和机械制作半径确定，所述非球面的面型特征通过曲率半径、厚度、通光半径和机械制作半径，以及四阶修正系数、六阶修正系数和八阶修正系数确定。
6、进一步地，所述四阶修正系数、六阶修正系数和八阶修正系数对平凸透镜曲面的影响由以下公式(1)定义：
7、
8、其中，对于空间直角坐标系，z是平凸透镜的曲面上的点在z方向上的坐标，r为平凸透镜的曲面上的点在x-y平面上的投影点距离原点的距离，r是球面的曲率半径，k是圆锥常数，α1是二阶修正系数，α2是四阶修正系数，α3是六阶修正系数，α4是八阶修正系数。
9、进一步地，所述物镜的结构满足：
10、物平面的曲率半径、厚度、通光半径和机械制作半径为无穷大；
11、第一光学表面的曲率半径、厚度、通光半径和机械制作半径依次为13.9190mm、13.4326mm、8.5000mm和8.5000mm，四阶修正项、六阶修正项和八阶修正项依次为-1.1156e-04、-5.5950e-07和-1.1159e-08；
12、第二光学表面的曲率半径、厚度、通光半径和机械制作半径依次为-14.3448mm、0.2000mm、8.5000mm和8.5000mm；
13、第三光学表面的曲率半径、厚度、通光半径和机械制作半径依次为7.5726mm、8.6424mm、6.0000mm和6.0000mm，四阶修正项、六阶修正项和八阶修正项依次为-1.7399e-05、-3.8171e-06和1.2728e-07；
14、第四光学表面的曲率半径、厚度、通光半径和机械制作半径依次为-35.0826mm、1.0000mm、6.0000mm和6.0000mm；
15、像平面的曲率半径为无穷大，通光半径和机械制作半径为8.0000mm；
16、圆锥常数k为0，二阶修正项为0；
17、所述物镜的数值孔径为0.8，直径为17mm。
18、进一步地，所述物镜的焦距随探测光波长而变化。
19、进一步地，所述探测光波长为200～800nm，所述物镜的焦距为0.2～1.12mm。
20、进一步地，所述焦平面相对于所述物镜边缘的距离从0.201μm增大至1.122μm。
21、进一步地，所述非球面镜片采用熔融石英制作。
22、进一步地，所述非球面镜片的表面上具有减反膜。
23、由上述技术方案可以看出，本发明通过设计一种由两片非球面镜片构成的大数值孔径的物镜，使从物平面发出的光依次经过两片非球面镜片，汇聚于焦平面，来实现不同角度入射光及出射光的汇聚和收集，可通过调整焦平面位置，来消除不同波长的光引起的色差，实现对光学测量性能的提升，还可通过调整焦平面的位置，消除不同波长入射光引起的色差，实现在一定波长(200～800nm)范围内的连续工作，从而实现传统的多波长、宽光谱的光学关键尺寸测量。本发明通过合理的物镜设计，减少了镜片的数量，降低了镜头制作的难度与公差，削减了成本，缩短了研制周期，有利于大规模制造。
1.一种物镜系统，其特征在于，包括物镜，所述物镜由两片非球面镜片构成，从物平面发出的光依次经过两片所述非球面镜片，汇聚于焦平面；其中，通过调整所述焦平面的位置，实现在一定的探测光波长范围内工作。
2.根据权利要求1所述的物镜系统，其特征在于，两片所述非球面镜片包括第一非球面镜片和第二非球面镜片，所述第一非球面镜片具有相对的第一光学表面和第二光学表面，所述第二非球面镜片具有相对的第三光学表面和第四光学表面，所述第一光学表面和所述第三光学表面为非球面，所述第二光学表面和所述第四光学表面为球面，所述第一光学表面至所述第四光学表面依次排列设置，且所述第一光学表面面向所述物平面，所述第四光学表面面向所述焦平面。
3.根据权利要求2所述的物镜系统，其特征在于，所述球面的面型特征通过曲率半径、厚度、通光半径和机械制作半径确定，所述非球面的面型特征通过曲率半径、厚度、通光半径和机械制作半径，以及四阶修正系数、六阶修正系数和八阶修正系数确定。
4.根据权利要求3所述的物镜系统，其特征在于，所述四阶修正系数、六阶修正系数和八阶修正系数对平凸透镜曲面的影响由以下公式(1)定义：
5.根据权利要求4所述的物镜系统，其特征在于，所述物镜的结构满足：
6.根据权利要求1所述的物镜系统，其特征在于，所述物镜的焦距随探测光波长而变化。
7.根据权利要求6所述的物镜系统，其特征在于，所述探测光波长为200～800nm，所述物镜的焦距为0.2～1.12mm。
8.根据权利要求7所述的物镜系统，其特征在于，所述焦平面相对于所述物镜边缘的距离从0.201μm增大至1.122μm。
9.根据权利要求1所述的物镜系统，其特征在于，所述非球面镜片采用熔融石英制作。
10.根据权利要求1所述的物镜系统，其特征在于，所述非球面镜片的表面上具有减反膜。
