CN103364928A - 一种投影物镜光学系统 - Google Patents

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CN103364928A CN2012100912959A CN201210091295A CN103364928A CN 103364928 A CN103364928 A CN 103364928A CN 2012100912959 A CN2012100912959 A CN 2012100912959A CN 201210091295 A CN201210091295 A CN 201210091295A CN 103364928 A CN103364928 A CN 103364928A
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一种投影物镜光学系统，从物面到像面依次包括：第一透镜组，其光焦度为正；第二透镜组，其光焦度为负；第三透镜组，其光焦度为正；第四透镜组，其光焦度为负；第五透镜组，其光焦度为正；以及光阑，位于第五透镜组之间；其特征在于，该投影物镜系统的有效焦距f、该物面至像面的距离L满足以下条件：
Figure 2012100912959100004DEST_PATH_IMAGE002
。本发明的投影物镜应用在光刻机系统中可以降低场曲对焦深的损失，同时提高球差波像差，减少波像差恶化导致的曝光图形的成像质量的损失。

Description

一种投影物镜光学系统
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体地涉及光刻设备的投影物镜光学系统。
背景技术
美国专利US6806942公开了一种相对带宽                                               
Figure 2012100912959100002DEST_PATH_IMAGE002
，甚至
Figure 2012100912959100002DEST_PATH_IMAGE004
的波长范围的三凸双腰结构投影物镜，其中三个凸起具有正光焦度，两个腰部具有负光焦度，并且通过对于材料的优化选择，很好的校正色差，使系统具有较好的稳定性。
图1所示为美国专利US6806942的投影物镜，共包括31片光学元件，可分成五组：G1、G2、G3、G4和G5， G1包括第1片到第5片共5片透镜，第1片和第3片采用高透过率材料，第2片为负透镜；G2包括第6片到第9片，共4片透镜，均为负透镜，其中第9片采用高折射率材料；G3包括第10片到第13片共4片透镜，为正透镜，其中第13片采用高透过率材料：G4包括第14到16片，为负透镜，均采用高折射率材料。G5包括第17到第31片，其中第20片为光学平板，第22片、第27片、第30片和第31片采用高折射率材料。在图1中，107表示光轴，103表示物面，113表示中心视场，109和111分别表示中心视场的上下两条边缘光线，121表示边缘视场，115和119分别表示边缘视场上下两条边缘光线，123表示光阑面，105表示像面。
图2为图1所示的投影物镜的近轴场曲和畸变图；图3为图1所示的投影物镜的像差曲线图。由图2和图3可知，这种结构的投影物镜的缺点在于，系统的场曲较大，导致波像差也很大，在实际光刻机系统中会造成焦深损失，影响曝光图形成像质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种投影物镜系统，其具有大孔径双远心结构，用于将该投影物镜物平面上的图案成像到投影物镜的像平面上，以避免先前技术中投影物镜场曲较大而引起焦深损失，同时由于球差过大，波像差恶化将导致硅片面上的成像质量的缺失。
本发明提出一种投影物镜光学系统，从物面到像面依次包括：第一透镜组，其光焦度为正；第二透镜组，其光焦度为负；第三透镜组，其光焦度为正；第四透镜组，其光焦度为负；第五透镜组，其光焦度为正；以及光阑，位于第五透镜组之间；其特征在于，该投影物镜系统的有效焦距f、该物面至像面的距离L满足以下条件：
Figure 2012100912959100002DEST_PATH_IMAGE006
。
其中，至少包括两种光学材料，一种是在工作波长处折射率大于1.6的高折射率材料，一种是在工作波长处折射率小于1.6的低折射率材料
其中，所述第一透镜组包括具有负光焦度的第一子透镜组，该第一子透镜组至少包括一片负透镜，该负透镜的前表面为非球面；以及具有正光焦度的第二子透镜组，该第二子透镜组至少包括三个透镜。
其中，所述第一透镜组中第一子透镜组中的负透镜的材料为低折射率材料，所述第一透镜组中的第二子透镜组中至少有一个透镜的材料为高折射率材料。
其中，所述第二透镜组至少包括三片负透镜。
其中，所述第二透镜组中的负透镜至少有两个的材料为高折射率材料。
其中，所述第三透镜组至少包括三片正透镜。
其中，所述第三透镜组中至少有一个正透镜的材料是高折射率材料。
其中，所述第四透镜组至少包括三片负透镜，最后一个透镜的后表面为非球面。
其中，所述第四透镜组中至少有两个负透镜的材料是高折射率材料。
其中，所述第五透镜组的第一子透镜组中最靠近光阑的正透镜的前表面弯向光阑，其弯曲顶点远离光阑，曲率半径为正值，后表面同样弯向光阑，其弯曲顶点靠近光阑，且曲率半径大于该前表面的曲率半径。
其中，所述第五透镜组的光阑前透镜均为正透镜；该第五透镜组光阑后透镜中包括至少三片负透镜，该负透镜曲率半径R满足1/R〉-1/300。
其中，所述第五透镜组中第二子透镜组具有非球面表面的负透镜的口径不小于0.93Dmax，Dmax为最大镜片口径。
其中，还包括第一、第二、第三平板，分别位于所述物面与第一透镜组之间、所述光阑与第五透镜组的第一块镜片之间、以及所述第五透镜组与像面之间。
其中，所述第一、第三平板作为保护玻璃，避免内部光学镜片受外界影响。
其中，投影物镜的物方工作距离>45mm，像方工作距离>12mm，所成像与光轴的夹角<5mrad。
其中，所述光阑处由各个视场发出的光束最大口径之差与中心视场发出的光束的最大口径之比<1%。
其中，投影物镜光学系统的像方数值孔径大于0.65。
较优地，投影物镜系统的有效焦距f、该物面至像面的距离L满足以下条件：0.15<|L/f|<0.35。
本发明的投影物镜数值孔径最大可以达到0.65以上，适用于紫外光谱范围，尤其是i-line波段，最大光谱宽度可以达到5nm。具有双远心效果，即在物方，物面上的各视场的主光线平行于光轴入射到第一光学元件上；在像方，各视场点的主光线准平行于光轴出射，成像在像面上，其与光轴的夹角<5mrad，某些情况下可以达到3mrad以下，系统场曲可以达到80nm以下。因此，本发明的投影物镜应用在光刻机系统中可以降低场曲对焦深的损失，同时提高球差波像差，减少波像差恶化导致的曝光图形的成像质量的损失。
本发明物面到像面的距离（L）与投影物镜系统有效焦距（f）之比在0.1—0.42之间，更优的是在0.15—0.35之间，从而有利于控制畸变在一定范围内，同时也保证了系统结构的紧凑。此投影物镜系统光阑处由各个视场发出的光束最大口径之差与中心视场发出的光束的最大口径之比<2%，更优的<1%。这样既减少了光瞳遮拦，而且有利于在整场内得到能量均匀的线条。
本发明的投影物镜可广泛用于280nm节点技术中，特别是可以用于220nm节点技术中。
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1所示为现有技术中投影物镜的结构示意图；
图2所示为图1中的投影物镜的近轴场曲和畸变图；
图3所示为图1中的投影物镜的像差曲线图；
图4所示为本发明第一实施例投影物镜的结构示意图；
图5所示为图4中的投影物镜的近轴场曲和畸变图；
图6所示为图4中的投影物镜的像差曲线图；
图7所示为本发明第二实施例投影物镜的结构示意图；
图8所示为图7中的投影物镜的近轴场曲和畸变图；
图9所示为图7中的投影物镜的像差曲线图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
根据本发明的投影物镜的总长不超过1200mm，适用于i-line光谱范围，光谱宽度可达5nm，放大倍率0.25，像方数值孔径>0.5，优选>0.65，像方对角线视场>56mm，有效焦距（f）与物面到像面的距离（L）之比的范围
Figure 641151DEST_PATH_IMAGE006
，优选
Figure 2012100912959100002DEST_PATH_IMAGE008
。在物方，物面上的各视场的主光线平行于光轴入射到第一光学元件上；在像方，各视场点的主光线准平行于光轴出射，成像在像面上，其与光轴的夹角<5mrad，系统场曲<80nm。因此，本发明的投影物镜应用在光刻机系统中可以降低场曲对焦深的损失，同时提高球差波像差，减少波像差恶化导致的曝光图形的成像质量的损失。物方工作距离>45mm，像方工作距离>12mm。此处的物方工作距离指物面到物方光学平板的距离，或者在物方没有保护玻璃的情况下，指物面到第一片光学透镜在沿光轴方向的最短距离，像方工作距离指像方光学平板到像面的距离，或者在像方没有保护玻璃的情况下，指最后一片光学元件到像面在沿光轴方向的最短距离。
第一实施例
图4所示为根据本发明的投影物镜的第一实施例。如图4所示，其中Object和Image分别代表物面和像面，AS是光阑，整个投影物镜共包括29片光学元件 ，包括三片光学平板。沿光线传播方向依次排列，根据光焦度的分布情况可以分成五组，分别是第一透镜组S1、第二透镜组S2、第三透镜组S3、第四透镜组S4和第五透镜组S5。第一透镜组S1的光焦度为正，包括L1-L5共5片光学透镜，其中L2为负透镜，采用折射率<1.6的低折射率材料，其前表面为非球面。第二透镜组S2的光焦度为负，包括L6-L8三片负透镜，其中L7和L8采用折射率高于1.6的高折射率材料。第三透镜组S3的光焦度为正，包括L9-L11三片正透镜，均采用折射率低于1.6的低折射率材料。第四透镜组S4的光焦度为负，包括L12-L15四片透镜，其中透镜L13和透镜L14采用n>1.6的高折射率材料，透镜L15采用n<1.6的低折射率材料且透镜L15后表面为非球面，其作用是校正与视场有关像差。第五透镜组S5的光焦度为正，包括L16-L29共12片光学透镜以及两个光学平板，这些光学元件根据光阑位置可以分成前后两个子透镜组，在两个子透镜组之间存在一光阑AS。第一子透镜组包括L16-L18三片光学透镜，以及光学平板，光学透镜均为正透镜，采用n<1.6的低折射率材料。其中最靠近光阑的正透镜L18的第一表面弯向光阑，其弯曲顶点远离光阑，曲率半径为正值。第二表面同样弯向光阑，其弯曲顶点远离光阑，且曲率半径大于第一表面，这种结构有效校正了光阑面的Petzval场曲。第二子透镜组L19-L29共10片透镜和一块光学平板，除L20外均采用n<1.6的低折射率材料。L20为负透镜，采用n>1.6的高折射率材料，且L20的后表面为非球面，口径不小于0.93Dmax，其主要作用是校正与光阑有关的像差。光阑处由各个视场发出的光束最大口径之差与中心视场发出的光束的最大口径之比<2%，优选<1%。
三片平行平板分别位于最接近物面的第一片透镜位置，光阑前一片透镜位置和最接近像面的最后一片透镜位置。其中第一片光学平板和最后一片光学平板均作为保护玻璃，避免内部光学透镜受到外界系统干扰。
投影物镜系统的具体参数参见表1和表2。
表  1
　 曲率半径 厚度 间隔 材料
Obj 0 1.00E+18 45 　
L1_1 0 1.00E+18 8 SIO2
L1_2 0 1.00E+18 14.244 　
L2_1(非球面1） -0.005086424 -196.6017919 10 PBL1Y
L2_2 0.001147446 871.5006611 54.0046385 　
L3_1 -0.000561906 -1779.656144 40.6406682 PBL1Y
L3_2 -0.006127056 -163.2105235 0.5 　
L4_1 0.003206819 311.8355147 41.48425744 SFSL5Y
L4_2 -0.002519353 -396.9273155 0.522942255 　
L5_1 0.007999205 125.0124154 43.0780063 SFSL5Y
L5_2 0.008790522 113.7588909 27.40775595 　
L6_1 0.001955129 511.4752734 13 SFSL5Y
L6_2 0.006614968 151.7723159 26.63629844 　
L7_1 -0.002791837 -358.1870431 13 SFSL5Y
L7_2 0.004458942 224.2684269 38.35891468 　
L8_1 -0.008791518 -113.7459982 13 PBL1Y
L8_2 0.001336299 748.3354086 10.2405252 　
L9_1 0.000636709 1570.576755 57.48097308 SFSL5Y
L9_2 -0.007387144 -135.3703225 0.507282332 　
L10_1 0.002175077 459.7539191 25.26073372 SFSL5Y
L10_2 -0.000935316 -1069.15734 0.5 　
L11_1 0.005432405 184.080535 43.93443297 SFSL5Y
L11_2 -0.000209754 -4767.495412 0.5 　
L12_1 0.00843141 118.6041276 29.13731003 SFSL5Y
L12_2 0.005558199 179.2144083 15.3743895 　
L13_1 0.002842777 351.7687237 20.00059624 BSL7Y
L13_2 0.01121609 89.15762622 43.9750327 　
L14_1 -0.006291049 -158.9560138 12.9996722 PBL1Y
L14_2(非球面2） 0.004023739 248.5250897 31.89036838 　
L15_1 -0.008272579 -120.8812879 19.00063958 PBL1Y
L15_2 0.000999519 1000.481331 7.842965377 　
L16_1 0.001286459 777.3273733 44.15006683 SFSL5Y
L16_2 -0.006416323 -155.8524941 0.50006436 　
L17_1 0.003539526 282.5237345 42.56777273 SFSL5Y
L17_2 -0.002375078 -421.0388851 11.99182949 　
L18_1 0 1.00E+18 22.62293489 SIO2
L18_2 0 1.00E+18 14.257212 　
ApStop 0 1.00E+18 4.128742928 　
L19_1 0.003968723 251.9702232 41.21473492 SFSL5Y
L19_2 -0.002114601 -472.9023963 7.998542377 　
L20_1 -0.003375386 -295.2623984 19.00019841 PBL25Y
L20_2(非球面3） 0.004413242 226.6907773 20.98202002 　
L21_1 0.002304871 433.863688 37.17747998 SFSL5Y
L21_2 -0.002877759 -347.4925698 7.642906093 　
L22_1 0.004554334 219.5710707 36.84001642 SFSL5Y
L22_2 -3.78E-05 -26487.25965 0.502993659 　
L23_1 0.005532837 180.7391121 35.85862731 SFSL5Y
L23_2 0.001012104 988.0405128 0.500317217 　
L24_1 0.006780867 147.4737739 45.82712585 SFSL5Y
L24_2 0.003121413 320.3677605 0.5 　
L25_1 0.005262075 190.0391133 22.90738724 SFSL5Y
L25_2 0.014332084 69.67352364 13.30659882 　
L26_1 0.007106969 140.8069692 21.08357262 SFSL5Y
L26_2 0.014387153 69.50645337 0.5 　
L27_1 0.019187467 52.1173548 20.6659077 SFSL5Y
L27_2 0.002300953 434.6026189 1.920227723 　
L28_1 0 1.00E+18 5 SIO2
L28_2 0 1.00E+18 12 　
Image 0 1.00E+18 0 　
表  2
　 K A B C D
非球面1 -2.989681006 -1.10E-07 -1.6255427629L-12 -9.67031815718L-17 -9.61843806597L-21
非球面2 0.186387143 1.07E-07 1.60500522439L-12 -1.2881422619L-16 -9.26257016235L-21
非球面3 -0.119680371 2.47E-08 -2.08469701123L-13 -4.23105143156L-18 3.61869678807L-23
图5所示为图4中的投影物镜的近轴场曲和畸变图。可以看出本结构有很小的场曲和像散值，场曲小于80nm,像散小于70nm。
图6所示为图4中的投影物镜的像差曲线图。可以看出本案例中各种主要像差都得到很好校正，仅剩余少量色球差。
第二实施例
图7所示为根据本发明的投影物镜的第二实施例。如图7所示，其中Object和Image分别代表物面和像面，AS是光阑，整个投影物镜共包括29片光学元件，包括三片光学平板。沿光线传播方向依次排列，根据光焦度的分布情况可以分成五组，分别是第一透镜组S1、第二透镜组S2、第三透镜组S3、第四透镜组S4和第五透镜组S5。第一透镜组S1的光焦度为正，包括L1-L5共5片光学透镜，其中L2为负透镜，采用折射率<1.6的低折射率材料，其前表面为非球面。第二透镜组S2的光焦度为负，包括L6-L8三片负透镜，其中L7和L8采用折射率高于1.6的高折射率材料。第三透镜组S3的光焦度为正，包括L9-L11三片正透镜，均采用折射率低于1.6的低折射率材料。第四透镜组S4的光焦度为负，包括L12-L15四片透镜，其中透镜L13和透镜L14采用n>1.6的高折射率材料，透镜L15采用n<1.6的低折射率材料且透镜L15后表面为非球面，其作用是校正与视场有关像差。第五透镜组S5的光焦度为正，包括L16-L29共12片光学透镜以及两个光学平板，这些光学元件根据光阑位置可以分成前后两个子透镜组，在两个子透镜组之间存在一光阑AS。第一子透镜组包括L16-L18三片光学透镜，以及光学平板，光学透镜均为正透镜，采用n<1.6的低折射率材料，其中最靠近光阑的正透镜L18的第一表面弯向光阑，其弯曲顶点远离光阑，曲率半径为正值。第二表面同样弯向光阑，其弯曲顶点远离光阑，且曲率半径大于第一表面，这种结构有效校正了光阑面的Petzval场曲。第二子透镜组L19-L29共10片透镜和一块光学平板，除L20外均采用n<1.6的低折射率材料。L20为负透镜，采用n>1.6的高折射率材料，且L20的后表面为非球面，口径不小于0.94Dmax，其主要作用是校正与光阑有关的像差。光阑处由各个视场发出的光束最大口径之差与中心视场发出的光束的最大口径之比<2%，优选<1%。
三片平行平板分别位于最接近物面的第一片透镜位置，光阑前一片透镜位置和最接近像面的最后一片透镜位置。其中第一片光学平板和最后一片光学平板均作为保护玻璃，避免内部光学透镜受到外界系统干扰。
投影物镜系统的具体参数参见表3和表4。
表  3
Obj Sphere 0 1.00E+18 45 　
L1_1 Sphere 0 1.00E+18 8 SIO2
L1_2 Sphere 0 1.00E+18 14.244 　
L2_1(非球面1） Asphere -0.005086424 -196.601792 10 PBL1Y
L2_2 Sphere 0.001139791 877.3541701 54.02461645 　
L3_1 Sphere -0.000571198 -1750.70634 40.57950953 PBL1Y
L3_2 Sphere -0.006116667 -163.487729 0.5 　
L4_1 Sphere 0.003204842 312.0278205 41.66927653 SFSL5Y
L4_2 Sphere -0.002538138 -393.989575 0.522942255 　
L5_1 Sphere 0.008004378 124.9316344 43.22529114 SFSL5Y
L5_2 Sphere 0.008768457 114.0451491 27.39112585 　
L6_1 Sphere 0.001923577 519.8649089 13 SFSL5Y
L6_2 Sphere 0.006643067 150.5328683 26.60045994 　
L7_1 Sphere -0.00276245 -361.997439 13 SFSL5Y
L7_2 Sphere 0.004446337 224.9042097 38.27589005 　
L8_1 Sphere -0.008804008 -113.584634 13 PBL1Y
L8_2 Sphere 0.001383277 722.9209104 10.23057298 　
L9_1 Sphere 0.000687339 1454.885267 57.49059933 SFSL5Y
L9_2 Sphere -0.007380637 -135.489666 0.507282332 　
L10_1 Sphere 0.002158946 463.189042 25.21663947 SFSL5Y
L10_2 Sphere -0.00095383 -1048.4046 0.5 　
L11_1 Sphere 0.005427071 184.2614482 43.80440651 SFSL5Y
L11_2 Sphere -0.000209816 -4766.08347 0.5 　
L12_1 Sphere 0.008430606 118.615432 29.11893843 SFSL5Y
L12_2 Sphere 0.005592523 178.8101664 15.3042866 　
L13_1 Sphere 0.002872084 348.1791711 20.0014815 BSL7Y
L13_2 Sphere 0.011186059 89.39698599 43.93148976 　
L14_1 Sphere -0.006319565 -168.238735 13.00197421 PBL1Y
L14_2(非球面2） Asphere 0.003997039 250.9852131 31.90155669 　
L15_1 Sphere -0.008292165 -120.595774 19.00111959 PBL1Y
L15_2 Sphere 0.001030264 970.6249825 7.84311191 　
L16_1 Sphere 0.001303781 767.0000383 44.14798883 SFSL5Y
L16_2 Sphere -0.00643129 -155.489802 0.50006436 　
L17_1 Sphere 0.003536263 282.7844241 42.68730647 SFSL5Y
L17_2 Sphere -0.002378272 -420.473412 11.22468247 　
L18_1 Sphere 0 1.00E+18 22.29105038 SIO2
L18_2 Sphere 0 1.00E+18 14.257212 　
ApStop Sphere 0 1.00E+18 0.243269873 　
L19_1 Sphere 0.003967107 252.0728529 41.21398999 SFSL5Y
L19_2 Sphere -0.002124282 -470.747325 7.998280796 　
L20_1 Sphere -0.003381995 -295.683475 18.99727886 PBL25Y
L20_2(非球面3） Asphere 0.0054208 236.2034021 20.75365263 　
L21_1 Sphere 0.002314077 432.1378148 37.23447796 SFSL5Y
L21_2 Sphere -0.002881602 -347.02921 8.712347559 　
L22_1 Sphere 0.004547801 219.8865067 36.92931406 SFSL5Y
L22_2 Sphere -5.18E-05 -19300.5497 0.557910754 　
L23_1 Sphere 0.005516153 181.2857737 35.86467728 SFSL5Y
L23_2 Sphere 0.001008795 991.2813543 0.500317217 　
L24_1 Sphere 0.006779356 147.5066329 45.83087988 SFSL5Y
L24_2 Sphere 0.003125284 319.9709466 0.5 　
L25_1 Sphere 0.005263826 189.9759003 22.81031122 SFSL5Y
L25_2 Sphere 0.014328093 69.79295682 13.30274899 　
L26_1 Sphere 0.007105434 140.7373588 21.08099981 SFSL5Y
L26_2 Sphere 0.014388408 69.50039325 0.5 　
L27_1 Sphere 0.01919987 52.08368615 20.66925923 SFSL5Y
L27_2 Sphere 0.002304335 433.9646986 1.920730792 　
L28_1 Sphere 0 1.00E+18 5 SIO2
L28_2 Sphere 0 1.00E+18 12 　
Image Sphere 0 1.00E+18 0.00011504 　
表  4
　 K A B C D
非球面1 -2.83355 -1.10E-07 -1.58E-12 -9.76E-17 -9.57E-21
非球面2 0.139163 1.07E-07 1.64E-12 -1.30E-16 -9.36E-21
非球面3 -0.12127 2.47E-08 -2.13E-13 -4.17E-18 3.26E-23
图8所示为图7中的投影物镜的近轴场曲和畸变图。可以看出本结构有很小的场曲和像散值，场曲小于70nm，像散小于50nm。
图9所示为图7中的投影物镜的像差曲线图。可以看出本案例中各种主要像差都得到很好校正，仅剩余少量色球差。    
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (19)

1.一种投影物镜光学系统，从物面到像面依次包括：第一透镜组，其光焦度为正；第二透镜组，其光焦度为负；第三透镜组，其光焦度为正；第四透镜组，其光焦度为负；第五透镜组，其光焦度为正；以及光阑，位于第五透镜组之间；其特征在于，该投影物镜系统的有效焦距f、该物面至像面的距离L满足以下条件：
Figure 997997DEST_PATH_IMAGE001
。
2.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，所述投影物镜光学系统至少包括两种光学材料，一种是在工作波长处折射率大于1.6的高折射率材料，一种是在工作波长处折射率小于1.6的低折射率材料。
3.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，所述第一透镜组包括具有负光焦度的第一子透镜组，该第一子透镜组至少包括一片负透镜，该负透镜的前表面为非球面；以及具有正光焦度的第二子透镜组，该第二子透镜组至少包括三个透镜。
4.根据权利要求3所述的投影物镜光学系统，其中，所述第一透镜组中第一子透镜组中的负透镜的材料为低折射率材料，所述第一透镜组中的第二子透镜组中至少有一个透镜的材料为高折射率材料。
5.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，所述第二透镜组至少包括三片负透镜。
6.根据权利要求5所述的投影物镜光学系统，其中，所述第二透镜组中的负透镜至少有两个的材料为高折射率材料。
7.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，所述第三透镜组至少包括三片正透镜。
8.根据权利要求7所述的投影物镜光学系统，其中，所述第三透镜组中至少有一个正透镜的材料是高折射率材料。
9.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，所述第四透镜组至少包括三片负透镜，最后一个透镜的后表面为非球面。
10.根据权利要求9所述的投影物镜光学系统，其中，所述第四透镜组中至少有两个负透镜的材料是高折射率材料。
11.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，所述第五透镜组的第一子透镜组中最靠近光阑的正透镜的前表面弯向光阑，其弯曲顶点远离光阑，曲率半径为正值，后表面弯向光阑，其弯曲顶点靠近光阑，且曲率半径大于该前表面的曲率半径。
12.根据权利要求11所述的投影物镜光学系统，其中，所述第五透镜组的光阑前透镜均为正透镜；该第五透镜组光阑后透镜中包括至少三片负透镜，该负透镜曲率半径R满足1/R〉-1/300。
13.根据权利要求11所述的投影物镜光学系统，其中，所述第五透镜组中第二子透镜组具有非球面表面的负透镜的口径不小于0.93Dmax，Dmax为最大镜片口径。
14.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，还包括第一、第二、第三平板，分别位于所述物面与第一透镜组之间、所述光阑与第五透镜组的第一块镜片之间、以及所述第五透镜组与像面之间。
15.根据权利要求14所述的投影物镜光学系统，其中，所述第一、第三平板作为保护玻璃，避免内部光学镜片受外界影响。
16.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，投影物镜的物方工作距离>45mm，像方工作距离>12mm，所成像与光轴的夹角<5mrad。
17.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，所述光阑处由各个视场发出的光束最大口径之差与中心视场发出的光束的最大口径之比<1%。
18.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，投影物镜光学系统的像方数值孔径大于0.65。
19.根据权利要求1所述的投影物镜光学系统，其中，投影物镜系统的有效焦距f、该物面至像面的距离L满足以下条件：0.15<|L/f|<0.35 。
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