在半導體芯片制造產線中，光刻是將電路設計師繪制的納米級版圖精確轉印至硅晶圓表面的核心工序，而承擔這一使命的關鍵裝備便是光學投影光刻機。一臺現代光刻機通過極紫外或深紫外光源、精密掩模版、巨型投影物鏡組及納米級雙工件臺系統的協同運作，把掩模版上的電路圖形縮小數倍后投影曝光到涂布光刻膠的晶圓上，其分辨率直接決定了芯片可實現的工藝節點與集成度。

　　光刻機的曝光流程遵循瑞利判據所描述的光學成像規律。首先，深紫外準分子激光器（ArF，193nm）或極紫外等離子體光源發出高亮度光束，經照明系統勻化并采用離軸照明（OAI）等技法優化后照射至掩模版——掩模版是鍍有電路圖案吸收層的石英板，通常圖案尺寸為晶圓實際尺寸的4倍。透過掩模版的光攜帶電路信息進入由十余片至數十片超高純度熔石英透鏡（DUV）或多層鉬/硅反射鏡（EUV）組成的投影物鏡系統，該系統將掩模圖形縮小并聚焦成像于晶圓表面光刻膠層上。與此同時，掩模臺與晶圓臺以嚴格同步的高加速度掃描運動或分步重復靜止曝光，完成整片晶圓所有曝光場的拼接。曝光后光刻膠發生光化學反應，經后烘與顯影去除可溶區域，留下與掩模一致的耐刻蝕圖形，供后續刻蝕或離子注入使用。為突破光學衍射極限，先進制程廣泛采用浸沒式光刻技術——在投影鏡頭最末片與晶圓間填充超純水（折射率n≈1.44），將有效曝光波長等效縮短至約134nm從而提升分辨率；配合計算光刻（OPC光學鄰近效應校正）與多重曝光技術，可進一步延伸制程節點。
 

　　光刻機的關鍵技術指標包括分辨率（R=k?λ/NA）、套刻精度及每小時晶圓處理量（WPH）。投影物鏡的數值孔徑NA越大、光源波長λ越短，分辨率越高；套刻精度則依賴激光干涉儀實時反饋的工件臺定位系統與高精度對準標記識別算法。整機需在嚴格溫控、隔振及超凈環境下運行，部分型號配備雙工件臺——一側曝光同時另一側進行對準與上下片，以大化產能。

　　在應用領域上，投影式光刻機是大規模集成電路晶圓廠主設備，用于邏輯芯片（CPU/GPU/SoC）、存儲芯片各金屬層、多晶硅柵極層及接觸孔層的圖形化，貫穿芯片制造數十次乃至上百次光刻循環；在先進封裝領域衍生出的光刻步進機用于凸點制作、再布線層（RDL）及硅通孔（TSV）圖形轉移；化合物半導體產線亦采用深紫外光刻機完成外延片圖形化；部分高校與研究所的中試線配置簡化版接近式或投影光刻機用于教學培訓、掩模版制作及非先進節點的器件研發。對于半導體制造企業而言，光刻機的性能與穩定性直接關聯產線良率、最小特征尺寸及整體制造成本，是芯片制造工藝鏈條中核心的裝備。