光刻機通過一系列的光源能量、形狀控制手段，將光束透射過畫著線路圖的掩模，經物鏡補償各種光學誤差，將線路圖層比例縮小後映射到矽片上，然後使用化學方法顯影，得到刻在矽片上的電路圖。光源作為光刻機的核心構成，很大程度上決定了光刻機的工藝水平。
最早光刻機的光源是採用汞燈產生的紫外光源(UV: Ultraviolet Light)，從g-line一直發展到i-line，波長縮小到365nm，實際對應的解析度大約在200nm以上。隨後，業界採用了準分子雷射的深紫外光源(DUV: Deep Ultraviolet Light)。將波長進一步縮小到ArF的193nm。不過原本接下來打算採用的157nm的F2準分子雷射上遇到了一系列技術障礙以後，ArF加浸入技術(Immersion Technology)成為了主流。所謂浸入技術，就是讓鏡頭和矽片之間的空間浸泡於液體之中。由於液體的折射率大於1，使得雷射的實際波長會大幅度縮小。目前主流採用的純凈水的折射率為1.44，所以ArF加浸入技術實際等效的波長為193nm/1.44=134nm。從而實現更高的解析度。F2準分子雷射之所以沒有得以發展的一個重大原因是，157nm波長的光線不能穿透純凈水，無法和浸入技術結合。所以，準分子雷射光源只發展到了ArF。這之後，業界開始採用極紫外光源(EUV: Extreme Ultraviolet Light)來進一步提供更短波長的光源。目前主要採用的辦法是將準分子雷射照射在錫等靶材上，激發出13.5nm的光子，作為光刻機光源。目前，各大Foundry廠在7nm以下的最高端工藝上都會採用EUV光刻機，其中三星在7nm節點上就已經採用了。而目前只有荷蘭ASML一家能夠提供可供量產用的EUV光刻機。
在集成電路製造工藝中，光刻是決定集成電路集成度的核心工序，在整個矽片加工成本中占到1/3。光刻的本質是把掩膜板上臨時的電路結構複製到以後要進行刻蝕和離子注入的矽片上。從光刻機結構來看，它由光源、光學鏡片和對準系統等部件組成，其工藝中十分關鍵的兩個元素是光刻膠和掩膜版。而光刻處理後的晶圓片再經刻蝕和沉積等過程製成晶片成品，用於電腦、手機等各種設備之中。下游旺盛的終端市場需求決定了光刻設備必然也面臨巨大的需求。光刻設備廠商的下遊客戶主要在於存儲和邏輯晶片製造商。