激光光刻鏡頭是光刻機(jī)的核心光學(xué)元件，負(fù)責(zé)將電路圖案放大投影到晶圓上。為了滿足EUV光刻機(jī)的要求，鏡頭要經(jīng)過(guò)超精密拋光，達(dá)到原子級(jí)別的的加工精度，挑戰(zhàn)著超精密加工能力的極限。類(lèi)似的超精密加工技術(shù)還可應(yīng)用在大型望遠(yuǎn)鏡和激光系統(tǒng)中，服務(wù)于科研和國(guó)防。
       深紫外（DUV）光刻機(jī)（使用193nm波長(zhǎng)的ArF準(zhǔn)分子激光）依靠一系列透鏡構(gòu)成投影物鏡系統(tǒng)，把掩膜的圖案放大投影到晶圓上。其 透鏡由石英玻璃制成。
       極紫外光（EUV，13.5nm，由二氧化碳激光轟擊錫液滴產(chǎn)生）穿透能力極弱，無(wú)法用透鏡來(lái)調(diào)整光路，因此極紫外光刻機(jī)的物鏡光路都是反射式的。
       荷蘭ASML公司的EUV光刻機(jī)利用布拉格衍射的原理實(shí)現(xiàn)EUV的反射。反射鏡由高精度的玻璃基底和沉積在其上的納米厚度周期性硅/鉬（Si/Mo）多層膜構(gòu)成。
       最新一代的EUV光刻機(jī)反射鏡最大直徑1.2米，面形精度峰谷值0.12納米，表面粗糙度20皮米（=0.02納米=0.2埃），也就是說(shuō)達(dá)到了原子級(jí)別的平坦。
       光刻機(jī)所用的波長(zhǎng)越短，制程就越先進(jìn)，但對(duì)物鏡的加工精度要求就越高。
       下列是德國(guó)蔡司公司為ASML公司生產(chǎn)光刻機(jī)物鏡的流程：
       鏡片由高精度機(jī)床銑磨成型后，還要經(jīng)過(guò)小磨頭拋光、磁流變拋光、離子束拋光等超精密拋光手段，才能達(dá)到所需的精度。
       之后再進(jìn)行鍍膜（對(duì)于DUV物鏡，是鍍減反射膜；對(duì)于EUV物鏡，是鍍反射多層膜）。
       超精密光學(xué)鏡頭加工技術(shù)的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)數(shù)控光學(xué)表面成形技術(shù)（CCOS），用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制代替了人的經(jīng)驗(yàn)控制。下列技術(shù)都是基于CCOS原理的發(fā)展。
       小磨頭拋光技術(shù)是使用一個(gè)比工件口徑小得多的磨頭對(duì)工件進(jìn)行拋光，通過(guò)控制磨頭在工件表面不同位置的駐留時(shí)間以及磨頭與工件之間的壓強(qiáng)來(lái)控制材料去除量，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)十納米級(jí)的加工精度。
       更先進(jìn)的技術(shù)是應(yīng)力盤(pán)拋光，即拋光盤(pán)在計(jì)算機(jī)控制下可根據(jù)要加工的形狀實(shí)時(shí)變形，實(shí)現(xiàn)拋光盤(pán)與工件的完全貼合。
  
       接下來(lái)是磁流變拋光，使用具有磁流變效應(yīng)的特殊拋光液作為拋光材料。
       這種拋光液含有無(wú)磁性的拋光粉和磁性的鐵粉，在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)表現(xiàn)為常規(guī)的液體狀態(tài)，而在磁場(chǎng)作用下鐵粉定向排列使拋光液表現(xiàn)出類(lèi)固體性質(zhì)。
       磁流變拋光液吸附在帶磁場(chǎng)的拋光輪上，形成一層柔性拋光模，隨拋光輪的轉(zhuǎn)動(dòng)與工件接觸，對(duì)工件表面進(jìn)行塑性剪切去除。拋光模的剛度和韌性等參數(shù)可以通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)精確調(diào)控，與工件表面始終緊密貼合，加工效率高、加工過(guò)程穩(wěn)定、加工精度高、表面質(zhì)量好（不產(chǎn)生表面和亞表面損傷），可將面型精度提高到納米級(jí)。
       中科院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所（長(zhǎng)春光機(jī)所）突破國(guó)外技術(shù)封鎖，自主研制出4米量級(jí)非球面數(shù)控光學(xué)加工中心，集成了應(yīng)力盤(pán)拋光和磁流變拋光功能（下圖），加工出國(guó)際上最大的4.03米口徑碳化硅反射鏡（國(guó)外大口徑反射鏡使用微晶玻璃等其他材質(zhì)或由多塊拼接而成），可用于天文觀測(cè)和對(duì)地觀測(cè)，服務(wù)于科研和國(guó)防。
   
       最后，依靠離子束拋光技術(shù)，可將鏡頭的精度提升到亞納米級(jí)。
       在真空條件下，利用電場(chǎng)將氬氣等惰性氣體電離為離子，轟擊工件表面，將表面原子去除。這是一種原子量級(jí)的加工手段，可以達(dá)到原子級(jí)的精度和表面粗糙度，加工的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性好，與工件之間沒(méi)有機(jī)械接觸、不產(chǎn)生表面損傷，是目前最先進(jìn)的光學(xué)元件加工技術(shù)。但是離子束拋光的加工效率低，一般作為最后一道精確修形的手段。

（圖為國(guó)防科技大學(xué)用自主研制的離子束拋光機(jī)床加工DUV光刻機(jī)所用的石英鏡頭，來(lái)自2013年的《新聞聯(lián)播》）
  
       國(guó)內(nèi)從事超精密光學(xué)元件加工和機(jī)床開(kāi)發(fā)的主要有國(guó)防科大、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校以及中科院長(zhǎng)春光機(jī)所、光電所、南京天光所等單位。
       《新聞聯(lián)播》中展示的國(guó)防科大加工的不透明鏡片可能是單晶硅、碳化硅或鋁制的。
  
       除了光刻機(jī)和望遠(yuǎn)鏡，超精密光學(xué)元件還被應(yīng)用于激光技術(shù)中，服務(wù)于激光武器、激光點(diǎn)火核聚變等前沿領(lǐng)域，堪稱(chēng)是科技強(qiáng)國(guó)最犀利的眼睛。