ASML 光刻机的工作原理基于“光刻”这一核心技术，即利用短波长光将电路图形精确地转移到硅片表面的光刻胶上，从而形成半导体芯片所需的纳米级结构。

光刻机的第一步是生成极稳定、极短波长的曝光光源。对于深紫外（DUV）光刻机，ASML 使用 193 nm 的 ArF 准分子激光；对于其最先进的 EUV（极紫外）光刻机，使用 13.5 nm 的 EUV 光。EUV 光源由高能激光轰击锡（Sn）微滴产生等离子体，再发出 EUV 辐射，经过多级收集镜反射后进入光刻系统。短波长的目的在于实现更小的成像分辨率，从而刻写更精细的电路。

光通过光束整形后照射到掩模（Mask 或 Reticle）上。掩模上刻有电路图案，相当于芯片平面结构的“母版”。在 DUV 系统中，光透过掩模的透明区域，再进入投影物镜；而在 EUV 中，因所有材料在 13.5 nm 下几乎全不透明，掩模成为多层反射结构，通过反射将图案带入光路。

接下来是投影光学系统，它将掩模上的图案以缩小比例精确投影到硅片上的光刻胶层。ASML 的 DUV 光刻机通常采用折射式物镜，而 EUV 光刻机完全使用多层布拉格反射镜组成的反射式光学系统。高端机型如 EUV 使用 NA（数值孔径）高达 0.33 的光学系统，使焦点尺寸达到十几纳米。未来的 High-NA EUV（NA = 0.55）可进一步突破分辨率极限。

为了确保图案精准落在目标位置，对准（Alignment）是光刻机的核心难点之一。硅片上有多个对准标记，光刻机通过高精度干涉仪与光学传感器实时测量硅片的位置，并结合六自由度运动平台进行纳米级补偿。ASML 的运动平台使用气浮系统，使硅片几乎无摩擦地高速移动，同时通过线性马达实现极高位置精度。整个系统必须保持扰动小于纳米级，否则会造成图形偏差。

在曝光阶段，光刻机通常采用扫描式方式，即掩模与硅片同步在相反方向移动（称为“步进扫描”或 Scan 技术），使光束在扫描过程中覆盖整个曝光区域。这种扫描曝光方式能提升分辨率并减少像差。曝光能量被光刻胶吸收，使其化学性质发生变化。

曝光后，硅片进入显影步骤。正性光刻胶在曝光区域被光降解，显影后被溶去；负性光刻胶则相反，曝光区域变得不溶解。显影后的光刻胶图案成为后续刻蚀、离子注入、沉积等工艺的模板。光刻过程会重复几十甚至上百次，每次刻写芯片的一层结构，最终形成中央处理器或存储芯片的三维多层结构。

为了提高分辨率，ASML 采用多种增强技术。例如浸没式光刻利用水作为介质增加 NA，从而让分辨率突破空气中的物理上限；分辨率增强算法如 OPC（光学邻近校正）和 PSM（相移掩模）通过改变掩模图案形状与位相，实现更精确的成像。EUV 光刻则通过极短波长本身显著提高分辨率，但也面临光源功率、反射镜污染、掩模缺陷等技术挑战。

总结而言，ASML 光刻机的工作原理是通过稳定短波长光源、精密掩模、极高 NA 光学系统、纳米级对准平台以及光刻胶材料的综合作用，实现芯片电路的逐层刻写。