前言
芯片号称现代社会的“工业粮食”，是信息产业的基石。自1958年集成电路诞生之日以来，芯片产业日益成为国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业。芯片深刻地改变了人类的生产生活方式，从手机、家电、汽车等以大众消费者为导向的C端产品，到医疗设备、电力、交通运输、电信、电子政务等以业务为导向的B端产品，再到国防领域中的卫星、导弹、航母等装备，都离不开小小的芯片。所谓的“三百六十行，行行用芯”。
一颗芯片的诞生流程极其漫长，经历重重考验，可分为芯片设计、前道工序（芯片制造）和后道工序（封测）三个环节。前道工序是芯片产业链的核心环节，是指根据芯片设计版图，采用乐高盖房子方式，以晶圆作为地基，在晶片或介质基片上进行扩散、薄膜、光刻、刻蚀、离子注入、化学机械抛光(CMP)、金属化、量测等工序，层层往上叠的芯片制造流程，最终将芯片设计公司设计好的电路图移植到晶圆上，并实现预定的芯片电学功能。
前道工序九大设备主要包括：扩散炉、薄膜沉积设备(包括PECVD、LPCVD、ALD等)、光刻机、涂胶显影机、刻蚀机、离子注入设备、CMP、量测设备和清洗设备。
在芯片制造流程中，光刻技术水平直接决定了芯片的最小线宽，定义了半导体器件的特征尺寸，直接决定芯片的制程水平和性能水平。毫无疑问，光刻工艺是芯片制造流程中技术难度最大、成本最高、周期最长的环节。先进技术节点的芯片制造需要60-90步光刻工艺，光刻成本占比约为30%，耗费时间占比约为40-50%。
光刻机则是前道工序九大设备之首，在芯片生产线总投资的占比约为20%。光刻机集成了物理学、超精密光学、精密仪器、高分子物理与化学、数学、材料、自动控制、流体力学、高精度环境控制、软件等40多个学科的最新科学成就，在60余年的发展历程中, 光刻机（包括其零部件）不断挑战人类超精密制造装备的极限，被誉为“现代光学工业之花”，芯片产业 “皇冠上的明珠”。
瑞利判据一直是光刻机发展的根本遵循，被光刻产业界奉为“金科玉律”。当前的光刻机发展已经进入高NA(Numerical aperture，数值孔径)的EUV光刻时代，制程可达2nm及以下，预计2025年开始量产。
那么，后NA EUV光刻机将如何演化？BEUV（Beyond Extreme Ultraviolet，超越极紫外）光刻机是否会演化成光刻机的大结局？
瑞利判据的诞生
要回答这些问题，首先不得不回顾一下瑞利判据的前世。
这不得不提到三位杰出的科学家：英国皇家天文学家乔治·比德尔·艾里（George Biddell Airy，1801年-1892年）、德国物理学家恩斯特·阿贝（Ernst Abbe，1840年-1905年）和英国物理学家瑞利(J.Rayleigh,1842年-1919年)。
1835年，乔治·比德尔·艾里在一篇“On the Diffraction of an Object-glass with Circular Aperture”的论文中对圆孔衍射进行了理论解释，第一次明确给出衍射极限概念。
基于光的衍射特性，一个无限小的理想光点，通过任何尺寸的“完美”镜头（实际上每个镜头都具有限定的孔径, 都具有像差）成像后，也会形成一个弥散的图案，即一个明暗相间的圆形光斑。其中以第一暗环为界限的中央亮斑称作“Airy斑”。简而言之，Airy斑中心是一块明亮区域，周围是一系列亮度不断降低的同心圆环。
1863年，恩斯特·卡尔·阿贝成为耶拿大学一名讲师 (Privatdozent)。1866年，蔡司(Carl Zeiss, 1816年—1888年) 聘请当时年仅26岁的阿贝作为独立研究员，从事光学显微镜的设计和研究。需要指出的是，阿贝的物理讲座也需要蔡司公司制造的光学仪器。1872年，阿贝辞去了耶拿大学的工作，正式加盟蔡司公司。
1873年，阿贝基于“Airy斑”原理，提出了“Abbe光学衍射极限理论”（Diffraction limitation），分辨率定义为：
其中，λ是光波长，n是样品与显微物镜之间介质的折射率，是显微物镜的孔径角。
阿贝是首位定义数值孔径术语的科学家。具体来说，NA=nsin, 是透镜成像系统的数值孔径。因此，分辨率也可被定义为:
简而言之，传统光学显微镜能够探测到的物体最小细节是光波长的一半。该经典的公式被刻于阿贝墓碑上。
