準分子雷射是對稀有氣體（氬、氪、氙）與鹵素（氟、氯）的混合氣體施加放電，從只在那時暫時形成的分子（excimer：excited dimer）取出紫外光的氣體雷射。波長由氣體組合決定，ArF 為 193nm、KrF 為 248nm、XeCl 為 308nm 等。
在半導體中，它首先是曝光機不可或缺的光源。KrF 與 ArF 準分子雷射作為 DUV 曝光（含浸潤式）的光源，目前仍用於許多層的曝光。曝光用途要求將波長寬度縮窄到 0.3pm 以下的極窄範圍（窄頻化），並以每秒數千次（最高約 6kHz）的脈衝發出穩定的光。光源廠商幾乎只有艾司摩爾（ASML）旗下的 Cymer 與日本的 Gigaphoton 2 家。
另一個用途是熱處理。將 XeCl 等準分子雷射的光整形成線狀照射，使玻璃基板上的非晶矽熔化成為多晶矽的雷射退火（ELA），用於智慧型手機 OLED 顯示器的 LTPS-TFT 製造。由於氣體中大量使用氖氣作為主要成分的緩衝氣體，氖氣的供應成為左右曝光生產的問題，氣體的回收再利用也在推進中。
