高精度的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以通過電子束直寫或激光直寫制作，這類光刻技術(shù)，像“寫字”一樣，通過控制聚焦電子束（光束）移動書寫圖案進(jìn)行曝光，具有比較高的曝光精度，但這兩種方法制作效率極低，尤其在大面積制作方面捉襟見肘，目前直寫光刻技術(shù)適用于小面積的微納結(jié)構(gòu)制作。近年來，三維浮雕微納結(jié)構(gòu)的需求越來越大，如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺階微光學(xué)元件等。據(jù)悉，某公司新上市的手機(jī)產(chǎn)品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學(xué)元件，以及當(dāng)下如火如荼的無人駕駛技術(shù)中激光雷達(dá)光學(xué)系統(tǒng)也用到了復(fù)雜的微光學(xué)元件。這類精密的微納結(jié)構(gòu)光學(xué)元件需采用灰度光刻技術(shù)進(jìn)行制作。直寫技術(shù)，通過在光束移動過程中進(jìn)行相應(yīng)的曝光能量調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)良好的灰度光刻能力。光刻膠的粘度決定了光刻膠的厚度范圍。吉林?jǐn)?shù)字光刻

在曝光這一步中，將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進(jìn)行選擇性地照射。光刻膠中的感光劑會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而使正光刻膠被照射區(qū)域（感光區(qū)域）、負(fù)光刻膠未被照射的區(qū)域（非感光區(qū)）化學(xué)成分發(fā)生變化。這些化學(xué)成分發(fā)生變化的區(qū)域，在下一步的能夠溶解于特定的顯影液中。在接受光照后，正性光刻膠中的感光劑DQ會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，變?yōu)橐蚁┩?，并進(jìn)一步水解為茚并羧酸，羧酸在堿性溶劑中的溶解度比未感光部分的光刻膠高出約100倍，產(chǎn)生的羧酸同時還會促進(jìn)酚醛樹脂的溶解。利用感光與未感光光刻膠對堿性溶劑的不同溶解度，就可以進(jìn)行掩膜圖形的轉(zhuǎn)移。曝光方法包括：接觸式曝光—掩膜板直接與光刻膠層接觸；接近式曝光—掩膜板與光刻膠層的略微分開，大約為10～50μm；投影式曝光—在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實(shí)現(xiàn)曝光和步進(jìn)式曝光。廣州氮化硅材料刻蝕納米級光刻已成為芯片制造的標(biāo)準(zhǔn)要求。

濕法蝕刻工藝的原理是使用化學(xué)溶液將被刻蝕固體材料轉(zhuǎn)化為液體化合物。選擇性非常高，是因?yàn)樗褂玫母g液可以非常精確地腐蝕特定薄膜。對于大多數(shù)刻蝕方案，選擇性大于100:1。濕法腐蝕必須滿足以下要求：1.不得腐蝕掩模層；2.選擇性必須高；3.蝕刻過程必須能夠通過用水稀釋來停止；4.反應(yīng)產(chǎn)物是氣態(tài)的少；5.整個過程中的蝕刻速率始終保持恒定；6.反應(yīng)產(chǎn)物一般是可溶，以避免顆粒；7.環(huán)境安全和廢液易于處置。光刻膠的粘度是一個非常重要的參數(shù)，它對指導(dǎo)光刻膠的涂膠至為重要。黏度（viscosity）用于衡量光刻膠液體的可流動性。

第三代為掃描投影式光刻機(jī)。中間掩模版上的版圖通過光學(xué)透鏡成像在基片表面，有效地提高了成像質(zhì)量，投影光學(xué)透鏡可以是1∶1，但大多數(shù)采用精密縮小分步重復(fù)曝光的方式（如1∶10，1∶5，1∶4）。IC版圖面積受限于光源面積和光學(xué)透鏡成像面積。光學(xué)曝光分辨率增強(qiáng)等光刻技術(shù)的突破，把光刻技術(shù)推進(jìn)到深亞微米及百納米級。第四代為步進(jìn)式掃描投影光刻機(jī)。以掃描的方式實(shí)現(xiàn)曝光，采用193nm的KrF準(zhǔn)分子激光光源，分步重復(fù)曝光，將芯片的工藝節(jié)點(diǎn)提升一個臺階。實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，將工藝推進(jìn)至180~130nm。隨著浸入式等光刻技術(shù)的發(fā)展，光刻推進(jìn)至幾十納米級。第五代為EUV光刻機(jī)。采用波長為13.5nm的激光等離子體光源作為光刻曝光光源。即使其波長是193nm的1/14，幾乎逼近物理學(xué)、材料學(xué)以及精密制造的極限。光刻技術(shù)對于提升芯片速度、降低功耗具有關(guān)鍵作用。

在反轉(zhuǎn)工藝下，通過適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)，可以獲得底切的側(cè)壁形態(tài)。這種方法的主要應(yīng)用領(lǐng)域是剝離過程，在剝離過程中，底切的形態(tài)可以防止沉積的材料在光刻膠邊緣和側(cè)壁上形成連續(xù)薄膜，有助于獲得干凈的剝離光刻膠結(jié)構(gòu)。在圖像反轉(zhuǎn)烘烤步驟中，光刻膠的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性可以得到部分改善。因此，光刻膠在后續(xù)的工藝中如濕法、干法蝕刻以及電鍍中都體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。然而，這些優(yōu)點(diǎn)通常被比較麻煩的圖像反轉(zhuǎn)處理工藝的缺點(diǎn)所掩蓋。如額外增加的處理步驟很難或幾乎不可能獲得垂直的光刻膠側(cè)壁結(jié)構(gòu)。因此，圖形反轉(zhuǎn)膠更多的是被應(yīng)用于光刻膠剝離應(yīng)用中。與正膠相比，圖形反轉(zhuǎn)工藝需要反轉(zhuǎn)烘烤和泛曝光步驟，這兩個步驟使得曝光的區(qū)域在顯影液中不能溶解，并且使曝光中尚未曝光的區(qū)域能夠被曝光。沒有這兩個步驟，圖形反轉(zhuǎn)膠表現(xiàn)為具有與普通正膠相同側(cè)壁的側(cè)壁結(jié)構(gòu)，只有在圖形反轉(zhuǎn)工藝下才能獲得底切側(cè)壁結(jié)構(gòu)的光刻膠輪廓形態(tài)。自動化光刻設(shè)備大幅提高了生產(chǎn)效率和精度。ICP材料刻蝕加工工廠

實(shí)時圖像分析有助于監(jiān)測光刻過程的質(zhì)量。吉林?jǐn)?shù)字光刻

基于光刻工藝的微納加工技術(shù)主要包含以下過程：掩模（mask）制備、圖形形成及轉(zhuǎn)移（涂膠、曝光、顯影）、薄膜沉積、刻蝕、外延生長、氧化和摻雜等。在基片表面涂覆一層某種光敏介質(zhì)的薄膜（抗蝕膠），曝光系統(tǒng)把掩模板的圖形投射在（抗蝕膠）薄膜上，光（光子）的曝光過程是通過光化學(xué)作用使抗蝕膠發(fā)生光化學(xué)作用，形成微細(xì)圖形的潛像，再通過顯影過程使剩余的抗蝕膠層轉(zhuǎn)變成具有微細(xì)圖形的窗口，后續(xù)基于抗蝕膠圖案進(jìn)行鍍膜、刻蝕等可進(jìn)一步制作所需微納結(jié)構(gòu)或器件。吉林?jǐn)?shù)字光刻