高精度的微细结构可以通过电子束直写或激光直写制作，这类光刻技术，像“写字”一样，通过控制聚焦电子束（光束）移动书写图案进行曝光，具有比较高的曝光精度，但这两种方法制作效率极低，尤其在大面积制作方面捉襟见肘，目前直写光刻技术适用于小面积的微纳结构制作。近年来，三维浮雕微纳结构的需求越来越大，如闪耀光栅、菲涅尔透镜、多台阶微光学元件等。据悉，某公司新上市的手机产品中人脸识别模块就采用了多台阶微光学元件，以及当下如火如荼的无人驾驶技术中激光雷达光学系统也用到了复杂的微光学元件。这类精密的微纳结构光学元件需采用灰度光刻技术进行制作。直写技术，通过在光束移动过程中进行相应的曝光能量调节，可以实现良好的灰度光刻能力。光刻胶根据其感光树脂的化学结构也可以分为光交联性、光聚合型、光分解型和化学放大型。深圳光刻
现有光刻主要利用的是光刻胶中光敏分子的单光子吸收效应所诱导的光化学反应。光敏分子吸收一个能量大于其比较低跃迁能级的光子，从基态跃迁到激发态，经过电子态之间的转移生成活性种，诱发光聚合、光分解等化学反应，使光刻胶溶解特性发生改变。光刻分辨率的物理极限与光源波长和光刻物镜数值孔径呈线性关系，提高光刻分辨率主要通过缩短光刻光源波长来实现。尽管使用的光刻光源波长从可见光（G线，436nm）缩短到紫外（Ⅰ线，365nm）、深紫外（KrF，248nm；ArF，193nm）甚至极紫外（EUV，13.5nm）波段，由于光学衍射极限的限制，其分辨率极限在半个波长左右。深圳光刻光刻是集成电路和半导体器件制造工艺中的关键性技术。
厚胶光学光刻具有工艺相对简单、与现有IC工艺流程兼容性好、制作成本低等优点，是用来制作大深度微光学、微机械、微流道结构元件的一种很重要的方法和手段，具有广阔的应用前景，因而是微纳加工技术研究中十分活跃的领域。厚胶光刻是一个多参量的动态变化过程，多种非线性畸变因素的存在，使得对其理论和实验的研究，与薄胶相比要复杂得多。厚层光刻胶显影后抗蚀剂浮雕轮廓不仅可以传递图形，而且可以直接作为工作部件、微机械器件封装材料等。例如SU—8光刻胶具有良好的力学特性，可直接作为微齿轮、微活塞等部件的工作材料。随着厚胶光学光刻技术的成熟和完善，该技术不仅可以制作大深度、大深宽比台阶型微结构元件，而且可以制作大深度连续面形微结构元件。
UV-LED光源作为一种新兴光源，近几年技术获得了极大的进步，在光刻机上同样作为光源使用。与传统汞灯相比，具有光强更高、稳定性更好的特点，可节省电能约50%，寿命延长5倍～10倍。一支汞灯的使用寿命通常在800～1000h，在进行工业生产中，通常24h保持工作状态，能耗极大，随着持续使用光强快速衰减，需要根据工艺需求不断对汞灯位置进行校正，调节光强大小以满足曝光时光强求。UV-LED光源采用电子快门技术，曝光结束后LED自动关闭，间断性的使用极大地延长了LED的使用时间，曝光光强可以通过调节灯珠功率实现，操作简单方便。套刻精度(OverlayAccuracy)的基本含义是指前后两道光刻工序之间两者图形的对准精度，如果对准的偏差过大，就会直接影响产品的良率。一般光刻机厂商会提供每台设备的极限套刻精度。套刻精度作为是光刻机的另一个非常重要的技术指标，不同光刻机会采用不同的对准系统，与此同时每层图形的对准标记也有所不同。
随着波长缩短，EUV光刻成为前沿技术。
涂胶工序是图形转换工艺中重要的步骤。涂胶的质量直接影响到所加工器件的缺陷密度。为了保证线宽的重复性和接下去的显影时间，同一个样品的胶厚均匀性和不同样品间的胶厚一致性不应超过±5nm(对于1.5um胶厚±0.3%)。光刻胶的目标厚度的确定主要考虑胶自身的化学特性以及所要复制图形中线条的及间隙的微细程度。太厚胶会导致边缘覆盖或连通、小丘或田亘状胶貌、使成品率下降。在MEMS中、胶厚(烤后)在0.5-2um之间，而对于特殊微结构制造，胶厚度有时希望1cm量级。在后者，旋转涂胶将被铸胶或等离子体胶聚合等方法取代。常规光刻胶涂布工序的优化需要考虑滴胶速度、滴胶量、转速、环境温度和湿度等，这些因素的稳定性很重要。根据性质的不一样，光刻胶可以分为正胶和负胶。在工艺发展的早期，负胶一直在光刻工艺中占主导地位，随着VLSIIC和2～5微米图形尺寸的出现，负胶已不能满足要求。随后出现了正胶，但正胶的缺点是粘结能力差。光刻过程中需避免光线的衍射和散射。深圳光刻
光刻胶的固化过程需要精确控制温度和时间。深圳光刻
第三代为扫描投影式光刻机。中间掩模版上的版图通过光学透镜成像在基片表面，有效地提高了成像质量，投影光学透镜可以是1∶1，但大多数采用精密缩小分步重复曝光的方式（如1∶10，1∶5，1∶4）。IC版图面积受限于光源面积和光学透镜成像面积。光学曝光分辨率增强等光刻技术的突破，把光刻技术推进到深亚微米及百纳米级。第四代为步进式扫描投影光刻机。以扫描的方式实现曝光，采用193nm的KrF准分子激光光源，分步重复曝光，将芯片的工艺节点提升一个台阶。实现了跨越式发展，将工艺推进至180~130nm。随着浸入式等光刻技术的发展，光刻推进至几十纳米级。第五代为EUV光刻机。采用波长为13.5nm的激光等离子体光源作为光刻曝光光源。即使其波长是193nm的1/14，几乎逼近物理学、材料学以及精密制造的极限。深圳光刻
