与目前已经或尚未应用于集成电路行业的先进光刻工艺相比，传统光刻工艺被普遍认为是一个分水岭(见下表)。这是因为193nm的光刻有浸没多次曝光技术支持，可以满足0.13um到7nm 9个技术节点的光刻需求。
光源和波段光节点波长的应用技术紫外(汞灯)G线436 nm以上0.5 um I线365 nm 0.35 ~ 0.25 um深紫外(DUV)KRF 248nm 0.25 ~ 0.13 umarf 193nm 0.13um ~ 7 NMF 2157nm非工业应用等离子体极紫外(软X)13.5nm 7nm/5nm以下为了将掩模(也称掩膜)上的设计电路图案转移到硅片上首先需要通过曝光工艺(俗称光刻)将其转移，然后通过刻蚀工艺得到硅图形：由于光刻工艺区域采用对感光材料不敏感的黄光光源照射，因此也称为黄光区域。 平版印刷最早用于印刷业，早期是制造PCB的主要技术。
自20世纪50年代以来，光刻技术逐渐成为集成电路芯片制造中图形转移的主流技术。光刻工艺的关键指标包括分选率、灵敏度、套准精度、缺陷率等。光刻工艺中最关键的材料是作为光敏材料的光致抗蚀剂。因为光刻胶的灵敏度取决于光源的波长，所以g/i线、248nm KrF、193nm ArF等光刻工艺需要不同的光刻胶材料。例如，I-line光刻胶中最常见的重氮醌(DNQ)线性酚醛树脂不适合193nm光刻工艺。
光刻胶按极性可分为正性光刻胶(简称正性光刻胶)和负性光刻胶(简称负性光刻胶)。它们的性能差异如下：负性光刻胶的曝光区域在曝光显影后硬化并残留在晶圆表面，未曝光部分被显影液溶解；正性光刻胶曝光后，曝光区域的粘性聚合物会因光解而断裂软化，最终被显影液溶解，而未曝光的部分则留在晶圆表面。正性光刻胶多用于高级芯片的制造，因为正性光刻胶可以达到纳米图形尺寸所要求的高成品率。16nm/14nm及以下的技术，发展出了正性光刻胶负性显影技术，取代了通孔和金属层。未曝光的正性光致抗蚀剂用负性显影剂清洗，留下曝光的光致抗蚀剂。这种方法可以提高小尺寸沟槽的成像对比度。
典型的光刻工艺的主要过程包括八个步骤：准备基膜、涂覆光刻胶、软烘烤、对准曝光、曝光后烘烤、显影硬膜、显影检测。
(1)基膜的准备：主要是清洗和脱水。因为任何污染物都会削弱光刻胶和硅片之间的附着力，彻底清洗可以提高硅片和光刻胶之间的附着力。
(2)光刻胶涂覆：通过旋转硅片来实现。不同的光刻胶需要不同的涂胶工艺参数，包括转速、胶层厚度和温度。
(3)软烘烤：通过烘烤，可以提高光刻胶与硅片的附着力和光刻胶厚度的均匀性，有利于后续刻蚀工艺几何尺寸的精确控制。
(4)对准与曝光：这是光刻工艺中最重要的环节，是指将刻线图形与硅片已有的图形(或前层图形)对准，然后用特定的光照射，可以激活光刻胶中的感光成分，从而将刻线图形转移到光刻胶上。用于对准和曝光的设备是光刻机，它是整个集成电路制造过程中最昂贵的工艺设备。光刻机的技术水平代表了整个生产线的先进水平。
(5)曝光后烘烤(Post Exposure Bake，PEB):即在曝光后短时间烘烤，这不同于在深紫外光刻胶和常规i- line光刻胶中的烘烤。对于深紫外光刻胶，曝光和后烘去除了光刻胶中的保护成分，使光刻胶能溶解在显影液中，所以曝光后烘是必须的；对于常规的I线光刻胶，后烘可以提高光刻胶的附着力，降低驻波(驻波会对光刻胶的边缘形貌产生不利影响)。
(6)显影：用显影液溶解曝光后的光刻胶可溶部分(正性光刻胶)，用光刻胶图形精确显现掩膜图形。显影工艺的关键参数包括显影温度和时间、显影剂剂量和浓度、清洗等。通过调整显影中的相关参数，可以改善曝光和未曝光光刻胶溶解速率的差异，从而获得所需的显影效果。
(7)硬烤：也称硬烤，是通过加热蒸发的方式，去除显影后的光刻胶中残留的溶剂、显影剂、水和其他不必要的残留成分，以提高光刻胶与硅衬底的附着力和光刻胶的抗蚀刻性。膜硬化过程的温度随着不同的光刻胶和不同的膜硬化方法而变化。光致抗蚀剂图案不应该变形，并且光致抗蚀剂应该足够硬。
(8)显影后检查，ADI):即检查显影后光刻胶图形的缺陷。通常采用图像识别技术自动扫描显影后的芯片图形，并与预存的无缺陷标准图形进行比较。如果发现差异，则视为缺陷。如果缺陷数量超过一定数量，则判断硅片未通过开发检查，并且可以视情况报废或返工硅片。在集成电路的制造过程中，大多数工序都是不可逆的，光刻是少数可以返工的工序之一。
当特征尺寸减小时，缩短曝光波长可以满足图形分离率的要求。光刻中广泛使用的光源有两种，即汞灯管和准分子激光器。曝光用光源必须稳定、可靠、可调，波长短、强度高、寿命长。在特征尺寸减小到亚微米之后，必须使用单波长光源来满足分辨率要求。
目前主流的关键工艺层光刻工艺主要采用深紫外光源。
审计唐子红
