跨尺度微納加工光刻是通過有選擇性的曝光將預定圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠上面的加工方法。感光光刻膠在光源照射的情況下其物理化學性質(zhì)發(fā)生改變。光刻已經(jīng)成為當今Z重要的MEMS制作技術(shù)。舉例來說，在制作-一個CMOS的集成電路過程中，有時需要50次以上的光刻步驟。光刻技術(shù)不僅提供了圖案的精確轉(zhuǎn)移復制的方法,而且由于能在整個平面進行，促進了工業(yè)化和批量生產(chǎn)。

隨著批量化的要求和特征尺寸的逐漸減小，光刻也有- -些缺點如不能制作非平面的圖案,對基底的平面度要求高，對環(huán)境也有苛刻的要求等。

光刻加工主要包含清洗，涂膠，曝光，顯影四個步驟。根據(jù)曝光方式的不同，又分為接觸式和投影式。接觸式光刻裝置簡單，成本低，它將光刻模板與基底光刻膠層接觸，然后照射均一的光轉(zhuǎn)移圖案。它的分辨率取決于曝光使用的波長和模版與光刻膠層的間距。盡可能保證模版與光刻膠層的零接觸，可以達到較高的分辨，但是同時接觸會污染模版，并有可能使基底形變。因此接觸式光刻通常用于研發(fā)環(huán)節(jié)，不適合工業(yè)批量化生產(chǎn)。

對于大批量的光刻，特別是較大面積硅晶片光刻，通常采用投影光刻技術(shù)。不同于接觸光刻的一次曝光完成，投影光刻有時使用線掃描完成圖像的復制轉(zhuǎn)移。在投影光刻的過程中，轉(zhuǎn)移圖案的分辨率不僅與使用的光源波長有關(guān)，而且和投影物鏡的數(shù)值孔徑也密切相關(guān)。在工業(yè)應用中,光源的波長隨著技術(shù)的發(fā)展逐漸減小，從Z初的紫外線汞燈光源(436nm或365nm)， 逐漸發(fā)展到深紫外光源(<300nm)，如準分子光源，氪氟產(chǎn)生的248 nm的光譜線，和氬氟產(chǎn)生的193 nm的光譜線。

在投影物鏡數(shù)值孔徑的提高方面，現(xiàn)在采用液體浸泡透鏡，如浸泡純凈的去離子水，可以將鏡頭數(shù)值孔徑提高到約1. 4。結(jié)合深紫外193nm光源和液體浸泡投影鏡頭，可以達到50nm以下的分辨率。2006 年，IBM 公司使用這種技術(shù)得到了小于30nm的分辨率特征尺寸。

光刻技術(shù)在工業(yè)推動下長足發(fā)展，取得-系列突破，首先突破lum以下尺寸不能使用光學方法加工的瓶頸，又進-步突破100nm等各種標志性尺寸。采用替代紫外光源，如X射線光刻，電子東光刻，極端紫外線光刻等發(fā)展起來了一些納米光刻技術(shù)。

X射線光刻使用波長更短的軟X射線作為曝光光源，現(xiàn)在使用1: 1接近式曝光光刻，達到15nm的分辨率，可能成為下一代半導體光刻技術(shù)。

極端紫外線光刻技術(shù)采用13. 5nm的極紫外波長進行光刻。光源進入到極端紫外波段，各種物質(zhì)對這個波長吸收增加，-般光刻設備需要保持在真空的環(huán)境中，而且每個反射鏡片也會達到30%左右的吸收，這些因素限制了極端紫外光刻的加工速度。另外由于波長更短，對制作線條的粗糙度有不利的影響，一些技術(shù)難點還需要進-步克服。