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。图形反转胶的显影过程。山东光刻实验室
二氧化硅的湿法刻蚀通常使用HF。因为1∶1的HF（H2O中49%的HF）在室温下刻蚀氧化物速度过快，所以很难用1∶1的HF控制氧化物的刻蚀。一般用水或缓冲溶剂如氟化铵（NH4F）进一步稀释HF降低氧化物的刻蚀速率，以便控制刻蚀速率和均匀性。氧化物湿法刻蚀中所使用的溶液通常是6∶1稀释的HF缓冲溶液，或10∶1和100∶1的比例稀释后的HF水溶液。的半导体制造中，每天仍进行6∶1的缓冲二氧化硅刻蚀（BOE）和100∶1的HF刻蚀。如果监测CVD氧化层的质量，可以通过比较CVD二氧化硅的湿法刻蚀速率和热氧化法生成的二氧化硅湿法刻蚀速率，这就是所谓的湿法刻蚀速率比。热氧化之前，HF可用于预先剥除硅晶圆表面上的原生氧化层。湖北光刻浸入式光刻技术明显提高了分辨率。
湿法刻蚀利用化学溶液溶解晶圆表面的材料，达到制作器件和电路的要求。湿法刻蚀化学反应的生成物是气体、液体或可溶于刻蚀剂的固体。包括三个基本过程：刻蚀、冲洗和甩干。湿法蚀刻的微观反应过程，首先溶液里的反应物利用浓度差通过扩散作用达到被蚀刻薄膜表面，然后反应物与薄膜表面的分子产生化学反应，并产生各种生成物，生成物通过扩散作用到达溶液中，随着溶液被排出。湿法蚀刻的影响因素分别为：反应温度，溶液浓度，蚀刻时间和溶液的搅拌作用。根据化学反应原理，温度越高，反应物浓度越大，蚀刻速率越快，蚀刻时间越短，搅拌作用可以加速反应物和生成物的质量传输，相当于加快扩散速度，增加反应速度。湿法蚀刻的影响因素分别为：反应温度，溶液浓度，蚀刻时间和溶液的搅拌作用。根据化学反应原理，温度越高，反应物浓度越大，蚀刻速率越快，蚀刻时间越短，搅拌作用可以加速反应物和生成物的质量传输，相当于加快扩散速度，增加反应速度。
湿法刻蚀是集成电路制造工艺采用的技术之一。虽然由于受其刻蚀的各向同性的限制，使得大部分的湿法刻蚀工艺被具有各向异性的干法刻蚀替代，但是它在尺寸较大的非关键层清洗中依然发挥着重要的作用。尤其是在对氧化物去除残留与表皮剥离的刻蚀中，比干法刻蚀更为有效和经济。湿法刻蚀的对象主要有氧化硅、氮化硅、单晶硅或多晶硅等。湿法刻蚀氧化硅通常采用氢氟酸（HF）为主要化学载体。为了提高选择性，工艺中采用氟化铵缓冲的稀氢氟酸。为了保持pH值稳定，可以加入少量的强酸或其他元素。掺杂的氧化硅比纯氧化硅更容易腐蚀。湿法化学剥离(WetRemoval）主要是为了去除光刻胶和硬掩模（氮化硅）。热磷酸（H3PO4）是湿法化学剥离去除氮化硅的主要化学液，对于氧化硅有较好的选择比。在进行这类化学剥离工艺前，需要将附在表面的氧化硅用HF酸进行预处理，以便将氮化硅均匀地消除掉。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。
电子束曝光指使用电子束在表面上制造图样的工艺，是光刻技术的延伸应用。它的特点是分辨率高、图形产生与修改容易、制作周期短。它可分为扫描曝光和投影曝光两大类，其中扫描曝光系统是电子束在工件面上扫描直接产生图形，分辨率高，生产率低。投影曝光系统实为电子束图形复印系统，它将掩模图形产生的电子像按原尺寸或缩小后复印到工件上，因此不*保持了高分辨率，而且提高了生产率。电子束曝光系统一般包括如下配件：电子束源：热电子发射和场发射、电磁透镜系统、Stage系统、真空系统、控制系统。通常来说，电子束的束斑大小决定了曝光设计线宽，设计线宽应至少为束斑的3倍以上。由于电子束的束斑大小和束流大小、光阑大小等直接的相关，而束流大小、步距等又决定了曝光时间的长短。因此，工作时需要综合考虑决定采用的束流及工作模式。通过优化刻蚀气体比例、刻蚀功率等参数，可实现高垂直度氮化硅刻蚀。山东光刻技术
实时监控和反馈系统优化了光刻工艺的稳定性。山东光刻实验室
在反转工艺下，通过适当的工艺参数，可以获得底切的侧壁形态。这种方法的主要应用领域是剥离过程，在剥离过程中，底切的形态可以防止沉积的材料在光刻胶边缘和侧壁上形成连续薄膜，有助于获得干净的剥离光刻胶结构。在图像反转烘烤步骤中，光刻胶的热稳定性和化学稳定性可以得到部分改善。因此，光刻胶在后续的工艺中如湿法、干法蚀刻以及电镀中都体现出一定的优势。然而，这些优点通常被比较麻烦的图像反转处理工艺的缺点所掩盖。如额外增加的处理步骤很难或几乎不可能获得垂直的光刻胶侧壁结构。因此，图形反转胶更多的是被应用于光刻胶剥离应用中。与正胶相比，图形反转工艺需要反转烘烤和泛曝光步骤，这两个步骤使得曝光的区域在显影液中不能溶解，并且使曝光中尚未曝光的区域能够被曝光。没有这两个步骤，图形反转胶表现为具有与普通正胶相同侧壁的侧壁结构，只有在图形反转工艺下才能获得底切侧壁结构的光刻胶轮廓形态。山东光刻实验室
