光刻是生产半导体元件时的一个工业步骤，该步骤将印在光掩膜上的外形结构转移到基质的表面上。光刻与印刷术中的平版印刷的工艺过程类似。基质一般是硅、砷化镓晶体的芯片，也可以是其他半导体的芯片。玻璃、蓝宝石或者金属也可以作为基质。
光刻主要有以下几个步骤。
- 首先是准备基质：在涂布光阻剂之前，硅片一般要进行处理，需要经过脱水烘培蒸发掉硅片表面的水分，并涂上用来增加光刻胶与硅片表面附着能力的化合物（目前应用的比较多的是六甲基乙硅氮烷（hexa-methyl-disilazane,简称HMDS）以及三甲基甲硅烷基二乙胺（tri-methyl-silyl-diethyl-amime,简称TMSDEA））。
- 涂布光阻剂(photo resist)：将硅片放在一个平整的金属托盘上，托盘内有小孔与真空管相连，硅片就被吸在托盘上，这样硅片就可以与托盘一起旋转。涂胶工艺一般分为三个步骤：
- 将光刻胶溶液喷洒倒硅片表面；
- 加速旋转托盘（硅片），直到达到所需的旋转速度；
- 达到所需的旋转速度之后，保持一定时间的旋转。由于硅片表面的光刻胶是借旋转时的离心力作用向着硅片外围移动，故涂胶也可称做甩胶。经过甩胶之后，留在硅片表面的光刻胶不足原有的1％。
- 软烘干：也称前烘。在液态的光刻胶中，溶剂成分占65％－85％，甩胶之后虽然液态的光刻胶已经成为固态的薄膜，但仍有10％－30％的溶剂，容易玷污灰尘。通过在较高温度下进行烘培，可以使溶剂从光刻胶中挥发出来（前烘后溶剂含量降至5％左右），从而降低了灰尘的玷污。同时还可以减轻因高速旋转形成的薄膜应力，从而提高光刻胶的附着性。在前烘过程中，由于溶剂挥发，光刻胶厚度也会减薄，一般减薄的幅度为10％－20％左右。
- 光刻：光刻过程中，光刻胶中的感光剂发生光化学反应，从而使正胶的感光区、负胶的非感光区能够溶解于显影液中。正性光刻胶中的感光剂DQ发生光化学反应，变为乙烯酮，进一步水解为茚并羧酸（Indene-Carboxylic-Acid,简称ICA），羧酸对碱性溶剂的溶解度比未感光的感光剂高出约100倍，同时还会促进酚醛树脂的溶解。于是利用感光与未感光的光刻胶对碱性溶剂的不同溶解度，就可以进行掩膜图形的转移。
- 显影(development) ：经显影，正胶的感光区、负胶的非感光区溶解于显影液中，光刻后在光刻胶层中的潜在图形，显影后便显现出来，在光刻胶上形成三位图形。为了提高分辨率，几乎每一种光刻胶都有专门的显影液，以保证高质量的显影效果。
- 硬烘干：也称坚膜。显影后，硅片还要经过一个高温处理过程，主要作用是除去光刻胶中剩余的溶剂，增强光刻胶对硅片表面的附着力，同时提高光刻胶在刻蚀和离子注入过程中的抗蚀性和保护能力。在此温度下，光刻胶将软化，形成类似玻璃体在高温下的熔融状态。这会使光刻胶表面在表面张力作用下圆滑化，并使光刻胶层中的缺陷（如针孔）因此减少，借此修正光刻胶图形的边缘轮廓。
- 刻（腐）蚀或离子注入。
- 去胶：刻蚀或离子注入之后，已经不再需要光刻胶作保护层，可以将其除去，称为去胶，分为：
- 湿法去胶
- 有机溶剂去胶：主要是使光刻胶溶于有机溶剂而除去；
- 无机溶剂去胶：利用光刻胶本身也是有机物的特点，通过一些无机溶剂，将光刻胶中的碳元素氧化为二氧化碳而将其除去；
- 干法去胶：用等离子体将光刻胶剥除。
- 湿法去胶
除这些主要的工艺外还可能包括其它辅助的过程，比如大面积的均匀腐蚀来减小基质的厚度，或者去除边缘不均匀的过程等等。一般在生产半导体芯片或者其它元件时一个基质需要多次重复光刻。
在硅芯片上涂光阻剂的甩胶机此外光阻剂还有“正”、“负”之分，正光阻剂不感光的部分在显影后留下，而负光阻剂感光的部分在显影后留下。显影后光阻剂被烘干，然后芯片被放入一个腐蚀金属的溶剂中（比如一种酸）来将不被光阻剂掩盖的金属腐蚀掉。然后使用另一种特殊的腐蚀液将烘干的光阻剂去除掉，这样在基质表面上就留下了一层覆盖了一定区域的金属。
光刻的优点在于它可以精确地控制形成的形状的大小和样子，此外它可以同时在整个芯片表面产生外形轮廓。它最主要得缺点在于它必须在平面上使用，在不平的表面上它的效果不很好，此外它要求极其高的清洁条件。在生产复杂的集成电路的过程中一块芯片可能经过50多次光刻。在生产薄膜晶体管的过程中所需要的光刻过程要少得多。
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