将涂好光刻胶的硅片放入步进重复曝光机的曝光装置中进行掩模图形的“复制”。
掩模中有预先设计好的电路图案，紫外线透过掩模经过特制透镜折射后，在光刻胶层上形成掩模中的电路图案。
一般来说，在硅片上得到的电路图案是掩模上的图案1/10、1/5、1/4，因此步进重复曝光机也称为“缩小投影曝光装置”。
而决定步进重复曝光机性能有两大要素：一个是光的波长，另一个是透镜的数值孔径。
如果想要缩小硅片上的晶体管尺寸，就需要寻找能合理使用的波长更短的光(euv，极紫外线)和数值孔径更大的透镜(受透镜材质影响，有极限值)。
溶解部分光刻胶，对曝光后的硅片进行显影处理。
以正光刻胶为例，喷射强碱性显影液后，经紫外光照射的光刻胶会发生化学反应，在碱溶液作用下发生化学反应，溶解于显影液中，而未被照射到的光刻胶图形则会完整保留。
显影完毕后，要对硅片表面的进行冲洗，送入烘箱进行热处理，蒸发水分以及固化光刻胶。
然后进入蚀刻阶段。
将硅片浸入内含蚀刻药剂的特制刻蚀槽内，可以溶解掉暴露出来的硅片部分，而剩下的光刻胶保护着不需要蚀刻的部分。
期间施加超声振动，加速去除硅片表面附着的杂质，防止刻蚀产物在硅片表面停留造成刻蚀不均匀。
下一步是清除光刻胶。
通过氧等离子体对光刻胶进行灰化处理，去除所有光刻胶。
此时就可以完成第一层设计好的电路图案。
重复第6-8步，由于现在的晶体管已经3dfi设计，不可能一次性就能制作出所需的图形，需要重复第6-8步进行处理，中间还会有各种成膜工艺(绝缘膜、金属膜)参与到其中，以获得最终的3d晶体管。
接下来是离子注入阶段。
在特定的区域，有意识地导入特定杂质的过程称为“杂质扩散”。
通过杂质扩散可以控制导电类型(p结、n结)之外，还可以用来控制杂质浓度以及分布。
现在一般采用离子注入法进行杂质扩散，在离子注入机中，将需要掺杂的导电性杂质导入电弧室，通过放电使其离子化，经过电场加速后，将数十到数千kev能量的离子束由硅片表面注入。
离子注入完毕后的硅片还需要经过热处理，一方面利用热扩散原理进一步将杂质“压入”硅中，另一方面恢复晶格完整性，活化杂质电气特性。
离子注入法具有加工温度低，可均匀、大面积注入杂质，易于控制等优点，因此成为超大规模集成电路中不可缺少的工艺。
再次清除光刻胶。完成离子注入后，可以清除掉选择性掺杂残留下来的光刻胶掩模。
此时，单晶硅内部一小部分硅原子已经被替换成“杂质”元素，从而产生可自由电子或空穴。