现代世界充斥着集成电路 (IC) 和其他微电子设备。这些设备存在于社会的各个方面，是政府、商业、医疗保健、交通、安全甚至家庭事务运行不可或缺的一部分。集成电路曾经主要用于计算机，现在几乎无处不在，包括手机、汽车、电视、玩具，甚至冰箱和咖啡机等家用电器。它们改变了人们工作、娱乐和交流的方式。这些设备之所以无处不在，是因为它们的计算能力随着时间的推移呈指数级增长，同时单位计算能力的成本却下降了。这种性能和成本的提高得益于集成电路制造商大约每两年就能将每个芯片上的晶体管数量翻一番的能力。 这种趋势通常被称为摩尔定律。戈登·摩尔在 1965 年观察到了这一趋势，他预测这种规模将持续十年。它不仅持续了十年，而且已经持续了 50 多年。它起初只是对缩放的观察，但后来成为了行业的强制性要求。
每个芯片上的晶体管数量增加一倍是通过缩小晶体管尺寸来实现的。特征尺寸的缩小在很大程度上得益于光刻技术的进步，光刻技术是在 IC 制造过程中将电路特征印刷到硅片上的技术。4 图 1 显示了缩小规模的一个直观示例，其中显示了维持摩尔定律所需的晶体管尺寸以及产生这些尺寸所需的光刻胶图案的横截面。5 光刻胶是用于形成构建 IC 设备所需浮雕图案的辐射敏感材料。如图 1 所示，晶体管不断缩小，目前的特征尺寸已低于 20 纳米，而低于 10 纳米的特征仅需几年时间。随着特征迅速接近分子甚至原子长度尺度，出现了许多技术挑战，这些挑战威胁到这种稳步进步的进程，从而威胁到整个 IC 行业的进程。
实现规模化的关键要素是光刻所用的材料和工艺。目前，全球工业界和学术界都在大力研究下一代光刻工艺，例如极紫外 (EUV)、先进电子束、纳米压印、扫描探针和离子束光刻。工业和学术光刻领域也在努力研究下一代光刻材料，包括许多新颖的抗蚀剂化学方法和传统光聚合物的巧妙扩展。因此，本书旨在汇集来自不同领域的一些世界顶尖光刻开发科学家，在一个地方完整描述光刻材料和工艺设计、开发和特性的多种方法。下一代光刻的光刻剂化学可能与目前使用的众所周知的光化学过程截然不同。对于非接触式方法，所考虑的光化辐射通常能量要大得多。
EUV 光刻技术中最显著的问题之一与随机变化有关，这既是由于每个光子的能量高，因此每剂量光子数低，也是由于多组分光刻胶材料的多变性被推到了其性能的极限。
迄今为止，大多数光刻胶系统都是基于聚合物材料的。然而，在过去的二十年中，人们对分子光刻胶系统进行了大量研究。
