近幾十年來(lái)，等離子刻蝕技術(shù)已取得了長(zhǎng)足發(fā)展。利用等離子刻蝕技術(shù)，人們得以準(zhǔn)確地雕刻器件結(jié)構(gòu)，從而為晶體管尺寸的縮小以及性能的提升提供了保障。但是，當(dāng)前的先進(jìn)芯片關(guān)鍵尺寸更小，有些還具有三維結(jié)構(gòu)（如FinFETs和3D NAND），這無(wú)疑對(duì)當(dāng)前的等離子刻蝕技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。

均勻性一直是刻蝕工藝的一大考量。關(guān)鍵器件結(jié)構(gòu)尺寸的允許工藝誤差一般約為其自身尺寸的10%。例如，寬度為 10nm 的晶體管柵極結(jié)構(gòu)，其允許誤差僅為 1nm，相當(dāng)于3至4個(gè)原子層。

隨著結(jié)構(gòu)尺寸的不斷縮小，人們需要盡可能地降低由各種原因?qū)е碌墓に囌`差。不同尺寸的結(jié)構(gòu)在刻蝕中的速率差異是誤差產(chǎn)生的重要原因之一。這種深寬比相關(guān)刻蝕(ARDE)會(huì)導(dǎo)致高深寬比結(jié)構(gòu)的刻蝕速率要比低深寬比結(jié)構(gòu)的刻蝕速率低。

另一項(xiàng)挑戰(zhàn)則在于，刻蝕工藝需要在去除目標(biāo)材料的同時(shí)，完好地保留下一層材料。

例如，一個(gè)薄膜堆棧由多層材料組成，我們可能只要去除最上面的那層（材料 1），而同時(shí)不能去除或損壞下層（材料 2）。材料 1 和材料 2 的刻蝕速率比稱為“選擇比”，很多刻蝕工藝都要求具有極高的選擇比。

第三項(xiàng)挑戰(zhàn)在于，當(dāng)達(dá)到期望的深度之后，等離子體中的高能離子可能會(huì)導(dǎo)致硅片表面粗糙或底層損傷，這是需要極力避免的問(wèn)題。對(duì)于最先進(jìn)的芯片，工程師們需要對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行更嚴(yán)格的控制，以期獲得原子級(jí)高保真度。