在早期的工藝中，對於常見的光刻膠/SiO2/Si的多層結構刻蝕，早期會用到碳氟類氣體，如CF4，CHF3、C4F8等，這些氣體都可以提供碳原子和氟原子與二氧化硅進行反應。
氣體反應方程式為：
CF4+e→CF3+F遊離基+e
SiO2+4F→SiF4+O2
Si+4F→SiF4
一．緣由解述
使用單一CF4氣體的刻蝕會出現選擇比低，均勻性差等問題，當被刻蝕材料為多層結構，光刻膠/SiO2/Si時，CF4會同時刻蝕Si和SiO2層，因為傷害底層Si結構而導致器件的失效。所以我們會添加如H2、O2等附加氣體來解決上述問題。
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二．附加氧氣對刻蝕效果的影響
在使用CF4對SiO2進行刻蝕時，F自由基會與SiO2反應生成SF4的同時與CFx（x＜3）反應而消耗，生成一氧化碳、二氧化硅和氟光氣，對於刻蝕SiO2來說，主刻蝕F自由基的穩態濃度會保持較低的水平從而降低了刻蝕的速率。在CF4中添加O2，O2可以與CFx反應，持續消耗CFx原子團，從而提高主刻蝕F的濃度，使得氟碳比的原子比增加，加快刻蝕SiO2速率。但當氧組分到達臨界值，一般為20%左右，O2濃度的增加反而會稀釋F自由基的濃度，造成刻蝕速率的下降。相比於Si刻蝕O2的臨界濃度更低，約為15%左右，這是由於O2會吸附在Si表面，阻礙F原子的反應。所以當O2濃度超過20%時，SiO2的刻蝕速率遠高於Si，從而提高了SiO2/Si的選擇比。
三．附加氫氣對刻蝕效果的影響
在CF4添加H2。由於H2的加入，H原子與F自由基反應生成HF，F原子不斷由於H原子的加入而消耗，也使得等離子體中C的成分相對升高，使得SiO2速率下降，對Si的刻蝕同理。不同的是CF4中的CFx可以與SiO2反應生成SF4和CO，所以相較於對Si速率的降低影響，SiO2的速率下降的影響較小，這樣間接提高了SiO2/Si的選擇比。當H2組分達到35%左右，對於Si的刻蝕甚至會中止。
四．F/C模型與刻蝕的關係
不管添加O2和H2，我們一般看中的都是F/C模型，當F/C比大於3時，其影響更傾向於被刻蝕，各向同性的刻蝕無法保證側壁的陡直度；當F/C大於2小於3時，更傾向於形成聚合物，同時依靠離子濺射的方式使得被刻蝕材料表面的聚合物被轟擊，因此可以得到各向異性的刻蝕效果；在實際的刻蝕中我們還會添加惰性氣體來維持刻蝕氣體的均勻性，使得氣體容易啟輝以及具有良好的穩定性。值得一提的是添加He，因He在鞘層中的被散射的幾率較小，因其較小的碰撞截面，常常被加入到刻蝕體系中來提高各向異性的刻蝕。
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