反差效应
在掩模版不透明的线条被大面积亮区包围的地方，难于实现好的分辨率。来自不透明的线条周围大量的辐射趋于使光刻胶层的线条尺寸收缩（参见下图），这是因为图形边周围缘曝光射线的衍射。这种问题称为邻近效应（proximity effect)。
另一个反差效应称为主体反差(subject contrast)(参见下图）。这种情况发生在当一些曝光辐射穿透掩模版上的不透明区，或晶圆表面反射到光刻胶中。
结果是在显影步骤后，部分曝光区域留下畸变的图形。这种在采用负胶时比正胶有更多的问题。
曝光源的选择要和根据光刻餃的光谱响应范围和所需达到的特征图形尺寸相匹配（参见“光刻胶曝光速度，灵嫩度和光源”一节)-大多数的光刻机使用高压汞灯作为曝光光源，它随着电流通过汞灯管发出光线。高压保证了对水银进行高振荡时不会引起水银蒸发。从汞灯发出的光按波长被分为几段。一些光刻胶是为汞灯全光谱反应设计的，而另一些则是针对其某一特定波长设计的。还有一些光刻胶是针对汞灯特殊的能量峰值设计的。汞灯有三个能量峰值，它们对应的波长分别是：365nm，405nm和436nm。
这三个波长也被相应称为：I线，H线和G线。光刻机通常使用滤波器只让G线或I线通过。I线光成为亚微米时代的首选曝光源。I线的波长是365nm，它和生产的0.35um的产品尺寸接近。在实际生产中，要想制作出比曝光波长还小的图形是很难的。
将曝光光源的波长限制在很窄的范围内的好处是，可以使光刻胶以很快的速度曝光，减少光在光刻胶中的散射《窄波段曝光源限制了发生在光刻淹模版透二尥阻光边界的光刻胶部分的曝光现象。对于只对特定波长曝光的光刻胶来说，它的曝光时间很短，因为在这些特殊波长处意味着汞灯特殊的高能量。
光刻机和光刻胶的分辨能力主要是由曝光的波长决定的。曝光的波长越短、越窄，分辨率就越高，这主要是由于光的衍射现象的存在（参见下左图),波长越长，衍射现象越明显，它最终成为曝光系统分辨率的限制条件。更短的波长同时携带更多的能量，这样也使曝光时间缩短，从而限制了因光在光刻胶中和晶圆表面的散射现象造成的分辨率不好的问题（参见下右图）。
在汞灯的光谱中，更短的紫外线的峰值能量波长分别为：313nm（中等UV），254nm(DUV)。它们分别称为中紫外线和深紫外线。我们可以使用普通的紫外线源，例如汞一氙灯，氙灯，加上滤波器就可以得到中紫外线和深紫外线了。
受激准分子激光器：还有另外一种深紫外（DUV）光源，它就是受激准分子激光器。以下的气体激光器和它们的发光波长为：XeF（351nm），XeCl（308nm），KrF（248nm），ArF(193nm）。已开发KrF和ArF用于130m节点以上的工艺，考虑用ArF作为小于130nm图形的光源。F2也是一个随在ArF之后的待考虑的候选材料。下图显示了为获得更小图形，曝光源的进步。
聚焦离子束：理论上讲，使用聚焦离子束曝光是可行的。其诱因是离子束散射更少和在光刻胶中更低的散射能量，这样可以产生更小尺和更清晰的图形。而且，离子束的能量比电子束的能量更高，这样可以缩短曝光时间。遗憾的是，其的研发却受到很多来自实际生产方面考虑的牵制，包括振动和亚微米图形要求的离子一光学系统。
×射线：对更高分辨率曝光源的追求必然使人们想到了两种非光学光源，x射线（参见下图）和电子束(e-beam)。x射线是高能量子，它的波长只有4-50Å。因为衍射作用很小，这个波段可以将图形尺寸做到0.1um的水平。X射线光刻机使用1：1的掩模版。由于更短的曝光时间，通常有更高的产能。在光刻胶中的反射和散射现象可降低到最小，几乎没有景深的问题。x射线曝光的晶罢只有很少量的来自附着在掩模版上的尘埃和有机物的缺陷，因为x射线可以穿过它们。
在实际生产中，x射线光刻机遇到了很多困难。一个主要的问题是用于阻挡X射线的掩模版的开发。因为x射线会穿透传统的玻璃和镀铬的掩模版，需要开发一种工艺，它要求用金来做阻挡层，或者其他的一些可以阻挡高能x射线的材料。
在研发x射线曝光设备的同时，x射线光刻胶的研发工作也在进行。这项工作很复杂，因为没有一个标准的x射线源，同时x射线光刻胶要具有对x射线的高敏感性和对刻蚀工艺很良好的阻挡作用。而光刻胶对x射线的高敏感性和对刻蚀工艺的阻挡作用这两个参数在实际生产中很唯平衡。另外一个障碍是1：1曝光，因为高能x射线会破坏用来缩影的光学系统。由于放大掩模版尺寸的限制，只有步进式的光刻机才有实际使用的价值。
x射线包括标准x射线发射管、点源激光驱动源或同步激光发生器。点源与传统的系统相类似，每个机器有一个曝光源。同步激光发生器是一台巨大而昂贵的设备，它可以将电子在轨道中加速。在称为同步加速器辐射过程中，在轨电子发出x射线。随着x射线的旋转，它们从不同的端口射出并被导向多个分立光刻机中。
电子束：电子束光刻是一门成熟的技术，它被用来制作高质量的掩模版和放大淹模版。该系统主要包括能产生小直径的电子否和一个控制电子束开关的抑制器组成。
曝光必须在真空中进行，以防止空气分子对电子束的干扰。电子束通过一组静电板然后到达掩模版、放大掩模版或晶圆，这组静电板的作用是调节电子束方向（在x-y方向)。它们的功能和电视机的电子束导向机理类似。为保证电子束精确到达芯片或掩模版，电子束源、相应的机械装置和要被曝光的衬底都在真空环境中。
