刻蚀图形的剖面形状、临界尺寸和均匀性等参数的控制仍然是等离子体刻蚀技术中需要解决的重要问题之一。建立一套等离子体刻蚀模型有助于减少工艺工程师对不同刻蚀实验的开发时间,很大程度降低研发的成本,提高产品良率。本文主要围绕二维凹槽的等离子体刻蚀轮廓变化过程、入射粒子通量能量分布、物理化学反应及概率等方向展开研究,通过调节参数得到满足需要的刻蚀结果的目的。本论文采用的是混合等离子体刻蚀模型,主要内容及研究成果如下:1.采用连续元胞自动机模型,达到动态显示刻蚀过程及结果的效果。定义元胞为单位表示不同的材料,元胞之间呈非线性且可以具有多种状态,满足能够随着刻蚀条件的变化而变化,同时为二维模型拓展到三维作铺垫。2.等离子体刻蚀过程中离子会发生化学反应和中性粒子会发生物理反应,采用等离子体化学蒙特卡罗模型,对入射离子和中性粒子的通量和入射离子能量角度分布分别进行研究,模拟的结果作为混合等离子体刻蚀模型的输入条件。建模仿真分析得知,入射离子能量角度分布模拟结果与正态分布相拟合。3.采用蒙特卡罗特征表面模型,研究了刻蚀中凹槽表面发生的各类化学反应及其反应概率。通过对反应概率的分析得到对刻蚀图形产生影响的各类主要参数,例如气体温度、衬底温度、衬底的掺杂浓度等等。将三种模型相结合的新型混合等离子体刻蚀模型,对衬底温度等参数的模拟皆为本文的创新点。4.利用混合等离子体刻蚀模型对不同的入射粒子通量、入射离子能量角度分布、衬底温度进行模拟。模拟结果为:随着入射粒子通量的增加,刻蚀深度逐渐增加,但是当入射粒子数量到达一定程度后刻蚀速率减小;入射离子的能量角度分布主要由离子入射能量对热运动能量的比值决定,随着比值的增加,凹槽的侧壁刻蚀程度减小,刻蚀的深度加大;当衬底温度较低时,刻蚀深度会降低,但凹槽的侧壁刻蚀程度并不增加,衬底温度达到一定值后刻蚀的效果变化不大。