电介质等离子体干法刻蚀是大规模集成电路制造中最关键的工艺之一。随着大规模集成电路制造朝着更高集成度，更小关键尺寸的方向发展，特别是在深亚微米的尺寸条件下，对工艺的精度和可重复性要求越来越高，对电介质刻蚀机理的深入理解也变得非常必要。本论文利用上海宏力半导体制造有限公司先进的8英寸集成电路制造设备，把论文研究和生产实践相结合。　　 本论文首先对SiO2的刻蚀机理做了深入的研究。实验证明了在高能离子的轰击作用下，CF2是刻蚀SiO2的刻蚀剂。其机理是在离子轰击的帮助下，聚合物会解析出F原子，并用于SiO2的刻蚀。本论文首先对SiO2的刻蚀机理做了深入的研究。实验证明了在高能离子的轰击作用下，聚合物会解析出F原子，因此CF2是刻蚀SiO2的刻蚀剂。　　 其次论文还对具有选择性Si3N4刻蚀的机理进行了深入研究。Si3N4对SiO2的选择比主要有两个来源。一是Si-N的键能比Si-O的键能低，因此在刻蚀过程中打断Si-N键所需的的能量就越低，因此Si3N4比较容易被刻蚀。另一个原因是H在Si3N4刻蚀过程中的作用。在Si3N4刻蚀过程中，H会和C，N反应生产HCN，一方面和C结合减少在Si3N4表面淀积的聚合物，一方面有利于N原子脱离Si3N4表面，从而促进Si3N4的刻蚀。　　 刻蚀腔条件的变化是导致工艺漂移的一个重要因素。通过对附着在刻蚀腔内壁上的聚合物的量和等离子光谱的监测发现刻蚀腔上聚合物数量的变化是导致等离子体变化和刻蚀工艺漂移的主要成因。最后我们提出使用等离子体光学发射光谱对蚀刻腔上聚合物和刻蚀的特性进行监控，从而保证了在大量量产的情况下工艺的可重复性和产品的稳定性。　　 通过本论文对电介质材料刻蚀机理的研究，一方面加深了对电介质刻蚀机理的理解和掌握，一方面也为生产实践提供了理论基础和定性指导。