随着集成电路的迅速发展,芯片尺寸的不断减小,对于半导体工艺的加工精度要求也越来越高。等离子体刻蚀和沉积工艺由于其可以控制反应速率、加工精度高、较好的均匀性、可重复性等优点而广泛应用到半导体工艺中。等离子体刻蚀和等离子体沉积过程实际上是一个十分复杂的过程,它不仅涉及到腔室的宏观反应,更关系到样品表面的微观反应。由于等离子体复杂的作用机制,目前工业界也主要是通过大量的实验摸索工艺,这样的话不仅要损耗大量的人力而且经济成本也会很高。基于以上原因,我们希望能够通过理论分析建模来仿真等离子体刻蚀和沉积的过程,并且用相应的实验加以验证。利用理论分析、计算机仿真以及实验验证三者相结合就能很好地去验证仿真的正确性,以此来预测实验的结果,这样一来就能很好的节约经济成本和时间成本。等离子体刻蚀和沉积仿真的软件可以分为两种:一种是基于粒子云网格/蒙特卡洛算法的仿真软件;另一种是基于流体动力学的多物理场的仿真软件。由于ESI-CFD仿真软件可以计算2D/3D模型、采用流体有限元的计算方法、可在多场环境下仿真、支持复杂的边界条件以及拥有丰富的自带参数库等条件,业界普遍采用它进行仿真应用。在本文的研究过程中我们就采用ESI-CFD作为仿真软件进行仿真。利用ESI-CFD的不同组件研究等离子体刻蚀和沉积工艺的腔室反应和样品表面形貌的演化过程。在等离子体的刻蚀工艺中,我们采用ICP设备,分别采用C₄F₈/Ar和CF₄刻蚀氧化硅。从软件仿真的角度,我们分别研究了改变气体流量比、腔室压强、基板偏压和ICP功率对电子温度、电子密度、粒子密度、粒子的能量角度分布以及最终刻蚀速率的影响。由此,我们可以清楚地了解各个实验因素对等离子体刻蚀的影响。在等离子体沉积工艺中,我们采用PECVD设备,SiH₄/N₂O的混合气体来沉积氧化硅。通过仿真我们定性地分析了腔室温度、腔室压强、粒子的密度分布、粒子的能量分布和角度分布等,进而仿真了不同深宽比的形貌演化。通过仿真我们还定量地分析了剖面的沉积速率。在仿真的基础上,制定了相应的实验,与仿真结果对照。结果表明,仿真和实验有较好的吻合,从而能很好地指导实验。