原子层刻蚀(ALE),是与原子层沉积(ALD)相对的反应,通过自限制的去除表面最外层分子,实现原子/分子层精度的刻蚀。随着近年来半导体微电子制造中刻蚀槽(沟)深宽比的进一步增大,3D晶体管等复杂结构的应用,以及更小的轰击损伤,更精确的剖面形貌控制要求等,传统刻蚀在一些关键步骤中难以满足需求,此外,原子层刻蚀技术的进步,促使原子层刻蚀进入了从研究到产业应用的关键阶段。典型的原子层刻蚀由于需要在循环的钝化、刻蚀步骤之间进行抽气,其产额受到了较大的限制。因此,许多研究致力于通过气体源脉冲,单能离子能量控制等,实现接近原子层精度控制的刻蚀,即"类原子层刻蚀"。本文通过建立包括反应器,鞘层,刻蚀槽和材料表面的多尺度的刻蚀模型,计算了不同气压和离子能量分布下Si O2在Ar/C4F8等离子体中的传统刻蚀,原子层刻蚀,并进一步考虑了不更换刻蚀气体,通过离子能量差异控制钝化和刻蚀步骤的"类原子层刻蚀"。结果表明理想情况下的原子层刻蚀可以实现1ML/cycle的刻蚀速率,而在类原子层刻蚀中,通过循环控制高、低离子轰击能量,能够实现一定程度的自限制刻蚀,刻蚀的选择性和刻蚀速率同离子的单能性,以及钝化和刻蚀的占空比有关。此外,与传统刻蚀类似,剖面的陡直度受偏压和气压的影响,但类原子层刻蚀下有更大的参数窗口控制侧壁的陡直度和平坦度。