湿法刻蚀是石英微结构加工的重要工艺。论文研究了石英各向异性湿法刻蚀特性和形貌预测方法。基于几何模拟的思想,提出了晶体湿法刻蚀形貌的演化规则,运用LevelSet方法开发了晶体各向异性湿法刻蚀三维形貌数值模拟程序。通过对Z切石英晶片刻蚀形貌的研究,表明了提出的形貌演化规则的可行性,并且验证了开发的三维形貌模拟程序的有效性和准确性。在此基础上,探索了如何合理设计掩膜以获得特定的微结构。论文主要内容如下：首先分析了晶体各向异性湿法刻蚀典型形貌演化的几何规则,提出刻蚀形貌的演化跟钻蚀速率直接相关。凹角处钻蚀速率慢面占主导地位,凸角处钻蚀速率快面占主导地位。总结了晶体复杂湿法刻蚀形貌,如凹角、凸角处的特征晶面预测的一般方法：圆角化、分段特征晶面分析、晶面选择。基于Level Set方法,在MATLAB环境下,开发了适用于多晶体、多切向、任意掩膜形状的高精度湿法刻蚀三维形貌数值模拟程序。将刻蚀形貌的三维数值模拟结果和实验SEM图进行了对比分析,表明开发的算法程序是准确有效的,可用于辅助晶体湿法刻蚀微结构设计和微加工工艺开发。借助腐蚀半球法获得了α-石英在80℃饱和NH4HF2溶液中的刻蚀全速率。实验获得了Z切石英晶片在不同掩膜形状下的刻蚀形貌,如凹槽、凸台、阵列结构。最后,详细分析了刻蚀形貌的基本数据,尤其是长矩形凹槽侧壁特征晶面倾角、钻蚀速率和侧壁转角的关系。以此为基础,分析了典型凹槽、凸台刻蚀形貌的形成原因,验证了提出的形貌预测方法的可行性。