芯耀
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光刻工艺作为半导体制造的核心环节，每一个材料与技术细节都关乎芯片的性能与良率。在半导体制造领域，先进图形薄膜(Advanced patterning film，APF）的主要成分是无定型碳，具有较高的刻蚀选择比，在刻蚀过程中替代光刻胶形成图形，充当掩膜层完成刻蚀；它本身可以被氧气氧化，可以同光刻胶一样通过去胶工艺去除。
APF的沉积属于CVD工艺，其沉积原理为：由气体C2H2在Plasma作用下裂解生成无定型碳，覆盖整片wafer形成碳膜。
一、APF的作用在光刻工艺中，精确图形转移是制造出符合设计要求半导体器件的关键。APF 充当着中间桥梁的角色，在光刻胶曝光显影形成初始图案后，APF 可作为刻蚀掩膜。经过系列刻蚀工艺，光刻胶上的图案能通过一被精准地转移到 APF 上，随后以 APF 为模板，将图案进一步转移到下层的待刻蚀膜层。这种分步转移的方式，能够有效避免光刻胶直接刻蚀时出现的图案变形、坍塌等问题，确保半导体器件中复杂电路结构的精准呈现，保障芯片的功能实现。
刻蚀选择比是衡量光刻工艺精度的重要指标，APF 在这方面有着突出表现。在半导体制造过程中，需要对不同材料的膜层进行选择性刻蚀。APF 对常见的待刻蚀膜层，如多晶硅、二氧化硅和氮化硅等，具有较高的刻蚀选择比。在刻蚀过程中，刻蚀气体与能量优先作用于目标膜层，对 APF 自身的刻蚀速率极低。这使得在去除目标膜层材料时，能够有效保护下层不需要刻蚀的关键膜层，比如栅氧化层、有源区等。通过这种精准的刻蚀控制，减少了对其他膜层的意外损伤，降低了工艺误差，极大地提高了器件制造的精度和良率。
随着半导体制程不断向更小尺寸推进，线粗糙度（LER）问题对器件性能的影响愈发显著。粗糙的线条边缘会导致器件电学性能波动、信号传输延迟等问题。APF 具有优异线粗糙度性能，能够显著改善刻蚀后线条边缘的平滑度。在光刻和刻蚀过程中，APF 的材料特性和结构可以有效抑制光刻胶边缘的不平整现象，在图案转移过程中，使线条边缘更加规则。这种平滑的线条不仅有助于提高半导体器件的性能，还能增强器件的可靠性和稳定性，特别是在先进制程中，对于减小器件尺寸、提升芯片集成度和运行速度具有关键意义。
二、APF与DARC的协同。APF 并非孤立工作，APF 常与介质抗反射层（Durable Anti-Reflective Coating，DARC）结合，组成薄膜叠层结构。DARC 能够有效降低反射率，减少光刻过程中的驻波效应和反射引起的图案失真。 APF 则专注于图案转移和刻蚀保护。两者配合，进一步提升了刻蚀优化解决方案的刻蚀选择比、临界尺寸（CD）控制和线条边缘粗糙度。
此外，APF 还能在一定程度上减少光刻胶中毒现象，改善光刻胶与下层材料的附着力，使得光刻胶在曝光和显影过程中能够更好地保持图案完整性，从而全面优化光刻工艺的各个环节，推动半导体制造技术不断向前发展。
从材料特性到工艺应用，APF 的每一项功能都紧密围绕着提升光刻工艺精度与可靠性展开。随着半导体技术向更高性能、更小尺寸迈进，APF 的研发与应用也将持续创新，为半导体产业的发展注入新的动力。
