助力高级光刻技术：存储和运输EUV掩模面临的挑战

光罩盒的设计考量包括内外光罩盒的几何结构及其制作材料。

材料清洁度

接触或围绕掩模的所有表面（包括光罩盒的表面）都必须保持超净，避免以颗粒或通过空气传播的化学蒸气的形式引入有害污染物。

聚合物放气会产生不良化学污染物，而且它们会沉积在掩模表面。因此，应秉持着最大限度减少放气可能性的目标来选择光罩盒材料。内光罩盒由金属制成，不会发生释气。但是，外光罩盒是采用聚合物制成的，正如非 UV 光刻中使用的单掩模光罩盒。

践行的缩小设计准则使得无污染环境更为重要，因为即使很小的污染颗粒也很有可能导致图案转移错误和良率损失。

确保有效的机械保护

在晶圆厂内和工厂之间运输过程中，例如通过空运或陆运从掩模工厂运输到集成器件制造商 (IDM) 时，光罩盒必须妥善保护其中的掩模。不仅需要保护光罩盒中的掩模，还需要尽量减少接触力过高所引起的机械损伤，这两者之间存在微秒的平衡。如果阻力过小，掩模将无法承受运输过程中出现的机械加速和振动，并将遭到损坏。

如果接触片的阻力过大，将在掩模上造成过多的接触痕迹。若是掩模边缘的玻璃被刮掉，玻璃颗粒就会成为导致光刻缺陷的污染物。从颗粒产生的角度来看，接触力越小越好。

只要光罩盒能够将掩模牢牢固定在原位即可，接触点越少，光罩盒引起颗粒污染的可能性就越低。接触点的大小同样很重要。接触面越大，光罩盒关闭时的接触应力就越小。

光罩盒材料的选择对于尽可能减少接触痕迹也至关重要。理想的光罩盒材料能够抵抗在固定掩模以及打开和关闭光罩盒时的磨损。

净化光罩盒

需要定期净化外光罩盒以除去内部的水分，为掩膜保持干洁的环境。净化气体（极净的干燥空气 (XCDA) 或氮气）通过进气口进入外光罩盒即可进行净化。

虽然净化期间的大部分气体交换都发生在外光罩盒中， 但在净化或 NXE 机台内的真空抽气和排气过程中，确实会有一些气体流入和流出内光罩盒。内光罩盒中内置有过滤器，可用于进行气体分子的交换，并最大限度减少进入内光罩盒的颗粒。处于关闭状态时，还需对内光罩盒进行密封，从而几乎所有气体交换都通过过滤器完成，而不是任何密封漏洞。

在理想的设计中，过滤器传导性（对气体流经过滤器的能力的衡量）应显著高于密封传导性，从而进入内光罩盒的空气中至少有 90% 是经由过滤器进入的。

内光罩盒中的过滤器必须有足够的渗透性，以允许充足的气流进入，但还要足够稳固，以便能够承受清洁的力度。为了实现适当的平衡，必须要谨慎选择过滤器材料和几何结构。

如果颗粒通过盖板和基板之间的密封处进入掩模，则掩模和基板之间的间隙尺寸应尽可能小，以确保颗粒处于掩模外边缘，而不是转移到可能导致良率损失的活跃区

（见图 3）。

设备兼容性

大部分光刻制程都是自动执行，处理光罩盒的机械臂需始终能与光罩盒尺寸相匹配。尺寸方面几乎没有调整的空间，光罩盒必须与标准机械接口兼容。光罩盒的设计使用寿命为七到十年，因此新设备需要与现有光罩盒向后兼容。

光罩盒的预期使用寿命较长，这意味着它们会在多年内经历数千次的开/关循环。使用抗磨损材料既能最大限度地减少颗粒污染，又能延长光罩盒的使用寿命。

掩模光罩盒的光学窗口必须与自动化设备兼容。光刻机中的摄像头需要能够观察光罩盒内部以便正确检测掩模情况，这对光罩盒中窗口的反射性和平整度提出了严格的要求。