导言
跟着半导体职业继续打破规划尺度不断缩小的极限，极紫外 (EUV) 光刻技能的运用逐步扩展到大规模出产环境中。关于 7 纳米及更小的高档节点，EUV 光刻技能是一种能够简化图画构成工艺的支撑技能。要在如此精密的尺度下进行牢靠制模，超净的掩模必不行少。
与一切掩模相同，用于 EUV 光刻的掩模依托掩模光罩盒完结安全存储，以及维护它们免受光刻图画构成、检测、清洁和修正的影响。防护光罩盒有必要能够运用多年，并且不会形成有害的污染或物理损坏。
专为 193 纳米沉溺式光刻而规划的光罩盒无法为 EUV 掩模供给满意的维护。EUV 光刻的共同要求对光罩盒提出了额定的约束条件和要求，使得 EUV 掩模光罩盒成为一种具有多个要害元件且高度专业化的设备。
本文介绍了为 EUV 光刻规划光罩盒所面对的内涵应战， 并提出了解决方案以便让更多晶圆厂能够在其工厂中选用先进的光刻节点。
维护EUV掩模
光刻图画越精密，产生掩模污染的危险就越高。潜在污染源包括外来颗粒和化学残留物。掩模涂层比较软弱，简单损坏。触摸掩模的任何物体都或许形成损坏，无论是意料之中的制程部件（例如，晶圆厂里的机械臂），仍是意外污染物（例如，人的毛发）。
沉溺式光刻选用薄膜作为“防尘罩”，以维护掩模在图画曝光期间免受颗粒污染。薄膜需求是光学通明的，从 EUV 光刻视点来说，这意味着它们有必要对波长约 13.5 纳米的EUV 光谱中的光通明。现有的大多数薄膜资料都会吸收EUV 光，但半导体职业已开端选用 EUV 专用薄膜（见图 1）。
在薄膜成为 EUV 光刻技能的运用规范之前，EUV 光罩盒需求维护没有增加薄膜的掩模。用于 EUV 光刻的 NXE 机台需求选用双光罩盒装备，包括处于真空条件下的金属内光罩盒以及与周围环境触摸的外光罩盒。内光罩盒只需在处于机台设备内部时才会翻开。
双光罩盒装备是 EUV 光刻的规范常规，并且这种光罩盒能够在市场上买到。尽管它们很简单买到，但不能因而就将它们视为产品。EUV 光罩盒规划（见图 2）会不断改进，以满意功用和光刻产率的要求。
尽管双光罩盒装备能够供给维护，但产生污染的或许性仍然很大。因而，开发 EUV 光罩盒时有必要考虑怎么下降污染危险。尤其是关于没有增加薄膜的掩模，内光罩盒起着首要维护效果，但也是潜在污染物的首要来历。
光罩盒的规划考量包括表里光罩盒的几许结构及其制造资料。
资料清洁度
触摸或环绕掩模的一切外表（包括光罩盒的外表）都有必要坚持超净，防止以颗粒或经过空气传达的化学蒸气的方式引进有害污染物。
聚合物放气会产生不良化学污染物，并且它们会沉积在掩模外表。因而，应秉持着最大极限削减放气或许性的方针来挑选光罩盒资料。内光罩盒由金属制成，不会产生释气。可是，外光罩盒是选用聚合物制成的，正如非 UV 光刻中运用的单掩模光罩盒。
饯别的缩小规划原则使得无污染环境更为重要，由于即便很小的污染颗粒也很有或许导致图画搬运过错和良率丢失。
保证有用的机械维护
在晶圆厂内和工厂之间运送过程中，例如经过空运或陆运从掩模工厂运送到集成器材制造商 (IDM) 时，光罩盒有必要妥善维护其间的掩模。不只需求维护光罩盒中的掩模，还需求尽量削减触摸力过高所引起的机械损害，这两者之间存在微秒的平衡。假如阻力过小，掩模将无法接受运送过程中呈现的机械加快和振荡，并将遭到损坏。
假如触摸片的阻力过大，将在掩模上形成过多的触摸痕迹。若是掩模边际的玻璃被刮掉，玻璃颗粒就会成为导致光刻缺点的污染物。从颗粒产生的视点来看，触摸力越小越好。
只需光罩盒能够将掩模牢牢固定在原位即可，触摸点越少，光罩盒引起颗粒污染的或许性就越低。触摸点的巨细相同很重要。触摸面越大，光罩盒封闭时的触摸应力就越小。
光罩盒资料的挑选关于尽或许削减触摸痕迹也至关重要。抱负的光罩盒资料能够反抗在固定掩模以及翻开和封闭光罩盒时的磨损。
净化光罩盒
需求定时净化外光罩盒以除掉内部的水分，为掩膜坚持干洁的环境。净化气体（极净的枯燥空气 (XCDA) 或氮气）经过进气口进入外光罩盒即可进行净化。
尽管净化期间的大部分气体交流都产生在外光罩盒中， 但在净化或 NXE 机台内的真空抽气和排气过程中，的确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流，并最大极限削减进入内光罩盒的颗粒。处于封闭状况时，还需对内光罩盒进行密封，然后简直一切气体交流都经过过滤器完结，而不是任何密封缝隙。
在抱负的规划中，过滤器传导性（对气体流经过滤器的才能的衡量）应明显高于密封传导性，然后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有必要有满意的渗透性，以答应满意的气流进入，但还要满意安定，以便能够接受清洁的力度。为了完结恰当的平衡，有必要要慎重挑选过滤器资料和几许结构。
假如颗粒经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空隙尺度应尽或许小，以保证颗粒处于掩模外边际，而不是搬运到或许导致良率丢失的活泼区（见图 3）。
设备兼容性
大部分光刻制程都是主动履行，处理光罩盒的机械臂需一直能与光罩盒尺度相匹配。尺度方面简直没有调整的空间，光罩盒有必要与规范机械接口兼容。光罩盒的规划运用寿命为七到十年，因而新设备需求与现有光罩盒向后兼容。
光罩盒的预期运用寿命较长，这意味着它们会在多年内经历数千次的开/关循环。运用抗磨损资料既能最大极限地削减颗粒污染，又能延伸光罩盒的运用寿命。
掩模光罩盒的光学窗口有必要与主动化设备兼容。光刻机中的摄像头需求能够调查光罩盒内部以便正确检测掩模状况，这对光罩盒中窗口的反射性和平整度提出了严厉的要求。
安顿薄膜
掩模光罩盒需求能够运用多年，因而它们有必要满意当时和未来 EUV 光刻的要求。因而，如今的光罩盒规划人员应该考虑规划两款光罩盒，一款具有可包容薄膜的空间，另一款可在不增加薄膜的状况下运用。可经过增加薄膜袋来修正内光罩盒，但仍要满意光罩盒的全体尺度和分量要求。
要规划与薄膜兼容的光罩盒，光罩盒制造商、薄膜供货商和光刻机制造商需求密切协作。主动化设备假定内光罩盒的分量改变规模很小，这意味着在为了制造薄膜袋而去除一部分资料后，有必要在光罩盒的其他地方增加附近的分量。确认内光罩盒中触摸点和窗口的方位时，有必要考虑薄膜的几许结构。
薄膜极端易碎。在进行光刻操作期间，真空净化和通风会导致内光罩盒中产生压力改变。有必要将此压差控制在特定阈值以下，然后过度偏转也不会损坏薄膜。在与薄膜兼容的内光罩盒中正确放置窗口能够供给可见性，这样光刻机就能够检测薄膜损坏状况。
EUV 设备有必要能够处理带有或不带薄膜的掩模，并能够差异这两种掩模之间的差异。假如不小心将带有薄膜的掩模放入没有薄膜袋的光罩盒，将会对薄膜形成不行拯救的损害。内光罩盒应包括相应规划功用，保证 EUV 设备中的摄像头能扫描并光学检测出光罩盒类型，然后下降过错辨认光罩盒的危险。
总结
EUV 掩模光罩盒是一种高度专业化的设备，在 EUV 光刻中起着至关重要的效果。在运用、存储和运送过程中，它们有必要维护掩模，一起保证不引进其他污染物或导致损坏。光罩盒有必要与光刻设备兼容，还要能够坚持为掩模供给干洁的环境。关于带有和不带薄膜的掩模，准确规划的双光罩盒装备能够完结这些方针，然后保证 EUV 光刻技能满意未来开展需求。
参考文献
1 Zoldesi, C.，2014 SPIE Advanced Lithography, San Jose CA, 9048-54，幻灯片 21
https://staticwww.asml.com/doclib/misc/asml_20140306_EUV_lithography_-_NXE_platform_performance_ overview.pdf
