本文由半导体产业纵横（ID：ICVIEWS）综合
据介绍，这种 CNT薄膜可以实现 92% 以上的高 EUV 透射率和超过 1kW 曝光输出功率的光阻能力。
日本三井化学日前宣布，将开始量产半导体最尖端光刻机的零部件产品（保护半导体电路原版的薄膜材料“Pellicle”的新一代产品），计划在日本山口县岩国大竹工厂内设置碳纳米管 (CNT) 薄膜生产线。三井化学预期年产能力为 5000 张，生产线预计于 2025 年 12 月完工，可用于荷兰 ASML 将推出的下一代高数值孔径、高输出 EUV 光刻机提供支持。
下一代 EUV 光刻技术对高数值孔径（NA 值 0.55）、高输出功率 (600W 及更高) 工艺的需求尤其显著，而由新材料制成的薄膜对于承受“能实现此技术所需的苛刻光刻环境”至关重要。
为此，三井化学开发出了新款 CNT薄膜并决定进行量产。据介绍，这种 CNT薄膜可以实现 92% 以上的高 EUV 透射率和超过 1kW 曝光输出功率的光阻能力。
三井化学希望通过在其产品线中添加使用 CNT作为膜材料的新一代防护薄膜产品，以及使用硅基膜制成的传统 EUV 防护薄膜，从而有帮助 ASML 提高半导体性能和生产率。
EUV 薄膜是7nm及以下芯片良率的关键近20年来，光源、掩模和光刻胶一直是EUV光刻的三大技术挑战。10多年前，EUV光源通常位居三大技术挑战之首，近几年来，随着EUV光源的不断进展，EUV掩模开始位居三大技术挑战之首。EUV掩模最困难的环节之一就是EUV 薄膜（Pellicle）。
EUV 薄膜是一种超薄薄膜形态的、需要定期更换的高端消耗品，防止在EUV掩模的顶层，同时允许高EUV光透射率。它安装在光掩模表面上方几毫米处，在EUV曝光工艺中保护EUV掩模表面免受空气中颗粒或污染物影响。如果颗粒落在EUV薄膜上，由于这些颗粒离焦，不会曝光在晶圆上，从而最大限度地减少曝光缺陷。但是，在EUV光刻工艺中，EUV光通过EUV薄膜两次，一次入射到EUV掩模，另外一次出射到EUV投影光学系统，这导致EUV薄膜的温度将升高600-1000摄氏度。
EUV 薄膜在EUV光刻中保护极其昂贵的6英寸EUV掩模（单块EUV掩模成本超过30万美元），使其远离可能落在其表面的颗粒。尤其是，这对于CPU芯片的生产最为重要。原因是CPU芯片使用的是单芯片掩模（ single-die reticle），任何一个EUV掩模缺陷就会有可能使整个晶圆失效！如果使用25个裸片的光掩模（25-die photomask），则仅导致整个晶圆4%的产率降低。也就是说，对于大面积的芯片，没有EUV 薄膜的保护是万万不能的。对于小面积的芯片，没有EUV 薄膜的保护也许是可行的。
HJL Lithography的负责人Harry Levinson说：“试图在没有EUV薄膜的情况下进行EUV光刻是痛苦的。这需要更多的检测，而且仍有可能导致产量损失”。
EUV 薄膜的技术挑战与发展历程欧洲微电子的“大脑”，IMEC的研究人员Joost Bekaert说：“很少有材料具有超过90%的高EUV透过率，同时能耐受超过600W的EUV光辐射。此外，薄膜需要坚固才能防止在大面积（约110mm x 140mm）的EUV掩模上”。
具体来说，EUV薄膜必须满足如下严格的标准：
厚度仅为几十nm（通常为20-30nm），大尺寸薄膜，对应面积110 mm×140 mm。为了不影响工艺良品率，透过率至少要超过90%，不均匀性（3σ）≤0.4%；耐受功率密度高达5W/cm²的EUV辐射（对应的EUV功率是400 W）；强机械性能,最大加速度为100 m/ s²(对应薄膜在EUV光刻机掩模台上的移动速度)，杨氏模量超过1 TPa；最大环境压力变化承受力3.5 mbar/s；反射率<0.005%，“零缺陷”。忍受极端恶劣运行环境：1000°C高温,、多次放气、抽气过程，薄膜不出现任何裂纹或断裂。光刻技术人员对于EUV薄膜的研发经历了漫长而曲折的历程。主要原因是绝大多数材料在EUV波段都具有强烈的吸收。人们探索了多晶硅、氮化硅、碳纳米管和石墨烯等多种材料，也多次就EUV光刻是否一定需要使用EUV薄膜进行过争论。
EUV薄膜最早的研制者是ASML公司，经过努力，ASML公司于2014年成功研制出面积达106 mm×139 mm的多晶硅EUV薄膜，但是其厚度为70nm，EUV透过率最高为86%。2019年，多晶硅EUV薄膜的厚度做到了50nm，EUV透过率最高为88%。
2019年，ASML推出了第一款商用EUV薄膜，并将该技术授权给日本三井化学（Mitsui Chemicals），三井化学于2021年第二季度开始批量销售。至此，EUV光刻是否一定需要使用EUV薄膜的争论结束。
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