耐用性提升66倍！碳纳米管EUV保护膜实现技术突破

碳纳米管（CNT）光罩保护膜被业内普遍视作下一代主流极紫外（EUV）光刻保护膜最优方案，但行业最大难题始终是如何平衡耐用性与透光率。LINTEC近日宣布成功研发全新技术，为破解这一行业痛点迈出关键一步。

该企业与日本国立先进工业科学技术研究院（AIST）半导体前沿研究中心联合攻关，在将透光率稳定维持在90%的基础上，大幅提升碳纳米管保护膜耐用性能。依托该项研发成果，LINTEC于产综研筑波中心搭建量产产线，并成立全新机构筑波创新创造中心统筹运营，计划2026年底实现新一代EUV保护膜全面商业化量产。

攻克碳纳米管保护膜核心行业难题

EUV光刻是先进半导体制造不可或缺的核心工艺。伴随芯片线路微缩逼近物理极限，行业正研发更高光源功率的新一代EUV设备，以此提升产能与光刻分辨率，但EUV保护膜性能始终是制约工艺落地的关键瓶颈。

保护膜是一层超薄防护薄膜，作用是防止异物附着光刻版（掩膜版）。光刻版与晶圆之间存在数毫米间距，落在保护膜表面的颗粒会脱离EUV光路焦点，不会投影至晶圆表面，从根源规避线路图形缺陷。当前商用保护膜以多晶硅为基材，但该材质透光率有限，且在EUV高温工况下耐用性不足，业内普遍认为碳纳米管保护膜将成为未来主流替代方案。

EUV光刻中保护膜作用示意图（来源：LINTEC）

但碳纳米管保护膜规模化落地存在一大核心阻碍：耐用性与透光率二者存在此消彼长的制衡关系。LINTEC联合AIST半导体前沿研究中心完成技术攻关，全新碳纳米管保护膜在透光率维持约90%的前提下，耐用性实现大幅提升，为解决这项行业最大矛盾取得重大突破。

EUV保护膜与传统保护膜性能要求存在本质差异

保护膜必须同时满足高透光率与高耐用性两大指标，EUV设备对该项标准要求更为严苛。EUV光线波长极短，极易被各类物质吸收，且光线多次穿透保护膜会持续损耗透光率。LINTEC新材料事业部新项目企划课课长Kazuyuki Tamura表示：“现阶段行业要求EUV保护膜透光率不低于90%，未来需求将逼近95%。”

耐高温（耐用性）是另一项硬性指标。EUV设备光源功率不断提升，保护膜工作温度持续走高，现已从300℃升至400℃、500℃；业内预判未来数年内工况温度将达到800℃至1000℃。Tamura解释：“现有多晶硅保护膜在如此高温环境下，很难同时兼顾耐热性与其他物理性能，这也是碳纳米管保护膜成为研发热点的核心原因。”

碳纳米管保护膜的性能制衡矛盾

前文提到，碳纳米管保护膜的核心痛点在于耐用性与透光率无法兼得。EUV光刻全程处于真空环境，设备内部会通入氢气，避免反射镜沾染杂质；该过程产生大量氢等离子体，会持续刻蚀碳纳米管薄膜，造成薄膜损耗老化。行业通用解决方案是在碳纳米管表面镀一层金属薄膜（封盖层）抵御刻蚀，但镀膜会直接降低透光率。如何调和二者矛盾，是碳纳米管保护膜实现商用的最大阻碍。

全新镀膜技术：耐用性提升十倍以上

LINTEC深耕碳纳米管研发多年，旗下美国得克萨斯研发中心自2013年落成，长期开展碳纳米管等纳米材料研究。企业通过网格化排布碳纳米管、管控薄膜内部孔隙、优化碳管密度，成功研发兼具高透光与高耐久的碳纳米管保护膜。

本次推出的新品封盖式碳纳米管保护膜，适配当前中低功率EUV设备（光源功率250至500瓦）。LINTEC自研全新无机镀膜材料配方，阻隔氢等离子体对碳纳米管的刻蚀。实测验证，搭载该镀膜工艺的保护膜，耐用性较无镀膜碳纳米管薄膜提升十倍以上。

封盖镀膜并非全新技术，但LINTEC的核心优势在于镀膜材料与配套工艺方案。Tamura称：“镀膜工艺的关键是在碳纳米管束表面形成均匀镀层，镀层不均会导致薄膜从薄弱处快速损耗。我们自主开发专用材料与制程，让管束表面更平滑，实现全覆盖均匀镀膜。”镀膜与透光率天然存在制衡关系，LINTEC通过材料与工艺双重优化，平衡两项性能，在守住90%透光率的前提下，实现耐用性跨越式提升。

另一项核心突破是企业自研氢等离子体刻蚀检测设备，可模拟贴近真实光刻机的工况环境完成保护膜性能验证。依托该设备，企业在保护膜表面温度300℃~400℃的中低功率工况下，验证了产品耐久性能提升十倍以上，完全匹配当前主流EUV设备运行环境。

双密度结构：边缘加厚强化耐高温机型适配

针对600瓦及以上高功率EUV设备，LINTEC研发出边缘加厚双密度结构保护膜，并搭建配套量产工艺体系。

行业预判未来EUV光源功率将提升至600~1000瓦，碳纳米管保护膜表面温度会大幅上涨。LINTEC研究中心副理Takeshi Kondo表示：“仿真数据显示届时薄膜温度将达到800℃至1000℃。”

早期行业研究普遍认为，温度越高碳纳米管薄膜刻蚀速率越快，但LINTEC实验得出相反结论：激光加热条件下，碳纳米管薄膜刻蚀速率峰值区间为300℃~400℃，恰好是当前商用EUV设备的工作温度，也是薄膜损耗最严重的区间。高温环境下刻蚀反应会大幅减弱；实验证明温度超过800℃刻蚀速率骤降，900℃以上几乎不再发生刻蚀。

高温环境下，仅激光直射区域刻蚀基本停滞，保护膜外围区域仍会持续被刻蚀。为此LINTEC设计双密度结构，加厚保护膜边缘碳纳米管层、提升边缘碳管密度，强化外围耐久性能，并完成该结构的量产工艺开发。

LINTEC针对有无封盖镀膜、单/双密度结构的多款EUV保护膜开展多工况测试，所有测试均以无镀膜、单密度碳纳米管薄膜作为基准，氢等离子体环境下耐久提升数据如下：

1. 常温环境：镀膜+单密度结构，耐久提升24倍

2. 薄膜表面400℃工况：镀膜+单密度结构，耐久提升38倍

3. 薄膜表面965℃高温工况：镀膜+双密度结构，耐久提升66倍碳纳米管保护膜耐久性能对比图（来源：LINTEC）

双密度加厚区域可根据客户EUV工艺定制调整。Kondo表示：“我们将按需定制方案，灵活搭配镀膜与双密度结构，匹配不同型号EUV设备工况，同时兼顾下一代、未来远期EUV技术，为客户提供一体化完整解决方案。”

全力推进低颗粒化，冲刺零颗粒目标

LINTEC持续攻关杂质颗粒管控工艺，通过提升设备洁净度、优化保护膜全流程制造工艺，已将整片标准保护膜上10微米及以上颗粒数量控制在个位数级别。企业将持续迭代工艺，争取在客户样品评测阶段达成零颗粒目标。对于保护膜量产至关重要的颗粒管控技术，现已接近商用落地标准。

2026年底本土启动量产，切入半导体前道赛道

LINTEC不仅自主设计碳纳米管保护膜产品，配套量产设备、检测仪器均为自研。企业在筑波产综研中心设立全新研发生产基地——筑波创新创造中心，投入自研碳纳米管保护膜产线及配套设备，加速量产落地，计划2026年底向EUV设备厂商供货。

LINTEC主营半导体封装制程胶带、多层陶瓷电容（MLCC）制备离型膜、光学显示功能膜胶粘加工业务，原有半导体业务集中于封装后道环节；碳纳米管EUV保护膜将助力企业正式切入晶圆制造前道市场。

Kondo表示：“近年国际行业大会专门开设EUV保护膜分论坛，碳纳米管保护膜相关报告数量持续增长，各大材料厂商也纷纷布局该赛道，碳纳米管成为下一代EUV保护膜主流路线已成定局。依托十余年碳纳米管研发积淀，我们全力搭建保护膜量产体系，将其作为企业下一阶段核心发展里程碑。”

LINTEC本次碳纳米管保护膜技术突破，有望极大推动EUV光刻技术迭代与先进半导体产业发展。