光罩盒的設計考量包括內外光罩盒的幾何結構及其制作材料。

材料清潔度

接觸或圍繞掩模的所有表面（包括光罩盒的表面）都必須保持超凈，避免以顆粒或通過空氣傳播的化學蒸氣的形式引入有害污染物。

聚合物放氣會產生不良化學污染物，而且它們會沉積在掩模表面。因此，應秉持著最大限度減少放氣可能性的目標來選擇光罩盒材料。內光罩盒由金屬制成，不會發生釋氣。但是，外光罩盒是采用聚合物制成的，正如非 UV 光刻中使用的單掩模光罩盒。

踐行的縮小設計準則使得無污染環境更為重要，因為即使很小的污染顆粒也很有可能導致圖案轉移錯誤和良率損失。

確保有效的機械保護

在晶圓廠內和工廠之間運輸過程中，例如通過空運或陸運從掩模工廠運輸到集成器件制造商 (IDM) 時，光罩盒必須妥善保護其中的掩模。不僅需要保護光罩盒中的掩模，還需要盡量減少接觸力過高所引起的機械損傷，這兩者之間存在微秒的平衡。如果阻力過小，掩模將無法承受運輸過程中出現的機械加速和振動，并將遭到損壞。

如果接觸片的阻力過大，將在掩模上造成過多的接觸痕跡。若是掩模邊緣的玻璃被刮掉，玻璃顆粒就會成為導致光刻缺陷的污染物。從顆粒產生的角度來看，接觸力越小越好。

只要光罩盒能夠將掩模牢牢固定在原位即可，接觸點越少，光罩盒引起顆粒污染的可能性就越低。接觸點的大小同樣很重要。接觸面越大，光罩盒關閉時的接觸應力就越小。

光罩盒材料的選擇對于盡可能減少接觸痕跡也至關重要。理想的光罩盒材料能夠抵抗在固定掩模以及打開和關閉光罩盒時的磨損。

凈化光罩盒

需要定期凈化外光罩盒以除去內部的水分，為掩膜保持干潔的環境。凈化氣體（極凈的干燥空氣 (XCDA) 或氮氣）通過進氣口進入外光罩盒即可進行凈化。

雖然凈化期間的大部分氣體交換都發生在外光罩盒中， 但在凈化或 NXE 機臺內的真空抽氣和排氣過程中，確實會有一些氣體流入和流出內光罩盒。內光罩盒中內置有過濾器，可用于進行氣體分子的交換，并最大限度減少進入內光罩盒的顆粒。處于關閉狀態時，還需對內光罩盒進行密封，從而幾乎所有氣體交換都通過過濾器完成，而不是任何密封漏洞。

在理想的設計中，過濾器傳導性（對氣體流經過濾器的能力的衡量）應顯著高于密封傳導性，從而進入內光罩盒的空氣中至少有 90% 是經由過濾器進入的。

內光罩盒中的過濾器必須有足夠的滲透性，以允許充足的氣流進入，但還要足夠穩固，以便能夠承受清潔的力度。為了實現適當的平衡，必須要謹慎選擇過濾器材料和幾何結構。

如果顆粒通過蓋板和基板之間的密封處進入掩模，則掩模和基板之間的間隙尺寸應盡可能小，以確保顆粒處于掩模外邊緣，而不是轉移到可能導致良率損失的活躍區

（見圖 3）。

設備兼容性

大部分光刻制程都是自動執行，處理光罩盒的機械臂需始終能與光罩盒尺寸相匹配。尺寸方面幾乎沒有調整的空間，光罩盒必須與標準機械接口兼容。光罩盒的設計使用壽命為七到十年，因此新設備需要與現有光罩盒向后兼容。

光罩盒的預期使用壽命較長，這意味著它們會在多年內經歷數千次的開/關循環。使用抗磨損材料既能最大限度地減少顆粒污染，又能延長光罩盒的使用壽命。

掩模光罩盒的光學窗口必須與自動化設備兼容。光刻機中的攝像頭需要能夠觀察光罩盒內部以便正確檢測掩模情況，這對光罩盒中窗口的反射性和平整度提出了嚴格的要求。