电子束曝光技术通过高能电子束直接轰击电敏抗蚀剂，基于电子与材料相互作用的非光学原理引发分子链断裂或交联反应。在真空环境中利用电磁透镜聚焦束斑至纳米级，配合精密扫描控制系统实现亚5纳米精度图案直写。突破传统光学的衍射极限限制，该过程涉及加速电压优化（如100kV减少背散射）和显影工艺参数控制，成为纳米器件研发的主要制造手段，适用于基础研究和工业原型开发。在半导体产业链中，电子束曝光作为关键工艺应用于光罩制造和第三代半导体器件加工。它承担极紫外光刻（EUV）掩模版的精密制作与缺陷修复任务，确保10纳米级图形完整性；同时为氮化镓等异质结器件加工原子级平整刻蚀模板。通过优化束流驻留时间和剂量调制，电子束曝光解决边缘控制难题（如沟槽侧壁<0.5°偏差），提升高频器件的电子迁移率和性能可靠性。电子束曝光通过仿生微结构设计实现太阳能海水淡化系统性能跃升。天津光掩模电子束曝光加工
利用高分辨率透射电镜观察，发现量子点的位置偏差可控制在较小范围内，满足量子器件的设计要求。这项研究展示了电子束曝光技术在量子信息领域的应用潜力，为构建高精度量子功能结构提供了技术基础。围绕电子束曝光的环境因素影响，科研团队开展了系统性研究。温度、湿度等环境参数的波动可能影响电子束的稳定性与抗蚀剂性能，团队通过在曝光设备周围建立恒温恒湿环境控制单元，减少了环境因素对曝光精度的干扰。对比环境控制前后的图形制备结果，发现线宽偏差的波动范围缩小了一定比例，图形的长期稳定性得到改善。这些细节上的改进，体现了研究所对精密制造过程的严格把控，为电子束曝光技术的可靠应用提供了保障。中山光掩模电子束曝光工艺电子束刻合为虚拟现实系统提供高灵敏触觉传感器集成方案。
现代科研平台将电子束曝光模块集成于扫描电子显微镜（SEM），实现原位加工与表征。典型应用包括在TEM铜网制作10μm支撑膜窗口或在AFM探针沉积300纳米铂层。利用二次电子成像和能谱（EDS）联用，电子束曝光支持实时闭环操作（如加工后成分分析），提升跨尺度研究效率5倍以上。其真空兼容性和定位精度使纳米实验室成为材料科学关键工具。在电子束曝光的矢量扫描模式下，剂量控制是主要参数（剂量=束流×驻留时间/步进）。典型配置如100kV加速电压下500pA束流对应3纳米束斑，剂量范围100-2000μC/cm²。采用动态剂量调制和邻近效应矫正（如灰度曝光），可将线边缘粗糙度降至1nmRMS。套刻误差依赖激光干涉仪实时定位技术，精度达±35nm/100mm，确保图形保真度。
研究所利用人才团队的技术优势，在电子束曝光的反演光刻技术上取得进展。反演光刻通过计算机模拟优化曝光图形，可补偿工艺过程中的图形畸变，科研人员针对氮化物半导体的刻蚀特性，建立了曝光图形与刻蚀结果的关联模型。借助全链条科研平台的计算资源，团队对复杂三维结构的曝光图形进行模拟优化，在微纳传感器的腔室结构制备中，使实际图形与设计值的偏差缩小了一定比例。这种基于模型的工艺优化方法，为提高电子束曝光的图形保真度提供了新思路。电子束曝光在单分子测序领域实现原子级精度的生物纳米孔制造。
对于可修复的微小缺陷，通过局部二次曝光的方式进行修正，提高了图形的合格率。在 6 英寸晶圆的中试实验中，这种缺陷修复技术使无效区域的比例降低了一定程度，提升了电子束曝光的材料利用率。研究所将电子束曝光技术与纳米压印模板制备相结合，探索低成本大规模制备微纳结构的途径。纳米压印技术适合批量生产，但模板制备依赖高精度加工手段，团队通过电子束曝光制备高质量的原始模板，再通过电铸工艺复制得到可用于批量压印的工作模板。对比电子束直接曝光与纳米压印的图形质量，发现两者在微米尺度下的精度差异较小，但压印效率更高。这项研究为平衡高精度与高效率的微纳制造需求提供了可行方案，有助于推动第三代半导体器件的产业化进程。电子束曝光推动环境微能源采集器的仿生学设计与性能革新。安徽光掩模电子束曝光实验室
电子束曝光的成功实践离不开基底处理、热管理和曝光策略的系统优化。天津光掩模电子束曝光加工
围绕电子束曝光在第三代半导体功率器件栅极结构制备中的应用，科研团队开展了专项研究。功率器件的栅极尺寸与形状对其开关性能影响明显，团队通过电子束曝光制备不同线宽的栅极图形，研究尺寸变化对器件阈值电压与导通电阻的影响。利用电学测试平台，对比不同栅极结构的器件性能，优化出适合高压应用的栅极尺寸参数。这些研究成果已应用于省级重点科研项目中，为高性能功率器件的研发提供了关键技术支撑。科研人员研究了电子束曝光过程中的电荷积累效应及其应对措施。绝缘性较强的半导体材料在电子束照射下容易积累电荷，导致图形偏移或畸变，团队通过在曝光区域附近设置导电辅助层与接地结构，加速电荷消散。天津光掩模电子束曝光加工
