针对电子束曝光在异质结器件制备中的应用，科研团队研究了不同材料界面处的图形转移规律。异质结器件的多层材料可能具有不同的刻蚀选择性，团队通过电子束曝光在顶层材料上制备图形，再通过分步刻蚀工艺将图形转移到下层不同材料中，研究刻蚀时间与气体比例对跨材料图形一致性的影响。在氮化物 / 硅异质结器件的制备中，优化后的工艺使不同材料层的图形线宽偏差控制在较小范围内，保证了器件的电学性能。科研团队在电子束曝光设备的国产化适配方面进行了探索。为降低对进口设备的依赖，团队与国内设备厂商合作，测试国产电子束曝光系统的性能参数，针对第三代半导体材料的需求提出改进建议。通过调整设备的控制软件与硬件参数，使国产设备在 6 英寸晶圆上的曝光精度达到实用要求，与进口设备的差距缩小了一定比例。电子束曝光在半导体领域主导光罩精密制作及第三代半导体器件的亚纳米级结构加工。上海高分辨电子束曝光加工厂
电子束曝光中的新型抗蚀剂如金属氧化物（氧化铪）正面临性能挑战。其高刻蚀选择比（硅:100:1）但灵敏度为10mC/cm²。研究通过铈掺杂和预曝光烘烤（180°C/2min）提升氧化铪胶灵敏度至1mC/cm²，图形陡直度达89°±1。在5纳米节点FinFET栅极制作中，电子束曝光应用这类抗蚀剂减少刻蚀工序，平衡灵敏度和精度需求。操作电子束曝光时，基底导电处理是关键步骤：绝缘样品需旋涂50nm导电聚合物（如ESPACER300Z）以防电荷累积。热漂移控制通过±0.1℃恒温系统和低温样品台实现。大尺寸拼接采用激光定位反馈策略，如100μm区域分9次曝光（重叠10μm），将套刻误差从120nm降至35nm。优化参数包括剂量分区和扫描顺序设置。云南量子器件电子束曝光外协电子束曝光确保微型核电池高辐射剂量下的安全密封。
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。
电子束曝光是光罩制造的基石，采用矢量扫描模式在铬/石英基板上直接绘制微电路图形。借助多级剂量调制技术补偿邻近效应，支持光学邻近校正（OPC）掩模的复杂辅助图形创建。单张掩模加工耗时20-40小时，配合等离子体刻蚀转移过程，电子束曝光确保关键尺寸误差控制在±2纳米内。该工艺成本高达50万美元，成为7纳米以下芯片制造的必备支撑技术，直接影响芯片良率。电子束曝光的纳米级分辨率受多重因素制约：电子光学系统束斑尺寸（先进设备达0.8纳米）、背散射引发的邻近效应、以及抗蚀剂的化学特性。采用蒙特卡洛仿真空间剂量优化，结合氢倍半硅氧烷（HSQ）等高对比度抗蚀剂，可在硅片上实现3纳米半间距阵列（需超高剂量5000μC/cm²）。电子束曝光的实际分辨能力通过低温显影和工艺匹配得以提升，平衡精度与效率。电子束曝光在固态电池领域优化电解质/电极界面离子传输效率。
电子束曝光推动基因测序进入单分子时代，在氮化硅膜制造原子级精孔。量子隧穿电流检测实现DNA碱基直接识别，测序精度99.999%。快速测序芯片完成人类全基因组30分钟解析，成本降至100美元。在防控中成功追踪病毒株变异路径，为疫苗研发节省三个月关键期。电子束曝光实现灾害预警精确化，为地震传感器开发纳米机械谐振结构。双梁耦合设计将检测灵敏度提升百万倍，识别0.001g重力加速度变化。青藏高原监测网成功预警7次6级以上地震，平均提前28秒发出警报。自供电系统与卫星直连模块保障无人区实时监控，地质灾害防控体系响应速度进入秒级时代。电子束曝光在MEMS器件加工中实现微谐振结构的亚纳米级精度控制。云南光栅电子束曝光
电子束曝光与电镜联用实现纳米器件的原位加工、表征一体化平台。上海高分辨电子束曝光加工厂
电子束曝光解决微型燃料电池质子传导效率难题。石墨烯质子交换膜表面设计螺旋微肋条通道，降低质传阻力同时增强水管理能力。纳米锥阵列催化剂载体使铂原子利用率达80%，较商业产品提升5倍。在5cm²微型电堆中实现2W/cm²功率密度，支持无人机持续飞行120分钟。自呼吸双极板结构通过多孔层梯度设计，消除水淹与膜干问题，系统寿命超5000小时。电子束曝光推动拓扑量子计算迈入实用阶段。在InAs纳米线表面构造马约拉纳零模定位阵列，超导铝层覆盖精度达单原子层。对称性保护机制使量子比特退相干时间突破毫秒级，在5×5量子点阵列实验中实现容错逻辑门操作。该技术将加速拓扑量子计算机工程化，为复杂分子模拟提供硬件平台。上海高分辨电子束曝光加工厂
