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。电子束曝光在微型热电制冷器领域突破界面热阻控制瓶颈。河南精密加工电子束曝光外协
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。吉林微纳光刻电子束曝光实验室电子束曝光是制备超导量子比特器件的关键工艺，能精确控制约瑟夫森结尺寸以提高量子相干性。
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。
科研团队探索电子束曝光与化学机械抛光技术的协同应用，用于制备全局平坦化的多层结构。多层器件在制备过程中易出现表面起伏，影响后续曝光精度，团队通过电子束曝光定义抛光阻挡层图形，结合化学机械抛光实现局部区域的精细平坦化。对比传统抛光方法，该技术能使多层结构的表面粗糙度降低一定比例，为后续曝光工艺提供更平整的基底。在三维集成器件的研究中，这种协同工艺有效提升了层间对准精度，为高密度集成器件的制备开辟了新路径，体现了多工艺融合的技术创新思路。电子束曝光为神经形态芯片提供高密度、低功耗纳米忆阻单元阵列。
电子束曝光在超导量子比特制造中实现亚微米约瑟夫森结的精确布局。通过100kV加速电压的微束斑（<2nm）在铌/铝异质结构上直写量子干涉器件，结区尺寸控制精度达±3nm。采用多层PMMA胶堆叠技术配合低温蚀刻工艺，有效抑制涡流损耗，明显提升量子比特相干时间至200μs以上，为量子计算机提供主要加工手段。MEMS陀螺仪谐振结构的纳米级质量块制作依赖电子束曝光。在SOI晶圆上通过双向剂量调制实现复杂梳齿电极（间隙<100nm），边缘粗糙度<1nmRMS。关键技术包括硅深反应离子刻蚀模板制作和应力释放结构设计，谐振频率漂移降低至0.01%/℃，广泛应用于高精度惯性导航系统。电子束曝光革新节能建筑用智能窗的纳米透明电极结构。湖南套刻电子束曝光实验室
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。河南精密加工电子束曝光外协
电子束曝光实现智慧农业传感器可持续制造。基于聚乳酸的可降解电路板通过仿生叶脉布线优化结构强度，6个月自然降解率达98%。多孔微腔湿度传感单元实现±0.5%RH精度，土壤氮磷钾浓度检测限达0.1ppm。太阳能自供电系统通过分形天线收集环境电磁能，在无光照条件下续航90天。万亩农田测试表明该传感器网络减少化肥用量30%，增产15%。电子束曝光推动神经界面实现长期稳定记录。聚酰亚胺电极表面的微柱阵列引导神经胶质细胞定向生长，形成生物-电子共生界面。离子凝胶电解质层消除组织排异反应，在8周实验中信号衰减控制在8%以内。多通道神经信号处理器整合在线特征提取算法，癫痫发作预警准确率99.3%。该技术为帕金森病闭环疗愈提供技术平台，已在猕猴实验中实现运动障碍实时调控。河南精密加工电子束曝光外协
