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。电子束曝光利用非光学直写原理突破光学衍射极限，实现纳米级精度加工和复杂图形直写。广州AR/VR电子束曝光加工平台
在电子束曝光与材料外延生长的协同研究中，科研团队探索了先曝光后外延的工艺路线。针对特定氮化物半导体器件的需求，团队在衬底上通过电子束曝光制备图形化掩模，再利用材料外延平台进行选择性外延生长，实现了具有特定形貌的半导体 nanostructure。研究发现，曝光图形的尺寸与间距会影响外延材料的晶体质量，通过调整曝光参数可调控外延层的生长速率与形貌，目前已在纳米线阵列的制备中获得了较为均匀的结构分布。研究所针对电子束曝光在大面积晶圆上的均匀性问题开展研究。由于电子束在扫描过程中可能出现能量衰减，6 英寸晶圆边缘的图形质量有时会与中心区域存在差异，科研团队通过分区校准曝光剂量的方式，改善了晶圆面内的曝光均匀性。云南NEMS器件电子束曝光代工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。
将电子束曝光技术与深紫外发光二极管的光子晶体结构制备相结合，是研究所的另一项应用探索。光子晶体可调控光的传播方向，提升器件的光提取效率，科研团队通过电子束曝光在器件表面制备亚波长周期结构，研究周期参数对光提取效率的影响。利用光学测试平台，对比不同光子晶体图形下器件的发光强度，发现特定周期的结构能使深紫外光的出光效率提升一定比例。这项工作展示了电子束曝光在光学功能结构制备中的独特优势，为提升光电子器件性能提供了新途径。
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。电子束刻合提升微型燃料电池的界面质子传导效率。
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。东莞量子器件电子束曝光代工
电子束曝光实现特定频段声波调控的低频降噪超材料设计制造。广州AR/VR电子束曝光加工平台
广东省科学院半导体研究所依托其微纳加工平台的先进设备，在电子束曝光技术研发中持续发力。该平台配备的高精度电子束曝光系统，具备纳米级分辨率，可满足第三代半导体材料微纳结构制备的需求。科研团队针对氮化物半导体材料的特性，研究电子束能量与曝光剂量对图形转移精度的影响，通过调整加速电压与束流参数，在 2-6 英寸晶圆上实现了亚微米级图形的稳定制备。借助设备总值逾亿元的科研平台，团队能够对曝光后的图形进行精细表征，为工艺优化提供数据支撑，目前已在深紫外发光二极管的电极图形制备中积累了多项实用技术参数。广州AR/VR电子束曝光加工平台
