電子束光刻機

電子束光刻機（簡稱EBL），全稱為電子束直寫光刻機，是一種基于計算機控制的設備，利用電子束在涂有光敏材料的基板上直接繪制電路圖案。鑒于電子束的低效率，該技術通常不適用于大規模集成電路生產，而主要應用于科研領域的小批量實驗。

EBL技術起源于20世紀60年代，初期采用掃描電子顯微鏡（SEM）系統進行單像素直接寫入。70年代，IBM推出多像素形狀化電子束概念，提升了生產效率，并在早期的大規模半導體芯片制造中取得了顯著成效。20世紀90年代，貝爾實驗室發明SCALPEL技術，解決了早期電子投影光刻系統中的掩模問題。2003年，尼康交付了首臺NCR-EB1A型電子束步進機。

電子束光刻機

電子束光刻技術的發展歷程見證了從小規模實驗室研究到工業應用的轉變。從1960年德國Tübingen大學的微記錄儀成果，到戈登·摩爾提出摩爾定律，再到70年代超大規模集成電路的出現，電子束光刻技術逐步取代了傳統光機圖案發生器，成為半導體產業的關鍵技術。90年代初，IBM的芯片設計轉變，標志著電子束光刻技術在無掩模圖形生成方面的大規模工業應用的結束。

2023年3月，中國澤攸科技與松山湖材料實驗室合作成立聯合工程中心，推動電子束裝備技術創新。2024年1月，安徽澤攸科技成功研發全自主電子束光刻系統，標志著國產設備研發和產業化的重要進展。2025年，復旦大學發布電子束光刻機采購中標公告。

2025年8月，浙江大學成果轉化基地成功簽約孵化首臺國產商業化電子束光刻機，并在客戶現場進行應用測試。

電子束光刻機是新材料研發、前沿物理、半導體、微電子、光子學和量子科學等領域的關鍵設備。該設備分為兩種類型：投影式和直寫式。投影式采用區域曝光，適用于制作光學投影光刻模版和設計驗證；直寫式采用點線曝光，無需昂貴的投影光學系統和耗時制備掩膜版，可制作復雜圖案。投影式分辨率可達0.1μm，直寫式分辨率可達10nm。

電子束光刻機結構復雜，包括電子槍、準直系統、快門、變焦透鏡、投影透鏡、偏轉器、背散射電子探測器、樣品臺、圖形產生器和計算機等部件。從功能上分為快速掩模制造電子束光刻機和高精度納米電子束光刻機。投影式電子光刻機通過透鏡系統將電子束縮小投影到光刻膠上，與光學光刻相似。直寫式電子光刻機直接在光刻膠上繪制圖樣，無需掩膜版，分辨率極高。

應用領域 編輯本段

電子束光刻機因高分辨率和無需掩膜版的特點，在亞微米圖樣加工和復雜圖案制作中具有廣泛應用，成為現代微電子制造的重要工具。