在絕緣基底或者表面絕緣光刻膠樣品曝光時，容易出現(xiàn)襯底充電效應(yīng)，造成圖形扭曲、線寬不均、圖形邊緣毛刺，是電子束光刻工藝中高頻出現(xiàn)的工藝難題。電子束持續(xù)轟擊樣品表面，入射電子不斷在絕緣層累積，電荷無法快速導(dǎo)出，在樣品表面形成局部靜電場。這個額外電場會偏轉(zhuǎn)后續(xù)入射電子束的運(yùn)動軌跡，使得電子束實際落點偏離預(yù)設(shè)坐標(biāo)，圖形發(fā)生拉伸、扭曲，密集線條出現(xiàn)寬窄不一，嚴(yán)重時圖形整體變形完全無法使用。

充電效應(yīng)的強(qiáng)弱和基底導(dǎo)電性能、光刻膠厚度、電子束能量、曝光劑量直接相關(guān)。基底導(dǎo)電性越差，電荷泄放速度越慢，充電現(xiàn)象越突出；光刻膠膜層越厚，電子難以到達(dá)導(dǎo)電基底，電荷更容易在表層堆積。高束流、長時間連續(xù)曝光會加速電荷累積，局部靜電場持續(xù)增強(qiáng)。不同品牌型號設(shè)備，電荷中和系統(tǒng)的配置與性能參數(shù)不同，中和電子的補(bǔ)償能力存在差距，同樣樣品在不同設(shè)備上加工，畸變程度差異明顯。部分設(shè)備配套低能電子中和模塊，可以主動抵消表面積累電荷，而基礎(chǔ)型號缺少該功能，絕緣樣品加工難度顯著提升。

針對襯底充電問題，有多種成熟的改善方案。基礎(chǔ)的方式是在絕緣樣品表面蒸鍍一層極薄導(dǎo)電金屬膜，為電荷提供泄放通道，加工完成后再去除導(dǎo)電層；也可以選用導(dǎo)電型光刻膠，從材料層面降低電荷堆積。設(shè)備端可開啟電荷中和裝置，利用低能電子束平衡表面積累正電荷，同時優(yōu)化掃描策略，降低單次區(qū)域曝光束流，采用分區(qū)間斷曝光，給電荷預(yù)留釋放時間。工藝參數(shù)層面，可以適度調(diào)整加速電壓，減少電子在表層的滯留比例，搭配劑量測試，修正畸變帶來的線寬偏差。樣品制備階段，保證導(dǎo)電膠充分貼附樣品與樣品臺，降低接觸電阻。綜合調(diào)整樣品制備、掃描策略、設(shè)備中和參數(shù)，能夠大幅削弱靜電場對電子束的干擾，提升絕緣基底納米圖形的加工保真度。