近日，我院纪佳馨副教授团队在电子束光刻建模与核心参数灵敏度分析方面取得新进展，相关成果以"Point spread function-driven modeling of electron beam lithography and global sensitivity analysis of core parameters"（《点扩散函数驱动的电子束光刻建模与核心参数全局灵敏度分析》）为题，发表于精密制造与纳米技术领域国际知名期刊《Precision Engineering》（IF=4.5，SCI二区）。论文第一作者和通讯作者为纪佳馨副教授，合作者包括研究生徐鸿昌、李雨轩、梁辰、杜浩涵，中国石油大学（华东）为第一署名单位和唯一通讯单位。该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金以及中央高校基本科研业务费专项资金资助。
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电子束光刻（EBL）因其无掩模直写和高分辨率优势，在微纳结构制备与先进器件开发中占据关键地位，然而点扩散函数（PSF）参数对图形保真度的影响机制尚不明晰，尤其缺乏针对不同图形结构及空间尺度的系统性定量研究。针对上述问题，该研究构建了融合蒙特卡洛电子散射模拟、PSF解析拟合、曝光卷积及阈值轮廓预测的一体化建模流程，并结合全局灵敏度分析，系统考察了前向散射长度α、背向散射长度β及背向散射能量权重η对典型微纳结构图形尺寸演变的影响规律。实验验证表明，模拟轮廓与孤立方形、音叉形、矩形阵列和L形结构具有良好一致性，四种结构平均交并比（IoU）达到93.4%，L形结构平均边缘位置误差约为6.5–6.7 nm。
研究进一步揭示了PSF参数影响的结构依赖性与空间尺度依赖性：α主要调控局部图形展宽，β主导长距离背向散射的空间作用范围，η则表征背向散射能量的整体贡献水平。基于Sobol指数的方差分解进一步表明，不同图形结构下参数间的优势交互对存在显著差异——H形、密集阵列及双平面ISO等结构中β参与的交互作用占主导，而孤立ISO结构中则以α–η交互为主；随着密集阵列间距增大，β相关的交互贡献逐渐减弱，η在极小或极大间距下占主导。研究成果为电子束光刻中PSF参数标定、邻近效应修正及测试图形设计提供了定量理论依据，对提升微纳加工中图形保真度与工艺可控性具有重要指导意义。
模拟与实验轮廓对比及区域重合评价
LBP图形不同间距下的灵敏度指数变化
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2026.08.011
