無掩膜光刻機采用逐點掃描、像素拼接的直寫成像方式，在制備細(xì)線條、尖角、圓弧結(jié)構(gòu)時，極易出現(xiàn)圖形邊緣臺階狀鋸齒、毛刺粗糙問題，直接增大線邊緣粗糙度，導(dǎo)致后續(xù)刻蝕、剝離工藝出現(xiàn)邊緣缺陷，是微納直寫加工中普遍的工藝問題。該缺陷在小線寬、高密度陣列圖形中表現(xiàn)尤為突出，嚴(yán)重時會造成圖形失真、器件性能偏差。

邊緣鋸齒化主要由掃描機制、參數(shù)匹配與樣品狀態(tài)三大因素導(dǎo)致。直寫圖形由離散像素點拼接而成，當(dāng)掃描步長過大、像素分辨率不足時，圓弧、斜線無法連續(xù)過渡，形成明顯臺階鋸齒；設(shè)備光強灰度調(diào)節(jié)單一，缺乏邊緣漸變曝光補償，圖形邊界曝光生硬，無過渡區(qū)，加劇邊緣粗糙。同時基底翹曲、表面高低起伏不均，會導(dǎo)致不同位置有效曝光劑量不一致，局部過曝、欠曝交替出現(xiàn)，進一步放大邊緣毛刺。不同品牌設(shè)備的振鏡掃描精度、灰度調(diào)制等級、像素平滑算法參數(shù)差異較大，是成品邊緣質(zhì)量區(qū)別的關(guān)鍵因素。

改善圖形鋸齒缺陷可通過參數(shù)優(yōu)化、算法補償、樣品預(yù)處理三步落地。根據(jù)目標(biāo)線寬匹配掃描步長，精細(xì)結(jié)構(gòu)區(qū)域啟用高分辨率掃描模式，縮小像素拼接臺階。開啟設(shè)備灰度平滑與邊緣補償算法，對斜線、圓弧、尖角區(qū)域做漸變曝光調(diào)制，柔化圖形邊界。加工前檢測基底平整度，對翹曲基底開啟全域高度擬合補償，保證整面聚焦與劑量均勻。優(yōu)化版圖設(shè)計，對極小尖角做工藝倒角平滑處理，規(guī)避直寫像素極限帶來的畸形鋸齒。整套參數(shù)優(yōu)化后，可顯著降低線邊緣粗糙度，提升微納圖形成型保真度。