掃描式電子束曝光系統可以得到極高的分辨率,但其生產率較低,不能滿足大規模生產的需要。成形束系統生產率固然有所提高,但其分辨率一般在0.2μm左右,難以制作納米級圖形。近年來研發的投影電子束來曝光系統,既能使曝光分辨率達到納米量級,又能大大提高生產率,且不需要鄰近效應校正。在研制中的投影式電子束曝光系統主要有兩種。
一種是Lucent公司的SCALPEL系統,平行電子束照射到SiNx薄膜構成的掩模上,薄膜上的圖形層材料為W/Cr。當電子穿透SiNx和W/Cr兩種原子序數不同的材料時,產生大小不同的散射角。在掩模下方縮小透鏡焦平面上設置大小一定的光闌時,通過光闌孔的主要是小散射角的電子,而大散射角的電子則大多數被遮擋,于是在工件面上得到了縮小的掩模圖形。再經過分布重復技術,將縮小圖形逐塊拼接成所要的圖形。近期采用散射型掩模取代了吸收型鏤空掩模,以及采用角度限制光闌技術使SCALPEL技術得到迅速的發展,故投影電子束掃描系統極可能成為本世紀0.1μm以下器件大規模生產的主要光刻手段。
另一種是Nikon公司和IBM公司合作研究的下一代投影曝光技術—PREVAIL,其技術實質是采用可變軸浸沒透鏡,對以硅為支架的碳化硅薄膜進行投影微縮曝光。由于將大量平行像素投影和掃描探測成形相結合,從而得到較高的曝光效率,并對像差進行實時校正。通過這項技術可望研制出高分辨率與高生產率統一的電子束步進機,用于
100nm~50nm電子束曝光。