Viết trực tiếp chùm điện tử gặp khó khăn trong sản xuất hàng loạt. Quang học điện tử cho phép lithography hình chiếu tương tự như lithography chiếu quang học, phương pháp này chịu độ xuyên sâu lớn của điện tử. Các lớp mặt nạ phải dày để dừng một phần đáng kể điện tử. Khắc phục vấn đề này là phương pháp tán xạ hạn chế góc trong lithography chùm điện tử (SCALPEL – scattering with angular limitation in projection beam lithography). Trong SCALPEL, một chùm điện tử rộng có đường kính 2-3 mm được quét qua một mặt nạ bao gồm lớp màng silic nitrit ( 100 đến 150 nm) trên đó lớp tán xạ khuôn (25 đến 50 nm vàng hoặc vonphram) hình 3.17a. Các điện tử đập vào lớp màng sẽ đi qua hầu như không bị tán xạ, trong khi điện tử đập vào lớp tán xạ sẽ bị rối loạn mạnh khỏi đường dẫn của chúng. Các điện tử không tán xạ được hội tụ nhờ độ mở của ống kính và được chiếu vào wafer, trong khi điện tử tán xạ sẽ bị khoá. Do đó, có thể đạt được độ tương phản cao của ảnh.
Như phương pháp lithography hình chiếu, SCALPEL làm việc ở chế độ ảnh thu nhỏ nên chế tạo mặt nạ dễ hơn. Mặt nạ là lớp màng này được giữ chặt lại giữa giá silic (hình 3.17b). Độ rộng của màng tương ứng với đường kính của chùm điện tử, trong khi nó có độ dài một vài cm. Bằng quang học hình chiếu đằng sau độ mở điện tử tới từ hai diện tích màng khác nhau được tách riêng bằng thanh silic có thể
được nối với nhau tại wafer do đó các mạch có kích thước 2cm3cm có thể được phơi sáng.
Phơi sáng giảm hình chiếu với thấu kính nhúng trục thay đổi (projection reduction exposure with variable axis immersion lenses - PREVAIL) là một phương pháp khác đối với lithography chiếu điện tử. Trong PREVAIL, trục quang học của hệ thống điện tử bị dịch, do đó quang sai bị giảm, cho phép mở rộng trường quét. Lý thuyết và số liệu thực nghiệm chỉ ra rằng, PREVAIL có thể đáp ứng yêu cầu cho
công nghệ 70 nm và 50 nm [8,9].
SCALPEL có thể phân giải các cấu trúc trong vùng dưới 100 nm. Giống như công cụ lithography chùm điện tử khác, tác nhân hạn chế không phải là bước sóng điện tử mà là hiệu ứng gần do tán xạ ngược đáng kể của điện tử. Để khắc phục vấn đề này, các hạt nặng hơn như ion có thể được sử dụng. Các ion sẽ tiêu hao năng lượng của chúng nhanh hơn nhiều so với điện tử và dừng lại lân cận vị trí tới. Do đó không có hiệu ứng gần.
Hình 3.17: a) quãng đường của điện tử qua công cụ SCALPEL; b) ảnh trên cùng của mặt nạ; c) ảnh tiết diện ngang của mặt nạ