1895年，德國物理學家倫琴首先發現了X射線，也因此獲得了諾貝爾物理學獎。X射線是一種與其他粒子一樣具有波粒二象性的電磁波，可以是重原子能級躍遷或著是加速電子與電磁場耦合輻射的產物。X射線的波長極短，1972年X射線被早提出用于光刻技術上，X射線在用于光刻時的波長通常在0.7到0.12nm之間，它極強的穿透性決定了它在厚材料上也能定義出高分辨率的圖形。

X射線波長極短，使得其不會發生嚴重的衍射現象。我們在使用X射線進行曝光時對波長的選擇是受到一定因素限制的，在曝光過程中，光刻膠會吸收X射線光子，而產生射程隨X射線波長變化而相繼改變的光電子，這些光電子會降低光刻分辨率，X射線的波長越短，光電子的射程越遠，對光刻越不利。因此增加X射線的波長有助于提高光刻分辨率。然而長波長的X射線會加寬圖形的線寬，考慮多種因素的影響，通常只能折中選擇X射線的波長。

今年來的研究發現，當圖形的線寬小到一定程度時（一般為0.01μm以下），被波導效應影響，得到的圖形線寬要小于實際掩模圖形，因此X光刻分辨率也受到掩模版與晶圓間距大小的影響。

除此之外，還需要大量的實驗研究來解決X射線光刻圖形微細加工時對圖形質量造成影響的諸多因素。