X射線光刻（X-ray lithography）技術是電子工業中用于選擇性去除一部分薄膜的工藝。使用X射線將幾何圖形轉移光敏光刻膠上。然后進行一系列化學處理，將產生的圖案雕刻到光刻膠下方的材料中。

X射線光刻技術最初是半導體工業的新一代光刻技術的候選者，并成功生產了許多微處理器。X射線具有短波長（低于1 nm），克服了光刻的衍射極限，從而可以實現較小的特征尺寸。如果未對X射線源進行準直（collimated），例如使用同步加速器輻射（synchrotron radiation），則使用基本準直鏡（elementarycollimating mirrors）或衍射透鏡（diffractive lenses）代替光學中使用的折射透鏡。

X射線是寬帶的（broadband），通常來自緊湊的同步加速器輻射源（compact synchrotron radiation source），可以快速曝光。深X射線光刻（DXRL）使用的波長更短，僅為0.1 nm，并且使用改進的程序（如LIGA工藝）來制造深而均勻的三維結構。 掩膜板通常由金（gold）、鉭或鎢的化合物（compounds of tantalum or tungsten）構成的X射線吸收劑在對X射線透明的膜上構成，該膜通常由碳化硅或金剛石制成。

通過直接寫入電子束光刻（direct-write electron beam lithography，鏈接：MEMS制造技術 - 電子束刻蝕（e-beam））將掩模上的圖案寫入到通過常規半導體工藝顯影的抗蝕劑上。可以拉伸薄膜以提高覆蓋精度（overlay accuracy）。



大多數X射線光刻是通過在模糊對比度線（the line of fuzzy contrast）上以圖像保真度（不需要放大）進行復制。然而，隨著對高分辨率的日益增長的需求，現在使用局部的“偏置放大率”（demagnification by bias）在所謂的“最佳點”（ "sweet spot"）上進行X射線光刻。通過多次曝光來開發高密集結構。使用3倍放大倍數具備一些優勢：更易于制造研磨板，掩模與晶圓的間隙增加，對比度更高。該技術可擴展到15nm打印。

與極端紫外線光刻（extreme ultraviolet lithography）和電子束光刻（鏈接：MEMS制造技術 - 電子束刻蝕（e-beam））一樣，X射線會產生二次電子（secondary electrons）。定義精細的圖案主要是具有短路徑長度（short pathlength）的俄歇電子（Auger electrons，一種表面科學和材料科學的分析技術）產生的；而與X射線曝光相比，一次電子在更大的區域范圍實現抗蝕劑的敏感。

雖然這不影響由波長和間隙確定的圖案間距分辨率，但是由于間距處于初級光電子范圍的量級，因此降低了圖像曝光對比度（max-min）/（max + min）。側壁粗糙度（sidewall roughness）和斜率（slopes）受二次電子的影響，因為它們可以在吸收器（absorber）下方的區域中傳播幾微米，具體取決于曝光的X射線能量。

光電子效應的另一種表現是暴露于用于制作子掩模（daughter masks）的厚金膜的X射線產生的電子。模擬表明從金基底產生光電子可能影響溶解速率（dissolution rates）。






審核編輯：劉清