ArF 浸潤式微影(ArF Immersion Lithography)是以 ArF 準分子雷射(波長193nm)為光源的浸潤式曝光技術。在投影透鏡與晶圓之間注滿超純水(折射率 n≈1.44),可將等效波長縮短至約134nm,實現高數值孔徑(NA≤1.35)與高解析度。自2006年前後起成為45nm 節點以後先進半導體製造的主力技術,即使在 EUV 曝光普及的現在,仍用於許多步驟。
浸潤式曝光的原理在於以折射率高於空氣(n≈1.0)的水(n≈1.44)填滿光路,即使數值孔徑 NA 相同,成像解析度也能提升。在解析度 R = k₁×λ/(NA×n)的公式中,分母加入 n 使理論解析度獲得改善。在以水進行浸潤式曝光的實用化上,艾司摩爾(ASML)扮演了領導角色。
ArFi 曝光機目前仍用於 DRAM、NAND Flash、邏輯晶片的多數曝光層(對準標記、周邊電路、部分中間層等),就整座工廠的曝光機台數而言,ArFi 遠多於 EUV。此外,與多重圖案化(SADP:自對準雙重圖案化、SAQP)結合,可形成超越 ArFi 單獨解析極限的微細圖形。
ArFi 浸潤液(超純水)的管理是重要的技術課題。晶圓移動時若水飛濺(水痕,watermark)會造成缺陷,因此採用了以浸潤頭(局部填充結構)侷限水的技術,以及撥水性光阻保護塗層(TARC)等方法。
主要廠商為艾司摩爾(TWINSCAN NXT 系列:ArFi 市場市占約75~80%)與尼康(NSR-S631E 等)。佳能未投入浸潤式 ArFi,而專注於 KrF、i 線以及自家的奈米壓印(NIL)技術。艾司摩爾的 TWINSCAN NXT:1980Di 作為最先進的 ArFi 設備,已導入許多先進晶圓廠。