浸潤式微影（Immersion Lithography）是在投影鏡頭與晶圓之間以純水（折射率 n≈1.44）取代空氣，藉此縮短等效曝光波長、提高解析度的微影技術。使用 ArF 準分子雷射（193nm）的「ArF 浸潤式（ArFi）」是主流，可得到193nm÷1.44≒134nm 的等效波長。因此數值孔徑（NA）可提高到1.0以上（最高1.35），解析度比傳統乾式 ArF（NA 最高0.93）大幅提升。
浸潤式微影於2004年由台積電與 IBM 共同發表應用於90nm 節點，並於2006年起導入量產。直到 EUV 設備投入量產的2019年前後，一直是支撐65nm→45nm→28nm→20nm 微縮的核心技術。目前在 EUV 用不到的40nm～130nm 傳統節點，以及與 EUV 搭配（混合曝光）的最先進晶圓廠中，仍有大量機台在運轉。
為了突破浸潤式微影單獨使用時的解析度極限，會搭配「多重圖案化（multi-patterning）」技術。代表性的有「LELE（Litho-Etch-Litho-Etch）」「SADP（Self-Aligned Double Patterning，自對準雙重圖案化）」「SAQP（Self-Aligned Quad Patterning，自對準四重圖案化）」，在10nm 世代以後，以2～4次重複曝光使解析度實質倍增。這種多重曝光造成的成本與製程步驟增加，成為導入 EUV 的主要動機。
浸潤式曝光機的主要供應商為艾司摩爾（ASML，NXT:2000i/2050i/2100i 系列）、尼康（Nikon，NSR-S635E 等）、佳能（Canon，FPA-8300系列）3家。ASML 以超過80%的市占率主導市場，尼康與佳能則供應部分節點或特定用途（顯示面板、MEMS 等）。浸潤式曝光機的產出量一般超過每小時300片晶圓，生產力高於 EUV 設備（每小時100～200片）。
浸潤式微影所用的光阻，需要不同於「KrF 光阻」「ArF 乾式光阻」的「ArFi 光阻（浸潤式用）」。防止與純水接觸而溶出、膨潤的頂部塗層（top coat），以及浸潤液的回收與管理系統，也是設備的重要構成要素。預測未來即使最先進節點由 EUV 主導，浸潤式 ArF 仍將作為具成本效益的互補技術長期持續使用。