從黃光時代g-line（436nm）到 i-line（365nm），半導體微影技術伴隨著製程不斷微縮。然而，當製程挑戰 250nm以下時，傳統水銀燈光源的物理極限，讓整個產業陷入膠著。248nm 的 KrF（Krypton Fluoride，氪氟）雷射雖然開啟了深紫外（DUV, Deep Ultraviolet）時代，成功推進製程邁入 180nm 與 130nm，但到了 90nm 以下，KrF 已無法勝任。這時，ArF（Argon Fluoride，氬氟）雷射，成為產業唯一現實可行的選擇。
ArF 之所以艱難
ArF 雷射雖然波長更短、理論解析度更好，但從光學材料、光罩、光阻到整套機台設計，整個體系都必須重新調整。- 光學材料瓶頸：傳統透鏡材料如石英（Fused Silica）在 193nm 下會出現光吸收與雙折射（Birefringence）問題，這會嚴重影響成像精度。雖然氟化鈣（CaF2）成為首選材料，但大型高品質晶體的成長難度極高，直接限制了機台生產與成本。
- 光罩與保護膜問題：193nm 高能光子容易破壞光罩材料，連用來防止污染的保護膜也出現光化學劣化現象，影響製程穩定性與良率。
- 光阻挑戰：傳統 248nm 光阻在 193nm 下透明度不足，必須開發全新架構。當時普遍採用壓克力基底（Acrylate-based）光阻，但其耐蝕刻性不如過去材料，導致整體製程需同步優化。
ArF 怎麼走到浸潤式微影（Immersion）
乾式與濕式 ArF 微影機台的光學結構差異。
ArF 技術已成功將製程推進到 90nm、65nm 節點。然而，解析度公式在 λ 已固定（193nm）、NA 逐漸逼近物理上限（乾式 NA 最高接近 0.95~1.0）的情況下，唯一剩下的做法，就是極端降低 k1 值（例如透過 OPC、Phase Shift Mask 等技術）或改變折射率環境，也就是浸潤式概念：透過在鏡頭與樣品之間填入高折射率液體（水或其他液體），有效提升 NA：NA = n × sin(θ)
根據Snell's law，n 為介質折射率，乾式環境下 n ≈ 1（空氣），而水在 193nm 下 n ≈ 1.44。
ASML 如何拿下 ArF 主導權
ASML產品從g-line 到 ArF immersion 的演進。
早期美系 SVGL（Silicon Valley Group）是 ArF 技術先驅，Micrascan 系列打下 193nm 技術基礎。ASML 在2001 年併購美國 SVGL後，結合 Zeiss 光學技術，主導了 ArF 微影市場。ASML 持續推進機台性能，2009 年推出 NXT:1950i，首次導入 Dual Stage 雙平台設計，大幅提升曝光速度與產能。
ArF 撐起了今日絕大多數的邏輯、記憶體與高階製程，也是 EUV 尚未全面普及前，唯一可靠的製程主力。
