台積電林本堅以一杯水取代新雷射，讓晶片持續微縮

晶片以光印製，到了2002年，193nm氟化氬雷射已達到乾式光學所能解析的極限。技術藍圖的答案是採用下一種波長：157nm氟雷射，搭配全新的光學系統。正如林本堅2004年的回顧論文所述，這條路徑一接觸現實便告失敗——薄膜防塵護膜（pellicle）撐不過約十次曝光，沒有達到量產水準的157nm光阻，而氟化鈣鏡片材料在品質與數量上仍有所不足。

林本堅數十年前曾在IBM提出浸潤式方案，並於2000年加入台積電。他2002年的信函——即「k3係數」分析——指出掃描器最終鏡片與晶圓之間的間隙，是解析度方程式中一項未被利用的變數：以水填滿此間隙，水的折射率為1.44，且在193nm下幾乎透明，於是193nm實際上相當於135nm，且景深更佳，而使用的仍是同樣的鏡片、雷射與光阻。

他2004年的回顧論文接著模擬了65、45與32nm節點在乾式與浸潤式系統下的表現，從頭到尾完整論證。麻省理工學院的Switkes與Rothschild早已利用全氟聚醚在157nm下展示浸潤式技術約40%的解析度提升；而在193nm下用水，則以每座晶圓廠都有的液體達成同樣效果。

業界迅速轉向。2004年1月，IBM的矽技術總監宣布將把透過水進行的微影技術商業化，ASML與Nikon也將浸潤式技術變成產品線；157nm計畫則在從未出貨任何量產機台的情況下逐步終止。浸潤式掃描器成為最先進製程的主力——ASML的TWINSCAN NXT平台在2015年達到每小時275片晶圓——而當1.35孔徑的機台在36nm觸底時，多重圖案化將同一技術延伸至10nm級晶片，例如三星2016年的三重圖案化系統單晶片。

在鏡片與晶圓之間放入水：193nm表現得如同135nm

水能良好透射193nm光並提高有效波長轉換，因此解析度與景深都能在相同鏡片與雷射下獲得改善。

157nm路線需要達到量產品質的防塵護膜、光阻與氟化鈣光學元件，而這些當時並不存在；浸潤式技術則只需每座晶圓廠都已具備的液體。

這項增益與所有已安裝的設備相輔相成：晶圓代工廠得以放大其ArF機隊的價值，而不必等待全新的供應鏈。

這是先有分析、後有硬體——林本堅的縮放方程式讓設備製造商與化學家能在投入資本之前，確切知道該打造什麼。

當技術藍圖要求重建一切時，先在你已掌握的物理中尋找未被利用的變數。林本堅在解析度方程式中找到了一個，讓業界省去新的雷射、鏡片與光阻。

浸潤式DUV承載了從65nm一路向下經過45、32nm、並透過多重圖案化進入10nm級的所有最先進節點，時至今日仍印製先進晶片中的大多數層。林本堅於2013年獲頒IEEE西澤潤一獎章，並於2023年獲頒SPIE墨子獎，且被廣泛譽為浸潤式微影之父。這段經歷成為以一杯水戰勝波長競賽的標準範例：當技術藍圖看似懸崖時，方程式中最便宜的變數結果卻已足夠。