湿法去胶依靠液态药剂溶解、膨胀或分解光刻胶；等离子去胶则利用活性物种进行干法去除，常见的O₂工艺以有机物氧化为主。两者应从胶膜历史、暴露材料、微结构、残留与完整处理周期进行比较。在半导体和微电子制造中，光刻胶一般在完成其掩膜作用，例如刻蚀、离子注入或电镀后去除，而不是曝光后立即整体去除。
目前常见的光刻胶去除方式主要可以分为两类：湿法去胶（Wet Stripping）和等离子去胶（Plasma Stripping）。
两种工艺的最终目标都是去除光刻胶，但其作用机理、设备结构、工艺控制方式以及适用产品存在明显区别。如果只从"能不能把胶去掉"这一点来看，两者都可以实现去胶；但如果进一步考虑晶圆结构、残留、均匀性、环保、自动化以及器件损伤，选择哪一种工艺就需要结合具体产品进行判断。
什么是湿法去胶？
湿法去胶是比较传统的光刻胶去除方法。它主要通过有机溶剂、碱性去胶液或者其他专用化学药液，使光刻胶发生溶解、膨胀、分解或剥离，最后再通过清洗将残留物带走。
一个常见的湿法去胶流程大致包括：
晶圆进入清洗设备 → 接触去胶液 → 浸泡或喷淋 → 光刻胶软化或溶解 → 兼容的漂洗 → 干燥
漂洗方案须按去胶液供应商要求及材料兼容性确定，不是所有溶剂去胶都可直接接DI Water（水）漂洗。不同光刻胶以及前道工艺，对应的去胶液也有所不同。湿法工艺发展时间比较长，目前在不少半导体和微电子制造场景中仍然被广泛使用。
图2 湿法去胶流程示意，漂洗与干燥应按药液及材料要求选择。
湿法去胶有哪些优点？
湿法去胶最明显的优点之一是工艺成熟。对于一些普通光刻胶，只要材料和化学药液匹配合理，去胶效率通常比较高，而且设备结构相对简单。主要特点包括：
工艺成熟，应用范围较广；
对部分厚胶去除效率较高；
设备原理相对简单；
某些材料体系中处理速度较快；
已有较成熟的化学配方和工艺经验。
因此，对于结构相对简单、成本敏感、对湿法兼容性较好的产品，湿法去胶仍然是一种常见选择。
湿法去胶存在哪些问题？
湿法去胶的主要限制来自液态化学品本身。首先，湿法工艺需要使用一定量的化学药液，同时还需要后续清洗和干燥，这会带来化学药液消耗、废液处理、清洗用水、工艺槽维护和化学品安全管理等问题。
对于复杂微结构器件，还可能出现更明显的问题。例如MEMS结构中存在微槽、悬臂梁、微孔等结构，液体进入后需要完全排出。如果后续干燥控制不好，液体表面张力可能对微小结构产生影响。
另外，如果光刻胶已经经过高温烘烤或者高剂量离子注入，其表面可能发生明显硬化，此时普通湿法去胶也可能出现去除困难的问题。
什么是等离子去胶？
等离子去胶是一种干法光刻胶去除技术，常见方式是使用O₂作为主要工艺气体。设备先将真空腔体抽至设定压力，然后通入O₂，通过RF射频电源激发气体形成等离子体。
等离子体中会产生大量活性氧粒子，例如O自由基、激发态氧、氧离子；放电中还存在电子。活性氧会与光刻胶中的有机成分发生氧化反应，使其逐渐转化为较容易挥发的反应产物。这些反应产物随后通过真空系统排出腔体。
对常见O₂去胶而言，主要机制是活性氧与有机胶的化学反应。离子作用随等离子源和工件位置变化；远程式工艺可显著降低离子直接作用，离子轰击并非去胶的必要条件。
图1 O₂等离子去胶的简化路径，非具体设备结构或性能数据。
等离子去胶有哪些优点？
相比传统湿法去胶，等离子去胶最大的特点是整个过程主要在气相和真空环境中完成，这使得它在很多精细结构和自动化工艺中具有优势。主要特点包括：
不需要大量液态去胶剂，减少化学废液；
工艺容易通过Recipe数字化控制；
适合自动化设备，容易与晶圆自动上下料系统集成；
可减少液体干燥引起的毛细力问题；深孔、窄缝仍需验证活性物种输运；
可以同时去除部分有机污染物；
工艺重复性相对容易控制。
对于半导体晶圆和微纳加工而言，等离子去胶的另一个优势是可以比较精确地控制工艺参数，例如RF Power、Chamber Pressure、O₂ Flow、Process Time和Wafer Temperature。通过这些参数，可以对去胶速度、均匀性和器件表面状态进行优化。
湿法去胶与等离子去胶的核心区别
| 对比项目 | 湿法去胶 | 等离子去胶 |
|---|---|---|
| 工艺介质 | 化学药液 | 等离子体 |
| 典型方式 | 溶剂、碱液等 | O₂ Plasma |
| 去胶机理 | 溶解、膨胀、分解 | 氧化反应 |
| 废液产生 | 药液及漂洗废液需处理 | 干法步骤减少液体使用；仍需计入后清洗与尾气 |
| 后续清洗 | 通常需要 | 根据工艺决定 |
| 自动化程度 | 可实现自动供液、搬运与配方控制 | 可实现搬运与配方控制，取决于机型 |
| 微结构兼容性 | 关注润湿、腐蚀和干燥粘连 | 关注输运、氧化、充电及温升 |
| 工艺参数控制 | 药液组成、温度、负荷、时间及漂洗 | 气体、功率、压力、温度及时间 |
| 设备结构 | 供液、温控、过滤、漂洗和干燥等 | 常见真空型包含真空、放电及气路系统 |
| 初始设备成本 | 随自动化、洁净度和产能配置变化 | 随等离子源、装载和自动化配置变化 |
| 有机残留处理 | 取决于药液 | 对有机物较有效 |
湿法去胶和等离子去胶并不是简单的"谁更好"。真正的工艺选择应该根据产品材料和结构来判断。
为什么MEMS和微结构更常考虑等离子去胶？
MEMS器件往往存在复杂三维结构，例如悬臂梁、微桥、深槽、微孔、微流道和高深宽比结构。如果使用湿法去胶，液体进入这些结构后，需要经过漂洗和干燥。在某些非常精细的MEMS结构中，液体表面张力可能引起结构粘连或者变形。
而等离子去胶属于干法工艺，不存在液态药液进入和退出结构的问题，因此在部分MEMS工艺中具有明显优势。不过，对于深槽结构来说，还需要关注等离子中的活性自由基能否充分进入结构内部。因此，设备的气体分布、腔体压力和等离子密度仍然非常重要。
高剂量离子注入后的光刻胶为什么更难去除？
这是实际半导体工艺中经常遇到的问题。光刻胶经过高剂量离子注入后，表层可能发生碳化、交联、致密化或表面硬壳形成。这种硬化层会降低普通去胶工艺的效率。
如果直接使用很强的等离子条件，并不保证去胶速率持续增加，反而可能增加晶圆损伤或硬壳破裂风险。因此，对于这类工艺，通常需要在去胶速度与低损伤之间取得平衡。
有时也会采用组合工艺：Plasma Ashing → Wet Cleaning，先通过等离子去除主体有机光刻胶，再通过后续湿法清洗去除无机残留或难处理副产物。组合顺序和后清洗药液需经样片验证，尤其要控制硬化胶的温升及残留。
等离子去胶会不会损伤晶圆？
答案取决于工艺参数和器件结构。如果使用较高Bias或者过强离子轰击，可能产生表面损伤、Charging Effect、局部温升或敏感薄膜性能变化。
因此，对于低损伤去胶，设备设计通常更关注高密度自由基，而不是单纯提高离子能量。常见优化方向包括：
降低Bias；
优化RF Power；
控制晶圆温度；
调整工艺压力；
优化O₂流量；
使用Remote Plasma结构。
对于对离子轰击非常敏感的器件，Remote Plasma是一种常见技术路线。等离子体在远离晶圆的位置产生，通过输运结构降低到达晶圆的带电粒子通量，利用中性活性物种去胶。仍需评估活性氧引起的材料氧化、温升及辐射影响，不能据此承诺零损伤。
正在评估等离子去胶设备？可提交晶圆尺寸、胶种与厚度、暴露材料及验收目标，获取配置建议与工艺验证安排。
提交样品条件等离子去胶设备一般由哪些部分组成？
一台完整的晶圆等离子去胶设备通常包括以下系统。
真空工艺腔
提供稳定工艺环境，并承担气体分布、等离子反应、晶圆处理和副产物排出。腔体结构直接影响去胶均匀性。
RF射频系统
主要包括RF Generator、Matching Network和电极或者等离子源。RF系统负责提供能量，使工艺气体产生等离子体。
工艺气体系统
气体路数按配方配置，常见O₂工艺可根据需要配合经验证的辅助气体。气体通过MFC质量流量控制器实现精确控制。
真空系统
用于抽真空、控制工艺压力和排出反应副产物。通常包括真空泵、真空规、节流阀以及真空阀门等。
晶圆载台
根据腔体压力和工件要求选择机械支撑或夹持、静电吸附等方式，并配置所需的加热或冷却。真空吸附依赖压差，在低压工艺腔中不能直接照搬常压吸盘方案。
图3 半导体晶圆Plasma Asher等离子去胶设备实拍，配置与适用工艺以具体技术方案为准。
什么情况下适合使用湿法去胶？
一般而言，以下场景可以优先评估湿法方案：
普通光刻胶；
结构比较简单；
对液体不敏感；
已经有成熟化学工艺；
设备成本要求较严格；
去胶后本身还需要湿法清洗。
什么情况下更适合等离子去胶？
以下工艺通常更值得评估等离子去胶：
MEMS；
微纳结构；
高深宽比结构；
晶圆级自动化生产；
需要减少化学废液；
对液体残留敏感；
希望同时进行有机污染清洁；
需要较高工艺重复性。
湿法去胶和等离子去胶可以一起使用吗？
可以，而且在很多半导体工艺中，这反而是比较合理的方案。因为实际晶圆表面的残留物往往并不是单一成分。例如干法刻蚀完成后，表面可能同时存在光刻胶、碳化聚合物、Fluorocarbon Residue、无机残留和金属相关副产物。
O₂等离子对于有机成分去除效果较好，但对部分无机残留并不一定有效。因此可以采用等离子去胶 + 湿法后清洗，充分利用两种工艺的优势。
如何选择湿法去胶还是等离子去胶？
实际设备和工艺选型时，建议先明确以下问题：
光刻胶类型是什么？
光刻胶厚度是多少？
是否经过高温烘烤？
是否经过离子注入？
晶圆上是否存在敏感薄膜？
是否有高深宽比结构？
是否允许湿法化学品进入结构内部？
目标残留、检测方法及允许限值是什么？
对产能有什么要求？
是否需要自动化上下料？
如果只是普通平面结构的光刻胶去除，湿法和等离子方案都可能可行。如果是复杂MEMS、微纳结构或高自动化晶圆工艺，则需要重点评估等离子去胶设备。
如果正在评估真空等离子清洗机或等离子去胶设备，可通过深圳深光达科技有限公司官网 dldplasma.com 提交样品条件与验收目标，进一步沟通设备配置和工艺验证安排。
不确定该选湿法还是等离子？把胶种、膜厚、结构和验收标准发给我们，协助判断工艺路线。
获取选型建议常见问题 FAQ
湿法去胶和等离子去胶最大的区别是什么？
最大的区别是去胶介质和反应机制。湿法去胶主要依靠液态化学药剂溶解或分解光刻胶，而等离子去胶主要利用O₂ Plasma产生的活性氧，将有机光刻胶氧化为挥发性反应产物。更详细的原理可参阅O₂等离子灰化技术。
等离子去胶一定比湿法去胶干净吗？
不一定。如果残留主要是有机光刻胶，O₂ Plasma通常具有较好的去除能力；如果存在无机残留或特殊刻蚀副产物，则可能需要配合湿法清洗。
等离子去胶需要使用O₂吗？
O₂是最常见的去胶工艺气体，但具体配方需要根据材料、胶种以及工艺要求确定。氧敏感材料也可评估非氧体系。含氟等辅助气体会改变选择性与残留，需要专门验证材料兼容性及尾气处理条件。
光刻胶越厚，等离子去胶时间是不是越长？
通常来说，在其他条件相同的情况下，较厚光刻胶需要更长处理时间。但实际Ash Rate还受到RF功率、压力、O₂流量和温度等因素影响。
等离子去胶设备适合8英寸和12英寸晶圆吗？
有面向200 mm或300 mm晶圆的设备，但并非所有机型都支持两种尺寸。应确认载台或夹具、搬运接口、整片均匀性、温度分布和满载验收结果，不能仅以腔体是否放得下晶圆判断。
结语
湿法去胶与等离子去胶并不是互相完全替代的两种技术。湿法去胶工艺成熟、设备结构相对简单，在很多传统晶圆和微电子工艺中仍然具有优势。
等离子去胶可减少干法步骤中的液态去胶剂使用，但也需要真空、电源、气体、尾气和维护支持。比较成本时，应使用单位合格产出的完整成本，并计入装卸、抽气、冷却、漂洗干燥及返工。
对于实际设备选型，不能只比较"去胶速度"，还需要综合考虑胶种、胶厚、晶圆结构、器件材料、均匀性、残留、损伤、产能以及后续清洗工艺。对于比较复杂的半导体工艺，Plasma Ashing + Wet Cleaning的组合方式往往也值得重点评估。
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