传统湿法去胶用硫酸双氧水或者有机溶剂，遇到MEMS高深宽比结构和超薄金属线就容易出问题。液体表面张力大，洗不进狭缝，干燥时还会因为毛细拉力把纳米线拉倒。超临界二氧化碳去胶用的是介于气液之间的状态，表面张力接近零，渗透能力强，这几年在先进封装和MEMS产线开始铺开。
二氧化碳临界点在温度三十一摄氏度、压力七点三八兆帕。去胶设备把高纯CO2加压到十到十五兆帕、升温到四十到六十摄氏度，让CO2处于超临界态。超临界CO2本身对交联光刻胶溶解能力有限，要加百分之三到五的共溶剂，比如乙醇或者异丙醇，把胶溶胀剥离。整个过程在密封反应釜里进行，一批处理二十五片或五十片晶圆。
CO2纯度直接决定去胶效果。工业级CO2常含油分、水分和碳氢杂质，这些杂质在超临界态会沉积在晶圆表面，形成有机残留。5N高纯CO2要求水分低于1ppm、油分低于0.1ppm、总碳氢低于1ppm。电子级CO2出厂还要经过纳米级过滤，颗粒控制在ISO Class 5。去胶后的晶圆用扫描电镜复查，金属层表面不能有斑痕。
工艺参数上，压力越高CO2密度越大，溶解能力越强，但过高压力对设备要求也高。常用压力十二兆帕、温度五十摄氏度，保压二十到三十分钟。泄压过程要慢，每分钟降压不超过一兆帕，快速泄压会在胶层里造成空洞，也容易让晶圆表面颗粒反吸。泄压后再用纯CO2吹扫五分钟，把溶解了胶的废CO2带走。
共溶剂选择要看晶圆上的金属种类。铝布线怕强碱强酸，乙醇体系温和，适合铝工艺。铜布线对氧敏感，CO2里的氧要额外控制，共溶剂提前脱水。去胶废液里溶解了光刻胶，回收CO2要经过活性炭吸附和蒸馏净化，循环使用。回收CO2定期检测纯度，发现指标下降及时换吸附剂。
和湿法去胶相比，超临界去胶还有一个隐性优势。湿法清洗后晶圆要经过异丙醇脱水和旋转干燥，这一步对低k介质材料不友好，水会渗进多孔低k层。超临界CO2干燥不需要水置换，直接从超临界态泄压到气态，没有气液界面，低k材料不会被损伤。三维集成堆叠的晶圆背面TSV孔里残留的胶，湿法很难洗透，超临界工艺一次通过率明显更高。
工艺周期方面，一批二十五片晶圆从装釜到卸釜大约九十分钟。其中升温升压约十分钟，保溶胀二十分钟，泄压吹扫三十分钟，冷却二十分钟。和湿法去胶的十分钟单片流程比，超临界工艺节拍慢，但一次处理量大，综合效率不差。设备占地面积比湿法清洗线小，不需要排风处理大量有机溶剂废气，车间通风设计简单。反应釜带安全联锁，压力和温度任一超限自动泄压到安全位，操作人员不需要靠近观察。
选型和维护上，5N高纯CO2有钢瓶和杜瓦罐两种供应形式。去胶机连续运行，用量大，推荐杜瓦罐集中供气。CO2汽化时注意干冰堵塞管路，汽化器功率要留余量。设备开机前先吹扫管路十分钟，把残留空气和水分赶掉。反应釜密封件用聚四氟乙烯或者全氟醚橡胶，普通橡胶在超临界CO2里会溶胀变形。日常巡检记录压力曲线和共溶剂补充量，出现去胶不干净先查CO2纯度和共溶剂比例。
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