半导体工艺向前发展，清洗技术也不可避免的面临着考验，哪些方面将影响工艺的良好表现？新的清洗技术又会有怎样的困难？在今年的Semicon West上Semiconductor International 主编Peter Singer（SI）和SEZ前道清洗工艺项目的副总裁Glen Gale（GG）畅谈了晶圆清洗工艺的现状、挑战和未来。
SI：当工艺向45纳米或32纳米发展时，您认为在晶圆清洗方面以及光刻胶去除方面，所面临的最大挑战是什么？
GG：在半导体前道制造中，焦点主要集中在缺陷率和选择比上，随着颗粒尺寸越来越小、数量越来越少，缺陷密度也相应降低，但这并不意味着我们所面临的挑战会比以往简单。选择比也是在最近凸现出来的问题，但在半导体前道制造中显得相当关键。举例来说，在去除颗粒的过程中，要求去除颗粒而又不损伤图形、衬底、以及衬底上的薄膜；再举个例子，刻蚀栅电极之后的去胶工艺、离子注入后的去胶工艺都可能导致大量的硅衬底损失，尤其是当这个过程需重复很多遍时，材料的损耗更加明显，因此，我们必须保证工艺在去除光刻胶和残留物时具有更高的选择比，避免或减少硅衬底的损失。此外，对于
一些新材料，比如高k材料、金属栅电极、新的硅化物等，选择比也是相当重要的。尤其当我们引入了高k材料后，我们需要对这些材料进行可选择性的去除，对这些材料、金属以及其它物质进行可选择性的清洗。因此，在半导体前道制造中，选择比面临的挑战正日益突出。
SI：它看起来既是一个化学清洗问题又像是一个物理剥离问题。您认为在两者之间，哪一种更加困难？还是说在这方面的研究需要两者兼顾？
GG：我们必须两者兼顾。对于薄膜工艺来说，面临的困难主要集中在化学清洗方面；而对于成形工艺来说，由于不恰当的处理可能会导致图形损伤，基本上物理剥离方面会存在更多的问题。从130纳米工艺节点开始，绝大多数用户已经停止使用湿法槽中的超声波清洗技术，因为超声波能量会导致图形损伤，特别是由于批处理晶圆的非均匀性，这更容易引发问题。所以目前用户们正致力于寻求更为均匀的使用超声波或其它类型能量的清洗技术。由于单晶圆处理方式具备优异的面内均匀性表现，为我们提供了一个发展契机。
SI：如今人们正谈论着更为先进的器件结构，其中最值得重视的是鳍形场效晶体（FinFET），再向前看，应力硅等技术虽然不会立刻投入到生产应用中，但这些器件结构更为复杂，在光刻胶去除以及晶圆清洗方面也将带来更大的挑战。您有什么看法？
GG：我认为鳍形场效晶体管应该会在32纳米及更先进的工艺中被采用。而在这之前，闪存结构正变得越来越敏感，到了65纳米乃至更先进工艺技术节点时，如何清洗多晶硅，目前还没有一个很好的技术解决方案。即便对于一些如今已使用的器件结构而言，到了32纳米乃至更先进工艺技术节点时，无损伤的去除颗粒也将变得很难。因此，如何无损伤去除颗粒的确是前道工艺所面临的关键问题。
SI：怎样才算是完美的晶圆清洗工艺/光刻胶去胶工艺？基于污染、去胶损伤、侵蚀、选择性材料损失等标准，理想的清洗/去胶表现是怎样的？
GG：我们主要关心有机污染、颗粒污染以及金属离子污染。经过SPM（硫酸双氧水混合试剂）或SOM（硫酸臭氧混合试剂）处理，大部分的有机物都能够被去除。依靠SC1能够去除颗粒，而SC2可以去除金属离子。这些都是常用手段，即便在一些情况下存在金属离子与颗粒的交叉情况，仍然能够依靠SC1解决问题。因此我们确实可以去除上述三类不同的污染物，但关键是在去除过程中要避免对图形的损伤。当使用某一类试剂进行清洗时就必须了解晶圆上的薄膜材料和组分。在每一步工艺步骤中，不同的材料会被暴露出来，可能有时候你想刻蚀一种氧化物而不损伤另一种氧化物。比如，在接触孔清洗中，为了得到良好的电学接触表现，需要去除接触孔底部的自然氧化层，但是接触孔的侧壁是掺杂氧化物如磷硅玻璃等材料，由于这种材料的密度低于热生长氧化物，其刻蚀速率非常快，所以必须保证清洗工艺的选择比。这是一个化学问题。栅氧生长前的预处理工艺将尤其关注材料的表面粗糙度表现，因为这将影响载流子的迁移率。如果表面粗糙度严重的话，晶体管性能将会受到影响，这是半导体前道制造中必须面对的问题。
SI: 在谈论晶圆清洗技术时，总会听到许多新技术。尽管包括超声波清洗技术、激光震动清洗技术、低温气雾清洗技术、超临界清洗技术等在内的一些技术可能已经不算新颖了，您是否能够预测这些技术的潜在可行性以及将会面临的困难？
GG：是的，这些技术已经具备一定的基础，人们着手从这些技术中进行筛选也有一段时间了。对于业界而言，选择恰当的技术是至关重要。为了满足产业界未来的需求，我们需要不断推陈出新，提出更多更新颖的技术解决方案，但是客观的说，迄今为止，这些新技术的应用面还十分狭窄和有限。就目前来说，基于历史发展的