更小、更脆的结构及新材料的主导地位，对清洗技术提出了更高的要求，在技术解决方案上需要更多结合使用各种方法，包括湿法和干法技术、机械和化学处理。
随着器件尺寸的不断缩小，在移除缺陷颗粒时尽可能的减少材料损失这一目标已经变得越来越困难。除此之外，如何在清洗过程中不会引起包括掺杂硅材料损失、低介电常数绝缘材料k值变化、金属栅电极损伤、图形倒塌等负面效应，这一直是业界面临的难题。当技术迈入32nm乃至更为细小的技术节点时，这一问题就更加突出了。Sematech 前道技术部栅极清洗资深专家Joel Barnett 说：“我想这需要突破现有清洗技术的桎梏。”
“芯片尺寸不断变小，关键的缺陷尺寸也随之缩小。”IMEC清洗工艺项目经理Paul Mertens说，“尺寸越小意味着越难以去除，而且对于细小器件的负面影响也会增大，这些都将持续缩小工艺窗口。”
随着技术的发展，必须采用更加全盘化的颗粒清洗方法，Mertens解释说，典型的先进清洗技术将机械和化学清洗结合、相互取长补短。相对于化学清洗可以定量操作（包括刻蚀速率、K值改变等）而言，机械处理在这方面稍显不足。“这意味着，很难
确定机械处理的工艺窗口。”他说，“因此，未来评估清洗技术时，需要参照CMP工艺，全面考量结构的机械应力、黏附力等属性。”
Axcelis Technologies 市场部经理John Tracy介绍道，高剂量注入后的去胶工艺一直是衡量清洗技术的一项重要指标，随着半导体器件跨入超浅结时代，如何在去胶、清洗过程中避免被掺杂的衬底材料的损失也越发关键了。“半导体技术每跨入一个新的节点，结深或掺杂深度也会不断降低。”他说，“这也意味着，衬底材料的损失或对衬底的损伤的容许度也会越来越紧。”
Lam Research Corp. 清洗事业部副总裁、总经理Jeff Marks介绍说，作为栅极绝缘材料的氧化铪其挥发性较低且不易去除。“因此，基于刻蚀观点，为了移除它会产生大量的副产物。”他说，“如果与早期相对简单的多晶硅栅极结构进行比较，原先的多晶硅栅极刻蚀十分清洁，在刻蚀后除了特意淀积为了确保图形形貌和获得刻蚀选择比的有机聚合物外，几乎不会留下任何残留物。”
刻蚀由钨和其它金属材料形成的金属栅电极产生大量的金属有机残留物，它们会覆盖在栅极氧化层或图形侧壁，如何去除这些残留物而不损伤金属栅电极是非常困难的。“此外，与单一多晶硅结构不同的是金属栅电极可能同时存在四种不同的材料。”Marks还补充说，“但进行栅电极清洗时，这些材料都将暴露在外。在清洗过程中，你必须尽可能的移除多种残留物，而避免湿法工艺对衬底材料的损伤，这无疑是非常困难的。”
Tracy指出，设备供应商还在致力于研发用于金属栅刻蚀后去胶的无氧等离子化学处理技术。“以往我们使用的氧化/氮化等离子化学处理技术已经不能适用于新材料了。”他说，“因此，我们正和客户们合作，共同研发非氧化光刻胶剥离技术。”
关于这些技术以及光刻胶去胶面临的问题和挑战，详见“光刻胶去胶难度渐增”(专题1，P. )。
金属栅电极清洗处理的挑战
Akrion Inc. 产品应用和技术研发副总裁Ismail Kashkoush 说：“我始终坚信对于后金属栅电极工艺而言，清洗是最为关键的技术，与其相关的问题都十分重要。”举例来说，任何金属栅电极使用传统的SC1或SC2清洗技术，除非对其进行保护，否则金属材料都会溶解或被腐蚀。
来自IMEC的Mertens指出，如果金属栅电极结构包括多晶硅材料，那么在刻蚀后的清洗处理中会引起多晶硅和金属的电偶合反应（图1）。
FSI International 首席科学家Jeff Butterbaugh指出，非易失性内存技术倾向于采用金属栅电极材料，而NAND闪存技术则将引入高k材料/金属栅的栅电极结构。非易失性内存技术从传统的浮栅结构发展成TANOS电荷捕获结构，推动了半导体材料的变革。举例来说，一个电荷捕获单元包括隧道氧化物层、电荷储存氮化物层、氧化铝以及由TaN及W/WN构成的金属电极（图2）。在FSI举办的Knowledge Services Seminar上，来自Numonyx BV 的Mauro Alessandri介绍了非易失性内存的发展趋势，他指出钨和氮化钨并不能适用于绝大部分含有H2O2的清洗技术，这其中就包括SC1、SC2和SPM。
尽管Barnett相信现有的技术已经足以满足目前金属栅电极的需求，但随着技术的进步不断涌现的新材料会对清洗技术提出更多、更高的要求。“材料的变化带来新的挑战。”他说，“而且这种情况还将持续下去。”
Kashkoush介绍道，金属栅电极清洗技术将更多的倾向于使用稀释化学试剂甚至用水，如果可能的话，将与超声波技术结