本书共13章，系统阐述先进集成电路制造流程中的清洗与电镀工艺，内容涵盖清洗与电镀工艺的技术背景、理论基础与实施条件、加工设备、在半导体制造中的具体应用、检测方法与评价指标，以及未来发展趋势。

目录
第1章湿法清洗技术发展史
1.1半导体清洗工艺的起源（1950—1970年代）
1.1.1技术背景与初期挑战
1.1.2里程碑技术突破
1.1.3技术演进关键点
1.1.4局限性及遗留问题
1.2标准化演进： RCA清洗体系的建立与影响
1.2.1RCA清洗体系的诞生背景
1.2.2技术局限性与改进
1.2.3产业影响与历史地位
1.3技术变革： 从微米到纳米节点的挑战与突破
1.3.1技术转折点： 微米时代的瓶颈
1.3.2纳米级清洗的核心突破
1.3.3纳米节点的标志性挑战与方案
1.3.4技术变革的产业影响
1.4绿色化学与可持续清洗的发展趋势
参考文献
第2章湿法清洗理论基础
2.1表面污染机理
2.1.1颗粒污染
2.1.2有机物污染机理
2.1.3离子污染机理
2.1.4自然氧化层形成机理
2.2清洗热力学与动力学模型
2.2.1清洗热力学基础与模型
2.2.2清洗动力学模型与速率控制
2.2.3模型应用
2.3化学溶液作用机理
2.3.1表面电势机理
2.3.2氧化作用机理
2.3.3络合作用机理
2.3.4溶解作用机理
2.4界面现象与表面张力控制
2.4.1界面现象与表面特性
2.4.2表面张力控制技术
2.5超纯水与化学品纯度标准
2.5.1超纯水纯度标准与制备工艺
2.5.2化学品纯度标准与污染控制
参考文献
第3章表征及量测
3.1缺陷监测技术
3.1.1光学检测技术
3.1.2缺陷复检技术
3.1.3离子分析
3.1.4有机物残留表征
3.2表面状态分析
3.2.1表面浸润性
3.2.2粗糙度与形貌分析
3.2.3表面电势测量
3.3在线监控技术
3.3.1浓度在线监测
3.3.2气体在线监测
3.3.3温湿度在线监测
3.3.4实时电导率/TOC监测
参考文献
第4章湿法清洗化学体系
4.1酸碱类清洗液
4.1.1氨水-过氧化氢混合溶液（SC-1）
4.1.2盐酸-过氧化氢混合溶液（SC-2）
4.1.3氢氟酸溶液
4.1.4硫酸-过氧化氢混合物溶液
4.1.5稀硫酸-过氧化氢-氢氟酸混合液
4.1.6磷酸溶液
4.1.7硝酸溶液
4.2有机类清洗液
4.2.1纯溶剂类光刻胶清洗液
4.2.2有机胺及溶剂类光刻胶去除剂
4.2.3半水性氟基光刻胶清洗液
4.2.4半水性光刻胶清洗液
4.2.5先进制程光刻胶清洗液
4.3功能性化学液
4.3.1功能水
4.3.2氢气功能水
4.3.3氮气功能水
4.3.4二氧化碳去离子水
4.3.5臭氧化去离子水
4.3.6稀氨水/双氧水功能水
4.4化学品回收与循环技术
4.4.1回收原理与分类
4.4.2药液回收类型与监控指标
4.4.3酸碱类化学品回收
4.4.4溶剂类化学品回收
4.4.5特殊化学品回收
4.4.6回收系统的设计与实施
参考文献
第5章工艺物理机理
5.1物理清洗技术
5.1.1刷洗技术
5.1.2高压液体喷射清洗
5.1.3双流体喷雾清洗
5.1.4超级喷雾技术
5.1.5声波清洗
5.2干燥技术
5.2.1干燥工艺的重要性与挑战
5.2.2旋转干燥技术
5.2.3马兰戈尼效应干燥技术
5.2.4IPA蒸气干燥技术
5.2.5高温IPA干燥技术
5.2.6药液改性干燥技术
5.2.7升华干燥
5.2.8超临界干燥技术
5.2.9技术比较与发展趋势
参考文献
第6章硅片制造中的湿法设备
6.1硅片制造的基本工艺流程
6.1.1拉晶
6.1.2切割
6.1.3研磨
6.1.4抛光
6.1.5清洗
6.2单片式湿法设备
6.2.1单片式湿法清洗及湿法刻蚀设备
6.2.2单片式刷洗设备
6.2.3背面清洗设备
6.3槽式清洗设备
6.4单片式+槽式组合设备
6.5超临界清洗设备
6.6单片式预清洗湿法设备
6.6.1预清洗机
6.6.2终清洗机
6.7先进封装机台介绍
6.7.1先进封装涂胶设备
6.7.2先进封装显影设备介绍
6.7.3先进封装湿法去胶设备
6.7.4先进封装金属刻蚀设备
6.7.5封装先进制程设备介绍
参考文献
第7章集成电路制造工艺介绍
7.1半导体前段制造工艺流程简介
7.1.155nm前段工艺简介
7.1.228nm前段工艺简介
7.1.3湿法工艺在集成电路制造中的作用
7.1.4先进制程发展中的前道湿法设备迭代
7.2半导体中段制造工艺流程简介
7.2.1中段工艺简述
7.2.2中段集成电路关键湿法设备
7.3半导体后段制造工艺流程简介
7.3.1后道工艺简述
7.3.2后道湿法清洗在工艺中的作用
7.3.3后道集成电路关键湿法设备
参考文献
第8章先进封装工艺及设备
8.1凸块技术及重布线层
8.2高密度扇出型技术
8.32.5D/3D集成技术
8.3.1CoWoS 集成技术
8.3.2HBM集成技术
8.3.3芯粒集成技术
参考文献
第9章电镀技术基础
9.1电沉积与电镀
9.1.1法拉第定律
9.1.2电极电位与沉积金属类型
9.1.3金属的阴极还原过程
9.2电镀技术的电场特点
参考文献
第10章集成电路电镀设备的组成
10.1电镀设备的总体论述
10.1.1电镀设备的组成和功能
10.1.2电镀设备的分类和选型
10.1.3电镀设备的总体设计原则
10.2电镀模块
10.3清洗模块
10.4退火模块
10.5电镀机台环境系统
10.6国内外主要商业型电镀设备
10.7国内外先进电镀设备
10.7.1国内先进电镀设备——Ultra ECP map
10.7.2国外先进电镀设备——Lam Sabre
参考文献
第11章集成电路电镀工艺与电镀质量控制
11.1电镀工艺流程
11.1.1电镀前处理
11.1.2电镀过程控制
11.1.3电镀后处理
11.2电镀技术主要工艺参数
11.2.1电镀的电场设计
11.2.2电镀液流场分布
11.3电镀工艺缺陷分析与解决
11.3.1电镀表面质量的特点
11.3.2电镀可能产生的缺陷及相应防止措施
11.3.3电镀镀层应力
11.4电镀液的配方与维护
11.4.1电镀液的作用、要求及分类
11.4.2电镀液选择原则及常用电镀液
参考文献
第12章集成电路电镀主要表征技术指标和解决方案
12.1集成电路电镀主要应用
12.1.1铜互连双大马士革互连电镀
12.1.2晶圆级先进封装电镀
12.1.3化合物半导体电镀
12.1.4先进面板电镀
12.2电镀应用技术指标
12.2.1薄膜内颗粒
12.2.2电阻率及均匀性
12.2.3应力
12.2.4反射率
12.2.5图形填充能力
12.3小结
参考文献
第13章先进电镀技术的发展趋势与挑战
13.1电镀金属材料
13.2钴电镀
13.2.1钴互连工艺
13.2.2电沉积钴镀液
13.2.3电沉积钴填充机理
13.2.4电沉积钴设备及工艺
13.3欠电位沉积
13.4高电流密度电镀
13.5小结
参考文献

前言

湿法清洗与电镀工艺是集成电路制造中基于液相体系的两大不可或缺的关键核心技术，贯穿硅片制造、芯片制造、先进封装等全流程环节，是保障芯片良率、性能与可靠性的重要基石。随着集成电路工艺技术节点持续向下微缩，以及三维堆叠的引入，晶圆表面的洁净度控制已迈入原子级精度时代，对污染物去除的全面性、精准性、无损伤性提出了极致要求。在此背景下，湿法清洗在去除颗粒、有机物、金属离子及自然氧化层方面的作用越发关键，成为先进工艺技术节点的核心工序。与此同时，电镀工艺作为金属化互连的核心技术，广泛应用于芯片铜互连、三维堆叠、先进封装等前沿领域，承担着供电和信号金属线路填充、芯片间可靠互连的关键职能，是实现集成电路高密度、小型化、高性能封装的核心保障。

当前国内聚焦半导体湿法清洗与电镀工艺，兼顾完整理论体系与工程实操的专业著作较为匮乏，难以充分满足行业技术迭代、工程应用落地及专业人才培养的需求。因此，编写一部系统全面、理论扎实、贴合产业实际的专业参考书，对补齐行业技术资料短板、推动国内半导体制造工艺技术自主进阶、培育高端工艺技术人才具有重要的现实意义与产业价值。

本书共设13章，以产业界视角，全方位、体系化梳理了半导体湿法清洗与电镀工艺的技术背景、理论基础、实施条件、工艺装备、具体应用、检测方法及未来发展趋势，构建了完整的工艺技术知识体系。第1章至第8章侧重湿法清洗部分，内容涵盖清洗工艺发展史、表面污染机理、清洗化学体系、表征及量测、工艺物理机理、硅片制造中的湿法设备、集成电路制造工艺及先进封装技术。第9章至第13章侧重电镀技术部分，详述电镀技术基础、设备组成、工艺与质量控制、主要表征技术指标以及先进电镀技术的发展趋势与挑战。

本书编写团队成员均深耕半导体湿法清洗与电镀工艺一线，长期从事相关技术的理论研究、工艺开发与工程应用工作，具备扎实的专业理论功底和丰富的产业化实践经验。各位撰稿人结合自身科研积累与项目实操经验，精准梳理工艺核心要点、总结工程实操经验、解析行业技术痛点，确保本书内容兼具理论深度、技术专业性与工程实用性。

本书的顺利编撰与出版，承蒙盛美半导体设备（上海）股份有限公司的鼎力支持，也离不开全体编写团队成员的通力协作与辛勤付出。除扉页署名作者外，各章节撰稿人为本书的完善成型作出了重要贡献，在此一并致以诚挚的谢意。由衷感谢石宁同志，其全程牵头湿法清洗板块的内容整合、章节统筹与全文统稿工作，以严谨细致的治学态度梳理内容逻辑、规范知识体系，有效保障了湿法清洗各章节内容的系统性、连贯性与严谨性，为本书核心内容的成型奠定了坚实基础。

各章节撰稿人按章节顺序列名如下：

 第1章（湿法清洗技术发展史）： 石宁

 第2章（湿法清洗理论基础）： 石宁、徐园园

 第3章（表征及量测）： 石宁、徐融

 第4章（湿法清洗化学体系）： 石宁、陈建、李昱、文汉涛

 第5章（工艺物理机理）： 金银花、贾福金、徐磊

 第6章（硅片制造中的湿法设备）： 周帆、刘凯

 第7章（集成电路制造工艺介绍）： 谢翔、魏猷翔、封贻杰、孙金灿

 第8章（先进封装工艺及设备）： 刘畅

 第9章（电镀技术基础）： 陈浩天

 第10章（集成电路电镀设备的组成）： 邵鑫

 第11章（集成电路电镀工艺与电镀质量控制）： 陈浩天、肖东成

 第12章（集成电路电镀主要表征技术指标和解决方案）： 陈浩天、邵鑫、肖东成

 第13章（先进电镀技术的发展趋势与挑战）： 李旭扬

此外，感谢高雨洁协调编撰间合作沟通，以及所有在资料收集、实验验证、图文编排及出版事务中提供帮助的同仁。正是各位的共同努力，方使本书得以顺利出版。

由于作者水平有限，书中不足之处敬请读者指正。

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作者
2025年7月于上海