化学机械抛光( Chemical Mechanical Polishing, CMP)工艺由IBM于1984 年引入集成电路制造工业，它首先用于后道工艺金属间介电质层(IMD) 的平

坦化，之后用于金属钨(W)的平坦化，随后又用于浅槽隔离(STI) 和铜(Cu)的平坦化。CMP工艺的平坦化原理是，利用机械力作用于圆片表面，同时由研磨液中的化学物质与圆片表面材料发生化学反应来增加其研磨速率，如图8- 181所示。CMP工艺中最重要的两大组成部分是研磨液和研磨垫。在CMP工艺中，首先让研磨液填充在研磨垫的空隙中，圆片在研磨头带动下高速旋转，与研磨垫和研磨波中的研磨颗粒发生作用，同时需要控制研磨头下压力等其他参数。

CMP工艺在芯片制造中的应用包括浅槽隔离平坦化(STI CMP)、多品硅平坦化(Paly CMP)、层间介质平坦化(ILD CMP)、金属间介电质平坦化( IMD

CMP)、铜互连平坦化(Cu CMP)。CMP设备主要分为两部分，即抛光部分和清洗部分，如图8- 182所示。抛光部分由4部分组成，即3个抛光转盘和一个圆片装卸载模块。清洗部分负责圆片的清洗和甩干，实现圆片的“干进干出"。

CMP的主要检测参数包括研磨速亭( Removal Rate)、 研磨均匀性(Uniomity)和缺陷量( Delect)。研磨速串是指单位时间内圆片表面材料被研

磨的总量。研磨均匀性又分为圆片内研磨均匀性(WIW NU)和圆片间研磨均匀性(WTW NU)。圆片内研磨均匀性是指某个圆片研磨速率的标准方差与研磨速率的比值;圆片间研磨均匀性用于表示不同圆片在同一条件下研磨速率的一致性。对于CMP而言，主要的缺陷包括表面颗粒、表面刮伤、研磨剂残留等，它们将直接影响产品的成品率。

CMP是一种集机械学、流体力学、材料化学、精密加工、控制软件等多领域最先进技术于一体的设备，是各种集成电路生产设备中较为复杂和研制

难度较大的设备之一。随着圆片直径的增大和工艺复杂性的不断提高，CMP的设备价格也在逐渐增长。一般来说，用于200mm圆片的CMP设备价格约为300万美元，用于300mm图片的CMP设备价格约为400万美元。目前，美国和日本在CMP设备制造领城处于领先地位，主要的生产商有美国的应用材料( Applied Material)公司和日本的荏原机械(Ebara) 公司。其中应用材料公司占CMP设备市场约60%的份额，茌原机械公同约占20%的份额。国内CMP设备的主要研发单位有天津华海清科和中国电子科技集团公司第四十五研究所，其中华海清科的抛光机已在中芯国际生产线上试用。