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化学机械研磨 (CMP)，全名Chemical Mechanical Polishing或Chemical Mechanical Planarization，是一种全局平坦化工艺，几乎每一座晶圆厂都会用到，在现代半导体制造中十分重要。

cmp工艺是什么？

顾名思义，cmp不是单纯的物理磨削。它结合了化学腐蚀和机械研磨两种方式，以达到去除表面不平整材料、实现原子级平整的目的。

抛光液被不断地滴在抛光垫上，抛光液中的化学成分先与晶圆表面要去除的材料发生轻微化学反应，使其软化，然后抛光头施加压力，并和抛光垫发生相对运动，物理性地除去反应物,达到整平目的。

为什么要使用cmp，单纯物理研磨不行吗？

cmp主要是用来全局平坦化的，如果没有cmp，甚大规模集成电路（ULSI）的生产就无法进行。因为一个芯片有几十上百层，每一层都要达到原子层级的平整。如果不进行cmp工序，晶圆表面的上下起伏很大，导致无法继续进下一工序。就像盖一栋几百层的房子，哪怕每层前后差一块砖的厚度，几百层下来房子也是要盖歪的。

在芯片制造中，单纯的物理研磨是不行的。因为单纯的物理研磨会引入显著的机械损伤，如划痕和位错，且无法达到所需的平整度，因此不适用于芯片制造。

cmp机台构造？

我将先进的cmp机台分为8大系统：抛光系统，清洗系统，终点检测系统，控制系统，传输系统，物料供应与废液处理系统，环境控制系统。

抛光系统：由抛光头，抛光垫，抛光盘，修正器等组成

清洗系统：在抛光后清洗晶圆，去除残留的抛光液和抛光产生的碎屑。

终点检测系统：监测抛光状态，判断何时达到预定的抛光终点。

控制系统：软件，用于控制和监视所有抛光参数和机台运行状态。

传输系统：负责晶圆的装载、定位以及在机台内的传输。

物料供应与废液处理系统：负责输送抛光液至抛光垫上，以及处理和回收使用过的抛光液和清洗水。

环境控制系统：控制机台周围的环境，如温湿度控制，排气等

cmp工序中有哪些参数可以调整？

CMP工序中需要优化许多变量。除了薄膜类型和图案密度等晶圆变量外，CMP 可以控制的参数还包括：时间、压力（施加到晶圆和抛光垫上的力）、抛光头及抛光盘速度、温度、抛光液供给速率、抛光液种类，抛光垫弹性、抛光垫硬度等。

cmp可以抛光哪些材质？

金属材料：包括Al，W,Cu等互连层；Ti，TiN,Ta,TaN等阻挡层。

介质材料：SiO2，PSG,BPSG，SiNx,Al2O3等。

半导体材料：Si,GaN,SiC，GaAs，InP等等

cmp机台贵吗？

贵。2022年，某国产cmp设备厂商，每台8英寸CMP设备售价约1000万元，每台6/8英寸兼容CMP设备售价约1500万元。进口设备价格更贵。

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