化学机械平坦化

化学机械抛光 (CMP) 或平面化是结合化学力和机械力使表面光滑的过程。 它可以被认为是化学蚀刻和自由研磨抛光的混合体。

该工艺使用磨蚀性和腐蚀性化学浆料（通常是胶体）与抛光垫和固定环一起使用，通常直径大于晶圆。 抛光垫和晶圆通过动态抛光头压在一起，并通过塑料固定环固定到位。 动态抛光头以不同的旋转轴旋转（即不同心）。 这会去除材料并趋于平整任何不规则的形貌，从而使晶圆平坦或平坦。 这可能是设置晶圆以形成附加电路元件所必需的。 例如，CMP 可以将整个表面置于光刻系统的景深范围内，或者根据材料的位置选择性地去除材料。 对于最新的 22 纳米技术，典型的景深要求低至埃级别。

大约在 1990 年之前，CMP 被认为太脏而不能用于高精度制造工艺，因为磨损往往会产生颗粒，而磨料本身并非没有杂质。 从那时起，集成电路行业已从铝导体转向铜导体。

这需要开发一种加法图案化工艺，该工艺依赖于 CMP 的独特能力，以平面和均匀的方式去除材料，并在铜和氧化物绝缘层之间的界面处重复停止（有关详细信息，请参见铜互连）。 采用此工艺使 CMP 处理更加广泛。 除了铝和铜，CMP 工艺还被开发用于抛光钨、二氧化硅和（最近的）碳纳米管。

目前在需要优化新技术的抛光过程中出现 CMP 的几个局限性。 特别是，需要改进晶圆计量。 此外，还发现 CMP 工艺存在多种潜在缺陷，包括应力开裂、薄弱界面处的分层以及浆料化学品的腐蚀侵蚀。