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       CMP化学机械研磨抛光

       CMP（Chemical Mechanical Polishing）其实为化学与机械研磨（C&MP）的意思，化学作用与机械作用平等。

       目前CMP已成为半导体制程主流，其重要的原因主要有二：

       1.为了缩小芯片面积，因此采用集成度高、细线化的多层金属互连线（七层以上），因线宽极细，且需多层堆叠，故光刻制程即为一关键步骤。若晶圆表面凹凸不平，平坦度差，则会影响光刻精确度，因此需以CMP达成晶圆上金属层间之全面平坦化（Global Planarization）。

       2.为了降低元件之电阻电容延迟（RC Delay），提高运算速度，因此将内联机由电阻系数较高之铝改为较低之铜。但铜不易产生高挥发性之化合物，以目前技术，不易进行量产之等离子蚀刻，所以目前多采镶嵌制程，即先在绝缘层上定义所需图案，再沉积铜金属，最后再以CMP将多余铜金属磨除。

       机械研磨与化学作用，而达成磨平晶圆上之金属层、阻障层、绝缘层。晶圆上不平表面与研磨垫（Pad）互相接触研磨，两者之间并添加由酸性或碱性研磨液（Solution）与超细固体研磨粒（Abrasive）组成之研磨浆（Sluny）。藉由研磨粒之「机械」研磨磨与研磨液之「化学」作用，二种作用同时进行，而将不平表面去除，使表面平坦。

       CMP主要消耗品为载具膜（Carrier Film）、研磨垫pad及研磨浆slurry。广义CMP包含CMP后清洁（Post-CMP Cleaning）。

       机台已演进至第三代，实际之机台结构、研磨垫设计，各家不同，呈多元化发展。由第一代演进至目前第三代，上、下模块皆可同时进行自轴自旋（Rotate）与绕环形轨道回转（Orbit），且研磨浆由下而上，直接与晶圆朝下与之研磨面接触。
基础理论公式——普瑞斯顿公式
       研磨机台早在公元1980年代便由美国IBM公司发展并应用于集成电路制程。其理论公式主要仍以普瑞斯顿（Preston）在公元1927年导出之公式为主。此公式导出研磨速率正比于研磨压力与晶圆相对移动速度。公式如下：
R=KPvR:研磨速率；R＝△T/ △t，单位时间厚度之变化。K: Preston参数。p:施加于晶圆之下压力（Down Force）；P = f/A，单位晶圆面积所受向下施力。v:晶圆对研磨垫对线性移动速度；v＝△d/△t，单位时间晶圆对研磨垫相对移动之距离。
符合实际状况修正式如下：
       R=(K'P+B)v+Rc K'：修正后之Preston参数，K '< K。B：贡献研磨速率R之「非压力」修正参数，主要源自v。Rc：纯化学作用贡献的研磨速率。相当于点斜式Y = mx+b之截距b。