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[摘 要]本文通过查阅一些文献，简单的介绍了化学机械抛光技术的基本原理，对影响化学机械抛光的主要因素进行了主要分析，并对其研究发展趋势进行了一下展望，以方便读者对化学机械抛光技术进行初步了解。
[关键词]化学机械抛光 抛光液 抛光垫 影响因素 发展趋势
中图分类号：TU31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-322-02
一、CMP作用机理
化学机械抛光（CMP）是由IBM公司于1980年代中期开发出来的[1]。CMP 作用机理从宏观上来讲：将旋转的被抛光晶片压在与其同方向旋转的弹性抛光垫上，而抛光液在晶片与抛光布之间连续流动。上下盘高速反向运转，被抛光晶片表面的反应产物被不断地剥离，反应产物随抛光抛光液带走，新抛光抛光液补充进来。新裸露的晶圆平面又发生化学反应，产物再被剥离下来而循环往复[2]，在衬底、磨粒和化学反应剂的联合作用下，形成超精表面。
要获得品质好的抛光片，必须使抛光过程中的化学腐蚀作用与机械磨削作用达到一种平衡。如果化学腐蚀作用大于机械抛光作用，则会在抛光片表面产生腐蚀坑、桔皮状波纹；反之，机械抛光作用大于化学腐蚀作用则表面产生高损伤层，表面光洁度差，易划伤，抛光过程中易碎片[3]。
二、CMP技术影响因素
2.1 CMP抛光液
CMP的重重中之重是选择一种高质、高效的抛光液。抛光液的成分主要由3部分组成：磨料粒子，成膜剂和助剂，腐蚀介质。磨料粒子通常是采用SiO2、Al2O3、TiO2等，不宜用硬度太高的材料。抛光液的稳定性主要取决于PH、离子强度、压力、温度等。其中PH值选择对硅晶片的CMP有很大的关系。在抛光过程中磨料粒子的尺寸分布、磨料的性能及是否团聚也是CMP研磨浆液稳定的关键。这就要求对磨料处理过滤并细化以减少过程中的缺陷，保持全面平坦化。当然表面活性剂的加入也有利于浆液的稳定性。
SiO2是目前最具代表性的CMP用抛光磨料，已在IC行业的介电薄膜、单晶硅抛光方面得到广泛的应用。SiO2 抛光料的优点是选择性和分散性好，机械磨损性能较好，化学性质较活泼，后清洗过程废液处理较容易，其缺点是硬度较高，易在被抛光物体表面造成不平整，且在抛光抛光液中易产生凝胶现象，对抛光速度的稳定性有不良影响，同时会使被抛光物体表面产生刮伤。SiO2 抛光抛光液的 pH 值、磨料粒径（50～200 nm）与分散度、浓度等都对其抛光效果有很大的影响。目前，对影响 SiO2 抛光抛光液抛光效果（高抛光速率、低表面损伤、高表面平整度、易清洗等）的各种因素（抛光抛光液粒度、PH 值、温度、抛光抛光液流速等）的研究已比较成熟[4]。
2.2 抛光布与抛光垫
抛光布品种很多，大体可分为粗抛布、细抛布 、精抛布等。采用粗抛布配粗抛液抛光时，由于粗抛布较硬，粗抛液中固体颗粒较大，因此抛光速度较快，平行度、平整度也较好，但表面较粗糙，损伤层较严重；采用精抛布配精拋液抛光时，由于精抛布较软，精抛液中固体颗粒较小，因此可以增加光洁度，同时去除粗抛时留下的损伤层。故采用粗精抛相结合的办法，既可保持晶片的平行度、平整度，又可达到去除损伤层及保持硅片表面高光洁度的目的 。
在抛光垫方面，其主要成分为聚氨酯树脂，它们可以做成各种形状以满足各种不同的需要 。抛光垫上有很多小孔，这些小孔有利于输送抛光液和抛光，还可用于将抛光液中的磨蚀粒子送入硅片表面并去除副产品。在使用中，抛光垫在对若干片晶片进行抛光后被研磨得十分平整，同时孔内填满了磨料粒子和片子表面的磨屑聚集物，一旦产生釉化现象，就会使抛光垫失去部分保持研浆的能力，抛光速率也随之下降，同时还会使硅片表面产生划伤，对电路元件造成损伤。因此抛光垫表面须定期地用一个金刚石磨料盘修整，这样便可延长抛光垫的使用寿命。
2.3 PH值的影响
pH值决定了最基本的抛光加工环境，会对表面膜的形成、材料的去除分解及溶解度、抛光液的粘性等方面造成影响。
常用的抛光液分为酸性，碱性两类。酸性抛光液具有可溶性好、酸性范围内氧化剂较多、抛光效率高等优点，常用于抛光金属材料，例如铜、钨、铝、钛等。当pH<7时，随着pH值的增大，由于电化学反应、晶片表面氧化及蚀刻作用减弱，机械摩擦作用占据主导地位，导致抛光效率降低，表面刮痕尺寸增大，所以常用的酸性抛光液的pH最优值为4，常通过加入有机酸来控制。酸性抛光液的缺点是腐蚀性大，对抛光设备要求高，选择性不高，所以常向抛光液中添加抗蚀剂BTA提高选择性，但BTA的加入易降低抛光液的稳定性。
碱性抛光液具有腐蚀性小、选择性高等优点，通常用于抛光非金属材料，例如硅、氧化物及光阻材料等。当pH>7时，随着pH值的增大，表面原子、分子之间的结合力减弱，容易被机械去除，抛光效率提高，但表面刮痕尺寸增大；随着PH值的增加硅的去除率随之增加，但PH值达到12.5以后，表面从疏水性变为亲水性，去除速率出现明显下降，所以碱性抛光液的pH最优值为10- 11.5，常通过向水溶液中加入Na0H、KOH或NH40H来控制。
由于抛光过程中是以化学腐蚀作用为主OH-在抛光过程中起着非常重要的作用，因此要求抛光液的PH稳定。另外，抛光液的PH值的大小要与压力、温度等系数匹配，否则影响抛光速率和表面质量。碱性抛光液的致命缺点是不容易找到在弱碱性中氧化势高的氧化剂，导致抛光效率偏低。碱性抛光液的氧化剂主要有Fe（N03）3、K3Fe（CN）6 NH40H和一些有机碱。另一方面由于各厂家选用的PH值调节剂不同、产物不同，对抛光速率影响也不同。一般在相同PH值下，有机碱的抛光速率大于无机碱的抛光速率。这是因为虽然它们与硅的化学反应相同，但它们于产物SiO32-（或HSiO3-）的作用不大相同，因而产物脱离硅片表面快慢差异很大。氢氧化钠、一氨强碱和多氨弱碱与产物的反应为： 2Na++SiO32-→Na2SiO3 （2.5.1）
R4NOH→RH++ OH- （2.5.2）
2 RH++ SiO32-→（R4N）2SiO3 （2.5.3）NH2-R-NH2+2H2O→HONH3-R-NH3OH→NH3+- R- NH3++2OH- （2.5.4）
（n+1）NH3+- R- NH3++（n+1）SiO32-→- NH3- R- NH3 [- SiO3-NH3- R- NH3]N- SiO3- （2.5.5）
由反应式（2.5.1）、式（2.5.3）和式（2.5.5）可看出，在水溶液中Na+对产物 SiO32-的作用力最弱，二胺弱碱与SiO32-形成高分子聚合物作用力最强。因此，在抛光过程中NaOH、R4NOH、NH2- R- NH2三种试剂对产物Si4+的作用力依次增强，致使产物脱离硅片表面的速度依次加快，使抛光速率依次增大。
2.4 温度的影响
抛光液的温度是影响硅片抛光速率的一个重要参数。由于抛光液的化学特性，升高温度将导致抛光速率的增加。一定范围内硅片的抛光速率与温度成指数关系。温度太高会引起抛光液的过度挥发及快速的化学反应，因而产生不均匀的抛光效果及抛光雾。一般粗抛光时的温度在38～45℃，而精抛光所需温度要更低在20～30℃。通常是利用光学测温器在抛光垫上测量温度。但根据研究计算的结果，抛光垫、抛光液与硅片之间的机械摩擦可使硅片接触点的温度达到500℃以上。
2.5 压力的影响
硅片表面抛光的去除速率主要与压力及转盘的旋转速度有关，根据普莱斯顿（Preston）经验方程式，在温度、抛光液及抛光垫恒定的条件下去除速率可表示为：
虽然随着压力的增加，抛光速率也将增加，因而使得生产成本降低，但是使用过高的压力会导致不均匀、抛光垫磨耗增加、温度控带不好以及出现碎片等缺点。特别是在精抛光过程中，由于压力过高使抛光垫储存抛光液的能力下降，抛光液传输速率降低，有增加表面划伤的危险。因此，选用适当的压力是抛光过程的重要参量之一。
2.6 硅片晶向和掺杂的影响
不同晶向、不同掺杂浓度的硅衬底所得到的抛光速率也是不相同的。Si（111）面为解理面，所以<100>晶向硅片的磨削速率比<111>晶向硅片的慢，但Si（100）面的腐蚀速率比Si（111）面的快两倍左右，因此，为平衡腐蚀速率和磨削速率，可使抛<100>晶向硅片时抛光液的PH值比抛<111>晶向硅片时抛光液的PH值低。相同抛光工艺条件下，<111>晶向的抛光速率要比<100>晶向的慢25%。据报道，当高掺杂硼元素的p型硅片的掺杂浓度超过1×1019cm- 3时，硅的去除速率迅速降低，而对于高掺杂n型硅抛光速率无明显的变化。
2.7 流量的影响
流量是影响抛光速率和抛光质量的另一个重要因素。流量太小，增加了摩擦力，使温度分布不均匀，降低了硅片表面的平坦度。大流量不仅使反应生成物迅速脱离硅片表面，更重要的是降低了由于摩擦产生的热量引起硅片表面局部过高的温度，使硅片表面温度均一性提高，保证了硅片表面的一致性。目前用于Φ200nm抛光片的流量可达到4500ml/min。河北工业大学研发的快启动、高速率工艺技术被多家引进，得到了广泛的应用。但为了快启动，开始启动后，可短时间保持流量以便快速升温保证其完美性。这是因为开始浓度低、温度低达不到反应的临界浓度。
2.8 转盘的旋转速度
根据机器种类和运转情况，上下盘的运转速率对抛光速率和质量也是有一定影响的。增加转盘旋转速度，可以增加抛光速率。如果转速过高，会使得抛光液比较难均匀分布在抛光垫上，且使机械作用过强，易掉片、表面损伤层增大，质量不好。转速慢，则机械作用小，化学反应速率将要大于机械去除产物速率。对于大型抛光机相对转速在100～140rpm为宜，如上转30rpm，下转80rpm時不掉片，质量好，更重要的是考虑硅片各点的线速度要一致，这也是全面平坦化的重要保证。
在 CMP 设备方面，正在由单头、双头抛光机向多头抛光机发展；结构逐步由旋转运动结构向轨道抛光方法和线形抛光技术方面发展；开发带有多种在线检测装置的设备，如组装声学信号、力学信号、薄膜厚度及抛光抛光液性质等在线测量装置，并且结合目前的干进干出要求，将抛光后清洗装置与抛光机集成来进行开发 。
近年来，CMP 技术得到了长足的发展，涌现出了不少新技术，例如：固结磨料化学机械抛光技术、电化学机械平坦化技术、无磨料化学机械抛光技术、无应力抛光技术、接触平坦化技术和等离子辅助化学蚀刻平坦化技术等
在应用方面，CMP 技术已从集成电路的硅晶片、层间介质（ILD）、绝缘体、导体、镶嵌金属 W、Al、 Cu、Au 及多晶硅、硅氧化物沟道等的平面化，拓展至薄膜存贮磁盘、微电子机械系统（MFMS）、陶瓷、磁头、机械磨具、精密阀门、光学玻璃和金属材料等表面加工领域。在 CMP抛光液方面，关键是要开发新型抛光抛光液，特别是复合磨料抛光液，使其能提供高的抛光速率、好的平整度、高的选择性以及利于后续清洗过程，以使磨料粒子不会残留在芯片表面而影响集成电路性能。
尽管 CMP 技术发展的速度很快，但目前对 CMP技术的了解还处于定性的阶段，需要解决的理论及技术问题还很多。如人们对诸如抛光参数（如压力、转速、温度等）对平面度的影响、抛光垫-抛光液-片子之间的相互作用、抛光液化学性质（如组成、pH 值、颗粒度等）对各种 CMP 参数的影响及其机理了解仍然甚少，因而定量确定最佳 CMP 工艺、系统地研究CMP 工艺过程参数、建立完善的 CMP理论模型、满足各种超大型集成电路生产对 CMP 工艺的不同要求，是研究 CMP 技术的重大课题。由于缺乏有效的在线终点检测技术，维持稳定的、一次通过性的生产运转过程还存在困难，因而迫切需要开发实用的在线检测手段。一般在芯片工艺的最后几个阶段也需进行CMP 加工，此时每个芯片的价值已达到数千至数十万美元，因而，芯片表面残留抛光液的清除是CMP 后清洗的主要课题。研制合适的CMP 工艺、抛光设备及抛光液以使去除速度高而稳定、片子的模内均匀性和片内均匀性都理想，且产生的表面缺陷少，是 CMP 技术发展的主要难题。
参考文献：
[1] Michael A. Fury[J]. Solid State Technol.，1997，40（5）：81- 86. materials：US，3170273[P]. 1965- 02- 23.
[2] 陈昭琼. 精细化工产品配方合成及应用[M]. 北京：国防工业出版社，1999.
[3] 廉进卫，张大全. 化学机械抛光液的研究进展[J].化学世界，2006（9）：565- 567.
[4] Liu Yuling，Zhang Kailiang，Wang Fang，et al. Investigation on the final polishing slurry and technique of silicon substrate in ULSI[J]. Microelectronic Engineering，2003，66：438- 444.
[5] 梅燕，韩业斌. 用于超精密硅晶片表面的化学机械抛光（CMP）技术研究[J]. 润滑与密封，2006，9（181）：206- 212.
作者简介：
康洪亮 1987年4月20日生 汉族 籍贯河北深州市 毕业于河北工业大学材料学院 现就职于中国电子科技集团公司第四十六研究所半导体事业部，任助理工程师，主要研究硅、锗等半导体材料。
[关键词]化学机械抛光 抛光液 抛光垫 影响因素 发展趋势
中图分类号：TU31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-322-02
一、CMP作用机理
化学机械抛光（CMP）是由IBM公司于1980年代中期开发出来的[1]。CMP 作用机理从宏观上来讲：将旋转的被抛光晶片压在与其同方向旋转的弹性抛光垫上，而抛光液在晶片与抛光布之间连续流动。上下盘高速反向运转，被抛光晶片表面的反应产物被不断地剥离，反应产物随抛光抛光液带走，新抛光抛光液补充进来。新裸露的晶圆平面又发生化学反应，产物再被剥离下来而循环往复[2]，在衬底、磨粒和化学反应剂的联合作用下，形成超精表面。
要获得品质好的抛光片，必须使抛光过程中的化学腐蚀作用与机械磨削作用达到一种平衡。如果化学腐蚀作用大于机械抛光作用，则会在抛光片表面产生腐蚀坑、桔皮状波纹；反之，机械抛光作用大于化学腐蚀作用则表面产生高损伤层，表面光洁度差，易划伤，抛光过程中易碎片[3]。
二、CMP技术影响因素
2.1 CMP抛光液
CMP的重重中之重是选择一种高质、高效的抛光液。抛光液的成分主要由3部分组成：磨料粒子，成膜剂和助剂，腐蚀介质。磨料粒子通常是采用SiO2、Al2O3、TiO2等，不宜用硬度太高的材料。抛光液的稳定性主要取决于PH、离子强度、压力、温度等。其中PH值选择对硅晶片的CMP有很大的关系。在抛光过程中磨料粒子的尺寸分布、磨料的性能及是否团聚也是CMP研磨浆液稳定的关键。这就要求对磨料处理过滤并细化以减少过程中的缺陷，保持全面平坦化。当然表面活性剂的加入也有利于浆液的稳定性。
SiO2是目前最具代表性的CMP用抛光磨料，已在IC行业的介电薄膜、单晶硅抛光方面得到广泛的应用。SiO2 抛光料的优点是选择性和分散性好，机械磨损性能较好，化学性质较活泼，后清洗过程废液处理较容易，其缺点是硬度较高，易在被抛光物体表面造成不平整，且在抛光抛光液中易产生凝胶现象，对抛光速度的稳定性有不良影响，同时会使被抛光物体表面产生刮伤。SiO2 抛光抛光液的 pH 值、磨料粒径（50～200 nm）与分散度、浓度等都对其抛光效果有很大的影响。目前，对影响 SiO2 抛光抛光液抛光效果（高抛光速率、低表面损伤、高表面平整度、易清洗等）的各种因素（抛光抛光液粒度、PH 值、温度、抛光抛光液流速等）的研究已比较成熟[4]。
2.2 抛光布与抛光垫
抛光布品种很多，大体可分为粗抛布、细抛布 、精抛布等。采用粗抛布配粗抛液抛光时，由于粗抛布较硬，粗抛液中固体颗粒较大，因此抛光速度较快，平行度、平整度也较好，但表面较粗糙，损伤层较严重；采用精抛布配精拋液抛光时，由于精抛布较软，精抛液中固体颗粒较小，因此可以增加光洁度，同时去除粗抛时留下的损伤层。故采用粗精抛相结合的办法，既可保持晶片的平行度、平整度，又可达到去除损伤层及保持硅片表面高光洁度的目的 。
在抛光垫方面，其主要成分为聚氨酯树脂，它们可以做成各种形状以满足各种不同的需要 。抛光垫上有很多小孔，这些小孔有利于输送抛光液和抛光，还可用于将抛光液中的磨蚀粒子送入硅片表面并去除副产品。在使用中，抛光垫在对若干片晶片进行抛光后被研磨得十分平整，同时孔内填满了磨料粒子和片子表面的磨屑聚集物，一旦产生釉化现象，就会使抛光垫失去部分保持研浆的能力，抛光速率也随之下降，同时还会使硅片表面产生划伤，对电路元件造成损伤。因此抛光垫表面须定期地用一个金刚石磨料盘修整，这样便可延长抛光垫的使用寿命。
2.3 PH值的影响
pH值决定了最基本的抛光加工环境，会对表面膜的形成、材料的去除分解及溶解度、抛光液的粘性等方面造成影响。
常用的抛光液分为酸性，碱性两类。酸性抛光液具有可溶性好、酸性范围内氧化剂较多、抛光效率高等优点，常用于抛光金属材料，例如铜、钨、铝、钛等。当pH<7时，随着pH值的增大，由于电化学反应、晶片表面氧化及蚀刻作用减弱，机械摩擦作用占据主导地位，导致抛光效率降低，表面刮痕尺寸增大，所以常用的酸性抛光液的pH最优值为4，常通过加入有机酸来控制。酸性抛光液的缺点是腐蚀性大，对抛光设备要求高，选择性不高，所以常向抛光液中添加抗蚀剂BTA提高选择性，但BTA的加入易降低抛光液的稳定性。
碱性抛光液具有腐蚀性小、选择性高等优点，通常用于抛光非金属材料，例如硅、氧化物及光阻材料等。当pH>7时，随着pH值的增大，表面原子、分子之间的结合力减弱，容易被机械去除，抛光效率提高，但表面刮痕尺寸增大；随着PH值的增加硅的去除率随之增加，但PH值达到12.5以后，表面从疏水性变为亲水性，去除速率出现明显下降，所以碱性抛光液的pH最优值为10- 11.5，常通过向水溶液中加入Na0H、KOH或NH40H来控制。
由于抛光过程中是以化学腐蚀作用为主OH-在抛光过程中起着非常重要的作用，因此要求抛光液的PH稳定。另外，抛光液的PH值的大小要与压力、温度等系数匹配，否则影响抛光速率和表面质量。碱性抛光液的致命缺点是不容易找到在弱碱性中氧化势高的氧化剂，导致抛光效率偏低。碱性抛光液的氧化剂主要有Fe（N03）3、K3Fe（CN）6 NH40H和一些有机碱。另一方面由于各厂家选用的PH值调节剂不同、产物不同，对抛光速率影响也不同。一般在相同PH值下，有机碱的抛光速率大于无机碱的抛光速率。这是因为虽然它们与硅的化学反应相同，但它们于产物SiO32-（或HSiO3-）的作用不大相同，因而产物脱离硅片表面快慢差异很大。氢氧化钠、一氨强碱和多氨弱碱与产物的反应为： 2Na++SiO32-→Na2SiO3 （2.5.1）
R4NOH→RH++ OH- （2.5.2）
2 RH++ SiO32-→（R4N）2SiO3 （2.5.3）NH2-R-NH2+2H2O→HONH3-R-NH3OH→NH3+- R- NH3++2OH- （2.5.4）
（n+1）NH3+- R- NH3++（n+1）SiO32-→- NH3- R- NH3 [- SiO3-NH3- R- NH3]N- SiO3- （2.5.5）
由反应式（2.5.1）、式（2.5.3）和式（2.5.5）可看出，在水溶液中Na+对产物 SiO32-的作用力最弱，二胺弱碱与SiO32-形成高分子聚合物作用力最强。因此，在抛光过程中NaOH、R4NOH、NH2- R- NH2三种试剂对产物Si4+的作用力依次增强，致使产物脱离硅片表面的速度依次加快，使抛光速率依次增大。
2.4 温度的影响
抛光液的温度是影响硅片抛光速率的一个重要参数。由于抛光液的化学特性，升高温度将导致抛光速率的增加。一定范围内硅片的抛光速率与温度成指数关系。温度太高会引起抛光液的过度挥发及快速的化学反应，因而产生不均匀的抛光效果及抛光雾。一般粗抛光时的温度在38～45℃，而精抛光所需温度要更低在20～30℃。通常是利用光学测温器在抛光垫上测量温度。但根据研究计算的结果，抛光垫、抛光液与硅片之间的机械摩擦可使硅片接触点的温度达到500℃以上。
2.5 压力的影响
硅片表面抛光的去除速率主要与压力及转盘的旋转速度有关，根据普莱斯顿（Preston）经验方程式，在温度、抛光液及抛光垫恒定的条件下去除速率可表示为：
虽然随着压力的增加，抛光速率也将增加，因而使得生产成本降低，但是使用过高的压力会导致不均匀、抛光垫磨耗增加、温度控带不好以及出现碎片等缺点。特别是在精抛光过程中，由于压力过高使抛光垫储存抛光液的能力下降，抛光液传输速率降低，有增加表面划伤的危险。因此，选用适当的压力是抛光过程的重要参量之一。
2.6 硅片晶向和掺杂的影响
不同晶向、不同掺杂浓度的硅衬底所得到的抛光速率也是不相同的。Si（111）面为解理面，所以<100>晶向硅片的磨削速率比<111>晶向硅片的慢，但Si（100）面的腐蚀速率比Si（111）面的快两倍左右，因此，为平衡腐蚀速率和磨削速率，可使抛<100>晶向硅片时抛光液的PH值比抛<111>晶向硅片时抛光液的PH值低。相同抛光工艺条件下，<111>晶向的抛光速率要比<100>晶向的慢25%。据报道，当高掺杂硼元素的p型硅片的掺杂浓度超过1×1019cm- 3时，硅的去除速率迅速降低，而对于高掺杂n型硅抛光速率无明显的变化。
2.7 流量的影响
流量是影响抛光速率和抛光质量的另一个重要因素。流量太小，增加了摩擦力，使温度分布不均匀，降低了硅片表面的平坦度。大流量不仅使反应生成物迅速脱离硅片表面，更重要的是降低了由于摩擦产生的热量引起硅片表面局部过高的温度，使硅片表面温度均一性提高，保证了硅片表面的一致性。目前用于Φ200nm抛光片的流量可达到4500ml/min。河北工业大学研发的快启动、高速率工艺技术被多家引进，得到了广泛的应用。但为了快启动，开始启动后，可短时间保持流量以便快速升温保证其完美性。这是因为开始浓度低、温度低达不到反应的临界浓度。
2.8 转盘的旋转速度
根据机器种类和运转情况，上下盘的运转速率对抛光速率和质量也是有一定影响的。增加转盘旋转速度，可以增加抛光速率。如果转速过高，会使得抛光液比较难均匀分布在抛光垫上，且使机械作用过强，易掉片、表面损伤层增大，质量不好。转速慢，则机械作用小，化学反应速率将要大于机械去除产物速率。对于大型抛光机相对转速在100～140rpm为宜，如上转30rpm，下转80rpm時不掉片，质量好，更重要的是考虑硅片各点的线速度要一致，这也是全面平坦化的重要保证。
在 CMP 设备方面，正在由单头、双头抛光机向多头抛光机发展；结构逐步由旋转运动结构向轨道抛光方法和线形抛光技术方面发展；开发带有多种在线检测装置的设备，如组装声学信号、力学信号、薄膜厚度及抛光抛光液性质等在线测量装置，并且结合目前的干进干出要求，将抛光后清洗装置与抛光机集成来进行开发 。
近年来，CMP 技术得到了长足的发展，涌现出了不少新技术，例如：固结磨料化学机械抛光技术、电化学机械平坦化技术、无磨料化学机械抛光技术、无应力抛光技术、接触平坦化技术和等离子辅助化学蚀刻平坦化技术等
在应用方面，CMP 技术已从集成电路的硅晶片、层间介质（ILD）、绝缘体、导体、镶嵌金属 W、Al、 Cu、Au 及多晶硅、硅氧化物沟道等的平面化，拓展至薄膜存贮磁盘、微电子机械系统（MFMS）、陶瓷、磁头、机械磨具、精密阀门、光学玻璃和金属材料等表面加工领域。在 CMP抛光液方面，关键是要开发新型抛光抛光液，特别是复合磨料抛光液，使其能提供高的抛光速率、好的平整度、高的选择性以及利于后续清洗过程，以使磨料粒子不会残留在芯片表面而影响集成电路性能。
尽管 CMP 技术发展的速度很快，但目前对 CMP技术的了解还处于定性的阶段，需要解决的理论及技术问题还很多。如人们对诸如抛光参数（如压力、转速、温度等）对平面度的影响、抛光垫-抛光液-片子之间的相互作用、抛光液化学性质（如组成、pH 值、颗粒度等）对各种 CMP 参数的影响及其机理了解仍然甚少，因而定量确定最佳 CMP 工艺、系统地研究CMP 工艺过程参数、建立完善的 CMP理论模型、满足各种超大型集成电路生产对 CMP 工艺的不同要求，是研究 CMP 技术的重大课题。由于缺乏有效的在线终点检测技术，维持稳定的、一次通过性的生产运转过程还存在困难，因而迫切需要开发实用的在线检测手段。一般在芯片工艺的最后几个阶段也需进行CMP 加工，此时每个芯片的价值已达到数千至数十万美元，因而，芯片表面残留抛光液的清除是CMP 后清洗的主要课题。研制合适的CMP 工艺、抛光设备及抛光液以使去除速度高而稳定、片子的模内均匀性和片内均匀性都理想，且产生的表面缺陷少，是 CMP 技术发展的主要难题。
参考文献：
[1] Michael A. Fury[J]. Solid State Technol.，1997，40（5）：81- 86. materials：US，3170273[P]. 1965- 02- 23.
[2] 陈昭琼. 精细化工产品配方合成及应用[M]. 北京：国防工业出版社，1999.
[3] 廉进卫，张大全. 化学机械抛光液的研究进展[J].化学世界，2006（9）：565- 567.
[4] Liu Yuling，Zhang Kailiang，Wang Fang，et al. Investigation on the final polishing slurry and technique of silicon substrate in ULSI[J]. Microelectronic Engineering，2003，66：438- 444.
[5] 梅燕，韩业斌. 用于超精密硅晶片表面的化学机械抛光（CMP）技术研究[J]. 润滑与密封，2006，9（181）：206- 212.
作者简介：
康洪亮 1987年4月20日生 汉族 籍贯河北深州市 毕业于河北工业大学材料学院 现就职于中国电子科技集团公司第四十六研究所半导体事业部，任助理工程师，主要研究硅、锗等半导体材料。