最早的CMP技術(shù)是由IBM公司于80年代中期利用Strasbaugh公司的拋光機(jī)在East Fishkill工廠進(jìn)行工藝的開發(fā)。1988年，IBM開始將CMP工藝用于4MDRAM器件的制造。到1990年，IBM公司便向Micron Technology公司出售了采用CMP技術(shù)的4MDRAM工藝。此后不久，又與Motorola公司合作，共同進(jìn)入為蘋果計算機(jī)公司生產(chǎn)PC機(jī)器件的行列。從此各種邏輯電路和存儲器便以不同的發(fā)展規(guī)模走向CMP。到1994年，隨著0.5μm器件的批量生產(chǎn)和0.35μm工藝的開發(fā)，CMP工藝便逐漸進(jìn)入生產(chǎn)線，設(shè)備市場初步形成。

CMP技術(shù)發(fā)展歷程可以分為三個階段：第一階段為銅工藝以前。在銅布線工藝之前，CMP主要研磨的材料為鎢和氧化物；第二階段為1997年～2000年。在進(jìn)入金屬雙嵌工藝之后，研磨材料從二氧化硅拓展到氟硅酸鹽玻璃(FSG),這個階段也對應(yīng)于從0.25μm進(jìn)入0.13μm工藝；第三階段是采用銅互連和低K介質(zhì)時期。CMP研磨對象主要為內(nèi)部互連層和淺溝道隔離(STI)層。研磨的材料為銅和介質(zhì)材料。目前，CMP技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成以化學(xué)機(jī)械拋光為主體，集成在線檢測、清洗、干燥等技術(shù)于一體的化學(xué)機(jī)械平坦化技術(shù)。

國外主流化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）供應(yīng)商主要有Applied Material、Peter wolters、Ebara、Novellus、Speedfam-IPEC和東京精密六家，推出的CMP設(shè)備主要針對大尺寸（200mm～300mm）硅片加工和集成電路制造（90nm節(jié)點(diǎn)以下）銅互連工藝領(lǐng)域。目前，國際上推出的300mmCMP產(chǎn)品有：Applied material的ReflexionTM系列，Peter wolters的Apollo PM300型，Ebara的FREX300型、Novellus的XcedaTM系列和Speedfam-IPEC的Momentum 300TM設(shè)備。其中，Applied material、Novellus的CMP設(shè)備主要應(yīng)用在IC制造銅互連工藝領(lǐng)域。Peter wolters和Speedfam-IPEC的CMP設(shè)備在硅片加工領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍。

美國Applied material

美國應(yīng)用材料公司是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，也是目前國際上最大的CMP設(shè)備供應(yīng)商，占據(jù)著國際上60%以上的CMP市場。Applied Material公司于1997年推出其第一臺Mirra CMP產(chǎn)品，之后憑借其全球服務(wù)和性能保證資源優(yōu)勢，通過兼并Obsidian公司，在短短5-6年內(nèi)，便向市場出售了1000多臺CMP設(shè)備，一躍成為CMP設(shè)備市場的霸主。Applied Material公司專注于旋轉(zhuǎn)型CMP設(shè)備，常采用氧化鈰(Ce)研磨液，在STI CMP工藝方面已經(jīng)成熟。其在用于IC制造的銅CMP市場中已占據(jù)80％的份額。AM公司最新的Reflexion LK是其的升級產(chǎn)品，采用了澤天傳感更靈活的設(shè)計平臺，是針對130nm－65nm的量產(chǎn)設(shè)備。

圖1 Applied Materials公司ReflexionTM-LK 300型設(shè)備外型圖

德國Peter wolters

Peter wolters為歐洲知名的半導(dǎo)體設(shè)備制造商，一直專注于CMP設(shè)備的研發(fā)，在硅材料CMP領(lǐng)域有著獨(dú)特的設(shè)計和理解。Peter wolters公司生產(chǎn)的CMP設(shè)備主要有：PM200-Apollo、PM 200 GEMINI、PM300-Apollo、HFP 200、HFP 300等。均為旋轉(zhuǎn)式CMP設(shè)備，其中PM300-Apollo型為300mm硅片CMP加工設(shè)備，可根據(jù)不同配置實(shí)現(xiàn)“干進(jìn)濕出”或“干進(jìn)干出”的功能。HFP 300為Peter wolters開發(fā)的最新的300mm硅片加工設(shè)備，生產(chǎn)效率更高一些。

圖2 Peter Wolters公司HFP300型設(shè)備外型圖

日本荏原（Ebara）制造所

日本荏原（Ebara）的旋轉(zhuǎn)式CMP拋光設(shè)備近幾年一致保持著全球第二的銷售量。主要的設(shè)備型號有F*REX200型、F*REX300型。其中FREX300型是針對300mm的IC制造設(shè)備。同時，該公司正將電場研磨技術(shù)、蝕刻技術(shù)和超純水研磨液技術(shù)用于65nm節(jié)點(diǎn)的Cu／LK的低壓化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備開發(fā)。到目前為止，該公司已出售800多臺200mm圓片CMP設(shè)備，100多臺300mm圓片CMP設(shè)備。

圖3 日本荏原（Ebara）制造的F*REX300型設(shè)備外型圖

以上三家國際主流設(shè)備性能配置見表1。從表中可以發(fā)現(xiàn)，不同公司的產(chǎn)品，技術(shù)參數(shù)與配置大同小異,這說明CMP工藝已相對成熟，比較穩(wěn)定。