CMP（Chemical Mechanical Polishing／化学機械研磨）は、研磨剤（スラリー）と研磨パッドを用いて、ウェハ表面を化学的作用と機械的作用の組み合わせでナノメートルレベルまで平坦化するプロセスです。多層配線構造を持つ現代の半導体デバイスを製造する上で、層間絶縁膜・金属配線・ゲート電極の平坦化に不可欠な工程です。
CMPの原理は、ウェハを研磨ヘッドに固定してパッドに押し付け、スラリーを供給しながら回転させることで表面の凸部を優先的に削り取ることです。スラリーは砥粒（シリカやセリアなど）と化学薬剤（pH調整剤、酸化剤、界面活性剤）の混合液で、化学反応によって材料表面を軟化させ、機械的研磨を助けます。
主な適用工程は、浅溝素子分離（STI）形成後のSiO₂平坦化、銅ダマシン配線形成（過剰な銅とバリアメタルの除去）、多層配線間の絶縁膜（ILD）平坦化、ゲート後平坦化（CMP after gate-last）などです。特に銅配線を採用するデバイスでは、CMPなしにはダマシン法による多層配線形成が不可能です。
CMPでの重要な制御パラメータは、研磨速度（除去速度）、選択比（異なる材料間の研磨速度の比）、ディッシング（配線中央部の過剰研磨）、エロージョン（密な配線パターン部の過剰研磨）などです。これらの不均一性はデバイス特性のばらつきに直結するため、スラリー設計と研磨条件の精密な最適化が必要です。
先端ロジック（3〜5nm）では、Hi-kメタルゲート（HKMG）工程でのゲートメタルCMPや、ナノシート（GAA）形成のためのSiGe選択除去CMPなど、高難度の新規CMP工程が増加しています。主要装置メーカーはApplied Materials（Reflexion系）、荏原製作所（FREX系）、KCTechです。