CMP 研磨液(CMP Slurry)是在化學機械研磨(CMP)製程中,與研磨墊一起用於晶圓表面平坦化的研磨液。由奈米尺寸的磨粒(研磨粒子)與化學藥劑精密混合而成,透過機械研磨(磨粒的刮削研磨)與化學溶解(藥劑使材料軟化・溶解)的加乘效果,使晶圓表面達到超平坦化。
CMP 研磨液的主要成分為:(1)研磨粒子(磨粒):二氧化矽(SiO₂)、氧化鈰(CeO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)等奈米粒子(粒徑約 10~100nm),(2)化學藥劑:pH 調整劑(酸・鹼)、氧化劑(H₂O₂ 等)、錯合劑、界面活性劑、防蝕劑等。研磨液的組成會依各種材料與用途精密最佳化。
CMP 研磨液的種類因研磨對象材料而大不相同。氧化膜(SiO₂)CMP 用研磨液一般為氧化鈰粒子+鹼性藥液,要求高選擇比(SiO₂ 對 SiN)。銅(Cu)CMP 用研磨液為二氧化矽粒子+H₂O₂+防蝕劑(BTA:benzotriazole)的組合,課題是兼顧高研磨速率與低碟陷(dishing)・侵蝕(erosion)。鎢(W)CMP 用研磨液則為氧化鋁粒子+氧化劑系。
在先進節點(5nm 以下),研磨對象日趨多樣與複雜,對研磨液的要求也更高。High-k/金屬閘極 CMP 需要能對 SiO₂・SiN 選擇性研磨 HfO₂・TiN・Ta 等材料的研磨液。此外,研磨後表面粗糙度(Ra<0.1nm)、碟陷(<5nm)與奈米刮傷的管理直接關係到良率。
CMP 研磨液市場的主要廠商有 Entegris(收購 Cabot Microelectronics 後全球市占最大)、CMC Materials(與 Inpria 合併)、昭和電工材料(日立化成)、Fujimi Incorporated、AGC(原旭硝子)等。使用後研磨液的廢液處理與回收,在環境與成本面也是重要的課題。