CMP（化學機械拋光）技術作為半導體制造中的關鍵工藝環節，其核心設備CMP拋光機的類型劃分直接影響芯片制造的精度與效率。根據拋光原理、應用場景及技術特點，當前主流的CMP拋光機可分為以下幾大類型：
一、按工作臺結構分類
1. 旋轉式拋光機
采用旋轉工作臺設計，晶圓通過真空吸附固定在承載頭上，與旋轉的拋光墊接觸并施加壓力。典型代表如應用材料公司的Reflexion系列，其優勢在于穩定性高、工藝成熟，適用于28nm以上制程的批量生產。但高速旋轉帶來的邊緣效應可能導致晶圓邊緣過度拋光（Edge Over-Erosion），需通過動態壓力調節技術補償。
2. 線性拋光機
以Ebara的Linear Motion CMP為代表，采用直線往復運動拋光墊，晶圓沿線性軌道移動。這種設計能顯著降低離心力影響，特別適合大尺寸晶圓（如12英寸）的平坦化處理，對3D NAND存儲器中高深寬比結構的拋光更具優勢。東京電子（TEL）的線性拋光機甚至可實現0.1nm級別的表面粗糙度控制。
二、按拋光頭數量分類
1. 單頭拋光機
基礎型配置，單個拋光頭依次處理晶圓不同區域，設備成本較低但效率受限，多用于研發或小批量生產。例如ASML旗下HMI的檢測專用拋光機，專門用于光罩修復前的局部平坦化。
2.多頭并聯系統
現代量產線主流配置，如Lam Research的Sabre 3D系統配備4-6個獨立拋光頭，支持多片晶圓同步處理，產能可達每小時120片以上。各拋光頭可獨立調節壓力、轉速等參數，滿足FinFET晶體管中銅互連與介質層的差異化拋光需求。
三、按工藝介質分類
1. 酸性拋光系統
主要針對金屬層（銅、鎢）拋光，采用含氧化劑（如H2O2）的酸性漿料。以KLA的ICOS系列為例，其專利的終點檢測系統可實時監控金屬層厚度，精度達±2nm。但酸性環境對設備耐腐蝕性要求極高，需采用陶瓷材質流體管路。
2. 堿性拋光系統
適用于硅、氧化物等非金屬材料，使用膠體二氧化硅堿性漿料。日本荏原制造的堿性拋光機配備pH值閉環控制系統，能維持漿料活性穩定性，在淺溝槽隔離（STI）工藝中可將不均勻性控制在3%以內。
四、特殊功能機型
1. 3D IC專用拋光機
針對芯片堆疊技術開發的TSV（硅通孔）拋光機，如Applied Materials的Symphony平臺，整合了電化學機械拋光（ECMP）模塊，能同步處理通孔內外的銅鍍層，實現10:1深寬比結構的無空洞填充。
2. 邊緣聚焦拋光機
解決晶圓邊緣3mm區域缺陷問題的專用設備，DISCO的EG系列采用激光測距反饋系統，配合微型拋光頭對邊緣區域進行二次精修，使邊緣納米形貌誤差降低80%。
3. 干式拋光機
新興的等離子體輔助拋光（PAP）設備，如EV Group的LTPS系統，通過等離子體活化表面替代傳統漿料，適用于超薄芯片（<50μm）加工，避免液體滲透導致的層間剝離。
五、智能化發展趨勢
最新一代拋光機普遍集成AI控制系統，如ASMPT的智能拋光平臺搭載多光譜傳感器，可實時分析拋光墊磨損狀態并預測更換周期。東京電子開發的虛擬計量模塊，更能在拋光過程中模擬剩余膜厚分布，提前調整工藝參數。
從技術演進看，CMP設備正朝著"更精密、更智能、更專用"方向發展。7nm以下制程對拋光均勻性的要求已進入原子級尺度，未來可能涌現更多革命性設計，如量子點輔助拋光或磁場調控拋光等創新方案。而隨著chiplet技術的普及，對異質材料界面拋光的需求也將催生新型復合拋光系統。
