在完成大块 Metal 4 Cu 沉积后，整个晶圆表面会残留一层厚厚的铜过载层 。此 Cu CMP 步骤的主要目标是去除该大块铜过载层，并实现全局平坦化表面，同时精确地停止在下方的 Ta 基衬垫层上 。在 40nm BSI CMOS 图像传感器集成方案中，MET4 通常作为较高层的布线或配电层，这使得该特定步骤在沟槽尺寸和图案密度分布上，与早期的 Cu CMP 步骤（如 MET1 或 MET2）有着本质区别 。通过清除大块铜并平坦化形貌，该工艺在物理
上隔离了各个互连线，为后续将最终露出下方介电层的 Ta 基衬垫 CMP 步骤做好了准备 。
Cu CMP 的基本机理依赖于表面化学反应与纳米级机械磨损的协同耦合 。最初，抛光液中的化学成分（如氧化剂）与铜表面发生反应，形成一层薄且不易溶解的钝化层 。该化学改性层的机械强度远低于大块铜基底 。在抛光过程中，亚微米磨料颗粒在施加的压力下在晶圆表面滑动，这种滑动摩擦显著降低了诱导塑性变形所需的最大赫兹接触压力 。因此，被削弱的钝化层在纳米尺度上发生选择性的微切削和塑性变形，形成的碎屑随后被络合剂溶解 。宏观材料去除速率由 Preston 方程 ($RR = k \cdot P \cdot V$) 控制，其中 Preston 系数 ($k$) 受到这种循环钝化与去除工艺动力学的强烈调制 。
抛光液化学成分和机械参数的选择取决于在保持高铜去除速率与实现极低缺陷率之间取得平衡的需求 。定制的抛光液系统通常包含氧化剂、用于络合的氨基酸以及特定的盐类，以调节铜的电化学溶解，同时保持对 Ta 基阻挡层极高的选择性 。为了抑制微划痕的形成，抛光液中引入了分散剂；这些试剂吸附在二氧化硅或氧化铝磨料上，提供空间位阻，防止颗粒在剪切条件下发生团聚 。此外，现代 CMP 平台可能利用原位过滤和循环系统来捕获过大的抛光碎屑并动态调节抛光液，从而确保稳定的磨料粒径分布和一致的化学活性 。