化学机械平坦化（简称CMP）是现如今唯一可实现材料表面全局或局部平坦化的关键技术,其直接影响着集成电路多层铜布线结构的发展。阻挡层CMP是整个铜CMP过程中至关重要的一步,直接决定了最后的晶圆表面质量。但在阻挡层CMP过程中会产生碟形坑、蚀坑和划伤等缺陷,其会造成器件失效、良率降低等问题。现如今国际上通用阻挡层抛光液以酸性为主,其会有介质去除速率较低、CMP后腐蚀缺陷较多等问题。而较成熟的碱性抛光液中通常磨料浓度较高且含有氧化剂H2O2和缓蚀剂BTA,其普遍存在抛光液稳定性低、环境污染以及CMP后有机物残留、划伤和颗粒沾污等缺陷增多等问题。同时,针对碟形坑、蚀坑及划伤等缺陷的控制机理研究较少,目前尚需完善。针对以上问题,本论文研究内容如下:（1）在无氧化剂H2O2、无缓蚀剂BTA体系中,研究了低磨料浓度下抛光液组分对阻挡层CMP后碟形坑、蚀坑以及晶圆表面缺陷的影响。研究结果表明,Si O2磨料浓度较高会抑制Cu的去除且不利于缺陷的控制;CAK可通过削弱Si O2磨料和TEOS间静电斥力来促进TEOS去除,进而解决磨料浓度降低后TEOS去除速率较低所导致的碟形坑和蚀坑修正不足的问题。进一步研究发现,FA/O II螯合剂在促进Cu去除的同时却抑制了TEOS的去除,利用介质促进剂CAK和FA/O II螯合剂对Cu和TEOS的促进、抑制作用,可协同控制TEOS和Cu的速率选择比,进而实现对碟形坑和蚀坑修正的控制。实验结果表明,当Si O2磨料、介质促进剂CAK和FA/O II螯合剂分别为8 wt%、1 wt%和0.5 wt%时,阻挡层CMP后碟形坑和蚀坑最小,分别为258（?）和93（?）,晶圆表面缺陷较少。（2）基于活性剂（AEO）浸润性和空间位阻效应改善晶圆表面缺陷的机制,采用单因素和交叉实验等方法,揭示了活性剂和超滤系统通过包裹、渗透吸附作用拦截抛光液中大颗粒进而控制缺陷的协同作用机制。同时提出了一组综合性能较好的新型碱性铜互连阻挡层抛光液配方:8 wt%Si O2磨料、1 wt%CAK、0.5 wt%FA/OⅡ螯合剂和0.5 wt%活性剂（AEO）。（3）研究了低磨料下抛光液超滤工艺对阻挡层CMP后晶圆表面缺陷的影响。研究发现,抛光液经过1μm+0.7μm组合孔径二级超滤后,阻挡层CMP后晶圆表面缺指标满足实际工业生产要求。经线上测试验证后发现,晶圆各项测试参数均优于商用阻挡层抛光液。