集成电路制造过程中,多层铜布线每一层均需采用化学机械抛光（CMP）技术进行平坦化。当极大规模集成电路（GLSI）特征尺寸降低至14 nm及以下,因涉及新阻挡层材料钴和新工艺“一步抛光”引入,给铜膜抛光带来了极大的挑战。抛光液中添加剂的协同作用是实现铜膜平坦化的关键,因此,添加剂的选择及作用机理研究尤为重要。为满足低技术节点下工业制造对铜膜抛光中高铜/钴去除速率选择比和平坦化的要求,本文对铜膜抛光液中主要添加剂进行了优选,并对其作用机理进行了系统研究,该研究对推动抛光液国产化具有重要的理论指导意义。具体成果如下:1.针对14 nm铜膜CMP铜/钴去除速率选择比较低的问题,依据添加剂的机械效应和化学反应,提出调节抛光液基础组分浓度的方法优化铜/钴去除速率选择比。实验结果表明:抛光液p H值为10,磨料二氧化硅（Si O2）浓度为0.5 wt%,氧化剂过氧化氢（H2O2）浓度为20 ml/L,抑制剂1,2,4-三氮唑（TAZ）浓度为400 ppm时,铜/钴去除速率选择比最高（102:1）,且抛光液可至少稳定7天。2.针对“一步抛光”后铜膜表面一致性及表面形貌较差的问题,依据表面活性剂的浸润及吸附原理,提出选择最佳表面活性剂改善表面质量。实验结果表明,表面活性剂JFCE比FA/O II更有利于钴的抑制、铜表面质量及抛光液稳定性的提高。由于JFCE在铜/钴表面的物理或化学吸附降低了表面腐蚀,增强了铜表面的亲水性,实现了较低的非均匀性（Unformity=10.07%）和较高的表面质量（Sq=1.25 nm,1.37 nm）。3.针对铜膜CMP钴的去除速率难抑制及铜表面平坦化难实现的问题,依据肌氨酸的物理吸附及双络合竞争性质,提出添加肌氨酸作为钴的抑制剂和铜的辅助络合剂的方法。实验结果表明,肌氨酸通过与钴的化学反应和物理吸附,动静态条件下实现了对表面腐蚀的抑制（腐蚀面积减小到11.6%）。通过络合与吸附特性有效地提高了铜表面凸凹去除速率差。实现了较高的铜/钴去除速率选择比（137:1）与较好的台阶修正。在此基础上,结合抑制剂苯并三氮唑（BTA）与TAZ的复配协同,实现了钴基铜互连图形片台阶高度的有效控制。此研究为铜膜CMP中阻挡层钴提供了新型的缓蚀剂,同时为肌氨酸在铜膜CMP中的应用提供了理论指导。