随着半导体技术节点的不断向前推进，特别是在40/32nm节点以下，相变存储器被认为最有可能成为新一代非挥发性存储器，然而目前相变存储器面临着RESET电流过高、热稳定较差、相变速度和数据保持力还有待提高等方面问题。为了解决这些问题，在更小技术节点下(40/32nm)，采用体积限制型的相变单元结构必然成为优选的方案，因为这种结构的优点在于它可以提高器件的存储密度、降低器件功耗，提高器件的热稳性。为了去除体积限制型沟槽或者圆孔外多余的相变材料，化学机械抛光技术势必被应用相变单元制造的过程中。因此本论文基于12英寸的实验平台，面向相变存储器的关键制造技术，围绕相变材料化学机械抛光(CMP)技术的实现以及工艺集成进行了深入系统性的研究，取得了以下成果:　　(1)通过采用稀释后GST2001抛光液，对GST的关键抛光工艺参数进行优化，结果显示高抛光头压力(＞1.4psi)和高转速(＞73/70转/分)会使GST的表面质量恶化，但是高的抛光液流量有助于改善表面质量。GST的抛光需要比较温和的工艺参数，如压力1.0 psi，流量500ml/min，转速53/50 rpm的条件下，GST去除速率大于200nm/min，GST/SiO2选择比大于100∶1，抛光后的表面划痕和残留达到最少。　　(2)为了避免图形化GST硅片的过抛或抛光不足，本文首次利用GST与电介质材料的光学反射强度的不同，成功开发GST抛光过程中的终点检测技术。在不同的时间段采用相同条件对沟槽结构的GST进行抛光，即使GST去除速率的波动范围小于50％，采用光学信号的终点检测技术仍然能够捕捉到抛光后终止点，且抛光后不同时间内硅片与硅片之间GST高度和SiO2电介质损失的差异都＜6nm，蝶形坑＜4.5nm。　　(3)通过对沟槽结构（70nm线宽）、TiN回蚀沟槽结构（开口36nm线宽）和W回蚀圆孔结构GST（开口直径70nm）的抛光研究，结果表明采用稀释后GST2001抛光液，在10％的过抛量下，抛光后沟槽结构的GST表面较为干净，GST的高度＞40nm，SiO2高度＞44nm，蝶形坑＜5.0nm。采用GSTi1015抛光液，30％的过抛量条件下，TiN回蚀结构GST和电介质的损失小于3nm，表面无划痕和残留。W回蚀圆孔结构GST和电介质的损失小于3.5nm，蝶形坑＜2.0nm，圆柱孔表面较为干净，无腐蚀现象发生。　　(4)基于弱酸性GST11015抛光液对晶态GST抛光的研究，结果表明晶态GST在30％的过抛量条件下，对于沟槽结构（70nm线宽），抛光后晶态GST的高度＞58nm、SiO2电介质的高度＞62nm、抛光后蝶形坑小于5.0nm，且沟槽表面无残留和划痕，晶态GST几乎未遭受腐蚀。因此采用弱酸性的GST11015具有较好的抛光效果。针对抛光后的沟槽结构GST热稳定性进行验证，结果显示晶态GST与非晶态GST在两种不同温度在350℃和410℃退火30min，相比与非晶态GST，晶态GST并未出现剥落和空洞，提出了采用晶态GST在后续的集成工艺中具有较好热稳定性。　　(5)研究了新型Ti0.4～0.5Sb2Te3(TST)相变材料的抛光，抛光液采用了GST11015。结果显示了抛光后沟槽结构TST和SiO2的高度随着过抛量的增加而减小，但是即使在高达50％过抛量条件下，二者仍能保持较高的高度(＞55nm)，但是较大的过抛量会导致蝶形坑的高度增加，因此优选30％过抛量作为最佳工艺条件。在此条件下，抛光后TST材料表面无划痕和残留，几乎观察不到TST腐蚀现象。对于较窄的沟槽（70nm线宽），抛光后蝶形坑＜6.0nm，电介质损失＜7.0nm。对于较宽的沟槽（130nm线宽），蝶形坑＜13.0nm，电介质损失＜8.0nm。