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化学机械抛光(CMP)作为唯一可以实现全局与局部平整度的抛光加工技术在集成电路(IC)制造领域被广泛应用。CMP过程极其复杂,影响抛光结果的因素众多。其中,晶圆下方的流体压力和界面的摩擦特性是影响材料去除率(MRR)和片内不均匀性(WIWNU)的关键因素,并且随着电路特征尺寸的减小和晶圆尺寸的增大,两者对抛光效果的影响变得更加显著。因而,对CMP过程流体压力和摩擦特性的研究对实现高效、超平坦、无损伤的抛光加工有着十分重要的意义。鉴于工艺实验等传统研究方法进行CMP机理研究和工艺优化周期长耗资大的缺点,本文建立基于混合软弹流润滑(EHL)的CMP理论模型,并将其应用于CMP过程流体压力和摩擦特性的研究中。论文的主要研究工作为：(1)建立了考虑抛光垫表面粗糙效应、微凸体变形效应和晶圆受力平衡的混合EHL模型,并在该模型中考虑了不同的抛光垫模型。不同抛光垫模型的模拟结果显示抛光垫变形和流体压力分布的区别主要在晶圆的边缘区域,层状弹性体模型比弹性地基模型能够更好地预测晶圆边缘区域的情况。平晶圆下方的流体压力以负压为主,分析认为晶圆受到摩擦力作用产生了朝向入口区方向的倾斜是导致流体负压产生的主要原因。数值模拟结果为CMP过程流体压力相关研究中负压主导的实验结果提供了理论支撑。(2)基于多层次子模块技术,使用C++和Fortran混合编程,为CMP数值模拟过程搭建了易用性和可拓展性良好的软件框架。(3)研究晶圆轮廓面形对CMP过程的影响,模拟结果表明：凹面更倾向于形成负压主导的流体压力,凸面更容易形成正压主导的流体压力。模拟结果与相关实验研究中的结论一致。(4)研究保持环对CMP过程的影响,结果显示：保持环的存在显著阻碍了晶圆下方的抛光液流动；与第一代抛光头相比,第二代抛光头的可控性更好,更有利于实现晶圆表面均匀的材料去除。并且研究了相对速度、抛光压力等工艺参数对流体压力和摩擦特性的影响。(5)研究CMP过程中的摩擦行为特性。通过摩擦力测量实验,确定了实际CMP过程中摩擦系数随转速升高而减小的现象。为解释实验现象与混合EHL模型模拟结果的矛盾,在COMSOL中建立了单个微凸体的接触润滑模型,得到了单个微凸体接触区域的流体压力分布,分析结果表明微凸体接触区域的平均流体压力会表现为正压。