集成电路技术节点已经发展到14nm及以下,传统阻挡层材料（Ta/Ta N）出现与铜（Cu）的粘附性变差、可靠性降低等一系列问题已经无法满足阻挡层要求。金属材料钴（Co）具有极低的电阻率和优异的台阶覆盖性,可以有效阻挡铜的扩散,因此在阻挡层材料中发展潜力巨大。但目前关于Co的化学机械平坦化（CMP）研究报道较少,尤其是针对酸性抛光液的研究更加匮乏,对酸性抛光液中Co CMP工艺参数和抛光机理缺少研究。因此本论文优化了Co在酸性抛光液条件下CMP工艺参数,探讨了Co在酸性条件下的抛光机理。本文利用磁控溅射方法沉积了Co薄膜,通过表面轮廓仪和原子力显微镜对比了不同直流功率条件对Co薄膜厚度和均方根（RMS）粗糙度的影响,发现100W和150W两种功率对Co沉积速率影响较小,低功率条件得到的薄膜粗糙度更低。通过研究不同浓度的醋酸和柠檬酸两种络合剂对Co薄膜CMP影响证实了酸性抛光液的可行性,并且发现当醋酸浓度为0.2wt%时可以得到更低的RMS粗糙度,约为5.16nm。之后选择络合能力较好、安全性更高的苹果酸作为络合剂对下压力和转速两种工艺参数进行了优化,并且修订了Preston方程。当抛光液成分为5wt%Si O₂、1wt%H₂O₂和0.05mol/L苹果酸且在p H=5时,在下压力为2psi、转速为60rpm的条件下得到了亚纳米级的RMS粗糙度0.49nm和较快的去除速率327 nm/min。同时研究发现下压力和转速对材料去除速率的影响主要是通过改变抛光液与薄膜间接触量来实现。最后通过开路电位、Tafel曲线和阻抗谱图等电化学方法、电位-p H图以及X射线光电子能谱（XPS）测试对Co在上述抛光液中的抛光机理进行了分析。当p H=5时,Co在氧化剂的作用下其表面会生成一层钝化层减缓金属腐蚀,而络合剂的加入可以有效络合溶液中电离出来的Co²⁺,加强化学腐蚀作用,提高材料去除速率,并推测了可能发生的化学反应方程式。