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化学机械抛光(CMP)已经被广泛的应用于大规模集成电路的制造中。在铜互连结构中,阻挡层能够抑制铜扩散到介质中去并且提高铜和介质的粘附性,但是由于阻挡层与铜的抛光速率不同,在CMP过程中可能产生各种缺陷,特别是铜缺失,对互连结构的RC产生影响。随着集成度的进一步提高,电路互连的RC延迟问题越来越突出,寻找电阻率更低同时效果更好的阻挡层至关重要。我们实验室报道了CoMo阻挡层,由于CoMo具有和RuTa相类似的结构,并且Co(6.4μΩcm)和Mo (5.3μΩcm具有比Ru(7.2μΩcm)更低的电阻率,与铜的粘附性较好,且可以在其上直接电镀铜,因此被认为是非常有前途的阻挡层。本论文首先参考MIT854图形片,设计并制造了复旦版CMP图形测试片,用于对不同扩散阻挡层的铜互连结构的CMP性能进行研究。图形片包含72个不同的测试结构,可以分别用于表面形貌、电阻、漏电流和电容测试。论文详细地对图形片设计制造的各环节进行了介绍。本论文用所制作的图形片对Ta, Mo和CoMo(原子比1：1)三种铜互连扩散阻挡层结构的抛光后性能进行了比较研究,阻挡层厚度均为30nm。通过扫描电子显微镜、白光干涉仪和原子力显微镜对CoMo、Mo和Ta作为扩散阻挡的铜互连结构的抛光后铜线阵列和槽型结构进行表征,结果显示CoMo和Ta阻挡层结构的铜碟形缺陷较小,使用单种铜抛光液抛光的CoMo样品获得了与用专用抛光液抛光的Ta样品可比的表面平整度,且CoMo样品在铜线宽较大处的表面粗糙度最小电阻测试表明CoMo样品的铜线抛光后深度分布较为均匀,总体表面的平整度良好；同时铜线间介质的侧向漏电流极小,佐证了实验中CoMo样品仅用单步抛光液即可达到同时出去介质上的阻挡层和铜的目的。本论文的研究结果表明：所设计和制造的测试图形片可以用于对化学机械抛光中的各种缺陷进行表征；经过酸性铜抛光液单步抛光的CoMo阻挡层铜互连扩散阻挡层图形结构,具有与Ta阻挡层结构经过两步抛光工艺后可比的局部表面平整度,且其表面粗糙度更小。