随着集成电路芯片特征尺寸的不断缩小,作为实现大尺寸晶圆芯片全局平坦化的唯一关键技术,化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)的作用愈发重要。通过控制阻挡层平坦化去除速率选择比,能有效的修正碟形坑、蚀坑缺陷。目前国际主流65nm阻挡层抛光液,都是以酸性为主,通过添加BTA抑制剂来减少碟形坑、蚀坑延伸。但酸性抛光液效率低、BTA有毒性和难清洗问题愈发严重。因此,对不含BTA和不含高浓度氧化剂的碱性阻挡层抛光液的研究,有着十分重要的意义。本文首先通过阅读大量文献资料,对增溶效应机理,碱性抛光路线和阻挡层相关材料去除机理,以及抛光液中各化学成分作用机理进行研究。其次,设计大量单因素实验,分别研究抛光液中各化学成分,对阻挡层材料Cu、Ta、SiO2介质去除速率影响规律。此外,通过单因素规律实验,选取多组具有优良速率选择比的抛光液配比,进行65nm图形片碟形坑、蚀坑修正实验。结果表明,当配比为20%Si02、1.5ml/LFA/OⅡ螯合剂、0.6 ml/LⅡ型活性剂、4.5 ml/LFA/O J型渗透剂、1.5 ml/L助溶剂和0.5 ml/L H202,获得最优良的材料速率选择比,以及良好的碟形坑、蚀坑修正效果。能够实现抛后,碟形坑、蚀坑深度在几个纳米级别,远低于工业生产要求20nm以内。同时与工艺生产线抛光时间相比,修正实验抛光时间75s,布线层剩余膜厚就已经达到目标值,效率提高了20%。最后,选取具有优良的速率选择比和碟形坑、蚀坑修正效果的抛光液配比,对五种不同厂家硅溶胶进行速率选择比实验。结果表明,在不含氧化剂的情况下,XL型号硅溶胶抛光液速率选择比,符合要求。在添加0.5ml/L浓度H202时,只有扶桑中国NK硅溶胶抛光液,速率选择比符合要求。