化学机械抛光(CMP)是集成电路芯片制造过程中必不可少的工序,也是唯一可实现全局平坦化的表面处理技术。通过电化学理论及测试等手段可以深入研究不同金属的CMP电化学行为,认识芯片材料的去除机理,为CMP工艺的精确控制提供理论依据。随着IC工业的快速发展,CMP的去除机理已经成为国内外学者的研究热点。而目前要开展该方面的研究,国内尚无自行研制的带电化学测试的CMP试验台,往往需要进口国外价格不菲的实验设备。因此本文的研究目的就是开发一种专用的CMP电化学测试试验台。本文通过对CMP运动机理的研究,优化确定了试验台的结构参数和运动参数。研究结果表明:当设备选择较大的偏心距,抛光头和抛光盘采用相同转速时,能够获得质量较好的抛光表面。在此基础上,本文自行设计了试验台的传动机构、加压机构和运动机构,创造性的实现了抛光压力和抛光转速的无级调整,且整机结构简单,使用方便,避免了气压或液压等装置,节省了设备的制造成本。同时为满足试验台对CMP工艺的测量要求,自行设计了应变片式压力传感器,并采用VB语言开发了CMP电化学测试试验台抛光压力采集系统,实现了抛光压力的测量控制,压力数据的自动采集、分析处理、动态显示、图表输出和自动存储。在电化学测试方面,本研究通过设备材料的选用和机构的合理设计,成功的将已有的PS-168C电化学测量系统应用到本试验台中,实现了CMP的电化学测试功能。最后本研究开展了两组试验,测量了铝在CMP工艺条件下的极化曲线,研究了不同抛光压力对铝CMP过程开路电压的影响。试验结果表明,本研究设计的化学机械抛光电化学测试试验台运行稳定可靠,数据测量准确,具有较大的实用价值,填补了国内的空白。