化学机械抛光（CMP）作为一种高效高精度的抛光技术,被广泛运用于玻璃、陶瓷、金属及半导体材料的抛光。在CMP加工过程中,通常使用表面粗糙度、表面形貌和材料去除率（MRR）来评估其加工效果,而这些评估方法在一定程度上受仪器精度和检查人员的影响,无法直观准确地反映CMP加工过程中工件表面的变化。抛光盘、抛光液和晶片表面通常会发生摩擦磨损,摩擦磨损实现材料去除的同时产生摩擦热,可加速摩擦区域的化学反应速率,提高晶片表面的可加工性,这与接触面粗糙度、结构、机械和化学性能有关,因此一些学者通过检测摩擦系数（COF）来反映抛光过程中机械和化学作用的机制以及机械化学协同作用机理及影响因素。因此,本文尝试使用摩擦磨损的方式来评估抛光液的效果,深入研究SiC基片在CMP过程中抛光液对晶圆表面质量的影响规律,通过COF曲线变化来了解晶片与浆液之间的接触状态,推测其接触机制;通过局部摩擦磨损方式来评估抛光液对单晶SiC的作用效果,了解SiC在CMP过程中的材料去除机制,为化学机械抛光液的组分优化提供新的研究思路。首先,研究了抛光浆液的主要成分对SiC的作用机制。摩擦试验结果表明:当浆液中磨料作用大于化学作用时,SiC表面出现明显划痕,COF变大;当化学作用大于机械作用时,浆液中的氧化剂促使SiC表面氧化,COF出现波动;当化学反应和机械去除协同工作时,COF曲线趋于平稳。CMP加工结果显示,采用KMn O4型浆液的MRR大于Fenton型浆液,并大于H2O2型浆液,硅溶胶最低。从而根据抛光浆液对SiC的作用机制的差异,论证了摩擦磨损去除机制与CMP材料去除机制的对应逻辑关系。其次,在不同的酸性环境下,采用几种金属离子做催化剂,对Fenton试剂进行摩擦试验,结果发现,金属离子(Fe2+、Fe3+、Al3+和Cr3+)一方面自身能够催化分解过氧化氢（H2O2）产生羟基自由基（·OH）,另一方面又会捕获·OH,进而影响Fenton反应效率,其对SiC磨损率的影响依次为Fe2+>Fe3+>Al3+>Cr3+;而Cl-、SO42-、NO3-和H2PO4-均能捕获·OH,进而抑制Fenton反应的氧化效能,另外Cl-、SO42-和H2PO4-还会与Fe2+、Fe3+等络合,使氧化效率变差,因此最佳的酸性环境为HNO3。再次,根据CMP抛光试验,优化了Fenton抛光浆液的酸性环境。探究了不同的酸性环境对SiC抛光效果的影响,表明采用不同的酸调节浆液p H对SiC表面粗糙度的影响较小,而对MRR有较大影响,MRR依次为HNO3>H2SO4>HCl>H3PO4。在不同p H对SiC影响的抛光试验中,结果表明酸性条件下的抛光效果优于弱酸性或中性环境,由HNO3调节p H为3,可获得最高的MRR（141.85 nm/h）及最低的Ra（1.295 nm）。进而,进行了正交试验,得出在H2O2浓度为15 wt%、硅溶胶浓度为15 wt%、抛光盘转速为40 r/min、工件转速为80 r/min、抛光压力为0.05 Mpa时可获得较好的材料去除率和表面粗糙度。建立的BP神经网络工艺优化模型可以很好地反映硅溶胶浓度、H2O2浓度、抛光盘转速、工件转速以及抛光压力与Ra和MRR之间关系,对Ra和MRR的拟合误差小于1.00%,Ra的预测结果最大误差为18.56%,最小为0.01%,MRR的最大误差为8.09%,最小为0.01%。然后,采用销—盘式模拟CMP摩擦试验,探究了不同磨料对SiC表面形貌的影响规律并结合功率谱密度（PSD）分析方法研究其表面创成机理。得出采用金刚石磨料获得的COF最大,且表面轮廓呈波浪形;采用SiC磨料获得的表面形貌不均匀且COF较大;采用Ce O2磨料可以获得较为均匀的表面形貌;采用硅溶胶的COF明显比其他三组试验要低。对SiC的表面轮廓进行功率谱密度分析,得出0.63 mm-1～1000 mm-1频段对表面粗糙度(（6）的影响最大,而1000 mm-1之后的影响较小,对于金刚石、SiC和Ce O2磨料可以忽略1000 mm-1以后的频段对(（6）值造成的影响,而对于硅溶胶应该考虑1000 mm-1以后频段的影响。最后,结合以上所有试验,分析不同磨料对单晶SiC的表面创成机理为:金刚石磨料表现出较强的机械划擦作用,因此有最大的材料去除和表面粗糙峰;SiC磨料也能够对单晶SiC产生明显的材料去除,同时SiC磨料棱角会被·OH氧化钝化,因此表面粗糙峰有所下降;Ce O2可促进Fenton反应的进行,但效果微弱,同时Ce O2磨粒可通过化学齿作用吸附在SiC晶片表面,这种吸附作用有利于晶片表面的材料去除;硅溶胶在摩擦过程中会发生固相反应,可促进SiC材料的去除,同时在酸性环境下,硅溶胶粒子在静电引力的作用下吸附在SiC晶片表面形成隔离层,因此表面粗糙度最小。