金剛石因其優(yōu)異的物理，化學(xué)，光學(xué)和熱學(xué)性能成為***種卓越的材料，具有超高硬度，卓越的化學(xué)穩(wěn)定性，低摩擦系數(shù)，高電阻率。單晶金剛石（SCD）在光學(xué)，熱學(xué)和半導(dǎo)體中被廣泛使用。例如，拉曼激光光學(xué)，高溫高壓金剛石砧座，高速計(jì)算芯片。這些應(yīng)用中，表面粗糙度和損傷層深度極其關(guān)鍵，對(duì)單晶金剛石器件性能有重大影響。因此，開(kāi)發(fā)高效高質(zhì)量金剛石拋光工藝極其重要。

化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）是在半導(dǎo)體晶圓上獲取無(wú)損傷，原子***光滑表面的***種高效手段。作為CMP工藝的關(guān)鍵組件之***，拋光盤(pán)的選取，對(duì)SCD表面的精密加工影響巨大。

 使用·OH（羥基自由基）配合磨粒來(lái)機(jī)械去除氧化后半導(dǎo)體材料是***種實(shí)現(xiàn)超光滑原子***表面的先進(jìn)方法。UV（紫外線）催化反應(yīng)在H2O2溶液中可產(chǎn)生·OH從而在半導(dǎo)體晶圓表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。在拋光過(guò)程中，單晶金剛石與拋光盤(pán)在給定載荷下相對(duì)運(yùn)動(dòng)。摩擦使得SCD表面微凸體優(yōu)先被移除從而形成光滑表面。不同材料與金剛石之間的摩擦學(xué)研究對(duì)理解拋光機(jī)理至關(guān)重要。

UV催化反應(yīng)的CMP能在高材料移除率同時(shí)獲得原子***別表面質(zhì)量。但是在此環(huán)境中如何選擇拋光盤(pán)材料對(duì)SCD拋光尚需進(jìn)***步研究。半導(dǎo)體晶圓常用的聚氨酯拋光墊對(duì)超硬SCD基本無(wú)效，目前金剛石拋光盤(pán)通常使用Fe基催化，陶瓷盤(pán)和玻璃盤(pán)。在該研究中，結(jié)合摩擦磨損和CMP實(shí)驗(yàn)，考察了不同拋光盤(pán)材料，如Fe，SiO2和Al2O3在UV催化環(huán)境里的摩擦行為和SCD的材料移除效果。這些發(fā)現(xiàn)為UV催化輔助化學(xué)機(jī)械拋光單晶金剛石提供指導(dǎo)。