本项目面向第三代半导体产业中大尺寸碳化硅（SiC）晶圆超精密加工需求，针对传统化学机械抛光（CMP）存在材料去除率低、加工周期长、易产生表面损伤以及大尺寸晶圆厚度均匀性难以控制等问题，提出并研究了一种等离子体自适应改性辅助CMP抛光技术。

项目围绕“检测—改性—抛光”一体化加工流程展开，综合运用射频感应耦合等离子体（RF-ICP）、分子动力学仿真、在线厚度测量、驻留时间解算与机器人路径规划等关键技术，通过等离子体对SiC表面进行可控改性，降低表层硬度，再结合CMP实现高效低损伤去除。同时构建晶圆厚度闭环控制体系，实现大尺寸晶圆全局平坦化加工，形成从机理研究、装备开发到工艺验证的完整技术链条。

1.建立低功耗RF-ICP等离子体系统，完成多物理场耦合建模与结构优化，实现大尺寸等离子体射流的稳定激发与维持。

2.基于ReaxFF反应力场构建SiC等离子体改性分子动力学模型，揭示改性层形成机理及界面演化规律，建立工艺参数与改性效果的定量映射关系。

3.开发基于光谱共焦传感器的晶圆在线厚度测量系统，实现大尺寸SiC晶圆厚度分布的高精度重构。

4.建立厚度误差与改性驻留时间映射模型，研究自适应路径规划与改性控制算法，实现晶圆总厚度偏差（TTV）的精密调控。

5.完成ICP改性模块、在线测量模块、CMP抛光模块及机器人运动平台的系统集成，构建检测—改性—抛光一体化装备。

1.完成RF-ICP等离子体实验平台搭建，建立大管径等离子体多物理场仿真模型，实现炬体结构优化与工艺参数优化，获得稳定低功耗等离子体射流。

2.构建SiC等离子体改性分子动力学模型，揭示氧活性粒子与SiC表面反应机制，建立改性层厚度与气体流量、功率、喷射距离等工艺参数之间的映射关系，并完成改性函数建模。

3.开发晶圆在线测厚系统，建立驻留时间解算算法及机器人轨迹规划方法，实现厚度调控。

4.完成ICP改性系统、测厚系统、CMP抛光系统及机器人运动平台的一体化集成，形成完整的大尺寸SiC晶圆自适应改性抛光装备。

5.建立等离子体改性辅助CMP工艺体系，通过表面非晶化形成低硬度改性层，使CMP材料去除效率提升150%以上，显著提高抛光效率并减少表面划痕。

6.完成大尺寸SiC晶圆改性抛光实验验证。实验结果表明：改性层去除效果良好，厚度误差由约55 nm降低至5 nm，晶圆总厚度偏差（TTV）改善约2 μm，表面粗糙度Ra平均改善约1 nm。

7.构建了从等离子体稳定激发、改性机理分析、厚度检测与控制到系统集成验证的全流程技术体系，为大尺寸SiC晶圆高效低损伤加工提供了新的技术方案和工程实现路径。