为了实现在8寸化学机械抛光设备上进行小尺寸镀铜InP晶圆的减薄抛光工作，提高设备的兼容性，缩减工艺步骤，减少过多操作导致InP晶圆出现裂纹暗伤和表面颗粒增加等问题，自制特殊模具，使小尺寸InP晶圆在8寸化学机械抛光设备上进行加工，再根据InP晶圆易碎的缺陷问题，通过调整设备的抛光头压力、转速和抛光垫的转速等相关工艺参数，使其满足后续键合工艺的相关需求。实验结果表明：在使用特殊模具下，当抛光头的压力调整为20.684 kPa、抛光头与抛光垫的转速分别为：93 r/min和87 r/min时，InP晶圆的表面粗糙度达到：R_a≤1 nm；表面铜层的去除速率达到3 857×10^-10/min；后续与8寸晶圆的键合避免键合位置出现空洞等缺陷，实现2寸InP晶圆在8寸设备上的CMP工艺，大大降低了CMP工艺成本，同时避免晶圆在转移过程中出现表面颗粒度增加和划伤的情况，实现了InP晶圆与Si晶圆的异质键合及Cu互连工艺。

全口径环形抛光是加工大口径平面光学元件的关键技术之一，其瓶颈问题是元件面形的高效高精度控制。通过研究元件面形的影响因素及其控制方法从而提升其确定性控制水平。围绕影响面形误差的运动速度、抛光盘表面形状误差和钝化状态等关键工艺因素，建立基于运动轨迹有效弧长的环形抛光运动学模型，揭示了抛光盘表面开槽槽型对面形误差的影响规律；提出了采用位移传感器以螺旋路径扫描抛光盘表面并通过插值算法生成其形状误差的方法，建立基于小工具的子口径修正方法，实现了抛光盘形状误差的在位定量修正；提出抛光盘表面钝化状态的监测方法，研究了抛光盘表面钝化状态对面形误差的影响规律。结果表明：抛光盘表面开槽采用环形槽时元件表面容易产生环带特征，采用径向槽、方形槽和螺旋槽时元件表面较为匀滑；通过在位定量检测和修正抛光盘形状误差，可显著提升元件的面形精度；随着抛光盘表面的逐渐钝化，元件面形逐渐恶化。在研制的5 m直径大口径环形抛光机床上加工800 mm×400 mm×100 mm平面元件的面形PV值优于λ/6（λ=632.8 nm），提升了元件的面形控制效率和精度。

磁性复合流体（Magnetic Compound Fluid，MCF）具有优异的抛光性能，然而MCF抛光液中的水分在抛光过程中流失，抛光性能随之降低，这将增加抛光成本并严重影响MCF抛光的工程应用。针对磁性复合流体抛光液在抛光过程中水分流失的问题，探究了抛光过程中MCF水分含量对MCF形貌特征、抛光区域温度、正压力与抛光质量的关系，构建MCF中水分对抛光质量的影响机理。首先，分析了抛光过程中不同水分占比抛光液对抛光性能的影响规律，采用工业相机观察MCF抛光液抛光前后的形貌特征。然后，通过总结抛光过程温升-磁流体状态-抛光作用力-抛光质量的内在联系，构建不同水分含量MCF的抛光机理。最后，通过向MCF抛光液中定量补充水分，有效地缓解了MCF抛光液抛光效果降低的问题。实验结果表明：（1）当MCF抛光液水分占比为45%时初始抛光效果较好，抛光10 min内工件的表面粗糙度由0.410 μm下降到0.007 μm；而使用已持续抛光50 min的MCF加工10 min后工件的表面粗糙度由0.576 μm下降到0.173 μm。MCF随着抛光时间的增加MCF抛光性能大幅下降；（2）随着抛光液中含水量的降低，抛光时磁性颗粒形成的链状结构恢复能力变差，进而影响其抛光性能；（3）在抛光过程中向MCF抛光液补充水分后，抛光结束时工件的表面粗糙度下降率由无添加时的69.97%提高至86.69%，材料去除率由0.95×10⁸ μm³/min提升到1.45×10⁸ μm³/min，抛光正压力由3.7 N提升到4.2 N。当抛光过程中补充水分，使MCF的水含量占比维持在45%左右时，可以保持其长效稳定的抛光能力，有效地延长MCF的使用寿命。