CN116690332A - 一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助cmp加工装置及制备方法、加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置及制备方法、加工方法。本发明包括机体、光源和抛光头，机体包括机座、机架、旋转轴、抛光盘、抛光垫和抛光载荷施加装置，抛光头包括连轴套、导电滑环、固定架、基板、导电极以及导电玻璃，抛光头上设置有抛光液缓冲槽和均匀分布的弧形通孔，加工过程中，抛光液先后通过抛光头上的抛光液缓冲槽、弧形通孔以及导电玻璃上面的孔洞，最后在导电玻璃和抛光盘间形成一定厚度的溶液层，导电玻璃表面沉积覆盖一层窄禁带光电催化半导体复合材料薄膜，用于持续产生羟基自由基。本发明光电催化效率高，光能吸收率优良，适用性范围广，结构简单，成本较低，可实现高质高效加工。
Description
技术领域
本发明涉及薄片型超薄晶片抛光技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置及制备方法、加工方法。
背景技术
薄片激光晶体主要应用于紧凑型薄片固体激光器的研制，且具有抽运效率高、波前畸变小等优势。超薄晶片作为激光器内部的核心组成部件，其材料特性和表面质量对激光器输出性能产生重要影响。此外，为避免高功率激光束对激光器自身的损害，对超薄晶片的材料特性和加工表面质量提出很高的要求(面形精度PV≤λ/6，表面粗糙度Ra≤1nm)。同时，为增强激光介质的散热效果，降低高功率下的热透镜效应和双折射效应，进一步提高薄片激光器的功率和光束质量，需要采用厚度更薄(厚度小于0.5mm)、几何精度和表面质量更高的激光介质。
超薄晶片的加工，最后往往通过抛光工艺去除前面工序所累积的各种损伤，如划痕、亚表面损伤、凹坑等。目前，最主要的技术为化学机械抛光(CMP)，通过材料改性原理使得工件表面生成软质薄膜，进而再通过抛光垫和磨粒的机械剪切作用磨除薄膜。随后，为提升材料去除效率，工艺上又采用添加强化学氧化剂和一些较强自由基类型化学氧化剂参与辅助CMP加工，而其去除效率仅为10～40nm/min左右(慕卿，YAG晶体研抛加工中的材料去除过程研究，大连理工大学，2020；Zili Z,et al,A novel chemical mechanical polishingslurry for yttrium aluminum garnet crystal,Applied Surface Science,2019,496(C))。因此，必须寻求可高效加工超薄晶片的新方法，并将之与机械抛光相结合，创新发展超薄晶片的抛光技术。
现阶段，半导体光电催化辅助CMP加工技术为晶片类器件的加工提供了崭新的思路。其中，该工艺中半导体材料多为复合型半导体材料。实际工程上，多用TiO2和其他较窄禁带宽度的半导体进行制备，具体原理如下：TiO2作为窄带隙BiVO4的窗口，可以实现紫外光和可见光波段的全响应，提高光生电子和空穴的产生效率，增强载流子密度；在多种组分紧密接触后，各自能带位置发生相应变化，形成内在电场，驱动光生载流子分离，提高量子效率。同时，外加电场可有效分离电子-空穴对阻止其复合，使自身就具有极强氧化性的空穴聚集在半导体表面。因此，发生在水基溶液中的光电化学无需另外采用强化学氧化剂，仅靠该复合半导体材料光电催化效应即可快速实现超薄晶片表面原子的改性操作。
然而，迄今为止，现有半导体光电催化辅助CMP加工技术的研究还存在以下缺点需要改进：光电催化中半导体复合材料的选择和不同异质结类型的制备，直接作用于各组分中光生电子和空穴的产生、分离和转移，从而影响其氧化性能；实际加工过程中，光照辐射能可否直接作用于半导体复合材料表面，进而可极大程度影响光电催化作用效果。迄今为止，光电辅助CMP加工技术大多采用非透明抛光组成部件，因而光辐射作用几乎为零；虽然，现今存在有镂空型导电抛光盘相关专利(如CN 113134784 A、CN 115625627 A、CN115415857等)，但终究只是通过其上有限空洞进行光辐射作用，光存在极大的损耗。同时，由于超薄晶片制备厚度越来越薄，常规工件承载装置易使其产生形变，甚至可因加工应力的累积效应而产生破裂，此外，对于导电性差或非导电性晶体材料，常规光电辅助催化装置将不再使用。
鉴于此，如何提出一种可有效解决光电催化系统中透光率、超薄晶片不易产生形变以及普适性较强的方法，已然成为了该技术领域内亟待解决的问题。
发明内容
根据上述提出的技术问题，本发明基于国家重点研发计划资助(No.2022YFB3605902)，而提供一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置及制备方法、使用方法。本发明无需将超薄晶片直接接入光电催化系统，故具有较强普适性。同时，因该装置核心部件均采用透光率较高的材质进行制备，进而具有较强的光透性，并能极大促进光辐射作用的参与。此外，本发明采用分隔槽型基板胶粘接超薄晶片，不涉及高温、高压和真空等极端条件，进而可实现光电催化辅助CMP技术高效高质加工所有类型的薄片型超薄晶片。
本发明采用的技术手段如下：
一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置，包括机体、光源和抛光头，所述光源设置于机体上，
所述机体包括机座、机架、旋转轴、抛光盘、抛光垫和抛光载荷施加装置，所述抛光载荷施加装置通过所述机架安装在机座上，所述抛光载荷施加装置的输出端设置所述旋转轴，所述抛光垫和抛光盘粘连，所述抛光盘安装在机座上；
抛光头包括连轴套、导电滑环、固定架、基板、导电极以及导电玻璃，抛光头和所述旋转轴间通过所述连轴套固连，连轴套与固定架相连，导电滑环安装在固定架上，导电滑环用于将电源与导电极相连，工件固定在导电玻璃上，基板用于支撑超薄晶片，所述固定架、基板和导电玻璃均采用预设透光率的材质；
抛光头上设置有抛光液缓冲槽和均匀分布的弧形通孔，加工过程中，抛光液先后通过抛光头上的抛光液缓冲槽、弧形通孔以及导电玻璃上面的孔洞，最后在导电玻璃和抛光盘间形成一定厚度的溶液层，溶液层、导电玻璃和导电阴极构成电解反应器，所述导电玻璃表面沉积覆盖一层窄禁带光电催化半导体复合材料薄膜，用于持续产生羟基自由基。
进一步地，所述抛光头固定架的材质包括透紫外玻璃和传统光学塑料。
进一步地，所述导电极包括导电阴极和导电阳极，所述导电阴极包括阴极铂片，其为环形薄片，贴合于抛光头端面边缘设置；所述导电阳极包括阳极铜片，作为承载阳极半导体薄膜的导电玻璃背离抛光盘面和环形铜片相连，用于增强导电面积。
进一步地，导电玻璃为圆形，且距离圆心一定距离位置均匀分布若干孔洞。
进一步地，基板为双面抛熔融石英玻璃，在固定超薄晶片一侧设置有矩阵分隔槽，用于点阵式粘接超薄晶片，胶粘剂为常温固化双组分环氧树脂胶。
本发明还提供了一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP装置的制备方法，
包括如下步骤：A1、将2mL四异丙氧基钛加入到6mL异丙醇中，比例1:3，搅拌≥1h使二者混合均匀，形成A液；向A液中滴加0.5mL冰乙酸，搅拌≥1h；同时，将一定量BiVO4加入到1.6mL异丙醇中，滴加0.15mL蒸馏水，超声溶解≥30min，形成B液；将B液逐滴加到A液中，所得混合液室温下搅拌≥1h，使二者混合均匀；滴加蒸馏水，搅拌至出现溶胶；将所得胶体装入高压反应釜，以2℃·min-1升温至200℃，恒温2h后冷却至室温；将热处理后的胶体从反应釜转移到烧杯中，搅拌2h后，将其旋涂于打孔后导电玻璃全表面以及基板表面，最后陈化备用即可。
进一步地，环形铜片和环形铂片，均采用胶粘法嵌入固定架对应凹槽结构内；
所述环形铜片和圆形导电玻璃通过石墨导电胶(型号：A528)固连，且铜片裸露部分采用玻璃胶进行绝缘密封，隔绝与抛光液间接触；
电极引脚和铜、铂电极片间，通过打孔焊接法连接，随后与导电滑环内环导线连接，构成导电通路。
进一步地，所述导电玻璃厚度为2～10mm、透光率为70～92％、表面导电薄膜厚100～700nm。
本发明还公开了一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工方法，包括如下步骤：
将待加工工件通过双组分环氧树脂胶与基板连接，可沿基板圆周方向均匀粘贴工件，粘贴过程中应注意各个矩阵胶点的厚度须均匀和点胶时的先后顺序等；
基板和导电玻璃间通过环氧树脂胶粘连；
加工过程中，主要调节参数包括载荷、旋转主轴转速、抛光盘转速、光照强度、磨粒种类和粒径、抛光液流量以及抛光液pH值等；
加工完毕后，首先用氮气吹干表面残留杂质，而后通过浸泡酮类、醚类溶剂进行胶体的溶解，实现工件的脱落。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明所述抛光头固定架采用透光率良好的纯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，亚克力板)材料进行制备，透光率高达92％左右，可有效降低光辐射过程中能量的损耗，且对于光照角度要求低，适用范围广。同时，固定架设置有弧形通孔，抛光液和光照亦可经此孔与导电玻璃表面催化材料充分接触。
2、本发明阳极采用透光率为86％左右的导电玻璃，对其光能的传播也具备增益效果。圆形玻璃周围设置有若干孔洞，该孔洞具有三方面优势：第一，便于抛光液从孔洞流出，最终可在导电玻璃外表面和抛光盘垫间形成一定厚度的溶液层；第二，可用于后续光电催化剂薄膜和导电薄膜ITO工作总表面积的扩展；第三，减小物理性因素对于光强的弱化，辅助照射操作。
3、本发明用于光电催化的半导体材料采用TiO2/X复合材料(如TiO2-BiVO4)，且其异质结为Ⅱ型。具体优势可表现为，II型异质结中空穴和电子可分别从具有高电势位的组分向低电势位组分材料转移，可使电子与空穴被有效分离，进而增强其催化效能。
4、本发明所述阳极和阴极分别采用铜片圆环和铂片圆环进行电能的传输媒介。其中，铜片和导电玻璃紧密连接，可有效增强导电玻璃电场的均匀分布；铂片平行于抛光盘方向贴合于抛光头端面边缘，便于充分及稳定的接触抛光液，发挥作用。
5、本发明设计合理，结构简单，成本较低，普适性强。同时，该方案可实现常温常压或无药剂添加下超薄晶片的高效高质抛光工件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明光电催化辅助CMP加工系统。
图2为本发明抛光头结构异维图(a)及俯视图(b)。
图3为本发明抛光头主视图(a)及B-B剖面图(b)。
图4为本发明导电玻璃结构图。
图5为本发明基板结构示意图。
图中：1—抛光载荷施加装置，2—抛光液喷管，3—抛光头，4—抛光盘，5—机座，6—保持架，7—光源，8—止动螺栓，9—抛光液回收槽，10—锁紧螺栓，11—连轴套，12—紧固螺栓，13—止动片，14、15—电极引脚，16—玻璃胶，17—环形铂片，18—导电玻璃，19—旋转主轴，20—连接螺栓，21—导电滑环内环，22—导电滑环外环，23—固定架，24—抛光液缓冲槽，25—弧形通孔，26—环形铜片，27—石墨导电胶，28—超薄晶片，29—导电柱，30—基板，31—导电玻璃孔洞，32—基板表面矩阵分隔槽。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1～5所示，本发明实施例公开了一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置，包括机体、光源7和抛光头3，所述光源7设置于机体上，本实施例中，所述光源7固定在抛光载荷施加装置1上，
所述机体包括机座5、机架、旋转轴19、抛光盘4、抛光垫和抛光载荷施加装置1，所述抛光载荷施加装置1通过所述机架安装在机座5上，具体地，所述抛光载荷施加装置1通过焊接方式固定在机架上，所述抛光载荷施加装置1的输出端设置所述旋转轴19，所述抛光垫和抛光盘4粘连，所述抛光盘4安装在机座5上，本实施例中，通过抛光盘4背面的销柱与机座5主轴固连的托盘相连接；
抛光头3包括连轴套11、导电滑环、固定架23、基板30、导电极29以及导电玻璃18，抛光头3和所述旋转轴19间通过所述连轴套11固连，连轴套11与固定架23相连，连轴套11通过连接螺栓20与固定架23紧密连接，调整好二者的位置后，通过锁紧螺栓10进行锁紧，下端通过紧固螺栓12进行紧固。导电滑环安装在固定架23上，导电滑环用于将电源与导电极相连，作为待加工工件的超薄晶片28固定在导电玻璃18上，基板30用于支撑超薄晶片28，基板30对于超薄晶片28起到支撑作用，解决因超薄晶片28超薄产生的弱刚性问题，所述固定架23、基板30和导电玻璃18均采用预设透光率的材质；
具体地，导电滑环内环21和固定架23凸柱间经紧固螺栓12限制滑环周向转动，并通过导电柱29分别和环形铜片26、环形铂片17上的电极引脚14-15连接，用于传输所需电场。其中，环形铜片26和环形铂片17，均通过粘贴法分别置于固定架23凹槽内，可有效防止旋转过程中脱落；环形铜片26突出部分，用玻璃胶16进行密封，防止和抛光液接触发生电解，并采用石墨导电胶27和导电玻璃18粘接，向其传输电能。导电滑环外环22经止动片13和止动螺栓8固定于保持架6上，防止其随装置发生转动，且与外部电源连接。
抛光头3上设置有抛光液缓冲槽24和均匀分布的弧形通孔25，加工过程中，抛光液先后通过抛光头3上的抛光液缓冲槽24、弧形通孔25以及导电玻璃18上面的孔洞，最后在导电玻璃18和抛光盘4间形成一定厚度的溶液层，溶液层、导电玻璃和导电阴极构成电解反应器，所述导电玻璃18表面沉积覆盖一层窄禁带光电催化半导体复合材料薄膜，用于持续产生羟基自由基。加工过程中，载荷施加装置负责调控工件自身转速和施加压力大小；抛光液喷管2和光源7，则分别给装置提供所需的抛光液与光辐射能量。
所述抛光头电场的供给，装置采用镀有II型异质结TiO2-BiVO4半导体复合材料薄膜的导电玻璃18作为阳极，采用环形铂片17作为阴极；抛光液、导电玻璃18和环形铂片17构成电解反应器。所述激光晶片的夹持，采用基板表面矩阵分隔槽32型的熔融玻璃基板30，并通过常温固化双组分环氧树脂胶进行固定，可有效改善超薄晶片上盘和胶粘操作时形变的产生。本发明光电催化效率高，光能吸收率优良，适用性范围广，结构简单，成本较低，可实现高质高效加工。
加工过程中，抛光液喷出管2喷出的抛光液可先后通过抛光头3上的抛光液缓冲槽24、弧形通孔25以及导电玻璃上面的孔洞31，最后可在导电玻璃18和抛光盘4间形成一定厚度的溶液层。至此，溶液层、导电玻璃18(阳极)和环形铂片17(阴极)构成电解反应器。机座上设置有抛光液回收槽9，以便于对抛光液进行回收。
所述抛光头固定架的材质包括纯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，亚克力板)，用于降低光传播过程中能量的损耗。
所述导电极包括导电阴极和导电阳极，所述导电阴极包括阴极铂片17，其为环形薄片，贴合于抛光头3端面边缘设置；所述导电阳极包括阳极铜片26，作为承载阳极半导体薄膜的导电玻璃18背离抛光盘面和环形铜片相连，用于增强导电面积。本发明采用导电玻璃ITO作为光电催化过程中的工作电极，并与阴极铂片(Pt)、抛光液共同构成电解反应器；导电玻璃表面沉积覆盖一层窄禁带光电催化半导体复合材料薄膜，可持续高效产生羟基自由基(·OH)，促进工件界面化学反应。阴极铂片(Pt)采用环形薄片，并贴合于抛光头端面边缘，便于充分、稳定地接触抛光液；作为承载阳极半导体薄膜的导电玻璃(背离抛光盘面)和环状铜片相连，便于电流的传导。
导电玻璃18为圆形，且距离圆心一定距离位置均匀分布若干孔洞，用于后续光电催化剂和导电薄膜ITO工作面积的扩展；光电催化剂薄膜采用Ⅱ型异质结TiO2-BiVO4复合材料，可适应紫外和可见光全波段的响应。
为避免超薄激光晶体因加工过程中的应力累积效应而产生较大形变，采用分隔槽型基板；基板和超薄晶片间经常温固化双组分环氧树脂胶进行矩阵式粘接。同时，为避免基片上盘时产生变形，以及确保基板表面胶层厚度的均匀性，基板材料选用物化特性相近的双面抛熔融石英玻璃。
本发明还提供了一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP装置的制备方法，
将2mL四异丙氧基钛加入到6mL异丙醇中，比例1:3，搅拌≥1h使二者混合均匀，形成A液；向A液中滴加0.5mL冰乙酸(与四异丙氧基钛比为1:4)，搅拌≥1h；同时，将一定量BiVO4加入到1.6mL异丙醇(与四异丙氧基钛比为4:5)中，滴加0.15mL蒸馏水(与四异丙氧基钛比为3:40)，超声溶解≥30min，形成B液；将B液逐滴加到A液中，所得混合液室温下搅拌≥1h，使二者混合均匀；滴加蒸馏水，搅拌至出现溶胶；将所得胶体装入高压反应釜，以2℃·min-1升温至200℃，恒温2h后冷却至室温；将热处理后的胶体从反应釜转移到烧杯中，搅拌2h后，将其旋涂于打孔后导电玻璃全表面以及基板表面，最后陈化备用即可。
所述环形铜片和圆形导电玻璃通过石墨导电胶27(型号：A528)固连，且铜片裸露部分采用玻璃胶进行绝缘密封，隔绝与抛光液间接触，避免发生电解；
电极引脚14、15和铜、铂电极片间，通过打孔焊接法连接，随后与导电滑环内环导线连接，构成导电通路。
所述导电玻璃厚度为2～10mm、透光率为70～92％、表面导电薄膜厚100～700nm。本实施例中，所述导电玻璃厚度为2mm、透光率为86％、表面导电薄膜厚700nm。
还公开了一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工方法，包括如下步骤：
将待加工工件通过双组分环氧树脂胶与基板连接，可沿基板圆周方向均匀粘贴工件，粘贴过程中应注意各个矩阵胶点的厚度须均匀和点胶时的先后顺序等；
基板和导电玻璃间通过环氧树脂胶粘连；
加工过程中，主要调节参数包括载荷、旋转主轴转速、抛光盘转速、光照强度、磨粒种类和粒径、抛光液流量以及抛光液pH值等；
加工完毕后，首先用氮气吹干表面残留杂质，而后通过浸泡酮类、醚类溶剂进行胶体的溶解，实现工件的脱落。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置，其特征在于，包括机体、光源和抛光头，所述光源设置于机体上，
所述机体包括机座、机架、旋转轴、抛光盘、抛光垫和抛光载荷施加装置，所述抛光载荷施加装置通过所述机架安装在机座上，所述抛光载荷施加装置的输出端设置所述旋转轴，所述抛光垫和抛光盘粘连，所述抛光盘安装在机座上；
抛光头包括连轴套、导电滑环、固定架、基板、导电极以及导电玻璃，抛光头和所述旋转轴间通过所述连轴套固连，连轴套与固定架相连，导电滑环安装在固定架上，导电滑环用于将电源与导电极相连，工件固定在导电玻璃上，基板用于支撑超薄晶片，所述固定架、基板和导电玻璃均采用预设透光率的材质；
抛光头上设置有抛光液缓冲槽和均匀分布的弧形通孔，加工过程中，抛光液先后通过抛光头上的抛光液缓冲槽、弧形通孔以及导电玻璃上面的孔洞，最后在导电玻璃和抛光盘间形成一定厚度的溶液层，溶液层、导电玻璃和导电阴极构成电解反应器，所述导电玻璃表面沉积覆盖一层窄禁带光电催化半导体复合材料薄膜，用于持续产生羟基自由基。
2.根据权利要求1所述的基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置，其特征在于，所述抛光头固定架的材质包括透紫外玻璃和传统光学塑料。
3.根据权利要求1所述的基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置，其特征在于，所述导电极包括导电阴极和导电阳极，所述导电阴极包括阴极铂片，其为环形薄片，贴合于抛光头端面边缘设置；所述导电阳极包括阳极铜片，作为承载阳极半导体薄膜的导电玻璃背离抛光盘面和环形铜片相连，用于增强导电面积。
4.根据权利要求1所述的基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置，其特征在于，导电玻璃为圆形，且距离圆心一定距离位置均匀分布若干孔洞。
5.根据权利要求1所述的基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置，其特征在于，基板为双面抛熔融石英玻璃，在固定超薄晶片一侧设置有矩阵分隔槽，用于点阵式粘接超薄晶片，胶粘剂为常温固化双组分环氧树脂胶。
6.一种权利要求1～5任一项所述基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置的制备方法，其特征在于，包括窄禁带光电催化半导体复合材料薄膜的制备，包括如下步骤：A1、将一定量的四异丙氧基钛加入到异丙醇中，搅拌≥1h使二者混合均匀，形成A液；向A液中滴加一定量的冰乙酸，搅拌≥1h；同时，将一定量BiVO4加入到异丙醇中，滴加一定量的蒸馏水，超声溶解≥30min，形成B液；将B液逐滴加到A液中，所得混合液室温下搅拌≥1h，使二者混合均匀；滴加蒸馏水，搅拌至出现溶胶；将所得胶体装入高压反应釜，升温至一定温度后冷却至室温；将热处理后的胶体从反应釜转移到烧杯中，搅拌一定时间后，将其旋涂于打孔后导电玻璃全表面以及基板表面，最后陈化备用即可。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，作为导电极的环形铜片和环形铂片，均采用胶粘法嵌入固定架对应凹槽结构内；
所述环形铜片和圆形导电玻璃通过石墨导电胶固连，且铜片裸露部分采用玻璃胶进行绝缘密封，隔绝与抛光液间接触；
电极引脚和铜、铂电极片间，通过打孔焊接法连接，随后与导电滑环内环导线连接，构成导电通路。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述导电玻璃厚度为2～10mm、透光率为70～92％、表面导电薄膜厚100～700nm。
9.一种基于透光辅材的超薄晶片光电催化辅助CMP加工装置的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
将待加工工件通过双组分环氧树脂胶与基板连接，可沿基板圆周方向均匀粘贴工件，粘贴过程中应注意各个矩阵胶点的厚度须均匀和点胶时的先后顺序；
基板和导电玻璃间通过环氧树脂胶粘连；
加工过程中，主要调节参数包括载荷、旋转主轴转速、抛光盘转速、光照强度、磨粒种类和粒径、抛光液流量以及抛光液pH值；
加工完毕后，首先用氮气吹干表面残留杂质，而后通过浸泡酮类、醚类溶剂进行胶体的溶解，实现工件的脱落。
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