蓝宝石是一种集优良的光学性能、物理性能和化学性能于一体的多功能氧化物晶体。单晶蓝宝石具有很好的热特性、耐磨性、电气特性和介电特性,其硬度仅次于金刚石,达到莫氏9级,在高温下仍具有较好的稳定性,因此在光电子、通讯、国防等领域都具有广泛的应用。随着科学技术的不断发展,上述应用领域对蓝宝示晶体的加工精度和表面完整性要求越来越高,蓝宝石的高效低损伤加工技术成为阻碍蓝宝石工业应用的主要障碍。而蓝宝石晶体作为典型的难加工材料,目前还没有非常成熟的高效低损伤加工工艺。由于蓝宝石器件在航天、军事等方面具有十分重要的用途,因此蓝宝石晶体加工技术在西方国家都极为保密。化学机械抛光(CMP)是目前唯一能够实现晶片全局平面化的实用技术和核心技术。然而,由于其工艺的复杂性,人们对CMP机理以及抛光液的作用仍缺乏深入的认识,许多方面还需要进行深入地研究。在CMP过程中,抛光液对被加工表面具有化学腐蚀和机械研磨的双重作用,对抛光效果产生重要影响,但目前仍存在诸如金属离子污染、分散性差、材料去除率低等问题。本论文以单晶蓝宝石CMP抛光液配方为研究方向,在介绍和分析抛光液的材料去除原理和特点以及总结前人研究成果的基础上,以提高抛光液的材料去除率、降低抛光液中金属离子含量和改善抛光液分散性为目标,进行了抛光液配方选择和优化方面的理论和试验研究,找到了较好的抛光液成分和配方,研制出了性能良好的抛光液。本文首先通过对抛光工艺的研究,找到了影响抛光质量的主要因素,并针对这些因素制定了抛光液成分选择和配方优化的试验方案。然后,分析了抛光液各成分的作用原理,以ZYP200型研磨抛光机为试验平台,进行了抛光液成分选择的单因素试验,通过试验选出了较适合单晶蓝宝石抛光的纳米磨料、无机碱、有机碱、分散剂以及表面活性剂等主要成分。接着,以单因素试验选出的主要成分为基础,又进行了工艺参数的优化和配方优化试验,研究了抛光过程中各参数和抛光液各成分含量对抛光效果的影响规律,得到了抛光效率较高,性能良好的抛光液。研究成果为提高抛光液的抛光质量、材料去除率以及改善抛光液性能,提供了系统的研究方法和丰富的试验结论,对进一步完善单晶蓝宝石表面的高效平坦化工艺提供技术支持。