单晶硅是集成电路（IC）产业最主要的衬底材料。为了满足封装技术对晶圆厚度和表面质量的要求,晶圆背面减薄工艺需要高效率去除多余的硅材料,并且要获得高面型精度、超光滑无损伤的加工表面。目前,广泛采用的金刚石砂轮超精密磨削技术会在晶圆的表面/亚表面造成磨削损伤,直接影响后续工艺的加工时间与成本。为控制磨削损伤,降低砂轮的磨料粒径或使用高弹性结合剂制备砂轮是有效的方法。但树脂结合剂的特性导致其无法用于制备超细粒度磨料砂轮,而采用超细粒度磨料的陶瓷结合剂砂轮仍会造成一定的磨削损伤,因此,以提高晶圆表面质量,控制磨削损伤为目的,本文研制了一种以羊毛毡为基体、超细粒度氧化锆（Zr O2）为磨料的新型磨抛轮,通过磨削实验研究了磨抛轮的磨削性能。论文的主要研究内容与结论如下:（1）确定了磨抛轮的性能要求,并设计了磨抛轮的组织结构,选择以羊毛纤维为基体,超细粒度氧化锆为磨料制备磨抛轮。确定以磨粒质量分数、磨粒粘结强度、磨抛轮的硬度和弹性等作为评价磨抛轮物理特性的指标并确定了相应的检测方法。（2）确定了磨抛轮的制备工艺并采用不同工艺制备磨抛轮,通过检测磨抛轮的物理特性,研究了制备工艺对磨抛轮物理特性的影响规律。检测结果表明,在磨抛轮制备过程中,随着磨粒悬浮液浓度的增加,磨抛轮的磨粒质量分数相应的增加,但是磨粒悬浮液浓度过高会导致磨抛轮的磨粒分布不均;增加粘结剂稀释液的浓度能够提高磨粒粘结强度,减少磨粒脱落;降低磨抛轮成型厚度,增加热压时间与提高热压温度均能使磨抛轮的硬度提高、弹性降低,其中成型厚度的变化对硬度与弹性的影响较大。（3）采用具有不同物理特性的磨抛轮进行硅片超精密磨削试验,通过检测磨削硅片的表面粗糙度与加工过程中的材料去除率,探究了磨抛轮的物理特性对磨削性能的影响规律。试验结果表明,磨粒质量分数、磨粒粘结强度以及磨抛轮的硬度和弹性对磨削硅片的表面质量影响较小;增加磨抛轮磨粒质量分数、提高磨抛轮硬度能增加材料去除率。（4）在上述研究的基础上,以保证磨削硅片表面质量并使磨抛轮具有较高的材料去除率为目的,对磨抛轮的组织结构进行优化,采用优化后的磨抛轮进行硅片超精密磨削实验。通过检测硅片的表面粗糙度、亚表面损伤以及材料去除率研究了优化后磨抛轮的磨削性能,并与#8000金刚石砂轮的加工效果进行了对比。结果表明,磨抛轮磨削硅片的表面质量优于金刚石砂轮磨削硅片,能够实现晶圆的低损伤加工。