集成电路(IC)制造工业中,化学机械抛光(chemical mechanical polishing, CMP)广泛应用于计算机硬盘片、硅晶片超光滑无损伤表面的加工。由于传统的CMP加工方法存在着一定的缺陷,随着微电子、计算机、通信及网络技术的高速发展对IC制造提出越来越高的要求,这势必要对CMP加工效率和加工质量提出更高的要求,研究新型的研磨抛光加工方法也成为了必然趋势。圆平动研抛(circularly translational-moving polishing, CTP )是一种新型的化学机械抛光方式。CTP能实现抛光所需要的最佳运动学条件,所以能得到比传统的CMP更好的加工效果。圆平动研抛是工件或研抛盘之一固定不动,而另一构件以恒定的速率沿圆形轨迹做平动而实现的抛光过程。为了从理论上评价CTP的性能并掌握其机理,以便应用于指导实际,本文基于全膜接触和部分膜接触两种工况,建立了不考虑抛光盘变形的CTP流体动力学模型并进行了数值求解。根据CTP的运动关系,分别建立了极坐标下,全膜接触工况时的非稳态牛顿流体在CTP过程中的一般Reynolds方程、流体膜厚方程、载荷平衡方程和转矩平衡方程,以及部分膜接触工况下的平均Reynolds方程、平均膜厚方程、接触压力方程、总载荷平衡方程和总转矩平衡方程。利用有限差分方法求解了相关的数学模型,应用Matlab模拟仿真了全膜接触和部分膜接触工况下的瞬时压力分布和膜厚分布情况。通过对仿真结果的分析,给出了工件倾角、转角、抛光速率、角速度及中心膜厚等主要研抛参数变化时工件的承载能力变化,也即压力积分载荷、压力转矩的变化;分析了外加载荷、X/Y轴转矩、抛光速率、角速度变化对加工过程中工件偏转角、方位角及中心膜厚的影响;讨论了全膜接触模型中负压产生的原因及对研抛结果的影响。分析比较了周期径向平均流体压力、接触压力、总压力之间的关系曲线,证明了圆平动运动规律能实现最佳运动条件,能提高工件加工质量。本文的分析结果对实际应用圆平动研抛时确定最佳工况参数的有理论指导作用。