石英晶体作为一种高机电耦合系数的压电材料,其高Q值低损耗的特性被广范应用于通信系统稳定频率信号的产生。AT切型作为石英晶体谐振器的重要切型,其谐振频率与厚度成反比关系,采用QMEMS工艺制造的高基频晶体谐振器需要使用平面度良好、厚度均匀一致的AT切超薄石英晶圆。本文围绕3英寸AT切石英晶圆抛光工序亟待解决的片内非均匀性问题进行研究,从晶圆厚度测量原理、双面抛光过程数学建模和抛光工艺参数优化试验三个方面,较为系统地探究了影响抛光片内非均匀性的主要因素及提高晶圆平整度的方法,本文主要工作如下。（1）介绍了一种基于电参数测量的AT切石英晶圆厚度测量方法,将厚度测量转化为谐振频率测量,搭建了基于MT200的自动谐振频率测量平台。根据AT切石英晶体的谐振频率-厚度公式确定了石英晶圆抛光材料去除速率与片内非均匀性的计算方法。（2）对3英寸晶圆双面抛光的运动过程进行了数学建模,对晶圆表面沿任一点的运动轨迹和速度进行了仿真计算,根据模型分析了游星轮偏心距、中心齿轮与齿圈转速比和晶圆自转速度对晶圆表面相对抛光垫运动轨迹分布与速度均匀性的影响,得到游星轮最佳偏心距为25 mm,最优太阳轮与齿圈最优转速比为23:43,抛光盘转速较优设定范围为8～11 r/min。结合以上模型与基于接触力学的晶圆表面压力分布模型,建立了基于Preston方程的晶圆抛光速率计算模型,结果表明r＜30 mm时,晶圆抛光去除速率的模型计算值与实验数值较为相符。（3）对抛光盘转速、抛光压力与抛光液p H值三个抛光参数进行了实验研究,结果表明抛光压力为6.2×10-3MPa、抛光盘转速为9 r/min、抛光液p H值为9.5时,可以将抛光晶圆片的厚度变化控制在0.01μm以内。在此基础上将抛光去除量增加到6μm并对晶圆侧边倒边处理,可以大大减少晶圆表面划伤缺陷,提高了抛光工序的良品率。