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集成电路（IC）是现代信息产业和信息社会的基础。作为IC发展的基础和半导体芯片的理想衬底材料,硅片的表面质量直接影响着IC器件的性能、成品率以及寿命。随着硅片直径的增大和器件尺寸的减小,对硅片表面加工质量的要求日益增高,不仅要求极高的平面度,极小的粗糙度,而且要求表面无变质层、无划伤。目前,固结磨料的超精密磨削技术是加工大尺寸硅片的主要方法,但传统的金刚石磨削技术会不可避免地给硅片带来表面和亚表面损伤,进而影响后道化学机械抛光（CMP）工艺的加工时间。而CMP加工存在着效率低,碱性/酸性抛光液处理困难等问题。针对单晶硅片磨削加工中存在的问题,本文在深入分析软磨料砂轮化学机械磨削（CMG）硅片技术的基础上,研究了不同氧化物软磨料砂轮的磨削性能。本文主要研究内容包括以下几个方面:（1）设计软磨料砂轮配方,研究软磨料砂轮的制备工艺,开发研制主料分别为Fe2O3、CeO2和MgO的三种硅片软磨料砂轮,其中主料为Fe2O3和MgO的硅片软磨料砂轮为首次开发。（2）利用马弗炉对砂轮中磨料和填料与单晶硅粉的混合粉末进行固相化学反应试验,并对试验结果进行了X射线衍射分析试验。首次对新开发出的MgO和Fe2O3硅片软磨料砂轮CMG过程中存在的固相化学反应进行了试验验证。分析在多能量场耦合作用下硅片表面材料的去除机理,研究低损伤表面的形成机理。（3）利用开发的三种软磨料砂轮进行单晶硅片的对比磨削试验,研究软磨料砂轮的磨削性能。利用优选出的MgO砂轮,在不同砂轮转速、硅片转速和砂轮进给速度等加工条件下进行正交试验,分析研究MgO砂轮磨削硅片的表面粗糙度及材料去除率随各加工参数的变化规律,优选最佳磨削参数。在该参数下,CMG后的硅片表面粗糙度Ra0.427nm,达到CMP的加工效果。试验表明MgO软磨料砂轮具有十分稳定的磨削性能。（4）利用光学显微镜、三维表面轮廓仪、原子力显微镜、角度抛光法与透射电子显微镜对CMG硅片的表面与亚表面损伤进行检测与分析。结果表明,磨削后的硅片表面光滑平整,没有划痕、磨纹与小凹坑等缺陷。亚表面非晶层厚度只有20nm,而且分布比较均匀,没有发现多晶层、微裂纹、位错与层错等亚表面缺陷。