以单晶硅等晶体所制成的功能基片是集成电路的重要衬底材料,其表面质量的好坏直接影响着器件的成品率、寿命及性能。在制造过程中,为获得超光滑低损伤的晶体基片表面,研磨抛光是晶体基片制备中一项不可或缺的工艺。目前晶体基片的研磨抛光主要采用硬质砂轮的旋转磨削方法。在加工过程中,随加工时间的增加,晶体基片表面温度逐步升高,残余应力不断累积,极易造成加工后晶体基片的翘曲变形。针对以上问题,本文提出了一种柔性气动抛光方法。针对该种新的抛光方法,从理论研究、有限元数值模拟和实验研究三个方面对硅片抛光过程中的翘曲变形及温度场进行了研究。本文主要研究工作如下。(1)对硅片抛光温度场及翘曲变形进行理论分析。首先分析硅片的材料及力学性质,得到硅片在不同晶面的断裂规律,进而对硅片的翘曲变形的机理进行分析,得出残余应力和温度是影响硅片翘曲变形的主要因素。对硅片进行模型简化并利用Stoney公式得出硅片的翘曲变形、残余应力及温度三者之间的数学关系。(2)对柔性气动抛光方法进行数值模拟分析。通过ANSYS对硅片和抛光盘进行几何建模、网格划分以及边界条件的设定,得出柔性气动抛光作用下硅片的残余应力、温度及翘曲变形的仿真结果。(3)搭建柔性气动抛光实验装置,确定抛光过程的加工参数,针对仿真结果进行相应实验。利用Fluke红外热像仪探究了硅片不同抛光时间下的温度场分布情况,得到硅片温度分布规律;利用KEYENCE超景深三维显微镜对硅片抛光效果进行验证,在选用不同目数的绿碳化硅分阶段抛光工况下,硅片表面达到镜面效果,粗糙度下降至2.5μm以下。实验结果表明该柔性抛光方法有效地克服硅片抛光所产生的翘曲变形,提高了其抛光表面精度。最后对整体研究内容进行了总结,并针对不足之处提出了相应的改进方案。