超声抛光技术是一种有效提高硅片表面质量的新型抛光技术。与传统化学机械抛光技术相比，超声抛光技术在抛光质量和抛光效率上都有较大优势。由于影响超声抛光技术的因素很多，其微观抛光过程十分复杂，国内外学者关于超声抛光机理的研究尚无定论。本文在超声抛光实验的基础上，对接触型超声振动硅片化学机械抛光作用机理展开了研究。论文利用ANSYS软件设计了一种用于超声抛光的压电振子，对振子的变幅杆进行了动态设计及试制，并利用多普勒激光测振仪对振子性能进行了振形及谐振频率测试。通过修磨等再加工手段，实现了振子变幅杆的参数微调和优选。为满足超声抛光系统各部分安装位置及精确抛光效果，设计并制造了振子的弹性装夹机构及硅片托台。在对抛光参数进行分析的基础上，分别以抛光压力和转速为单一变量对硅片进行了超声振动抛光实验，观察抛光效果并测量硅片抛光带表面的粗糙度。测试结果表明，超声能对硅片材料去除及表面质量的改善产生有益在影响。根据抛光垫的微观表面形貌特点，对抛光垫窠室特性进行了参数化描述，分析了抛光液及抛光颗粒在其间的存在形式，分析了单磨粒进出接触区边界的完整过程。论文以流体力学的连续性方程为基础，提出超声振动增加了有效抛光颗粒数的构想，并建立了全新的超声加工数学模型，阐述了各抛光变量在抛光过程中扮演的角色。引用的实验结果佐证了理论模型的参考价值，证明了振动对材料去除率的促进方式是通过增加有效抛光颗粒数进行的，为超声加工材料去除机理的理论研究开创了全新的研究思路。