单晶硅由于良好半导性能及红外光谱特性,使其广泛应用于集成电路及红外光学系统中。高质量表面及无亚表面损伤的硅晶片需求日益增加,为了得到高质量的硅基底,单晶硅棒需要经过切割,磨削减薄,抛光等一系列工艺才能满足硅基底所需要求。本文基于熔融石英工艺进行了单晶硅金刚石砂轮磨削,散粒研磨及机械化学抛光实验,并在整个加工过程中考虑到了单晶硅的各向异性。通过磁流变抛光斑点法检测不同磨削方式下粗磨,细磨的亚表面缺陷深度,并基于单晶硅压痕理论对金刚石砂轮产生的亚表面裂纹深度进行了预测。系统的研究了单晶硅在磨削过程中亚表面缺陷深度,并通过工艺优化以减少后续去除亚表面缺陷深度的所需时间。本论文主要研究内容如下:（1）成功将磁流变抛光斑点法应用于检测单晶硅磨削所产生的亚表面缺陷深度。相比于各向同性材料,在检测过程中充分考虑到采斑方向与晶向的对应关系。该方法相比于其他检测方法不会引入新的损伤,减少了缺陷检测时间。（2）通过金刚石砂轮分别沿单晶硅,方向在不同工艺参数下磨削实验,明确了砂轮粒度,进给速度,砂轮线速度及切削深度对亚表面缺陷深度的影响,并得到了在存在进给方向的加工方式下获得较低亚表面缺陷深度值的磨削方向及工艺参数。（3）探究了单晶硅散粒研磨过程中工艺参数对亚表面深度的影响,并对比了在,晶向对亚表面缺陷深度的影响,指导散粒研磨在加工各向异性材料工艺以获得高质量的表面及亚表面。（4）对磨削后的表面进行机械化学抛光（CMP）,探究了在不同粒度,不同工艺参数下加工的极限值及去除亚表面缺陷所需的时间,得到了去除效率及表面质量粗糙度最小的工艺参数。