精密磨削過程是利用磨粒的高硬度產生切削作用去除表面材料，機械力會改變單晶硅表面和亞表面的應力，不可避免地造成表面或亞表面損傷。為獲得高質量的硅片表面和亞表面，開發了化學機械磨削（CMG）硅材料的技術，將化學反應引入到磨削加工中，弱化超精密加工過程中磨粒的機械作用。

       為研究機械化學磨削單晶硅過程中的材料去除機理，本研究中使用納米劃痕儀和不同硬度的壓頭（金剛石壓頭、氧化鈰壓頭）對單晶硅進行單點劃擦實驗，研究相同載荷、不同壓頭硬度條件下單晶硅表面的損傷特性，分析其變形機理。還建立了使用氧化鈰或金剛石壓頭納米劃擦單晶硅的有限元模型，分析劃擦過程中單晶硅的亞表面損傷與應力分布的關系。

       研究發現：（1）在金剛石壓頭劃刻單晶硅的過程中，降低法向載荷可以減少單晶硅亞表面的損傷，但無法在不造成亞表面損傷的情況下實現材料去除；（2）在氧化鈰壓頭劃刻單晶硅的過程中，壓頭磨損會導致接觸區應力釋放，單晶硅僅發生彈性變形，不會造成嚴重的亞表面損傷。

       因此，在磨削時可以采用軟磨料降低單晶硅的亞表面損傷層深度，結合化學作用提高材料去除效率。

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