サファイア基板の加工プロセスの品質監視を実現するために、サファイア基板表面形状検出および評価専用システムが開発された。古典的な垂直走査白色光干渉技術に基づき、その干渉画像の揺らぎを利用し、画像の十字断面のグレースケール値の分散を鮮明度評価関数として採用し、システムの自動焦点合わせを実現した；国家標準GB/T 29505-2013で推奨される基板の測定点数およびその位置分布を参照し、異なるサイズのサファイア基板に対し、同一層単位円内の隣接する円心間の距離に基づいて適切な測定点数を増加させた；2次元および3次元の粗さ評価パラメータをシステム評価パラメータとして選択し、多点位置の粗さについて統計的パラメータ解析を行った。Ra 0.1、0.2、0.4、0.8μmの標準片を用いてシステムの誤差補償を行い、誤差補償式を得た。その後、商用の3D光学プロファイラーZygo7300による対比実験を行い、Ra 0.8μm標準片の5つの異なる位置で比較測定を実施した。両者の測定したRa値の誤差は-0.012〜0.011μmであった；誤差補償完了後、2インチおよび4インチのサファイア基板に対して測定および評価分析を行った。実験結果は、本測定システムの精度がナノメートルレベルであり、異なるサイズのサファイア基板表面形状の測定・分析および表面品質分布の評価を実現できることを示した。

計測科学技術;サファイア基板;表面形状;白色光干渉技術;検出および評価