両面研磨はサファイア基板の製造における重要な工程であり、研磨面の亀裂深さは後続の研磨時の材料除去量に大きく影響するため、研磨基板表面の亀裂特性の研究および深さ測定が非常に重要である。本稿では、断面顕微鏡観察法、集束イオンビーム側面観察法、差動エッチング速度法、磁気流変研磨法、逐層研磨法などの手法を用いて、両面研磨サファイア基板の表面亀裂特性の観察および亀裂深さの測定を行った。断面顕微鏡観察法と集束イオンビーム側面観察法による観察では、研磨後のサファイア基板の亀裂形態は主に斜線状、横線状、フック状、樹枝状であることが明らかになった。差動エッチング速度法により、サファイア基板研磨表面の亀裂密集層の厚さは9〜10μmと測定され、磁気流変研磨法により研磨基板の局所的なアンダーサーフェス亀裂深さは25〜30μmと測定され、逐層研磨法により研磨基板全体のアンダーサーフェス亀裂深さは約30〜35μmと測定された。さらに、異なる方法で検出された亀裂特性および亀裂深さに基づき、両面研磨サファイア基板の表面亀裂モデルが構築され、後続の研磨工程の策定および最適化の基礎を提供した。

サファイア基板;研磨;表面亀裂;亀裂検出