사파이어 기판 가공 공정의 품질 감시를 구현하기 위해, 사파이어 기판 표면 형상 검사 및 평가 전용 시스템이 개발되었다. 고전적인 수직 스캔 백색광 간섭 기술을 기반으로 간섭 영상의 변동성을 활용하여 이미지 십자 단면의 명암 값 분산을 선명도 평가 함수로 사용해 시스템의 자동 초점을 실현하였다; 국가 표준 GB/T 29505-2013에서 권장하는 기판 측정 점 수 및 위치 분포를 참고하여, 서로 다른 크기의 사파이어 기판에 대해 동일 층 단위 원 내 인접 원심 간 거리 기준으로 해당 측정 점 수를 증가시켰다; 2차원 및 3차원 거칠기 평가 매개변수를 시스템 평가 매개변수로 선정하고 다중 위치의 거칠기에 대해 통계적 매개변수 분석을 수행하였다. Ra 0.1, 0.2, 0.4, 0.8 μm 표준 부품을 사용해 시스템 오차 보정을 수행해 오차 보정 방정식을 도출하였으며, 이후 상용 3D 광학 프로파일러 Zygo7300으로 비교 실험을 수행하여 Ra 0.8 μm 표준 부품의 다섯 개 서로 다른 위치에서 비교 측정을 진행했다. 두 측정치의 Ra 값 오차는 -0.012~0.011 μm였다; 오차 보정 완료 후 각각 2인치 및 4인치 사파이어 기판에 대해 측정 및 평가 분석을 수행하였다. 실험 결과 해당 측정 시스템의 정밀도는 나노 미터 수준이며, 다양한 크기의 사파이어 기판 표면 형상 측정 및 분석, 그리고 표면 품질 분포 평가가 가능함을 증명하였다.

계측 과학 및 기술;사파이어 기판;표면 형상;백색광 간섭 기술;검사 및 평가