리튬 탄탈라이트(LiTaO3)는 전기-광학, 음향, 압전, 분극전하(파이로일렉트릭), 비선형 광학 특성을 갖는 대표적인 다기능 단결정 재료로, 표면 탄성파(surface acoustic wave, SAW) 소기기의 기판으로 사용된다. SAW 소기기 성능을 향상시키기 위해서는 표면 거칠기가 개선된 더 얇은 LiTaO3 기판이 요구된다. 화학기계연마(chemical mechanical polishing, CMP)는 연삭 후 원하는 표면 거칠기를 달성하기 위해 사용된다. 그러나 박막화 공정은 특히 가장자리에서 기판 파손의 위험을 증가시켜, 가장자리 칩핑(edge chipping)을 유발한다. 가장자리 칩핑은 SAW 소기기 제작 중 기판이 완전히 파손되는 결과로 이어질 수 있으며, 이를 방지하기 위해 효과적인 웨이퍼 형상이 필요하다. 본 연구에서는 스크래치 시험과 유한요소해석(finite element analysis, FEA)을 이용하여 LiTaO3 웨이퍼에서 가장자리 칩핑을 방지하기 위한 최적의 가장자리 형상( C-cut, 트리밍(trimmed), 박막화(thinned))을 규명하였다. C-cut 가장자리는 웨이퍼 가장자리의 라운딩을 의미하며, 트리밍된 가장자리는 웨이퍼 가장자리를 웨이퍼 표면에 수직이 되도록 가공하는 것을 의미한다. 스크래치 시험 결과, C-cut 및 트리밍 가장자리에서 각각 115 및 227 μm의 가장자리 칩핑 길이를 관찰하였고, 박막화된 가장자리(반 C-cut)에서는 완전한 웨이퍼 파절이 발생하였다. 유한요소해석(FEA)에서는 C-cut, 트리밍, 박막화된 가장자리(반 C-cut)에서 각각 80, 120, 150 μm의 가장자리 칩핑 길이가 얻어졌다. 결론적으로, C-cut, 트리밍, 박막화된 가장자리 형상이 가장자리 칩핑을 방지하는 데 효과적임이 확인되었다. 다만, C-cut 가장자리 형상이 연삭을 통해 더 얇아진다는 점을 고려하면, 트리밍된 가장자리 형상이 가장 효과적인 것으로 보인다.

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