JPH06249802A - 単結晶試料のカット面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正方形状でない単結晶試料に関してその内部
の結晶格子面の方位を一定方向に整列する。 【構成】 面内回転試料台１２を軸線Ｌ１のまわりに連
続的に面内回転させながら、Ｘ線源５からのＸ線を単結
晶試料１のカット面に照射し、Ｘ線カウンタ７によって
回折Ｘ線を検出する。これにより、横軸に面内回転角度
をとり、縦軸に回折Ｘ線強度をとった座標上に、回折線
図形が得られる。この回折線図形に関し、半値幅に相当
する２つの面内回転角度位置を測定し、それらに基づい
てピーク値の面内回転角度を算出する。単結晶試料１を
常にこのピーク値角度位置に合わせれば、単結晶試料１
内の結晶格子面の方位を入射Ｘ線に対して常に回折条件
を満足する一定の方向に整列できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単結晶試料のカット面
の結晶格子面に対する傾斜角度の基準角度からのズレを
測定する単結晶試料のカット面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、単結晶材料が工業的に広く用いら
れている。例えば、電子機器の発振源として用いられる
水晶板や、半導体として用いられるＳｉ（シリコン）単
結晶ウエハ等が単結晶材料として知られている。これら
の単結晶材料は、一般に、棒状の原材料を例えば０．２
ｍｍ程度の薄さに切断することによって形成される。

【０００３】今、例えば水晶板を例に挙げて考えてみる
ことにすると、水晶板内部の結晶格子面に対する水晶板
のカット面の傾斜角度が種々に変化すると、それに応じ
て水晶板の特性が変化する。水晶の原材料をカット装置
によって一定の設備条件でカットしたとしても、実際
上、各水晶板のカット面の内部結晶格子面に対する傾斜
角度はかなりの偏差を持っている。従って、カットされ
た複数の水晶板を選別することなく無秩序に使用する場
合には、各水晶板に関して均一な出力特性を得ることは
できない。よって通常は、カットされた各水晶板につい
てカット面の傾斜角度を測定し、それらの水晶板を所定
範囲の角度偏差ごとに分類して、使用している。

【０００４】上記のように水晶板等の単結晶材料に関し
そのカット面の結晶格子面に対する傾斜角度を測定する
ための装置、いわゆるカット面検査装置として、Ｘ線の
回折を利用した装置が広く用いられている。このような
カット面検査装置として、図１０及び図１１に示すよう
な装置がある。この装置においては、図１０に示す状態
で粗測定、すなわち単結晶材料内の結晶格子面の傾き方
向を一定方向に揃えるための測定を行い、そして図１１
に示す状態で精密測定、すなわちカット面の結晶格子面
に対する傾斜角度の基準角度からのズレを測定する。

【０００５】図１５に示すように、単結晶試料１内の結
晶格子面Ｑが入射Ｘ線Ｒ１に対して所定のブラッグ角を
なすとき、回折条件が満足されて回折Ｘ線Ｒ２が発生す
る。単結晶試料１は多くの場合ほぼ正方形状に形成され
るが、その場合、単結晶試料１が図１５の状態から９０
゜（図１４）、１８０゜（図１３）又は２７０゜（図１
２）だけ回転した状態にあると、外観上は図１５の状態
と変わることはないが、結晶格子面Ｑが入射Ｘ線Ｒ１に
対して回折条件を満足しなくなるので、回折Ｘ線は生じ
ない。従って、Ｘ線回折を利用して結晶格子面の傾斜角
度の検査をしようとしても、単結晶試料１の向きが図１
２、図１３又は図１４の状態にある場合には、そのＸ線
回折測定を行うことはできず、必ず単結晶試料１を入射
Ｘ線Ｒ１に対して図１５に示す向きにセットしなければ
ならない。図１０に示した粗測定は、上記のように、単
結晶試料１内の結晶格子面Ｑを入射Ｘ線Ｒ１に対して回
折条件を満足する一定の方向に揃えるために行われるも
のである。

【０００６】粗測定は、例えば図１０に示すように、支
持台６から突出する３本の円柱状ピン２によって単結晶
試料１を３点支持した状態で真空吸引によってそれを固
定保持し、Ｘ線源５から放射されたＸ線を幅の広い開口
３を備えたラフ・シャッタ４によって比較的広い発散角
に制限して単結晶試料１の広い範囲に照射する。そし
て、支持台６を軸線Ｌ１のまわりに回転させることによ
り単結晶試料１を面内回転、例えば９０゜ごとに間欠回
転させる。この間欠回転の際、単結晶試料１内の結晶格
子面Ｑが入射Ｘ線Ｒ１に対して図１２、図１３又は図１
４に示すような回折条件を満足しない傾斜角度状態にあ
ると、回折Ｘ線は生じない。単結晶試料１が図１５に示
す状態にセットされると、回折Ｘ線Ｒ２が発生し、それ
がＸ線カウンタ７によって検出され、このとき支持台６
の回転が止まる。これにより、単結晶試料１内の結晶格
子面Ｑの入射Ｘ線Ｒ１に対する傾きが常に一定方向に揃
えられる。

【０００７】こうして単結晶試料１が一定方向に揃えら
れると、図１１に示すように、支持台６による単結晶試
料１の真空吸引が解除され、支持台６の上方位置に予め
配置された、あるいは支持台６の上方位置に持ち運ばれ
たブリッジ８によって単結晶試料１が真空吸引によって
吸着保持される。この場合も、ブリッジ８から垂下する
３本の円柱状ピン９によって単結晶試料１が３点支持さ
れる。

【０００８】一方、広い開口３を備えたラフ・シャッタ
４（図１０）に代えて、狭い開口１０を備えたスリット
部材１１が入射Ｘ線光路上に配置され、Ｘ線源５から放
射され、さらに狭い開口１０を通過した細径のＸ線ビー
ムＲ１が単結晶試料１に入射する。ブリッジ８は、単結
晶試料１の表面、すなわちカット面に含まれていて紙面
垂直方向へ延びる軸線Ｌ２を中心として適宜の微小角度
範囲で矢印ωのように回転、いわゆるω回転する。ブリ
ッジ８のω回転に応じて単結晶試料１も同様にω回転
し、このω回転の間、Ｘ線カウンタ７によって検出され
る回折Ｘ線Ｒ２の強度は、図１６に示すような回折線図
形を描く。この回折線図形のピーク位置が基準のゼロ位
置からどのくらいずれているかを測定することにより、
単結晶試料１内の結晶格子面Ｑの傾斜角度ズレを検出す
ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のカット面検
査装置、特に図１０に示した結晶方向整列装置では、単
結晶試料として正方形状の単結晶試料を想定していた。
従って、単結晶試料に関して９０゜ごとの間欠回転を行
うことにより、所期の目的である結晶の方向整列作用を
達成できた。しかしながら最近では、単結晶試料の形状
は正方形状に限られなくなり、例えば円形状のものも数
多く見られるようになっている。このような円形状の単
結晶試料に関しては、９０゜ごとの間欠的な面内回転に
よって回折Ｘ線を検出するようにした従来方法では、目
的とする単結晶試料の整列作用は達成できない。円形状
単結晶試料の円周方向のどの点を９０゜の基準ゼロ点と
すれば良いのか判定できないからである。

【００１０】上記のような結晶方位の識別方法の他に、
円形状の単結晶試料を製造する段階で、その試料の円周
側面の所定角度位置の１点に平面状の切欠きやＶ溝等の
標識を形成しておくことにより、取扱い者がその標識に
基づいて視覚的に単結晶試料内の結晶格子面の方位を判
定できるようにした方向判別方法も知られている。しか
しながらこの判別方法は、単結晶試料の形状が大きい場
合には特別な問題を生じることなく実行できるが、最近
のように、単結晶試料の大きさが非常に小さくなると、
実際上その実行ができない。それは、形状が非常に小さ
い単結晶試料に切欠き等の標識を作製することがきわめ
て困難だからである。

【００１１】本発明は、上記の問題点を解消するために
なされたものであって、正方形状でない単結晶試料に関
して、たとえその形状が非常に小さい場合でも、支障な
くその単結晶試料内の結晶格子面の方位を一定方向に整
列できるようにすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る単結晶試料
のカット面検査装置は、単結晶試料内の結晶格子面が入
射Ｘ線を回折できる一定の方向を向くように単結晶試料
を整列する結晶方向整列装置と、単結晶試料内の結晶格
子面の傾斜角度のズレを測定する結晶格子面角度偏差測
定装置とを有している。その結晶格子面角度偏差測定装
置は、結晶方向整列装置によって整列された単結晶試料
にＸ線を照射し、その単結晶試料をω回転させながらそ
の単結晶試料で回折する回折線を検出し、回折線を検出
したときのω回転角度に基づいて結晶格子面の傾斜角度
のズレを測定する。

【００１３】本カット面検査装置は、上記結晶方向整列
装置を次のように構成したことを特徴としている。すな
わち、本カット面検査装置内の結晶方向整列装置は、Ｘ
線を放射するＸ線源と、Ｘ線源から放射されたＸ線の発
散を制限してそれを単結晶試料に照射する面内回転用ス
リットと、単結晶試料で回折したＸ線を検出して回折線
強度信号を出力するＸ線検出手段と、単結晶試料を面内
回転させる面内回転手段と、上記回折線強度信号に基づ
いて上記面内回転手段の動作を制御する制御装置とを有
している。そしてその制御装置は、単結晶試料の面内回
転角度を変えていったときにＸ線検出手段によって検出
される回折線強度の変化を示すグラフを面内回転回折線
図形と呼ぶとき、上記Ｘ線検出手段によって検出される
単結晶試料からの回折線強度がその面内回転回折線図形
における特定値に一致するように単結晶試料の面内回転
角度位置を調整する。

【００１４】上記の構成中、ω回転とは、単結晶試料に
入射するＸ線の入射角度を変化させるためにその単結晶
試料をその表面、すなわちカット面に含まれる軸線を中
心として適宜の角度範囲で回転させることである。

【００１５】図１に示すように、広い幅の開口１３を備
えたスリット、すなわちラフ・シャッタ１４を用いて単
結晶試料１の広い範囲にＸ線を照射し、さらにその単結
晶試料１を軸線Ｌ１のまわりに面内回転（φ回転）させ
た場合、Ｘ線カウンタ７によって検出されるＸ線強度の
変化、すなわち面内回転回折線図形は図８に示すように
１つのピークを有する曲線となって現れる。上記面内回
転回折線図形における特定値としては、図８に示した回
折線図形におけるピーク値に対応する面内回転角度φ0
を選ぶことができる。このφ0 は、半値幅Ｗを形成する
面内回転角度値φ1 及びφ2 を測定し、それらの中央値
を算出、例えば（φ1 ＋φ2 ）／２又は（φ1 −φ2 ）
／２を算出することによって求められる。

【００１６】また、図６に示すように、狭い開口１６を
有するスリット１７を用いて単結晶試料１の狭い領域に
Ｘ線を照射し、さらにその単結晶試料１を面内回転させ
た場合、面内回転回折線図形は図９に示すように２つの
ピーク値を有する曲線となる。この場合には、これら２
つのピーク値に対応する面内角度値φ3 及びφ4 の中央
値φ5 を特定値として選定できる。

【００１７】

【作用】本発明に係る単結晶試料のカット面検査装置に
おいては、内部の結晶格子面の方位が未知である単結晶
試料を所定の位置に置き、面内回転手段によってその単
結晶試料を連続的に面内回転させ、その回転中に単結晶
試料のカット面にＸ線源から放射されたＸ線を入射す
る。Ｘ線検出手段は面内回転中の単結晶試料に関し、個
々の面内回転角度における回折線強度を測定する。この
回折線強度を縦軸に、そして単結晶試料の面内回転角度
を横軸にとって、Ｘ線検出手段の出力値をプロットする
と、例えば図８又は図９に示すような面内回転回折線図
形が得られる。単結晶試料を入射Ｘ線に対して常に特定
角度位置、例えばφ0 又はφ5 に配置することにより、
その単結晶試料を入射Ｘ線に対して常に回折条件を満足
する一定の位置に置くことができる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明に係る単結晶試料のカット面
検査装置を示している。このカット面検査装置は、大き
く分けて、結晶方向整列装置及び結晶格子面角度偏差測
定装置の２つの装置によって構成されている。結晶方向
整列装置は、単結晶試料１を支持する面内回転試料台１
２と、Ｘ線を放射するＸ線源５と、比較的広いＸ線通過
用の開口１３を備えたラフ・シャッタ１４と、そして単
結晶試料１で回折する回折線を検出するＸ線検出手段と
してのＸ線カウンタ７とによって構成されている。ま
た、結晶格子面角度偏差測定装置は、単結晶試料１を支
持するリング状のω回転試料台１５と、Ｘ線源５と、狭
いＸ線通過用の開口１６を備えたスリット部材１７と、
そしてＸ線カウンタ７とによって構成されている。

【００１９】ラフ・シャッタ１４及びスリット部材１７
はスリット選択機構３２に機械的に連結されており、そ
のスリット選択機構３２はラフ・シャッタ１４又はスリ
ット部材１７のいずれかを選択してそれをＸ線源５から
放射されるＸ線の光路上に配置する。

【００２０】面内回転試料台１２は、図３からわかるよ
うに、円柱形状に形成されており、その中心部に細径の
貫通穴１８が開けられている。この貫通穴１８は真空吸
引ポンプ１９に接続されており、そのポンプ１９によっ
て空気が吸引されるとき、試料台１２の上端面から貫通
穴１８を通して空気が吸引される。面内回転試料台１２
はω回転試料台１５の中心部に設けた断面円形の貫通穴
２０内に挿入されていて、そのω回転試料台１５に対し
て相対的に上下移動できるようになっている。ω回転試
料台１５はその上端に、図３に示すように、互いに１２
０゜の角度間隔をあけて面内回転試料台１２のまわりに
配置された３本の円柱ピン２１を備えている。これらの
ピン２１の上端は、図２に示すように、面内回転試料台
１２がω回転試料台１５に対して最下位の位置（すなわ
ち退避位置）に下がったときに、面内回転試料台１２よ
りも上方に突出するようになっている。

【００２１】図１において、面内回転試料台１２には、
昇降装置２２及び面内回転装置２３が付属して設置され
ている。昇降装置２２は、面内回転試料台１２をω回転
試料台１５に対して上下移動させるための装置であり、
その具体的な構造は特定のものに限定されない。例え
ば、電磁ソレノイドを駆動源とする直進駆動機構や、上
下方向に延びるラックに噛み合うピニオンを電動モータ
によって回転駆動するようにした直進駆動機構、その他
任意の直進駆動機構を用いることができる。また、面内
回転装置２３は面内回転試料台１２を中心軸線Ｌ１を中
心として回転、すなわち面内回転させるものであり、そ
のための具体的な構造も特定のものに限定されない。例
えば、面内回転試料台１２と一体なウオームホイールに
噛み合うウオームをパルスモータ２５によって回転駆動
するようにした回転駆動機構、その他任意の回転駆動機
構を用いることができる。

【００２２】ω回転試料台１５にはω回転駆動装置が付
属して設けられる。このω回転駆動装置というのは、図
２において、ピン２１の上端に支持された単結晶試料１
を軸線Ｌ２を中心として回転、すなわちω回転させるた
めの装置である。軸線Ｌ２というのは、単結晶試料１の
表面、すなわちカット面に含まれていて図２の紙面垂直
方向（図３の上下方向）に延びる軸線のことである。こ
のω回転駆動装置の具体的な構造は特定のものに限定さ
れないが、実施例では、いわゆるサインバー機構が採用
されている。

【００２３】このサインバー機構というのは、例えば、
ω回転試料台１５を軸線Ｌ２を中心として回転自在に支
持し、ω回転試料台１５と一体であって図の下方に垂下
する長さの長いアーム部材３３を設け、そして、そのア
ーム部材３３の下端をパルスモータ２６を回転駆動源と
する直進微動機構、いわゆるマイクロメータヘッド３４
の出力ロッド３４ａによって押圧するように構成されて
いる。符号３５は、マイクロメータヘッド３４の押圧力
と逆方向にアーム部材３３を付勢する圧縮バネを示して
いる。

【００２４】図１に示した実施例で用いている電気回路
系は、コンピュータ２４及びＸ線強度演算回路３０を内
蔵した制御装置３１を有している。Ｘ線カウンタ７の出
力信号はそのＸ線強度演算回路３０に入力され、この回
路３０において図８に示すような面内回転回折線図形が
得られる。コンピュータ２４は、スリット選択機構３
２、ω回転用パルスモータ２６、真空吸引ポンプ１９、
面内回転試料台昇降機構２２、そして面内回転用パルス
モータ２５の各機器の動作を制御する。

【００２５】以下、上記構成より成る単結晶試料のカッ
ト面検査装置の動作を説明する。

【００２６】（単結晶試料の結晶方向整列処理）まず図
１において、真空吸引ポンプ１９が動作して面内回転試
料台１２の貫通穴１８を通しての空気吸引が開始され
る。面内回転試料台１２は、昇降機構２２によって駆動
されて図１に示す最上位の位置、すなわち突出位置に置
かれている。この突出位置に置かれた面内回転試料台１
２の上端に検査対象である単結晶試料１を置き、真空吸
引によって固着支持する。単結晶試料１は、図３に鎖線
で示すような円形形状である。Ｘ線源５から単結晶試料
１に到るＸ線光路上にはラフ・シャッタ１４が置かれ
る。面内回転装置２３は面内回転試料台１２を面内回転
角度に関して初期位置、すなわち面内回転角度φ＝０に
セットする。

【００２７】以上の状態で、面内回転用パルスモータ２
５が始動して面内回転試料台１２が連続的に面内回転を
開始する。さらに、Ｘ線源５から放射されたＸ線がシャ
ッタ開口１３によってその発散角を比較的広い発散角に
制限されて単結晶試料１のカット面の広い領域に照射さ
れる。単結晶試料１内の結晶格子面に対するＸ線の入射
角度が回折条件を満足しないとき、図５に示すように、
単結晶試料１から回折線は生じない。一方、単結晶試料
１が面内回転する間に上記回折条件を満足する角度位置
が到来すると、図４に示すように、単結晶試料１から回
折線が発生する。この回折線は図１においてＸ線カウン
タ７によって検出され、その検出出力がＸ線強度演算回
路３０に送られる。

【００２８】Ｘ線強度演算回路３０は、回折線図形（図
８）におけるピーク値Ｓ2 とゼロ値Ｓ0 との間の中間
値、実施例の場合は半値幅に相当する中間値Ｓ1 を予め
しきい値として記憶している。Ｘ線強度演算回路３０
は、面内回転角度φが変化するのに従って図８に示すよ
うな回折線図形、すなわち面内回転回折線図形を求め
る。そして、回折線図形がその中間値Ｓ1 をピーク値Ｓ
2 側へ越える点の角度位置φ1 及び中間値Ｓ1 をゼロ値
Ｓ0 側へ越える点の角度位置φ2 を検出し、さらにそれ
らの中点φ0 φ0 ＝（φ2 ＋φ1 ）／２ を演算する。このφO がとりもなおさず、回折線図形の
ピーク値Ｓ2 に相当する面内角度位置である。Ｘ線強度
演算回路３０は、求めたピーク値角度φ0 を電気信号の
形でコンピュータ２４に送る。

【００２９】ピーク値角度φ0 を入力したコンピュータ
２４は、その角度値φ0 に対応するパルス信号を面内回
転用パルスモータ２５へ向けて出力する。こうして面内
回転試料台１２がパルスモータ２５によって駆動されて
適宜の角度だけ面内回転し、単結晶試料１を面内角度φ
＝φ0 の位置にセットする。こうして、単結晶試料１
は、常に、入射Ｘ線に対して回折条件を満足する一定の
方向に整列される。

【００３０】 （単結晶試料の結晶格子面角度偏差測定処理）以上のよ
うにして単結晶試料１が整列されると、その単結晶試料
１は常にＸ線を回折できる状態にセットされる。する
と、コンピュータ２４からの指令に基づいて昇降装置２
２が作動し、面内回転試料台１２が図２に示す最下位位
置、すなわち退避位置へ下降移動する。これにより、そ
れまで面内回転試料台１２の上端面に支持されていた単
結晶試料１は、面内回転試料台１２の上方に突出したω
回転試料台１５のピン２１によってそれらの上端面に支
持される。このときスリット選択機構３２は、ラフ・シ
ャッタ１４に代えてスリット部材１７を光路上に配置す
る。

【００３１】この状態で、ω回転用パルスモータ２６が
作動してω回転試料台１５がω回転し、それに従って単
結晶試料１もω回転、すなわち軸線Ｌ2 のまわりに回転
する。このω回転中に、Ｘ線源５からのＸ線が単結晶試
料１に入射し、回折条件を満足するω角度位置において
回折線が生じ、その回折線がＸ線カウンタ７によって検
出される。この回折線を検出したときのω回転角度を測
角すれば、単結晶試料１内の結晶格子面の基準位置から
の角度ズレを測定できる。

【００３２】複数の単結晶試料１に関して本角度偏差測
定処理を繰り返して行い、その測定によって求められた
結晶格子面の角度ズレを適宜の角度区分ごとに分類し、
その分類ごとに単結晶試料１をまとめれば、内部の結晶
格子面に関して特性の均一な単結晶カット試料群を得る
ことができる。

【００３３】図６及び図７は、他の実施例を示してい
る。この実施例が図１及び図２に示した先の実施例と異
なる点は、面内回転用スリットとして狭い開口１６を有
するスリット部材１７だけを使用し、単結晶試料の結晶
方向整列処理（先の実施例における図１に相当）及び単
結晶試料の結晶格子面角度偏差測定処理（先の実施例に
おける図２に相当）の両方の処理を通して単結晶試料１
にビーム幅の狭いＸ線を照射するようにしたことであ
る。スリット部材１７は両方の処理において兼用され
る。

【００３４】この実施例では、特に結晶方向整列処理
（図６）において、単結晶試料１の狭い領域にＸ線が照
射されるので、Ｘ線カウンタ７によって求められる面内
回転回折線図形は図９に示すように２つのピーク値を有
する曲線となって現れる。よってこの実施例では、Ｘ線
強度演算回路３０（図１参照）は２つのピーク値角度φ
1 とφ2 との間の中央値φ5 を特定値として算出し、そ
の値に対する電気信号をコンピュータ２４へ送る。コン
ピュータ２４は面内回転用パルスモータ２５の回転を制
御して面内回転試料台１２を適宜の角度回転させること
により、単結晶試料１の面内角度位置をφ5 に一致させ
る。こうして、単結晶試料１を常にＸ線回折条件を満足
する一定の位置に整列させる。この後に図７に示す状態
で単結晶試料１に対して行われる結晶格子面の角度偏差
測定処理は、図２に示した先に実施例の場合と同じであ
る。

【００３５】以上、好ましい実施例をあげて本発明を説
明したが、本発明はそれらの実施例に限定されるもので
はない。

【００３６】例えば、面内回転試料台１２及びω回転試
料台１５の形状は、図示の形状以外の他の任意の形状と
することができる。また、面内回転試料台１２及びω回
転試料台１５を相対的に突出又は退避移動させる際、面
内回転試料台１２又はω回転試料台１５のいずれを移動
させても良い。

【００３７】また、ピーク角度位置φ0 を求める際に、
（φ2 −φ1 ）／２の値を算出し、φ2 からその値を減
算することによりφ0 を求めることもできる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、単結晶試料を連続回転
することによって求められる面内回転回折線図形に基づ
いて結晶格子面の方位を判別し、その判別結果に基づい
て単結晶試料の向きを一定方向に揃えるようにしたの
で、正方形状でない単結晶試料に関して、たとえその形
状が非常に小さい場合でも、支障なくその単結晶試料内
の結晶格子面の方位を一定方向に整列できる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る単結晶試料のカット面検査装置の
一実施例を示す側面断面図である。

【図２】同実施例が結晶格子面に関する傾斜角度のズレ
を測定するモードにある状態を示す側面断面図である。

【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に従った平面図
である。

【図４】円形形状の単結晶試料が入射Ｘ線に対して回折
条件を満足する状態を一部破断して模式的に示す斜視図
である。

【図５】円形形状の単結晶試料が入射Ｘ線に対して回折
条件を満足しない状態を一部破断して模式的に示す斜視
図である。

【図６】本発明に係る単結晶試料のカット面検査装置の
他の実施例を示す側面断面図である。

【図７】同実施例が結晶格子面に関する傾斜角度のズレ
を測定するモードにある状態を示す側面断面図である。

【図８】図１に示す結晶方向整列装置によって求められ
る回折線図形、すなわち面内回転回折線図形の一例を示
すグラフである。

【図９】図６に示す結晶方向整列装置によって求められ
る面内回転回折線図形の一例を示すグラフである。

【図１０】従来の結晶方向整列装置の一例を示す側面図
である。

【図１１】従来の結晶格子面傾斜角度測定装置の一例を
示す側面図である。

【図１２】正方形状の単結晶試料におけるＸ線の回折状
況を模式的に示す斜視図である。

【図１３】正方形状の単結晶試料におけるＸ線の他の回
折状況を模式的に示す斜視図である。

【図１４】正方形状の単結晶試料におけるＸ線のさらに
他の回折状況を模式的に示す斜視図である。

【図１５】正方形状の単結晶試料におけるＸ線のさらに
他の回折状況、特に単結晶試料が回折条件を満足する位
置に置かれた状態を模式的に示す斜視図である。

【図１６】単結晶試料内の結晶格子面の傾斜角度のズレ
を測定する際に、単結晶試料をω回転したときに得られ
る回折線図形の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 単結晶試料 ５ Ｘ線源 ７ Ｘ線カウンタ １２ 面内回転試料台（結晶方向整列装置） １４ ラフ・シャッタ １５ ω回転試料台（結晶格子面角度偏差測定装
置） １７ スリット部材 ２１ ピン ２３ 面内回転装置 ２５ 面内回転用パルスモータ ２６ ω回転用パルスモータ ３１ 制御装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単結晶試料のカット面の結晶格子面に対
   する傾斜角度の基準角度からのズレを測定する単結晶試
   料のカット面検査装置において、 単結晶試料内の結晶格子面が入射Ｘ線を回折できる一定
   の方向を向くように単結晶試料を整列する結晶方向整列
   装置と、 整列された単結晶試料にＸ線を照射し、その単結晶試料
   をω回転させながらその単結晶試料で回折する回折線を
   検出し、回折線を検出したときのω回転角度に基づいて
   結晶格子面の傾斜角度のズレを測定する結晶格子面角度
   偏差測定装置とを有しており、 上記結晶方向整列装置は、 Ｘ線を放射するＸ線源と、 Ｘ線源から放射されたＸ線の発散を制限してそれを単結
   晶試料に照射する面内回転用スリットと、 単結晶試料で回折したＸ線を検出して回折線強度信号を
   出力するＸ線検出手段と、 単結晶試料を面内回転させる面内回転手段と、 上記回折線強度信号に基づいて上記面内回転手段の動作
   を制御する制御装置とを有しており、 単結晶試料の面内回転角度を変えていったときにＸ線検
   出手段によって検出される回折線強度の変化を示すグラ
   フを面内回転回折線図形と呼ぶとき、上記制御装置は、
   上記Ｘ線検出手段によって検出される単結晶試料からの
   回折線強度がその面内回転回折線図形における特定値に
   一致するように単結晶試料の面内回転角度位置を調整す
   ることを特徴とする単結晶試料のカット面検査装置。
2. 【請求項２】 上記結晶方向整列装置は、単結晶試料を
   支持し且つその単結晶試料を面内回転させる面内回転試
   料台を有し、上記結晶格子面角度偏差測定装置は、単結
   晶試料を支持し且つその単結晶試料をω回転させるω回
   転試料台を有しており、 面内回転試料台及びω回転試料台は互いに他方に対して
   相対的に突出移動及び退避移動可能であり、 これらの各試料台のうち他方に対して突出移動した方の
   試料台によって単結晶試料が支持され、他方に対して退
   避移動した方の試料台は単結晶試料を支持しない位置に
   退避することを特徴とする請求項１記載の単結晶試料カ
   ット面検査装置。
3. 【請求項３】 上記面内回転用スリットは単結晶試料の
   広い領域にＸ線を照射するスリット幅の広いラフシャッ
   タによって構成され、 上記制御装置は次の制御、すなわち上記面内回転回折線
   図形におけるピーク値とゼロ値との間の任意の中間値Ｓ
   1をしきい値として記憶し、 回折線強度がその中間値Ｓ1 をピーク値側へ越える点の
   角度位置φ1 と、回折線図形がその中間値Ｓ1 をゼロ値
   側へ越える点の角度位置φ2 とを測定し、 φ1 とφ2 との間の中央値φ0 を算出し、 単結晶試料の面内回転角度がそのφ0 に一致するよう
   に、面内回転手段を制御して単結晶試料を面内回転させ
   ることを特徴とする請求項１記載の単結晶試料のカット
   面検査装置。
4. 【請求項４】 上記面内回転用スリットは単結晶試料の
   狭い領域にＸ線を照射するスリット幅の狭いスリット部
   材によって構成され、 上記制御装置は次の制御、すなわち上記面内回転回折線
   図形に現れる２カ所のピーク値φ３及びφ４を求め、 φ3 とφ4 との間の中央値φ5 を算出し、 単結晶試料の面内回転角度がそのφ5 に一致するよう
   に、面内回転手段を制御して単結晶試料を面内回転させ
   ることを特徴とする請求項１記載の単結晶試料のカット
   面検査装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の単結晶試料のカット面検
   査装置において、結晶格子面角度偏差測定装置はＸ線源
   から放射されたＸ線の発散を制限してそれを単結晶試料
   に照射する角度偏差測定用スリットを有しており、その
   角度偏差測定用スリットと、結晶方向整列装置内の面内
   回転用スリットとが１つのスリットによて兼用されるこ
   とを特徴とするカット面検査装置。