JP2883667B2 - Single crystal ingot crystal orientation measurement system - Google Patents

Single crystal ingot crystal orientation measurement system

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JP2883667B2 JP5385990A JP5385990A JP2883667B2 JP 2883667 B2 JP2883667 B2 JP 2883667B2 JP 5385990 A JP5385990 A JP 5385990A JP 5385990 A JP5385990 A JP 5385990A JP 2883667 B2 JP2883667 B2 JP 2883667B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、円筒状の単結晶インゴットの結晶方位を
X線回折によって測定する結晶方位測定装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a crystal orientation measuring device for measuring the crystal orientation of a cylindrical single crystal ingot by X-ray diffraction.

[従来の技術] Siウェハを製造するためのSi単結晶インゴットは、る
つぼから引き上げられた状態のときは、第8図(a)に
示すようにほぼ円筒状をしており、両端がとがってい
る。この未加工のインゴット10は両端をカットされて、
第8図(b)に示すように端面13と未加工の外周面12と
を有する両端カット・インゴット11となる。その後、第
8図(c)に示すように、オリエンテーション・フラッ
ト面16(以下、オリフラ面と略す。)を切削加工すると
ともに、外周面18を研削加工して、加工済みのインゴッ
ト14とする。
[Prior Art] When a Si single crystal ingot for manufacturing a Si wafer is pulled up from a crucible, it has a substantially cylindrical shape as shown in FIG. 8 (a), and both ends are sharp. I have. This raw ingot 10 is cut at both ends,
As shown in FIG. 8 (b), a two-end cut ingot 11 having an end face 13 and an unprocessed outer peripheral face 12 is obtained. Thereafter, as shown in FIG. 8 (c), the orientation flat surface 16 (hereinafter, abbreviated as the orientation flat surface) is cut and the outer peripheral surface 18 is ground to form the processed ingot 14.

ところで、Siインゴットは所定の結晶方位となるよう
に製造しており、例えばインゴットの軸方向に対して結
晶方位〔100〕を一致させる。あるいは、結晶方位〔11
1〕や〔511〕を一致させることもある。ここで結晶方位
〔100〕とは格子面(100)の法線の方向である。
Incidentally, the Si ingot is manufactured so as to have a predetermined crystal orientation. For example, the crystal orientation [100] is made to coincide with the axial direction of the ingot. Alternatively, the crystal orientation [11
1] and [511] may be matched. Here, the crystal orientation [100] is the direction of the normal to the lattice plane (100).

オリフラ面16を加工するときも、オリフラ面の法線を
特定の結晶方位に一致させるようにしている。そのため
には第8図(b)の両端カット・インゴット11の外周面
12にX線を照射しながらインゴット11を軸回りに回転さ
せて目的の結晶方位を探し、片方の端面13にオリフラ面
加工用のマーキングを行う。
Also when processing the orientation flat surface 16, the normal line of the orientation flat surface is made to coincide with a specific crystal orientation. For this purpose, the outer peripheral surface of the ingot 11 at both ends shown in FIG.
The ingot 11 is rotated about an axis while irradiating X-rays 12 to search for a desired crystal orientation, and one end face 13 is marked for orientation flat processing.

加工済みのインゴット14に対しては、オリフラ面16と
外周面18とが所定の結晶方位からどどれだけずれている
かをX線回折測定によって検査する。このことを第9図
を参照して説明する。
The processed ingot 14 is inspected by X-ray diffraction measurement as to how much the orientation flat surface 16 and the outer peripheral surface 18 deviate from a predetermined crystal orientation. This will be described with reference to FIG.

オリフラ面16の法線方向20と特定の結晶方位(例え
ば、結晶方位〔100〕とする。)とのなす角度δ1を測
定するには、オリフラ面16に垂直な面内において、X線
22をオリフラ面16に入射角θで照射してその回折X線を
角度θのところにある検出器で測定する(実際には、オ
リフラ面16を基準面の上に載せてオリフラ面16の反対側
の外周面で測定することが多い)。角度θはSiの(10
0)面の回折角に設定しておく。そして、X線源とX線
検出器との相対位置を固定してX線光学系全体を回転軸
21を中心として回転させながら回折ピークの角度位置を
探すことにより上述のずれ角度δ1を見付けることがで
きる。
To measure the angle δ1 between the normal direction 20 of the orientation flat surface 16 and a specific crystal orientation (for example, a crystal orientation [100]), an X-ray
22 is irradiated onto the orientation flat surface 16 at an incident angle θ, and its diffracted X-ray is measured by a detector at the angle θ (actually, the orientation flat surface 16 is placed on a reference surface and Often measured on the outer surface of the side). Angle θ is Si (10
0) Set the diffraction angle of the plane. Then, the relative position between the X-ray source and the X-ray detector is fixed, and the entire X-ray optical system is
The above-described shift angle δ1 can be found by searching for the angular position of the diffraction peak while rotating about 21.

外周面18の中心軸24と結晶方位〔100〕とのなす角度
δ2を検査するには、端面13に垂直な面内において、X
線26を端面13に入射角θで照射してその回折X線を角度
θのところにある検出器で測定する。角度θはSiの(10
0)面の回折角に設定しておく。そして、X線源とX線
検出器との相対位置を固定してX線光学系全体を回転軸
25を中心として回転させながら回折ピークの角度位置を
探すことにより上述のずれ角度δ2を見付けることがで
きる。実際は格子面(100)はX線光学系を含む面内の
方向に傾斜しているとは限らないので、さらに中心軸24
の回りにインゴットを例えば90度ずつ回転して同様にず
れ角度δ2を測定して、これらの複数の測定結果から真
のずれ角度δ2とその傾斜方向とを求めている。
In order to inspect the angle δ2 between the central axis 24 of the outer peripheral surface 18 and the crystal orientation [100], in a plane perpendicular to the end surface 13, X
A line 26 is irradiated on the end face 13 at an incident angle θ, and the diffracted X-ray is measured by a detector at the angle θ. Angle θ is Si (10
0) Set the diffraction angle of the plane. Then, the relative position between the X-ray source and the X-ray detector is fixed, and the entire X-ray optical system is
The above-described shift angle δ2 can be found by searching for the angular position of the diffraction peak while rotating about 25. Actually, since the grating plane (100) is not always inclined in the direction including the X-ray optical system, the center axis
The ingot is rotated around, for example, 90 degrees, and the shift angle δ2 is measured in the same manner, and the true shift angle δ2 and its inclination direction are obtained from the plurality of measurement results.

なお、この明細書では、(100)面に等価な格子面、
例えば(010)や(001)などはすべて(100)面と称す
ることにして、これらを同等に扱っている。Si単結晶の
結晶構造は、立方晶系に属するダイヤモンド型構造をし
ているので、オリフラ面16が(100)面に平行であれば
端面13も(100)面に平行となる。
In this specification, a lattice plane equivalent to the (100) plane,
For example, (010) and (001) are all called (100) planes, and they are treated equally. Since the crystal structure of the Si single crystal has a diamond type structure belonging to a cubic system, if the orientation flat surface 16 is parallel to the (100) plane, the end face 13 is also parallel to the (100) plane.

[発明が解決しようとする課題] 以上説明したように、加工済みのインゴットの結晶方
位を測定するまでには、 (a)オリフラ面加工用のマーキングのためのX線回折
測定と、 (b)加工済みのオリフラ面に対する結晶方位を検査す
るX線回折測定と、 (c)加工済みの外周面に対する結晶方位を検査するX
線回折測定 とが必要となる。そして、上述の(a)(b)の測定
では、X線光学系を含む平面に対してインゴットの軸を
垂直に配置する必要があり、上述の(c)の測定では、
X線光学系を含む平面に対してインゴットの軸を平行に
配置する必要がある。したがって、X線光学系が例えば
水平面内に配置されているとすれば、上述の(a)
(b)の測定ではインゴットを垂直に立てなければなら
ない。これとは逆に、X線光学系が垂直面内に配置され
ているとすれば、上述の(c)の測定においてインゴッ
トを垂直に立てなければならない。いずれにしてもイン
ゴットを垂直に立てて測定する作業が必要になる。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, before measuring the crystal orientation of the processed ingot, (a) X-ray diffraction measurement for marking for processing the orientation flat surface, and (b) X-ray diffraction measurement for inspecting the crystal orientation with respect to the processed orientation flat surface; and (c) X for inspecting the crystal orientation with respect to the processed outer peripheral surface.
X-ray diffraction measurement is required. In the above-described measurements (a) and (b), it is necessary to arrange the axis of the ingot perpendicular to the plane including the X-ray optical system. In the above-described measurement (c),
It is necessary to arrange the axis of the ingot parallel to the plane including the X-ray optical system. Therefore, if the X-ray optical system is arranged, for example, in a horizontal plane, the above-mentioned (a)
In the measurement of (b), the ingot must be set upright. Conversely, if the X-ray optical system is arranged in a vertical plane, the ingot must be set upright in the above measurement (c). In any case, the work of measuring the ingot vertically is required.

ところで、現在製造されているSi単結晶インゴット
は、公称直径が4インチから8インチで、長さが50〜10
00mm程度であり、重いものは1本で数十kgとなる。この
ような重いインゴットを作業者が垂直に立てる作業は大
変であり、インゴットを破損する危険も大きい。また、
長いインゴットを垂直に立ててその端面に対してX線回
折測定を行おうとすれば、X線光学系が床面から非常に
高い位置に配置され作業性がきわめて悪くなる。
Incidentally, currently manufactured Si single crystal ingots have a nominal diameter of 4 to 8 inches and a length of 50 to 10 inches.
It is about 00mm, and one heavy object weighs several tens of kilograms. It is difficult for an operator to stand such a heavy ingot vertically, and there is a great risk of damaging the ingot. Also,
If a long ingot is set up vertically and X-ray diffraction measurement is to be performed on its end face, the X-ray optical system is arranged at a very high position from the floor surface, and workability is extremely deteriorated.

この発明の目的は、インゴットを水平に保持したまま
で上述の(a)〜(c)の測定作業ができる結晶方位測
定装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a crystal orientation measuring apparatus capable of performing the above-described measuring operations (a) to (c) while holding an ingot horizontally.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、この発明に係る結晶方
位測定装置は、インゴットの軸に垂直な面内に光軸を有
する第1のX線回折測定部と、インゴットの軸に平行な
面内に光軸を有する第2のX線回折測定部と、水平に配
置された前記インゴットの外周面を下方から支持する回
転可能な1対の支持ローラと、前記インゴットの外周面
の凹凸に追従させて前記第1のX線回折測定部を上下方
向に移動させる追従移動機構と、垂直方向に延びる軸を
中心として前記第2のX線回折測定部を回転させる回転
機構とを備えている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a crystal orientation measuring apparatus according to the present invention comprises a first X-ray diffraction measuring section having an optical axis in a plane perpendicular to the axis of an ingot. A second X-ray diffraction measuring unit having an optical axis in a plane parallel to the axis of the ingot, a pair of rotatable support rollers for supporting the outer peripheral surface of the ingot horizontally disposed from below, A follow-up movement mechanism for moving the first X-ray diffraction measurement unit in the vertical direction by following irregularities on the outer peripheral surface of the ingot; and rotating the second X-ray diffraction measurement unit about a vertically extending axis. A rotation mechanism.

[作用] 上述の(a)(b)の測定に当たっては、第1のX線
回折測定部を利用し、上述の(c)の測定に当たっては
第2のX線回折測定部を利用する。これにより、インゴ
ットを水平に配置した状態ですべての結晶方位測定を実
施することができる。
[Operation] In the above-described measurements (a) and (b), the first X-ray diffraction measurement unit is used, and in the above-described measurement (c), the second X-ray diffraction measurement unit is used. Thus, all the crystal orientation measurements can be performed with the ingot placed horizontally.

[実施例] 次に、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例の基本構成図である。イ
ンゴット28(実際は、第8図(b)の両端カット・イン
ゴット11か、第8図(c)の加工済みインゴット14のい
ずれかである。)は、回転可能な支持ローラ30、31に支
持されて水平に配置される。ただし、加工済みインゴッ
トのオリフラ面に対する結晶方位を測定する際はオリフ
ラ面を基準面32に載せる。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an embodiment of the present invention. The ingot 28 (actually, either the both-end cut ingot 11 in FIG. 8B or the processed ingot 14 in FIG. 8C) is supported by rotatable support rollers 30 and 31. Are arranged horizontally. However, when measuring the crystal orientation with respect to the orientation flat surface of the processed ingot, the orientation flat surface is placed on the reference surface 32.

この装置は2系統のX線回折測定部を備えている。第
1のX線回折測定部34はインゴット28の軸に対して垂直
な面内(すなわち垂直面内)に配置される。X線源38か
らのX線はインゴット28の外周面で回折してX線検出器
40で検出される。第2のX線回折測定部36はインゴット
28の軸に対して平行な面内(すなわち水平面内)に配置
される。X線源42からのX線はインゴット28の端面で回
折してX線検出器44で検出される。
This apparatus has two systems of X-ray diffraction measurement units. The first X-ray diffraction measuring section 34 is arranged in a plane perpendicular to the axis of the ingot 28 (that is, in a vertical plane). X-rays from the X-ray source 38 are diffracted on the outer peripheral surface of the ingot 28 and are converted to an X-ray detector.
Detected at 40. The second X-ray diffraction measurement unit 36 is an ingot
It is located in a plane parallel to the 28 axes (ie in a horizontal plane). X-rays from the X-ray source 42 are diffracted at the end face of the ingot 28 and detected by the X-ray detector 44.

マーキングガイド46は、オリフラ面の加工線をマーカ
ーペンなどでインゴット28の端面に描く際に利用するも
のであり、そのガイド面47は第1のX線回折測定部34の
基準線35に平行となっている。
The marking guide 46 is used when a processing line of the orientation flat surface is drawn on the end surface of the ingot 28 with a marker pen or the like, and the guide surface 47 is parallel to the reference line 35 of the first X-ray diffraction measurement unit 34. Has become.

以下、この装置の使用方法を説明しながら各部の詳細
な構造を併せて説明する。説明は次の順序で行う。
Hereinafter, the detailed structure of each part will be described together while explaining how to use this device. The description will be made in the following order.

イ.両端カット・インゴットに対するオリフラ面加工用
のマーキング作業 ロ.加工済みインゴットのオリフラ面に対する結晶方位
の測定 ハ.加工済みインゴットの外周面に対する結晶方位の測
定 イ.両端カット・インゴットに対するオリフラ面加工用
のマーキング作業 第8図(b)の両端カット・インゴット11を第1図の
支持ローラ30、31の上に載せて、マーキング作業を行
う。第2図は、この作業を行うときの第1図の装置の正
面図である。X線管48のX線源38からのX線は入射角θ
でインゴット11の外周面に当たるようにし、X線検出器
40も基準線35に対して角度θのところに配置する。角度
θは、オリフラ面と平行になるべき格子面51の種類(例
えば(100)面か(111)面か(511)面かなど)によっ
て定まる。この装置では、格子面51の種類を指定する
と、X線管48とX線検出器40が自動的にベース50に沿っ
て回転して角度θを自動設定できるようにしている。角
度θが設定されたらインゴット11を回転させながらX線
回折測定を行い、検出強度が最大になったところでイン
ゴット11を停止する。そして、第1図のマーキングガイ
ド46をインゴットの端面に押し付けて、マーカーペン等
でオリフラ面の加工線を描く。マーキングガイド46は、
インゴットの直径に応じて高さを調節できる。
I. Marking work for orientation flat processing on both ends cut and ingot b. Measurement of crystal orientation with respect to the orientation flat surface of the processed ingot c. Measurement of crystal orientation with respect to the outer peripheral surface of the processed ingot Marking operation for orientation flat surface processing on both ends cut and ingot The marking operation is performed by placing both ends cut and ingot 11 of FIG. 8B on the support rollers 30 and 31 of FIG. FIG. 2 is a front view of the apparatus of FIG. 1 when performing this operation. X-rays from the X-ray source 38 of the X-ray tube 48 have an incident angle θ
To hit the outer peripheral surface of the ingot 11 with an X-ray detector
40 is also arranged at an angle θ with respect to the reference line 35. Angle θ is determined by the type of lattice plane 51 that should be parallel to the orientation flat plane (for example, (100) plane, (111) plane, (511) plane, etc.). In this apparatus, when the type of the lattice plane 51 is designated, the X-ray tube 48 and the X-ray detector 40 are automatically rotated along the base 50 to automatically set the angle θ. When the angle θ is set, X-ray diffraction measurement is performed while rotating the ingot 11, and the ingot 11 is stopped when the detected intensity becomes maximum. Then, the marking guide 46 shown in FIG. 1 is pressed against the end surface of the ingot, and a processing line on the orientation flat surface is drawn with a marker pen or the like. The marking guide 46
The height can be adjusted according to the diameter of the ingot.

第3図はインゴット11を回転させる機構を示した、第
1図の装置の背面図である。インゴット11は駆動ローラ
52、54で回転駆動される。駆動ローラ52、54は歯付きベ
ルト56を介してハンドル58で駆動される。ハンドル58と
駆動ローラ52、54は、上下移動できる板60に回転可能に
取り付けられている。インゴット11を回転させるとき
は、板60を降ろして駆動ローラ52、54をインゴット11に
接触させてからハンドル58を回す。
FIG. 3 is a rear view of the apparatus shown in FIG. 1 showing a mechanism for rotating the ingot 11. Ingot 11 is a drive roller
It is rotationally driven by 52 and 54. The drive rollers 52, 54 are driven by a handle 58 via a toothed belt 56. The handle 58 and the drive rollers 52 and 54 are rotatably mounted on a plate 60 that can move up and down. When rotating the ingot 11, the plate 60 is lowered, and the drive rollers 52 and 54 are brought into contact with the ingot 11, and then the handle 58 is turned.

第4図は、インゴット11の外周面の凹凸に追従させる
機構を示した、第1図の装置の正面図である。実際の両
端カット・インゴット11は外周面が未加工なので凹凸が
付いている。X線照射点を外周面の凹凸に追従させるた
めには、ベース50を上下に移動させる必要がある。モー
タ62は歯車伝動装置64を介してねじ66を回転させ、上下
部品68を上下移動できる。上下部品68はベース50に固定
されている。したがって、モータ62を回転することによ
りベース50を上下移動できる。
FIG. 4 is a front view of the apparatus shown in FIG. 1, showing a mechanism for following irregularities on the outer peripheral surface of the ingot 11. The actual cut at both ends of the ingot 11 has irregularities because the outer peripheral surface is unprocessed. In order for the X-ray irradiation point to follow the irregularities on the outer peripheral surface, it is necessary to move the base 50 up and down. The motor 62 rotates a screw 66 via a gear transmission 64 to move the upper and lower parts 68 up and down. The upper and lower parts 68 are fixed to the base 50. Therefore, the base 50 can be moved up and down by rotating the motor 62.

ベース50には光源70と光センサ72とが固定されてい
る。この光センサ系の光軸はX線照射点を通るようにな
っている。光センサ72には受光素子74があって、受光素
子74の出力は所定の基準値と比較され、その差分が出力
される。インゴット11の外周面がちょうど光センサ系の
光軸の高さに一致しているときは、光源70からの光の半
分がインゴット11で遮断され、半分が受光素子74に到達
する。このときの受光素子74の出力は基準値と等しくな
る。インゴット11の外周面がX線照射点よりも高くなる
と(すなわち光センサ系の光軸よりも高くなると)、受
光素子74の出力が小さくなり、基準値との差分は負の値
となる。この情報に基づいてモータ62が回転し、ベース
50を上昇させる。X線照射点がインゴット11の外周面に
一致するまで、ベース50は上昇することになる。このよ
うなフィードバック制御によりX線照射点は常にインゴ
ット11の外周面に一致するように追従する。
A light source 70 and an optical sensor 72 are fixed to the base 50. The optical axis of this optical sensor system passes through the X-ray irradiation point. The optical sensor 72 has a light receiving element 74, the output of the light receiving element 74 is compared with a predetermined reference value, and the difference is output. When the outer peripheral surface of the ingot 11 exactly matches the height of the optical axis of the optical sensor system, half of the light from the light source 70 is blocked by the ingot 11 and half reaches the light receiving element 74. At this time, the output of the light receiving element 74 becomes equal to the reference value. When the outer peripheral surface of the ingot 11 is higher than the X-ray irradiation point (that is, higher than the optical axis of the optical sensor system), the output of the light receiving element 74 decreases, and the difference from the reference value becomes a negative value. Based on this information, the motor 62 rotates and the base
Raise 50. The base 50 will rise until the X-ray irradiation point coincides with the outer peripheral surface of the ingot 11. By such feedback control, the X-ray irradiation point always follows so as to coincide with the outer peripheral surface of the ingot 11.

ロ.加工済みインゴットのオリフラ面に対する結晶方位
の測定 上述のようにしてオリフラ面のマーキングがされたイ
ンゴットは、オリフラ面の切削加工と外周面の研削加工
が施され、加工済みのインゴットとなる。第5図は、加
工済みインゴットのオリフラ面に対する結晶方位のずれ
を測定する際の、第1図の装置の正面図である。
B. Measurement of the crystal orientation of the processed ingot with respect to the orientation flat surface The ingot on which the orientation flat surface is marked as described above is subjected to the cutting process of the orientation flat surface and the grinding process of the outer peripheral surface, and becomes a processed ingot. FIG. 5 is a front view of the apparatus of FIG. 1 when measuring the deviation of the crystal orientation from the orientation flat surface of the processed ingot.

この測定をするには、まず支持ローラ30、31を両側に
開いて、インゴット14のオリフラ面を基準面32の上に載
せる。そして、第1のX線回折測定部34のX線照射点を
インゴット14の外周面に合わせる。基準線35に対するX
線管48とX線検出器40の角度θは、上述のオリフラ面マ
ーキング作業で設定した値と同じに固定しておく。加工
されたオリフラ面と、目的の格子面51とのずれ角度を測
定するには、ベース50をX線照射点を中心として回転さ
せながら、X線検出強度が最大となるところを探す。最
大となったときの回転角度δが、オリフラ面の法線と、
目的の格子面51の結晶方位とのずれ角度となる。
To perform this measurement, first, the support rollers 30 and 31 are opened on both sides, and the orientation flat surface of the ingot 14 is placed on the reference surface 32. Then, the X-ray irradiation point of the first X-ray diffraction measurement unit 34 is adjusted to the outer peripheral surface of the ingot 14. X to reference line 35
The angle θ between the tube 48 and the X-ray detector 40 is fixed to be the same as the value set in the above-mentioned orientation flat surface marking operation. In order to measure the deviation angle between the processed orientation flat surface and the target grating surface 51, a position where the X-ray detection intensity is maximized is searched for while rotating the base 50 around the X-ray irradiation point. The rotation angle δ at the maximum is the normal of the orientation flat surface,
The deviation angle from the crystal orientation of the target lattice plane 51 is obtained.

ハ.加工済みインゴットの外周面に対する結晶方位の測
定 次に、加工済みインゴットの外周面に対する結晶方位
を測定する。そのためには、第6図に示すように、支持
ローラ30、31を内側に寄せてインゴット14を基準面32か
ら浮かせる。次いで、第7図に示すように、インゴット
14を回転してオリフラ面16を上にする。第7図は第1図
の装置の第2のX線回折測定部36を詳しく示した斜視図
である。
C. Measurement of Crystal Orientation on Outer Peripheral Surface of Processed Ingot Next, the crystal orientation on the outer peripheral surface of the processed ingot is measured. To this end, as shown in FIG. 6, the ingot 14 is lifted from the reference surface 32 by moving the support rollers 30 and 31 inward. Then, as shown in FIG.
Rotate 14 so that the orientation flat 16 faces up. FIG. 7 is a perspective view showing in detail the second X-ray diffraction measuring section 36 of the apparatus shown in FIG.

この測定で検出すべきものは、インゴット14の外周面
18の中心軸と目的の格子面の結晶方位とのずれである。
まず、ベース78に対してX線管76とX線検出器44とを動
かして、両者を基準線77に対して所定の角度に設定す
る。この角度θは、当然、測定すべき格子面の回折角度
に合わせる。このようにしてX線管76とX線検出器44と
をベース78に対して固定したら、ベース78全体を軸79を
中心として回転し、回折強度が最大になるところを探
す。具体的な作業を説明すると、ハンドル84を回すと、
ウオーム80とウォーム歯車82を介してベース78が回転す
る。ウォーム80の回転角度はエンコーダ86で検出され、
これがベース78の回転角度に換算されて表示器88に表示
される。X線検出強度は、X線検出器40に接続されたレ
ートメータ90に表示される。作業者は、レートメータ90
を見ながらハンドル84を回し、X線検出強度が最大とな
った位置でハンドル84を止めて、その時のベース78の回
転角度を表示器88で読み取る。この値が格子面のずれ角
度となる。
What should be detected in this measurement is the outer peripheral surface of ingot 14.
This is the difference between the central axis of 18 and the crystal orientation of the target lattice plane.
First, the X-ray tube 76 and the X-ray detector 44 are moved with respect to the base 78, and both are set at a predetermined angle with respect to the reference line 77. Is naturally adjusted to the diffraction angle of the grating surface to be measured. After the X-ray tube 76 and the X-ray detector 44 are fixed to the base 78 in this way, the entire base 78 is rotated around the axis 79 to search for a position where the diffraction intensity is maximized. To explain the specific work, turn the handle 84,
The base 78 rotates via the worm 80 and the worm gear 82. The rotation angle of the worm 80 is detected by the encoder 86,
This is converted into a rotation angle of the base 78 and displayed on the display 88. The X-ray detection intensity is displayed on a rate meter 90 connected to the X-ray detector 40. The worker uses the rate meter 90
The operator turns the handle 84 while watching the display, stops the handle 84 at the position where the X-ray detection intensity is maximum, and reads the rotation angle of the base 78 at that time on the display 88. This value is the shift angle of the lattice plane.

次に、インゴット14を軸を中心として時計回りに90度
回転して、オリフラ面16を右側に配置し、同様にしてず
れ角度を測定する。さらに、オリフラ面16を左側に配置
したときのずれ角度も測定する。これらのずれ角度を基
にして、外周面18の中心軸の方向と格子面の結晶方位と
の真のずれ角度を求める。
Next, the ingot 14 is rotated 90 degrees clockwise about the axis, and the orientation flat surface 16 is disposed on the right side, and the deviation angle is measured in the same manner. Further, the misalignment angle when the orientation flat surface 16 is arranged on the left side is also measured. Based on these deviation angles, the true deviation angle between the direction of the central axis of the outer peripheral surface 18 and the crystal orientation of the lattice plane is determined.

上述の実施例ではSi単結晶インゴットを例にして説明
してきたが、この発明はその他の単結晶インゴットにも
適用できる。
Although the above embodiment has been described with reference to a Si single crystal ingot as an example, the present invention can be applied to other single crystal ingots.

[発明の効果] 以上説明したようにこの発明は、インゴットの軸に垂
直な面内に光軸を有する第1のX線回折測定部と、イン
ゴットの軸に平行な面内に光軸を有する第2のX線回折
測定部とを備えているので、オリフラ面加工のためのマ
ーキング作業、加工済みのオリフラ面に対する結晶方位
の測定、および加工済みの外周面に対する結晶方位の測
定のすべてが、インゴットを水平に配置した状態で実施
でき、作業性がきわめて良好となる。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention has a first X-ray diffraction measurement unit having an optical axis in a plane perpendicular to the axis of the ingot, and an optical axis in a plane parallel to the axis of the ingot. Since it has the second X-ray diffraction measurement unit, all of the marking work for processing the orientation flat surface, the measurement of the crystal orientation on the processed orientation flat surface, and the measurement of the crystal orientation on the processed outer peripheral surface, It can be carried out with the ingot placed horizontally, and the workability is extremely good.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例の基本構成の斜視図、 第2図はオリフラ面加工用のマーキング作業を示す正面
図、 第3図はインゴットの回転機構を示す背面図、 第4図はX線回折測定部をインゴットの外周面に追従さ
せる機構を示す正面図、 第5図はオリフラ面に対する結晶方位を測定する作業を
示す正面図、 第6図はインゴットを基準面から浮かせる作業を示す正
面図、 第7図は外周面に対する結晶方位を測定する作業を示す
斜視図、 第8図はインゴットの加工手順を示す説明図、 第9図はインゴットの結晶方位測定を説明する斜視図で
ある。 11、14、28……インゴット 34……第1のX線回折測定部 36……第2のX線回折測定部
FIG. 1 is a perspective view of a basic configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing a marking work for processing an orientation flat surface, FIG. 3 is a rear view showing a rotating mechanism of an ingot, and FIG. FIG. 5 is a front view showing a mechanism for causing the X-ray diffraction measurement section to follow the outer peripheral surface of the ingot. FIG. 5 is a front view showing an operation for measuring the crystal orientation with respect to the orientation flat surface. FIG. FIG. 7 is a front view, FIG. 7 is a perspective view showing an operation of measuring a crystal orientation with respect to an outer peripheral surface, FIG. 8 is an explanatory view showing a processing procedure of an ingot, and FIG. 9 is a perspective view explaining a crystal orientation measurement of the ingot. . 11, 14, 28 ... ingot 34 ... first X-ray diffraction measurement unit 36 ... second X-ray diffraction measurement unit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】円筒状の単結晶インゴットの結晶方位をX
線回折によって測定する結晶方位測定装置において、 前記インゴットの軸に垂直な面内に光軸を有する第1の
X線回折測定部と、 前記インゴットの軸に平行な面内に光軸を有する第2の
X線回折測定部と、 水平に配置された前記インゴットの外周面を下方から支
持する回転可能な1対の支持ローラと、 前記インゴットの外周面の凹凸に追従させて前記第1の
X線回折測定部を上下方向に移動させる追従移動機構
と、 鉛直方向に延びる軸を中心として前記第2のX線回折測
定部を回転させる回転機構とを備えることを特徴とする
結晶方位測定装置。
1. The crystal orientation of a cylindrical single crystal ingot is X
In a crystal orientation measuring apparatus for measuring by X-ray diffraction, a first X-ray diffraction measuring section having an optical axis in a plane perpendicular to the axis of the ingot; and a second X-ray diffraction measuring section having an optical axis in a plane parallel to the axis of the ingot. 2, an X-ray diffraction measurement unit, a pair of rotatable support rollers for supporting the outer peripheral surface of the ingot horizontally disposed from below, and the first X by following irregularities on the outer peripheral surface of the ingot. A crystal orientation measuring device, comprising: a follow-up moving mechanism that moves a X-ray diffraction measurement unit in a vertical direction; and a rotation mechanism that rotates the second X-ray diffraction measurement unit about an axis extending in a vertical direction.
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