JP3471133B2 - Cut surface inspection method and device - Google Patents

Cut surface inspection method and device

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JP3471133B2
JP3471133B2 JP20737495A JP20737495A JP3471133B2 JP 3471133 B2 JP3471133 B2 JP 3471133B2 JP 20737495 A JP20737495 A JP 20737495A JP 20737495 A JP20737495 A JP 20737495A JP 3471133 B2 JP3471133 B2 JP 3471133B2
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cut surface
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芳郎 町谷
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理学電機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、板状にカットし
た単結晶試料(例えば、水晶のATカット板)のカット
面の偏差角をX線回折測定によって検査して、偏差角に
応じて試料を選別するカット面検査方法及び装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection of a deviation angle of a cut surface of a plate-shaped single crystal sample (for example, an AT cut plate of quartz) by X-ray diffraction measurement, and the sample according to the deviation angle. The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting a cut surface for selecting.

【0002】[0002]

【従来の技術】水晶のATカット板は、所定の結晶格子
面がカット面に対して所定の角度だけ傾斜するように規
定されている。「カット面」について説明すると、板状
にカットされたカット板の外表面は、平坦な表面及び裏
面(表と裏の区別は特にない。)と、これらをつなぐ側
縁とからなるが、表面と裏面とを「カット面」と呼んで
いる。このカット面と結晶格子面とのなす傾斜角が、水
晶振動子の特性を決定付けるものとして重要になる。
2. Description of the Related Art An AT cut plate made of quartz is specified so that a predetermined crystal lattice plane is inclined at a predetermined angle with respect to the cut plane. Explaining the “cut surface”, the outer surface of the cut plate cut into a plate shape is composed of a flat surface and a back surface (there is no distinction between front and back) and side edges connecting them, but And the back side is called "cut side". The tilt angle formed by the cut surface and the crystal lattice surface becomes important as a factor that determines the characteristics of the crystal unit.

【0003】実際のカット板では、切断誤差により、上
述の傾斜角の値は、基準の傾斜角からわずかにずれるこ
とになる。そして、この誤差は15秒程度の範囲に収ま
ることが望まれている。しかし、ATカット板の切断角
度の精度は通常1分程度にしかならない。そこで、基準
の傾斜角に対する偏差(以下、偏差角という。)のばら
つきが15秒以内に収まるようなATカット板を得るに
は、切断されたATカット板の偏差角をX線回折測定を
用いて検査してから、偏差角を15秒刻みで分類するこ
とによって、ATカット板を選別することが必要にな
る。このようにすれば、切断角度の精度が劣っていて
も、偏差角のばらつきが15秒の範囲内に収まるような
ATカット板のいくつかのグループを得ることができ
る。これらのグループはそれぞれ、用途に応じて有効に
利用される。
In an actual cut plate, the above-mentioned value of the tilt angle slightly deviates from the reference tilt angle due to a cutting error. It is desired that this error be within the range of about 15 seconds. However, the accuracy of the cutting angle of the AT cut plate is usually only about 1 minute. Therefore, in order to obtain an AT-cut plate in which the variation of the deviation with respect to the reference tilt angle (hereinafter referred to as deviation angle) is set within 15 seconds, the deviation angle of the cut AT-cut plate is measured by X-ray diffraction measurement. It is necessary to select the AT cut plate by classifying the deviation angle in 15 second intervals after the inspection. By doing so, it is possible to obtain several groups of AT-cut plates whose variation in deviation angle is within the range of 15 seconds even if the precision of the cutting angle is poor. Each of these groups is effectively used according to the purpose.

【0004】図10は、水晶のATカット板の斜視図で
ある。この図は、カット板の所定の結晶格子面がカット
面に対してどのように傾斜しているかを示している。座
標軸として、カット板のカット面120に垂直にZ軸を
とり、カット面120に平行に、互いに直交するX軸と
Y軸をとることにする。結晶格子面122は、水晶の
(0,1,−1,1)面であり、YZ平面内では、この
結晶格子面122はカット面120に対して基準傾斜角
αで傾斜している。αは例えば3°である。また、XZ
平面内では結晶格子面122はカット面120に対して
基準傾斜角βで傾斜している。βは一般的にゼロであ
る。すなわち、XZ平面内では、結晶格子面122はカ
ット面120に対して平行である。実際のカット板で
は、基準傾斜角αからのずれ量、すなわち偏差角Δαを
測定して、カット板を選別している。
FIG. 10 is a perspective view of a quartz AT cut plate. This figure shows how a given crystal lattice plane of the cut plate is inclined with respect to the cut plane. As the coordinate axes, the Z axis is taken perpendicularly to the cut surface 120 of the cut plate, and the X axis and the Y axis which are orthogonal to each other are taken parallel to the cut surface 120. The crystal lattice plane 122 is a (0, 1, -1, 1) plane of quartz, and in the YZ plane, the crystal lattice plane 122 is inclined with respect to the cut plane 120 at a reference inclination angle α. α is, for example, 3 °. Also, XZ
In the plane, the crystal lattice plane 122 is inclined with respect to the cut plane 120 at the reference inclination angle β. β is generally zero. That is, the crystal lattice plane 122 is parallel to the cut plane 120 in the XZ plane. In an actual cut plate, the amount of deviation from the reference inclination angle α, that is, the deviation angle Δα is measured, and the cut plate is selected.

【0005】従来のカット面検査装置としては、X線回
折装置を用いて水晶のATカット板の偏差角を自動的に
検査して、この偏差角を所定の刻み幅で分類して、自動
的にATカット板を選別するものがある。この種のカッ
ト面検査装置は特開平4−252943号公報に記載さ
れている。
As a conventional cut surface inspection apparatus, an X-ray diffractometer is used to automatically inspect the deviation angle of an AT cut plate of quartz, and the deviation angle is automatically classified by a predetermined step width. There is one that selects AT cut boards. This type of cut surface inspection apparatus is described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-252943.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のカット
面検査装置は、図10のYZ平面内において、基準傾斜
角αに対する偏差角Δαを測定しているものであって、
その場合に、カット板の一方のカット面だけについてそ
の偏差角を自動測定し、その測定結果に基づいてカット
板を選別していた。ところが、この選別したATカット
板の中には、分類範囲以外の偏差角をもったカット板が
しばしば混入していることが判明した。その原因を調査
してみると、カット板の表面と裏面とで偏差角Δαが異
なることが有り得ることが分かった。すなわち、カット
板の一方のカット面で測定した偏差角Δα1が、ある分
類範囲内に属していても、他方のカット面での偏差角Δ
α2はその分類範囲から外れることが有り得ることが分
かった。その理由は次の通りである。カット板の表面と
裏面とが完全に平行で、かつ、完全に平坦であれば、表
面について測定した偏差角Δα1と、裏面について測定
した偏差角Δα2は、原理的には同じになるはずであ
る。しかし、表面と裏面が完全には平行になっていなか
ったり、反りなどが生じて完全には平坦になっていなか
ったりすると、表面と裏面とで偏差角が異なることにな
る。
The conventional cut surface inspection apparatus described above measures the deviation angle Δα with respect to the reference inclination angle α in the YZ plane of FIG.
In that case, the deviation angle is automatically measured only on one cut surface of the cut plate, and the cut plate is selected based on the measurement result. However, it was found that the selected AT cut plates often contained cut plates having a deviation angle outside the classification range. Upon investigating the cause, it was found that the deviation angle Δα may be different between the front surface and the back surface of the cut plate. That is, even if the deviation angle Δα1 measured on one cut surface of the cut plate belongs to a certain classification range, the deviation angle Δα1 on the other cut surface is
It has been found that α2 may fall outside the classification range. The reason is as follows. If the front and back surfaces of the cut plate are completely parallel and completely flat, the deviation angle Δα1 measured on the front surface and the deviation angle Δα2 measured on the back surface should be the same in principle. . However, if the front surface and the back surface are not perfectly parallel, or if they are not completely flat due to warpage or the like, the deviation angles will be different between the front surface and the back surface.

【0007】また、図10において、基準傾斜角αに対
する偏差角Δαが互いに同じになるような二つのカット
板があった場合に、XZ平面での基準傾斜角β(通常は
ゼロ)に対する偏差角Δβが二つのカット板で異なって
いると、厳密には、カット面に対する結晶格子面122
の傾斜角度は、二つのカット板では互いに異なってく
る。したがって、結晶格子面の傾斜角を高精度に測定・
選別する必要がある場合には、YZ平面だけではなく
て、XZ平面においても基準傾斜角からの偏差角を測定
することが必要になる。
Further, in FIG. 10, when there are two cut plates having the same deviation angle Δα with respect to the reference inclination angle α, there is a deviation angle with respect to the reference inclination angle β (usually zero) on the XZ plane. Strictly speaking, if Δβ is different between the two cut plates, the crystal lattice plane 122 relative to the cut plane is
The inclination angles of the two cut plates are different from each other. Therefore, the tilt angle of the crystal lattice plane can be measured with high accuracy.
When it is necessary to select, it is necessary to measure the deviation angle from the reference inclination angle not only on the YZ plane but also on the XZ plane.

【0008】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、特定方向については
表面と裏面の両方について自動的に偏差角を測定し、か
つ、前記特定方向に垂直な方向については少なくとも一
方のカット面について自動的に偏差角を測定して、選別
精度を高めるようにしたカット面検査方法及び装置を提
供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to automatically measure deviation angles on both the front surface and the back surface in a specific direction, and to measure the deviation angle in the specific direction. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for inspecting a cut surface in which the deviation angle is automatically measured in at least one cut surface in the vertical direction to improve the sorting accuracy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、試料を第1
試料台に載せて、試料の一方のカット面について偏差角
Δα1を測定したら、この試料を裏返してから再び第1
試料台に載せて他方のカット面についても偏差角Δα2
を測定し、さらに、カット面に垂直な回転軸線の回りに
試料を90°回転してから試料を第2試料台に載せて、
上記二つの偏差角を測定した方向に垂直な方向において
少なくとも一つのカット面について偏差角Δβを測定し
て、これらの測定結果に応じて試料を選別して収納して
いる。これにより、従来法に比べて、結晶格子面の傾斜
角度の測定精度が高まる。
According to the present invention, a first sample is used.
After mounting on the sample table and measuring the deviation angle Δα1 on one cut surface of the sample, turn over the sample and then again perform the first
The deviation angle Δα2 for the other cut surface after mounting on the sample table
Is further measured, and the sample is rotated 90 ° around the rotation axis perpendicular to the cut surface, and then the sample is placed on the second sample table,
The deviation angle Δβ is measured on at least one cut surface in the direction perpendicular to the direction in which the two deviation angles are measured, and the sample is sorted and stored according to the measurement results. As a result, the accuracy of measuring the tilt angle of the crystal lattice plane is improved as compared with the conventional method.

【0010】測定順序としては、先に二つのカット面に
ついて偏差角Δαを測定し、試料を90°回転してから
一つのカット面について偏差角Δβを測定する方法と、
先に一方のカット面について偏差角Δβを測定し、試料
を90°回転してから二つのカット面について偏差角Δ
αを測定する方法の2方法があり、そのどちらでもよ
い。また、偏差角Δβについても二つのカット面につい
て測定することもできるが、その場合は、第1試料台と
第2試料台のそれぞれに試料反転機構を設けるのが好ま
しい。
The measurement sequence is as follows. First, the deviation angle Δα is measured for two cut surfaces, the sample is rotated by 90 °, and then the deviation angle Δβ is measured for one cut surface.
First, the deviation angle Δβ is measured on one of the cut surfaces, the sample is rotated 90 °, and the deviation angle Δ is measured on the two cut surfaces.
There are two methods of measuring α, and either method may be used. Further, the deviation angle Δβ can also be measured on two cut surfaces, but in that case, it is preferable to provide a sample reversing mechanism on each of the first sample stage and the second sample stage.

【0011】[0011]

【実施例】図1は、この発明のカット面検査装置の一実
施例の構成を示す平面図である。このカット面検査装置
は水晶のATカット板のカット面の偏差角を検査して選
別するための装置である。この装置は、大きく分ける
と、試料10を整列させる試料整列部12と、試料を第
1試料台14に供給する試料供給ロボット16と、試料
のカット面の偏差角を測定する二つのX線回折測定部1
8、19と、試料を裏返す試料反転機構20と、第1試
料台14から第2試料台15へと試料を水平面内で90
°回転しながら搬送する試料搬送ロボット24と、試料
を偏差角に応じて選別して収納する試料選別収納部22
と、第2試料台15から試料選別収納部22に試料を排
出する試料排出ロボット17とを備えている。このう
ち、試料整列部12と試料供給ロボット16とで試料供
給部を構成し、試料搬送ロボット24と試料反転機構2
0とで試料反転部を構成し、試料搬送ロボット24で試
料搬送部を構成し、試料排出ロボット17と試料選別収
納部22とで試料排出部を構成している。試料搬送ロボ
ット24は、第1試料台14と試料反転機構20との間
で試料を受け渡す機能部分については試料反転部の一部
を構成するものであり、第1試料台14から第2試料台
15ヘと試料を搬送する機能部分については試料搬送部
を構成するものである。
1 is a plan view showing the construction of an embodiment of the cut surface inspection apparatus of the present invention. This cut surface inspection device is a device for inspecting and selecting the deviation angle of the cut surface of the AT cut plate of quartz. This apparatus is roughly divided into a sample alignment section 12 that aligns the samples 10, a sample supply robot 16 that supplies the sample to the first sample stage 14, and two X-ray diffractions that measure the deviation angle of the cut surface of the sample. Measuring unit 1
8, 19 and the sample reversing mechanism 20 which turns the sample over, and the sample 90 from the first sample stage 14 to the second sample stage 15 in the horizontal plane.
A sample transport robot 24 that transports while rotating, and a sample sorting and storing unit 22 that sorts and stores samples according to deviation angles.
And a sample ejection robot 17 for ejecting the sample from the second sample table 15 to the sample selection storage section 22. Of these, the sample aligning unit 12 and the sample supply robot 16 constitute a sample supply unit, and the sample transport robot 24 and the sample reversing mechanism 2 are included.
0 configures a sample reversing unit, the sample transport robot 24 configures a sample transport unit, and the sample discharge robot 17 and the sample selection storage unit 22 configure a sample discharge unit. The sample transport robot 24 constitutes a part of the sample reversing unit for the functional portion for transferring the sample between the first sample stage 14 and the sample reversing mechanism 20, and the first sample stage 14 to the second sample The platform 15 and the functional portion for transporting the sample constitute a sample transport unit.

【0012】試料整列部12は、振動を利用して概略正
方形の試料(ATカット板)を整列させる働きをし、投
入皿26と、円形の振動ボウル28と、直線状の整列台
30とからなっている。整列台30の途中には、所定の
方向に向いていない試料を検出してこれを除去する光学
式の姿勢判別装置を設けている。
The sample aligning unit 12 functions to align a substantially square sample (AT cut plate) by utilizing vibration, and comprises a loading tray 26, a circular vibrating bowl 28, and a linear aligning table 30. Has become. An optical attitude determination device that detects a sample that does not face a predetermined direction and removes it is provided in the middle of the alignment table 30.

【0013】図4は姿勢判別装置の構成を示す。まず、
試料10の形状を説明すると、一辺が10mmの正方形
の形状をしていて、厚さが0.1〜0.4mmであり、
隣り合う二つの頂点部分にC1.5の面取り32を形成
してある。試料10は振動ボウルから整列台に、正方形
の一辺が互いに接するようにして押し出されてくる。た
だし、二つの面取り32の位置がどちらの方向を向いて
いるかについてはばらばらである。そこで、この方向が
ばらばらな試料10から正しい姿勢の試料32だけを通
過させるために、姿勢判別装置がある。姿勢判別装置は
3対の光電検出ユニットを備えており、3個の発光部3
4a、34b、34cと、3個の受光部36a、36
b、36cとを備えている。これら光電検出ユニットの
3個の受光部の検出結果をもとにして面取り32の位置
を検出し、試料10の姿勢の良否を判別している。図4
に示した試料10の状態が正しい姿勢であるとすると、
このとき、受光部36a、36bが光を検出し、受光部
36cが光を検出しない。検出結果がこれ以外の組み合
わせになった場合は、試料10が正しい姿勢でないこと
になる。また、すべての受光部が光を検出する場合は、
試料10が存在していないことになる。試料10が正し
い姿勢にないことが検出されたら、この試料10は圧縮
空気によって整列台から排除され、振動ボウルに戻るよ
うになっている。
FIG. 4 shows the configuration of the attitude determination device. First,
Explaining the shape of the sample 10, it has a square shape with one side of 10 mm and a thickness of 0.1 to 0.4 mm.
C1.5 chamfers 32 are formed at two adjacent apexes. The sample 10 is extruded from the vibrating bowl onto the alignment table with one sides of the squares in contact with each other. However, the direction in which the positions of the two chamfers 32 face is different. Therefore, there is a posture determination device in order to allow only the sample 32 having the correct posture to pass from the sample 10 having the different directions. The attitude determination device includes three pairs of photoelectric detection units, and three light emitting units 3
4a, 34b, 34c and three light receiving parts 36a, 36
b and 36c. The position of the chamfer 32 is detected based on the detection results of the three light receiving portions of these photoelectric detection units, and the quality of the posture of the sample 10 is determined. Figure 4
If the state of the sample 10 shown in is a correct posture,
At this time, the light receiving units 36a and 36b detect light, and the light receiving unit 36c does not detect light. If the detection result is any other combination, it means that the sample 10 is not in the correct posture. Also, if all the photodetectors detect light,
The sample 10 does not exist. When it is detected that the sample 10 is not in the correct posture, the sample 10 is removed from the alignment table by compressed air and is returned to the vibrating bowl.

【0014】図1に戻って、試料供給ロボット16は、
整列台30の先端の試料を第1試料台14に1個ずつ供
給する。この試料供給ロボット16は回転可能な水平ア
ーム38を備えている。ア−ム38の先端の下方には真
空吸着の作用で試料を吸着できる吸着パッドがある。第
1試料台14上の試料は、その一辺が基準面に押し当て
られて、正確に方向付けられる。
Returning to FIG. 1, the sample supply robot 16 is
Samples at the tip of the alignment table 30 are supplied to the first sample table 14 one by one. The sample supply robot 16 includes a rotatable horizontal arm 38. Below the tip of the arm 38 is a suction pad capable of sucking a sample by the action of vacuum suction. One side of the sample on the first sample table 14 is pressed against the reference surface, and the sample is accurately oriented.

【0015】第1のX線回折測定部18は、静止したX
線管40と、静止したX線検出器42とを備えている。
同様に、第2のX線回折測定部19は、静止したX線管
41と、静止したX線検出器43とを備えている。二つ
のX線回折測定部18、19は、そのX線光学系が互い
に平行に配置されており、このような配置により、二つ
のX線回折測定部を1台のカット面検査装置に設置しや
すくなっている。図7(a)は第1のX線回折測定部の
正面図である。X線管40から出たX線44は、第1試
料台14上の試料10の一方のカット面(下面)に当た
る。ここで回折したX線46はX線検出器42で検出さ
れる。第1試料台14には3個の突起48(図2に良く
示されている。)が形成されていて、試料10はこれら
の突起48に載っている。第1試料台14の中央には、
X線の通過を確保するための溝50(図2も参照)が形
成されている。図7(b)に示すように、第1試料台1
4には空気孔52が開いていて、この空気孔52は負圧
源につながっており、試料10は負圧の作用で第1試料
台14上に保持される。
The first X-ray diffraction measuring section 18 is a stationary X-ray.
It comprises a ray tube 40 and a stationary X-ray detector 42.
Similarly, the second X-ray diffraction measurement unit 19 includes a stationary X-ray tube 41 and a stationary X-ray detector 43. The two X-ray diffraction measurement units 18 and 19 are arranged such that their X-ray optical systems are parallel to each other. With such an arrangement, the two X-ray diffraction measurement units are installed in one cut surface inspection apparatus. It's getting easier. FIG. 7A is a front view of the first X-ray diffraction measurement unit. The X-ray 44 emitted from the X-ray tube 40 hits one cut surface (lower surface) of the sample 10 on the first sample table 14. The X-rays 46 diffracted here are detected by the X-ray detector 42. Three protrusions 48 (which are well shown in FIG. 2) are formed on the first sample table 14, and the sample 10 is mounted on these protrusions 48. In the center of the first sample stand 14,
A groove 50 (see also FIG. 2) is formed to ensure passage of X-rays. As shown in FIG. 7B, the first sample stage 1
4, an air hole 52 is opened, the air hole 52 is connected to a negative pressure source, and the sample 10 is held on the first sample stage 14 by the action of negative pressure.

【0016】図8は、第1試料台に載っている試料10
付近の拡大正面図である。この図は、図1の下方側から
第1試料台14上の試料10を見たものであり、試料1
0にとっては図10のYZ平面内におけるX線回折状態
を示している。この図に示す試料10は、水晶のATカ
ット板において、(0,1,−1,1)の結晶格子面5
4が、図において左下がりになるようにカット面56に
対して3°傾斜している。入射X線44は、カット面5
6に対して16°20′の角度で入射するようになって
いる。このとき、回折X線46は入射X線44に対して
26°40′の角度で回折し、この方向にX線検出器4
2が配置されている。第1試料台の回転中心線58は、
カット面56上に存在するように位置調整されており、
紙面に垂直に延びている。第1試料台とその上の試料1
0は、この回転中心線58の回りに微小角度範囲で回転
することができて、検出されるX線強度が最大になると
きの試料台の角度位置を見付けることによって、結晶格
子面54が所定の基準傾斜角α(3°)に対してどの程
度ずれているかという偏差角Δαを求めることができ
る。このX線回折測定部の原点調整をするときには、所
定の基準傾斜角となっている標準試料を用いて、そこか
らの回折X線が検出できるように試料台を回転させ、そ
のときの回転角度位置を原点としている。この標準試料
の傾斜角αを基準として、測定試料の傾斜角の誤差が測
定され、これが偏差角Δαとなる。
FIG. 8 shows the sample 10 placed on the first sample table.
It is an enlarged front view of the vicinity. This figure shows the sample 10 on the first sample stage 14 viewed from the lower side of FIG.
For 0, the X-ray diffraction state in the YZ plane of FIG. 10 is shown. The sample 10 shown in this figure is a crystal lattice plane 5 of (0, 1, -1, 1) in an AT cut plate of quartz.
4 is inclined by 3 ° with respect to the cut surface 56 so as to descend to the left in the figure. Incident X-ray 44 is cut surface 5
It is designed to be incident at an angle of 16 ° 20 'with respect to 6. At this time, the diffracted X-ray 46 is diffracted with respect to the incident X-ray 44 at an angle of 26 ° 40 ', and the X-ray detector 4 is directed in this direction.
2 are arranged. The rotation center line 58 of the first sample stage is
The position is adjusted so that it exists on the cut surface 56,
It extends perpendicular to the page. First sample stand and sample 1 on it
0 can be rotated about this rotation center line 58 in a minute angle range, and the crystal lattice plane 54 is determined by finding the angular position of the sample stage when the detected X-ray intensity becomes maximum. It is possible to obtain the deviation angle Δα, which is the degree of deviation with respect to the reference inclination angle α (3 °). When adjusting the origin of the X-ray diffraction measurement unit, a standard sample having a predetermined reference inclination angle is used, and the sample stage is rotated so that the diffracted X-ray from the standard sample can be detected. The position is the origin. An error in the inclination angle of the measurement sample is measured with reference to the inclination angle α of the standard sample, and this is the deviation angle Δα.

【0017】図9(a)は、第2試料台15に載ってい
る試料10付近の拡大側面図である。この図は、図1の
右側から第2試料台15を見たものである。この第2試
料台15は、結晶格子面54が水平になるように、試料
10をわずかに傾けて支持できるようになっている。こ
の試料10は、図10のYZ平面において、結晶格子面
54がカット面に対して3°だけ傾斜しているので、試
料10をこの3°だけ傾けて支持することにより、結晶
格子面54が水平になる。このようにするために、突起
48bは突起48aより高くなっている。X線光学系は
XZ平面内にある。この状態で、図9(b)に示すよう
に、XZ平面内でX線回折測定を実施すると、XZ平面
において、カット面と結晶格子面との基準傾斜角β(こ
の実施例ではゼロ)に対する偏差角Δβを測定すること
ができる。この図9(b)は図1の下方側から第2試料
台15を見たものである。
FIG. 9A is an enlarged side view of the vicinity of the sample 10 placed on the second sample table 15. In this figure, the second sample stage 15 is viewed from the right side of FIG. The second sample stage 15 can support the sample 10 with a slight inclination so that the crystal lattice plane 54 becomes horizontal. In this sample 10, the crystal lattice plane 54 is tilted by 3 ° with respect to the cut plane in the YZ plane of FIG. 10, so that the crystal lattice plane 54 is supported by tilting the sample 10 by 3 °. Level. To do this, the protrusion 48b is higher than the protrusion 48a. The X-ray optical system is in the XZ plane. In this state, as shown in FIG. 9B, when the X-ray diffraction measurement is performed in the XZ plane, the reference inclination angle β (zero in this example) between the cut plane and the crystal lattice plane is measured in the XZ plane. The deviation angle Δβ can be measured. FIG. 9B shows the second sample stage 15 viewed from the lower side of FIG.

【0018】なお、第2試料台15の突起の高さを異な
らせる代わりに、突起は同じ高さにして第2試料台15
の全体を3°だけ水平面から傾斜させる方法をとっても
よい。
It should be noted that instead of making the heights of the protrusions of the second sample stage 15 different, the protrusions are made to have the same height, and the second sample stage 15
It is also possible to adopt a method of inclining the whole of the above from the horizontal plane by 3 °.

【0019】図1に戻って、試料搬送ロボット24は、
第1試料台14と試料反転機構20との間で、また、第
1試料台14と第2試料台15との間で、試料を搬送で
きる。この試料搬送ロボット24は、ガイドフレーム6
0に沿って往復直線移動できる移動台62を備えてい
る。この移動台62の先端の下方には真空吸着パッドが
ある。
Returning to FIG. 1, the sample transfer robot 24 is
The sample can be transported between the first sample stage 14 and the sample reversing mechanism 20, and between the first sample stage 14 and the second sample stage 15. The sample transport robot 24 is provided with a guide frame 6
A movable table 62 that can reciprocate linearly along 0 is provided. A vacuum suction pad is provided below the tip of the moving table 62.

【0020】図5は試料搬送ロボットの拡大斜視図であ
る。移動台62はモータ63で駆動され、ガイドフレー
ム60に沿って矢印90の方向に移動できる。移動台6
2には回転アーム92の基端が回転可能に支持されてい
る。この回転アーム92は、移動台62上のモータ94
により、1対の歯付きプーリ97、98と歯付きベルト
96とを介して、水平面内で回転駆動される。歯付きプ
ーリ98は回転アーム92に固定されている。回転アー
ム92の先端には吸着棒100が回転可能に支持されて
いる。この吸着棒100の下端には吸着パッド102が
固定されていて、負圧により試料を吸着できるようにな
っている。吸着棒100の上端には歯付きプーリ104
が固定され、この先端側の歯付きプーリ104と基端側
の歯付きプーリ106との間に歯付きベルト108が巻
き掛けられている。基端側の歯付きプーリ106は移動
台62に固定されている。すなわち、歯付きプーリ10
6に固定されたシャフトは、歯付きプーリ98と回転ア
ーム92の内部を貫通していて、移動台62に固定され
ている。先端側の歯付きプーリ104の直径は、基端側
の歯付きプーリ104の直径の2倍になっている。
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the sample transfer robot. The moving table 62 is driven by a motor 63 and can move in the direction of arrow 90 along the guide frame 60. Mobile stand 6
A base end of a rotary arm 92 is rotatably supported on the shaft 2. The rotating arm 92 is provided with a motor 94 on the moving base 62.
Thus, it is rotationally driven in the horizontal plane via the pair of toothed pulleys 97, 98 and the toothed belt 96. The toothed pulley 98 is fixed to the rotating arm 92. A suction rod 100 is rotatably supported at the tip of the rotary arm 92. A suction pad 102 is fixed to the lower end of the suction rod 100 so that the sample can be sucked by negative pressure. A toothed pulley 104 is provided at the upper end of the suction rod 100.
Is fixed, and a toothed belt 108 is wound around the toothed pulley 104 on the front end side and the toothed pulley 106 on the base end side. The toothed pulley 106 on the base end side is fixed to the moving base 62. That is, the toothed pulley 10
The shaft fixed to 6 penetrates through the inside of the toothed pulley 98 and the rotary arm 92, and is fixed to the moving base 62. The diameter of the toothed pulley 104 on the front end side is twice the diameter of the toothed pulley 104 on the proximal end side.

【0021】この試料搬送ロボットの動作を説明する。
モータ94が回転すると歯付きベルト96を介して回転
アーム92が時計方向に回転する。これにより、吸着棒
100は回転アーム92の回転中心を中心として時計方
向に公転する。吸着棒100は回転アーム92に対して
回転可能に支持されており、この吸着棒100の自転は
歯付きベルト108によって規制される。基端側の歯付
きプーリ106は、移動台62に固定されているので、
回転している回転アーム92から見ると基端側の歯付き
プーリ106は反時計方向に回転する。先端側の歯付き
プーリ104は、歯付きベルト108を介して、基端側
の歯付きプーリ106と同じ方向に回転する。したがっ
て、回転している回転アーム92から見ると、先端側の
歯付きプーリ104も反時計方向に回転する。また二つ
の歯付きプーリ104、106の直径比は2倍であるか
ら、先端側の歯付きプーリ104は基端側の歯付きプー
リ106の半分の角速度で回転する。以上の説明から分
かるように、回転アーム92が移動台62に対して18
0°だけ時計方向に回転すると、歯付きプーリ104と
吸着棒100は回転アーム92に対して90°だけ反時
計方向に回転する。すなわち、吸着棒100は180°
だけ時計方向に公転すると共に、90°だけ反時計方向
に自転する。その結果、吸着棒100は移動台62に対
して90°だけ時計方向に回転することになる。
The operation of this sample transport robot will be described.
When the motor 94 rotates, the rotating arm 92 rotates clockwise through the toothed belt 96. As a result, the suction rod 100 revolves clockwise around the rotation center of the rotation arm 92. The suction rod 100 is rotatably supported by the rotary arm 92, and the rotation of the suction rod 100 is restricted by the toothed belt 108. Since the toothed pulley 106 on the base end side is fixed to the moving base 62,
When viewed from the rotating rotary arm 92, the toothed pulley 106 on the proximal end side rotates counterclockwise. The toothed pulley 104 on the distal end side rotates in the same direction as the toothed pulley 106 on the proximal end side via the toothed belt 108. Therefore, when viewed from the rotating rotary arm 92, the toothed pulley 104 on the tip side also rotates counterclockwise. Further, since the diameter ratio of the two toothed pulleys 104 and 106 is twice, the toothed pulley 104 on the front end side rotates at half the angular velocity of the toothed pulley 106 on the proximal end side. As can be seen from the above description, the rotating arm 92 is not
When rotated clockwise by 0 °, the toothed pulley 104 and the suction rod 100 rotate counterclockwise by 90 ° with respect to the rotating arm 92. That is, the suction rod 100 is 180 °
It revolves clockwise only and rotates about 90 ° counterclockwise. As a result, the suction rod 100 rotates 90 ° clockwise with respect to the movable table 62.

【0022】図6はこのような状況を示している。負圧
導入チューブ110からの負圧により、第1試料台14
上の試料10を吸着パッド102で吸着し、回転アーム
92を時計方向に180°だけ回転させると、吸着パッ
ド102は公転しながら、移動台62に対して90°だ
け反時計方向に回転する。これにより、試料10は水平
面内で時計方向に90°だけ変化する。回転アーム92
をこのように回転させる間に、移動台62をガイドフレ
ームに沿って第2試料台の方向に移動させると、試料の
向きを90°だけ変化させてから第2移動台の上に試料
を置くことができる。
FIG. 6 shows such a situation. By the negative pressure from the negative pressure introducing tube 110, the first sample stage 14
When the upper sample 10 is sucked by the suction pad 102 and the rotary arm 92 is rotated clockwise by 180 °, the suction pad 102 rotates counterclockwise by 90 ° with respect to the movable table 62 while revolving. This causes the sample 10 to change clockwise by 90 ° in the horizontal plane. Rotating arm 92
When the movable table 62 is moved in the direction of the second sample table along the guide frame during the rotation of the sample in this way, the orientation of the sample is changed by 90 ° and then the sample is placed on the second movable table. be able to.

【0023】図1に戻って、試料選別収納部22は、1
0個(そのうち4個だけを図示してある。)の収納箱6
6を備えている。9個の収納箱は、カット面の偏差角の
9種類の分類範囲に対応している。表面の偏差角Δα1
と裏面の偏差角Δα2が両方とも同じ分類範囲に属して
いる場合には、その分類範囲に該当する収納箱に試料が
収納される。表面と裏面で偏差角Δαが異なる分類範囲
に属してしまうような試料(平行性の不良)は、10番
目の不良品用の収納箱に収納される。偏差角Δβが許容
値以上になっている試料(偏差角Δβの不良)も、この
不良品用の収納箱に入れられる。
Returning to FIG. 1, the sample selection storage unit 22 is
0 (only 4 of them are shown) storage boxes 6
6 is provided. The nine storage boxes correspond to nine types of classification ranges of the deviation angle of the cut surface. Surface deviation angle Δα1
If both the deviation angle Δα2 on the back side and the deviation angle Δα2 on the back side belong to the same classification range, the sample is stored in the storage box corresponding to the classification range. Samples (defective parallelism) such that the deviation angles Δα on the front and back sides belong to different classification ranges are stored in the tenth storage box for defective products. A sample (deviation of deviation angle Δβ) having a deviation angle Δβ equal to or larger than the allowable value is also put in the storage box for this defective product.

【0024】この実施例では、偏差角分類用の上述の9
個の収納箱は、試料のカット面の偏差角Δαに応じて1
5秒刻みで次の表1に示すように分類されている。
In this embodiment, the above-mentioned 9 for deviation angle classification is used.
One storage box is 1 depending on the deviation angle Δα of the cut surface of the sample.
It is classified as shown in Table 1 below at intervals of 5 seconds.

【表1】 第1収納箱 −52.5秒未満 第2収納箱 −52.5秒以上 −37.5秒未満 第3収納箱 −37.5秒以上 −22.5秒未満 第4収納箱 −22.5秒以上 −7.5秒未満 第5収納箱 −7.5秒以上 +7.5秒未満 第6収納箱 +7.5秒以上 +22.5秒未満 第7収納箱 +22.5秒以上 +37.5秒未満 第8収納箱 +37.5秒以上 +52.5秒未満 第9収納箱 +52.5秒以上[Table 1] First storage box-less than 52.5 seconds 2nd storage box-52.5 seconds or more-less than 37.5 seconds Third storage box −37.5 seconds or more −22.5 seconds or less 4th storage box -22.5 seconds or more-less than 7.5 seconds Fifth storage box -7.5 seconds or more +7.5 seconds or less 6th storage box +7.5 seconds or more +22.5 seconds or less 7th storage box +22.5 seconds or more +37.5 seconds or less Eighth storage box +37.5 seconds or more +52.5 seconds or less 9th storage box + 52.5 seconds or more

【0025】図2は試料反転機構20の斜視図である。
矩形の反転台68には1対の把持部材70、72が開閉
可能に設けられ、これらの把持部材はエアーシリンダに
より開閉する。反転台68は、1対の歯付きプーリと歯
付きベルト76とを介して、モータ74で回転駆動され
る。反転台68は、1回の回転動作で、水平な回転軸線
73の回りを180°だけ回転する。第1試料台14上
の試料10は、試料搬送ロボットの吸着パッド102に
吸着されてから、開放状態の把持部材70、72の間に
搬送される。把持部材70、72が閉じて試料10が把
持部材70、72に保持されると、試料10から吸着パ
ッド102が離れる。それから、反転台68が180°
回転して、試料10が裏返しになる。この裏返しになっ
た試料10は吸着パッド102で吸着され、把持部材7
0、72が開いたら、試料10が再び第1試料台10の
上に置かれる。
FIG. 2 is a perspective view of the sample reversing mechanism 20.
A pair of gripping members 70 and 72 are provided on the rectangular inversion table 68 so as to be openable and closable, and these gripping members are opened and closed by an air cylinder. The reversing table 68 is rotationally driven by a motor 74 via a pair of toothed pulleys and a toothed belt 76. The reversing table 68 rotates about the horizontal rotation axis 73 by 180 ° in one rotation operation. The sample 10 on the first sample table 14 is adsorbed to the adsorption pad 102 of the sample conveyance robot and then conveyed between the holding members 70 and 72 in the open state. When the gripping members 70 and 72 are closed and the sample 10 is held by the gripping members 70 and 72, the suction pad 102 separates from the sample 10. Then, the reversing table 68 is 180 °
When rotated, the sample 10 is turned inside out. The sample 10 turned upside down is adsorbed by the adsorption pad 102, and the gripping member 7
When 0 and 72 are opened, the sample 10 is placed on the first sample stage 10 again.

【0026】図3(a)は、試料反転機構の把持部材7
0、72の正面断面図である。把持部材70には凹所7
8が形成され、この凹所78内に接触体80がスライド
可能に挿入されている。接触体80の背面にはガイド棒
82が固定され、このガイド棒82は把持部材70を貫
通していて、ガイド棒82の露出部分には止め輪84が
固定されている。接触体80と凹所78の壁面との間に
は、圧縮コイルばね86が挿入されている。これによ
り、接触体80は凹所78から突き出る方向に(把持部
材70が閉じる方向に)弾性力が付与されており、止め
輪84のところで止まっている。接触体80には断面が
V字形の溝88が形成され、この溝88で試料10の側
縁を両側から挟むようになっている。もう一方の把持部
材72も同様の構造である。把持部材70、72には突
出片130、132が固定されていて、これらの突出片
130、132の間でストッパ134を挟むような構造
になっている。突出片130、132とストッパ134
は、実際は、図2の反転台68の内部に組み込まれてい
る。吸着パッド77で運ばれてきた試料10が把持部材
70、72の間に来たら、把持部材70、72が閉じ
る。
FIG. 3A shows a gripping member 7 of the sample reversing mechanism.
It is a front sectional view of 0 and 72. The holding member 70 has a recess 7
8 is formed, and the contact body 80 is slidably inserted in the recess 78. A guide rod 82 is fixed to the back surface of the contact body 80, the guide rod 82 penetrates the grip member 70, and a retaining ring 84 is fixed to the exposed portion of the guide rod 82. A compression coil spring 86 is inserted between the contact body 80 and the wall surface of the recess 78. As a result, the contact body 80 is given an elastic force in the direction of protruding from the recess 78 (in the direction of closing the grip member 70) and stops at the retaining ring 84. A groove 88 having a V-shaped cross section is formed in the contact body 80, and the side edge of the sample 10 is sandwiched by the groove 88 from both sides. The other holding member 72 has the same structure. Projecting pieces 130 and 132 are fixed to the gripping members 70 and 72, and the stopper 134 is sandwiched between the projecting pieces 130 and 132. Projecting pieces 130, 132 and stopper 134
Is actually incorporated inside the inversion table 68 of FIG. When the sample 10 carried by the suction pad 77 comes between the gripping members 70, 72, the gripping members 70, 72 are closed.

【0027】図3(b)は、把持部材70、72が閉じ
た状態を示す。把持部材70、72はエアーシリンダの
作用によって内側に向かって移動する。突出片130、
132がストッパ94に当たると、把持部材70、72
が停止する。このとき、接触体80の溝88によって試
料10の側縁が挟まれる。試料10が必要以上に把持部
材70、72で押し付けられないように、上述のストッ
パ134の長さが設定されている。溝88はわずかに試
料10の側縁に接触する程度であるが、溝88が試料1
0に接触すると、接触体80は圧縮コイルばね86に抗
して把持部材70、72に対して相対的に後退する。し
たがって、試料10は圧縮コイルばね86の弾性復元力
によって挟み込まれている。この状態で、把持部材7
0、72が、試料10のカット面に平行な回転軸線(紙
面に垂直である)の回りを180°だけ回転する。これ
により、試料10の上下が反転する。
FIG. 3B shows a state where the gripping members 70 and 72 are closed. The gripping members 70 and 72 move inward by the action of the air cylinder. Protruding piece 130,
When 132 hits the stopper 94, the gripping members 70, 72
Stops. At this time, the side edge of the sample 10 is sandwiched by the groove 88 of the contact body 80. The length of the above-mentioned stopper 134 is set so that the sample 10 is not pressed by the gripping members 70 and 72 more than necessary. The groove 88 is slightly in contact with the side edge of the sample 10, but the groove 88 is
When it contacts 0, the contact body 80 moves backward against the gripping members 70, 72 against the compression coil spring 86. Therefore, the sample 10 is sandwiched by the elastic restoring force of the compression coil spring 86. In this state, the gripping member 7
0 and 72 are rotated by 180 ° around a rotation axis parallel to the cut surface of the sample 10 (perpendicular to the paper surface). As a result, the sample 10 is turned upside down.

【0028】次に、このカット面検査装置の全体の動作
を説明する。図1において、まず、試料整列部12の投
入皿26に多数の試料10を投入する。試料は振動する
投入皿26から振動ボウル28に落下し、振動ボウル2
8の振動によって時計回りに回転運動をしながら振動ボ
ウル28の外周に沿って整列していく。整列した試料は
整列台30へ押し出されるが、これらの試料のうち、姿
勢の不適当なものは姿勢判別部により排除される。整列
台30の先端にある試料は、試料供給ロボット16のア
ーム38の吸着パッドに吸着されて、第1試料台14に
載せられる。第1のX線回折測定部18によって試料の
一方のカット面(下面)の偏差角Δα1が測定される
と、試料は試料搬送ロボット24の移動台62の吸着パ
ッドに吸着されて、試料反転機構20に送られる。この
試料反転機構20で試料の上下が反転され、再び試料搬
送ロボット24の移動台62の吸着パッドに吸着され
て、他方のカット面が下に向けられた状態で、第1試料
台14に載せられる。そして、この他方のカット面につ
いても偏差角Δα2が測定される。両方のカット面の偏
差角が測定されたら、試料は試料搬送ロボット24の移
動台62の吸着パッドに吸着されて、水平面内で90°
だけ時計方向に回転させられて、第2試料台15の上に
置かれる。第2のX線回折測定部19によって試料の前
記他方のカット面の偏差角Δβが測定されると、試料排
出ロボット17によって試料選別収納部22に送られ
て、測定した偏差角Δα1、Δα2、Δβに応じて、適
切な収納箱66に落とされる。
Next, the overall operation of this cut surface inspection apparatus will be described. In FIG. 1, first, a large number of samples 10 are loaded into a loading tray 26 of the sample alignment unit 12. The sample falls from the vibrating input tray 26 into the vibrating bowl 28, and the vibrating bowl 2
The vibration of 8 causes the vibration bowl 28 to rotate in a clockwise direction to be aligned along the outer circumference of the vibrating bowl 28. The aligned samples are pushed out to the alignment table 30, but of these samples, those having an inappropriate posture are eliminated by the posture determination unit. The sample at the tip of the alignment table 30 is adsorbed by the adsorption pad of the arm 38 of the sample supply robot 16 and placed on the first sample table 14. When the deviation angle Δα1 of one cut surface (lower surface) of the sample is measured by the first X-ray diffraction measurement unit 18, the sample is adsorbed by the adsorption pad of the moving table 62 of the sample transport robot 24, and the sample reversing mechanism. Sent to 20. The sample is turned upside down by the sample reversing mechanism 20, is again adsorbed by the suction pad of the moving table 62 of the sample transport robot 24, and is placed on the first sample table 14 with the other cut surface facing downward. To be The deviation angle Δα2 is also measured on the other cut surface. When the deviation angles of both cut surfaces are measured, the sample is adsorbed by the adsorption pad of the moving table 62 of the sample transport robot 24 and 90 ° in the horizontal plane.
It is rotated clockwise only and placed on the second sample stage 15. When the second X-ray diffraction measurement unit 19 measures the deviation angle Δβ of the other cut surface of the sample, the sample ejection robot 17 sends the deviation angle Δβ to the sample selection storage unit 22, and the measured deviation angles Δα1, Δα2, According to Δβ, it is dropped into an appropriate storage box 66.

【0029】上述の実施例では、9種類の偏差角範囲と
不良品の合計10種類に選別していたが、カット板の全
数選別に本発明のような高精度測定を行うのは、時間が
かかって採算の点から必ずしも得策ではない。したがっ
て、実際には、偏差角が選別済みの試料についてその偏
差角を高精度に確認するための装置として本発明を利用
するのが好ましい。この場合は、図1の収納箱66は、
例えば合格用と不合格用の2個で足りる。また、その場
合に、単に合格、不合格の選別にとどまらずに、3種類
の偏差角Δα1、Δα2、Δβのデータを集計・分析し
て、所定角度刻みでの出現頻度をヒストグラム表示した
りするなどのデータ管理を実施することもできる。
In the above-mentioned embodiment, 9 kinds of deviation angle ranges and 10 kinds of defective products are selected in total. However, it is time-consuming to perform high-precision measurement like the present invention in selecting 100% of cut plates. Therefore, it is not always a good idea in terms of profitability. Therefore, in practice, it is preferable to use the present invention as an apparatus for highly accurately confirming the deviation angle of a sample whose deviation angle has been selected. In this case, the storage box 66 of FIG.
For example, two pieces, one for passing and one for failing, are sufficient. Further, in that case, the data of the three types of deviation angles Δα1, Δα2, and Δβ are aggregated and analyzed, and the appearance frequency at each predetermined angle is displayed as a histogram, instead of simply selecting the pass or fail. It is also possible to implement data management such as.

【0030】この発明は上述の実施例に限定されず、次
のような変更が可能である。 (1)試料の偏差角を分類する場合に、上述の15秒刻
みでなくて、任意の角度刻みで分類できる。 (2)試料の姿勢判別装置は、図4に示した光学式の姿
勢判別装置に限定されず、旋光性を利用した姿勢判別法
や、低精度のX線回折測定を利用した姿勢判別法などの
他の手段を用いてもよい。 (3)試料を試料台から取り上げる機構としては、上述
のような吸着パッドに限らず、他の機構を利用してもよ
い。 (4)この発明は、水晶のATカット板だけでなく、所
定の結晶格子面がカット面に対して傾斜しているような
任意のカット板について利用できる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but the following modifications are possible. (1) When classifying the deviation angle of the sample, it is possible to classify by any angle step instead of the above 15 second step. (2) The posture determination device for the sample is not limited to the optical posture determination device shown in FIG. 4, and a posture determination method using optical rotation, a posture determination method using low-precision X-ray diffraction measurement, etc. Other means may be used. (3) The mechanism for picking up the sample from the sample table is not limited to the suction pad as described above, and another mechanism may be used. (4) The present invention is applicable not only to an AT cut plate of quartz but also to any cut plate in which a predetermined crystal lattice plane is inclined with respect to the cut surface.

【0031】[0031]

【発明の効果】この発明は、一方向についてはカット面
の表面と裏面の両方で結晶格子面の偏差角を測定してお
り、さらに、前記一方向に垂直な方向についても結晶格
子面の偏差角を測定している。これにより、カット板の
結晶格子面の傾斜角度を高精度で測定して、試料を選別
することができる。特に、表面と裏面の平行度が劣って
いるような試料や、選別対象となる基準傾斜角αの方向
に対して垂直な方向での傾斜角βが許容値を越えている
ような試料については、これらを確実に不良品として選
別対象から外すことができる。
According to the present invention, the deviation angle of the crystal lattice plane is measured on both the front surface and the back surface of the cut surface in one direction, and the deviation of the crystal lattice plane is also measured in the direction perpendicular to the one direction. Measuring the corner. Thereby, the sample can be selected by measuring the inclination angle of the crystal lattice plane of the cut plate with high accuracy. Especially for samples where the parallelism between the front surface and the back surface is poor, or for samples where the tilt angle β in the direction perpendicular to the direction of the reference tilt angle α to be selected exceeds the allowable value. However, these can be reliably excluded from the selection target as defective products.

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

【図1】この発明のカット面検査装置の一実施例の構成
を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an embodiment of a cut surface inspection apparatus of the present invention.

【図2】試料反転機構の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a sample reversing mechanism.

【図3】試料反転機構の把持部材の正面断面図である。FIG. 3 is a front sectional view of a gripping member of the sample reversing mechanism.

【図4】姿勢判別装置の要部斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a main part of a posture determination device.

【図5】試料搬送ロボットの拡大斜視図である。FIG. 5 is an enlarged perspective view of a sample transport robot.

【図6】試料搬送ロボットの動作説明図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the sample transport robot.

【図7】X線回折測定部の正面図と試料台の正面断面図
である。
FIG. 7 is a front view of an X-ray diffraction measurement unit and a front cross-sectional view of a sample table.

【図8】第1試料台に載っている試料付近の拡大正面図
である。
FIG. 8 is an enlarged front view of the vicinity of the sample placed on the first sample stage.

【図9】第2試料台に載っている試料付近の拡大側面図
と拡大正面図である。
FIG. 9 is an enlarged side view and an enlarged front view of the vicinity of a sample placed on a second sample stage.

【図10】水晶のATカット板の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of an AT cut plate of quartz.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 試料 12 試料整列部 14 第1試料台 15 第2試料台 16 試料供給ロボット 17 試料排出ロボット 18 第1のX線回折測定部 19 第2のX線回折測定部 20 試料反転機構 22 試料選別収納部 24 試料搬送ロボット 40、41 X線管 42、43 X線検出器 60 ガイドフレーム 62 移動台 66 収納箱 92 回転アーム 102 吸着パッド 104 先端側の歯付きプーリ 106 基端側の歯付きプーリ 108 歯付きベルト 10 samples 12 Sample alignment section 14 1st sample stand 15 Second sample stand 16 Sample feeding robot 17 Sample ejection robot 18 First X-ray diffraction measurement unit 19 Second X-ray diffraction measurement unit 20 Sample inversion mechanism 22 Sample selection storage 24 Sample transfer robot 40, 41 X-ray tube 42,43 X-ray detector 60 guide frame 62 Mobile platform 66 Storage Box 92 rotating arm 102 suction pad 104 Toothed pulley on the tip side 106 Toothed pulley on the base end side 108 toothed belt

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 次の構成を備えるカット面検査装置。 (イ)所定の結晶格子面がカット面に対して所定の基準
傾斜角となるように板状にカットされた試料を所定の方
向に揃えて第1試料台に供給する試料供給部。 (ロ)第1のX線源からのX線を前記第1試料台上の試
料に照射し、この試料からの回折X線を第1のX線検出
器で検出することにより、カット面に垂直な一つの平面
(以下、YZ平面という。)内において、カット面のY
Z平面での基準傾斜角からの偏差角(以下、YZ偏差角
という。)を測定する第1のX線回折測定部。 (ハ)前記第1試料台上の試料を取り上げてこれを裏返
してから第1試料台に戻す試料反転部。 (ニ)前記第1試料台上の試料を取り上げて、カット面
に垂直な回転軸線の回りに試料を90°回転してから、
この試料を第2試料台に供給する試料搬送部。 (ホ)第2のX線源からのX線を前記第2試料台上の試
料に照射し、この試料からの回折X線を第2のX線検出
器で検出することにより、カット面に垂直でかつ前記Y
Z平面に垂直な一つの平面(以下、XZ平面という。)
内において、カット面のXZ平面での基準傾斜角からの
偏差角(以下、XZ偏差角という。)を測定する第2の
X線回折測定部。 (ヘ)前記第2試料台上の試料を取り上げて、前記YZ
偏差角とXZ偏差角とに応じて試料を選別する試料排出
部。
1. A cut surface inspection apparatus having the following configuration. (A) A sample supply unit that supplies the first sample stage with the sample cut into a plate shape such that the predetermined crystal lattice plane has a predetermined reference inclination angle with respect to the cut surface, aligned in a predetermined direction. (B) By irradiating the sample on the first sample stage with X-rays from the first X-ray source and detecting the diffracted X-rays from this sample with the first X-ray detector, In one vertical plane (hereinafter referred to as YZ plane), the Y of the cut surface
A first X-ray diffraction measurement unit that measures a deviation angle (hereinafter referred to as a YZ deviation angle) from a reference inclination angle on the Z plane. (C) A sample reversing unit that picks up the sample on the first sample table, turns it over, and then returns it to the first sample table. (D) Picking up the sample on the first sample stage and rotating the sample by 90 ° around the axis of rotation perpendicular to the cut surface,
A sample transport unit that supplies this sample to the second sample stage. (E) A sample on the second sample stage is irradiated with X-rays from a second X-ray source, and diffracted X-rays from this sample are detected by a second X-ray detector to form a cut surface. Vertical and said Y
One plane perpendicular to the Z plane (hereinafter referred to as the XZ plane)
A second X-ray diffraction measurement unit for measuring a deviation angle (hereinafter, referred to as XZ deviation angle) of a cut surface from a reference inclination angle on the XZ plane. (F) Taking the sample on the second sample table,
A sample discharging unit that selects samples according to the deviation angle and the XZ deviation angle.
【請求項2】 前記試料搬送部は、水平な一直線上を往
復移動可能な移動台と、この移動台に支持されて水平面
内で回転可能な回転アームと、この回転アームの先端に
支持されて鉛直な回転軸線の回りに回転可能な試料吸着
用の吸着パッドとを備え、前記回転アームに対する前記
吸着パッドの回転角度が、前記移動台に対する前記回転
アームの回転角度に比例して変化することを特徴とする
請求項1記載のカット面検査装置。
2. The sample transfer section includes a movable table which can reciprocate on a horizontal straight line, a rotary arm which is supported by the movable table and rotatable in a horizontal plane, and which is supported by a tip of the rotary arm. And a suction pad for adsorbing a sample rotatable about a vertical rotation axis, wherein a rotation angle of the suction pad with respect to the rotation arm changes in proportion to a rotation angle of the rotation arm with respect to the moving table. The cut surface inspection device according to claim 1.
【請求項3】 前記試料搬送部が前記第1試料台から前
記第2試料台に試料を搬送する間に、前記回転アームは
180°回転し、前記吸着パッドは前記回転アームとは
逆方向に90°回転することを特徴とする請求項2記載
のカット面検査装置。
3. The rotating arm rotates 180 ° and the suction pad moves in a direction opposite to the rotating arm while the sample transfer section transfers a sample from the first sample stage to the second sample stage. The cut surface inspection device according to claim 2, wherein the cut surface inspection device is rotated by 90 °.
【請求項4】 前記試料搬送部は、前記回転アームの回
転軸線と同心に配置された状態で前記移動台に固定され
た基端側の歯付きプーリと、前記吸着パッドに固定され
て前記回転アームに対して回転可能な先端側の歯付きプ
ーリとを備え、前記基端側の歯付きプーリと前記先端側
の歯付きプーリとの間に歯付きベルトが巻き掛けられい
て、前記先端側の歯付きプーリの直径は前記基端側の歯
付きプーリの直径の2倍であることを特徴とする請求項
2記載のカット面検査装置。
4. The toothed pulley on the base end side fixed to the moving table in a state of being arranged concentrically with the rotation axis of the rotating arm, and the sample transfer section fixed to the suction pad to rotate the sample. A toothed pulley on the tip side rotatable with respect to the arm, and a toothed belt is wound between the toothed pulley on the proximal side and the toothed pulley on the tip side, The cut surface inspection apparatus according to claim 2, wherein the diameter of the toothed pulley is twice the diameter of the toothed pulley on the proximal end side.
【請求項5】 前記試料反転部は、前記試料の側縁を挟
むための開閉可能な1対の把持部材を備え、これらの把
持部材は前記試料のカット面に平行な回転軸線の回りを
回転できることを特徴とする請求項1記載のカット面検
査装置。
5. The sample reversing unit includes a pair of openable and closable gripping members for sandwiching a side edge of the sample, and these gripping members rotate about a rotation axis parallel to a cut surface of the sample. The cut surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the cut surface inspection apparatus is capable.
【請求項6】 次の構成を備えるカット面検査装置。 (イ)所定の結晶格子面がカット面に対して所定の基準
傾斜角となるように板状にカットされた試料を所定の方
向に揃えて第1試料台に供給する試料供給部。 (ロ)第1のX線源からのX線を前記第1試料台上の試
料に照射し、この試料からの回折X線を第1のX線検出
器で検出することにより、カット面に垂直な一つの平面
(以下、XZ平面という。)内において、カット面のX
Z平面での基準傾斜角からの偏差角(以下、XZ偏差角
という。)を測定する第1のX線回折測定部。 (ハ)前記第1試料台上の試料を取り上げて、カット面
に垂直な回転軸線の回りに試料を90°回転してから、
この試料を第2試料台に供給する試料搬送部。 (ニ)第2のX線源からのX線を前記第2試料台上の試
料に照射し、この試料からの回折X線を第2のX線検出
器で検出することにより、カット面に垂直でかつ前記X
Z平面に垂直な一つの平面(以下、YZ平面という。)
内において、カット面のYZ平面での基準傾斜角からの
偏差角(以下、YZ偏差角という。)を測定する第2の
X線回折測定部。 (ホ)前記第2試料台上の試料を取り上げてこれを裏返
してから第2試料台に戻す試料反転部。 (ヘ)前記第2試料台上の試料を取り上げて、前記XZ
偏差角とYZ偏差角とに応じて試料を選別する試料排出
部。
6. A cut surface inspection device having the following configuration. (A) A sample supply unit that supplies the first sample stage with the sample cut into a plate shape such that the predetermined crystal lattice plane has a predetermined reference inclination angle with respect to the cut surface, aligned in a predetermined direction. (B) By irradiating the sample on the first sample stage with X-rays from the first X-ray source and detecting the diffracted X-rays from this sample with the first X-ray detector, Within one vertical plane (hereinafter referred to as the XZ plane), the X of the cut surface
A first X-ray diffraction measurement unit that measures a deviation angle (hereinafter, referred to as an XZ deviation angle) from a reference inclination angle on the Z plane. (C) Picking up the sample on the first sample stage and rotating the sample by 90 ° around the axis of rotation perpendicular to the cut surface,
A sample transport unit that supplies this sample to the second sample stage. (D) By irradiating the sample on the second sample table with X-rays from the second X-ray source and detecting the diffracted X-rays from this sample with the second X-ray detector, Vertical and said X
One plane perpendicular to the Z plane (hereinafter referred to as the YZ plane)
A second X-ray diffraction measurement unit for measuring a deviation angle (hereinafter, referred to as a YZ deviation angle) of a cut surface from a reference inclination angle on the YZ plane. (E) A sample reversing unit that picks up the sample on the second sample stage, turns it over, and then returns it to the second sample stage. (F) Taking the sample on the second sample stage,
A sample discharging unit that selects samples according to the deviation angle and the YZ deviation angle.
【請求項7】 次の各段階を備えるカット面検査方法。 (イ)所定の結晶格子面がカット面に対して所定の基準
傾斜角となるように板状にカットされた試料を所定の方
向に揃えて第1試料台に供給する段階。 (ロ)前記第1試料台上の試料の一方のカット面にX線
を照射し、そこからの回折X線を検出することにより、
カット面に垂直な一つの平面(以下、YZ平面とい
う。)内において、前記一方のカット面について、YZ
平面での基準傾斜角からの偏差角(以下、YZ偏差角と
いう。)を測定する段階。 (ハ)前記第1試料台上の試料を取り上げて裏返し、こ
の裏返した試料を再び第1試料台に供給する段階。 (ニ)前記第1試料台上の試料の他方のカット面にX線
を照射し、そこからの回折X線を検出することにより、
前記YZ平面内において、前記他方のカット面について
前記YZ偏差角を測定する段階。 (ホ)両方のカット面について前記YZ偏差角を測定し
た試料を前記第1試料台から取り上げて、カット面に垂
直な回転軸線の回りに試料を90°回転してから、この
試料を第2試料台に供給する段階。 (ヘ)前記第2試料台上の試料の前記他方のカット面に
X線を照射し、そこからの回折X線を検出することによ
り、カット面に垂直でかつ前記YZ平面に垂直な一つの
平面(以下、XZ平面という。)内において、前記他方
のカット面について、XZ平面での基準傾斜角からの偏
差角(以下、XZ偏差角という。)を測定する段階。 (ト)前記第2試料台上の試料を取り上げて、前記二つ
のYZ偏差角と前記XZ偏差角とに応じて試料を選別す
る段階。
7. A cut surface inspection method comprising the following steps. (A) A step of aligning a plate-shaped sample in a predetermined direction so that a predetermined crystal lattice plane has a predetermined reference inclination angle with respect to the cut surface and supplying the sample to the first sample stage. (B) By irradiating one cut surface of the sample on the first sample table with X-rays and detecting diffracted X-rays from the cut surface,
Within one plane (hereinafter referred to as YZ plane) perpendicular to the cut plane, YZ is performed for the one cut plane.
A step of measuring a deviation angle (hereinafter referred to as YZ deviation angle) from a reference inclination angle on a plane. (C) A step of picking up the sample on the first sample stage, turning it over, and supplying the inverted sample to the first sample stage again. (D) By irradiating the other cut surface of the sample on the first sample table with X-rays and detecting the diffracted X-rays therefrom,
Measuring the YZ deviation angle on the other cut surface in the YZ plane. (E) Taking the sample for which the YZ deviation angle has been measured on both cut surfaces from the first sample stand and rotating the sample 90 ° about the axis of rotation perpendicular to the cut surface, and then subjecting this sample to the second Supplying to the sample stage. (F) By irradiating the other cut surface of the sample on the second sample stage with X-rays and detecting diffracted X-rays from the cut surface, one of the cut surfaces is perpendicular to the cut surface and is perpendicular to the YZ plane. A step of measuring a deviation angle (hereinafter, referred to as XZ deviation angle) from a reference inclination angle on the XZ plane with respect to the other cut surface in a plane (hereinafter, referred to as XZ plane). (G) Picking up the sample on the second sample stage and selecting the sample according to the two YZ deviation angles and the XZ deviation angle.
【請求項8】 前記第1試料台から前記第2試料台に試
料を供給する段階は、水平な一直線上を往復移動可能な
移動台と、この移動台に支持されて水平面内で回転可能
な回転アームと、この回転アームの先端に支持されて鉛
直な回転軸線の回りに回転可能な試料吸着用の吸着パッ
ドとを備えた試料搬送部によって実施され、前記回転ア
ームに対する前記吸着パッドの回転角度が、前記移動台
に対する前記回転アームの回転角度に比例して変化する
ことを特徴とする請求項7記載のカット面検査方法。
8. The step of supplying a sample from the first sample stage to the second sample stage includes a movable stage capable of reciprocating on a horizontal straight line, and a stage supported by the movable stage and rotatable in a horizontal plane. And a rotation angle of the suction pad with respect to the rotation arm, which is carried out by a sample transfer unit including a rotation arm and a suction pad for adsorbing a sample which is supported on a tip of the rotation arm and is rotatable about a vertical rotation axis. 9. The cut surface inspection method according to claim 7, wherein the change occurs in proportion to a rotation angle of the rotary arm with respect to the movable table.
【請求項9】 前記第1試料台から前記第2試料台に試
料を搬送する間に、前記回転アームは180°回転し、
前記吸着パッドは前記回転アームとは逆方向に90°回
転することを特徴とする請求項8記載のカット面検査方
法。
9. The rotating arm rotates 180 ° while transporting a sample from the first sample stage to the second sample stage,
9. The cut surface inspection method according to claim 8, wherein the suction pad rotates 90 ° in a direction opposite to the rotation arm.
【請求項10】 次の各段階を備えるカット面検査方
法。 (イ)所定の結晶格子面がカット面に対して所定の基準
傾斜角となるように板状にカットされた試料を所定の方
向に揃えて第1試料台に供給する段階。 (ロ)前記第1試料台上の試料の一方のカット面にX線
を照射し、そこからの回折X線を検出することにより、
カット面に垂直な一つの平面(以下、XZ平面とい
う。)内において、前記一方のカット面について、XZ
平面での基準傾斜角からの偏差角(以下、XZ偏差角と
いう。)を測定する段階。 (ハ)前記XZ偏差角を測定した試料を前記第1試料台
から取り上げて、カット面に垂直な回転軸線の回りに試
料を90°回転してから、この試料を第2試料台に供給
する段階。 (ニ)前記第2試料台上の試料の前記一方のカット面に
X線を照射し、そこからの回折X線を検出することによ
り、カット面に垂直でかつ前記XZ平面に垂直な一つの
平面(以下、YZ平面という。)内において、前記一方
のカット面について、YZ平面での基準傾斜角からの偏
差角(以下、YZ偏差角という。)を測定する段階。 (ホ)前記第2試料台上の試料を取り上げて裏返し、こ
の裏返した試料を再び第2試料台に供給する段階。 (ヘ)前記第2試料台上の試料の他方のカット面にX線
を照射し、そこからの回折X線を検出することにより、
前記YZ平面内において、前記他方のカット面について
前記YZ偏差角を測定する段階。 (ト)前記第2試料台上の試料を取り上げて、前記XZ
偏差角と前記二つのYZ偏差角とに応じて試料を選別す
る段階。
10. A cut surface inspection method comprising the following steps. (A) A step of aligning a plate-shaped sample in a predetermined direction so that a predetermined crystal lattice plane has a predetermined reference inclination angle with respect to the cut surface and supplying the sample to the first sample stage. (B) By irradiating one cut surface of the sample on the first sample table with X-rays and detecting diffracted X-rays from the cut surface,
Within one plane (hereinafter, referred to as XZ plane) perpendicular to the cut surface, XZ is performed for the one cut surface.
A step of measuring a deviation angle (hereinafter referred to as an XZ deviation angle) from a reference inclination angle on a plane. (C) The sample for which the XZ deviation angle has been measured is taken from the first sample stage, the sample is rotated 90 ° around the axis of rotation perpendicular to the cut surface, and then this sample is supplied to the second sample stage. Stages. (D) By irradiating the one cut surface of the sample on the second sample stage with X-rays and detecting diffracted X-rays from the cut surface, one of the cut surfaces is perpendicular to the cut surface and is perpendicular to the XZ plane. A step of measuring a deviation angle (hereinafter, referred to as YZ deviation angle) from a reference inclination angle on the YZ plane for the one cut surface in a plane (hereinafter, referred to as YZ plane). (E) Picking up the sample on the second sample stage, turning it over, and supplying the inverted sample to the second sample stage again. (F) By irradiating the other cut surface of the sample on the second sample table with X-rays and detecting the diffracted X-rays therefrom,
Measuring the YZ deviation angle on the other cut surface in the YZ plane. (G) Picking up the sample on the second sample stage,
Selecting the sample according to the deviation angle and the two YZ deviation angles.
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