JP4046865B2 - 結晶方位測定装置及び結晶方位測定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシリコンや水晶等の単結晶試料の結晶方位をＸ線回折を利用して測定する結晶方位測定装置及び結晶方位測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンや水晶等の単結晶を半導体や発振体等の工業製品として使用するためには、その表面が結晶格子面に対して特定の角度になるように切断する必要がある。そのために、試料の結晶格子面を知る必要があるが、最も一般的に用いられている結晶の格子面測定方法は、Ｘ線回折を利用するものである。図３２は、このＸ線回折を利用した試料の格子面測定方法を示している。つまり、試料２００に対して単一波長のＸ線を入射させるとき、Ｘ線の入射角がθ₀ になると、そのＸ線が原子Ａにより回折される。この時の角度を回折角度（ブラッグ角）と称し、その角度θ₀ は、次の式（１）で求められる。
【０００３】
θ₀ ＝arcsin（ｎλ／２ｄ） …（１）
ｎ；１，２，３，…の自然数
λ；Ｘ線の波長（既知）
ｄ；格子面間隔（既知）
このように、θ₀ が計算できるので、Ｘ線の入射角方向を変えながら回折Ｘ線を測定することで結晶の方位を測定することができる。
【０００４】
ここで、円筒状の単結晶インゴットを厚さ０．３mm程度の円板（ウェーハ）に加工する工程で結晶方位測定は通常２度に分けて行われる。まず、単結晶インゴットを円筒状に研削し側面（円筒面）に対し第１の結晶方位の測定を行い側面に軸に沿ったオリエンテーションフラット面（ＯＦ面）あるいはＶ溝を加工し方位の目印とする。次に円筒軸に直角に端部を切断し、この試断面に対し第２の結晶方位の測定を行い定められた結晶面と試断面の傾斜角を求め、結晶面と平行にあるいは所定の角度をなすようにスライシングマシンでウェーハに加工する。ウェーハは周囲のＯＦ面により周方向の結晶方位がわかる。
【０００５】
上記の第１の円筒面の結晶方位測定を行う結晶方位測定装置としては、例えば、図３３に示すようなものがある（特開昭６２−１１６２４３号公報）。単結晶インゴット２０５はローラ２０３ａ，２０３ｂで保持され、ハンドル２０４でローラ２０３ａ，２０３ｂを回転させることでその軸回りに回転させられる。この軸に直交する平面内でＸ線投光器２０８からＸ線ビーム２１０ａを結晶表面Ｃ点に当て回折Ｘ線ビーム２１０ｂをＸ線受光器２０９で測定する。Ｘ線投光器２０８とＸ線受光器２０９はＣ点を中心に２αの角度をなすよう台座２０７に固定されている。αは結晶面で決まる回折角をθ₀ としてα＝９０゜−θ₀ の値に設定される。単結晶インゴット２０５を回転させると、結晶面の法線の方向がＸ線ビーム２１０ａとαの角度（図のＣＤ方向）になったとき、Ｘ線受光器２０９の出力が最大となり結晶面の法線方向がわかる。マーカーで印をつけ側面にＯＦ面の加工を行う。
【０００６】
第２の試断面の結晶方位測定を行う結晶方位測定装置としては、例えば、図３４に示すようなものがある（特開平２−３１１４５号公報）。結晶３０３は、その試断面を下方に向けてヘッド３０２に取付けられ、ヘッド３０２は測定時、ヘッド回転軸３１８で回転され、Ｘ線回折位置Ａにセットされる。結晶方位測定装置３１０は、本体３１４に取付けられたＸ線発生器３１１とＸ線検出器３１２により試断面にＸ線を照射し、回折Ｘ線を測定する。照射角は水平面に対し結晶面で決まる回折角、θ₀ に設定される。本体３１４は下部に回転支持ベース３１６がありスライシングマシン３０１に取り付いた案内板３１７の上で水平面内で９０゜回転でき、回折測定面をｘ，ｙ方向に切換えできる。まず、図のように回折測定面をｙ方向に設定し、ｙ方向微調ツマミ３２１で結晶３０３をｙ方向に傾斜させながらＸ線検出器３１２の出力ピークを探し、固定する。次にｘ方向に切換え、ｘ方向微調ツマミ３２０で同様にｘ方向の調整を行う。これにより結晶面が水平になるように結晶３０３が傾斜される。次にヘッド３０２を９０゜回転させ、カッタ位置Ｂに設定し、結晶３０３を切断カッタ３０４側に送り出し薄板に切断する。切断カッタ３０４は水平に固定されているので結晶面に沿って切断できる。
【０００７】
この試断面の結晶方位測定装置の例は、スライシングマシンと一体で、直接傾斜角の調整を行うタイプであるが、別置きで傾斜角の測定のみを行うこともできる。第１の円筒面の結晶方位測定と第２の試断面の結晶方位測定は同一の装置で配置を変えて２度に分けて測定することもできる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、単結晶インゴットのＯＦ面の加工用の結晶方位測定とスライス加工用の結晶方位測定が別々の測定で行われていた。このために別々の装置が必要になるという問題点があった。また１台の装置で兼用する場合でも工程として２度の測定を必要とし効率が悪いという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、円筒状結晶の側面からの測定のみでその法線が略円筒軸方向である所定の結晶面の方位を求めることができ、また、その円筒状結晶の側面に直交する方向の結晶面法線と円筒軸方向の結晶面法線とを１つの装置で求めることができる結晶方位測定装置及び結晶方位測定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の結晶方位測定装置は、略円筒状結晶である被検体を保持する保持手段と、前記被検体の側面の略１点に向けてＸ線ビームを放射し回折された回折Ｘ線を検出することで前記側面に略直交する結晶面法線の方向を測定する測定部と、前記被検体もしくは前記測定部を略前記被検体の軸であるω軸の周りにω回転させるω回転機構と、このω回転における第１及び第２の位置でそれぞれ測定した互いに非平行な第１の結晶面法線ｈ ₁ 及び第２の結晶面法線ｈ ₂ より前記ω軸に略平行な第３の結晶面法線ｈ ₀ を、
ｈ ₀ ＝±（ｈ ₁ ×ｈ ₂ ）／√｛１−（ｈ ₁ ・ｈ ₂ ）＾２｝
（×はベクトル積、・は内積を示す）
なる数式に基づいて求めるデータ処理部とを有することを要旨とする。この構成により、測定部で、被検体の結晶面のうち、その法線がω軸に略直交する互いに非平行な第１及び第２の結晶面法線が測定される。データ処理部で、この第１及び第２の結晶面法線に対し所定の位置関係にあるω軸に略平行な第３の結晶面法線が計算により求められる。
【００１１】
請求項２記載の結晶方位測定装置は、上記請求項１記載の結晶方位測定装置において、前記データ処理部は、前記第１及び第２の結晶面法線を前記測定部の測定基準である測定座標から前記被検体を基準とする被検体座標へ変換する機能を持つことを要旨とする。この構成により、測定座標と被検体座標のずれが補正されて、被検体座標を基準とした第３の結晶面法線が精度良く求められる。
【００１２】
請求項３記載の結晶方位測定装置は、上記請求項２記載の結晶方位測定装置において、前記データ処理部は、前記被検体座標の少なくとも１つの軸について前記被検体もしくは前記測定部が反転されたときの、この反転の前後でそれぞれ測定した結晶面法線より前記測定座標と前記被検体座標との変換係数を求める機能を持つことを要旨とする。この構成により、反転の前後で測定された結晶面法線の被検体座標に対する対称性を利用して被検体座標の軸位置を求め、測定座標から被検体座標への変換係数が求められる。この変換係数を用いて測定座標から被検体座標への変換が行われる。
【００１３】
請求項４記載の結晶方位測定装置は、上記請求項１記載の結晶方位測定装置において、前記データ処理部は、前記ω回転における第１の位置もしくは第２の位置が未知である場合、既知量である第１及び第２の結晶面法線間の角度を用いて前記第３の結晶面法線を求めることを要旨とする。この構成により、ω回転位置が未知のとき測定した第１あるいは第２の結晶面法線の方位は定まらないが、その第１及び第２の結晶面法線間の角度が既知であることを利用して、その未定の第１あるいは第２の結晶面法線の方位を確定し、これより第３の結晶面法線が求められる。
【００１４】
請求項５記載の結晶方位測定装置は、上記請求項１記載の結晶方位測定装置において、周囲に被検体軸に沿った溝を持つ前記被検体について、前記測定部の測定基準である測定座標における略前記側面に直交する座標軸が前記ω軸に対し前記溝の幅の１／２以上の距離をもって交差するように前記測定部が前記ω軸に対し変位して配置されていることを要旨とする。この構成により、周囲に結晶面法線の周方向の方位を示す溝が加工されている被検体について、被検体軸から略溝の方向を向いた結晶面法線を、溝に干渉されることなく測定することが可能となる。
【００１５】
請求項６記載の結晶方位測定装置は、上記請求項２乃至５の何れかに記載の結晶方位測定装置において、前記被検体はプレートが取付けられた略円筒状結晶であり、前記保持手段は前記プレートを位置決めし前記被検体座標は前記プレートを基準に設定されることを要旨とする。この構成により、被検体に位置決め用のプレートが取り付けられているとき、このプレートを基準とした被検体座標で第３の結晶面法線が求められる。
【００１６】
請求項７記載の結晶方位測定装置は、上記請求項２乃至５の何れかに記載の結晶方位測定装置において、前記保持手段は前記被検体の側面を位置決めし、前記被検体座標は前記被検体の側面を基準に設定されることを要旨とする。この構成により、被検体が、その側面で保持手段に位置決めされているとき、その被検体の側面を基準とした被検体座標で第３の結晶面法線が求められる。
【００１７】
請求項８記載の結晶方位測定装置は、上記請求項６又は７記載の結晶方位測定装置において、周囲に被検体軸に沿ったマークを持つ前記被検体について、前記マークを基準に前記ω回転を位置決めするω位置決め手段を持ち、前記ω回転における第１及び第２の位置の何れか一方は前記マークを基準に設定されることを要旨とする。この構成により、周囲に結晶面法線の周方向の方位を示す溝等のマークを持つ被検体の場合、ω回転方向についてこのマークを基準に第３の結晶面法線が求められる。
【００１８】
請求項９記載の結晶方位測定方法は、略円筒状結晶である被検体を保持する保持手段と、前記被検体の側面の略１点に向けてＸ線ビームを放射し回折された回折Ｘ線を検出することで前記側面に略直交する結晶面法線の方向を測定する測定部と、前記被検体もしくは前記測定部を略前記被検体の軸であるω軸の周りにω回転させるω回転機構とを用い、このω回転の第１及び第２の位置でそれぞれ測定した互いに非平行な第１の結晶面法線ｈ ₁ 及び第２の結晶面法線ｈ ₂ より前記ω軸に略平行な第３の結晶面法線ｈ ₀ を、
ｈ ₀ ＝±（ｈ ₁ ×ｈ ₂ ）／√｛１−（ｈ ₁ ・ｈ ₂ ）＾２｝
（×はベクトル積、・は内積を示す）
なる数式に基づいて求めることを要旨とする。この構成により、被検体の結晶面のうち、その法線がω軸に略直交する互いに非平行な第１及び第２の結晶面法線が測定され、この第１及び第２の結晶面法線に対し所定の位置関係にあるω軸に略平行な第３の結晶面法線が計算により求められる。
請求項１０記載の結晶方位測定方法は、上記請求項９記載の結晶方位測定方法において、前記第１及び第２の結晶面法線を前記測定部の測定基準である測定座標から前記被検体を基準とする被検体座標へ変換した上で第３の結晶面法線を求めることを要旨とする。この構成により、測定座標と被検体座標のずれが補正されて、被検体座標を基準とした第３の結晶面法線が精度良く求められる。
【００１９】
請求項１１記載の結晶方位測定方法は、上記請求項１０記載の結晶方位測定方法において、前記被検体座標の少なくとも１つの軸について前記被検体もしくは前記測定部を反転し、この反転の前後でそれぞれ測定した結晶面法線より前記測定座標と前記被検体座標との変換係数を求めることを要旨とする。この構成により、反転の前後で測定された結晶面法線の被検体座標に対する対称性を利用して被検体座標の軸位置を求め、測定座標から被検体座標への変換係数が求められる。
この変換係数を用いて測定座標から被検体座標への変換が行われ、第３の結晶面法線が、この被検体座標を基準として求められる。
【００２０】
請求項１２記載の結晶方位測定方法は、上記請求項９記載の結晶方位測定方法において、前記ω回転における第１の位置もしくは第２の位置が未知である場合、既知量である第１及び第２の結晶面法線間の角度を用いて前記第３の結晶面法線を求めることを要旨とする。この構成により、ω回転位置が未知のとき測定した第１あるいは第２の結晶面法線の方位は定まらないが、その第１及び第２の結晶面法線間の角度が既知であることを利用して、その未定の第１あるいは第２の結晶面法線の方位を確定し、これより第３の結晶面法線が求められる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。本実施の形態は、簡略化された実施の形態であり、予め略円筒状結晶であるワークの結晶面法線の側面周方向の方位が分っている場合に適用できるものである。まず、図１を用いて本実施の形態の構成を説明する。円筒形の結晶インゴットであるワーク（被検体）１が、ワーク軸であるω軸の周りに手動で回転可能に保持手段としての保持台９で支えられている。測定部１２は、Ｘ線管３によりワーク１側面のＣ点に水平方向からＸ線ビーム６ａを照射し、その回折されたＸ線ビーム６ｂをＸ線検出器５で測定する。Ｘ線管３とＸ線検出器５はδフレーム７上でＣ点を中心に角度２αをもって配置されており、Ｘ線管３には線源コリメータ４が付いている。αはブラッグ角θ₀ に対しα＝９０゜−θ₀ で計算される角度である。δフレーム７は水平面内でδ駆動部８によりδ回転される。δ駆動部８は機構制御部１０で制御される。データ処理部１１はＸ線検出器５とδ駆動部８に接続され、検出器出力とδ値を受け取り、検出器出力ピーク時のδ値を取り込む。
【００２３】
次に、図２を用いて、本実施の形態の作用を説明する。ワーク１は側面周囲にＯＦ面２があり、周方向の結晶面法線の方位がＯＦ面２に合っているがω軸に沿った方向の傾斜が不明なものである。まず、図２（ａ）に示すように、ω回転角Ω＝１８０゜のＯＦ面２水平位置に設定し、法線ｈ₁ を測定する。測定はδ回転を行い検出器出力ピーク時のδ値より測定基準ｚ軸からｘ軸方向へのｈ₁ の傾斜角δ₀ ⁽¹⁾ が求まる。次に、図２（ｂ）に示すように、ω回転角Ω＝２７０゜のＯＦ面２垂直位置に設定し、法線ｈ₂ を測定する。同様にｈ₂ の傾斜角δ₀ ⁽²⁾ が求まる。求める法線ｈ₀ は所定の法線ｈ₀ ，ｈ₁ ，ｈ₂ が互いに直交する関係を用いて計算される。ｈ₀ のワーク座標ＺからのＸ，Ｙ方向への傾斜角δ₀ ⁽⁰⁾ ，δ₉₀ ⁽⁰⁾ は図から明らかなように、それぞれδ₀ ⁽⁰⁾ ＝δ₀ ⁽¹⁾ ，δ₉₀ ⁽⁰⁾ ＝δ₀ ⁽²⁾ で求められる。本実施の形態は、各傾斜角が大きい場合、結果に誤差が生じる。
【００２４】
上述した第１の実施の形態によれば、側面からの測定でワーク軸方向の結晶面法線を求めることができる。また側面に直交する方向の結晶面法線（再測定）とワーク軸方向の結晶面法線を１つの装置で求めることができる。
【００２５】
図３及び図４には、本発明の第２の実施の形態を示す。本実施の形態は、簡略化された実施の形態であるが、予め略円筒状結晶であるワーク１の結晶面法線の側面周方向の方位が分っていない場合にも適用できるものである。上述の第１の実施の形態との構成上の違いはφ駆動部１３が追加された点である。φ駆動部１３はδフレーム７とδ駆動部８をＣ点を原点とするｚ軸（＝φ軸）の周りに回転させる。φ回転位置０゜でδ回転面が水平、９０゜で垂直になる。
【００２６】
次に、図４を用いて、本実施の形態の作用を説明する。まず、φ回転を９０゜に設定し、手動でワーク１をω回転させて検出器出力が概略ピークとなる位置に設定する。この姿勢でワーク座標ＸＹＺが図３のように設定される。ここで第１の実施の形態と同様にφ回転０゜及び９０゜でそれぞれｘ軸方向、ｙ軸方向へのｈ₁ の傾斜角δ₀ ⁽¹⁾ ，δ₉₀ ⁽¹⁾ を求める。次にワーク１を約９０゜ＣＷ方向へω回転させ、この位置で同様にφ回転０゜でｘ軸方向へのｈ₂ の傾斜角δ₀ ⁽²⁾ を求める。図４の作図から分るように、δ₀ ⁽¹⁾ ，δ₉₀ ⁽¹⁾ ，δ₀ ⁽²⁾ よりｈ₀ の傾斜角、δ₀ ⁽⁰⁾ ，δ₉₀ ⁽⁰⁾ が求められる。
【００２７】
上述した第２の実施の形態によれば、側面からの測定でワーク軸方向の結晶面法線を求めることができる。また側面に直交する方向の結晶面法線とワーク軸方向の結晶面法線を１つの装置で求めることができる。
【００２８】
図５乃至図１０には、本発明の第３の実施の形態を示す。まず、図５を用いて機構部の構成を説明する。同図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の右側面図である。プレート１７が接着された円筒形の結晶インゴットであるワーク１６が被検体である。ワーク１６は保持手段としての載置台１８にプレート１７を係合させて取付けられる。載置台１８はＺフレーム２３で支持され、略ワーク１６の軸であるω軸に対しω駆動部１９によりω回転される。Ｚフレーム２３はＺ駆動部２４によりＺ（ω軸）方向に駆動され測定点Ｃの位置が変更できる。測定部１５は、Ｘ線管２５によりワーク１６側面のＣ点にＸ線ビーム２６ａを照射し、その回折されたＸ線ビーム２６ｂをＸ線検出器２７で測定する。Ｘ線管２５とＸ線検出器２７はδフレーム３６上でＣ点を中心に角度２αをもって配置されている。δフレーム３６はＣ点を中心にδ駆動部３０によりδ回転される。φ駆動部３１はδフレーム３６とδ駆動部３０をＣ点を原点とするｚ軸（＝φ軸）の周りに回転させる。φ回転位置０゜でδ回転面が水平、９０゜で垂直になる。φ駆動部３１はｚ駆動部３２によりｚ方向に駆動されＣ点をワーク１６の側面に合わせる。測定部１５は、測定座標ｘｙｚを基準に動き、この座標ｘｙｚで結晶面法線を求める。ワーク１６に固定されたワーク座標ＸＹＺはプレート１７を基準に設定され、図示されているω回転基準位置（Ω＝１８０゜）のとき測定座標と方向が一致するように設定されている。ワーク１６のω回転角は後述する極座標ωと区別するため大文字Ωで表し、Ｘ軸がｚ軸方向を向いたときΩ＝０゜としＣＷ方向を＋にとる。Ｘ線管２５は管電圧４０ｋＶの銅をターゲットとするもので、約８ｋｅＶの銅の特性Ｘ線Ｋαを使用する。Ｘ線検出器２７はガスを用いた比例計数管であり、Ｘ線のフォトンカウントを行うものである。
【００２９】
図６は、システム構成を示している。δ駆動部３０、φ駆動部３１、ω駆動部１９、ｚ駆動部３２、Ｚ駆動部２４等の各機構部は、機構制御部５１を介してデータ処理部５２に接続されている。機構制御部５１はデータ処理部５２からの駆動タイミングや駆動量の指令を受け、それに従って各機構部を制御するとともに各機構部のステータス情報をデータ処理部５２に送る。Ｘ線管２５はＸ線制御部４９を介してデータ処理部５２に接続されている。Ｘ線制御部４９はＸ線管２５に電力を供給するとともに管電圧、管電流の制御及びデータ処理部５２からの指令でＸ線管２５のＯＮ・ＯＦＦを制御する。Ｘ線検出器２７はデータ収集部５０を介してデータ処理部５２に接続されている。データ収集部５０はデータ処理部５２からの測定開始信号によりＸ線検出器２７の出力パルスをカウントしてデジタルデータとしてデータ処理部５２に送る。データ処理部５２は通常のパソコンであり、マンマシンインタフェースとしてのキーボード５３と表示器５４とが接続されている。ここで、メニュー、ステータス、結果等の表示や、メニュー選択、測定開始、測定中断などの操作者による入力が行われる。データ処理部５２は記憶されているシーケンスに従って各部を制御し測定を行い、記憶されている計算プログラムに従って結果を計算する。
【００３０】
次に、図７を用いて、本実施の形態の作用を説明する。この場合、測定する結晶面法線ｈ₁ ，ｈ₂ と求める結晶面法線ｈ₀ は互いに直交する関係にある。操作者はワーク１６を設定し、測定開始を入力するとデータ処理部５２は以下のように測定及びｈ₀ の計算を行い表示する。まず測定部１５をφ＝９０゜，δ＝０゜に設定しワーク１６を基準位置（Ω＝１８０゜）からＣＣＷ方向に回転させながら検出器出力のピークを探し、概略ピーク位置で回転を止める（ωサーチと称する）。このときの回転量をΔΩ₁ （負値）とする。この位置で測定部１５により結晶面法線ｈ₁ を測定する。φ＝０゜及び９０゜それぞれでδ回転スキャンを行い、それぞれｈ₁ のｚ軸からのｘ方向、ｙ方向の傾斜角δ₀ ⁽¹⁾ ，δ₉₀ ⁽¹⁾ を求める。次にワーク１６をさらにΔΩ₂ （略−９０゜）回転させ、同様に結晶面法線ｈ₂ を測定しδ₀ ⁽²⁾ ，δ₉₀ ⁽²⁾ を求める。ΔΩ₂ は法線ｈが測定部１５の測定範囲に入る程度の停止精度で回転させればよいが回転量は正確にデータ処理部５２に取り込まれる。測定した結晶面法線ｈ₁ ，ｈ₂ より下記計算▲１▼でｈ₀ を計算する。
【００３１】
＜計算▲１▼：ｈ₁ ，ｈ₂ からｈ₀ を計算（ΔΩ既知、ワーク座標補正なし）＞；平行しない２つのベクトルｈ₁ ，ｈ₂ から両者に直交する単位ベクトルｈ₀ を算出することができる。計算式はベクトル表示で次式となる。
【００３２】
【数１】
ｈ₀ ＝±（ｈ₁ ×ｈ₂ ）／√｛１−（ｈ₁ ・ｈ₂ ）＾２｝ …（２）
ここで×はベクトル積、・は内積を示す。具体的には、まずｈ₁ ，ｈ₂ をそれぞれ次式で直交座標に変換する。
【００３３】
【数２】
ｘ＝cos δ₉₀・tan δ₀ ・√｛１／（１＋ cos² δ₉₀・ tan² δ₀ ）｝…（３）
ｙ＝cos δ₀ ・tan δ₉₀・√｛１／（１＋ cos² δ₀ ・ tan² δ₉₀）｝…（４）
ｚ＝√（１−ｘ＾２−ｙ＾２） …（５）
この式にδ₀ ⁽¹⁾ ，δ₉₀ ⁽¹⁾ を代入してｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ を求め、δ₀ ⁽²⁾ ，δ₉₀ ⁽²⁾ を代入してｘ₂ ，ｙ₂ ，ｚ₂ を求める。
【００３４】
次いで、図８を参照して、ｈ₁ ，ｈ₂ をそれぞれ測定時のワーク座標へ変換する。変換式、
【数３】

により、それぞれＸ₁ ，Ｙ₁ ，Ｚ₁ とＸ₂ ，Ｙ₂ ，Ｚ₂ を得るが、ｈ₁ はΔΩ＝ΔΩ₁ ，ｈ₂ はΔΩ＝ΔΩ₁ ＋ΔΩ₂ を用いる。次にｈ₁ ，ｈ₂ から両者に直交する単位ベクトルｈ₀ を式（２）で求めるが、式（２）は具体的には符号を考慮して次式
【数４】

となる。ここで｜｜は行列式、ｉ，ｊ，ｋはそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ方向の単位ベクトル、ＳＩＧＮ（ｓ）はｓの符号である。式（７）で成分Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ が求まる。次にｈ₀ のＺ軸からＸ，Ｙ軸方向への傾斜角それぞれδ₀ ⁽⁰⁾ ，δ₉₀ ⁽⁰⁾ を次式で求める。
【００３５】
δ₀ ＝arctan（Ｘ／Ｚ） …（８）
δ₉₀＝arctan（Ｙ／Ｚ） …（９）
この式のＸ，Ｙ，ＺにＸ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ を代入してδ₀ ⁽⁰⁾ ，δ₉₀ ⁽⁰⁾ を得る。ここで代りにＺ軸に対する最大傾斜δとその方位φを求めることもできる。計算は、
【数５】

となり、φは０゜〜３６０゜で得られる。この式のＸ，Ｙ，ＺにＸ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ を代入してδ⁽⁰⁾ ，φ⁽⁰⁾ を得る。ｈ₁ ，ｈ₂ も同様に式（１０），（１１）でδ，φ表現で求めることができる。＜＞終了。
【００３６】
計算▲１▼でワーク座標と測定座標がずれている場合、補正をすることができる（計算▲２▼）。
【００３７】
＜計算▲２▼：ｈ₁ ，ｈ₂ からｈ₀ を計算（ΔΩ既知、ワーク座標補正あり）＞；ｈ₁ ，ｈ₂ をそれぞれ式（３），（４），（５）で直交座標変換し、ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ ，ｘ₂ ，ｙ₂ ，ｚ₂ を求める。基準位置Ω＝１８０゜におけるワーク座標と測定座標の角度関係を予め測定しておき変換係数（Ｘ_x 〜Ｚ_z ）がインプットされているものとすれば、これをワーク座標に変換できる。図９に座標の関係を示す。まず、ｈ₁ ，ｈ₂ をそれぞれ測定座標ｘｙｚから基準位置でのワーク座標Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s へ変換し、次に測定時のワーク座標ＸＹＺに変換する。Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s 座標への変換式、
【数６】

及びＸＹＺ座標への変換式、
【数７】

により、それぞれＸ₁ ，Ｙ₁ ，Ｚ₁ とＸ₂ ，Ｙ₂ ，Ｚ₂ を得るが、ｈ₁ はΔΩ＝ΔΩ₁ ，ｈ₂ はΔΩ＝ΔΩ₁ ＋ΔΩ₂ を用いる。次にｈ₁ ，ｈ₂ から両者に直交する単位ベクトルｈ₀ を算出する。このワーク座標変換された値を用いて、計算▲１▼と同様に、式（７）〜（１１）でδ₀ ⁽⁰⁾ ，δ₉₀ ⁽⁰⁾ あるいはδ⁽⁰⁾ ，φ⁽⁰⁾ を求める。ｈ₁ ，ｈ₂ も同様に式（１０），（１１）でδ，φ表現で求めることができる。以上の計算で、
【数８】

と設定すれば、ずれの無い場合の計算となり、計算▲１▼と同じになる。＜＞終了。
【００３８】
計算▲２▼で用いる測定座標からワーク座標への変換係数（Ｘ_x 〜Ｚ_z ）は機械的な測定で求めることもできるが本実施の形態では、自動的にも求めることができる。操作者は較正用ワークを載置台１８に載置し、座標較正モードを選択して測定開始させ、表示に従って反転載置に替え、測定をさらに行うとデータ処理部５２は以下のように各測定を行い変換係数を計算して記憶する。
【００３９】
図１０を参照して座標較正モードでの作用を説明する。較正には同図に示すような結晶面法線の概略方向に平行にプレート５６を接着した較正用ワーク５５を用いる。平行度は法線が測定の範囲に入る程度でよい。基準位置Ω＝１８０゜でのワーク座標Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s が測定対象である。基準位置でφ＝０゜及び９０゜それぞれでδ回転スキャンを行い法線ｈ₁ （Ｏ）を求める。次に操作者によるＹ反転（載置替え）とω回転によるＺ反転を同時に行ってＸ反転させる。ここで法線ｈ₁ （Ｘ）を求める。次にｈ₁ （Ｏ）とｈ₁ （Ｘ）の中点がＸ_s 軸であることを利用して測定座標でＸ_s 軸が計算できる。またＹ反転、Ｚ反転で法線ｈ₃ （Ｙ），ｈ₃ （Ｚ）もそれぞれ求め、４点を平均してＸ_s 軸を求めてもよい（ｈ₃ はｈ₁ の反対向き法線）。この場合、統計精度を上げることができる。ワーク座標を確定させるには、さらにＸ_s 軸に対する回転自由度を固定させる必要があるが、これは機械測定によるＺ_s 軸のｚｘ平面となす角ｇｚを用いる。Ｘ_s 軸と比べｇｚの精度は低くてよい。これにより、変換係数が計算される（計算▲３▼）。なお、この座標較正は頻繁に行う必要はない。
【００４０】
＜計算▲３▼：座標変換係数の計算＞；測定座標ｘｙｚと基準位置でのワーク座標Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s との変換係数を求める。測定値を、
基準位置 ｈ₁ （Ｏ）：δ₀ （Ｏ），δ₉₀（Ｏ）
Ｘ反転 ｈ₁ （Ｘ）：δ₀ （Ｘ），δ₉₀（Ｘ）
Ｙ反転 ｈ₃ （Ｙ）：δ₀ （Ｙ），δ₉₀（Ｙ）
Ｚ反転 ｈ₃ （Ｚ）：δ₀ （Ｚ），δ₉₀（Ｚ）
機械測定 Ｚ_s 軸のｚｘ平面となす角：ｇｚ
とする。中点を求めるため、それぞれ式（３），（４），（５）で直交座標変換し、ｈ₁ （Ｏ）とｈ₁ （Ｘ）の２点平均あるいはｈ₁ （Ｏ），ｈ₁ （Ｘ），ｈ₃ （Ｙ），ｈ₃ （Ｚ）の４点平均で３次元的中点ｘ_c ，ｙ_c ，ｚ_c を求める。中点と逆方向の単位ベクトルが基準位置でのＸ_s 軸になるのでＸ_s 軸のｘ，ｙ，ｚ成分は（ｓは省略して）、
ｒ＝√（ｘ_c ² ＋ｙ_c ² ＋ｚ_c ² ） …（15）
Ｘ_x ＝−ｘ_c ／ｒ …（16）
Ｘ_y ＝−ｙ_c ／ｒ …（17）
Ｘ_z ＝−ｚ_c ／ｒ …（18）
で求まる。次にＺ_s 軸を求める。Ｚ_s 軸とｚｘ平面の角度ｇｚ（上向き＋）は既知として、Ｚ_s 軸のｙ成分は
Ｚ_y ＝ sin（ｇｚ） …（19）
となる。未知数Ｚ_x ，Ｚ_z はＸ_s 軸とＺ_s の内積が０であることと、｜Ｚ_s ｜＝１の２つの式を条件Ｚ_x ＞０で解いて求められる。解は、
【数９】

となる。次にＹ_s 軸を求める。Ｚ_s 軸とＸ_s 軸のベクトル積で求まり、成分としては、
Ｙ_x ＝Ｚ_y ・Ｘ_z −Ｚ_z ・Ｘ_y …（22）
Ｙ_y ＝Ｚ_z ・Ｘ_x −Ｚ_x ・Ｘ_z …（23）
Ｙ_z ＝Ｚ_x ・Ｘ_y −Ｚ_y ・Ｘ_x …（24）
で計算される。求めたＸ_x ないしＺ_z を使って基準位置でのワーク座標Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s から測定座標ｘｙｚへの変換は、
【数１０】

となる。逆の変換は転置行列で計算でき、前記の返却式（１２）となる。＜＞終了。
【００４１】
上述した第３の実施の形態によれば、ワーク１６の側面からの測定でワーク軸方向の結晶面法線を求めることができる。側面に直交する方向の結晶面法線とワーク軸方向の結晶面法線を１つの装置で求めることができる。ワーク１６のプレート１７を基準としたワーク座標で結晶面法線を求めることができる。またワーク座標と測定座標のずれを補正するので正確に結晶面法線を求めることができ、ずれの較正も自動的に行うことができる。
【００４２】
次に、第３の実施の形態の各変形例を述べる。上述した第３の実施の形態でワーク軸方向の結晶面法線だけでなく、側面に直交する方向の結晶面法線が測定されるので、これを基に結晶面法線の周方向の方位を示すノッチ（ｖ溝）あるいはＯＦ面を加工することもできる。
【００４３】
図１１には、第３の実施の形態の第１の変形例を示す。この変形例は、測定座標のｚ軸がω軸から距離ｄだけ離れるよう、測定部が変位して配置されている。ワーク１６の側面に結晶面法線の周方向の方位を示すノッチ（ｖ溝）５７が既に加工されているワーク１６の場合、このノッチ５７とＣ点が干渉して正常な測定ができない場合がある。少なくともｄをノッチ５７の幅の１／２以上とって配置することで、この干渉を防ぐことができ、ノッチ５７のある場合でも正確な測定が可能となる。
【００４４】
図１２には、第３の実施の形態の第２の変形例を示す。この変形例では、複数のワーク（結晶インゴット）５８ａ，５８ｂ，５８ｃがそれぞれサブプレート７１ａ，７１ｂ，７１ｃを介してプレート５９に接着されている。マルチワイアソーによるスライシングマシンにかけて全スライス同時切断する前のワークであり、各ワーク５８ａ，５８ｂ，５８ｃはそれぞれ略軸方向の結晶面法線ｈ₀ がプレート５９に合うように接着されている。本実施の形態の装置では、スライシングマシンにかける前の接着ずれ有無の最終確認を行う。接着ずれがあるとそのワーク分全てが不良になってしまう。従来装置では中間に挟まったワーク５８ｂは軸方向法線ｈ₀ を測定することができなかったが、この変形例により全てのワーク５８ａ，５８ｂ，５８ｃそれぞれについて測定することが可能になる。
【００４５】
図１３には、第３の実施の形態の第３の変形例を示す。第３の実施の形態では、プレート基準でω回転基準位置を設定したが、この変形例はノッチ基準で設定するものである。ガイド１０１ａ，１０１ｂとスプリング１０２ａ，１０２ｂで上下方向にスライドする係合板１００ａ，１００ｂを上下２箇所に設け、ノッチ５７を上側あるいは下側に位置決めする。上下の係合板１００ａ，１００ｂは、プレート１７を下にしたときノッチ５７が右側にあるか左側にあるかで使い分ける。またω回転するときは係合板１００ａ，１００ｂは干渉しないように退避させる。
【００４６】
図１４には、第３の実施の形態の第４の変形例を示す。上記の係合板１００ａ，１００ｂは、図１４に示すように、左右２箇所に設けてもよい。同図では、ガイドとスプリングは省略されている。この場合、左右の係合板１００ａ，１００ｂはプレート１７を下にしたとき、ノッチ５７が上側にあるか下側にああるかで使い分け、上記と同様にω回転時には退避する。上記の第３、第４の変形例において、係合板１００ａ，１００ｂの代りに機械式あるいは光学式センサを用いてもよい。
【００４７】
第３の実施の形態の第５の変形例を説明する。ＯＦ面をもつワークに対し、水準器等の傾斜計でＯＦ面の傾斜度を測ってＯＦ面基準でω回転基準位置を設定することもできる。
【００４８】
上述の第３〜第５の変形例では、ΔΩ₁ ＝０゜としてノッチやＯＦ面を回転の基準とする。またここでΔΩ₂ の正確な値が未知であっても、後述する第４の実施の形態における計算▲４▼を用いてｈ₀ を計算することができるので第３〜第５の変形例では正確なω回転量を全く知ることなくｈ₀ を求めることができる。
【００４９】
図１５には、第３の実施の形態の第６の変形例を示す。第３の実施の形態ではプレート１７が接着されたワーク１６を載置台１８にネジで固定するが、この第６の変形例では、さらにスプリング１０５で加勢されたロッド１０３でワーク１６を載置台１８に押し付ける。これにより回転時に接着部にかかる力を緩和させることができる。これは特に大きなワーク１６の場合に有効である。
【００５０】
図１６乃至図２０には、本発明の第４の実施の形態を示す。まず、図１６を用いて機構部の構成を説明する。円筒形の結晶インゴットであるワーク６０がワーク軸であるω軸の周りに手動で回転可能に保持板６３ａ，６３ｂを介して保持台６２で支えられている。２つの保持板６３ａ，６３ｂは垂直な中心平面６７に対し互いに鏡像の形をなしており、摩擦の少ないテフロン等が用いられている。この２つの保持板６３ａ，６３ｂの中間にはノッチ（ｖ溝）６１に係合する係合板６４が中心平面６７上に配置され、中心平面６７に沿って動くようにガイド６５ａ，６５ｂで保持されている。係合板６４はスプリング６６により加勢されノッチ６１に係合される。これによりワーク６０の中心軸であるω軸とノッチ６１が常に中心平面６７の上になるように位置決めされる。ワーク６０の側面側に測定部１５が設置され、側面のＣ点にＸ線ビーム２６ａを照射し結晶面法線を測定する。測定部１５は、前記第３の実施の形態と同じものである。第３の実施の形態の場合と同様に、測定部１５は、測定座標ｘｙｚを基準に動き、この座標ｘｙｚで結晶面法線を求める。ワーク６０に固定されたワーク座標ＸＹＺはワーク６０の側面から決まる中心軸（ω軸）を基準に設定され、図示されているノッチ６１が係合した位置であるω回転基準位置（Ω＝１８０゜）のとき測定座標と方向が一致するように設定されている。ワーク６０のω回転角は後述する極座標ωと区別するため大文字Ωで表し、Ｘ軸がｚ軸方向を向いたときΩ＝０゜としてＣＷ方向を＋にとる。機構部以外の構成部分は、前記第３の実施の形態と略同様である。
【００５１】
次に、図１７を用いて、本実施の形態の作用を説明する。この場合、測定する結晶面法線ｈ₁ ，ｈ₂ と求める結晶面法線ｈ₀ は互いに直交する関係にある。操作者は、まずワーク６０をノッチ６１が係合した基準位置（Ω＝１８０゜）に設定し、測定開始を入力するとデータ処理部５２は、この位置、ΔΩ₁ （＝０゜）で測定部１５により結晶面法線ｈ₁ を測定する。φ＝０゜及び９０゜それぞれでδ回転スキャンを行い、それぞれｈ₁ のｚ軸からのｘ方向、ｙ方向の傾斜角δ₀ ⁽¹⁾ ，δ₉₀ ⁽¹⁾ を求める。次にワーク６０の回転の指示を表示する。操作者は、ワーク６０をΔΩ₂ （略−９０゜）回転させる。ΔΩ₂ は既知の値とする。操作者がΔΩ₂ と測定再開を入力すると、データ処理部５２は同様に結晶面法線ｈ₂ を測定しδ₀ ⁽²⁾ ，δ₉₀ ⁽²⁾ を求める。さらに測定したｈ₁ ，ｈ₂ よりｈ₀ を計算する。計算は第３の実施の形態と同様に、前記計算▲１▼で行われる。またワーク座標と測定座標がずれている場合、同様に前記計算▲２▼を用いて補正をすることができる。計算▲２▼で用いる測定座標からワーク座標への変換係数（Ｘ_x 〜Ｚ_z ）は、機械的な測定で求めることもできるが、第３の実施の形態と同様に自動的に求めることができる。図１８を参照して、操作者は中心軸に対向して付けられた２つのノッチ６９ａ，６９ｂをもつ較正用ワーク６８を載置台６２に載置し、座標較正モードを選択して測定開始させ、表示に従って反転載置に替え、測定をさらに行うとデータ処理部５２は各測定を行い変換係数を計算して記憶する。反転は、前記図１０と同様である。変換係数の計算は前記計算▲３▼で行われる。図１８に示すように、２つのノッチ６９ａ，６９ｂが対向位置よりεだけずれている場合、Ｘ反転、Ｚ反転時の測定法線ｈ₁ （Ｘ），ｈ₃ （Ｚ）は反対方向にεだけずれる。したがって、このノッチ６９ａ，６９ｂのずれεがあっても４点、ｈ₁ （Ｏ），ｈ₁ （Ｘ），ｈ₃ （Ｙ），ｈ₃ （Ｚ）を平均することで正確にＸ_s 軸を求めることができる。このように４点平均が好ましいが、ノッチ６９ａ，６９ｂのずれがない場合は、ｈ₁ （Ｏ）とｈ₁ （Ｘ）の２点平均でよい。
【００５２】
前記の計算▲１▼あるいは計算▲２▼は回転量ΔΩ₂ が既知の場合であるが、ΔΩ₂ の正確な値が未知であってもｈ₀ を計算することができる。ΔΩ₂ は法線ｈが測定部１５の測定範囲に入る程度の停止精度で回転させればよく未知でもよい。この場合、法線ｈ₂ の方位が定まらないが、所定の法線ｈ₁ ，ｈ₂ 間の角度Ｒ₁₂（いまの場合９０゜）が既知であることを利用してｈ₂ を確定し、これにより法線ｈ₀ を求める。ΔΩ₂ が未知の場合、前記の計算▲１▼あるいは計算▲２▼の代りに下記の計算▲４▼を用いる。なお計算▲４▼は第３の実施の形態に対しても適用することができる。またｈ₁ とｈ₂ はどちらを先に測定してもよい。
【００５３】
＜計算▲４▼：ｈ₁ ，ｈ₂ からｈ₀ を計算（ΔΩ₂ 未知、ワーク座標補正あり）＞；まず、ｈ₁ ，ｈ₂ をそれぞれ式（３），（４），（５）で直交座標変換し、ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ ，ｘ₂ ，ｙ₂ ，ｚ₂ を求める。基準位置Ω＝１８０゜におけるワーク座標と測定座標の角度関係を予め測定しておき変換係数（Ｘ_x 〜Ｚ_z ）がインプットされているものとすれば、これをワーク座標に変換できる。図１９に座標の関係を示す。まず、ｈ₁ について測定座標ｘｙｚから基準位置でのワーク座標Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s へ変換し、次に測定時のワーク座標ＸＹＺ（極座標γ，ω）に変換する。前出の変換式（１２），（１３）でＸ_s1，Ｙ_s1，Ｚ_s1，Ｘ₁ ，Ｙ₁ ，Ｚ₁ を求める。ここでΔΩ＝ΔΩ₁ を用いる。次に、Ｘ₁ ，Ｙ₁ ，Ｚ₁ を次式の極座標変換に代入し極座標表現γ₁ ，ω₁ に変換する。
【００５４】
【数１１】

γ₁ ，ω₁ は、Ｘ_s1，Ｙ_s1，Ｚ_s1を上式の極座標変換でγ_s1，ω_s1に変換し、極座標での回転、
γ＝γ_s …（28）
ω＝ω_s ＋ΔΩ …（29）
でΔΩ＝ΔΩ₁ を用いて求めてもよい。またＸ₁ ，Ｙ₁ ，Ｚ₁ は逆にγ₁ ，ω₁ から次式の直交座標変換で求めてもよい。
【００５５】
Ｘ＝cos γ・cos ω …（30）
Ｙ＝cos γ・sin ω …（31）
Ｚ＝sin γ …（32）
次にｈ₂ について前記の式（１２）でｘｙｚ座標からＸ_s Ｙ_s Ｚ_s 座標へ変換し、Ｘ_s2，Ｙ_s2，Ｚ_s2を求める。そしてＸ_s2，Ｙ_s2，Ｚ_s2を上式（２６），（２７）で極座標表現γ_s2，ω_s2に変換する。
【００５６】
次に、図２０に測定時のワーク座標ＸＹＺを固定した図、即ちワークに乗ってｈ₁ ，ｈ₂ を見た図を示す。この図を参照して、γ_s2，ω_s2を測定時のワーク座標（極座標表現）γ₂ ，ω₂ に変換するが、ΔΩ₂ が未知であるので、ω₂ がそのままでは求められない。しかしながら、ｈ₁ ，ｈ₂ 間の角度Ｒ₁₂が既知であるので、これを利用してω₂ を求めることができる。図２０（ｂ）の三角形Ｚｈ₁ ｈ₂ に球面三角法を適用して、
【数１２】
Ｃw ＝ＳＩＧＮ（sin （ΔΩ₂ ））：ΔΩ₂ は概略値 …（33）
γ₂ ＝γ_s2 …（34）
ω₂ ＝ω₁ ＋Ｃw ・arccos｛（cos Ｒ₁₂−sin γ₁ ・sin γ₂ ）／（cos γ₁ ・cos γ₂ ）｝ …（35）
でγ₂ ，ω₂ が求められる。ここでＣw はsin ΔΩ₂ の符号で＋１あるいは−１のどちらかであり、この計算で用いるΔΩ₂ は概略値である。即ちΔΩ₂ は未知ではあるが＋９０゜側か、−９０゜側かの程度では知られているものとする。次にγ₂ ，ω₂ を式（３０），（３１），（３２）で直交座標変換し、Ｘ₂ ，Ｙ₂ ，Ｚ₂ を求める。
【００５７】
次に、ｈ₁ ，ｈ₂ から両者に直交する単位ベクトルｈ₀ を、前記式（７）と同様に、
【数１３】

で計算する。ここで｜｜は行列式、ｉ，ｊ，ｋはそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ方向の単位ベクトルである。測定時のワーク座標ＸＹＺはワークに固定されたワーク座標ＸＹＺに他ならない。上記（３６）式で成分Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ が求まる。次にＸ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ から計算▲１▼と同様に、式（８）〜（１１）でδ₀ ⁽⁰⁾ ，δ₉₀ ⁽⁰⁾ あるいはδ⁽⁰⁾ ，φ⁽⁰⁾ を求める。ｈ₁ ，ｈ₂ も同様に式（１０），（１１）でδ，φ表現で求めることができる。以上の計算で、前記式（１４）のように設定すれば、ワーク座標補正なしの場合の計算となり、計算の▲１▼のΔΩ₂ 未知の場合の計算となる。＜＞終了。
【００５８】
上述した第４の実施の形態によれば、ワーク６０の側面からの測定でワーク軸方向の結晶面法線を求めることができる。側面に直交する方向の結晶面法線とワーク軸方向の結晶面法線を１つの装置で求めることができる。ワーク６０の側面から決まる中心軸（ω軸）及びノッチを基準としたワーク座標で結晶面法線を求めることができる。ワーク座標と測定座標のずれを補正するので正確に結晶面法線を求めることができ、ずれの較正も較正用ワーク６８を反転載置して測定することで自動的に行うことができる。またワーク６０の正確な回転角が未知であっても正確に結晶面法線が測定できる。
【００５９】
次に、第４の実施の形態の各変形例を述べる。上述した第４の実施の形態で係合板６４を用いる代りに機械式あるいは光学式センサを用いてノッチ６１の位置決めを行ってもよい。
【００６０】
図２１には、第４の実施の形態の第１の変形例を示す。この変形例は、保持板６３ａ，６３ｂの代りに２つのローラ７２ａ，７２ｂ用いてワーク６０を支えるようにしたものである。これによりスムーズに回転できる。各ローラ７２ａ，７２ｂは図２１（ｂ）に示すように、両端部だけでなく中間部も軸受け７５ａ〜７５ｄで支えられている。これにより、たわみが少なくなり正確にワーク６０を位置決めできる。ω回転は手動でなくローラ７２ａ，７２ｂをモータで回転させて行ってもよい。
【００６１】
図２２には、第４の実施の形態の第２の変形例を示す。この変形例は、保持板６３ａ，６３ｂの代りに２つの軸７３ａ，７３ｂと２つの軸受け７４ａ，７４ｂでワーク６０の両端を支えるようにしたものである。ワーク６０は軸７３ａ，７３ｂを介して両側から軸受け７４ａ，７４ｂで挟まれることで保持される。あるいはワーク６０は軸７３ａ，７３ｂに接着されることで保持される。
【００６２】
図２３には、第４の実施の形態の第３の変形例を示す。この変形例は、ＯＦ面７７をもつワークの場合である。この場合、ＯＦ面７７を用いて基準位置の位置合わせを行う。これには例えば傾斜計７８等を用いてＯＦ面７７を水平あるいは垂直に合わせることができる。またω回転の回転角もこの傾斜計７８で測定できる。
【００６３】
図２４乃至図２６には、本発明の第５の実施の形態を示す。本実施の形態は、プレート付きワークを側面で支えるようにしたものである。まず、図２４を用いて機構部の構成を説明する。円筒形の結晶インゴットであるワーク８０がワーク軸であるω軸の周りに手動で回転可能に２つのローラ８３ａ，８３ｂを介して保持台８４で支えられている。２つのローラ８３ａ，８３ｂは水平面内で互いに平行に配置されている。ワーク８０はプレート８２が接着されているもので、ω軸回転はプレート８２がローラ８３ａ，８３ｂに干渉しない１８０゜を少し超える範囲で可能である。プレート８２の傾斜は傾斜計８５で測定できる。ワーク８０はノッチ８１があるものでもＯＦ面のあるものでも何もないものでも対応可能である。ワーク８０の下面側に測定部１５が設置され、ワーク８０の下面のＣ点にＸ線ビーム２６ａを照射し結晶面法線を測定する。測定部１５は、前記第３の実施の形態と同じものである。第３の実施の形態の場合と同様に、測定部１５は、測定座標ｘｙｚを基準に動き、この座標ｘｙｚで結晶面法線を求める。ワーク８０に固定されたワーク座標ＸＹＺはワーク８０の側面から決まる中心軸（ω軸）を基準に設定され、図示されているプレート８２が水平になる位置であるω回転基準位置（Ω＝１８０゜）のとき測定座標と方向が一致するように設定されている。ワーク８０のω回転角はΩで表し、Ｘ軸がｚ軸方向を向いたときΩ＝０゜としてＣＷ方向を＋にとる。測定部１５は測定座標のｚ軸がω軸から距離ｄだけ離れるよう、変位して配置されており、ノッチ８１とＣ点の干渉を防ぐようになっている。機構部以外の構成部分は、前記第３の実施の形態と略同様である。
【００６４】
次に、図２５を用いて、本実施の形態の作用を説明する。この場合、測定する結晶面法線ｈ₁ ，ｈ₂ と求める結晶面法線ｈ₀ は互いに直交する関係にある。操作者は、まずワーク８０を傾斜計８５を用いて基準位置（Ω＝１８０゜）からΔΩ₁ （ＣＣＷ−）回転してノッチ８１が下方になるように設定し、ΔΩ₁ 値と測定開始を入力する。ノッチやＯＦ面の無いワークの場合は手動で回転させながらＸ線検出器出力ピークを探し（ωサーチ）固定してからΔΩ₁ 値と測定開始を入力する。データ処理部５２は、この位置で、前記第４の実施の形態と同様に、測定部１５により結晶面法線ｈ₁ を測定し、δ₀ ⁽¹⁾ ，δ₉₀ ⁽¹⁾ を求め、次にワーク８０の回転の指示を表示する。操作者がワーク８０をΔΩ₂ （略±９０゜）回転させ、ΔΩ₂ と測定再開を入力すると、データ処理部５２は同様に結晶面法線ｈ₂ を測定しδ₀ ⁽²⁾ ，δ₉₀ ⁽²⁾ を求める。さらに測定したｈ₁ ，ｈ₂ よりｈ₀ を計算する。計算は第４の実施の形態と同様に、ΔΩ₂ は未知でもよく、前記計算▲１▼、計算▲２▼又は計算▲４▼を用いて行われる。計算▲２▼又は計算▲４▼で用いる測定座標からワーク座標への変換係数（Ｘ_x 〜Ｚ_z ）は、機械的な測定で求めることもできるが、第４の実施の形態と同様に自動的に求めることができる。これには図２６に示すような結晶面法線の概略方向に平行にプレート８８を接着した較正用ワーク８７を用いる。平行度は法線が測定の範囲に入る程度でよい。図２６を参照して、操作者はプレート８８面が垂直になるように各反転を行いそれぞれ測定を行う。データ処理部５２は第４の実施の形態同様、前述した計算▲３▼により変換係数を計算して記憶する。
【００６５】
上述した第５の実施の形態によれば、ワーク８０の側面からの測定でワーク軸方向の結晶面法線を求めることができる。側面に直交する方向の結晶面法線とワーク軸方向の結晶面法線を１つの装置で求めることができる。ワーク８０の側面から決まる中心軸（ω軸）及びワーク８０に取り付けられたプレート８２を基準としたワーク座標で結晶面法線を求めることができる。ワーク座標と測定座標のずれを補正するので正確に結晶面法線を求めることができ、ずれの較正も較正用ワーク８７を反転載置して測定することで自動的に行うことができる。ワーク８０の正確な回転角が未知であっても正確に結晶面法線が測定できる。また、ノッチに邪魔されずに正確な測定が可能となる。
【００６６】
次に、第５の実施の形態の各変形例を述べる。上述した第５の実施の形態でＯＦ面の付いたワークの場合、プレート８２の傾斜を測って基準とする代りにＯＦ面の傾斜を測定してもよい。この場合、ワーク８０の側面から決まる中心軸（ω軸）及びワーク８０に付けられたＯＦ面を基準としたワーク座標で結晶面法線を求めることができる。ω回転は手動ではなくローラ８３ａ，８３ｂをモータで回転させて行ってもよい。
【００６７】
図２７には、第５の実施の形態の第１の変形例を示す。この変形例は、ω回転角を測定するのに傾斜計８５の代りにエンコーダ９０を用いるものである。ワーク８０の端面の略中央に吸盤あるいは粘着テープ等で取り付けた接合板９３の回転をフレキシブルなジョイント９２で固定台９１上のエンコーダ９０に伝達して回転量を測定する。またローラ８３ａ，８３ｂの軸にエンコーダを取り付けてもよく、エンコーダ専用ローラを介してエンコーダを取り付けてもよい。
【００６８】
図２８には、第５の実施の形態の第２の変形例を示す。この変形例は、ワーク８０の端面にマークを付けるケガキ針やペン等のマーカ９４とそれを水平方向あるいは垂直方向にスライドするスライド機構９５を追加したものである。これにより基準位置や測定時の回転位置のマーク即ち測定の基準を直接ワーク８０に付けることができる。
【００６９】
図２９には、第５の実施の形態の第３の変形例を示す。第５の実施の形態はプレート８２を基準としてω回転基準位置を設定したが、この変形例はノッチ８１を基準とするものである。下方の係合板９７と上方の係合板９８が追加されている。各係合板９７，９８の保持は省略されているが、図１６の第４の実施の形態と同様である。各係合板９７，９８は、ω軸に対して対称に位置する。この変形例ではノッチ８１がどちらかの係合板に係合した状態をω回転基準位置とするが、ノッチ８１がプレート８２に近いときは上方の係合板９８を用い、遠いときには下方の係合板９７を用いる。上方の係合板９８は回転時にはプレート８２に干渉しないように退避させる。これにより、ワーク８０の側面から決まる中心軸（ω軸）及びワーク８０に付けられたノッチ８１を基準としたワーク座標で結晶面法線を求めることができる。
【００７０】
図３０及び図３１には、本発明の第６の実施の形態を示す。本実施の形態は、前記第３の実施の形態でω回転をワークではなく、測定部１５で行うようにしたものである。プレート１１１が付いたワーク１１０は載置台１１２に固定され、Ｚ駆動部１１４によりＺ方向に移動されるのみで、ω回転は測定部１５がωレール１１５上を動くことで行われる。測定部１５の回転はＣＣＷ方向を＋にとることで相対的にワーク回転をＣＷ＋で回転するのと全く同じになる。この構成によるワーク座標ＸＹＺはωレール１１５で決まるω軸を基準として設定される。このワーク座標ＸＹＺとは別のプレート１１１で決まるプレート座標Ｘ_p Ｙ_p Ｚ_p を設定し、結果はこの座標Ｘ_p Ｙ_p Ｚ_p で求める。ワーク座標ＸＹＺとプレート座標Ｘ_p Ｙ_p Ｚ_p は機械的に方向を合わせておく必要はない。測定部１５は、測定座標ｘｙｚで測定を行う。測定座標ｘｙｚに乗ってみた場合のω回転基準位置におけるワーク座標とプレート座標をそれぞれＸ_s Ｙ_s Ｚ_s ，Ｘ_psＹ_psＺ_psとし、測定時のワーク座標とプレート座標をそれぞれＸＹＺ，Ｘ_p Ｙ_p Ｚ_p とする。
【００７１】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の作用は、ワーク１１０が回転する代りに測定部１５が回転するだけで、前記第３の実施の形態と同様である。結果の結晶面法線ｈ₀ ，ｈ₁ ，ｈ₂ はプレート座標で求めるが計算は次の計算▲５▼で行う。
【００７２】
＜計算▲５▼：ｈ₁ ，ｈ₂ からｈ₀ を計算（計算▲１▼▲２▼▲４▼のプレート座標変換付き）＞；ワーク座標で求めた結晶面法線をさらに別の座標に変換して求めることができる。この別の座標をここではプレート座標と名付けるが必ずしもプレートに基づいた座標でなくてもよい。まず前記計算▲１▼▲２▼あるいは▲４▼を用いてｈ₁ ，ｈ₂ ，ｈ₀ をワーク座標ＸＹＺで求め、次に変換
【数１４】

でプレート座標Ｘ_p Ｙ_p Ｚ_p へ変換する。ここで変換係数Ｐ_ijは既知であるとする。次にＸ_p Ｙ_p Ｚ_p を用いて計算▲１▼▲２▼▲４▼と同様に、δ₀ ⁽⁰⁾ ，δ₉₀ ⁽⁰⁾ あるいはδ⁽⁰⁾ ，φ⁽⁰⁾ を求める。ｈ₁ ，ｈ₂ も同様にδ，φ表現で求めることができる。計算▲５▼はワーク回転の場合にも適用できる。＜＞終了。
【００７３】
計算▲５▼で用いるプレート座標Ｘ_p Ｙ_p Ｚ_p への変換係数（Ｐ_ij）及び測定座標から基準位置でのワーク座標Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s への変換係数（Ｘ_x 〜Ｚ_z ）は、機械的な測定で求めることもできるが、本実施の形態では自動的に求めることができる。操作者は較正用ワークを載置台１１２に載置し、座標較正モードを選択して測定開始させ、表示に従って反転載置に替え、測定をさらに行うとデータ処理部は以下のように各測定を行い変換係数を計算して記憶する。
【００７４】
図３１を参照して座標較正モードでの作用を説明する。座標較正はｘｙｚ座標、Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s 座標及びＸ_psＹ_psＺ_ps座標間の変換係数を求める較正である。較正には図３１（ａ）に示すような較正用ワーク１２０を用いる。較正用ワーク１２０は１８０゜は反転載置可能なプレート１２１を結晶面法線の概略方向に平行になるように接着したものである。平行度は法線が測定の範囲に入る程度でよい。図３１（ｂ）に反転を示す。ω回転基準位置における各軸の反転はワーク１２０の載置替えで行い、Ｚ軸の反転は測定部１５のω回転で行う。図３１（ｃ）に測定値の関係を示す。各位置での測定法線をｈ₁ （Ｏ），ｈ₁ （Ｘ_p ），ｈ₃ （Ｙ_p ），ｈ₃ （Ｚ_p ），ｈ₃ （Ｚ）とする（ｈ₃ はｈ₁ の反対向き法線）。ここでｈ₁ （Ｏ）とｈ₁ （Ｘ_p ）の中点がＸ_ps軸であることを利用して測定座標でＸ_ps軸が計算できる。またｈ₁ （Ｏ），ｈ₁ （Ｘ_p ），ｈ₃ （Ｙ_p ），ｈ₃ （Ｚ_p ）の４点を平均してＸ_ps軸を求めてもよい。次にｈ₁ （Ｏ），ｈ₃ （Ｚ）の中点をＸ_s 軸として求める（定義）。各座標を確定させるには、さらにＹ_ps，Ｘ_s 軸に対する回転自由度を固定させる必要があるが、これは機械測定によるＺ_ps，Ｚ_s 軸のｚｘ平面となす角それぞれｇｚｐ，ｇｚを用いる。Ｘ_ps，Ｘ_s 軸と比べｇｚｐ，ｇｚの精度は低くてよい。これにより、変換係数が計算される（計算▲６▼）。なお、この座標較正は頻繁に行う必要はない。
【００７５】
＜計算▲６▼：座標変換係数の計算＞；測定座標ｘｙｚと基準位置でのワーク座標Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s 、プレート座標Ｘ_psＹ_psＺ_psとの変換係数を求める。測定値を
【数１５】
基準位置 ｈ₁ （Ｏ） ：_{δ 0} （Ｏ），δ₉₀（Ｏ）
Ｘ_p 反転 ｈ₁ （Ｘ_p ）：δ₀ （Ｘ_p ），δ₉₀（Ｘ_p ）
Ｙ_p 反転 ｈ₃ （Ｙ_p ）：δ₀ （Ｙ_p ），δ₉₀（Ｙ_p ）
Ｚ_p 反転 ｈ₃ （Ｚ_p ）：δ₀ （Ｚ_p ），δ₉₀（Ｚ_p ）
Ｚ反転 ｈ₃ （Ｚ） ：δ₀ （Ｚ），δ₉₀（Ｚ）
機械測定 Ｚ_s 軸のｚｘ平面となす角：ｇｚ
Ｚ_ps軸のｚｘ平面となす角：ｇｚｐ
とする。まず、Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s 軸を求める。測定値をそれぞれ式（３），（４），（５）で直交座標変換し、ｈ₁ （Ｏ）とｈ₃ （Ｚ）の２点平均で３次元的中点ｘ_c ，ｙ_c ，ｚ_c を求める。計算▲３▼と同様に、式（１５）〜（２４）でＸ_s Ｙ_s Ｚ_s 軸それぞれのｘｙｚ成分Ｘ_x ，Ｘ_y ，Ｘ_z ，Ｙ_x ，Ｙ_y ，Ｙ_z ，Ｚ_x ，Ｚ_y ，Ｚ_z が求められる。次に、Ｘ_psＹ_psＺ_ps軸を求める。同様に測定値を直交座標変換し、ｈ₁ （Ｏ）とｈ₁ （Ｘ_p ）２点平均あるいはｈ₁ （Ｏ），ｈ₁ （Ｘ_p ），ｈ₃ （Ｙ_p ），ｈ₃ （Ｚ_p ）の４点平均で３次元的中点ｘ_c ，ｙ_c ，ｚ_c を求め、式（１５）〜（２４）でＸ_psＹ_psＺ_ps軸それぞれのｘｙｚ成分Ｘ_px，Ｘ_py，Ｘ_pz，Ｙ_px，Ｙ_py，Ｙ_pz，Ｚ_px，Ｚ_py，Ｚ_pzが求められる。求めたＸ_x ないしＺ_z を使ってＸ_s Ｙ_s Ｚ_s 座標からｘｙｚ座標への変換は前記変換式（２５）のようになる。逆の変換は転置行列で計算でき、前記変換式（１２）となる。また、Ｘ_pxないしＺ_pzを使ってＸ_psＹ_psＺ_ps座標からｘｙｚ座標への変換は、同様に
【数１６】

となる。逆の変換は転置行列で計算でき
【数１７】

となる。次に、式（２５）と（３９）より、Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s 座標からＸ_psＹ_psＺ_ps座標への変換式
【数１８】

が得られる。ＸＹＺ座標とＸ_p Ｙ_p Ｚ_p 座標の位置関係は、Ｘ_s Ｙ_s Ｚ_s 座標とＸ_psＹ_psＺ_ps座標の位置関係と全く同じなので、ＸＹＺ座標からＸ_p Ｙ_p Ｚ_p 座標への変換式は式（４０）と同じになり、
【数１９】

となる。ここで変換係数を（Ｐ_ij）とおけば、
【数２０】

式（４１）は、前記式（３７）となる。計算▲６▼はワーク回転の場合にも適用できる。＜＞終了。
【００７６】
上述した第６の実施の形態によれば、ワーク１１０の側面からの測定でワーク軸方向の結晶面法線を求めることができる。側面に直交する方向の結晶面法線とワーク軸方向の結晶面法線を１つの装置で求めることができる。ワーク１１０のプレート１１１を基準としたプレート座標で結晶面法線を求めることができる。プレート座標と測定座標のずれを補正するので正確に結晶面法線を求めることができ、ずれの較正も自動的に行うことができる。プレート１１１がω回転軸とずれていてもプレート座標で結晶面法線を求めることができ、ずれの較正も自動的に行うことができる。また、ワーク１１０を回転させずに測定できる利点があり、寸法の大きなワークに適している。
【００７７】
次に、第６の実施の形態の変形例を述べる。上述した第６の実施の形態でω回転をワーク１１０に行わせることもできる。これは、即ち第３の実施の形態でプレート１７がワーク座標ＸＹＺとずれて設定されている場合である。この場合第６の実施の形態と同様の手順と計算をすることでプレートを基準とする座標Ｘ_p Ｙ_p Ｚ_p で結果を求めることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の結晶方位測定装置によれば、略円筒状結晶である被検体を保持する保持手段と、前記被検体の側面の略１点に向けてＸ線ビームを放射し回折された回折Ｘ線を検出することで前記側面に略直交する結晶面法線の方向を測定する測定部と、前記被検体もしくは前記測定部を略前記被検体の軸であるω軸の周りにω回転させるω回転機構と、このω回転における第１及び第２の位置でそれぞれ測定した互いに非平行な第１及び第２の結晶面法線より前記ω軸に略平行な第３の結晶面法線を所定の数式を用いて求めるデータ処理部とを具備させたため、略円筒状結晶である被検体の側面からの測定のみで、略円筒軸方向の第３の結晶面法線を求めることができる。また、被検体の側面に直交する方向の結晶面法線と円筒軸方向の結晶面法線とを１つの装置で求めることができる。
【００７９】
請求項２記載の結晶方位測定装置によれば、前記データ処理部は、前記第１及び第２の結晶面法線を前記測定部の測定基準である測定座標から前記被検体を基準とする被検体座標へ変換する機能を持つようにしたため、測定座標と被検体座標のずれが補正されて、被検体座標を基準とした第３の結晶面法線を精度よく求めることができる。
【００８０】
請求項３記載の結晶方位測定装置によれば、前記データ処理部は、前記被検体座標の少なくとも１つの軸について前記被検体もしくは前記測定部が反転された時の、この反転の前後でそれぞれ測定した結晶面法線より前記測定座標と前記被検体座標との変換係数を求める機能を持つようにしたため、変換係数を自動的に計算することができる。
【００８１】
請求項４記載の結晶方位測定装置によれば、前記データ処理部は、前記ω回転における第１の位置もしくは第２の位置が未知である場合、既知量である第１及び第２の結晶面法線間の角度を用いて前記第３の結晶面法線を求めるようにしたため、ω回転位置が未知であっても、第３の結晶面法線を精度よく求めることができる。
【００８２】
請求項５記載の結晶方位測定装置によれば、周囲に被検体軸に沿った溝を持つ前記被検体について、前記測定部の測定基準である測定座標における略前記側面に直交する座標軸が前記ω軸に対し前記溝の幅の１／２以上の距離をもって交差するように前記測定部が前記ω軸に対し変位して配置されているようにしたため、周囲に結晶面法線の周方向の方位を示す溝が加工されている被検体についても溝に干渉されることなく、第３の結晶面法線を正確に求めることができる。
【００８３】
請求項６記載の結晶方位測定装置によれば、前記被検体はプレートが取付けられた略円筒状結晶であり、前記保持手段は前記プレートを位置決めし前記被検体座標は前記プレートを基準に設定されるようにしたため、被検体に位置決め用のプレートが取り付けられているとき、このプレートを基準とした被検体座標で第３の結晶面法線を正確に求めることができる。
【００８４】
請求項７記載の結晶方位測定装置によれば、前記保持手段は前記被検体の側面を位置決めし、前記被検体座標は前記被検体の側面を基準に設定されるようにしたため、被検体が、その側面で保持手段に位置決めされているとき、その被検体の側面を基準とした被検体座標で第３の結晶面法線を正確に求めることができる。
【００８５】
請求項８記載の結晶方位測定装置によれば、周囲に被検体軸に沿ったマークを持つ前記被検体について、前記マークを基準に前記ω回転を位置決めするω位置決め手段を持ち、前記ω回転における第１及び第２の位置の何れか一方は前記マークを基準に設定されるようにしたため、周囲に結晶面法線の周方向の方位を示す溝等のマークを持つ被検体の場合、このマークをω回転の測定基準として第３の結晶面法線を容易に求めることができる。
【００８６】
請求項９記載の結晶方位測定方法によれば、略円筒状結晶である被検体を保持する保持手段と、前記被検体の側面の略１点に向けてＸ線ビームを放射し回折された回折Ｘ線を検出することで前記側面に略直交する結晶面法線の方向を測定する測定部と、前記被検体もしくは前記測定部を略前記被検体の軸であるω軸の周りにω回転させるω回転機構とを用い、このω回転の第１及び第２の位置でそれぞれ測定した互いに非平行な第１及び第２の結晶面法線より前記ω軸に略平行な第３の結晶面法線を求めるようにしたため、略円筒状結晶である被検体の側面からの測定のみで、略円筒軸方向の第３の結晶面法線を計算により求めることができる。
請求項１０記載の結晶方位測定方法によれば、前記第１及び第２の結晶面法線を前記測定部の測定基準である測定座標から前記被検体を基準とする被検体座標へ変換した上で第３の結晶面法線を求めるようにしたため、測定座標と被検体座標のずれが補正されて、被検体座標を基準とした第３の結晶面法線が精度良く求めることができる。
【００８７】
請求項１１記載の結晶方位測定方法によれば、前記被検体座標の少なくとも１つの軸について前記被検体もしくは前記測定部を反転し、この反転の前後でそれぞれ測定した結晶面法線より前記測定座標と前記被検体座標との変換係数を求めるようにしたため、変換係数を自動的に計算することができる。
【００８８】
請求項１２記載の結晶方位測定方法によれば、前記ω回転における第１の位置もしくは第２の位置が未知である場合、既知量である第１及び第２の結晶面法線間の角度を用いて前記第３の結晶面法線を求めるようにしたため、ω回転位置が未知であっても、第３の結晶面法線を精度よく求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である結晶方位測定装置の構成図である。
【図２】上記第１の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の構成図である。
【図４】上記第２の実施の形態におけるｈ₀ 計算を説明するための図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における機構部の構成図である。
【図６】上記第３の実施の形態における制御系を示すブロック図である。
【図７】上記第３の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図８】上記第３の実施の形態におけるｈ₀ 計算▲１▼を説明するための図である。
【図９】上記第３の実施の形態におけるｈ₀ 計算▲２▼を説明するための図である。
【図１０】上記第３の実施の形態におけるワーク座標較正を説明するための図である。
【図１１】上記第３の実施の形態の第１の変形例を説明するための図である。
【図１２】上記第３の実施の形態の第２の変形例を説明するための図である。
【図１３】上記第３の実施の形態の第３の変形例を説明するための図である。
【図１４】上記第３の実施の形態の第４の変形例を説明するための図である。
【図１５】上記第３の実施の形態の第６の変形例を説明するための図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態における機構部の構成図である。
【図１７】上記第４の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図１８】上記第４の実施の形態におけるワーク座標較正を説明するための図である。
【図１９】上記第４の実施の形態におけるｈ₀ 計算▲４▼を説明するための図である。
【図２０】上記第４の実施の形態におけるｈ₀ 計算▲４▼を説明するための他の図である。
【図２１】上記第４の実施の形態の第１の変形例を説明するための図である。
【図２２】上記第４の実施の形態の第２の変形例を説明するための図である。
【図２３】上記第４の実施の形態の第３の変形例を説明するための図である。
【図２４】本発明の第５の実施の形態における機構部の構成図である。
【図２５】上記第５の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図２６】上記第５の実施の形態におけるワーク座標較正を説明するための図である。
【図２７】上記第５の実施の形態の第１の変形例を説明するための図である。
【図２８】上記第５の実施の形態の第２の変形例を説明するための図である。
【図２９】上記第５の実施の形態の第３の変形例を説明するための図である。
【図３０】本発明の第６の実施の形態における機構部の構成図である。
【図３１】上記第６の実施の形態におけるワーク座標較正を説明するための図である。
【図３２】Ｘ線回折を一般的に説明するための図である。
【図３３】結晶方位測定装置の第１の従来技術の構成図である。
【図３４】結晶方位測定装置の第２の従来技術の構成図である。
【符号の説明】
１，１６，５８，６０，７６，８０，１１０ ワーク（被検体）
３，２５ Ｘ線管
５，２７ Ｘ線検出器
６ａ，２６ａ Ｘ線ビーム
６ｂ，２６ｂ 回折Ｘ線
９，６２，８４ 保持台（保持手段）
１１，５２ データ処理部
１２，１５ 測定部
１７，５６，５９，８２，８８，１１１ プレート
１８，１１２ 載置台（保持手段）
１９，１１６ ω駆動部
５７，６１，６９，８１ ｖ溝

Claims (12)

1. 略円筒状結晶である被検体を保持する保持手段と、前記被検体の側面の略１点に向けてＸ線ビームを放射し回折された回折Ｘ線を検出することで前記側面に略直交する結晶面法線の方向を測定する測定部と、前記被検体もしくは前記測定部を略前記被検体の軸であるω軸の周りにω回転させるω回転機構と、このω回転における第１及び第２の位置でそれぞれ測定した互いに非平行な第１の結晶面法線ｈ ₁ 及び第２の結晶面法線ｈ ₂ より前記ω軸に略平行な第３の結晶面法線ｈ ₀ を、
   ｈ ₀ ＝±（ｈ ₁ ×ｈ ₂ ）／√｛１−（ｈ ₁ ・ｈ ₂ ）＾２｝
   （×はベクトル積、・は内積を示す）
   なる数式に基づいて求めるデータ処理部とを有することを特徴とする結晶方位測定装置。
2. 前記データ処理部は、前記第１及び第２の結晶面法線を前記測定部の測定基準である測定座標から前記被検体を基準とする被検体座標へ変換する機能を持つことを特徴とする請求項１記載の結晶方位測定装置。
3. 前記データ処理部は、前記被検体座標の少なくとも１つの軸について前記被検体もしくは前記測定部が反転されたときの、この反転の前後でそれぞれ測定した結晶面法線より前記測定座標と前記被検体座標との変換係数を求める機能を持つことを特徴とする請求項２記載の結晶方位測定装置。
4. 前記データ処理部は、前記ω回転における第１の位置もしくは第２の位置が未知である場合、既知量である第１及び第２の結晶面法線間の角度を用いて前記第３の結晶面法線を求めることを特徴とする請求項１記載の結晶方位測定装置。
5. 周囲に被検体軸に沿った溝を持つ前記被検体について、前記測定部の測定基準である測定座標における略前記側面に直交する座標軸が前記ω軸に対し前記溝の幅の１／２以上の距離をもって交差するように前記測定部が前記ω軸に対し変位して配置されていることを特徴とする請求項１記載の結晶方位測定装置。
6. 前記被検体はプレートが取付けられた略円筒状結晶であり、前記保持手段は前記プレートを位置決めし前記被検体座標は前記プレートを基準に設定されることを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の結晶方位測定装置。
7. 前記保持手段は前記被検体の側面を位置決めし、前記被検体座標は前記被検体の側面を基準に設定されることを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の結晶方位測定装置。
8. 周囲に被検体軸に沿ったマークを持つ前記被検体について、前記マークを基準に前記ω回転を位置決めするω位置決め手段を持ち、前記ω回転における第１及び第２の位置の何れか一方は前記マークを基準に設定されることを特徴とする請求項６又は７記載の結晶方位測定装置。
9. 略円筒状結晶である被検体を保持する保持手段と、前記被検体の側面の略１点に向けてＸ線ビームを放射し回折された回折Ｘ線を検出することで前記側面に略直交する結晶面法線の方向を測定する測定部と、前記被検体もしくは前記測定部を略前記被検体の軸であるω軸の周りにω回転させるω回転機構とを用い、このω回転の第１及び第２の位置でそれぞれ測定した互いに非平行な第１の結晶面法線ｈ ₁ 及び第２の結晶面法線ｈ ₂ より前記ω軸に略平行な第３の結晶面法線ｈ ₀ を、
   ｈ ₀ ＝±（ｈ ₁ ×ｈ ₂ ）／√｛１−（ｈ ₁ ・ｈ ₂ ）＾２｝
   （×はベクトル積、・は内積を示す）
   なる数式に基づいて求めることを特徴とする結晶方位測定方法。
10. 前記第１及び第２の結晶面法線を前記測定部の測定基準である測定座標から前記被検体を基準とする被検体座標へ変換した上で第３の結晶面法線を求めることを特徴とする請求項９記載の結晶方位測定装置。
11. 前記被検体座標の少なくとも１つの軸について前記被検体もしくは前記測定部を反転し、この反転の前後でそれぞれ測定した結晶面法線より前記測定座標と前記被検体座標との変換係数を求めることを特徴とする請求項１０記載の結晶方位測定方法。
12. 前記ω回転における第１の位置もしくは第２の位置が未知である場合、既知量である第１及び第２の結晶面法線間の角度を用いて前記第３の結晶面法線を求めることを特徴とする請求項９記載の結晶方位測定方法。

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