JPH06122119A - 種棒切断方法 - Google Patents

種棒切断方法

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JPH06122119A
JPH06122119A JP4297761A JP29776192A JPH06122119A JP H06122119 A JPH06122119 A JP H06122119A JP 4297761 A JP4297761 A JP 4297761A JP 29776192 A JP29776192 A JP 29776192A JP H06122119 A JPH06122119 A JP H06122119A
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Tsugio Kagawa
次男 香川
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Komatsu Electronic Metals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 良質の種子結晶を得るため、素材である単結
晶インゴットの結晶方位を正確に検出し、これに基づい
て前記素材の切断方向を正確に調節することができるよ
うにする。 【構成】 治具1の2面1a,1cに素材4の外周を貼
着し、治具3に載置、固定した治具2に前記治具1の一
側の面を下にして載置した後、X線回折装置により素材
4の端面にブラッグ角でX線を照射する。前記X線回折
装置の検出器6による回折波強度が最大となるように、
治具2の4本の調整ボルト2eを操作して治具1の向き
を調節した上、治具2を切断機の基準面に固定して第1
の切断を行う。次に、治具1の他側の面を下にして治具
2に載置し、再度素材4の端面にX線を照射し、前記と
同様に検出器6による回折波強度が最大となるように調
整ボルト2eを操作して治具1の向きを調節した上、治
具2を切断機の基準面に固定して第2の切断を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、種棒切断方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】チョクラルスキー法、フローティングゾ
ーン法等を用いてある結晶方位を有する単結晶を成長さ
せる場合、種子結晶を必要とする。種子結晶の製作に当
たっては良質の単結晶インゴットを用意し、その結晶方
位に合わせて切断加工を行い、更に、機械的なきず等の
ない清浄な表面とするため、化学エッチング処理等を施
して仕上げる。前記単結晶インゴットの切断加工に際
し、光像法により結晶方位を合わせている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】単結晶インゴットの結
晶方位を検出する手段として光像法とX線回折法とが知
られているが、X線回折法を用いた場合、切断機に対し
て単結晶インゴットの結晶方位を正確に合わせる適当な
手段がないため、従来から光像法が用いられている。し
かしながら前記光像法は、単結晶インゴットの端面に光
のスポットを当て、その反射光映像を目視により確認し
ながら結晶方位を合わせているため、必ずしも正確に結
晶方位を調節することができず、切断された種棒の結晶
方位の傾きが大きいことがある。そしてこのような種棒
を用いて製造された単結晶の結晶方位の傾きも大きくな
り、また、単結晶インゴット外周の凹凸も大きくなって
しまう。従って、光像法による従来の切断方法では種棒
の良品率も低い。本発明は上記従来の問題点に着目して
なされたもので、良質の種棒を得るため、種子結晶の素
材である単結晶インゴットの結晶方位を正確に検出し、
これに基づいて切断方向を正確に調節することができる
ような、種棒切断方法を提供することを目的としてい
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る種棒切断方法は、単結晶インゴットの
結晶格子面間隔をdとし、波長λのX線を前記結晶格子
面に対して角度θで照射したとき、sinθ=λ/2d
となる条件〔ブラッグの条件〕を満たす位置に検出器を
配設し、前記単結晶インゴットの端面に波長λのX線を
照射したとき検出器による回折波強度が最大となるよう
に単結晶インゴットの軸の向きを調節した上、所定の間
隔で結晶格子面に直角方向に第1のインゴット切断を行
い、インゴットの軸を中心として前記単結晶インゴット
を90°回転させた後、インゴットの端面に波長λのX
線を照射し、前記と同様に検出器による回折波強度が最
大となるように単結晶インゴットの軸の向きを調節した
上、所定の間隔で結晶格子面に直角方向に第2のインゴ
ット切断を行うことにより種棒を得る構成とし、このよ
うな構成において具体的には、アングルプレートからな
る治具1と、前記治具1を載置する底面と、この底面の
両端に垂直に立ち上がる対向面と、前記二つの対向面に
それぞれ2本ずつ配設された調整ボルトとによって構成
される治具2と、前記治具2を載置、固定する上部と、
X線回折装置に適合する基部とからなる治具3とを準備
し、治具1の直交する2面に単結晶インゴットの外周を
貼着し、治具3に載置、固定した治具2に前記治具1の
一側の面を下にして載置した後、単結晶インゴットの端
面にX線を照射し、X線回折装置の検出器による回折波
強度が最大となるように前記4本の調整ボルトを操作し
て治具1の向きを調節した上、治具2を切断機の基準面
に固定して第1のインゴット切断を行い、治具1の他側
の面を下にして治具2に載置し、再度単結晶インゴット
の端面にX線を照射し、前記と同様に検出器による回折
波強度が最大となるように前記4本の調整ボルトを操作
して治具1の向きを調節した上、治具2を切断機の基準
面に固定して第2のインゴット切断を行うものとする。
【0005】
【作用】結晶格子面の間隔dの単結晶インゴットの端面
に、λ=2d・sinθで示されるブラッグの条件を満
足する波長λのX線を照射角θで照射し、前記結晶格子
面における回折角がθとなるように単結晶インゴットの
軸の向きを調節したとき、回折波強度は最大となる。本
発明はこの現象を利用したものであり、上記構成によれ
ば、アングルプレートからなる治具1に種棒の素材とな
る単結晶インゴットの外周を貼着して固定し、この治具
1をX線回折装置を用いて前記ブラッグの条件を満足す
る方向に調節し、その状態で治具1を治具2に固定する
ことにしたので、治具2を切断機に取り付ければ単結晶
インゴットの結晶格子面に直角の方向に高精度で切断す
ることができる。そして、治具1を90°回転して前記
操作を繰り返すことにより、極めて良質の種棒を得るこ
とができる。
【0006】
【実施例】以下に本発明に係る種棒切断方法の実施例に
ついて、図面を参照して説明する。本発明では、種棒の
素材となる単結晶インゴット(以下素材という)の結晶
方位を高精度で検出するために治具1、治具2、治具3
を用いる。治具1は図1に示すように、平行な面1a,
1bと、これらの面に垂直な面1c,1dとを有するア
ングルプレートである。治具2は、図2に示すように断
面がコの字状のプレートで、対向する二つの面2a,2
bの間隔L2 は前記治具1の長さL1 より大きく、前記
二つの面2a,2bに平行な外側面2c,2dにはそれ
ぞれ調整ボルト2eが底面2fに近接して2本ずつ取着
されている。治具3の形状は図3に示す通りで、対向す
る二つの面3a,3bの間隔L3 は治具2の底面長さL
4 より僅かに大きく、一側の面3aに取付ボルト3cが
取着されている。なお、治具3の基部3dの形状ならび
に寸法は、X線回折装置に適合するように製作されてい
る。
【0007】次に、種棒切断作業手順について説明す
る。 (1)図4に示すように、接着剤を用いて円柱状の素材
4を上記治具1の面1a,1cに貼着する。 (2)治具2を治具3に載せ、取付ボルト3cにより治
具2を治具3に固定した上、前記素材4を貼着した治具
1を治具2に載せる。この時、たとえば図1に示した治
具1の面1bを図2に示した治具2の底面2f上に載置
し、治具2の調整ボルト2eは治具1が微動できるよう
に緩めておく。 (3)上記の状態で治具3をX線回折装置に取り付け
る。このとき、図5に示すようにX線管5およびX線の
回折波を検出する検出器6の取り付け角度は、基準面A
に対して素材4のブラッグ角θとなるように調節されて
いる。 (4)図6に示すように、X線管5から素材4の端面に
波長λのX線を照射し、検出器6の検出値が最大になる
ように4本の調整ボルト2cを右または左方向に回転し
て治具1の向きを調節する。前記検出器6の検出値が最
大になったとき、素材4の結晶方位はブラッグの条件を
満足する方向に一致したことになり、結晶格子面4aは
基準面Aに平行になっている。 (5)治具1が4本の調整ボルト2cによって治具2に
固定されていることを確認した上、治具2を治具3から
取り外す。 (6)図7に示すように、治具1を固定した治具2の外
側面2cあるいは2dを切断機7の基準面7aに密着さ
せて切断機7に取り付け、治具1に貼着された素材4を
所定の間隔で、スライスベースを残して切断する。 (7)図8に示すように治具2を切断機から取り外し、
調整ボルト2eを緩めて治具2から治具1を取り外す。
治具2を治具3に載せ、取付ボルト3cにより治具2を
治具3に固定する。 (8)素材4の軸心を回転軸として治具1を90°回転
させ、面1dを治具2の底面2f上に載置する。 (9)さきに述べた手順(3)〜(7)を繰り返す。 このようにして所定寸法に切り出された種棒の端面を種
棒の軸心に対して直角に切削し、種棒切断作業が完了す
る。更に化学エッチング処理等が施されて種棒が完成す
る。
【0008】本発明による切断方法を用いて種棒切断を
行い、得られた種棒の結晶方位偏差角度を測定した。切
断した単結晶インゴットは26個で、各インゴットから
1個の種棒を抜き取って結晶方位の傾き角を測定した結
果、平均値は4.77分、標準偏差の推定値は3.15
分であった。これに対し、従来の光像法を用いて切断し
た種棒の結晶方位偏差角度を上記と同一の方法で測定し
たところ、平均値は21.4分、標準偏差の推定値は1
6.73分であり、結晶方位偏差精度は飛躍的に向上し
た。また、工程能力指数も5倍以上に向上した。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、種
子結晶の素材である単結晶インゴットの端面にブラッグ
角でX線を照射し、回折波強度が最大となるように単結
晶インゴットの軸心の向きを調節した上、その状態を維
持したまま切断することにしたので、結晶格子面に直角
の方向に極めて正確に切断することができる。そして、
この手順をx,y2方向について行うことにしたので、
従来の光像法に比べて結晶方位偏差が著しく小さい種棒
を得ることができる。このような極めて良質の種棒を使
用した場合、結晶方位偏差の小さい高品質の単結晶を製
造することが可能となる。また、種棒切断加工の歩留り
を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】治具1の斜視図である。
【図2】治具2の斜視図である。
【図3】治具3の斜視図である。
【図4】治具3に治具2を固定し、単結晶素材を貼着し
た治具1を治具2に載せた状態を示す正面図である。
【図5】X線管と検出器との位置関係を示す説明図であ
る。
【図6】単結晶素材の結晶格子面の向きを調節した状態
を示す上面図である。
【図7】治具2を切断機に取り付けた状態を示す上面図
である。
【図8】一方向の切断を終了し、切断機から治具2を取
り外した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
1,2,3 治具 1a,1b,1c,1d,2a,2b,3a,3b 面 2e 調整ボルト 2f 底面 3d 基部 4 単結晶インゴット(素材) 4a 結晶格子面 5 X線管 6 検出器 7 切断機 7a 基準面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単結晶インゴットの結晶格子面間隔をd
    とし、波長λのX線を前記結晶格子面に対して角度θで
    照射したとき、sinθ=λ/2dとなる条件〔ブラッ
    グの条件〕を満たす位置に検出器を配設し、前記単結晶
    インゴットの端面に波長λのX線を照射したとき検出器
    による回折波強度が最大となるように単結晶インゴット
    の軸の向きを調節した上、所定の間隔で結晶格子面に直
    角方向に第1のインゴット切断を行い、インゴットの軸
    を中心として前記単結晶インゴットを90°回転させた
    後、インゴットの端面に波長λのX線を照射し、前記と
    同様に検出器による回折波強度が最大となるように単結
    晶インゴットの軸の向きを調節した上、所定の間隔で結
    晶格子面に直角方向に第2のインゴット切断を行うこと
    により種棒を得ることを特徴とする種棒切断方法。
  2. 【請求項2】 アングルプレートからなる治具1と、 前記治具1を載置する底面と、この底面の両端に垂直に
    立ち上がる対向面と、 前記二つの対向面にそれぞれ2本ずつ配設された調整ボ
    ルトとによって構成される治具2と、 前記治具2を載置、固定する上部と、X線回折装置に適
    合する基部とからなる治具3とを準備し、 治具1の直交する2面に単結晶インゴットの外周を貼着
    し、治具3に載置、固定した治具2に前記治具1の一側
    の面を下にして載置した後、単結晶インゴットの端面に
    X線を照射し、X線回折装置の検出器による回折波強度
    が最大となるように前記4本の調整ボルトを操作して治
    具1の向きを調節した上、治具2を切断機の基準面に固
    定して第1のインゴット切断を行い、治具1の他側の面
    を下にして治具2に載置し、再度単結晶インゴットの端
    面にX線を照射し、前記と同様に検出器による回折波強
    度が最大となるように前記4本の調整ボルトを操作して
    治具1の向きを調節した上、治具2を切断機の基準面に
    固定して第2のインゴット切断を行うことを特徴とする
    請求項1の種棒切断方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009196028A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Seiko Instruments Inc ウエハの作製方法
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KR101289660B1 (ko) * 2011-08-04 2013-07-25 비아이신소재 주식회사 사파이어 잉곳 가공용 지그
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