JPH08294914A - 裁断機械内の裁断のための単結晶の配向のための方法とその方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械の調節を不要にし、清潔な環境内での単
結晶の位置決めの正確な調節を可能にし、裁断時間を最
短化し、裁断生産性を高める。 【解決手段】 外枠(5)と、外枠の上に回転自在に取り
付けられ、単結晶(2)を担持する2本の円筒(8)と、位置
決め装置(1)と裁断機械に同時に属する裁断支え(3)を維
持するための回転台(12)とから成る装置。引き揚げ機構
(14)によって、支え(3)と単結晶(2)は接触させられ、軸
ｘとｚ'''を中心とする回転によって所定の相対的配向
を得た後に一体化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】本発明は、裁断機械内の裁断のための単結
晶の配向のための方法とその方法を実施するための装置
に関し、詳細には、所定の切断面に沿った裁断機械内の
裁断のための単結晶の配向のための方法等に関するもの
である。

【０００３】

【従来の技術】

【０００４】光学または半導体分野で一般的に使用され
る単結晶は、結晶網構造の軸に対して極めて正確な方向
に沿って単結晶を裁断する必要がある。加えて、その製
造においては、幾何的軸に対して結晶網構造の軸の配向
性を完全に制御することはできない。従って、正確に裁
断するためには、一方で製造誤差を補正し、他方で裁断
面と、その後の使用または後工程のために選択されるか
それによって課される結晶面の間に形成される角度を考
慮しなければならない。裁断は幾何的単結晶から行われ
るので、裁断システムの移動が所望の裁断面に平行にな
るように空間内に位置づけ、維持しなければならない。
可能な位置は無限にあるが、さらに単結晶を機械の裁断
面に垂直な面内に置く位置は４つしかない。従って、こ
の４つの位置のいずれかによって単結晶を位置づけるこ
とによって所望の方向に裁断できるだけでなく、裁断時
間を最短化し、それによって裁断装置の生産性を向上さ
せることができる。

【０００５】単結晶の配向装置は周知であり、半導体業
界では小口径の輪切り装置または糸鋸に使用されてい
る。位置決めは、機械に直接取り付けられた方向を変え
られるテーブルｙ'''、ｚ'''によって行われる。調節
は、光学測定によるかＸ線で実施する。次いでｙ'''、
ｚ'''に沿って補正が導入される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

【０００７】上記の実施法は、一方では裁断要素の前進
に対して傾いた単結晶の位置を有するという不便があっ
て、これは糸鋸または糸の層が幾何的単結晶に平行でな
ければならない場合特に不利であり、他方では裁断長さ
を最短化できず、生産性が下がるので内径の鋸にとって
特に不利である。さらに、この実施法は、それぞれの裁
断の前に極めて正確に、大抵の場合不潔で、この種の作
業に適していない工業的環境内で機械のテーブルを調節
しなければならない。機械の調節時間は生産性の低下に
もつながる。

【０００８】本発明は、上記の不便を解消し、清潔な環
境内での単結晶の位置決めの正確な調節を可能にし、裁
断生産性を高めることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

【００１０】本発明の課題を解決するための手段は、下
記のとおりである。

【００１１】第１に、所定の切断面（ｙ''、ｚ''）に沿
った裁断機械（１７）内の裁断のための単結晶（２）の
配向のための方法において、裁断の支え（３）に対して
所定の方向に裁断機械の外で位置決め装置（１）によっ
て単結晶（２）を向け、機械の裁断面（ｙ'''、ｚ'''）
に対して裁断機械（１７）内の設置が幾何的に定義され
た裁断支え（３）の上に前記所定の方向に従って単結晶
（２）を固定し、裁断機械内で単結晶（２）の前記所定
の配向を得るために定義した前記幾何的配置に従って裁
断機械（１７）内に単結晶を固定した後に裁断支え
（３）を配置することを特徴とする方法。

【００１２】第２に、上記第１に記載の方法において、
前記所定の配向が単結晶の裁断面（ｙ''、ｚ''）の法線
（ｘ''）が基準面内にくるように幾何軸（ｘ）の周囲に
第１の所定の角度（ｄ）だけ単結晶を回転させ、前記幾
何軸（ｘ）と単結晶（２）の裁断面の法線（ｘ''）が前
記基準面内に含まれるとき、裁断面（ｙ''、ｚ''）の法
線（ｘ''）が機械の裁断面（ｙ'''、ｚ'''）の法線に対
応する基準方向に沿って向けられるように前記基準面に
垂直な軸（ｚ'''）の周囲で第２の所定の角度（ｇ）だ
け裁断支え（３）と単結晶の間で相対的に回転させて単
結晶の幾何的形状（ｘ、ｙ、ｚ）の幾何軸の１つ（ｘ）
が裁断面（ｙ'''、ｚ'''）に対して垂直な裁断機械（１
７）の作業面（ｘ'''、ｙ'''）に対応する基準面に含ま
れるように単結晶（２）を位置決め装置（１）の上に配
置して前記所定の配向が得られることを特徴とする方
法。

【００１３】第３に、上記第２による方法において、第
１と第２の回転角度（ｄ、ｇ）が数学的に決定されるこ
とを特徴とする方法。

【００１４】第４に、上記第３に記載の方法において、
結晶網構造（ｘ'、ｙ'、ｚ'）に対して単結晶裁断面
（ｙ''、ｚ''）の配向を定義し、単結晶の幾何的形状
（ｘ、ｙ、ｚ）に対して結晶網構造（ｘ'、ｙ'、ｚ'）
の配向を測定し、結晶網構造（ｘ'、ｙ'、ｚ'）に対す
る、および単結晶の幾何的形状（ｘ、ｙ、ｚ）に対する
裁断面（ｙ''、ｚ''）の配向を考慮して第１と第２の回
転角度（ｄ、ｇ）を計算することを特徴とする方法。

【００１５】第５に、上記第４に記載の方法において、
幾何的形状（ｘ、ｙ、ｚ）に対する結晶網構造の配向
（ｘ'、ｙ'、ｚ'）が光学的にまたはＸ線によって決定
されることを特徴とする方法。

【００１６】第６に、上記第２から５の何れか一つに記
載の方法において、幾何的形状がほぼ円形の円筒形であ
り、前記幾何的軸（ｘ）が単結晶の主軸に対応し、単結
晶を位置決め装置（１）の２本の平行回転円筒（８）の
上に配置し、２本の円筒（８）の軸が前記基準面に平行
である単結晶（２）を使用することを特徴とする方法。

【００１７】第７に、上記第１〜６の何れか一つに記載
の方法を実施する装置において、その上に単結晶が固定
され、裁断機械内の設置が幾何的に定義され、主軸
（Ｘ'''ｓ、Ｙ'''ｓ）が裁断機械の軸（ｘ'''、ｙ'''）
に平行である裁断支え（３）に対して所定の配向に従っ
て裁断機械の外で単結晶（２）を向けるための位置決め
装置（１）を含むことを特徴とする装置。

【００１８】第８に、上記第７に記載の装置において、
単結晶の幾何的形状（ｘ、ｙ、ｚ）の幾何軸（ｘ）の１
つが裁断機械の作業面（ｘ'''、ｙ'''）に対応する基準
面に含まれる配向に単結晶（２）を担持し、単結晶の裁
断面（ｘ''、ｙ''）に対する法線（ｘ''）を前記基準面
内にもってくるために前記幾何軸（ｘ）の周囲で第１の
所定の角度（ｄ）だけ単結晶（２）を回転させるための
第１の手段（８）と、裁断面（ｙ'、ｚ'）の法線
（ｘ''）が機械の裁断面（ｙ'''、ｚ'''）の法線に対応
する基準方向に沿って向けられるように前記基準面に垂
直な軸（ｚ'''）を中心に第２の所定の角度（ｇ）だけ
裁断支え（３）と単結晶（２）の間で相対的に回転させ
るための第２の手段（１２）を備えることを特徴とする
装置。

【００１９】第９に、上記第８に記載の装置において、
前記所定の配向で、単結晶を裁断支えに固定するために
裁断支え（３）と単結晶（２）を近づける目的で単結晶
（２）と裁断支え（３）の間の相対的並進運動を実施す
るための第３の手段（１４）を備えることを特徴とする
装置。

【００２０】第１０に、上記第９に記載の装置におい
て、第１の手段が位置決め装置（１）の外枠（５）の上
に回転自在に取り付けられ、単結晶（２）を支えるよう
に配置された平行な円筒状の２つの支え（８）と、所定
の第１の回転角度（ｄ）を決定することができる第１の
角度測定手段（１０）を備え、第２の手段が前記外枠
（５）に対して回転するように取り付けられ、主たる平
面が前記円筒形の支え（８）の軸に平行な回転台（１
２）を備え、この回転台（１２）が裁断支え（３）を定
義された幾何的位置に維持するように配置され、前記第
２の所定の回転角度（ｇ）を決定するために第２の角度
測定手段が備えられることを特徴とし、第３の手段が裁
断支え（３）と単結晶（２）の接近を可能にする並進機
構（１４）を備え、裁断支え（３）が裁断機械内でのそ
の位置決めが、基準面と基準方向が作業面（ｘ'''、
ｙ'''）と機械の裁断面の法線（ｘ'''）に対応するよう
に前記回転台の上に定義された幾何的位置に対応する幾
何的位置に沿って実施されるように形成されていること
を特徴とする装置。

【００２１】第１１に、上記第７から１０の何れか一つ
に記載の装置において、裁断支え（３）または位置決め
装置（１）がＸ線発生器に取り付けられるように配置さ
れていることを特徴とする装置。

【００２２】

【発明の実施の形態】

【００２３】本発明は、裁断の支えに対して所定の方向
に裁断機械の外で位置決め装置によって単結晶を向け、
機械の裁断面に対して機械内の設置が幾何的に定義され
た裁断支えの上に前記所定の方向に従って単結晶を固定
し、裁断機械内で単結晶の前記所定の配向を得るために
定義した前記幾何的配置に従って裁断機械内に単結晶を
固定した後に裁断支えを配置することを特徴とする。

【００２４】この特徴によって、裁断機械の位置決めを
調節する必要なしに、適切な測定環境内で単結晶の位置
決めと、正確な方向付けを行うことができる。従って、
裁断機械の停止時間が大幅に短縮されて生産性が上が
る。

【００２５】推奨実施態様において、本発明は前記所定
の配向が単結晶の裁断面の法線が基準面内にくるように
幾何軸の周囲に第１の所定の角度だけ単結晶を回転さ
せ、前記幾何軸と単結晶の裁断面の法線が前記基準面内
に含まれるとき、好適には裁断面の法線が機械の裁断面
の法線に対応する基準方向に沿って向けられるように前
記基準面に垂直な軸の周囲で第２の所定の角度だけ裁断
支えと単結晶の間で相対的に回転させて単結晶の幾何的
形状の幾何軸の１つが裁断面に対して垂直な裁断機械の
作業面に対応する基準面に含まれるように単結晶を位置
決め装置の上に配置して前記所定の配向が得られること
を特徴とする。

【００２６】このようにして、糸鋸にとっては特に不便
な、機械の裁断要素の前進方向に対して傾いた単結晶の
位置を有するという欠点を正確かつ容易に解決できる。
このようにして、単結晶の主たる幾何軸が作業面または
糸の層に完全に平行に向けられ、裁断長さを最小にしな
がら至適裁断が得られる。

【００２７】有利には、この方法は、結晶網構造に対し
て単結晶裁断面の配向を定義し、単結晶の幾何的形状に
対して結晶網構造の配向を測定し、結晶網構造に対す
る、および単結晶の幾何的形状に対する裁断面の配向を
考慮して第１と第２の回転角度を計算することを特徴と
する。

【００２８】これらの特徴によって、位置決めの高い精
度と、かなりの組立の迅速さが得られる。

【００２９】本発明による方法は、幾何的形状がほぼ円
形の円筒形であり、前記幾何的軸が単結晶の主軸に対応
し、単結晶を２本の位置決め装置の平行回転円筒の上に
配置し、２本の円筒の軸が前記基準面に平行である単結
晶の使用に特に有利に適用される。

【００３０】本発明は、その上に単結晶が固定され、裁
断機械内の設置が幾何的に定義され、主軸が裁断機械の
軸に平行である裁断支えに対して所定の配向に従って裁
断機械の外で単結晶を向けるための位置決め装置を含む
ことを特徴とする方法を実施するための装置にも適用さ
れる。

【００３１】方法を実施するためのこの装置は、単結晶
の幾何的形状の幾何軸の１つが裁断機械の作業面に対応
する基準面に含まれるような方向に単結晶を担持し、単
結晶の裁断面に対する法線を前記基準面内にもってくる
ために前記幾何軸の周囲で第１の所定の角度だけ単結晶
を回転させるための第１の手段と、裁断面の法線が機械
の裁断面の法線に対応する基準方向に沿って向けられる
ように前記基準面に垂直な軸を中心に第２の所定の角度
だけ裁断支えと単結晶の間で相対的に回転させるための
第２の手段を備え、さらに前記所定の配向で、単結晶を
裁断支えに固定するために裁断支えと単結晶を近づける
目的で単結晶と裁断支えの間の相対的並進運動を実施す
るための第３の手段を備えることによって有利に特徴づ
けられる。

【００３２】これらの特徴によって、最小時間内に正確
な裁断を可能にする迅速、正確かつ裁断機械に適した位
置決めが得られる。さらに、裁断の正確さは使用される
機械や、生産ラインの場合作業員に左右されないだろ
う。

【００３３】有利な１つの実施態様は、第１の手段が位
置決め装置の外枠の上に回転自在に取り付けられ、単結
晶を支えるように配置された平行な円筒状の２つの支え
と、所定の第１の回転角度を決定することができる第１
の角度測定手段を備え、第２の手段が前記外枠に対して
回転するように取り付けられ、主たる平面が前記円筒形
の支えの軸に平行な回転台を備え、この回転台が裁断支
えを定義された幾何的位置に維持するように配置され、
前記第２の所定の回転角度を決定するために第２の角度
測定手段が備えられることを特徴とし、第３の手段が裁
断支えと単結晶の接近を可能にする並進機構を備え、裁
断支えが裁断機械内でのその位置決めが、基準面と基準
方向が作業面と機械の裁断面の法線に対応するように前
記回転台の上に定義された幾何的位置に対応する幾何的
位置に沿って実施されるように形成されていることを特
徴とする。

【００３４】これらの特徴は、裁断の高い精度を保証し
ながら、特に簡単でコストの低い位置決め装置を製作す
ることを可能にする。

【００３５】その他の利点は、本発明をもっと詳細に説
明する以下の記載から、実施態様を概略的に例として示
している図面を参照して、明らかになるだろう。

【００３６】

【実施例】

【００３７】図１は、単結晶の実例をその幾何的、結晶
学的軸と、選択した裁断面と共に示す全体図である。

【００３８】図２は、一般的に使用されている方法に従
って得られた単結晶の位置を示し、図２中、２Ａと２Ｂ
は、２つの直交面に沿って周知の、一般的に使用されて
いる方法に従って得られた単結晶の位置を示している。

【００３９】図３は、本発明によって得られた単結晶の
位置を示し、図３中、３Ａと３Ｂは２つの直交面に沿っ
て本発明によって得られた単結晶の位置を示している。

【００４０】図４は、様々な使用した座標軸系のベクト
ル図を示している。

【００４１】図５は、本発明による配向法に従って単結
晶が占める位置を示し、図５中、５Ａ、５Ｂ、５Ｃは本
発明による配向法に従って単結晶が占める位置を示して
いる。図６は、方法を実施するための装置の実施の全体
図である。

【００４２】一般的に、本発明は裁断長さを最小にする
ために、裁断面が機械の裁断面に平行に向けられ、垂直
軸（裁断面に直角）に沿って回転するあらかじめ方向付
けられた単結晶を裁断機械の上に設置する可能性を提供
する。この決定は、結晶軸との関連において、次工程の
要求条件を含めて結晶網構造に対する幾何的単結晶の誤
差を決定するために実施した測定から数学的に行われ
る。次いで、その支えの上の単結晶の組立は、幾何的単
結晶の回転角度の正確な測定を可能にし、裁断機械に属
する割り出しと一体の裁断支え上にそのまま取り付ける
ことを可能にする位置決め装置によって実施される。単
結晶は、支えに取り付けられるか好適には接着され、支
えは一旦裁断機械に移転されると、それ以上調整する必
要なしにすぐに裁断できるように完全に事前配向がなさ
れた単結晶を提示する。さらに、裁断の正確さは使用さ
れる機械や、生産ラインの場合、作業員に左右されない
だろう。

【００４３】位置決め装置は、単結晶を後で固定する単
結晶支えがその上に置かれた垂直回転軸ｚ'''を有する
回転台を備えたテーブルまたは外枠の形を取る。この支
えは、裁断機械と同一の割り出しシステムを備えてい
る。単結晶支えは、位置決め装置と裁断機械の間の界面
部品である。従って、位置決め装置と裁断機械の上で同
じ位置を取る。回転するがテーブルに対して固定された
台の上に、単結晶を保持し、その水平軸ｘに沿って単結
晶を回転させることのできる機構がある。このシステム
は、円筒状の単結晶の場合、その上に単結晶が置かれる
２つの円筒で構成される。このとき単結晶は、ｘ軸に沿
って回転できる。台の運動と単結晶ｘの回転は、それを
どんな配向にも位置づけることを可能にする。２つの回
転角度の値は、仕上げた製品の要求条件によって決定さ
れ、数学的に計算される。２つの回転が実施されると、
機構は相対的位置を保存しながら単結晶自体を備えた支
えを出現させる。このことは、回転台を上昇させること
によって、あるいは単結晶を下げることによって実現で
きる。一旦接触すると、単結晶は、その位置に固定され
るか接着される。このとき、単結晶支えを裁断機械上に
移動することができる。このとき、単結晶は配向され、
切断の準備ができている。ｘとｚ'''に沿った回転角度
は、例えばエンコーダやバーニヤ機構などの組み込まれ
た電子装置によって測定される。

【００４４】図１は、ｘ軸を主軸として、幾何的軸ｘ、
ｙ、ｚを有する円筒状の幾何的形状を備えた裁断する単
結晶２の実例を示している。この単結晶の結晶網構造の
軸ｘ'、ｙ'、ｚ'は、幾何的軸に平行ではない。軸ｙ'、
ｙとｚ'、ｚの間の角度ａとｆは、光学的またはＸ線測
定によって求められ、一般的に単結晶の製造誤差を示し
ている。図１は、さらに単結晶の選択された、または課
された裁断面１６も示し、その軸ｙ''とｚ''は結晶網構
造の軸ｙ'、ｚ'に対して角度値ｐとｔだけ傾き、法線
ｘ''は裁断面に対して垂直である。角度値ｐとｔは、一
般的に裁断した単結晶のその後の使用の必要に応じて定
義される。もちろん、これらの角度ｐとｔは、面（１０
０）に対して平行に裁断された珪素板を得ようとする場
合、ゼロに等しくすることができる。

【００４５】図２中、２Ａと２Ｂは、幾何的軸ｙとｚの
周囲の回転によって単結晶の配向を実施して本発明の前
に周知で一般的に使用された方法によって得られた単結
晶２の位置を側面と平面で示している。単結晶２は、こ
のとき、裁断手段に糸鋸を使用した場合は糸の層１７の
面に平行ではない。裁断機械の機械面ｘ'''、ｙ'''は、
単結晶１の幾何的軸ｘに平行ではない。糸の層１７の
ｚ'''に沿った前進方向は、単結晶に対して垂直ではな
く、それは裁断の品質を損なうものである。

【００４６】図３中、３Ａと３Ｂは、幾何的軸ｘと
ｚ'''の周囲に回転させて単結晶の配向を実施して本発
明による方法で得られた単結晶の配向を示している。裁
断機械として使用された鋸の糸の層１７は、面ｘ'''
ｙ'''内にあり、単結晶の幾何的軸ｘはこの面ｘ'''、
ｙ'''に平行である。従って、単結晶は、裁断手段に対
して至適位置に置かれ、極めて正確に裁断できる。

【００４７】位置決めに使用した様々な座標系のベクト
ル図は、図４に示され、単結晶の幾何的形状に結び付け
られた座標系ｘ、ｙ、ｚ、単結晶の結晶網構造に結び付
けられた座標系ｘ'、ｙ'、ｚ'、単結晶の裁断面に対応
する座標系ｘ''、ｙ''、ｚ''、および位置決め装置と裁
断機械に使用される座標系ｘ'''、ｙ'''、ｚ'''が含ま
れている。

【００４８】裁断面は、面ｙ''、ｚ''に対応し、その法
線は方向ｘ''に対応する。単結晶２の幾何的形状と結晶
網構造の整列不良は角度ｙ'ｙとｚ'ｚに対応する角度ａ
とｆによって決定される。角度ｙ''ｙ'とｚ''ｚ'に対応
する角度ｐとｔは結晶網構造の座標系に対して選択した
裁断面の配向を決定する。裁断面ｙ''ｚ''に対する法線
ｘ''は幾何的軸ｘと角度ｇをつくるベクトルＸ''（ｘ、
ｙ、ｚ）を定義し、面ｙ、ｚ上のベクトルＸ''（ｘ、
ｙ、ｚ）の投影はｙと角度ｄをつくる。

【００４９】角度ｄは、従って、裁断面ｙ''、ｚ''の法
線ｘ''を機械の作業面ｘ'''、ｙ'''に対応する基準面内
に位置づけるための幾何的軸ｘを中心とする回転角度に
対応する。

【００５０】角度ｇは、所望の裁断面を裁断機械の裁断
面に一致させるために裁断面の法線ｘ''が機械の裁断面
ｙ'''ｚ'''の法線ｘ'''に対応する基準方向に沿って向
けられるように垂直軸ｚ'''を中心とする回転角度に対
応する。

【００５１】角度ｄとｇは計算できる、そしてその数学
的解は次の形で表される：

【００５２】Ｘ'＝Ｍ（ａ，ｆ）Ｘ

【００５３】ここで、Ｍ（ａ，ｆ）は、角度ａ，ｆの回
転行列である。

【００５４】Ｘ''＝Ｍ（ｔ、ｐ）Ｘ'

【００５５】また、Ｍ（ｔ、ｐ）は、角度ｐ、ｔの回転
行列である。

【００５６】ここから導かれるように、ｘとｚ'''に沿
って幾何的単結晶につける２つの角度ｄとｇは、基準
ｘ'''、ｙ'''、ｚ'''内のＸ''（ｘ、ｙ、ｚ）の成分
Ｘ''ｘ、Ｘ''ｙ、Ｘ''ｚによって得られる。ここで、
Ｘ''は、機械の基準座標系内の面ｙ''、ｚ''に対して垂
直なベクトルである。

【００５７】ｄ＝ａｒｃｔａｎｇ（Ｘ''ｚ／Ｘ''ｙ）

【００５８】ｇ＝ａｒｃｔａｎｇ（（ｓｑｒｔ（Ｘ''ｙ
＊＊２＋Ｘ''ｚ＊＊２））／Ｘ''ｘ）

【００５９】図３中の３Ａと３Ｂに示した至適配向を得
るための位置決め方法を、３つの連続する位置を示す図
５中の５Ａ、５Ｂと５Ｃを参照してもっと正確に説明す
る。図５中の５Ａにおいて、単結晶は位置決め装置の上
に置かれ、その幾何的軸ｘ、ｙ、ｚは心出し装置と裁断
機械の軸ｘ'''、ｙ'''、ｚ'''と心出しされている。

【００６０】次に、角度値ｄだけ幾何的軸Ｘ'''または
ｘを中心に回転してベクトルＸ''を面ｘ'''、ｙ'''内に
位置づける（図５中の５Ｂ）。軸ｚ'''に沿って幾何的
単結晶を角度ｇだけ回転してベクトルＸ''を軸ｘ'''と
共線位置に置く（図５中の５Ｃ）。この２つの回転の
後、幾何的単結晶ｘ、ｙ、ｚは、裁断面の法線Ｘ'''に
対する角度ｇを次工程の必要性に合わせて、面ｘ'''、
ｙ'''に平行に向けられる。その結果、裁断で結晶学軸
ｙ'とｚ'に対する角度ｔとｐが得られる。もちろん、第
２の回転も、図６に示した実施態様と同じように単結晶
を動かさずに、裁断支えを角度−ｇだけ回転させても実
現できる。

【００６１】後者は、適切な配向の後でその上に単結晶
が固定される支え３の形を取る裁断支えに対する所定の
配向に従って裁断機械の外に単結晶２を向けることがで
きる位置決め装置１によって構成される。位置決め装置
１は、そのために上部６と下部７を備えたテーブルまた
は外枠５を備えている。

【００６２】単結晶２は、主軸を軸ｘに平行に向けて上
部６に回転取り付けされた２本の支持円筒８によって担
持されている。エンコーダー１０の形の角度測定装置
は、軸ｘを中心とする単結晶の回転角度ｄを測定するこ
とができる。

【００６３】回転台１２は、外枠の下部７の上に軸
ｚ'''に沿って回転取り付けされている。回転台１２内
に組み込まれた角度測定システムは、軸ｚ'''を中心と
する回転角度ｇの測定を可能にする。支え３は、回転台
１２の上で正確な所定配向内に維持される。

【００６４】回転台１２も、単結晶２を支え３に固定す
るために単結晶２の支え３を引き揚げ機構１４によって
接近させることができるように外枠の下部７の上に
ｚ'''方向に沿って摺動するように取り付けられてい
る。固定した後、支え３と単結晶２は支え３の基準面
ｘ'''ｓ、ｙ'''ｓが裁断機械の作業面ｘ'''、ｙ'''に対
応するように、また機械の裁断面の垂直線ｘ'''が支え
の基準方向ｘ'''ｓに平行になるように所定の幾何的位
置に従って裁断機械内に位置づけられる。

【００６５】このように、前述の方法と装置は、単結晶
が、支えと共に裁断機械に一旦取り付けられると、裁断
面に対する結晶軸の所与の配向で裁断されるように裁断
機械の外で支えの上に単結晶を位置づけることができ
る。加えて、円筒形の単結晶の位置は、その母線が糸鋸
の場合は糸の層１７に平行に位置づけられ、カムによる
裁断の場合は切片の厚みを定義する運動方向に平行にな
るように位置づけられている。このために、光学的に、
またはＸ線で単結晶の幾何的形状に対する結晶網構造の
配向を測定する。位置決め装置または裁断支えは、この
ために、有利には、単結晶の位置決めを実施すると同時
に検査できるようにＸ線発生器の上に取り付けられるよ
うに配置することができる。結晶網構造ｘ'、ｙ'、ｚ'
に対する裁断面ｙ''、ｚ''の配向は、その後の用途によ
って決まるので、位置決め装置の軸ｘに沿った、および
軸ｚ'''に沿った単結晶の２つの回転角度ｄとｇの値
は、数学的に決定される。計算値に従って２つの回転が
実現されると、単結晶は裁断機械のために求められた位
置に、即ち、さらに機械の裁断面に平行な裁断面を有す
る裁断の前進に対して垂直に置かれる。位置決め装置
は、裁断機械に対してあらかじめ割り出した支えの上に
フランジまたは接着によって単結晶を固定することを可
能にする。さらに、この方法によって与えられた配向
は、円筒形の単結晶の場合、裁断長さを最短にする。従
って、裁断機械は、単結晶を裁断支えに移転し、支えを
裁断機械内に移転した後に要求される角度の仕様に従っ
て裁断を保証するために一切調節装置を必要としない。
糸鋸の糸の層は、このようにして製造される切片の適切
な配向を保証しながら裁断の間を通じて幾何的単結晶に
対する平行を維持する。同様に、刃式機械の鋸の刃は単
結晶に対する垂直を保つ。

【００６６】もちろん、上述の実施態様は一切制限的性
格を有するものではなく、請求項１に定める枠内に所望
のあらゆる変更を加えることができる。特に、軸ｘと
ｚ'''を中心とする２つの回転角度は、幾何的および結
晶学的に他の座標系に対して取り、計算したが、単結晶
の裁断面の法線が機械の裁断面の法線に対応する基準方
向内に向けられ、単結晶の所定の幾何的軸と裁断面の法
線が機械の作業面に対応する基準面内に含まれるという
同じ結果に達する角度に代えることができる。同様に、
裁断面は、結晶網構造に対してｐとｔ以外の角度によっ
て決定することができる。また、単結晶の幾何的形状に
対する結晶網構造のずれは、ａとｆ以外の測定角度によ
って示すことができる。

【００６７】２本の支え円筒８は、その中、またはその
上に単結晶が一時的に固定され、テーブルまたは外枠に
回転取り付けされる単一の支えなどの、単結晶を支え、
単結晶の回転を実施するための他の手段に代えることも
できる。この回転支えは、単結晶の一端、または相対す
る両端に配置することができる。軸ｚ'''を中心とする
単結晶と裁断支えの間の相対的回転も、位置決め装置の
テーブルまたは外枠の上で不動である裁断支えに対する
単結晶の回転を実施して得ることもできる。この場合、
回転台はｚ'''に沿って回転し、単結晶の一時的支えを
担持する装置に代えることができる。

【００６８】角度測定装置は、電子式、光学式または機
械式とすることができる。

【００６９】単結晶と裁断支えの接近または接触は下部
または上部において、裁断支えまたは単結晶を移動して
実行することができる。

【００７０】水平と垂直の２本の軸ｘ、ｚ'''を中心と
する回転は、まず軸ｚ'''を中心とする回転を、次いで
水平軸ｘを中心とする回転を実施して、時間的順序を逆
にすることができる。

【００７１】方法と装置は、所定の結晶配向の多結晶の
集合、単純双結晶または多重合成結晶、配向性結晶塊、
合金、アモルファス基盤内に含まれる配向性結晶基盤、
例えば分極材料などの他の一切の幾何形状の単結晶また
は単結晶以外の材料の配向性裁断にも使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】単結晶の実例をその幾何的、結晶学的軸と、選
択した裁断面と共に示す全体図である。

【図２】一般的に使用されている方法に従って得られた
単結晶の位置を示す図である。

【図３】本発明によって得られた単結晶の位置を示す図
である。

【図４】使用した座標軸系のベクトル図を示している。

【図５】本発明による配向法に従って単結晶が占める位
置を示す図である。

【図６】方法を実施するための装置の実施の全体図であ
る。

【符号の説明】 １ 位置決め装置 ２ 単結晶 ３ 支え ６ 上部 ７ 下部 ８ 円筒 １０ エンコーダー １２ 回転台 １４ 引き揚げ機構

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の切断面（ｙ''、ｚ''）に沿った裁
   断機械（１７）内の裁断のための単結晶（２）の配向の
   ための方法において、 裁断の支え（３）に対して所定の方向に裁断機械の外で
   位置決め装置（１）によって単結晶（２）を向け、機械
   の裁断面（ｙ'''、ｚ'''）に対して裁断機械（１７）内
   の設置が幾何的に定義された裁断支え（３）の上に前記
   所定の方向に従って単結晶（２）を固定し、裁断機械内
   で単結晶（２）の前記所定の配向を得るために定義した
   前記幾何的配置に従って裁断機械（１７）内に単結晶を
   固定した後に裁断支え（３）を配置することを特徴とす
   る方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、 前記所定の配向が単結晶の裁断面（ｙ''、ｚ''）の法線
   （ｘ''）が基準面内にくるように幾何軸（ｘ）の周囲に
   第１の所定の角度（ｄ）だけ単結晶を回転させ、前記幾
   何軸（ｘ）と単結晶（２）の裁断面の法線（ｘ''）が前
   記基準面内に含まれるとき、裁断面（ｙ''、ｚ''）の法
   線（ｘ''）が機械の裁断面（ｙ'''、ｚ'''）の法線に対
   応する基準方向に沿って向けられるように前記基準面に
   垂直な軸（ｚ'''）の周囲で第２の所定の角度（ｇ）だ
   け裁断支え（３）と単結晶の間で相対的に回転させて単
   結晶の幾何的形状（ｘ、ｙ、ｚ）の幾何軸の１つ（ｘ）
   が裁断面（ｙ'''、ｚ'''）に対して垂直な裁断機械（１
   ７）の作業面（ｘ'''、ｙ'''）に対応する基準面に含ま
   れるように単結晶（２）を位置決め装置（１）の上に配
   置して前記所定の配向が得られることを特徴とする方
   法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、 第１と第２の回転角度（ｄ、ｇ）が数学的に決定される
   ことを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、 結晶網構造（ｘ'、ｙ'、ｚ'）に対して単結晶裁断面
   （ｙ''、ｚ''）の配向を定義し、単結晶の幾何的形状
   （ｘ、ｙ、ｚ）に対して結晶網構造（ｘ'、ｙ'、ｚ'）
   の配向を測定し、結晶網構造（ｘ'、ｙ'、ｚ'）に対す
   る、および単結晶の幾何的形状（ｘ、ｙ、ｚ）に対する
   裁断面（ｙ''、ｚ''）の配向を考慮して第１と第２の回
   転角度（ｄ、ｇ）を計算することを特徴とする方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、 幾何的形状（ｘ、ｙ、ｚ）に対する結晶網構造の配向
   （ｘ'、ｙ'、ｚ'）が光学的にまたはＸ線によって決定
   されることを特徴とする方法。
6. 【請求項６】 請求項２から５の何れか一つに記載の方
   法において、 幾何的形状がほぼ円形の円筒形であり、前記幾何的軸
   （ｘ）が単結晶の主軸に対応し、単結晶を位置決め装置
   （１）の２本の平行回転円筒（８）の上に配置し、２本
   の円筒（８）の軸が前記基準面に平行である単結晶
   （２）を使用することを特徴とする方法。
7. 【請求項７】 前記請求項１〜６の何れか一つに記載の
   方法を実施する装置において、その上に単結晶が固定さ
   れ、裁断機械内の設置が幾何的に定義され、主軸
   （Ｘ'''ｓ、Ｙ'''ｓ）が裁断機械の軸（ｘ'''、ｙ'''）
   に平行である裁断支え（３）に対して所定の配向に従っ
   て裁断機械の外で単結晶（２）を向けるための位置決め
   装置（１）を含むことを特徴とする装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の装置において、 単結晶の幾何的形状（ｘ、ｙ、ｚ）の幾何軸（ｘ）の１
   つが裁断機械の作業面（ｘ'''、ｙ'''）に対応する基準
   面に含まれる配向に単結晶（２）を担持し、単結晶の裁
   断面（ｘ''、ｙ''）に対する法線（ｘ''）を前記基準面
   内にもってくるために前記幾何軸（ｘ）の周囲で第１の
   所定の角度（ｄ）だけ単結晶（２）を回転させるための
   第１の手段（８）と、裁断面（ｙ'、ｚ'）の法線
   （ｘ''）が機械の裁断面（ｙ'''、ｚ'''）の法線に対応
   する基準方向に沿って向けられるように前記基準面に垂
   直な軸（ｚ'''）を中心に第２の所定の角度（ｇ）だけ
   裁断支え（３）と単結晶（２）の間で相対的に回転させ
   るための第２の手段（１２）を備えることを特徴とする
   装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の装置において、 前記所定の配向で、単結晶を裁断支えに固定するために
   裁断支え（３）と単結晶（２）を近づける目的で単結晶
   （２）と裁断支え（３）の間の相対的並進運動を実施す
   るための第３の手段（１４）を備えることを特徴とする
   装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の装置において、 第１の手段が位置決め装置（１）の外枠（５）の上に回
    転自在に取り付けられ、単結晶（２）を支えるように配
    置された平行な円筒状の２つの支え（８）と、所定の第
    １の回転角度（ｄ）を決定することができる第１の角度
    測定手段（１０）を備え、第２の手段が前記外枠（５）
    に対して回転するように取り付けられ、主たる平面が前
    記円筒形の支え（８）の軸に平行な回転台（１２）を備
    え、この回転台（１２）が裁断支え（３）を定義された
    幾何的位置に維持するように配置され、前記第２の所定
    の回転角度（ｇ）を決定するために第２の角度測定手段
    が備えられることを特徴とし、第３の手段が裁断支え
    （３）と単結晶（２）の接近を可能にする並進機構（１
    ４）を備え、裁断支え（３）が裁断機械内でのその位置
    決めが、基準面と基準方向が作業面（ｘ'''、ｙ'''）と
    機械の裁断面の法線（ｘ'''）に対応するように前記回
    転台の上に定義された幾何的位置に対応する幾何的位置
    に沿って実施されるように形成されていることを特徴と
    する装置。
11. 【請求項１１】 請求項７から１０の何れか一つに記載
    の装置において、 裁断支え（３）または位置決め装置（１）がＸ線発生器
    に取り付けられるように配置されていることを特徴とす
    る装置。