JPH0920598A - ガーネット単結晶膜の切断方法 - Google Patents

ガーネット単結晶膜の切断方法

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JPH0920598A
JPH0920598A JP16980395A JP16980395A JPH0920598A JP H0920598 A JPH0920598 A JP H0920598A JP 16980395 A JP16980395 A JP 16980395A JP 16980395 A JP16980395 A JP 16980395A JP H0920598 A JPH0920598 A JP H0920598A
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JP
Japan
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cutting
film
single crystal
thickness
garnet single
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JP16980395A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Takano
俊彦 高野
Norio Takeda
憲夫 武田
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液相エピタキシャル法により育成された厚さ
200μm以上のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶
膜を歩留まり良く切断する手段を提供する。 【構成】 ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶を粘
着テープに張り付けてダイシングマシーンで細く切断す
るに際し、いったん最低30μm以上、最大でビスマス置
換希土類鉄ガーネット単結晶膜の厚さの40%だけ切り込
みをいれ、ついで完全に切断する。 【効果】 チッピングが大幅に抑制された。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、光アイソレータや光
サーキュレータなどのファラデー回転子に用いられるビ
スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶に関する。更に詳
しく言えば、本願発明は、非磁性ガーネット基板の片面
に育成された厚さが 200μm以上のビスマス置換希土類
鉄ガーネット単結晶厚膜の切断方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバ通信や光計測の発展は
めざましいものがある。この光ファイバ通信や光計測で
は多くの場合、信号源として半導体レーザが使用されて
いる。しかし半導体レーザは、光ファイバ端面などから
反射して再び半導体レーザ自身に戻ってくるところの所
謂反射戻り光があると、発振が不安定になるという重大
な欠点がある。そのため半導体レーザの出射側に光アイ
ソレータを設けて反射戻り光を遮断し、半導体レーザの
発振を安定化させることが行われている。
【0003】光アイソレータは偏光子、検光子、ファラ
デー回転子およびファラデー回転子を磁気的に飽和させ
るための永久磁石からなる。光アイソレータの中心的な
機能を担うファラデー回転子には、主に液相エピタキシ
ャル法で育成されるビスマス置換希土類鉄ガーネット単
結晶、例えば (HoTbBi)3Fe5O12、(YbTbBi)3Fe5O12 或い
は (LuTbBi)3(FeAl)5O12などが用いられている。
【0004】ところで半導体レーザの発振波長は様々で
あるが、長距離の光ファイバ通信では、石英光ファイバ
低損失を示す1.31μmや1.55μm帯(長波長帯と呼ばれ
ている)が採用されている。この波長に対応したファラ
デー回転子(回転角45度)の厚さは、例えば (HoTbBi)3
Fe5O12の場合、1.31μmでおおよそ 240μm、1.55μm
で 360μm程度である。
【0005】通常一般に、液相エピタキシャル(以下
「LPE」と記す)法によるビスマス置換希土類鉄ガー
ネット単結晶 (以下「BIG」と記す)厚膜の育成は、
以下のように行われる。まず、縦型管状炉からなるLP
E装置の中央に貴金属製の坩堝を備えつける。そして、
希土類鉄ガーネット成分の酸化物、例えば酸化第二鉄や
希土類酸化物と、酸化鉛、酸化ほう素及び酸化ビスマス
からなるフラックス成分を坩堝に仕込む。そして1000℃
程度の高温でこれら酸化物を溶解させ、ビスマス置換希
土類鉄ガーネット単結晶厚膜育成用の融液とする。その
後、融液温度を 800℃前後に降下させ過飽和状態に保
つ。
【0006】次に、基板ホルダーに固定した非磁性ガー
ネット基板をLPE炉上部から徐々に降下させ、融液と
接触させる。融液と接触した基板を回転させながら基板
上にガーネット単結晶をエピタキシャル成長させる。所
定の厚さにガーネット単結晶を育成した後、基板を融液
から数センチ程度引き上げる。そして高速で基板を回転
させ、BIG膜に付着した融液の大部分を振り切った
後、LPE炉から引き上げる。
【0007】LPE炉から引き上げられたBIG膜は10
mm×10mm程度の大きさに分割された後、研磨によって所
定の厚さ(通常ファラデー回転角が45度をなすような厚
さ)に仕上げられる。研磨に際しては基板は除去される
ことが多い。研磨によって所定の厚さに仕上げられたB
IG膜は光アイソレータ用ファラデー回転子に見合った
大きさに切断される。通常光アイソレータ用ファラデー
回転子の大きさは 1mm×1mm から 3mm×3mm まで種々さ
まざまである。
【0008】10mm×10mm程度の大きさに分割されたBI
G膜を 1mm×1mm から 3mm×3mm まで種々さまざまな大
きさに細かく切断する手段としては、通常ダイシングマ
シーンが用いられる。BIG膜をダイシングマシーンで
切断する場合、何らかの手段での固定が必要である。固
定方法として、シリコンウエハやガラスなどの堅い材質
の上にワックスで固定して切断する方法(以下、ワック
スカット法と略称する)と粘着テープに固定する方法
(以下、テープカット法と略称する)がある。
【0009】前者は、切断後のワックス除去が難しい操
作であり量産性に課題がある。一方、後者は、粘着テー
プの種類を選択することにより、細かく切断されたBI
G膜をピックアップ装置(テープの下から針で切断品を
突き上げ、かつ切断品をバキュームで吸い上げるという
装置)で、粘着剤の付着の問題もなく、簡単に取り出す
ことができるという特徴がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テープ
カット法で厚さが 200μm以上のBIG膜を切断する
と、図1に示すようなチッピング(テープへの粘着面側
の切断箇所からの欠け)が150μm以上にもなるという
重大な欠点を抱えている。チッピングが大きいと、光学
有効面積が減少するとか、光アイソレータを組み立てる
際のBIG膜の固定強度が不十分になるなどの問題が生
じ、歩留り低下となるので、チッピングはできるだけ小
さいことが望ましい。
【0011】ワックスカット法ではチッピングは大きな
問題とはなっていない。チッピングの発生におけるワッ
クスカット法とテープカット法の差は、主にBIG膜を
固定するワックスと粘着テープの相違にある。この相違
が如何なる機構で大きいチッピングを発生させるものと
なるかは定かでないが、何れにしろチッピングを大幅に
小さくした切断法を見出す必要がある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、膜厚が
200μm以上のBIG膜のテープカット法におけるチッ
ピングの問題を解決するため、テープの種類、粘着法、
切断手順、その他を鋭意検討した結果、本発明を完成し
た。すなわち、本発明は、液相エピタキシャル法により
育成された厚さ 200μm以上のビスマス置換希土類鉄ガ
ーネット単結晶膜を粘着テープに張り付けてダイシング
マシーンで 3mm×3mm 以下の大きさに切断するに際し、
切断位置にいったん最低30μm以上で、最大でビスマス
置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の厚さの40%に相当す
る切り込みを入れ、ついで完全に切断することを特徴と
するビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の切断方
法である。
【0013】本発明を実施するに際し、10mm×10mm角程
度に分割されたBIG膜 (以下、適宜「ワーク」と記
す) を固定する粘着テープとしては、粘着力が大きくワ
ークを強固に固定可能なこと、さらに切断後に細かく切
断されたワークを容易に取り出すことが可能なように、
加熱、光照射、電子線照射、その他の手段によりその粘
着力を大幅に消失するものが好ましい。これらの中で、
紫外線を照射することでテープの粘着性が低下する紫外
線硬化型テープ(以下簡単にUVテープと略称する)が
簡便で最も好ましいものとして挙げられる。
【0014】本発明は、通常、ダイシングマシーン (外
周刃式の切断機) を使用して行う。外周刃(ブレード)
としてはセラミックス切断用としてのものであれば特に
制限はないが、通常、ダイアモンド固定外周刃式の切断
機を使用する。切断機のブレードは、BIG膜の切り代
を出来るだけ少なくするという意味で100μm以下の厚
さのものが好ましい。また、あまりブレードが薄いと、
ブレード自体の強度と寿命が短くなるので40μm以上が
好ましい。
【0015】本発明を実施するに際し、1回目の切り込
みを入れる深さは30μmからワーク(BIG膜) の厚さ
の40%以下が好ましい。さらに好ましくは50μmからワ
ークの厚さの30%以下が好ましい。切り込みの深さが30
μm以下の場合、この逆にワーク厚さの40%以上になる
とチッピングが増すので好ましくない。また、切り込み
を入れるとき並びに完全切断の際の切断スピード(高速
回転しているブレードとワークとの切り込み並びに切断
方向の相対速度)の好ましい範囲は、毎秒 0.3〜2mm で
ある。切断スピードが 0.3mm未満では切断時間が長くな
り装置稼動率が低下する。切断スピードが 2.0mmを越え
るとチッピングが増えるので好ましくない。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例によって、その実施態
様と効果を具体的に、かつ詳細に説明するが、以下の例
は、具体的に説明するものであって、本発明の実施態様
や発明の範囲を限定するものとしては意図されていな
い。 実施例1 容量 3,000ml(ミリリットル)の白金製ルツボに、酸化鉛(PbO,
4N) 5,500g、酸化ビスマス(Bi2O3, 4N) 5,500g、酸化第
二鉄(Fe2O3, 4N) 765g、酸化ほう素(B2O3, 5N)200g、酸
化テルビウム(Tb4O7, 3N) 34.0g 、酸化ホルミウム(Ho2
O3, 3N) 45.0gを仕込んだ。これを精密縦型管状電気炉
の所定の位置に設置し、1000℃に加熱溶融して十分に攪
拌して均一に混合したのち、融液温度 779℃にまで冷却
してビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶育成用融液
とした。
【0017】ここに得られた融液表面に、常法に従っ
て、厚さが 500μmで格子定数が 1.2497 ± 0.0002 nm
の3インチ(111)ガーネット単結晶[(GdCa)3(GaMgZr)5O
12] 基板の片面を接触させ、融液温度を 779℃に維持し
ながら22時間のエピタキシャル成長を行い、厚さ 398μ
mで、Ho1.1Tb0.7Bi1.2Fe5O12 の組成を有するビスマス
置換希土類鉄ガーネット単結晶厚膜(以下「HoTbBiIG」
と記す)を作製した。
【0018】このHoTbBiIGを 9.5mm×9.5mm の大きさに
分割し、37枚の分割品を得た(以下「 9.5mm角分割品」
と記す)。37枚の 9.5mm角分割品の内、任意に29枚を選
択して以下の処理を行った。まず、 9.5mm角分割品の基
板を研磨によって除去し、波長1.55μmにおけるファラ
デー回転子角がほぼ45度を示すように厚さを調整し、波
長1.55μmに対応する反射防止膜を両面に施して、波長
1.55μm用の 9.5mm×9.5mm の大きさのファラデー回転
子 29個を得た(以下「 9.5mm角−1.55μmファラデー
回転子」と記す)。これらの平均厚さは 362μmであっ
た。
【0019】この 9.5mm角−1.55μmファラデー回転子
29個から任意の4個を選択して 1.5mm×1.5mm の大きさ
の切断に供した。切断に際して用いたダイシングテープ
は古河電工社製のUVテープ UC-110M-120(厚さ 120μ
m)、切断装置はデイスコ社製ダイシングマシーン2SP/
6T、使用したブレードはデイスコ社製NBC-ZB1060(ブレ
ード厚さ50μm、直径50mm)である。切断に際しては、
1回目の切り込み深さを70μmとした。また、ブレード
の移動速度は1秒当たり 1.0mmとした。9.5mm角−1.55
μmファラデー回転子4個から1.55μm用で 1.5mm×1.
5mm の大きさのファラデー回転子が 144個が得られ、こ
のうちチッピング不良は7個であった。なお、チッピン
グの大きさが 150μm以上をチッピング不良とした(以
下、チッピング不良は、チッピングの大きさが 150μm
以上のものとした。)。
【0020】実施例2 実施例1で得られた 9.5mm角−1.55μmファラデー回転
子から任意の5個を選択し、 2.0mm×2.0mm の大きさの
切断に供した。切断は実施例1とまったく同様の方法で
行った。その結果、1.55μm用で 2.0mm×2.0mm の大き
さのファラデー回転子80個が得られ、このうちチッピン
グ不良品は3個であった。
【0021】実施例3 実施例1で得られた残りの基板付き分割品8個を以下の
処理を行った。まず、基板付き分割品の基板を研磨によ
って除去し、波長1.31μmにおけるファラデー回転子角
がほぼ45度を示すように厚さを調整し、波長1.31μmに
対応する反射防止膜を両面に施して、波長1.31μm用の
ファラデー回転子8個を得た(以下「 9.5mm角−1.31μ
mファラデー回転子」と記す)。これらの平均厚さは 2
45μmであった。この 9.5mm角−1.31μmファラデー回
転子8個から任意の4個を選択して 1.5mm×1.5mm の大
きさの切断に供した。切断条件は1 回目の切り込みを50
μmとした以外は、実施例1とまったく同様である。こ
の結果1.31μm用で 1.5mm×1.5mm の大きさのファラデ
ー回転子が 144個得られ、このうちチッピング不良は3
個であった。
【0022】比較例1 実施例1で得られた 9.5mm角−1.55μmファラデー回転
子から任意の4個を選択し、 1.5mm×1.5mm の大きさの
切断に供した。切断は実施例1とまったく同様の方法で
行った。ただし、2度切りではなく1回の切断で完全切
断を行った。その結果、1.55μm用で 1.5mm×1.5mm の
大きさのファラデー回転子 144個が得られ、このうちチ
ッピング不良品は22個であった。
【0023】比較例2 実施例3で得られた 9.5mm角−1.31μmファラデー回転
子の残り4個から 1.5mm×1.5mm の大きさの切断に供し
た。切断は比較例1とまったく同様の方法で行った。こ
の結果、1.31μm用で 1.5mm×1.5mm の大きさのファラ
デー回転子 144個が得られたが、チッピング不良品は17
個であった。
【0024】比較例3 実施例1で得られた 9.5mm−1.55μmファラデー回転子
から任意の4個を選択し、 1.5mm×1.5mm の大きさの切
断に供した。切断は実施例1とまったく同様の方法で行
った。ただし、1回目の切り込み深さは20μmとした。
この結果、1.55μm用で 1.5mm×1.5mm の大きさのファ
ラデー回転子 144個が得られ、このうちチッピング不良
品は18個であった。
【0025】比較例4 実施例1で得られた 9.5mm−1.55μmファラデー回転子
から任意の4個を選択し、 1.5mm×1.5mm の大きさの切
断に供した。切断は実施例1とまったく同様の方法で行
った。ただし、1回目の切り込み深さは 200μmとし
た。この結果、1.55μm用で 1.5mm×1.5mm の大きさの
ファラデー回転子 144個が得られ、このうちチッピング
不良品は33個であった。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、光アイソレータ用ファ
ラデー回転子に使用される厚さが 200μm以上のビスマ
ス置換希土類鉄ガーネット単結晶厚膜を、粘着テープに
貼って細かく切断してもチッピングによる不良が抑制さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】テープカット法による大きいチッピングの発生
例を示す模式図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液相エピタキシャル法により育成された
    厚さ 200μm以上のビスマス置換希土類鉄ガーネット単
    結晶膜を粘着テープに張り付けてダイシングマシーンで
    3mm×3mm 以下の大きさに切断するに際し、切断位置に
    いったん最低30μm以上で、最大でビスマス置換希土類
    鉄ガーネット単結晶膜の厚さの40%に相当する切り込み
    を入れ、ついで完全に切断することを特徴とするビスマ
    ス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の切断方法。
  2. 【請求項2】 該粘着テープが加熱、光照射、電子線照
    射、その他の手段によりその粘着力を大幅に消失するも
    のである請求項1記載のガーネット単結晶膜の切断方
    法。
JP16980395A 1995-07-05 1995-07-05 ガーネット単結晶膜の切断方法 Pending JPH0920598A (ja)

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JP16980395A Pending JPH0920598A (ja) 1995-07-05 1995-07-05 ガーネット単結晶膜の切断方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003094315A (ja) * 2001-09-19 2003-04-03 Tamagawa Seiki Co Ltd エンコーダ用ガラスディスクの加工方法

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