(57)【要約】【課題】本発明は基板付ＲＩＧ膜を切断するに際し、チッピングを１００μｍ以下にするために有効な切断方法の提供を課題とする。【解決手段】酸化鉛系フラックスに希土類−鉄ガーネット成分を溶かした融液にガドリニウムガリウムガーネット基板を付着させて該基板上に液相エピタキシャル法で製造された希土類鉄ガーネット膜を、基板付きのまま外周刃式のダイシングマシンにより切断する方法において、ダイシングブレードの材質を電鋳製とし、用いるダイヤモンド砥粒の粒径を５μｍ〜１６μｍとし、用いるダイヤモンド砥粒の密度を７０％以上とする。【選択図】    なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉛系フラックスに希土類−鉄ガーネット成分を溶かした融液にガドリニウムガリウムガーネット基板を付着させて該基板上に液相エピタキシャル法で製造された希土類鉄ガーネット膜を、基板付きのまま外周刃式のダイシングマシンにより切断する方法において、ダイシングブレードの材質を電鋳製とし、用いるダイヤモンド砥粒の粒径を５μｍ〜１６μｍとし、用いるダイヤモンド砥粒の密度を７０％以上とすることを特徴とする基板付ＲＩＧ膜の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に用いられる光アイソレータ用ファラデー回転子の製造方法に関し、より具体的には光アイソレータ用ファラデー回転子に用いられる希土類鉄ガーネット膜の切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気光学素子のファラデー効果を利用した磁気光学デバイスが精力的に開発されている。その中でも特に、光通信において用いられる光源への戻り光を遮断するための光アイソレータや、発電所から消費者までの電力輸送経路である送電線や配電線に流れる電流の大きさを測定し異常を発見する光磁界センサや、変電所内の送電線等に流れる電流の大きさを測定し異常を発見する光磁界センサなどはすでに実用化段階に入り、より安価なものが求められてきている。
【０００３】
磁気光学素子は希土類−鉄ガーネット膜（以下、単に「ＲＩＧ膜」と示す。）を用いることが主流となっている。このＲＩＧ膜は通常液相エピタキシャル法（以下、単に「ＬＰＥ法」と示す。）によって育成されている。ＬＰＥ法によるＲＩＧ膜の育成は、フラックス成分である、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化ホウ素と、ガーネット成分である希土類酸化物、酸化鉄場合によって非磁性元素の酸化物などを白金るつぼ中で融解し、融解温度を約９５０℃とし、融液中に例えばガドリニウム−ガリウム−ガーネット基板（以下、単に「ＧＧＧ基板」と示す。）を付着させ、融液温度を約８５０℃とし、ＧＧＧ基板上にＲＩＧ膜をエピタキシャル成長させて行う。こうして育成したＲＩＧ膜はこの後、各磁気光学デバイスに合わせて所望の膜厚で且つ、両面が鏡面になるように研磨加工する。研磨加工後反射防止膜が付与され、最後に各磁気光学デバイスに求められる所定の大きさのチップに切断されてファラデー回転子となる。この際、ＧＧＧ基板は研磨で除去される。これはＧＧＧ基板とＲＩＧ膜との屈折率差によって生じるフレネル損失を避け、光アイソレータ用ファラデー回転子の透過率をできるだけ大きくするためである。
【０００４】
大きなＧＧＧ基板上に製造されたＲＩＧ膜（以下、「基板付ＲＩＧ膜」と示す。）をそのまま研磨加工してＧＧＧ基板を除去しようとすると、基板付ＲＩＧ膜には反りがあるため、そのまま研磨すると周囲と中央部とで厚さが異なることになり、歩留まりが低下するという問題がある。この問題を解消すべく基板付きＲＩＧ膜を定型サイズに切断し、その後各定形サイズに切断された基板付ＲＩＧ膜のＧＧＧ基板部を研磨加工して除去することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、光アイソレータに使用されるファラデー回転子は１ｍｍ以下から数ｍｍである。よって、基板付きＲＩＧ膜をこの大きさに切断した後に研磨加工してＧＧＧ基板を除去することは作業性、効率化から適当でない。よって、基板付ＲＩＧ膜を切断する前記定型サイズは１０〜２０ｍｍ程度とし、ＧＧＧ基板を除去した後に反射防止膜を表面に設け、所望サイズに切断してファラデー回転子を得ることが適当である。
【０００６】
基板付ＲＩＧ膜を定型サイズにダイシングするには外周刃式のダイシングマシンあるいはワイヤソーを用いるが、切断作業にかかる時間が短いため外周刃式ダイシングマシンを使用することが一般的である。外周刃式ダイシングマシーンで基板付きＲＩＧ膜を切断する場合、何らかの手段でＲＩＧ膜をテーブルに固定する必要がある。固定方法としてはシリコンウエハやガラスなどの硬い保持基材の表面にワックスで固定して切断する方法（以下、単に「ワックスカット法」と示す）と、粘着テープに固定して切断する方法（以下、単に「テープカット法」と示す）とがある。
【０００７】
テープカット法では、粘着テープで基板付きＲＩＧ膜をテーブルに張り付ける際に真空吸着するが、上記したように、基板付ＲＩＧ膜には反りがあるため、この真空吸着により基板付ＲＩＧ膜が割れることが多いという欠点がある。このため通常ワックスカット法が採用されている。
【０００８】
外周刃式ダイシングマシンの切断に使用される外周刃（ダイシングブレード）は、レジン製のもの、メタル製のもの、電鋳製のもの等があり、切断する試料の性質によって使い分けられている。切断時のチッピングを小さくするには、硬くて、脆い材質を切断するにはレジン製のダイシングブレードが用いられ、柔らかいシリコン等の材質を切断するには電鋳製のダイシングブレードが向いていることが知られている。基板付ＲＩＧ膜は硬く、脆いためレジンブレードでの切断が最適であると考えられるが、基板付ＲＩＧ膜を切断する時、レジンブレードでは砥粒径、刃厚、回転数、送り速度等を最適化してもチッピングを１００μｍ以下にすることが難しい。昨今ファラデー回転子の小型化にともない、チッピングによる光学有効面積の減少が問題になり、チッピングを１００μｍ以下にすることが要求されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０２−００６３９５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は基板付ＲＩＧ膜を切断するに際し、チッピングを１００μｍ以下にするために有効な切断方法の提供を課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、酸化鉛系フラックスに希土類−鉄ガーネット成分を溶かした融液にガドリニウムガリウムガーネット基板を付着させて該基板上に液相エピタキシャル法で製造された希土類鉄ガーネット膜を、基板付きのまま外周刃式のダイシングマシンにより切断する方法において、ダイシングブレードの材質を電鋳製とし、用いるダイヤモンド砥粒の粒径を５μｍ〜１６μｍとし、用いるダイヤモンド砥粒の密度を７０％以上とすることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者らは基板付きＲＩＧ膜を切断するに適していないとされる電鋳ダイシングブレードでも、各種条件を選定することにより使用可能となるのではないかとの推定より、切断時に用いるダイヤモンド砥粒径とダイヤモンド砥粒密度とに着目してチッピング、チップ飛び、チップサイズ公差との関係を調べた。
【００１３】
具体的には、下記条件に従い直径３インチの基板付きＲＩＧ膜各１０枚をそれぞれ１１ｍｍ角に切断してチッピング、チップ飛び、チップサイズ公差について調べた。１１ｍｍ角の表裏面各８辺で最大のチッピングが１００μｍ以下であるものを良品とし、チップサイズ公差は上記８辺の長さを測定して、１１±０．０２ｍｍを良品とし、チップ飛びは１１ｍｍ角の飛びで良否判定した。なお、ダイヤモンド砥粒密度とはダイシングブレードの断面における総面積とダイヤモンド砥粒の面積の比で現す。得られた、結果を表１、２に示した。
【００１４】
試験１の条件
ダイヤモンド砥粒径：４〜６μｍ（＃２０００）、４〜８μｍ（＃１７００）５〜１０μｍ（＃１５００）、８〜１６（＃１２００）１２〜２５μｍ（＃７００）
ダイシングブレード外径：５０ｍｍ
ダイヤモンドブレード厚み：１００μｍ
ダイヤモンド砥粒密度：７０％以上
【００１５】
試験２の条件
ダイヤモンド砥粒径：５〜１０μｍ（＃１５００）
ダイシングブレード外径：５０ｍｍ
ダイヤモンドブレード厚み：１００μｍ
ダイヤモンド砥粒密度：６０％以下、７０％以上
【００１６】
【表１】
2004230467.tif 000002
【００１７】
【表２】
2004230467.tif 000003
【００１８】
表１、２より用いるダイヤモンド砥粒径は５〜１６μｍ、ダイヤモンド砥粒密度は密度７０％以上が最適であることがわかった。
【００１９】
【実施例】
次に実施例を用いて本発明をさらに説明する。
（実施例１）
白金坩堝中にフラックス成分としてＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３を、ＲＩＧ成分としてＧｄ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３を組成調整して入れ、電気炉内で加熱して溶融し、融液を作製した。そして、この融液を電気炉内で９５０℃に加熱し、育成温度である８１０℃に降温後、融液表面に直径３インチのＧＧＧ基板を付着させ、該基板を１００ｒｐｍで回転させて、基板の片面に厚さ５５０μｍの組成（ＧｄＢｉ）３（ＦｅＡｌＧａ）５Ｏ１２のＲＩＧ膜を育成した。
【００２０】
直径３インチのＲＩＧ膜を５枚育成後、基板付のまま外周刃式のダイシングマシン（ディスコ社製  型式ＤＡＤ５２２）を用い、ダイシングブレードとして外径５０ｍｍ、ブレード厚み１００μｍ、ダイヤモンド砥粒として粒径５〜１６μｍ、密度７０％以上の電鋳ブレード（ディスコ社製  ＺＢ１０８）を用いて、切断速度０．３ｍｍ／ｓ、ブレード冷却水量１．８リットル／分で１１ｍｍ角に切断した。切断した１１ｍｍ角１００枚のチッピング、チップサイズ、チップ飛びを評価した。その後、基板を研磨除去し、ＲＩＧ膜を光アイソレータとして使用する厚さ５００μｍになるまで両面を光学鏡面研磨し、表面、裏面に無反射コートを施して１１ｍｍ角のファラデー回転子を作製してチッピング、チップサイズの良否判定を行った。チッピングは１００μｍ以下を良品とし、チップサイズは１１±０．０５ｍｍに入るものを良品とした。結果を表３に示した。表３よりわかるように収率１００％で良品を得ることができた。
【００２１】
（実施例２）
白金坩堝中にフラックス成分としてＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３を、ＲＩＧ成分としてＴｂ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３を入れ、加熱溶融して融液を作製した。そして、この融液を電気炉内で９５０℃に加熱し、育成温度である８３０℃に降温後、融液表面に直径３インチのＧＧＧ基板を付着させ、該基板を１００ｐｍで回転させて、基板の片面に厚さ５００μｍの組成（ＹｂＴｂＢｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２のＲＩＧ膜を育成した。
【００２２】
直径３インチのＲＩＧ膜を５枚育成後、基板付のまま外周刃式のダイシングマシン（ディスコ社製  型式５２２）を用い、ダイシングブレードとして外径５０ｍｍ、ブレード厚み１００μｍ、ダイヤモンド砥粒として粒径５〜１６μｍ、密度７０％以上の電鋳ブレード（ディスコ社製  ＺＢ１０８）を用いて、切断速度０．３ｍｍ／ｓ、ブレード冷却水量１．８リットル／分で１１ｍｍ角に切断した。切断した１１ｍｍ角１００枚のチッピング、チップサイズ、チップ飛びを評価した。その後、基板を研磨除去し、ＲＩＧ膜を光アイソレータとして使用する厚さ５００μｍになるまで両面を光学鏡面研磨し、表面、裏面に無反射コートを施して１１ｍｍ角のファラデー回転子を作製してチッピング、チップサイズの良否判定を行った。チッピングは１００μｍ以下を良品とし、チップサイズは１１±０．０５ｍｍに入るものを良品とした。結果を表３に示した。表３よりわかるように収率１００％で良品を得ることができた。
【００２３】
【表３】
2004230467.tif 000004
【００２４】
（実施例３）
直径３インチのＲＩＧ膜を５枚育成後、基板付のまま８ｍｍ角に切断した以外は実施例１と同様にして８ｍｍ角の基板付ＲＩＧ膜を１５０枚得、これらのチッピング、チップサイズ、チップ飛びを評価した。その後、基板を研磨除去し、ＲＩＧ膜を光アイソレータとして使用する厚さ５００μｍになるまで両面を光学鏡面研磨し、表面、裏面に無反射コートを施して８ｍｍ角のファラデー回転子を作製してチッピング、チップサイズの良否判定を行った。チッピングは１００μｍ以下を良品とし、チップサイズは８±０．０５ｍｍに入るものを良品とした。結果は収率１００％で良品を得ることができた。
【００２５】
（比較例１）
白金坩堝中にフラックス成分としてＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３を、ＲＩＧ成分としてＧｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３を入れ、加熱融解して融液を作製した。そして、この融液を電気炉内で９５０℃に加熱し、育成温度である８６０℃に降温後、融液表面に直径３インチのＧＧＧ基板を付着させ、この基板を３０ｓ周期で正逆１００ｒｐｍで回転させて、基板の片面に厚さ５５０μｍの組成（ＧｄＢｉ）３（ＦｅＡｌ）５Ｏ１２のＲＩＧ膜を育成した。
【００２６】
その後、電鋳製のダイシングブレードの代わりにレジン製のダイシングブレードを用いダイヤモンド砥粒を粒径５〜１６μｍ、密度７０％以上とした以外は実施例１と同様にして基板付ＲＩＧ膜を切断し、切断した１１ｍｍ角１００枚のチッピング、チップサイズ、チップ飛びを評価した。その後、基板を研磨除去し、ＲＩＧ膜を光アイソレータとして使用する厚さ５００μｍになるまで両面を光学鏡面研磨し、表面、裏面に無反射コートを施して１１ｍｍ角のファラデー回転子を作製してチッピング、チップサイズの良否判定を行った。チッピングは１００μｍ以下を良品とし、チップサイズは１１±０．０５ｍｍに入るものを良品とした。結果を表４に示した。
【００２７】
（比較例２）
白金坩堝中にフラックス成分としてＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３を、ＲＩＧ成分としてＴｂ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３を入れ、加熱溶融して融液を作製した。そして、この融液を電気炉内で９５０℃に加熱し、育成温度である８３０℃に降温後、融液表面に直径３インチのＧＧＧ基板を付着させ、該基板を１００ｐｍで回転させて、基板の片面に厚さ５００μｍの組成（ＹｂＴｂＢｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２のＲＩＧ膜を育成した。
【００２８】
その後、電鋳製のダイシングブレードの代わりにレジン製のダイシングブレードを用いダイヤモンド砥粒を粒径５〜１６μｍ、密度７０％以上とした以外は実施例１と同様にして基板付ＲＩＧ膜を切断し、切断した１１ｍｍ角１００枚のチッピング、チップサイズ、チップ飛びを評価した。その後、基板を研磨除去し、ＲＩＧ膜を光アイソレータとして使用する厚さ５００μｍになるまで両面を光学鏡面研磨し、表面、裏面に無反射コートを施して１１ｍｍ角のファラデー回転子を作製してチッピング、チップサイズの良否判定を行った。チッピングは１００μｍ以下を良品とし、チップサイズは１１±０．０５ｍｍに入るものを良品とした。結果を表４に示した。
【００２９】
【表４】
2004230467.tif 000005
【００３０】
【発明の効果】
以上のべたように、本発明によれば、
液相エピタキシャル法により製造された基板付ガーネット膜を、外周刃式のダイシングマシンを用いて切断するにさいして、ダイシングブレードを電鋳製とし、用いるダイヤモンド砥粒の径を５〜１６μｍの範囲のものとし、用いるダイヤモンド砥粒の密度を７０％以上とする。この結果、チッピング、チップ飛びが抑制され、チップサイズ公差の小さいファラデー回転子を多数得ることが可能になった。