(57)【要約】【課題】被研磨物を高精度且つ高速で研磨できる研磨具及び研磨装置を提供する。【解決手段】  砥石保持部材２８の外径と内径とのほぼ中間にリング状の支柱３３が設けられる。そして超音波振動子２７ａを砥石保持部材２８の下面あるいは超音波振動子２７ｂをリング状の支柱３３の外周部と超音波振動子２７ｃをリング状の支柱３３の内周部の砥石保持部材２８の下面側に接合する。さらに砥石保持部材２８の上面を回転軸１３ａのフランジ１９に固定保持する。【選択図】図７
2010120153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は、電源に電気的に接続する環状超音波振動子を固定した砥石保持部材と該砥石保持部材の周縁部の下端に備えられた環状の砥石とを備えた研磨具であって、砥石保持部材が砥石保持部材の外径より小さく、内径より大きいリング状の支柱を備えるものとすることである。
【請求項２】
本発明はまた、リング状の支柱の幅Ｓが砥石保持部材の幅Ｗの１／１０以上、１／２以下とすることを特徴とする請求項１に記載の研磨具。
【請求項３】
本発明はまた、砥石保持部材がリング状の支柱を２個以上持ち、且つリング状の支柱を同心円状に配置することを特徴とする請求項１に記載の研磨具。
【請求項４】
本発明はまた、２個以上のリング状の支柱の幅Ｓの合計が砥石保持部材の幅Ｗの１／１０以上、１／２以下とすることを特徴とする請求項３に記載の研磨具。
【請求項５】
本発明はまた、砥石保持部材上部と砥石保持部材上部を機械的に接合することにより砥石保持部材とすることを特徴とする請求項１に記載の研磨具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ガラス基板、シリコン基板、サファイア基板、ＳｉＣ基板、アルミナ−ＴｉＣ基板などから形成された研磨対象物の表面の研磨に有利に用いることができる研磨具および研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より、薄膜型電子デバイスを形成するために、ガラス基板、シリコン基板、サファイア基板、ＳｉＣ基板、アルミナ−ＴｉＣ基板などの各種の基板が用いられている。これらの基板の表面は、研磨装置を用いて平滑に研磨される。また、レンズやプリズムなどの光学部品にも、その表面を平滑に研磨することが必要とされる場合がある。研磨装置は、このような各種の研磨対象物の表面を研磨したり、あるいは研磨対象物をその表面の研磨を繰り返して所定の厚みに加工するために用いられる。【０００３】  図１は、特許文献１に記載の研磨装置が備える研磨具の構成例を示す平面図であり、そして図２は、図１に記入した切断線Ａ−Ａ線に沿って切断した研磨具１の断面図である。【０００４】  図１および図２に示す研磨具１は、回転駆動装置（例、モータ）の回転軸に接続される接続板２、接続板２の周囲に複数の連結部３ａとスペース部３ｂとからなる連結手段３を介して連結されている環状弾性体４、環状弾性体４に環状に配置された状態で固定されている超音波振動子５および環状弾性体４の周縁部の下端に備えられた環状の砥石６から構成されている。この研磨具１の接続板２は、円盤状の取り付け部材を介して回転軸に固定される。接続板２が備える合計で４個のねじ孔７の各々には、接続板２を前記の取り付け部材に取付けるためのボルトが挿入される。【０００５】  この研磨具を備える研磨装置では、回転軸を駆動して研磨具１を回転させ、そして各々の超音波振動子５から発生される超音波振動を環状弾性体４を介して砥石６に付与しながら、この砥石６の下面を加工対象物の表面に接触させることにより、加工対象物の表面の研磨が行なわれる。【０００６】  研磨具１の環状弾性体４の前記連結部３ａと連結部３ａとの間の部分は、連結部３ａと接続いている部位よりも大きく超音波振動し易い。このため、各々の超音波振動子５から発生される超音波振動は、連結部３ａそして接続板２を介して回転軸には伝わり難く、その大部分が砥石６に付与される。このように砥石６に超音波振動が効率よく付与されると砥石６が大きな振幅で超音波振動して砥石と研磨対象物との摩擦抵抗が低減されるため、不要な機械振動の発生が抑制される。このため同文献の研磨具を用いることにより、研磨対象物を高い精度で研磨することができる。
【特許文献１】国際公開第０６／１３７４５３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  上記特許文献１の研磨具を用いることにより、研磨対象物を高い精度で研磨することができる。しかしながら超音波振動子から発生される超音波振動の一部分が、連結手段の連結部、そして接続板などを通して回転軸へ伝わり、僅かではあるが超音波振動のエネルギーの損失を生じる。【０００８】  また、研磨具１の環状弾性体４の直径が０．１ｍを超えるような大きなサイズになると１５ＫＨｚ以上の超音波領域で振動を与えることは非常に困難である。このような１５ＫＨｚより低い振動では騒音が問題になる。【０００９】  本発明の課題は、超音波振動領域の１５ＫＨｚ以上の駆動周波数で、超音波振動子から発生される超音波振動を砥石に効率良く付与することができる研磨具および研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】本発明は、電源に電気的に接続する環状超音波振動子を固定した砥石保持部材と該砥石保持部材の周縁部の下端に備えられた環状の砥石とを備えた研磨具であって、砥石保持部材が砥石保持部材の外径より小さく、内径より大きいリング状の支柱を備えるものとすることである。【００１１】  本発明はまた、リング状の支柱の幅Ｓが砥石保持部材の幅Ｗの１／１０以上、１／２以下とするものである。【００１２】  砥石保持部材がリング状の支柱を２個以上持ち、且つリング状の支柱を同心円状に配置するものである。【００１３】  ２個以上のリング状の支柱の幅Ｓの合計が砥石保持部材の幅Ｗの１／１０以上、１／２以下とするものである。【００１４】  砥石保持部材上部と砥石保持部材上部を機械的に接合することにより砥石保持部材とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  本発明の研磨装置を添付の図面を用いて説明する。図３は、本発明の研磨装置の構成例を示す正面図である。図４は、図３に示す研磨具３２を、研磨具３２に接続する回転軸１３ａを図に記入した切断線Ｂ−Ｂ線に沿って切断した研磨具３２の拡大断面図である。さらに図５は図４に記入した切断線Ｃ−Ｃ線に沿って切断した切断図である。【００１６】  図３〜図５に示すように、本発明の研磨装置１０は、上側表面に研磨対象物１１を支持する支持テーブル１２、支持テーブル１２の上方に、支持テーブル１２に対して垂直に配置された回転軸１３ａ、そして回転軸１３ａの下端部に支持テーブル１２と平行に接続されている、電源１４に電気的に接続する環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃを固定した砥石保持部材２８と、砥石保持部材２８の周縁部の下端に備えられた環状の砥石２９とを含む研磨具〈本発明の研磨具〉３２などから構成されている。この研磨装置は、砥石保持部材２８は、ドーナツ状の円盤のほぼ中央部にリング状の支柱３３を持つ。【００１７】  ここでさらに本発明に用いる振動モードについて説明する。図７は、図６に示す砥石保持部材２８を図に記入した切断線Ｄ−Ｄ線に沿って切断した断面図である。砥石保持部材２８の外径と内径とのほぼ中間にリング状の支柱３３が設けられる。そして超音波振動子２７ａを砥石保持部材２８の下面あるいは超音波振動子２７ｂをリング状の支柱３３の外周部と超音波振動子２７ｃをリング状の支柱３３の内周部の砥石保持部材２８の下面側に接合する。さらに砥石保持部材２８の上面を回転軸１３ａのフランジ１９に固定保持する。図では超音波振動子２７を砥石保持部材２８の下面、砥石保持部材の上面の外周部そして内周部に設けたが、場合によってはこの中の１つ、または２つでよい。【００１８】  そしてリング状の支柱３３の幅Ｓは、砥石保持部材２８の幅Ｗの１０分の１以上そして２分の１以下の長さである必要がある。リング状の支柱３３の幅Ｓが、幅Ｗの２分の１以上であるとリング状の支柱３３の幅Ｓの中心を節円３１とした伸縮振動を効率よく励起できない。また、幅Ｗの１０分の１以下であると、構造的に弱くなってしまって破損の虞がある。【００１９】  ここで超音波振動子に図の矢印方向に振動する振動モードの固有振動数の電圧を印加すると、リング状の支柱３３の幅Ｓの中心を節円３１とする伸縮振動をする。このような振動は砥石保持部材２８の上面には振動を伝達しないので、砥石２９に効率の良い振動を励起することができる。【００２０】  支持テーブル１２は、基台１５に設置された回転駆動装置（例、モータ）１６の回転軸１６ａに支持されて回転可能とされている。支持テーブル１２は、例えばその表面にそって直線的に移動（往復運動）させることもできる。【００２１】  支持テーブル１２の上方には、研磨対象物１１の上面に研削液（代表例、水）を供給するパイプ１８ａを備えた研削液供給装置１８が配置されている。研削液供給装置１８は、基台１５の上面に立設された支柱２１の上部に支持固定される。この支柱２１は、図３の紙面において支持テーブル１２の後方側に配置されている。なお、研削液は、公知の方法に従って、前記砥石保持部材２８の環状の砥石よりも内周���の位置に形成した透孔を介して研磨対象物の上面に供給することもできる。【００２２】  研磨具３２は、回転駆動装置１３の回転軸１３ａに接続される。回転駆動装置１３は、送りねじのナット２３ｂに支持固定されている。そして回転駆動装置１７を駆動してねじ軸２３ａを回転させることにより、ナット２３ｂに支持された回転駆動装置１３を研磨具３２と共に昇降させることができる。また、前記のナット２３ｂは、基台１５の上面にねじ軸２３ａと平行に立設された支柱２２に備えられたベアリング２４に固定されている。このため、前記のようにねじ軸２３ａを回転させる際に、ナット２３ｂ、回転駆動装置１３及び研磨具３２が、ねじ軸２３ａを中心に回転することはない。【００２３】  研磨具３２は、環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃを備える砥石保持部材２８、そして砥石保持部材２８の周縁部の下端に備えられた環状の砥石２９などから構成されている。【００２４】  環状の砥石２９としては、例えば、ダイヤモンド砥粒に代表される砥粒を、金属ボンドやレジボンドで結着して環状に形成した砥石を用いることができる。通常、砥粒の平均粒径は０．１〜５０μｍの範囲に設定される。【００２５】  なお、環状の砥石２９には、環状に並べて配置された複数個（例えば、２〜５０個）の砥石片の集合体も含まれる。このように、環状の砥石を複数個の砥石片から構成すると、環状の砥石（直径０．１ｍ以上）の作成が容易になる。また、砥石への超音波振動の付与により、あるいは砥石と研磨対象物との摩擦により砥石内部に生じる応力が低減されるため、砥石の破損（例、クラックの発生）を防止することができる。【００２６】  砥石保持部材２８は、例えば、アルミニウム、青銅、ステンレススチール、チタン合金、アルミニウム合金に代表される金属材料、あるいはセラミック材料などの超音波振動の伝達性に優れる材料から形成される。【００２７】  砥石保持部材２８は、回転軸１３ａの先端に取り付けたフランジ１９の下面にボルト２０により固定される。【００２８】  砥石保持部材２８の形状は、研磨具３２を安定に回転させるため、回転軸を中心として対称な形状に設定することが好ましい。例えば、砥石保持部材の保持部材の平面形状は、円形に限らず、多角形に設定することもできる。【００２９】  砥石保持部材２８の環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃの固定位置と回転軸１３ａとの接続位置との間には、リング状の支柱３２が設けられている。リング状の支柱３２により、リング状の支柱３２より上の砥石保持部材２８への超音波振動を伝達されないようにしている。【００３０】  環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃの各々としては、例えば、環状の圧電体と、圧電体の上面及び下面の各々に付設された一対の電極層とから構成される環状の圧電振動子が用いられる。【００３１】  圧電体の材料の代表例としては、ジルコン酸チタン酸鉛系の圧電セラミック材料が挙げられる。電極層４２の材料の例としては、銀、燐青銅などの金属材料が挙げられる。【００３２】  環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃの各々の圧電体は、その厚み方向に分極されている。【００３３】  環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃの各々は、例えば、エポキシ��脂を用いて砥石保持部材２８に固定される。環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃの各々の表面に、例えば、絶縁性の塗料を塗布することにより、環状超音波振動子の一対の電極層が、研磨の際に用いる研削液（代表例、水）を介して互いに電気的に短絡することを防止することができる。【００３４】  なお環状超音波振動子には、環状に並べて配置された複数個（例えば、２〜３０個）の超音波振動子片の集合体も含まれる。このように環状超音波振動子を複数個の超音波振動子片から構成すると、環状の砥石の直径が大きい場合、すなわち砥石保持部材のサイズが大きい場合に、これに対応する大きな直径の環状超音波振動子を複数個の超音波振動子片を用いて容易に構成することができる。【００３５】  研磨装置１０が備えるロータリートランス２５は、研磨対象物１１を研磨する際に研磨具３２と共に回転する環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃの各々に電源１４の電気エネルギーを供給するために用いられる。【００３６】  ロータリートランス２５は、電力供給ユニット２５ａと電力受容ユニット２５ｂとが互いに僅かに間隔をあけて近接配置された構成を有している。電力供給ユニット２５ａ及び電力受容ユニット２５ｂは、それぞれ円環状の形状である。電力供給ユニット２５ａはロータリートランス用支柱３０に固定されている。電力受容ユニット２５ｂは、回転軸１３ａの頂部に回転自在に保持される。【００３７】  電力供給ユニット２５ａは、円環状のステータコア及びステータコイルから構成されている。そして電力受容ユニット２５ｂは、円環状のロータコア及びロータコイルから構成されている。ステータコア及びロータコアの各々は、例えば、フェライトなどの磁性材料から形成され、その周方向に沿って円環状の溝が形成されている。ステータコイル及びロータコイルの各々は、ステータコア及びロータコアの各々に形成された円環状の溝に沿って導線をコイル状に巻いたものである。【００３８】  ステータコイルには、電気配線２６を介して電源１４が電気的に接続されている。そして、ロータコイルには、電気配線の各々を介して環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃが電気的に接続されている。なお、電気配線は、回転軸１３ａの中心軸を通る孔を通して環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃに電気的に接続されている。【００３９】  このロータリートランス２５のステータコイルに、電源１４から発生される電気エネルギーを供給することにより、ステータコイルとロータコイルとが互いに磁気的に結合される。このため、ステータコイルに供給された電気エネルギーは、ロータコイル（すなわち電力受容ユニット２５ｂ）が回転軸１３ａと共に回転している場合であってもロータコイルに伝達する。したがって、電源１４から発生される電気エネルギーを、研磨対象物１１を研磨する際に回転軸１３ａと共に回転する研磨具３２の環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃの各々に付与することができる。【００４０】  そして環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃの各々に（環状超音波振動子として用いる環状の圧電振動子の各々の電極層に）、電源１４から発生される電気エネルギー（例、交流電圧）を付与することにより発生した超音波振動は、砥石保持部材２８を介して環状の砥石２９に付与される。【００４１】  前記ロータリートランスに代えて、例えば、スリップリングを用いることもできる。ロータリートランスは、互いに非接触に配置されている電力供給ユニットと電力受容ユニットを介して電気エネルギーを伝達するため、回転軸の回転数が３０万回転／分程度までは、回転軸と共に回転する研磨具３２の環状超音波振動子に安定に電力を供給できるという利点を有している。一方、スリップリングは、回転軸の回転数が５０００回転／分程度を超えると、回転する研磨具３２の環状超音波振動子に安定に電力を供給することが難しくなる。【００４２】  研磨装置１０においては、例えば、下記の手順により加工対象物の研磨が行われる。【００４３】  先ず、研磨対象物１１を、例えば、ホットメルト型仮接着剤を用いて鋼製の円盤型の保持具（図示しない）に仮固定する。そして、支持テーブル１２の上面に、前記の研磨対象物１１が仮固定された保持具を、例えば、電磁力を利用して固定する。【００４４】  次に、回転駆動装置１６を作動させ、回転軸１６ａを支持テーブル１２と共に回転させる。そして、研削液供給装置１８のパイプ１８ａの先端から研削液を噴出させ、研磨対象物１１の表面に研削液を供給する。その一方、電源１４から発生させる電気エネルギーをロータリートランス２５を介して環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃの各々に付与する。これにより環状超音波振動子２７ａ、２７ｂ、２７ｃの各々から発生される超音波振動は、砥石保持部材２８を介して環状の砥石２９に付与される。【００４５】  続いて、回転駆動装置１３を作動させ、回転軸１３ａを研磨具３２と共に回転させ、次いで回転駆動装置１７を作動させ、研磨具３２を次第に下降させる。このような操作により、超音波振動が付与された環状の砥石２９の外周面の下端近傍の部位が、研磨対象物１１の側面上端近傍の部位に接触し、そして研磨対象物１１の表面（上面）の全体が研磨（研削）される。そして、研磨具３２を更に下降させながら、所定の厚みになるまで研磨対象物１１の研磨を続ける。【００４６】  次に、研磨具３２の好ましい振動モードの固有振動数について説明する。研磨具３２のサイズが大きくなっても固有振動数が１５ＫＨｚ以上、１００ＫＨｚ以下の振動モードが望ましい。これは、１５ＫＨｚ以下では、騒音が発生するためである。また１００ＫＨｚ以上では、超音波振動の変位が振幅幅で２μｍ以上になるのが困難である。本発明者の実験では、超音波振動の変位は、振幅幅が２μｍ以上になると明確に加工負荷が小さくなる。更に好適には固有振動数が２０ＫＨｚ以上、９０ＫＨｚ以下が望ましい。これは固有振動数が２０ＫＨｚ以上になると騒音はほとんど聞こえない。また９０ＫＨｚ以下になると超音波振動の変位は、振幅幅が２μｍ以上にする電力を小さくできることにある。【００４７】  また研磨具３２の好ましい振動モードは、砥石保持部材２８の外径と内径との平均半径を節円とする径方向に振動する振動モードである。このためには、砥石保持部材２８の外周と内周からほぼ平均直径を持つリング状の支柱３３を設けることが必要である。この振動は、砥石保持部材２８の外径が大きくなっても、内径の大きさ���調整することで、円環の幅Ｗを所望の大きさにすることで、所望の固有振動数に設定できる。さらに砥石保持部材２８の外径と内径との平均直径を節円３１にできるので円で支持固定できるので安定して固定できる。【００４８】  そしてリング状の支柱３３の幅Ｓは、幅Ｗの１０分の１以上そして２分の１以下の長さである必要がある。溝のない部分Ｓが、幅Ｗの２分の１以上であると溝のない部分の中心を節とした伸縮振動を効率よく励起できない。また、幅Ｗの１０分の１以下であると、構造的に弱くなってしまって破損の虞がある。【００４９】  次に本発明の別の実施の形態について説明する。砥石保持部材２８を上下に分割することで、さらに砥石側だけに超音波振動が集中すること、および再使用できる部材を大きくすることで価格を小さくすること、そして省資源を目的とした。【００５０】  図８の平面図、図９は、図８のＡ−Ａ線での断面を示すものである。図９に示す数字は実際に作成した寸法であり、単位はｍｍである。砥石保持部材２８は、砥石保持部材上部２８ａ、砥石保持部材下部２８ｂに分割する。砥石保持部材上部２８ａ、砥石保持部材下部２８ｂは、共に同じアルミ合金製である。【００５１】  砥石保持部材上部２８ａには、回転軸に接合したフランジと接合するためのねじ孔が設けられている。また砥石保持部材上部２８ａは、リング状の支柱３３が一体で形成されている。ここでリング状の支柱３３を砥石保持部材上部２８ｂと一体で形成してもよい。【００５２】  砥石保持部材下部２８ｂの上面の外周部に超音波振動子である円弧状の圧電セラミック１８個をエポキシ樹脂を用いて接合する。また、砥石保持部材上部２８ａと接合するためのねじ孔が６個設けられている。【００５３】  砥石保持部材上部２８ａと砥石保持部材下部２８ｂをネジにより接合する。機械的には砥石保持部材上部２８ａと砥石保持部材下部２８ｂは一体化できているが、超音波振動の伝播は接合界面で損失するため、超音波振動を不要な砥石保持部材上部２８ａに伝播するのを小さくすることができる。【００５４】  このように作成した砥石保持部材２８の周波数特性をインピーダンスアナライザにより測定したところ、約６０ＫＨｚ、約７８ＫＨｚそして約８６ＫＨｚに大きなアドミッタンスのピークがあった。【００５５】  そこで、それぞれの周波数で約６０Ｖｐ−ｐの大きさの電圧を超音波振動子に与え、砥石保持部材下部２８ｂの側面の半径方向の超音波振動の大きさと砥石保持部材下部２８ｂの外周部の下面の超音波振動の大きさをレーザードップラー振動計を用いて測定した。その結果、図１０、図１１、図１２に示すような結果になった。【００５６】  図１０は約６０ＫＨｚの径方向と軸方向の超音波振動の大きさを示しているが、径方向に約０．７μｍｐ−ｐの振動変位そして軸方向に約１μｍｐ−ｐの振動変位であった。また図１０に示したように円周方向において振動分布はほぼ均一であった。【００５７】  図１１は約７８ＫＨｚの径方向と軸方向の超音波振動の大きさを示しているが、径方向に約４μｍｐ−ｐの振動変位そして軸方向に約１μｍｐ−ｐの振動変位であった。また図１１に示したように円周方向において振動分布はほぼ均一であった。【００５８】  図１２は約８���ＫＨｚの径方向と軸方向の超音波振動の大きさを示しているが、径方向に約０．２μｍｐ−ｐの振動変位そして軸方向に約０．１〜０．３μｍｐ−ｐの振動変位であった。また図１２に示したように振動分布は円周方向で大きく異なっていた。【００５９】  図１０の約６０ＫＨｚの振動モードは、図１０の測定結果と有限要素法を用いたシュミレーションにより図１３のようになると考えられる。ここで砥石保持部材下部２８ｂの２点鎖線で示す部分の振動変位を図に示す易いように下に示した。また砥石保持部材上部２８ａの上の斜め線は、拘束していることを示す。図のように砥石保持部材下部２８ｂの幅Ｗの中に節を４箇所持つ曲げ振動モードが主であると考えられる。【００６０】  図１１の約７８ＫＨｚの振動モードは、図１１の測定結果と有限要素法を用いたシュミレーションにより図１４のようになると考えられる。ここで砥石保持部材下部２８ｂの２点鎖線で示す部分の振動変位を図に示す易いように下に示した。図のように砥石保持部材下部２８ｂの幅Ｗの中に節円を２箇所持つ円盤の拡がり振動モードが主であると考えられる。研磨面と平行方向に振動するこの振動モードは、研磨面の精度を向上させることができるので精密研磨に適していると考えられる。【００６１】  図１２の約８６ＫＨｚの振動モードは、図１３の測定結果と有限要素法を用いたシュミレーションにより図１５のようになると考えられる。ここで砥石保持部材下部２８ｂの２点鎖線で示す部分の振動変位を図に示す易いように下に示した。図のように砥石保持部材下部２８ｂの幅Ｗの中に節を６箇所持つ曲げ振動モードが主であると考えられる。この振動モードは、高次の振動モードであり、且つ約８６ＫＨｚの高い周波数であるため、投入電力に対して振動変位は小さくなってしまう。【００６２】  以上の結果は、砥石保持部材下部２８ｂのリング状の支柱３３より外周の上側に超音波振動子を接合したため、砥石保持部材下部２８ｂの幅Ｗの中に節円を１箇所持つ円盤の拡がり振動モードを励起することが困難であった。しかし、砥石保持部材下部２８ｂの幅Ｗの中に節円を２箇所持つ円盤の拡がり振動モードを励起することが可能であるため砥石保持部材２８の外径が１５０ｍｍ以上である場合は、適していると考えられる。【００６３】  そこで、砥石保持部材下部２８ｂの幅Ｗの中に節円を２箇所持つ円盤の拡がり振動モードを励起するため、リング状の支柱３３を２つ持つ構成を図１６の平面図、そして図１６のＡ−Ａ線での断面を示す図１７に示す。節円の位置にリング状の支柱３３を配置しているので、砥石保持部材下部２８ｂの幅Ｗの中に節円を２箇所持つ円盤の拡がり振動モードをさらに容易に励起することができる。【００６４】  上記のように砥石保持部材下部２８ｂに接合する超音波振動子の接合位置、リング状の支柱３３の位置および個数そして超音波振動子に印加する電圧の周波数により、所望の振動モードを励起することができる。【００６５】  上記の説明では研磨面が回転軸に垂直である研磨装置および研磨砥石について述べたが、研磨面が回転軸と平行な研磨装置および研磨砥石にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】  本発明の研磨具及び研磨装置は、ガラス、シリコン、サファイア、ＳｉＣ、アルミナーＴｉＣ、希土類磁石材料および金属材料などの被研磨物を研磨することに用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来の研磨装置が備える研磨具の構成を示す平面図である。
【図２】図１に記入した切断線Ａ−Ａ線に沿って切断した研磨具１の断面図である。
【図３】本発明の研磨装置の構成例を示す正面図である。
【図４】図３に示す研磨具３２を、研磨具３２に接続する回転軸１３ａを図に記入したＢ−Ｂ線に沿って切断した状態を示す平面図である。
【図５】図４に記入した切断線Ｃ−Ｃ線に沿って切断した研磨具３２の断面図である。
【図６】本発明に用いた研磨具３２の振動モードを説明する平面図である。
【図７】図６に記入した切断線Ｄ−Ｄ線に沿って切断した研磨具３２の断面図である。
【図８】砥石保持部材を砥石保持部材上部と砥石保持部材下部に分割した平面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図１０】図８、図９に示した砥石保持部材の約６０ＫＨｚでの振動変位分布を示す図である。
【図１１】図８、図９に示した砥石保持部材の約７８ＫＨｚでの振動変位分布を示す図である。
【図１２】図８、図９に示した砥石保持部材の約８６ＫＨｚでの振動変位分布を示す図である。
【図１３】図８、図９に示した砥石保持部材下部の約６０ＫＨｚの振動モードを示す。
【図１４】図８、図９に示した砥石保持部材下部の約７８ＫＨｚの振動モードを示す。
【図１５】図８、図９に示した砥石保持部材下部の約８６ＫＨｚの振動モードを示す。
【図１６】リング状の支柱を２個持つ砥石保持部材を示す平面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【符号の説明】
【００６８】１    研磨具
２    接続板
３    連結手段
３ａ  連結部
３ｂ  スペース部
４    環状弾性体
５    超音波振動子
６    砥石
７    ねじ孔
１０  研磨装置
１１  研磨対象物
１２  支持テーブル
１３  回転駆動装置
１３ａ回転軸
１４  電源
１５  基台
１６  １７回転駆動装置
１６ａ回転軸
１８  研削液供給装置
１８ａパイプ
１９  フランジ
２０  ボルト
２１、２２支柱
２３  送りねじ
２３ａねじ軸
２３ｂナット
２４  ベアリング
２５  ロータリートランス
２５ａ電力供給ユニット
２５ｂ電力受容ユニット
２６  電気配線
２７、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ環状超音波振動子
２８  砥石保持部材
２８ａ砥石保持部材上部
２８ｂ砥石保持部材下部
２９  環状の砥石
３０  ロータリトランス用支柱
３１  節円
３２  研磨具
３３  リング状の支柱
【図１】
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【図２】
2010120153.tif 000004
【図３】
2010120153.tif 000005
【図４】
2010120153.tif 000006
【図５】
2010120153.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010120153.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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