(57)【要約】　　　（修正有）【課題】研磨定盤の回転精度、減衰能が向上する軸受機構を搭載した研磨装置を提供する。【解決手段】ここで従来から研磨定盤１を回転支持するために使用されてきた、ころがり、動圧、静圧などの軸受とは異なる軸受け機構として、断熱材からなるリング状の摺動体６と軸受け皿８の間に凍結する液体を満たし、この液体を低温冷却することで氷結させ、リング状摺動体６の形状を正確に転写した氷７の軸受を形成し、固体となった氷面は断熱効果による温度差が微小融解を起こしリング状の摺動面に密着したまますべることにより、発熱を抑えると共に剛性および回転精度の高い軸受を搭載した研磨装置を提供する。【選択図】　　　図１
2004106064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに設置された軸受により回転自在に支持された主軸と接続プレートが接続ピンを介して、回転力を定盤ベースプレート及び研磨定盤に伝えると共に、前記定盤ベースプレート下面に断熱材や断熱構造からなる断面形状が、角形やＶ形または凸形や半円形で回転対称のリング状摺動体を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
請求項１記載の研磨装置において、前記リング状摺動体を収容支持する相手側摺動部分には冷却パイプを敷設した、断熱材からなる軸受皿を設け、凍結する液体を満たすと共に前記軸受皿の冷却パイプに冷媒発生装置の冷媒を循環させ、凍結する液体を氷結させることによってリング状摺動体の形状が転写されたリング状の氷塊を形成し、この幾何学的な氷面に密接したリング状摺動体に支えられて、研磨定盤が回転する氷面すべり軸受機構を搭載したことを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
請求項２記載の研磨装置において、軸受皿に凍結する液体を満たすと共に、前記軸受皿内に熱電冷却素子の冷却プレートを設置し、凍結する液体を氷結させることによりリング状摺動体の形状が転写されたリング状の氷塊を形成し、この幾何学的な氷面に密接したリング状摺動体に支えられて、研磨定盤が回転する氷面すべり軸受機構を搭載したことを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属のほか、水晶、ガラス、セラミック、半導体集積回路用基板などの表面を研磨加工する研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被加工物の表面を研磨する工具である研磨定盤は、回転主軸に設けられたころがり軸受やリング状の動圧軸受および静圧軸受によって支えられているのが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
研磨定盤を回転すると、軸受は回転数が高くなるにつれて軸受部分が発熱するため熱変形を起こし、また研磨定盤も被加工物との接触摩擦によって発熱し熱変形が起こる。これらが相互に影響し合い回転する研磨定盤は複雑な挙動を示し、被加工物には傷を生じ、硬くて脆い材料は割れや欠けを誘発する恐れがあった。そこで研磨定盤の回転精度、減衰能が向上する軸受機構を搭載した研磨装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
ここで従来から研磨定盤を回転支持するために使用されてきた、ころがり、動圧、静圧などの軸受とは異なる軸受機構として、断熱材からなるリング状の摺動体と軸受皿の間に凍結する液体を満たし、この液体を低温冷却することで氷結させ、リング状摺動体の形状を正確に転写した氷の軸受けを形成し、固体となった氷面は断熱効果による温度差が微小融解を起こしリング状の摺動面に密接したまますべることにより、発熱を抑えると共に剛性および回転精度の高い軸受を搭載した研磨装置を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係わる研磨装置について図面を参照しながら説明する。
【０００６】
図１は、本発明の実施形態である氷面すべり軸受を用いた、被加工物を研磨する研磨装置の一例を示す概略断面図であり、図２は従来の研磨装置の一例を示す概略断面図である。
【０００７】
図１において研磨定盤１の回転力は、ベース１７に取り付けられた主軸１２を軸受１３により回転自在に支持されると共に、前記主軸１２の下方にプーリ２０が同軸固定され、上方には接続プレート３が同じく同軸固定されている。モータ１８の駆動力はベルト１９によってプーリ２０に伝達され、また上方の接続プレート３には複数埋設された接続ピン４ａが、定盤ベースプレート５下面にある複数の接続穴２３ａに嵌合する。同じく上面には複数埋設された接続ピン４ｂが、取り外し可能な研磨定盤１の下面にある複数の接続穴２３ｂに嵌合することにより伝達される。
【０００８】
図１の定盤ベースプレート５の下方にあるリング状摺動体６の断面形状が左右では相違しているが、回転対称であれば、Ｖ形や角形以外にも多数考案され、その代表例を示すものであって目的も同じであるが、左右はそれぞれ方案が異なるため便宜上、同じ図に表現してある。
【０００９】
定盤ベースプレート５に同軸のリング状摺動体６は断熱材もしくは断熱効果のある材料からなり、またベース１７の上面には主軸１２に同軸で断熱材もしくは断熱効果のある材料からなる、軸受皿８が設けられている。
【００１０】
断面右側の軸受皿８の内部にはリング状摺動体６と接触しない範囲に冷却パイプ１５が敷設され、軸受け皿８には凍結する液体が満たされる。ここで冷媒発生装置２１から冷媒１６を軸受け皿８内の冷却パイプ１５に導き低温冷却すると液体はリング状摺動体６の形状を保ったままリング状の氷７になり、すべり面を形成する。
【００１１】
断面左側の軸受皿８の内部には冷却プレート９が設置され、軸受皿８内には凍結する液体が満たされる。ここでペルチェの原理に基づく、熱電冷却素子１０に電流を通すことで熱交換が起こり、奪った熱は放熱フィン２２と放熱ファン１１によって外部に放熱され、冷却プレート９が低温になると液体はリング状摺動体６の断面形状を保ったままリング状の氷７になり、すべり面を形成する。
【００１２】
原理的に凍結する液体が氷結して氷７に化する際には僅かに膨張するためリング状摺動体６は持ち上げられ、軸受皿８の上面と定盤ベースプレート５の下面が接触した初期状態から隙間のある状態に変化する。また接続プレート３に埋設された接続ピン４ａと定盤ベースプレート５の接続穴２３ａは、僅かな隙間をもった嵌合なので膨張による上下移動に対応し研磨定盤１は、回転が可能となる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の氷面すべり軸受を備えた研磨装置は、回転するリング状摺動体の断面が従来では工作が難しい形状であっても凍結する液体が徐々に氷結して固体となるため、正確で容易に摺動体の形状を氷に転写形成することができる。さらに従来は、公差により管理していた隙間を考慮する必要もなく、リング状に氷結した面は、完全に相手形状に密接し、リング状摺動体の断熱効果による温度差が接触氷面を僅かに溶解した、水分子レベルの隙間を持った軸受が構成され、回転精度は格段に向上する。この発明は、軸受全般に対し容易に対応できるため、他の分野においても応用することが可能になる。
【００１４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平面研磨装置の概略断面図。
【図２】従来の平面研磨装置の概略断面図。
【符号の説明】
１　　　研磨定盤
２　　　被加工物
３　　　接続プレート内歯歯車
４ａ　　接続ピン
４ｂ　　接続ピン
５　　　定盤ベースプレート
６　　　リング状摺動体
７　　　氷
８　　　軸受皿
９　　　冷却プレート
１０　熱電冷却素子
１１　放熱ファン
１２　主軸
１３　軸受
１４　主軸フランジ
１５　冷却パイプ
１６　　冷媒
１７　　ベース
１８　モータ
１９　　ベルト
２０　プーリ
２１　　冷媒発生装置
２２　　放熱フィン
２３ａ接続穴
２３ｂ接続穴
【図１】
2004106064.tif 000003
【図２】
2004106064.tif 000004