CN109015343A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种研磨装置，无需使构造复杂化而优先且有效地对作为研磨面的主要温度调节对象的预定区域进行温度调节，并能够抑制伴随工件的研磨而产生研磨面的温度的局部变化，或者，与其相关的研磨条件的局部偏离的研磨装置。设置在下定盘(2)的研磨面的背侧的温度调节构造(40)具有：给水口(41)，其供给温度调节用流体；排水口(42)，其排出温度调节用流体；流路(43)，其沿排列在下定盘(2)的径向的多个同心圆延伸；分隔壁(44)，其沿下定盘(2)的径向延伸并分隔同心圆。而且，温度调节用流体从给水口(41)在沿第3同心圆(R3)的第3流路(43c)内朝向第1个方向流动，并沿分割壁(44)折回而流入沿第4同心圆(R4)的第4流路(43d)，在沿第4流路(43d)内朝向与第1个方向相反的方向流动而从排水口(42)排出。

Description

研磨装置

技术领域

本发明涉及一种在研磨面的背侧形成有温度调节流体流动的温度调节构造的研磨装置。

背景技术

以往，为了对硅晶片等工件进行研磨的定盘实施冷却等的温度调节，已知的有：在接触工件的研磨面的背侧设置有温度调节用流体流动的温度调节构造的研磨装置。在该研磨装置的温度调节构造中，例如，具有从定盘的内缘部附近设置的给水口朝向形成在外缘部附件的排水口螺旋状延伸的温度调节用流体流路的结构(例如，参见专利文献1)，或者，在定盘圆周方向上具有延伸的多个流路，并能够单独调节在各流路流动的温度调节用流体的温度等的结构(例如，参见专利文献2、3)。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本实开昭59-151655号公报

专利文献2：日本特开2002-373875号公报

专利文献3：日本特开2002-233948号公报

发明内容

(发明所要解决的问题)

但是，在具有螺旋状延伸的流体流路的温度调节构造中，研磨面的温度调节效率从定盘中心部朝向外缘部逐渐减小。因此，在工件研磨当中不能够对与工件的接触比例高的区域等作为主要温度调节对象的预期区域进行优先且有效率的温度调节。因此，由于伴随研磨工件而产生的研磨热的影响，而出现研磨面的局部温度上升，或者，与其相关的研磨条件的局部偏离的问题。

另一方面，在作为能够单独调节流动于多个流路中的温度调节流体的温度等的温度调节构造中，需要将流体的给排路径(给水排水路径)设置为多个系统，而产生装置的大型化或者控制的复杂等问题。

本发明着眼于上述问题而提出，其目的在于提供一种研磨装置，该研磨装置在无需使构造复杂化而优先且有效地对作为研磨面的主要温度调节对象的预期区域进行温度调节，并能够抑制伴随工件的研磨而产生研磨面的温度的局部变化，或者，与其相关的研磨条件的局部偏离。

(用于解决问题的手段)

为了实现上述目的，本发明提供一种在研磨工件的研磨面的背侧具备，形成有温度调节用流体流动的温度调节构造的定盘的研磨装置。

所述温度调节构造具有：给水口，其供给所述温度调节用流体；排水口，其排出所述温度调节用流体；流路，其连通所述给水口和所述排水口并且沿排列在所述定盘的径向的多个同心圆延伸；分隔壁，其沿所述定盘的径向延伸并分隔所述同心圆，而且，从所述给水口供给的所述温度调节用流体在沿第1个同心圆的流路内朝向第1个方向开始流动并沿所述分隔壁折回而流入沿第2个同心圆的流路，在沿所述第2个同心圆的流路内朝向与所述第1个方向相反的方向流动，并从上述排水口排出。

(发明的效果)

其结果是，在无需使构造复杂化而优先且有效地对作为研磨面的主要温度调节对象的预期区域进行温度调节，并能够抑制伴随工件的研磨而产生研磨面的温度的局部变化，或者，与其相关的研磨条件的局部偏离。

附图说明

图1是表示实施例1的研磨装置的整体结构的概略示意截面图。

图2是表示实施例1的研磨装置的冷却构造的俯视图。

图3是用于说明定盘的研磨面被划分时的区域的说明图。

图4是表示比较例的研磨装置的冷却构造的俯视图。

图5是表示比较例的冷却构造的研磨面的冷却状态的说明图。

图6是表示实施例1的冷却构造中的冷却水的流动方向的说明图。

图7是表示实施例1的冷却构造的研磨面的冷却状态的说明图。

图8是表示实施例1的冷却构造的第1变形例的俯视图。

图9是表示实施例1的冷却构造的第2变形例的俯视图。

具体实施方式

以下，结合附图中示出的实施例1对用于实施本发明的研磨装置的实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式中，将本发明的温度调节构造描述为冷却构造。

(实施例1)

首先对结构进行说明。

在实施例1中的研磨装置1是研磨加工如半导体晶片、水晶晶片、蓝宝石晶片、玻璃晶片或者陶瓷晶片的薄板状的晶片W的正反两面的两面研磨装置。以下，将实施例1的研磨装置1的结构分为“整体结构”、“定盘的详细结构”、“冷却构造的详细结构”进行说明。

[整体结构]

图1是表示实施例1的研磨装置的整体结构的概略示意截面图。以下，结合图1对实施例1的研磨装置的整体结构进行说明。

如图1所示，实施例1的研磨装置1具有：以轴线L1为中心的同心上设置的下定盘2及上定盘3；在下定盘2及上定盘3的中央部旋转自如地设置有太阳齿轮4；在下定盘2及上定盘3的外周侧设置的内齿轮5；在下定盘2及上定盘3之间设置且形成有工件保持孔(未图示)的游星轮板6。另外，在下定盘2的上表面上粘贴有研磨垫2a，上定盘3的下表面上粘贴有研磨垫3a。此外，各研磨垫2a、3a的表面是研磨工件W的研磨面。

下定盘2、太阳齿轮4、内齿轮5分别通过驱动轴7a、7b、7c与未图示的驱动装置连接，并被旋转驱动。

另外，游星轮板6与太阳齿轮4和内齿轮5啮合。而且，该游星轮板6通过与太阳齿轮4和内齿轮5的旋转而自转的同时在轴线L1周围公转。通过该游星轮板6的自转及公转和下定盘2及上定盘3的旋转，配置在工件保持孔内的工件W的两面由研磨垫2a、3a研磨。

上定盘3通过安装在上定盘3的上表面的定盘吊架8a被吊挂支持在升降用致动器8的杆8b上。在此，在杆8b的前端部上插入有对位轴承8c。据此，上定盘3通过升降用致动器8能够摆动且能够旋转地被吊挂支持。

另一方面，固定有太阳齿轮4的驱动轴7b内穿插有通过未图示的驱动装置被旋转的驱动致动轴9，并该驱动致动轴9的上端部9a从驱动轴7b的上端开口7d突出。该上端部9a上固定有驱动件10，驱动件10与驱动致动轴9成为一体而旋转。另外，在驱动件10的外周面上形成有与设置在上定盘3的挂钩3b接合的槽部(未图示)。而且，杆8b伸长而上定盘3朝向下方移动，并通过挂钩3b接合驱动件10的槽部而上定盘3与驱动件10的旋转成为一体而旋转。

也就是说，上定盘3通过杆8b的伸缩而上下移动，并通过用于驱动致动轴9的旋转动作而旋转。另外，上定盘3上设置有供给研磨浆的供给孔(未图示)。

[定盘的详细结构]

实施例1的研磨装置1的下定盘2为了抑制在工件W的研磨加工时产生的摩擦热而研磨面(研磨垫2a的表面)的局部性的温度变化，在研磨面的背侧形成有冷却构造40(温度调节构造)。如图1所示，该下定盘2具有：下侧平板部件21；下侧护套部件22；下侧定盘接受部件23。

下侧平板部件21是具有平坦的粘贴研磨垫2a的表面的板部件，并位于下定盘2的最上面。该下侧平板部件21由具有小的线性膨胀系数并且难以热变形的低热膨胀材料形成。

下侧护套部件22是固定在下侧平板部件21的背侧(下表面)的板部件，并在面对下侧平板部件21的表面上形成有冷却构造40。此外，区划该冷却构造40的流路43的区划壁46(参照图2)的前端固定在下侧平板部件21上。另外，下侧护套部件22由相比下侧平板部件21和下侧定盘接受部件23具有大的线性膨胀系数并且高刚性的不锈钢材形成。

下侧定盘接受部件23固定在下侧护套部件22的背侧(下表面)，并且是固定在驱动轴7a上的板部件。

实施例1的研磨装置1的上定盘3为了抑制在工件W的研磨加工时产生的摩擦热而研磨面(研磨垫3a的表面)的局部性的温度变化，在研磨面的背侧形成有冷却构造40(温度调节构造)。如图1所示，该上定盘3具有：上侧平板部件31；上侧护套部件32。

上侧平板部件31是具有平坦的粘贴研磨垫3a的表面的板部件，并位于上定盘3的最下面。该上侧平板部件31由具有小的线性膨胀系数并且难以热变形的低热膨胀材料形成。

上侧护套部件32固定在上侧平板部件31的背侧(上表面)，并且通过定盘吊架8a被吊挂支持的板部件。在该上侧护套部件32的面对上侧平板部件31的表面上形成有冷却构造40。此外，区划该冷却构造40的流通路径43的区划壁46的前端固定在上侧平板部件31上。另外，上侧护套部件32由相比上侧平板部件31具有大的线性膨胀系数并且高刚性的不锈钢材形成。

[冷却构造的详细结构]

图2是表示实施例1的研磨装置的冷却构造的俯视图。以下，结合图2对实施例1的冷却构造的详细结构进行说明。

在实施例1的下侧护套部件22和上侧护套部件32上都形成有冷却构造40。该冷却构造40是对从未图示的冷却水循环装置供给的冷却水(温度调节用流体)进行循环，并通过该冷却水与下侧平板部件21或者上侧平板部件31之间进行热量交换，对下侧平板部件21或上侧平板部件31进行冷却的结构。此外，由于形成在下侧护套部件22上的冷却构造40与形成在上侧护套部件32上的冷却构造40是相同的结构，所以，以下对形成在下侧护套部件22上的冷却构造40进行说明。

如图2所示，实施例1的冷却构造40具有：供给冷却水的给水口41；排出冷却水的排水口42；连接给水口41和排水口42的流路43；沿下定盘2的径向延伸的分隔壁44。

给水口41是沿轴线L1方向贯穿下侧护套部件22的纵穴的开口部，并且连通与连接在未图示的冷却水循环装置喷水口的给水通道(未图示)。另外，给水通道具有：沿轴方向延伸于驱动轴7a的内部的纵穴；沿水平方向延伸于下侧定盘接受部件23的内部的横穴。

排水口42是沿轴线L1方向贯穿下侧护套部件22的纵穴的开口部，并且连通与连接在冷却水循环装置吸水口的排水通道(未图示)。该排水口42的开口面积设定为与给水口41的大小相同。另外，排水通道具有：沿轴方向延伸于驱动轴7a的内部的纵穴；沿水平方向延伸于下侧定盘接受部件23的内部的横穴。

流路43是从给水口41朝向排水口42流动冷却水的槽。该流路43由形成在下侧护套部件22的区划壁46隔开，并沿下定盘2的径向排列的多个同心圆延伸。该实施例1的流路43具有分别沿从下定盘2的内缘部α朝向外缘部β依次排列的多个的同心圆(在此具有5个同心圆，第1同心圆R1～第5同心圆R5)的第1流路43a、第2流路43b、第3流路43c、第4流路43d、第5流路43e。

此外，沿位于最内圆周的第1同心圆R1，并形成在离内缘部α最近的位置上的第1流路43a的内部形成有该第1流路43a的延伸方向上排列的多个(在此是2个)排水口42。另外，沿位于从最内圆周第2个的第2同心圆R2，并邻接第1流路43a的第2流路43b的内部形成有该第2流路43b的延伸方向上排列的多个(在此是2个)的给水口41。也就是说，该实施例1中，排水口42相比给水口41形成在下定盘2的内侧。

而且，该流路43沿多个同心圆(第1同心圆R1～第5同心圆R5)延伸并朝向下定盘2的圆周方向延长，但沿分隔壁44折回。也就是说，流路43当中，第2流路43b和第3流路43c通过第1折回部45a连通，第3流路43c和第4流路43d通过第2折回部45b连通，第4流路43d和第5流路43e通过第3折回部45c连通，第5流路43e和第1流路43a通过第4折回部45d连通。而且，该第1～第5流路43a～43e是通过沿下定盘2的圆周方向的途中位置折回而形成以整体上连接的1条冷却水路径。

分隔壁44是延伸在下定盘2的径向的墙壁。通过该分隔壁44隔开沿流路43的多个同心圆(第1同心圆R1～第5同心圆R5)的途中位置。另外，实施例1的分隔壁44具有：隔开所有第1同心圆R1～第5同心圆R5的第1分隔壁44a；隔开第2、第3、第4同心圆R2、R3、R4的第2分隔壁44b。

也就是说，沿第1分隔壁44a形成的第1折回部45a及第3折回部45c，沿第2分隔壁44b形成的第2折回部45b。进一步，在第1分隔壁44a和第2分隔壁44b之间形成有连通第5流路43e和第1流路43a的第4折回部45d。

接下来，对作用进行说明。

首先，对具有比较例的冷却构造的定盘的结构及问题进行说明，接着，对实施例1的研磨装置的作用分为“研磨加工中的定盘冷却作用”，“不同材料组合作用”，“根据给水口及排水口的形成位置而产生的特征作用”，“其他特征作用”进行说明。

[具有比较例的冷却构造的定盘的结构和问题]

图3是表示将定盘研磨面划分成区域的说明图，图4是表示比较例的研磨装置的冷却构造的俯视图，图5是表示比较例的冷却构造的研磨面的表面温度的说明图。以下，结合图3～图5，对具有比较例的冷却构造的定盘的结构和问题进行说明。

通常，在研磨硅晶片等工件的研磨装置中，在下定盘与上定盘之间夹持游星轮板，并在该游星轮板上形成的工件保持孔的内侧配置工件。因此，工件的移动范围被游星轮板限制。另一方面，游星轮板与太阳齿轮及内齿轮齿合。所以，工件保持孔需要相对游星轮板的内周缘和外周缘分开预定的距离而形成。

据此，如图3所示，定盘研磨面K被分为：位于定盘中心部的中央区域A；沿定盘外缘部的外缘区域C；位于中央区域A和外缘区域C之间的中间区域B；的情况时，伴随研磨工件而接触比例最高的中间区域B在与工件之间产生的摩擦热(以下简称“加工热”)相比中央区域A和外缘区域C温度高的事实被已知。

另一方面，如图4所示，在比较例的冷却构造100(温度调节构造)中，通过沿径向延伸的区划壁面101将定盘整体以放射状平分为15等分，并在各分割区域内分别形成有给水口102及排水口103和从内缘部α朝向外缘部β延伸的流路形成壁104。在此，给水口102和排水口103位于夹着流路形成壁104的位置，并且都形成在定盘的内缘部α附近。

在这样的比较例的冷却构造100中，从给水口102流出的冷却水(温度调节用流体)如图4中的箭头所示，沿流路形成壁104朝向定盘的外缘部β流动。然后，该冷却水通过在流路形成壁104与沿外缘部β形成的外周壁105之间形成的间隙106后，沿流路形成壁104朝向定盘的内缘部α流动，并流入排水口103。

也就是说，该比较例的冷却构造100中，冷却水沿以放射状平分为15等分的分割区域内分别朝向径向流动，并形成沿外缘部β折回的结构。因此，具有该冷却构造100的定盘X的研磨面的整个面被均等地冷却。据此，如图5所示，该定盘X的研磨面通过工件研磨中产生的加工热的影响而与工件接触的概率高的中间区域B成为约23℃～24℃左右，比抑制在23℃以下的中央区域A和外缘区域C变得温度高。也就是说，具有该比较例的冷却构造100的定盘X中，伴随工件的研磨而产生研磨面温度的局部性的上升，研磨面的一部分热变形而弯曲，而维持或者以一定变率内的变化所希望的微细的研磨条件产生局部的偏移。另外，也有可能局部地促进研磨垫表面的劣化。也可以想象到，由于这些现象当中的1个或者多个的作用，使不能均衡地研磨工件表面而产生研磨精度的低下。

另外，比较例的冷却构造100中，为了沿定盘的径向流路的形成，区划壁面101和流路形成壁104沿定盘的径向延伸。因此，在搬运时将定盘X悬吊的情况时，向区划壁面101和流路形成壁104施加弯矩力。在此，区划壁面101和流路形成壁104在同心圆上形成的情况时，弯矩力沿同心圆上的流动而发挥作用，因此能够使力分散。但是，在比较例的冷却构造100的情况时，针对弯矩力的抵抗力取决于区划壁面101和流路形成壁104的刚性。因此，只要不增加区划壁面101和流路形成壁104的刚性，就有容易产生定盘的弯曲变形的倾向。

因此，存在有例如，需要在定盘粗加工时的固定方法上下功夫或者、试图缩短定盘制造中的搬运时间(悬吊时间)或者、不仅需要在机械加工后需要预定的硬化时间并被定盘X品质的偏差而产生影响，导致交货延期的问题。

进一步，该比较例的冷却构造100中，由于区划壁面101和流路形成壁104沿定盘的径向延伸，所以，在切削加工该区划壁面101和流路形成壁104的先端时，切削加工面在定盘X的径向上连续。因此，由于通过该切削加工而产生的残余应力的影响而产生定盘X的径向的弯曲增大的问题。

[研磨加工中的定盘冷却作用]

图6是表示实施例1的冷却构造中的冷却水的流动方向的说明图。图7是表示实施例1的冷却构造的研磨面的表面温度的说明图。以下，结合图6及图7，对实施例1的研磨装置1的研磨加工中的定盘冷却作用进行说明。另外，在下定盘2的冷却构造40和上定盘3的冷却构造40能够实现相同的作用。因此，在下面仅对形成在下定盘2的冷却构造40进行说明。

实施例1的研磨装置1具有的下定盘2的冷却构造40中，在从未图示的冷却水循环装置供给冷却水时，该冷却水经过形成在下侧护套部件22和下侧定盘接受部件23的内部的给水通道(未图示)，并从给水口41流出。此时，虽然给水口41在沿第2流路43b的延伸方向设置有多个(2个)，但是从所有的给水口41几乎同时流出相同量的冷却水。

从给水口41流出的冷却水，首先填满该给水口41形成的流路43的第2流路43b内之后，如图6所示的箭头，通过第1折回部45a流入第3流路43c。流入第3流路43c的冷却水在第3流路43c内朝向图6所示的逆时针方向流动，并通过第2折回部45b流入第4流路43d。然后，流入第4流路43d的冷却水在第4流路43d内朝向图6所示的顺时针方向流动，并通过第3折回部45c流入第5流路43e。进一步，流入第5流路43e的冷却水在第5流路43e内朝向图6所示的逆时针方向流动，并通过第4折回部45d流入第1流路43a。

然后，流入第1流路43a的冷却水从形成在该第1流路43a内的排水口42排出。此外，此时，虽然排水口42沿第1流路43a的延伸方向设置有多个(2个)，但是，从所有的排水口42流出相同量的冷却水。

然后，在这样的流路43内流动的冷却水与设置有研磨垫2a的下侧平板部件21之间进行热量交换而研磨垫2a的表面(研磨面)被冷却。

在此，实施例1的冷却构造40中，冷却水以给水口41→第2流路43b→第3流路43c→第4流路43d→第5流路43e→第1流路43a→排水口42流动。因此，流路43对研磨面的整体表面通过1条冷却路径进行冷却。据此，能够形成简化的给水排水路径(供给水和排出水的通道)的构造，从而能够防止构造的复杂化。另外，由于流路43是1条路径，所以，能够提高在该流路43中的流动的冷却水的流动速度(流速)。因此，通过冷却水的传热系数的增加而能够调整提高温度调节效率。

进一步，第3流路43c沿位于从最内周第3位的第3同心圆R3形成。然后，第4流路43d沿位于从最内周数第4个的第4同心圆R4形成。在此，该第3流路43c和第4流路43d是形成在研磨工件中与工件接触的概率最高的中间区域B(参照图3)所相对的位置的流路。

另一方面，在该冷却构造40中构成，从形成有给水口41的第2流路43b流出的冷却水流入第3流路43c，接着依次流入第4流路43d的结构。因此，在实施例1的冷却构造40中，能够将相比较温度较低的冷却水朝向在研磨工件时的相比较温度较高的中间区域B所相对的流路(第3流路43c及第4流路43d)流动。也就是说，能够将温度调节效率高的第3流路43c及第4流路43d与需要高效率地进行冷却的研磨面中的中间区域B相对，并且能够优先对冷却要求高的区域进行冷却。

此外，形成有给水口41的第2流路43b中，虽然冷却水温度最低，但是由于从沿第2流路43b的延伸方向排列的多个给水口41同时供给冷却水，因此与第3流路43c和第4流路43d相比流速变的低。即，第2流路43b的定盘温度调节效率比第3流路43c和第4流路43d还低。但是，由于温度调节效率低的第2流路43b与下定盘2的中央区域A相对，所以能够防止对研磨面的冷却状态产生较大的影响。

另外，该实施例1的冷却构造40中，通过隔开多个同心圆(第1同心圆R1～第5同心圆R5)的分隔壁44折回流路43，并且冷却水沿该分隔壁44折回并流动。也就是说，冷却水的流动方向沿定盘圆周方向每流动一周而返回。因此，例如与螺旋状形成的流路不同，能够均衡(均等)任意圆周方向区域的冷却水的温度分布。

据此，实施例1的研磨装置1的下定盘2中，即使在研磨面之中也能够优先对冷却要求高的区域(中间区域B)进行高效率的冷却，如图7所示，即使在研磨工件中产生加工热量，也能够将研磨垫2a的整体表面控制在约23℃以下的均等的温度。而且，能够抑制研磨垫2a的表面(研磨面)的温度产生局部性的变化(在此为上升)，并能够抑制下定盘2的热变形以及/或者能够维持在研磨装置中的研磨垫2a的表面(研磨面)的整体表面上细微的研磨条件。据此，能够防止如研磨精度的低下等的研磨中的对工件W的不良影响。

[不同材料组合作用]

通常，所谓下定盘和上定盘的研磨装置的定盘，经过以年计数的长时间时会产生老化而在研磨面上可能发生变形。在此情况下，需要将下定盘旋转的驱动轴或者从吊挂支持上定盘的杆拆卸下定盘和上定盘并重新进行研磨面的精研加工等而修正形状。

与此相比，实施例1的研磨装置1的下定盘2具有：下侧平板部件21；下侧护套部件22；下侧定盘接受部件23。然后，下侧平板部件21及下侧定盘接受部件23由线性膨胀系数比下侧护套部件22小的低热膨胀材料形成，下侧护套部件22由具有比这些大的线性膨胀系数并且刚性高的不锈钢形成。

也就是说，该下定盘2中，与工件W接触并直接传达加工热的下侧平板部件21和在该下侧平板部件21的背侧固定并且形成有冷却构造40的下侧护套部件22由不同的线性膨胀系数的材料形成。

因此，下定盘2的整体是将不同热膨胀率的2块金属板粘合的双金属片的结构。据此，通过调节冷却构造40中流动的冷却水的温度而能够控制下定盘2的挠曲量。

另外，实施例1的研磨装置1的上定盘3具有上侧平板部件31和上侧护套部件32，并且上侧平板部件31由线性膨胀系数比上侧护套部件32小的低热膨胀材料形成，上侧护套部件32由具有比这些大的线性膨胀系数并且刚性高的不锈钢形成。

也就是说，该上定盘3中，与工件W接触并直接传达加工热的上侧平板部件31和在该上侧平板部件31的背侧固定并且形成有冷却构造40的上侧护套部件32由不同的线性膨胀系数的材料形成。

因此，上定盘3的整体也是将不同热膨胀率的2块金属板粘合的双金属片的结构。据此，通过调节冷却构造40中流动的冷却水的温度而能够控制上定盘3的挠曲量。

而且，在下定盘2和上定盘3中，由于都以实施冷却水的温度调节而能够实施定盘的挠曲量的控制，所以，即使在伴随老化而产生研磨面的变形的情况时，只要调节冷却水的温度就能够缓和变形。因此，可能实现不需要重新实施研磨面的精研加工等。

另外，在实施例1中，下侧平板部件21的线性膨胀系数比下侧护套部件22小，上侧平板部件31的线性膨胀系数比上侧护套部件32小。也就是说，与工件W接触并直接传达摩擦热的下侧平板部件21和上侧平板部件31由不容易热变形且线性膨胀系数小的材料形成。因此，能够防止由于在研磨工件时产生的加工热而使下侧平板部件21和上侧平板部件31的热变形，并抑制下定盘2和上定盘3的变形，使控制定盘挠曲成为可能。

进一步，通常，不锈钢相比低热膨胀材料是廉价的材料。因此，将定盘整体由低热膨胀材料形成的情况相比，如实施例1的研磨装置1所示，由于将下侧护套部件22和上侧护套部件32由不锈钢替换制作，所以能够调整降低成本。

另外，实施例1的上定盘3中，在研磨工件中的加工热直接传达的上侧平板部件31由线性膨胀系数小且不容易热变形的低热膨胀材料形成，并且上侧护套部件32由廉价的不锈钢形成。据此，在上定盘3中，抑制上侧平板部件31的热变形，并且能够降低成本。

进一步，形成下侧护套部件22和上侧护套部件32的不锈钢是具有相对刚性较高的材质。因此，该下侧护套部件22和上侧护套部件32由低热膨胀材料形成的情况相比，能够提高下定盘2和上定盘3的刚性。据此，例如，即使在下定盘2和上定盘3在制造途中悬挂，也能够抑制挠曲并调整提高制造的便利性。

[根据给水口和排水口的形成位置而产生的特征作用]

在实施例1中，连接未图示的冷却水循环装置的给水通道具有在驱动轴7a内部沿垂直方向形成的纵穴和在下侧定盘接受部件23的内部沿水平方向延伸的横穴。另外，有关排水通道的结构与给水通道相同，具有在驱动轴7a内部沿垂直方向形成的纵穴和在下侧定盘接受部件23的内部沿水平方向延伸的横穴。

与此相比，如图2所示，在该实施例1的冷却构造40中，排水口42位于最接近下定盘2的内缘部α的位置，即，沿位于下定盘2的最内周的第1同心圆R1形成第1流路43a，并且给水口41沿位于从最内周第2位的第2同心圆R2并形成在与第1流路43a邻接的第2流路43b上。也就是说，给水口41和排水口42都形成在驱动轴7a的附近位置。

据此，与形成在下定盘2的外缘部β附近的给水口41和排水口42相比，能够缩短给水通道和排水通道中沿水平方向在下侧定盘接受部件23的内部延伸的横穴部分的长度。也就是说，能够进一步抑制冷却构造40的复杂化，并能够调整提高定盘的制造的容易性。

特别是，在直径尺寸超过2米的大型的下定盘2中给水口41和排水口42形成在下定盘2的外缘部β附近的情况时，需要长的沿水平方向在下侧定盘接受部件23的内部延伸的横穴。但是，形成长的横穴是非常困难，即使能够实现也避免不了加工费的增加。但是，实施例1的研磨装置1中由于给水口41和排水口42形成在内缘部α的附件位置，所以，不需要长的沿水平方向在下侧定盘接受部件23的内部延伸的横穴，能够抑制加工费的增加。

进一步，该实施例1中，给水口41和排水口42各自形成多个(2个)。而且，从所有的给水口41几乎同时流出相同量的冷却水，并从所有的排水口42几乎同时排出相同量的冷却水。这只是根据到定盘给水口的该装置内的水路设计和从排水口的装置内的水路设计而限制的结构。因此，未必，限制于该个数。也就是说，给水口41和排水口42的数量以为了得到所需的流量和流速在允许的耐压范围内而设计为要点。

另外，该实施例1中，多个给水口41沿形成在该给水口41的第2流路43b的延伸方向排列形成。因此，能够抑制从多个给水口41流出的冷却水的干涉，并使冷却水的平稳流动不受妨碍。而且，通过冷却水的平稳流动来确保流速，并能够调整提高定盘温度调节效率。

进一步，多个排水口42沿形成在该排水口42的第1流路43a的延伸方向上排列形成，并且在冷却水的流动不受干扰而快速地排出成为可能。其结果是，不妨碍冷却水的稳定流动而确保冷却水的流速并能够进一步提高定盘温度调节效率。

[其他特征作用]

在实施例1的冷却构造40中，流路43沿下定盘2的径向排列的多个同心圆(第1同心圆R1～第5同心圆R5)而形成。因此，将第1流路43a～第5流路43e分别区划的区划壁46沿下定盘2的圆周方向延伸。

而且，由于区划壁46沿下定盘2的圆周方向延伸，所以在搬送下定盘2时的悬挂状态下的悬挂位置与下定盘2的内缘部α和外缘部β不连接。据此，能够抑制在搬送下定盘2时的定盘径向方向的弯曲变形。也就是说，能够减小在制造中的下定盘2的变形，并能够缩短下定盘2的制造时间和提高制造的容易性。

进一步，在实施例1的冷却构造40中，由于流路43沿下定盘2的径向排列的多个同心圆(第1同心圆R1～第5同心圆R5)而形成，所以，将第1流路43a～第5流路43e分别区划的区划壁46的前端在定盘径向上成为不连续。因此，通过减小在该区划壁46的前端进行切削加工时产生的残余应力的影响而能够进一步抑制下定盘2的径向的弯曲。

下面，对效果进行说明。

实施例1的研磨装置1中能够得到以下列举的效果。

(1)在研磨工件W的研磨面(研磨垫2a、3a的表面)的背侧具备形成有冷却水流动的冷却构造40的定盘(下定盘2、上定盘3)的研磨装置1中，

上述冷却构造40具有：给水口41，其供给上述冷却水；排水口42，其排出上述冷却水；流路43，其连通上述给水口41和上述排水口42并且沿排列在上述定盘(下定盘2、上定盘3)的径向的多个同心圆(第1同心圆R1～第5同心圆R5)延伸；分隔壁44，其沿上述定盘(下定盘2、上定盘3)的径向延伸并分隔上述同心圆(第1同心圆R1～第5同心圆R5)，

其结构为，从上述给水口41供给的冷却水在沿第1个同心圆(第3同心圆R3)的流路(第3流路43c)内朝向第1个方向(逆时针方向)开始流动并沿上述分隔壁44折回而流入沿第2个同心圆(第4同心圆R4)的流路(第4流路43d)，在沿上述第2个同心圆(第2同心圆R4)的流路(第4流路43d)内朝向与上述第1个方向(逆时针方向)相反的方向(顺时针方向)流动，并从上述排水口42排出。

据此，无需复杂化构造而优先且有效地对作为研磨面的主要温度调节对象的预定区域(中间区域B)进行温度调节，并能够抑制伴随工件的研磨而产生研磨面的温度的局部变化，或者，与其相关的研磨条件的局部偏离。

(2)上述给水口41形成在沿位于上述定盘(下定盘2、上定盘3)的从最内周的第2位的同心圆(第2同心圆R2)的第2流路43b上，

在上述给水口41形成在上述第2流路43b的情况时，上述排水口42形成在沿位于上述定盘(下定盘2、上定盘3)的最内周的同心圆(第1同心圆R1)的第1流路43a上的结构。

据此，加上(1)的效果，通过缩短形成在定盘内部的水平方向的给水通道和排水通道的长度，而能够进一步抑制冷却构造40的复杂化。

(3)上述给水口41是沿预定的同心圆(第2同心圆R2)的流路(第2流路43b)的延伸方向上排列形成多个的结构。

据此，加上(1)或者(2)的效果，能够减轻由冷却水压产生的负荷并且使冷却水稳定地流动。

(4)上述排水口42是沿预定的同心圆(第1同心圆R1)的流路(第1流路43a)的延伸方向上排列形成多个的结构。

据此，加上(1)～(3)中的任意的效果，能够进一步减轻由冷却水压产生的负荷而进一步稳定冷却水的流动。

(5)上述定盘(下定盘2、上定盘3)具有：平板部件(下侧平板部件21、上侧平板部件31)，其形成有上述研磨面；护套部件(下侧护套部件22、上侧护套部件32)，其固定在上述平板部件上(下侧平板部件21、上侧平板部件31)并且形成有上述冷却构造40，

上述平板部件(下侧平板部件21、上侧平板部件31)与上述护套部件(下侧护套部件22、上侧护套部件32)是由线性膨胀系数不同的材料形成的结构。

据此，加上(1)～(4)中的任意的效果，通过调节在冷却构造40中流动的冷却水的温度，能够控制定盘弯曲量，并能够消除由于老化引起的定盘的变形。

(6)上述平板部件(下侧平板部件21、上侧平板部件31)是与上述护套部件(下侧护套部件22、上侧护套部件32)相比由线性膨胀系数小的材料形成的结构，

据此，加上(5)的效果，能够抑制接触工件W并直接传达摩擦热的平板部件的热变形，并能够进一步防止定盘变形。

(7)上述定盘(下定盘2)能够以具有上述护套部件(下侧护套部件22)，并，具有进一步支持这些的定盘接受部件(下侧定盘接受部件23)的方式而设计。

在此情况下，根据上述定盘接受部件(下侧定盘接受部件23)的线性膨胀系数的设计，能够任意设定变更控制单元量。据此，加上(5)的效果，能够调配定盘的热变形的抑制程度。

以上，虽然结合实施例1对本发明的研磨装置进行了说明，但是，具体的结构，并不限于该实施例，只要不脱离本发明的精神和附属权利要求保护范围的情况下，允许设计的变更、补充等情况。

在实施例1中示出了在位于定盘最内周的第1流路43a上形成有排水口42，该第1流路43a邻接的第2流路43b上形成有给水口41的例子。但是，不限于此，也就是说，例如，在第1流路43a上形成有给水口41，在第2流路43b上形成有排水口42也可。在此情况时，填满第1流路43a的冷却水按照第5流路43e→第4流路43d→第3流路43c顺序流动，最后流入第2流路43b。如上所述，不变更冷却构造40而只通过反转给水口41和排水口42，能够改变优先想进行温度调节的区域。

但是，在此情况时，由于给水口41和排水口42形成在驱动轴7a的附近位置，所以通过缩短在下侧定盘接受部件23的内部以水平方向延伸的横穴的长度而也能够进一步抑制冷却构造40的复杂化。

另外，实施例1的冷却构造40中示出了，冷却水以给水口41→第2流路43b(冷却水填满)→第3流路43c(逆时针)→第4流路43d(顺时针)→第5流路43e(逆时针)→第1流路43a(冷却水排出)→排水口42流动的例子。但是，不限于此，例如图6所示的冷却构造是以左右反转形成的冷却构造，冷却水的流动分别成为逆向(给水口41→第2流路43b(冷却水填满)→第3流路43c(顺时针)→第4流路43d(逆时针)→第5流路43e(顺时针)→第1流路43a(冷却水排出)→排水口42)也可。据此，能够将给水排水路径设为简单的构造，能够防止构造的复杂化。另外，由于流路43是1条路径，所以，能够提高在该流路43中的流动的冷却水的流速。因此，由于冷却水的传热系数的增加而能够调整提高温度调节效率。另外，由于能够不改变构造而反转流路的方向，所以能够改变优先想进行温度调节的区域。

另外，给水口41和排水口42也可以形成在位于定盘最外周的第5流路43e。此外，如给水口41或者排水口42形成在定盘最外周位置的情况时，在下侧定盘接受部件23等未形成有给水排水用的横穴，而利用布置在定盘外部的管等对冷却水进行给水排水也可。

另外，虽然在实施例1中示出了给水口41和排水口42分别形成有2个的例子，但是并不限于此。给水口41和排水口42可以形成有1个或者2个以上的任意的数量。另外，给水口41的数量和排水口42的数量也可以不同，或者，也可以使多个给水口41的开口面积相互不同或者多个排水口42的开口面积相互不同。

另外，流路43沿排列定盘(下定盘2、上定盘3)的径向的多个同心圆(第1同心圆R1～第5同心圆R5)延伸，并且这些多个同心圆(第1同心圆R1～第5同心圆R5)由分隔壁44分隔即可。因此，流路形状不限于实施例1所示的结构，也可以是例如，如图8所示的第1变形例的冷却构造40A或者如图9所示的第2变形例的冷却构造40B的结构。

也就是说，在第1变形例的冷却构造40A中，位于定盘最内周的第1流路43a内形成有给水口41和排水口42。另外，作为分隔壁47形成有：第1分隔壁47a，其分隔所有的第1同心圆R1～第5同心圆R5；第2分隔壁47b，其分隔第1同心圆R1～第4同心圆R4；第3分隔壁47c，其分隔第2、第3同心圆R2、R3；第4分隔壁47d，其分隔第1、第2同心圆R1、R2。

而且，在第1分隔壁47a和第4分隔壁47d之间形成有连通第1流路43a和第3流路43c的第1折回部48a，沿第3分隔壁47c形成有连通第2流路43b和第3流路43c的第2折回部48b，沿第4分隔壁47d形成有连通第1流路43a和第2流路43b的第3折回部48c，在第2分隔壁47b和第3分隔壁47c之间形成有连通第1流路43a和第4流路43d的第4折回部48d，沿第1分隔壁47a形成有连通第4流路43d和第5流路43e的第5折回部48e，在第1分隔壁47a和第2分隔壁47b之间形成有连通第1流路43a和第5流路43e的第6折回部48f。此时，给水口41形成在第1折回部48a内，排水口42形成在第6折回部48f内。

据此，在该第1变形例的冷却构造40A中，从给水口41流出的冷却水以给水口41→第1折回部48a→第3流路43c→第2折回部48b→第2流路43b→第3折回部48c→第1流路43a→第4折回部48d→第4流路43d→第5折回部48e→第5流路43e→第6折回部48f→排水口42流动。

另外，在第2变形例的冷却构造40B中，位于定盘最内周的第1流路43a内形成有给水口41，位于定盘最外周的第5流路43e内形成有排水口42。另外，分隔壁49只是分隔所有的第1同心圆R1～第5同心圆R5的结构。

而且，夹持分隔壁49以互换的方式形成有第1折回部50a、第2折回部50b、第3折回部50c、第4折回部50d。而且，通过第1折回部50a连通第1、第2流路43a、43b，通过第2折回部50b连通第2、第3流路43b、43c，通过第3折回部50c连通第3、第4流路43c、43d，通过第4折回部50d连通第4、第5流路43d、43e。

据此，该第2变形例的冷却构造40B中，从给水口41流出的冷却水以给水口41→第1流路43a→第1折回部50a→第2流路43b→第2折回部50b→第3流路43c→第3折回部50c→第4流路43d→第4折回部50d→第5流路43e→排水口42流动。

另外，在实施例1中示出了，下定盘2的下侧平板部件21由线性膨胀系数小的低热膨胀材料形成，并且下侧护套部件22由线性膨胀系数大的不锈钢材料形成的例子。但是，不限于此，例如，下侧平板部件21、下侧护套部件22从线性膨胀系数大的材料中选择时，可以从铸铁、铝、不锈钢等中任意选择。另外，从线膨胀系数小的材料中选择时，可以从陶瓷，花岗岩，碳纤维增强材料，碳化硅纤维增强材料，因瓦合金材料等中任意选择。进一步，根据其组合，对应下侧平板部件21和下侧护套部件22之间的线性膨胀系数的差异来设定冷却水温度的调整精度所对应的单位变形量而实现控制。也就是说，考虑到变形控制特性和装置结构中所希望的刚性等，可以选择和组合它们。此外，上定盘3也相同。

另外，如实施例1中示出的例子，在下侧护套部件22的下面，进一步设定下侧定盘接受部件23，通过使其材质与下侧护套部件22不同而能够调配变形特性。

另外，虽然在实施例1中，作为温度调节构造以冷却构造为例进行了说明，但是，本发明也能够适用于使研磨面的温度上升的加热流体流动的加热构造。

另外，在实施例1中，具有下定盘2和上定盘3，并示出了对工件W的两面同时能够进行研磨的两面研磨装置，但是，本发明也能够适用于仅对工件W的单面进行研磨的单面研磨装置。

进一步，在实施例1中，虽然流路43沿同心圆的数量为5个，但是不限于此，能够设定任意数量的同心圆。

(符号的说明)

1 研磨装置

2 下定盘

2a 研磨垫

3 上定盘

3a 研磨垫

3b 挂钩

4 太阳齿轮

5 内齿轮

6 游星轮板

21 下侧平板部件

22 下侧护套部件

23 下侧定盘接受部件

31 上侧平板部件

32 上侧护套部件

40 冷却构造

41 给水口

42 排水口

43 流路

43a 第1流路

43b 第2流路

43c 第3流路

43d 第4流路

43e 第5流路

44 分隔壁

45a 第1折回部

45b 第2折回部

45c 第3折回部

45d 第4折回部

Claims (10)

1.一种研磨装置，其为在研磨工件的研磨面的背侧具备形成有供温度调节用流体流动的温度调节构造的定盘的研磨装置，该研磨装置的特征在于：

所述温度调节构造具有：给水口，其供给所述温度调节用流体；排水口，其排出所述温度调节用流体；流路，其连通所述给水口和所述排水口并且沿排列在所述定盘的径向的多个同心圆延伸；以及分隔壁，其沿所述定盘的径向延伸并分隔所述同心圆，

从所述给水口供给的所述温度调节用流体在沿第1个同心圆的流路内朝向第1个方向流动后沿所述分隔壁折回而流入沿第2个同心圆的流路，在沿所述第2个同心圆的流路内朝向与所述第1个方向相反的方向流动，并从所述排水口排出。

2.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于：

所述给水口形成在第1流路或者第2流路的任意一个上，所述第1流路为沿位于所述定盘的最内周的同心圆的流路，所述第2流路为沿位于所述定盘的自最内周为第2位的同心圆的流路，

在所述给水口形成在所述第1流路的情况下，所述排水口形成在所述第2流路，在所述给水口形成在所述第2流路的情况下，所述排水口形成在所述第1流路。

3.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于：

所述给水口在沿预定的同心圆的流路的延伸方向排列并形成多个。

4.根据权利要求2所述的研磨装置，其特征在于：

所述给水口在沿预定的同心圆的流路的延伸方向排列并形成多个。

5.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于：

所述排水口在沿预定的同心圆的流路的延伸方向排列并形成多个。

6.根据权利要求2所述的研磨装置，其特征在于：

所述排水口在沿预定的同心圆的流路的延伸方向排列并形成多个。

7.根据权利要求3所述的研磨装置，其特征在于：

所述排水口在沿预定的同心圆的流路的延伸方向排列并形成多个。

8.根据权利要求4所述的研磨装置，其特征在于：

所述排水口在沿预定的同心圆的流路的延伸方向排列并形成多个。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的研磨装置，其特征在于：

所述定盘具有：平板部件，其形成有所述研磨面；以及护套部件，其固定在所述平板部件并且形成有所述温度调节构造，

所述平板部件与所述护套部件由线性膨胀系数不同的材料形成。

10.根据权利要求9所述的研磨装置，其特征在于：

所述平板部件由线性膨胀系数比所述护套部件小的材料形成。