JP2001138215A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却機構の構造を定盤内に供給された冷媒を
高速に流すことが可能な構造にして、定盤全体の均一な
冷却を可能にした研磨装置を提供する。 【解決手段】 下定盤１と上定盤２と駆動機構３と冷却
機構４とを備える。駆動機構３により、下定盤１と上定
盤２とサンギア１２とインターナルギア１４とを回転さ
せることで、キャリアに保持されたワークＷを両面研磨
することができる。オイルＬを冷却機構４のポンプ部５
から冷媒供給部６の水車体６０に出力することで、水車
体６０が回転し、その遠心力でオイルＬが高速で冷媒通
路部７の冷却室７０に供給される。オイルＬは下定盤１
の遠心力でさらに高速化され、短時間で冷却室７０内を
通過する。冷却室７０を通過したオイルＬは、冷媒フィ
ードバック部８のオイル受け８０内に排出され、螺旋管
８１を通じてポンプ部５に戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ等
のワークを研磨するための研磨装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】昇降自在の加圧体によりワークを回転す
る定盤に押し付けて研磨する研磨装置においては、定盤
とワークとの摩擦とより、定盤が加熱して変形するおそ
れがあるので、定盤を冷却するための冷却機構が設けら
れている。

【０００３】図１３は、研磨装置に適用される冷却機構
の第１の従来例を示す断面図であり、図１４は図１３の
矢視Ａ−Ａ断面図である。また、図１５は冷却機構の第
２従来例を示す断面図であり、図１６は図１５の矢視Ｂ
−Ｂ断面図である。図１３及び図１４に示す冷却機構
は、この定盤１００の内部に渦状の冷媒通路冷媒通路２
００を設け、定盤１００の中心側の供給口２０１から冷
媒通路２００内に冷媒を供給し、定盤１００の外周部側
の排出口２０２から排出する構造である。これにより、
定盤１００上面全体を冷媒通路２００内を通る冷媒によ
ってまんべんなく、冷却するものである。一方、図１５
及び図１６に示す冷却機構は、定盤１００内に複数の扇
状の室３００を画成し、定盤１００の中心側の供給口３
０１から各室３００内に冷媒を供給し、各室３００の外
周部側に設けられた排出口３０２から排出する構造であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の研磨装置の冷却機構では、次のような問題がある。図
１３に示した冷却機構では、冷媒通路２００が渦状に形
成されているので、冷媒通路２００全体の距離が長い。
このため、冷媒が供給口２０１から供給された後、排出
口２０２に排出される迄に長時間を要し、冷媒が排出口
２０２に至るまでに定盤１００の研磨熱によって暖めら
れてしまう。この結果、定盤１００の中心部側の冷媒温
度と外周部側の冷媒温度とに大きな差が生じ、いわゆる
冷却ムラが発生する。これに対して、図１５に示す冷却
機構では、供給口３０１から排出口３０２迄の距離が短
いので、供給口３０１から供給された冷媒が短時間で排
出口３０２に至り、定盤１００の中心部側と外周部側と
に温度差は、図１３の冷却機構に比べて小さいといえ
る。しかしながら、この冷却機構では、冷媒を図示しな
いポンブに戻す為の排出通路３０３が回転する定盤１０
０内に形成されている。具体的には、排出口３０２に連
通した排出通路３０３が定盤１００の回転軸１１０側に
戻されている。このため、排出通路３０３内に流れる冷
媒が定盤１００の回転による遠心力を流れの逆方向に受
けることとなる。この結果、排出通路３０３内の冷媒の
流れが遅くなり、室３００内の冷媒の流れを防げること
となる。このため、冷媒が供給口３０１が排出口３０２
に至る迄に時間を有することとなり、結果的に、定盤１
００の中心部側と外周部側に温度差が生じてしまう。

【０００５】この発明は上述した課題を解決するために
なされたもので、冷却機構の構造を定盤内に供給された
冷媒を高速に流すことが可能な構造にして、定盤全体の
均一な冷却を可能にした研磨装置を提供することを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、加圧体で押圧されたワークを研
磨する研磨面部を表面側に有した略円形状で且つ所定肉
厚の定盤と、定盤の研磨面部とは逆側の中心部に設けら
れた回転軸を回転させる定盤駆動機と、定盤の内部に形
成され且つ供給された冷媒で研磨面部を冷却するための
冷媒通路部，回転軸側に設けられ冷媒通路部に所定速度
の冷媒を供給するための冷媒供給部，この冷媒供給部に
所定圧力の冷媒を送るためのポンプ部，及び定盤の外周
部側に設けられ冷媒通路部を通過した冷媒をポンプ部に
フィードバックするための冷媒フィードバック部を有す
る冷却機構とを具備する研磨装置であって、冷却機構の
冷媒通路部は、回転軸近傍に開口した冷媒入口と定盤外
周面に開口した冷媒出口とを有した複数の冷却室を略放
射状に画成してなり、冷却機構の冷媒供給部は、回転軸
に独立回転可能に取り付けられ、且つポンプ部からの冷
媒が流入可能な冷媒入口と流入した冷媒の圧力を受ける
複数の羽根と複数の冷却室の冷媒入口に冷媒を流出する
冷媒出口とを有する水車体であり、冷却機構の冷媒フィ
ードバック部は、定盤の外周面を囲み且つ冷却室の冷媒
出口に連通する開口を有した管体であって、冷却室から
流入された冷媒をポンプ部に戻す冷媒通路を有するもの
である構成とした。かかる構成により、ワークを加圧体
で定盤の研磨面部に押圧した状態で、定盤駆動機を駆動
させて回転軸を回転させると、定盤全体が回転し、ワー
クが回転する研磨面部によって研磨される。かかる作用
と並行して、冷却機構のポンプ部によって冷媒供給部に
所定圧力の冷媒を送ると、冷媒供給部から冷媒通路部に
所定速度の冷媒が供給される。これにより、冷媒通路部
に供給された冷媒によって研磨面部が冷却される。そし
て、冷媒通路部を通過した冷媒が定盤の外周部側に設け
られ冷媒フィードバック部によってポンプ部にフィード
バックされる。このとき、冷却機構の冷媒供給部が上記
水車体であるので、冷媒がその冷媒入口から流入される
と、複数の羽根が冷媒の圧力を受け、水車体が回転軸の
周りで独立に回転する。この結果、冷媒が水車体の遠心
力によって冷媒出口から高速に流出し、冷媒通路部の複
数の冷却室の冷媒入口に流入する。略放射状の複数の冷
却室に流入した冷媒は、冷却室を高速で通過し、定盤外
周面に開口した冷却室の冷媒出口から流出する。そし
て、冷却室の冷媒出口から流出した冷媒は、冷媒フィー
ドバック部の開口を通じて管体内に流入し、ポンプ部に
戻される。

【０００７】なお、複数の冷却室を仕切る側壁の向き
は、水車体の遠心力によって冷却室に流入した冷媒の勢
いを妨るものでなければよく、また、水車体の羽根の向
きは、水車体がその遠心力で冷媒を流出できる向きであ
れば、どの様な向きでも良い。その一例として、請求項
２は、請求項１に記載の研磨装置において、冷却機構の
冷媒通路部を形成する複数の冷却室を仕切る側壁と冷媒
供給部の水車体を形成する羽根とを、定盤の半径方向に
向けて形成した構成としてある。他の例として、請求項
３の発明は、請求項１に記載の研磨装置において、冷却
機構の冷媒通路部を形成する複数の冷却室を仕切る側壁
と冷媒供給部の水車体を形成する羽根とを、定盤の回転
方向と逆方向に傾けて形成した構成としてある。

【０００８】また、冷媒供給部の水車体は高速で回転し
て、高速の冷媒を流出することが好ましい。そこで、請
求項４の発明は、請求項１ないし請求項３いずれかに記
載の研磨装置において、冷却機構の冷媒供給部を形成す
る水車体を駆動回転させるための水車体駆動機を設けた
構成としてある。

【０００９】さらに、冷媒フィードバック部の管体内の
冷媒は可能な限り速やかにポンプ部側に掃けることが好
ましい。そこで、請求項５の発明は、請求項１ないし請
求項４いずれかに記載の研磨装置において、冷却機構の
冷媒フィードバック部を形成する管体の冷媒通路を、定
盤の回転軸の周りで定盤の回転方向と同方向に巻く螺旋
形状に設定した構成としてある。

【００１０】また、定盤を加熱する一因となる定盤駆動
機も冷却することで、冷却効果をさらに高めることがで
きる。そこで、請求項６の発明は、請求項１ないし請求
項５いずれかに記載の研磨装置において、定盤駆動機
は、モータと、定盤の回転軸に液密に組み付けられ且つ
モータの回転速度を変化可能な変速機とを有し、ポンプ
部は、冷媒を定盤駆動機の変速機内に通した後、冷媒供
給部の冷媒入口に供給するものである構成とした。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。 （第１の実施形態）図１は、この発明の第１の実施形態
に係る研磨装置を示す断面図である。この研磨装置は、
両面ラッピング装置であり、図１に示すように、下定盤
１（定盤）と、上定盤２（加圧体）と、下定盤１などを
駆動するための駆動機構３（定盤駆動機構）と、下定盤
１を冷却するための冷却機構４とを具備している、

【００１２】下定盤１は、所定肉厚の円形状態であり、
その表面側（図の上面側）には、上定盤２で押圧された
ワークＷを研磨する研磨面部１０を有している。この研
磨面部１０の逆側の中心部即ち研磨面部１０の裏面側中
心部には、円筒状の回転軸１１が設けられている。そし
て、回転軸１１の内側には、サンギア１２の回転軸１２
ａとドライバ１３の回転軸１３ａとが同心状に回転自在
に組み付けられている。ドライバ１３には、係合溝１３
ｃが刻設されており、上定盤２の下降時に、上定盤２の
フック２０と係合するようになっている。一方、下定盤
１の外側には、インターナルギア１４が設けられ、その
回転軸１４ａが回転軸１１の周りに回転自在に組み付け
られている。

【００１３】駆動機構３は、下定盤１と上定盤２とサン
ギア１２とインターナルギア１４とを駆動回転させるた
めの機構である。具体的には、下定盤１の回転軸１１の
ギア部１１ｂに噛合したギア３０ａを回転させるモータ
３０と、サンギア１２の回転軸１２ａのギア部１２ｂに
噛合したギア３１ａを回転させるモータ３１と、ドライ
バ１３の回転軸１３ａのギア部１３ｂに噛合した噛合し
たギア３２ａを回転させるモータ３２と、インターナル
ギア１４の回転軸１４ａのギア部１４ｂに噛合したギア
３３ａを回転させるモータ３３とを有してなる。これに
より、モータ３０，３１，３３を駆動することで、下定
盤１，サンギア１２，インターナルギア１４を所定方向
に所定速度で回転させることができる。そして、モータ
３２を駆動させることでドライバ１３の回転を介して上
定盤２を所定方向に所定速度で回転させることができ
る。

【００１４】冷却機構４は、ポンプ部５と冷媒供給部６
と冷媒通路部７と冷媒フィードバック部８とを有してな
る。

【００１５】ポンプ部５は、ポンプ部５に所定圧力のオ
イルＬ（冷媒）を送るための周知の機器であり、その出
力管５０が冷媒供給部６に接続されている。

【００１６】冷媒供給部６は、冷媒通路部７に所定速度
のオイルＬを供給するための部分であり、下定盤１の回
転軸１１の外側に設けられている。具体的には、冷媒供
給部６は水車体６０である。図２は水車体６０を示す断
面図であり、図３は水車体６０の平面図であり、図４は
矢視Ｃ−Ｃ断面図である。図２に示すように、連結部材
５１がベアリング５２を介して回転軸１１に取り付けら
れ、出力管５０の先端部がこの連結部材５１に連結され
ている。そして、オイル入口６０ａ（冷媒入口）を連結
部材５１の孔５１ａに連通させた状態で、水車体６０が
ベアリング６１を介して回転軸１１に独立回転可能に取
り付けられている。具体的には、水車体６０は、図２及
び図３に示すように、ベアリング６１に取り付けられた
内リング板６２と内リング板６２の外側に間隙をもたせ
て同心状に配された外リング板６３とを有している。そ
して、１２枚の羽根６４が、内リング板６２の上端に形
成された断面くの字状の流出方向矯正部６２ａと、外方
に傾けて外リング板６３の上端に形成されたガイド部６
３ａとに固着されている。これにより、内リング板６２
と外リング板６３との間隙により、ポンプ部５の出力管
５０から出力されたオイルＬを流入することができるオ
イル入口６０ａが形成され、流出方向矯正部６２ａとガ
イド部６３ａとの間隙により、冷媒通路部７側にオイル
Ｌを流出するためのオイル出口６０ｂ（冷媒出口）が形
成される。１２枚の羽根６４は、図３に示すように、流
出方向矯正部６２ａとガイド部６３ａとの間に３０゜間
隔で取り付けられており、下定盤１の回転方向と逆方向
に所定角度θ１だけ傾けられている。さらに、各羽根６
４は、図４に示すように、所定角度θ２だけ下側に傾け
られている。これにより、図４に示すように、下方から
オイル入口６０ａ内に流入したオイルＬの圧力を各羽根
６４が受け、水車体６０が下定盤１の回転方向と同方向
に高速で回転することとなる。そして、図３に示すよう
に、水車体６０の高速回転による遠心力によって、オイ
ルＬが羽根６４の傾き方向に高速流出され、図１及び図
２に示す冷媒通路部７内に高速で供給されることとな
る。

【００１７】冷媒通路部７は、図１及び図２に示すよう
に、肉厚の下定盤１の内部に形成されており、上記冷媒
供給部６から供給されたオイルＬによって研磨面部１０
を冷却するための部分である。図５は冷媒通路部７を示
す断面図である。図５に示すように、１２個の側壁７１
で画成された１２個の冷却室７０で構成されている。具
体的には、下定盤１の研磨面部１０の下側に設けられた
ドーナッツ状の空間に１２個の側壁７１を３０゜間隔で
形成することにより、扇形状の１２の冷却室７０を放射
状に画成した。そして、各冷却室７０の内周側に、回転
軸１１近傍で開口したオイル入口７０ａ（冷媒入口）を
設けると共に、冷却室７０の外周側に、下定盤１の外周
面で開口したオイル出口７０ｂ（冷媒出口）を設けた。
また、各冷却室７０を仕切る側壁７１は、下定盤１の回
転方向と逆方向に所定角度θ３だけ傾けられている。こ
れにより、水車体６０のオイル出口６０ｂから流出され
たオイルＬが各冷却室７０のオイル入口７０ａから冷却
室７０内に高速で流入する。しかる後、高速流入したオ
イルＬが下定盤１の回転による遠心力によってさらに高
速化され、冷却室７０内をオイル出口７０ｂに向かって
流れる。そして、オイルＬが冷却室７０のオイル出口７
０ｂから下定盤１の外部の冷媒フィードバック部８側に
高速に流出することとなる。

【００１８】冷媒フィードバック部８は、上記冷媒通路
部７から流出したオイルＬを上記ポンプ部５にフィード
バックするための部分であり、図１に示すように、オイ
ル受け８０（管体）と螺旋管８１（冷媒通路）とを有し
てなる。図６はオイル受け８０を示す断面図であり、図
７はオイル受け８０と螺旋管８１とを示す平面図であ
る。図７に示すように、オイル受け８０は、下定盤１の
外周面を囲むリング状の管体であり、図示しない支持部
材により固定されている。オイル受け８０の断面は、図
６に示すように、コ字状に設定されており、その開口８
０ａが冷却室７０のオイル出口７０ｂに連通している。
そして、オイル受け８０の内周部と下定盤１の外周面と
の間には、オイル漏れを防止するためのシール部材８２
が取り付けられている。また、オイル受け８０の底壁部
８０ｂには、図７に示すように、周方向を向く長孔８０
ｃが穿設されている。これにより、冷却室７０からのオ
イルＬが開口８０ａを通ってオイル受け８０内に流入す
ると、オイル受け８０内を下定盤１の回転方向と同方向
に回流して、長孔８０ｃから排出されることとなる。ま
た、オイルＬが長孔８０ｃの上を通り抜けたり逆流した
りする事態を防止するため、ストッパ８３が長孔８０ｃ
の上に立設されている。螺旋管８１は、上記オイル受け
８０の長孔８０ｃから流出したオイルＬをポンプ部５の
入力管５３に案内するための管体である。具体的には、
螺旋管８１の上端部が長孔８０ｃと連通しており、螺旋
管８１全体が下定盤１の回転方向と同方向に巻きながら
下方に向かい、その下端部がポンプ部５の入力管５３に
連結されている。これにより、冷却室７０から流出され
てオイル受け８０内を下定盤１の回転方向と同方向に回
転するオイルＬが長孔８０ｃから螺旋管８１内に流入す
る。そして、螺旋管８１が下定盤１の回転方向と同方向
に巻いているので、螺旋管８１内に流入したオイルＬ
は、その流速を減衰させることなく、ポンプ部５にフィ
ードバックされることとなる。

【００１９】次に、この実施形態の研磨装置が示す動作
について説明する。まず、ワークＷの研磨動作について
説明する。図１に示すように、ワークＷを収納した複数
のキャリア１９を下定盤１の研磨面部１０上に載置した
状態で、キャリア１９のギア部をサンギア１２とインタ
ーナルギア１４とに噛合させる。そして、上定盤２を下
降させ、フック２０をドライバ１３の係合溝１３ｃに係
合させた状態で、上定盤２でワークＷを押圧する。しか
る後、モータ３０〜３３を駆動させることで、キャリア
１９が自転しながらサンギア１２の周りを公転し、ワー
クＷの両面が回転している下定盤１の研磨面部１０と上
定盤２の研磨部とによって研磨される。なお、下定盤１
の回転方向は、上面視において反時計方向とする。

【００２０】次に、冷却機構４の動作について説明す
る。オイルＬがポンプ部５から所定圧力で送出される
と、出力管５０を介して、図２に示す連結部材５１の孔
５１ａに流入し、オイルＬがこの孔５１ａから水車体６
０のオイル入口６０ａに流出される。水車体６０のオイ
ル入口６０ａ内のオイルＬは、オイル出口６０ｂ側に向
かい、図４に示すように、オイル出口６０ｂに設けられ
た１２枚の羽根６４を押圧する。これにより、水車体６
０が回転軸１１の周りで下定盤１と同方向に高速で回転
し、その遠心力によって、オイルＬが冷媒通路部７の冷
却室７０方向に高速流出される。

【００２１】すると、図５に示すように、オイルＬがオ
イル入口７０ａから冷却室７０内に高速で流入し、下定
盤１の回転による遠心力によってさらに高速化される。
これにより、オイルＬが研磨面部１０を冷却しながら冷
却室７０内を短時間でオイル出口７０ｂに向かって流
れ、オイル出口７０ｂから下定盤１の外部の冷媒フィー
ドバック部８側に高速に流出する。このように、この実
施形態の研磨装置によれば、オイルＬが冷却室７０内を
高速で通過するので、冷却室７０のオイル入口７０ａに
流入するオイルＬの温度とオイル出口７０ｂから流出す
るオイルＬの温度との差が少ない。このため、下定盤１
の研磨面部１０の冷却ムラを少なくすることができる。
しかも、１２個の冷却室７０が放射状に画成してあり、
しかもそのオイル出口７０ｂが下定盤１の外周面に開口
しているので、オイルＬが図１３及び図１４に示した従
来の冷却機構を用いた場合に比べて極めて早く冷却室７
０を通過する。

【００２２】ところで、冷却室７０内を流れるオイルＬ
の流速分布は、流速によって異なる。図８はオイルＬの
層流状態を示す断面図であり、図９はオイルＬの層流状
態を示す断面図である。図８に示すように、オイルＬの
流速があまり大きくない場合には、冷却室７０内のオイ
ルＬが層流状態になり、冷却室７０の上面１ａや下面１
ｂや側壁７１の近傍を流れるオイルＬの流速がほとんど
ゼロになる。したがって、上面１ａや下面１ｂや側壁７
１の近傍に淀んだオイルＬの膜が形成され、下定盤１に
対する冷却効果がオイル膜によって著しく損なわれるこ
ととなる。これに対して、図９に示すように、オイルＬ
が高速で流れる場合には、冷却室７０内のオイルＬが乱
流状態になり、冷却室７０の上面１ａや下面１ｂや側壁
７１の近傍を流れるオイルＬの流速も大きくなる。した
がって、上面１ａや下面１ｂや側壁７１が高速で接触す
るオイルＬによって冷却され、下定盤１に対する所望の
冷却効果を得ることができる。しかしながら、オイルＬ
を一定の圧力で冷却室７０に流入するだけではオイルＬ
を乱流状態にすることは困難である。また、高圧力のポ
ンプを用いると、コストやメインテナンスの面で問題が
生じる。これに対して、この実施形態の研磨装置では、
ポンプ部５から一定圧力で出力されたオイルＬを水車体
６０の回転力によって高速化することができるので、高
圧力のポンプ部５を用いることなく、オイルＬを乱流状
態にすることは可能である。

【００２３】そして、冷却室７０を通過したオイルＬ
は、図６に示すように、オイル受け８０の開口８０ａを
通ってオイル受け８０内に流入し、図７に示すように、
オイル受け８０内を下定盤１の回転方向と同方向に回流
して、長孔８０ｃから螺旋管８１内に流出する。このよ
うに、この実施形態の研磨装置によれば、下定盤１の遠
心力が働く方向にオイルＬが排出されるので、図１５及
び図１６に示した従来の冷却機構のような遠心力に逆ら
うことによるオイルＬの淀みは生じない。螺旋管８１内
に流入したオイルＬは、螺旋管８１内を流れてポンプ部
５に戻る。このとき、オイルＬが下定盤１の回転方向と
同方向に巻いた螺旋管８１内を流れるので、螺旋管８１
内に流入したオイルＬは、その流速を減衰させることな
く、ポンプ部５にフィードバックされる。

【００２４】上記のように、この実施形態の研磨装置に
よれば、ポンプ部５からのオイルＬを水車体６０の遠心
力により冷却室７０内に供給し、下定盤１の遠心力の協
力によって、オイルＬを高速の乱流状態で冷却室７０内
に流すことができる。さらに、オイルＬを下定盤１に戻
すことなく、下定盤１の遠心力方向にあるオイル受け８
０に排出した後、螺旋管８１によって、遠心力で得たオ
イルＬの流速を殺すことなくポンプ部５にフィードバッ
クする。このため、ポンプ部５と冷媒供給部６と冷媒通
路部７と冷媒フィードバック部８とで構成されるオイル
循環回路を流れるオイルＬが高速且つ淀みなく循環し、
下定盤１を冷却ムラなくほぼ完全に冷却することができ
るという効果がある。

【００２５】（第２の実施形態）図１０は、この発明の
第２の実施形態に係る研磨装置を示す断面図である。こ
の実施形態の研磨装置は、水車体６０を駆動回転させる
ための水車体駆動機９０を設けた点が上記第１の実施形
態と異なる。すなわち、水車体６０の外リング板６３に
ギア部９１を形成して、このギア部９１にギヤ９２ａを
噛合させ、このギヤ９２ａをモータ９２で回転させる構
成とした。これにより、モータ９２を駆動させ、水車体
６０を下定盤１の回転方向と同方向に回転させること
で、さらに高速のオイルＬを水車体６０から冷却室７０
内に供給することができる。	その他の構成，作用効
果は上記第１の実施形態と同様であるので、その記載は
省略する。

【００２６】（第３の実施形態）図１１は、この発明の
第２の実施形態に係る研磨装置を示す断面図である。こ
の実施形態の研磨装置は、図１１に示すように、定盤駆
動機としてモータ９３と変速機９４とを有している。す
なわち、モータ９３から下定盤１の回転軸１１とサンギ
ア１２の回転軸１２ａとドライバ１３の回転軸１３ａと
インターナルギア１４の回転軸１４ａとに伝達される回
転速度を変速機９４で変速して、下定盤１，上定盤２，
サンギア１２及びインターナルギア１４を所望の速度で
回転させるようになっている。しかし、変速機９４は、
回転軸１１，１２ａ〜１４ａと複雑に噛合する多数のギ
ヤを内部に有しているため、ギヤ間接触によって高熱を
発し、その熱が回転軸１１を介して下定盤１に伝わる。
このため、下定盤１にワークＷの加工熱と上記ギヤ接触
による高熱とが加わるので、下定盤１内の冷媒通路部７
にオイルＬを供給するだけでは、下定盤１を十分に冷却
することができないおそれがある。そこで、この実施形
態では、オイルＬによって変速機９４と下定盤１との両
方を冷却可能の冷却機構を提供する。具体的には、変速
機９４の筐体９４ａを液密に形成し、ポンプ部５の出力
管５０を変速機９４の内部と連通するように筐体９４ａ
に接続した。そして、筐体９４ａの上面にオイル出口管
９４ｂを設け、このオイル出口管９４ｂを連結部材５
１'に連結した。連結部材５１'は、上記第１及び第２の
連結部材５１と同様に、水車体６０のオイル入口６０ａ
と連通した孔５１ａを有しているが、その外形が連結部
材５１とは異なる。すなわち、連結部材５１'の外周面
５１ｂはテーパ状に形成され、このテーパ状の外周面５
１ｂに冷媒フィードバック部８の螺旋管８１が巻き付け
られている。

【００２７】かかる構成により、ポンプ部５から出力さ
れたオイルＬが、出力管５０を通じて変速機９４内に供
給され、変速機９４内部を冷却した後、オイル出口管９
４ｂと連結部材５１と水車体６０とを介して下定盤１の
冷媒通路部７に供給される。この結果、下定盤１の加熱
の一因となる変速機９４と下定盤１とがオイルＬによっ
て冷却されることとなり、下定盤１の冷却効果がさらに
高めるられる。その他の構成，作用効果は上記第１及び
第２の実施形態と同様であるので、その記載は省略す
る。

【００２８】なお、この発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、
冷媒としてオイルＬを用いたが、冷却水など、下定盤１
を冷却可能なあらゆる液体及び気体を冷媒として用いる
ことができることは勿論である。また、上記実施形態で
は、水車体６０の羽根６４と冷却室７０の側壁７１と
を、図３に示すように、下定盤１の回転方向と逆向きに
傾けて形成した冷却機構について説明したが、図１２に
示すように、これら羽根６４及び側壁７１を下定盤１の
半径方向に向けて形成した冷却機構を除外するもので意
味ではない。

【００２９】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１な
いし請求項３の発明によれば、冷媒が冷却機構の水車体
の遠心力によって冷媒出口から高速に流出されるので、
冷媒を冷媒通路部の複数の冷却室を高速で通過させるこ
とができる。このため、冷媒通路部に流入する冷媒の温
度と冷媒通路部から流出する冷媒の温度との差を少なく
することができ、この結果、定盤の研磨面部の冷却ムラ
を少なくすることができるという優れた効果がある。ま
た、複数の冷却室が略放射状に画成してあり、しかもそ
の冷媒出口が定盤の外周面に開口しているので、冷媒が
図１３及び図１４に示した従来の冷却機構を用いた場合
に比べて極めて早く冷却室を通過する。このため、研磨
面部の冷却ムラをさらに減少させることができる。さら
に、冷却室の冷媒出口から流出した冷媒が冷媒フィード
バック部の開口を通じて管体内に流入し、ポンプ部に戻
されるようになっているので、図１５及び図１６に示し
た従来の冷却機構のような冷媒のよどみが無い。この結
果、ポンプ部から供給された冷媒を、冷媒供給部，冷媒
通路部及び冷媒フィードバック部を通じて高速で淀みな
く流すことができるので、研磨面部を常に一定の温度の
冷媒で冷却することができ、定盤研磨面部の冷却ムラを
ほぼ完全に無くすことができるという効果がある。

【００３０】また、請求項４の発明によれば、冷媒供給
部の水車体を駆動回転させるための水車体駆動機が設け
られているので、この水車体駆動機を駆動させて水車体
を高速で回転することにより、冷媒をさらに高速化する
ことができるという効果がある。

【００３１】また、請求項５の発明によれば、冷媒フィ
ードバック部の管体の冷媒通路を、定盤の回転軸の周り
で定盤の回転方向と同方向に巻く螺旋形状に設定したの
で、管体内の冷媒が速やかにポンプ部側に掃け、冷媒の
淀みを完全に防止することができるという効果がある。

【００３２】さらに、請求項６の発明によれば、ポンプ
部からの冷媒が、定盤駆動機の変速機内に通された後、
冷媒供給部の冷媒入口に供給されるので、定盤を加熱す
る一因となる定盤駆動機も冷却することでき、この結
果、冷却効果をさらに高めることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係る研磨装置を示
す断面図である。

【図２】水車体を示す断面図である。

【図３】水車体の平面図である。

【図４】図３の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。

【図５】冷媒通路部を示す断面図である。

【図６】オイル受けを示す断面図である。

【図７】オイル受けと螺旋管とを示す平面図である。

【図８】オイルの層流状態を示す断面図である。

【図９】オイルの乱流状態を示す断面図である。

【図１０】この発明の第２の実施形態に係る研磨装置を
示す断面図である。

【図１１】この発明の第３の実施形態に係る研磨装置を
示す断面図である。

【図１２】水車体の羽根及び冷却室の側壁の向きの変形
例を示す断面図である。

【図１３】研磨装置に適用される冷却機構の第１の従来
例を示す断面図である。

【図１４】図１３の矢視Ａ−Ａ断面図である。

【図１５】冷却機構の第２従来例を示す断面図である。

【図１６】図１５の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１…下定盤（定盤）、 ２…上定盤（加圧体）、 ３…
駆動機構（定盤駆動機構）、 ４…冷却機構、 ５…ポ
ンプ部、 ６…冷媒供給部、 ７…冷媒通路部、８…冷
媒フィードバック部、 １０…研磨面部、 １１…回転
軸、 ５０…出力管、 ５１…連結部材、 ５１ａ…
孔、 ５３…入力管、 ６０…水車体、６０ａ，７０ａ
…オイル入口（冷媒入口）、 ６０ｂ，７０ｂ…オイル
出口（冷媒出口）、 ６２…内リング板、 ６３…外リ
ング板、 ６４…羽根、 ７０…冷却室、 ７１…側
壁、 ８０…オイル受け（管体）、 ８０ａ…開口、
８１…螺旋管（冷媒通路）、 ８３…ストッパ、 Ｌ…
オイル（冷媒）、 Ｗ…ワーク。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧体で押圧されたワークを研磨する研
   磨面部を表面側に有した略円形状で且つ所定肉厚の定盤
   と、 上記定盤の研磨面部とは逆側の中心部に設けられた回転
   軸を回転させる定盤駆動機と、 上記定盤の内部に形成され且つ供給された冷媒で上記研
   磨面部を冷却するための冷媒通路部，上記回転軸側に設
   けられ上記冷媒通路部に所定速度の冷媒を供給するため
   の冷媒供給部，この冷媒供給部に所定圧力の冷媒を送る
   ためのポンプ部，及び上記定盤の外周部側に設けられ上
   記冷媒通路部を通過した冷媒を上記ポンプ部にフィード
   バックするための冷媒フィードバック部を有する冷却機
   構とを具備する研磨装置であって、 上記冷却機構の冷媒通路部は、上記回転軸近傍に開口し
   た冷媒入口と上記定盤外周面に開口した冷媒出口とを有
   した複数の冷却室を略放射状に画成してなり、 上記冷却機構の冷媒供給部は、上記回転軸に独立回転可
   能に取り付けられ、且つ上記ポンプ部からの冷媒が流入
   可能な冷媒入口と流入した冷媒の圧力を受ける複数の羽
   根と上記複数の冷却室の冷媒入口に冷媒を流出する冷媒
   出口とを有する水車体であり、 上記冷却機構の冷媒フィードバック部は、上記定盤の外
   周面を囲み且つ上記冷却室の冷媒出口に連通する開口を
   有した管体であって、上記冷却室から流入された冷媒を
   上記ポンプ部に戻す冷媒通路を有するものである、こと
   を特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の研磨装置において、 上記冷却機構の冷媒通路部を形成する上記複数の冷却室
   を仕切る側壁と上記冷媒供給部の水車体を形成する羽根
   とを、上記定盤の半径方向に向けて形成した、 ことを特徴とする研磨装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の研磨装置において、 上記冷却機構の冷媒通路部を形成する上記複数の冷却室
   を仕切る側壁と上記冷媒供給部の水車体を形成する羽根
   とを、上記定盤の回転方向と逆方向に傾けて形成した、 ことを特徴とする研磨装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３いずれかに記載
   の研磨装置において、 上記冷却機構の冷媒供給部を形成する水車体を駆動回転
   させるための水車体駆動機を設けた、 ことを特徴とする研磨装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４いずれかに記載
   の研磨装置において、 上記冷却機構の冷媒フィードバック部を形成する管体の
   冷媒通路を、上記定盤の回転軸の周りで定盤の回転方向
   と同方向に巻く螺旋形状に設定した、ことを特徴とする
   研磨装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５いずれかに記載
   の研磨装置において、 上記定盤駆動機は、モータと、定盤の回転軸に液密に組
   み付けられ且つ上記モータの回転速度を変化可能な変速
   機とを有し、 上記ポンプ部は、冷媒を上記定盤駆動機の変速機内に通
   した後、上記冷媒供給部の冷媒入口に供給するものであ
   る、ことを特徴とする研磨装置。