WO2011065462A1

WO2011065462A1 - 研磨具

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Publication number: WO2011065462A1
Application number: PCT/JP2010/071090
Authority: WO
Inventors: 一正大西; 卓也足立
Original assignee: 有限会社Uwave; 株式会社ディスコ
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2011-06-03
Also published as: TW201139049A; JP2011110659A; JP5443960B2

Abstract

　支持板１１、支持板の下方に環状接続部１２を介して支持板と間隔をあけて平行に支持され、下面に環状の砥石１３が装着された環状砥石装着板１４、および砥石装着板に固定された超音波振動子を備え、上記環状接続部１２の上側環状接続面１２ａの内周縁が下側環状接続面１２ｂの外周縁よりも外周側に位置していて、この接続部１２の上側環状接続面１２ａの内周縁と下側環状接続面１２ｂの外周縁との間に、環状空気相含有帯域１６、１７を接続部１２の径方向に多重に形成してなる環状空気相含有領域１８が、この環状空気相含有領域により超音波振動子から発生される超音波振動が砥石装着板と平行な方向に沿って環状接続部１２の環状空気相含有領域１８よりも外周側の領域に伝達されないように設けられていることを特徴とする研磨具は、超音波振動子にて発生させた超音波振動を効率良く砥石に付与することができる。

Description

研磨具

　本発明は、研磨対象物の表面を研磨するために用いられる研磨具に関する。

従来より、薄膜型電子部品の製造のため、ガラス基板、シリコン基板、シリコンカーバイド基板、シリコンナイトライド基板、サファイア基板、あるいはアルミナ－チタンカーバイド基板などが用いられている。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。

　研磨装置は、研磨具とその駆動装置から構成される。研磨具は、駆動装置が備える回転軸に接続される砥石装着板と、砥石装着板の下面に装着された環状の砥石とから構成される。この駆動装置の回転軸を研磨具と共に回転させ、そして砥石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。

　一方、研磨具の砥石装着板に超音波振動子を固定して、この超音波振動子にて発生させた超音波振動を砥石装着板を介して砥石に付与することも知られている。これにより砥石と研磨対象物との摩擦が低減されるため、研磨対象物の発熱が抑制される。従って、研磨対象物に発熱による膨張や変質を生じ難くなる。このため研磨対象物の表面を高い精度で研磨することができる。

　特許文献１には、図１３に示す研磨具が開示されている。図１３の研磨具１３０は、回転軸に固定される環状の砥石保持部材１３４、砥石保持部材１３４の下面に装着された環状の砥石１３３、そして砥石保持部材１３４に固定された超音波振動子１３５から構成されている。この研磨具１３０の砥石保持部材１３４の内周面と外周面との各々には周溝１３４ａが形成されている。

　同文献には、上記周溝１３４ａの形成により、砥石保持部材１３４の周溝１３４ａよりも下側の部分を、その幅方向の中央の位置を振動の節として径方向に超音波振動させることができ、この超音波振動は砥石保持部材１３４の周溝１３４ａよりも上側の部分には伝達しないため、砥石１３３を効率良く超音波振動させることができると記載されている。

　特許文献２には、図１４に示す研磨具が開示されている。図１４の研磨具１４０は、回転軸１４９に固定される砥石保持部材１４４、砥石保持部材１４４の下面に装着された環状の砥石１４３、そして砥石保持部材１４４に固定された超音波振動子１４５から構成されている。砥石保持部材１４４は、円板部１４４ａとその周縁から下方に伸びる円筒部１４４ｂとから構成されている。

　円筒部１４４ｂには、環状に形成した連続の空気相を含む空気相含有帯域１４６、１４７が円筒部１４４ｂの軸方向に（上下に）二重に形成された構成の環状空気相含有領域１４８が設けられている。環状空気相含有帯域１４６は、円筒部１４４ｂの内周面に形成された円環状内側溝１４６ｃの内部の空気相１４６ａと連結領域１４６ｂとから構成されている。環状空気相含有帯域１４７は、円筒部１４４ｂの外周面に形成された円環状外側溝１４７ｃの内部の空気相１４７ａと連結領域１４７ｂとから構成されている。

　同文献には、上記超音波振動子１４５にて発生させた超音波振動は、円筒部１４４ｂと溝１４６ｃ、１４７ｃの各々の内部の空気相との界面から形成される超音波反射面にて反射され、円筒部１４４ｂの各溝よりも上側の部分には伝達し難いため、その大部分が円筒部１４４ｂの各溝よりも下側の部分を介して砥石１４３に効率良く付与されると記載されている。

特開２００９－２２６５７５（第７図）国際公開第０８／１０８４６３号パンフレット（第１５図）

　特許文献１の研磨具は、超音波振動を効率良く砥石に付与するため、砥石保持部材の内周面と外周面との各々に周溝を形成している。

　特許文献２の研磨具は、超音波振動を効率良く砥石に付与するため、砥石保持部材の円筒部の内周面に円環状内側溝を、そして外周面に円環状外側溝を形成されている。

　本発明の課題は、超音波振動子にて発生させた超音波振動を効率良く砥石に付与することができる新規な構成の研磨具を提供することにある。

　本発明は、回転軸の下端部に回転軸に対して垂直に固定される円盤状もしくは環状の支持板、支持板の下方に環状接続部を介して支持板と間隔をあけて平行に支持され、下面に環状の砥石が装着された環状砥石装着板、および砥石装着板に固定された超音波振動子を含む研磨具であって、上記環状接続部の支持板と接続する上側環状接続面の内周縁が、環状砥石装着板と接続する下側環状接続面の外周縁よりも外周側に位置していて、この接続部の上側環状接続面の内周縁と下側環状接続面の外周縁との間に、環状に形成もしくは配置した連続もしくは非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を上記接続部の径方向に多重に形成してなる環状空気相含有領域が、この環状空気相含有領域により超音波振動子から発生される超音波振動が上記砥石装着板と平行な方向に沿って環状接続部の環状空気相含有領域よりも外周側の領域に伝達されないように設けられていることを特徴とする研磨具にある。

　本発明はまた、回転軸の下端部に回転軸に対して垂直に固定される円盤状もしくは環状の支持板、支持板の下方に環状接続部を介して支持板と間隔をあけて平行に支持され、下面に環状の砥石が装着された環状砥石装着板、および砥石装着板に固定された超音波振動子を含む研磨具であって、上記環状接続部の支持板と接続する上側環状接続面の外周縁が、環状砥石装着板と接続する下側環状接続面の内周縁よりも内周側に位置していて、この接続部の上側環状接続面の外周縁と下側環状接続面の内周縁との間に、環状に形成もしくは配置した連続もしくは非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を上記接続部の径方向に多重に形成してなる環状空気相含有領域が、この環状空気相含有領域により超音波振動子から発生される超音波振動が上記砥石装着板と平行な方向に沿って環状接続部の環状空気相含有領域よりも内周側の領域に伝達されないように設けられていることを特徴とする研磨具にもある。

　上記の各研磨具の好ましい態様は、次の通りである。
　（１）環状接続部の環状空気相含有領域が設けられた部位の上下面の各々が環状砥石装着板と平行な面である。
　（２）環状接続部の下側環状接続面の外周縁が砥石の内周縁よりも内周側に位置している。
　（３）超音波振動子が環状接続部の下側環状接続面の内周縁の直径よりも小さな外径を持つ環状の形状にあり、この超音波振動子が環状砥石装着板の上面もしくは下面に環状砥石装着板と同軸に固定されている。

　（４）環状空気相含有領域が、環状接続部に連結領域を介して断続的に形成された内周側の複数の貫通溝と連結領域を介して断続的に形成された外周側の複数の貫通溝とから構成されていて、内周側の連結領域は外周側の貫通溝に接するように配置され、かつ外周側の連結領域は内周側の貫通溝に接するように配置されている。
　（５）環状空気相含有領域が、環状接続部に連結領域を介して断続的に形成された内周側の複数の貫通孔と連結領域を介して断続的に形成された外周側の複数の貫通孔とから構成されていて、内周側の連結領域は外周側の貫通孔に接するように配置され、かつ外周側の連結領域は内周側の貫通孔に接するように配置されている。

　（６）環状空気相含有領域が、環状接続部の上側から上下方向に延びる非貫通の円環状上側溝と環状接続部の下側から上下方向に延びる非貫通の円環状下側溝とから構成されていて、上側溝の底面が下側溝の底面よりも下側に位置する。
　（７）環状空気相含有領域が多孔質環状部材から構成されている。

　本発明の研磨具において、超音波振動子にて発生させた超音波振動が環状砥石装着板を介して環状接続部に伝達すると、この環状接続部を環状砥石装着板と平行な方向に沿って伝達する超音波振動（あるいは超音波振動成分）は、この環状接続部に設けられた環状空気相含有領域が形成する超音波反射面によって反射される。このため、超音波振動子にて発生させた超音波振動が、環状砥石装着板を介して効率良く砥石に付与される。

本発明の研磨具の構成例を示す断面図である。図１に記入した切断線II－II線に沿って切断した研磨具の断面図である。環状接続部の別の構成例を示す断面図である。図３の環状接続部の平面図である。環状接続部の更に別の構成例を示す断面図である。図５の環状接続部の平面図である。環状接続部の更に別の構成例を示す断面図である。図７の環状接続部の平面図である。本発明の研磨具の別の構成例を示す断面図である。本発明の研磨具の更に別の構成例を示す断面図である。本発明の研磨具の更に別の構成例を示す断面図である。本発明の研磨具の更に別の構成例を示す断面図である。従来の研磨具の構成を示す断面図である。従来の研磨具の別の構成を示す断面図である。

　本発明の研磨具を、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明の研磨具の構成例を示す断面図である。そして図２は、図１に記入した切断線II－II線に沿って切断した研磨具１０の断面図である。

　図１及び図２に示す研磨具１０は、回転軸１９の下端部に回転軸１９に対して垂直に固定される環状の支持板１１、支持板１１の下方に環状接続部１２を介して支持板１１と間隔をあけて平行に支持され、下面に環状の砥石１３が装着された環状砥石装着板１４、および砥石装着板１４に固定された超音波振動子１５から構成されている。この研磨具１０は、環状接続部１２の支持板１１と接続する上側環状接続面１２ａの内周縁が、環状砥石装着板１４と接続する下側環状接続面１２ｂの外周縁よりも外周側に位置していて、この接続部１２の上側環状接続面１２ａの内周縁と下側環状接続面１２ｂの外周縁との間に、環状に配置した非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を接続部１２の径方向に二重に形成してなる環状空気相含有領域１８が、環状空気相含有領域１８により超音波振動子１５から発生される超音波振動が砥石装着板１４と平行な方向に沿って環状接続部１２の環状空気相含有領域１８よりも外周側の領域に伝達されないように設けられていることに主な特徴がある。

　研磨具１０の支持板１１は、駆動装置が備える回転軸１９の下端部に固定される。駆動装置としては、例えば、特許文献１あるいは特許文献２に記載された研磨装置が備える駆動装置を用いることができる。なお、回転軸は、水平方向に配置されていてもよい。この場合、本発明の研磨具の「上側」とは支持板の側を、そして「下側」とは砥石の側を意味する。

　支持板１１は、ボルト２１を用いて回転軸１９の下端部に固定されている。支持板１１はまた、ボルト２２を用いて環状接続部１２に固定されている。環状接続部１２は、接着剤を用いて環状砥石装着板１４に固定されている。回転軸１９と支持板１１、支持板１１と環状接続部１２、そして環状接続部１２と環状砥石装着板１４のそれぞれの固定方法に特に制限はない。

　回転軸１９と支持板１１、支持板１１と環状接続部１２、あるいは環状接続部１２と環状砥石装着板１４を予め一体に（一つの部品として）形成することもできる。なお、例えば、回転軸と支持板とを予め一体に形成する場合あるいは互いに溶接により固定する場合には、支持板の形状を円盤状とすることもできる。

　支持板１１、環状接続部１２及び環状砥石装着板１４の各々は、例えば、金属材料やセラミック材料から形成される。金属材料の例としては、アルミニウム、ステンレス鋼などの鋼、ジュラルミンなどのアルミニウム合金、および青銅などの銅合金が挙げられる。

　環状砥石装着板１４の下面には、環状の砥石１３が装着されている。環状砥石装着板１４と環状の砥石１３とは、例えば、接着剤を用いて固定される。

　環状の砥石１３としては、例えば、ダイヤモンド砥粒に代表される砥粒を、金属ボンドやレジン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乃至５０μｍの範囲内に設定される。

　なお、環状の砥石には、環状に並べて配置された複数個（例えば、２乃至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（特にサイズの大きいもの）の作製が容易になる。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。

　環状砥石装着板１４の上面には、例えば、エポキシ樹脂を用いて環状の超音波振動子１５が固定されている。

　環状の超音波振動子１５としては、環状の圧電体の上面及び下面の各々に電極層を付設した構成の圧電振動子が用いられている。

　圧電体の材料の例としては、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。圧電体は、例えば、その厚み方向（図１にて上下方向）に分極処理される。電極層の材料の例としては、銀やリン青銅などの金属材料が挙げられる。

　超音波振動子１５は、その電極層に電源にて発生した電気的エネルギー（代表例、交流電圧）が付与されると超音波振動を発生する。超音波振動子１５と電源とは、例えば、ロータリートランスやスリップリングを介して互いに電気的に接続される。超音波振動子と電源との電気的な接続方法については、前記の特許文献２に詳しい記載がある。従って、例えば、前記の特許文献２に記載された電気的な接続方法により、本発明の研磨具の超音波振動子と電源とを互いに電気的に接続することができる。

　なお、超音波振動子の形状に特に制限はないが、環状の超音波振動子を用いることが好ましい。これにより、環状砥石装着板の周方向の全体を環状の砥石と共に径方向に均一な振幅にて超音波振動させることができる。このため、長期間にて使用しても環状の砥石に偏摩耗（周方向における不均一な摩耗）を生じ難くなる。従って、安定した高い精度で研磨対象物の表面の研磨を続けることができる。環状の超音波振動子に代えて、環状に並べて配置された複数個（例えば、２乃至５０個）の超音波振動子片の集合体を用いることもできる。

　また、超音波振動子は、環状砥石装着板の上面、下面、外周面及び内周面の何れの面に固定してもよいが、環状砥石装着板の上面に固定することが好ましい。これにより、研磨の際に研磨対象物の表面に供給される研削補助液（代表例、水）を介した超音波振動子の上下面の電極層の電気的な短絡を防止することができる。

　次に、本発明の研磨具１０の特徴である環状接続部１２について詳しく説明する。

　図１の研磨具１０では、環状接続部１２の支持板１１と接続する上側環状接続面１２ａの内周縁が、環状砥石装着板１４と接続する下側環状接続面１２ｂの外周縁よりも外周側に位置している。すなわち、上側環状接続面１２ａの内周縁の直径が、下側環状接続面１２ｂの外周縁の直径よりも大きくされている。

　環状接続部１２の上側環状接続面１２ａの内周縁と下側環状接続面１２ｂの外周縁との間の部位には、環状空気相含有領域１８が設けられている。

　環状空気相含有領域１８は、環状に配置した合計で１２個の空気相１６ａを含む環状空気相含有帯域１６と、環状に配置した合計で１２個の空気相１７ａを含む環状空気相含有帯域１７とが、環状接続部１２の径方向に二重に形成された構成を有している。

　これにより、環状接続部１２には、接続部（固体）１２と各空気相（気体）１６ａとの界面（後に説明する貫通溝１６ｃの内周側の表面に相当する面）からなる超音波反射面と、接続部１２と各空気相１７ａとの界面（後に説明する貫通溝１７ｃの内周側の表面に相当する面）からなる超音波反射面とが形成される。

　従って、超音波振動子１５にて発生させた超音波振動が環状砥石装着板１４を介して環状接続部１２に伝達すると、この環状接続部１２の内部を環状砥石装着板１４と平行な方向に沿って伝達する超音波振動（あるいは超音波振動成分）は、環状空気相含有領域１８により形成される何れかの超音波反射面によって反射され、環状接続部１２の環状空気相含有領域１８よりも外周側の領域に伝達することがない。このため、超音波振動子１５にて発生させた超音波振動は、環状砥石装着板１４を介して効率良く砥石１３に付与される。

　環状砥石装着板は、その固有振動の振動数に対応する周波数の超音波振動が付与されると大きな振幅にて超音波振動（固有振動）する。従って、環状砥石装着板に、例えば、その幅方向の振動を主成分とする固有振動の振動数に対応する周波数の超音波振動を付与するか、あるいは厚み方向の振動を主成分とする固有振動の振動数に対応する周波数の超音波振動を付与することにより、この環状砥石装着板を大きな振幅にて超音波振動させることができる。そして、前記の砥石装着板の幅方向の振動を主成分とする固有振動の振動数は、厚み方向の振動を主成分とする固有振動の振動数よりも小さいため、前者の固有振動はその振幅が後者の固有振動の振幅よりも大きいという利点を有している。

　このため、超音波振動子にて環状砥石装着板１４の幅方向の振動を主成分とする固有振動の振動数に対応する周波数の超音波振動を発生させ、この超音波振動を砥石装着板１４に付与することにより、砥石装着板１４を大きな振幅にて超音波振動（固有振動）させることが望ましい。

　ところが、仮に環状接続部の環状空気相含有帯域が環状接続部の軸方向（上下に）に多重に配置されていると、上記のような環状砥石装着板の幅方向の振動を主成分とする固有振動（超音波振動）の一部分が、環状接続部の上下の環状空気相含有帯域の間の部位を通って環状空気相含有領域よりも外周側の領域に伝達して超音波振動のエネルギーの損失を生じることがある。この損失を抑制するには、環状空気相含有帯域を環状接続部の径方向に多重に配置することが必要である。しかしながら、環状接続部の形状が、例えば、円筒状の形状であると、空気相含有帯域を環状接続部の径方向に多重に配置することができない。

　このため、本発明の研磨具１０では、環状接続部１２の上側環状接続面１２ａの内周縁が下側環状接続面１２ｂの外周縁よりも外周側に位置する構成、すなわち上側環状接続面１２ａの内周縁の直径が下側環状接続面１２ｂの外周縁の直径よりも大きくされた構成が採用されている。これにより、環状接続部１２の上側環状接続面１２ａの内周縁と下側環状接続面１２ｂの外周縁との間の部位に、環状空気相含有帯域１６、１７が環状接続部１２の径方向に多重に形成された構成の環状空気相含有領域１８を設けることが可能とされている。

　なお、超音波振動子１５にて発生させる超音波振動の周波数、すなわち超音波振動子１５に付与する交流電圧の周波数は、例えば、次のようにして定めることができる。先ず、砥石１３が装着された環状砥石装着板１４に固定された超音波振動子１５のインピーダンスの周波数特性を、例えば、インピーダンスアナライザを用いて測定する。そして超音波振動子１５に付与する交流電圧の周波数を、得られたインピーダンス特性に表れる複数のアドミタンス（インピーダンスの逆数）のピークのうち、上記の砥石装着板の幅方向の振動を主成分とする固有振動の振動数に対応するピーク（通常は、２０～１００ｋＨｚの範囲の周波数に現れるピーク）と対応する周波数に決定する。

　環状空気相含有領域１８は、環状接続部１２に連結領域１６ｂを介して断続的に形成された内周側の複数（例えば、１２個）の貫通溝１６ｃと、連結領域１７ｂを介して断続的に形成された外周側の複数（例えば、１２個）の貫通溝１７ｃとから構成されていて、内周側の連結領域１６ｂは、外周側の貫通溝１７ｃに接するように配置され、かつ外周側の連結領域１７ｂは、内周側の貫通溝１６ｃに接するように配置されていることが好ましい。これにより、環状接続部１２の内部を砥石装着板１４と平行な方向に沿って伝達する超音波振動の殆どが、各貫通溝１６ｃの内部の空気相１６ａ、および各貫通溝１７ｃの内部の空気相１７ａにより形成される超音波反射面のうちの何れかによって反射される。このため、超音波振動子１５にて発生させた超音波振動が環状砥石装着板１４を介して効率良く砥石１３に付与される。

　環状空気相含有領域１８は、その周方向の８５乃至１００％（特に、９０乃至１００％）の範囲内の部位に、超音波反射面を形成する空気相１６ａ、１７ａの少なくとも一方が配置された構成を有していることが好ましい。

　図１に示すように、環状接続部１２の環状空気相含有領域１８が設けられた部位の上下面の各々が環状砥石装着板１４と平行な面であることが好ましい。これにより、環状空気相含有領域１８の貫通溝１６ｃ、１７ｃの形成が容易になる。貫通溝１６ｃ、１７ｃの形成は、例えば、放電加工や切削加工によって行なわれる。

　環状接続部１２の下側環状接続面１２ｂの外周縁は、砥石１３の内周縁よりも内周側に位置している、すなわち下側環状接続面１２ｂの外周縁の直径は、砥石１３の内周縁の直径よりも小さくされていることが好ましい。このような構成を採用すると、環状接続部１２によって、環状砥石装着板１４が環状の砥石１３の装着位置よりも内周側の位置にて支持される。このため、環状の砥石１３をより大きな振幅にて超音波振動させることができる。

　環状砥石装着板１４にその幅方向の振動を主成分とする固有振動を生じさせ易くするため、通常、砥石装着板１４の幅（最大値）は、厚み（最大値）の２～２０倍（好ましくは３～２０倍、更に好ましくは４～２０倍、特に好ましくは４～１５倍）の範囲内の長さに設定される。同様の理由により、砥石装着板１４の幅（最大値）は、通常、環状接続部１２の下端部の幅の２～５０倍（好ましくは５～４５倍、更に好ましくは８～４０倍）の範囲内の長さに設定される。

　なお、超音波振動子１５は、環状接続部１２の下側環状接続面１２ｂの内周縁の直径よりも小さな外径を持つ環状の形状にあり、この超音波振動子１５が環状砥石装着板１４の上面もしくは下面に砥石装着板１４と同軸に固定されていることが好ましい。これにより、同じ振幅の超音波振動を発生させる場合に、超音波振動子１５にて消費される電力を小さくすることができる。

　図３は、環状接続部の別の構成例を示す断面図であり、そして図４は、図３の環状接続部３２の平面図である。

　図３及び図４に示す環状接続部３２の構成は、環状空気相含有領域３８が、環状接続部３２に連結領域３６ｂを介して断続的に形成された内周側の複数の貫通孔３６ｃと、連結領域３７ｂを介して断続的に形成された外周側の複数の貫通孔３７ｃとから構成されていて、内周側の連結領域３６ｂは、外周側の貫通孔３７ｃに接するように配置され、かつ外周側の連結領域３７ｂは、内周側の貫通孔３６ｃに接するように配置されていること以外は図１に示す環状接続部１２と同様である。

　この複数の貫通孔３６ｃの内部の空気相３６ａと複数の連結領域３６ｂとにより環状空気相含有帯域３６が構成され、そして複数の貫通孔３７ｃの内部の空気相３７ａと複数の連結領域３７ｂとにより環状空気相含有帯域３７が構成されている。環状空気相含有帯域３６と環状空気相含有帯域３７とは、環状接続部３２の径方向に二重に配置されていて、環状空気相含有領域３８を構成している。

　図５は、環状接続部の更に別の構成例を示す断面図であり、そして図６は、図５の環状接続部５２の平面図である。

　図５及び図６に示す環状接続部５２の構成は、環状空気相含有領域５８が、環状接続部５２の上側から上下方向に延びる非貫通の円環状上側溝５６ｃと環状接続部５２の下側から上下方向に延びる非貫通の円環状下側溝５７ｃとから構成されていて、上側溝５６ｃの底面が下側溝５７ｃの底面よりも下側に位置していること以外は図１に示す環状接続部１２と同様である。

　この上側溝５６ｃの内部の空気相（環状に形成した連続の空気相）５６ａと連結領域５６ｂとにより環状空気相含有帯域５６が構成され、そして下側溝５７ｃの内部の空気相５７ａと連結領域５７ｂとにより環状空気相含有帯域５７が構成されている。環状空気相含有帯域５６と環状空気相含有帯域５７とは、環状接続部５２の径方向に二重に配置されていて、環状空気相含有領域５８を構成している。

　図７は、環状接続部の更に別の構成例を示す断面図であり、そして図８は、図７の環状接続部７２の平面図である。

　図７及び図８に示す環状接続部７２の構成は、環状空気相含有領域７８が多孔質環状部材から構成されていること以外は図１に示す環状接続部１２と同様である。

　この多孔質環状部材の内部にて、例えば、環状接続部７２の周方向に沿って環状に配置している多数の気泡（空気相）７６ａと、そして環状接続部７２の周方向に沿って環状に配置している多数の気泡７７ａとが、それぞれ環状空気相含有帯域を構成している。

　本発明の研磨具が備える環状空気相含有領域の構成は、前記の特許文献２に記載された研磨具が備える環状空気相含有領域と同様であるので、これ以上の説明は行なわない。

　図９は、本発明の研磨具の別の構成例を示す断面図である。図９の研磨具９０の構成は、環状接続部９２と環状砥石装着板９４とが予め一体に（一つの部品として）形成されていること、そして砥石装着板９４の上面に超音波振動子１５の位置決め用の環状の突起９４ａが形成されていること以外は図１の研磨具１０と同様である。

　図１０は、本発明の研磨具の更に別の構成例を示す断面図である。図１０の研磨具１００の構成は、環状接続部１０２の内周面と外周面とがそれぞれ上側の開口径が下側の開口径よりも大きな円筒面とされていること以外は図１の研磨具１０と同様である。

　図１１は、本発明の研磨具の更に別の構成例を示す断面図である。

　図１１の研磨具１１０の構成は、環状接続部１１２の支持板１１と接続する上側環状接続面１１２ａの外周縁が、環状砥石装着板１４と接続する下側環状接続面１１２ｂの内周縁よりも内周側に位置していて、この接続部１１２の上側環状接続面１１２ａの外周縁と下側環状接続面１１２ｂの内周縁との間に、環状に配置した非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域１６、１７を上記接続部１１２の径方向に多重に形成してなる環状空気相含有領域１８が、この環状空気相含有領域１８により超音波振動子１５から発生される超音波振動が砥石装着板１４と平行な方向に沿って環状接続部１１２の環状空気相含有領域１８よりも内周側の領域に伝達されないように設けられていること以外は図１の研磨具１０と同様である。また、図１１の研磨具１１０の好ましい態様は、図１の研磨具１０の場合と同様である。

　図１２は、本発明の研磨具の更に別の構成例を示す断面図である。図１２の研磨具１２０の構成は、環状接続部１２２の内周面と外周面とがそれぞれ上側の開口径が下側の開口径よりも小さな円筒面とされていること以外は図１１の研磨具１１０と同様である。

　なお、本発明の研磨具の環状接続部は、上記環状空気相含有領域が形成される部位（上面が支持板に接触することがなく、かつ下面が環状砥石装着板に接触することがない部位）を備えていれば、その上端部が支持板に沿って延長されていてもよいし、その下端部が環状砥石装着板に沿って延長されていてもよい。

１０　研磨具
１１　支持板
１２　環状接続部
１２ａ　上側環状接続面
１２ｂ　下側環状接続面
１３　環状の砥石
１４　環状砥石装着板
１５　超音波振動子
１６、１７　環状空気相含有帯域
１６ａ、１７ａ　空気相
１６ｂ、１７ｂ　連結領域
１６ｃ、１７ｃ　貫通溝
１８　環状空気相含有領域
１９　回転軸
２１、２２　ボルト
３２　環状接続部
３６、３７　環状空気相含有帯域
３６ａ、３７ａ　空気相
３６ｂ、３７ｂ　連結領域
３６ｃ、３７ｃ　貫通孔
３８　環状空気相含有領域
５２　環状接続部
５６、５７　環状空気相含有帯域
５６ａ、５７ａ　空気相
５６ｂ、５７ｂ　連結領域
５６ｃ　円環状上側溝
５７ｃ　円環状下側溝
５８　環状空気相含有領域
７２　環状接続部
７６ａ、７７ａ　気泡（空気相）
７８　環状空気相含有領域
９０、１００　研磨具
９２、１０２　環状接続部
９４　環状砥石装着板
９４ａ　環状の突起
１１０、１２０　研磨具
１１２、１２２　環状接続部
１１２ａ　上側環状接続面
１１２ｂ　下側環状接続面
１３０　研磨具
１３３　環状の砥石
１３４　砥石保持部材
１３４ａ　周溝
１３５　超音波振動子
１４０　研磨具
１４３　環状の砥石
１４４　砥石保持部材
１４４ａ　円板部
１４４ｂ　円筒部
１４５　超音波振動子
１４６、１４７　環状空気相含有帯域
１４６ａ、１４７ａ　空気相
１４６ｂ、１４７ｂ　連結領域
１４６ｃ　円環状内側溝
１４７ｃ　円環状外側溝
１４８　環状空気相含有領域
１４９　回転軸

Claims

　回転軸の下端部に該回転軸に対して垂直に固定される円盤状もしくは環状の支持板、該支持板の下方に環状接続部を介して該支持板と間隔をあけて平行に支持され、下面に環状の砥石が装着された環状砥石装着板、および該砥石装着板に固定された超音波振動子を含む研磨具であって、
　上記環状接続部の支持板と接続する上側環状接続面の内周縁が、環状砥石装着板と接続する下側環状接続面の外周縁よりも外周側に位置していて、該接続部の上側環状接続面の内周縁と下側環状接続面の外周縁との間に、環状に形成もしくは配置した連続もしくは非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を該接続部の径方向に多重に形成してなる環状空気相含有領域が、該環状空気相含有領域により超音波振動子から発生される超音波振動が上記砥石装着板と平行な方向に沿って環状接続部の環状空気相含有領域よりも外周側の領域に伝達されないように設けられていることを特徴とする研磨具。
　回転軸の下端部に該回転軸に対して垂直に固定される円盤状もしくは環状の支持板、該支持板の下方に環状接続部を介して該支持板と間隔をあけて平行に支持され、下面に環状の砥石が装着された環状砥石装着板、および該砥石装着板に固定された超音波振動子を含む研磨具であって、
　上記環状接続部の支持板と接続する上側環状接続面の外周縁が、環状砥石装着板と接続する下側環状接続面の内周縁よりも内周側に位置していて、該接続部の上側環状接続面の外周縁と下側環状接続面の内周縁との間に、環状に形成もしくは配置した連続もしくは非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を該接続部の径方向に多重に形成してなる環状空気相含有領域が、該環状空気相含有領域により超音波振動子から発生される超音波振動が上記砥石装着板と平行な方向に沿って環状接続部の環状空気相含有領域よりも内周側の領域に伝達されないように設けられていることを特徴とする研磨具。
　環状接続部の環状空気相含有領域が設けられた部位の上下面の各々が環状砥石装着板と平行な面である請求項１もしくは２に記載の研磨具。
　環状接続部の下側環状接続面の外周縁が砥石の内周縁よりも内周側に位置している請求項１もしくは２に記載の研磨具。
　超音波振動子が環状接続部の下側環状接続面の内周縁の直径よりも小さな外径を持つ環状の形状にあり、この超音波振動子が環状砥石装着板の上面もしくは下面に該環状砥石装着板と同軸に固定されている請求項１もしくは２に記載の研磨具。
　環状空気相含有領域が、環状接続部に連結領域を介して断続的に形成された内周側の複数の貫通溝と連結領域を介して断続的に形成された外周側の複数の貫通溝とから構成されていて、内周側の連結領域は外周側の貫通溝に接するように配置され、かつ外周側の連結領域は内周側の貫通溝に接するように配置されている請求項１もしくは２に記載の研磨具。
　環状空気相含有領域が、環状接続部に連結領域を介して断続的に形成された内周側の複数の貫通孔と連結領域を介して断続的に形成された外周側の複数の貫通孔とから構成されていて、内周側の連結領域は外周側の貫通孔に接するように配置され、かつ外周側の連結領域は内周側の貫通孔に接するように配置されている請求項１もしくは２に記載の研磨具。
　環状空気相含有領域が、環状接続部の上側から上下方向に延びる非貫通の円環状上側溝と環状接続部の下側から上下方向に延びる非貫通の円環状下側溝とから構成されていて、上側溝の底面が下側溝の底面よりも下側に位置する請求項１もしくは２に記載の研磨具。
　環状空気相含有領域が多孔質環状部材から構成されている請求項１もしくは２に記載の研磨具。