CN100335183C - 旋转涂敷设备及用于该设备中的掩模 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转涂敷方法与设备，及用于该方法与设备的掩模。当使用可辐射硬化的液体材料通过旋转涂敷在盘体上实现成膜时，在向安装在用于驱转盘体的旋转器上的盘体的附近供给可辐射硬化的液体材料进行旋转涂敷时，使盘体旋转并通过离心力在盘体上散布液体材料，从而在盘体表面形成液体材料的涂层，在旋转涂敷期间盘体旋转停止之前，向盘体施加具有使可辐射硬化的液体材料硬化的作用的辐射，从而降低了作为向盘体的涂敷而施加的液体材料的流动性。

Description

旋转涂敷设备及用于该设备中的掩模

本申请是2002年4月19日提交的中国发明专利申请No.02117437.7的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于通过使用旋转涂敷方法向盘体施涂可辐射硬化的材料的方法和设备。本发明的方法和设备适用于制成种类广泛的盘体，包括CD型盘的光盘，诸如CD、CD-R及CD-RW，DVD型盘，诸如DVD-ROM，DVD-R，DVD-RW及DVD-RAM，以及近来在研发的使用蓝色激光的盘，和磁-光盘，诸如MO和MD。

本发明还涉及在以下情形下使用旋转涂敷方法在盘体上实现成膜时所使用的掩模，即在CD型盘的光盘，诸如CD，CD-R，或CD-RW，DVD型盘，诸如DVD-ROM，DVD-R，DVD-RW或DVD-RAM，以及近来研发中使用蓝色激光的盘(disc coping with a blue laser)，或磁-光盘，诸如MO或MD的制造期间，并涉及使用该掩模的旋转涂敷方法和设备。

背景技术

旋转涂敷是向盘体的中心附近提供液体材料，使盘体旋转并通过旋转的离心力散布液体材料，并在盘体的表面形成厚度均匀的液体材料涂层的技术。旋转涂敷广泛用于例如CD型盘和DVD型盘的保护层等的形成。

另一方面，近年来，作为下一代信息记录介质的使用蓝色激光的盘的研发已经有进展。传统的小型光盘或DVD盘具有聚碳酸酯等透明的基片，并实现了信息从透明基片侧通过透明基片的复制(以及在记录型盘情形下的记录)，而这种使用蓝色激光的盘实现了信息从与基片相反侧的记录和复制。因而，必须在记录层(或反射层)上形成厚度0.1mm(100μm)的透明的透光层。

已经提出在盘上粘贴厚度为0.1mm的透明膜作为这种透光层的技术，但是在某些情形下，会发生气泡进入膜和盘之间或在膜中生成波纹的麻烦情形。而且，把膜切割成圆形并将其粘贴的步骤消耗了大量的时间和劳力。于是，如果使用蓝色激光的这种盘拷贝透光层能够通过旋转涂敷形成，则将是方便的，但是传统的旋转涂敷有以下的问题，并因而被认为难以使用旋转涂敷技术用于蓝色激光盘的透光层的形成。

就是说，在盘体的旋转涂敷期间，液体材料滴到盘体中心附近且盘被驱转，由于离心力液体材料以很均匀的膜厚分布到整个盘上。然而，当盘的旋转停止而离心力变为零时，由于分布在盘上的液体的表面张力所致会出现膜厚度的不均匀性，诸如在盘体的外周边附近使涂层隆起。在作为涂层被施涂的液体材料的黏滞性较高时，这将变得特别明显。

在某些情形下这造成了很大的问题，例如在上述蓝色激光盘的透光膜的情形下，除非在记录区将误差抑制到相对于100μm的膜厚在±3μm数量级内的误差(非均匀性)，否则盘的记录-复制信号精度被恶化，但是由于上述表面张力所致的非均匀性有时大大超过这种情形。

而且，在上述盘中，形成用于在将其装到盘驱动设备上期间定中心的一个孔(15φ)，并因为在注模期间为保持模压器而存在沟槽等，在盘基片的中心部分不形成膜(层)。因而，在使用旋转涂敷技术要在这些盘上实现成膜(膜的施涂)时，用于覆盖基片的掩模附加到其中心部分，使得盘能够不被涂敷，或者从其外周边部分而不是从上述的沟槽实现涂敷。当需要更均匀的膜施涂时，装设了用于覆盖盘面的掩模，以便在其中心部分不会实现涂敷。

附图的图9表示在盘的旋转涂敷设备中使用掩模的一例。图9是一剖视图，表示安装在旋转涂敷设备的旋转器上的盘及置于其上的掩模。旋转器台202固定到一旋转器轴200，该轴与一未示出的马达(电动机)连接并由其旋转驱动。垫片203固定在旋转器台202上，且盘204置于其上。盘204是由一未示出的器具真空吸附在垫片203上的。用于覆盖盘的中心部分的掩模206置于盘204之上。这时，设在旋转器台202的上表面中心部分附近的环形凸起205适配在掩模206的环形沟槽206a中。在旋转涂敷期间，通过一管路210使旋转器台202的中心部分中的一个空间212成为真空，从而掩模206被吸附而固定。

在涂敷的情形下，液体涂敷材料从上向掩模的中心部分附近供给。然后，转台以高速被驱转，且供给到掩模上的涂敷材料，通过旋转的离心力散布到盘上没有被掩模覆盖的部分的整个表面。从而，涂敷材料的膜(层)在盘的上述整个部分以相当均匀的厚度形成。

当上述旋转涂敷过程终止时，掩模的真空吸附必须被释放，且必须移除掩模，但这时有以下问题。

由于掩模是以气密状态真空吸附在转台202上，当要取下掩模时简单地通过使空间212去真空很难移除掩模。因而，在移除掩模期间，必须通过管路210向空间212给出一个正压力。然而另一方面，液体涂敷材料通过旋转涂敷施涂到掩模206及盘204上，因而在掩模206和盘204之间的边界部分(由图9中字符A所指部分)也由涂敷材料所覆盖。当处于这种状态，如上所述向空间212给出正压力时，空气从这一边界部分逃逸，并从而在这部分发生液体涂敷材料的散射。其结果可能是降低盘的质量，并在某些情形下，盘可能变为劣质品。

发明内容

鉴于上面提及的问题，本发明的目的是要提供一种旋转涂敷方法和设备以及用于该设备中的掩模，使得当盘体以液体材料，特别是以可辐射硬化的液体材料旋转涂敷时，不会发生膜厚的非均匀性。

为了实现以上的目的，本发明的旋转涂敷方法是这样一种旋转涂敷方法，包括向安装在用于驱转盘体的旋转器上的盘体的中心附近提供可辐射硬化的液体材料，驱转盘体并通过离心力使该液体材料在盘体上散布，从而在盘体表面形成液体材料的涂层膜，其特征在于这样的步骤，即在旋转涂敷期间盘体旋转停止之前，向盘体施加具有使可辐射硬化的液体材料硬化的作用的辐射，并降低作为涂层施涂到盘体上的液体材料的流动性。

根据这一方法，在旋转涂敷期间盘体旋转停止之前，降低盘上液体材料的流动性，从而即使此后盘体的旋转停止，也不会发生由于表面张力所致涂敷膜的起波纹等，因为盘上的涂敷膜已被硬化到某种程度而降低了流动性，并因而能够形成均匀的膜。

而且，在CD、DVD、蓝色激光盘等中，一般形成有安装它到盘驱动器时对准中心用的孔，并还有用于在注模期间保持模压器的沟槽等，因而在盘基片的中心部分不形成涂敷膜。于是，在本发明的一个方面，上述旋转涂敷方法还包括这样的步骤，即在涂敷之前用一掩模部件覆盖盘体中心部分附近的部分，且将可辐射硬化的液体材料提供给掩模部件，使得当在降低材料流动性的步骤向盘体施加辐射时，辐射不会施加到掩模部件上。由于辐射不施加到掩模部件，掩模部件上的液体材料不硬化，因而能够容易完成掩模部件的移除。

在本发明的旋转涂敷方法中，还能够使用降低材料流动性的步骤作为暂时硬化步骤，该步骤将作为涂层施涂到盘体上的液体材料硬化到一定程度，并然后在一旦停止盘体的旋转并把盘体从旋转器移动到分开的地方后再执行主要的硬化步骤，并在那里向盘体施加具有使可辐射硬化的液体材料硬化的作用的辐射，从而完全硬化作为涂层施加到盘体的液体材料。

而且，本发明的旋转涂敷设备是这样一种旋转涂敷设备，它包括：

用于夹持并驱转盘体的旋转器机构；

用于把可辐射硬化的液体材料提供给由旋转器机构夹持的盘体的中心附近的配撒器机构；以及

用于向由旋转器机构夹持的盘体施加具有使可辐射硬化的液体材料硬化的作用的辐射的辐射施加装置；

其特征在于，在可辐射硬化的液体材料由配撒器机构提供给由旋转器机构夹持的盘体中心附近之后，盘体由旋转器机构驱转，从而液体材料在盘体上散布，并在盘体上形成液体材料涂敷膜，此后无需由旋转器机构停止盘体的旋转，而是保持盘体旋转，操作辐射施加装置并降低盘体上液体材料的流动性。

为了使如上所述在盘体的中心附近不形成涂敷膜，本发明的旋转涂敷设备能够进而装设掩模部件提供装置，以便向夹持在旋转器机构上的盘体提供用于覆盖盘体中心部分附近部分的掩模部件，并能够做成这样的设计，使得配撒器机构向安装在盘体上的掩模部件提供可辐射硬化的液体材料，而辐射并不从辐射施加装置施加到安装在盘体上的掩模部件。

而且，辐射施加装置能够用作为暂时硬化辐射施加部分，用于使盘体上的可辐射硬化的液体材料涂敷膜硬化到一定程度，与此分开地，能够在旋转器机构以外进一步提供主硬化辐射施加部分，以便使盘体上可辐射硬化的液体材料涂敷膜完全硬化。

虽然该液体材料称为可辐射硬化的液体材料，这里应当理解，可辐射硬化性广泛地是指通过可辐射硬化的的液体材料，其辐射包括光(包括可见光，紫外线和红外线)，电磁波(各种波长)，X-射线，电子射线，以及振动波，诸如超声波。当然，使液体材料硬化所发射的辐射要与材料相适应。

而且，盘体不限于小型盘的光盘，诸如CD，CD-R或CD-RW，DVD型盘，诸如DVD-ROM，DVD-R，DVD-RW或DVD-RAM，以及近来研发的蓝色激光盘，或者磁光盘，诸如MO或MD，而是一般具有盘形的装置。本发明能够广泛用于通过旋转涂敷向盘体施涂可辐射硬化的材料。

本发明在其另一方面提供了这样一种用于可辐射硬化的材料的硬化方法和设备，当向由旋转涂敷向盘施涂的可辐射硬化的材料施加辐射时，该方法和设备将使整体的施涂量在盘上每一点均匀化。

这一方法是向施涂到盘体的可辐射硬化的液体材料施加辐射，从而使液体材料硬化的方法，并更为具体来说是具有以下特征的硬化方法，即在盘体被驱转的同时使其直线运动，并使其通过发射辐射的辐射源的辐照区，从而使盘体上的液体材料硬化。

而且，该设备是用于使施涂到盘体上的可辐射硬化的液体材料硬化的硬化设备，在特征在于，一个辐射施加单元，用于向预定的施加区施加具有使可辐射硬化的液体材料硬化的作用的辐射，以及一个盘体移动机构，用于在盘体旋转时同时直线移动盘体，并使盘体通过辐射施加单元的施加区。

在上述方法和设备中，使盘体一边旋转一边通过辐射施加区，从而辐射能够均匀地施加到整个盘体。

而且，在这一设备中，盘体移动机构能够由一个滚动丝杠，一个可沿滚动丝杠的直线轴移动的螺母，一个用于夹持安装在螺母上的盘的可旋转主轴，以及一驱转主轴的马达构成。

本发明还提供了使用上述的旋转涂敷方法，旋转涂敷设备，硬化方法及硬化设备制成的盘体。

进而，本发明提供了可解决上述问题，而又不会引起液体涂敷材料在移除掩模期间在掩模和盘之间的边界部分散射的旋转涂敷设备，以及用于该旋转涂敷设备的掩模。

本发明的设备是一种用于实现旋转涂敷的旋转涂敷设备，其中一种液体材料提供到盘体中心附近，此后所述盘体被驱转，且所述液体材料通过离心力被散布，从而在盘体上形成所述液体材料的涂敷膜，该设备包括：

用于夹持并驱转盘体的旋转器机构；

用于掩盖盘体以使得在盘体中心附近的一些区域上不会形成涂敷膜的掩模，所述掩模有一通孔穿过；以及

用于向盘体提供所述掩模和从盘体移除所述掩模的掩模提供及移除机构；

其其特征在于，所述旋转器机构具有一个用于真空吸附所述掩模的机构，并在所述盘体和所述掩模安装在旋转器机构上的状态下，用于真空吸附所述掩模的机构的吸附掩模的空间通过所述掩模的通孔与外部大气连通；并且所述掩模具有用于覆盖盘体的一个盘部分，一个从所述盘部分的中心部分向上延伸的掩模夹紧圆柱形部分，以及所述通孔通过所述盘部分及所述圆柱形部分延伸。

在本发明的旋转涂敷设备中，在旋转器机构中用于真空吸附掩模的机构的吸附空间通过掩模的通孔与外部大气连通，因而如果停止对吸附空间抽真空，则吸附空间将在此后预定时间内变为与大气等压。或者在停止对吸附空间抽真空后，通过施加一会儿正压，能够使吸附空间与大气等压。即使当施加一会儿正压时，由于吸附空间与外部大气通过掩模的孔连通，空气流通过这一孔流出，因而掩模和盘之间边界部分中的液体材料不会发生散射。如果如上所述，使吸附空间与大气等压，则掩模能够易于从旋转器(从盘)移除。

本发明的掩模是一种用在以液体材料旋转涂敷盘体的设备中的掩模，该盘体安装在用来驱转盘体的旋转器机构上，且该掩模用于掩盖盘体，使得涂敷不会在盘体中心附近某些区域上发生，其特征在于：所述掩模与装有用于真空吸附掩模的机构的旋转器机构一同使用，且所述掩模形成有一通孔，用于在所述盘体和所述掩模安装在旋转器机构上的状态下，使用于吸附所述掩模的机构的吸附空间与外部大气连通；所述掩模具有一个用于覆盖盘体的盘部分，以及一个从所述盘部分的中心部分上向延伸的掩模夹紧圆柱形部分，并且所述通孔通过所述盘部分和所述圆柱形部分延伸。

而且，根据本发明另一方面的一个旋转涂敷设备包括：

用于夹持并驱转盘体的旋转器机构；

掩模提供和移除机构，用于向安装在旋转器机构上的盘体提供用来掩盖盘体的掩模，使得在盘体中心部分附近的某些区域不会发生涂敷，并用于从盘体移除掩模；以及

用于向盘体提供作为涂层被施涂的液体材料的配撒器；

且其特征在于，配撒器与掩模提供和移除机构结合在一起，并与掩模提供和移除机构一同进到旋转器机构上的一个预定位置和从该位置撤回。

在这一旋转涂敷设备中，配撒器与掩模提供和移除机构结合在一起，因而不必另外提供用于移动配撒器的驱动机构，故能够简化设备。进而，能够使配撒器的安装空间变小，因而在设备中可提供剩余的空间。

在这一旋转涂敷设备的一种形式中，掩模提供和移除机构能被设计成具有掩模移动臂，其上装有用于夹持掩模的掩模夹持装置以及配撒器，以及一个驱动机构，用于来回移动掩模移动臂，使得掩模夹持装置和配撒器能够进到旋转器机构和从其撤回。该驱动机构最好包括一滚动丝杠。

本发明还提供一种由使用上述旋转涂敷方法和旋转涂敷设备进行涂敷的盘体。

附图说明

图1是一平面图，表示作为本发明一个实施例的旋转涂敷设备的一般结构。

图2是一局部剖视的侧视图，表示装有盘及掩模的旋转涂敷设备的旋转器部分的主要部分。

图3是一侧视图，表示具有配撒器的掩模移动臂的远端部分，该配撒器位于旋转涂敷设备的旋转器部分之上。

图4是一侧视图，表示通过旋转涂敷设备的配撒器向盘(掩模)提供可UV硬化的树脂的状态。

图5A是一侧视图，表示旋转涂敷设备的暂时硬化UV辐射部分的构成，并表示盖罩处于其升高位置的状态。

图5B是一侧视图，表示旋转涂敷设备的暂时硬化UV辐射部分的构成，并表示盖罩处于其降低位置的状态。

图6是一侧视图，表示旋转涂敷设备的主要UV硬化部分主件。

图7表示旋转涂敷设备的主要UV硬化部分的基本部分的结构，以及从对于图6成90度的另一方向看的其侧视图。

图8是作为本发明的一实施例掩模的剖视图。

图9表示对于一个盘在旋转涂敷设备中使用掩模的一例，并且是置于旋转器上的盘和掩模的剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的优选实施例。

图1是作为本发明一个实施例用于光盘的旋转涂敷设备的一平面图。这一旋转涂敷设备是适用于形成作为下一代盘的蓝色激光盘的透光层的设备。

专门用于复制的蓝色激光盘，是通过在直径为120mm及厚度为1.1mm的聚碳酸酯基片上形成铝反射膜制成的，并通过喷溅方法形成有信息凹坑，并以作为可辐射硬化的材料的光(UV，即紫外线)硬化树脂旋转涂敷其表面，从而形成厚度100μ的透光层。本实施例的设备是用于实现这种透光层的旋转涂敷的设备。

旋转涂敷设备1装有以下部分：加载-卸载部分10，用于从外部提供待涂敷盘，并把经受了涂敷过程的盘从该设备提取到外部；一个清洁器部分20，用于从加载-卸载部分10提供的盘的表面上除去诸如灰尘等任何外来物；移送手柄部分30，用于实现盘在设备各部分之中的同步运动；旋转器部分40，用于驱转盘以实现树脂层的旋转涂敷；掩模提供和移除部分50，用于提供及移除掩模，在旋转涂敷期间该掩模用于覆盖放置在旋转器上的盘的中心部分；边缘清理部分60，用于除去在涂敷期间从盘的外围边缘溢流的任何过多的树脂材料；暂时硬化UV辐射部分70，用于暂时硬化在涂敷期间施涂在旋转器上的盘的树脂层的表面；主硬化UV辐射部分80，用于主要地硬化施涂到盘上的树脂层；膜厚检查部分90，用于检查在盘上形成的树脂层的膜厚；以及劣质件排放部分110，用于排出树脂层形成质量低劣的任何盘。

以下将按处理流程的顺序说明上述各部分操作的细节。

加载-卸载部分10的加载器部分11具有针状夹持器111，用于以其堆叠状态保持待接受涂敷的多个盘。盘由插入其中心孔的针状夹持器111的针111a保持。保持在针状夹持器111的相邻的盘之间插入有垫片，以便使相邻的盘彼此间隔开。用于使盘堆上升和下降的升降器112装在堆积的盘之下。水平调节是通过这一升降器112实现的，使得盘堆的最上面的盘能够占据预定的供给水平位置。

加载-卸载部分还装有供给手柄13。这一供给手柄13有三个等间隔(即大约以120度间隔)放射状伸展的臂。使用真空吸附等用于吸附和释放盘的盘拾取机构装在每一个臂的远端的下侧。供给手柄13设计成在一个装置的控制部分(未示出)的预定控制下可围绕其自身的轴13d运动。加载器11的针状夹持器111中最上面的盘由供给手柄13的一个臂13a拾取，并移送到清洁器部分的转盘22上的供给和释放位置22A。这时，一个经过处理的盘能够由另一个臂13b从转盘22上的位置22A移送到卸载器部分的针状夹持器115上。还有，另一个臂13c用于向卸载器部分的针状夹持器115，移送插入在堆积在加载器部分的针状夹持器111上的相邻的盘之间的垫片。

上述供给手柄的操作细节在申请人的日本专利申请书No.11-289267中有说明。

移送到清洁器部分20的转盘22上的盘进入清洁器24，同时通过转盘的顺时针旋转而安放在转盘上。清洁器24装有鼓风机用于向盘的表面鼓吹清洁的空气，并装有真空抽吸装置，用于抽吸由鼓风机的空气鼓吹掉的灰尘之类的颗粒。能够作出一种优选的设计，使得控制转盘的转速，从而盘在清洁器24中被移动时转速可以较低，而有足够的时间可以进行盘的清洁。还可以作出一种设计，以便进一步延长清洁时间，使转盘22的旋转在盘已经进入清洁器24的一个时间点一度停止，并使盘停留在清洁器24中达预定的时间，此后恢复旋转。

虽然本实施例中，为了实现盘的充分清洁，用于传送盘的转盘22在速度上是被变化地控制的，从而延长盘停留在清洁器24中的时间，但如果不需要，转盘可以设计为以恒定速度被驱转。

当盘通过清洁器24并到达转盘22上的递送位置22B(即对供给和释放位置22A旋转180度的位置)时，则通过移送手柄部分30的移送手柄31使盘被移送到旋转器位置。

移送手柄31结构上类似于上述供给手柄13，但是与具有三个臂的供给手柄13不同的是，移动手柄31有四个以等间隔(即以90度间隔)辐射伸展的臂31a，31b，31c和31d。通过真空吸附等用于吸附和释放盘的盘拾取机构装在每一臂的远端的下侧。移送手柄31设计为在设备控制部分的控制下可围绕其轴(未示出)运动。

移送手柄31通过四个臂31a-31d一次实现盘在设备的各个位置之中运动。图1所示的状态表示移动手柄31的备用位置。从这一位置使移送手柄顺时针旋转45度，臂31a，31b，31c和31d进入分别拾取位于清洁器部分、旋转器部分、主硬化UV辐射部分和膜厚检查部分的盘。在这些位置，各个臂通过真空吸附拾取盘。此后，移送手柄31反时针旋转90度。从而，位于清洁器部分的盘、位于旋转器部分的盘、位于主硬化UV辐射部分的盘、以及位于膜厚检查部分的盘一次分别被移动到旋转器部分、主硬化UV辐射部分、膜厚检查部分和清洁器部分，并在各个位置，臂释放各盘。这样，由移动送手柄31实现了在各个位置之中盘的同时移动。

从清洁器部分20移送到旋转器部分40的盘在那里受到旋转涂敷。如所周知，不仅在蓝色激光盘中，而且一般在光盘中，在盘的中心形成有用于在盘安装到盘驱动设备期间定中心用的孔(15φ)，并还有用于在注模期间用于夹持模压器的一个沟槽等，因而，在盘基片的中心部分不形成涂敷膜(层)，并在其该部分保持基片为原样。于是，在通过本发明的旋转涂敷的情形下，也要安装作为覆盖盘的中心区的掩模部件的中心掩模，以防止在这区域形成透光树脂膜。

图2是部分为剖视的侧视图，表示旋转器部分40的主要部分连同安装在其上的盘和掩模。参见图2，示出旋转器部分40的旋转器41和置于旋转器41上的盘100，以及还有置于其上的掩模56。更具体地，旋转器具有一个连接到未示出的可旋转驱动源(马达)上的旋转器轴151，并可以高速围绕垂直轴旋转，以及一个旋转器台152固定在其上部分。旋转器台152的上部分制成为与盘100的直径基本相同的盘形。

用于本实施例中的掩模在图8中的剖视图示出。掩模56具有用于覆盖盘中心部分的下盘部分56c，以及从下盘部分56c的中心向上伸展的上圆柱部分56b。环形沟槽56a在下盘部分56c的底侧形成。通孔56d通过上圆柱部分56b和下盘部分56c形成。

在旋转器台152的上表面中心部分设有环形凸起152a。环形凸起152a的外径尺寸使其与盘的中心孔的内径相适配，且安装在旋转器上的盘100由这一环形凸起152a定位并定心。而且，这一环形凸起152a配合进掩模56下侧中形成的环形沟槽56a并使掩模定位。在旋转器台的上表面和紧靠在环形凸起152a的外侧，一环形垫片153固定在旋转器台152并固定在旋转器轴151上。当盘100要安装在旋转器台152上时，盘100由垫片153在其内周部分上支撑。即，盘100和旋转器台152的大部分由垫片以间隙S彼此间隔开。

位子旋转器台上的盘100和掩模56由安装在旋转器台上的真空吸附机构吸附并固定。旋转器台上盘100的吸附和掩模56的吸附是彼此分开进行的。换言之，在旋转器中装有两个分开的吸附管路，使得能够彼此独立地控制各吸附。吸附盘和掩模的机构的细节将在稍后参照图2说明。两个分立的管路，即盘吸附真空管路160和掩模吸附真空管路165装在旋转器轴151中。

将首先说明盘的吸附。盘吸附真空管路160通过在旋转器轴151中形成的第一钻孔161与一个环形空间162连通。环形空间162是环绕旋转器轴的一个环形空间，它限定在三个部件，即旋转器台152、旋转器轴151及附连在旋转器台下部分的包封部件158之间。环形空间162通过从环形空间162向上进入旋转器台形成的第二个钻孔163，与在旋转器台152的上部分形成的穿过垫片153的第三个钻孔164连通。通过上述的管路，盘吸附真空管路160与在垫片153中形成的第三钻孔连通，通过把盘吸附真空管路160抽为真空，盘100能够被吸附在垫片153上。图2中虽然只示出两个钻孔，即第二钻孔163和第三钻孔164，实际上在90度间隔的四个位置设有钻孔。然而，吸附端口的数目不限于此，而是能够适当地增加或减少，只要能够实现有效的吸附即可。

现在将说明掩模的吸附。掩模吸附真空管路165通过在旋转器轴151中横向形成的第四钻孔166与螺栓167中的垂直孔167a连通。螺栓167是用于把旋转器台152紧固到旋转器轴151上的。螺栓167中垂直孔167a向螺栓上部分开口，因而掩模吸附真空管路165与紧靠在掩模下面的空间168连通。于是，如果掩模吸附真空管路165被抽为真空，则紧靠在掩模下面的吸附空间168压力降低，且掩模能够被吸附。

这样，能够通过分开的真空管路160和165彼此独立地分别控制盘的吸附和掩模的吸附。

向旋转器上的盘100供给和从其上移除掩模56是通过掩模供给和移除部分50实现的。掩模供给和移除部分50包括可围绕其中心旋转的盘形掩模储存器55，位于掩模储存器上以双圆周分布的多个掩模56(在图1的实施例中，总共示出24个掩模)，具有用于夹紧掩模的掩模夹头的掩模移动臂51，用于在掩模储存器55和旋转器40之间往复移动掩模移动臂51的滚动丝杠(螺杆)52等。用于向盘供给涂敷材料(用于形成透光膜的可光硬化的树脂)的配撒器整体安装在掩模移动臂上。

图3示出位于旋转器40上的掩模移动臂51的远端部分的构成。掩模移动臂51的远端部分装有用于在掩模圆柱部分56b夹紧掩模56的夹头154，以及用于向盘供给光硬化树脂的配撒器156。由于配撒器156与夹头154一同装设在掩模移动臂上，配撒器与由夹头154向盘供给掩模的操作同时前进到盘上。因而，不必另外装设用于前后移动配撒器的驱动源。夹头154和配撒器156由一未示出的汽缸驱动，并作为一个单元可在基本上垂直的方向移动，从而它们接近在旋转器台上的盘100。

夹头154有可由汽缸驱动而开闭的两个夹爪，并能够把掩模56的上圆柱部分56b在夹爪之间夹持/释放。

这里，将说明掩模供给和移除部分的操作。首先，掩模56的上圆柱部分56b由掩模移动臂51的远端部分的夹头154从掩模储存器55夹紧并拾取。通过掩模移动臂沿滚动丝杠52的线性运动和掩模储存器的旋转的组合，夹头154能够拾取在掩模储存器55上的任何掩模56。在掩模已经被拾取之后，滚动丝杠52被驱动而使掩模移动臂移动到旋转器部分40，且由夹头154夹持的掩模的中心被带到与旋转器台的中心对准的位置。然后，夹头154和配撒器156作为一个单元被降低，并且掩模56被置于盘100上，夹头154被松开。

在掩模56已经置于盘100上之后，使真空从掩模吸附真空管路165作用，从而吸附掩模。这时，掩模吸附空间168(图2)与设备之外的大气连通，就是说通过掩模56的通孔56d向大气开放。然而，只要掩模吸附真空管路165被抽真空，空间168就保持着比大气压为低的压力，并因而掩模被吸附在盘上。

这种状态下，处于其液相的光硬化树脂通过在配撒器156远端(顶端)的喷嘴157提供给安装在盘上的掩模。图4示出光硬化树脂被释放的情形。当提供完预定量的光硬化树脂后，具有配撒器156和夹头154的掩模移动臂51的远端部分上升，且滚动丝杠52被驱动，从而从旋转器40撤回掩模移动臂51。

在掩模移动臂51撤回之后(或之前或当撤回时)，旋转器台152被以高速驱动，从而进行旋转涂敷操作，就是说，提供给中心部分的光硬化树脂通过旋转的离心力基本上均匀地分布到盘的整个上表面。

当通过旋转器台的旋转树脂涂敷开始之后经过预定的时间，且在盘上形成基本上均匀膜厚的树脂层时，则通过边缘清理部分60的边缘清理器61实施把溢流到盘的外周边部分的任何树脂剥离的边缘清理。边缘清理器61可围绕轴63在设备的水平面运动，附加在边缘清理器61一端的刀片65通过边缘清理器的摇动接近盘的外圆表面，并剥离从盘的外圆溢出的任何光硬化树脂。

在这种盘边缘清理之后，由暂时硬化UV辐射部分实施光硬化树脂的暂时硬化。当旋转停止时，通过旋转涂敷在盘的表面均匀形成的树脂膜，由于液体树脂的表面张力失去了其膜厚的均匀性，并特别是出现有波纹的外周边部分的非均匀性。而且树脂的黏滞性越高，则膜厚的非均匀性变得越大。本发明中，为了防止这一点，无需在旋转涂敷之后使旋转器的旋转停止，而是通过暂时硬化UV辐射部分施加UV光，从而实现树脂层的暂时硬化。

现在参照图5A和5B说明暂时硬化UV辐射部分70的细节。图5A和5B是暂时硬化UV辐射部分的侧视图，并分别示出稍后将要说明的照射头盖罩已经升高的状态和已经降低的状态。暂时硬化UV辐射部分包括主体部分71，照射头部分72，及用于把主体部分71与照射头部分72连接在一起的连接圆柱体部分73。作为UV光源的超高压汞灯(未示出)装设在主体部分中。超高压汞灯发射包括紫外线(UV)区波长的能够硬化可UV硬化的树脂的光。在主体部分71中还装有聚光和投射光学系统(未示出)，并使来自超高压汞灯的UV光聚光，且将其作为UV光束朝向连接圆柱体部分73投射。连接圆柱体部分73是一中空的圆柱体部件，且UV光束通过连接圆柱体部分并进入照射头部分72。

照射头部分72包含其中具有反射板171a的反射部分171，使从连接圆柱体部分的入射UV光束转弯90度并将其向下反射。反射部分171由方形盖罩172覆盖。盖罩172固定在可在轨道74上垂直运动的滑块75上，并可随着滑块75运动，该轨道固定在主体部分71上。滑块75由一汽缸驱动垂直运动。可直接定位滑块75的振动吸收器177和178分别装设在滑块75运动范围的上端和下端。

在把盘带入和带出旋转器部分40期间，在向安装在旋转器部分中的盘100供给和移除掩模期间，以及在通过配撒器156向掩模提供光硬化树脂期间，盖罩172处于其运动范围上端处的撤回位置，即其升高的位置(图5A中所示的状态)，从而不会妨碍这些操作。只有当对安装在旋转器部分40的盘100上通过旋转涂敷施涂的光硬化树脂层实施暂时硬化时，此盖罩才运动到其下降的位置(图5B所示的状态)。实施暂时硬化的定时是如上述已经实施液态光硬化树脂的旋转涂敷，以及已经通过边缘清理器实施边缘清理之后立即进行的。

圆柱形外圆盖罩173和圆柱形内圆盖罩174彼此同心地装设在盖罩172的下部分。所作的设计使得当盖罩172下降时，内圆盖罩174的中心与在旋转器台上的盘100的中心彼此对正。当盖罩172在其下降位置且向盘施加暂时硬化UV光时，通过照射头的反射板171a向下反射的UV光束通过外圆盖罩173与内圆盖罩之间的环形空间，并向下作为有环形照射区的照射光出现。这一环形照射区的外径设计为基本上与盘的外径重合，而其内径设计为基本上与掩模的外径重合。这样，UV光束的照射区基本上与整个的盘外侧重合。

使用上述的结构，暂时硬化UV辐射部分照射的UV光不会施加到位于盘上的掩模。在旋转涂敷期间，液态光硬化树脂滴到掩模上，从而当UV光施加到掩模时，掩模上及掩模与盘之间边界部分中的树脂被硬化，从而使掩模的去除变得困难。为了防止这一点而形成这样的设计，使得UV光不施加到掩模部分。通过上述的外圆盖罩和内圆盖罩提供环形照射区的技术不是限定性的，也可以采用通过某些方法用于防止UV光施加到掩模的其它措施。

通过这种暂时UV辐射部分的UV施加，是用于防止已涂敷在盘上的光硬化树脂层因其表面张力而变得膜厚不均匀，因而它能够简单地半硬化树脂层并降低材料的流动性到这样的程度，使得不会发生因表面张力所致的膜厚的不均匀性。为此目的照射强度和照射时间要根据作为施涂到盘上的涂层的树脂种类和膜厚而定。

在暂时硬化UV已经施加之后停止旋转器的旋转。然后，掩模56的真空吸附被释放。本发明的掩模56具有一个通孔56d，因而如果停止对掩模吸附真空管路165抽真空一定时间，紧靠在掩模之下的吸附空间168成为与大气压等压，并因而能够移除掩模56而无需施加正压力。另外，可以形成这样的设计，即在停止对掩模吸附真空管路165抽真空后，通过真空管路165短时施加正压。在这种情形下，由于掩模56形成有通孔56d，即使当正压施加到吸附空间168时，空气流通过通孔56d外流，因而不会引起在掩模和盘之间的边界中的液体材料的溅(散)布问题。

在掩模的吸附被释放之后，掩模56由掩模移动臂51从盘100上拾取并移送到掩模储存器55。进而，在旋转器152上的盘100的真空吸附被释放，且盘由移送手柄部分30的臂31b拾取，并被移送到主硬化UV辐射部分80的位置80A。

主硬化UV辐射部分80有一UV施加单元81用于施加UV光，以及盘移动机构85用于线性移动盘100同时使盘旋转。UV施加单元有一UV灯82，这是用于向下施加UV光的装置。图6是一侧视图，表示主硬化UV辐射部分的概貌。

图7表示主硬化UV辐射部分80的盘移动机构85的主要部分，并是其从与图6相差90度方向所见的侧视图。以下将参照图6和7说明主硬化UV辐射部分的构成。盘移动单元包括一个用于夹持盘的主轴单元182，和一个用于线性移动主轴单元的伺服马达驱动滚动丝杠单元180。从图7可见，主轴单元182的壳体186以放在其中间的板187固定在滚动丝杠单元180的驱动螺母上。由一未示出的轴承可转动地支撑的主轴183安装在壳体186中。主轴183通过连接器(联轴节)185连接到一个伺服马达184，并由伺服马达184旋转驱动。主轴183的顶部用于装入盘100的中心孔，并还装有用于真空吸附盘100的机构。

使用上述机构，安装在主硬化UV辐射部分80的主轴183上的盘100在由伺服马达184驱转的同时，能够由滚动丝杠单元线性移动。

在涂敷在盘上的光硬化树脂层进行主硬化的情形下，主硬化UV辐射部分控制盘100，使其通过UV施涂单元的照射区，同时使盘旋转。在照射期间盘被驱转，因而即使UV施加单元施加的光分布不均匀，由盘的每一部分接收的所施加的光量也能够被均匀化。

由滚动丝杠单元对盘的线性移动的控制根据各种条件适当地确定，这包括树脂硬化所必须的UV施加时间。例如，盘可以以恒定的速度在UV施加单元的照射区往返运动，或可以一度停止在照射区，或可以降低速度以便延长UV照射时间。

受到主硬化处理的盘100返回主硬化UV辐射部分80的盘移送位置80A，并被送到下一个处理步骤。还可以形成这样的设计，使得完成主硬化处理之后，盘100被移送到主硬化UV辐射部分的位置80B(图1)，并从那里盘被移送到用于实施硬涂敷处理步骤(进一步向透明树脂层施涂作为涂层的防护层的步骤)的分开的设备。

在完成主硬化处理之后返回到位置80A的盘100由移送手柄部分30的臂31C移送到膜厚检查部分90。膜厚检查部分测量盘的透光树脂层的膜厚，以便检查盘上涂敷的透光树脂层的膜厚是否在预定范围内。通过移送手柄部分的臂31C，盘100被置于膜厚检查部分的位置90A处的可移动台91上。可移动台91沿单轴滚动丝杠单元93由这一单元93移动，并移动到作为膜厚测量装置的激光位移计95的紧下面。可移动台91有驱转置于其上的盘的功能，并把盘的旋转与其线性运动通过滚动丝杠单元93组合起来，从而改变激光位移计的测量点，并对盘在多个测量点实施膜厚测量。在一典型的例子中，对于七个辐射位置实现一个圆周上八点的测量。因而，测量点是8×7＝56个点。

经过膜厚测量的盘在处在可移动台上的同时再次返回到位置90A，并在该位置，它由移送手柄部分30的臂31d传送到清洁器部分20。然而，如果作为在膜厚检查部分90的膜厚检查的结果，发现涂敷没有以适当的膜厚完成，则在从膜厚检查部分90向清洁器部分移送过程中，由臂31d从真空吸附释放劣质盘，且盘被输送到劣质盘排出部分110。

从膜厚检查部分90向清洁器部分20的位置22B移送的好盘(优质盘)通过转盘22的旋转移动到位置22A，并从这里由供给手柄13放置到卸载器15的针状夹持器115，使得针115a可以插配到盘的中心孔中。与加载器11的针状夹持器同样，卸载器15的针状夹持器115装有升降器116，并在盘堆积在针状夹持器115时，升降器116下降，使得堆积的盘的最上面一个的水平(高度)总是不变。

当预定数目的已处理的盘堆积在卸载器15的针状夹持器115上时，如图1中所见，针状夹持器115向左移动，使得堆叠的盘能够从设备左端取出。

于是，根据本实施例的旋转涂敷设备的操作周期终止。

实施旋转涂敷设备的操作是在具有CPU的设备的控制部分(未示出)的控制之下全自动地进行的。

虽然以上已经说明了本发明的一个实施例，但本发明不限于这一实施例。

虽然上述实施例涉及蓝色激光拷贝盘的透光膜的旋转涂敷，但是这不是限制性的，本发明可广泛适用于对盘体旋转涂敷诸如可辐射硬化的材料的液体材料。作为一个例子，本发明能够适用于CD/CDRW/CDR保护层的涂敷，DVD保护层的涂敷，或各种硬涂层的旋转涂敷处理，或进行该处理的旋转涂敷设备。

而且，虽然本实施例中，作为涂层所施涂的树脂是UV硬化树脂，但是本发明并不限于此，而能够适用于以各种辐射硬化材料对盘体进行旋转涂敷，诸如红外线硬化材料及其它光硬化材料，电磁波硬化材料，X射线硬化材料，电子射线硬化材料或超声波硬化材料。本发明还能够用于以各种材料对盘体进行旋转涂敷。

虽然在所述实施例的旋转涂敷设备中，暂时硬化UV辐射部分和主硬化UV辐射部分，作为用于使盘上的光(辐射)硬化材料硬化的光施加装置分开装设，并通过暂时硬化UV辐射部分实施用于半硬化的暂时硬化，以便降低旋转器上的盘的光硬化材料层的流动性，之后通过旋转器之外的主硬化UV辐射部分对光硬化材料层完全硬化，但是光硬化材料层可以在旋转器上完全硬化，而不必分开提供主硬化UV辐射部分。

而且，本实施例中的掩模56形状为具有下面的盘形部分和上面的从其中心部分向上延伸的圆柱形部分。虽然这一形状适合于当掩模被操纵时，圆柱形部分能够由结构简单的夹头夹紧，从而操纵掩模，但是本发明的掩模不限于这一形状，而是还可以采用无圆柱部分的形状，并例如通过真空吸附实施掩模的操纵。

而且，虽然本实施例中，在掩模移动臂上配撒器和用于夹持和移动掩模的机构是彼此整体装设的，用于驱动掩模移动臂的驱动装置是由滚动丝杠构成的，但这可以设计为由诸如气缸等其它装置移动。

本发明的方法和设备中当盘体要以辐射硬化材料旋转涂敷时，作为对盘体的涂层所施涂的辐射硬化材料的流动性被降低，同时盘体不停止旋转而是保持旋转，因而即使盘体的旋转停止，也决不会发生由于材料的波纹等所致的膜厚不均匀性。

而且，在本发明用于作为涂层向盘体施加的辐射硬化材料的硬化方法和设备中，使盘体通过辐射的施加区，并同时被驱转，从而辐射能够均匀地施加到整个盘体。

而且在本发明的旋转涂敷设备中，旋转器机构中用于真空吸附掩模的机构的吸附空间，通过掩模的通孔与外部大气连通，因而如果停止对吸附空间抽真空后经过了预定的时间，吸附空间就与大气压等压。这样，掩模能够易于从旋转器上(从盘上)移除。另外，在停止对吸附空间抽真空之后通过短时施加正压力，能够使吸附空间与大气压等压。即使当短时施加正压时，因为吸附空间通过掩模的孔与外部大气连通，故空气流可通过该孔流出，因而掩模与盘之间边界处的液体材料不会发生散布。如果使吸附空间与大气压等压，则掩模能够易于从旋转器上(从盘上)移除。

而且在本发明的另一方面的旋转涂敷设备中，配撒器结合在掩模供给和移除机构中，因此不必另外单独装设用于移动配撒器的驱动机构，从而设备能够简化。进而，能够使配撒器的安装空间变小，因而可在设备中提供剩余的空间。

Claims (2)

1.一种用于实现旋转涂敷的旋转涂敷设备，其中一种液体材料提供到盘体中心附近，此后所述盘体被驱转，且所述液体材料通过离心力被散布，从而在盘体上形成所述液体材料的涂敷膜，该设备包括：

用于夹持并驱转盘体的旋转器机构；

用于掩盖盘体以使得在盘体中心附近的一些区域上不会形成涂敷膜的掩模，所述掩模有一通孔穿过；以及

用于向盘体提供所述掩模和从盘体移除所述掩模的掩模提供及移除机构；

其特征在于，所述旋转器机构具有一个用于真空吸附所述掩模的机构，并在所述盘体和所述掩模安装在旋转器机构上的状态下，用于真空吸附所述掩模的机构的吸附掩模的空间通过所述掩模的通孔与外部大气连通；并且所述掩模具有用于覆盖盘体的一个盘部分，一个从所述盘部分的中心部分向上延伸的掩模夹紧圆柱形部分，以及所述通孔通过所述盘部分及所述圆柱形部分延伸。

2.一种用在以液体材料旋转涂敷盘体的设备中的掩模，该盘体安装在用来驱转盘体的旋转器机构上，且该掩模用于掩盖盘体，使得涂敷不会在盘体中心附近某些区域上发生，其特征在于：所述掩模与装有用于真空吸附掩模的机构的旋转器机构一同使用，且所述掩模形成有一通孔，用于在所述盘体和所述掩模安装在旋转器机构上的状态下，使用于吸附所述掩模的机构的吸附空间与外部大气连通；所述掩模具有一个用于覆盖盘体的盘部分，以及一个从所述盘部分的中心部分上向延伸的掩模夹紧圆柱形部分，并且所述通孔通过所述盘部分和所述圆柱形部分延伸。

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