CN101518770B - 旋涂装置 - Google Patents

Abstract

一种旋涂装置，其用于在各种盘上涂敷液体，包括：旋转台，其保持盘基板；旋转机构，其使该旋转台旋转；涂料器罩，其配置成将所述旋转台包围并挡住从保持在所述旋转台上的盘基板甩掉的液体；内杯，其挡住而不排出沿着所述涂料器罩滴落的液体；涂料器杯，其支承该内杯，其中，所述内杯能够从所述涂料器杯上卸下；该旋涂装置还包括将液体向所述盘基板供给的液体供给机构，在所述涂料器罩上形成至少一个空中注射用孔，在所述液体供给机构为了防止液体的堵塞而将液体空中注射时，该空中注射用孔用于使该被空中注射的液体流向所述内杯内。由此，能够用内杯将被空中注射的液体回收而不需要其它的回收机构。

Description

旋涂装置

本申请是欧利生电气株式会社于2004年12月16日提交的名称为“旋涂装置”、申请号为200480038730.5的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于在各种盘上涂敷液体的旋涂装置。

背景技术

例如在CD-R、DVD-R、DVD+R等追记型光盘的制造工序中，通过利用旋涂装置使盘基板按照规定的旋转模式进行旋转，并通过由离心力使记录材料的溶液在盘基板整个面上展开而使剩余的溶液被甩掉，从而形成均匀厚度的记录层。

为了涂敷一片盘基板而供给的溶液的量通常是0.1～2ml左右。其中被涂敷在盘基板上的即实际形成记录膜所使用的溶液小于或等于50％。除此之外的溶液或记录材料则通过涂料器杯、回收用排放口而被回收到回收容器中。

形成记录层的旋涂装置与形成光盘保护膜用的或形成半导体的光敏抗蚀剂用的旋涂装置不同，它所涂敷的溶液的大部分由溶剂和溶解在该溶剂中的色素材料构成。例如通常的记录材料溶液多数情况下是将酞花青色素、花青色素、偶氮色素等溶解在有机溶剂中的有机色素溶液。因此，由于溶剂在短时间内蒸发而使色素材料成为固体状态或粘糊糊的粘性高的状态，所以为了将记录材料溶液有效地回收而必须采取措施。

在旋涂中被甩掉的剩余有机色素溶液的色素材料粘着在涂料器罩的内壁上并生长。当之后被甩掉的剩余有机色素溶液碰撞到该粘着的色素材料上时，则被弹回的剩余有机色素溶液有时会再附着在盘基板上，因此导致成品率降低。

在将积存在涂料器杯内的记录材料溶液通过排放口收集到回收容器的机构中，如果不极力地缩短排放通路，则记录材料会在中途凝固。于是，由于排放通路就逐渐变细而难于流通，因此溶液的回收作业变得困难。此外，虽然在旋涂装置上设置有防止溶液的雾沫蔓延到盘基板的背侧或旋转台的背侧的整流部件，但有时也会出现记录材料粘着在该整流部件上或者记录材料粘着在内杯与涂料器罩的抵接部位上。

为了解决记录材料粘着在装置各部分上的不良问题，在特开平9-27146号公报和特开2003-6948号公报中提出了设置冲洗装置而定期地对装置内部进行冲洗的装置以及将记录材料溶液通过排放口回收的装置。

然而，即使进行这样的冲洗，也无法完全防止记录材料的附着或堆积，仍然存在附着的记录材料的除去麻烦而旋涂装置停止的时间长的问题。

特别是CD-R、DVD-R、DVD+R等追记型光盘的制造装置多是具备4个或4个以上的涂料器杯，所以它们的维修保养所需要的时间相当长，因而在提高旋涂装置的使用效率上成为障碍。

发明内容

本发明的旋涂装置，其特征在于，包括：旋转台，其保持盘基板；旋转机构，其使该旋转台旋转；涂料器罩，其配置成将所述旋转台包围并挡住从被保持在所述旋转台上的盘基板甩掉的液体；内杯，其挡住并保持沿着所述涂料器罩滴落的液体；涂料器杯，其支承该内杯，其中，所述内杯能够从所述涂料器杯上卸下。根据该装置，能够将收集液体的内杯简单地卸下来进行更换或冲洗，从而能够提高旋涂装置的运转效率。

该装置也可以包括为了防止液体蔓延到所述旋转台或所述盘基板的下侧而配置在所述旋转台周围的整流部件。所述整流部件包括相对于所述内杯相对固定的内侧固定部分和设置成能够由该内侧部分装卸的外侧装卸部分，所述外侧装卸部分具有比所述旋转台的直径大的内径。根据该装置，由于在能够利用整流部件防止液体蔓延到旋转台或盘基板的下侧的基础上，通过将外侧装卸部分从整流部件的内侧固定部分上卸下而能够容易地将内杯卸下，所以也不妨碍维修保养性能。

所述涂料器罩也可以具有朝向所述内杯内并向下方突出的环状裙部。这时，能够使附着在涂料器罩上的液体从裙部可靠地落入内杯。

该装置还可以具有将液体向盘基板供给的液体供给机构。此时，也可以在所述涂料器罩上形成至少一个空中注射用孔，该空中注射用孔，在所述液体供给机构为了防止液体的堵塞而将液体空中注射时，用于使该被空中注射的液体流向所述内杯内。这时，能够用内杯将被空中注射的液体回收而不需要其它的回收机构。

该装置也可以是，还具有将液体向盘基板供给的液体供给机构，在所述涂料器罩上形成至少一个空中注射用孔，该空中注射用孔，在所述液体供给机构为了防止液体的堵塞而将液体空中注射时，用于使该被空中注射的液体流向所述内杯内，所述空中注射用孔的下端的出口在所述裙部的外侧开口。这时，不仅能够用内杯回收被空中注射的液体，而且能够抑制液体的雾沫粘着在空中注射用孔的出口。

也可以在所述裙部的外周面形成与所述空中注射用孔的所述出口相连的上下方向延伸的槽。这时，能够在空中注射时使从空中注射用孔的出口喷出的液体顺利地滴入内杯，从而能够抑制液体残留在裙部的外面。

也可以在所述涂料器罩的下面环绕所述涂料器罩的全周形成经过所述空中注射用孔的所述出口的外周侧延伸的环状槽。这时，能够抑制液体沿着涂料器罩的下面而粘着在装置各部分上。

也可以具有用于将所述涂料器罩相对于所述内杯或所述涂料器杯定位的定位用卡止部。这时，能够容易进行形成在涂料器罩上的空中注射用孔与液体供给机构的位置对准。

所述内杯可以不具有用于将所述记录材料排出的排放结构。这时，内杯的装卸容易而且液体也不会粘着在排放口。也可以是所述旋转台具有与盘基板的直径相同或者比其大的直径。

附图说明

图1是表示本发明一实施例的旋涂装置的剖面图；

图2是该旋涂装置的放大剖面图；

图3是该旋涂装置所使用的涂料器罩的放大剖面图；

图4是该旋涂装置所使用的涂料器罩的一部分的底视图；

图5是表示该旋涂装置的定位部的平面图；

图6是表示该旋涂装置的记录材料供给机构和空中注射用孔的平面图；

图7是表示本发明的另一实施例的旋涂装置主要部分的放大剖面图。

符号说明

1涂料器杯；2驱动电机；3主轴单元；4旋转台；5整流部件；5A内侧固定部分；5B外侧装卸部分；6内杯；7涂料器罩；7e裙部；7f环状槽；7g空中注射用孔；8记录材料供给机构；X1～X4定位部。

具体实施方式

根据图1到图6说明本发明的一实施例。图1是表示本发明一实施例的旋涂装置100的剖面图。该装置包括：有底圆筒状的涂料器杯1、配置在该涂料器杯1内侧的圆形的旋转台4、在旋转台4的外侧配置在涂料器杯1内的圆环状的内杯6、配置在该内杯6与旋转台4之间的圆环状的整流部件5以及配置在内杯6之上的涂料器罩7。

在涂料器杯1的圆形底部1a的中央向上地安装有驱动电机2。驱动电机2的旋转力通过主轴单元3而传递给旋转台4。旋转台4具有圆板状的载置部4A和在其下侧形成同轴的圆筒状的基部4B，基部4B同轴地结合在主轴单元3上。为了确保盘基板S的平坦性，如图2所示，优选地载置部4A的直径d1与盘基板S的直径相等或比其大，如果需要也可以使其比盘基板S的直径小。

将旋转台4的载置部4A的外周以及下部同轴地包围而设置圆环状的整流部件5。整流部件5利用后述的吸引机构进行整流以使旋转台4周围的空气向径向外侧流动，其限制由于离心力而从盘基板S甩掉的液体(例如记录材料溶液)向径向外侧飞去，并且使记录材料的雾沫不会蔓延到旋转台4的下面和盘基板S的下面。

本实施例的整流部件5的特征是，包括圆环状的内侧固定部分5A和能够装卸地嵌装在该内侧固定部分5A的外周的圆环状的外侧装卸部分5B。内侧固定部分5A被固定在相对于涂料器杯1固定的固定部位(图示省略)上。内侧固定部分5A的内周面具有不与旋转台4的圆筒状基部4B接触但与圆筒状基部4B的外周面配置成同轴的圆筒状的内壁面。内侧固定部分5A的上面与载置部4A的下面隔开一定的间隙并配置成与载置部4A平行。

内侧固定部分5A由外径大的下侧的大径部5a和比其直径小的上侧的小径部5b形成。在大径部5a与小径部5b之间形成有圆环状的台阶部5c。如图2所示，内侧固定部分5A的大径部5a和小径部5b分别具有直径D2、D2′。

如图7所示，也可以在内侧固定部分5A的上面形成与旋转台4同轴的圆环状凸部10，并且在与圆环状凸部10相对的旋转台4的载置部4A的下面形成圆环状槽12，并环绕圆环状槽12的全周使圆环状凸部10的前端隔开微小的间隙而进入圆环状槽12内。这时，由于液体的飞散而产生的雾沫被圆环状凸部10阻挡而更加难于进入到载置部4A与内侧固定部分5A的间隙内。

整流部件5的外侧装卸部分5B具有与内侧固定部分5A的外周面和台阶部5c几乎无间隙地卡合的内周面和台阶部5d。虽然通过外侧装卸部分5B的台阶部5d与内侧固定部分5A的台阶部5c抵接而使外侧装卸部分5B被内侧固定部分5A支承，但当抬起时，则能够容易地从内侧固定部分5A卸下。在将外侧装卸部分5B载置在内侧固定部分5A上的状态下，外侧装卸部分5B的呈圆筒形的内周面的上部5e与旋转台4的载置部4A的外周面离开一定距离而同轴地配置。

外侧装卸部分5B的内周面的上部5e的直径D1稍大于旋转台4的载置部4A的直径d1，直径d1与直径D1的差是不接触程度至几毫米程度。外侧装卸部分5B的上面5f被设定成与旋转台4的载置部4A的上面大致相同的高度或是比其稍低。在上面5f的外侧形成有越向外侧越下降的锥面5g。

用于收集剩余溶液的内杯6包括：圆筒状的内壁部6a，其具有比内侧固定部分5A的大径部5a的直径D2大的直径d2；圆筒状的外壁部6b；圆环状的底板部6c，其将这些内壁部6a和外壁部6b的底面结合而封闭。在本实施例的底板部6c上没有形成记录材料排出用的排放口。因此，旋涂时被甩掉的剩余溶液被回收并积存在内杯6内。在外壁部6b的上部形成有向外侧扩展的圆环状台阶部6d，且从该台阶部6d的外周缘立起而形成有比外壁部6b直径大的圆环状的大径部6e。

在涂料器杯1的侧壁部1b上端形成有向外侧扩展的圆环状的台阶部1c，并形成有比侧壁部1b直径大的大径部1d。大径部1d的内径是比大径部6e的外径稍大的程度。当将内杯6的台阶部6d嵌在涂料器杯1的台阶部1c上时，则内杯6的底板部6c与涂料器杯1的圆形底部1a抵接而被支承。由此，内杯6由涂料器杯1同轴且稳定地支承。

如图3所示，涂料器罩7包括：圆环状的上面7b，其具有直径比盘基板S的直径大的中央孔7a；外壁部7c，其具有比内杯6的大径部6e的直径稍小而被大径部6e容纳的外径；抑制飞散壁部7d，其抑制记录材料液体的飞散；圆筒状的裙部7e，其从抑制飞散壁部7d的下端延伸到内杯6内；圆环状的环状槽7f，其在裙部7e的外侧同轴地形成在涂料器罩7的底部；以及空中注射用孔7g，其接收在记录材料供给机构8进行空中注射时所喷出的记录材料的液体。如果需要也可以设置多个空中注射用孔7g，也可以是省略它的结构。

抑制飞散壁部7d是向外侧降低的锥面，其配置成与外侧装卸部分5B的锥面5g之间隔开间隙。从盘基板S的外周被甩掉的溶液在碰撞到抑制飞散壁部7d后，沿抑制飞散壁部7d流下并沿着裙部7e而从其下端落入到内杯6内。也可以采用省略裙部7e的结构，还可以是仅在抑制飞散壁部7d的下端形成圆环状突起的结构。

空中注射用孔7g设置在涂料器罩7的上面7b的一个部位上，其入口的内径最大，随着向下则而内径变窄，并且从此处开始保持一定内径而到达与裙部7e的外周面邻接的底部的出口。即，空中注射用孔7g的上端部锥体状地形成开口。

如图4所示，在本实施例裙部7e的外面形成有与空中注射用孔7g相连的槽7h，使空中注射时沿空中注射用孔7g流下的溶液通过裙部7e的槽7h而滴入内杯6内。但也可以是省略该槽7h的结构。

如图5所示，在本实施例中，在涂料器杯1、内杯6和涂料器罩7的各侧壁上形成有用于始终将空中注射用孔7g相对于涂料器杯1定位在固定位置上的定位用的卡止部X1～X4。在本例中，在涂料器杯1的大径部1d内周面形成作为在上下方向上延伸的剖面是楔形的突条的卡止部X1，在内杯6的大径部6e的外周面形成作为与卡止部X1啮合的剖面楔形的凹部的卡止部X2。同样，在内杯6的大径部6e的内周面形成作为在上下方向上延伸的剖面是楔形的突条的卡止部X3，在涂料器罩7的外壁部7c形成作为与卡止部X3啮合的剖面是楔形的凹部的卡止部X4。

通过这些卡止部X1～X4按顺序地卡合，使内杯6和涂料器罩7相对涂料器杯1的位置始终保持固定，从而使空中注射用孔7g的位置也始终固定。由此，在后述的记录材料供给机构8进行空中注射时，能够使喷出的液体始终落入空中注射用孔7g。另外，虽然未图示，但也可以采用在涂料器杯1和涂料器罩7上分别直接形成相互卡合的卡合部，内杯6不与这些卡合部卡合而是保持可动状态的结构。

卡止部X1～X4可以进行各种变形，也可以是矩形、半圆形等任何的剖面形状。也可以代替卡止部而只是预先在涂料器杯1、内杯6和涂料器罩7的各侧壁上形成标记，并将该标记的位置相互对准进行组装。此外，也可以是设置在涂料器杯1上的卡止部通过设置在内杯6上的缺口或开口部与形成在涂料器罩7上的卡止部相互卡合的结构。凸部和凹部的朝向也可以与图5相反。虽然卡止部也可以形成在侧壁以外的部位，但如果形成在侧壁上，则具有可以一边从上面观察卡止部X1～X4的位置一边进行组装作业的优点。

如图1所示，在涂料器罩7的上方具备用于将记录材料溶液供给盘基板S的记录材料供给机构8。记录材料供给机构8具有：利用未图示的驱动装置进行水平旋转的臂8a和在该臂8a的前端配备的喷嘴8b。其它部件未图示。如图6的箭头A1所示，臂8a从基本位置P旋转到盘基板S中央附近的正上方而停止，通过中央孔7a从喷嘴8b将溶液向盘基板S的内周部上供给。在供给时，也可以使盘基板S低速旋转。当溶液的供给结束时，臂8a返回到基本位置P。

在改变记录材料的种类时或该装置停止期间长时，通常是记录材料供给机构8进行溶液的空中注射动作并从喷嘴8b喷出溶液直到记录材料溶液稳定地喷出为止。在进行该空中注射动作时，臂8a从基本位置P移动到空中注射用孔7g的正上方，喷嘴8b将溶液向空中注射用孔7g喷出。当确认从喷嘴8b稳定地喷出溶液时，臂8a再次返回到基本位置P。

另外，在涂料器杯1的圆形底部1a具备用于排出溶剂等的气体的排气口1e。通过从该排气口1e排气而在盘基板S的外周部形成通过涂料器罩7与外侧装卸部分5B之间的间隙从盘基板S的外周部向外侧流动的放射状的气流。

下面说明该旋涂装置100的动作和内杯6的更换作业。首先，在使驱动电机2低速旋转的状态下，从记录材料供给机构8的喷嘴8b将溶液向盘基板S上圆环状或螺旋状地供给，然后利用驱动电机2使盘基板S与旋转台4一起高速旋转，使盘基板S上的溶液展开。这时，剩余的溶液由于离心力而被甩掉，甩掉的溶液通过整流部件5进行整流，以飞散少的角度碰到涂料器罩7的抑制飞散壁部7d上，并沿着圆筒状裙部7e等而滴入内杯6内。这时，有的溶液成为雾沫状，雾沫边漂浮边落下。该雾沫将侵入到部件之间的抵接的间隙中。

涂料器罩7的圆筒状裙部7e具有使雾沫附着在其内周面上而减少蔓延到其背侧(外周面侧)的雾沫量的效果。由此，抑制溶液的雾沫侵入到涂料器罩7与内杯6抵接部位的间隙中。

设置在涂料器罩7底部的圆环状的环状槽7f防止空中注射的溶液沿着涂料器罩7的底部流到涂料器罩7与内杯6的抵接部位。因此，由于能够将侵入到涂料器罩7与内杯6的抵接部位的溶液抑制到最小程度，所以即使溶液中的色素材料固化，也能够容易地将涂料器罩7从内杯6上卸下，使维修保养容易。

整流部件5的外侧装卸部分5B用于防止溶液的雾沫蔓延到旋转台4的背侧，使溶液的雾沫难于侵入到内侧固定部分5A与外侧装卸部分5B的抵接部位。因此，能够容易地将外侧装卸部分5B从内侧固定部分5A上卸下。由于多次进行记录膜形成工序，使收集到内杯6内的记录材料增加，不久达到容许量而需要更换。这时，内杯6内的记录材料成为粉状的固形物或是粘度高的液体。

在更换内杯6时，首先，如果需要，在从涂料器杯1、内杯6、涂料器罩7的各安装部(未图示)将固定螺钉卸下后，将涂料器罩7向上方抬起而卸下，然后将整流部件5的外侧装卸部分5B从内侧固定部分5A卸下。这时，如前所述，由于外侧装卸部分5B的最小内径D1比旋转台4的最大直径d1大，所以能容易地将外侧装卸部分5B从内侧固定部分5A卸下。在该状态下，将内杯6抬起而卸下。由于内杯6的内壁部6d的直径d2比旋转台4的最大直径d1和内侧固定部分5A的最大外径D2大，所以能够使旋转台4和内侧固定部分5A不动地将内杯6卸下。此外，如前所述，由于色素材料几乎没有粘着在各部件的抵接部位上，所以能容易地将它们卸下。

由内杯6回收的记录材料进行再利用。整流部件5的外侧装卸部分5B、内杯6、涂料器罩7如果没有破损等，则能够进行冲洗而进行再利用。为了用冲洗液使记录材料容易脱落，优选地至少将外侧装卸部分5B的外面、内杯6和涂料器罩7的内面用氟树脂等疏水性材料进行涂敷。

将涂料器罩7、整流部件5的外侧装卸部分5B、内杯6卸下后，也可以立即将预先冲洗过的其它内杯6装到涂料器杯1内，并安装外侧装卸部分5B和涂料器罩7。这时，能够缩短旋涂装置的停止时间而能够立即再开始该装置的运转。这样，本实施例的内杯6的更换时间即维修保养所需要的时间短，因此，与现有装置的冲洗所需要的时间相比能够将旋涂装置的运转停止时间大幅度地缩短，从而能够提高生产效率。

在以上的实施例中，虽然将整流部件5的内侧固定部分5A与外侧装卸部分5B的抵接用台阶5c和5d进行，但当然也可以将台阶5c和5d设计成具有相互互补的角度的锥面T。此外，涂料器罩7的裙部7e可以是下端侧向径向外侧张开的形状，由此，也可以使裙部7e的下端与内杯6的圆筒状的外壁部6b内面的间隔变窄。

在以上的实施例中，虽然将驱动电机2设置在涂料器杯1内，但为了尽可能使驱动电机2的热不向旋转台4传递，也可以使驱动电机2脱离旋转台4。虽然没有具体图示，但也可以使驱动电机2位于涂料器杯1的下方，在涂料器杯1的底板部1a设置孔，通过该孔使采用曲折密封机构等的非接触式的主轴单元3延伸，将驱动电机2的旋转力向旋转台4传递。在旋转台4上设置有用于吸附盘基板S的真空吸附机构(图示省略)。

本发明并不限定于以上的实施例，在不脱离发明主旨的范围内可以进行各种变形。

此外，在上述的实施例中，具有涂料器罩7的圆筒状裙部7e、空中注射用孔7g和环状槽7f，但也可以是仅设置它们中任一个的装置结构。

根据本发明，可提供具有维修保养容易的结构的旋涂装置，在维修保养时能够缩短停止旋涂装置的时间，从而谋求生产性的提高。

本申请对于在2003年12月25日申请的特愿2003-429087号主张优先权，在此引用其内容。

Claims (4)

1.一种旋涂装置，其特征在于，包括：旋转台，其保持盘基板；旋转机构，其使该旋转台旋转；涂料器罩，其配置成将所述旋转台包围并挡住从被保持在所述旋转台上的盘基板甩掉的液体；内杯，其挡住并保持沿着所述涂料器罩滴落的液体；涂料器杯，其支承该内杯，

其中，所述内杯能够从所述涂料器杯上卸下，

该旋涂装置还包括将液体向所述盘基板供给的液体供给机构，在所述涂料器罩上形成至少一个空中注射用孔，在所述液体供给机构为了防止液体的堵塞而将液体空中注射时，该空中注射用孔用于使该被空中注射的液体流向所述内杯内。

2.如权利要求1所述的旋涂装置，其特征在于，在所述涂料器罩的底面环绕所述涂料器罩的整个圆周形成有经过所述空中注射用孔的出口的外周侧延伸的环状槽。

3.如权利要求1所述的旋涂装置，其特征在于，所述涂料器罩具有朝向所述内杯并向下方突出的环状裙部，所述空中注射用孔的下端的出口在所述裙部的外侧开口。

4.如权利要求3所述的旋涂装置，其特征在于，在所述裙部的外周面形成有与所述空中注射用孔的所述出口相连的上下方向延伸的槽。

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