JP2000354818A - 液体塗布装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンコート法により板状材料に液体を塗布
するときに、液体が塗布された板状材料上に発生する欠
陥を防止するとともに、製造コストを削減して環境に多
大な影響を与えない。 【解決手段】 板状に成形された板状材料Ｄが装着さ
れ、装着された板状材料Ｄを所定の回転方向に回転させ
る回転手段と、回転手段により回転された板状材料Ｄに
液体を塗布する液体塗布手段と、回転手段により回転さ
れている板状材料Ｄの外周側に、上記所定の回転方向ａ
と同じ方向の空気流１０を生成する空気流生成手段３と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク等を回転
させて液体を塗布することでディスク上に薄膜を形成す
る液体塗布装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば情報信号等を記録するディスク状
記録媒体は、情報信号を記録する記録層、光を反射する
反射層等の薄膜が複数層形成されている。そして、この
ディスク状記録媒体は、形成された複数の薄膜を外気等
から保護するために、保護層が形成されていることが多
い。

【０００３】ディスク状記録媒体に形成される保護層
は、例えばＵＶ（ultra violet）硬化樹脂を複数の薄膜
が形成された後にスピンコート法により形成される。

【０００４】上記スピンコート法によりディスク状記録
媒体に保護層を形成するときには、先ず、スピンコート
装置内でスピンドルモータによりディスク状記録媒体を
回転させ、回転されたディスク状記録媒体にＵＶ硬化樹
脂からなる液体を滴下し、回転されることにより発生さ
せた遠心力によりディスク状記録媒体の全面にコーティ
ングして保護層を形成する。

【０００５】また、スピンコート装置は、上述のように
ディスク状記録媒体を回転させて遠心力により振り切ら
れたディスク状記録媒体からの液体を収集して排出する
ために、ディスク状記録媒体の外周部近傍に円周状の空
気吸入口を備えている。このスピンコート装置は、ディ
スク状記録媒体の回転中心から上記空気吸入口に向かっ
て形成した空気流を利用して、ディスク状記録媒体から
遠心力により振り切られた液体を収集して排出してい
る。このディスク状記録媒体の回転中心から空気吸入口
に向かって形成される空気流は、ディスク状記録媒体の
回転中心から放射線状に形成されることが多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、スピンコート
装置により保護層をコーティングするときにおいては、
図３に示すように、ディスク状記録媒体Ｄを回転させる
ことにより発生する空気流ａの方向と、ディスク状記録
媒体Ｄの外周側に備えられている空気吸入口に向かって
形成される空気流ｂの方向とが異なり、これら空気流ａ
と空気流ｂとが互いに干渉してしまう。

【０００７】このように空気流ａと、空気流ｂとが干渉
すると、ディスク状記録媒体Ｄの外周側に乱気流を発生
させてしまい、ディスク状記録媒体Ｄから外周側に振り
切られた液体の飛散方向ｃが乱気流により不特定方向
ｃ’に飛散してしまう。このように、ディスク状記録媒
体Ｄから振り切られた液体が不特定方向ｃ’に飛散する
と、ディスク状記録媒体Ｄから振り切られた液体の一部
がディスク状記録媒体Ｄに再付着し、ディスク状記録媒
体Ｄ上に点状の欠陥が発生してしまう虞がある。

【０００８】また、スピンコート装置の内部でディスク
状記録媒体Ｄにスピンコート法により保護層をコーティ
ングするときに、ディスク状記録媒体Ｄから振り切られ
た液体がディスク状記録媒体Ｄから空気吸入口に向かっ
て形成されている空気流ｂににより霧状となって混入す
る場合がある。このように、空気流ｂにＵＶ硬化樹脂の
霧状の液体が混入すると、空気流ｂとともに装置外に排
出されることになる。

【０００９】しかし、一般にディスク状記録媒体Ｄに塗
布する液体がＵＶ硬化樹脂や、有機色素を混入した有機
溶剤等であることが多く、コスト面、及び、生物に対す
る影響等の点から好ましくない。したがって、従来のよ
うに空気流ｂを発生させて液体をディスク状記録媒体Ｄ
にコーティングするスピンコート装置は、製造コストが
高くなる、環境に与える影響が大きい等の問題があっ
た。

【００１０】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みて提案されたものであり、スピンコート法により板
状材料に液体を塗布するときに、液体が塗布された板状
材料上に発生する欠陥を防止するとともに、製造コスト
を削減して環境に多大な影響を与えるようなことがない
液体塗布装置及び方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決する本
発明に係る液体塗布装置は、板状に成形された板状材料
が装着され、装着された板状材料を所定の回転方向に回
転させる回転手段と、上記回転手段により回転される板
状材料に液体を塗布する液体塗布手段と、上記回転手段
により回転される板状材料の外周側に、上記所定の回転
方向と同じ方向の空気流を生成する空気流生成手段とを
備えることを特徴とするものである。

【００１２】このような液体塗布装置によれば、回転手
段により板状材料を回転させるとともに、液体塗布手段
により液体を塗布し、遠心力により板状材料から振り切
られた液体の飛散方向を、空気流生成手段により生成し
た空気流により制御する。

【００１３】また、本発明に係る液体塗布方法は、板状
に成形された板状材料を所定の回転方向に回転するとと
もに、回転されている板状材料の外周側に上記所定の回
転方向と同じ方向の空気流を生成し、回転されている板
状材料に液体を塗布することを特徴とする。

【００１４】このような液体塗布方法によれば、板状材
料を回転して液体を塗布したとき、遠心力により板状材
料から振り切られた液体の飛散方向を、板状材料の回転
方向と同じ回転方向に生成した空気流により制御する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１６】本発明を適用した液体塗布装置は、例えば
図１に示すように構成されている。

【００１７】この液体塗布装置１は、上面図を図１に示
し、図１におけるＡ−Ａ’線における断面図を図２に示
す。液体塗布装置１は、図１及び図２に示すように、デ
ィスクＤを保持するとともに回転駆動する回転テーブル
２と、ディスクＤが回転することにより発生する空気流
を整流する整流板３と、ディスクＤが回転することによ
り発生する空気流を外部に排気する排気チャンバ４とを
備える。

【００１８】回転テーブル２は、ディスクＤが装着さ
れ、このディスクＤを所定の回転数で中心軸Ｂを中心に
回転駆動する。また、回転テーブル２は、ディスクＤが
装着されると、例えば真空チャッキングや機械的なチャ
ッキングをチャッキング機構２ａを用いて、ディスクＤ
の略中央部を固定する。

【００１９】回転テーブル２は、所定の回転数でディス
クＤを回転させることで、ディスクＤの外周側にディス
ク回転方向ａと同じ方向に空気流１０を発生させる。

【００２０】上記回転テーブル２により回転されるディ
スクＤは、例えばポリカーボネート等の合成樹脂からな
る基板上に情報信号を記録するための記録層等が形成さ
れている状態で回転テーブル２に装着される。このディ
スクＤには、液体塗布装置１により、例えば表面を保護
するためのＵＶ硬化樹脂からなる保護層等が形成され
る。このディスクＤは、円盤状に成形され、液体塗布装
置１によりスピンコート法でＵＶ硬化樹脂等の塗布液体
が塗布され、回転テーブル２により回転されることで塗
布液体による薄膜が形成される。

【００２１】整流板３は、ディスクＤの外周側に配置さ
れ、ディスクの回転方向ａに対して所定角度を有して配
設される。各整流板３は、所定角度を有して配設される
ことで、ディスクＤが回転することにより発生される空
気流１０の流れる方向を制御する。すなわち、これら整
流板３は、回転テーブル２がディスクＤを回転させるこ
とにより発生する空気流１０をディスクＤの内周側から
入射されると、ディスクＤの外周側に向かって排出する
ように空気流１０の流出方向を制御する。

【００２２】これら各整流板３は、図１に示すようにデ
ィスクＤの回転方向ａと所定の角度を有して配設される
ことで、ディスクＤの外周側に、ディスクＤの回転方向
ａと同じ方向の空気流１０を渦巻き状に発生させる。

【００２３】排気チャンバ４は、整流板３の外周側に形
成され、整流板３からの空気流１０を排出する。この排
気チャンバ４は、断面積が小から次第に大とするように
形成されることで、断面積が小の部分から大の部分に向
かって空気流１０を排気口４ａに誘導する。このとき、
排気チャンバ４は、内壁４ｂに空気流１０を衝突させな
がら次第に空気流１０を排気口４ａに誘導する。

【００２４】また、この排気チャンバ４は、図２に示す
ように、回転テーブル２がディスクＤを回転させて発生
する空気流１０を整流板３に向かって流出させる空気吸
入口４ｃを形成するように成形されている。この排気チ
ャンバ４は、空気吸入口４ｃをディスクＤの外周側の全
体に亘って形成するように成形されている。

【００２５】空気吸入口４ｃには、回転テーブル２がデ
ィスクＤを回転することにより発生するディスクＤの回
転方向ａと同じ方向に流れる空気流１０が流入する。ま
た、空気吸入口４ｃには、空気流１０とともに、ディス
クＤに塗布され、ディスクＤが回転することで発生した
遠心力によりディスクＤ上から振り払われた塗布液体が
飛散して流入する。

【００２６】この空気吸入口４ｃに流入された塗布液体
は、例えば排気チャンバ４の内壁４ｂに集まり、内壁４
ｂをディスクＤの回転方向ａに沿って伝って捕集され
る。

【００２７】この液体塗布装置１は、更に、塗布液体を
ディスクＤ上に供給する図示しないノズル等を有する液
体供給機構を備える。この液体供給機構は、ディスクＤ
が回転テーブル２により回転されている状態において、
ディスクＤの内周側に所定量の塗布液体を滴下するよう
に構成されている。

【００２８】このように構成された液体塗布装置１は、
回転テーブル２により装着されたディスクＤを回転させ
るとともに、図示しない液体供給機構によりディスクＤ
に塗布液体を塗布する。このとき、液体塗布装置１は、
回転テーブル２によりディスクＤを回転することで発生
する空気流１０を空気吸入口４ｃを介して整流板３に導
く。そして、液体塗布装置１は、ディスクＤの外周側に
整流板３により空気流１０の流れる方向をディスクＤの
回転方向ａと同じ方向となるように制御して、空気流１
０を排気チャンバ４内に導く。

【００２９】また、液体塗布装置１は、回転テーブル２
によりディスクＤを回転させることで、例えばディスク
Ｄの内周側に液体供給機構により供給された塗布液体を
遠心力によりディスクＤの全面に塗布する。このとき、
液体塗布装置１は、遠心力によりディスクＤから飛散す
る塗布液体を空気吸入口４ｃを介して排気チャンバ４に
飛散させる。ここで、液体塗布装置１は、整流板３でデ
ィスクＤの回転方向ａと同じ方向に流れるように制御し
た空気流１０により、ディスクＤから飛散される塗布液
体の飛散方向を制御する。

【００３０】これにより、液体塗布装置１は、ディスク
Ｄ上に所定の膜厚の塗布液体からなる薄膜をコーティン
グする。

【００３１】なお、上述の液体塗布装置１の説明におい
ては、整流板３がディスクＤの外周側に固定されている
一例について説明したが、これに限らず、例えばディス
クＤの回転方向ａと同じ方向に全ての整流板３を回転さ
せても良い。このような液体塗布装置１は、整流板３の
全体が装置内部の空気を外部に排気するための排出ファ
ンとして機能し、外部に排出ファン等を設ける必要がな
く、装置の簡略化を実現することができる。

【００３２】次に、上述したように構成された液体塗布
装置１によりディスクＤ上に塗布液体を塗布するとき一
例について説明する。

【００３３】ディスクＤ上に塗布液体を塗布するときに
は、いわゆるスピンコート法を用いる。すなわち、先
ず、液体塗布装置１には、ディスクＤが回転テーブル２
上に装着される。このとき、チャッキング機構２ａによ
り、ディスクＤに設けられている中心穴を用いてディス
クＤを回転テーブル２に固定する。これにより、ディス
クＤの中心を回転テーブル２の回転中心と一致した位置
に固定する。

【００３４】次に、液体塗布装置１は、液体供給機構の
ノズルから塗布液体を例えばディスクＤの内周部分に滴
下する。このとき、液体塗布装置１は、例えば所謂ＣＤ
（Conpact Disc）となるディスクＤが回転テーブル２に
装着されたときには、粘度が２０ｃｐ程度のＵＶ硬化樹
脂を塗布液体としてディスクＤの内周部分に滴下する。
また、液体塗布装置１は、ディスクＤのＲ２０付近に塗
布液体を滴下する。更に、液体塗布装置１は、液体供給
機構のノズルからディスクＤの内周部分に塗布液体を滴
下しているときに、回転テーブル２によりディスクＤを
１００ｒｐｍ程度の回転数の低速度で回転させる。これ
により、液体塗布装置１は、先ず膜厚が厚い塗布液体を
ディスクＤの全面に亘って形成する。

【００３５】次に、液体塗布装置１は、回転テーブル２
によりディスクＤを回転させることにより発生する空気
流１０を排気チャンバ４から排気することを開始する。
このとき、液体塗布装置１は、整流板３によりディスク
Ｄの外周側にディスクＤの回転方向ａと同じ方向の空気
流１０を生成する。すなわち、液体塗布装置１は、整流
板３により空気流１０の方向を規制することで、ディス
クＤの外周側にディスクＤの回転方向ａと同じ方向の渦
巻き状の空気流１０を生成する。

【００３６】また、液体塗布装置１は、排気チャンバ４
から空気流１０の排気を行うとき、整流板３の全体をデ
ィスクＤの回転方向ａと同じ方向に回転させても良い。
このとき、液体塗布装置１は、装置内に渦巻き状の空気
流１０を生成するために、整流板３の全体を、ディスク
Ｄの回転速度と略同一の速度で回転させることが望まし
い。

【００３７】次に、液体塗布装置１は、上記低速度に対
して高速度にディスクＤを回転させる。このとき、液体
塗布装置１は、例えばＣＤの場合においては、３０００
ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍ程度の回転数で高速度にディス
クＤを約１．５〜２秒間に亘って回転テーブル２により
回転させる。これにより、液体塗布装置１は、ディスク
Ｄ上に塗布された塗布液体を外周側に振り切る。そし
て、液体塗布装置１は、ディスクＤから振り切られて飛
散した塗布液体を捕集する。

【００３８】このとき、液体塗布装置１は、ディスクＤ
の回転数及び回転時間を制御することにより、ディスク
Ｄ上に形成する塗布液体からなる薄膜の膜厚等を制御す
る。

【００３９】このような工程でディスクＤに塗布液体か
らなる薄膜を形成する液体塗布装置１は、ディスクＤの
回転方向ａと同じ方向に空気流１０を発生させる整流板
３をディスクＤの外周側に備えているので、ディスクＤ
の外周側において所定の方向の空気流１０を発生させる
ことができる。したがって、この液体塗布装置１は、デ
ィスクＤの外周側における乱気流の発生率を低くするこ
とができ、ディスクＤから飛散した塗布液体が飛散して
ディスクＤに再付着することを防止することができ、欠
陥のない薄膜を形成することができる。

【００４０】また、この液体塗布装置１によれば、整流
板３により、ディスクＤの外周側に、ディスクＤの回転
方向ａと同じ方向の渦巻き状の空気流１０を発生させる
ことができ、当該渦巻き状の空気流１０によるサイクロ
ン効果によりディスクＤから振り切った塗布液体の捕集
効果を向上させることができる。上記サイクロン効果と
は、液体を回転させることにより遠心力を発生させ、相
互に異なる液体であって異質なものの質量差を利用して
分離する現象である。

【００４１】更に、液体塗布装置１によれば、ディスク
Ｄの外周側において乱気流を発生させて霧状の塗布液体
を発生させ、霧状の塗布液体を外気に排出するようなこ
とがなく、塗布液体の使用量を削減して製造コストを削
減することができるとともに、例えばＵＶ硬化樹脂等を
外気に排出することなく生物や環境に多大な影響を与え
るようなことを防止することができる。

【００４２】更にまた、この液体塗布装置１によれば、
低い乱気流の発生率による高い捕集効率を実現すること
により、排気チャンバ４の大きさを縮小することができ
る。

【００４３】なお、上述の液体塗布装置１は、ディスク
Ｄ上に形成する薄膜をＵＶ硬化樹脂に限らず、例えば複
数の基板同士を接着するときに形成する接着層を形成し
ても良い。

【００４４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る液体塗布装置によれば、回転手段により板状材料を回
転させるとともに、液体塗布手段により液体を塗布し、
遠心力により板状材料から振り切られた液体の飛散方向
を、空気流生成手段により生成した空気流により制御す
ることができるので、板状材料から飛散する液体を空気
流により再付着することを防止し、液体が塗布された板
状材料上に液体が再付着することにより発生する欠陥を
防止することができる。また、本発明に係る液体塗布装
置によれば、空気流により装置から外部に飛散する塗布
液体を削減し、環境に多大な影響を与えるようなことが
なく、製造コストを削減することができる。

【００４５】また、本発明に係る液体塗布方法によれ
ば、板状材料を回転して液体を塗布したとき、遠心力に
より板状材料から振り切った液体の飛散方向を、板状材
料の回転方向と同じ回転方向に生成した空気流により制
御することができるので、板状材料から飛散する液体を
空気流により再付着することを防止し、液体が塗布され
た板状材料上に液体が再付着することにより発生する欠
陥を防止することができる。更に、本発明に係る液体塗
布方法によれば、空気流により板状材料から飛散する塗
布液体を削減し、環境に多大な影響を与えるようなこと
がなく、製造コストを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した液体塗布装置の構成を示す上
面図である。

【図２】本発明を適用した液体塗布装置の構成を示す断
面図である。

【図３】従来において、ディスク状記録媒体が回転する
ことにより発生する空気流と、ディスク状記録媒体の回
転中心から外周側に向かって発生する空気流とにより、
ディスク状記録媒体の外周側に乱気流が発生することを
説明するための図である。

【符号の説明】

１ 液体塗布装置、２ 回転テーブル、３ 整流板、４
排気チャンバ、１０空気流

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状に成形された板状材料が装着され、
   装着された板状材料を所定の回転方向に回転させる回転
   手段と、 上記回転手段により回転される板状材料に液体を塗布す
   る液体塗布手段と、 上記回転手段により回転される板状材料の外周側に、上
   記所定の回転方向と同じ方向の空気流を生成する空気流
   生成手段とを備えることを特徴とする液体塗布装置。
2. 【請求項２】 上記回転手段に回転される板状材料の外
   周側に備えられ、上記液体塗布手段により塗布された液
   体を収集する液体収集手段を備えることを特徴とする請
   求項１記載の液体塗布装置。
3. 【請求項３】 上記空気流生成手段は、上記回転手段に
   より回転される板状材料の回転方向と所定の角度を有し
   て板状材料の外周側に配される複数の整流板を備え、上
   記複数の整流板を板状材料の外周側の周囲において板状
   材料と同じ方向に回転させて上記所定の回転方向と同じ
   方向の空気流を生成することを特徴とする請求項１記載
   の液体塗布装置。
4. 【請求項４】 板状に成形された板状材料を所定の回転
   方向に回転するとともに、回転されている板状材料の外
   周側に上記所定の回転方向と同じ方向の空気流を生成
   し、 回転されている板状材料に液体を塗布することを特徴と
   する液体塗布方法。
5. 【請求項５】 上記板状材料に液体を塗布した後に、 上記回転されている板状材料からの液体を収集すること
   を特徴とする請求項４記載の液体塗布方法。