JP2001179162A - 板状体表面膜形成装置、方法及びこれらを用いて形成された表面膜を有する板状体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンコート方式を踏襲しつつ、一層、効率
よく良好な表面膜を形成できるようにする。 【解決手段】 被膜液付与部２００のノズル２２０を半
径方向幅Ｌが周方向幅Ｘより相対的に大きくなるように
構成し、該ノズル２２０を用いて被膜液（色素）を基板
１に付与する。これにより、被膜液の塗りムラ等を抑制
でき歩留まり性等を向上させることができ、従来のスピ
ンコート装置に比べて被膜液量を大幅に低減できる。ま
た、基板回転の遠心力で振り切るべき余剰被膜液量を低
減でき、かつ、余剰被膜液の基板１からの振り切り時間
も短縮できる。従って、従来に対して、一層、短時間で
歩留まり性良く板状体表面に表面膜を良好に形成するこ
とができると共に、製品品質の向上、製造時間の削減、
延いては製造・製品コストの低減等を促進できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板状体｛例えばＤ
ＶＤ（Digital Video Disk）、ＣＤ（Compact Disk）な
ど、光或いは磁気ディスク等の板状記録媒体などを含
む｝の表面（表裏面の双方を含む概念である）に、液体
状又は流動体状の被膜材（以下、被膜液とも言う）を付
着させて表面膜（層）を形成するための装置及び方法、
及び当該装置或いは方法を用いて表面膜を形成された板
状体に関する。より詳しくは、ＤＶＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ等
の板状記録媒体の製造工程等において、被膜液を、板状
記録媒体基板の表面に付与（滴下、塗布、吐出、噴射
等）する一方で、該板状記録媒体基板を回転させ、該付
与された被膜液を、前記回転による遠心力で板状記録媒
体基板の表面に略均等に分布させ、板状記録媒体表面に
表面膜（層）を形成する所謂スピンコート技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＣＤ−Ｒ（ＤＶＤ−Ｒ）用ディ
スク等は、射出成形機で成形された、例えばφ１２０ｍ
ｍ、厚さ１．２ｍｍ程度のポリカーボネート基板（以
下、単に基板或いはディスクとも言う）に、被膜液とし
ての記録層形成用の有機色素（以下、単に色素とも言
う）等を、スピンコートにより約０．２μm（ミクロ
ン；マイクロメーター）の厚さで略均等に塗布され、そ
の後、該形成された色素膜（記録層）上に反射膜をスパ
ッタ処理等により形成した後、外周色素除去工程、ＵＶ
（紫外線）保護膜塗布工程などを経て製造される。

【０００３】なお、スピンコートとは、被処理体（例え
ば、ポリカーボネート基板）を回転させつつ、該被処理
体の表面に、液体状或いは流動体状の被膜材（例えば、
記録層形成用の有機色素）を、被処理体の内周側から滴
下等し、被処理体の回転に伴う遠心力を利用して、滴下
された被膜材を被処理体の表面に分布させることによ
り、被処理体の表面に膜或いは層（ここでは記録層）を
形成する表面膜（層）形成方法の１つである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＤ−Ｒ
（ＤＶＤ−Ｒ）用ディスク等に対してスピンコートを行
うスピンコート装置としては、例えば、図１０に示すよ
うなものがある。

【０００５】かかるスピンコート装置は、回転駆動部
（スピンナー部）１０、被膜液付与部（ディスペンサー
部）２０、ディスペンサーアーム部３０、スピンナーハ
ウス部４０、被膜液ドレイン部５０、及びＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、入・出力インターフェース等を含んで構成
され各種制御を行う制御部（図示せず）等を含んで構成
されている。

【０００６】前記回転駆動部１０は、ＣＤ−Ｒ用ディス
クのポリカーボネート基板１を所定の固定手段（図示せ
ず）を介して着脱可能に載置するターンテーブル１１
と、該ターンテーブル１１を回転軸１２を介して回転駆
動するスピンドルモータ１３と、を含んで構成され、前
記制御部からの制御信号等に基づいて、前記固定手段の
着脱制御や前記スピンドルモータ１３の回転制御等は実
行されるようになっている。

【０００７】前記被膜液付与部（ディスペンサー部）２
０は、ディスペンサーボディ２１と、該ディスペンサー
ボディ２１に取り付けられ前記被膜液（記録層形成用の
有機色素）を前記ターンテーブル１１上に載置され回転
される基板１に対して滴下（吐出）するためのニードル
ノズル（約０．３ｍｍの内径を持つ）２２と、前記ディ
スペンサーボディ２１に内装されており且つ外部等から
色素を導く色素導管２３と前記ニードルノズル２２との
間に介装されて前記ニードルノズル２２への色素の供給
・停止を切り換える開閉弁（図示せず）と、を含んで構
成されている。なお、前記開閉弁の切換制御（色素の供
給・停止制御）、言い換えれば色素付与制御は、前記制
御部からの制御信号に従って行われる。

【０００８】前記被膜液付与部２０は、ディスペンサー
アーム部３０のアーム３１の先端部に取り付けられてお
り、スピンコート時には、前記制御部からの制御信号に
基づき駆動モータ３３により回転駆動されるディスペン
サーアーム駆動部３２を介して、例えば、図１１を参照
して説明すると、待機位置Ａで上昇し所定内周位置（滴
下開始位置）Ｂへ移動（揺動中心軸３４周りを揺動）
後、下降して、回転基板１に対して色素の滴下（吐出）
を開始する一方、所定外周位置（滴下終了位置）Ｃまで
色素を所定に滴下（吐出）しながら移動（揺動中心軸３
４周りに揺動）され、その後、再び上昇して前記待機位
置Ａへ移動（揺動中心軸３４周りに揺動）されて所定待
機高さ位置まで下降するようになっている。

【０００９】なお、スピンナーハウス部４０は、スピン
コート時の基板回転による遠心力で、基板１から離脱さ
れ振り切られた余剰の色素が、外部へ飛散することを防
止するため等のものであり、該スピンナーハウス４０内
に配設されるバッファープレート４１を介して、効率よ
く余剰色素を被膜液ドレイン部５０へ回収できるように
構成されている。

【００１０】ところで、前記記録層形成用色素は、ＣＤ
−Ｒ等の製造原価の多くを占めるほど高価であり、製造
コスト延いては製品コスト低減等のため、その使用量を
削減することが急務となっている。

【００１１】しかしながら、上述したスピンコート方式
では、色素の滴下量の約９０％が、基板回転による遠心
力で基板表面から離脱し（振り切られ）、被膜液ドレイ
ン部５０へ排出されることとなり、製品コストを低減す
ることが難しいと言った実情がある。

【００１２】即ち、塗りムラ等を抑制して歩留まり性を
良好に維持しつつ（製品個体間の品質バラツキなどを抑
制しつつ）、基板表面に薄膜を良好に形成するために
は、比較的多量の色素を基板内周側に滴下等したうえ
で、これを遠心力でムラ無く基板表面全体に色素を薄く
略均等に分配させることが必要とされる。つまり、上述
のスピンコート方式においては、比較的多量に色素を滴
下すること（主に、塗りムラを抑制して歩留まり性を維
持する等のため）、なお且つ、その約９０％程度の色素
を基板表面から振り切ること（主に、略均一で且つ薄い
表面膜形成のため）が必要とされているのが実情であ
る。

【００１３】なお、被膜液ドレイン部に回収された色素
の再利用も検討されてはいるが、現段階では、不純物の
混入を排除することが難しいため、品質管理などの面か
ら量産には採用し難いのが実情である。

【００１４】ところで、色素塗布（記録層或いは表面膜
形成）方法としては、上記スピンコート方式以外の方法
も考えられないではないが、比較的短時間で、且つ、歩
留まり良く｛製品品質を高レベルで略均一に維持しつつ
（製品個体間の品質バラツキ等を抑制しつつ）｝、約
０．２μｍの薄膜を基板の表面全体に略均等に形成する
ことが可能なスピンコート方式が、現状では量産等に適
しているものと考えられる。

【００１５】本発明は、上述したような実情に鑑みなさ
れたもので、比較的短時間で歩留まり良く板状体表面に
表面膜（層）を形成可能なスピンコート方式を踏襲しつ
つ、より一層、効率よく良好な表面膜（層）を形成する
ことを可能とし、以て製品品質の向上、被膜液付与時
間、表面膜（層）形成時間延いては製造時間の削減、更
には製造・製品コストの低減等を促進することができる
ようにした板状体表面膜形成装置及び板状体表面膜形成
方法を提供することを目的とする。また、これら装置或
いは方法を用いて形成され、その膜厚が良好に均一化さ
れた表面膜を有する板状体を提供することも目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１又は
請求項５に記載の発明は、板状体表面に、被膜液付与部
を介して被膜液を付与し、該板状体表面上に付与された
被膜液を板状体回転による遠心力を利用して所定膜厚に
制御しつつ、前記板状体表面に表面膜（表面層）を形成
する板状体表面膜形成装置又は方法において、前記被膜
液付与部により板状体表面に付与される被膜液の板状体
半径方向における半径方向幅が、板状体周方向における
周方向幅より大きくなるようにして、板状体表面に被膜
液を付与するようにする。

【００１７】かかる構成によれば、板状体表面に付与さ
れる被膜液の板状体周方向幅に対して半径方向幅が相対
的に大きくなるように、被膜液を板状体に付与（滴下、
吐出、噴射、塗布等）することができるため、被膜液の
塗りムラ等を抑制でき歩留まり性等を向上させることが
でき、以て従来のスピンコート装置に比べて付与する被
膜液量を大幅に低減できることになる。そして、このよ
うに、板状体に付与される被膜液量を低減できれば、板
状体回転の遠心力で振り切るべき被膜液量を低減でき、
尚且つ、余剰被膜液の板状体からの振り切り時間も短縮
できることになる。更に、塗りムラ等の抑制により、膜
厚が略均一化された良好な薄膜形成のために必要な板状
体回転時間や板状体回転速度等を低減できることにもな
る。

【００１８】従って、本発明によれば、従来に対して、
より一層、短時間で歩留まり性良く板状体表面に表面膜
（層）を良好に形成することができ、尚且つ、製品品質
の向上、被膜液付与時間、表面膜（層）形成時間延いて
は製造時間の削減、更には製造・製品コストの低減等を
一層促進することが可能となる。

【００１９】請求項２又は請求項６に記載の発明では、
前記半径方向幅が、板状体の被膜液を付与すべき領域の
略最内径位置から略最外径位置まで延びるようにする。

【００２０】かかる構成とすれば、板状体表面に被膜液
を付与する際に、板状体と被膜液付与部とを相対的に少
なくとも１回転させれば、板状体表面全体に被膜液を付
与することができるため、短時間で歩留まり性良く板状
体表面に表面膜を良好に形成することができ、尚且つ、
製品品質の向上、被膜液付与時間、表面膜形成時間延い
ては製造時間の削減、更には製造・製品コストの低減等
を一層促進することが可能となる。

【００２１】なお、請求項３に記載の発明は、前記半径
方向幅及び前記周方向幅が、前記被膜液付与部の被膜液
を付与するための開口部の形状若しくは開口面積により
調整されることを特徴とする。また、請求項７に記載の
発明では、前記被膜液付与部の被膜液を付与するための
開口部の形状若しくは開口面積が所定に調整されてお
り、該調整された開口部を介して、板状体表面に被膜液
を付与するようにする。

【００２２】かかる構成とすれば、比較的簡単かつ安価
な構成により、所定に（即ち、板状体表面に付与される
被膜液の板状体周方向幅に対して半径方向幅が相対的に
大きくなるように、或いは前記半径方向幅が、板状体の
被膜液を付与すべき領域の略最内径位置から略最外径位
置まで延びるように）、板状体表面に被膜液を付与する
ことが可能となる。

【００２３】ところで、請求項４又は請求項８に記載の
発明のように、前記開口部の半径方向幅が、板状体の被
膜液を付与すべき領域の略最内径位置から略最外径位置
まで延びており、前記開口部の周方向幅が、０．０２ｍ
ｍ〜０．１ｍｍの間に調整されることが好ましい。

【００２４】請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求
項４の何れか１つに記載の板状体表面膜形成装置、又は
請求項５〜請求項８の何れか１つに記載の板状体表面膜
形成方法により、表面膜を形成された板状体を特徴とし
ている。

【００２５】即ち、本発明に係る板状体表面膜形成装置
又は方法により表面膜を形成された板状体は、従来の装
置又は方法により表面膜を形成された板状体に比べ、板
状体表面に形成される膜厚の均一化が一層促進されるこ
とになる。従って、製品品質の向上が図れるのは勿論、
膜厚の薄膜化を一層促進することができ（最小膜厚部分
が平均膜厚側へ近づくため全体として薄膜化を促進して
も膜厚不良の発生を抑制できることになり）、以て、一
層、量産性の向上等に寄与する板状体を提供できること
になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００２７】図１〜図５は、本発明の一実施の形態に係
るＣＤ−Ｒ（或いはＤＶＤ−Ｒ等）用ディスク等のスピ
ンコート装置（板状体被膜形成装置）を示す。なお、本
実施の形態に係るスピンコート装置は、図１０に示した
スピンコート装置に対して後述する被膜液付与部２００
及びスピンコート処理のプロセス或いはスケジュール
（図６参照）等が異なるが、図１０に示したスピンコー
ト装置と基本的な構成は同様であり、同様の要素につい
ては同一の符号を付すこととし、その説明を省略する場
合がある。

【００２８】図１、図２に示すように、本実施の形態に
係るスピンコート装置は、回転駆動部（スピンナー部）
１０、被膜液付与部（ディスペンサー部）２００、ディ
スペンサーアーム部３０、スピンナーハウス部４０、被
膜液ドレイン部５０、及びＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入
・出力インターフェース等を含んで構成され各種制御を
行う制御部（図示せず）等を含んで構成されている。

【００２９】前記回転駆動部１０は、図１、図２に示す
ように、ＣＤ−Ｒ用ディスクのポリカーボネート基板１
を所定の固定手段（図示せず）を介して着脱可能に載置
するターンテーブル１１と、該ターンテーブル１１を回
転軸１２を介して回転駆動するスピンドルモータ１３
と、を含んで構成され、図示しない制御部からの制御信
号等に基づいて、前記固定手段の着脱制御や前記スピン
ドルモータ１３の回転制御（後述する図６のマップ等参
照）等が実行されるように構成されている。

【００３０】そして、本実施の形態に係る被膜液付与部
（ディスペンサー部）２００は、図１、図２、図３
（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、ディスペンサーボデ
ィ２１０と、該ディスペンサーボディ２１０に取り付け
られ被膜液（本実施の形態では記録層形成用の有機色
素）を、前記ターンテーブル１１上に載置された基板１
に対して付与するための開口部（以下、ノズルとも言
う）２２０と、前記ディスペンサーボディ２１０に内装
されており且つ外部等から色素を導く色素導管２３０と
前記ノズル２２０との間に介装されて前記ノズル２２０
への色素の供給・停止を切り換える開閉弁（図示せず）
と、を含んで構成されている。

【００３１】なお、前記開閉弁の切換制御（色素の供給
・停止制御）、言い換えれば色素付与制御は、前記制御
部からの制御信号に基づいて行われるようになってい
る。例えば、前記制御部からの色素供給開始信号を受け
ると、ディスペンサーボディ２１０に内装される電磁弁
等が開弁駆動され、エア配管２４０からのエア圧（正圧
或いは負圧）の前記開閉弁への供給が開始される。これ
により、前記開閉弁は、通常は、例えば弾性付勢等され
て閉弁されているが、前記エア圧が前記弾性付勢力に対
抗して前記開閉弁の弁体（図示せず）を開弁駆動するこ
ととなり、前記色素導管２３０と前記ノズル２２０とが
連通され、以てノズル２２０からの色素の供給（付与）
が行われるようになっている。この一方、前記制御部か
ら色素供給停止信号を受けると、前記電磁弁が閉弁駆動
されてエア配管２４０からのエア圧（正圧或いは負圧）
の前記開閉弁への供給が停止され、これによりエア圧を
介して弾性付勢力に対抗して開弁されていた前記弁体が
閉弁されることとなり、前記色素導管２３０と前記ノズ
ル２２０との連通が遮断され、以てノズル２２０からの
色素の供給（付与）が停止されるようになっている。

【００３２】ここにおいて、本実施の形態におけるノズ
ル２２０は、図１０に示したニールノズル２２とは構成
が異なっており、図３（Ａ）に示すように、基板１の半
径方向に対して所定の色素付与幅Ｌを有して構成されて
いる。即ち、ノズル２２０は、スピンコート時に、基板
１の回転方向に対する色素付与幅（周方向幅）Ｘ｛図３
（Ｂ）参照｝に対して、基板１の半径方向に対する前記
塗布幅（半径方向幅）Ｌ｛図３（Ａ）参照｝が相対的に
大きくなるように構成されている。

【００３３】なお、該ノズル２２０は、例えば、図３
（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、ノズルブロック２２
０Ａと、これに対面するノズルブロック２２０Ｂと、
を、所定厚さ（前記周方向幅Ｘに対応する）を有する略
コ字状のスペーサ（シム）２２０Ｃを間に挟んで固定
（ボルト２６０等による締結固定）する構成とすること
ができ、これにより、例えば周方向幅Ｘを比較的容易に
調整可能かつ安価な構成とすることができる。勿論、周
方向幅Ｘの調整を必要としない場合や、周方向幅Ｘ等を
異ならせた複数のノズル２２０を用意できる場合等は、
ノズルブロック２２０Ａと２２０Ｂとスペーサ部分とを
一体的に形成することも可能である。

【００３４】また、前記ノズル２２０は、図１〜図３に
おいては、前記ディスペンサーボディ２１０にアダプタ
２５０を介して取り付けられているが、該アダプタ２５
０は前記ノズル２２０或いは前記ディスペンサーボディ
２１０と一体的に形成することもできるし、又は省略す
ることもできるものである。

【００３５】ところで、本実施の形態においては、図３
（Ａ）に示されるように、前記ノズル２２０の半径方向
幅（スペーサ２２０Ｃのコ字状開口部の開口幅）Ｌは、
基板１の半径方向における色素付与領域の幅（色素を付
与すべき最小半径（最内径）位置から最大半径（最外
径）位置までの間の距離）と略同じ幅に設定することが
できる。

【００３６】また、図３（Ｂ）に示されるスペーサ２２
０Ｃの厚さ（周方向幅Ｘ）は、塗りムラや膜厚不良等が
生じないように調整することができるが、例えば、０．
０２ｍｍ≦Ｘ≦０．１ｍｍ程度の範囲に設定すること
が、良好な歩留まり性、膜厚形成等を達成できる点で好
ましい。

【００３７】なお、ノズル２２０から付与される被膜液
（色素）は、所定圧（色素タンク側からノズル側に向け
て色素導管２４０内の色素に作用する正圧、例えば大気
圧。背圧とも言う。）を付与されて（加圧されて）滴下
される、或いは吐出される、或いは噴射されるように構
成することができる。前記被膜液付与部２００は、ディ
スペンサーアーム部３０の先端部に、３次元で位置を調
整可能なアダプタ３５を介して取り付けられている。そ
して、制御部からの制御信号に基づき駆動モータ３３に
より回転駆動されるディスペンサーアーム駆動部３２を
介して、例えば、図４に示すように、待機位置Ａと、所
定内周位置（色素付与開始位置）Ｂと、の間を移動（揺
動中心軸３４周りを揺動）することができるように構成
されている。

【００３８】なお、スピンナーハウス部４０は、スピン
コート時の基板回転による遠心力で、基板１から離脱さ
れ振り切られた余剰の色素が、外部へ飛散することを防
止するためのものであり、該スピンナーハウス４０内に
配設されるバッファープレート４１を介して、効率よく
余剰色素を被膜液ドレイン部５０へ回収できるように構
成されている。

【００３９】ところで、本実施の形態におけるスピンコ
ート装置の全体構成は、図５に示すようになっており、
基板１のターンテーブル１１への搬入は、ハンドリング
部６０を介して行うことができる。該ハンドリング部６
０は、図示しない駆動モータを介して既知のピック＆プ
レース装置（例えば所謂オシレートハンドラ）を駆動す
ることにより、或いは駆動モータ等を含む各種アクチュ
エータ等を組み合わせることにより構成することがで
き、例えば、ハンドリングアーム６１を待機位置６３か
ら搬入搬出位置６４まで軸６２周りに揺動させた後、吸
着位置まで下降し、ハンドリングアーム６１の先端に配
設された所定の吸着手段（真空吸着など）で基板１を吸
着し、その後、ハンドリングアーム６１を、ターンテー
ブル１１の中心位置まで軸６２周りに揺動させて解放位
置まで下降し、そこで前記吸着手段の真空状態を解除
し、基板１をターンテーブル１に載置（搬入）する。一
方、基板１のターンテーブル１１からの搬出は、ハンド
リング部６０を介して、ハンドリングアーム６１を待機
位置６３からターンテーブル１１の中心位置まで軸６２
周りに揺動させた後、吸着位置まで下降し、前記吸着手
段に処理済みの基板１を吸着し、その後、ハンドリング
アーム６１を、搬入搬出位置６４まで軸６２周りに揺動
させて解放位置まで下降し、そこで前記吸着手段の真空
状態を解除し、基板１を搬入搬出位置６４へ搬出させる
ように構成することができる。なお、搬入位置と、搬出
位置と、を異ならせることは勿論可能である。

【００４０】ここにおいて、上述したような構成を備え
た本実施の形態に係るスピンコート装置においては、前
記制御部からの制御信号に基づいて、例えば、以下のよ
うに被膜液付与制御（スピンコート制御）を行う。

【００４１】即ち、 基板１をターンテーブル１１へ供給（載置）した
後、被膜液付与部２００のノズル２２０は、図示しない
制御部からの制御信号に基づき駆動モータ３３により回
転駆動されるディスペンサーアーム駆動部３２を介し
て、例えば、図４を参照して説明すると、待機位置Ａで
上昇し所定内周位置（色素付与開始位置）Ｂへ移動（揺
動中心軸３４周りを揺動）後、所定高さ位置（色素付与
高さ位置）まで下降する。

【００４２】 このとき、ターンテーブル１１上に載
置された基板１は、図６に示すマップ（タイムチャート
或いはタイムスケジュール）に従って、回転駆動部１０
のスピンドルモータ１３により所定の低速で回転されて
おり、該回転中の基板１に対して前記ノズル２２０から
の被膜液（色素）の付与が開始される。

【００４３】具体的には、例えば、図６に示されるよう
に、基板（ディスク）１を約１２０ｒｐｍで回転させた
状態で、ノズル２２０からの被膜液（色素）の付与が開
始される。

【００４４】 本実施の形態においては、ノズル２２
０からの被膜液の付与時間（滴下している時間、吐出或
いは噴射している時間）は、例えば、付与開始から基板
１が１〜２回転するまでの期間に設定されることができ
る。そして、ノズル２２０からの被膜液の付与終了後、
前記ノズル２２０は、前記ディスペンサーアーム駆動部
３２を介して、再び上昇され、前記待機位置Ａへ移動
（揺動中心軸３４周りに揺動）されて、所定待機高さ位
置まで下降するように制御される。

【００４５】具体的には、本実施の形態においては、ノ
ズル２２０の半径方向幅Ｌが、略被膜半径に等しいの
で、例えば、図６のマップに示すように、基板１が略２
回転する間（略０．５秒間）だけ、前記ノズル２２０か
ら色素を付与するようになっている。

【００４６】 その後、被膜液（色素）を付与された
基板１は、所定膜厚形成のため或いは基板１の乾燥等の
ために、所定に高速回転され、所定時間経過後に基板１
の回転は終了され、以てスピンコート処理（被膜形成処
理）が完了されることになる。

【００４７】具体的には、例えば、図６のマップに示す
ように、所定膜厚を形成するためや余剰色素を振り切る
等のために、約１２００ｒｐｍまでリニアに基板回転速
度を上昇させた後、被膜液中の溶剤分の蒸発等を促進す
るために、約４０００ｒｐｍまで基板回転速度を上昇さ
せ、所定時間経過後に、基板１の回転を停止させるよう
にすることができる。

【００４８】このように、本実施の形態では、図１０の
約φ０．３ｍｍのニードルノズル２２に代えて、周方向
幅Ｘに対して半径方向幅Ｌが相対的に大きなノズル２２
０を用いて被膜液（色素）を基板１に付与（滴下、吐
出、噴射、塗布等）するようにしたので、被膜液（色
素）の塗りムラ等を抑制でき歩留まり性を向上させるこ
とができるため、薄膜形成に本来必要な量に近い量の被
膜液を付与すれば良くなるので、従来のスピンコート装
置に比べて付与する被膜液量を大幅に低減できることに
なる。また、基板１に付与される被膜液（色素）量を低
減できれば、基板回転の遠心力で振り切るべき余剰被膜
液量を低減でき、かつ、余剰被膜液の基板１からの振り
切り時間も短縮できることになる。更に、塗りムラ等の
抑制により、膜厚が略均一化された良好な薄膜形成のた
めに（言い換えれば、被膜液を基板上に略均等に外周側
へ拡張させる等のために）必要な基板を回転させる時間
や基板の回転速度等を低減できることになる。

【００４９】従って、本実施の形態によれば、従来に対
して、より一層、短時間で歩留まり性良く基板表面に表
面膜（層）を良好に形成することができ、尚且つ、製品
品質の向上、被膜液付与時間、表面膜（層）形成時間延
いては製造時間の削減、更には製造・製品コストの低減
等を一層促進することが可能となる。

【００５０】より詳細に言えば、図１０に示したような
ニードルノズル２２を用いたスピンコート装置では、比
較的小さな略円形の開口部から基板１に被膜液（色素）
を付与し、この滴下された被膜液を、遠心力を利用して
基板１の周方向において略均等に分布させつつ外周方向
（半径方向）へ向けて略均等に拡張させるようにするも
のであるが、この半径方向への拡張の際、被膜液は周方
向において良好に均等に分布し難いため、即ち、周方向
のある部分において先に遠心力のベクトル方向に進行し
た被膜液があると、これに他の被膜液（本来は、周方向
において均等に分布して半径方向に拡張されるべきも
の）が引きずられてしまうケースがある。

【００５１】つまり、一旦、基板１の表面上に、ある被
膜液の流路ができてしまうと、本来外周方向に均等に拡
張されるべきはずの被膜液が、均等に拡張されずに、そ
の流路に集まってきてしまい、以て周方向において所々
に被膜液が付与（塗布）されない領域が生じ易くなる。
言い換えれば、基板１の中心から遠心力のベクトル方向
に延びる何条かの被膜液流路が出来てしまい、この各流
路間には、被膜液が付与され難くなる（即ち、塗りムラ
が生じる易くなる）場合がある。

【００５２】このため、従来のスピンコート装置では、
かかる塗りムラ等を抑制して歩留まりを改善するため
に、比較的多量の被膜液を付与することにより、できる
限り、周方向おいて被膜液が略均等に分布され易くして
いるのである。即ち、被膜液の付与量を多めにすること
で、遠心力により形成される基板１上の被膜液の流路の
数を増加させると共に、１つ１つの流路の幅を大きく
し、基板表面上の被膜液進行方向に略直交する方向での
流路の合流等を促進させ、これにより、周方向における
被膜液の略均等な分布、延いては径方向における均等な
拡張を図っているのである。

【００５３】従って、従来のスピンコート装置は、塗り
ムラ等を抑制して歩留まり性を所定に維持するために、
比較的多量の被膜液を付与する必要があり、結果とし
て、基板表面全体に所定の被膜厚さを達成するために本
来必要な被膜液量を大きく越えて被膜液を付与するた
め、基板回転の遠心力で余剰被膜液を多量に振り切る必
要があり、かつ、所定膜厚を形成するという面とも相俟
って、余剰被膜液の基板１からの振り切り時間を長くせ
ざるを得ないのである。なお、このことは、ディスペン
サーアーム３１を揺動させて渦巻状（螺旋状）に被膜液
を滴下するスピンコート処理においても｛後述する
（３）参照｝、程度としては改善されるが、ニードルノ
ズル２２を用いる以上、依然として残る問題である。

【００５４】これに対し、本実施の形態のような周方向
幅Ｘに対して半径方向幅Ｌが相対的に大きなノズル２２
０を用いて被膜液を基板１に付与するようにすると、該
半径方向幅Ｌ分は、基板１の周方向に対して被膜液を良
好に略均等に分布させることが可能となる（分配でき
る）ため、従来のスピンコート装置に対して、効果的に
塗りムラ等を抑制できることとなり、既述した通り、従
来に対して、より一層、短時間で歩留まり性良く基板表
面に表面膜（層）を良好に形成することができ、尚且
つ、製品品質の向上、被膜液付与時間、表面膜（層）形
成時間延いては製造時間の削減、更には製造・製品コス
トの低減等を一層促進することが可能となる。

【００５５】ここで、比較等のため、図１０に示したニ
ードルノズル２２を用いたスピンコート装置におけるス
ピンコート処理の一例を説明しておく。

【００５６】(1) 基板１をターンテーブル１１へ供給
（載置）した後、被膜液付与部２０のニードルノズル２
２は、図示しない制御部からの制御信号に基づいて、駆
動モータ３３により回転駆動されるディスペンサーアー
ム駆動部３２を介して、例えば、図１１に示すように、
待機位置Ａで上昇し所定内周位置（色素付与開始位置）
Ｂへ移動（揺動中心軸３４周りを揺動）後、所定高さ位
置（色素付与高さ）まで下降する。

【００５７】(2) このとき、基板１は、図１２に示す
マップ（タイムチャート或いはタイムスケジュール）に
従って、回転駆動部１０のスピンドルモータ１３により
所定の低速で回転されており、該回転中の基板１に対し
て前記ニードルノズル２２からの被膜液（色素）の付与
が開始される。具体的には、例えば、図１２に示される
ように、基板１を約３００ｒｐｍで回転させた状態で、
ニードルノズル２２からの被膜液（色素）の付与が開始
される。

【００５８】(3) ニードルノズル２２からの被膜液の
付与時間（滴下している時間、吐出している時間）は、
例えば、図１２のマップに示すように、付与開始から約
２秒間であり、この間において、ニードルノズル２２
は、被膜液（色素）を付与（滴下或いは吐出）しなが
ら、図１１に示す所定外周位置（色素付与終了位置）Ｃ
まで、移動（揺動中心軸３４周りに揺動）される。な
お、基板１は、この間において、図１２のマップに従っ
て、約６００ｒｐｍまで回転速度を上昇される。従っ
て、被膜液は、回転する基板表面上に渦巻状（螺旋状）
に付与されるようになっている。

【００５９】そして、ニードルノズル２２からの被膜液
の付与終了後、前記ニードルノズル２２は、前記ディス
ペンサーアーム駆動部３２を介して、再び上昇され、前
記待機位置Ａへ移動（揺動中心軸３４周りに揺動）され
て所定待機高さ位置まで下降するように制御される。

【００６０】(4) その後、被膜液（色素）を付与され
た基板１は、所定膜厚形成のため或いは基板１の乾燥等
のために、図１２に示すマップに従って、所定に高速回
転され、所定時間経過後に基板１の回転は終了され、以
てスピンコート処理（被膜形成処理）が完了されること
になる。

【００６１】具体的には、図１２のマップに示すよう
に、所定膜厚を形成するためや余剰色素を振り切る等の
ために、約１２００ｒｐｍまでリニアに基板回転速度を
上昇させた後、被膜液中の溶剤分の乾燥を促進するため
に、約４０００ｒｐｍまで基板回転速度を上昇させ、所
定時間経過後に、基板１の回転を停止させる。

【００６２】なお、上述した図６及び図１２のマップ
（タイムチャート或いはタイムスケジュール）に示され
た各値は、一例であり、所定の膜厚形成のため、所定の
歩留まり達成のため、所定の製造時間達成のため等、そ
の目的に応じて適宜変更されるものであると共に、基板
（ディスク）の外径、基板表面の表面粗さ、使用被膜液
の粘度、被膜液温度、被膜液の蒸発特性等によっても、
適宜変更されることは勿論である。

【００６３】ところで、本実施の形態においては、ノズ
ル２２０の半径方向幅Ｌを、色素を付与すべき基板１の
領域の略最内径位置から略最外径位置までの幅とした
が、これに限定されるものではなく、これ（最内径から
最外径までの幅＝Ｌ）より長くても、これ（最内径から
最外径までの幅＝Ｌ）より短く（例えば、最内径位置を
起点として３／４Ｌ、２／３Ｌ、１／２Ｌ、１／３Ｌ、
１／４Ｌ等の幅を与えるなど）しても良いものである。
即ち、基板回転方向に対する色素付与幅（周方向幅）Ｘ
に対して、基板半径方向に対する色素付与幅（半径方向
幅）Ｌが相対的に大きくなるように基板に対して被膜液
を付与（滴下、吐出、噴射、塗布等）できるものであれ
ば、本発明の範囲内である。

【００６４】なお、ノズルの滴下孔、吐出孔、噴孔等
（即ち、開口部）の形状を、周方向幅Ｘに対して半径方
向幅Ｌが相対的に大きくなるように形成するものに限定
されるものではなく、被膜液の滴下角度、吐出角度、噴
射角度、或いは吐出圧、噴射圧等の被膜液付与特性を調
整することで、被膜液が、実質的に、周方向幅Ｘに対し
て半径方向幅Ｌが相対的に大きくなるように基板表面に
付与されるような場合も本発明に含まれるものである。

【００６５】また、本実施の形態においては、ノズル２
２０を用いた場合、被膜液付与期間を、被膜液の付与開
始後、基板１が約１回転〜２回転する間として説明した
が、これに限定されるものではない。即ち、所望の歩留
まり性、膜厚形成が達成されるのであれば、これ以下の
回転（例えば１／２回転）で被膜液の付与を停止するよ
うにしても良い。また、歩留まり性を更に向上させたい
場合には、２回転以上回転させてから被膜液の付与を停
止しても良いものである。

【００６６】但し、本実施の形態のように、半径方向幅
Ｌを略最内径位置から略最外径位置までの幅とした場合
には、塗りムラを抑制して歩留まり性を良好としなが
ら、被膜液の付与量を効果的に低減できる点からは、被
膜液付与期間を、被膜液の付与開始後、基板１が約１回
転〜２回転する間とすることが好ましい。

【００６７】そして、本実施の形態のように、被膜液
が、周方向幅Ｘに対して半径方向幅Ｌが相対的に大きく
なるように付与される場合においても、被膜液付与中
に、ディスペンサーアーム３１を揺動中心軸３４周りに
揺動させ、回転する基板１の表面に渦巻状（螺旋状）に
被膜液を付与するようにすることも可能である。

【００６８】また、本実施の形態では、被膜液付与時
に、被膜液付与部２００（ノズル２２０）は所定内周位
置Ｂに固定し、基板１側を回転軸１２周りに回転させる
ように説明したが、被膜液付与時において、被膜液付与
部２００（ノズル２２０）を回転軸１２周りに回転させ
る、或いは回転軸１２周りに基板１を回転させると共に
被膜液付与部２００も相対回転させるように構成するこ
とも可能である。

【００６９】更に、本実施の形態の図４においては、被
膜液付与時に、ノズル２２０の半径方向幅Ｌの幅方向
が、揺動中心軸３４と基板１の回転中心とを結ぶ直線と
略一致するような方向に配設されて説明されているが、
これに限定されるものではなく、図７（Ａ）に示すよう
に、被膜液付与時に、ノズル２２０の半径方向幅Ｌ’の
長手方向が、揺動中心軸３４と基板１の回転中心軸１２
とを結ぶ直線と所定角度α（図で示す方向に対して逆向
き、即ち、−αであっても良い）で交差するような方向
に配設されることも可能である。

【００７０】加えて、図７（Ｂ）に示すように、ノズル
２２０の基板１表面に対面する面の開口形状（開口面
積）を、基板１の回転中心から離れるに連れて幅が狭く
（開口面積が小さく）なるように形成することも可能で
ある。このようにすると、比較的大きな遠心力を受ける
基板１の外周側に付与される被膜液量を削減できるか
ら、所定被膜厚さを良好に達成しつつ、更に、基板回転
により基板１から離脱して（振り切られて）被膜液ドレ
イン部５０へ排出される被膜液量を一層削減することが
可能となる。

【００７１】この逆に、図７（Ｃ）に示すように、ノズ
ル２２０の基板１表面に対面する面の開口形状（開口面
積）を、基板１の回転中心に近づくに連れて幅が狭く
（開口面積が小さく）なるように形成することも可能で
ある。つまり、基板１の外周側は、基板１の一回転中に
被膜液を付与する面積が、内周側に比べて物理的に大き
いため、基板１の１回転中に付与する被膜液量は、所定
膜厚を良好に形成するためには、基板１の外周側の方
が、内周側に比べて多く必要となる。従って、このよう
に構成すると、所定膜厚を達成するのに必要な被膜液量
を、該当領域の被膜液付与面積に応じて適切に付与でき
ることになるから、基板表面全体において略均等な膜厚
をより一層形成し易くなる。

【００７２】即ち、達成すべき目的等に応じて、ノズル
２２０の開口形状（開口面積）等は変更可能である。

【００７３】また、例えば、図８に示すように、ニード
ルノズルを複数半径方向に並べることによって、周方向
幅Ｘに対して半径方向幅Ｌが相対的に大きくなるように
被膜液を基板表面に付与するように構成することもでき
るものである。

【００７４】加えて、図９に示すように、ノズル２２０
を周方向において異なる位置に複数配設することがで
き、これによれば、位置被膜液付与のための期間（時
間）を効果的に短縮できると共に、歩留まり性良く基板
表面に表面膜（層）を一層良好に形成することができる
こととなる。従って、製品品質の向上、被膜液付与時
間、表面膜（層）形成時間延いては製造時間の削減、更
には製造・製品コストの低減等を一層促進することが可
能となる。

【００７５】ところで、図３（Ｂ）を参照して説明する
が、被膜液を基板に付与する際のノズル２２０先端と基
板表面との間の距離である色素付与高さ位置（被膜液付
与高さ位置）Ｈは、例えば、約２５０μｍ程度に設定す
ることができるが、基板表面の回転振れ等を考慮しつつ
約１００〜５０μｍ程度に設定し、これにより基板表面
上の被膜液厚を削減して被膜液付与量を一層削減するこ
ともできる。

【００７６】更に、基板表面の回転振れを一層低減でき
れば、或いはノズル２２０の先端と基板表面との間で被
膜液に生じる圧力を所定に維持できるように前記回転振
れを吸収することができれば（例えば、ノズル２２０を
弾性的に支持する等）、一層被膜液付与高さを小さくし
て（例えば、最終的な膜厚である約０．２μｍ近傍の
値）、ノズル２２０の先端と基板表面との間に所定圧を
発生させつつ、ノズル２２０の先端で被膜液を基板表面
に塗り付けて行くようにすることも可能である。これに
よれば、一層、被膜液付与量を削減できるため、より一
層、短時間で歩留まり性良く基板表面に表面膜（層）を
良好に形成することができ、尚且つ、製品品質の向上、
被膜液付与時間、表面膜（層）形成時間延いては製造時
間の削減、更には製造・製品コストの低減等を促進する
ことが可能となる。

【００７７】ところで、上記実施の形態では、スピンコ
ート装置若しくは方法について説明したが、かかるスピ
ンコート装置（方法）により表面膜を形成された板状体
は、従来のスピンコート装置（方法）により表面膜を形
成された板状体に比べ、板状体表面に形成される膜厚の
均一化が一層促進されることになり、以て製品品質の向
上が図れるのは勿論、膜厚の薄膜化を一層促進すること
ができる（最小膜厚部分が平均膜厚側へ近づくため全体
として薄膜化を促進しても膜厚不良の発生を抑制できる
ことになる）。

【００７８】なお、上記実施の形態では、板状体表面
（裏面も含む）に記録層を形成する場合について説明し
たが、本発明は、これに限定されるものではなく、例え
ば、光ディスクのＵＶ保護層や、ウェハーのレジスト層
等の形成等にも適用できるものである。即ち、本発明
は、板状体表面に被膜液を、滴下、吐出、噴射、塗布等
により付着させて表面層（膜）を形成する場合に適用で
きるものである。

【００７９】また、上記実施の形態では、円形の板状体
を例として説明しているが、板状体は、これに限定され
るものではなく、他の形状（四角、三角等）の板状体に
も本発明は適用できるものである。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
板状体表面に付与される被膜液の板状体周方向幅に対し
て半径方向幅が相対的に大きくなるように、被膜液を板
状体に付与（滴下、吐出、噴射、塗布等）するため、被
膜液の塗りムラ等を抑制でき歩留まり性等を向上させる
ことができ、以て従来のスピンコート装置に比べて付与
する被膜液量を大幅に低減できることになる。そして、
板状体に付与される被膜液量を低減できるので、板状体
回転の遠心力で振り切るべき被膜液量を低減でき、尚且
つ、余剰被膜液の板状体からの振り切り時間も短縮でき
ることになる。更に、塗りムラ等の抑制により、膜厚が
略均一化された良好な薄膜形成のために必要な板状体回
転時間や板状体回転速度等を低減できることにもなる。

【００８１】従って、本発明は、従来に対して、より一
層、短時間で歩留まり性良く板状体表面に表面膜（層）
を良好に形成することができ、尚且つ、製品品質の向
上、被膜液付与時間、表面膜（層）形成時間延いては製
造時間の削減、更には製造・製品コストの低減等を一層
促進することができる。

【００８２】請求項２又は請求項６に記載の発明によれ
ば、板状体表面に被膜液を付与する際に、板状体と被膜
液付与部とを相対的に少なくとも１回転させれば、板状
体表面全体に被膜液を付与することができるため、短時
間で歩留まり性良く板状体表面に表面膜を良好に形成す
ることができ、尚且つ、製品品質の向上、被膜液付与時
間、表面膜形成時間延いては製造時間の削減、更には製
造・製品コストの低減等を一層促進することができる。

【００８３】請求項３又は請求項７に記載の発明によれ
ば、比較的簡単かつ安価な構成により、所定に板状体表
面に被膜液を付与することが可能となる。なお、請求項
４又は請求項８に記載の発明のように、前記開口部の半
径方向幅が、板状体の被膜液を付与すべき領域の略最内
径位置から略最外径位置まで延びており、前記開口部の
周方向幅が、０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍの間に調整され
ることができる。

【００８４】請求項９に記載の発明によれば、従来の装
置又は方法により表面膜を形成された板状体に比べ、板
状体表面に形成される膜厚の均一化が一層促進されるこ
とになる。従って、製品品質の向上が図れるのは勿論、
膜厚の薄膜化を一層促進することができ、以て、一層、
量産性の向上等に寄与する板状体を提供できることにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一の実施の形態に係るスピンコート装
置（表面膜形成装置）の概略構成を説明するための縦断
面図である。

【図２】図１のスピンコート装置の被膜液付与部の部分
的に断面図を含む拡大図である。

【図３】（Ａ）は、図１のスピンコート装置の被膜液付
与部を更に拡大した拡大図である。（Ｂ）は、（Ａ）の
側面図である。

【図４】図１のスピンコート装置の一部を上方から見た
上面図である。

【図５】図１のスピンコート装置全体の概略を示す斜視
図である。

【図６】同上実施の形態に係るスピンコート処理の一例
を説明するマップ（タイムチャート、タイムスケジュー
ル）である。

【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、同上実
施の形態に係るスピンコート装置の被膜液付与部（ノズ
ル）の例を示す図である。

【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、同上実施の形態
に係るスピンコート装置の被膜液付与部（ノズル）の他
の例を示す図である。

【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、同上実施の形態
に係るスピンコート装置の被膜液付与部（ノズル）の更
に別の例を示す図である。

【図１０】従来のスピンコート装置の概略構成の一例を
説明するための縦断面図である。

【図１１】図１０のスピンコート装置の一部を上方から
見た上面図である。

【図１２】従来のスピンコート処理の一例を説明するマ
ップである。

【符号の説明】

１ ポリカーボネート基板（基板、ディスク） １０ 回転駆動部（スピンナー部） １１ ターンテーブル ３０ ディスペンサーアーム部 ４０ スピンナーハウス部 ５０ 被膜液ドレイン部５０ ２００ 被膜液付与部（ディスペンサー部） ２２０ 開口部（ノズル） Ｌ 半径方向幅 Ｘ 周方向幅 Ｈ 被膜液付与高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 AC64 AC79 CA48 DA06 DB11 DC21 4F041 AA05 AB02 BA12 BA13 BA56 4F042 AA06 EB05 EB09 EB17 EB29 5D121 AA01 EE22 EE24

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状体表面に、被膜液付与部を介して被膜
   液を付与し、該板状体表面上に付与された被膜液を板状
   体回転による遠心力を利用して所定膜厚に制御しつつ、
   前記板状体表面に表面膜を形成する板状体表面膜形成装
   置であって、 前記被膜液付与部により板状体表面に付与される被膜液
   の板状体半径方向における半径方向幅が、板状体周方向
   における周方向幅より大きいことを特徴とする板状体表
   面膜形成装置。
2. 【請求項２】前記半径方向幅が、板状体の被膜液を付与
   すべき領域の略最内径位置から略最外径位置まで延びて
   いることを特徴とする請求項１に記載の板状体表面膜形
   成装置。
3. 【請求項３】前記半径方向幅及び前記周方向幅が、前記
   被膜液付与部の被膜液を付与するための開口部の形状若
   しくは開口面積により調整されることを特徴とする請求
   項１又は請求項２に記載の板状体表面膜形成装置。
4. 【請求項４】前記開口部の半径方向幅が、板状体の被膜
   液を付与すべき領域の略最内径位置から略最外径位置ま
   で延びており、前記開口部の周方向幅が、０．０２ｍｍ
   〜０．１ｍｍの間に調整されることを特徴とする請求項
   ３に記載の板状体表面膜形成装置。
5. 【請求項５】板状体表面に、被膜液付与部を介して被膜
   液を付与し、該板状体表面上に付与された被膜液を板状
   体回転による遠心力を利用して所定膜厚に制御しつつ、
   前記板状体表面に表面膜を形成する板状体表面膜形成方
   法であって、 板状体半径方向における半径方向幅が、板状体周方向に
   おける周方向幅より大きくなるように、前記被膜液付与
   部により板状体表面に被膜液を付与することを特徴とす
   る板状体表面膜形成方法。
6. 【請求項６】前記半径方向幅が、板状体の被膜液を付与
   すべき領域の略最内径位置から略最外径位置まで延びる
   ように、前記被膜液付与部により板状体表面に被膜液を
   付与することを特徴とする請求項５に記載の板状体表面
   膜形成方法。
7. 【請求項７】前記被膜液付与部の被膜液を付与するため
   の開口部の形状若しくは開口面積が所定に調整されてお
   り、該調整された開口部を介して、板状体表面に被膜液
   を付与することを特徴とする請求項５又は請求項６に記
   載の板状体表面膜形成方法。
8. 【請求項８】前記開口部の半径方向幅が、板状体の被膜
   液を付与すべき領域の略最内径位置から略最外径位置ま
   で延びており、前記開口部の周方向幅が、０．０２ｍｍ
   〜０．１ｍｍの間に調整されており、該調整された開口
   部を介して、板状体表面に被膜液を付与することを特徴
   とする請求項７に記載の板状体表面膜形成方法。
9. 【請求項９】請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の
   板状体表面膜形成装置、又は請求項５〜請求項８の何れ
   か１つに記載の板状体表面膜形成方法により、表面膜を
   形成されたことを特徴とする板状体。