JP2002316084A

JP2002316084A - マスクを用いたスピンコーティング装置およびスピンコーティング用マスク

Info

Publication number: JP2002316084A
Application number: JP2001121378A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kaneko; 幸生金子; Eisaku Noguchi; 栄作野口; Hiroyoshi Mifune; 裕喜三船; Mamoru Usami; 守宇佐美; Tomoki Ushita; 智樹丑田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-10-29
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: JP4002076B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ディスクのスピンコーティング時に用いるマス
クの取り外し時に、マスクとディスクの境界部分におい
て液状コーティング材料の飛び散りが発生しないスピン
コーティング装置を提供する。【解決手段】装置はディスク体を保持して回転するスピ
ンナー機構と、ディスク体の中心付近の一部領域にコー
ティングが施されないようマスキングするためのマスク
であって、マスクを貫通する貫通穴を有するマスクと、
マスクをディスク体上に供給し、またディスク体上から
取り去るためのマスク供給排除機構と、を有する。スピ
ンナー機構は前記マスクを真空吸着する機構を有し、前
記ディスク体およびマスクがスピンナー機構に設置され
ている状態において前記マスクを真空吸着する機構のマ
スクを吸着する空間は前記マスクの貫通穴を通じて外部
の大気に連通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディスク体上に、ス
ピンコーティング法を用いてＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ
ＷなどのＣＤ系ディスクやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−
Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどのＤＶＤ系ディ
スク、あるいは近年開発が進んでいるブルーレーザー対
応ディスクなどの光ディスクあるいはＭＯ、ＭＤなどの
光磁気ディスクの製造時にスピンコーティング法を用い
て成膜を行う際に用いるマスク、およびマスクを用いた
スピンコーティング方法および装置に関わる。

【０００２】

【従来の技術】スピンコーティングはディスク体の中心
付近に液状材料を供給し、ディスク体を回転させて回転
による遠心力で該液状材料を展延し、ディスク体表面に
該液状材料の被膜を形成するという技術である。スピン
コーティングは例えばコンパクトディスクおよびＤＶＤ
系ディスクなどの保護層の形成等に広く利用されてい
る。

【０００３】これらのディスクでは、ディスクドライブ
装置への装着の際の芯だしのための穴（１５φ）が形成
されており、また射出成形時のスタンパの保持のための
溝などがあるため、ディスク基板の中心部には膜（層）
を形成しない。そのためこれらのディスクにスピンコー
ティングの手法を用いて膜形成（塗膜）を行う際には、
その中心部に基板をカバーするマスクを取り付けてコー
ティングされないようにするか、あるいは上記溝などよ
りも外周部分からコーティングを行う。より均一な塗膜
が要求される場合は、ディスク基板をカバーするマスク
を設けてその中心部にコーティングが施されないように
する。

【０００４】ディスクのスピンコーティング装置におけ
るマスクの使用例を図９に示す。図９はスピンコーティ
ング装置のスピンナー上に設置されたディスクとその上
に置かれたマスクとを示す断面図である。図示しないモ
ータに接続されて回転駆動されるスピンナーシャフト２
００上にスピンナーテーブル２０２が固定されている。
スピンナーテーブル２０２の上にはスペーサ２０３が固
定されており、その上にディスク２０４が置かれてい
る。ディスク２０４は図示しない手段によりスペーサ２
０３に真空吸着される。ディスク２０４の上にディスク
の中心部をカバーするマスク２０６が置かれている。こ
のとき、スピンナーテーブル２０２の上面中央部付近に
設けられた輪状突起２０５とマスク２０６の輪状溝２０
６ａが嵌合している。スピンコーティング時には、経路
２１０を介してスピンナーテーブル２０２の中央部の空
間２１２を真空とすることにより、マスク２０６を吸着
保持する。

【０００５】コーティングに際しては、マスクの中央部
付近に上から液状のコーティング材料を供給する。その
後ターンテーブルを高速で回転し、マスク上に供給され
たコーティング材料を回転の遠心力によってディスク上
のマスクでカバーされていない部分全面に展延する。こ
れによりディスクの上記部分全体にほぼ均一な厚さでコ
ーティング材料の膜（層）が形成される。

【０００６】以上のスピンコーティングプロセスが終わ
ると、マスクの真空吸着を解除してマスクを取り外さな
ければならないが、このとき次のような問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】マスクはターンテーブ
ル２０２に気密状態で真空吸着されているので、マスク
を取り外す際に単に空間２１２を真空破壊するだけでは
マスクを外すことが困難である。そのためマスクの取り
外し時には、経路２１０を介して空間２１２に正圧を与
える必要がある。ところが他方でスピンコーティングに
より液状のコーティング材料がマスク２０６およびディ
スク２０４上に塗布されているため、マスク２０６とデ
ィスク２０４との境界部分（図９に符号Ａで示す部分）
もコーティング材料で覆われている。この状態で上記の
ように空間２１２に正圧を与えるとこの境界部分Ａから
空気が逃げるため、この部分においてコーティングされ
た液状材料の飛び散りが発生する。これはディスク品質
の低下を招き、ディスクが不良品となる場合もある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
し、マスクの取り外し時にマスクとディスクの境界部分
での液状コーティング材料の飛び散りが発生しないよう
なスピンコーティング装置およびスピンコーティング装
置に用いるマスクを提供するものである。

【０００９】本発明の装置は、ディスク体の中央付近に
液状材料を供給し、その後ディスク体を回転させて遠心
力により該液状材料を展延させ、ディスク体上に前記液
状材料の塗膜を形成するスピンコーティングを行うため
の装置であって、ディスク体を保持して回転するスピン
ナー機構と、ディスク体の中心付近の一部領域に塗膜が
形成されないようにマスキングするためのマスクであっ
て、該マスクを貫通する貫通穴を有するマスクと、前記
マスクをディスク体上に供給し、またディスク体上から
取り去るためのマスク供給排除機構と、を有し、前記ス
ピンナー機構は前記マスクを真空吸着する機構を有し、
前記ディスク体およびマスクがスピンナー機構に設置さ
れている状態において前記マスクを真空吸着する機構の
マスクを吸着する空間は前記マスクの貫通穴を通じて外
部の大気に連通していることを特徴とする。

【００１０】本発明のスピンコーティング装置ではスピ
ンナー機構においてマスクを真空吸着する機構の吸着空
間がマスクの貫通穴を通じて外部大気に連通しているの
で、該吸着空間を真空に引くことを停止すれば、一定時
間後には吸着空間が大気圧に等しくなる。または該吸着
空間を真空で引くことを停止した後、正圧を一瞬加える
ことによって吸着空間を大気圧と等しくすることもでき
る。一瞬正圧を加えた場合でも吸着空間がマスクの穴を
通じて外部大気に連通しているので、気流は該穴を通っ
て外に出るため、マスクとディスクの境界部における液
状材料の飛び散りは発生しない。以上のように吸着空間
を大気圧に等しくすれば、マスクを容易にスピンナー上
から（ディスク上から）取り外すことができる。

【００１１】本発明の一つの実施形態では、上記のスピ
ンコーティング装置において、マスクをディスク体をカ
バーする円盤部と、該円盤部の中心部から上方に延びる
マスク把持用の円筒部とを有するように構成し、前記貫
通穴は円盤部および円筒部を貫通するようにしている。

【００１２】本発明のマスクは、ディスクを回転させる
スピンナー機構上に設置されたディスク体に液状材料を
スピンコーティングする装置において用いられる、ディ
スク体の中心付近の一部領域にコーティングが施されな
いようマスキングするためのマスクであって、該マスク
はマスクを真空吸着する機構を備えるスピンナー機構と
共に用いられ、該マスクは前記ディスク体およびマスク
がスピンナー機構に設置されている状態において前記マ
スクを吸着する機構の吸着空間と外部の大気とを連通さ
せる貫通穴が設けられていることを特徴とする。

【００１３】このマスクをディスク体をカバーする円盤
部と、該円盤部の中心部から上方に延びるマスク把持用
の円筒部とを有するように構成し、前記貫通穴は前記円
盤部および前記円筒部を貫通するように設けることがで
きる。

【００１４】また本発明の別の態様によるスピンコーテ
ィング装置は、ディスク体を保持して回転するスピンナ
ー機構と、ディスク体の中心付近の一部領域にコーティ
ングが施されないようにマスキングするためのマスクを
スピンナー機構に設置されたディスク体上に供給し、ま
たディスク体上から該マスクを取り除くマスク供給排除
機構と、ディスク体上にコーティングすべき液状材料を
供給するディスペンサと、を有し、前記ディスペンサは
前記マスク供給排除機構に組み込まれており、マスク供
給排除機構と共にスピンナー機構上の所定位置に進出
し、また退避することを特徴とする。

【００１５】このスピンコーティング装置では、ディス
ペンサがマスク供給排除機構に組み込まれているので、
ディスペンサを移動させるための駆動機構を別途設ける
必要がなく、装置を簡略化できる。さらにディスペンサ
の設置スペースも小さなものとできるので、装置内のス
ペースに余裕ができる。

【００１６】このスピンコーティング装置の一つの形態
では、前記マスク供給排除機構をマスクを保持するマス
ク保持手段と前記ディスペンサとが取り付けられたマス
ク移動アームと、前記マスク保持手段と前記ディスペン
サとが前記スピンナー機構上に進出し、またスピンナー
機構上から退避するように該マスク移動アームを往復運
動させる駆動機構とを有するように構成することができ
る。好適には前記駆動機構はボールねじにより構成す
る。

【００１７】本発明はまた、以上に述べたスピンコーテ
ィング方法およびスピンコーティング装置を用いてコー
ティングが施されたディスク体をも提供するものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下において図面を参照して本発
明の好適な実施形態を説明する。図１は本発明の実施形
態としての光ディスクのスピンコーティング装置の平面
図である。このスピンコーティング装置は次世代ディス
クであるブルーレーザー対応ディスクの光透過層の形成
に好適に用いられる装置である。

【００１９】再生専用のブルーレーザー対応ディスクは
情報ピットを形成した直径１２０mm、厚さ１．１mmのポ
リカーボネート基板に、アルミニウムの反射膜をスパッ
タ法によって形成し、その表面に光（紫外線）硬化性樹
脂をスピンコートして厚さ１００μmの光透過層を形成
することによって作成される。本実施例の装置はこの光
透過層のスピンコーティングを行う装置である。

【００２０】スピンコーティング装置１は以下の諸部分
を備えている、即ち、外部からコーティングを行うべき
ディスクを供給し、またコーティング処理の終わったデ
ィスクを装置から外部に取り出すためのロード・アンロ
ード部１０と、ロード・アンロード部から供給されたデ
ィスクの表面の塵埃などの異物を除去するためのクリー
ナー部２０と、装置内の各部間でディスクの同期移動を
行う移載ハンド部３０と、樹脂層のスピンコートを行う
ためにディスクを回転させるスピンナー部４０と、スピ
ンコーティング時にスピンナー部に載置されたディスク
の中央部をカバーするマスクを供給しまた取り外すマス
ク供給排出部５０と、コーティング時にディスク外周部
エッジからはみ出した余分の樹脂材料を除去するエッジ
クリーニング部６０と、スピンコート時にスピンナー上
のディスクに塗布された樹脂層の表面を紫外線により仮
硬化させる仮硬化ＵＶ放射部７０と、ディスクに塗布さ
れた樹脂層を本硬化させる本硬化ＵＶ放射部８０と、デ
ィスクに形成された樹脂層の膜厚を検査する膜厚検査部
９０と、樹脂層の形成が不良であるディスクを排出する
不良品排出部１１０と、である。

【００２１】以下において処理の流れに沿って、順に上
記各部の動作の詳細を説明する。ロード・アンロード部
１０のローダー部１１はコーティングを施すべきディス
クをスタックされた（積み重ねられた）状態で複数保持
するピンホルダー１１１を有している。ディスクはその
中心穴にピンホルダー１１１のピン１１１ａが挿入され
て保持される。ピンホルダーに保持されたディスクどう
しの間にはスペーサを挿入してディスクを互いに離間さ
せる。スタックされたディスクの下にはディスクスタッ
クを昇降させるリフター１１２が設けられている。この
リフター１１２によりスタックの一番上のディスクが所
定の供給高さ位置となるようにレベル調整する。

【００２２】ロード・アンロード部はまた供給ハンド１
３を備えている。この供給１３ハンドは等間隔で（即ち
１２０度間隔で）放射状に延びる３つのアームを有して
いる。アームの先端部下側にはディスクを吸着する真空
吸着などにより吸着・解放するディスクピックアップ機
構が設けられている。供給ハンド１３は装置制御部（不
図示）による所定の制御の下にその軸１３ｄ周りに揺動
するよう構成されている。供給ハンド３の一つのアーム
１３ａによりローダー１１のピンホルダー１１１内の一
番上のディスクをピックアップしてクリーナー部のター
ンテーブル２２上の供給・排出位置２２Ａに移載する。
このとき同時に別のアーム１３ｂによりターンテーブル
２２上の位置２２Ａからアンローダー部のピンホルダー
１１５上へ処理済みのディスクを移載することができ
る。もう一つのアーム１３ｃはローダー部のピンホルダ
ー１１１にスタックされたディスク間に挿入されている
スペーサをアンローダー部のピンホルダー１１５上に移
載するためのものである。

【００２３】以上のような供給ハンドの動作の詳細は同
一出願人による特願平１１−２８９２６７に詳細に説明
されている。

【００２４】クリーナ部２０のターンテーブル２２に移
載されたディスクはターンテーブルの時計回りの回転に
よりターンテーブルに載ったままクリーナー２４内に入
る。クリーナー２４はディスク表面にクリーンエアを吹
きかけるブロアとブロアの風により吹き飛ばされた塵埃
等のパーティクルを吸い込む真空吸引器とを備えてい
る。好適にはターンテーブル２２の回転速度を変速制御
し、ディスクがクリーナー２４内を移動している間は回
転速度を遅くして、十分な時間をかけてディスククリー
ニングを行うようにするとよい。またクリーニング時間
を更に延長するために、ディスクがクリーナー２４内に
入った時点でターンテーブル２２の回転を一旦止め、デ
ィスクを所定時間の間クリーナー２４内に停留させた後
に回転を再開するようにする事もできる。

【００２５】なお、本実施形態では、ディスクのクリー
ニングを十分行うために、ディスクを運搬するターンテ
ーブル２２を変速制御してディスクがクリーナー２４内
に滞在する時間を延長しているが、必要がなければター
ンテーブルを定速で回転させるようにしてもよい。

【００２６】ディスクがクリーナー２４を通過してディ
スクがターンテーブル２２上で受け渡し位置２２Ｂ（即
ち供給・排出位置２２Ａから１８０度回転した位置）に
達するとディスクは移載ハンド部３０の移載ハンド３１
によりスピンナー部に移載される。

【００２７】移載ハンド３１は先に説明した供給ハンド
３０と類似の構造であるが、供給ハンド３０が３つのア
ームを持つのに対し、移載ハンド３１は等間隔で（即ち
９０度間隔で）放射状に延びる４つのアーム３１ａ，３
１ｂ，３１ｃ，３１ｄを有している。アームの先端部下
側にはディスクを吸着する真空吸着などにより吸着・解
放するディスクピックアップ機構が設けられている。供
給ハンド１３は装置制御部による所定の制御の下にその
軸１３ａ周りに揺動するよう構成されている。

【００２８】なお、移載ハンド３１はその４本のアーム
３１ａ〜３１ｄにより装置の各部間でのディスクの移動
を同時に行う。図１に示された状態は移載ハンド３１の
待機位置を示している。この状態から時計回りに４５度
回転することにより、アーム３１ａ，１３ｂ，３１ｃ，
３１ｄはそれぞれクリーナ部、スピンナー部、本硬化Ｕ
Ｖ放射部、膜厚検査部に位置するディスクをピックアッ
プできる位置となる。その位置で書くアームはそれぞれ
ディスクを真空吸着によりピックアップする。その後、
移載ハンド３１は反時計回りに９０度回転する。これに
よりクリーナ部にあったディスクはスピンナー部に、ス
ピンナー部にあったディスクは本硬化ＵＶ放射部に、本
硬化ＵＶ放射部にあったディスクは膜厚検査部に、膜厚
検査部にあったディスクはクリーナ部に、それぞれ同時
に移動し、それぞれの位置で各アームはディスクを解放
する。このようにして移載ハンド３１による各部間のデ
ィスクの同時移動が行われる。

【００２９】クリーナ部２０からスピンナー部４０に移
載されたディスクはここでスピンコーティングを施され
る。周知のようにブルーレーザー対応ディスクに限らず
一般的に光ディスクでは、ディスクドライブ装置への装
着の際の芯だしのための穴（１５φ）が形成されてお
り、また射出成形時のスタンパの保持のための溝などが
あるため、ディスク基板の中心部には膜（層）を形成せ
ずに基板のままとなっている。従って本装置によるスピ
ンコーティングに際しても、ディスク中心領域における
光透過性樹脂膜の形成を防止するために、該領域を覆う
マスク部材としてのセンターマスクを取り付ける。

【００３０】図２はスピンナー部４０の内の要部をそこ
に設置されたディスクおよびマスクと共に示す一部断面
図の側面図である。図２を参照すると、スピンナー部４
０のスピンナー４１およびスピンナー４１上に置かれた
ディスク１００、更にその上に置かれたマスク５６が示
されている。より詳しく説明すると、スピンナーは不図
示の回転駆動源（モータ）に接続されて垂直軸周りに高
速回転可能なスピンナーシャフト１５１を有し、その上
部にスピンナーテーブル１５２が固定されている。スピ
ンナーテーブル１５２の上部はディスク１００とほぼ同
じ直径の円板状になされている。

【００３１】本実施形態において用いられるマスクを図
８に断面図として示している。マスク５６はディスクの
中心部をカバーする下部円盤部５６ｃと、下部円盤部５
６ｃの中心から上方に延びる上部円筒部５６ｂとを有す
る。下部円盤部５６ｃの下面には輪状溝５６ａが形成さ
れている。上部円筒部５６ｂと下部円盤部５６ｃとの中
心を貫通して貫通穴５６ｄが設けられている。

【００３２】スピンナーテーブル１５２の上面の中央部
には輪状の突起１５２ａが設けられている。輪状突起１
５２ａの外側の直径はディスクの中心穴の内径とはめあ
い関係になる寸法であり、スピンナーに設置されるディ
スク１００はこの輪状突起１５２ａにより位置決めおよ
び芯だしされる。また、この輪状の突起１５２ａはマス
ク５６の下面に形成された輪状溝５６ａに嵌合してマス
クを位置決めする。スピンナーテーブルの上面で該輪状
突起１５２ａのすぐ外側には輪状のスペーサ１５３がス
ピンナーテーブル１５２に固定されて、スピンナーシャ
フト１５１に固定されている。ディスク１００をスピン
ナーテーブル１５２に設置する際には、ディスク１００
はその内周部においてスペーサ１５３により支持され
る。即ち、ディスク１００の大部分とスピンナーテーブ
ル１５２の間はスペーサによって隙間Ｓにより離間した
状態となる。

【００３３】スピンナーテーブル上に載置されたディス
ク１００とマスク５６はスピンナーテーブルに設けられ
た真空吸着機構により吸着保持される。スピンナーテー
ブルにおけるディスク１００の吸着とマスク５６の吸着
とは互いに別々に実施される。ディスクとマスクとを吸
着する機構の詳細について図２を参照して説明する。ス
ピンナーシャフト１５１内にはディスク吸着用真空経路
１６０とマスク吸着用真空経路１６５の２つの別々の真
空経路が設けられている。

【００３４】まずディスクの吸着について説明すると、
ディスク吸着用真空経路１６０はスピンナーシャフト１
５１に設けられた第１のドリル穴１６１を介して輪状空
間１６２に連通している。輪状空間１６２はスピンナー
テーブル１５２、スピンナーシャフト１５１、およびス
ピンナーテーブル下部に取り付けられた閉止部材１５８
の三者の間に画成された、スピンナーシャフトを取り巻
く輪状の空間である。輪状空間１６２はそこからスピン
ナーテーブル内上方に向けて形成された第２のドリル穴
１６３を介して、スペーサ１５３を貫いてスピンナーテ
ーブル１５２の上部に形成された第３のドリル穴１６４
に連通している。以上のような経路でディスク吸着用真
空経路１６０はスペーサ１５３に形成された第３のドリ
ル穴に連通しているので、ディスク吸着用真空経路１６
０を真空に引くことでディスク１００をスペーサ１５３
に吸着することができる。なお図２では第２のドリル穴
１６３と、第３のドリル穴１６４は２つしか示されてい
ないが、実際には９０度間隔で４カ所に設けられてい
る。しかし吸着口の数はこれに限られず、有効な吸着が
行える限り適宜増減することが可能である。

【００３５】続いてマスクの吸着について説明する。マ
スク吸着用真空経路１６５はスピンナーシャフト１５１
内に横向きに形成された第４のドリル穴１６６を介して
ボルト１６７内の縦孔１６７ａに連通している。ボルト
１６７はスピンナーテーブル１５２をスピンナーシャフ
ト１５１に固定するためのものである。ボルト内の縦孔
１６７ａはボルト上部に開口しているので、マスク吸着
用真空経路１６５はマスク直下の空間１６８に連通す
る。従ってマスク吸着用真空経路１６５を真空に引け
ば、マスク直下の吸着空間１６８を低圧とすることがで
き、マスクを吸着することができる。

【００３６】このようにしてディスクの吸着とマスクの
吸着とは、別々の真空経路１６０，１６５によりそれぞ
れ独立して制御できる。

【００３７】スピンナー４０上のディスク１００へのセ
ンターマスク５６の供給および取り外しはマスク供給排
出部５０により行われる。マスク供給排出部５０は円盤
状でその中心周りに回転可能なマスクストレージ５５、
マスクストレージ上に２重の円周配列をなして置かれて
いる複数のマスク５６（図１の例では合計２４個のマス
クが示されている）、マスクを把持するチャックを有す
るマスク移動アーム５１、マスク移動アーム５１をマス
クストレージ５５とスピンナー４０との間で往復移動さ
せる駆動機構としてのボールねじ５２などを含む。マス
ク移動アームにはディスク上にコーティング材料（光透
過膜を形成する光硬化性樹脂）を供給するディスペンサ
ーが一体的に取り付けられている。

【００３８】図３はスピンナー４０の上方に位置するマ
スク移動アーム５１の先端部の構成を示している。マス
ク移動アーム５１の先端部は、マスク５６をその上部円
筒部５６ｂにおいて把持するためのチャック（マスク保
持手段）１５４と、ディスクに光硬化性樹脂を供給する
ディスペンサ１５６とを備えている。ディスペンサ１５
６がチャックと共にマスク移動アーム上に設けられてい
るので、ディスペンサはチャック１５６によるディスク
体上へのマスクの供給動作に伴って、同時にディスク上
に進出する。このため、ディスペンサの進退用に別に駆
動源を設ける必要がない。チャック１５４とディスペン
サ１５６とは不図示のエアシリンダによって駆動されて
一体的にほぼ垂直方向に移動可能であり、これによりス
ピンナーテーブル上のディスク１００にアプローチす
る。

【００３９】チャック１５４はエアシリンダ駆動により
開閉する２つのチャック爪を有し、その間でマスク５６
の上部円筒部を挟持／解放することができる。

【００４０】ここで、マスク供給排出部の動作について
説明する。まずマスク移動アーム５１の先端部のチャッ
ク１５４により、マスクストレージ５５から一つのマス
ク５６の上部円筒部５６ｂをつかんでピックアップす
る。なお、ボールねじ５２に沿ったマスク移動アームの
直線移動およびマスクストレージの回転の組み合わせに
より、チャック１５４はマスクストレージ５５上の任意
のマスク５６をピックアップすることができる。マスク
をピックアップした後、ボールねじ５２を駆動してマス
ク移動アームをスピンナー部４０上に移動させ、チャッ
ク１５４によって保持されたマスクの中心をスピンナー
テーブルの中心と整列する位置にもたらす。続いて一体
のチャック１５４とディスペンサ１５６とを下降させ
て、マスク５６をディスク１００の上に置き、チャック
１５４を解放する。

【００４１】マスク５６がディスク１００上に置かれた
後、マスク吸着用真空経路１６５から真空を作用させて
マスクを吸着する。この時、マスク吸着用の空間１６８
（図２）はマスク５６の貫通穴５６ｄを通じて装置外部
の大気に連通している、即ち大気に対して解放されてい
る。しかしマスク吸着用真空経路１６５を真空に引いて
いる限り、空間１６８は大気圧よりは低圧に保たれるの
で、マスクはディスク上に吸着される。

【００４２】その状態で、ディスペンサ１５６の先端の
ノズル１５７から、ディスク上に設置されたマスクの上
に液状の光硬化性樹脂を供給する。図４に光硬化性樹脂
の吐出の様子を示している。所定量の光硬化性樹脂の供
給が完了すると、ディスペンサ１５６とチャック１５４
を有するマスク移動アーム５１の先端部を上昇させ、ボ
ールねじ５２を駆動してマスク移動アーム５１をスピン
ナー４０から退避させる。

【００４３】マスク移動アーム５１が退避した後に（前
あるいはその途中でもよい）スピンナーテーブル１５２
を高速で回転させ、スピンコーティング動作を行う、即
ち中心部に供給された光硬化性樹脂を回転の遠心力によ
りディスクの上面全面にほぼ均等に分布するようにさせ
る。

【００４４】スピンナーテーブルの回転によるスピンコ
ーティング開始後所定の時間が経過してディスク上に均
等な膜厚の樹脂層が形成されると、エッジクリーニング
部６０のエッジクリーナ６１により、ディスクの外周部
にはみ出した樹脂をはぎ取るエッジクリーニングを行
う。エッジクリーナ６１は軸６３周りに装置水平面内で
揺動可能であり、揺動によりエッジクリーナ６１の一端
に取り付けられたナイフエッジ６５がディスクの外周端
面に接近し、ディスク外周からはみ出した光硬化性樹脂
をそぎ取る。

【００４５】このようなディスクエッジクリーニング後
に、仮硬化ＵＶ放射部による光硬化性樹脂の仮硬化を行
う。スピンコーティングによりディスク面に均等に膜形
成された樹脂膜は、スピンを止めると液状樹脂の表面張
力によりその膜厚の均一性を失い、特に外周部が盛り上
がった不均一性を生ずる。また樹脂の粘度が高いほど膜
厚の不均一性が大きくなる。本発明においてはこれを防
止するため、スピンコーティング後にスピンナーの回転
を止めずに、仮硬化ＵＶ放射部によりＵＶ光を照射し、
樹脂層の仮硬化を行う。

【００４６】図５Ａおよび図５Ｂを参照して仮硬化ＵＶ
放射部７０の詳細を説明する。図５Ａおよび図５Ｂは仮
硬化ＵＶ放射部の側面図であり、それぞれ後に説明する
照射ヘッドカバーが上昇した状態と下降したとを示して
いる。仮硬化ＵＶ放射部は本体部７１、照射ヘッド部７
２，および本体部７１と照射ヘッド部とを連結する連結
筒部７３を含んでいる。本体部内にはＵＶ光源としての
超高圧水銀ランプ（不図示）が設置されている。超高圧
水銀ランプはＵＶ硬化性樹脂を硬化しうる紫外線（Ｕ
Ｖ）領域を含む波長の光（以下ＵＶ光と称する）を発す
る。本体部７１内には更に、集光・送出光学系（不図
示）が設置されており、超高圧水銀ランプからのＵＶ光
を集光し、連結筒部７３に向かうＵＶ光ビームとして送
出する。連結筒部７３は中空の筒体であり、ＵＶ光ビー
ムは該連結筒部内を通過して照射ヘッド部７２に入射す
る。

【００４７】照射ヘッド部１７１は反射板１７１ａを内
蔵しており、連結筒部より入射したＵＶ光ビームを９０
度折り曲げて下方に反射する。照射ヘッド部１７１は方
形のカバー１７２で覆われている。カバー１７２は、本
体部７１に固定されたレール７４上を上下動可能なスラ
イダー７５に固定されており、該スライダー７５と共に
上下に移動可能である。スライダー７５はエアシリンダ
によって駆動されて上下動する。スライダー７５の可動
範囲の上端および下端には、スライダー７５をそれぞれ
直接位置決め可能なショックアブソーバー１７７および
１７８が設けられている。

【００４８】スピンナー部４０に対するディスクの搬入
／搬出時、スピンナー部に設置されたディスク１００に
対するマスクの供給／排出、およびディスペンサ１５６
によるマスク上への光硬化性樹脂の供給時にはこれら動
作を妨げないようにカバー１７２はその移動範囲上端の
退避位置すなわち上昇位置（図５Ａに示す状態）にあ
る。そしてスピンナー部４０に設置されたディスク１０
０にスピンコーティングされた光硬化性樹脂層の仮硬化
を行うときのみ、その下降位置（図５Ｂに示す状態）に
移動される。仮硬化を行うタイミングは上述のように液
状の光硬化性樹脂のスピンコーティングを行ってエッジ
クリーナ部によるエッジクリーニングを行った直後であ
る。

【００４９】カバー１７２の下部には円筒状の外周カバ
ー１７３と内周カバー１７４とが同心に設けられてい
る。カバー１７２を下降させたとき、内周カバー１７４
の中心とスピンナーテーブル１５２上のディスク１００
の中心とが整列するようになされている。カバー１７２
が下降位置にあり、ＵＶ仮硬化用のＵＶ光がディスクに
照射される際に、照射ヘッドの反射板１７１ａで下方に
反射されたＵＶ光ビームは外周カバー１７３との間の輪
状の空間を通過し、輪状の照明領域を有する照明光とし
て下方に出射される。この輪状の照明領域の外径はディ
スク外径とほぼ一致するようになされており、また内径
はマスク外径とほぼ一致するようになされている。これ
によりＵＶ光ビームの照射領域はマスク部より外側のデ
ィスク全体とほぼ一致する。

【００５０】上述の構成により仮硬化ＵＶ部によるＵＶ
光はディスク上に置かれたマスクには照射されない。ス
ピンコーティング時にはマスク上に液状の光硬化性樹脂
が滴下されるので、マスクにＵＶ光を照射してしまうと
マスクおよびマスクとディスクの境界部の樹脂が硬化さ
れ、マスクの除去が困難となる。これを防止するために
マスク部にＵＶ光が当たらないようになされているわけ
である。なお上述のように外周カバーおよび内周カバー
により輪状の照明領域とする手法に限らず、何らかの方
法でマスクにＵＶ光が照射されることを妨げるその他の
手段をとってもよい。

【００５１】この仮硬化ＵＶ放射部によるＵＶ照射は、
ディスク上にコーティングされた光硬化性樹脂層がその
表面張力により膜厚の不均一を発生することを防止する
ためのものであるので、単に樹脂層を半硬化させ表面張
力による膜圧の不均一が発生しない程度に材料の流動性
を低下させるものであればよい。そのための照射強度お
よび照射時間はディスク上にコーティングされた樹脂の
種類や膜厚に応じて適宜決められる。

【００５２】仮硬化用のＵＶを照射した後、スピンナー
の回転を止める。続いてマスク５６の真空吸着を解除す
る。本発明のマスク５６は貫通穴５６ｄを有しているた
め、マスク吸着用真空経路１６５を真空に引くのを停止
してある時間たてばマスク直下の吸着空間１６８は大気
圧と等しくなるので、正圧を加える必要なしに、マスク
５６ｄを取り外すことが可能となる。あるいはマスク吸
着用真空経路１６５を真空に引くのを停止した後、該真
空経路１６５を通じて一瞬だけ正圧を加えるようにして
もよい。この場合もマスク５６に貫通穴５６ｄが形成さ
れているため、吸着空間１６８に正圧を加えた場合に
も、該貫通穴５６ｄを通して気流が外部に出ていくた
め、マスクとディスクの境界領域での液状材料の飛び散
りという問題は発生しない。

【００５３】マスクの吸着解除後、マスク移動アーム５
１によりマスク５６をディスク１００上からピックアッ
プしてマスクストレージ５５に移載する。更にスピンナ
ーテーブル１５２上のディスク１００の真空吸着を解除
し、移載ハンド部３０のアーム３１ｂによりディスクを
ピックアップして本硬化ＵＶ放射部８０の位置８０Ａに
移動する。

【００５４】本硬化ＵＶ放射部８０はＵＶ光を照射する
ＵＶ照射ユニット８１とディスク１００を回転させなが
ら直線移動させるディスク移動機構８５とを有する。Ｕ
Ｖ照射ユニットはＵＶランプ８２を有し、下方にＵＶ光
を照射する装置である。図６は本硬化ＵＶ放射部の概要
を示す側面図である。

【００５５】図７は本硬化ＵＶ放射部８０のディスク移
動機構８５の要部を示す図であり、図６とは９０度異な
る方向からの側面図である。図６、図７を参照して本硬
化ＵＶ放射部の構成を説明する。ディスク移動ユニット
はディスクを保持するスピンドルユニット１８２と該ス
ピンドルユニットを直線移動させるためのサーボモータ
駆動ボールねじユニット１８０とを含んでいる。図７か
らわかるように、スピンドルユニット１８２のハウジン
グ１８６はプレート１８７を介してボールねじユニット
１８０の被駆動ナットに固定されている。ハウジング１
８６内には不図示のベアリングにより回転可能支持され
たスピンドル１８３が設置されている。スピンドル１８
３はカプリング１８５を介してサーボモータ１８４に連
結されており、該サーボモータ１８４により回転駆動さ
れる。スピンドル１８３の頂部はディスク１００の中央
の穴にはまり込むようになされており、さらにディスク
１００を真空吸着するための機構も設けられている。

【００５６】以上に説明した機構により、本硬化ＵＶ放
射部８０のスピンドル１８３上に設置されたディスク１
００はサーボモータ１８４により回転されながらボール
ねじユニットにより直線移動することができる。

【００５７】本硬化ＵＶ放射部は、ディスク上にコーテ
ィングされた光硬化性樹脂層の本硬化に際して、ディス
ク１００を回転させながらＵＶ照射ユニットの照射領域
を通過するように制御する。照射時にディスクが回転し
ていることにより、ＵＶ照射ユニットの照射光分布に不
均一性があっても、ディスクの各部が受けるＵＶ照射量
を均一化することができる。

【００５８】ボールねじユニットによるディスクの直線
移動制御は、樹脂の硬化に必要なＵＶ照射時間などの諸
条件に応じて適宜決められる。たとえば一定速度でＵＶ
照射ユニットの照射領域を往復させてもよいし、または
照射領域内で一旦停止、あるいは速度を低下させて、照
射時間を延長するようにしてもよい。

【００５９】本硬化処理を終えたディスク１００は再び
本硬化ＵＶ放射部８のディスク移載位置８０Ａに戻さ
れ、次の処理工程に送られる。なお本硬化処理の終了後
にディスク１００を本硬化ＵＶ放射部の位置８０Ｂ（図
１）に移動し、そこからハードコート処理工程（透明樹
脂層の上に更に保護層をコーティングする工程）を行う
別の装置にディスクを移送するように構成することもで
きる。

【００６０】本硬化処理を終えて位置８０Ａに戻された
ディスク１００は移載ハンド部３０のアーム３１Ｃによ
り次の膜厚検査部９０に移載される。膜厚検査部はディ
スクにコーティングされた光透過樹脂層の膜厚が所定の
範囲内にあるかどうかを検査するために、ディスクの光
透過樹脂層の膜厚を測定するものである。移載ハンドの
アーム３１Ｃによりディスク１００は膜厚検査部の位置
９０Ａにおいて移動テーブル９１に載置される。移動テ
ーブル９１は一軸ボールねじユニット９３により該ユニ
ット９３に沿って移動され、膜厚測定器としてのレーザ
ー変位計９５の直下に移動される。移動テーブル９１は
その上に載置されたディスクを回転させる機能を有して
おり、ディスクの回転とボールねじユニット９３による
直線移動とを組み合わせて、レーザー変位計による測定
点を変え、１つのディスクに対して複数の測定点におい
て膜厚測定を行う。典型的な例では、一つの円周上につ
いて各８点の測定を７つの系方向一について行う。従っ
て測定点は８×７＝５６点となる。

【００６１】膜厚測定を終えたディスクは移動テーブル
に載ったまま再び位置９０Ａに戻され、その位置におい
て移載ハンド部３０のアーム３１Ｄによりクリーナー部
２０に送られる。但し膜厚検査部９０における膜厚検査
の結果、コーティングが適正な膜厚で行われていないこ
とが判明した不良ディスクは、膜厚検査部９０からクリ
ーナ部への移載の途中でアーム３１ｄによる真空吸着を
解除して、ディスクを不良ディスク排出部１１０に受け
渡す。

【００６２】膜厚検査部９０からクリーナー部２０の位
置２２Ｂに移載された良品ディスクはターンテーブル２
２の回転により位置２２Ａへと移動され、そこから供給
ハンド１３ｂによりアンローダー１５のピンホルダー１
１５上にピン１１５ａがディスクの中心穴にはまりこむ
ように載置される。なおアンローダー１５側のピンホル
ダー１１５もローダー１１側のピンホルダーと同様にリ
フター１１６を備えており、ピンホルダー１１５にディ
スクがスタックされて行くにつれて該リフター１１６が
下降し、スタックの一番上のディスクの高さが常に一定
となるようにする。

【００６３】所定数の処理済みディスクがアンローダー
１５のピンホルダー１１５にスタックされると、ピンホ
ルダー１１５を図１の左方向に移動し、装置左端からス
タックされたディスクを装置取り出せるようにする。

【００６４】以上で本実施形態のスピンコーティング装
置の動作の一つのサイクルが終了する。

【００６５】なお以上に説明したスピンコーティング装
置の動作は全てＣＰＵを有する装置の制御部（不図示）
の制御の下で自動的に行われる。

【００６６】以上本発明の一実施形態を説明したが本発
明はこの実施形態に限定されるものではない。

【００６７】以上の実施形態はブルーレーザー対応ディ
スクの光透過膜のスピンコーティングに関するものであ
ったが、これに限らず本発明はディスク体への液状材料
のスピンコーティングに広く適用することができる。例
としてはＣＤ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒの保護層のコーテ
ィングや、各種ＤＶＤディスクの保護層コーティング、
あるいは各種のハードコートなどのスピンコーティング
処理やそれを行うスピンコーティング装置に適用するこ
とができる。

【００６８】また本実施形態においてコーティングされ
た材料は光（ＵＶ）硬化性樹脂であったが、本発明はこ
れに限定されず、様々な材料のディスク体へのスピンコ
ーティングに適用することができる。

【００６９】また本実施形態のマスク５６は下部の円盤
状部分とその中央部から上方に延びる上部の円筒状部分
とを有する形状である。この形状はマスクを取り扱う際
に構造の簡単なチャックにより円筒状部分をつかんでマ
スクをハンドリングできる点で好適ではあるが、本発明
のマスクはこの形状に限られるものではなく、円筒状部
分を持たない形状とし、マスクのハンドリングは例えば
真空吸着により行う、ということも可能である。

【００７０】また本実施形態においては、ディスペンサ
とマスクを保持移動するための機構とが一体に設けられ
たマスク移動アームを駆動する駆動手段をボールねじに
よって構成しているが、これをエアシリンダなどその他
の手段により移動するように構成してもよい。

【００７１】

【発明の効果】本発明のスピンコーティング装置ではス
ピンナー機構においてマスクを真空吸着する機構の吸着
空間がマスクの貫通穴を通じて外部大気に連通している
ので、該吸着空間を真空に引くことを停止して一定時間
が経過すれば、吸着空間が大気圧に等しくなる。このた
めマスクを容易にスピンナー上から（ディスク上から）
取り外すことができる。または該吸着空間を真空で引く
ことを停止した後、正圧を一瞬加えることによって吸着
空間を大気圧と等しくすることもできる。一瞬正圧を加
えた場合でも吸着空間がマスクの穴を通じて外部大気に
連通しているので、気流は該穴を通って外に出るため、
マスクとディスクの境界部における液状材料の飛び散り
は発生しない。吸着空間を大気圧に等しくすれば、マス
クを容易にスピンナー上から（ディスク上から）取り外
すことができる。

【００７２】また本発明の別の態様のスピンコーティン
グ装置では、ディスペンサがマスク供給排除機構に組み
込まれているので、ディスペンサを移動させるための駆
動機構を別途設ける必要がなく、装置を簡略化できる。
さらにディスペンサの設置スペースも小さなものとでき
るので、装置内のスペースに余裕ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態としてのスピンコーティング
装置の全体構成を示す平面図である。

【図２】スピンコーティング装置のスピンナー部の内の
要部をそこに設置されたディスクおよびマスクと共に示
す一部断面図の側面図である。

【図３】スピンコーティング装置のスピンナー部の上方
に位置するディスペンサを有するマスク移動アームの先
端部を示す側面図である。

【図４】スピンコーティング装置のディスペンサによる
ディスク（マスク）上へのＵＶ硬化樹脂の供給の様子を
示す側面図である。

【図５Ａ】スピンコーティング装置の仮硬化ＵＶ放射部
の構成を示す側面図であり、カバーがその上昇位置にあ
る状態を示す。

【図５Ｂ】スピンコーティング装置の仮硬化ＵＶ放射部
の構成を示す側面図であり、カバーがその下降位置にあ
る状態を示す。

【図６】スピンコーティング装置の本ＵＶ硬化部の概要
を示す側面図である。

【図７】スピンコーティング装置の本ＵＶ硬化部の要部
の構造を示す図であって、図６に対して９０度をなす別
の方向から見た側面図である。

【図８】本発明の実施形態としてのマスクの断面図であ
る。

【図９】ディスクのスピンコーティング装置におけるマ
スクの使用例を説明する図であって、スピンナー上に置
かれたディスクとマスクの断面図である。

【符号の説明】

１０ロード・アンロード部１１ローダー１３供給ハンド１５アンローダー２０クリーナ部２２ターンテーブル２４クリーナー３０移載ハンド部３１移載ハンド４０スピンナー部５０マスク供給排出部５１マスク移動アーム５５マスクストレージ５６マスク５６ａマスクの輪状溝５６ｂマスクの上部円筒部５６ｃマスクの下部円盤部５６ｄマスクの貫通穴６０エッジクリーニング部６１エッジクリーナ６５ナイフエッジ７０仮硬化ＵＶ放射部７１本体部７２照射ヘッド部８０本硬化ＵＶ放射部８１ＵＶ照射ユニット８５ディスク移動機構９０膜厚検査部１００ディスク１１０不良ディスク排出部１６０ディスク吸着用真空経路１６５マスク吸着用真空経路１６８マスク吸着空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０５Ｄ 1/40 Ｂ０５Ｄ 1/40 Ａ 7/00 7/00 ＨＧ１１Ｂ 7/26 ５３１Ｇ１１Ｂ 7/26 ５３１ (72)発明者三船裕喜東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者宇佐美守東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者丑田智樹東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内Ｆターム(参考） 4D073 DB12 DB19 DB43 4D075 AC64 AC79 AC82 AC84 AD07 AD11 BB14X BB56X CA47 DA06 DC21 DC24 EA05 EA21 4F042 AA01 AA02 AA06 AA07 AA08 DD41 DF03 DF09 DF28 DF29 DF32 DG07 DG09 DG11 DG14 EB05 EB09 5D121 AA04 EE22 EE24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク体の中央付近に液状材料を供給
し、その後ディスク体を回転させて遠心力により該液状
材料を展延させ、ディスク体上に前記液状材料の塗膜を
形成するスピンコーティングを行うための装置であっ
て、ディスク体を保持して回転するスピンナー機構と、ディスク体の中心付近の一部領域に塗膜が形成されない
ようにマスキングするためのマスクであって、該マスク
を貫通する貫通穴を有するマスクと、前記マスクをディスク体上に供給し、またディスク体上
から取り去るためのマスク供給排除機構と、を有し、前記スピンナー機構は前記マスクを真空吸着する機構を
有し、前記ディスク体およびマスクがスピンナー機構に
設置されている状態において前記マスクを真空吸着する
機構のマスクを吸着する空間は前記マスクの貫通穴を通
じて外部の大気に連通していることを特徴とするスピン
コーティング装置。
【請求項２】前記マスクはディスク体をカバーする円
盤部と、該円盤部の中心部から上方に延びるマスク把持
用の円筒部とを有し、前記貫通穴は前記円盤部および前
記円筒部を貫通していることを特徴とする請求項１記載
のスピンコーティング装置。
【請求項３】請求項１または２に記載のスピンコーテ
ィング装置を用いてコーティングが施されたディスク
体。
【請求項４】ディスクを回転させるスピンナー機構上
に設置されたディスク体に液状材料をスピンコーティン
グする装置において用いられる、ディスク体の中心付近
の一部領域にコーティングが施されないようマスキング
するためのマスクであって、該マスクはマスクを真空吸
着する機構を備えるスピンナー機構と共に用いられ、該
マスクは前記ディスク体およびマスクがスピンナー機構
に設置されている状態において前記マスクを吸着する機
構の吸着空間と外部の大気とを連通させる貫通穴が設け
られていることを特徴とするディスク体のスピンコーテ
ィングに用いるマスク。
【請求項５】前記マスクはディスク体をカバーする円
盤部と、該円盤部の中心部から上方に延びるマスク把持
用の円筒部とを有し、前記貫通穴は前記円盤部および前
記円筒部を貫通していることを特徴とする請求項４記載
のマスク。
【請求項６】ディスク体を保持して回転するスピンナ
ー機構と、ディスク体の中心付近の一部領域にコーティングが施さ
れないようにマスキングするためのマスクをスピンナー
機構に設置されたディスク体上に供給し、またディスク
体上から該マスクを取り除くマスク供給排除機構と、ディスク体上にコーティングすべき液状材料を供給する
ディスペンサと、を有し、前記ディスペンサは前記マスク供給排除機構に組み込ま
れており、マスク供給排除機構と共にスピンナー機構上
の所定位置に進出し、また退避することを特徴とするス
ピンコーティング装置。
【請求項７】前記マスク供給排除機構はマスクを保持
するマスク保持手段と前記ディスペンサとが取り付けら
れたマスク移動アームと、前記マスク保持手段と前記デ
ィスペンサとが前記スピンナー機構上に進出し、またス
ピンナー機構上から退避するように該マスク移動アーム
を往復運動させる駆動機構とを含むことを特徴とする請
求項６記載のスピンコーティング装置。
【請求項８】前記駆動機構はボールねじ機構であるこ
とを特徴とする請求項７記載のスピンコーティング装
置。
【請求項９】前記駆動機構は前記マスク保持手段がマ
スクを保管するマスクストレージと前記スピンナー上と
の間で往復運動するように前記マスク移動アームを駆動
することを特徴とする請求項７または８記載のスピンコ
ーティング装置。
【請求項１０】請求項６乃至９のいずれかに記載のス
ピンコーティング装置を用いてコーティングが施された
ディスク体。