JP2003126755A - 光ディスクの保護膜塗布用スピンコータおよび光ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のスピンコート方式による塗布膜の形成に
おける問題点を解決した、光ディスクの保護膜塗布用ス
ピンコータを提供する。また該スピンコータを用いて保
護膜を形成する工程を含むことを特徴とする光ディスク
の製造方法を提供する。 【解決手段】光ディスクの基板上に形成した記録膜上に
スピンコート方式により保護膜を塗布する光ディスクの
保護膜塗布用スピンコータにおいて、基板の外径と同等
の外形を有する基板保持部材と、基板の外径よりも０．
２ｍｍ以上大きな内径と基板の外径よりも１０ｍｍ以上
大きな外径を有する環状のミスト飛散防止部材とを含
み、ミスト飛散防止部材を、その表面が基板保持部材に
基板を保持した時の基板表面高さよりも、０．１ｍｍ以
上低く、基板保持部材の表面高さよりも０．１ｍｍ以上
高く、かつ、基板表面と平行となるように設けたことを
特徴とする光ディスクの保護膜塗布用スピンコータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクの基板
上に形成した記録膜上にスピンコート方式により保護膜
を塗布する光ディスクの保護膜塗布用スピンコータおよ
びこれを用いて保護膜を形成する工程を含むことを特徴
とする光ディスクの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年書き換え可能を特徴とする光磁気デ
ィスクが上市され、コンピューターのコード情報や画像
などのデータファイルの記録に応用されつつある。更
に、モバイルコンピューターの普及や、情報の多様化に
伴い、小型大容量の光磁気ディスクが要求されてきてい
る。

【０００３】光ディスクの製造方法においては、一般的
に、樹脂基板上に記録膜を形成した後に、スピンコート
方式により保護膜を形成している。

【０００４】スピンコート方式は、主に塗布液の粘度や
塗布量と、回転条件を設定することにより任意の塗布膜
厚を得られる特徴があり、生産性が優れていると考えら
れている。

【０００５】しかしながら、小型大容量化に伴って保護
膜の高品位化が要求されるにしたがって、様々な塗布欠
陥が確認されている。特に、スピンコート中に過剰な塗
布液が基板から飛散し、飛散した塗布液が基板の回転に
よる気流などによりミストとなり、基板の裏面に付着す
る欠陥や、基板から飛散した塗布液がスピンナーカップ
の壁などに衝突した後に跳ね返り、基板に再付着する欠
陥が発生しやすく、製造歩留りが悪化することがあっ
た。

【０００６】コンパクトディスクなどの光ディスク分野
では、記録膜の腐食防止や機械的保護を目的として保護
膜が形成されるが、粘度などの塗布液の性状や回転条件
などスピンコータの運転条件を最適化することにより、
上記塗布欠陥が比較的少なかった。

【０００７】一方、光磁気ディスク分野では、コンパク
トディスクなどに比べて記録膜が腐食しやすいため、使
用できる塗布液が特定のものに限定されてしまい、塗布
液の性状の最適化は制限されることがあった。このた
め、スピンコートの欠陥を防止するには、塗布液量や回
転条件などのスピンコータの運転条件の最適化が中心に
なり、十分に欠陥を防止することが困難であった。

【０００８】更に、高密度化高速化に伴って、磁界変調
方式の光磁気ディスクが研究されてきている。磁界変調
方式を行う場合には、保護膜上に浮上式あるいは摺動式
の磁気ヘッドが配置されるため、保護膜に潤滑性向上材
やフィラーなどを添加することが行われる。このため、
従来よりも低粘度の塗布液が使われて、塗布液が裏面に
廻り込み、基板表面側に塗布液が付着する欠陥が発生す
ることがあった。また、磁界変調方式では、磁気ヘッド
と記録膜との距離を一定に保つ必要があり、保護膜の膜
厚精度や基板外周部における局所的な保護膜膜厚の盛り
上がりなどの保護膜の品質が高精度に要求されている。
特に、低粘度の塗布液を使用した場合ほど、保護膜の外
周部における盛り上がりが増加する傾向にあり、保護膜
の膜厚が均一な高品質の保護膜を形成することが困難で
あった。

【０００９】保護膜の外周部における盛り上がりは、ス
ピンコート後の回転停止時に、塗布液の表面張力により
基板外周端部の塗布液が内周側に引き戻されて発生する
と考えられ、低粘度の塗布液の場合ほど、高速回転によ
る塗布液の振り切りが困難となり、外周端部に過剰に残
留した塗布液が流動性が高いために容易に引き戻されて
盛り上がりが増加すると考えられる。

【００１０】すなわち、磁界変調方式の光磁気ディスク
などにおいては、使用できる塗布液が限定され、塗布液
の塗布量や回転条件などのスピンコータの運転条件を中
心に欠陥の少ない製造条件の選定しているため、欠陥を
防止することが困難であった。

【００１１】このため、特開平1−254277号公報に開示
されているように、塗布装置として、図３に示したよう
な、スピンコーター内の下方に排気手段６を設けて、ス
ピンコーター中の気流を制御することにより、塗布液の
跳ね返りやミストによる欠陥を防止することのできるス
ピンコーターが考えられた。更に、特開平６−９９１２
５号公報や特開平７−１４２１７号公報には、他の塗布
液の再付着防止方法が提案されている。

【００１２】しかしながら、上記従来方法では、以下の
問題があることがわかった。

【００１３】スピンコータの下方に排気を設けて、気流
を制御する方法では、回転中の乱流を制御するために、
非常に大きな排気風量が必要であり、気流を完全に制御
することが困難である。特にスピンコータを高速回転を
した場合には、回転に伴って基板外周近傍で、大きな乱
流が発生するため、排気風量を大きくしても乱流を抑制
することが困難であり、塗布液の再付着を防止するには
不十分であった。また、低粘度の塗布液を用いた場合に
も、外周端部の過剰な塗布液の残留を防止することが困
難であり、外周部での盛り上がりが発生していた。

【００１４】特開平６−９９１２５号公報に記載された
発明の一実施例を示す概略縦断面図（同公報記載の図
１）に基づき作成した同図記載の発明の骨子を示す模式
断面図を図４に示す。該公報には、回転テーブル１２の
周囲を覆うコーティングカップ１５の上方内側に気体供
給ノズル１０を設け、コーティングカップ１５に沿って
下降する気流を形成し、気流を制御すると共に、基板の
外周部に、基板表面と同一の高さで、コーティングカッ
プ１５に沿って下方に沿って伸びるインナーカップ１７
と、インナーカップ１7と回転テーブル１２の隙間から
空気を吸引する機構を設けたことを特徴とするスピンコ
ーターが提案されている。

【００１５】上記スピンコーターにおいては、インナー
カップ１７と回転テーブル１２の隙間から下方に排気す
るだけでなく、コーティングカップ１５に沿って下降す
る気流を形成し、気流を制御しているものの、スピンコ
ーターを高速回転した場合には、基板外周近傍における
乱流が非常に大きく、この乱流を抑制するために、イン
ナーカップ１７とコーティングカップ１５の隙間を狭め
て、気流の流れを高速化すると、塗布液がコーティング
カップ１５に衝突した後、跳ね返り、基板に再付着する
機会が増大し、上方から導入する気体が基板外周部に干
渉することによる乱流も発生しやすくなる。

【００１６】また、インナーカップ１７を基板表面と同
一の高さにして、コーティングカップ１５に沿って下方
に傾斜したインナーカップ１７を設けたことで、低粘度
の塗布液を使用した場合でも、過剰な塗布液が基板外に
流れ外周部の盛り上がりが減少する傾向がみられるが、
基板の表面高さとインナーカップ１７を同一の高さにし
たことにより塗布液がインナーカップ１７の端部に蓄積
されやすくなり、次の基板を塗布する時にインナーカッ
プ１７端部に蓄積された塗布液によって基板表面が汚染
される虞があった。

【００１７】更に、高速回転した場合は、インナーカッ
プ１７が下方に傾斜しているため、インナーカップ１７
に塗布液が流れずに、直接コーティングカップ１５に付
着して、基板に再付着することがあった。

【００１８】これは、上記のように高速回転時の気流の
制御が極めて困難であり、かつ塗布液の基板からの飛散
が、回転立ち上がり時に下方に傾斜して飛散するもの
の、定常回転状態、特に高速回転時では、水平方向に飛
散するためであると考えられる。また、インナーカップ
１７が傾斜しているために、水平方向に飛散する塗布液
との隙間で乱流が発生してミストが基板外周近傍に浮遊
しているものと推測される。

【００１９】特開平７−１４２１７号公報に記載され
た、光ディスクの保護膜塗布用スピナーの全体を示す切
欠き側面図（同公報記載の図５）に基づき作成した同図
に記載された発明の骨子を示す模式断面図を図５に示
す。同公報には、基板表面側にミストが付着するのを防
止するために、ミスト吹き飛ばし用エアーを光ディスク
の下面に直接吹き付けられるように、エアー吹出口２０
を光ディスクの下面の近傍に設けたことを特徴とする光
ディスクの保護膜塗布用スピナーが開示されている。ま
た、該スピナーにおいては、チャンバー内カバー２７の
上面を光ディスク２１の外周に至るまで、その光ディス
ク２１の下面と平行に形成するのが好ましいことが開示
されている。

【００２０】しかしながら、上記スピナーにおいても、
光ディスクの下面のエアー供給量が少ない場合は、回転
による乱流が大きくミストの付着防止効果が低下する虞
があり、エアー供給量が大きい場合は、光ディスクの外
周が浮上して乱流が発生しやすくなるものと考えられ
る。

【００２１】また、エアーが吹きだしているため低粘度
の塗布液を使用した場合には、過剰な塗布液が光ディス
クの外周部に残留しやすくなる虞があるものと考えられ
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来のス
ピンコーター（スピナー）によって解決するのが困難で
あったスピンコート方式による塗布膜の形成における問
題点を解決した、塗布欠陥のない保護膜を形成すること
のできる光ディスクの保護膜塗布用スピンコータを提供
することおよび該スピンコータを用いて保護膜を形成す
る工程を含むことを特徴とする光ディスクの製造方法を
提供することを目的とする。

【００２３】すなわち、過剰な塗布液が基板から飛散し
た後の跳ね返りによる基板への再付着や塗布液ミストの
付着、基板表面への廻りこみによる付着、外周部の塗布
膜厚の盛り上がりを防止して、任意の塗布液を用いても
歩留りおよび生産性を向上することのできる光ディスク
の保護膜塗布用スピンコータを提供することを目的とす
る。また、本発明の光ディスクの保護膜塗布用スピンコ
ータにより保護膜を形成する工程を含む光ディスクの製
造方法を提供することにより、塗布液の制約を受けるこ
となく、任意の膜厚で均一な保護膜を形成された、高品
位の光ディスク、特に光磁気ディスクを提供することの
できる製造方法を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光ディスクの保護膜塗布用スピンコータ
は、光ディスク基板上に形成した記録膜の上にスピンコ
ート方式により保護膜を塗布する光ディスクの保護膜塗
布用スピンコータにおいて、前記基板の外径と同等の外
形を有する基板保持部材と、前記基板の外径よりも０．
２ｍｍ以上大きな内径と前記基板の外径よりも１０ｍｍ
以上大きな外径とを有する環状のミスト飛散防止部材と
を含み、該ミスト飛散防止部材を、前記ミスト飛散防止
部材の表面が、前記基板保持部材に前記基板を保持した
時の基板表面高さよりも、０．１ｍｍ以上低く、前記基
板保持部材の表面高さよりも０．１ｍｍ以上高く、か
つ、前記基板表面と平行となるように設けたことを特徴
とする光ディスクの保護膜塗布用スピンコータであり、
本発明の光ディスクの保護膜塗布用スピンコータは、前
記ミスト飛散防止部材の周囲に、前記ミスト飛散防止部
材を覆うように配置したカバー部材と、前記カバー部材
で受け止めた塗布液と前記カバー部材で覆われた空間内
の気体を下方より排出する排出手段を備え、前記ミスト
飛散防止部材と前記基板との隙間から塗布液と気体とを
下方に排気するのが好ましく、前記ミスト飛散防止部材
と前記基板保持部材とを一体化し、前記基板と共に回転
することができるようにするのも好ましい。

【００２５】また、本発明の光ディスクの製造方法は、
前記の光ディスクの保護膜塗布用スピンコータにより保
護膜を形成する工程を含むことを特徴とする。

【００２６】本発明の光ディスクの保護膜塗布用スピン
コータにおいては、ミスト飛散防止部材を基板の外周に
基板とほぼ同一高さで基板表面に平行に配置したことに
より、基板上の過剰な塗布液が基板表面側に裏廻りする
ことなく、ミスト飛散防止部材に流れ受け止められる。

【００２７】これは、スピンコータ回転時に基板から飛
散する過剰な塗布液が、遠心力の増加に伴ってほぼ水平
に飛散し、回転数の小さい場合においても、大きい場合
においても、基板上の過剰な塗布液が水平に配置された
ミスト飛散防止部材で捕獲されることによると推定され
る。

【００２８】また、塗布液がミスト飛散防止部材に蓄積
されてアウターカップに飛散した場合でも、ミスト飛散
防止部材の外周近傍で乱流が発生するものの、ミスト飛
散防止部材の外径を必要に応じて大きくすることで基板
への再付着を防止することが可能である。

【００２９】更に、基板とミスト飛散防止部材の間に隙
間を設けることで、ミスト飛散防止部材の内周端部近傍
に塗布液が蓄積された場合でも、ミスト飛散防止部材の
下面の位置が基板よりも低い位置になるように形成する
ことにより、ミスト飛散防止部材下方に塗布液が流れ
て、基板への再付着を防止することができると共に、定
期的にミスト飛散防止部材を洗浄する場合にも、前記隙
間に洗浄液が流れることにより基板保持部材を汚染する
ことがなくなる。

【００３０】ミスト飛散防止部材を基板保持部材と一体
化させることにより、回転軸の面ぶれ精度の影響を受け
ずに、常に基板表面とミスト飛散防止部材の表面との高
さが均一に保たれるために、基板の過剰な塗布液を基板
表面側に裏廻りすることなくミスト飛散防止部材にスム
ーズに移動させることができ、基板外周における盛り上
がりを大幅に低減させることができる。更に、ミスト飛
散防止部材と基板が同時に回転することで、ミスト飛散
防止部材と基板間での回転時における乱流の発生がより
抑制されて、基板へのミストの再付着をさらに低減させ
ることができる。

【００３１】また、従来方法のようなエアー供給手段を
用いないため、装置構成が簡略化でき、しかも、回転時
における気流の制御を厳密に行わなくても大きな乱流を
発生させずに、塗布液の基板への再付着を防止すること
ができる。

【００３２】

【実施例】（実施例１）第１図は本実施例に係る光ディ
スクの保護膜塗布用スピンコータの模式断面図である。

【００３３】基板１として厚さ０．６ｍｍ、外径５０．
８ｍｍ、内径１１ｍｍのポリカーボネイト樹脂基板を用
いて、基板上に記録膜を成膜した。記録膜は、必要に応
じて複数の積層からなる光磁気記録膜と、記録膜の上下
に無機の保護膜および反射膜をスパッタリングあるいは
蒸着により形成することができる。

【００３４】上記基板1を記録膜を上側にして、基板を
保持するターンテーブル３上に配置して、基板をターン
テーブルの中心部近傍で真空吸着させた。ターンテーブ
ルの大きさは、基板の外径と同一にした。また、基板と
ターンテーブルの隙間は、０．１ｍｍにして、内周のク
ランプエリア２のみで基板を保持した。基板とターンテ
ーブルの隙間は、任意に設定できるが、ミストの再付着
の観点から極力狭い方が良いが、ターンテーブル上に異
物や汚れがあった場合基板表面を汚染する可能性がある
ため、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの隙間があれば良く、
０．１〜０．５ｍｍの隙間が望ましい。

【００３５】基板の保持方法は、特に限定なく、真空吸
着以外にもマグネットを利用したマグネットチャック方
式や、機械的にクランプする方法を用いることができ
る。

【００３６】次いで、ターンテーブルを２０ｒｐｍの低
速で回転させて、塗布液として１００ｍＰａｓの粘度を
有する紫外線硬化型樹脂を用いて、基板上に塗布するた
めのノズルを所定の位置に移動させて、塗布液を塗布し
た。このとき、基板を回転させると共にノズルを移動さ
せてスパイラル状に塗布液を塗布することができる。塗
布量が多い場合は、過剰な塗布液による跳ね返りやミス
トの再付着が多くなるため、必要最低限の塗布量を塗布
することが望ましい。

【００３７】更に、所定の膜厚を得る為に、２０００ｒ
ｐｍの高速回転数で１０秒間保持して、基板上の過剰な
塗布液を飛散させて除去することにより全面均一な膜厚
を得た。必要に応じて、回転数を多段制御して、膜厚の
均一化と基板外周部近傍における過剰な塗布液を飛散除
去させることができる。上記スピンコータ内の基板外周
部に、内径が５１．８ｍｍで外径７２ｍｍの環状のミス
ト飛散防止部材４を設けた。上記ミスト飛散防止部材４
の大きさは、基板から飛散した塗布液を十分に捕獲し
て、かつ乱流による基板へのミストの再付着を防止でき
る大きさであれば良く、基板の外形よりも１０ｍｍ以上
大きければ良いが、２０〜６０ｍｍ大きくしたものが望
ましい。また、内径は、基板の外形よりも０．２ｍｍ以
上有れば良いが、基板の着脱性や塗布液の流動性を考慮
すると０．５〜３ｍｍ大きいものが望ましい。

【００３８】上記ミスト飛散防止部材４の表面は、基板
と平行に形成されており、かつ基板の表面よりも０．３
ｍｍ低い高さに設定した。

【００３９】この高さは、通常は、基板の表面よりも
０.１ｍｍ以上低い高さ、好ましくは、０.２ｍｍ以上低
い高さ、より好ましくは、０.３ｍｍ以上低い高さに設
定され、前記基板保持部材の表面高さより０.１ｍｍ以
上高く、好ましくは、０.２ｍｍ以上高く、より好まし
くは、０.３ｍｍ以上高くなるように設置される。

【００４０】また、ミスト飛散防止部材４は、アウター
カップ５の下方で固定されており、アウターカップの下
方には、塗布液とミストを排気できるように排気孔６を
設けた。これにより、基板上の過剰な塗布液は、ミスト
飛散防止部材４の上面に受け止められて、基板に再付着
することを防止することができた。必要に応じて、ター
ンテーブルの下方にターンテーブル下方の気流を制御す
るためのインナーカップ７を設けても良い。

【００４１】次いで、基板の回転を停止して、基板をタ
ーンテーブルから取り出して、紫外線照射を行い、塗布
液を硬化させて保護膜を形成して、光磁気ディスクを製
造した。

【００４２】この時の基板外周部での盛り上がりは、過
剰な塗布液が飛散除去されており、発生していなかっ
た。

【００４３】（実施例２）第２図は本実施例に係る光デ
ィスクの保護膜塗布用スピンコータの模式断面図であ
る。

【００４４】ミスト飛散防止部材４として、内径が５
１．８ｍｍで外径７２ｍｍの環状のミスト飛散防止部材
を保持アーム８により、ターンテーブルに固定したこと
以外は実施例１と同様にして光磁気ディスクを製造し
た。

【００４５】上記ミスト飛散防止部材４の高さは、基板
表面高さよりも０．１ｍｍ低い位置に設定した。上記方
法により、回転軸の面ぶれ精度の影響を受けることな
く、ミスト飛散防止部材の高さを設定することができる
ため、基板上の過剰な塗布液をスムーズに飛散除去させ
ることができた。

【００４６】更に、基板とミスト付着防止部材が同時に
回転するため、基板外周部付近での乱流を更に抑制する
ことができて、基板表面のミスト付着が完全に防止で
き、歩留りを向上することができた。また、スピンコー
タの構成部材が低減できたことにより、スピンコータの
洗浄が容易になり、生産性を向上することができた。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スピンコータ内の基板外周部に、基板よりも大きな内径
を有し基板と平行なミスト飛散防止部材を基板の高さよ
りも低い位置に設けることにより、塗布液の粘度の制約
を受けることなく、塗布膜を任意の膜厚で均一にかつ、
高品位に形成することのできる光ディスクの保護膜塗布
用スピンコータおよび該コータにより保護膜を形成する
工程を含む光ディスク、特に光磁気ディスクの製造方法
を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例に係る光ディスクの保護
膜塗布用スピンコータの模式断面図を示す。

【図２】本発明の第二の実施例に係る光ディスクの保護
膜塗布用スピンコータの模式断面図を示す。

【図３】特開平1−254277号公報に開示されたスピンナ
ー回転塗布装置の模式断面図を示す。

【図４】特開平６−９９１２５公報に記載された発明の
一実施例を示す概略縦断面図（同公報記載の図１）に基
づき作成した同図記載の発明の骨子を示す模式断面図を
示す。

【図５】特開平７−１４２１７号公報に記載された、光
ディスクの保護膜塗布用スピナーの全体を示す切欠き側
面図（同公報記載の図５）に基づき作成した同図に記載
された発明の骨子を示す模式断面図を示す。

【符号の説明】

１：基板 ２：基板保持部材（吸着部） ３：ターンテーブル ４：ミスト飛散防止部材 ５：アウターカップ ６：排出手段（排気孔） ７：インナーカップ ８：ミスト飛散防止部材保持アーム ９：気体取り入れ孔 １０：気体供給ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 AC79 AC86 AC93 DA08 DC21 DC27 EA05 4F042 AA08 AB00 BA08 CC01 CC09 CC28 DF03 DF09 DF28 DF32 EB05 EB09 EB24 EB28 5D121 AA04 EE22 EE24

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク基板上に形成した記録膜の上に
   スピンコート方式により保護膜を塗布する光ディスクの
   保護膜塗布用スピンコータにおいて、基板の外径と同等
   の外形を有する基板保持部材と、基板の外径よりも０．
   ２ｍｍ以上大きな内径と基板の外径よりも１０ｍｍ以上
   大きな外径を有する環状のミスト飛散防止部材とを含
   み、ミスト飛散防止部材を、その表面が基板保持部材に
   基板を保持した時の基板表面高さよりも、０．１ｍｍ以
   上低く、基板保持部材の表面高さよりも０．１ｍｍ以上
   高く、かつ、基板表面と平行となるように設けたことを
   特徴とする光ディスクの保護膜塗布用スピンコータ。
2. 【請求項２】前記ミスト飛散防止部材の周囲に、前記ミ
   スト飛散防止部材を覆うように配置したカバー部材と、
   前記カバー部材で受け止めた塗布液と前記カバー部材で
   覆われた空間内の気体を下方より排出する排出手段を備
   え、前記ミスト飛散防止部材と前記基板との隙間から塗
   布液と気体とを下方に排出することを特徴とする請求項
   １に記載の光ディスクの保護膜塗布用スピンコータ。
3. 【請求項３】前記ミスト飛散防止部材と前記基板保持部
   材とを一体化し、両者が、前記基板と共に回転すること
   ができるようにしたことを特徴とする光ディスクの保護
   膜塗布用スピンコータ。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の光デ
   ィスクの保護膜塗布用スピンコータにより保護膜を形成
   する工程を含むことを特徴とする光ディスクの製造方
   法。