JP2007250023A - スピンコーティング方法及びその方法で製造された光ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】スピンコートする際に発生する外周部の樹脂盛り上がりを低減させるスピンコーティング方法及びその方法で製造された光ディスクの提供。
【解決手段】ディスクに紫外線硬化樹脂を塗布し、スピンコートする際、外周部にハロゲンランプを部分的に照射し、その熱によりディスクの表面温度を部分的に変え樹脂の粘性を低くすることにより樹脂膜厚分布を均一にした後紫外線硬化することを特徴とするスピンコーティング方法及びその方法で製造された光ディスク。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スピンコーティング方法及びその方法で製造された光ディスクに関するもので、さらに詳しくは光ディスクに対して紫外線硬化樹脂をスピンコートする方法及びその方法で製造された光ディスクに関する。

ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ−ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）などの光ディスクでは、レーザー光は、厚さ１．１ｍｍ〜０．６ｍｍのディスク基板を介して記録層上に集光されているが、次世代型光ディスク装置に用いられる光ディスク（ブルーレーザーディスク）では、ディスク基板に形成された記録層の表面を覆う厚さ約０．１ｍｍの透明保護層を介してブルーレーザー光が記録層上に集光されている。
上述した透明保護層を形成する手段としては、記録層の表面に対し紫外線硬化樹脂をスピンコートする方法が用いられる。
ブルーレーザーディスクの樹脂膜厚分布規格は１００μｍ±２μｍに対して、ただスピンコートするだけではこの規格を満足することができない。
特許文献１ではこれを満足させるために、ディスクの中心穴にキャップをし、ディスク基板の回転中心に紫外線硬化樹脂を滴下し、ディスクを保持するターンテーブルを高速回転させ、樹脂を展延させることにより、樹脂膜厚分布を均一にすることが可能となった。
しかしながら、上記方式を用いても最外周部で樹脂の盛り上がりが発生してしまう。
ブルーレーザーディスクの規格として、ディスク直径で１１７．５ｍｍ以降の樹脂膜厚分布は５０μｍ以下に調整しなくてはならない。
特許文献２で放射線硬化性の液状材料を塗布した際、スピンコーティング時にディスクの回転を止める前にディスクに放射線硬化樹脂を硬化させる作用をもつ放射線を照射し、ディスクに塗布された液の流動を低下させるスピンコーティング方法について述べているが、最外周部での樹脂盛り上がりの改善にはならない。

特開２００１−３５１２７５号公報 特開２００２−３１９１９２号公報

本発明は、ディスクに紫外線硬化樹脂を塗布し、スピンコートする際に発生する外周部の樹脂盛り上がりを低減させるスピンコーティング方法及びその方法で製造された光ディスクを提供することを目的とする。

本発明の第１は、ディスクに紫外線硬化樹脂を塗布し、スピンコートする際、外周部にハロゲンランプを部分的に照射し、その熱によりディスクの表面温度を部分的に変え樹脂の粘性を低くすることにより樹脂膜厚分布を均一にした後紫外線硬化することを特徴とするスピンコーティング方法に関する。
本発明の第２は、ハロゲンランプの照射角度は、ディスク基板に対して直角とならない角度で照射す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方法に関する。
本発明の第３は、ハロゲンランプは電圧調整ができるようにし、ハロゲンランプの熱温度を調整できるようにすることを特徴とする請求項１又は２記載のスピンコーティング方法に関する。
本発明の第４は、ディスクを第１の回転速度で回転させながら、紫外線硬化樹脂を塗布し、第２の回転速度で紫外線硬化樹脂を遠心力により展延するスピンコーティング方法において、スピンコートの制御とハロゲンランプの制御を連動させ、照射タイミング、照射時間を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスピンコーティング方法に関する。
本発明の第５は、第２回転時に紫外線硬化樹脂が展延する際にハロゲンランプを照射することにより、樹脂膜厚分布を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスピンコーティング方法に関する。
本発明の第６は、第1回転時に紫外線硬化樹脂が展延する前にハロゲンランプを照射し、部分的にディスク基板表面温度を変えてから樹脂を展延することにより樹脂膜厚分布を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスピンコーティング方法に関する。
本発明の第７は、請求項１〜６のいずれかに記載のスピンコーティング方法で製造されたディスクを３０秒以内に紫外線照射し、硬化させることにより樹脂膜厚分布を均一にすることを特徴とするの保護膜の形成方法に関する。
本発明の第８は、請求項１〜７のいずれかに記載の方法で製造されたことを特徴とする光ディスクに関する。

本発明のスピンコーティング方法を実施するための装置について説明する。
図１は、スピンコーティング装置の概要図である。
ディスク１を保持して回転するターンテーブル２と給液用加圧タンク７より供給された紫外線硬化樹脂３をディスク１上に吐出するための吐出バルブ６、ハロゲンランプ４を局所的に照射できるように上下、前後を調整可能とするハロゲンランプ支持台８を有する。
また、ターンテーブル２、吐出バルブ６、ハロゲンランプ４はそれぞれ連動できるように制御できる機構を有する。
ターンテーブル２に支持されたディスク１は、回転開始後吐出バルブ６より紫外線硬化樹脂３をディスク１上に吐出する。
塗布された紫外線硬化樹脂３は、ターンテーブル２の回転によりディスク１上に展延される。この際にハロゲンランプ４は集光５され、外周部を局所的に照射することにより、ディスク１の表面温度を部分的に変え樹脂の粘性を低くすることで外周部の膜厚をコントロールすることができる。
ハロゲンランプ４は、好ましくは集光径直径２ｍｍ以下として、最外周部の樹脂の盛り上がりが発生する部分のみを局所的に照射するようにする。
ハロゲンランプの熱温度は１００℃〜６００℃で可変できるようにする。

図２は、この装置を用いた塗布制御の１例として、時間と回転数との関係を示すグラフである。
塗布制御プログラムとして、ターンテーブルの回転について表１に示す。また、溶液吐出について表２に示し、ランプ点燈について表３に示す。

以下、本発明を図に基づいて説明する。
図３は、本発明のスピンコーティング装置を示す説明図である。
ターンテーブル２に支持されたディスク１に紫外線硬化樹脂３を塗布する。
ブルーレーザーディスクの透明保護層を塗布する場合には、センターキャップ方式を用いてディスク１の中心穴にキャップをし、ディスク基板の回転中心に紫外線硬化樹脂３を滴下する。
ターンテーブル２は回転速度を可変できるようにし、紫外線硬化樹脂３を滴下する時の第１の回転は低速で回転させる。
紫外線硬化樹脂滴下後、樹脂をディスク１外周部まで展延させるため、第２の回転は高速で回転させる。
第１の回転である低速回転は、通常１００〜１５０ｒｐｍ、第２の回転である高速回転は、通常１５００〜３０００ｒｐｍであるが、使用する紫外線硬化樹脂３の粘度や塗布環境（室温）で調整する。
ターンテーブル２の回転制御とハロゲンランプ４の点灯のタイミングを連動させ、第２の高速回転で紫外線硬化樹脂３がディスク１外周部に展延するタイミングでハロゲンランプ４を点橙させる。

例えば、触針式表面形状測定器（ＵＬＶＡＣ社製、ＤＥＫＴＡＫ）を用いて、直径１１８ｍｍ以降の樹脂膜厚を測定する。
スピンコートされた樹脂の最外周の盛り上がりは、半径５８ｍｍ位から発生することから、ハロゲンランプ４のスポット径を２ｍｍ以下としているが、ハロゲンランプ４をディスク基板に対して直角に設置した場合、ハロゲンランプ４からの熱が広範囲に広がり、この熱によってディスク基板に塗布された紫外線硬化樹脂３の膜厚がディスク基板中周ぐらいから薄くなってしまう。
この現象を防ぐため、ハロゲンランプ４の熱をできるだけ狭い範囲に照射するため、ランプの設置に角度をつけることが好ましい。
このようにして、ハロゲンランプの光は最外周部の樹脂の盛り上がりが発生する部分のみを集光５させて照射する。
膜厚の調整方法としては、ハロゲンランプのディスクに対する照射位置、照射角度、ハロゲンランプの熱温度、ハロゲンランプの照射時間によって調整可能である。

このように、ターンテーブル２の回転制御とハロゲンランプ４の点灯のタイミングを連動させることにより、紫外線硬化樹脂３がディスク１に展延する前に照射を開始し、ディスク１の表面温度を部分的に上昇させた後に紫外線硬化樹脂３を展延することによって膜厚調整することができる。
即ち、ディスクに紫外線硬化樹脂を塗布し、スピンコートする際にディスクの表面温度を部分的に変えることにより樹脂膜厚分布を均一にすることができる。
ディスクの表面温度を変える方法として、ハロゲンランプを使用する。ハロゲンランプは、スポット径が２ｍｍ以下で樹脂膜厚分布に合わせて任意に位置角度調整できるようにすることで、部分的にディスク表面温度を変更できるようにする。
基板表面温度は、ハロゲンランプの熱量を電圧にて任意に調整できるようにし、樹脂膜厚を調整できるようにする。

また、ディスクを第１の回転速度で回転させながら、紫外線硬化樹脂を塗布し、第２の回転速度で紫外線硬化樹脂を遠心力により展延するスピンコーティング方法において、スピンコートの制御とハロゲンランプの制御を連動させ、照射タイミング、照射時間を設定できるようにすることで、第２の回転時に紫外線硬化樹脂が展延する際にハロゲンランプの照射をおこなったり、第１の回転時に紫外線硬化樹脂が展延する前にハロゲンランプを照射し、部分的に基板表面温度を変えてから樹脂を展延させる等の制御ができるようになる。それにより樹脂膜厚分布の調整幅を広げることができる。
スピンコート終了後、次工程にて紫外線硬化樹脂３を紫外線硬化させる。
紫外線硬化樹脂を紫外線を照射せずに長い時間放置していると、紫外線硬化樹脂が樹脂端部より内側の方に動く。樹脂が動くと、膜厚分布は悪化するため、紫外線硬化樹脂のスピンコート後は、紫外線照射をなるべく速く行うことにより、均一な膜厚分布をたもつことができる。
スピンコート終了後３０秒以内に紫外線硬化させることが好ましい。

本発明により、スピンコートする際に発生する外周部の樹脂盛り上がりを低減させるスピンコーティング方法及びその方法で製造された光ディスクを提供することができた。

以下、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるものではない。

実施例及び比較例
この実施例及び比較例は、樹脂粘度２０００Ｐａ・ｓの紫外線硬化樹脂を用い、スピンプログラムとして、低速回転数１００ｒｐｍで１０秒、高速回転数３０００ｒｐｍで３秒とし、ハロゲンランプ照射は、回転開始後５秒後に照射を開始し、８．０秒照射した。
ブルーレーザーディスクの樹脂膜厚分布規格は、直径１１７．５ｍｍ以降で５０μｍ以下であり、それ以外は樹脂膜厚１００μｍ±２μｍである。
比較例として、図４はハロゲンランプなしの場合のデータで、ディスク直径で１１７．７ｍｍ以降の樹脂盛り上がりを示した図である。
実施例として、図５はハロゲンランプありの場合のデータで、ディスク直径で１１７．７ｍｍ以降の樹脂盛り上がりを示した図である。
比較例である図４の直径１１７．５ｍｍ以降の膜厚は、樹脂膜厚分布規格５０μｍ以下に対して２１μｍと規格内であるが、直径１１７．５ｍｍより内側は、６μｍの膜厚差があるため±２μｍの規格に対して規格外である。
これに対し、実施例である図５は直径１１７．５ｍｍ以降の膜厚は、樹脂膜厚分布規格５０μｍ以下に対して１０μｍと、ハロゲンランプなしの場合の膜厚と比較すると、膜厚分布が低減されている。また、直径１１７．５ｍｍより内側の膜厚差はないため、これも±２μｍとする樹脂膜厚分布規格を満足している。

本発明のスピンコーティング装置を示す概略図。 塗布制御の１例としての時間と回転数との関係を示すグラフ。 本発明のスピンコーティング装置を示す説明図。 ハロゲンランプなしの場合の、樹脂盛り上がりを示した図。 ハロゲンランプありの場合の、樹脂盛り上がりを示した図。

符号の説明

１ ディスク
２ ターンテーブル
３ 紫外線硬化樹脂
４ ハロゲンランプ
５ 集光
６ 吐出バルブ
７ 給役用加圧タンク
８ ハロゲンランプ支持台
９ ハロゲンランプ電圧調整器

Claims (8)

1. ディスクに紫外線硬化樹脂を塗布し、スピンコートする際、外周部にハロゲンランプを部分的に照射し、その熱によりディスクの表面温度を部分的に変え樹脂の粘性を低くすることにより樹脂膜厚分布を均一にした後紫外線硬化することを特徴とするスピンコーティング方法。
2. ハロゲンランプの照射角度は、ディスク基板に対して直角とならない角度で照射す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方法。
3. ハロゲンランプは電圧調整ができるようにし、ハロゲンランプの熱温度を調整できるようにすることを特徴とする請求項１又は２記載のスピンコーティング方法。
4. ディスクを第１の回転速度で回転させながら、紫外線硬化樹脂を塗布し、第２の回転速度で紫外線硬化樹脂を遠心力により展延するスピンコーティング方法において、スピンコートの制御とハロゲンランプの制御を連動させ、照射タイミング、照射時間を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスピンコーティング方法。
5. 第２の回転時に紫外線硬化樹脂が展延する際にハロゲンランプを照射することにより、樹脂膜厚分布を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスピンコーティング方法。
6. 第1の回転時に紫外線硬化樹脂が展延する前にハロゲンランプを照射し、部分的にディスク基板表面温度を変えてから樹脂を展延することにより樹脂膜厚分布を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスピンコーティング方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のスピンコーティング方法で製造されたディスクを３０秒以内に紫外線照射し、硬化させることにより樹脂膜厚分布を均一にすることを特徴とする保護膜の形成方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の方法で製造されたことを特徴とする光ディスク。