JP2008052790A - スピンコート装置とディスク製造装置および光ディスク記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化や複雑化が回避され、均一な樹脂膜を生産性良く形成できるスピンコート装置と、形成された樹脂膜を硬化して樹脂膜とするディスク製造装置を提供する。
【解決手段】ディスク基板の着脱手段と位置決め手段を上面に備え、かつ凹部内面に沿って昇降可能な弾性部材の弾性復元力で基板の開口部を閉塞、解放する開口部閉解手段を下面に備えたスピンテーブルと、該テーブルの固定回転軸を回転可能に保持する回転継手を有し、弾性部材上面中央部に供給される樹脂を回転手段で展延して樹脂膜を基板上に形成するように構成し、スピンコート装置とする。該スピンコート装置と、基板搬送、樹脂供給、樹脂硬化の各手段を配備してディスク製造装置とし、光ディスク記録媒体を得る。
【選択図】図２

Description

本発明は、スピンコート装置およびこれを用いたディスク製造装置に関し、さらに詳しくは、ディスク基板を装着、回転させ、樹脂をスピンコートしてディスク基板上に樹脂膜を形成するスピンコート装置、並びに形成された樹脂膜を硬化して保護膜を形成するディスク製造装置に関する。前記ディスクとしては、記録媒体、例えば、再生専用光ディスク、光記録ディスクなどの光情報媒体が含まれる。

近年、デジタル放送が開始されるなど情報のデジタル化に伴い、記録媒体としての光ディスクの大容量化が要求されている。例えば、ＣＤ（compact-disc）、ＤＶＤ（digital versatile disc）などの光ディスクでは、レーザ光は、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記録媒体（以下、ブルーレイディスクと表現することがある。）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波長４００ｎｍ程度のレーザ光（以下、ブルーレーザ光と表現することがある。）が記録層上に集光されている。

上記透明保護層を形成する手段としては、記録層の表面に光硬化樹脂をスピンコートして保護層を形成するスピンコート法がよく用いられる。例えば、ディスク基板に予め円形のシールを貼り付けて基板の中心部にある開口を閉塞した後、シールの上面へ紫外線硬化樹脂（ＵＶ樹脂）を滴下し、ディスク基板を高速回転させて基板上全体にＵＶ樹脂を拡がらせ、このＵＶ樹脂を硬化させてカバー層を形成する製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、上記スピンコート法では、ディスク基板に予めシールを貼り付けるとともに、スピンコート完了時にシールを剥離する作業が必要となる。したがって、光ディスクの製造工程が煩雑になり製品の生産性が低下するという不都合がある。また、シールの貼り付けや、剥離したシールを回収するための装置などを別途設ける必要もあり、装置の大型化や複雑化の要因にもなる。

あるいは、スピンコ−ト時に、ターンテーブルに脱着可能な回転円盤によりディスク基板の中心穴を塞ぎ、円盤状記録媒体上に樹脂（紫外線硬化樹脂）を供給して、円盤状記録媒体を回転させ、その全面に保護膜を形成する装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
また、基板の一主面の中心近傍に凸状の段差部を設けるか、あるいは基板の孔部を塞ぐようにして板材を配置して凸部を配置し、凸部近傍に紫外線硬化樹脂等の塗液を供給し、回転延伸して塗膜を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
また、ディスク基板の中心孔部にキャップを装着して光硬化樹脂を供給し、ターンテーブルを回転させて回転力によりディスク基板上の樹脂を遠心力で飛散させ、光硬化樹脂を塗布する光記録媒体の製造装置が提案されている（例えば、特許文献４、５参照。）。
また、中心孔の周辺部に凹部が形成されている基板を用い、その凹部に閉塞板を嵌め込んで光硬化樹脂を滴下し、基板を回転させて光透過層を形成する方法において、閉塞板を電磁石により基板から脱着することが提案されている（例えば、特許文献６参照。）。

しかし、上記いずれの提案も、装置の複雑化や大型化の回避、製造プロセスの簡便化、容易化、製品の生産性向上などの観点から満足できる手法とはいえない。また、一般的には、スピンテーブル上でディスク基板を塗布する場合、低速回転させながら樹脂を滴下し、高速回転で樹脂を振り切り、前記樹脂膜に光を照射し硬化させている。この際、外周膜厚が厚くなり、膜の均一性が悪くなる傾向があるため、安定した均一厚さの樹脂膜形成が難しい。

特開２００６−４８７５３号公報 特開平１０−２４９２６４号公報 特開平１０−３２０８５０号公報 特許第３６９５１０９号明細書 特開平１１−１９５２５１号公報 特開平１０−２８９４８９号公報

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、装置の大型化や複雑化を招くことなく、製品の生産性が良好で、しかも均一な厚さの樹脂膜が形成できるスピンコート装置、およびスピンコート装置と主要構成装置（基板搬送手段、樹脂供給手段、樹脂硬化手段）を備え、形成した樹脂膜を硬化して樹脂膜とするディスク製造装置、ならびに該ディスク製造装置により製造される光ディスク記録媒体を提供することを目的とする。
なお以下、本発明において、「樹脂膜」は未硬化状態の膜を指し、「保護膜」は「樹脂膜」を硬化させた硬化状態の膜を指すものとする。

本発明者は鋭意検討した結果、以下の（１）〜（１２）に記載する発明によって上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。以下、本発明について具体的に説明する。

（１）：円形開口部を中央に有するディスク基板の着脱手段および位置決め手段を上面に備えるとともに、凹部内面に沿って昇降可能に収容された弾性部材によりディスク基板の開口部を閉塞あるいは解放する開口部閉解手段を下面に備えたスピンテーブルと、該スピンテーブルに固定される回転軸を回転可能に保持する回転継手を有し、外部の樹脂供給手段により弾性部材の上面中央部に供給される樹脂を回転手段により展延して樹脂膜をディスク基板上に形成するスピンコート装置であって、
前記開口部閉解手段は、スピンテーブルの上面側に開口された凹部に収容された弾性部材を上方に移動させてディスク基板の円形開口部から突出させ、弾性復元力により弾性部材をフランジ状に広げてディスク基板を上面側から閉塞し、スピンコートによる樹脂膜形成後に弾性部材を下方に移動させてディスク基板の円形開口部から引き込み縮小して凹部に退避する昇降駆動手段を有する構成からなり、
前記回転手段は、回転継手を介して所定の回転数でスピンテーブルの固定軸を鉛直軸回りに回転するように構成されたことを特徴とするスピンコート装置である。

上記開口部閉解手段を備えたスピンコート装置とすることにより、装置の複雑化や大型化が回避され、しかも弾性部材の弾性復元力を利用するために、簡便かつ容易にディスク基板が着脱され、短時間で樹脂膜を形成することが可能である。したがって、製品の生産性向上が図れる。また、弾性部材の上面中央部に樹脂を供給することができるため、スピンテーブルを回転させて樹脂をディスク基板の表面に展延させた場合、全面にわたって厚さの均一な樹脂膜を安定して形成することが可能である。

（２）：上記（１）に記載のスピンコート装置において、前記ディスク基板の着脱手段が逃げ溝構造であり、位置決め手段がセンタリングボス構造であることを特徴とする。

上記逃げ溝構造を有することにより、搬送アーム（例えば、ディスク基板を係止する可動爪を備えたピックアップ機構を有する自動ロボット装置）により、容易かつ正確にディスク基板をチャックして短時間で搬送することが可能となる。また、センタリングボス構造を有することにより、スピンテーブルの中央にディスク基板を正確に装着し、位置決めすることが可能となる。

（３）：上記（１）または（２）に記載のスピンコート装置において、前記スピンテーブルは、一端が該スピンテーブルの表面に開口し、他端が回転継手を介して排気手段に接続する連通の吸気孔を有し、該排気手段の吸排気によりディスク基板を吸引固定または解除するようにしたことを特徴とする。

吸気孔によりディスク基板がスピンテーブルに密着固定し、これによってスピンテーブル回転時にディスク基板が遠心力等により上下方向、あるいは回転方向に位置ずれすることが無く、安定して樹脂膜を形成することが可能である。そして、ディスク基板の吸引固定または解除動作が、排気手段の吸排気により容易かつ短時間で可能であるため、生産性も高い。

（４）：上記（１）〜（３）のいずれかに記載のスピンコート装置において、前記弾性部材の上面中央部に、外部の樹脂供給手段により供給される樹脂を一旦貯める窪み状の液溜まり部が形成されていることを特徴とする。

上記液溜まり部に外部から樹脂を供給することで、ディスク基板の中心部に樹脂を均等に滞留させることができる。この中心に滞留した樹脂をスピンテーブルの回転により、ディスク基板の表面に展延させた場合、厚さが均一な樹脂膜を全面に形成することが可能となる。液溜まり部は窪み状であるため、外部から樹脂を供給する際に、スピンテーブルの回転動作は停止していても、回転状態でもよく、いずれの場合にも中心の液溜まり部に樹脂を一時滞留することができ、その後の高速回転により均一厚さの樹脂膜を形成可能である。

（５）：上記（１）〜（４）のいずれかに記載のスピンコート装置において、前記弾性復元力により弾性部材をフランジ状に広げてディスク基板を上面側から閉塞する際の、該フランジ状の弾性部材の外径が閉塞されるディスク基板の記録領域の内径よりも小さいことを特徴とする。

上記フランジ状の外径を規定することにより、少なくとも記録領域をカバーする樹脂膜を所定箇所に確実に形成することが可能となる。

（６）：上記（１）〜（５）のいずれかに記載のスピンコート装置において、前記弾性復元力により弾性部材をフランジ状に広げてディスク基板を上面側から閉塞する際の、該フランジ状の弾性部材の最外周部厚さが、形成する樹脂膜の膜厚と同等以上であることを特徴とする。

フランジ状の弾性部材の最外周部厚さを規定することにより、樹脂膜を所定の膜厚で均一に形成することが可能となる。

（７）：上記（１）〜（６）のいずれかに記載のスピンコート装置において、前記弾性部材の材質は、弾性限界の大きなゴム系材料であることを特徴とする。

弾性限界の大きなゴム系材料（例えば、シリコーンゴム）を用いることにより、弾性部材の閉塞動作を早くし、しかもディスク基板を上面側からしっかりと閉塞するとともに、繰り返し閉塞・解放動作に対しても耐久性を有し、長期間の樹脂膜製造においても効率良く使用することが可能である。

（８）：上記（１）〜（７）のいずれかに記載のスピンコート装置において、前記樹脂が光硬化樹脂であることを特徴とする。

光硬化樹脂（例えば、紫外線硬化樹脂）は、硬化速度が速いため、スピンコート装置で形成された樹脂膜を、次工程の光硬化手段（紫外線硬化装置）で硬化した場合、短時間で均一膜厚の保護膜が安定して得られ、生産性も高い。また、硬化温度も低く、温度上昇も少ないため、記録媒体とした場合の信頼性や安定性においても優れている。さらに、樹脂調達が容易である点でも好ましい。

（９）：上記（１）〜（８）のいずれかに記載のスピンコート装置と、該スピンコート装置にディスク基板を供給する基板搬送手段と、該スピンコート装置に樹脂を供給する樹脂供給手段と、スピンコート装置によりディスク基板上にスピンコートされた樹脂膜を硬化して保護膜とする樹脂硬化手段とを備えたことを特徴とするディスク製造装置である。

ディスク製造装置は本発明のスピンコート装置を備えているため、装置の大型化および複雑化を招くことなく、短時間にディスク基板上に膜厚の均一な樹脂膜を形成することができ、さらに基板搬送手段、樹脂供給手段、樹脂硬化手段を備えているので、生産性良く保護膜を形成することが可能である。

（１０）：上記（９）に記載のディスク製造装置において、前記樹脂硬化手段が光硬化手段であることを特徴とする。

樹脂硬化手段として光硬化手段を用いることにより、短時間で均一な膜厚の保護膜が安定して得られる。これにより生産性向上を図ることができる。

（１１）：上記（９）または（１０）において、スピンコート装置、基板搬送手段、樹脂供給手段、および樹脂硬化手段から構成される一連の手段を、同構成でシリーズに複数備えたことを特徴とするディスク製造装置である。

スピンコート装置、基板搬送手段、樹脂供給手段、および樹脂硬化手段を同構成で複数備えた構成とされているため、樹脂膜とその硬化膜（保護膜）の形成がシリーズで迅速かつ生産性良く行なうことが可能である。

（１２）：上記（９）〜（１１）のいずれかに記載のディスク製造装置により製造されたことを特徴とする光ディスク記録媒体である。

上記ディスク製造装置により製造される光ディスク記録媒体（以降、光ディスクと表現することがある。）としては、例えば、ブルーレーザ光に対応する記録層が形成されたディスク基板をはじめ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、およびＤＶＤなどに対する記録層が形成されたディスク基板、あるいは円形板状のディスク体に、「樹脂膜」をスピンコートし、この「樹脂膜」を硬化して「保護膜」とすることにより製造される各種の記録媒体が含まれる。

本発明のスピンコート装置によれば、スピンテーブルに設けられた開口部閉解手段（凹部の内面に沿って昇降可能に収容された弾性部材の弾性復元力）によりディスク基板が着脱され、短時間で樹脂膜を形成することが可能である。このため、装置の大型化や複雑化を招くことがなく、製品の生産性も優れている。弾性部材として弾性限界の大きなゴム系材料を用いれば、繰り返し閉塞・解放動作等に対して耐久性が向上して長期間の製造においても安定して使用できる。
また、弾性部材の上面中央部（窪み状の液溜まり部）に樹脂が供給されるため、スピンテーブルの回転によりディスク基板の表面全体に均一厚さの樹脂膜が安定して形成される。
樹脂として、光硬化樹脂（例えば、紫外線硬化樹脂）を用いれば、短時間で均一な膜厚の樹脂膜が安定して得られ、生産性も向上する。
さらに、ディスク基板の着脱手段（逃げ溝構造）および位置決め手段（センタリングボス構造）を有するので、正確かつ短時間にディスク基板の搬送および装着が可能であるほか、排気手段の吸排気で動作する吸気孔を有するので、容易かつ短時間にスピンテーブルにディスク基板を吸引固定または解除することが可能である。このため、開口部閉解手段と相俟って生産性向上を図ることができる。
本発明のディスク製造装置によれば、上記コンパクトなスピンコート装置と、これに同調した主要構成装置（基板搬送手段、樹脂供給手段、樹脂硬化手段）を備えているので、均一膜厚の保護膜を短時間で生産性良く形成することが可能である。樹脂硬化手段に光硬化手段を用いれば、さらに生産性の向上を図ることができる。特に、スピンコート装置と主要構成装置を同構成でシリーズに複数備えた構成とすれば、保護膜の形成を迅速かつ生産性良く行なうことができる。
本発明のディスク製造装置を用いれば、信頼性の高い各種光ディスク記録媒体（例えば、ブルーレイディスク、各種ＣＤ、各種ＤＶＤなど）を安定して製造することができる。

前述のように本発明におけるスピンコート装置は、円形開口部を中央に有するディスク基板の着脱手段および位置決め手段を上面に備えるとともに、凹部内面に沿って昇降可能に収容された弾性部材によりディスク基板の開口部を閉塞あるいは解放する開口部閉解手段を下面に備えたスピンテーブルと、該スピンテーブルに固定される回転軸を回転可能に保持する回転継手を有し、外部の樹脂供給手段により弾性部材の上面中央部に供給される樹脂を回転手段により展延して樹脂膜をディスク基板上に形成するスピンコート装置であって、
前記開口部閉解手段は、スピンテーブルの上面側に開口された凹部に収容された弾性部材を上方に移動させてディスク基板の円形開口部から突出させ、弾性復元力により弾性部材をフランジ状に広げてディスク基板を上面側から閉塞し、スピンコートによる樹脂膜形成後に弾性部材を下方に移動させてディスク基板の円形開口部から引き込み縮小して凹部に退避する昇降駆動手段を有する構成からなり、
前記回転手段は、回転継手を介して所定の回転数でスピンテーブルの固定軸を鉛直軸回りに回転するように構成されたことを特徴とするものである。

本発明のスピンコート装置によれば、開口部閉解手段により弾性部材の復元力を利用して、ディスク基板の開口部を閉塞し、外部の樹脂供給手段により窪み状の液溜まり部（例えば、すり鉢状の液溜まり部）に樹脂を供給し、この液溜まり部の樹脂をスピンテーブル上で回転（スピンコート）させて、遠心力で樹脂を振り切り展延することにより、ディスク基板の所定箇所に均一な樹脂膜（未硬化状態の膜）がコーテイングされる。
開口部閉解手段は、後述のようにスピンコート装置内に設けられ、ディスク基板開口部の閉塞、解放が簡便な機構により構成されるため、装置の大型化や複雑化をもたらすことがなく、コスト上昇を抑制することができる。そして、動作も簡易で生産性も優れており、ディスク基板上にスピンコートされた樹脂膜は、後述のように光硬化手段等の樹脂硬化手段により硬化して均一で安定した膜厚の保護膜（硬化状態の膜）が形成できる。

以下、本発明のスピンコート装置について、ブルーレーザ光に対応したディスク基板の記録層上に樹脂膜を形成する場合を例とし、図を参照して説明する。
図１はブルーレーザ光に対応したディスク基板の構成を示す平面図である。
ディスク基板１０は、例えば、直径１２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのポリカーボネート製の円形板状からなる部材であり、図１の平面図に示されるように中心に円形開口部１０ａが形成され、上面には、例えばブルーレーザ光に対応した記録領域をなす記録層１０ｂが形成されている。
図２は、本発明のスピンコート装置の平面図（Ａ）、および（Ａ）におけるＡＡ断面をスピンコート装置に保持されるディスク基板とともに示す断面図（Ｂ）である。

スピンコート装置５０は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）を総合するとわかるように、スピンテーブル５２、上端がスピンテーブル５２の上面から上方へ突出した弾性部材５４、スピンテーブル５２の下面に設けられた回転継手５７、および排気手段である真空ポンプ５９を備えている。

スピンテーブル５２は、平面視円形状で外周部に比べて中央部の厚みが大きい部材からなる。このスピンテーブル５２の上面には、ディスク基板１０の位置決め手段である３つのセンタリングボス５２ｂ、ディスク基板１０の着脱手段である３つの逃げ溝５２ｅを備えている。
上記３つのセンタリングボス５２ｂそれぞれは、外周側のＲがディスク基板１０の円形開口部１０ａのＲと略等しいディスク基板１０の着脱が可能な円弧形状で、それぞれの外周が、凹部５２ｃを囲む共通の円周に沿って１２０度間隔で配置されている。また、上記逃げ溝５２ｅは、センタリングボス５２ｂよりも半径方向の大きさが大きい円弧形状を有し、それぞれ両端がセンタリングボス５２ｂに挟まれた状態で配置されている。なお、凹部５２ｃは、例えば、スピンテーブルの上面側に開口された円筒形状からなる。

また、スピンテーブル５２は、凹部５２ｃの内面に沿って昇降可能に収容された弾性部材５４によりディスク基板１０の円形開口部１０ａを閉塞あるいは解放する開口部閉解手段を下面に備えている。凹部５２ｃは、スピンテーブル５２の中心に設けられ、その内径が真中から上端部にかけて大きくなるようなテーパー形状を有している。

開口部閉解手段は、スピンテーブル５２の上面側に開口された凹部５２ｃに収容された弾性部材５４を上方に移動させてディスク基板１０の円形開口部１０ａから突出させ、弾性復元力により弾性部材５４をフランジ状に広げてディスク基板１０を上面側から閉塞し、スピンコートによる樹脂膜形成後に弾性部材５４を下方に移動させてディスク基板１０の円形開口部１０ａから引き込み縮小して凹部５２ｃに退避するエアシリンダ５５を有する構成からなる。不図示の昇降駆動手段によりエアシリンダ５５を昇降して開口部閉解手段を動作させるように構成されている。

回転継手５７は、一例として、回転体としてのスピンテーブル５２に固定される回転軸を回転可能に保持するケーシングを備え、この回転継手５７を介して不図示の回転手段により所定の回転数でスピンテーブル５２の固定軸を鉛直軸回りに回転するように構成されている。

また、スピンテーブル５２は、一端が該スピンテーブルの表面に開口し、他端が回転継手５７を介して排気手段である真空ポンプ５９に接続する連通の８つの吸気孔５２ｄを有する。真空ポンプ５９は、図２（Ｂ）に示されるように吸気管路５８および回転継手５７を介して８つの吸気孔５２ｄそれぞれに接続され、気体の供給および排気をすることができるようになっている。これにより、ディスク基板１０を吸引固定、あるいは解除することができる。

図３は、図２（Ｂ）の要部、すなわち、凹部５２ｃの内面に沿って昇降可能に収容された弾性部材５４の近傍を拡大し、断面模式図として示したものである。
（Ａ）は、弾性部材をフランジ状に広げてディスク基板を上面側から閉塞した状態であり、（Ｂ）は、ディスク基板１０の円形開口部１０ａから弾性部材５４を引き込み凹部５２ｃに退避した状態である。
ここで、弾性部材５４は、弾性限界の大きなゴム系材料が好ましく用いられ、一例としてシリコンゴム等の弾性素材を用いて射出成形等により一体的に形成される。

図３（Ａ）に示されるように、弾性部材５４は、弾性部材本体５４ａと、該弾性部材本体５４ａの外周面の上端部に形成されたフランジ部５４ｂの２つの部分から構成されている。
弾性部材本体５４ａとフランジ部５４ｂからなる弾性部材５４は、前述のようにスピンテーブル５２の凹部５２ｃに昇降可能に挿入され、弾性復元力によりフランジ部５４ｂを広げてディスク基板１０を上面側から閉塞したり、弾性部材５４をディスク基板１０の円形開口部１０ａから引き込みフランジ部５４ｂを縮小して凹部５２ｃに退避するようにされている。

また、弾性部材５４の弾性部材本体５４ａ上面中央部に、窪み状（例えば、すり鉢状）の液溜まり部５４ｃが形成されており、外部の樹脂供給手段（不図示）により供給される樹脂を一旦貯めておける構造となっている。
さらに弾性部材本体５４ａ下端には、図３（Ａ）に示されるように、例えばスプリングと外部から供給される圧縮空気等の不図示の昇降駆動手段により上下方向に駆動されるエアシリンダ５５に固定されている。

フランジ状の弾性部材であるフランジ部５４ｂは、中心から外周に向かって厚さが小さくなっており、その外径は図１に示されるディスク基板１０の記録領域である記録層１０ｂの内径よりも小さくなっている。
フランジ部５４ｂの外径を記録層１０ｂの内径よりも小さくすることにより、記録領域（記録層１０ｂ）を均一膜厚の樹脂膜で確実にカバーすることができる。
また、前記弾性復元力により弾性部材をフランジ状に広げてディスク基板を上面側から閉塞する際の、該フランジ状の弾性部材（フランジ部５４ｂ）の最外周部厚さは、形成する樹脂膜の膜厚と同等以上であることが好ましい。
フランジ部５４ｂは、外周に向かってその厚さが薄くなるように形成されているが、最外周はディスク基盤に形成される膜厚と同程度とすることが好ましく、このようにすれば、樹脂膜の膜厚を所定通りに形成することができる。

上記のように構成された弾性部材５４は、主制御装置（不図示）によりエアシリンダ５５を介して下方に移動されることで、図３（Ｂ）に示されるようにフランジ部５４ｂが弾性変形することで、スピンテーブル５２の凹部５２ｃ収容される。そして、この状態から弾性部材５４がエアシリンダ５５を介して上方に移動されることで、図３（Ａ）に示されるように、フランジ部５４ｂはディスク基板１０の円形開口部１０ａから突出するとともに弾性力により復元し、ディスク基板１０の円形開口部１０ａを閉塞するようになっている。

また、弾性部材５４は、一例として図４に示されるように、フランジ部５４ｂを弾性変形する範囲内で蛇腹状に折りたたむことにより、スピンテーブル５２の凹部５２ｃに収容してもよい。また、フランジ部５４ｂには、例えば切り込み等を設けて凹部５２ｃに収容が容易となるような形状としてもよい。
要は、弾性部材５４は弾性変形する範囲内で凹部５２ｃに収容可能であり、凹部５２ｃからディスク基板１０の円形開口１０ａを介して突出させることで復元し、ディスク基板１０の上面側から円形開口１０ａを閉塞することができればよい。

前記樹脂としては、樹脂膜を硬化して保護膜（保護層）とした場合に、大容量記録媒体に要求される特性（例えば、ブルーレーザ光に対して要求される記録再生特性等）を満たすものであれば制約はなく、各種硬化樹脂、例えば、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、電磁波硬化性樹脂、Ｘ線硬化性樹脂などを用いるこができるが、生産性、記録媒体の信頼性や安定性、あるいは樹脂調達の容易性などの観点から光硬化樹脂である紫外線硬化樹脂が好ましく用いられる。

次に、本発明のディスク製造装置について説明する。
すなわち、本発明のディスク製造装置は、前記本発明のスピンコート装置と、該スピンコート装置にディスク基板を供給する基板搬送手段と、該スピンコート装置に樹脂を供給する樹脂供給手段と、スピンコート装置によりディスク基板上にスピンコートされた樹脂膜を硬化して保護膜とする樹脂硬化手段とを備えたことを特徴とするものである。
以下、前記樹脂として光硬化樹脂（紫外線硬化樹脂）を用いる場合を例として図を参照して本発明のディスク製造装置について説明する。

図５は本発明のディスク製造装置の構成例を示す概略平面図である。
ディスク製造装置１００は、ディスクホルダ３０Ａ、３０Ｂ、スピンコート装置５０、樹脂供給手段である樹脂供給装置９６、樹脂硬化手段（光硬化手段）である紫外線照射装置６０、２つの基板搬送手段である搬送アーム８０Ａ,８０Ｂ、前記各手段が載置された長手方向をＸ軸方向とする平面視長方形のベース２０、および上記各部を統括的に制御する不図示の制御装置を備えている。

前記ディスクホルダ３０Ａは、ベース２０の上面−Ｘ側端部近傍に配置されＺ軸方向を長手方向とする円柱状のピンホルダ３０ａを有している。不図示の搬送装置によって搬送された複数枚のディスク基板１０は円形開口部１０ａにピンホルダ３０ａが挿入された状態で上下方向に積み重ねられて収容される。そして、収容されたディスク基板１０の下方には不図示のリフターが配置され、該リフターによって一番上のディスク基板１０は常時所定の高さになるように調整されている。

前記樹脂供給装置９６は、スピンコート装置５０の近傍に配置されている。この樹脂供給装置９６は、図６に示されるように一端が不図示の駆動機構に接続されたアーム９６ａと、該アーム９６ａに保持されたディスペンサ９７とを備えている。

図５において、前記紫外線照射装置６０はスピンコート装置５０の＋Ｘ側に配置されている。この紫外線照射装置６０は図５に実線で示される位置から仮想線で示される位置までＸ軸方向に直線移動するステージ６２ａを備えた搬送装置６２、および該搬送装置６２の上方に配置されたＵＶ照射装置６４を備えている。

前記ディスクホルダ３０Ｂは、上述したディスクホルダ３０Ａと同等の構成を有し、ベース２０上面の＋Ｘ側端部近傍に配置されている。
前記搬送アーム８０Ａは、ディスクホルダ３０Ａと紫外線照射装置６０の間に配置されている。この搬送アーム８０Ａはディスクホルダ３０Ａに収容されたディスク基板１０をスピンコート装置５０へ搬送し、またスピンコート装置５０からディスク基板１０を取り上げて紫外線照射装置６０に搬送するロボットアームである。

図７（Ａ）は搬送アーム８０Ａの側面を、該搬送アーム８０Ａに保持されたディスク基板１０とともに示す図であり、図７（Ｂ）は搬送アーム８０Ａを下方から見た底面図である。搬送アーム８０Ａは、図７（Ａ）および図７（Ｂ）を総合するとわかるように、一端が不図示の駆動機構に接続された旋回アーム８０ａと、旋回アーム８０ａの他端に設けられた円形板状のピックアップ８０ｂとを備えている。

前記ピックアップ８０ｂは、その下面から突出する３つの可動爪８１を有している。これらの可動爪８１は長手方向をＺ軸方向とし、−Ｚ側端部にはディスク基板１０に係止する鉤部が形成されている。そして、これらの３つの可動爪８１は、それぞれの鉤部が互いに外側を向いた状態で配置され、ピックアップ８０ｂの内部に設けられた不図示の駆動機構により、ピックアップ８０ｂの下面の半径方向に駆動されるようになっている。

これにより、例えば、図７（Ａ）に点線で示されるように、３つの可動爪８１が内周方向（それぞれの可動爪８１が近接する方向）に駆動されることで、それぞれの可動爪８１がディスク基板１０の円形開口部１０ａに出入り可能となり、図７（Ａ）に実線で示されるように、ディスク基板１０の円形開口部１０ａに挿入された状態で外周方向（それぞれの可動爪８１が離間する方向）に駆動されることで、可動爪８１の鉤部でディスク基板１０の下面を係止して、ディスク基板１０をチャックすることができるようになっている。そして、旋回アーム８０ａが駆動機構（不図示）により旋回及び昇降（以下、単に駆動と表現することがある。）されることにより、チャックしたディスク基板１０をディスク回転装置５０へ搬送する。

前記搬送アーム８０Ｂは、紫外線照射装置６０とディスクホルダ３０Ｂの間に配置されている。この搬送アーム８０Ｂは、紫外線照射装置６０のステージ６２ａに載置されたディスク基板１０を取り上げて、ディスクホルダ３０Ｂへ搬送するロボットアームであり、前述した搬送アーム８０Ａと同等の構成を有している。

次に上述のディスク製造装置１００によるディスク製造のプロセスについて説明する。
前提として、ディスクホルダ３０Ａには、不図示の搬送系により外部から搬送された複数枚のディスク基板１０が収容されているものとし、スピンコート装置５０のスピンテーブル５２及び紫外線照射装置６０のステージ６２ａにはディスク基板１０が載置されていないものとする。また、スピンコート装置５０では、図３（Ｂ）に示されるように、弾性部材５４がスピンテーブル５２の凹部５２ｃに収容されているものとし、搬送装置６２では、図５に示されるようにステージ６２ａを−Ｘ側端（図５において実線で示される位置）へ移動させた状態で待機させているものとする。

ディスクホルダ３０Ａに収容されたディスク基板１０は、例えば図７（Ａ）に示されるように、搬送アーム８０Ａにチャックされると、搬送アーム８０Ａが駆動されることにより、スピンコート装置５０のスピンテーブル５２の上方へ搬送される。そして、この状態から搬送アーム８０Ａが下降されることで、図８（搬送アーム８０Ａの動作を説明するための断面模式図）に示されるように、搬送アーム８０Ａの可動爪８１の下端が、スピンテーブル５２の逃げ溝５２ｅにそれぞれ挿入され、ディスク基板１０の円形開口部１０ａにセンタリングボス５２ｂがそれぞれ挿入される。これにより、ディスク基板１０の位置決め、および芯出しがなされ、ディスク基板１０はスピンテーブル５２上面の中央部に下方から支持される。

スピンコート装置５０では、ディスク基板１０がスピンテーブル５２に載置されると、真空ポンプ５９（図２）が駆動されることにより、ディスク基板１０がスピンテーブル５２に吸着保持される。そして、搬送アーム８０Ａがスピンテーブル５２の上方から退避すると、凹部５２ｃに収容された弾性部材５４が上方に移動され、弾性部材５４のフランジ部５４ｂは、ディスク基板１０の円形開口部１０ａから上方に突出する。これにより、弾性変形した状態で凹部５２ｃに収容されていたフランジ部５４ｂが復元し、ディスク基板１０の円形開口部１０ａはディスク基板１０の上面側から閉塞される。

ディスク基板１０の円形開口部１０ａが弾性部材５４により閉塞されると、樹脂供給装置９６では、アーム９６ａを駆動してディスペンサ９７（図６）に設けられたノズル９７ａの先端が、図６に示されるようにスピンテーブル５２に保持されたディスク基板１０の中心に移動され、弾性部材５４の液溜まり部５４ｃに、紫外線硬化樹脂９８が所定量滴下される。なお、紫外線硬化樹脂９８の滴下は、紫外線硬化樹脂９８をディスク基板１０の中心に均等に滴下するために、ディスク基板１０をスピンコート装置５０により、例えば、２０ｒｐｍ〜１２０ｒｐｍ程度の低速で回転させた状態で行う。

紫外線硬化樹脂９８の滴下が完了すると、スピンコート装置５０によりディスク基板１０は高速回転され、ディスク基板１０の上面に紫外線硬化樹脂９８が展延される。これにより、ディスク基板１０へのスピンコート処理が完了する。なお、スピンテーブル５２の高速回転時の回転数および回転時間は、紫外線硬化樹脂の粘度及び目的とする膜厚などによって調整される。

次に、スピンコート処理が施されたディスク基板１０は、搬送アーム８０Ａにより、スピンコート装置５０のスピンテーブル５２からピックアップされ、紫外線照射装置６０のステージ６２ａ上に搬送される。紫外線照射装置６０では、搬送アーム８０Ａによりディスク基板１０がステージ６２ａ上に載置されると、ステージ６２ａを＋Ｘ側に移動させＵＶ照射装置６４の下方を経由して、搬送装置６２の＋Ｘ側端（図５において仮想線で示される位置）までディスク基板１０を搬送する。一方、ＵＶ照射装置６４はステージ６２ａが直下にきたときに、ステージ６２ａに載置されたディスク基板１０に紫外線を照射して該ディスク基板１０の表面にスピンコートされた紫外線硬化樹脂を硬化させる。

次に、ディスク基板１０は、紫外線照射装置６０のステージ６２ａから搬送アーム８０Ｂによりピックアップされると、ディスクホルダ３０Ｂに搬送され、上下方向に重ねられた状態で順次ディスクホルダ３０Ｂに収容される。

前記本発明のディスク製造装置においては、スピンコート装置、基板搬送手段、樹脂供給手段、および樹脂硬化手段から構成される一連の手段を、同様の構成でシリーズに複数配置することができる。図９、図１０にそのような構成例を示す。図９、図１０における各符号は図５において説明したのと同様である。また各一連の手段における各プロセスも前述と同様である。
すなわち、図９は、前記図５において示した構成を２組配置した例を示す概略平面図である。この場合、スピンコート装置５０および紫外線照射装置６０を２組ずつ備えているため、ディスク基板１０の円形開口部１０ａを閉塞する処理、樹脂膜の形成がシリーズで迅速かつ簡易に生産性良く行なうことが可能である。
一方、図１０は、図５においてスピンコート装置５０を２セット配置し、基板搬送手段、樹脂供給手段、および樹脂硬化手段から構成される一連の手段を３組配置した例を示す概略図平面図である。この場合、スピンコート装置５０が２セット配置され、紫外線照射装置６０を３組ずつ備えているため、ディスク基板１０の円形開口部１０ａを閉塞する処理、樹脂膜の形成がシリーズでさらにタクト性が向上し、一段と迅速に樹脂膜の形成を行うことができる。
なお、前記図５、図９、図１０に示すディスク製造装置は一例であって、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。

また、本発明は、前記ディスク製造装置により製造されたことを特徴とする光ディスク記録媒体に係るものである。
すなわち、上記実施形態では、ディスク基板１０にブルーレーザ光に対応する記録層１０ｂが形成されている場合について説明したが、これに限らず、ディスク製造装置１００を用いることにより、例えば＜ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、およびＤＶＤなどの光ディスクに対する記録層が形成されたディスク基板や、円形板状のディスク体への保護層の形成にも好適である。

本発明のスピンコート装置で樹脂膜を形成する状況を説明するために一例として用いるブルーレーザ光に対応したディスク基板の構成を示す平面図である。 本発明のスピンコート装置の平面図（Ａ）、および（Ａ）におけるＡＡ断面をスピンコート装置に保持されるディスク基板とともに示す断面図（Ｂ）である。 図２（Ｂ）の要部を拡大した断面模式図である［(Ａ)：弾性部材をフランジ状に広げてディスク基板を上面側から閉塞した状態、(Ｂ)：凹部５２ｃに退避した状態］。 本発明における弾性部材５４を弾性変形する範囲内で蛇腹状に折りたたんでスピンテーブル５２の凹部５２ｃに収容する例を示す概略平面図である。 本発明のディスク製造装置の構成例を示す概略平面図である。 本発明における樹脂供給装置９６を示す側面図である。 本発明における搬送アーム８０Ａを８０Ａに保持されたディスク基板１０とともに示す側面図（Ａ）と搬送アーム８０Ａを下方から見た底面図（Ｂ）である。 本発明における搬送アーム８０Ａの動作を説明するための断面模式図である。 図５において示した構成を２組配置した例を示す概略平面図である。 図５でスピンコート装置５０を２セット配置し、基板搬送手段、樹脂供給手段、樹脂硬化手段からなる一連の手段を３組配置した例を示す概略図平面図である。

符号の説明

１０ ディスク基板
１０ａ 円形開口部
１０ｂ 記録層
２０ ベース
３０ａ ピンホルダ
３０Ａ、３０Ｂ ディスクホルダ
５０ スピンコート装置
５２ スピンテーブル
５２ｂ センタリングボス
５２ｃ 凹部
５２ｄ 吸気孔
５２ｅ 逃げ溝
５４ 弾性部材
５４ａ 弾性部材本体
５４ｂ フランジ部
５４ｃ 液溜まり部
５５ エアシリンダ
５７ 回転継手
５８ 吸気管路
５９ 真空ポンプ
６０ 紫外線照射装置
６２ 搬送装置、
６２ａ ステージ
６４ ＵＶ照射装置
８０Ａ,８０Ｂ 搬送アーム
８０ａ 旋回アーム
８０ｂ ピックアップ
８１ 可動爪
９６ 樹脂供給装置
９６ａ アーム
９７ ディスペンサ
９７ａ ノズル
１００ ディスク製造装置

Claims (12)

1. 円形開口部を中央に有するディスク基板の着脱手段および位置決め手段を上面に備えるとともに、凹部内面に沿って昇降可能に収容された弾性部材によりディスク基板の開口部を閉塞あるいは解放する開口部閉解手段を下面に備えたスピンテーブルと、該スピンテーブルに固定される回転軸を回転可能に保持する回転継手を有し、外部の樹脂供給手段により弾性部材の上面中央部に供給される樹脂を回転手段により展延して樹脂膜をディスク基板上に形成するスピンコート装置であって、
   前記開口部閉解手段は、スピンテーブルの上面側に開口された凹部に収容された弾性部材を上方に移動させてディスク基板の円形開口部から突出させ、弾性復元力により弾性部材をフランジ状に広げてディスク基板を上面側から閉塞し、スピンコートによる樹脂膜形成後に弾性部材を下方に移動させてディスク基板の円形開口部から引き込み縮小して凹部に退避する昇降駆動手段を有する構成からなり、
   前記回転手段は、回転継手を介して所定の回転数でスピンテーブルの固定軸を鉛直軸回りに回転するように構成されたことを特徴とするスピンコート装置。
2. 前記ディスク基板の着脱手段が逃げ溝構造であり、位置決め手段がセンタリングボス構造であることを特徴とする請求項１に記載のスピンコート装置。
3. 前記スピンテーブルは、一端が該スピンテーブルの表面に開口し、他端が回転継手を介して排気手段に接続する連通の吸気孔を有し、該排気手段の吸排気によりディスク基板を吸引固定または解除するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のスピンコート装置。
4. 前記弾性部材の上面中央部に、外部の樹脂供給手段により供給される樹脂を一旦貯める窪み状の液溜まり部が形成されてい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ト装置。
5. 前記弾性復元力により弾性部材をフランジ状に広げてディスク基板を上面側から閉塞する際の、該フランジ状の弾性部材の外径が閉塞されるディスク基板の記録領域の内径よりも小さい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ト装置。
6. 前記弾性復元力により弾性部材をフランジ状に広げてディスク基板を上面側から閉塞する際の、該フランジ状の弾性部材の最外周部厚さが、形成する樹脂膜の膜厚と同等以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスピンコート装置。
7. 前記弾性部材の材質は、弾性限界の大きなゴム系材料であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のスピンコート装置。
8. 前記樹脂が光硬化樹脂であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のスピンコート装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のスピンコート装置と、該スピンコート装置にディスク基板を供給する基板搬送手段と、該スピンコート装置に樹脂を供給する樹脂供給手段と、スピンコート装置によりディスク基板上にスピンコートされた樹脂膜を硬化して保護膜とする樹脂硬化手段とを備えたことを特徴とするディスク製造装置。
10. 前記樹脂硬化手段が光硬化手段であることを特徴とする請求項９に記載のディスク製造装置。
11. 請求項９または１０において、スピンコート装置、基板搬送手段、樹脂供給手段、および樹脂硬化手段から構成される一連の手段を、同構成でシリーズに複数備えたことを特徴とするディスク製造装置。
12. 請求項９〜１１のいずれかに記載のディスク製造装置により製造されたことを特徴とする光ディスク記録媒体。
    

Images