JP3636627B2 - 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

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状体｛例えばＤＶＤ（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φ１２０ｍｍ、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、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。
【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）２０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３４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、回転中の板状体表面に、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、かつ、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長手方向における中心軸が、板状体半径方向に対して所定角度で交差するようにして、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と共に短時間で被膜液の付与を終了できることになる。
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と共に、
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が、板状体の最外径位置に近いほど少なく付与されるようにした。
【００２０】
かかる構成とすれば、スピンコート時における遠心力による被膜液の拡散を効果的に利用して、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を達成しつつ、無駄に板状体表面から被膜液が振り切られることを効果的に抑制することができるため、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又は請求項７に記載の発明は、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、
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長手方向における中心軸が、板状体半径方向に対して所定角度で交差していると共に、
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が、板状体の最外径位置に近いほど少なく付与されるようにした。
【００２２】
かかる構成とすれば、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を達成しつつ、板状体に付与される被膜液量を低減して板状体回転の遠心力で振り切るべき被膜液量をより一層低減でき、尚且つ、余剰被膜液の板状体からの振り切り時間もより一層短縮できると共に、被膜液の付与時間も短縮できるため、製造コスト延いては製品コストをより一層効果的に低減できることになる。
【００２３】
なお、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２２０Ａ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２５０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２２０Ｃ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６０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、
▲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】
▲２▼ 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】
▲３▼ 本実施の形態においては、ノズル２２０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】
▲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、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２２０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２２０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２２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２２０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と共に短時間で被膜液の付与を終了できることになる。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】
なお、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】
また、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ようにすれば、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、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

Claims (9)

1. 回転中の板状体表面に、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と共に、
   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長手方向における中心軸が、板状体半径方向に対して所定角度で交差していることを特徴とする板状体表面膜形成装置。
2. 回転中の板状体表面に、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と共に、
   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が、板状体の最外径位置に近いほど少なく付与されることを特徴とする板状体表面膜形成装置。
3. 回転中の板状体表面に、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く、
   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長手方向における中心軸が、板状体半径方向に対して所定角度で交差していると共に、
   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が、板状体の最外径位置に近いほど少なく付与されることを特徴とする板状体表面膜形成装置。
4. 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〜請求項３の何れか１つに記載の板状体表面膜形成装置。
5. 回転中の板状体表面に、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し、
   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長手方向における中心軸が、板状体半径方向に対して所定角度で交差するようにしたことを特徴とする板状体表面膜形成方法。
6. 回転中の板状体表面に、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し、
   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が、板状体の最外径位置に近いほど少なく付与されるようにしたことを特徴とする板状体表面膜形成方法。
7. 回転中の板状体表面に、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し、
   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長手方向における中心軸が、板状体半径方向に対して所定角度で交差するようにすると共に、
   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が、板状体の最外径位置に近いほど少なく付与されるようにしたことを特徴とする板状体表面膜形成方法。
8. 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〜請求項７の何れか１つに記載の板状体表面膜形成方法。
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。

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