JP4076120B2

JP4076120B2 - スピンコーティング方法および装置

Info

Publication number: JP4076120B2
Application number: JP2001121377A
Authority: JP
Inventors: 幸生金子; 栄作野口; 裕喜三船; 守宇佐美; 智樹丑田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: JP2002319192A

Description

【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放射線硬化性の材料を塗膜する方法および装置に関わるものである。本発明の方法および装置は例えばＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ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など幅広いディスク体の作成に適している。
【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均一な厚さで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ＣＤ系ディスクおよび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】
他方で近年、次世代の情報記録媒体としてブルーレーザー対応ディスクの開発が進んでいる。従来のコンパクトディスクやＤＶＤディスクはポリカーボネートなどの透明基板を有し、その透明基板側から透明基板を通して情報の再生を（記録型ディスクの場合には記録も）行うが、このブルーレーザー対応ディスクは基板とは反対側から情報の記録再生を行う。そのために記録層（あるいは反射層）の上に厚さ０．１mm（１００μm）の透明な光透過層を形成する必要がある。
【０００４】
この光透過層として厚さ０．１mmの透明フィルムをディスク上に貼る手法が提案されているが、フィルムとディスクの間に気泡が入る、あるいはフィルムにうねりが生ずるなどの不具合が起こる場合がある。またフィルムを円形に切って貼るという工程も手間がかかる。そこでこのブルーレーザー対応ディスクの光透過層もスピンコーティングによって形成できれば好都合であるが、その従来のスピンコーティングには次のような問題があるため、ブルーレーザー対応ディスクの光透過層の形成にスピンコーティングの手法を用いることは困難であると考えられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、ディスク体のスピンコーティングの際に液状材料をディスク体の中央付近に滴下しディスクを回転すると、遠心力により液状材料はディスク全体にきわめて均一な膜厚で分布される。しかしながら、回転を止めて遠心力がなくなるとディスク上に分布した液体の表面張力により、ディスク体の外周付近で塗膜が盛り上がるなどの膜厚の不均一が生ずる。これは特にコーティングされる液状材料の粘度が高い程顕著になる。
【０００６】
これは場合によっては大きな問題であり、たとえば上記のブルーレーザー対応ディスクの光透過膜の場合、記録エリアにおいては１００μmの膜厚に対して±３μm以内程度の誤差（不均一さ）に抑えないとディスクの記録再生信号精度が悪化するが、上記のように表面張力によって生ずる不均一はときとしてそれを大きく越えるものとなる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の課題に鑑みて、ディスク体に液状材料、特に放射線硬化性の液状材料をスピンコーティングする際に膜厚の不均一が生じないようなスピンコーティング方法および装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
本発明のスピンコーティング方法は、ディスク体を回転させるスピンナー上に設置されたディスク体の中心付近に放射線硬化性の液状材料を供給し、ディスク体を回転させて遠心力により該液状材料をディスク体上に展延することによってディスク体表面に前記液状材料の塗膜を形成するスピンコーティング方法であって、スピンコーティング時にディスク体の回転を止める前に該ディスク体に前記放射線硬化性の液状材料を硬化させる作用を持つ放射線を照射し、ディスク体上に塗膜されている液状材料の流動性を低下させる工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
スピンコーティング時にディスク体の回転を止める前にディスク上の液状材料の流動性を低下させることにより、その後ディスク体の回転を止めてもディスク上の塗膜がある程度硬化して流動性が低下していることから、液状材料の表面張力による塗膜の盛り上がり等が発生しないため均一な膜形成が可能である。
【００１０】
またＣＤやＤＶＤ、ブルーレーザー対応ディスク等では一般にディスクドライバへの装着の際の芯だし用の穴が形成されており、また射出成型時のスタンパの保持のための溝等があるため、ディスク基板の中心部には塗膜を形成しない。そのため本発明の一態様では、上記スピンコーティング方法において、コーティングに先だって前記ディスク体の中心部近傍の一部をマスク部材で覆う工程を更に含み、前記放射線硬化性の液状材料は該マスク部材上に供給され、前記材料の流動性を低下させる工程においてディスク体に前記放射線を照射する際に、該マスク部材には放射線が照射されないようにする。マスク部材には放射線を照射しないためマスク部材状の液状材料は硬化せず、マスク部材の取り外しを容易に行うことができる。
【００１１】
本発明のスピンコーティング方法において、上記の材料の流動性を低下させる工程をディスク体上に塗膜されている液状材料をある程度硬化させる仮硬化工程とし、更にその後ディスク体の回転を一旦止めてディスク体をスピンナーから別の場所に移し、そこにおいてディスク体に前記放射線硬化性の液状材料を硬化させる作用を持つ放射線を照射して、ディスク体上に塗膜された液状材料を完全に硬化させる本硬化を行う工程を行うことも可能である。
【００１２】
また本発明の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、
スピンナー機構に保持された前記ディスク体の中央付近に放射線硬化性の液状材料を供給するディスペンサー機構と、
スピンナー機構に保持された前記ディスク体に前記放射線硬化性の液状材料を硬化させる作用を持つ放射線を照射する放射線照射手段と、
を有するスピンコーティング装置であって、
該装置はスピンナー機構に保持された前記ディスク体の中央付近に前記ディスペンサー機構により放射線硬化性の液状材料が供給された後にスピンナー機構によりディスク体を回転させ、これにより前記液状材料がディスク体上に展延されてディスク上に前記液状材料の塗膜が形成された後にスピンナー機構によるディスク体の回転を止めずにディスク体が回転している状態で放射線照射手段を動作させてディスク体上の液状材料の流動性を低下させることを特徴とする。
【００１３】
上述のようにディスク体の中心付近に塗膜を形成しないようにするために、本発明のスピンコーティング機構において、スピンナー機構上に保持されたディスク体上に該ディスク体の中心部近傍の一部をカバーするマスク部材を供給するマスク部材供給手段を更に設け、ディスペンサー機構は放射線硬化性の液状材料をディスク体上に設置されたマスク部材上に供給し、前記放射線照射手段は前記ディスク体上に設置されたマスク部材に放射線が照射されないようになすことができる。
【００１４】
また、上記放射線照射手段はディスク体上の放射線硬化性の液状材料塗膜をある程度硬化させる仮硬化放射線照射部とし、これとは別に前記スピンナー機構外において前記ディスク体上の放射線硬化性の液状材料塗膜を完全に硬化させる本硬化放射線照射部を更に設けることができる。
【００１５】
なおここで放射線硬化性の液状材料と称しているが、本明細書において放射線硬化性とは広く光（可視光、紫外線、赤外線を含む）、電磁波（波長を問わず）、Ｘ線、電子線さらには超音波等の振動波のも含めたものとしての放射線により硬化する液状材料を意味するものとする。該液状材料を硬化させるために放射される放射線ももちろんそれに応じたものとなる。
【００１６】
またディスク体とはＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどのコンパクトディスクや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等を含み、またそれらに限らず一般的に円板状の形状を有するもの全般を意味する。そして本発明は一般的にディスク体状に放射線硬化性材料をスピンコーティングにより塗布することに広く適用することができる。
【００１７】
本発明はその別の態様において、ディスク上にスピンコーティングされた放射線硬化性材料に対して放射線を照射する場合に、ディスク上の各点における積算照射量を均一化するような放射線硬化性材料の硬化方法および装置を提供するものである。
【００１８】
該方法はディスク体上に塗布された放射線硬化性の液状材料に放射線を照射して硬化させる方法であって、前記ディスク体を回転させながら直進させて前記放射線を出射する放射線源の照射領域を通過させることによりディスク体上の液状材料を硬化させることを特徴とする硬化方法である。
【００１９】
またその装置は、ディスク体上に塗布された放射線硬化性の液状材料を硬化させる硬化装置であって、前記放射線硬化性の液状材料を硬化させる作用を持つ放射線を所定の照射領域に照射する放射線照射ユニットと、前記ディスク体を回転させながら直進させて前記放射線照射ユニットの照明領域を通過させるディスク体移動機構とを有することを特徴とする硬化装置。
【００２０】
これらの方法および装置では、ディスク体を回転させながら放射線の照射領域を通過させることで、ディスク体全体にムラなく放射線を照射することができる。
【００２１】
またこの装置において、ディスク体移動機構はボールねじと、該ボールねじの直線状軸に沿って移動するナットと、該ナット上に取り付けられたディスクを保持する回転可能なスピンドルと、該スピンドルを回転させるためのモータとにより構成することができる。
【００２２】
また本発明は以上に述べた様々なスピンコーティング方法、スピンコーティング装置、硬化方法、硬化装置を用いて作成したディスク体をも提供するものである。
【００２３】
【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。
【００２４】
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、その表面に放射線硬化性材料としての光（ＵＶ即ち紫外線）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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
ロード・アンロード部はまた供給ハンド１３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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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，３１ｂ，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。
【００３３】
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ＵＶ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。その位置で各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。
【００３４】
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、ディスクの中心にはディスクドライブ装置への装着の際の芯出しのための穴（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塗膜を形成しない。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。
【００３５】
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側面図である。図２を参照すると、スピンナー部４０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。
【００３６】
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１５２ａ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。
【００３７】
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の吸着とマスクの吸着とは互いに別々に実施される。言い換えるとスピンナー内に２つの別個の真空経路を設け、それぞれの吸着を独立して制御できるようにしている。
【００３８】
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）、マスクを把持するマスク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。
【００３９】
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。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。
【００４０】
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５６ｂを挟持／解放することができる。ディスペンサ１５６はその先端のノズル１５７からディスク上に（正確にはディスク上に設置されたマスク上に）液状の光硬化性樹脂を吐出する。図４に光硬化性樹脂の吐出の様子を示している。
【００４１】
図４に示すようにディスペンサ１５６からマスク上に液状の光硬化性樹脂を供給すると、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。
【００４２】
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分布するようにさせる。
【００４３】
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ほぼ均一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。
【００４４】
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。
【００４５】
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７２，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（ＵＶ）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。
【００４６】
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。
【００４７】
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１００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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、単に樹脂層の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。
【００５１】
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の真空吸着を解除し、マスク移動アーム５１によりマスクをディスク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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。ＵＶ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。
【００５４】
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１８６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１８３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。
【００５５】
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１００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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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２２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１１５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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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放射線硬化性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／ＣＤＲＷ／ＣＤ−Ｒの保護層のコーティングや、ＤＶＤ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。
【００６７】
また本実施形態においてコーティングされた樹脂はＵＶ硬化性樹脂であったが、本発明はこれに限定されず、例えば赤外線硬化性材料その他の光硬化性材料、電磁波硬化性材料、Ｘ線硬化性材料、電子線硬化性材料あるいは超音波硬化性材料などの様々な放射線硬化性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。
【００６８】
また実施形態のスピンコーティング装置では、ディスク上の光（放射線）硬化性材料を硬化させるための光（放射線）照射手段として、仮硬化ＵＶ放射部と本硬化ＵＶ放射部を別個に設け、仮硬化ＵＶ放射部によりスピンナー上のディスクの光硬化性材料層の流動性を低下させるべく半硬化させる仮硬化を行い、その後スピンナー外の本硬化ＵＶ放射部により光硬化性材料層を完全に硬化させるようにしているが、本硬化ＵＶ放射部を別に設けずに、スピンナー上において光硬化性材料層を完全に硬化させてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の方法および装置においては、ディスク体に放射線硬化性の材料をスピンコーティングする際に、ディスク体の回転を止めずに回転した状態のままディスク体に塗膜された放射線硬化性材料の流動性を低下させているので、ディスク体の回転を止めても、材料の盛り上がり等による膜厚の不均一が生ずることがない。
【００７０】
また本発明のディスク体状に塗膜された放射線硬化性材料の硬化方法および装置では、ディスク体を回転させながら放射線の照射領域を通過させることで、ディスク体全体にムラなく放射線を照射することができる。
【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側面図であり、図６に対して９０度をなす別の方向から見た図である。
【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
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

Claims

ディスク体を回転させるスピンナー上に設置されたディスク体の中心付近に放射線硬化性の液状材料を供給し、ディスク体を回転させて遠心力により該液状材料をディスク体上に展延することによってディスク体表面に前記液状材料の塗膜を形成するスピンコーティング方法であって、
スピンコーティングに先だって前記ディスク体の中心部近傍の一部をマスク部材で覆う工程と、
前記スピンコーティング時に前記ディスク体表面上の液状材料の厚みを均一化させた後であって前記ディスク体の回転を止める前に該ディスク体に前記放射線硬化性の液状材料を硬化させる作用を持つ放射線を照射し、ディスク体上に塗膜されている液状材料の流動性を低下させる工程と、
前記材料の流動性を低下させる工程の後、前記放射線の照射を一旦停止し前記ディスク体から該マスク部材を除去し、その後放射線を照射して液体材料を完全に硬化させる本硬化を行う工程と、
前記ディスク体表面上の液状材料の厚みを均一化させた後であって前記材料の流動性を低下させる工程に先立って、前記ディスク体の外周エッジからはみ出した前記放射線硬化性の液状材料をはぎ取る工程と、を含み、
前記放射線硬化性の液状材料は該マスク部材上に供給され、前記材料の流動性を低下させる工程において前記ディスク体に前記放射線を照射する際に、該マスク部材には放射線が照射されないようにすることを特徴とするスピンコーティング方法。
前記材料の流動性を低下させる工程はディスク体上に塗膜されている液状材料をある程度硬化させる仮硬化工程であり、前記本硬化工程はディスク体をスピンナーから別の場所に移して行われ、そこにおいて前記ディスク体に前記放射線硬化性の液状材料を硬化させる作用を持つ放射線を照射して、ディスク体上に塗膜された液状材料を完全に硬化させることを特徴とする請求項１に記載のスピンコーティング方法。
前記本硬化を行う工程において、前記ディスク体を回転させながら直進させて前記放射線を出射する放射線源の照射領域を通過させることによりディスク体上の液状材料を硬化させることを特徴とする請求項２記載のスピンコーティング方法。
請求項１乃至３のいずれかに記載のスピンコーティング方法を用いてコーティングを施されたディスク体。
前記ディスク体はブルーレーザー対応ディスクであり、前記塗膜はその光透過層を形成するものであることを特徴とする請求項４記載のディスク体。
ディスク体を保持して回転するスピンナー機構と、
前記スピンナー機構に保持された前記ディスク体の中央付近に放射線硬化性の液状材料を供給するディスペンサー機構と、
前記スピンナー機構に保持された前記ディスク体に前記放射線硬化性の液状材料を硬化させる作用を持つ放射線を照射する放射線照射手段と、
前記スピンナー機構上に保持されたディスク体上に該ディスク体の中心部近傍の一部をカバーするマスク部材を供給若しくは除去するマスク部材供給除去手段と、
前記放射線照射手段からの放射線の照射に先だってディスク体の外周エッジからはみ出した放射線硬化性の液状材料をディスクからはぎ取るエッジクリーニング手段と、を有するスピンコーティング装置であって、
該装置はスピンナー機構に保持された前記ディスク体上に設置されたマスク部材上に前記ディスペンサー機構により放射線硬化性の液状材料が供給された後に前記スピンナー機構によりディスク体を回転させ、これにより前記液状材料がディスク体上に展延されてディスク上に前記液状材料の塗膜が形成された後にスピンナー機構によるディスク体の回転を止めずにディスク体が回転している状態で前記放射線照射手段を動作させてディスク体上の液状材料の塗膜の流動性を低下させ、
前記放射線照射手段による放射線の照射領域は前記ディスク体上に設置されたマスク部材に放射線が照射されないようになされ、
前記放射線照射手段を動作させることにより前記ディスク体上の液状材料の塗膜の流動性を低下させた後、前記放射線照射手段の照射を一旦停止するとともに前記マスク部材を前記マスク部材供給除去手段により前記ディスク体から除去し、その後前記放射線照射手段により前記放射線を照射し前記液体材料を完全に硬化させることを特徴とするスピンコーティング装置。
前記放射線照射手段はディスク体上の放射線硬化性の液状材料塗膜をある程度硬化させる仮硬化放射線照射部と、前記スピンナー機構外において前記ディスク体上の放射線硬化性の液状材料塗膜を完全に硬化させる本硬化放射線照射部と、を含むことを特徴とする請求項６に記載のスピンコーティング装置。
前記本硬化放射線照射部は、前記放射線硬化性の液状材料を硬化させる作用を持つ放射線を所定の照射領域に照射する放射線照射ユニットと、前記ディスク体を回転させながら直進させて前記放射線照射ユニットの照射領域を通過させるディスク体移動機構とを有す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６乃至８のいずれかに記載の装置によってコーティングを施されたディスク体。
前記ディスク体はブルーレーザー対応ディスクであって、前記スピンコーティング装置によってコーティングされる前記液状材料はその光透過層を形成するためのものであることを特徴とする請求項９記載のディスク体。
前記ディスク体移動機構はボールねじと、該ボールねじの直線状軸に沿って移動するナットと、該ナット上に取り付けられたディスクを保持する回転可能なスピンドルと、該スピンドルを回転させるためのモータとを有することを特徴とする請求項８記載のスピンコーティング装置。