JP4203966B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、光ディスクのような平板状記録媒体の製造のために、成型された基板を処理する基板処理装置に関する。

光ディスクや光磁気ディスク等の光学読み取り式の円盤状記録媒体は、再生専用のものばかりでなく、記録された情報の書き換えが可能なものも広く普及している。かかる記録媒体は、基板に形成された記録面を保護したり、記録面の多層化による高密度記録を実現するために、基板同士を貼り合せることによって製造されている。

このような記録媒体の製造は、例えば、以下のように行われる。すなわち、２枚のポリカーボネート製の基板を射出成型し、スパッタ室においてスパッタリングによって金属膜を形成する。そして、２枚の基板の接合面に、紫外線硬化型の接着剤をスピンコートによって塗布する。接着剤を塗布した一対の基板を真空室に挿入し、真空中で互いの接着剤面を貼り合せる。互いに貼り合せられた基板を真空室から大気圧に出し、これに対して紫外線を照射することにより、接着剤を硬化させる。これにより、２枚の基板は強固に接着され、ディスクが完成する。

ところで、貼り合せ前の基板に反りや歪み等が存在すると、上記のように製造したディスクも接着層の厚み等が均一にならず、情報の読み書きに用いられるレーザがディスクに照射されたときに、記録面の所定の位置に正確に到達しない可能性がある。従って、かかるディスク用の基板においては、成型後に生じる反りや歪みを排除することが、製品の安定した品質を確保する上で重要となる。

例えば、連続的に射出成型される基板は、成型直後は温度が高く変形しやすい。そこで、後工程で接着層をスピンコートで形成する際に、基板を放置するなど時間をあけてから処理することにより、変形を抑えることが行われている。しかし、各基板の温度にはバラつきがあるため、最適な放置時間が得られず、これが要因となって最終製品の歩留まりが低下している。

これに対処するため、特許文献１に記載されているように、エアブローによって多数の基板を強制的に冷却する技術や、特許文献２に記載されているように、基板を回転させるとともに、エアブローを行って効率よく冷却する技術が提案されている。

特開２０００−１３７９３１号公報 特開平５−１０９１２６号公報

しかしながら、単なるエアブローによる冷却では、各基板にエアーが均一に当たらず、結果的に温度にバラつきが生じる。また、基板そのものを回転させる方式では、遠心作用や芯ブレにより、基板に無理な力が加わり、変形が生じる可能性があるため、チルトに影響を及ぼす。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、放置時間に左右されず、基板へ無理な力を与えずに、均一に処理することができる基板処理装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するため、本発明は、基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された基板の近傍に配置された整流部とを備え、前記整流部は、少なくとも基板の一方の面に近接して対向する対面部と、前記保持部により回転しないように保持された前記基板と前記対面部との間に、処理用の媒体を導入する導入部と、前記対面部を回転させる駆動部と、を有することを特徴とする。

以上のような発明では、回転しないように保持された基板とこれに近接した対面部との間に、導入部から導入された媒体が流通することによって、基板に対して効率よく均一な処理がなされる。また、対面部を回転させることにより、処理用の媒体を基板の表面に均一に行き渡らせることができる。

他の態様は、前記対面部には、隆起部若しくは溝部が形成されていることを特徴とする。
以上のような態様では、対面部の隆起部や溝部によって、媒体の流れが促進されて、効率の良い処理が可能となる。

他の態様は、前記対面部は、基板の両面側に配置されていることを特徴とする。
以上のような態様では、基板の両面側から処理することにより、より短時間で、均一な処理が可能となる。

他の態様は、前記対面部には、基板の周縁近傍において、基板との間隔が狭くなる突出部が設けられていることを特徴とする。
以上のような態様では、対面部と基板との間に流入した媒体は、突出部により基板との間隔が狭くなっている箇所において流速が高まるので、処理が促進される。

他の態様は、前記整流部には、前記対面部を冷却する冷却装置が設けられていることを特徴とする。
以上のような態様では、対面部を冷却するので、冷却性能が高まるとともに、より一層均一な冷却が可能となる。

他の態様は、前記整流部には、前記対面部を加熱する加熱装置が設けられていることを特徴とする。
以上のような態様では、対面部を加熱するので、加熱性能が高まるとともに、より一層均一な加熱が可能となる。特に、基板への塗布物を乾燥させる際などに、基板の変形を防止しつつ、均一な処理、乾燥時間の短縮を実現できる。

以上、説明したように、本発明によれば、放置時間に左右されず、基板へ無理な力を与えずに、均一に処理可能な基板処理装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を示す縦断面図である。 図１の実施形態の対面部を示す底面図である。 図１の実施形態の冷却室への配置例を示す縦断面図である。 本発明の他の実施形態（基板の両面に対面部を配置）を示す縦断面図である。 本発明の他の実施形態（対面部に突出部を形成）を示す縦断面図である。 本発明の他の実施形態（ターンテーブルに対面部を配置）を示す正面図である。 図６の側面図である。 本発明の他の実施形態における対面部のフィンを示す縦断面図である。 本発明の他の実施形態（対面部に冷却装置を配置）を示す縦断面図である。

符号の説明

１…基板
２…保持部
３…整流部
４…冷却室
５…冷却装置
２１…ピン
３１…プレート
３２…導入部
３３…対面部
３４…フィン
３５…突出部
４１…給気部
４２…排気部

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
［構成］
まず、本実施形態の構成を、図１〜３を参照して説明する。なお、本実施形態は、射出成型された基板を冷却固化させる装置であり、射出成型機及び基板を搬入及び搬出する搬送装置等については、公知のあらゆる技術を適用可能であるため、説明を省略する。

すなわち、本実施形態は、図１に示すように、基板１を載置する保持部２と、基板１に近接して配置された整流部３とを備えている。保持部２は、射出成型後の基板１が搭載される手段であり、基板１の中心穴に挿入されることにより基板１を保持するピン２１が設けられている。

整流部３は、回転可能に設けられたプレート３１と、このプレート３１を回転させる駆動部（図示せず）によって構成されている。プレート３１は、中央に冷却ガスＧが導入される導入部３２と、基板１の一方の面を覆うように対向する対面部３３を備えている。対面部３３は、図２に示すように、平らな面に放射状に隆起したフィン３４を設けた構成となっている。

上記のような保持部２及び整流部３は、図３に示すように、プレート３１の回転軸が水平となるように、冷却室４内に多数並置されている。この冷却室４には、冷却ガス供給源（図示せず）に接続された給気部４１と、冷却ガスＧが排出される排気部４２が設けられている。

［作用］
上記のような構成を有する本実施形態の作用を説明する。すなわち、射出成型機において成型され、搬送装置により搬送されてきた基板１は、冷却室４内に導入され、その中心穴にピン２１が挿入されることにより、保持部２に保持される。冷却室４内には、給気部４１から冷却ガスＧが供給されるとともに、プレート３１が駆動部によって回転する。

すると、図１に示すように、導入部３２から冷却ガスＧが流れ込み、基板１の表面に沿って中心側から外側へ向かうように冷却ガスＧが流れる。この流れは、基板１に接近したプレート３１の対面部３３との間で均一となるので、基板１が均一に冷却される。

［効果］
以上のような本実施形態によれば、単に外部から気体を吹き付ける冷却ではなく、プレート３１によって、各基板１に沿うように冷却ガスＧを流通させるので、基板１が均一に冷却される。特に、フィン３４が形成されたプレート３１が回転するため、冷却ガスＧを基板１の表面に均一に行き渡らせることができる。さらに、各基板１ごとに均一な強制冷却を行うので、放置する時間によるバラつきも発生しない。

このように、多数の基板１を連続的に一定の温度に冷却することができ、貼り合せ後の接着層の厚みに影響が生じないので、歩留まりが向上する。また、放置時間を確保するために延長された搬送路等のエリアを必要としないので、全体として小型の装置を実現できる。さらに、基板１そのものを回転させるわけではないので、基板１の変形によるチルトの発生を防止できる。

［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、基板１の両面を覆うように、一対の整流部３を配設してもよい。これにより、基板１の両面から均一に冷却させることができる。同時に処理する基板数も、上記の実施形態で例示した数には限定されない。つまり、保持部及び整流部の設置数は自由であり、一つであっても、多数であってもよい。例えば、図５に示すように、冷却室を設けることなく、一組の保持部２及び整流部３のみによって構成してもよい。また、図６及び図７に示すように、ターンテーブルＴに複数組の保持部２及び整流部３を設けてもよい。

冷却ガスは、対面部の表面と基板の表面との間隔が狭くなる箇所において、ベンチュリ効果により、流速が早まる。特に、図１及び図４に示すように、プレート３１の回転により対面部３３の表面の気体分子が引かれ、外周へ向かう渦状の気流が生じ、さらに円周近傍において基板１との間隔が狭くなっているため（図１、図４参照）、入口より狭い出口を通過する気流に生じるベンチュリ効果により、その流速が早まることから、処理が促進される。かかるベンチュリ効果を積極的に利用するため、図５に示したように、対面部３３の円周近傍に、基板１との間隔が狭くなる突出部３５を、円環状に連続して若しくは所定の間隔で複数設けてもよい。

また、上記実施形態では、対面部にフィンを形成したが、基板の表面に冷却ガスを行き渡らせることができる形状であれば、どのような形状であってもよい。その数も自由である。例えば、放射状の溝を設けてもよいし、同心円状の隆起部若しくは溝部、渦巻状の隆起部若しくは溝部等であってもよい。図８に示すように、インボリュート（渦巻）ポンプのような形状のフィンを設けて、気流を促進させてもよい。隆起部は、平板状であっても突起状であってもよいし、溝部は窪みであっても穴であってもよい。対面部の表面を粗くしたり、波打たせることによって加工してもよい。さらに、整流部は必ずしも回転させる必要はない。導入部へ冷却ガスが導入される気流が生じていれば、対面部が停止していても、冷却ガスが均一に行き渡る効果が得られる。

また、図９に示すように、整流部３の近傍に冷却装置５を設け、プレート３１自体も冷却することによって、冷却効果を高めてもよい。プレート自体に冷却装置を設けてもよい。また、冷却ガスの種類は、種々の不活性ガスや空気等が考えられるが、特定のものには限定されない。

さらに、基板に対する処理は、冷却には限定されないため、導入する媒体も自由である。例えば、加熱ガスを導入することによって、基板に対する均一な加熱を行ってもよいし、イオンガスを導入することによって、基板に対する均一な除電を行ってもよい。これに応じて、例えば、図９の冷却装置５を加熱装置としても、加熱能力を高めることができる。プレート自体に加熱装置を設けてもよい。

このように、加熱をする場合の用途としては、乾燥処理が挙げられる。例えば、基板にスピン塗布した色素の乾燥のために本発明を適用し、加熱ガス及び加熱装置の双方若しくは一方を利用することにより、冷却の場合と同様に、基板の変形を防止しつつ、各基板ごとの均一な処理をバラつきなく行うことができ、乾燥時間も短縮できる。

基板についても、その大きさ、形状、材質等は自由であり、将来において採用されるあらゆるものに適用可能である。従って、記録媒体であるディスク用ばかりでなく、液晶や有機ＥＬ用の基板等、あらゆる基板に適用することができる。つまり、請求項に記載の「基板」は、円盤状等には限定されず、平面状の製品を広く含む概念である。従って、保持部の保持方法についても、中心穴を保持する態様には限定されず、一方の面を吸着保持したり、縁を把持する態様であってもよい。

Claims (6)

1. 基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された基板の近傍に配置された整流部とを備え、
   前記整流部は、
   少なくとも基板の一方の面に近接して対向する対面部と、
   前記保持部により回転しないように保持された前記基板と前記対面部との間に、処理用の媒体を導入する導入部と、
   前記対面部を回転させる駆動部と、
   を有することを特徴とする基板処理装置。
2. 前記対面部には、隆起部若しくは溝部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記対面部は、基板の両面側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
4. 前記対面部には、基板の周縁近傍において、基板との間隔が狭くなる突出部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
5. 前記整流部には、前記対面部を冷却する冷却装置が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
6. 前記整流部には、前記対面部を加熱する加熱装置が設けられていることを特徴とする請求項１項記載の基板処理装置。

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