JP4434873B2 - Optical recording medium manufacturing apparatus and manufacturing method - Google Patents
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Description
この発明は、光ディスクなどの光学記録媒体の製造装置および製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method for an optical recording medium such as an optical disk.
光学記録媒体の高密度記録は、光ピックアップで使用されるレーザ光の短波長化と、対物レンズの開口数(NA)を大きくし、集光スポットUVのサイズを小さくすることで達成できる。 High-density recording of the optical recording medium can be achieved by shortening the wavelength of the laser light used in the optical pickup, increasing the numerical aperture (NA) of the objective lens, and reducing the size of the focused spot UV.
例えばCD(Compact Disc)では、レーザ光波長が780nm、開口数(NA)が0.45であり、650MB(メガバイト)の記録容量であった。DVD−ROM(Digital Versatile Disc−ROM:ディジタル多用途ディスク−読み出し専用メモリ)では、レーザ光波長が650nm、開口数(NA)が0.6とされ、4.7GB(ギガバイト)の記録容量となっている。さらに、次世代のディスク状光学記録媒体(所謂、Blu-ray Disc(商品名)、以下、適宜BDディスクと略す)においては、ディスクの信号読取面側に100μm(0.1mm)程度の光透過性の保護膜を形成し、レーザ光波長を450nm以下、NAを0.78以上とすることによって、単層で22GB以上の大容量化が可能である。 For example, a CD (Compact Disc) has a laser beam wavelength of 780 nm, a numerical aperture (NA) of 0.45, and a recording capacity of 650 MB (megabytes). In a DVD-ROM (Digital Versatile Disc-ROM), the laser beam wavelength is 650 nm, the numerical aperture (NA) is 0.6, and the recording capacity is 4.7 GB (gigabytes). ing. Further, in the next-generation disc-shaped optical recording medium (so-called Blu-ray Disc (trade name), hereinafter abbreviated as BD disc as appropriate), light transmission of about 100 μm (0.1 mm) on the signal reading surface side of the disc. By forming a protective film with a laser beam wavelength of 450 nm or less and NA of 0.78 or more, it is possible to increase the capacity of 22 GB or more with a single layer.
CD、DVDでは、ディスクの信号読取面(ディスク表面)から信号が記録されている反射膜までの寸法が比較的大きい。すなわち、CDで約1.2mm、DVDで約0.6mmとされている。これに対して、BDディスクでは、この寸法が0.1mm程度とされている。また、片面2層光ディスクを形成する場合、2つの光学記録層間に形成する中間層は、20μm〜30μm程度に薄くする必要がある。これら保護膜および中間層などの光透過層には、高い厚み精度が要求される。 In CD and DVD, the dimension from the signal reading surface (disk surface) of the disk to the reflective film on which the signal is recorded is relatively large. That is, it is about 1.2 mm for CD and about 0.6 mm for DVD. On the other hand, in a BD disc, this dimension is about 0.1 mm. When a single-sided dual-layer optical disc is formed, the intermediate layer formed between the two optical recording layers needs to be thinned to about 20 μm to 30 μm. A high thickness accuracy is required for the light-transmitting layers such as the protective film and the intermediate layer.
これら保護膜および中間層などの膜状の層を基板上に形成する方法の一例として、スピンコート法が知られている。例えば、光透過層の形成では、ディスク基板上に光透過性の紫外線硬化樹脂などの樹脂材料を滴下し、滴下した樹脂材料をスピンコート装置でディスク基板の全面に均一に広げて、樹脂材料を硬化する方法が一般的に用いられている。 As an example of a method for forming a film-like layer such as a protective film and an intermediate layer on a substrate, a spin coating method is known. For example, in the formation of the light transmission layer, a resin material such as a light transmissive ultraviolet curable resin is dropped on the disk substrate, and the dropped resin material is spread evenly on the entire surface of the disk substrate with a spin coater. A curing method is generally used.
下記の特許文献1には、保護膜を所定の膜厚に形成すると共に、基板の全体に亘って均一の膜厚で保護膜を形成する保護膜形成装置および保護膜形成方法が記載されている。 Patent Document 1 listed below describes a protective film forming apparatus and a protective film forming method for forming a protective film with a predetermined film thickness and forming a protective film with a uniform film thickness over the entire substrate. .
さらに、スピンコート法によって樹脂材料が塗布されたディスク基板毎の膜厚の変動を抑え、常に安定した膜厚精度を維持するには、樹脂材料の粘度変化を抑えなければならず、塗布する樹脂材料の温度を一定に保つ必要がある。そのため、製造装置内の温度やディスク基板に滴下する樹脂材料の温度を一定に保つことが行われている。 Furthermore, in order to suppress fluctuations in film thickness for each disk substrate coated with a resin material by the spin coating method and maintain a stable film thickness accuracy, it is necessary to suppress changes in the viscosity of the resin material. It is necessary to keep the temperature of the material constant. Therefore, the temperature in the manufacturing apparatus and the temperature of the resin material dripped onto the disk substrate are kept constant.
BDディスクにおいては、光透過層の膜厚精度には、非常に厳しい仕様が課せられており、製造装置内の温度や基板に滴下する樹脂材料の温度を制御するだけでは必ずしも十分ではない。そこで、これらの制御だけでなく、樹脂材料が塗布される基板の温度も制御することが必要である。しかしながら、従来は、成形直後の基板は冷却しているが、スピンコートで薄膜を形成する直前の基板の温度は調節していなかった。また、従来は、基板を冷却するためにクーリングステージを用いていたが、基板の温度が低下するのに時間がかかるため、クーリングステージのサイズが大きかった。その結果、製造装置が大きくなり、コスト的に不利であるといった問題点があった。 In a BD disc, very strict specifications are imposed on the film thickness accuracy of the light transmission layer, and it is not always sufficient to control the temperature in the manufacturing apparatus and the temperature of the resin material dripped onto the substrate. Therefore, it is necessary to control not only these controls but also the temperature of the substrate on which the resin material is applied. However, conventionally, the substrate immediately after molding is cooled, but the temperature of the substrate immediately before forming a thin film by spin coating has not been adjusted. Conventionally, a cooling stage has been used to cool the substrate. However, since it takes time to lower the temperature of the substrate, the size of the cooling stage is large. As a result, there is a problem that the manufacturing apparatus becomes large and disadvantageous in terms of cost.
また、従来の方法では、製造装置内の温度とほぼ同等の温度にしか基板の温度を制御することができないという欠点があり、基板の温度を、最適値に制御することができず、膜厚精度の向上に限界があった。 In addition, the conventional method has a disadvantage that the substrate temperature can be controlled only to a temperature substantially equal to the temperature in the manufacturing apparatus, and the substrate temperature cannot be controlled to an optimum value, and the film thickness can be reduced. There was a limit to improving accuracy.
したがって、この発明の目的は、スピンコートで薄膜を形成する直前の基板の温度を短時間に場所を取らずに調節し、基板上に形成される薄膜の膜厚精度を向上できる光学記録媒体の製造装置および製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical recording medium that can adjust the temperature of a substrate immediately before forming a thin film by spin coating without taking up space in a short time and improve the film thickness accuracy of the thin film formed on the substrate. It is in providing a manufacturing apparatus and a manufacturing method.
上記目的を達成するために、第1の発明は、基板の主面上に情報信号層とスピンコートで形成された薄膜とを有する光学記録媒体の製造装置において、スピンコートで主面上に薄膜が形成される直前の基板が載置されるテーブルと、テーブルの載置面に同心円の各円上に均等な間隔で開口するように設けてあり、吸着することによりテーブルに基板を固定する複数の吸着口と、温度調節された冷媒がテーブル内に設けられた冷媒流路を流れることによってテーブルの温度を制御してテーブルに載置された基板の温度を調節する温度調節手段とを有することを特徴とする光学記録媒体の製造装置である。 In order to achieve the above object, a first invention provides an optical recording medium manufacturing apparatus having an information signal layer and a thin film formed by spin coating on a main surface of a substrate, wherein the thin film is formed on the main surface by spin coating. a plurality of fixing a table board immediately before is placed but is formed, is provided with the mounting surface of the table so as to open at equal intervals on each circle of the concentric circles, the substrate table by adsorption And a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the substrate placed on the table by controlling the temperature of the table by causing the temperature-adjusted refrigerant to flow through the refrigerant flow path provided in the table. An optical recording medium manufacturing apparatus characterized by the above.
また、第2の発明は、基板の主面上に情報信号層とスピンコートで形成された薄膜とを有する光学記録媒体の製造方法において、スピンコートで主面上に薄膜が形成される直前の基板をテーブルに載置して、テーブルの載置面に同心円の各円上に均等な間隔で開口するように設けてあり、吸着することによりテーブルに基板を固定する複数の吸着口により基板を固定し、温度調節された冷媒がテーブル内に設けられた冷媒流路を流れることによってテーブルの温度を制御してテーブルに載置された基板の温度を調節することを特徴とする光学記録媒体の製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical recording medium having an information signal layer and a thin film formed by spin coating on a main surface of a substrate, immediately before the thin film is formed on the main surface by spin coating. and placing the substrate on the table, it is provided with the mounting surface of the table so as to open at equal intervals on each circle of the concentric circles, a substrate with a plurality of suction openings for fixing the substrate on the table by suction An optical recording medium characterized in that the temperature of the substrate placed on the table is adjusted by controlling the temperature of the table by allowing the fixed and temperature-controlled refrigerant to flow through the refrigerant flow path provided in the table. It is a manufacturing method.
この発明の光学記録媒体の製造装置および製造方法によれば、基板の主面上にスピンコートで薄膜を形成する直前に、テーブルに基板を載置して、テーブルの温度を制御して、基板の温度を調節することで、スピンコートでの薄膜の形成に最適な基板の温度の状態で、基板上にスピンコートで薄膜を形成することができる。これにより、光学記録媒体の光透過層などの薄膜を紫外線硬化樹脂などの樹脂材料で基板の主面上に形成する際、形成される薄膜の膜厚分布を高精度に維持でき、製造される光学記録媒体毎の膜厚のばらつきが低減される。その結果、非常に厳しい膜厚の規格に対しても、歩留まりが悪化することがなく、安定した光学記録媒体の量産が可能となる。 According to the optical recording medium manufacturing apparatus and manufacturing method of the present invention, the substrate is placed on the table and the temperature of the table is controlled immediately before the thin film is formed on the main surface of the substrate by spin coating. By adjusting the temperature, it is possible to form a thin film on a substrate by spin coating at a substrate temperature optimum for forming the thin film by spin coating. Thus, when a thin film such as a light transmission layer of an optical recording medium is formed on the main surface of the substrate with a resin material such as an ultraviolet curable resin, the film thickness distribution of the formed thin film can be maintained with high accuracy and manufactured. Variation in film thickness for each optical recording medium is reduced. As a result, even with a very strict film thickness standard, the yield does not deteriorate and stable mass production of optical recording media is possible.
以下、この発明の一実施形態について読み取り専用の光ディスクを例にして説明する。保護膜、中間層などの薄膜状の光透過層をスピンコート法で形成する光ディスクは、例えば、基板成形、反射膜形成、光透過層形成までの一通りの工程を流れ作業で行うインラインの光ディスク製造装置で製造される。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described using a read-only optical disk as an example. Optical discs that form thin-film light-transmitting layers such as protective films and intermediate layers by spin coating are in-line optical discs that perform a series of processes from substrate molding, reflective film formation, and light-transmitting layer formation in a flow process Manufactured with manufacturing equipment.
基板成形工程では、射出成形などで信号が転写されたディスク基板を成形する。反射膜付加工程では、基板成形工程で成形されたディスク基板の信号転写面上に反射膜をスパッタなどで付加する。光透過層形成工程では、反射膜付加工程で反射膜が付加されたディスク基板の信号転写面上にスピンコート法により光透過層を形成する。 In the substrate molding process, the disk substrate on which the signal is transferred is molded by injection molding or the like. In the reflection film adding step, a reflection film is added by sputtering or the like on the signal transfer surface of the disk substrate formed in the substrate forming step. In the light transmission layer forming step, a light transmission layer is formed by spin coating on the signal transfer surface of the disk substrate to which the reflection film has been added in the reflection film addition step.
基板成形工程により成形した直後のディスク基板は、通常、70℃〜100℃程度と高温である為、基板成形工程と反射膜付加工程との間に、通常、クーリングステージによる冷却工程が設けられる。クーリングステージは、空気にディスク基板を触れさせることでディスク基板を冷却するステージである。冷却工程を設けることで、成形後のディスク基板を十分に冷却し、ディスク基板の温度を光ディスク製造装置内の温度とほぼ同じとすることができる。 Since the disk substrate immediately after being formed by the substrate forming step is usually at a high temperature of about 70 ° C. to 100 ° C., a cooling step using a cooling stage is usually provided between the substrate forming step and the reflective film adding step. The cooling stage is a stage that cools the disk substrate by bringing the disk substrate into contact with air. By providing the cooling step, the disk substrate after molding can be sufficiently cooled, and the temperature of the disk substrate can be made substantially the same as the temperature in the optical disk manufacturing apparatus.
従来は、ディスク基板上に形成する光透過層に求められる膜厚精度がそれ程厳しくなかった為、このように基板成形工程と反射膜付加工程との間に冷却工程を設けるだけで問題なかった。ところが、光透過層の膜厚精度が非常に厳しく規定されている高密度記録用の光ディスクを製造する場合、規定されている膜厚精度を満たすためには、光透過層形成工程でスピンコート法により光透過層を形成する直前のディスク基板の温度が重要であると本願発明者は知見するに至った。 Conventionally, since the film thickness accuracy required for the light transmission layer formed on the disk substrate was not so strict, there was no problem simply by providing a cooling step between the substrate forming step and the reflective film adding step. However, when manufacturing an optical disc for high-density recording in which the film thickness accuracy of the light transmission layer is stipulated very strictly, the spin coating method is used in the light transmission layer forming process in order to satisfy the specified film thickness accuracy. Thus, the inventors of the present application have found that the temperature of the disk substrate immediately before forming the light transmission layer is important.
ディスク基板の温度は、反射膜付加工程での処理後にも上昇するため、従来の光ディスク製造装置では、例えば装置トラブルなどで製造サイクルが乱れると、光透過層を形成する直前のディスク基板の温度が常に一定にならなかった。そこで、一実施形態による光ディスク製造装置は、スピンコート装置で光透過層などの高い厚み精度が要求される薄膜を形成する直前に、ディスク基板の温度を調節するための温調テーブル装置を有する。 Since the temperature of the disk substrate rises even after processing in the reflective film adding step, in the conventional optical disk manufacturing apparatus, for example, when the manufacturing cycle is disturbed due to an apparatus trouble or the like, the temperature of the disk substrate immediately before forming the light transmission layer is increased. It was not always constant. Therefore, an optical disk manufacturing apparatus according to an embodiment includes a temperature control table device for adjusting the temperature of a disk substrate immediately before forming a thin film that requires a high thickness accuracy such as a light transmission layer in a spin coater.
図1は、この発明の一実施形態による光ディスク製造装置が有する温調テーブル装置の構成の一例である。参照符号1は、温調テーブル装置で温度調節されるディスク基板である。 FIG. 1 is an example of a configuration of a temperature control table device included in an optical disk manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a disk substrate whose temperature is adjusted by a temperature control table device.
テーブル2は、ディスク基板1を載置する載置面を有しており、例えば、アルミニウム、銅またはそれらを含む合金などの熱伝導性の良い金属材料で形成されている。テーブル2を熱伝導性が高い材料で形成することで、テーブル2に載置されるディスク基板1の温度を短時間に調節することができる。 The table 2 has a mounting surface on which the disk substrate 1 is mounted, and is formed of, for example, a metal material having good thermal conductivity such as aluminum, copper, or an alloy containing them. By forming the table 2 with a material having high thermal conductivity, the temperature of the disk substrate 1 placed on the table 2 can be adjusted in a short time.
テーブル2は、ディスク基板1が載置される上側テーブル(以下、上板と称する)3と、その下側に位置する下側テーブル(以下、下板と称する)4との2つの部材で構成されている。上板3と下板4とは、異なる材料で形成しても良い。なお、テーブル2は、上板3と下板4とを一体とした1つの部材で構成しても良い。上板3に設けられたディスク基板1の載置面は、載置されるディスク基板1の全面の温度分布が均一になるように、ディスク基板1の主面全体を接触させる構成とすることが好ましい。
The table 2 includes two members: an upper table (hereinafter referred to as an upper plate) 3 on which the disk substrate 1 is placed, and a lower table (hereinafter referred to as a lower plate) 4 positioned on the lower side thereof. Has been. The
テーブル2は、上板3の載置面にディスク基板1を固定するためのセンターピン5と穴6とを有する。センターピン5は、ディスク基板1の載置面上に突出され、ディスク基板1が有するセンターホールを嵌合することで、載置されるディスク基板1の位置決めを行うものである。この例では、センターピン5を上板3と一体とした1つの部材で構成しているが、センターピン5を上板3とは別の部材で構成し、キャップとしてディスク基板1の載置面に対して着脱自在としても良い。
The table 2 has a center pin 5 and a hole 6 for fixing the disk substrate 1 to the mounting surface of the
穴6は、ディスク基板1の主面を上板3の載置面に吸着させるためのものである。穴6は、上板3と下板4とに設けられたバキューム流路7の一端と通じている。バキューム流路7の他端は、図示しないテーブル2の外部の真空源と接続されている。
The holes 6 are for adsorbing the main surface of the disk substrate 1 to the mounting surface of the
穴6は、例えば、ディスク基板1の主面を均一に吸着するように上板3の載置面上に均等に複数個設けられる。この例では、載置されるディスク基板1の内周側と外周側とに位置するように、上板3の載置面の内外周それぞれに、同心円上に均等な間隔で複数個の穴6が設けられている。なお、ディスク基板1を上板3の載置面に吸着する吸着口は、穴6に限らず、溝によって設けても良い。これら吸着口は、上板3に載置されるディスク基板1の全面の温度分布が均一になるように、ディスク基板1の吸着状態を維持できる範囲で可能な限り小さく設けることが好ましい。
For example, a plurality of holes 6 are provided uniformly on the mounting surface of the
上板3に載置されるディスク基板1は、センターピン5によって位置決めされ、穴6およびバキューム流路7を通じて接続された図示しない真空源によって、上板3の載置面に密着した状態で固定される。
The disk substrate 1 placed on the
なお、上板3の載置面へのディスク基板1の固定は、これらに限ったものではない。例えば、上板3の載置面へのディスク基板1の位置決めは、ディスク基板1の外周が規制される構成としても良い。また、上板3の載置面へのディスク基板1の密着は、載置されたディスク基板1の上側から空気を吹き付けたり、キャップ、ホルダーなどの押圧部材で載置されたディスク基板1を上側から押圧したりして行っても良い。
The fixing of the disk substrate 1 to the mounting surface of the
なお、上板3へのディスク基板1の吸着時に、ディスク基板1の主面に傷などが発生しないように、上板3の載置面の面粗さは、0.8S以下に仕上げることが好ましい。ここで、単位Sは、日本工業規格(JIS:Japan Industrial Standard)で規定されている局部山頂の平均間隔(JIS B0601)を示す。
The surface roughness of the mounting surface of the
テーブル2には、図示しないテーブル2の外部の温度調節機(以下、適宜温調機と称する)から、所定の温度に制御された冷媒例えば水が供給される冷媒流路8が設けられている。なお、冷媒流路8へ供給される冷媒は、特に限定されるものではなく、テーブル2の温度を適切に制御できるのであれば、油など他の媒体であっても良い。
The table 2 is provided with a
この冷媒流路8を流れる冷媒の温度を制御することで、テーブル2の温度を制御することができる。冷媒流路8は、例えば、上板3の下板4と接する面に溝を設けることによって形成する。上板3と下板4とは、図示しないOリングなどのシール部材によって冷媒流路8の外周をシールして、冷媒流路8から冷媒が外部に漏れないように、図示しないボルトなどの固定部材で固定されている。
The temperature of the table 2 can be controlled by controlling the temperature of the refrigerant flowing through the
以上のように構成されたテーブル2は、冷媒流路8を流れる冷媒の温度を制御することで、テーブル2の温度を制御し、テーブル2に載置されたディスク基板1の温度を調節することができる。
The table 2 configured as described above controls the temperature of the table 2 by controlling the temperature of the refrigerant flowing through the
温度制御された空気をディスク基板1に吹き付けディスク基板1の温度を調整する場合、製造装置内の温度も変化してしまうといった問題があったが、この温調テーブル装置でディスク基板1の温度を調節することで、製造装置内の温度を変化させずにディスク基板1の温度を調節することができる。また、クーリングステージによってディスク基板1の温度を調節する場合、ディスク基板1の温度調節に時間がかかり、製造装置が大きくなるだけでなく、製造装置内の温度とほぼ同じ温度にしかディスク基板1の温度を制御できないが、この温調テーブル装置でディスク基板1の温度を調節することで、ディスク基板1の温度を製造装置内の温度と異なる温度に調節することができる。 When temperature-controlled air is blown onto the disk substrate 1 to adjust the temperature of the disk substrate 1, there is a problem that the temperature in the manufacturing apparatus also changes. By adjusting, the temperature of the disk substrate 1 can be adjusted without changing the temperature in the manufacturing apparatus. Further, when the temperature of the disk substrate 1 is adjusted by the cooling stage, it takes time to adjust the temperature of the disk substrate 1, and not only the manufacturing apparatus becomes large, but also the temperature of the disk substrate 1 can only be the same as that in the manufacturing apparatus. Although the temperature cannot be controlled, the temperature of the disk substrate 1 can be adjusted to a temperature different from the temperature in the manufacturing apparatus by adjusting the temperature of the disk substrate 1 with this temperature control table device.
この温調テーブル装置は、アルミニウムなど熱伝導率が空気と比較してはるかに大きい部材を熱伝達媒体として使用することから、温度制御された空気をディスク基板1に吹き付ける場合やクーリングステージを用いる場合などの空冷方式に比べて、ディスク基板1の熱を素早く吸収するまたはディスク基板1に素早く熱を吸収させることができる。依って、短時間でディスク基板1の温度をテーブル2の温度とほぼ同等にすることができる。 This temperature control table device uses a member having a heat conductivity much higher than that of air, such as aluminum, as a heat transfer medium. Therefore, when temperature-controlled air is blown onto the disk substrate 1 or a cooling stage is used. Compared to the air cooling system such as the above, the heat of the disk substrate 1 can be absorbed quickly or the heat can be absorbed quickly by the disk substrate 1. Therefore, the temperature of the disk substrate 1 can be made substantially equal to the temperature of the table 2 in a short time.
一実施形態による光ディスク製造装置は、ディスク基板1の主面上にスピンコート法で光透過層などの高い膜厚精度が要求される薄膜を形成するスピンコート装置を有する。また、一実施形態による光ディスク製造装置は、そのスピンコート装置に近接する位置に、1個以上の温調テーブル装置を有する。温調テーブル装置の個数は、例えば、光ディスク製造装置のタクトタイムやディスク基板1の目標温度などに応じた適切な数だけ設けられる。なお、温調テーブル装置を複数個設ける場合には、例えば、各テーブル2に設けられる冷媒流路8およびバキューム流路7をそれぞれ接続し、冷媒流路8に接続される温調機およびバキューム流路7に接続される真空源を共通としても良い。
An optical disk manufacturing apparatus according to an embodiment includes a spin coater that forms a thin film that requires high film thickness accuracy, such as a light transmission layer, on a main surface of a disk substrate 1 by a spin coat method. In addition, the optical disc manufacturing apparatus according to one embodiment has one or more temperature control table devices at positions close to the spin coater. For example, an appropriate number of temperature control table devices is provided according to the takt time of the optical disk manufacturing apparatus, the target temperature of the disk substrate 1, and the like. In the case where a plurality of temperature control table devices are provided, for example, the
スピンコート装置へディスク基板1を供給する直前に、温調テーブル装置でディスク基板1の温度が調節される。すなわち、温調テーブル装置で温度が調節されたディスク基板1は、搬送アームなどによって直ちにスピンコート装置に供給され処理される。なお、光ディスク製造装置が温調テーブル装置を複数個有する場合には、例えば、各温調テーブル装置で直列的にディスク基板1の温度を調節してから、その温度調節したディスク基板1をスピンコート装置に直ちに供給する。 Immediately before supplying the disk substrate 1 to the spin coater, the temperature of the disk substrate 1 is adjusted by the temperature control table device. That is, the disk substrate 1 whose temperature has been adjusted by the temperature control table device is immediately supplied to the spin coater by the transfer arm or the like and processed. When the optical disk manufacturing apparatus has a plurality of temperature control table devices, for example, the temperature of the disk substrate 1 is adjusted in series by each temperature control table device, and then the temperature-controlled disk substrate 1 is spin-coated. Supply the equipment immediately.
図2を参照して、スピンコート法による薄膜の形成の一例について説明する。スピンコート法でディスク基板1上に薄膜を形成する場合、まず、図2Aに示すように、スピンコート装置のスピントレー11にディスク基板1が載置される。次に、ディスク基板1のセンターホールにセンターキャップ12が取り付けられ、ディスク基板1のセンターホールが塞がれる。この例では、センターホールの上部分を使用してセンターキャップ12をディスク基板1の薄膜形成面側に取り付け、センターホールの下部分をスピントレー11の突出部に嵌合してスピントレー11にディスク基板1を固定している。なお、ディスク基板1およびセンターキャップ12は、それぞれ図示しない真空源と接続されたバキューム流路13および14によってスピントレー11の載置面側に吸着され、固定される。
With reference to FIG. 2, an example of forming a thin film by a spin coating method will be described. When forming a thin film on the disk substrate 1 by the spin coating method, first, as shown in FIG. 2A, the disk substrate 1 is placed on the spin tray 11 of the spin coating apparatus. Next, the
ディスク基板1がスピントレー11に固定され、センターキャップ12がディスク基板1のセンターホールに取り付けられたら、図2Bに示すように、センターキャップ12上に薄膜を形成するための紫外線硬化樹脂などの樹脂材料15が塗布(滴下)される。樹脂材料15の塗布後、スピントレー11を、例えば3000〜3500rpmで高速回転させ、センターキャップ12上に塗布された樹脂材料15を延伸させる。これにより、図2Cに示すように、ディスク基板1上に樹脂材料15の薄膜が形成される。膜厚を厚くするためなどにより、スピンコーティングを繰り返す場合には、これらの作業が繰り返し行われる。
When the disk substrate 1 is fixed to the spin tray 11 and the
ディスク基板1上に所望の厚みの樹脂材料15の薄膜が形成されたら、ディスク基板1上に形成された樹脂材料15が硬化される。例えば、樹脂材料15が紫外線硬化樹脂の場合には、紫外線が照射される。これにより、ディスク基板1上に薄膜が形成される。
When a thin film of the
ここで、スピンコート法で薄膜を形成する光学記録媒体の一例について説明する。図3は、単層の光ディスクの構成の一例を示す拡大断面図である。光ディスク21は、ディスク基板22の一主面に反射膜23、光透過層24が順次積層されて構成される。
Here, an example of an optical recording medium on which a thin film is formed by spin coating will be described. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the configuration of a single-layer optical disc. The
ディスク基板22は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料から構成される。高い開口数(NA)のレンズ25で集光されたレーザ光が反射膜23に照射される。例えば2枚のレンズを貼り合わせた構成をレンズ25が有し、NAが0.85とされる。
The
光ディスク21は、中心部にセンターホール(図示せず)が開口された略円盤形状をしている。一例として、ディスク径が120mmであり、センターホール径が15mm、ディスクの厚みが1.2mmである。ディスク基板22の厚みが例えば1.1mmであり、光透過層24の厚みが例えば0.1mmである。
The
ディスク基板22の一主面上には、反射膜23が成膜され、光学記録層が形成されている。反射膜23には、例えば、アルミニウム、銀、金またはこれらを含む合金からなる膜材が用いられる。反射膜23による光学記録層は、微細な凹凸形状によるピットパターンが形成されている。ピットは、記録データに応じて変調されたピット長を有する。
On one main surface of the
反射膜23上には、保護膜として光透過層24が形成されている。光透過層24は、例えば光透過性を有する紫外線硬化樹脂などの樹脂材料によって形成されている。
On the
光ディスク21の反射膜23に対して、レンズ25を介されたレーザ光が光透過層24の側から照射される。レンズ25の光ディスク21からの距離を調整して、反射膜23に焦点を合わせ、反射膜23で反射された戻り光が受光素子で受光されることで再生がなされる。
Laser light that passes through the
光ディスク21は、例えば、ディスク基板22の成形、反射膜23の形成、光透過層24の形成までの一通りの工程を流れ作業で行うインライン装置で製造される。この光ディスク21を製造するインライン装置に、上述した温調テーブル装置を設け、例えば光透過層24をスピンコート装置で形成する直前に、ディスク基板22の温度を温調テーブル装置で調節することで、形成毎の膜厚のばらつきが低減され、膜厚分布が高精度な光透過層24を形成できる。
The
光ディスク21は単層構成であったが、多層構成の光ディスクの製造においてもこの発明を適用することができる。図4は、多層構成の光ディスクの構成の一例を示す拡大断面図である。光ディスク31は、ディスク基板32上に、反射膜33、光透過層36、半透過反射膜37および光透過層34が順次積層されて構成される。
Although the
ディスク基板32は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料から構成される。高い開口数(NA)のレンズ35で集光されたレーザ光が反射膜33または半透過反射膜37に照射される。例えば2枚のレンズを貼り合わせた構成をレンズ35が有し、NAが0.85とされる。
The
光ディスク31は、中心部にセンターホール(図示せず)が開口された略円盤形状をしている。一例として、ディスク径が120mmであり、センターホール径が15mm、ディスクの厚みが1.2mmである。ディスク基板32の厚みが例えば1.1mmであり、光透過層36の厚みが例えば25μmであり、光透過層34の厚みが例えば75μmである。
The
ディスク基板32の一主面上には、反射膜33が成膜され、第1の光学記録層(L0層)が形成されている。反射膜33には、例えば、アルミニウム、銀、金またはこれらを含む合金からなる膜材が用いられる。反射膜33による光学記録層は、微細な凹凸形状によるピットパターンが形成されている。ピットは、記録データに応じて変調されたピット長を有する。
On one main surface of the
反射膜33上には、中間層として光透過層36が形成されている。光透過層36は、例えば光透過性を有する紫外線硬化樹脂などの樹脂材料によって形成されている。
On the reflection film 33, a
光透過層36上には、半透過反射膜37が成膜され、第2の光学記録層(L1層)が形成されている。半透過反射膜37には、例えば、銀、または銀合金からなる膜材が用いられる。半透過反射膜37による光学記録層は、微細な凹凸形状によるピットパターンが形成されている。ピットは、記録データに応じて変調されたピット長を有する。
A transflective film 37 is formed on the
半透過反射膜37上には、保護膜として光透過層34が形成されている。光透過層34は、例えば光透過性を有する紫外線硬化樹脂などの樹脂材料によって形成されている。
On the transflective film 37, a
光ディスク31の反射膜33または半透過反射膜37に対して、レンズ35を介されたレーザ光が光透過層34の側から照射される。レンズ35の光ディスク31からの距離を調整して、反射膜33と半透過反射膜37の何れか一方に焦点を合わせ、反射膜33または半透過反射膜37の一方に対して再生がなされる。半透過反射膜37は、半透過性であり、半透過反射膜37および光透過層36を介してレーザ光が反射膜33に照射される。反射膜33および半透過反射膜37の焦点が合わされた一方の記録層で反射された戻り光が受光素子で受光されることで再生がなされる。
Laser light through the lens 35 is irradiated from the
光ディスク31は、例えば、ディスク基板32の成形、反射膜33の形成、光透過層36の形成、半透過反射膜37の形成、光透過層34の形成までの一通りの工程を流れ作業で行うインライン装置で製造される。この光ディスク31を製造するインライン装置に、上述した温調テーブル装置を設け、例えば、光透過層34および光透過層36をスピンコート装置で形成する直前に、ディスク基板32の温度を温調テーブル装置で調節することで、形成毎の膜厚のばらつきが低減され、膜厚分布が高精度な光透過層34および光透過層36を形成できる。
For the
本願発明者は、温調テーブル装置の冷媒流路8を流れる冷媒の温度を制御して、実際に単層の光ディスク21を作製した。以下、その結果について説明する。なお、光ディスク製造装置としては、ディスク基板22の成形、反射膜23の形成、光透過層24の形成までの一通りの工程を流れ作業で行うインライン装置を用いた。
The inventor of the present application actually manufactured the single-layer
作製した光ディスク21の形状は、ディスク径が120mmであり、センターホール径が15mm、ディスクの厚みが1.2mmである。ディスク基板22の厚みが1.1mmであり、光透過層24の厚みが0.1mmである。反射膜23は、銀合金をスパッタ装置でディスク基板22に付加して形成した。また、光透過層24は、紫外線硬化樹脂をスピンコート装置でディスク基板22に塗布後、塗布した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで形成した。
The manufactured
また、光ディスク製造装置内の温度は、エアーコンディショナーで約30℃にコントロールした。なお、反射膜23を付加後のディスク基板22の温度は、35℃程度であった。
The temperature in the optical disk manufacturing apparatus was controlled at about 30 ° C. with an air conditioner. The temperature of the
反射膜23をディスク基板22に付加するスパッタ装置とスピンコート装置との間のスピンコート装置に近接した位置にテーブル2を2個配置し、反射膜23の付加後のディスク基板22が各テーブル2を直列的に介してスピンコート装置に供給される構成とした。また、各テーブル2の冷媒流路8には同じ温度の水を流した。各テーブル2の冷媒流路8に流す水の温度(温調機の設定温度)を、26℃〜32℃まで2℃刻みで変化させて、他の条件は同じとし、光透過層24を形成した。なお、いずれの温度の場合も、スピンコート装置で紫外線硬化樹脂を塗布する直前のディスク基板1の表面温度は、ほぼ各テーブル2の温度と同一となっていた。
Two tables 2 are arranged in the vicinity of the spin coater between the sputtering device and the spin coater for adding the
各温度での、光透過層24の半径方向の膜厚分布を図5〜図8に示す。ここで縦軸の膜厚(μm)は、同一半径上の周内における120ポイントの膜厚測定値の平均値であり、横軸に示すディスク基板22の半径位置R22mm〜R56mmまで、2mm毎に測定した結果である。
The thickness distribution in the radial direction of the
図5、図6、図7、図8は、温調機の設定温度をそれぞれ26℃、28℃、30℃、32℃に設定したときの膜厚分布である。これら結果をまとめたものを表1および表2に示す。表1は、各温度での半径方向の膜厚のばらつきを示し、表2は、各温度での膜厚の平均値を示す。 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are film thickness distributions when the set temperatures of the temperature controller are set to 26 ° C., 28 ° C., 30 ° C., and 32 ° C., respectively. The results are summarized in Tables 1 and 2. Table 1 shows the variation of the film thickness in the radial direction at each temperature, and Table 2 shows the average value of the film thickness at each temperature.
これらの結果から、ディスク基板22の温度が変化すると、膜厚の平均値が変化するだけでなく、半径方向の膜厚の分布も変化することが分かった。すなわち、ディスク基板22の温度が紫外線硬化樹脂を塗布する毎に変動すると、膜厚も変動し、光ディスク21の製造時の歩留まりの悪化の原因となることが分かった。
From these results, it was found that when the temperature of the
また、表1から、膜厚精度が最も良好となるディスク基板22の温度は28℃であり、装置内温度の30℃とは異なる温度となった。すなわち、装置内温度とは異なる良好な膜厚精度が得られるディスク基板22の温度が存在することがわかった。依って、紫外線硬化樹脂を塗布直前のディスク基板22の温度には最適値が存在し、ディスク基板22の温度をその最適値に常に保つことで、精度良い膜厚を常に維持できることがわかった。
Also, from Table 1, the temperature of the
なお、ディスク基板22の温度の変化により、ディスク基板22上の紫外線硬化樹脂の粘度が変化し、樹脂が広がる速度が変化することから、膜厚の平均値が変化するが、膜厚の平均値は、例えばスピンコート時の回転数を調整することで所望の厚み、この場合、0.1mmにすることができる。
In addition, since the viscosity of the ultraviolet curable resin on the
以上のことから、膜厚分布を常に高精度に保つ為には、紫外線硬化樹脂を塗布する直前のディスク基板22の温度を最適な温度に維持することが必要であり、その為に温調テーブル装置を用いることは、有効であることが分かった。良好な膜厚精度が得られる温度を所定の温度として、温調テーブル装置でディスク基板22を所定の温度に保つことで、良好な膜厚精度の薄膜を形成することができる。
From the above, in order to maintain the film thickness distribution with high accuracy at all times, it is necessary to maintain the temperature of the
この発明は、上述した一実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した一実施形態では、読み取り専用の光ディスクについて説明したが、これに限らず、書き込み可能な光ディスクについても適用できる。また、スピンコートによって形成する薄膜は、保護膜や中間層などの光透過層に限らず、コーティング層など、スピンコートにより形成する他の薄膜についても適用できる。また、光ディスクに限らず、光磁気ディスクなど、他の光学記録媒体の高い膜厚精度が要求される薄膜の形成に適用することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the read-only optical disk has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a writable optical disk. The thin film formed by spin coating is not limited to a light transmission layer such as a protective film or an intermediate layer, but can be applied to other thin films formed by spin coating such as a coating layer. Further, the present invention can be applied to the formation of a thin film that requires high film thickness accuracy of other optical recording media such as a magneto-optical disk as well as an optical disk.
また、テーブル2を複数個設ける場合、各テーブル2の温度を同じに設定する必要はなく、それぞれのテーブル2で適宜、異なる温度に設定しても良い。 Further, when a plurality of tables 2 are provided, it is not necessary to set the temperature of each table 2 to be the same, and each table 2 may be set to a different temperature as appropriate.
また、温調テーブル装置でディスク基板1の温度を制御するだけではなく、製造装置内の温度の制御、スピンコートする樹脂材料の温度の制御など、光ディスクの製造においてスピンコートで膜厚精度の高い薄膜を形成する際の周知の方法を併用することが好ましいことはいうまでもない。 In addition to controlling the temperature of the disk substrate 1 with the temperature control table device, the temperature in the manufacturing apparatus, the temperature of the resin material to be spin-coated, and the like are high in film thickness accuracy by spin coating in optical disk manufacturing. Needless to say, it is preferable to use a well-known method in forming the thin film.
1,22,32・・・ディスク基板
2・・・テーブル
3・・・上板
4・・・下板
5・・・センターピン
6・・・穴
7・・・バキューム流路
8・・・冷媒流路
21・・・光ディスク(単層)
24,34,36・・・光透過層
31・・・光ディスク(多層)
1, 22, 32 ...
24, 34, 36 ...
Claims (6)
スピンコートで主面上に薄膜が形成される直前の基板が載置されるテーブルと、
上記テーブルの載置面に同心円の各円上に均等な間隔で開口するように設けてあり、吸着することにより上記テーブルに上記基板を固定する複数の吸着口と、
温度調節された冷媒が上記テーブル内に設けられた冷媒流路を流れることによって上記テーブルの温度を制御して上記テーブルに載置された上記基板の温度を調節する温度調節手段と、
を有することを特徴とする光学記録媒体の製造装置。 In an apparatus for manufacturing an optical recording medium having an information signal layer and a thin film formed by spin coating on a main surface of a substrate,
A table on which the substrate just before the thin film is formed on the main surface by spin coating is placed;
A plurality of suction ports for fixing the substrate to the table by suction, provided so as to open at equal intervals on each concentric circle on the mounting surface of the table ;
A temperature adjusting means for temperature-controlled refrigerant to regulate the temperature of the placed above the substrate to the table by controlling the temperature of the table by flowing through the refrigerant flow path provided in the table,
An apparatus for producing an optical recording medium, comprising:
上記テーブルを複数個備え、各テーブルで直列的に上記基板の温度を調節することを特徴とする光学記録媒体の製造装置。 In claim 1,
An apparatus for manufacturing an optical recording medium, comprising a plurality of the tables, wherein the temperature of the substrate is adjusted in series in each table.
上記温度調節手段は、上記基板を冷却することによって上記基板が所定の温度を保つように、上記テーブルの温度を制御することを特徴とする光学記録媒体の製造装置。 In claim 1,
The apparatus for manufacturing an optical recording medium, wherein the temperature adjusting means controls the temperature of the table so that the substrate maintains a predetermined temperature by cooling the substrate.
上記テーブルは、アルミニウムまたは銅によって形成されていることを特徴とする光学記録媒体の製造装置。 In claim 1,
The apparatus for manufacturing an optical recording medium, wherein the table is made of aluminum or copper.
上記薄膜は、記録または再生のためのレーザ光が透過される光透過層であることを特徴とする光学記録媒体の製造装置。 In claim 1,
An apparatus for manufacturing an optical recording medium, wherein the thin film is a light transmission layer through which a laser beam for recording or reproduction is transmitted.
スピンコートで主面上に薄膜が形成される直前の基板をテーブルに載置して、
上記テーブルの載置面に同心円の各円上に均等な間隔で開口するように設けてあり、吸着することにより上記テーブルに上記基板を固定する複数の吸着口により上記基板を固定し、
温度調節された冷媒が上記テーブル内に設けられた冷媒流路を流れることによって上記テーブルの温度を制御して上記テーブルに載置された上記基板の温度を調節することを特徴とする光学記録媒体の製造方法。 In a method for manufacturing an optical recording medium having an information signal layer and a thin film formed by spin coating on a main surface of a substrate,
Place the substrate just before the thin film is formed on the main surface by spin coating on the table,
The mounting surface of the table is provided so as to open at equal intervals on each concentric circle, and the substrate is fixed by a plurality of suction ports for fixing the substrate to the table by suction,
Optical recording medium temperature-controlled refrigerant and adjusting the temperature of the substrate placed on the table by controlling the temperature of the table by flowing through the refrigerant flow path provided in the table Manufacturing method.
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