JP5031473B2 - 真空転写装置、真空転写方法 - Google Patents

Description

本発明は、真空空間でスタンパを用いてディスク基板に凹凸パターンを転写する真空転写装置と、真空転写方法に関する。

特開２００４−３０３３８５号公報 特開２００５−３１０２４７号公報 特開２００６−３５１１０３号公報

光ディスクの製造工程においては、ディスク基板上に展延させた光反応型樹脂層に対してスタンパを押し当て、光反応型樹脂層を硬化させることで、スタンパに形成したピットパターンやグルーブパターン等の凹凸パターンを転写することが行われている。
上記各特許文献には、スタンパを用いてディスク基板にピットパターンを転写する技術や、そのピット転写を真空空間で行うことに関する技術が開示されている。

スタンパを用いてディスク基板にピット／ランド、或いはグルーブ（溝）等の凹凸パターンを転写する場合、通常、次のような手順で行われる。
まずディスク基板に、スピンコートにより未硬化の紫外線硬化型樹脂を展延する。
そして紫外線硬化型樹脂の層に凹凸パターンが形成されたスタンパを押し付ける。その状態で紫外線照射を行って、紫外線硬化型樹脂の層を硬化させる。そして硬化後にスタンパをディスク基板から剥離する。

ここで、このような凹凸パターンの転写を行う場合、スタンパを未硬化の紫外線硬化型樹脂の層に押し付けるときに、樹脂層に気泡が発生したり、塵を巻き込んだりすることがある。すると、微細な凹凸パターンの形状に悪影響を与え、これが最終的にディスク再生信号に影響する。即ち製造される光ディスクの品質が低下する。
そこで、気泡の発生等を生じないようにするために、真空転写装置を用いて、上記の転写工程を真空空間で実行するようにすることが知られている。

従来の真空転写装置では、１枚のスタンパを設置している真空転写部に未硬化の紫外線硬化型樹脂の層を塗布したディスク基板を搬送し、真空中でスタンパをディスク基板に押し付けて凹凸パターンを転写する。その後、スタンパごと基板を紫外線照射装置まで搬送し、紫外線硬化型樹脂の層を紫外線で硬化させ、硬化後、スタンパからディスク基板を剥離していた。

ところが、このような真空転写工程では、１枚当たりのディスク製造時間（転写工程時間）が長くなり、効率的な光ディスク生産にとって不利となっている。
まず、真空転写装置にディスク基板を搬入する時点では、当然ながら、その真空転写装置の内部空間は大気開放される。従って、ディスク基板の搬入後に、内部空間を密閉して真空引きを開始し、真空状態の空間を作り上げる。真空引きには、真空ポンプを用いた手法があるが、真空ポンプの排気性能が高くても、高真空状態まで真空度を上げようとすると、急激に排気性能が低下し、必要な真空度を得るためには時間がかかる。
つまり１枚のディスク基板についての作業を行うたびに、比較的時間を要する真空引きを行わなくてはならないため、１枚当たりの工程所要時間が長時間化する。
また、ディスク基板の搬入／搬出の際に、いちいち大気開放しなければならないため、周辺部のゴミを巻き込む可能性もある。

このような真空転写装置を用いた工程で、１枚当たりの製造時間を短縮するには、複数のスタンパ及び真空転写装置を用意し、同一工程を複数の並列ライン工程で行う必要がある。
しかしながら、これは設備が大規模になり、生産ライン設置コストも大幅に上昇する。さらには、正確な凹凸パターンの転写ののためには、スタンパには、非常に厳格な品質管理が要求されるが、複数ラインで同一のスタンパを並列に用いる場合、各スタンパの品質管理の手間が著しく増大する。これによって、ラインの大規模化に見合った効率化が必ずしも実現されない。

これらのことから、なるべく小数のスタンパ（好ましくは１枚のスタンパ）を用いた工程として、真空転写工程の時短化を実現することが望まれている。そこで本発明は、真空転写工程を時短化できる真空転写装置、真空転写方法を提供することを目的とする。

本発明の真空転写装置は、真空吸引機構により真空化される主真空室と、空間容積が上記主真空室の空間容積より小さくなるように形成され、真空吸引機構により上記主真空室の真空度より低い真空度に真空化されるとともに、大気開放機構により大気開放可能な予備真空室と、上記予備真空室に対して未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布されたディスク基板を搬入するとともに、上記主真空室から上記予備真空室に搬送されてきたディスク基板の搬出を行う基板搬送部と、上記予備真空室と上記主真空室の間でディスク基板の搬送を行う真空室間搬送部と、上記主真空室内で、スタンパを用いて凹凸パターンをディスク基板に転写する転写処理と、上記スタンパをディスク基板から剥離する剥離処理を行う転写部と、上記主真空室内で上記転写処理されるディスク基板に対して紫外線照射を行う紫外線照射部とを備える。そして動作状態においては、上記主真空室は常時真空化状態が保たれており、上記基板搬送部によってディスク基板が上記予備真空室に搬入された際に、上記予備真空室が真空化され、該真空化後に上記真空室間搬送部によって上記ディスク基板が上記予備真空室から上記主真空室に搬送されて、上記転写部による上記転写処理が行われ、上記転写部による転写処理の際、上記紫外線照射部による紫外線照射によって、凹凸パターンが形成された紫外線硬化型樹脂の硬化を行う紫外線照射処理が行われ、上記紫外線照射処理後に上記転写部によりディスク基板とスタンパの剥離処理が行われ、上記剥離処理が行われた上記ディスク基板が上記真空室間搬送部により上記主真空室から上記予備真空室に搬送され、上記予備真空室が大気開放されて、上記基板搬送部によって上記ディスク基板が搬出される構造とされている。その上で上記真空室間搬送部は、或るディスク基板に対しての上記主真空室での上記転写処理、上記紫外線照射処理、及び上記剥離処理が実行されている間に、同時並行して、上記予備真空室の大気解放、上記基板搬送部による上記予備真空室からの上記剥離処理が行われたディスク基板の搬出、上記基板搬送部による未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布されたディスク基板の搬入、及び上記予備真空室の真空化を実行するように、上記予備真空室と上記主真空室の間でディスク基板の搬送を行う。

上記予備真空室は、その空間容積が、上記主真空室の空間容積より小さくなるように形成されているとともに、上記予備真空室は、上記主真空室の真空度より低い真空度に真空化される。ここで、真空度について「高い」「低い」という表現は、「高い」方が、より完全な真空に近いという意味である。
また上記基板搬送部と、上記真空室間搬送部のそれぞれが、上記予備真空室を密閉して真空化する際の一壁面を形成する。

本発明の真空転写方法は、真空吸引機構により真空化される主真空室と、空間容積が上記主真空室の空間容積より小さくなるように形成され、真空吸引機構により上記主真空室の真空度より低い真空度に真空化されるとともに、大気開放機構により大気開放可能な予備真空室と、を備えた真空転写装置により、ディスク基板に凹凸パターンを形成する真空転写方法である。そして上記主真空室を真空化するステップと、未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布されたディスク基板を上記予備真空室に搬入し、上記予備真空室を真空化した上で、上記ディスク基板を上記予備真空室から上記主真空室に搬送するステップと、上記主真空室で、スタンパを用いてディスク基板に凹凸パターンの転写処理を行うステップと、上記転写部による転写処理の際、紫外線照射によって、凹凸パターンが形成された紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線照射処理を行うステップと、上記紫外線照射処理後に上記転写部によりディスク基板とスタンパの剥離処理を行うステップと、上記剥離処理が行われた上記ディスク基板を上記主真空室から上記予備真空室に搬送するステップと、上記予備真空室を大気開放し、上記ディスク基板を搬出するステップとを備える。その上で、或るディスク基板に対しての上記主真空室での上記転写処理、上記紫外線照射処理、及び上記剥離処理が実行されている間に、同時並行して、上記予備真空室の大気解放、上記予備真空室からの上記剥離処理が行われたディスク基板の搬出、未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布されたディスク基板の搬入、及び上記予備真空室の真空化を実行する。

即ち本発明では、予備真空室と主真空室を備えた真空転写装置を用いて、スタンパによるディスク基板への凹凸パターンの転写を行う。
この場合、ディスク基板の搬入／搬出は、予備真空室を介して行うため、予備真空室において真空引きと大気開放が行われる。一方、主真空室は、大気開放を行う必要はない。従って、１枚のディスク基板の搬入時に毎回真空引きを行う必要はない。
また主真空室では、真空状態でスタンパを用いて凹凸パターンの転写を行うが、このとき、ディスク基板上で紫外線硬化型樹脂の硬化と、スタンパとディスク基板の剥離も行うことで、凹凸パターンとしてのピットやグルーブが形成されたディスク基板を、１つの工程で製造できる。

本発明の真空転写装置、真空転写方法によれば、以下の理由から、スタンパを用いた転写工程の時短化を実現できる。
まず予備真空室において真空引きと大気開放が行われ、主真空室については大気開放を行う必要はない。予備真空室は、実際に転写を行う空間ではないため、高い真空度は必要なく、また単にディスク基板の搬入／搬出の際に通過する空間であるため、狭い容積の空間で十分である。従って、真空吸引にさほどの時間を要しない。
さらには、予備真空室の作業と主真空室の作業は、時間的に並行して実行できる。
さらには、真空転写装置内で、凹凸パターンの硬化やスタンパ剥離までも行うことで、硬化された凹凸パターンがディスク基板に形成されるまでの工程を、真空転写装置を用いた一工程で実行できる。
これらのことから、１枚当たりの工程所要時間を短縮でき、これによって光ディスクの製造効率を向上できる。

また、本発明の真空転写装置、真空転写方法により転写工程が効率化できることで、多数の転写工程ラインを平行配置する必要もなく、これによって設備投資費用の増大や、多数のスタンパの品質管理のための多大な手間が生じるということもない。

以下、本発明の実施の形態となる真空転写装置、真空転写方法を利用するディスク製造について説明する。
図１は実施の形態のディスク製造の際の全体的な工程を示している。まず図１の全体的な工程を図２，図３を参照しながら説明する。
なおここでは、記録層としてＬ０層、Ｌ１層の２つを有する再生専用型の２層ディスクの製造について述べる。また２層ディスクの製造の際には、予めＬ０層に記録する情報としてのピットパターンを有するディスク原盤と、Ｌ１層に記録する情報としてのピットパターンを有するディスク原盤とが作成され、各ディスク原盤から、Ｌ０層の形成のためのスタンパ（以下、Ｌ０層スタンパ）と、Ｌ１層の形成のためのスタンパ（以下、Ｌ１層スタンパ）が作成される。
図１のディスク製造工程は、Ｌ０層スタンパ、Ｌ１層スタンパを用いて、光ディスクを製造していく工程である。

本例の光ディスク製造方法においては、まずステップＦ１０１でＬ０層基板成型が行われる。例えばポリカーボネート樹脂の射出成形によりディスク基板１を成形する。ここで成形されるディスク基板１はＬ０層としてのピットパターンが形成されるものである。
図２（ａ）はＬ０層を有するディスク基板１を成形する金型を概略的に示している。この金型は、下キャビティ１２０と上キャビティ１２１から成り、下キャビティ１２０には、Ｌ０層の情報ピットを転写するためのＬ０層スタンパ１０４が配置される。スタンパ１０４には、情報ピットの凹凸パターン１０４ａが形成されている。

なお、再生専用ディスクの製造工程では、エンボスピットとして情報ピットの凹凸パターン１０４ａを形成したＬ０層スタンパ１０４が配置されるが、記録可能型ディスク（例えばライトワンスディスクやリライタブルディスク）の製造工程では、記録トラックとなるグルーブ（ウォブリンググルーブ）を形成するための凹凸パターンが形成されたスタンパが配置されることになる。

このような金型を用いて射出成形でＬ０層を有するディスク基板１を成形するが、成形されるディスク基板１は図２（ｂ）のようになる。
即ちポリカーボネート樹脂によるディスク基板１は、その中心はセンターホール２とされるとともに、情報読出面側は、金型内のＬ０層スタンパ１０４に形成された凹凸パターン１０４ａが転写されたＬ０層の情報ピットパターン（Ｌ０ピットパターン３）となる。
なお、ライトワンスディスクやリライタブルディスクの製造の場合は、情報ピットではなく、グルーブ（連続溝）が形成されることになる。

続いてステップＦ１０２で、このように形成されたディスク基板１に対してスパッタにより反射膜（Ｌ０層反射膜４）の成膜が行われる。即ち図２（ｃ）（ｄ）に示すように、Ｌ０ピットパターン３が形成された信号読出面側に例えばＡｇ合金のＬ０反射膜４を形成する。

次にステップＦ１０３で、スペーサ層・Ｌ１層の形成が行われる。
このスペーサ層・Ｌ１層形成工程は、本例の真空転写装置を用いた工程となるため、図４以降で詳しく述べる。基本的には、図２（ｃ）のようにＬ０層反射膜４が形成された基板面に、紫外線硬化型樹脂がスピンコートにより展延され、これが真空転写装置に搬入される。そして真空転写装置内でＬ１層スタンパが押し当てられながら樹脂硬化が行われる。そしてＬ１層スタンパが剥離されることで、図３（ａ）のようにＬ０層基板１上に、スペーサ層３（中間層ともいう）と、Ｌ１層の情報ピットパターン（Ｌ１ピットパターン６）が形成されるものである。

次にステップＦ１０４としてＬ１層反射膜７が成膜される。
即ち図３（ｂ）（ｃ）に示すように、スペーサ層３とＬ１ピットパターン６が形成されたＬ０層基板１に対して、そのＬ１ピットパターン６上にスパッタにより半透過反射膜（Ｌ１層反射膜７）の成膜が行われる。

次にステップＦ１０５で、図３（ｄ）のように光透過層（カバー層ともいう）８を形成する。例えばカバー層用の紫外線硬化型樹脂をスピンコート手法により展延し、紫外線照射を行って硬化させ、カバー層８を形成する。なお、ポリカーボネートシートの接着などの手法によりカバー層８を形成することもできる。

その後、ステップＦ１０６，Ｆ１０７，Ｆ１０８で図３（ｅ）の状態とする。
即ちステップＦ１０６で、信号読出面側の表面処理としてハードコート層９を形成する。例えばカバー層８上にハードコート層用紫外線硬化型樹脂を滴下しスピンコート法により展延する。そして紫外線を照射して硬化させ、ハードコート層９を形成する。なお、ハードコート層９については形成しない場合もある。
さらにステップＦ１０７として、レーベル面側（情報読出面の反対面側）に防湿膜１０を形成する。なお、防湿膜１０を形成しない場合もある。
そしてこのように層構造が形成されたディスク基板（Ｌ０層基板１）に対して、最後にステップＦ１０８でレーベル面側に印刷が行われる。例えばオフセット印刷によりレーベル面側に例えばカラー印刷を行い、印刷層１１を形成する。
その後、検査を経て光ディスクの完成となる。

以上のような基板成形からディスク完成までの全工程のうちで、本例ではステップＦ１０３のスペーサ層・Ｌ１層の形成工程において、真空転写装置を用いる。
真空転写装置を用いたスペーサ層・Ｌ１層の形成工程の詳細を、図４〜図１９を参照しながら説明する。

まず図４は、本例の真空転写装置の構造を示している。
本例の真空転写装置は、まず、その内部に主真空室４０と予備真空室４１が形成される構造となる。図５には、図４の各種構造部を除いて、主真空室４０と予備真空室４１となる空間を分かり易く示した。

主真空室４０は、実際にＬ１層スタンパ５０を用いて転写が行われる空間であり、比較的広い空間とされている。
この主真空室４０には、真空バルブ３７を介して真空ポンプ３６が繋がれており、真空ポンプ３６の真空吸引により、真空状態に保たれる。例えば真空転写作業として好適な程度の、３０Ｐａ〜１×１０^-2Ｐａ程度の真空状態とされる。
一方、予備真空室４１は、真空転写装置の内外へのディスク基板１の搬入／搬出の際にディスク基板１が通過する空間である。この予備真空室４１は、図５からわかるように、主真空室４０に比べて非常に狭い容積の空間とされている。
また予備真空室４１には、真空バルブ２３を介して真空ポンプ２２が繋がれており、真空ポンプ２２の真空吸引により、真空引きが行われる。但し、実際にスタンパ転写作業が行われる空間ではないので、真空度は比較的低く、例えば１００Ｐａ〜５０Ｐａ程度の真空状態とされればよい。
また予備真空室４１は、大気開放バルブ２４が開くことで、大気開放される。

図４に示すように、真空転写装置に対するディスク基板１の搬入／搬出を行うために、基板搬送部２０が設けられる。
この基板搬送部２０は、図示しない機構により、ディスク基板１を前工程から、この真空転写装置に搬送し、また真空転写装置から取り出したディスク基板１を次工程に搬送する。
基板搬送部２０は、この真空転写装置の工程作業の際に、予備真空室４１の上方に位置する。そして開閉用モータ２１によってシリンダ部分が駆動され、ディスク基板１を把持した部位が予備真空室４１に対して昇降する構造となっている。特には、基板搬送部２０が予備真空室４１の上面側に接する位置まで下降された状態では、基板搬送部２０自体が、予備真空室４１の密閉空間を形成するための上面側の壁面となるようにも機能する。

主真空室４０内には、搬送テーブル２５が配置されている。この搬送テーブル２５は、搬送用モータ２９によって回転される。
搬送テーブル２５の上面側には、図のように２つの保持テーブル２６Ａ、２６Ｂが載置されている。
この図の状態では、保持テーブル２６Ａは、搬送テーブル２５上で、予備真空室４１の下方側に位置し、一方保持テーブル２６Ｂは、同じく搬送テーブル２５上で、転写装置３０の下方側に位置している。
なお、図面中の左側として、予備真空室４１及び主真空室４０の左半分を含む構造部分を以下、「予備真空室側」といい、図面中の右側として、主真空室４０の右半分を含む構造部分を以下、「転写部側」という。
搬送用モータ２９は、基板搬送時に搬送テーブル２５を１８０°回転させる。搬送テーブル２５が１８０°回転するたびに、保持テーブル２６Ａ、２６Ｂの位置が、予備真空室側と転写部側とで交互に入れ替わることになる。
なお、保持テーブル２６Ａ、２６Ｂは、例えば石英ガラス等の、紫外線を透過させることのできる材質で形成される。また、保持テーブル２６Ａ、２６Ｂは、ディスク基板１の直径以上の円形の平面サイズとされる。

また搬送テーブル２５において、保持テーブル２６Ａ、２６Ｂを載置する部分の下方に孔部Ｈａ、Ｈｂが形成されている。
そして主真空室４０内の予備真空室側の下方には、保持テーブル上下移動部２７が配置されており、この保持テーブル上下移動部２７は、テーブル昇降モータ２８によって昇降される。
この図４の状態では、保持テーブル２６Ａが予備真空室側に位置しているが、この状態で保持テーブル上下移動部２７が上昇すると、その保持テーブル上下移動部２７が孔部Ｈａを通過して保持テーブル２６Ａを搬送テーブル２５から上方へ押し上げることになる。
この場合、保持テーブル２６Ａは、予備真空室４１に接する状態にまで、押し上げられる。保持テーブル２６Ａが、予備真空室４１の下面に接する位置まで押し上げられた状態では、保持テーブル２６Ａ自体が、予備真空室４１の密閉空間を形成するための下面側の壁面となるようにも機能する。
なお、もちろん保持テーブル２６Ｂが予備真空室側にある場合は、保持テーブル上下移動部２７が孔部Ｈｂを通過して保持テーブル２６Ｂに接することで、保持テーブル２６Ｂが昇降されることになる。
また、保持テーブル２６Ａには、搬送テーブル２５に突設された軸部２５ａが挿通しており、保持テーブル２６Ｂには、同じく搬送テーブル２５に突設された軸部２５ｂが挿通している。保持テーブル２６Ａ、２６Ｂは、軸部２５ａ，２５ｂに沿って上下に移動することになる。

転写部３０は、主真空室４０内にスタンパホルダ３２が位置するように配置される。
スタンパホルダ３２は、Ｌ１層スタンパ５０を、下方に転写面を向けた状態で保持する。Ｌ１層スタンパ５０は、上述のようにＬ１層のピットパターンの転写面が形成されたスタンパであり、例えばＮｉ等の金属スタンパとされることが好適である。但しガラススタンパでもよいし、樹脂スタンパとされることもあり得る。

スタンパホルダ３２は、ホルダ昇降部３３に取り付けられており、転写用モータ３１によってホルダ昇降部３３が昇降することで、スタンパホルダ３２が昇降する。即ち、この昇降によって、スタンパホルダ３２に保持されたＬ１層スタンパ５０が、保持テーブル２６（この図の場合、保持テーブル２６Ｂ）上に載置されることになるディスク基板１に圧着される転写位置にまで下降し、また図の位置にまで上昇する。
また、突き出しピン３４が設けられ、この突き出しピン３４はピン昇降モータによって下方に移動する。突き出しピン３４は、ディスク基板１からＬ１層スタンパ５０を剥離する際に、ディスク基板１を押さえつける機能を有する。即ち突き出しピン３４が下降されると、突き出しピン３４はＬ１層スタンパ５０のセンターホール部分を通過して、その下に位置することになるディスク基板１のセンターホール周辺を押さえつけるように働く。

主真空室４０において、以上のように転写部３０が配置された転写部側の下方には、紫外線照射部３８が設けられている。
少なくとも紫外線照射部３８から照射される紫外線は、搬送テーブル２５の孔部（Ｈａ又はＨｂ）と、紫外線透過性材質の保持テーブル（２６Ａ又は２６Ｂ）を透過して、その保持テーブル（２６Ａ又は２６Ｂ）上に載置されたディスク基板１の紫外線硬化型樹脂の層に当てられることになる。

このような真空転写装置を用いた工程の手順を以下、説明する。
真空転写装置に搬入されるディスク基板１は、図２（ｃ）のようにＬ０層が形成され後、Ｌ０層反射膜４の表面に、スピンコートにより未硬化の紫外線硬化型樹脂が展延された状態のディスク基板である。この紫外線硬化型樹脂はスペーサ層５となる樹脂である。
また、この真空転写装置での工程を終えて真空転写装置から搬出されるディスク基板１は、図３（ａ）のようにスペーサ層（中間層）５とＬ１ピットパターン６が形成された状態のディスク基板である。

図６は、予備真空室側で行われる工程と、転写部側で行われる工程としてのフローチャートを示している。なお、この予備真空室側のステップＦ２０１〜Ｆ２０９の工程と、転写部側のステップＦ３０２〜Ｆ３０５の工程は、順次搬入されてくるディスク基板１に対して同時的に並行して行われるが、或る１枚のディスク基板１に注目すると、図６に二重線矢印で示した手順で工程が進行する。即ちステップＦ２０１→・・・→Ｆ２０６→Ｆ３０２→・・・→Ｆ３０５→Ｆ２０７→・・・→Ｆ２０９という手順である。
ここではまず、図７以降を参照しながら、二重線矢印に沿った、１枚のディスク基板１Ａの搬入から搬出までの流れとしての各工程を説明する。この間、次のディスク基板１Ｂの搬入に伴って、並列的な工程も行われるが、これは、ディスク基板１Ａについての一連の工程の説明後に述べる。
なお図６の各ステップには、図７〜図１９のうちで対応する図の番号を付記した。

真空転写装置が稼働される際には、まずステップＦ３０１として、主真空室４０が真空状態とされる。即ち真空バルブ５０が開かれ、真空ポンプ３６によって真空引きが行われ、主真空室４０が真空状態とされる。この真空引きは、以降、稼働期間中に継続的或いは断続的に行われ、主真空室４０が所要の真空度に保たれるようにする。

図７以降に示す、ディスク基板１Ａは、真空転写装置を稼働して最初に搬入されるディスク基板であるとする。また図１３以降に示すディスク基板１Ｂは、２番目に搬入されるディスク基板であるとする。

まずステップＦ２０１として、基板搬送部２０により、前工程で未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布されたディスク基板１Ａが予備真空室４１の上方に搬送されてくる。
即ち図７に示すように、或る１枚のディスク基板１Ａが前工程から予備真空室４１の上方に搬送されてくる。このとき、基板搬送部２０は、ディスク基板１Ａを、紫外線硬化型樹脂が塗布された面を上向きにした状態で握持して搬送する。
なお、この時点で、保持テーブル２６Ａは、保持テーブル上下移動部２７によって予備真空室４１の下面側壁面を形成する位置にまで上昇されている。

次にステップＦ２０２では、ディスク基板１Ａが予備真空室４１内に搬送される。即ち図８に示すように、基板搬送部２０が開閉用モータ２１によって下降され、これによって基板搬送部２０に把持されているディスク基板１Ａが予備真空室４１の内部空間に入り込むことになる。
またこのとき、基板搬送部２０は、予備真空室４１の上面側に接する位置にまで下降されており、これによって基板搬送部２０自体が、予備真空室４１の上面側壁面を形成する。そして保持テーブル２６Ａと、基板搬送部２０で、予備真空室４１の上下面が塞がれることで、予備真空室４１は密閉空間となる。但し、この時点では、大気開放バルブ２４は開かれている。

ステップＦ２０３では、ディスク基板１Ａが、基板搬送部２０から保持テーブル２６Ａに受け渡される。図８のように基板搬送部２０が下降された状態では、ディスク基板１Ａは、上昇されている保持テーブル２６Ａの上面に載置された状態となる。従って、基板搬送部２０が、ディスク基板１Ａの把持を開放することで、ディスク基板１Ａが保持テーブル２６Ａに受け渡されることになる。

ステップＦ２０４では、予備真空室４１を真空化する。まず、大気開放バルブ２４を閉じて予備真空室４１を完全に密閉するとともに、真空バルブ２３を開き、真空ポンプ２２によって真空引きを行う。
真空引きによって予備真空室４１が所定の真空度（例えば５０Ｐａ程度）に達したら、次にステップＦ２０５で、保持テーブル２６Ａを下降させ、ディスク基板１Ａを主真空室４０に搬送する。
即ち図９に示すように、保持テーブル上下移動部２７が下降することで、保持テーブル２６Ａが下降し、保持テーブル２６Ａに載置されているディスク基板１Ａが主真空室４０に入ることになる。保持テーブル２６Ａ自体は、搬送テーブル２５の上面に載置された状態となる。
なお、この際、予備真空室４１と主真空室４０が空間的に連通する。予備真空室４１は、主真空室４０に比べて真空度が低いため、一瞬、主真空室４０の真空度が僅かに低下してしまうが、主真空室４０は、継続的もしくは必要に応じたタイミングで真空ポンプ３６で真空引きを行っているため、真空度は必要なレベルに即座に回復される。
或いは、主真空室４０を、より高い真空度にまで真空化しておけば、予備真空室４１と連通した状態でも、そのままで必要以上の真空度が維持される状態とすることもできる。

ステップＦ２０６では、保持テーブル２６Ａごと、ディスク基板１Ａを転写部側へ搬送する。即ち搬送用モータ２９によって搬送テーブル５が１８０°回転され、図９の状態から図１０のように、保持テーブル２６Ａとディスク基板１Ａが主真空室４０内で転写部側へ移動される。
この状態で、ディスク基板１Ａに対しては、転写部側の工程としてステップＦ３０２以降が実行される。

まずステップＦ３０２として、ディスク基板１Ａの未硬化の紫外線硬化型樹脂の層にスタンパ（この場合、Ｌ１層スタンパ５０）を押し当て、ピットパターンとしての凹凸パターンを転写する。即ち図１２に示すように転写用モータ３１によりホルダ昇降部３３が下降され、これによってスタンパホルダ３２に保持されたＬ１層スタンパ５０が下降して、ディスク基板１Ａの紫外線硬化型樹脂の層に押し当てられる。

次にステップＦ３０３で一定時間、紫外線照射を行い、紫外線硬化型樹脂を硬化させる。この場合、図１３に示すように、Ｌ１層スタンパ５０をディスク基板１Ａに押し当てたままの状態で、下方の紫外線照射部３８から紫外線を照射する。紫外線は、孔部Ｈａや、紫外線を透過させる材質の保持テーブル２６Ａ、さらには透明のポリカーボネートによるディスク基板１Ａを透過して、ディスク基板１Ａの表面に塗布されている紫外線硬化型樹脂に達し、その紫外線硬化型樹脂を硬化させる。
なお、この際、Ｌ１層スタンパ５０とディスク基板１Ａが密着された状態で、このＬ１層スタンパ５０とディスク基板１Ａを保持テーブル２６Ａから持ち上げ、ディスク基板１Ａを保持テーブル２６Ａと非接触の状態にして紫外線照射を行う場合もある。

紫外線硬化型樹脂を硬化させたら、次にステップＦ３０４で、ディスク基板１ＡからＬ１層スタンパ５０を剥離する。
この場合、図１４に示すように、ピン昇降モータ３５により突き出しピン３４を下降させ、Ｌ１層スタンパ５０のセンターホールを通過して、ディスク基板１Ａのセンターホールの周囲を、突き出しピン３４が押さえつけるようにする。
そして、その状態で、転写用モータ３１によりホルダ昇降部３３を上昇させ、スタンパホルダ３２を上昇させることで、Ｌ１層スタンパ５０をディスク基板１Ａから引き剥がす。

Ｌ１層スタンパ５０をディスク基板１Ａから剥離したら、ステップＦ３０５で、ディスク基板１Ａを予備真空室側に搬送する。
なお、転写部側で以上のステップＦ３０２→Ｆ３０３→Ｆ３０４の工程が行われている間、予備真空室側では、ステップＦ２０７→Ｆ２０８→Ｆ２０９→Ｆ２０１→Ｆ２０２→Ｆ２０３→Ｆ２０４→Ｆ２０５が行われており、これについては後述するが、ステップＦ３０５でディスク基板１Ａを予備真空室側に搬送しようとする際には、図１６のように次のディスク基板１Ｂが、保持テーブル２６Ｂに載置された状態となっている。
この状態から、ステップＦ３０５では、搬送用モータ２９によって搬送テーブル５が１８０°回転され、図１６の状態から図１７のように、保持テーブル２６Ａとディスク基板１Ａが主真空室４０内で予備真空室側へ移動される。同時に、次のディスク基板１Ｂが保持テーブル２６Ｂとともに主真空室４０内で転写部側へ移動される。

ディスク基板１Ａについて見れば、続いて、ステップＦ２０７で予備真空室４１に搬送される。即ち図１８に示すように、保持テーブル上下移動部２７が上昇されることで、ディスク基板１Ａを載置している保持テーブル２６Ａが持ち上げられ、ディスク基板１が予備真空室４１内に入れられる。このとき保持テーブル２６Ａは、予備真空室４１の下面側壁面を形成する状態となる。なお、このとき図示するように基板搬送部２０は、予備真空室４１の上面側壁面を形成する状態となっており、従って予備真空室４１は密閉されている。

ここでステップＦ２０８で、大気開放バルブ２４を開き、予備真空室４１を大気開放する。そして、ステップＦ２０９で、基板搬送部２０がディスク基板１Ａを把持したうえ、開閉用モータ２１によって図１９のように上昇され、その後、ディスク基板１Ａを次の工程に搬送する。
このように真空転写装置での一連の工程を終えて搬出されるディスク基板１Ａは、既に図３（ａ）に示したように、スペーサ層５とＬ１ピットパターン６が形成された状態となっている。
即ち、ディスク基板１Ａについてみれば、以上の工程で、図１のステップＦ１０３としてのスペーサ層・Ｌ１層形成工程が完了し、この後、図１のステップＦ１０４以降の工程に進み、上述したように光ディスクが製造される。

１枚のディスク基板１Ａに注目すると、以上の工程が行われることになるが、ここで、次のディスク基板１Ｂが搬入されることにより、予備真空室側と転写部側で並行して工程が実行されることを説明する。

上述のようにディスク基板１Ａが、稼働開始からの最初の１枚であったとする。このディスク基板１Ａに対してステップＦ２０１〜Ｆ２０６が行われ、ディスク基板１Ａが転写部側に搬送された状態を図１０に示した。
ここで、転写部側では、上述のとおりステップＦ３０２（図１２のスタンパ押し当て），Ｆ３０３（図１３の紫外線照射），Ｆ３０４（図１４のスタンパ剥離）が、行われていくが、これと並行して、予備真空室側では、ステップＦ２０７以降の動作が行われる。

まずステップＦ２０７で、図１１に示すように、保持テーブル上下移動部２７が上昇されることで、予備真空室側に搬送された保持テーブル２６Ｂが持ち上げられ、保持テーブル２６Ｂは、予備真空室４１の下面側壁面を形成する状態となる。基板搬送部２０は、ステップＦ２０２（図９）の時点から引き続き、予備真空室４１の上面側壁面を形成する状態となっている。
次にステップＦ２０８で、大気開放バルブ２４を開き、予備真空室４１を大気開放する。そして、ステップＦ２０９で、基板搬送部２０が開閉用モータ２１によって図１２のように上昇される。

続いて予備真空室側ではステップＦ２０１からの工程に戻る。
まずステップＦ２０１として、基板搬送部２０は、前工程で未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布された次のディスク基板１Ｂを、図１３のように予備真空室４１の上方に搬送してくる。
次にステップＦ２０２では、図１４に示すように、基板搬送部２０が開閉用モータ２１によって下降され、これによって基板搬送部２０に把持されているディスク基板１Ｂが予備真空室４１の内部に搬送される。そしてステップＦ２０３では、ディスク基板１Ｂが、基板搬送部２０から保持テーブル２６Ａに受け渡される。

ステップＦ２０４では、図１５の状態で、予備真空室４１を再び真空化する。即ち大気開放バルブ２４が閉じて予備真空室４１を完全に密閉したうえで、真空バルブ２３を開き、真空ポンプ２２によって真空引きを行う。
真空引きによって予備真空室４１が所定の真空度（例えば５０Ｐａ程度）に達したら、次にステップＦ２０５で、図１６に示すように、保持テーブル２６Ｂを下降させ、ディスク基板１Ｂを主真空室４０に搬送する。

上述したように、図１６の状態は、転写部側では、ディスク基板１Ａに対してのスタンパ剥離工程までが済んだ段階である。
そして次に、予備真空室側ではステップＦ２０６が、また転写部側ではステップＦ３０５が行われるが、これは、搬送用モータ２９によって搬送テーブル２５が１８０°回転されるという１つの動作で実行される。
これによって上述のように、ディスク基板１Ａが予備真空室側に戻されるとともに、次のディスク基板１Ｂが転写部側に送り込まれる。即ち図１７の状態となる。
以降、上述のとおり、ディスク基板１Ａについては、図１８のように予備真空室４１に送られ、予備真空室４１が大気開放された後、図１９のように基板搬送部２０によって搬出されるが、このとき、転写部側では、ステップＦ３０２で図１９のようにＬ１層スタンパ５０がディスク基板１Ｂに押し当てられる。

さらにその後、転写部側ではディスク基板１ＢについてのステップＦ３０３の紫外線照射工程、ステップＦ３０４のスタンパ剥離工程が行われる。
また図示しないが、その間、予備真空室側では、さらに次のディスク基板が搬入され、ステップＦ２０１〜Ｆ２０５が行われることになる。

本例の真空転写装置では、ディスク基板１が前工程から送られてくる毎に、以上のような動作が、予備真空室側と転写部側で並行して行われることになる。

以上、本例の真空転写装置の動作を説明してきたが、この真空転写装置を用いることで、工程の効率化や製造コスト、設備投資コストの低減、さらには製造される光ディスクの品質向上等の効果を得ることができる。

まず従来の真空転写装置（真空室が単一の装置）を用いた手法の１つとして、真空転写装置でスタンパによる凹凸パターンの転写した後、そのスタンパとディスク基板１を貼り合わせたまま真空転写装置から搬出して、紫外線照射装置に運び、紫外線照射を行って凹凸パターンを硬化させ、その後スタンパを剥離するという手法があった。
この場合、概略的には、次のような工程所要時間が必要であった。
・真空室の真空引き：１．８秒
・スタンパによる凹凸パターンの転写：１秒
・真空転写装置から搬出後の装置での紫外線照射：１．５秒
・真空転写装置から搬出後の装置でのスタンパ剥離：０．８秒
・ディスク基板の真空転写装置への搬入から、紫外線照射装置、さらには次工程までの搬送に要する時間の総計：１秒

これはおおよその数値ではあるが、１枚のディスク基板１に対しての工程所要時間としては合計６．１秒程度となっていた。
特に、真空室は、ディスク基板１の搬出の際に一旦大気開放し、ディスク基板１を搬入するたびに、十分な真空度にまで真空引きを行わなければならず、真空引きに毎回１．８秒程度がかかることになる。

一方、本例の真空転写装置の場合、真空ポンプの性能や、スタンパ転写、搬送等の能力が従来の真空転写装置と同程度と仮定すると、工程所要時間は次のようになる。
・予備真空室の真空引き：１秒
・スタンパによる凹凸パターンの転写：１秒
・紫外線照射：１．５秒
・スタンパ剥離：０．８秒
・ディスク基板の真空転写装置への搬入から搬出（次工程への搬送）までの搬送の総計：１秒

ここでわかることは、まず真空引きに要する時間が、１．８秒程度から１秒程度に短縮されていることである。これは、ディスク基板１の搬出／搬入に伴って、大気開放及び真空引きを行うのが、予備真空室４１であることによる。予備真空室４１は、スタンパ転写を行うような比較的大きな空間を必要としないことから、図示したように空間容積が小さい空間として形成できることと、さらには同じくスタンパ転写を行う空間ではないため、真空度を主真空室４０より低く設定できる。このため、真空ポンプの吸引性能が従来と同じと仮定しても、迅速な真空引きが可能となっている。
そして単純に上記時間を合計すると、５．３秒となる。

ところがさらに本例の場合、予備真空室４１と主真空室４０が設けられることで、上述したように予備真空室側と転写部側で、同時並行的な工程作業が可能となる。
上記した実施の形態の動作の説明からわかるように、予備真空室からの大気開放、搬出、搬入、予備真空室４１の真空引きは、主真空室４０においてスタンパによる凹凸パターンの転写、紫外線照射、スタンパ剥離の工程が行われている間に実行される。
つまり、連続的に多数のディスク基板１についての真空転写が行われることを考えると、１枚当たりの工程サイクルタイムとして、予備真空室４１の真空引きの時間を考慮しなくてもよいことになる。すると、１枚のディスク基板１に対するサイクルタイムとしての合計時間は、真空引きの１秒を除いた４．３秒と考えることができる。
さらには、予備真空室４１の大気開放や予備真空室４１に対する搬入／搬出も、上記の基板搬送の総計としての１秒に含まれているが、これらも同時並行して行われるため、基板搬送の総計としてのタイムは、実質的に短縮される。即ち、ディスク基板１の１枚当たりの工程時間としては、搬送テーブル２５の回転による搬送時間のみを考慮すればよい。結果として、１枚当たりのサイクルタイムは、４秒以下にまで短縮することが可能となる。

即ち本実施の形態の真空転写装置では、主真空室４０と予備真空室４１を設けたことで、非常に効率的な真空転写工程が実現されるものとなる。

ここで注記するが、従来の工程においても、スタンパを複数使用すれば、より効率的な工程は可能ではある。即ち真空転写装置及び紫外線照射装置のラインを並行に複数設ければよい。或いは、１つのラインで複数のスタンパを用いることで、転写中のディスク基板とスタンパをそのまま紫外線照射装置側に、別のスタンパで真空転写装置での転写を行うようにすれば、真空引きの時間がかかることはやむを得ないが、ディスク基板の１枚当たりのサイクルタイムという点では、或る程度の時短化は可能である。
ところがそれらの場合、複数のスタンパの品質の管理に多大な手間がかかることになる。これによって工程上の負担が大きくなり、その点では効率が悪化することは先に述べた。また製造設備の投資コストも非常に増大する。

これに対して本実施の形態の真空転写装置では、真空転写装置内でスタンパ転写、紫外線照射、スタンパ剥離が、同一箇所（転写部側）で行われるため、１枚のスタンパを用いる工程として、上記のような効率化が実現できるという点で、大きな効果を有するものとなる。つまり本実施の形態は、設備投資の増加や、スタンパ管理による手間の増大を生じさせずに、工程の効率化を実現できるものである。

さらに言えば、スタンパによる転写からスタンパ剥離までが主真空室４０で行われること、つまりその過程で真空外での搬送が無いことは、ゴミや塵等を巻き込む可能性も無いものとなり、より品質のよい凹凸パターン転写が実現できるとともに、搬送時に付着するゴミ等による歩留まり低下を抑制できる。

また本例の真空転写装置の構造として、ディスク基板１を搬送する機能を持つ、基板搬送部２０と保持テーブル２６Ａ、２６Ｂが、その搬送動作過程で予備真空室４１の空間を密閉／開放する機能も持つものとされており、余分な構造部位を持たない有効な構成であるといえる。これは真空転写装置の小型化にも適している。

以上、実施の形態を説明してきたが、本発明は上記例に限られず適用できる。実施の形態では再生専用の２層ディスクの製造工程において、Ｌ１層のピットパターンとスペーサ層を形成する工程において真空転写装置を用いる例に挙げたが、もちろん１層ディスクや、３層以上の記録層を有するディスクの製造工程であっても、本発明を適用できる。
例えば３層以上のディスクで、第３記録層、第４記録層としてのピットパターンやスペーサ層（もしくはカバー層）を形成する工程で、真空転写装置が上記同様の動作を行うことも可能である。
また１層ディスク、もしくは多層ディスクにおいて第１記録層（Ｌ０層）を形成する際に、射出成形ではなく、本発明の真空転写装置を用いてもよい。例えば表面が平面状のディスク基板（例えばガラス基板）に紫外線硬化型樹脂を塗布して、上記実施の形態の動作を真空転写装置で行うことで、Ｌ０層としてのピットパターンを形成することも可能である。

もちろん、凹凸パターンは、再生専用型ディスクを形成するためのピットパターンではなく、ライトワンス型ディスク、リライタブル型ディスクなどのグルーブパターンであってもよい。つまり真空転写装置内で使用するスタンパを、グルーブ転写用のスタンパとすれば、ライトワンス型ディスク、リライタブル型ディスクでの製造工程でも本発明を適用できる。

また光ディスクの種別として、ブルーレイディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式のディスク、ＣＤ（Compact Disc）方式のディスクなど、多様なディスクの製造に本発明を適用できる。

本発明の実施の形態のディスク製造工程のフローチャートである。 実施の形態の製造工程上の基板の説明図である。 実施の形態の製造工程上の基板の説明図である。 実施の形態の真空転写装置の構造の説明図である。 実施の形態の真空転写装置の真空室構造の説明図である。 実施の形態の真空転写装置を用いたスペーサ層・Ｌ１層形成工程のフローチャートである。 実施の形態の真空転写装置におけるディスク基板の搬入時の説明図である。 実施の形態の真空転写装置におけるディスク基板の予備真空室搬入時の説明図である。 実施の形態の真空転写装置におけるディスク基板の主真空室への搬送時の説明図である。 実施の形態の真空転写装置におけるディスク基板の転写部側への搬送時の状態の説明図である。 実施の形態の真空転写装置の予備真空室側の動作の説明図である。 実施の形態の真空転写装置の転写時の動作の説明図である。 実施の形態の真空転写装置の紫外線照射時の動作の説明図である。 実施の形態の真空転写装置のスタンパ剥離時の動作の説明図である。 実施の形態の真空転写装置のスタンパ剥離時の動作の説明図である。 実施の形態の真空転写装置の予備真空室側の動作の説明図である。 実施の形態の真空転写装置の予備真空室側と転写部側のディスク基板搬送の説明図である。 実施の形態の真空転写装置のディスク基板の予備真空室への搬送の説明図である。 実施の形態の真空転写装置のディスク基板の搬出時の状態の説明図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ ディスク基板、３ Ｌ０ピットパターン、４ Ｌ０層反射膜、５ スペーサ層、６ Ｌ１ピットパターン、７ Ｌ１層反射膜、８ カバー層、２０ 基板搬送部、２２，３６ 真空ポンプ、２３，３７ 真空バルブ、２４ 大気開放バルブ、２５ 搬送テーブル、２６Ａ，２６Ｂ 保持テーブル、３０ 転写部、３２ スタンパホルダ、３８ 紫外線照射部、４０ 主真空室、４１ 予備真空室

Claims (3)

1. 真空吸引機構により真空化される主真空室と、
   空間容積が上記主真空室の空間容積より小さくなるように形成され、真空吸引機構により上記主真空室の真空度より低い真空度に真空化されるとともに、大気開放機構により大気開放可能な予備真空室と、
   上記予備真空室に対して未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布されたディスク基板を搬入するとともに、上記主真空室から上記予備真空室に搬送されてきたディスク基板の搬出を行う基板搬送部と、
   上記予備真空室と上記主真空室の間でディスク基板の搬送を行う真空室間搬送部と、
   上記主真空室内で、スタンパを用いて凹凸パターンをディスク基板に転写する転写処理と、上記スタンパをディスク基板から剥離する剥離処理を行う転写部と、
   上記主真空室内で上記転写処理されるディスク基板に対して紫外線照射を行う紫外線照射部と、
   を備え、
   動作状態においては、上記主真空室は常時真空化状態が保たれており、
   上記基板搬送部によってディスク基板が上記予備真空室に搬入された際に、上記予備真空室が真空化され、
   該真空化後に上記真空室間搬送部によって上記ディスク基板が上記予備真空室から上記主真空室に搬送されて、上記転写部による上記転写処理が行われ、
   上記転写部による転写処理の際、上記紫外線照射部による紫外線照射によって、凹凸パターンが形成された紫外線硬化型樹脂の硬化を行う紫外線照射処理が行われ、
   上記紫外線照射処理後に上記転写部によりディスク基板とスタンパの剥離処理が行われ、
   上記剥離処理が行われた上記ディスク基板が上記真空室間搬送部により上記主真空室から上記予備真空室に搬送され、上記予備真空室が大気開放されて、上記基板搬送部によって上記ディスク基板が搬出される構造とされているとともに、
   上記真空室間搬送部は、
   或るディスク基板に対しての上記主真空室での上記転写処理、上記紫外線照射処理、及び上記剥離処理が実行されている間に、同時並行して、上記予備真空室の大気解放、上記基板搬送部による上記予備真空室からの上記剥離処理が行われたディスク基板の搬出、上記基板搬送部による未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布されたディスク基板の搬入、及び上記予備真空室の真空化を実行するように、上記予備真空室と上記主真空室の間でディスク基板の搬送を行う真空転写装置。
2. 上記基板搬送部と、上記真空室間搬送部のそれぞれが、上記予備真空室を密閉して真空化する際の一壁面を形成する請求項１に記載の真空転写装置。
3. 真空吸引機構により真空化される主真空室と、
   空間容積が上記主真空室の空間容積より小さくなるように形成され、真空吸引機構により上記主真空室の真空度より低い真空度に真空化されるとともに、大気開放機構により大気開放可能な予備真空室と、
   を備えた真空転写装置により、ディスク基板に凹凸パターンを形成する真空転写方法として、
   上記主真空室を真空化するステップと、
   未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布されたディスク基板を上記予備真空室に搬入し、上記予備真空室を真空化した上で、上記ディスク基板を上記予備真空室から上記主真空室に搬送するステップと、
   上記主真空室で、スタンパを用いてディスク基板に凹凸パターンの転写処理を行うステップと、
   上記転写部による転写処理の際、紫外線照射によって、凹凸パターンが形成された紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線照射処理を行うステップと、
   上記紫外線照射処理後に上記転写部によりディスク基板とスタンパの剥離処理を行うステップと、
   上記剥離処理が行われた上記ディスク基板を上記主真空室から上記予備真空室に搬送するステップと、
   上記予備真空室を大気開放し、上記ディスク基板を搬出するステップと、
   を備えるとともに、
   或るディスク基板に対しての上記主真空室での上記転写処理、上記紫外線照射処理、及び上記剥離処理が実行されている間に、同時並行して、上記予備真空室の大気解放、上記予備真空室からの上記剥離処理が行われたディスク基板の搬出、未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布されたディスク基板の搬入、及び上記予備真空室の真空化を実行する真空転写方法。

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