JPH0699125A - スピンコーターおよび光ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コーティングカップ等の壁へのコーティング
液の付着を抑制し得るスピンコーターを提供することを
目的とする。 【構成】 気体供給ノズル１０は、コーティングカップ
２の外肩部２ｂの上周縁部に取り付けられ、ノズル１０
の気体の噴出方向は外肩部２ｂの内壁面に沿う下方向と
されている。気体供給ノズル１０の後部には、ノズル１
０から噴出する気体の噴出速度を一定とするための圧力
均一化用のマニホールド１１が連接されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピンコーターおよび
このスピンコーターを用いた光ディスクの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スピンコーターはガラスやプ
ラスチック等の基板面上に感光液やフォトレジスト等の
樹脂液を塗布するために用いられている。

【０００３】図３は、従来のスピンコーターの構成を示
す縦断面図である。図３において、符号１はスピンコー
ターを保持固定するための基台である。この基台１には
略筒状のコーティングカップ２が設けられている。コー
ティングカップ２は、大径の胴部２ａと、この胴部２ａ
の上に形成され、上方へ縮径する外肩部２ｂと、この外
肩部２ｂの上に形成された小径の頚部２ｃとから構成さ
れている。コーティングカップ２の内側には、コーティ
ングカップ２と同軸状に回転テーブル３が配設されてい
る。回転テーブル３は基台１の中心開孔部１ａを貫通す
る駆動軸４により回転駆動力が与えられ、その上面３ａ
は水平面で回転可能である。回転テーブル３の回転面３
ａはコーテイングカップ２の頚部２ｃの近傍の位置で回
転可能とされている。回転面３ａにはプラスチック等の
基板Ｓが図示しない減圧吸引手段等により固定される。
駆動軸４は、その周囲がコーティングカップと略相似形
のインナーカップ５により覆われている。この例のイン
ナーカップ５は、基台１にインナーカップ５を固定する
ための脚部５ａと、この脚部５ａの上に形成され、上方
へ縮径する内肩部５ｂと、この内肩部５ｂの上に、上記
回転テーブル３との間に僅かなクリアランスをもって形
成された衿部５ｃとから構成されている。

【０００４】また、回転テーブル３の上方には、基板Ｓ
の表面上にコーティング液を供給するコーティング液供
給手段としてのコーティング液供給ノズル６が垂下状態
で配設されている。

【０００５】上記コーティングカップ２とインナーカッ
プ５との間に形成される空間はドレイン配管７に接続さ
れている。

【０００６】上記構成のスピンコーターにおいては、基
板Ｓにコーティング液供給ノズル６から供給されるコー
ティング液の余剰分が、回転テーブル３の回転遠心力に
よりコーティングカップ２とインナーカップ５との空間
に放射状に飛散し、コーティングカップ２の内壁に付着
し、インナーカップ５の斜壁を流下し、ドレイン配管７
側に吸引により排出されるようになっている。すなわ
ち、ドレイン配管７側の吸引によりコーティングカップ
２とインナーカップ５との間にはドレイン配管７へ向か
う気流が生じており、上記ドレイン配管７は空気の吸引
とコーティング液排出とを行っている。

【０００７】しかしながら、図３に示した従来のスピン
コーターでは、飛散してコーティングカップ１の内壁面
に接近して付着した色素含有液等のコーティング液が乾
燥して、その内壁に固着しブロック化することがある。
この場合、さらに飛散してきたコーティング液がブロッ
ク化した色素等に衝突すると、飛散コーティング液がミ
スト状に変化し、基板Ｓに付着してこれを汚染してしま
い、光ディスク基板等に用いられる基板Ｓの製造歩留り
を悪化させる問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、コーティングカップ等の壁へのコーティング液の付
着を抑制し得るスピンコーターを提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、上記スピンコータ
ーを用いて記録膜の膜厚を制御することが可能な光ディ
スクの製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明のスピンコーターは、水平に回転可能
な回転テーブルと、該回転テーブルを回転駆動する駆動
軸と、前記回転テーブルの上方から該回転テーブル上に
装着されるべき基板の表面に塗布するためのコーティン
グ液を供給するコーティング液供給手段と、前記回転テ
ーブルおよび前記駆動軸の周囲を覆いかつ上部に前記コ
ーティング液供給手段を受け入れるための開孔部を有す
る筒状のコーティングカップと、該コーティングカップ
の開孔部の縁部に設けられ該コーティングカップの内壁
面に沿って下降する気流を形成する気体供給手段とを含
むことを特徴とする。

【００１１】ここで、上記気体供給手段は、気体を吐出
するノズルと、該ノズルに気体を供給しかつ該供給気体
の圧力を制御するマニホールドとを含むものでもよい。

【００１２】また、上記コーティングカップ内に配置さ
れ、かつ前記回転テーブル上に装着されるべき基板と面
一であると共に前記コーティングカップの内壁面に沿っ
て下方に延びる表面を有するインナーカップをさらに含
み、該インナーカップと前記コーティングカップとの間
の空間はコーティング液を回収するためのドレイン配管
に接続されていてもよいし、あるいは、上記コーティン
グカップ内に配置され、かつ前記回転テーブルの周囲か
ら空気を吸引する空気吸引部を有するインナーカップを
さらに含み、該インナーカップと前記コーティングカッ
プの内壁面との間の空間はコーティング液を回収するた
めのドレイン配管に接続されていてもよい。

【００１３】上記第２の目的を達成するために、本発明
の光ディスクの製造方法は、スピンコーターの回転テー
ブル上にディスク状の基板を装着したのち、前記温度お
よび湿度を制御した窒素または空気を主成分とする気体
を前記気体供給手段から流しつつ、前記基板の表面上に
前記コーティング液供給手段により色素系記録膜を形成
する工程を含むことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明のスピンコーターにあっては、コーティ
ング液供給手段によりコーティング液が回転テーブル上
の基板に供給されるが、余剰分のコーティング液が回転
テーブルの回転遠心力によりコーティングカップの内壁
に向けて飛散する。この飛散コーティング液は、気体供
給手段によりコーティングカップの内壁面近傍に発生す
る気流または気体層流により、その内壁面に沿って内壁
面近傍を下降し、その内壁面に付着することがなく、排
出される。

【００１５】また、回転テーブルの上に装着される基板
と面一である表面を有するインナーカップを含むもので
は、基板の縁部において生じる乱流を層流化することが
できるので、基板表面へのコーティング液の供給を均一
化でき、コーティング膜の膜厚を均一化を図ることがで
きる。

【００１６】さらに、回転テーブルの近傍に空気吸引部
を有するインナーカップを含むものでは、空気吸引部に
より、コーティングカップの内壁面から基板へ戻るミス
トを排除することができ、かつ基板表面へのコーティン
グ液の供給を均一化でき、コーティング膜の膜厚を均一
化を図ることができる。

【００１７】本発明の光ディスクの製造方法にあって
は、コーティングカップの内部にドレインへ向けて生じ
ている気流の温度および湿度に合わせて、コーティング
カップの内壁面近傍の気体供給手段から供給すべき気体
の温度および湿度を制御することにより、スピンコータ
ー内での温度ギャップ等を発生させずに、熱エネルギー
の転移による乱流の発生を防止することができるので、
コーティングカップの内壁面近傍の気流を層流に維持す
ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１９】図１は、本発明の一実施例を示す概略縦断
面図である。図１におけるスピンコーターの構成要素が
図３に示した従来のスピンコーターの構成要素と共通し
ている場合には、同一符号を符し、その説明を簡略化あ
るいは省略する。

【００２０】図１において、符号１０は気体供給手段と
しての気体供給ノズルである。この気体供給ノズル１０
は、コーティングカップ２の外肩部２ｂの上周縁部に取
り付けられ、ノズル１０の気体の噴出方向は外肩部２ｂ
の内壁面に沿う下方向とされている。気体供給ノズル１
０の後部には、ノズル１０から噴出する気体の噴出速度
を一定とするための圧力均一化用のマニホールド１１が
連接されている。

【００２１】コーティングカップ２内の基台１には特定
構造のインナーカップ１２が取り付けられている。この
例のインナーカップ１２は、基台１に下端部が固定され
かつ上方に向かって縮径する第１内肩部１２ａと、この
第１内肩部１２ａの上に形成されかつ第１内肩部１２ａ
の縮径の割合、すなわち傾斜度の緩く、上端部が回転テ
ーブル３に吸着固定される基板Ｓに接近する第２内肩部
１２ｂと、この第２内肩部１２ｂの上端部から基台１に
向けて垂下する縦頚部１２ｃと、この縦頚部１２ｃの下
端部から駆動軸４に向けて拡がりかつ中央に開孔部１２
ｄを有する略ドーナツ板状の横頚部１２ｅとから構成さ
れている。横頚部１２ｅの開孔部１２ｄには駆動軸４が
貫通している。縦頚部１２ｃと横頚部１２ｅとから形成
される略円筒状の空間には、回転テーブル３およびこの
回転テーブル３の回転面３ａに吸着固定されるべき基板
Ｓが収容されるようになっている。このとき、基板Ｓの
表面と第２内肩部１２ｂの表面とが面一になっているこ
とが重要である。また、基板Ｓと第２内肩部１２ｂと
は、両者を面一とした効果を考慮すれば可能な限り接近
しているのが望ましい。そのギャップ寸法は、回転テー
ブル３の回転を安定確保できる程度以上、０．５ｍｍ以
下とされる。

【００２２】このような構成のスピンコーターにあって
は、コーティング液供給ノズル６からのコーティング液
の余剰分が回転テーブルの回転遠心力によりコーティン
グカップ２の内壁面に向けて飛散する。この飛散コーテ
ィング液は、その大半は従来と同様にコーティングカッ
プ２とインナーカップ１２との間の気流の本流にのって
ドレイン配管７へ送られて排出される。しかし、コーテ
ィングカップ２の内壁面に接近してきた余剰コーティン
グ液は、図１の矢印Ａに示すように、気体供給ノズル１
０によりコーテイングカップ２の内壁面近傍に発生する
気流または気体層流により、その内壁面に付着すること
がなく、その内壁面に沿って内壁面近傍を下降し、ドレ
イン配管７へ確実に送られて排出される。また、本実施
例では、インナーカップ１２の一表面、すなわち第２内
肩部１２ｂの表面と、回転テーブル３の上に装着される
基板Ｓとが面一であるので、基板Ｓの縁部において生じ
る乱流を層流化することができ、これにより基板Ｓ表面
へのコーティング液の供給を均一化でき、コーティング
膜の膜厚を均一化を図ることができる。さらに、本実施
例では、インナーカップ１２の縦頚部１２ｃおよび横頚
部１２ｅにより、回転テーブル３上の基板Ｓと第２内肩
部１２ｂとの間のギャップから流下したコーティング液
を受けることができ、かつ上記ギャップが狭いことから
両カップ２および１２間の空間へ逆流することがなく、
上記空間内の気流の乱れを防止することができる。

【００２３】なお、上記実施例では、インナーカップ１
２の肩部を第１内肩部１２ａと第２内肩部１２ｂとから
構成したが、コーティングカップ２の内壁面に合わせて
１つの肩部から構成してもよい。また、肩部の表面を平
面としたが、曲面形状としてもよい。要は、本実施例で
は、基板Ｓと面一とする条件およびコーティングカップ
内の気流を乱さないなどの条件を満たす形状であれば、
インナーカップ１２の肩部をいかなる形状としてもよ
い。

【００２４】また、上記実施例では、ドレイン配管７は
図３に示した従来のスピンコーターにおけるドレイン配
管と同様に空気の吸引とコーティング液排出とを行うも
のであるが、ドレイン配管にコーティング液排出のみを
行わせ、空気の吸引を別の新たな手段に行わせることも
できる。

【００２５】図２は、本発明の他の実施例を示す概略縦
断面図である。本実施例は、上記変形例であり、この例
ではインナーカップ１２の一部に気体吸引部１３が設け
られている。気体吸引部１３はインナーカップ１２の第
２内肩部１２、縦頚部１２および横頚部１２ｄを除去
し、これらの部分を空気取入れ口としたものである。

【００２６】このような構成のスピンコーターにあって
は、特に気体吸引部１３により基板Ｓの近傍における気
流の乱れを解消することができるので、基板Ｓ表面への
コーティング液の供給を均一化でき、コーティング膜の
膜厚を均一化を図ることができる。

【００２７】図１および図２に示した本発明に係るスピ
ンコーターを運転する際に、気体供給ノズル１０から送
り出される気体として温度および湿度を制御した窒素ま
たは空気を主成分とする気体を用いて行うことができ
る。この場合、特にコーティングカップ２内の気流の本
流の温度および湿度に調整することにより、気体供給ノ
ズル１０からの気体の供給に際してコーティングカップ
２内での急激な熱エネルギーの転移を生じることないの
で、コーティングカップ２内の気流を層流に維持するこ
とが可能となる。これにより、ミストを確実に排出する
ことができ、基板Ｓ上に得られる塗膜の膜厚の均一化を
図ることもできる。

【００２８】次に、本発明に係るスピンコーターと従来
のスピンコーターとをそれぞれ用い、特定の実験条件の
下に基板Ｓに形成され得るコーティング膜の膜厚分布お
よびコーティング膜に生じる欠陥発生率を調べ、その結
果を表１に示した。

【００２９】この実験に供する基板としては直径１２０
ｍｍのポリカーボネート基板を用いた。この基板を各ス
ピンコーターの回転テーブル上に吸着固定したのち、コ
ーティング液供給ノズルからシアニン系色素を含有する
アルコール系溶液を供給して所定の膜厚を有する塗膜を
形成した。基板をスピンコーターから取り出し、以下に
示す方法に従って実験を行った。

【００３０】（膜厚分布の測定方法）塗膜を形成した基
板の一方から出力１０ｍＷ、波長７８０ｎｍの半導体レ
ーザー光を基板面に対して直交する方向から照射し、基
板の反対側の光路上に配置した光パワーメータにより透
過パワーを測定する。この測定に先立ち、塗布重量と透
過パワーとの検量線を作成しておく。この検量線を基に
して、塗膜の密度から膜厚を得る。この膜厚の値を次式
に代入して求める。

【００３１】

【数１】膜厚分布＝（最大膜厚−最小膜厚）／平均膜厚
×１００％ 得られる膜厚分布の値が±２％以下の場合、優とし、±
５％以下の場合、良とし、±１０％以下の場合、可と
し、±１０％を超える場合、不可として評価した。

【００３２】（欠陥の検出方法）リニアＣＣＤによる欠
陥映像コントラスト検出方法を用いて塗膜に生じた欠陥
を検出する。すなわち、ハロゲンランプを光源とし、こ
の光源からの光をスリット状の平行光とし、この光路上
に基板を光路に直交するように配置し、基板を回転させ
ながら基板の全面を検査する。この検査での解像度は２
０μｍ×２０μｍである。

【００３３】

【数２】欠陥発生率＝（１個以上の欠陥箇所が検出され
た基板の枚数）×投入枚数×１００％ 表１において比較例１は、図３に示したスピンコーター
を用いて塗膜を形成した基板であり、実施例１は、図３
に示した従来のスピンコーターのコーティングカップに
気体供給ノズルおよびマニホールドを取り付けたものを
用い、気体供給ノズルからの気体の温度および湿度を調
整しながら塗膜を形成した基板であり、実施例２は、実
施例１に気体吸引およびコーティング液排出を行えるド
レイン配管を設けたものを用い、気体供給ノズルからの
気体の温度および湿度を調整しながら塗膜を形成した基
板であり、実施例３は、図２に示したスピンコーターを
用い、気体供給ノズルからの気体の温度および湿度を調
整しながら塗膜を形成した基板であり、実施例４は、図
１に示したスピンコーターを用い、気体供給ノズルから
の気体の温度および湿度を調整しながら塗膜を形成した
基板である。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１の結果から明らかなように、実施例１
〜４は膜厚分布および欠陥発生率が優れていることがわ
かる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
膜厚の均一性に優れ、かつ欠陥発生率の少ない塗膜、例
えば光ディスク基板に形成される塗膜を得ることができ
るので、従来の光ディスク基板の製造歩留りを大幅に改
善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略縦断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示すが概略縦断面図であ
る。

【図３】従来のスピンコーターを示す概略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 基台 ２ コーティングカップ ３ 回転テーブル ４ 駆動軸 ５ インナーカップ ６ コーティング液供給ノズル ７ ドレイン配管 １０ 気体供給ノズル １１ マニホールド １２ インナーカップ １３ 気体吸引部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】

【数２】欠陥発生率＝（１個以上の欠陥箇所が検出され
た基板の枚数）／投入枚数×１００％ 表１において比較例１は、図３に示したスピンコーター
を用いて塗膜を形成した基板であり、実施例１は、図３
に示した従来のスピンコーターのコーティングカップに
気体供給ノズルおよびマニホールドを取り付けたものを
用い、気体供給ノズルからの気体の温度および湿度を調
整しながら塗膜を形成した基板であり、実施例２は、実
施例１に気体吸引およびコーティング液排出を行えるド
レイン配管を設けたものを用い、気体供給ノズルからの
気体の温度および湿度を調整しながら塗膜を形成した基
板であり、実施例３は、図２に示したスピンコーターを
用い、気体供給ノズルからの気体の温度および湿度を調
整しながら塗膜を形成した基板であり、実施例４は、図
１に示したスピンコーターを用い、気体供給ノズルから
の気体の温度および湿度を調整しながら塗膜を形成した
基板である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平に回転可能な回転テーブルと、 該回転テーブルを回転駆動する駆動軸と、 前記回転テーブルの上方から該回転テーブル上に装着さ
   れるべき基板の表面に塗布するためのコーティング液を
   供給するコーティング液供給手段と、 前記回転テーブルおよび前記駆動軸の周囲を覆いかつ上
   部に前記コーティング液供給手段を受け入れるための開
   孔部を有する筒状のコーティングカップと、 該コーティングカップの開孔部の縁部に設けられ該コー
   ティングカップの内壁面に沿って下降する気流を形成す
   る気体供給手段とを含むことを特徴とするスピンコータ
   ー。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスピンコーターにおい
   て、前記気体供給手段は、気体を吐出するノズルと、該
   ノズルに気体を供給しかつ該供給気体の圧力を制御する
   マニホールドとを含むことを特徴とするスピンコータ
   ー。
3. 【請求項３】 請求項１記載のスピンコーターにおい
   て、前記コーティングカップ内に配置され、かつ前記回
   転テーブル上に装着されるべき基板と面一であると共に
   前記コーティングカップの内壁面に沿って下方に延びる
   表面を有するインナーカップをさらに含み、該インナー
   カップと前記コーティングカップとの間の空間はコーテ
   ィング液を回収するためのドレイン配管に接続されてい
   ることを特徴とするスピンコーター。
4. 【請求項４】 請求項１記載のスピンコーターにおい
   て、前記コーティングカップ内に配置され、かつ前記回
   転テーブルの周囲から空気を吸引する空気吸引部を有す
   るインナーカップをさらに含み、該インナーカップと前
   記コーティングカップの内壁面との間の空間はコーティ
   ング液を回収するためのドレイン配管に接続されている
   ことを特徴とするスピンコーター。
5. 【請求項５】 請求項１記載のスピンコーターの回転テ
   ーブル上にディスク状の基板を装着したのち、温度およ
   び湿度を制御した窒素または空気を主成分とする気体を
   前記気体供給手段から流しつつ、前記基板の表面上に前
   記コーティング液供給手段により色素系記録膜を形成す
   る工程を含むことを特徴とする光ディスクの製造方法。