JPS59216655A - 回転する基板上に一様な厚さの膜を形成させる塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転する基板上に一様な厚さの膜を形成させ
うるようにした塗布装置に関する。

（従来技術と問題点） 一様な厚さの膜が表面に形成されているような構成態様
を有する基板としては、例えば、各種の情報記録媒体円
盤のＨｌｌＭ、その他、所定なパターンを光学的な記録
手段によって形成させるようにした各種の基板が知られ
ている。

そして、前記のように一様な厚さの膜が表面に形成され
ているような構成態様の基板を作る手段としでは、基板
上に形成させるべき膜の構成物質が溶媒に溶解されてい
る状態の液体の層を表面に付着させた基板を高速回転さ
せて、基板上に一様な厚さの膜を形成させるようにした
。いわゆるスピンナ法による蓉膜の形成が従来から広く
採用されて来ている。

さて、情報記録媒体円盤の原盤としては、鏡面状に研磨
されたガラス基板の表面上に、感光性高分子材料による
一様な厚さの膜を形成させた栂成態様のものが使用され
るが、前記した情報記録媒体円盤の原盤が、光学的情報
記録媒体円盤の原盤であった場合には、光学的情報記録
媒体円盤に形成されるべきピットの深さが良好な一様性
を示すものとなるように、光学的情報記録媒体円盤の原
盤におけるガラス基板上に形成させるべき感光性高分子
材料による膜は、その厚さが例えば１１００オングスト
ロームというように薄い状態で、しかも、一段と一様性
に優れているものであることが必要とされる。

ところで、回転する基板上に一様な厚さの膜を形成させ
る塗布装置としては、従来、第１図に示すような構成の
装置が使用されていた。

すなわち、従来の塗布装置を示す第１図の縦断側面図に
おいて、ｌは容器、２は上蓋、３は中蓋、４．５は中蓋
３を上蓋２に取付けるための取付部材、６はターンテー
ブル、７はガラス基板、８は回転軸１Ｍは駆動用モータ
、９は空気孔であって、ターンテーブル６上のガラス基
板７は、前記した空気孔９と管１０とを介して真空ポン
プ１１で吸引される空気によってターンテーブル６と強
固に固着される。

第１図示の装置において、上Ｍ２と中蓋３とが一体的に
構成されている状態のＭａ体を取外ずしてから、低い回
転速度で回転しているターンテーブル６上のガラス基板
７の上面に、感光性高分子２材料を溶媒に溶解させた状
態の液体を供給し、次いで、容器１に上蓋２と中蓋３と
が一体的に構・成されている状態の蓋構体を取付けて容
器ｌを密封状態にし、ターンテーブル６によってガラス
基、板７を例えば３００ｒｐｍのように高速回転させる
。

前記のようにガラス基板７が高速回転すると、ガラス基
板７上の液体は遠心力によってガラス基板７の内周から
外周の方向へと薄く押拡げられ、一部がガラス基板７の
外周から飛び出して容器１に衝突して反射する。

ガラス基板７の外周から飛び出した液体が容器１で反射
して再びガラス基板７上に振り掛かった場合には、ガラ
ス基板７上に形成されるべき感光性高分子材料による膜
の厚さが不均一なものとなるが、第１図示の塗布装置で
はガラス基板７の上面に対して、例えば数ミリメートル
というような僅かな間隙を隔てて中蓋３を設けているた
めに、前記の原因によってガラス基板７上に形成される
べき感光性高分子材料による暎の厚さが不均一になるよ
うなことはない。

そして、前記した第１図示のような構成を有する塗布装
置では、ガラス基板上に形成させるべき感光性高分子材
料による膜が、比較的に厚いものであった場合には、ガ
ラス基板上に塗布する感光・性高分子材料の粘度と、ガ
ラス基板の回転速度とをそれぞれ所要のように設定する
ことにより、ガラス基板」二ｌ＼全体的に一様な厚さの
膜を形成させることも可能であったが、ガラス基板上に
形成させるべ！！！感光性高分子材料による膜が、例え
ば１１００オングストロ一ム程度というように比較的に
薄いものであった場合には、ガラス基板上に塗布する感
光性高分子材料の粘度と、ガラス基板の回転速度との設
定により、ガラス基板の周辺部分に近い部分における感
光性高分子材料による膜の厚さは比較的容易に一様にす
ることができたが、感光性高分子材料の粘度と、ガラス
基板の回転速度との設定とをどのように行なっても、前
記したガラス基板の周辺部分に近い部分における感光性
高分子材料による暎の厚さに比べて、ガラス基板の中心
部分に近い部りにおける感光性高分子材料による膜の厚
さの方が小さくなり、結局、前記した２条件の設定の仕
）Ｊなどのようにしても、ガラフ曝（板上に形成さＩし
る感光性高分子材ｆｉににる膜ヲ。

それの厚さが全体的に一様な状態のものにすることがで
きないという点が問題になった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、基板上に形成させるべき膜の構成物質が溶媒
に溶解されている状態の液体の層を表面に付着させた基
板上に間隔を隔てて配設される蓋部材の構成形態を特殊
なものとすることにより、基板の回転中における基体の
中心部分からの溶媒の蒸発速度を、他の部分の蒸発速度
よりも早くなるようにして、基板上に一様な厚さの膜を
形成させることができるようにした回転する基板上に一
様な厚さの膜を形成させる塗布装置を提供したものであ
る。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の回転する基板上に一
様な厚さの膜を形成させる塗布装置の具体的な内容につ
いて詳絹に説明する。

第２図乃至第５図は、本発明の回転する基板上に一様な
厚さの膜を形成させる塗布装置の各界なる実施態様の縦
断側面図であって、第２図乃至第５図の各回において、
既述した第１図示の塗布装］ｆＩの構成部分と対応する
構成部分には、第１図中に使用した図面符号と同一の図
面符号が付されている。

第２図及び第３図における符号１４と、第４図及び第５
図における符号１６などはそれぞれ中蓋であり、前記の
中ｎ１．４，１６などは取付部材４，５によって上蓋２
に固着されることにより、それぞれ蓋購体を結成してい
る。

蓋栢体における上蓋２と容器１とはｔｊｓ番１３によっ
て連結されていて、蓋溝体は蝶番１３を中心にして図中
の矢印Ｒ方向に回動自在に開閉動作を行なうことができ
る。そして、前記したＴｌ’Ｎ体の開閉動作は、例えば
各図中に示されているワイヤ１８によって行なわれるよ
うにすることができる。

また、第２図乃至第５図中における符号１２は、高速回
転する基板７から遠心力によって飛ばされる液体を反射
させる反射板であって、この反射板１２に衝突して反射
する液体は、中蓋１４（１６）と基板７との間隙の方向
には向うことがないようにされるのである。

第２図及び第３図中に示されているＭ槽体における中蓋
１４は、それの中心部付近の領域１４ａと基板７０表面
との間隔が比較的大きな距離Ｌ１となされ、また、それ
の周辺部付近の領域１４ｃと基板７の表面との間隔が、
前記した距離Ｌ１につ０てＬＬ　）Ｌｌの関係にある距
離Ｌ２となされており、さらに、前記したように基板７
の表面からの距離がＬｌであるような中心部付近の領域
１４ａと、基板７の表面からの距離がＬｌであるような
周辺部付近の領域１４ｃとの中間の部分１４ｂは、基板
７の表面との距離が次第に変化している傾斜面となされ
ている。

また、第４図中及び第５図中に示されている蓋構体にお
ける中蓋１６は、それの中心部付近の領域１６ａと基板
７の表面との間隔が距離Ｌ１となされ、また、それの周
辺部１６ｃと基板７の表面との間隔＼２が、前記したＬ
ｌについて　ＬＬ　＞　Ｌｌの関係にある距１１ｉＬ２
となされており、さらに、前記したように基板７の表面
からの距離がＬｌとなされている中心部付近の領域１６
ａと、基板７の表面からの距離がＬｌとなされている周
辺部１６ｃとの中間、の部分１６ｂは、基板７０表面か
らの距離が次第に変化している傾斜面となされている。

第３図中に示されている中蓋１４にお（Ｊる中心部付近
Ｌ４ａには孔１５が穿設されており、また第５ｒ２Ｉ中
に示さ４している中蓋１６における中心部付近１６ａに
【よ孔１７が穿設されている。

第２図乃至第５図に示されている実施例では、中蓋１４
．１６における中心部付近の領域１４ａ、１６ａが直径
１）１０円形状であるとされており、また、第２図乃至
第５図（、ミーおいて、基＠７の直径はＩ〕２であると
されでいる。

中Ｂｔ４．ｔｓにおける中心部付近の領域１４ａ、１６
ａの直径ｌ−）■は、仮に中蓋１４，１６が第１図に示
されでいる中蓋のように平坦な形状で、かつ、無孔のも
のであったとし、その中蓋が基板７の表面からの距離が
Ｌｌの位置に配置されていて基板７が高速回転された場
合に、基板７上に形成された膜の厚さが一定な厚さを示
す外周部分に比べて薄い股が形成される範囲に略々対応
するようにして定められてもよい。

第２図と第３図とに示す実施例装置で使用されている中
蓋１４における周辺部付近の領域１４ｃと基板７の表面
との間隔Ｌ２、及び第４図と第５回とに示す実施例装置
で使用さオしている中蓋１Ｇにおける周辺部１４ｃと基
板７の表面との間隔Ｌ２は、基板７の上面から遠心力で
飛出した液体が反射板１２に衝突して跳返っても、それ
が基板７上に尺るようなことがないようにするために、
例えば５　ｍ　ｍというように比較的に小さな値に設定
される。

また、第２日乃至第５図示の実施例装置で使用されてい
る中１５１４　、１６における中心部付近の領域１４ａ
、１６ａと基板７の表面との１ｍ　Ｋｍ　Ｌ　１は、前
記した中蓋１４における周辺部付近１４ｃと基板７の表
面との間隔Ｌ２または中蓋ＩＧにおける周辺部１６ｃと
基板７の表面との間隔Ｌ２に比べて大きく設定されるの
であるが、既述もしたように、第２図及び第４図示の実
施例装置で使用される中Ｆ２１４．１６の中心部付近の
領域１４ａ、１６ａには孔が穿設されておらず、第３図
及び第５図示の実施例装置で使用されている中Ｍ１４，
１６の中心部付近の領域１４ａ。

１６ａには孔１．５，１．７が穿設されているから、第
２図乃至第５図示の実施例装置中で、中心部付近の領域
１４ａ、１６ａに孔３．５　、１７が穿設されていない
状態の中蓋１４．１６が使用されている第２図及び第４
図示の実施例装置における中蓋１４．１６の中心部付近
の領域１４ａ、１６ａと基板７の表面との間隔Ｌ１の方
が、中心部付近の領域１４ａ、１６ａに孔１５．１７が
穿設されている状態の中蓋１４，１６が使用されている
第３図及び第５図示の実施例装置の中Ｍ１４．１６にお
ける中心部イ、１近の領域１４ａ、１６ａと基板７の表
面との間隔Ｌ１に比べて大きく設定される。

実施例装置についＣ１実際の数１１１例を示すと次のと
おりである。ＤＩ−１２０ｍｍ、Ｄ２−３５５ｍｒｎ。

Ｌｌ−１５ｍｍ、Ｌ２−５ｍｍ、孔１５，１７の直径−
２ｍｍ　。

第２図乃至第５図示の実施例装置を用いて基板７（ガラ
ス基板７）の表面に一様な厚さの真を形成させるのには
、まず、上蓋２と中蓋１４（または１Ｇ）とが一体的に
結合されている状態の蓋栂体を蛎番１３により回動させ
て容器ｌを開放し、ターンテーブル６にガラス基板７を
結合する。

次に、駆動用モータＭによって低速回転されているター
ンテーブル６に結合されているガラス基板７上に、感光
性高分子材料をシンナーで稀釈することによって所定の
粘度にさ社た液体を図示されていないノズルから供給し
て、ガラス基′Ｆｉｌ上に前記した液体の被覆層を形成
させる。前記したノズルからの液体の供給を、ガラス基
Ｆｉ７の径方向にノズルを移動させながら行なうように
する゛ことは望ましい実施の態様である。

前記のようにして、ガラス基板７０′表面に液体の被覆
層が形成され終ったならば、ノズルを容器ｌ外に退避さ
せた後に蓋溝体を喋番１３で回動させると、容器Ｉは上
蓋２で密封状態にされる。この状態において、上蓋２に
取付部材４，５によって固着されている中蓋１４（また
は１６）は、それの各部がガラス基Ｆｉ７に対してそれ
ぞれ所定の間隔Ｌｌ。

Ｌ２を示すような状態で配置されることになるから、駆
動用モータＭを高速回転（例えば３００ｒｐｍ）させて
ターンテーブル６と一体的になさ九でいるガラス基板７
を高速回転させる。

約１分間にわたってガラス基板７を高速回転させた後に
、駆動用モータＭの回転数を低下させるとともに、蓋惜
体に開放した机態におい”Ｃ約数分間にわたっ゛ＣＣシ
ラノ基板７を低速回転させてから駆動用モータＭを停止
させる。

上記のようにしてガラス基板７の表面には、感光性高分
子材料にＪこる一様な厚さのＷ膜が形成さＪしるのであ
るが１次に、本発明装置によれはどのような理由によっ
てガラス基板７上に一様な厚さのＪＩ寡が形成さ汎うる
のかを説明する。

第１図示の従来例装置についての説明で明らかにしたよ
うに、第１図示の従来例装置によってガラス基板７−ヒ
に′Ｍ、膜を形成させようとした揚台には、ガラス基板
の周辺部分に近い部分におりる感光性高分子材料による
膜の厚さに比べＣ、ガラス基板７の中心部分に近い部分
における膜の厚さの方が小さくなっていたが、そＡＬは
、感光性高分子材料を溶解さ仕るのに用いら扛てぃた溶
媒が、ガラス基板７の高速回転中に恭発してガスとなり
、前記したガラス基板７の表面と平坦な中蓋３との間の
狭い空隙内に充満することにより、溶媒の蒸発が抑圧さ
れて液状に保持されている期間がガラス基板７の中心部
分に近い部分になる程長くなるために、ガラス基＠７の
中心部分に近い部分では液状に保持されている期間にわ
たり有効に働く遠心力の作用により膜の厚さが蒋くなる
ものと考えられる。

ところが、本発明の回転する基板上に一様な厚さの膜を
形成させる塗布装置では、基板の周辺部に近い部分の基
板の表面とのｒｌＪ７隔が小さく、基板の中心部に近い
部力の基板の表面との間隔が大きくなさ九でいる如き構
成形態を有する蓋部材、すなわち、傘状の蓋部材を、膜
の構成物質が溶媒に溶解されている状態の液体の層が付
着さ九でいる基板の上方に配設したことにより、ガラス
基板′ｌの中心部に近い部分でも溶媒のガス化が抑圧さ
れることがなく、ガラス基板上には一様な厚さの高分子
材料によるｎｓｉが容易に形成されうるのである。

ガラス基板７上に一様な厚さの膜を形成させるのには、
前記した傘状の蓋部材における中心部付近の領域の大き
さＤｌや、傘状の蓋部材の中心部付近の領域におけるガ
ラス基板７の表面からの間隔Ｌ１などは、ガラス基板７
の大きさＤ２、ガラス基板７の表面に塗布される液体の
粘度、ガラス基板７の回転数、傘状の蓋部材における周
辺部付近の領域あるいは周辺部とガラス基板７の表面と
の間隔Ｌ２、などが、それぞれ、所定のように設定され
るべきものである。

また、傘状の蓋部材における中心部付近の領域に孔１５
．１７を穿設すると、その孔を通してガスが流通して、
ガラス基板７の中心部付近の溶媒が然発し易くなるため
に、前記した孔の径を適当なものにすると、ガラス基板
７上に形成される薄膜の厚さを一層均一なものとして作
ることができる。

なお、第３図及び第５図に示されている実施例装置のよ
うに、傘状の蓋部材における中心部付近の領域に孔を穿
設した場合には、第２図及び第４図に示されている実施
例装置のように、傘状の蓋部材における中心部付近の領
域に孔が穿設されていない場合に比べて、ガラス基板７
の中心部付近がらの溶媒の蒸発が容易になるため、傘状
の蓋部材における中心部付近の領域における孔の有無に
よって、ガラス基板７上に形成させる膜の厚さを均一に
するための条件が互に異なるものになることはいうまで
もない。

（効果） 以上、詳紹に説明したところがら明らかなように、本発
明の回転する基板上に一様な厚さの膜を形成させる塗布
装置は、基板上に形成させるべき膜の構成物質が溶媒に
溶解されている状態の液体の層を表面に付着させた基板
を高速回転させて、基板上に一様な厚さの膜を形成させ
るようにした塗布装置において、基板の周辺部に近い部
分の基板の表面との間隔が小さく、基板の中心部に近い
部分の基板の表面との間隔が大きくなされている如き構
成形態を有する蓋部材を、膜の構成物質が溶媒に溶解さ
れている状態の液体の層が付着されている基板の上方に
配設させたり、前記のようにして配設される蓋部材とし
て、それの中心部付近に孔が穿設されているものを用い
て構成されている、回転する基板上に一様な厚さの暎を
形成させる塗布装置であるから、本発明装置によれば従
来例装置において問題となった欠点、すなわち、基板上
に均一な厚さのｆＪＩ　ｎ！５を形成させ得なかった点
を良好に解決して、基板上に均一な厚さの薄膜を容易に
形成させることができる。

【図面の簡単な説明】

！！８１図は従来の塗布装置の一例槽成のものの縦断側
面図、第２図乃至第５回は本発明装置の容具なる実施態
様の縦断側面図である。 １・・・容器、２・・・上蓋、３，１４．１６・・・中
蓋、４゜５・・・中蓋３を上蓋２に取付けるための取付
部材、６・・・ターンテーブル、７・・・ガラス基板、
８・・・回転軸、Ｍ・・・駆動用モータ、９・・・空気
孔、１０・・・管１０．１１・・・真空ポンプ、１２・
・・反射板、１３・・・ｔ＄、番、１５．１７・・・孔
、 代　理　人　弁理士　今　　間　　孝　　生□・　　ｒ
・、　　・′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に形成させるべき膜の構成物質が溶媒に溶解
   されている状態の液体の層を表面に付着させた基板を高
   速回転させて、基板上に一様な厚さの膜を形成させるよ
   うにした塗布装置であって、基板の周辺部に近い部分の
   基板の表面との間隔が小さく、基板の中心部に近い部分
   の基板の表面との間隔が大きくなさＪしている如き構成
   形態を有する蓋部材を、膜の構成物質が溶媒に溶解さオ
   ｔでいる状態の液体の層が付着されている基板の上方に
   配設させてなる回転する基板上に一様な厚さの膜を形成
   させる塗布装置 ２、基板上に形成させるべき膜の構成物質が溶媒に溶解
   され′Ｃいる状態の液体の層を表面に付着させた基板を
   高速回転させて、基板上に一様な厚さの膜を形成させる
   ようにした塗布装置であって、基板の周辺部に近い部分
   の基板の表面との間隔が小さく、基板の中心部に近い部
   分の基板の表面との間隔が大きくなされている如き構成
   形態を有する蓋部材を、膜の構成物質が溶媒に溶解され
   ている状態の液体の層が付着されている基板の上方に配
   設させるとともに、前記した蓋部材の中心部付近に孔を
   穿設してなる回転する基板上に一様な厚さの膜を形成さ
   せる塗布装置