JPS621547B2 - - Google Patents

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原盤、その他、所定なパター
ンを光学的な記録手段によつ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
としては、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
ピンナ法による薄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構成
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
であつた場合には、光学的情報記録媒体円盤に形
成されるべきピツ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、１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、Ｍは駆動用モータ、９は空気孔であ
つて、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１
１で吸引される空気によつてターンテーブル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
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１を密封
状態にし、ターンテーブル６によつてガラス基板
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つてガラス基
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上に振り掛かつた
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、
前記の原因によつてガラス基板７上に形成される
べき感光性高分子材料による膜の厚さが不均一に
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
であつた場合には、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
ラス基板上へ全体的に一様な厚さの膜を形成させ
ることも可能であつたが、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、例えば
1100オングストローム程度というように比較的に
薄いものであつた場合には、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つても、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
分子材料による膜の厚さに比べて、ガラス基板の
中心部分に近い部分における感光性高分子材料に
よる膜の厚さの方が小さくなり、結局、前記した
２条件の設定の仕方をどのようにしても、ガラス
基板上に形成される感光性高分子材料による膜
を、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つた。

（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、他の部分の蒸発送度よりも早くな
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細に説明する。

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異な
る実施態様の縦断側面図であつて、第２図乃至第
５図の各図において、既述した第１図示の塗布装
置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、前記の中蓋１４，１６などは取付部材
４，５によつて上蓋２に固着されることにより、
それぞれ蓋構体を構成している。

蓋構体における上蓋２と容器１とは蝶番１３に
よつて連結されていて、蓋構体は蝶番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、前記した蓋構体の
開閉動作は、例えば各図中に示されているワイヤ
１８によつ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から遠心力によつて飛ば
される液体を反射させる反射板であつて、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蓋構体にお
ける中蓋１４は、それの中心部付近の領域１４ａ
と基板７の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
ついてL1＞L2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L1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L2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
との間隔が、前記したL1についてL1＞L2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L1となされ
ている中心部付近の領域１６ａと、基板７の表面
からの距離がL2となされている周辺部１６ｃと
の中間の部分１６ｂは、基板７の表面からの距離
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における中心
部付近１４ａには孔１５が穿設されており、また
第５図中に示されている中蓋１６における中心部
付近１６ａには孔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１４
ａ，１６ａが直径D1の円形状であるとされてお
り、また、第２図乃至第５図において、基板７の
直径はD2であるとされている。

中蓋１４，１６における中心部付近の領域１４
ａ，１６ａの直径D1は、仮に中蓋１４，１６が
第１図に示されている中蓋のように平坦な形状
で、かつ、無孔のものであつたとし、その中蓋が
基板７の表面からの距離がL2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
分に比べて薄い膜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
図とに示す実施例装置で使用されている中蓋１６
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に衝突して跳返つても、それが基板
７上に戻るようなことがないようにするために、
例えば５mmというように比較的に小さな値に設定
される。

また、第２図乃至第５図示の実施例装置で使用
されている中蓋１４，１６における中心部付近の
領域１４ａ，１６ａと基板７の表面との間隔L1
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１６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
される中蓋１４，１６の中心部付近の領域１４
ａ，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蓋１
４，１６の中心部付近の領域１４ａ，１６ａには
孔１５，１７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１
４ａ，１６ａに孔１５，１７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１４
ａ，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蓋１４，１６における中
心部付近の領域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。

実施例装置について、実際の数値例を示すと次
のとおりである。D1…120mm、D2…355mm、L1…
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膜を形
成させるのには、まず、上蓋２と中蓋１４または
１６とが一体的に結合されている状態の蓋構体を
蝶番１３により回動させて容器１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によつて低速回転されて
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
ることによつて所定の粘度にされた液体を図示さ
れていないノズルから供給して、ガラス基板７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、ガラス基板７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７の表面に液体
の被覆層が形成され終つたならば、ノズルを容器
１外に退避させた後に蓋構体を蝶番１３で回動さ
せると、容器１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によつ
て固着されている中蓋１４または１６は、それの
各部がガラス基板７に対してそれぞれ所定の間隔
L1、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
されているガラス基板７を高速回転させる。

約１分間にわたつてガラス基板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、蓋構体を開放した状態において約数分
間にわたつてガラス基板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
光性高分子材料による一様な厚さの薄膜が形成さ
れるのであるが、次に、本発明装置によればどの
ような理由によつてガラス基板７上に一様な厚さ
の膜が形成され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つてガ
ラス基板７上に薄膜を形成させようとした場合に
は、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に比べて、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
方が小さくなつていたが、それは、感光性高分子
材料を溶解させるのに用いられていた溶媒が、ガ
ラス基板７の高速回転中に蒸発してガスとなり、
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、ガラス基板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薄くなるものと考え
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、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れている
基板の上方に配設したことにより、ガラス基板７
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
分子材料による膜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D1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
が蒸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
近か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
によつて、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、詳細に説明したところから明らかなよう
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膜を形成させ
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つた欠点、すなわち、基
板上に均一な厚さの薄膜を形成させ得なかつた点
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】

第１図は従来の塗布装置の一例構成のものの縦
断側面図、第２図乃至第５図は本発明装置の各異
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
…蝶番、１５，１７…孔。

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つて、
   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つて、
   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。