(57)【要約】【課題】  スピンコート中に照射する紫外線等の放射線の照射領域をより正確に制御する。【解決手段】  光記録媒体の回転径Ｄ０よりも大きい第１の開口部１１１ａが形成された下部カバー１１１及び回転径Ｄ０よりも小さい第２の開口部１１２ａが形成された上部カバー１１２を有するスピンカップ１１０と、光記録媒体１０を第１の開口部１１１ａからスピンカップ１１０内に供給するとともに、スピンカップ１１０内に供給された光記録媒体１０を回転させる駆動部１２０と、光記録媒体１０の表面に塗布された塗布液に第２の開口部１１２ａを介して放射線を照射する照射部１３０とを備える。これにより、スピンカップ１１０の上部カバー１１２が紫外線等の放射線マスクを兼ねることができることから、全体の機構を複雑化させることなく、放射線の照射領域を非常に正確に制御することが可能となる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の回転径よりも大きい第１の開口部が形成された下部カバー及び前記回転径よりも小さい第２の開口部が形成された上部カバーを有するスピンカップと、
前記基体を前記第１の開口部から前記スピンカップ内に供給するとともに、前記スピンカップ内に供給された前記基体を回転させる駆動部と、
前記基体の表面に塗布された塗布液に前記第２の開口部を介して放射線を照射する照射部と、を備えることを特徴とする回転塗布装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の開口部がいずれも円形であり、同心円状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転塗布装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記基体を前記スピンカップ内に搬送する搬送機構と、前記基体を回転させる回転機構とを含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転塗布装置。
【請求項４】
前記搬送機構は、前記照射部によって前記放射線を照射する前の段階では、前記基体を前記スピンカップ内の第１の処理位置に保持し、前記照射部によって前記放射線を照射する段階では、前記基体を前記第１の処理位置よりも前記第２の開口部に近い第２の処理位置に保持することを特徴とする請求項３に記載の回転塗布装置。
【請求項５】
前記スピンカップの前記上部カバーは、前記第２の処理位置に保持された前記基体の最外周よりもさらに径方向外側の空間へ放射される前記放射線を遮蔽する機能を有することを特徴とする請求項４に記載の回転塗布装置。
【請求項６】
前記照射部が紫外線ランプであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転塗布装置。
【請求項７】
基体をスピンカップ内の第１の処理位置に保持する第１のステップと、
前記基体を回転させることにより、前記基体の表面に塗布液を塗り広げる第２のステップと、
前記基体を前記第１の処理位置よりも前記スピンカップの開口部に近い第２の処理位置に保持する第３のステップと、
前記スピンカップの前記開口部を介して、前記基体の前記表面に塗布された前記塗布液に放射線を照射する第４のステップと、を備えることを特徴とする回転塗布方法。
【請求項８】
前記第４のステップを行った後、さらに放射線を照射することによって前記塗布液をさらに硬化させる第５のステップをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の回転塗布方法。
【請求項９】
前記第４のステップを行った後、前記第５のステップを行う前に、前記基体の前記表面に他の塗布液を塗り広げる第６のステップをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の回転塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転塗布装置及び回転塗布方法に関し、特に、紫外線等を照射することによって、基体に回転塗布した塗布液を硬化させるための回転塗布装置及び回転塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に代表される光記録媒体は、通常、反射層や保護層などの各種の層を基板上に順次形成することにより作製される。このうち、ＣＤやＤＶＤに用いられる保護層や、次世代型の光記録媒体に用いられる光透過層は、所定厚みのシートを貼り付けたり、回転塗布法（スピンコート法）によって形成される。ＣＤやＤＶＤに用いられる保護層や、次世代型の光記録媒体に用いられる光透過層は、通常、紫外線硬化性樹脂によって構成され、スピンコート法により未硬化の紫外線硬化性樹脂（塗膜）を均一に塗布した後、紫外線を照射することによって形成される。
【０００３】
スピンコート中における塗膜の膜厚は、遠心力によってほぼ均一となるが、回転を停止すると表面張力によってディスクの最外周部分で盛り上がりが生じることがある。このような現象は、ＣＤやＤＶＤに用いられる保護膜のように、塗膜の膜厚が十分に薄い場合（約１０μｍ程度）には僅かであるが、次世代型の光記録媒体に用いられる光透過層のように、膜厚が比較的厚く（約１００μｍ程度）、しかも、高い膜厚精度が要求される場合には大きな問題となる。
【０００４】
この問題は、スピンコート中に弱い紫外線を照射することによって一旦紫外線硬化性樹脂を半硬化させ、その後、回転を停止させて再び紫外線を照射し、これをさらに硬化させることによって解決することができる（特許文献１参照）。
【０００５】
ところが、スピンコート中に紫外線を照射すると、遠心力により光記録媒体の径方向外側の空間へ振り切られた塗布液にも紫外線が照射されてしまい、この場合、図７に示すように、紫外線硬化性樹脂１２が光記録媒体１０の最外周部分を超えた部分で硬化してしまう。このような不要な紫外線硬化性樹脂が最外周部分を超えた部分で形成された場合、その後の工程でこれを除去する必要があることから、工程数の増大をもたらすという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するためには、紫外線がスピンコート中に振り切られた塗布液に照射されないよう、紫外線マスクを用いて外周部分を遮蔽するという方法が考えられる。
【０００７】
図８は、紫外線マスクを有する従来の回転塗布装置の構造を概略的に示す断面図である。
【０００８】
図８に示すように、従来の回転塗布装置２００は、スピンカップ２１０と、回転機構２２０と、紫外線ランプ２３０とを備えており、表面に塗布液が供給された光記録媒体の中間体１０（以下、単に「光記録媒体１０と呼ぶ」）は、図示しないハンドリング機構により、スピンカップ２１０の上部カバー２１２に設けられた開口部２１２ａを介してスピンテーブル２２６に載置される。スピンテーブル２２６に載置された光記録媒体１０は回転機構２２０によって回転し、これにより、その表面に供給されていた塗布液がほぼ均一に塗り広げられる。余分な塗布液は遠心力によって振り切られ、スピンカップ２１０内に排出される。
【０００９】
この状態で紫外線ランプ２３０を点灯（或いは図示しないシャッタを開放）すると、光記録媒体１０のほぼ全面には紫外線２３１が照射されるものの、光記録媒体１０の最外周よりもさらに径方向外側の空間へ放射される紫外線２３１ａは、紫外線マスク２３２によって遮られ、スピンカップ２１０内には届かない。
【００１０】
このため、遠心力によって光記録媒体１０の径方向外側の空間へ振り切られた塗布液には紫外線が照射されず、したがって、振り切られた塗布液は全く硬化しない。これにより、塗布液が光記録媒体の最外周部分を超えた部分で硬化することがないので、このような不要部分を除去する工程が不要となる。
【特許文献１】特開２００３−１６２８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の回転塗布装置２００では、光記録媒体１０と紫外線マスク２３２との距離が大きく離れているため、回折現象により紫外線２３１の照射領域が径方向に広がったり、エッジ部分が不鮮明となったりする。このため、最外周部分を超えて硬化した不要部分が僅かに形成されたり（図７参照）、最外周部分における塗膜の盛り上がりを十分に防止できないという問題があった。
【００１２】
この問題は、紫外線マスク２３２を光記録媒体１０の近くに配置すれば解決するが、この場合には、紫外線マスク２３２が光記録媒体１０の搬送の妨げとなることから、紫外線マスク２３２を可動式にする必要があるなど、全体の機構を複雑化させてしまう。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、全体の機構を複雑化させることなく、スピンコート中に照射する紫外線等の放射線の照射領域をより正確に制御可能な回転塗布装置、並びに、このような回転塗布装置を用いた回転塗布方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による回転塗布装置は、基体の回転径よりも大きい第１の開口部が形成された下部カバー及び前記回転径よりも小さい第２の開口部が形成された上部カバーを有するスピンカップと、前記基体を前記第１の開口部から前記スピンカップ内に供給するとともに、前記スピンカップ内に供給された前記基体を回転させる駆動部と、前記基体の表面に塗布された塗布液に前記第２の開口部を介して放射線を照射する照射部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このように、本発明による回転塗布装置では、スピンカップの上部カバーに形成された第２の開口部が基体の回転径よりも小さいことから、これが紫外線等の放射線マスクを兼ねることができる。したがって、全体の機構を複雑化させることなく、放射線の照射領域を非常に正確に制御することが可能となる。
【００１６】
本発明において、第１及び第２の開口部がいずれも円形であり、同心円状に配置されていることが好ましい。これによれば、光記録媒体のように円形の基体に塗膜を形成することが可能となる。
【００１７】
スピンカップは、塗布液を回収可能な収容部をさらに有していることが好ましい。これによれば、遠心力によって振り切られた余分な塗布液を回収することが可能となる。
【００１８】
駆動部は、基体をスピンカップ内に搬送する搬送機構と、基体を回転させる回転機構とを含んでいることが好ましい。この場合、搬送機構は、照射部によって放射線を照射する前の段階では、基体を前記スピンカップ内の第１の処理位置に保持し、照射部によって放射線を照射する段階では、基体を第１の処理位置よりも第２の開口部に近い第２の処理位置に保持することが好ましい。これによれば、照射部より放射される放射線のうち、第２の処理位置に保持された基体の最外周よりもさらに径方向外側の空間へ放射される放射線は、上部カバーによって遮られることから、遠心力によって振り切られた塗布液には放射線は照射されず、したがって、最外周部分を超えて硬化した不要部分が形成されることがない。また、回転機構によって基体を回転させる段階では、基体を第２の開口部から相対的に遠い第１の処理位置に保持していることから、遠心力によって振り切られた塗布液が上部カバーに付着することもない。
【００１９】
また、照射部として紫外線ランプを用いれば、塗布液の材料として紫外線硬化性樹脂を用いることができる。
【００２０】
本発明による回転塗布方法は、基体をスピンカップ内の第１の処理位置に保持する第１のステップと、前記基体を回転させることにより、前記基体の表面に塗布液を塗り広げる第２のステップと、前記基体を前記第１の処理位置よりも前記スピンカップの開口部に近い第２の処理位置に保持する第３のステップと、前記スピンカップの前記開口部を介して、前記基体の前記表面に塗布された前記塗布液に放射線を照射する第４のステップとを備えることを特徴とする。
【００２１】
このように、本発明による回転塗布方法では、基体の表面に塗布液を塗り広げた後、基体をスピンカップの開口部に近づけてから塗布液に放射線を照射しているので、開口部の径を基体の回転径よりも小さく設定することにより、スピンカップ自体を放射線マスクとして兼用することが可能となる。
【００２２】
本発明による回転塗布方法は、第４のステップを行った後、さらに放射線を照射することによって塗布膜をさらに硬化させる第５のステップをさらに備えることが好ましい。この場合、第４のステップを行った後、第５のステップを行う前に、基体の表面に他の塗布液を塗り広げる第６のステップをさらに備えることがより好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明によれば、全体の機構を複雑化させることなく、スピンコート中に照射する紫外線等の放射線の照射領域をより正確に制御することが可能となる。したがって、紫外線硬化性樹脂等を一旦半硬化させその後本硬化させることが好ましい、次世代型光記録媒体の光透過層を形成する場合に特に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の好ましい実施形態による回転塗布装置１００の構造を概略的に示す断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態による回転塗布装置１００は、基体である円盤状の光記録媒体の中間体１０（以下、単に「光記録媒体１０と呼ぶ」）に例えば光透過層を形成するための装置であり、スピンカップ１１０と、駆動部１２０と、紫外線ランプ（照射部）１３０によって構成されている。
【００２７】
スピンカップ１１０は、下部カバー１１１、上部カバー１１２及び収容部１１３によって構成されており、下部カバー１１１には第１の開口部１１１ａが形成され、上部カバー１１２には第２の開口部１１２ａが形成されている。図１及び略上面図である図２に示すように、第１の開口部１１１ａ及び第２の開口部１１２ａはいずれも円形であり、基体である光記録媒体１０とほぼ同心円となる構造を有している。
【００２８】
ここで、光記録媒体１０の径をＤ０、第１の開口部１１１ａの径をＤ１、第２の開口部１１２ａの径をＤ２とすると、これらＤ０、Ｄ１及びＤ２の関係は、
Ｄ２<Ｄ０<Ｄ１
に設定されている。このことは、光記録媒体１０を第２の開口部１１２ａから、つまり上側からスピンカップ１１０内に搬入することができず、第１の開口部１１１ａから、つまり下側からスピンカップ１１０内に搬入する必要があることを意味する。図８を用いて説明したように、一般的な回転塗布装置では、第２の開口部１１２ａに対応する開口部の径（Ｄ２）が光記録媒体の径（Ｄ０）よりも十分に大きく（Ｄ２>Ｄ０）、このため、光記録媒体を上側からスピンカップ内に搬入可能であるのと対照的である。
【００２９】
駆動部１２０は、光記録媒体１０を第１の開口部１１１ａからスピンカップ１１０内に搬入するとともに、スピンカップ１１０内に搬入された光記録媒体１０を回転させる役割を果たす。具体的に説明すると、駆動部１２０は、ボールスライド軸１２１と、ボールスライド軸１２１を駆動する上下用モータ１２２と、ボールスライド軸１２１に連動するスライドユニット１２３と、スライドユニット１２３に固定された回転用モータ１２４と、回転用モータ１２４により駆動される回転軸１２５と、回転軸１２５に固定されたスピンテーブル１２６とを備えている。本実施形態において、ボールスライド軸１２１、上下用モータ１２２及びスライドユニット１２３は、光記録媒体１０をスピンカップ１１０内に搬送する「搬送機構」を構成し、回転用モータ１２４、回転軸１２５及びスピンテーブル１２６は、光記録媒体１０を回転させる「回転機構」を構成している。スピンテーブル１２６に載置される光記録媒体１０は、図示しないチャッキング機構によりスピンテーブル１２６上に固定される。
【００３０】
紫外線ランプ１３０は、上部カバー１１２に設けられた第２の開口部１１２ａを介して、光記録媒体１０の表面に塗布された紫外線硬化性の塗布液（図示せず）に紫外線を照射するためのランプである。
【００３１】
以上が、本実施形態による回転塗布装置１００の構造である。次に、本実施形態による回転塗布装置１００の動作、つまり本実施形態による回転塗布方法について説明する。
【００３２】
図３は、本発明の好ましい実施形態による回転塗布方法を説明するためのフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って、本実施形態による回転塗布方法について説明する。
【００３３】
まず、図示しないディスペンサー（塗布液供給装置）を用いて光記録媒体１０の表面に紫外線硬化性の塗布液を供給した後（ステップＳ１）、光記録媒体１０を回転塗布装置１００に搬送し、スピンテーブル１２６に載置する（ステップＳ２）。回転塗布装置１００への搬送及び搬出は、スピンテーブル１２６がスピンカップ１１０の下部カバー１１１よりもさらに下側に保持された状態、つまり搬入／搬出位置にて行われる。図１は、スピンテーブル１２６及び光記録媒体１０が搬入／搬出位置に保持された状態が示されている。
【００３４】
次に、上下用モータ１２２による駆動によりスピンテーブル１２６を上昇させ、光記録媒体１０を回転位置（第１の処理位置）まで移動させた後（ステップＳ３）、回転用モータ１２４によってスピンテーブル１２６を回転させる（ステップＳ４）。スピンテーブル１２６及び光記録媒体１０が回転位置に保持された状態は図４に示されている。図４に示すように、回転位置とは、光記録媒体１０が第１の開口部１１１ａを下側から通過し、スピンカップ１１０に収容される位置であり、この場合、光記録媒体１０と第２の開口部１１２ａとの距離はＬ１である。
【００３５】
光記録媒体１０を回転させると、その表面に供給されていた塗布液がほぼ均一に塗り広げられ、図４に示すように、余分な塗布液は遠心力によって振り切られ、収容部１１３に溜められる。
【００３６】
次に、スピンテーブル１２６を回転させたまま、上下用モータ１２２による駆動によりスピンテーブル１２６をさらに上昇させ、光記録媒体１０を照射位置（第２の処理位置）まで移動させた後（ステップＳ５）、紫外線ランプ１３０を点灯（或いは図示しないシャッタを開放）する（ステップＳ６）。このとき照射する紫外線の量は、光記録媒体１０の表面にスピンコートされた塗布液が完全に硬化しない程度の量、例えば、積算光量を３００ｍＪ程度に設定する。スピンテーブル１２６及び光記録媒体１０が照射位置に保持された状態は図５に示されている。図５に示すように、照射位置は回転位置よりもさらに上方であり、光記録媒体１０と第２の開口部１１２ａとの距離をＬ２とすると、回転位置におけるこれらの距離Ｌ１と照射位置におけるこれらの距離Ｌ２との関係は、
Ｌ１>Ｌ２
となっている。
【００３７】
光記録媒体１０が照射位置に保持されると、紫外線ランプ１３０より照射される紫外線１３１のうち、光記録媒体１０の最外周よりもさらに径方向外側の空間へ放射される紫外線１３１ａは、上部カバー１１２によって遮られ、スピンカップ１１０内には届かない。このため、遠心力によって光記録媒体１０の径方向外側の空間へ振り切られた塗布液には紫外線が照射されず、振り切られた塗布液は全く硬化しない。したがって、塗布液が光記録媒体の最外周部分を超えた部分で硬化することがないので、このような不要部分を除去する工程が不要となる。また、より多くの塗布液を回収することも可能となる。
【００３８】
しかも、照射位置にある光記録媒体１０と第２の開口部１１２ａとの距離（Ｌ２）が非常に近いことから回折の影響が少なく、このため、紫外線１３１を照射する領域と遮蔽する領域との境界を高精度に調整することが可能となる。紫外線１３１を照射する領域と遮蔽する領域との境界は、光記録媒体１０の最外周と一致させることが理想であるが、多少のマージンを考慮して、光記録媒体１０の最外周から僅かに内側に設定しても構わない。以上により、光記録媒体１０の表面に塗布された紫外線硬化性樹脂はその流動性が大幅に低下し、半硬化した状態となる。
【００３９】
このようにして半硬化が完了すると、回転用モータ１２４によるスピンテーブル１２６の回転を停止し（ステップＳ７）、図１に示す搬送／搬入位置までこれらを移動させた後（ステップＳ８）、光記録媒体を回転塗布装置１００外へ搬出する。
【００４０】
その後は、図示しない紫外線照射装置を用いて、半硬化した塗膜に対して十分な量の紫外線、例えば、積算光量３０００ｍＪ程度の紫外線を照射し、これをさらに硬化させれば一連の工程が完了する。このとき、半硬化によって塗膜の流動性が十分に低下していることから、表面張力によって塗膜がディスクの最外周部分で盛り上がるといった問題が生じることはない。このため、次世代型の光記録媒体に用いられる光透過層のように、膜厚の比較的厚い層を高精度に形成することが可能となる。
【００４１】
尚、本実施形態による回転塗布装置１００を用いて塗膜を半硬化させた後、これを本硬化させる前に、同じ回転塗布装置１００又は別の回転塗布装置を用いて、ハードコート層を形成することも好ましい。
【００４２】
この以上説明したように、本実施形態による回転塗布装置１００では、スピンカップ１１０の上部カバー１１２が紫外線マスクを兼ねていることから、全体の機構を複雑化させることなく、紫外線の照射領域を非常に正確に制御することが可能となる。
【００４３】
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上記実施形態による回転塗布装置１００では、塗膜の半硬化のみを行い、本硬化は別の紫外線照射装置を用いているが、回転を停止した後（ステップＳ７）、図６に示すように、上下用モータ１２２による駆動によりスピンテーブル１２６を例えば回転位置まで下降させた後、再び紫外線ランプ１３０を点灯（或いは図示しないシャッタを開放）することによって、塗膜を本硬化させても構わない。この場合、光記録媒体１０の位置としては、当然ながら、光記録媒体１０の最外周まで紫外線１３１が照射されるような位置まで下げる必要がある。この方法によれば、同じ装置で本硬化まで行うことから製造効率は低下するものの、別途紫外線照射装置を用いる必要が無くなる。
【００４５】
また、上記実施形態では、塗布液として紫外線硬化性樹脂を用い、紫外線を照射することによってこれを半硬化させているが、本発明がこれに限定されるものではなく、塗布液の種類に応じて他の放射線によって半硬化させても構わない。
【００４６】
さらに、上記実施形態では、固定されたスピンカップ内に光記録媒体が搬送機構によって搬送されているが、スピンカップ側が動くことによって、光記録媒体がスピンカップ内に搬送されるよう構成しても構わない。
【００４７】
また、上記実施形態では、基体として光記録媒体を選択しているが、基体が光記録媒体に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の好ましい実施形態による回転塗布装置１００の構造を概略的に示す断面図である。
【図２】回転塗布装置１００の略上面図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による回転塗布方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】光記録媒体１０が回転位置に保持された状態を示す略断面図である。
【図５】光記録媒体１０が照射位置に保持された状態を示す略断面図である。
【図６】回転塗布装置１００によって全硬化を行う方法を説明するための略断面図である。
【図７】紫外線硬化性樹脂１２が光記録媒体１０の最外周部分を超えて硬化した状態を示す略斜視図である。
【図８】従来の回転塗布装置２００の構造を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０        光記録媒体
１００      回転塗布装置
１１０      スピンカップ
１１１      下部カバー
１１１ａ    第１の開口部
１１２      上部カバー
１１２ａ    第２の開口部
１１３      収容部
１２０      駆動部
１２１      ボールスライド軸
１２２      上下用モータ
１２３      スライドユニット
１２４      回転用モータ
１２５      回転軸
１２６      スピンテーブル
１３０      紫外線ランプ
１３１      紫外線
１３１ａ    遮蔽される紫外線
【図１】
2006007028.tif 000003
【図２】
2006007028.tif 000004
【図３】
2006007028.tif 000005
【図４】
2006007028.tif 000006
【図５】
2006007028.tif 000007
【図６】
2006007028.tif 000008
【図７】
2006007028.tif 000009
【図８】
2006007028.tif 000010