(57)【要約】【課題】小径の光ディスクであっても均一な膜厚にてスピンコートによる塗膜の形成を行うことができ、生産性にも優れた実用性の高い光ディスクの製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】仮中心孔１を有する基板１０上に、少なくとも記録層１１を形成した後、記録層１１上に光透過層１２を被覆するに当たり、仮中心孔１の下面側開口部を閉塞して、閉塞された仮中心孔１内に光透過層形成用材料３を滴下した後、基板１０を回転させることにより、光透過層形成用材料３をスピンコートする光ディスクの製造方法である。仮中心孔１の下面側開口部の閉塞は、基板１０の下側面にシール部材２を貼着することにより行うことができる。また、上記製造方法に使用し、基板１０を固定するための保持部と、仮中心孔１の下面側開口部を閉塞可能な密着部と、を有するスピナー皿を備える光ディスクの製造装置である。【選択図】        図１
2005063492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮中心孔を有する基板上に、少なくとも記録層を形成した後、該記録層上に光透過層を被覆するに当たり、前記仮中心孔の下面側開口部を閉塞して、該閉塞された仮中心孔内に光透過層形成用材料を滴下した後、前記基板を回転させることにより、該光透過層形成用材料をスピンコートすることを特徴とする光ディスクの製造方法。
【請求項２】
少なくとも前記仮中心孔近傍における前記光透過層形成用材料の硬化を、前記仮中心孔の下面側開口部を閉塞した状態のままで行う請求項１記載の光ディスクの製造方法。
【請求項３】
前記基板として、前記記録層形成位置の内周側端部から前記仮中心孔の周囲までの範囲の全体または一部において、厚みが緩徐に薄くなっているものを用いる請求項１または２記載の光ディスクの製造方法。
【請求項４】
前記基板として、前記スピンコート後、硬化させた前記光透過層形成材料の塗膜において前記仮中心孔に対応する部位に形成される凹部斜面の傾斜角度が、７°以下となるものを用いる請求項１〜３のうちいずれか一項記載の光ディスクの製造方法。
【請求項５】
前記仮中心孔の下面側開口部の閉塞を、前記基板の下側面にシール部材を貼着することにより行う請求項１〜４のうちいずれか一項記載の光ディスクの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のうちいずれか一項記載の製造方法に使用する光ディスクの製造装置であって、前記基板を固定するための保持部と、前記仮中心孔の下面側開口部を閉塞可能な密着部と、を有するスピナー皿を備えることを特徴とする光ディスクの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスクの製造方法および製造装置に関し、詳しくは、小径の光ディスクであっても均一な膜厚にて塗膜の形成を行うことができる光ディスクの製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年提案され、発売されたＢｌｕ−ｒａｙディスクのような高ＮＡ（開口数）のディスクには、通常、膜厚１００μｍ程度の薄い光透過層が形成されている。この光透過層の形成には、種々の方法が適用されるが、製造コストなどの面から有効な方法として、スピンコート法が挙げられる。スピンコート法とは、ディスク基板上に塗布液を滴下するとともに基板を回転させて、塗布液を基板上に拡散させることにより、基板上に塗膜を形成する塗布方法の一種である。スピンコート法では、塗布液の粘度や回転速度を適宜調整することにより、所望の膜厚の膜形成が可能である。
【０００３】
ところが、光ディスク基板には、成形工程におけるスタック性やスパッタ時におけるマスク保持性を確保する等の便宜から、一般に、中央部に孔が設けられている。そのため、半導体ウェハー等の平板の場合とは異なり、中心部に塗布液を供給することができず、中心孔を避けてその外側からスピンコートを行うことになり、結果として内周側から外周側に向かい最大１０％程度の膜厚勾配が生じてしまうという問題があった。
【０００４】
ディスク基板上にスピンコートにより均一な膜を形成するための技術としては、例えば、特許文献１〜特許文献４に、基板の中心の孔部を回転円板やキャップ等により塞いだ状態で膜形成を行うことにより、膜厚の均一な塗膜を形成する技術が記載されている。また、特許文献５には、中心孔に代えて、回転の位置決めのための凹部と、基板の保持手段とを設けた記録媒体が記載されている。さらに、特許文献６には、基材表面に温度分布を生じさせることにより、液状樹脂の粘度を調節して、膜厚の均一な硬化膜を形成する技術が記載されている。さらにまた、特許文献７には、中心孔を設けずに膜を形成した後、中心穴を打ち抜く加工を行う製造方法に係る技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１９５２５０号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】
特開平１１−２１３４５９号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】
特開平１１−６６６４７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献４】
特開２００２−１８４０４７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献５】
特開２００１−２４６６４３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献６】
特開２００３−３３７１３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献７】
特開平１０−４０５８４号公報（特許請求の範囲等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ディスク基板上へのスピンコート塗布に関しては、種々の技術が提案されてきている。しかし、上記技術はいずれも、中心孔径１５ｍｍで記録領域を半径２０ｍｍ〜５９ｍｍ程度の部分に有する直径１２０ｍｍのディスクを前提としたものであり、これより小径の、例えば、半径８ｍｍ〜１４．５ｍｍ程度の部分に記録領域を有するディスクについては全く想定されていない。即ち、半径２０ｍｍ〜５９ｍｍ程度の記憶領域の場合には数％程度の膜厚分布での均一成膜が達成できても、これより小径の記憶領域については、十分な均一性が得られるものではなかった。
【０００７】
例えば、特許文献１〜特許文献４に記載されている各種治具により中心孔を塞いでスピンコートを行う技術の場合には、治具やハンドリングのための部材全体を小さくすることで小径ディスクへの対応は可能であるが、上記したような小径領域では治具の影響を完全になくすことは不可能であり、要求基準を超える膜厚分布の発生を防止することはできなかった。中心孔を塞ぐ治具として薄いシールを基板上に貼る方法を用いた場合、ディスク内の膜厚分布は良好となるが、この場合でも、シール自体の厚み（１０〜５０μｍ）や貼り残しにより生ずる段差に起因してスジ状の塗膜欠陥が発生する場合があった。また、記録面を汚さずに、かつ、偏芯させずに、小さなシールを連続して精確に貼る装置を実現することは技術的に困難であり、生産性の点で問題があった。
【０００８】
また、特許文献５に記載の基板に凹部と保持手段とを設けた技術の場合も、保持手段近傍の半径３０ｍｍ程度までの小径領域において５〜２０μｍ程度の膜厚分布が生じてしまい、小径領域の均一分布には対応し得なかった。さらに、特許文献６に記載の温度分布を用いた技術においても、上記程度の小径領域において数マイクロメートルオーダーの膜厚調整を行い、十分要求基準を満たす均一塗膜を形成することは実際上困難であった。
【０００９】
なお、特許文献７に記載の中心孔のない基板を用いる技術においては、膜厚の均一性は小径領域においても非常に良好であるが、孔のない基板の場合、内周のマスク部分の位置固定が物理的に不可能であるため、環状スパッタエリアを形成するのが困難であるという問題がある。磁力等の補助手段を用いることもできるが、精密な位置出しや磁石の取り出し機構の再現性等に難がある。また、スピンコート後の打ち抜き時の偏芯精度を出すことが困難であり、成形、成膜までのハンドリング、スタック性にも乏しく、生産性の点で十分実用的な技術とは言えなかった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、小径の光ディスクであっても均一な膜厚にてスピンコートによる塗膜の形成を行うことができ、また、生産性にも優れた実用性の高い光ディスクの製造方法および製造装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、ディスクの小径領域においても膜厚分布を生じさせることなく、均一な光透過層を歩留良く成膜できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明の光ディスクの製造方法は、仮中心孔を有する基板上に、少なくとも記録層を形成した後、該記録層上に光透過層を被覆するに当たり、前記仮中心孔の下面側開口部を閉塞して、該閉塞された仮中心孔内に光透過層形成用材料を滴下した後、前記基板を回転させることにより、該光透過層形成用材料をスピンコートすることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明においては、少なくとも前記仮中心孔近傍における前記光透過層形成用材料の硬化を、前記仮中心孔の下面側開口部を閉塞した状態のままで行うことが好ましい。また、前記基板としては、前記記録層形成位置の内周側端部から前記仮中心孔の周囲までの範囲の全体または一部において、厚みが緩徐に薄くなっているものを用いることが好ましく、また、前記スピンコート後、硬化させた前記光透過層形成材料の塗膜において前記仮中心孔に対応する部位に形成される凹部斜面の傾斜角度が、７°以下となるものを用いることも好ましい。さらに、前記仮中心孔の下面側開口部の閉塞は、前記基板の下側面にシール部材を貼着することにより行うことができる。
【００１４】
本発明の光ディスクの製造方法は、仮中心孔を有する基板上に、少なくとも記録層を形成した後、この記録層上に光透過層を被覆形成する工程に係るものであり、特に、従来に比し小径の、例えば、半径８ｍｍ程度の部分から記録領域を有するディスクの製造に好適に適用される技術である。
【００１５】
また、本発明の光ディスクの製造装置は、上記本発明の製造方法に使用する光ディスクの製造装置であって、前記基板を固定するための保持部と、前記仮中心孔の下面側開口部を閉塞可能な密着部と、を有するスピナー皿を備えることを特徴とするものである。
【００１６】
この本発明の製造装置によれば、基板の固定および仮中心孔の閉塞を容易かつ確実に行うことができ、上記本発明の製造方法を効率よく実施することが可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の一好適例の製造方法の説明図を示す。図１（イ）に示すように、本発明においては、基板１０の仮中心孔１の下面側開口部を閉塞した状態でスピンコートを行う点に特徴がある。即ち、図１（ロ）に示すように、下面側開口部の閉塞された仮中心孔１内に光透過層形成用材料３を滴下して、その後、基板１０を回転させることにより、同図（ハ）に示すように、記録層１１上に光透過層形成用材料３の塗膜を形成する。さらに、これを紫外線照射等により硬化させ、完成品の中心孔を打ち抜くことで、同図（ニ）に示すように、光透過層１２が形成され、仮中心孔１よりも大径の完成品の中心孔４を有する光ディスクを得ることができる。また、あらかじめ完成品の中心孔と同径にて仮中心孔１を形成しておき、成膜後、仮中心孔１内に形成された塗膜を打ち抜くことで、仮中心孔１と同じ大きさの中心孔を有する光ディスクを得ることもできる。
【００１８】
本発明によれば、従来方法に係る治具や保持手段等による塗膜への影響をなくすことができるので、小径領域においても要求基準を十分満足する均一な膜厚を実現することができる。また、基板上にシールを貼り付ける場合のような塗膜欠陥の発生するおそれもない。さらに、仮中心孔１を有する基板１０を用いる技術であるため、成形時のスタック性やスパッタ時のマスク保持性の点でも優れており、高い生産性を実現することができる。
【００１９】
本発明においては、図示するように、仮中心孔１の下面側開口部を閉塞した状態でスピンコートを行う点が重要であり、その具体的方法については特に制限されるものではないが、例えば、図１に示すように、基板１０の下側面にシール部材２を貼着する方法を用いることができる。シール部材２としては、一般的な粘着性シールを用いればよく、特に制限されるものではない。また、貼着範囲は、仮中心孔１を塞ぐことができるものであれば、完成品の中心孔４に当たる範囲よりも大きくてもよいので、シール部材２のサイズや形状についても特に制限はなく、この点でも生産性に優れている。
【００２０】
仮中心孔１の下面側開口部を閉塞する方法としては、例えば、図２に示すようなスピナー皿２０を備える製造装置を用いることもできる。図示するスピナー皿２０は、基板１０を固定するための保持部２１と、仮中心孔１の下面側開口部を閉塞可能な密着部２２とを有し、密着部２２の上面が基板１０の仮中心孔１の外縁に密着する構造を有する。
【００２１】
図示する密着部２２は、基板１０端部でのシール性を上げるために、ゴム弾性を有するシリコーン樹脂等や、平滑性に優れ、かつ硬化形成される光透過層との剥離が容易であるポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素樹脂等、または、これらの材料により表面を被覆するなどの表面加工を施したものなどを用いて形成することが好ましく、シール部材２と同様に仮中心孔１を塞ぐことができるものであれば、サイズや形状等については任意に選択することができる。また、保持部２１は、基板１０に密着して固定する機能を奏することが必要であるので、図示するように内部に設けた吸引機構２１Ａを介して吸気により基板に密着させるのに適した、密着する部分に平滑性を有する部材を用いることが好ましい。従って、スピナー皿２０において、保持部２１を密着部２２と同じ高さかまたは若干高い位置関係になるように配置して、吸引機構２１Ａにより吸気を行うことで、基板１０に保持部２１を密着させて基板１０を確実に固定するとともに、仮中心孔１の閉塞を行うことができる。
【００２２】
また、本発明においては、スピンコートにより塗布した光透過層形成用材料３の、少なくとも仮中心孔近傍の硬化を、仮中心孔１の下面側開口部を閉塞した状態のままで行うことが好ましい。全く硬化を行わずに基板１０を取り外すと、光透過層形成用材料３が仮中心孔１から漏れてスピナー皿に付着し、製造装置自体や次にスピンコートを行う基板の裏面を汚してしまう。従って、仮中心孔１を閉塞したままの状態で、少なくとも仮中心孔近傍の光透過層形成用材料３を紫外線などの放射線で硬化させて、汚れの発生を防止することが好適である。この光透過層形成用材料３の硬化は、スピンコートの途中ないし終了後のいずれかの段階で行う。硬化後、打ち抜き等の工程を経て、完成品の中心孔径を有し、所望の光透過層が形成された光ディスクを得ることができる。
【００２３】
本発明において用いる基板１０は、スタック性やマスク保持性等を確保するための仮孔である仮中心孔１を有することが必要であるが、それ以外の点には特に制限はなく、所望の直径や厚み等を有するものを適用可能である。また、仮中心孔１のサイズや形状についても特に制限されるものではない。但し、基板厚みや目的膜厚に応じて、仮中心孔１の径およびその形状を適切に選定することが、均一な膜厚を実現する上で重要となる。
【００２４】
例えば、前述した、直径３０ｍｍ程度で、半径８ｍｍ〜１４．５ｍｍ程度の部分に記録領域を有する小径ディスクを製造する場合には、基板１０の厚み０．３〜１．２ｍｍ程度として、仮中心孔１を直径１〜４ｍｍ程度にて形成することができる。仮中心孔１の径は、ハンドリング等の観点からはできるだけ大きい方が好ましいので、好適には直径２〜３ｍｍ程度とする。また、この場合の完成品の中心孔径は、５ｍｍ程度で形成することができる。例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクの場合には、光透過層の膜厚は、青色レーザーの光学系ディスクの必要条件として記録領域において１００μｍ±２μｍ程度であることが必要とされるが、本発明によれば、このような小径基板を用いた場合であっても、この条件を十分満足し得る光ディスクの製造が可能となる。
【００２５】
仮中心孔１近傍の基板形状は、好適には、図２に示すように、記録層１１の形成位置の内周側端部から仮中心孔１の周囲までの範囲において、厚みが緩徐に薄くなっているものとする。図示するように仮中心孔１の周囲の基板面を傾斜させることで、仮中心孔１の外縁部の影響によりその周囲で生じやすい塗布スジの発生をより効果的に防止することができる。かかる基板面の傾斜は、記録層１１の形成位置の内周側端部から仮中心孔１の周囲までの範囲の全体に形成されていることが好ましいが、この範囲の少なくとも一部について形成されていれば、塗布スジ発生の防止効果を得ることは可能である。また、基板１０の表面と仮中心孔１の外周部との段差は、基板の厚みにもよるが、できるだけ薄くして、記録層形成位置の内周端部から仮中心孔の周囲までの範囲内で基板面に傾斜を設ければよく、前記範囲内で基板面の傾斜を緩やかにすることが好ましい。これにより成膜をより良好に行うことができる。
【００２６】
また、図３に拡大して示すように、スピンコート後、硬化させた光透過層形成材料３の塗膜表面には、通常、仮中心孔１に対応する部位に凹部５が形成されるが、本発明においては、かかる凹部５斜面の傾斜角度θが７°以下、特には５°以下となるよう制御することが好ましい。凹部５斜面の傾斜角度θをこの範囲にて制御することにより、塗布スジのない均一で良好な光透過層を形成することが可能となる。具体的には、かかる傾斜角度は、基板１０の厚みおよび仮中心孔１の径を前記範囲内で適宜選択することにより、実現することが可能である。
【００２７】
本発明の光ディスクの製造方法においては、光透過層のスピンコート塗布工程に関して上記した条件を満足するものであれば、それ以外の製造工程や、光ディスクの層構成や構成材料等については特に制限されるものではなく、常法に従い適宜選定して行うことができる。また、本発明の製造装置についても、図２に示すスピナー皿２０に係る以外の構成については特に制限されるものではなく、常法に従い構成することが可能である。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
図１および図３に示す形状の、記録層１１形成済み基板１０（直径３０ｍｍ、厚みｔ：０．１〜１．２ｍｍ、記録領域：半径８ｍｍ〜１４．５ｍｍ、仮中心孔１の直径ｒ：１．０〜４．０ｍｍ（半径０．５〜２．０ｍｍ））を用いて、この基板１０上に、膜厚Ｌ：１００μｍの光透過層１２を、スピンコートにより形成した。まず、図１（ロ）に示すように、仮中心孔１の下面側開口部をシール部材２により閉塞した状態で、仮中心孔１内に、光透過層形成用材料３としての粘度５０００ｍＰａ・ｓ（ｃＰｓ）の紫外線硬化樹脂を滴下して、スピナー皿を２０００ｒｐｍで約１０秒回転させることにより、同図（ハ）に示すように、光透過層形成用材料３の塗膜を形成した。
【００２９】
この塗膜に対し、高圧水銀ランプにより紫外線を照射して、塗膜全体を硬化させた後、表面形状測定器を用いて、仮中心孔近傍の塗膜勾配θ（°）を測定した。また、塗布ムラの評価として、仮中心孔近傍におけるスジ状の塗膜欠陥の有無を、外観観察および膜厚計により測定した周方向、面内の光透過層の膜厚分布に基づき判定した。スジ状欠陥があると、ピックアップのフォーカスがかからず、光ディスクとして読み書きできない状態となる。○は欠陥のない良好な塗膜表面であることを示し、△はスジ状欠陥の発生により仮中心孔近傍の凹部内周に歪みが生じた状態を示す。
【００３０】
さらに、レーザーフォーカス変位計により膜厚測定を行い、膜厚分布を評価した。膜厚分布が４μｍ程度存在すると、ディスクの記録再生時に信号強度がばらついてエラーとなる。○は膜厚分布が４μｍ未満であって使用上問題ないことを示し、△は膜厚分布が４μｍ程度存在して使用上若干問題があることを示し、×は膜厚分布が４μｍを超えて存在し、光ディスクとしての性能上問題があることを示す。
これらの結果を、基板厚みｔおよび仮中心孔径ｒの値とともに下記の表１中に示す。
【００３１】
【表１】
2005063492.tif 000003
【００３２】
上記表１中に示すように、基板厚みに対して適切な仮中心孔の径を選択することで、小径のディスク基板であっても、塗布ムラのない均一膜厚の光透過層を成膜できることが確かめられた。また、仮中心孔近傍の塗膜勾配の測定結果からは、この勾配が５°以下程度である場合に良好な光透過層が得られることがわかるが、この勾配は仮中心孔の内径形状、回転条件、および光透過層の粘度によって変化するため、適宜、任意の条件を選択することで、均一でムラのない光透過層が実現可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、小径の光ディスクであってもスピンコートにより均一な膜厚にて塗膜の形成を行うことができ、また、生産性にも優れた実用性の高い光ディスクの製造方法および製造装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）〜（ハ）は、本発明の光ディスクの製造方法の一好適実施形態を示す説明図である。
【図２】（イ）、（ロ）は、本発明の光ディスクの製造装置に係るスピナー皿を用いた本発明の光ディスクの製造方法の他の好適実施形態を示す説明図である。
【図３】実施例に係る光ディスクの仮中心孔近傍を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１  仮中心孔
２  シール部材
３  光透過層形成用材料
４  完成品の中心孔
５  凹部
１０  基板
１１  記録層
１２  光透過層
２０  スピナー皿
２１  保持部
２２  密着部
【図１】
2005063492.tif 000004
【図２】
2005063492.tif 000005
【図３】
2005063492.tif 000006