(57)【要約】【課題】簡単な機構と単純な作業で、均一な厚膜の層を有する基板を製造可能な基板製造装置及び基板製造方法を提供する。【解決手段】液体状のホログラム記録材料１を充填した容器２と、容器２内のホログラム記録材料１の表面に、基板Ｐ１を載置・搬出する搬送装置３と、ホログラム記録材料１に載置された基板Ｐ１を通して、赤外線を照射することにより、硬化した記録層Ｒを形成する赤外線照射装置４とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状の原料を充填した容器と、
前記容器内の原料の表面に、基板を載置する載置部と、
原料に載置された基板を通して、電磁波を照射する照射部と、
前記基板を前記容器から搬出する搬出部と、
を有することを特徴とする基板製造装置。
【請求項２】
前記搬出部により搬出された基板を、他の基板と貼り合せる貼合部を有することを特徴とする請求項１記載の基板製造装置。
【請求項３】
液体状の原料を充填した容器と、
前記容器内の原料の一部が、平板状に硬化した層となるように、電磁波を照射する照射部と、
前記層を前記容器から搬出する搬出部と、
前記層を一対の基板で挟むように貼り合せる貼合部と、
を有することを特徴とする基板製造装置。
【請求項４】
少なくとも２つ以上の電磁波のビームの交点の位置で、硬化位置及び深さが制御されるように、少なくとも２つ以上の照射部の照射角度が変更可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板製造装置。
【請求項５】
電磁波を反射する反射板が、前記容器内に昇降可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板製造装置。
【請求項６】
前記反射板の表面には、原料との接着性が小さい材料が用いられていることを特徴とする請求項５記載の基板製造装置。
【請求項７】
容器内に液体状の原料を充填し、
前記容器内の原料の表面に、基板を載置し、
原料に載置された基板を通して電磁波を照射し、
前記基板を前記容器から搬出することを特徴とする基板製造方法。
【請求項８】
容器内に液体状の原料を充填し、
前記原料の一部が、平板状に硬化した層となるように、電磁波を照射し、
前記層を前記容器から搬出し、
前記層を一対の基板で挟むように貼り合せることを特徴とする基板製造方法。
【請求項９】
少なくとも２つ以上の電磁波のビームを交差させ、交点の位置で硬化位置と深さを制御することを特徴とする請求項７又は請求項８記載の基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光ディスクのような一対の基板を貼り合せた平板状記録媒体を製造するために、基板表面に形成する層の製造技術に改良を施した基板製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＤＶＤ等の大容量光ディスクは、再生専用のものや書き換え可能なもの等、多様な種類の製品が広く普及している。これらの光ディスクは、基本的には、２つの基板の片方若しくは両方に情報の記録領域が設けられ、あるいは情報を記録して、貼り合せることで製造されている。そして、貼り合せるための接着剤の接着層や情報の記録領域である記録層など、基板に挟みこまれた内側を構成する層は、片面からのレーザー光線による読み書きを行うため、その厚みに非常に高い精度が要求される。
【０００３】
このように、ディスクの内側を構成する層は、無機反射層及び無機半透明膜層については、一般的にはスパッタリング法が用いられている。スパッタリング法とは、ターゲットにイオンをぶつけて、対向する基板に金属を成膜する方法である。この場合の厚みの制御は、スパッタ源の配置と構成によって、比較的制御良く行われている。
【０００４】
また、有機材料の層については、基板に滴下した接着剤を回転により展延させるスピン塗布法が一般に用いられている。例えば、追記型光ディスクなどの記録層に用いられる極薄層は、低粘度の材料の場合、塗布に用いた材料の９０％以上を高速回転のスピンで振り切ることで、基板上に均一な層を形成することができる。均一な厚みの上限は材料の粘性で決まり、その厚みの上限よりも薄い層は、スピンの回転速度で厚みの制御が可能であり、所望の厚みの均一層が形成できる。
【０００５】
しかし、ＤＶＤのスペーサ層やホログラフィック記録媒体の記録層などでは、光学的な性能の要求から、比較的厚い膜の形成が必要となる。かかる場合のほとんどは、スピン回転速度で決まる均一厚みの上限を、はるかに超えた厚みが要求される。従って、単なるスピンの振り切り塗布では、均一な厚みを得ることができない。そこで、スピン塗布、硬化の後に再びスピン塗布を行うことによって、薄い部位に重ねてスピン塗布を施したり、厚い部位を軟化流動させたりするなど、複数回のスピン塗布によって、所望の厚みを得る方法が用いられている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２９５４７４号公報
【特許文献２】特開２００５−２６７７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のように比較的厚い膜の層を形成する場合、膜厚を均一とするためには、スピン塗布を数回繰り返して行わなければならない。このため、厚膜形成に必要な時間が長くなる。また、スピン塗布によって材料が基板上を流動するため、厚さの制御が容易ではない。特に、複数回のスピン塗布によるバラつきを修正しつつ、最終的に均一な厚みを得ることは困難である。
【０００８】
そこで、スピン塗布とは異なる方法が、特許文献１、特許文献２に記載されている。これは、上下動する仕切りを設けた容器内に樹脂を満たし、この樹脂に対して、レーザー光を照射して硬化させ、仕切りを移動させる作業を複数回行うことにより、基板、記録層に対応する凹凸パターン、樹脂層を直接形成しながら多層構造とする方法である。
【０００９】
しかしながら、かかる技術は、樹脂に対するレーザー照射と仕切りの移動の繰り返しによる多層化を前提としているため、処理に時間がかかる。また、一つのディスクにおける各層の厚みを制御するために、仕切りには非常に精密な動きが要求される。そして、凹凸パターンの形成を前提としているため、光源等にも複雑で精密な動きが要求され、処理に時間がかかる。さらに、未硬化樹脂の除去の必要があるため、余計な作業工程が必要となる。
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、簡単な機構と単純な作業で、均一な厚膜の層を有する基板を製造できる基板製造装置及び基板製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような目的を達成するため、請求項１の発明である基板製造装置は、液体状の原料を充填した容器と、前記容器内の原料の表面に、基板を載置する載置部と、原料に載置された基板を通して、電磁波を照射する照射部と、前記基板を前記容器から搬出する搬出部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７の発明である基板製造方法は、容器内に液体状の原料を充填し、前記容器内の原料の表面に、基板を載置し、原料に載置された基板を通して電磁波を照射し、前記基板を前記容器から搬出することを特徴とする。
【００１３】
以上のような発明では、容器内の原料の表面に一方の基板を載置して、電磁波を照射して基板表面の材料を硬化させ、これを搬出するという単純な作業により、貼り合せのための一方の基板に厚膜を簡単に形成できる。特に、厚膜の作成とその均一性の確保は、材料の流動や複数作業の繰り返しを必要とせず、電磁波の強度や照度分布等の調節によって、一工程で可能となる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の基板製造装置において、前記搬出部により搬出された基板を、他の基板と貼り合せる貼合部を有することを特徴とする。
【００１５】
以上のような請求項２の発明では、簡単な作業により厚膜が形成された基板を、他の基板と貼り合せることにより、貼り合せ型のディスク等を容易に製造できる。
【００１６】
請求項３の発明である基板製造装置は、液体状の原料を充填した容器と、前記容器内の原料の一部が、平板状に硬化した層となるように、電磁波を照射する照射部と、前記層を前記容器から搬出する搬出部と、前記層を一対の基板で挟むように貼り合せる貼合部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明である基板製造方法は、容器内に液体状の原料を充填し、前記原料の一部が、平板状に硬化した層となるように、電磁波を照射し、前記層を前記容器から搬出し、前記層を一対の基板で挟むように貼り合せることを特徴とする。
【００１８】
以上のような請求項２及び８の発明では、あらかじめ電磁波の照射により一定の均一な厚みの層を作成できるので、一対の基板で挟むことにより、簡単にディスク等を製造できる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の基板製造装置において、少なくとも２つ以上の電磁波のビームの交点の位置で、硬化位置及び深さが制御されるように、少なくとも２つ以上の照射部の照射角度が変更可能に設けられていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項７又は請求項８の基板製造方法において、少なくとも２つ以上の電磁波のビームを交差させ、交点の位置で硬化位置と深さを制御することを特徴とする。
【００２１】
以上のような発明では、一対のビームの交点位置は、照射角度によって容易に定まるので、所望の位置における照射強度を容易に高めることができ、硬化位置と深さを高い精度で制御できる。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の基板製造装置において、電磁波を反射する反射板が、前記容器内に昇降可能に設けられていることを特徴とする。
【００２３】
以上のような請求項５の発明では、照射した電磁波が反射板に反射され、反射板上の原料のみを硬化させることができるので、反射板の高さを調節することによって、所望の厚みの層を容易に製造できる。また、反射板の反射による硬化と直接照射による硬化で、より短い時間で層の形成が完了できる。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項５の基板製造装置において、前記反射板の表面には、原料との接着性が小さい材料が用いられていることを特徴とする。
【００２５】
以上のような請求項６の発明では、反射板の表面は、原料との接着性が小さいので、均一性を損なうことなく、硬化層を容易に剥離させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上、説明したように、本発明によれば、簡単な機構と単純な作業で、均一な厚膜の層を有する基板を製造可能な基板製造装置及び基板製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
［第１の実施形態］
［構成］
本実施形態の構成を説明する。本実施形態は、図１〜図６に示すように、ホログラムディスクの記録層（ホログラフィックメモリ）を形成するための装置であり、液体状の樹脂であるホログラム記録材料１（請求項の原料）を満たす容器２と、基板Ｐ１を搬送する搬送装置３と、ホログラム記録材料１に対して赤外線（熱線）を照射する赤外線照射装置４（図２）、一対の基板Ｐ１，Ｐ２を貼り合せる貼合部５（図６）を有している。
【００２８】
ホログラム記録材料１としては、本実施形態では、熱硬化型の樹脂を用いるが、１液のものでも２液硬化のものでもよい。容器２としては、内周が基板Ｐ１の外形に合うものが考えられるが、硬化位置の内周のみが基板Ｐ１に合わせた形状であってもよい。搬送装置３（請求項の載置部及び搬出部）は、図１に示すように、搬送アーム３１とバキュームパッド３２を有している。搬送アーム３１は、図示しない駆動機構により昇降及び水平移動可能に構成されている。バキュームパッド３２は、図示しない真空源に接続され、真空源の切り替えにより、基板を吸着・解放可能に構成されている。
【００２９】
赤外線照射装置４は、図２に示すように、照射用のレンズユニット等の照射部４１と、照射部４１に光ファイバ４２を介して赤外線を出力する光源４３を備えている。この照射部４１は、図示しない駆動機構によって、搬送アーム３１と干渉しないように、容器１上に適宜案内される構成となっている。貼合部５は、図６に示すように、基板Ｐ１，Ｐ２を貼り合せるための領域であり、基板Ｐ２が載置される載置台５１を有している。
【００３０】
搬送アーム３１の駆動機構、真空源、照射部４１の駆動機構、光源４３等の動作タイミングの制御は、それぞれを動作させる機構を制御装置によって制御することにより行われる。この制御装置は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって実現できる。従って、以下に説明する手順で本装置の動作を制御するためのコンピュータプログラム及びこれを記録した記録媒体も、本発明の一態様である。
【００３１】
［作用］
以上のような本実施形態によるホログラム記録層の形成方法を説明する。すなわち、図１に示すように、容器２にホログラム記録材料１を充填し、容器２上に、基板Ｐ１をバキュームパッド３２で吸着した搬送アーム３１を移動させて、基板Ｐ１をバキュームパッド３２から解放することにより、容器２内のホログラム記録材料１の上に基板Ｐ１を載置する。
【００３２】
次に、図２に示すように、容器２上に照射部４１を案内し、光源４３の赤外線を、照射部４１から基板Ｐ１へ照射する。すると、図３に示すように、基板Ｐ１を介して赤外線が照射された記録材料が硬化するので、第１の基板に付着した記録層Ｒが形成される。
【００３３】
そして、図４に示すように、搬送アーム３１を移動させて、バキュームパッド３２に基板Ｐ１を吸着させる。さらに、図５に示すように、搬送アーム３１を移動させて、容器２の外に基板Ｐ１を搬出し、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、あらかじめ貼合部５の載置台５１に載置された基板Ｐ２上に、記録層Ｒが圧着されるように下降させ、バキュームパッド３２から解放する。これにより、一対の基板Ｐ１，Ｐ２間に記録層Ｒが設けられたホログラムディスクが形成される。
【００３４】
［効果］
以上のような本実施形態によれば、簡単な装置によって、ホログラム記録材料１に一方の基板Ｐ１を載置して、赤外線を照射して基板Ｐ１に記録層Ｒを形成し、これを搬出して他方の基板Ｐ２と貼り合せるという単純な作業で、均一で比較的厚膜なホログラムディスクを製造することができる。
【００３５】
特に、記録層Ｒの作成とその均一性の確保を、材料の流動や複数作業の繰り返しによるのではなく、赤外線の照射により、一工程で実現できる。貼り合せ作業も、容器２から搬出して載置台５１上の基板Ｐ２に載せるだけで済む。
【００３６】
［第２の実施形態］
本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の装置を用い、同様の手順で作業する。但し、本実施形態においては、図７（Ａ）に示すように、照射部４１の照射による熱量を少なくすることにより、記録層Ｒを薄く形成し、図７（Ｂ）に示すように、照射部４１の照射による熱量を多くすることにより、記録層Ｒを厚く形成するものである。記録層Ｒの均一性の確保も、照射強度に応じて照度分布を調節して行う。
【００３７】
以上のような本実施形態によれば、赤外線の照射強度を変えて熱量を調節することによって、記録層Ｒの厚みを制御できるとともに、照度分布を調節することにより、記録層Ｒの均一性を制御できる。このように、調節を電気的、光学的に行うので、重ね塗りや複数回の照射によって膜厚を調節する場合に比べて、高速かつ高精度に制御できる。
【００３８】
［第３の実施形態］
本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の装置を用い、同様の手順で作業する。但し、本実施形態においては、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、照射部４１による照射の前に、あらかじめ片面を冷却した反射板６を、その表面に必要な厚みの層が形成される深さまで、ホログラム記録材料１の中に浸漬させる。
【００３９】
そして、照射部４１から一定の強度の赤外線を照射すると、反射板６により赤外線が反射され、反射板６上の材料のみが硬化するので、反射板６上の厚みを有する記録層Ｒとなる。反射板６の表面は、ホログラム記録材料１との接着性が低い材料（例えば、研磨した石英など）が用いられている。
【００４０】
以上のような本実施形態によれば、反射板６の深さを変えることによって、記録層Ｒの厚みを簡単に制御できる。特に、反射板６の反射による硬化と直接照射による硬化で、より短い時間で層の形成が完了できる。さらに、反射板６の表面はホログラム記録材料１との接着性が低いため、基板Ｐ１を搬出する際に、簡単に且つ均一に剥離させることができる。
【００４１】
［第４の実施形態］
本実施形態は、基本的には、上記の第１及び第３の実施形態と同様の装置を用いる。但し、本実施形態においては、記録層Ｒのみをあらかじめ作成する点に特徴がある。すなわち、図９（Ａ）に示すように、あらかじめ片面を冷却した反射板６を、その表面に必要な厚みの層が形成される深さまで、ホログラム記録材料１の中に浸漬させる。そして、照射部４１から一定の強度の赤外線を照射すると、反射板６により赤外線が反射され、反射板６上の材料のみが硬化するので、反射板６上の厚みを有する記録層Ｒとなる。
【００４２】
次に、図９（Ｂ）に示すように、搬送アーム３１によって記録層Ｒを搬出し、あらかじめ貼合部５の載置台５１に載置され、接着剤Ｂが塗布された基板Ｐ２上に、記録層Ｒが圧着されるように下降させる。さらに、その上に、図９（Ｃ）に示すように、接着剤Ｂが塗布された基板Ｐ１を貼り合せることによって、ホログラムディスクを製造する。
【００４３】
以上のような本実施形態では、あらかじめ照射部４１からの赤外線の照射により、一定の均一な厚みの記録層Ｒを作成できるので、これを一対の基板で挟むことにより、ホログラムディスクを簡単に製造できる。
【００４４】
［第５の実施形態］
本実施形態は、基本的には、上記の実施形態と同様の装置を用い、同様の手順で作業する。但し、本実施形態は、図１０に示すように、一対の照射部４１が、図示しない駆動源により角度変更可能に設けられており、２つのビームが交差して、交点の位置で硬化位置及び深さを制御できるように構成されている。ビームの強度Ｌは、図１０における右のグラフで示すように、２つのビームの交点でピークとなる。
【００４５】
以上のような本実施形態によれば、一対の照射部４１からの２つのビームの交点位置は、照射部４１の照射角度により容易に定まるので、所望の位置における照射強度を容易に高めることができ、硬化位置と深さを、高い精度で制御できる。
【００４６】
［他の実施形態］
本発明は、上記ような実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態のいずれかを任意に組み合わせてもよい。例えば、図１１（Ａ）に示すように、赤外線照射による記録層Ｒの硬化後、図１１（Ｂ）に示すように、基板Ｐ１を搬出し、図１１（Ｃ）に示すように、接着剤Ｂを塗布した基板Ｐ２に貼り合せてもよい。
【００４７】
使用する原料も、熱硬化型の樹脂には限定されず、紫外線硬化型樹脂その他の電磁波（レーザー光も含む）によって硬化する樹脂等、種々のものが使用可能である。なお、請求項の「硬化」とは、完全に固化する状態に限定されず、柔軟性がある状態、軟性のある状態、一部が流動的な状態等も含む。本発明が適用されるディスクは、ホログラムディスクには限定されないため、それぞれのディスクの内部層若しくはコーティングに適した材料を使用可能である。
【００４８】
樹脂の種類に応じて、照射部により照射される電磁波の種類も、紫外線、赤外線（熱線を含む）、所定の波長のレーザ光等、種々のものが適用可能である。硬化させる領域の調整は、照射範囲の絞り込みやマスク、容器の内側等、どのような態様で行ってもよい。照射部の数は、１つ若しくは２つには限定されず、これよりも多く用いてもよい。材料に対する照射方向は、上方、下方及び横方向のいずれかからでもよい。このため、例えば、容器を透過性のある材質としてもよい。
【００４９】
反射板は、電磁波を完全に反射するものであってもよいし、一部透過するものであってもよい。反射板は、容器の内部に昇降機構により昇降可能に設けてもよい。昇降機構としては、どのようなものであってもよい。その一例としては、図１２に示すように、容器２内の反射板６の端部に磁性体６ａを設けるとともに、これに対応する容器２の外側に、マグネット１１が取り付けられた支持部１０を、駆動部（図示せず）によって昇降可能に設けることが考えられる。かかる構成とすれば、支持部１０の昇降に従って、反射板６も昇降するので、簡易な機構でスムーズな昇降を実現できる。さらに、反射板に加熱装置若しくは冷却装置を設け、温度を変えることにより、材料の硬化速度や剥離性を調節してもよい。
【００５０】
基板や層のハンドリングの手段は、より広範囲に吸着するようにして、安定した保持が可能としてもよい。また、真空チャックには限定されず、機械的なチャックでもよい。上記の実施形態では、基板を載置するための手段と、基板や層を取り出すための手段とを同一の装置で行っているが、別個の装置によって行ってもよい。
【００５１】
容器への原料の充填量も特定のものには限定されない。原料の供給も、膜が搬出される度に行ってもよいし、定期的に若しくは所定量減少した場合に行ってもよい。容器内を原料との接着性が低い材料で構成してもよい。原料の充填量を少なくして全てを硬化させることにより、原料の表面と容器の底によって、膜厚の上限と下限を決定してもよい。さらに、基板の載置時等の気泡の混入等を防止するため、上記の作業のいずれかを真空中で行う構成としてもよい。
【００５２】
基板についても、その大きさ、形状、材質等は自由であり、将来において採用されるあらゆるものに適用可能である。従って、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）やＨＶＤ（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）を初めとするあらゆる規格の記録媒体用のディスクに適用可能である。また、記録媒体であるディスクばかりでなく、液晶や有機ＥＬ用の基板等、あらゆる基板に適用することができる。つまり、請求項に記載の「基板」は、円盤状等には限定されず、平面状の製品を広く含む概念である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態の基板の載置状態を示す縦断面図である。
【図２】図１の実施形態の赤外線照射状態を示す縦断面図である。
【図３】図１の実施形態の樹脂硬化状態を示す縦断面図である。
【図４】図１の実施形態の基板吸着状態を示す縦断面図である。
【図５】図１の実施形態の基板搬出状態を示す縦断面図である。
【図６】図１の実施形態の基板の貼合前（Ａ）、貼合後（Ｂ）を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における記録層を薄く形成した場合（Ａ）と厚く形成した場合（Ｂ）を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における記録層を薄く形成した場合（Ａ）と厚く形成した場合（Ｂ）を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における記録層の硬化後（Ａ）、搬出時（Ｂ）、貼合後（Ｃ）を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態における複数の照射部による硬化を示す説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態における反射板の昇降機構を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…ホログラム記録材料
２…容器
３…搬送装置
４…赤外線照射装置
５…貼合部
６…反射板
６ａ…磁性体
１０…支持部
１１…マグネット
３１…搬送アーム
３２…バキュームパッド
４１…照射部
４２…光ファイバ
４３…光源
５１…載置台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007264531.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007264531.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007264531.tif 000011
【図１０】
2007264531.tif 000012
【図１１】
2007264531.tif 000013
【図１２】
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