JP2000334368A - スピンコーティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 霧状となった塗料を内部に吸引することな
く、高精度な塗膜を形成する。 【解決手段】 円盤状基板の一主面上の内周側端部に塗
料を供給し、上記円盤状基板を面内方向に回転させ、上
記円盤状基板の一主面上に塗膜を形成するスピンコーテ
ィング装置において、上記円盤状基板の他主面が載置さ
れ、上記円盤状基板を回動自在に支持する支持台と、上
記支持台に支持された円盤状基板の他主面と所定の間隔
をもって対向するバックプレートと、上記支持台に支持
された円盤状基板の他主面と上記バックプレートとの間
に、外方に向かって流れる気体流を供給する気体流発生
装置とを備えるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円盤状基板の一主
面上の内周側端部に塗料を供給するとともに回転させ塗
膜を形成するスピンコーティング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスク等の光ディスクは、磁性
層等の記録層や反射層等を覆うように、最外層に紫外線
硬化型樹脂からなる保護層を有している。この保護層
は、光ディスクの記録層や反射層を保護するとともに、
帯電防止効果や表面硬度改善のために形成されている。

【０００３】この保護膜を形成する際には、従来より図
４及び図５に示すようなスピンコーティング装置１００
が用いられている。このスピンコーティング装置１００
は、記録層や反射層が基板上に形成されてなる円盤状基
板１０１を載置する支持台１０２と、この支持台１０２
に載置された円盤状基板１０１の外周側１０１ａと対向
して配設された外周側押さえ部材１０３と、これら外周
側押さえ部材１０３と円盤状基板１０１の外周側との間
にエアーブロを発生させるエアー供給装置（図示せ
ず。）とを備えている。

【０００４】このように構成されたスピンコーティング
装置では、支持台１０２に円盤状基板１０１を載置し、
当該円盤状基板の内周側の端部に塗料を供給するととも
に円盤状基板１０１を所定の方向に回転させる。円盤状
基板１０１が回転することによって、供給された塗料に
遠心力が作用することとなり、円盤状基板１０１の一主
面上に所定の厚みで広がっていく。このように、スピン
コーティング装置では、円盤状基板１０１の一主面上に
所定の厚みの塗膜を形成することができる。

【０００５】このとき、スピンコーティング装置では、
エアー供給装置から外周側押さえ部材１０３と円盤状基
板１０１の外周側１０１ａとの間に、外方に向かってエ
アーブロが発生している。このエアーブロによれば、遠
心力により円盤状基板１０１の外周側１０１ａから振り
切られた余分な塗料がスピンコーティング装置の内部に
入り込むことが防止される。

【０００６】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述
した従来のスピンコーティング装置では、円盤状基板１
０１の一主面上に所定の膜を形成する場合、円盤状基板
１０１の他主面の表面に霧状となった塗料が付着するこ
とがあった。この場合、製造される光ディスク等は、付
着した塗料に起因してフォーカスエラーやトラッキング
エラーといった読み取りエラーを生じてしまい実用上問
題がある。

【０００７】また、上述したような光ディスク等では、
記録層や反射層が形成された一方の主面のみならず、両
主面上に保護膜を形成する場合がある。上述したような
従来のスピンコーティング装置では、両主面に保護膜等
を形成する場合、先に形成した保護膜上に霧状の塗料を
付着させてしまうことがあった。このように、従来のス
ピンコーティング装置では、高精度な塗膜を形成するこ
とができないといった問題があった。

【０００８】そこで、本発明は、このような従来の実情
に鑑みて提案されたものであり、霧状となった塗料を内
部に吸引することなく、高精度な塗膜を形成することが
できるスピンコーティング装置を提供することを目的と
する

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために本発明者が鋭意検討した結果、従来のスピンコー
ティング装置では、上述したようなエアーブロを発生さ
せても、粘性流体である空気に、高速で回転する円盤状
基板の近傍で遠心力が発生し、支持台近傍で負圧となり
霧状の塗料を吸引してしまう結果、支持台に載置された
側の面に霧状の塗料が付着してしまうといった現象を見
出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、上述の目的を達成した本発明に
係るスピンコーティング装置は、円盤状基板の一主面上
の内周側端部に塗料を供給し、上記円盤状基板を面内方
向に回転させ、上記円盤状基板の一主面上に塗膜を形成
するスピンコーティング装置において、上記円盤状基板
の他主面が載置され、上記円盤状基板を回動自在に支持
する支持台と、上記支持台に支持された円盤状基板の他
主面と所定の間隔をもって対向するバックプレートと、
上記支持台に支持された円盤状基板の他主面と上記バッ
クプレートとの間に、外方に向かって流れる気体流を供
給する気体流発生装置とを備えるものである。

【００１１】以上のように構成された本発明に係るスピ
ンコーティング装置では、気体流発生装置によって、支
持台上に支持された円盤状基板の他主面とバックプレー
トとの間に外方に向かって流れる気体流を発生させる。
このスピンコーティング装置では、バッキングプレート
が円盤状基板の他主面と所定の間隔をもって対向してい
るため、この間隔が気体流の流路となる。すなわち、気
体流は、円盤状基板の他主面を沿うように流れ、外方に
向かって噴出することとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスピンコーテ
ィング装置の具体的な実施の形態について図面を参照に
説明する。

【００１３】本発明に係るスピンコーティング装置とし
ては、例えば図１に示すように、円盤状基板１の両主面
１ａ，１ｂ上に紫外線硬化樹脂等の保護膜を形成するも
のに適用される。このスピンコーティング装置は、円盤
状基板１を支持する支持台２と、この支持台２に支持さ
れた円盤状基板１の一主面１ａにおける内周側端部に塗
料を供給する塗料供給装置３と、支持台２に支持された
円盤状基板１の他主面１ｂに所定の間隔をもって対向す
る位置に配設されたバックプレート４とを備える。ま
た、図示しないが、スピンコーティング装置は、支持台
２とバックプレート４との間から気体を供給する気体流
発生装置を備えている。

【００１４】円盤状基板１としては、例えば、光磁気デ
ィスクを例示することができる。この円盤状基板１は、
ガラス基板等の硬質基板と、この硬質基板上に蒸着等の
薄膜形成方法により形成された磁性膜と、アルミニウム
膜からなり磁性膜上に形成された反射膜とを備えてい
る。また、この円盤状基板１は、図示しないが、所定の
径を有する中心孔が形成されてなる。なお、円盤状基板
１は、このような構成の光磁気ディスクに限定されず、
その他に誘電体膜等を有するような構成であっても良
い。この他にも円盤状基板１としては、相変化型光ディ
スク及び蒸着型磁気記録媒体等の円盤状記録媒体を例示
することができる。

【００１５】支持台２は、円盤状基板１よりも小径とさ
れた円柱形を呈しており、一主面を円盤状基板１を載置
する載置面５としている。また、この載置面５には、円
盤状基板１の中心孔と嵌合する嵌合凸部６が配設されて
いる。この嵌合凸部６は、円盤状基板１の中心孔が嵌合
され、当該円盤状基板１を固定するクランピング機能を
有している。このため、円盤状基板１は、その中心孔を
嵌合凸部６に嵌合させることによって載置面５に固定さ
れることとなる。

【００１６】また、この支持台２は、図示しないが、嵌
合凸部６に固定された円盤状基板１を所定の回転速度で
回転させるためのモータと接続されている。言い換える
と、このスピンコーティング装置では、モータからの回
転力を嵌合凸部６に伝達し、嵌合凸部６とともに当該嵌
合凸部６に固定された円盤状基板１を回転させることが
できる。具体的には、このモータにより、円盤状基板１
は、２０００〜４０００[ｒｐｍ]で回転することにな
る。

【００１７】塗料供給装置３は、支持台２に固定された
円盤状基板１の内周側に対向するように配設された塗布
ノズル７と、この塗布ノズル７に接続された塗料タンク
（図示せず。）とを備えている。この塗料供給装置３
は、塗料の排出量が制御され、所定量の塗料を円盤状基
板１の一主面１ａ上に供給することができる。このと
き、塗料は、円盤状基板１の中心孔近傍に円周に亘って
供給される。

【００１８】バックプレート４は、支持台１上に固定さ
れた円盤状基板１の他主面１ｂと対向するフランジ部８
と、支持台２の側面と所定の間隔をもって対向するよう
に筒状に形成された筒状部９とを備えている。このフラ
ンジ部８は、内周側の基端部８ａが筒状部９と接続され
て中空の円盤状に形成されている。また、フランジ部８
の主面８ｂは、支持部２の載置面５よりも低い位置とさ
れ、当該載置台５に固定された円盤状基板１の他主面１
ｂに対して所定の間隔をもって対向する。

【００１９】また、筒状部９では、その内径が支持台２
よりも大径となるように形成されているため、その内周
面が支持台２の側面と所定の間隔をもって対向する。し
たがって、このスピンコーティング装置では、支持台２
の載置面５に円盤状基板１が固定された状態で、支持台
２の側面及び円盤状基板１の他主面１ｂとバックプレー
ト４との間に所定の間隔が形成されることとなる。

【００２０】気体流発生装置は、例えば、Ａｒガス等の
不活性ガスを、支持台２の側面及び円盤状基板１の他主
面１ｂとバックプレート４との間に形成された間隔に所
定の圧力で供給し、当該間隔に気体流を発生させる。こ
の気体流発生装置は、支持台２の側面と筒状部９の内周
面との間の下方から気体を供給して気体流を発生させ
る。このように供給された気体流は、フランジ部８と円
盤状基板１の他主面１ｂとの間の外周部から噴出される
こととなる。

【００２１】以上のように構成されたスピンコーティン
グ装置は、支持台２上に固定された円盤状基板１の両主
面１ａ，１ｂ上に保護膜を形成する。この保護膜は、例
えば、円盤状基板１上に溶融状態の紫外線硬化型樹脂か
らなる塗膜を所定の膜厚で形成し、その後、この塗膜に
対して紫外線を照射して当該塗膜を硬化させることによ
り形成される。すなわち、スピンコーティング装置は、
円盤状基板１の両主面１ａ上に保護膜をそれぞれ形成す
るため、当該円盤状基板１の両主面１ａ上に紫外線硬化
型樹脂からなる塗膜をそれぞれ形成する。

【００２２】円盤状基板１の両主面１ａ，１ｂ上に紫外
線硬化型樹脂からなる塗膜を形成する際には、先ず、一
主面１ａ上に紫外線硬化型樹脂からなる塗膜を形成した
後に当該塗膜に紫外線を照射して硬化させ、次に、他主
面１ｂ上に紫外線硬化型樹脂からなる塗膜を形成した後
に当該塗膜に紫外線を照射して硬化させる。

【００２３】円盤状基板１の一主面１ａ上に紫外線硬化
型樹脂からなる塗膜を形成する際には、先ず、円盤状基
板１の他主面１ｂが支持台２の載置面５に載置されるよ
うに、中心孔を嵌合凸部６に嵌合させる。これにより、
円盤状基板１は、スピンコーティング装置に固定される
こととなる。

【００２４】次に、所定量の紫外線硬化型樹脂を、円盤
状基板１の一主面における中心孔の近傍に供給する。こ
のとき、紫外線硬化型樹脂は、溶融した状態で塗料供給
装置３の塗料タンク内に充填されている。そして、紫外
線硬化型樹脂は、塗布ノズル７を介して円盤状基板１の
一主面における中心孔の近傍に円周に沿って供給され
る。

【００２５】次に、円盤状基板１を面内方向に所定の速
度で回転させ、中心孔の近傍に円周に沿って供給された
紫外線硬化型樹脂を遠心力により面内方向に均一な厚み
で広げる。これにより、図２に示すように、円盤状基板
１の一主面１ａ上には、所定の厚みの塗膜が形成される
こととなる。このとき、スピンコーティング装置では、
一主面１ａ上に過剰量の塗料が供給されており、余分な
塗料が遠心力によって円盤状基板１の外周側から振り切
られる。なお、この塗膜は、塗料の表面張力によって、
円盤状基板１の外周端面及び他主面１ｂの外周側端部に
も形成されることになる。

【００２６】このとき、スピンコーティング装置では、
上述したように気体流発生装置により支持台２の側面及
び円盤状基板１の他主面１ｂとバックプレート４との間
隔に気体流が発生している。また、この気体流は、フラ
ンジ部８と他主面１ｂとの間の外周から噴出している。

【００２７】したがって、このスピンコーティング装置
によれば、フランジ部８と他主面１ｂとの間の外周から
噴出した気体流によって、円盤状基板１の外周から振り
切られた塗料を吹き飛ばすことができる。このため、こ
のスピンコーティング装置では、円盤状基板１の外周か
ら振り切られた塗料が装置内部に流入してしまうような
ことが防止される。

【００２８】特に、このスピンコーティング装置では、
円盤状基板１の他主面１ｂ及び支持台２の側面とバック
プレート４との間隔が気体流の流路となっている。特
に、コーティング装置では、円盤状基板１の他主面１ｂ
における内周側から外周側に向かって、当該他主面１ｂ
に沿うように気体流が流れることになる。このため、こ
のコーティング装置では、円盤状基板１の他主面１ｂ近
傍が負圧になるようなことが防止される。すなわち、円
盤状基板１が２０００〜４０００[ｒｐｍ]といった高速
で回転すると、他主面１ｂ近傍に存在する粘性気体であ
る空気に遠心力が作用するが、他主面１ｂと支持台２と
の近傍の空間が気体流の流路となっているため他主面１
ｂと支持台２との近傍の空間がこの気体流によって負圧
とはならない。

【００２９】このように、スピンコーティング装置で
は、円盤状基板１の他主面１ｂ近傍に負圧となる空間が
ないため、気体流により吹き飛ばされた塗料が霧状とな
って吸引されるようなことがない。これにより、スピン
コーティング装置では、円盤状基板１の他主面１ｂを汚
染することなく、一主面１ａ上に所望の塗膜を形成する
ことができる。例えば、具体的には、塗膜は、円盤状基
板１の回転数を３０００ｒｐｍとし、回転時間を３秒と
し、供給される気体の圧力を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ²とす
ることにより形成される。

【００３０】次に、円盤状基板１の一主面１ａ上に形成
された塗膜に対して紫外線を照射する。これにより、一
主面１ａ上に形成された塗膜を硬化させ、当該一主面１
ａ上に第１の保護膜１０を形成することができる。

【００３１】次に、円盤状基板１の他主面１ｂ上に紫外
線硬化型樹脂からなる塗膜を形成する。円盤状基板１の
一主面１ａ上に形成された第１の保護膜１０が支持台２
の載置面５に載置されるように、中心孔を嵌合凸部６に
嵌合させる。これにより、円盤状基板１は、スピンコー
ティング装置に固定されることとなる。

【００３２】そして、図３に示すように、上述した場合
と同様に、円盤状基板１の他主面１ｂ上に紫外線硬化型
樹脂からなる塗膜を形成し、紫外線を照射することとに
より第２の保護膜１１を形成する。なお、この第２の保
護膜１１は、塗料の表面張力によって、円盤状基板１の
外周端面及び第１の保護膜１０の外周側端部にも形成さ
れることになる。

【００３３】この場合には、円盤状基板１の一主面１ａ
上に形成された第１の保護膜１０とフランジ部８との間
が気体流の流路となっているため、第１の保護膜１０上
に霧状の塗料が付着するようなことが防止される。この
ため、このスピンコーティング装置は、霧状の塗料が付
着してしまいフォーカスエラーやトラッキングエラーを
生ずるようなことがなく、記録再生特性に優れた光磁気
ディスクを製造することができる。

【００３４】また、上述したようなスピンコーティング
装置において、フランジ部８の主面８ａは、支持台２の
載置面５から１〜３ｍｍの範囲で低い位置であることが
好ましい。すなわち、このスピンコーティング装置で
は、図２に示した状態において、円盤状基板１の他主面
１ｂとフランジ部８の主面８ｂとの間隔が１〜３ｍｍで
あることが好ましい。この間隔が１ｍｍよりも小である
場合には、高速で回転する円盤状基板１の面ブレ等によ
り、円盤状基板１とバックプレート４との接触が発生し
易くなり、円盤状基板１を損傷してしまう虞がある。ま
た、この間隔が３ｍｍより大である場合には、図２に示
した状態において、円盤状基板１の他主面１ｂと支持台
２との近傍で負圧の領域が発生して霧状の塗料を吸引し
てしまう虞がある。したがって、この間隔を１〜３ｍｍ
とすることによって、霧状の塗料の吸引を確実に防止
し、安定して円盤状基板１を高速に回転させることがで
き、優れた生産性で磁気ディスクを製造することができ
る。

【００３５】なお、半径が１３０ｍｍの円盤状基板１に
関しては、回転数を３０００ｒｐｍとし、回転時間を３
秒とし、供給される気体の圧力を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ²
とした場合、間隔を３ｍｍとすることにより霧状の塗料
の吸引を確実に防止することができた。

【００３６】さらに、このスピンコーティング装置にお
いて、図２中Ｌで示すフランジ部８の幅寸法は、大きけ
れば大きいほど効果的であるが、円盤状基板１の半径が
１３０ｍｍである場合、１０ｍｍ以上であることが好ま
しく、更に１５ｍｍ以上であればより好ましい。円盤状
基板１の半径が１３０ｍｍである場合に、フランジ部８
の幅寸法を１０ｍｍ以上とすることによって、霧状の塗
料の吸引を確実に防止することができる。

【００３７】さらにまた、円盤状基板１にフランジ部８
を投影したときの円盤状基板１の外周端面とフランジ部
８の外周端面との間隔（図３中Ｍで示す。）は、１〜３
ｍｍであることが好ましい。円盤状基板１の両主面１
ａ，１ｂにおける外周端部には、第１の保護膜１０と第
２の保護膜１１とが重なって形成される領域がある。こ
のため、円盤状基板１が回転されて面ブレ等を起こした
場合、この第１の保護膜１０と第２の保護膜１１とが重
なって厚膜となった領域がフランジ部８に衝突しやす
い。このため、図３中Ｍで示す間隔を１〜３ｍｍとする
ことによって、不測の面ブレ等が円盤状基板１に発生し
た場合でも、フランジ部８と円盤状基板１の外周側とが
衝突してしまうようなことを確実に防止できる。

【００３８】さらにまた、スピンコーティング装置にお
いて、バックプレート４は、ポリテトラフルオロエチレ
ンからなることが好ましい。バックプレート４をポリテ
トラフルオロエチレンから形成することによって、バッ
クプレート４は、撥水性に優れることとなり、塗料の付
着を防止することができる。このため、スピンコーティ
ング装置では、バックプレート４をポリテトラフルオロ
エチレンから形成することによって、装置内に塗料が流
入することを確実に防止することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るスピンコーティング装置は、支持台に支持された円盤
状基板の他主面と上記バックプレートとの間に、外方に
向かって流れる気体流を供給している。このため、スピ
ンコーティング装置によれば、霧状となった塗料を内部
に吸引することなく、高精度な塗膜を形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例として示すスピンコーティング装
置の概略構成図である。

【図２】第１の保護膜を形成した状態を示すスピンコー
ティング装置の要部断面図である。

【図３】第２の保護膜を形成した状態を示すスピンコー
ティング装置の要部断面図である。

【図４】従来のスピンコーティング装置の概略構成図で
ある。

【図５】従来のスピンコーティング装置の要部断面図で
ある。

【符号の簡単な説明】

１ 円盤状基板、２ 支持台、３ 塗料供給装置、４
バックプレート、５ 載置面、６ 嵌合凸部、７ 塗布
ノズル、８ フランジ部、９ 筒状部、１０ 第１の保
護膜、１１ 第２の保護膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円盤状基板の一主面上の内周側端部に塗
   料を供給し、上記円盤状基板を面内方向に回転させ、上
   記円盤状基板の一主面上に塗膜を形成するスピンコーテ
   ィング装置において、 上記円盤状基板の他主面が載置され、上記円盤状基板を
   回動自在に支持する支持台と、 上記支持台に支持された円盤状基板の他主面と所定の間
   隔をもって対向するバックプレートと、 上記支持台に支持された円盤状基板の他主面と上記バッ
   クプレートとの間に、外方に向かって流れる気体流を供
   給する気体流発生装置とを備えることを特徴とするスピ
   ンコーティング装置。
2. 【請求項２】 上記バックプレートは、上記支持台に支
   持された円盤状基板と対向する面が当該円盤状基板より
   も小径とされたことを特徴とする請求項１記載のスピン
   コーティング装置。
3. 【請求項３】 上記バックプレートは、上記支持台に支
   持された円盤状基板と対向する面が当該円盤状基板より
   も１〜３ｍｍ小径とされたことを特徴とする請求項２記
   載のスピンコーティング装置。
4. 【請求項４】 上記バックプレートと上記支持台に支持
   された円盤状基板の他主面との間隔が１〜３ｍｍである
   ことを特徴とする請求項１記載のスピンコーティング装
   置。
5. 【請求項５】 上記バックプレートは、ポリテトラフル
   オロエチレンにより被覆されてなることを特徴とする請
   求項１記載のスピンコーティング装置。