旋涂机、其温度控制方法、光盘生产设备以及光盘生产方法

摘要

本发明提供旋涂机，其包括旋转地支持盘基底的旋转工作台、围绕被支持在旋转工作台上的盘基底外圆周的旋杯、配置来将紫外固化树脂组合物下落至盘基底表面上的落液部件、配置来通过旋转工作台旋转盘基底以将紫外固化树脂组合物铺展于盘基底表面上的旋转部件、配置来加热在盘基底上的紫外固化树脂组合物的加热部件以及配置来控制旋杯达到温度以使温度在多次旋涂过程中恒定的温度控制部件，该温度每次在紫外固化树脂组合物铺展时通过加热部件升高。

说明书

技术领域

本发明涉及能够有效形成具有均匀厚度的蓝光盘(Blu-ray discs)覆盖层等(在下文中，可称为“透明保护层”、“透明树脂层”或“树脂层”)的旋涂机、控制旋涂机温度的方法、使用旋涂机的光盘生产设备以及使用旋涂机生产光盘的方法。

背景技术

近几年，随着宽带和数字高清广播的传播，数据容量增加，并且出现了对能够高速高密度记录和复制数据的光学记录系统的日益增长的需求。举例来说，已提出蓝光盘标准，其使用具有405nm波长的蓝色激光和数值孔径(numerical aperture，NA)为0.85的光学系统，并且满足该蓝光盘标准的蓝光产品已经商业化。

为了确保在高NA光学系统中的倾斜余量(tilt margin)，蓝光盘标准被设计为通过穿过具有厚度约0.1mm的覆盖层施加记录束和复制束，这与从基底侧施加这些束的常规方法相反。

作为形成这种用于蓝光盘的覆盖层的方法，例如，使用这样的旋涂方法，其中通过旋涂将紫外固化树脂组合物施加在记录层的表面上以形成覆盖层。例如，提出了这样的方法，其中盘基底的中心开口被填补并且将紫外固化树脂组合物下落至盘基底的旋转中心上(参见专利文献1至9)。

涉及将紫外固化树脂组合物落至盘基底的旋转中心上的上述方法，需要精确填补盘基底的中心开口的步骤。在几乎是盘基底的中心处将紫外固化树脂组合物落至盘基底上需要高度精确的定位，这造成了增加旋涂机成本的问题。

为解决该问题，可想到这样的方法，其中代替将紫外固化树脂组合物落至盘基底旋转中心上的方法，围绕盘基底中心开口以环形模式将紫外固化树脂组合物落下，并且通过将热施加至紫外固化树脂组合物以提高它的延展性，落下的紫外固化树脂组合物在盘基底表面上铺展，从而形成具有均匀厚度的覆盖层。

但是，在这种情况下，提供给旋涂机以围绕盘基底外圆周的旋杯也将被加热。当为了缩短全过程的时间而在旋杯完全冷却之前(即，在旋杯的热散失之前)进行下一次旋涂过程时，旋杯的达到温度——当紫外固化树脂组合物铺展时该温度增加——将随旋涂(加热)过程数量的增加而增加。在相当数量的旋涂过程后，旋涂机的温度稳定在某个温度。铺展后旋杯的达到温度影响紫外固化树脂组合物的温度(延展性)。旋杯的达到温度随旋涂过程数量的增加而增加，因此紫外固化树脂组合物的温度也随旋涂过程数量的增加而增加。

结果，覆盖层在每次旋涂过程中具有不同厚度，直到在每次旋涂过程中旋杯的达到温度稳定。由于该原因，本领域需要在每次旋涂过程中旋杯的达到温度稳定之前，进行相当数量的徒劳的旋涂过程(即，不能提供足够层厚度的旋涂过程)。

专利文献1：日本专利申请公开(JP-A)第10-320850号

专利文献2：日本专利申请公开(JP-A)第10-249264号

专利文献3：日本专利申请公开(JP-A)第10-289489号

专利文献4：日本专利申请公开(JP-A)第11-195250号

专利文献5：日本专利申请公开(JP-A)第11-195251号

专利文献6：日本专利申请公开(JP-A)第11-213495号

专利文献7：日本专利申请公开(JP-A)第2001-351275号

专利文献8：日本专利(JP-B)第3695109号

专利文献9：日本专利申请公开(JP-A)第2002-319192号

发明内容

本发明目的在于提供这样的旋涂机，其能够使旋杯的达到温度在每次旋涂过程中恒定，该温度在每次旋涂过程中紫外固化树脂组合物铺展时借助加热部件升高；能够在每次旋涂过程中铺展时短时间稳定紫外固化树脂组合物的温度；以及能够在多次旋涂过程中在盘基底表面上以均匀厚度铺展紫外固化树脂组合物，而不必进行大量徒劳的旋涂过程。本发明还提供控制旋涂机温度的方法、使用旋涂机的光盘生产设备以及使用旋涂机生产光盘的方法。

解决上述问题的方法如下。

<1>旋涂机，其包括：旋转地支持盘基底的旋转工作台、围绕被支持在所述旋转工作台上的所述盘基底外圆周的旋杯、配置来将紫外固化树脂组合物落至所述盘基底表面上的落液部件、配置来通过所述旋转工作台旋转所述盘基底以将所述紫外固化树脂组合物铺展于所述盘基底表面上的旋转部件、配置来加热在所述盘基底上的所述紫外固化树脂组合物的加热部件，以及配置来控制所述旋杯的达到温度以使温度在多次旋涂过程中恒定的温度控制部件，该温度每次在所述紫外固化树脂组合物铺展时通过所述加热部件升高。

在根据<1>项所述的旋涂机中，通过提供温度控制部件，在多次旋涂过程中，每次铺展时由加热部件增加的旋杯的达到温度变得恒定。由于该原因，每次被铺展时紫外固化树脂组合物的温度可在短时间或在少量的旋涂过程中稳定(即，紫外固化树脂组合物的温度在每次旋涂过程从未变化)。因此，该旋涂机使得在多次旋涂过程中在盘基底表面上以均匀厚度铺展紫外固化树脂组合物而不必进行大量徒劳的旋涂过程成为可能。

<2>根据<1>所述的旋涂机，其中所述落液部件被配置来围绕圆形开口外周以环形模式落下所述紫外固化树脂组合物，其中圆形开口形成在通过旋转部件的旋转而旋转的所述盘基底中心。

<3>根据<1>和<2>任何一项所述的旋涂机，其中所述温度控制部件具有在所述旋杯中形成的流动通道以及配置来向所述流动通道供给介质的供给部件。

<4>根据<3>所述的旋涂机，其中所述旋杯具有在其表面设置有所述流动通道的主体，以及用于覆盖所述流动通道的绝热盖。

在根据<3>和<4>任何一项所述的旋涂机中，在多次旋涂过程中，每次铺展时由加热部件增加的旋杯达到温度可通过使用作为温度控制部件的流动通道、供给部件以及绝热盖控制为恒定。

<5>根据<3>至<4>任何一项所述的旋涂机，其中所述温度控制部件包括：温度检测部件，其被配置来检测所述旋杯的温度；以及温度调节部件，其被配置来基于所检测的旋杯温度进行所述介质的温度的反馈控制。

由于根据<5>所述的旋涂机具有温度检测部件，其被配置来检测所述旋杯的温度，以及温度调节部件，其被配置来基于所检测的旋杯温度反馈和控制所述介质的温度，因此所述旋涂机使得以下成为可能：从旋涂过程开始时间起稳定旋杯达到温度、使树脂层的层厚度均匀和防止缺陷产品的发生。

<6>根据<1>至<5>任何一项所述的旋涂机，其进一步包括：抽吸部件，其被配置来从每次旋涂过程的结束到下一次旋涂过程的开始的时间间隔期间吸取所述旋杯中的空气以从所述旋杯中去除所述空气。

<7>根据<6>所述的旋涂机，其中所述抽吸部件具有抽吸端口，其面对所述旋杯的顶表面上形成的开口。

根据<6>和<7>任何一项所述的旋涂机通过使用所述抽吸部件，从每次旋涂过程的结束时间到下一次旋涂过程的开始时间的时间间隔期间强制去除所述旋杯中空气，使得降低峰值温度和下降温度的变化以及获得树脂层层厚度的稳定成为可能。

<8>控制旋涂机温度的方法，所述旋涂机具有围绕被支持在旋转工作台上的所述盘基底外圆周的旋杯，所述方法包括：将紫外固化树脂组合物铺展于盘基底表面上，同时加热所述紫外固化树脂组合物，所述紫外固化树脂组合物是下落至所述盘基底上的，以及控制所述旋杯的达到温度，以使其温度在多次旋涂过程中恒定，该温度每次在所述紫外固化树脂组合物铺展时通过加热部件升高。

根据<8>所述的方法，在多次旋涂过程中，每次铺展时由加热部件升高的旋杯达到温度可在温度控制步骤被控制为恒定。使用所述方法，每次铺展时间中由加热部件升高的旋杯达到温度可被控制恒定，每次铺展时间中紫外固化树脂组合物的温度可在短时间稳定，并且在多次旋涂过程中，所述紫外固化树脂组合物可以均匀厚度铺展在盘基底表面上，而不必进行大量徒劳的旋涂过程。

<9>根据<8>所述的方法，其中所述铺展步骤包括：将所述紫外固化树脂组合物落至所述盘基底上，通过旋转所述盘基底上的所述紫外固化树脂组合物，在所述盘基底表面上形成由所述紫外固化树脂组合物组成的树脂层，同时加热所述紫外固化树脂组合物，以及通过旋转形成在所述盘基底上的所述树脂层，抖落所述紫外固化树脂组合物的过量部分。

<10>根据<8>至<9>任何一项所述的方法，其中通过向所述旋杯中形成的流动通道供给介质来控制所述旋杯的达到温度为恒定。

<11>根据<8>至<10>任何一项所述的方法，其进一步包括在从每次旋涂过程的结束到下一次旋涂过程的开始的时间间隔期间吸取所述旋杯中的空气以从所述旋杯中去除所述空气。

<12>光盘生产设备，其包括：根据<1>至<7>任何一项所述的旋涂机，其中使用所述旋涂机形成覆盖层。

根据<12>项所述的光盘生产设备通过使用本发明的旋涂机允许有效形成具有均匀厚度的覆盖层，并且还允许生产光盘例如高质量蓝光盘。

<13>生产光盘的方法，其包括：使用根据<1>至<7>任何一项所述的旋涂机形成覆盖层。

根据<13>项所述的生产光盘的方法通过使用本发明的旋涂机使得有效形成具有均匀厚度的覆盖层成为可能，并且还使生产光盘例如高质量蓝光盘成为可能。

本发明提供了这样的旋涂机，其能解决本领域相关的上述问题，并且能够使每次旋涂过程中旋杯的达到温度恒定，该温度在每次旋涂过程中紫外固化树脂组合物铺展时通过加热部件升高；能够在每次旋涂过程中铺展时短时间稳定紫外固化树脂组合物的温度；并且能够在多次旋涂过程中，将紫外固化树脂组合物以均匀厚度铺展在盘基底表面上，而不必进行大量徒劳的旋涂过程。本发明还提供控制旋涂机温度的方法、使用旋涂机的光盘生产设备以及使用旋涂机的生产光盘的方法。

附图说明

图1A是显示用于常规旋涂机中的旋杯的一个例子的示意图。

图1B是显示根据本发明的旋涂机的旋杯的一个例子的示意图。

图1C是显示根据本发明的旋涂机的旋杯的另一个例子的示意图。

图2是使用本发明旋涂机的生产过程的流程图。

图3A图解使用本发明旋涂机的旋涂过程中的落液步骤。

图3B图解使用本发明旋涂机的旋涂过程中的加热步骤。

图3C显示使用本发明的旋涂机在旋涂过程中用风机将旋杯中的空气吸出旋杯的状态。

图4是使用本发明旋涂机的另一个生产过程的流程图。

图5是显示对比实施例1中旋涂机的累积运作时间与旋杯温度之间的关系的图。

图6是显示在对比实施例1中的旋涂机运作的开始时间，盘基底径向层厚度分布(在A部分中)的图。

图7是显示当对比实施例1的旋杯温度稳定时的时间期间，盘基底径向层厚度分布(在B部分中)的图。

图8是显示实施例1旋涂机累积运作时间与旋杯温度之间关系的图。

图9是显示实施例4旋涂机累积运作时间与旋杯温度之间关系的图。

图10是显示在实施例4旋涂机运作开始时间，盘基底径向层厚度分布(在C部分中)的图。

图11是显示实施例4旋涂机盘基底径向层厚度分布(在D部分中)的图。

图12是显示通过鼓风机进行非强制去除旋杯中空气的情况下，实施例4旋涂机累积运作时间与旋杯中的常温之间关系的图。

图13上图是显示图12盘基底径向层厚度分布的图；以及图13下图与图12相同。

图14是显示在使用鼓风机去除旋杯中空气的情况下实施例4旋涂机累积运作时间与旋杯中的常温之间关系的图。

图15是显示图14盘基底径向层厚度分布的图。

具体实施方式

(旋涂机以及控制旋涂机温度的方法)

本发明的旋涂机具有旋转工作台、旋杯、落液部件、旋转部件、加热部件和温度控制部件以及进一步根据需要具有其他部件。

控制旋涂机温度的方法包括铺展步骤、温度控制步骤以及进一步根据需要包括其他步骤。

铺展步骤是在盘基底表面上铺展落至盘基底上的紫外固化树脂组合物同时加热该紫外固化树脂组合物的步骤，以及铺展步骤优选地包括落液步骤、树脂层形成步骤和抖落步骤。

本发明控制旋涂机温度的方法可优选地通过使用本发明的旋涂机进行，落液步骤可通过使用落液部件进行，温度控制步骤可通过使用温度控制部件进行以及其他步骤可通过使用其他部件进行。

在下文中，本发明的旋涂机和本发明控制旋涂机温度的方法将被详细描述。

-盘基底-

盘基底不被特别限定形状、尺寸、材料等并且可根据使用意图适当地选择。对于形状和尺寸，例如，可使用成形为具有符合光盘标准的适当形状、尺寸、厚度和凹槽形状的盘基底。

盘基底材料的例子包括玻璃、陶瓷和树脂。在这些中，就可成形性和成本而言，树脂是优选的。

树脂的例子包括聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、有机硅树脂、氟树脂、ABS树脂和聚氨酯树脂(urethane resins)。在这些中，就可成形性、光学性能和成本的优良性而言，聚碳酸酯树脂和丙烯酸树脂是特别优选的。

-旋转工作台-

旋转工作台是可旋转的台，当旋涂过程进行时，在旋转工作台上放置盘基底，并且通过旋转部件的动力，旋转工作台相对于其上放置盘基底的表面以垂直方向绕轴旋转。旋转中心被如此安排以使它与固定在旋转工作台上的盘基底中心相应。

盘基底被如此定位以使其中心开口安装到中心销(center pin)中，定位在并固定至旋转工作台。可选地，基底盘可借助真空设备通过抽吸被固定至旋转工作台。盘基底被固定至旋转工作台并且因此与旋转工作台一起旋转。

-旋杯-

旋杯是杯形部件，用于围绕被支持在旋转工作台上的盘基底外圆周。

旋杯设置有将在随后描述的温度控制部件。旋杯优选地具有在其表面上设置有流动通道的杯形主体，以及用于覆盖流动通道的绝热盖。

-旋转部件-

旋转部件是通过旋转工作台来旋转盘基底以将紫外固化树脂组合物铺展于盘基底表面上的部件，并且例如，驱动电机是示例性的。

-滴液步骤和落液部件-

落液步骤是将紫外固化树脂落至盘基底表面上的步骤，以及优选地通过使用落液部件进行。

落液部件是配置来围绕圆形开口外周以环形模式落下紫外固化树脂组合物同时以第一旋转速度旋转被支持在旋转工作台上的盘基底的部件，圆形开口形成在所述盘基底中心，并且例如，喷嘴、臂、泵和贮藏容器的组合是示例性的。

对于紫外固化树脂组合物被下落在其上的位置是形成在盘基底中心的圆形开口外周，以及紫外固化树脂组合物围绕圆形开口外周以环形模式落下。落液部件优选地是可移动的并且能够根据需要改变落液位置，并且优选地当不使用落液部件时能够缩回。可使用仅一个落液部件或两个或更多个落液部件。

紫外固化树脂组合物的下落量不被特别限定，并且可根据使用意图适当地调整。例如，当蓝光盘的覆盖层将被形成时，可调整下落量以使覆盖层最终具有0.1mm的厚度。

第一旋转速度不被特别限定并且可根据使用意图适当地选择，但是，它优选地为50rpm至100rpm。

紫外固化树脂组合物至少含有紫外固化树脂、活性稀释剂和光聚合引发剂，以及进一步根据需要含有其他组分。

注意，可能使用通过多种辐射包括光(包括可见光、紫外线和红外线)、电磁波(与波长无关)、X射线、电子束以及进一步包括振荡波例如超声波可固化的材料，但是，从它们高速固化以及高度节约能源的观点看，优选使用紫外固化树脂组合物。

紫外固化树脂不被特别限定并且可根据使用意图适当地选择。例如，可能应用丙烯酸酯树脂，例如氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯以及聚酯(甲基)丙烯酸酯。在这些中，环氧(甲基)丙烯酸酯具有改善固化材料的硬度的功能以及加快固化速度，并且因此优选使用环氧(甲基)丙烯酸酯与氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯和聚酯(甲基)丙烯酸酯中的至少任何一种组合。

活性稀释剂不被特别限定并且可根据使用意图适当地选择。例如，在一个分子中具有至少一个(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯化合物是示例性的。对于组分，可使用只具有一个(甲基)丙烯酰基的单官能化合物以及具有两个或更多个(甲基)丙烯酰基的多官能化合物的任何一种。为了调节所用的树脂的粘度以及反应性或控制固化材料的物理性质例如弹性模量和玻璃化转变温度的目的，这些活性稀释剂可以适当比率使用。

光聚合引发剂不被特别限定并且可根据使用意图适当地选择。它的例子包括1-羟基-环己基-苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-1-苄基]-苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、2-甲基-[4-(硫代甲基)苯基]-2-吗啉-1-丙酮、2-氯噻吨酮、2，4-二甲基噻吨酮、2，4-二异丙基噻吨酮、异丙基噻吨酮、苯基乙醛酸甲酯、双(2，4，6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1、2-二甲氨基-2-(4-甲基-苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮以及2，4，6-三甲基苯甲酰-二苯基-氧化膦。这些光聚合引发剂中的每一个可单独使用或与两种或更多种组合使用。

-加热部件-

加热部件是用于加热在盘基底上的紫外固化树脂组合物的部件。

在用加热部件加热紫外固化树脂组合物中，优选的是停止通过落液部件落下紫外固化树脂组合物，将加热部件移到盘基底上，以及通过该加热部件加热落至盘基底上的紫外固化树脂组合物。

加热部件不被特别限定，只要它可加热盘基底上的紫外固化树脂组合物，并且可根据使用意图适当地选择。它的例子包括具有两个或三个IR灯的加热部件，以及热空气鼓风加热器。

加热部件优选地是可移动的并且能够根据需要改变加热位置，并且优选地当不使用加热部件时能够缩回。可使用仅一个加热部件或两个或更多个加热部件。

根据使用的紫外固化树脂组合物，加热温度不同，并且可根据需要改变；但是，它优选地是200℃至500℃。

-树脂层形成步骤-

树脂层形成步骤是通过旋转盘基底上的紫外固化树脂组合物同时加热紫外固化树脂组合物，在盘基底上形成由紫外固化树脂组合物组成的树脂层的步骤，以及优选的是通过以快于第一旋转速度的第二旋转速度旋转盘基底上的紫外固化树脂组合物同时加热紫外固化树脂组合物，在盘基底上形成由紫外固化树脂组合物组成的树脂层。

第二旋转速度不被特别限定，只要它比第一旋转速度快，并且可根据使用意图适当地选择。但是，第二旋转速度优选地是100rpm至200rpm。

-抖落步骤-

抖落步骤是通过旋转形成在盘基底上的树脂层使过量的紫外固化树脂组合物抖落的步骤，以及优选的是停止通过加热部件加热紫外固化树脂组合物，然后将加热部件移出盘基底，以及通过以快于第二旋转速度的第三旋转速度旋转形成在盘基底上的树脂层，使过量的紫外固化树脂组合物抖落。

第三旋转速度不被特别限定，只要它比第二旋转速度快，并且可根据使用意图适当地选择。第三旋转速度优选地是800rpm至1,500rpm。

-温度控制步骤以及温度控制部件-

温度控制步骤是控制旋杯的达到温度以使其温度在多次旋涂过程中恒定的步骤，该温度在旋涂过程中每次紫外固化树脂组合物铺展时通过加热部件升高。温度控制步骤优选地通过温度控制部件进行。

温度控制方法不被特别限定并且可根据使用意图适当地选择；但是，例如，可使用(1)在开始时间冷却旋杯以保持旋杯温度的方法，或(2)保持旋杯饱和温度(saturated temperature)的方法。

温度控制部件是不被特别限定的，只要它可控制旋杯的达到温度以使其温度在多次旋涂过程中恒定，该温度在旋涂过程中每次紫外固化树脂组合物铺展时通过加热部件升高，并且可根据使用意图适当地选择。例如，旋杯中具有流动通道以及具有配置来向所述流动通道供给介质的供给部件的温度控制部件是优选的。更优选的是旋杯具有在其表面上具有流动通道的主体以及用于覆盖流动通道的绝热盖。

温度控制部件的具体例子如下：(i)加热控制部件，其中介质循环通过其中的流动通道是管并且所述管以螺旋形式提供在旋杯主体上，(ii)加热控制部件，其中介质循环通过其中的流动通道是管并且所述管以螺旋形式包埋于旋杯主体中，以及(iii)温度控制部件，其中介质循环通过其中的流动通道是覆盖旋杯主体的夹套并且介质通过夹套循环。

用于温度控制部件(i)至(iii)中的管不被特别限定尺寸、形状、材料等，并且可根据使用意图适当地选择。但是，例如，由不锈钢(SUS)、Cu、Al或类似物制造的金属管是优选的。

用于温度控制部件(i)的管优选地用绝热材料覆盖。绝热材料的例子包括聚丙烯泡沫以及聚氨酯泡沫。

温度控制部件(ii)可被如此设计以使旋杯主体以厚结构形成以及管被包埋于旋杯主体中，并且还可被如此设计以使冷却凹槽在旋杯主体中形成以及旋杯主体通过焊接或用O形环密封。

用于温度控制部件(i)至(iii)的介质的例子包括水、空气、乙二醇和油。在这些中，水是优选的。水可以是冷水或热水。

另外，温度控制部件优选地具有检测部件，其被配置来检测旋杯的温度，以及温度调节部件，其被配置来基于检测的旋杯温度进行介质温度的反馈控制。使用这种配置，通过进行介质温度的反馈控制，可能从旋涂机运作的起始调节旋杯温度至最适温，以及因此使由紫外固化树脂组合物组成的树脂层厚度均匀。

温度调节部件不被特别限定并且可根据使用意图适当地选择。它的例子包括通常用于注塑机(injection molding machine)的冲模温度调节装置。

另外，温度控制部件优选地具有抽吸部件，其被配置来在从每次旋涂过程的结束到下一次旋涂过程的开始的时间间隔期间将旋杯中的空气抽真空以从旋杯中去除空气。

抽吸部件不被特别限定，只要它可快速地去除旋杯中被加热的空气，并且可根据使用意图适当地选择。这种抽吸部件的例子包括鼓风机、西罗克风扇和涡轮风扇。对于抽吸部件，优选的是使用这样的抽吸部件，其具有抽吸端口，所述抽吸端口面对旋杯的顶表面上形成的开口。抽吸部件优选地是可移动的并且能够根据需要改变抽吸位置，并且优选地当不使用抽吸部件时能够缩回。可使用仅一个抽吸部件或两个或更多个抽吸部件。

本文中，图1A是显示通常用于常规旋涂机中的旋杯的一个例子的示意图。

盘基底15是在其上进行旋涂过程的基底，其作为设计用于光盘生产的基底并且具有圆盘状形状，在其中心具有开口。旋转工作台9是当旋涂过程进行时在其上放置盘基底15的台，并且其通过旋转驱动电机的动力(未显示)，相对于盘基底15放置其上的旋转工作台9的表面以垂直方向绕轴旋转。旋转中心被如此安排以使它与固定在旋转工作台9上的盘基底15中心相应。

中心销7安装到盘基底15的开口中以填补开口。为了定位盘基底15和将盘基底15固定至旋转工作台9或类似目的，提供了中心销7。使用真空设备，通过抽吸，可将基底盘15附着至旋转工作台9。通过将盘基底15固定至旋转工作台9，盘基底15与旋转工作台9一起旋转。

在图1A中，标号8表示旋杯主体，其构造成围绕固定在旋转工作台9上的盘基底15的外圆周。旋杯主体8配备有内壁8a，其具有长度大于当盘基底15被固定在旋转工作台9上时盘基底15外圆周的内圆周。内壁8a是用于挡住(catch)由于旋转引起的紫外固化树脂组合物向外铺展的壁。标号8b表示树脂接收器或凹陷，用于收集在旋杯主体8内流动的紫外固化树脂组合物。树脂接收器8b可在涂布时通过利用离心力，有效收集紫外固化树脂组合物。

当使用配备有图1A所示的旋杯20的旋涂机，根据图2所示的生产工艺流程连续生产光盘时，在旋涂机运作开始时，旋杯20的温度为室温(24℃至25℃)。但是，运作开始10分钟后，旋杯温度达到45℃并且然后稳定。直到旋杯20的达到温度稳定，由紫外固化树脂组合物组成的树脂层的厚度会持续变化，并且因此在那段时间获得的光盘不能用作产品。

图1B所示的旋杯20设置有金属管23作为温度控制部件，其由不锈钢(SUS)、Cu、Al等制造，如图1A所示其在旋杯的旋杯主体8上呈螺旋形式。用绝热材料22覆盖金属管23，并且盖21在绝热材料22上形成。旋杯20的其他结构与图1A所示旋杯的那些结构相同。

图1B所示的旋杯20可阻止旋杯20的温度升高，可阻止旋杯20的温度达到高于35℃的温度，以及可在短时间内通过循环作为介质的冷却水通过管23，使旋杯的达到温度达到稳定温度范围。

在图1C所示的旋杯25中，如图1A所示，旋杯的旋杯主体8以厚结构形成，由不锈钢(SUS)、Cu、Al等制造的金属管23作为温度控制部件被包埋在旋杯主体8中，并且旋杯20的其他结构与图1A所示旋杯的那些结构相同。

图1C所示的旋杯25可阻止旋杯20的温度升高，可阻止旋杯20的温度达到高于35℃的温度，可在短时间内使旋杯的达到温度达到稳定温度范围，以及通过循环作为介质的冷却水通过管23，可控制旋杯的达到温度以使其恒定。

图3A至3C的每幅图均显示配备有图1C所示的并入了温度控制部件的旋杯25的旋涂机，并且该旋涂机配备有旋转工作台9、旋杯25、落液部件10、温度调节部件13、抽吸部件16以及加热部件12。

图3A至3C所示的旋涂机包括在旋杯主体上的流动通道(管)，冷却水或加热调节的水通过流动通道循环。因此该旋涂机可控制旋杯的达到温度以使其温度在多次旋涂过程中恒定，该温度在每次紫外固化树脂组合物铺展时通过加热部件升高。另外，被加热部件加热的旋杯中的温度可通过抽吸部件降低至旋涂机内的温度。

在下文中，将基于图3A至3C以及图4所示的旋涂过程流程图，进一步描述本发明的旋涂机。

首先，如图3A所示，通过使用喷嘴10作为落液部件，将紫外固化树脂组合物11落至圆形开口外周周围，该圆形开口形成在盘基底15中心，同时以第一旋转速度旋转盘基底15(落液步骤)。

停止通过使用作为落液部件的喷嘴10落下紫外固化树脂组合物11，然后将加热部件12移至盘基底15上。

下一步，如图3B所示，从加热部件12将热施加至盘基底15上的紫外固化树脂组合物11。

通过以快于第一旋转速度的第二旋转速度旋转盘基底15，同时从加热部件12将热辐射至盘基底15上的紫外固化树脂组合物11，将由紫外固化树脂组合物11组成的树脂层铺展在盘基底15的表面上(树脂层形成步骤)。

下一步，停止加热部件12的加热，然后将加热部件12移至盘基底15外。

由紫外固化树脂组合物11组成的并在盘基底15上形成的树脂层以快于第二旋转速度的第三旋转速度旋转，以使过量的树脂组合物抖落(抖落步骤)。随后，重复落液步骤至抖落步骤的系列步骤。在那时，在从落液步骤至抖落步骤的时间期间，进行温度控制步骤。通过温度控制部件进行温度控制步骤。作为温度控制部件，旋涂机配备有能够冷却或加热旋杯的介质循环通过其中的管23、温度调节部件13以及配置来吸取旋杯中的空气以从旋杯去除空气的抽吸部件16。通过这些部件的运作，在多次旋涂过程中可使旋杯的达到温度恒定，此温度在旋涂过程中每次紫外固化树脂组合物铺展时通过加热部件升高。

在图3B中，从加热部件12将热施加至紫外固化树脂组合物11，以及将紫外固化树脂组合物11铺展在盘基底表面上，同时加热紫外固化树脂组合物11。在此时，旋杯25中的空气温度立刻上升至140℃。当停止通过加热部件12加热紫外固化树脂组合物时，旋杯中空气温度迅速降低，但不降至旋涂机内部的温度。由于这个原因，在下一次应用紫外固化树脂组合物11至盘基底表面时，旋杯中空气温度发生变化，并且温度变化不利地影响树脂层厚度的均一性。

然后，如图3C所示，在抖落紫外固化树脂组合物的过量部分后，通过使用抽吸部件16强制排除旋杯25中被加热的空气，旋杯25中的空气温度可控制至23℃至24℃，这是与旋涂机内部相同的温度范围。

当由于光盘生产过程中某些故障而使旋涂机运作停止时，旋杯的达到温度升高至35℃，并且以前已被稳定的达到温度然后立刻降低。因此，当旋涂机再次启动时，直到旋杯的达到温度再次稳定才能获得合格产品。为解决该问题，下列方法是有效的。即，使用图3C所示的温度控制部件13，通过管23循环温水(60℃)，另外，冷却回路并入其中的旋杯25的温度通过热电偶14检测，通过热电偶14检测的温度反馈至温度调节部件13，并且控制由温度调节部件13供给至管23的介质的温度。因此，旋杯的达到温度可控制以使其恒定，并且可稳定生产具有均匀层厚度的树脂层。

使用常规旋涂机，为了产生批量生产中具有均匀层厚度的树脂层的状态，需要确定条件直到旋杯的达到温度稳定，或者需要在估计树脂层的层厚度变化后，在直到旋杯的达到温度稳定的时间期间，在旋涂机的开始时确定条件。因此，确定条件非常困难。但是，通过在起始阶段稳定旋杯的达到温度，如本发明旋涂机中所描述的，本发明具有易于确定那些条件的优势。

(光盘生产设备以及用于生产光盘的方法)

本发明的光盘生产设备至少具有本发明的旋涂机以及进一步根据需要具有其他部件。

通过使用旋涂机形成光盘的覆盖层。

其他部件根据将生产的光盘的层结构可不同，但是不被特别限定，并且可根据使用意图适当地选择。其他部件的例子包括喷射装置、紫外发光器、盘旋转装置、输送部件以及控制部件。

本发明生产光盘的方法至少包括使用本发明的旋涂机形成覆盖层以及根据需要进一步包括其他步骤。

其他步骤根据将生产的光盘的层结构可不同，但是不被特别限定，并且可根据使用意图适当地选择。其他步骤的例子包括反射层形成步骤、介电层形成步骤以及记录层形成步骤。

接下来，生产蓝光盘的方法的一个例子将在下文描述。首先，在具有1.1mm厚度、在其表面形成有引导凹槽(凹槽深度：22nm)的聚碳酸酯基底上，通过喷射形成由Ag合金构成的具有40nm厚度的反射层。下一步，在反射层上，通过喷射形成由ZnS·SiO₂(80摩尔百分比：20摩尔百分比)组成的具有10nm厚度的上保护层。下一步，在上保护层上，通过喷射形成由可相变的材料构成的具有14nm厚度的记录层。下一步，在记录层上，通过喷射形成由ZnS·SiO₂(80摩尔百分比：20摩尔百分比)构成的下保护层。

然后，在下保护层的表面上，通过本发明的旋涂方法施以紫外固化树脂组合物，以形成具有0.1mm厚度的覆盖层。因此，可生产具有总厚度约1.2mm的光记录介质。

在上文中，本发明的旋涂机、控制旋涂机温度的方法、光盘生产设备以及生产光盘的方法已被详述，但是，本发明不限于公开的实施方式以及可以不偏离本发明范围进行各种变化和修改。

实施例

在下文中，本发明将参考实施例进一步描述，但是，本发明不限于公开的实施例。

(对比实施例1)

使用配备有如图1A所示的旋杯的旋涂机，根据图2所示的生产工艺流程，连续地形成每层由紫外固化树脂组合物构成的具有下列成分的树脂层。

-紫外固化树脂组合物的成分-

紫外固化树脂组合物至少含有自由基可聚合低聚体、自由基可聚合单体以及光聚合引发剂。对于光聚合引发剂，可使用具有150nm至450nm有效吸收波长范围的化合物。对于自由基可聚合低聚体，可使用氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯化合物、环氧(甲基)丙烯酸酯化合物、酯(甲基)丙烯酸酯化合物、聚碳酸酯化合物、聚丙烯酸酯化合物、聚乙烯化合物或类似物。对于自由基可聚合单体，可使用在一个分子中具有至少一个(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯化合物等。另外，可使用具有一个(甲基)丙烯酰基的单官能化合物和具有两个或更多个(甲基)丙烯酰基的多官能化合物，以及化合物可以适当比例组合使用。紫外固化树脂组合物可进一步含有添加剂，例如有机溶剂、硅烷偶联剂、聚合抑制剂、表面润滑剂、紫外线吸收剂以及填料。

具体地，首先围绕形成在盘基底中心的圆形开口外周，以环形模式落下紫外固化树脂组合物，同时通过驱动电机的启动，以第一旋转速度(60rpm)旋转盘基底。

下一步，停止落下紫外固化树脂组合物，并且将作为加热部件的IR灯移至盘基底上，以加热落在盘基底上的紫外固化树脂组合物至65℃。

下一步，通过以快于第一旋转速度的第二旋转速度(150rpm)旋转落至盘基底上的紫外固化树脂组合物，同时使用IR灯加热紫外固化树脂组合物，在盘基底上形成由紫外固化树脂组合物构成的树脂层。

下一步，停止用IR灯加热，然后将IR灯移至盘基底外，并且以快于第二旋转速度的第三旋转速度(1,200rpm)旋转形成在盘基底上的树脂层，以抖落紫外固化树脂组合物的过量部分。

以这种方式，在盘基底上形成由紫外固化树脂组合物构成的树脂层。

<评价>

图5显示在连续形成树脂层过程中旋杯温度与旋涂机累积运作时间之间的关系。图5中的每个峰值表示每次旋涂过程。如图5所示，每次旋涂过程中旋杯温度不同，并且每次旋涂过程中旋杯的最高温度为旋杯的达到温度。

图6显示在旋涂机运作开始时盘基底的径向层厚度分布，其对应于图5中的A部分。图7显示当旋杯的达到温度稳定时的期间盘基底的径向层厚度分布，其对应于图5中的B部分。注意，将多个热电偶设置在旋杯的多个位置以连续地测量旋杯温度。使用Dr.Schenc Co制造的MT200.Blue测定树脂层的层厚度分布。

图5至7所示结果显示，在旋涂机运作开始时，当旋杯的达到温度为26℃(室温)时，树脂层的层厚度为107μm，在开始时间后10分钟内，旋杯温度升高至约40℃并且然后稳定，并且在那时树脂层的层厚度为100μm。由于在旋杯的达到温度稳定之前的期间树脂层的层厚度变化，存在60个缺陷产品(换言之，在树脂层的层厚度稳定之前旋涂过程进行的数量为60)。

树脂层是否有缺陷如下确定。相对于在稳定的达到温度下树脂层的层厚度(在这种情况下，100μm)，具有偏离预定范围(在这种情况下，±2μm)的层厚度的树脂层被确定为有缺陷的。术语“旋杯温度是稳定的”意思是树脂层的层厚度在预定范围内。

(实施例1)

根据图2所示的生产工艺流程，在盘基底上连续地形成每层由紫外固化树脂组合物构成的树脂层，方式与对比实施例1相同，除了不使用图1A所示的旋杯20，而使用具有图1B所示旋杯的旋涂机。

图1B所示的旋杯20设置有管23作为温度控制部件，其由不锈钢(SUS)制造，其如图1A所示在旋杯20的旋杯主体8上呈螺旋形式。用绝热材料22覆盖管23，并且盖21在绝热材料22上形成。作为通过管23循环的介质，使用19℃的水。作为加热部件，使用IR灯。

<评价>

图8显示在连续树脂层形成过程中旋涂机累积运作时间与旋杯温度之间的关系。图8中的每个峰值显示每次旋涂过程。如图8所示，在每次旋涂过程中旋杯温度是不同的，并且每次旋涂过程的最高旋杯温度为达到温度。

在实施例1中，发现在旋涂机运作开始时旋杯的达到温度为27℃，并且在开始后5分钟内，旋杯温度稳定在约35℃。与对比实施例1比较，可能的是在实施例1中缩短了直到达到温度稳定的时间间隔并且树脂层可以均匀厚度形成。当旋杯的达到温度在从27℃至35℃变化时的过程中，树脂层的层厚度变化，并且缺陷品的数量为30(换言之，直到树脂层的层厚度稳定而进行的旋涂过程数量为30)。与对比实施例1比较，缺陷品的数量在实施例1中可显著减少。

(实施例2)

根据图2所示的生产工艺流程，在盘基底上连续地形成每层由紫外固化树脂组合物构成的树脂层，方式与对比实施例1相同，除了不使用图1A所示的旋杯20，而使用具有图1C所示旋杯25的旋涂机。

在图1C所示的旋杯25中，如图1A所示的旋杯20的旋杯主体8以厚结构形成，以及由不锈钢(SUS)制造的作为温度控制部件的管23以螺旋形式包埋于旋杯主体8中。作为通过管23循环的介质，使用温度为19℃的水。作为加热部件，使用IR灯。

<评价>

在实施例2中，发现在旋涂机运作开始时旋杯的达到温度为26℃并且在开始后5分钟内，旋杯温度稳定在约35℃。与对比实施例1比较，可能的是在实施例2中缩短了直到达到温度稳定的时间间隔并且树脂层可以均匀厚度形成。当旋杯的达到温度在从26℃至35℃变化时的过程中，树脂层的层厚度变化，并且缺陷品的数量为30(换言之，直到树脂层的层厚度稳定而进行的旋涂过程数量为30)。与对比实施例1比较，缺陷品的数量在实施例2中可显著减少。

(实施例3)

根据图4所示的生产工艺流程(但不对介质温度进行反馈控制)，在盘基底上连续地形成每层由紫外固化树脂组合物构成的树脂层，方式与对比实施例1相同，除了不使用图1A所示的旋杯20，而使用具有图1C所示旋杯25的旋涂机。

在图1C所示的旋杯25中，如图1A所示的旋杯20的旋杯主体8以厚结构形成，以及由不锈钢(SUS)制造的作为温度控制部件的管23以螺旋形式包埋于旋杯主体8中。作为通过管23循环的介质，使用温度为19℃的水。作为加热部件，使用IR灯；以及作为抽吸部件，使用鼓风机。

<评价>

在实施例3中，发现在旋涂机运作开始时旋杯的达到温度为26℃，并且在开始后5分钟内，旋杯温度稳定在约35℃。与对比实施例1比较，可能的是在实施例3中缩短了直到达到温度稳定的时间间隔并且树脂层可以均匀厚度形成。在当旋杯的达到温度在从26℃至35℃变化时的过程中，树脂层的层厚度变化，并且缺陷品的数量为30(换言之，直到树脂层的层厚度稳定而进行的旋涂过程数量为30)。与对比实施例1比较，缺陷品的数量在实施例3中可显著减少。

(实施例4)

根据图3A至3C以及图4所示的生产工艺流程，在盘基底上连续地形成每层由紫外固化树脂组合物构成的树脂层，方式与对比实施例1相同，除了不使用图1A所示的旋杯20，而使用具有图1C所示旋杯25的旋涂机。

在图1C所示的旋杯25中，如图1A所示的旋杯20的旋杯主体8以厚结构形成，以及由不锈钢(SUS)制造的作为温度控制部件的管23以螺旋形式包埋于旋杯主体8中。作为通过管23循环的介质，使用60℃的热水。

作为加热部件，使用IR灯；作为抽吸部件，使用鼓风机；以及作为温度调节装置，使用通常用于注塑机的冲模温度调节装置。

<评价>

图9显示在连续树脂层形成过程中旋涂机累积运作时间与旋杯温度之间的关系。图10显示旋涂机运作开始时盘基底径向的层厚度分布，其对应于图9的C部分；以及图11显示在层开始时间7分钟后，盘基底径向的层厚度分布，其对应于图9的D部分。

在实施例4中，作为介质温度反馈控制的结果，发现在旋涂机运作开始时旋杯的达到温度稳定在约40℃，如图9所示。另外，图10和11所示结果证实树脂层的层厚度从起始即稳定。注意，缺陷产品的数量为零。

接下来，在实施例4中，在从每次旋涂过程的结束时间至下一次旋涂过程的开始时间的时间间隔中，旋杯中的常温在不通过鼓风机强制去除旋杯中空气的情况下进行测量。图12显示测量结果。图13上图显示测量的树脂层的层厚度分布结果。从这些结果，观察到峰值温度以及下降温度的变化，以及可认识到在树脂层之间层厚度的变化。

与上述测试相反，在实施例4中，如图3C所示，在从每次旋涂过程的结束时间至下一次旋涂过程的开始时间的时间间隔中，测量旋杯中的常温，同时通过鼓风机强制排除旋杯中的空气。图14显示测量结果。图15显示测量的树脂层的层厚度分布结果。这些结果显示峰值温度以及下降温度的变化减小，并且通过在从每次旋涂过程的结束时间至下一次旋涂过程的开始时间的时间间隔中强制排除旋杯中的空气，获得树脂层的层厚度的稳定。

工业实用性

本发明的旋涂机以及本发明控制旋涂机温度的方法特别适合用于蓝光盘的覆盖层的形成，并且另外，可广泛应用于CD、CD-R、CD-RW、DVD等的保护层、中间层等的形成。