KR100964681B1 - Forming method of patterns on inner wall of pipe member and coating appratus used thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법은 관형상으로 이루어진 부재의 내측 벽면에 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있도록, 실린더와 상기 실린더의 외측으로 돌출되어 관부재의 내면에 밀착되는 브러쉬를 포함하는 코팅장치를 이용하여 관부재의 내면에 레지스트층을 도포하는 레지스트층 형성 단계와, 레이저를 상기 레지스트층에 조사하여 상기 레지스트층에 패턴을 형성하는 레지스트층 패턴 형성 단계와, 상기 관부재의 내면을 에칭하는 단계, 및 잔류 레지스트층 제거 단계를 포함한다.The pattern forming method of the inner surface of the tubular member according to the present invention includes a cylinder and a brush protruding outward of the cylinder to be in close contact with the inner surface of the tubular member so as to easily form a fine pattern on the inner wall surface of the tubular member. A resist layer forming step of applying a resist layer to an inner surface of the tube member by using a coating apparatus, a resist layer pattern forming step of forming a pattern on the resist layer by irradiating a laser to the resist layer, and an inner surface of the tube member Etching, and removing the residual resist layer.

관부재, 레지스트, 코팅장치, 레이저빔, 용발 Tube member, resist, coating equipment, laser beam, melting

Description

관부재 내면의 패턴 형성 방법 및 이에 사용되는 코팅 장치{FORMING METHOD OF PATTERNS ON INNER WALL OF PIPE MEMBER AND COATING APPRATUS USED THEREOF}FORMING METHOD OF PATTERNS ON INNER WALL OF PIPE MEMBER AND COATING APPRATUS USED THEREOF}

본 발명은 미세 패턴을 갖는 실린더의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레지스트층의 노광을 이용한 미세 패턴을 갖는 실린더의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a cylinder having a fine pattern, and more particularly, to a method of manufacturing a cylinder having a fine pattern using exposure of a resist layer.

나노기술(NT; Nano Technology)은 정보기술(IT; Information Technology) 및 생명공학기술(BT; Bio Technology)와 더불어 21세기 산업 발전을 주도할 새로운 패러다임의 기술로서 주목 받고 있다.Nano Technology (NT), along with Information Technology (IT) and Biotechnology (BT), is attracting attention as a new paradigm that will lead industrial development in the 21st century.

또한, 나노기술은 물리학, 화학, 생물학, 전자공학, 및 재료공학 등 여러 과학기술 분야가 융합되어, 기존 기술의 한계를 극복하고, 다양한 산업 분야에 기술혁신을 야기함으로써, 인류의 삶의 질을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대되고 있다.In addition, nanotechnology is a convergence of various scientific and technological fields, such as physics, chemistry, biology, electronics, and materials engineering, overcoming the limitations of existing technologies and bringing technological innovation to various industries to improve the quality of human life. It is expected to improve dramatically.

나노기술은 접근 방법에 따라 크게 위로부터 아래로의 접근 방식(Top-down) 방식과 아래로부터 위로의 접근 방식(Bottom-up)으로 나누어질 수 있다. 위로부터 아래로의 접근 방식은 지난 수십년 동안 발전되어온 반도체 집적 소자의 역사에서 볼 수 있듯이, 기존의 미세구조 제작 기술을 나노미터 스케일까지 더욱 발전시켜 정보 저장 용량 및 정보 처리 속도의 증대를 지속하고자 하는 기술이다. 이에 반해, 아래로부터 위로의 접근 방식은 물질을 원자 혹은 분자 단위 수준에서 제어하거나 자발적인 나노 구조 형성 현상을 이용하여 기존의 기술로는 불가능한 새로운 물리적, 화학적 성질을 유도하고 이를 이용하여 새로운 소재 및 소자를 제작하도록 하는 기술이다.Nanotechnology can be divided into a top-down approach and a bottom-up approach depending on the approach. The approach from top to bottom, as evidenced by the history of semiconductor integrated devices that have evolved over the last few decades, seeks to further advance existing microstructure fabrication techniques down to the nanometer scale to continue increasing information storage capacity and information processing speed. It is a technique to do. In contrast, the approach from bottom to top controls materials at the atomic or molecular level, or uses spontaneous nanostructure formation to induce new physical and chemical properties that would not be possible with existing technologies, and use them to create new materials and devices. It is a technique to make.

위로부터 아래로의 접근 방식의 대표적인 예로는 기존의 반도체 소자 제조 공정에 사용되고 있는 광학 리소그래피(Optical Lithography) 기술을 들 수 있다. 정보 기술 혁명으로 일컬어지는 20세기의 기술 발전은 반도체 소자의 소형화 및 집적화에 크게 의존해 왔으며 이러한 반도체 소자 제조 공정의 핵심 기술이 바로 광학 리소그래피 기술이다. A representative example of the approach from top to bottom is the optical lithography technique used in existing semiconductor device manufacturing processes. Technological advances of the 20th century, called the information technology revolution, have relied heavily on miniaturization and integration of semiconductor devices, and the key technology of the semiconductor device manufacturing process is optical lithography.

그러나 이러한 광학 리소그래피 기술 등을 이용하여 곡면을 갖는 비평면 구조물에 미세 패턴을 형성하는 것은 어려운 문제가 있다.However, it is difficult to form a fine pattern on a non-planar structure having a curved surface using such an optical lithography technique.

광학 리소그래피 기술을 적용하여 미세 패턴의 형성 하려면 기판 상에 균일한 두께를 갖는 포토 레지스트층을 형성해야 한다. 포토 레지스트층은 통상 스핀 코팅의 방법으로 형성되는데, 비평면인 경우에는 굴곡으로 인하여 포토 레지스트가 균일하게 퍼져 나가지 못하여서 포토 레지스트층이 불균일하게 도포되는 문제가 발생한다.In order to form a fine pattern by applying an optical lithography technique, a photoresist layer having a uniform thickness must be formed on a substrate. The photoresist layer is usually formed by spin coating. In the case of non-planar surfaces, the photoresist is not uniformly spread due to bending, resulting in a problem that the photoresist layer is unevenly applied.

특히, 유압 또는 공압의 윤활작용 기능성 향상을 위해서 중공형상 관부재의 내부에 패턴을 형성하는 것이 필요한데, 이러한 경우에는 스핀 코팅의 방법을 적용 하는 것이 전혀 불가능하므로 미세 패턴을 형성하기가 상당히 어렵다.In particular, in order to improve the lubrication function of the hydraulic or pneumatic, it is necessary to form a pattern inside the hollow tube member, in which case it is impossible to apply the method of spin coating is very difficult to form a fine pattern.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 관부재 내부에 미세패턴을 용이하게 형성할 수 있는 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method that can easily form a fine pattern inside the tube member.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법은 실린더와 상기 실린더의 외측으로 돌출되어 관부재의 내면에 밀착되는 브러쉬를 포함하는 코팅장치를 이용하여 관부재의 내면에 레지스트층을 도포하는 레지스트층 형성 단계와, 레이저를 상기 레지스트층에 조사하여 상기 레지스트층에 패턴을 형성하는 레지스트층 패턴 형성 단계와, 상기 관부재의 내면을 에칭하는 단계, 및 잔류 레지스트층 제거 단계를 포함한다.Method for forming a pattern of the inner surface of the tube member according to an embodiment of the present invention to achieve the above object is a tube using a coating device comprising a cylinder and a brush protruding outward of the cylinder in close contact with the inner surface of the tube member A resist layer forming step of applying a resist layer to the inner surface of the member, a resist layer pattern forming step of forming a pattern on the resist layer by irradiating a laser to the resist layer, etching the inner surface of the tubular member, and remaining And removing the resist layer.

상기 브러쉬는 내부 압력에 따라 팽창 또는 수축하며, 상기 코팅 장치는 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부를 포함할 수 있다.The brush expands or contracts according to internal pressure, and the coating apparatus may include a pressure control unit for adjusting the internal pressure of the brush.

내부 압력에 따라 팽창 또는 수축하는 플렉서블한 브러쉬와 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부를 갖는 코팅장치를 이용하여 관부재의 내면에 레지스트층을 도포하는 레지스트층 형성 단계와, 레이저를 상기 레지스트층에 조사하여 상기 레지스트층에 패턴을 형성하는 레지스트층 패턴 형성 단계와, 상기 관부재의 내면을 에칭하는 단계, 및 잔류 레지스트층 제거 단계를 포함한다.A resist layer forming step of applying a resist layer on the inner surface of the tube member by using a coating device having a flexible brush that expands or contracts according to the internal pressure and a pressure control unit for adjusting the internal pressure of the brush, and the laser layer to the resist layer Irradiating to and forming a pattern on the resist layer, a step of forming a resist layer, etching an inner surface of the tube member, and removing a residual resist layer.

상기 레지스트층 형성 단계는 상기 관부재를 회전운동시키고, 상기 브러쉬를 직선 이송시키는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 코팅장치는 원통형 실린더와 상기 실린더의 일단에 설치되며 상기 실린더의 외측으로 돌출되어 상기 관부재의 내면에 밀착되는 브러쉬와 상기 실린더와 연결 설치되어 상기 실린더 및 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부를 포함할 수 있다.The forming of the resist layer may include rotating the pipe member and linearly transferring the brush, wherein the coating apparatus is installed on a cylindrical cylinder and one end of the cylinder and protrudes out of the cylinder. It may include a brush which is in close contact with the inner surface of the member and the cylinder is connected to the pressure control unit for adjusting the internal pressure of the cylinder and the brush.

상기 레지스트층을 형성한 후에 상기 관부재 내부로 램프를 삽입하여 상기 레지스트층을 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 레지스트층 패턴닝 단계는 상기 레지스트층에 레이저빔을 조사하여 상기 레지스트층을 용발(ablation)하는 단계를 포함할 수 있다.After forming the resist layer may further include a step of curing the resist layer by inserting a lamp into the tube member, wherein the resist layer patterning step is irradiated with a laser beam on the resist layer to the resist layer Ablation may be included.

상기 레지스트층 패턴 형성 단계는 상기 관부재를 회전시키고, 상기 관부재의 내부에 삽입되어 상기 레지스트층을 향하여 레이저를 조사하는 레이저빔 전송기를 직선 이송하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 레지스트층 패턴 형성 단계는 상기 관부재 내에 레이저빔 전송기를 삽입하여 상기 레지스트층으로 레이저빔을 조사하고, 상기 레이저빔 전송기는 레이저빔을 집속하는 집광렌즈와 집속된 레이저빔을 상기 관부재의 내면을 향하도록 조절하는 반사판을 포함할 수 있다.The forming of the resist layer pattern may include rotating the tube member and linearly transferring a laser beam transmitter inserted into the tube member to irradiate a laser toward the resist layer, and forming the resist layer pattern. In the step, the laser beam transmitter is inserted into the tube member to irradiate the laser beam to the resist layer, and the laser beam transmitter adjusts the condenser lens focusing the laser beam and the focused laser beam toward the inner surface of the tube member. It may include a reflector.

상기 레이저빔 전송기는 두개의 렌즈로 이루어진 빔 익스팬더(beam expander)와 상기 렌즈들 사이에 설치된 어퍼처(aperture)를 포함할 수 있으며, 상기 레지스트층을 에칭하는 단계는 상기 관부재의 양단에 중앙에 홀이 형성된 캡부재를 설치하는 단계와 상기 관부재 내에 에칭액을 주입하는 단계, 및 상기 관부재를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.The laser beam transmitter may include a beam expander consisting of two lenses and an aperture provided between the lenses, and the etching of the resist layer may be performed at both ends of the tube member. The method may include installing a cap member having a hole, injecting etching liquid into the tube member, and rotating the tube member.

본 발명의 다른 실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법은 실린더와 상 기 실린더의 외측으로 돌출되어 관부재의 내면에 밀착되는 브러쉬를 포함하는 코팅장치를 이용하여 관부재의 내면에 레지스트층을 도포하는 레지스트층 형성 단계와, 레이저를 상기 관부재의 내면에 조사하여 상기 레지스트층 및 상기 관부재 내면을 용발(ablation)하여 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계, 및 잔류 레지스트층 제거 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a pattern on an inner surface of a tubular member by using a coating apparatus including a cylinder and a brush protruding outward from the cylinder to be in close contact with an inner surface of the tubular member. Forming a layer by applying a resist layer; applying a laser to the inner surface of the tube member; forming a pattern by ablating the resist layer and the inner surface of the tube member; and removing a residual resist layer. have.

상기 브러쉬는 내부 압력에 따라 팽창 또는 수축하며, 상기 코팅 장치는 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부를 포함할 수 있다.The brush expands or contracts according to internal pressure, and the coating apparatus may include a pressure control unit for adjusting the internal pressure of the brush.

상기 레지스트층 형성 단계는 상기 관부재를 회전운동시키고, 상기 브러쉬를 직선 이송시키는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 코팅장치는 원통형 실린더와 상기 실린더의 일단에 설치되며 상기 실린더의 외측으로 돌출되어 상기 관부재의 내면에 밀착되는 브러쉬와 상기 실린더와 연결 설치되어 상기 실린더 및 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부를 포함할 수 있다. The forming of the resist layer may include rotating the pipe member and linearly transferring the brush, wherein the coating apparatus is installed on a cylindrical cylinder and one end of the cylinder and protrudes out of the cylinder. It may include a brush which is in close contact with the inner surface of the member and the cylinder is connected to the pressure control unit for adjusting the internal pressure of the cylinder and the brush.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 장치는 관부재 내면에 레지스트층을 코팅하는 장치에 있어서, 실린더와, 상기 실린더의 외측으로 돌출되어 상기 관부재의 내면에 밀착되며 내부 압력에 따라 팽창 또는 수축하는 브러쉬, 및 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부를 구비할 수 있다.In addition, the coating apparatus according to an embodiment of the present invention is a device for coating a resist layer on the inner surface of the tube member, the cylinder, and protrudes out of the cylinder is in close contact with the inner surface of the tube member and expand or contract according to the internal pressure A brush, and a pressure control unit for adjusting the internal pressure of the brush may be provided.

본 발명의 실시예에 따르면 중공형상을 갖는 관부재 내부에 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to easily form a fine pattern inside the pipe member having a hollow shape.

이와 같이 미세 패턴이 내부에 형성된 관부재를 유압 또는 공압 장치에 적용 하면 윤활작용의 기능성이 향상되어 보다 안정적인 압력을 전달할 수 있다.In this way, when the tubular member formed inside the fine pattern is applied to the hydraulic or pneumatic device, the lubrication function is improved, and more stable pressure can be transmitted.

또한, 브러쉬의 내부 압력을 이용하여 레지스트층의 두께를 자유롭게 조절할 수 있다.In addition, the thickness of the resist layer may be freely adjusted using the internal pressure of the brush.

또한, 레지스트층과 관부재 내면을 한꺼번에 패터닝함으로써 공정을 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, by patterning the resist layer and the inner surface of the tube member at once, the process can be simplified to improve productivity.

본 발명에 있어서 "미세 패턴"이라 함은 나노(nano) 또는 마이크로(micro) 크기를 갖는 미세 패턴을 말한다. 미세 패턴은 규칙적인 미세 패턴은 물론이고 불규칙적인 미세 패턴을 포함한다.In the present invention, the "fine pattern" refers to a fine pattern having a nano or micro size. Fine patterns include irregular fine patterns as well as regular fine patterns.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세패턴 형성 방법을 나타낸 순서도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 관부재 내면의 미세패턴 형성 방법은 관부재 내부에 레지스트층 형성 단계(S101), 레지스트층 경화 단계(S102), 레이저를 이용한 레지스트층 패턴 형성 단계(S103), 관부재 내면을 에칭하는 단계(S104), 및 잔류 레지스트층 제거 단계(S105)를 포함한다.1 is a flowchart illustrating a method for forming a micropattern according to a first embodiment of the present invention. Referring to Figure 1, the method for forming a fine pattern on the inner surface of the tube member, the resist layer forming step (S101), the resist layer curing step (S102), the resist layer pattern forming step using a laser (S103), the tube inside the tube member Etching the member inner surface (S104), and removing the residual resist layer (S105).

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 장치를 도시한 절개 사시도이고, 도 3은 상기 코팅 장치의 종단면도이다.2 is a cutaway perspective view showing a coating apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a longitudinal sectional view of the coating apparatus.

도 2 및 도 3을 참조하여 관부재 내부에 레지스트층 형성 단계(S101)에 대하여 자세히 살펴본다.2 and 3 will be described in detail with respect to the step (S101) of forming a resist layer inside the tube member.

먼저 관부재(140)를 회전력을 제공하는 테이블(121)에 지지부재(123)를 매개로 설치한다. 관부재(140)는 내부가 비어 있는 원통형 관 형상으로 이루어진다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 관부재(140)는 원통형, 사각기둥형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.First, the pipe member 140 is installed on the table 121 providing the rotational force through the support member 123. The tubular member 140 is formed in a cylindrical tubular shape with an empty inside. However, the present invention is not limited thereto, and the pipe member 140 may be formed in various shapes such as a cylindrical shape and a square pillar shape.

테이블(121)은 내부에 설치된 모터 등의 동력원을 이용하여 관부재(140)를 회전시키며, 지지부재(123)가 테이블(121)의 회전력을 관부재(140)로 전달한다.The table 121 rotates the tube member 140 using a power source such as a motor installed therein, and the support member 123 transmits the rotational force of the table 121 to the tube member 140.

관부재(140) 내부에는 코팅장치(130)가 삽입되는데, 코팅장치(130)는 원통형 실린더(132)와 실린더의 일단에 설치되 브러쉬(134)와 실린더(132)에 연결 설치되어 실린더(132) 및 브러쉬(134)의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부(135), 및 유체를 공급하는 공급관(137)을 포함한다.The coating device 130 is inserted into the tube member 140, and the coating device 130 is installed at one end of the cylindrical cylinder 132 and the cylinder and is connected to the brush 134 and the cylinder 132 to install the cylinder 132. ) And a pressure regulator 135 for adjusting the internal pressure of the brush 134, and a supply pipe 137 for supplying a fluid.

실린더(132)는 원통형으로 이루어지며, 내부가 비어 있는 중공 구조를 갖는다. 브러쉬(134)는 실린더(132)의 하부에 설치되어 실린더의 내부와 연통되며, 플렉서블(flexible)한 재질로 이루어진다. 이에 따라 내부의 압력이 커지면 브러쉬(134)가 부풀어 올라 관부재의 내면에 강하게 밀착되어 레지스트층의 두께가 얇아지고, 내부의 압력이 작아지면 느슨하게 밀착되어 레지스트층의 두께가 두꺼워진다.The cylinder 132 has a cylindrical shape and has a hollow structure with an empty inside. The brush 134 is installed under the cylinder 132 to communicate with the inside of the cylinder, and is made of a flexible material. Accordingly, when the internal pressure increases, the brush 134 swells and strongly adheres to the inner surface of the pipe member so that the thickness of the resist layer becomes thin, and when the internal pressure decreases, the resist layer becomes thick and the thickness of the resist layer becomes thick.

내부의 압력은 실린더(132)의 상부에 설치된 압력 조절부(135)에 의하여 조절되는데, 압력의 조절로 레지스트층(142)의 두께를 용이하게 조절할 수 있다.The pressure inside is controlled by the pressure regulating unit 135 installed on the upper portion of the cylinder 132, the thickness of the resist layer 142 can be easily adjusted by the control of the pressure.

또한, 코팅 장치(130)는 회전하는 관부재(140)의 길이 방향을 따라 직선 이송 운동을 하는데, 이에 따라 관부재(140)의 내면에 균일하게 레지스트층(142)을 형성할 수 있다. In addition, the coating device 130 performs a linear transfer motion along the longitudinal direction of the rotating tube member 140, thereby forming a resist layer 142 uniformly on the inner surface of the tube member 140.

도 4에 도시된 바와 같이 관부재(140)의 내부로 램프(138)를 삽입하여 레지스트층(142)을 경화시키는 베이킹(baking) 과정을 실시한다. 이때, 레지스트층(142)의 경화 정도는 빛에 노출되는 시간에 따라 달라지는 바, 램프(138)를 이용하여 빛을 조사하는 시간을 제어하여 레지스트층(142)의 경화 정도를 조절할 수 있다.As shown in FIG. 4, a baking process of curing the resist layer 142 by inserting the lamp 138 into the tube member 140 is performed. In this case, the degree of curing of the resist layer 142 varies depending on the time exposed to light, and thus, the degree of curing of the resist layer 142 may be adjusted by controlling the time of irradiation of light using the lamp 138.

레지스트층(142)이 어느 정도 경화되면 도 5에 도시된 바와 같이 관 내부에 레이저빔 전송기(150)를 삽입하여 레지스트층(142)을 용발(ablation)하여 레지스트층(142)에 패턴(145)을 형성한다. When the resist layer 142 is hardened to some extent, as shown in FIG. 5, the laser beam transmitter 150 is inserted into the tube to evaporate the resist layer 142 to form the pattern 145 on the resist layer 142. To form.

레이저빔 전송기(150)는 두 개의 렌즈(151a, 151b)로 이루어진 빔 익스팬더(beam expander)(151)와 렌즈들(151a, 151b) 사이에 설치된 어퍼처(aperture)(153), 및 반사판(154)과 집광렌즈(158)를 포함한다.The laser beam transmitter 150 includes an aperture 153 provided between a beam expander 151 consisting of two lenses 151a and 151b, and lenses 151a and 151b, and a reflector plate 154. ) And a condenser lens 158.

레이저빔 전송기(150)에 대해서 보다 자세히 살펴보면 레이저빔 전송기(150)는 외형을 이루는 하우징(152)을 포함하고 하우징(152)의 일단에는 광파이버(157)가 연결 설치되고, 빔 익스팬더(151)는 광파이버(157)에서 출사된 레이저빔(155)의 굵기를 확대하는 역할을 하며, 제1 렌즈(151a)와 제2 렌즈(151b)로 이루어진다. 제1 렌즈(151a)와 제2 렌즈(151b) 사이에는 어퍼쳐(153)가 설치되는데, 어퍼처(153)는 제1 렌즈(151a)에서 굴절된 레이저빔(155)이 통과할 수 있도록 홀이 형성되어 있는데, 어퍼처(153)는 홀을 통과한 레이저빔(155)의 품질을 향상시키는 역할을 한다.Looking at the laser beam transmitter 150 in more detail, the laser beam transmitter 150 includes a housing 152 forming an external shape, and an optical fiber 157 is connected and installed at one end of the housing 152, and the beam expander 151 is It serves to enlarge the thickness of the laser beam 155 emitted from the optical fiber 157, and consists of a first lens 151a and a second lens 151b. An aperture 153 is installed between the first lens 151a and the second lens 151b, and the aperture 153 has a hole through which the laser beam 155 refracted by the first lens 151a can pass. There is formed, the aperture 153 serves to improve the quality of the laser beam 155 passing through the hole.

빔 익스팬더(151)의 전방(레이저빔의 진행 방향을 기준)에는 레이저빔(155)을 집속하는 집광 렌즈(158)가 설치되고, 집광 렌즈(158)의 전방에는 레이저빔(155)을 반사시켜 관부재(140)의 내면을 향하게 하는 반사판(154)이 설치된다. 또한, 빔 전송기(150)는 초점을 일정하게 유지시키는 초점 보정 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.A condenser lens 158 focusing the laser beam 155 is provided in front of the beam expander 151 (based on the direction in which the laser beam travels), and the laser beam 155 is reflected in front of the condenser lens 158. The reflection plate 154 facing the inner surface of the tube member 140 is installed. In addition, the beam transmitter 150 may further include focus correction means (not shown) for keeping the focus constant.

이러한 구조의 레이저빔 전송기(150)는 관부재(140)의 내면으로 레이저빔(155)을 조사하여 레지스트층(142)에 패턴을 형성하는데, 레이저빔(155)은 레지스트층(142)을 용발(ablation)하여 패턴을 형성한다.The laser beam transmitter 150 having such a structure forms a pattern on the resist layer 142 by irradiating the laser beam 155 to the inner surface of the tube member 140, and the laser beam 155 evaporates the resist layer 142. (ablation) to form a pattern.

다만, 상기한 빔 전송기(150)의 구조는 본 발명의 일 예에 불과하며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다, 따라서 빔 전송기는 관부재(140) 내부로 레이저 빔을 전달하는 다양한 구조로 이루어질 수 있다.However, the structure of the beam transmitter 150 is only an example of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Accordingly, the beam transmitter may be formed of various structures for transmitting a laser beam into the tube member 140. Can be.

도 6에 도시된 바와 같이 레지스트층(142)에 패턴(145)이 형성되면 관부재(140) 내면을 에칭한다. 에칭은 관부재의 양단에 캡(167)을 설치한 상태에서 관부재 내로 에칭액(165)을 주입하여 행한다.As shown in FIG. 6, when the pattern 145 is formed on the resist layer 142, the inner surface of the tube member 140 is etched. The etching is performed by injecting the etching liquid 165 into the tube member with the caps 167 provided at both ends of the tube member.

관부재(140)의 양단에 끼워지는 캡(167)은 중앙에 홀이 형성되어 있으며, 관부재의 내측으로부터 홀이 형성된 부분까지 턱을 형성하여 에칭액이 누출되는 것을 방지한다. 에칭액(165)은 홀을 통해서 주입되는데, 관부재(140) 내부에 분무기를 삽입하여 분무 방식으로 주입될 수 있으며, 직접 주입할 수도 있다.The cap 167 fitted to both ends of the tube member 140 has a hole formed at the center thereof, and forms a jaw from the inside of the tube member to a portion where the hole is formed to prevent the etching solution from leaking. The etching solution 165 may be injected through the hole, and may be injected by spraying by inserting a sprayer into the tube member 140, or may be directly injected.

관부재(140)는 회전장치(162)에 지지부(164)를 매개로 설치되는데, 이때 관부재(140)는 길이 방향이 지면에 대하여 수평하도록 눕혀져 설치된다. 이에 따라 관부재(140)는 회전하면서 에칭액(165)과 균일하게 접촉하여 관부재(140) 내면을 에칭하여 관부재(140) 내벽면에 패턴(148)이 형성된다. 이와 같은 방법으로 에칭하면 곡면으로 이루어진 관부재의 내면을 균일하게 에칭하여 정밀도가 높은 미세 패턴을 형성할 수 있다.Pipe member 140 is installed on the rotating device 162 via the support 164, the pipe member 140 is laid down so that the longitudinal direction is horizontal to the ground. Accordingly, the tube member 140 rotates and uniformly contacts the etching solution 165 to etch the inner surface of the tube member 140 to form a pattern 148 on the inner wall surface of the tube member 140. Etching in this manner can uniformly etch the inner surface of the curved tube member to form a fine pattern with high precision.

관부재(140)의 내면에 패턴(148)이 형성되면 도 7에 도시된 바와 같이 관부재 내부에 남아 있는 잔류 레지스트층(142)을 제거한다. 잔류 레지스트층(142)의 제거는 관부재(140)를 에칭하는 방법과 동일한 방법으로 실시한다. 즉, 관부재(140)의 양단에 캡(167)을 설치한 상태에서 레지스트 제거액(168)을 주입한 후, 관부재(140)를 회전시켜서 레지스트 제거액(168)과 잔류 레지스트층(142)을 균일하게 접촉시켜서 관부재(140) 내에 있는 레지스트층(142)을 제거한다.When the pattern 148 is formed on the inner surface of the tube member 140, the residual resist layer 142 remaining inside the tube member is removed as shown in FIG. 7. Removal of the residual resist layer 142 is performed by the same method as the method of etching the pipe member 140. That is, after the resist removal liquid 168 is injected while caps 167 are installed at both ends of the tubular member 140, the tubular member 140 is rotated to form the resist removal liquid 168 and the remaining resist layer 142. The resist layer 142 in the tube member 140 is removed by uniform contact.

잔류 레지스트층(142)이 제거되면 도 8에 도시된 바와 같이 내면에 패턴(148)이 형성된 관부재(140)를 얻을 수 있다. 이때 패턴(148)은 마이크로 또는 나노 크기를 갖는 미세 패턴으로 이루어진다.When the residual resist layer 142 is removed, a pipe member 140 having a pattern 148 formed on an inner surface thereof may be obtained as shown in FIG. 8. At this time, the pattern 148 is made of a fine pattern having a micro or nano size.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 관부재 내면의 미세패턴 형성 방법을 나타낸 순서도이다. 9 is a flowchart illustrating a method of forming a fine pattern on an inner surface of a pipe member according to a second embodiment of the present invention.

도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 관부재 내면의 미세 패턴 형성 방법은 관부재(140) 내부에 레지스트층(142) 형성 단계(S201)와 레지스트층(142) 경화 단계(S202), 레이저를 이용한 패턴 형성 단계(S203), 및 레지스트층(142) 제거 단계(S204)를 포함한다.Referring to FIG. 9, in the method of forming a fine pattern on the inner surface of the tube member according to the present embodiment, a resist layer 142 is formed in the tube member 140 (S201) and a resist layer 142 is hardened (S202). , Pattern forming step using laser (S203), and resist layer 142 removing step (S204).

레지스트층(142) 형성 단계(S201)는 상기한 제1 실시예의 레지스트층 형성 단계(S101)와 동일하게 원통형 관부재(140)에 코팅 장치(130)를 삽입하여 관부재(140)의 내면에 레지스트층(142)을 코팅한다(S201). Resist layer 142 forming step (S201) is the same as the resist layer forming step (S101) of the first embodiment described above to insert the coating device 130 in the cylindrical tube member 140 on the inner surface of the tube member 140 The resist layer 142 is coated (S201).

레지스트층(142)이 형성되면 제1 실시예의 레지스트층 경화 단계(S102)와 동일하게 관부재(140) 내에 램프(138)를 삽입하여 레지스트층(142)을 경화시킨다(S202). 이와 같이 레지스트층(142)을 소프트 베이킹하면 투과율이 낮아져서 레지스트층(142)에 흡수되는 빛의 파장대가 넓어진다.When the resist layer 142 is formed, the lamp layer 138 is inserted into the tube member 140 in the same manner as the resist layer curing step S102 of the first embodiment to cure the resist layer 142 (S202). Soft baking of the resist layer 142 in this manner lowers the transmittance and broadens the wavelength band of light absorbed by the resist layer 142.

레지스트층(142)이 어느 정도 경화되면 레이저빔 전송기(150)를 이용하여 레지스트층(142)을 어블레이션하여 패턴을 형성한다. 이때, 레이저빔(155)의 세기를 적정하게 설정하여 레지스트층(142)을 어블레이션함과 동시에 관부재(140) 내면도 어블레이션하여 패턴이 형성되도록 한다. 통상적으로 금속으로 이루어진 관부재(140)는 반사율이 높기 때문에 레이저빔(155)에 의한 가공성이 좋지 않으나, 얇은 박막의 레지스트층(142)을 형성하면 레이저빔(155)의 반사를 최대한 억제함으로써, 레이저빔(155)을 직접 조사하여 관부재(140)의 내면에 패턴을 형성할 수 있다.When the resist layer 142 is cured to some extent, the resist layer 142 is ablated using the laser beam transmitter 150 to form a pattern. At this time, the intensity of the laser beam 155 is appropriately set to abbreviate the resist layer 142 and to abbreviate the inner surface of the tube member 140 to form a pattern. Typically, the tube member 140 made of metal has high reflectance, so that the workability by the laser beam 155 is not good. However, when the thin film resist layer 142 is formed, the reflection of the laser beam 155 is suppressed to the maximum. The laser beam 155 may be directly irradiated to form a pattern on the inner surface of the tube member 140.

관부재(140) 내부에 패턴(148)이 형성되면 관부재(140) 내부에 잔류하는 레지스트층(142)을 제거하는데, 제1 실시예의 잔류 레지스트층 제거 단계(S105)와 동일하게 관부재(140)에 캡(167)을 설치한 상태에서 관부재(140) 안으로 레지스트 제 거액(168)을 주입하여 관부재(140)를 회전시키면서 잔류 레지스트층(142)과 레지스트 제거액(168)을 균일하게 접촉시켜서 잔류 레지스트층(142)을 제거한다.When the pattern 148 is formed in the tube member 140, the resist layer 142 remaining in the tube member 140 is removed. The same method as the step (S105) of removing the residual resist layer in the first embodiment removes the tube member ( In the state where the cap 167 is installed in the 140, the resist removal liquid 168 is injected into the tube member 140 to rotate the tube member 140 while uniformly maintaining the residual resist layer 142 and the resist removal liquid 168. The remaining resist layer 142 is removed by contact.

이와 같이 본 실시예에 따르면 레지스트층(142)에 패턴을 형성함과 동시에 관부재(140) 내면에 패턴을 형성하여 에칭하는 단계를 생략할 수 있으며, 이에 따라 생산성이 향상된다. 또한, 반사율이 높은 재질로 이루어진 관부재(140)에 레지스트층(142)을 형성하고 패터닝을 실시하여 레이저빔(155)의 반사를 방지함으로써 관부재(140) 내면에 안정적으로 패턴을 형성할 수 있다.As described above, according to the present exemplary embodiment, the step of forming a pattern on the inner surface of the tube member 140 and etching the pattern may be omitted while forming a pattern on the resist layer 142, thereby improving productivity. In addition, by forming a resist layer 142 on the tube member 140 made of a material having a high reflectance and patterning, it is possible to stably form a pattern on the inner surface of the tube member 140 by preventing reflection of the laser beam 155. have.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법의 순서도이다.1 is a flow chart of the pattern forming method of the inner surface of the tube member according to the first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법에 사용되는 코팅 장치를 이용하여 레지스트층을 형성하는 과정을 도시한 절개 사시도이다.FIG. 2 is a cutaway perspective view illustrating a process of forming a resist layer using a coating apparatus used in a method for forming a pattern on an inner surface of a pipe member according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법에 사용되는 코팅 장치를 이용하여 레지스트층을 형성하는 과정을 도시한 종단면도이다.3 is a longitudinal sectional view showing a process of forming a resist layer using a coating apparatus used in the method for forming a pattern on an inner surface of a tube member according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법에 따라 레지스트층을 경화시키는 과정을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a process of curing a resist layer according to a method of forming a pattern on an inner surface of a tube member according to a first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법에 사용되는 레이저빔 전송기를 이용하여 패턴 형성하는 과정을 도시한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a pattern using a laser beam transmitter used in a pattern forming method of an inner surface of a tube member according to a first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법에 따라 관부재 내면을 에칭하는 과정을 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a process of etching the inner surface of the tube member according to the method for forming a pattern on the inner surface of the tube member according to the first embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법에 따라 잔류 레지스트층을 제거하는 과정을 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a process of removing a residual resist layer according to a method of forming a pattern on an inner surface of a tube member according to a first embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법에 따라 제작된 내면에 패턴이 형성된 관부재의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a pipe member with a pattern formed on the inner surface manufactured according to the pattern forming method of the inner surface of the tube member according to the first embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 관부재 내면의 패턴 형성 방법의 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method of forming a pattern on an inner surface of a pipe member according to a second exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

130: 코팅 장치 132: 실린더130: coating apparatus 132: cylinder

134: 브러쉬 135: 압력 조절부134: brush 135: pressure regulator

138: 램프 140: 관부재138: lamp 140: pipe member

142: 레지스트층 145, 148: 패턴142: resist layer 145, 148: pattern

150: 레이저빔 전송기 151: 빔 익스팬더150: laser beam transmitter 151: beam expander

167: 캡167: cap

Claims (16)

실린더와 상기 실린더의 외측으로 돌출되어 관부재의 내면에 밀착되는 브러쉬를 포함하는 코팅장치를 이용하여 관부재의 내면에 레지스트층을 도포하는 레지스트층 형성 단계;A resist layer forming step of applying a resist layer to an inner surface of the tube member by using a coating device including a cylinder and a brush protruding outwardly of the cylinder to be in close contact with the inner surface of the tube member; 레이저를 상기 레지스트층에 조사하여 상기 레지스트층에 패턴을 형성하는 레지스트층 패턴 형성 단계;A resist layer pattern forming step of irradiating a laser onto the resist layer to form a pattern on the resist layer; 상기 관부재의 내면을 에칭하는 단계; 및Etching the inner surface of the tube member; And 잔류 레지스트층 제거 단계;Removing the residual resist layer; 를 포함하는 관부재 내면의 패턴 형성 방법.Pattern formation method of the inner surface of the tube member comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 브러쉬는 내부 압력에 따라 팽창 또는 수축하며, 상기 코팅 장치는 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부를 갖는 관부재 내면의 패턴 형성 방법.The brush expands or contracts according to internal pressure, and the coating apparatus has a pressure adjusting part for adjusting the internal pressure of the brush. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레지스트층 형성 단계는 상기 관부재를 회전운동시키고, 상기 브러쉬를 직선 이송시키는 단계를 포함하는 관부재 내면의 패턴 형성 방법.The resist layer forming step includes rotating the pipe member and linearly transferring the brush. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코팅장치는 원통형 실린더와 상기 실린더의 일단에 설치되며 상기 실린더의 외측으로 돌출되어 상기 관부재의 내면에 밀착되는 브러쉬와 상기 실린더와 연결 설치되어 상기 실린더 및 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부를 포함하는 관부재 내면의 미세패턴 형성 방법.The coating device is installed at one end of the cylinder and the cylinder and protrudes outward of the cylinder and is connected to the brush and the cylinder is in close contact with the inner surface of the tube member to adjust the pressure to adjust the internal pressure of the cylinder and the brush Method of forming a fine pattern on the inner surface of the tube member including a portion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레지스트층을 형성한 후에 상기 관부재 내부로 램프를 삽입하여 상기 레지스트층을 경화시키는 단계를 더 포함하는 관부재 내면의 패턴 형성 방법.And forming a lamp into the tube member to form the resist layer, thereby hardening the resist layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레지스트층 패턴닝 단계는 상기 레지스트층에 레이저빔을 조사하여 상기 레지스트층을 용발(ablation)하는 단계를 포함하는 관부재 내면의 패턴 형성 방법.The patterning of the resist layer comprises patterning an inner surface of the tube member by irradiating a laser beam on the resist layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레지스트층 패턴 형성 단계는 상기 관부재를 회전시키고, 상기 관부재의 내부에 삽입되어 상기 레지스트층을 향하여 레이저를 조사하는 레이저빔 전송기를 직선 이송하는 단계를 포함하는 관부재 내면의 미세패턴 형성 방법.The forming of the resist layer pattern may include rotating the tube member and linearly transferring a laser beam transmitter inserted into the tube member to irradiate a laser toward the resist layer. . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레지스트층 패턴 형성 단계는 상기 관부재 내에 레이저빔 전송기를 삽입하여 상기 레지스트층으로 레이저빔을 조사하고,In the resist layer pattern forming step, a laser beam transmitter is inserted into the tube member to irradiate a laser beam to the resist layer. 상기 레이저빔 전송기는 레이저빔을 집속하는 집광렌즈와 집속된 레이저빔을 상기 관부재의 내면을 향하도록 조절하는 반사판을 포함하는 관부재의 내면의 미세패턴 형성 방법.The laser beam transmitter comprises a condenser lens for focusing the laser beam and a reflection plate for adjusting the focused laser beam to face the inner surface of the tube member. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 레이저빔 전송기는 두개의 렌즈로 이루어진 빔 익스팬더(beam expander)와 상기 렌즈들 사이에 설치된 어퍼처(aperture)를 포함하는 관부재 내면의 미세패턴형성 방법.The laser beam transmitter comprises a beam expander consisting of two lenses and an aperture provided between the lenses. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레지스트층을 에칭하는 단계는 상기 관부재의 양단에 중앙에 홀이 형성된 캡부재를 설치하는 단계와 상기 관부재 내에 에칭액을 주입하는 단계, 및 상기 관부재를 회전시키는 단계를 포함하는 관부재 내면의 미세패턴 형성 방법.The etching of the resist layer may include installing a cap member having a hole formed at both ends of the tube member, injecting etching liquid into the tube member, and rotating the tube member. Method of forming a fine pattern. 실린더와 상기 실린더의 외측으로 돌출되어 관부재의 내면에 밀착되는 브러쉬를 포함하는 코팅장치를 이용하여 회전하는 관부재의 내면에 레지스트층을 도포하는 레지스트층 형성 단계;A resist layer forming step of applying a resist layer to an inner surface of the rotating tube member by using a coating apparatus including a cylinder and a brush protruding outwardly of the cylinder to be in close contact with the inner surface of the tube member; 레이저를 상기 관부재의 내면에 조사하여 상기 레지스트층 및 상기 관부재 내면을 용발(ablation)하여 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계; 및A pattern forming step of irradiating a laser onto an inner surface of the tube member to form a pattern by ablating the resist layer and the inner surface of the tube member; And 잔류 레지스트층 제거 단계;Removing the residual resist layer; 를 포함하는 관부재 내면의 패턴 형성 방법.Pattern formation method of the inner surface of the tube member comprising a. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 브러쉬는 내부 압력에 따라 팽창 또는 수축하며, 상기 코팅 장치는 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부를 갖는 관부재 내면의 패턴 형성 방법.The brush expands or contracts according to internal pressure, and the coating apparatus has a pressure adjusting part for adjusting the internal pressure of the brush. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 레지스트층 형성 단계는 상기 관부재를 회전 운동시키고, 상기 브러쉬를 직선 이송시키는 단계를 포함하는 관부재 내면의 패턴 형성 방법.The resist layer forming step includes rotating the pipe member and linearly transferring the brush. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 코팅장치는 원통형 실린더와 상기 실린더의 일단에 설치되며 상기 실린더의 외측으로 돌출되어 상기 관부재의 내면에 밀착되는 브러쉬와 상기 실린더와 연결 설치되어 상기 실린더 및 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부를 포함하는 관부재 내면의 미세패턴 형성 방법.The coating device is installed at one end of the cylinder and the cylinder and protrudes outward of the cylinder and is connected to the brush and the cylinder is in close contact with the inner surface of the tube member to adjust the pressure to adjust the internal pressure of the cylinder and the brush Method of forming a fine pattern on the inner surface of the tube member including a portion. 관부재 내면에 레지스트층을 코팅하는 장치에 있어서, In the device for coating a resist layer on the inner surface of the tube member, 실린더;cylinder; 상기 실린더의 외측으로 돌출되어 상기 관부재의 내면에 밀착되며 내부 압력에 따라 팽창 또는 수축하는 브러쉬; 및A brush protruding out of the cylinder to be in close contact with the inner surface of the tube member and expanding or contracting according to an internal pressure; And 상기 브러쉬의 내부 압력을 조절하는 압력 조절부;A pressure controller for adjusting an internal pressure of the brush; 를 갖는 코팅 장치.Coating device having a. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 실린더는 중공형으로 이루어지며, 상기 브러쉬와 내부가 연통된 코팅 장치.The cylinder is made of a hollow, the coating device in communication with the brush inside.
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