KR101857387B1

KR101857387B1 - Filament holder for compact multifunction vacuum heater, compact multifunction heater including the filament holder, method for operating the heater

Info

Publication number: KR101857387B1
Application number: KR1020170039935A
Authority: KR
Inventors: 김정대; 김상화
Original assignee: 울산대학교 산학협력단
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-05-15
Also published as: KR20170042521A

Abstract

본 발명은 다기능 히터장치용 열선 거치대 및 그 거치대를 갖는 다기능 히터장치 및 그 작동방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 진공 상태하에서 공정을 수행하는 진공장치 내의 히터 장치에 장착되는 열선 거치대에 있어서, 일면에 시편이 고정설치되는 시편홀더와 특정간격 이격되어 배치되는 판형태의 거치대몸체; 상기 거치대몸체의 하면 가장자리 측에 구비되어, 상기 거치대몸체와 상기 시편홀더를 특정간격 이격시키는 복수의 지지부; 상기 거치대몸체의 일단에 관통형성된 제1관통홀과, 상기 거치대몸체의 타단에 관통형성된 제2관통홀; 상기 제1관통홀에 관통삽입되는 제1전극봉과, 상기 제2관통홀에 관통삽입되는 제2전극봉; 및 상기 제1전극봉의 하단과 상기 제2전극봉의 하단 사이에 연결되는 열선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 히터장치용 열선 거치대에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-function heater apparatus and a multi-function heater apparatus having the same and a method of operating the same. And more particularly, to a hot-wire holder mounted on a heater in a vacuum apparatus for performing a process under a vacuum condition, the hot-wire holder comprising: a specimen holder having a specimen fixedly installed on one surface thereof; A plurality of supports provided on a lower edge side of the cradle body to separate the cradle body and the specimen holder from each other by a predetermined distance; A first through hole formed through one end of the cradle body, a second through hole formed through the other end of the cradle body, A first electrode rod inserted into the first through hole; a second electrode rod inserted into the second through hole; And a hot wire connected between a lower end of the first electrode rod and a lower end of the second electrode rod.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multifunction heater unit, a multifunction heater unit, and a method for operating the same.

본 발명은 다기능 히터장치용 필라멘트 거치대 및 그 거치대를 갖는 다기능 히터장치 및 그 작동방법에 대한 것이다. The present invention relates to a filament holder for a multifunction heater apparatus and a multifunction heater apparatus having the holder and an operating method thereof.

일반적인 연구용/산업용 진공장치에선 시편표면처리, 박막증착, 불순물 제거 등의 다양한 목적으로 시편의 온도를 고온으로 유지할 수 있는 장치인 히터가 필요하다. 이러한 진공장치용 히터는 진공챔버 내부에 지지대 등에 의해 설치되어 다양한 시편의 온도를 목적에 맞게 가열하게 된다. Typical research / industrial vacuum devices require a heater that can maintain the temperature of the specimen at high temperature for various purposes such as specimen surface treatment, thin film deposition, and impurity removal. Such a heater for a vacuum apparatus is installed inside a vacuum chamber by a supporting stand or the like to heat the temperature of various specimens in accordance with the purpose.

종래 진공장치용 히터의 경우, 간접가열방식 또는 직접가열방식이 적용된다. 간접가열방식은 시편과 소정간격 이격된 발열체에 전류를 공급하여 발열체에서 발생되는 복사열에 의해 시편을 가열하게 되는 방식이다. 이러한 방식은 시편의 전기적 성질과 관계없이 적용이 가능하나 시편을 원하는 온도까지 상승시키는데 소요되는 시간이 길고, 상대적으로 낮은 온도 영역까지만 가열이 가능하다는 문제가 존재한다. Conventionally, in the case of a heater for a vacuum apparatus, an indirect heating method or a direct heating method is applied. In the indirect heating method, the specimen is heated by the radiant heat generated from the heating element by supplying current to the heating element spaced from the specimen at a predetermined interval. This method can be applied regardless of the electrical properties of the specimen, but there is a problem that it takes a long time to raise the specimen to a desired temperature and heating is possible only to a relatively low temperature region.

또한, 이러한 가열방식은 시편 뿐 아니라 주변까지 온도가 상승되게 되므로, 주변온도에 영향을 주게 되고, 시편의 온도를 유지하는 동안 진공장치를 초진공상태로 유지할 수 없는 문제점이 존재한다. 그리고, 직접가열방식은 시편에 직접 전류를 인가하여 시편을 가열시키는 방식이다. 이러한 방식은 시편이 특정값 이상의 저항값을 갖는 경우만 적용할 수 있어 그 적용이 제한적인 문제가 존재한다. In addition, such a heating method has a problem that the temperature is raised not only to the specimen but also to the periphery, thereby affecting the ambient temperature, and the vacuum device can not be maintained in the ultra-vacuum state while maintaining the temperature of the specimen. In the direct heating method, the specimen is heated by applying a direct current to the specimen. This method can be applied only when the specimen has a resistance value higher than a specific value, and there is a problem that its application is limited.

따라서 상황과 설정에 따라 여러가지 모드를 적용하여 시편을 가열할 수 있고, 넓은 온도영역에서 적용이 가능하며 고온으로 시편의 온도를 유지하는 동안 진공장치를 초진공 수준으로 유지할 수 있는 진공장치용 다기능 히터장치가 요구되었다. Therefore, it is possible to apply the various modes according to the situation and the setting, to be able to apply in a wide temperature range, and to maintain the vacuum device at ultra vacuum level while maintaining the temperature of the specimen at high temperature. A device was requested.

또한, 히터의 열원으로는 텅스텐 와이어를 이용한 필라멘트에 전류를 인가하여 발생하는 복사열 또는 열전자를 이용하여 샘플시편의 온도를 조절할 수 있다. 그러나 동일한 전류를 사용하더라도 필라멘트의 형태, 모양, 시편과의 거리 등의 조건에 따라 샘플시편의 온도에 큰 차이가 발생되게 된다. As the heat source of the heater, the temperature of the sample specimen can be adjusted by using radiant heat or thermoelectron generated by applying current to the filament using the tungsten wire. However, even if the same current is used, there will be a large difference in the temperature of the sample specimen depending on the conditions such as the filament shape, shape, and distance to the specimen.

종래 히터는 사용자의 재량에 맡긴 필라멘트 구조와 위치로 인하여 규격화된 필라멘트를 제작할 수 없었다. 이로 인해 개별 제작된 히터에 대해 필라멘트에 인가된 전류와 샘플시편이 온도에 대한 연산 작업이 항상필요하다. 이러한 과정은 매번 필라멘트의 장차에 있어 추가적인 과정과 비용의 소요가 발생되는 문제가 존재하였다. Conventional heaters have not been able to produce standardized filaments because of the filament structure and position left to the discretion of the user. For this reason, the current applied to the filament and the temperature of the sample specimen for the individually manufactured heater are always required. This process has the problem that additional process and cost are required in the future of the filament each time.

따라서 손쉽게 규격화된 필라멘트를 제작하고, 샘플시편과 일정한 특정거리의 확보가 가능한 다기능 히터장치용 열선 거치대의 개발이 요구되었다. Therefore, it has been required to develop a heat wire holder for a multi-function heater device which can easily produce a standardized filament and secure a certain distance from the sample specimen.

한국 공개특허 제2006-0069557호Korean Patent Publication No. 2006-0069557 한국 등록특허 제1192976호Korean Patent No. 1192976 일본 공개특허 제2012-38596호Japanese Laid-Open Patent Application No. 2012-38596 한국 등록특허 제1079226호Korean Patent No. 1079226 미국 등록특허 제6607991호U.S. Patent No. 6,607,991

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 다기능 진공장치용 소형 히터장치에서, 손쉽게 규격화된 필라멘트를 제작하고, 샘플시편과 일정한 특정거리의 확보가 가능한 다기능 히터장치용 열선 거치대를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a miniature heater apparatus for a multi-function vacuum apparatus, which can easily produce a standardized filament, And to provide a heat ray receiver for a multi-function heater device capable of securing a heat source.

또한, 본 발명의 일실시예 따르면, 시편홀더가 받아들이는 복사열의 양은 텅스텐 필라멘트(열선)의 형태 및 열선과 시편홀더 간의 이격거리에 매우 민감하나, 기존 소형히터에서는 규격화되지 못한 열선으로 인하여 열선의 교체 또는 새로운 히터를 다시 제작하여 열선을 장착하여야 하므로 매번 다른 형태와, 이격거리를 가질 수 밖에 없는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 다기능 히터장치용 열선 거치대를 제공하는데 그 목적이 있다. Also, according to an embodiment of the present invention, the amount of radiant heat received by the specimen holder is very sensitive to the shape of the tungsten filament (heat wire) and the distance between the heat wire and the specimen holder. However, It is an object of the present invention to provide a heat ray cradle for a multi-function heater device capable of solving the problems of the prior art which must be different in shape and spacing each time,

그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 인가되는 전류와 시편홀더의 온도에 대한 연산(calibration)작업이 항상 필요하며 이는 진공 장치에서 광범위하게 사용되는 히터의 양산에 있어 추가 공정 및 생산 비용의 상승 등 부정적인 영향을 끼치며, 제품의 생산성을 악화시키게 되는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 다기능 히터장치용 열선 거치대를 제공하는데 그 목적이 있다.According to an embodiment of the present invention, it is always necessary to calibrate the applied current and the temperature of the specimen holder. This is because the increase of additional process and production cost in the mass production of a heater widely used in a vacuum apparatus The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a heat ray cradle for a multi-function heater device which can solve the problems of the prior art which deteriorates the productivity of the product.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 더불어 시편 방향을 제외한 나머지 방향으로의 차폐가 이루어지지 않아 필라멘트의 복사열이 진공챔버로 전달되어 주변의 온도상승으로 초고진공 (< 10^-9 torr) 환경에 영향을 주게 되는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 다기능 히터장치용 열선 거치대를 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, the shielding in the other directions except for the specimen direction is not performed, so that the radiant heat of the filament is transferred to the vacuum chamber, and the ambient temperature rises to affect the ultrahigh vacuum (< ^10-9 torr) Which is capable of solving the problems of the conventional art in which a plurality of heaters are provided.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.

본 발명의 제1목적은, 진공 상태하에서 공정을 수행하는 진공장치 내의 히터 장치에 장착되는 열선 거치대에 있어서, 일면에 시편이 고정설치되는 시편홀더와 특정간격 이격되어 배치되는 판형태의 거치대몸체; 상기 거치대몸체의 하면 가장자리 측에 구비되어, 상기 거치대몸체와 상기 시편홀더를 특정간격 이격시키는 복수의 지지부; 상기 거치대몸체의 일단에 관통형성된 제1관통홀과, 상기 거치대몸체의 타단에 관통형성된 제2관통홀; 상기 제1관통홀에 관통삽입되는 제1전극봉과, 상기 제2관통홀에 관통삽입되는 제2전극봉; 및 상기 제1전극봉의 하단과 상기 제2전극봉의 하단 사이에 연결되는 열선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 히터장치용 열선 거치대로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is to provide a heat wire holder mounted on a heater in a vacuum apparatus for performing a process under a vacuum condition, comprising: a specimen holder fixed to a surface of the specimen holder; A plurality of supports provided on a lower edge side of the cradle body to separate the cradle body and the specimen holder from each other by a predetermined distance; A first through hole formed through one end of the cradle body, a second through hole formed through the other end of the cradle body, A first electrode rod inserted into the first through hole; a second electrode rod inserted into the second through hole; And a hot wire connected between a lower end of the first electrode rod and a lower end of the second electrode rod.

그리고, 거치대몸체의 일단과 타단 사이 하면에 형성되는 다수의 장착홈과, 상기 장착홈 각각에 장착되는 전극단을 포함하고, 상기 열선은 상기 제1전극봉 하단에서 다수의 전극단을 지그재그형태로 교차하여 상기 제2전극봉 하단에 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다. And a plurality of mounting grooves formed on a bottom surface between the one end and the other end of the cradle body, and an electric terminal mounted on each of the mounting grooves, wherein the electric wires are arranged in a zig- And is connected to the lower end of the second electrode rod.

또한, 상기 거치대몸체와 상기 지지부는 세라믹으로 구성되고, 상기 열선은 텅스텐 필라멘트인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the cradle body and the support portion may be made of ceramic, and the heat ray may be a tungsten filament.

그리고, 상기 제1전극봉 상단과 상기 제2전극봉 상단 각각에 전극선을 고정시키는 연결용너트; 및 상기 제1전극봉 상단에 고정된 전극선에 전압이 인가되고, 상기 제2전극봉 상단에 고정된 전극선은 그라운드되는 것을 특징으로 할 수 있다. A connection nut for fixing the electrode line to the upper end of the first electrode rod and the upper end of the second electrode rod, respectively; And a voltage is applied to the electrode line fixed to the upper end of the first electrode rod, and the electrode line fixed to the upper end of the second electrode rod is grounded.

또한, 제1전극봉과 상기 제2전극봉은 관통형 몰리브덴 볼트로 구성되며, 전극단은 비관통형 몰리브덴 볼트로 구성되고, 상기 연결용 너트는 몰리브덴 너트로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. The first electrode rod and the second electrode rod may be made of a penetrating molybdenum bolt, the front end may be made of a non-penetrating molybdenum bolt, and the connecting nut may be a molybdenum nut.

본 발명의 제2목적은, 진공장치용 다기능 히터장치에 있어서, 일단과 타단을 갖는 스테이지; 상기 스테이지의 일단과 타단 사이에 장착되는 시편홀더; 상기 시편홀더의 일측에 면접촉되어 고정설치되는 시편; 및 상기 시편홀더에 장착되어지는 앞서 언급한 제 1목적에 따른 열선거치대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열선 거치대를 갖는 진공장치용 다기능 히터장치로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to provide a multi-function heater apparatus for a vacuum apparatus, comprising: a stage having one end and the other end; A specimen holder mounted between one end and the other end of the stage; A specimen in contact with one side of the specimen holder in a surface contact manner; And a heat ray receiver mounted on the specimen holder according to the first object. The multi-function heater apparatus for a vacuum apparatus having a heat ray receiver can be achieved.

그리고, 일단은 상기 스테이지의 일단 측에 특정간격 이격되어 위치되고, 타단은 상기 스테이지의 타단 측에 특정간격 이격되어 위치되는 전극층; 및 상기 스테이지 일단과 상기 전극층 사이, 상기 스테이지 타단과 상기 전극층 사이에 구비되는 절연층;을 포함하고, 상기 열선 거치대의 지지부가 상기 전극층에 결합되어 거치대몸체에 설치된 열선과 상기 시편홀더가 특정간격 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다. An electrode layer having one end located at a certain distance from the one end of the stage and the other end spaced apart from the other end of the stage by a specific distance; And an insulating layer disposed between the one end of the stage and the electrode layer and between the other end of the stage and the electrode layer, wherein the supporting part of the heat ray receiver is coupled to the electrode layer, and the heat wire provided in the cradle body and the specimen holder are spaced apart from each other So that it is possible to arrange it.

또한, 열선 거치대의 제1전극봉 상단에 고정된 전극선을 통해 전압을 인가하는 제1전압인가부;를 포함하고, 상기 열선에서 발생된 복사열에 의해 상기 시편홀더와 상기 시편이 가열되는 것을 특징으로 할 수 있다. And a first voltage application unit for applying a voltage through an electrode line fixed to an upper end of the first electrode rod of the heat ray receiver, wherein the specimen holder and the specimen are heated by radiation heat generated from the heat ray .

그리고, 시편홀더 일측에는 외부로 돌출된 손잡이를 더 포함하고, 상기 시편홀더는 상기 스테이지의 일단과 타단 사이 탈부착되어지는 것을 특징으로 할 수 있다. The specimen holder may further include a handle protruding outwardly from one side of the specimen holder, and the specimen holder may be detachably attached between one end and the other end of the stage.

또한 상기 절연층은 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. The insulating layer may be formed of ceramic.

그리고, 상기 스테이지, 상기 시편홀더 또는 상기 시편에 전압을 인가하는 제2전압인가부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The apparatus may further include a second voltage application unit for applying a voltage to the stage, the specimen holder, or the specimen.

또한, 상기 제2전압인가부에 의해 전압이 인가되면, 상기 열선에서 방출되는 열전자가 상기 시편과 상기 시편홀더 측으로 가속되어 충돌되면서, 상기 시편이 가열되는 것을 특징으로 할 수 있다. When the voltage is applied by the second voltage application unit, the thermoelectrons emitted from the hot wire are accelerated and collided with the specimen and the specimen holder, and the specimen is heated.

그리고, 상기 시편 측 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서와, 상기 제1전압인가부 및 상기 제2전압인가부 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 시편의 온도를 설정된 온도값으로 유지하도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The controller may further include a temperature sensor for measuring the temperature of the specimen in real time and a controller for controlling the temperature of the specimen by controlling at least one of the first voltage applying unit and the second voltage applying unit And the like.

본 발명의 제3목적은, 진공 상태하에서 공정을 수행하는 진공장치 내에 구비되는 앞서 언급한 제2목적에 따른 히터 장치의 작동방법에 있어서, 제1전압인가부에 의해 제1전극봉 상단에 연결용 너트를 통해 결합된 전극선에 전압을 인가하는 단계; 상기 제1전극봉과 복수의 전극단과 상기 제2전극봉 사이에 구비된 열선에 전류가 흐르면서 발열되는 단계; 및 상기 열선의 복사열에 의해 상기 열선과 특정간격 이격된 시편홀더와, 상기 시편홀더에 접촉된 시편이 가열되는 단계;를 포함하고, 온도센서가 상기 시편 측의 온도를 실시간으로 측정하며, 제어부가 상기 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로 상기 제1전압인가부를 제어하여 상기 시편의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 열선 거치대를 갖는 진공장치용 다기능 히터장치의 작동방법으로서 달성될 수 있다. A third object of the present invention is to provide a method of operating a heater device according to the second object, which is provided in a vacuum apparatus for performing a process under a vacuum condition, Applying a voltage across the coupled electrode line through the nut; Generating heat by flowing a current to a hot line provided between the first electrode rod, the plurality of electrode stages, and the second electrode rod; And a specimen holder which is spaced apart from the hot wire by a radiant heat of the hot wire, and a specimen in contact with the specimen holder is heated. The temperature sensor measures the temperature of the specimen side in real time, And the temperature of the specimen is controlled by controlling the first voltage applying unit based on the temperature value measured by the temperature sensor. The method for operating the multi-function heater for a vacuum apparatus having a heating wire rack can be achieved.

그리고, 자빔 모드가 필요한 경우, 제2전압인가부가 스테이지, 상기 시편홀더 또는 상기 시편에 전압을 인가하는 단계; 및 상기 열선에서 방출되는 열전자가 상기 시편과 상기 시편홀더 측으로 가속되어 충돌되면서, 상기 시편이 가열되는 단계를 포함하고, 제어부가 상기 온도센서에서 측정된 온도값을 기반으로 상기 제2전압인가부를 제어하여 상기 시편의 온도를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다. And applying a voltage to the second voltage application section stage, the specimen holder or the specimen when the Zebra mode is required; And heating the specimen while the thermoelectrons emitted from the hot wire are accelerated and collided with the specimen and the specimen holder side. The control unit controls the second voltage applicator based on the temperature value measured by the temperature sensor Thereby controlling the temperature of the specimen.

본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대를 적용하게 됨으로써, 다기능 진공장치용 소형 히터장치에서, 손쉽게 규격화된 필라멘트를 제작하고, 샘플시편과 일정한 특정거리의 확보가 가능한 효과를 갖는다. By applying the heat wire holder for a multi-function heater device according to an embodiment of the present invention, a small-sized heater device for a multi-function vacuum device can easily produce a standardized filament and secure a certain distance from the sample specimen.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대를 적용하게 됨으로써, 시편홀더가 받아들이는 복사열의 양은 텅스텐 필라멘트(열선)의 형태 및 열선과 시편홀더 간의 이격거리에 매우 민감하나, 기존 소형히터에서는 규격화되지 못한 열선으로 인하여 열선의 교체 또는 새로운 히터를 다시 제작하여 열선을 장착하여야 하므로 매번 다른 형태와, 이격거리를 가질 수 밖에 없는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 장점을 갖는다. The amount of radiant heat received by the specimen holder is very sensitive to the shape of the tungsten filament (heating wire) and the distance between the heating wire and the specimen holder by applying the heating wire holder for a multi-function heater device according to an embodiment of the present invention, In the case of a small heater, it is necessary to replace a hot wire due to a non-standardized hot wire, or to re-manufacture a new heater to mount a hot wire, so that it has an advantage of being able to solve the problems of the prior art,

본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대를 적용하게 됨으로써, 인가되는 전류와 시편홀더의 온도에 대한 연산(calibration)작업이 항상 필요하며 이는 진공 장치에서 광범위하게 사용되는 히터의 양산에 있어 추가 공정 및 생산 비용의 상승 등 부정적인 영향을 끼치며, 제품의 생산성을 악화시키게 되는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 효과를 갖는다. By applying the heat ray receiver for a multi-function heater device according to an embodiment of the present invention, it is always necessary to calibrate the applied current and the temperature of the specimen holder, which is a problem in mass production of a heater widely used in a vacuum apparatus There is a negative effect such as an increase in the additional process and the production cost, and the problem of the prior art which deteriorates the productivity of the product is solved.

본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대를 적용하게 됨으로써, 더불어 시편 방향을 제외한 나머지 방향으로의 차폐가 이루어지지 않아 필라멘트의 복사열이 진공챔버로 전달되어 주변의 온도상승으로 초고진공 (< 10^-9 torr) 환경에 영향을 주게 되는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 효과를 갖는다. By applying the heat ray restraint for a multi-function heater device according to an embodiment of the present invention, shielding is not performed in the other directions except for the specimen direction, and the radiant heat of the filament is transferred to the vacuum chamber, &Lt; 10 < ^-9 torr >).

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a은 진공장치용 다기능 히터장치의 정면도,
도 1b는 진공장치용 다기능 히터장치의 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대의 정면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대의 저면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 거치대 몸체를 하부측에서 바라본 사시도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대의 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대의 분해 정면도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대의 분해 단면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 열선 거치대를 갖는 다기능 히터장치의 정면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전자빔 모드에서의 열선 거치대를 갖는 다기능 히터장치의 저면 사시도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 흐름을 나타낸 블록도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 열선거치대를 갖는 진공장치용 다기능 히터장치의 작동방법 흐름도를 도시한 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
1A is a front view of a multi-function heater device for a vacuum apparatus,
1B is a cross-sectional view of a multi-function heater device for a vacuum device,
2 is a front view of a heat ray receiver for a multi-function heater device according to an embodiment of the present invention,
3 is a bottom view of a heat ray receiver for a multi-function heater apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a perspective view of a cradle body according to an embodiment of the present invention,
5 is an exploded perspective view of a heat ray receiver for a multi-function heater apparatus according to an embodiment of the present invention,
6 is an exploded front view of a heat ray receiver for a multi-function heater apparatus according to an embodiment of the present invention;
7 is an exploded cross-sectional view of a heat ray receiver for a multi-function heater apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 8 is a front view of a multi-function heater apparatus having a heat ray cage according to an embodiment of the present invention;
9 is a bottom perspective view of a multi-function heater device having a heat ray receiver in an electron beam mode according to an embodiment of the present invention,
10 is a block diagram showing a flow of a control unit according to an embodiment of the present invention;
11 is a flowchart illustrating a method of operating a multi-function heater apparatus for a vacuum apparatus having a heat wire holder according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Also in the figures, the thickness of the components is exaggerated for an effective description of the technical content.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or plan views that are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective description of the technical content. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in the shapes that are produced according to the manufacturing process. For example, the area shown at right angles may be rounded or may have a shape with a certain curvature. Thus, the regions illustrated in the figures have attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific forms of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention. Although the terms first, second, etc. have been used in various embodiments of the present disclosure to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. The embodiments described and exemplified herein also include their complementary embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific details have been set forth in order to explain the invention in greater detail and to assist in understanding it. However, it will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be understood by those skilled in the art without departing from such specific details. In some instances, it should be noted that portions of the invention that are not commonly known in the description of the invention and are not significantly related to the invention do not describe confusing reasons to explain the present invention.

도 1a은 진공장치용 다기능 히터장치의 정면도를 도시한 것이고, 도 1b는 진공장치용 다기능 히터장치의 단면도를 도시한 것이다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 진공장치용 다기능 히터장치는 복사열모드와 전자빔 모드로 작동되어 질 수 있으며, 전체적으로 스테이지(110)와 시편홀더(120) 부분과, 제1전극층(4) 부분과, 제2전극층(5) 부분, 즉 3개의 영역이 서로 전기적으로 분리되어 구성되게 됨을 알 수 있다. Fig. 1A shows a front view of a multi-function heater device for a vacuum device, and Fig. 1B shows a cross-sectional view of a multi-function heater device for a vacuum device. As shown in FIGS. 1A and 1B, a multi-function heater device for a vacuum apparatus can be operated in a radiant heat mode and an electron beam mode, and generally includes a stage 110 and a specimen holder 120, a first electrode layer 4, And the second electrode layer 5, that is, the three regions, are electrically separated from each other.

스테이지(110)는 도 1a, 도 1b에 도시된 바와 같이, 일단과 타단을 갖는“ㄷ”형태를 가지며, 시편홀더(120)는 이러한 스테이지(110)의 일단과 타단 사이에 장착되게 됨을 알 수 있다. As shown in FIGS. 1A and 1B, the stage 110 has a "C" shape having one end and the other end, and the sample holder 120 is mounted between one end and the other end of the stage 110 have.

시편홀더(120)의 상부면 일측에는 손잡이가 구비되게 되며, 이러한 시편홀더(120)에 구비된 시편홀더 손잡이(121)를 이용하여 시편홀더(120)를 스테이지(110)에 탈착, 부착할 수 있게 된다. The specimen holder 120 is provided with a handle on one side of the upper surface of the specimen holder 120. The specimen holder 120 can be detached and attached to the stage 110 using the specimen holder handle 121 provided in the specimen holder 120 .

또한, 복사열 모드 및/또는 전자빔 가열모드로 작동될 때, 시편(2)은 시편홀더(120)의 하부면에 면접촉되어 고정설치되게 된다. 이러한 시편(2)은 나사, 클램프 등과 같은 체결부재에 의해 시편홀더(120)에 부착되게 된다. Further, when operated in the radiant heat mode and / or the electron beam heating mode, the specimen 2 is in surface contact with the lower surface of the specimen holder 120 to be fixedly installed. The specimen 2 is attached to the specimen holder 120 by a fastening member such as a screw, a clamp, or the like.

그리고, 제1전극층(4)은 “ㄷ”형태를 가지며, 일단은 스테이지(110)의 일단 측에 특정간격 이격되어 위치되고, 제1전극층(4)의 타단은 스테이지(110)의 타단 측에 특정간격 이격되어 위치되게 된다. 또한, 이러한 제1전극층(4)은 일단의 하부측으로 “ㄴ”자 단면 형상을 갖도록 연결단(131)과 하단판(132)을 더 포함하여 구성될 수 있다. The first electrode layer 4 has a "C" shape, one end is spaced apart from the one end of the stage 110 by a specific distance, and the other end of the first electrode layer 4 is positioned on the other end of the stage 110 And are spaced apart from each other by a predetermined distance. The first electrode layer 4 may further include a connection end 131 and a lower end plate 132 such that the first electrode layer 4 has a cross-sectional shape of " a "

그리고, 스테이지 일단(111)과 제1전극층(4)의 일단 사이, 그리고 스테이지 타단(112)과 제1전극층(4)의 타단 사이 각각에는 절연층(3)이 구비되게 됨을 알 수 있다. 따라서, 이러한 절연층(3)에 의해 스테이지(110)와 시편홀더(120)와 시편(2) 부분과, 제1전극층(4)이 서로 전기적, 열적으로 분리되게 된다. It can be seen that the insulating layer 3 is provided between the one end of the stage 111 and one end of the first electrode layer 4 and between the other end of the stage 112 and the other end of the first electrode layer 4. Therefore, the stage 110, the specimen holder 120, the specimen 2, and the first electrode layer 4 are electrically and thermally separated from each other by the insulating layer 3.

또한, 제2전극층(5)은 제1전극층(4)의 일단에 특정간격 이격되어 위치되고, 제1전극층(4)의 일단과 제2전극층(5) 사이에는 절연층(3)이 구비되게 됨을 알 수 있다. 따라서, 이러한 절연층(3)에 의해 제1전극층(4)과 제2전극층(5)이 전기적, 열적으로 서로 분리되게 된다. The second electrode layer 5 is positioned at a predetermined distance from one end of the first electrode layer 4 and an insulating layer 3 is provided between one end of the first electrode layer 4 and the second electrode layer 5 . Therefore, the first electrode layer 4 and the second electrode layer 5 are electrically and thermally separated from each other by the insulating layer 3.

이러한 절연층(3)은 세라믹으로 구성되게 됨으로써, 스테이지(110)의 열이 주변으로 확산되는 것을 막을 수 있고, 효과적으로 시편(2)의 온도를 높일 수 있으며 이는 주변 온도상승에 의한 불필요한 가스방출(outgassing)을 막아 진공장치의 높은 진공도를 유지할 수 있게 된다. 그리고, 열선(60)은 제1전극층(4)과 상기 제2전극층(5) 사이에 연결되게 된다. 이러한 본 발명의 일실시예에 따른 열선(60)은 텅스텐 필라멘트로 구성됨이 바람직하다. Since the insulating layer 3 is made of ceramic, the heat of the stage 110 can be prevented from diffusing to the surroundings and the temperature of the test piece 2 can be effectively increased. This is because unnecessary gas emission outgassing can be prevented to maintain a high degree of vacuum of the vacuum device. The heat ray 60 is connected between the first electrode layer 4 and the second electrode layer 5. The heat ray 60 according to an embodiment of the present invention is preferably composed of a tungsten filament.

따라서 제1전극층(4) 또는 제2전극층(5)에 전압을 인가하게 되면, 전류는 제1전극층(4)과 제2전극층(5) 사이에 연결된 열선(60, 텅스텐 필라멘트)에 흐르게 되고, 열선(60)에서 발생된 복사열에 의해 시편홀더(120)와 시편(2)이 가열되게 된다. 이러한 방식은 열선(60)에서 발생하는 열을 이용하는 것이기 때문에 시편(2)의 전기적성질에 관계없이 시편(2)을 가열할 수 있게 된다. Therefore, when a voltage is applied to the first electrode layer 4 or the second electrode layer 5, a current flows in the heat line 60 (tungsten filament) connected between the first electrode layer 4 and the second electrode layer 5, The specimen holder 120 and the specimen 2 are heated by the radiant heat generated from the hot wire 60. Since this method uses heat generated from the heat line 60, it becomes possible to heat the test piece 2 irrespective of the electrical properties of the test piece 2.

또는 복사열 모드로 작동되는 중에, 시편(2)을 더 높은 온도 영역(예를 들어, 300℃ ~ 1000℃)으로 가열하고자 하는 경우 전자빔 가열모드가 적용되게 된다. 전자빔 가열모드에서는, 스테이지(110), 시편홀더(120) 또는 시편(2)에 전압을 인가하여, 열선(60)에서 방출되는 열전자가 시편(2)과 시편홀더(120) 측으로 가속되어 충돌되면서, 시편(2)이 가열되게 된다. Or in the radiant heat mode, the electron beam heating mode is applied when the specimen 2 is to be heated to a higher temperature region (for example, 300 DEG C to 1000 DEG C). In the electron beam heating mode, a voltage is applied to the stage 110, the specimen holder 120 or the specimen 2 so that the thermoelectrons emitted from the heat wire 60 accelerate and collide with the specimen 2 and the specimen holder 120 side , The specimen 2 is heated.

즉, 전자빔 가열모드에서는 복사열 모드가 진행되는 상황에서, 시편(2), 시편홀더(120) 또는 스테이지(110)에 고전압(예를 들어 +700V이상)을 추가로 인가하게 되고, 고전압이 인가되게 되면 열선(60)의 복사열과 함께 열선(60)에서 발생하는 열전자가 인가된 고전압에 의해 시편(2)에 가속되어 충돌하며 결과적으로 시편(2)의 온도를 더욱 높일 수 있게 된다. That is, in the electron beam heating mode, a high voltage (for example, + 700V or more) is further applied to the specimen 2, the specimen holder 120, or the stage 110 in the radial heat mode, The temperature of the specimen 2 can be further increased by accelerating and colliding with the specimen 2 due to the high voltage applied by the hot electrons generated from the hot wire 60 together with the radiant heat of the heat ray 60.

이때, 시편홀더(120)가 받아들이는 복사열의 양은 텅스텐 필라멘트(열선(60))의 형태 및 열선(60)과 시편홀더(120) 간의 이격거리에 매우민감하나, 이러한 소형히터에서는 규격화되지 못한 열선(60)으로 인하여 열선(60)의 교체 또는 새로운 히터를 다시 제작하여 열선(60)을 장착하여야 하므로 매번 다른 형태와, 이격거리를 가질 수 밖에 없는 문제점이 존재한다. At this time, the amount of radiant heat received by the specimen holder 120 is very sensitive to the shape of the tungsten filament (heat ray 60) and the distance between the heat ray 60 and the specimen holder 120. In such a small heater, There is a problem that the heater 60 must be replaced or a new heater must be manufactured again to mount the heating wire 60. Thus,

이로 인해 인가되는 전류와 시편홀더(120)의 온도에 대한 연산(calibration)작업이 항상 필요하며 이는 진공 장치에서 광범위하게 사용되는 히터의 양산에 있어 추가 공정 및 생산 비용의 상승 등 부정적인 영향을 끼치며, 따라서 제품의 생산성을 악화시킨다. Therefore, it is always necessary to calibrate the applied current and the temperature of the specimen holder 120. This leads to negative effects such as an increase in the additional process and production cost in mass production of the heater widely used in the vacuum apparatus, Thus deteriorating the productivity of the product.

더불어 시편(2) 방향을 제외한 나머지 방향으로의 차폐가 이루어지지 않아 필라멘트의 복사열이 진공챔버로 전달되어 주변의 온도상승으로 초고진공 (< 10^-9 torr) 환경에 영향을 주게 된다. 시편(2)의 깨끗한 표면을 얻는 데에 있어 초고진공 환경을 유지하는 것이 아주 중요만큼 초고진공에 영향을 주는 불필요한 요소를 최대한 배제할 수 있어야 한다. 또한, 이러한 규격화 되지 못한 열선(60)의 문제점은 전자빔 모드에서도 동일하게 발생한다.In addition, since shielding is not performed in the other direction except for the direction of the specimen (2), the radiant heat of the filament is transferred to the vacuum chamber, thereby affecting the ultrahigh vacuum (<10 ^-9 torr) In order to obtain the clean surface of the specimen (2), it is very important to maintain the ultrahigh vacuum environment, so that the unnecessary elements that affect the ultrahigh vacuum should be excluded as much as possible. Further, the problem of the un-standardized heat ray 60 occurs in the same manner even in the electron beam mode.

따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 다기능 히터장치용 열선 거치대(100)가 필요하였다. 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. Accordingly, there is a need for a heat-ray cradle 100 for a multi-function heater device that can solve such a problem. Hereinafter, the configuration and function of the heat ray receiver 100 for a multi-function heater apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대(100)의 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대(100)의 저면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 거치대 몸체(10)를 하부측에서 바라본 사시도를 도시한 것이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대(100)의 분해 사시도를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대(100)의 분해 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다기능 히터장치용 열선 거치대(100)의 분해 단면도를 도시한 것이다. 2 shows a front view of a heat ray receiver 100 for a multi-function heater device according to an embodiment of the present invention. 3 is a bottom view of a heat ray receiver 100 for a multi-function heater apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a perspective view of the cradle body 10 according to an embodiment of the present invention, viewed from the lower side. FIG. 5 is an exploded perspective view of a heat ray receiver 100 for a multi-function heater according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a perspective view illustrating a heat ray receiver 100 for a multi-function heater apparatus according to an embodiment of the present invention. Fig. 7 is an exploded cross-sectional view of a heat ray receiver 100 for a multi-function heater apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 진공 상태하에서 공정을 수행하는 진공장치 내의 히터 장치에 장착되는 열선 거치대(100)는, 시편 홀더(120)의 상측에 결합되어, 규격화된 열선(60)이 장착되며, 복사열의 차폐효과와, 설정된 열선(60)과 시편홀더(120) 간의 이격거리를 유지할 수 있는 특징을 갖는다. The heat ray receiver 100 mounted on the heater in the vacuum apparatus for performing the process under the vacuum condition according to the embodiment of the present invention is mounted on the upper side of the specimen holder 120 and the normalized heat ray 60 is mounted Shielding effect of the radiant heat and a distance between the set hot wire 60 and the specimen holder 120 can be maintained.

다기능 히터장치용 열선 거치대(100)는 전체적으로 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 거치대몸체(10), 지지부(20), 제1관통홀(30), 제2관통홀(40), 제1전극봉(31), 제2전극봉(41), 열선(60) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 2 to 7, the heat wire holder 100 for a multi-function heater device includes a cradle body 10, a support 20, a first through hole 30, a second through hole 40, A first electrode rod 31, a second electrode rod 41, a heat ray 60, and the like.

거치대 몸체(10)는 일면에 시편홀더(120)와 특정간격 이격되어 배치되는 판형태로 구성된다. 또한, 복수의 지지부(20)는 거치대몸체(10)의 하면 가장자리 측에 구비되어, 거치대몸체(10)와 시편홀더(120)를 특정간격 이격시키도록 구성된다. The cradle body 10 is formed in a plate shape on one surface of which a specimen holder 120 is spaced apart from the specimen holder 120 by a specific distance. The plurality of support portions 20 are provided on the lower edge side of the cradle body 10 to separate the cradle body 10 and the specimen holder 120 from each other by a predetermined distance.

제1관통홀(30)은 거치대몸체(10)의 일단에 관통형성되며, 제2관통홀(40)은 거치대몸체(10)의 타단에 관통형성된다. 반면, 제1전극봉(31)은 제1관통홀(30)에 관통삽입되고, 제2전극봉(41)은 제2관통홀(40)에 관통삽입된다. The first through hole 30 is formed through one end of the cradle body 10 and the second through hole 40 is formed through the other end of the cradle body 10. The first electrode rod 31 is inserted through the first through hole 30 and the second electrode rod 41 is inserted through the second through hole 40. [

또한, 거치대몸체(10)의 일단과 타단 사이 하면에는 다수의 장착홈(50)이 형성되고, 이러한 장착홈(50) 각각에 전극단(51)이 비관통형으로 장착되게 된다. In addition, a plurality of mounting grooves 50 are formed on the lower surface between one end and the other end of the cradle body 10, and the tip ends 51 are mounted in each of the mounting grooves 50 in a non-penetrating manner.

그리고, 열선(60)은 제1전극봉(31) 하단에서 다수의 전극단(51)을 지그재그형태로 교차하여 제2전극봉(41) 하단에 연결되게 된다. 따라서 전극선(33)이 연결된 제1전극봉(31)으로부터 순차적으로 비관통형 전극단(51)을 순차적으로 교차하여 열선(60)을 거치하면 규격화된 열선(60)의 모양과 시편홀더(120)와의 특정 이격거리를 유지할 수 있게 된다. The heating wires 60 are connected to the lower ends of the second electrode bars 41 by intersecting the plurality of the electrode tips 51 in a staggered manner at the lower end of the first electrode bar 31. Thus, when the heat ray 60 is sequentially passed through the non-through-type electrodes 51 from the first electrode rod 31 connected to the electrode line 33, the shape of the normalized heat ray 60 and the shape of the specimen holder 120, It is possible to maintain a specific separation distance from the center.

이러한 거치대몸체(10)와 지지부(20)는 세라믹으로 구성되고, 열선(60)은 텅스텐 필라멘트로 구성된다. The cradle body 10 and the support portion 20 are made of ceramic, and the heat ray 60 is made of tungsten filament.

또한, 제1전극봉(31) 상단과 제2전극봉(41) 상단 각각에 전극선(33,43)을 고정시키는 연결용너트(32, 42)가 구비된다. 이러한 제1전극봉(31) 상단에 고정된 전극선(33)에 전압이 인가되고, 제2전극봉(41) 상단에 고정된 전극선(43)은 그라운드되게 된다. 따라서 전극선(33)을 제1전극봉(31) 상단에 감아준 후, 제1전극봉 연결용너트(32)를 통해 제1전극봉(31) 상단에 고정시키면 전도체인 제1전극봉(31)이 전극선(33)과 열선(60)사이 전류의 통로역할을 하게 되고, 전극선(33)과 열선(60)의 직접적인 연결대신 분리연결을 하게 됨으로써, 모듈화가 이루어져 손쉬운 관리가 가능하다. Connection nuts 32 and 42 for fixing the electrode lines 33 and 43 to the upper end of the first electrode bar 31 and the upper end of the second electrode bar 41 are provided. A voltage is applied to the electrode line 33 fixed to the upper end of the first electrode rod 31 and an electrode line 43 fixed to the upper end of the second electrode rod 41 is grounded. Therefore, when the electrode line 33 is wound on the upper end of the first electrode rod 31 and fixed to the upper end of the first electrode rod 31 through the first electrode rod connecting nut 32, the first electrode rod 31, which is a conductor, 33 and the heat line 60 and serves as a current path between the electrode line 33 and the heat line 60 so that the electrode line 33 and the heat line 60 are separated and connected to each other.

또한, 제1전압인가부(34)에 의해 제1전극봉(31) 상단에 연결된 전극선(33)에 전원을 공급하면, 제1전극봉(31)을 따라 흐른 전류가 열선(60)을 통과하여 제2전극봉(41)을 따라 흘러 제2전극봉(41)에 결합된 전극선(43)에서 그라운드로 흐르면서 열선(60)에 전력이 공급되게 된다. When the power is supplied to the electrode line 33 connected to the upper end of the first electrode 31 by the first voltage application unit 34, the current flowing along the first electrode 31 passes through the heat line 60, And flows along the second electrode rod 41 and flows from the electrode line 43 connected to the second electrode rod 41 to the ground, thereby supplying electric power to the heat line 60.

구체적실시예에서, 이러한 제1전극봉(31)과 제2전극봉(41)은 관통형 몰리브덴 볼트로 구성될 수 있고, 복수의 전극단(51)은 비관통형 몰리브덴 볼트로 구성되고, 연결용 너트(32,42)는 몰리브덴 너트로 구성될 수 있다. In a specific embodiment, the first electrode bar 31 and the second electrode bar 41 may be formed of through-hole molybdenum bolts, the plurality of the front ends 51 are made of non-through-hole molybdenum bolts, (32, 42) may comprise a molybdenum nut.

이하에서는 앞서 언급한 열선 거치대(100)를 갖는 다기능 히터장치(1)의 구성 및 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 열선 거치대(100)를 갖는 다기능 히터장치(1)의 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전자빔 모드에서의 열선 거치대(100)를 갖는 다기능 히터장치(1)의 저면 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(150)의 흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. Hereinafter, the configuration and operation method of the multi-function heater device 1 having the above-described heat ray cradle 100 will be described. 8 shows a front view of the multifunctional heater apparatus 1 having the heat ray cage 100 according to the embodiment of the present invention. 9 is a bottom perspective view of the multi-function heater device 1 having the heat ray receiver 100 in the electron beam mode according to the embodiment of the present invention. 10 is a block diagram showing the flow of the controller 150 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 열선 거치대(100)를 갖는 진공장치용 다기능 히터장치(1)는, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 일단과 타단을 갖는 스테이지(110)와, 스테이지의 일단(111)과 타단(112) 사이에 장착되는 시편홀더(120)와, 시편홀더(120)의 일측에 면접촉되어 고정설치되는 시편(2)과, 시편홀더(120)에 장착되어지는 앞서 언급한 열선거치대(100) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 8 to 10, the multi-function heater device 1 for a vacuum apparatus having a heat ray receiver 100 according to an embodiment of the present invention includes a stage 110 having one end and the other end, A specimen holder 120 mounted between one end 111 and the other end 112 of the specimen holder 120; a specimen 2 fixedly mounted on one surface of the specimen holder 120; And the heat ray cradle 100 mentioned above.

또한, 전극층(130)을 더 포함할 수 있으며, 전극층(130) 일단은 스테이지의 일단(111) 측에 특정간격 이격되어 위치되고, 전극층(130) 타단은 상기 스테이지의 타단(112) 측에 특정간격 이격되어 위치된다. One end of the electrode layer 130 is spaced apart from the one end 111 side of the stage by a predetermined distance and the other end of the electrode layer 130 is positioned on the side of the other end 112 of the stage. Spaced apart.

그리고, 스테이지 일단(111)과 전극층(130) 사이, 스테이지 타단(112)과 전극층(130) 사이에는 절연층(3)이 구비되게 된다. 이러한 절연층(3)은 세라믹으로 구성된다. An insulating layer 3 is provided between the stage end 111 and the electrode layer 130 and between the other end 112 of the stage and the electrode layer 130. The insulating layer 3 is made of ceramic.

따라서, 열선 거치대(100)의 지지부(20)가 전극층(130)에 결합되어 거치대몸체(10)에 설치된 열선(60)과 시편홀더(120)가 특정간격 이격되도록 배치되게 된다. Therefore, the supporting portion 20 of the heat ray receiver 100 is coupled to the electrode layer 130, and the heat ray 60 and the specimen holder 120 installed on the cradle body 10 are spaced apart from each other by a specific distance.

그리고, 제1전압인가부(34)는 열선 거치대(100)의 제1전극봉(31) 상단에 고정된 전극선(33)을 통해 전압을 인가하게 되면, 열선(60)에서 발생된 복사열에 의해 시편홀더(120)와 상기 시편(2)이 가열되게 된다. When the voltage is applied through the electrode line 33 fixed to the upper end of the first electrode 31 of the heat ray receiver 100 by the radiant heat generated from the heat ray 60, The holder 120 and the specimen 2 are heated.

또한, 시편홀더(120) 일측에는 외부로 돌출된 손잡이를 포함하고, 시편홀더(120)는 스테이지의 일단(111)과 타단(112) 사이 탈부착되어질 수 있도록 구성된다. The specimen holder 120 includes a handle protruding outwardly, and the specimen holder 120 is configured to be detachably attached between one end 111 and the other end 112 of the stage.

그리고 제2전압인가부(122)는 스테이지(110), 시편홀더(120) 또는 시편(2)에 전압을 인가하며, 제2전압인가부(122)에 의해 전압이 인가되면, 전자빔 모드가 작동되어, 열선(60)에서 방출되는 열전자가 시편(2)과 시편홀더(120) 측으로 가속되어 충돌되면서, 시편(2)이 가열되게 된다. The second voltage application unit 122 applies a voltage to the stage 110 and the sample holder 120 or the specimen 2. When the voltage is applied by the second voltage application unit 122, The thermoelectrons emitted from the hot wire 60 are accelerated and collided with the specimen 2 and the specimen holder 120 side so that the specimen 2 is heated.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 시편(2) 측 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서(140)와, 제1전압인가부(34) 및 제2전압인가부(122) 중 적어도 어느 하나를 제어하여 시편(2)의 온도를 설정된 온도값으로 유지하도록 하는 제어부(150)를 포함하여 구성될 수 있다 10, the temperature sensor 140 for measuring the temperature of the test piece 2 in real time and the temperature sensor 140 for measuring at least any one of the first voltage applying unit 34 and the second voltage applying unit 122 And a control unit 150 for controlling the temperature of the test piece 2 at a predetermined temperature value

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 열선거치대(100)를 갖는 진공장치용 다기능 히터장치(1)의 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 열선거치대(100)를 갖는 진공장치용 다기능 히터장치(1)의 작동방법의 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, an operation method of the multi-function heater device 1 for a vacuum apparatus having the heat ray receiver 100 according to an embodiment of the present invention will be described. 11 is a flowchart of a method of operating a multifunctional heater apparatus 1 for a vacuum apparatus having a heat ray receiver 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 제1전압인가부(34)에 의해 제1전극봉(31) 상단에 연결용 너트(32)를 통해 결합된 전극선(33)에 전압을 인가하게 된다(S1). 그리고, 제1전극봉(31)과 복수의 전극단(51)과 상기 제2전극봉(41) 사이에 구비된 열선(60)에 전류가 흐르면서 발열되게 된다(S2). First, a voltage is applied to the electrode line 33 coupled to the upper end of the first electrode 31 through the coupling nut 32 by the first voltage application unit (S1). Then, current is generated in the heat ray 60 provided between the first electrode rod 31 and the plurality of the electrode stages 51 and the second electrode rod 41 (S2).

그리고, 열선(60)의 복사열에 의해 상기 열선(60)과 특정간격 이격된 시편홀더(120)와, 상기 시편홀더(120)에 접촉된 시편(2)이 가열되게 된다(S3). 이러한 과정에서, 온도센서(140)가 상기 시편(2) 측의 온도를 실시간으로 측정하며, 제어부(150)가 온도센서(140)에서 측정된 온도값을 기반으로 상기 제1전압인가부(34)를 제어하여 시편(2)의 온도를 조절하게 된다(S4). The specimen holder 120 and the specimen 2 contacted with the specimen holder 120 are heated by the radiant heat of the hot wire 60 at step S3. In this process, the temperature sensor 140 measures the temperature of the specimen 2 in real time, and the controller 150 controls the temperature of the first voltage applying unit 34 To control the temperature of the test piece 2 (S4).

그리고 전자빔 가열모드가 필요한 경우(S5), 즉, 시편(2)을 높은 온도영역(300 ~ 1000℃)까지 상승시키고자 하는 경우, 제2전압인가부(122)는 스테이지(110), 시편홀더(120) 또는 시편(2)에 고전압을 인가하게 된다(S6). When the electron beam heating mode is required (S5), that is, when the specimen 2 is to be raised to a high temperature region (300 to 1000 ° C), the second voltage applying unit 122 is connected to the stage 110, The high voltage is applied to the test piece 120 or the test piece 2 (S6).

제2전압인가부(122)에 의해 고전압이 인가되면, 열선(60)에서 방출되는 열전자가 시편(2)과 시편홀더(120) 측으로 가속되어 충돌되면서, 시편(2)이 더욱 가열되게 된다(S7). 이러한 전자빔 가열모드에서, 제어부(150)는 온도센서(140)에서 측정된 온도값을 기반으로 제1전압인가부(34)와 제2전압인가부(122)를 제어하여 열선(60)에 흐르는 전류량과, 제2전압인가부(122)에서 인가되는 전압크기를 조절하여, 시편(2)의 온도를 제어할 수 있게 된다(S8). When the high voltage is applied by the second voltage application unit 122, the thermoelectrons emitted from the heating wire 60 accelerate and collide with the test piece 2 and the test piece holder 120 side, and the test piece 2 is further heated S7). In this electron beam heating mode, the control unit 150 controls the first voltage application unit 34 and the second voltage application unit 122 based on the temperature value measured by the temperature sensor 140, The temperature of the test piece 2 can be controlled by adjusting the current amount and the voltage magnitude applied by the second voltage application unit 122 (S8).

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It should be noted that the above-described apparatus and method are not limited to the configurations and methods of the embodiments described above, but the embodiments may be modified so that all or some of the embodiments are selectively combined .

1:열선 거치대를 갖는 진공장치용 다기능 히터장치
2:시편
3:절연층
4:제1전극층
5:제2전극층
10:거치대몸체
20:지지부
30:제1관통홀
31:제1전극봉
32:제1전극봉의 연결용너트
33:제1전극봉의 전극선
34:제1전압인가부
40:제2관통홀
41:제2전극봉
42:제2전극봉의 연결용너트
43:제2전극봉의 전극선
50:장착홈
51:전극단
60:열선
100:열선 거치대
110:스테이지
111:스테이지 일단
112:스테이지 타단
120:시편홀더
121:손잡이
122:제2전압인가부
130:전극층
131:연결단
132:하단판
140:온도센서
150:제어부1: Multi-function heater device for vacuum device with heat wire holder
2: The Psalms
3: Insulating layer
4: First electrode layer
5: Second electrode layer
10: Cradle body
20: Support
30: First through hole
31: first electrode rod
32: connecting nut of the first electrode rod
33: Electrode line of the first electrode rod
34: first voltage applying unit
40: second through hole
41: second electrode
42: connecting nut of the second electrode rod
43: Electrode line of the second electrode
50: mounting groove
51: Total Theater
60: heat line
100: heat wire holder
110: stage
111: Stage one
112:
120: Specimen holder
121: Handle
122: a second voltage applying unit
130: electrode layer
131: connection terminal
132: bottom plate
140: Temperature sensor
150:

Claims

A hot-wire rack mounted on a heater in a vacuum apparatus for performing a process under vacuum,
A specimen holder in which a specimen is fixedly installed on one surface and a plate-shaped holder body spaced apart from the specimen holder by a predetermined distance;
A plurality of supports provided on a lower edge side of the cradle body to separate the cradle body and the specimen holder from each other by a predetermined distance;
A first through hole formed through one end of the cradle body, a second through hole formed through the other end of the cradle body,
A first electrode rod inserted into the first through hole; a second electrode rod inserted into the second through hole; And
And a hot wire connected between a lower end of the first electrode rod and a lower end of the second electrode rod.

The method according to claim 1,
A plurality of mounting grooves formed on a lower surface between one end and the other end of the cradle body, and a front end mounted on each of the mounting grooves,
Wherein the hot wires are connected to the lower ends of the second electrode rods in a zigzag fashion by connecting a plurality of the electrodes at a lower end of the first electrode rod.

3. The method of claim 2,
Wherein the cradle body and the support portion are made of ceramic,
Wherein the heating wire is a tungsten filament.

The method of claim 3,
A connection nut for fixing the electrode line to the upper end of the first electrode rod and the upper end of the second electrode rod, respectively; And
Wherein a voltage is applied to the electrode line fixed to the upper end of the first electrode rod, and an electrode line fixed to the upper end of the second electrode rod is grounded.

5. The method of claim 4,
Wherein the first electrode and the second electrode are formed of a penetrating molybdenum bolt,
Wherein the extreme end is made of a non-penetrating molybdenum bolt,
Wherein the connecting nut is made of a molybdenum nut.

In a multi-function heater apparatus for a vacuum apparatus,
A stage having one end and the other end;
A specimen holder mounted between one end and the other end of the stage;
A specimen in contact with one side of the specimen holder in a surface contact manner; And
The multi-function heater apparatus for a vacuum device according to any one of claims 1 to 5, wherein the multi-function heater unit is mounted on the specimen holder.

The method according to claim 6,
An electrode layer having one end located at a certain distance from the one end of the stage and the other end spaced apart from the other end of the stage by a specific distance; And
And an insulating layer provided between one end of the stage and the electrode layer, and between the other end of the stage and the electrode layer,
Wherein the supporting part of the heat ray receiver is coupled to the electrode layer and the heat ray provided on the body of the holder and the specimen holder are spaced apart from each other by a specific distance.

8. The method of claim 7,
And a first voltage application unit for applying a voltage through an electrode line fixed to an upper end of the first electrode rod of the heat ray receiver,
And the specimen holder and the specimen are heated by the radiant heat generated from the hot wire.

9. The method of claim 8,
Wherein the specimen holder further includes a handle protruding outwardly from one side of the specimen holder, and the specimen holder is detachably attached between one end and the other end of the stage.

10. The method of claim 9,
Wherein the insulating layer is made of ceramic. &Lt; RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >

11. The method of claim 10,
Further comprising a second voltage application unit for applying a voltage to the stage, the specimen holder, or the specimen.

12. The method of claim 11,
Wherein when the voltage is applied by the second voltage applying unit, the specimen is heated while being accelerated and collided with the specimen and the specimen holder side by the hot electrons emitted from the hot wire. Device.

13. The method of claim 12,
A temperature sensor for measuring the temperature of the specimen side in real time,
Further comprising a controller for controlling at least one of the first voltage application unit and the second voltage application unit to maintain the temperature of the specimen at a predetermined temperature value. The multi-function heater for a vacuum device according to claim 1, Device.

A method of operating a heater apparatus according to claim 6, which is provided in a vacuum apparatus for performing a process under a vacuum condition,
Applying a voltage to an electrode line coupled to an upper end of the first electrode through a coupling nut by a first voltage applying unit;
Generating heat by flowing a current to a hot line provided between the first electrode rod, the plurality of electrode stages, and the second electrode rod; And
A specimen holder spaced apart from the hot wire by a radiant heat of the hot wire; and a specimen contacted to the specimen holder is heated,
Wherein the temperature sensor measures the temperature of the specimen side in real time and the control unit controls the temperature of the specimen by controlling the first voltage applying unit based on the temperature value measured by the temperature sensor A method of operating a multi-function heater device for a vacuum device.

15. The method of claim 14,
When an electron beam mode is required,
Applying a voltage to a second voltage application section stage, the specimen holder or the specimen; And
And heating the specimen while the hot electrons emitted from the hot wire are accelerated and collided with the specimen and the specimen holder side,
Wherein the control unit controls the temperature of the specimen by controlling the second voltage applying unit based on the temperature value measured by the temperature sensor.