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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine störschalldämmende Abdeckung für eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung und insbesondere eine störschalldämmende Abdeckung, die den Einfluß von Schall mit einer bestimmten Frequenz unterdrücken kann, sowie eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung.
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Stand der Technik
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Bei einer Ladungsteilchenstrahlvorrichtung wie einem Elektronenmikroskop zur Betrachtung von Mikrostrukturen mit hoher Auflösung unter Verwendung eines Elektronenstrahls werden bereits durch geringe Vibrationen oder Geräusche von außen bei hoher Auflösung Abbildungsfehler verursacht. Zum Verhindern des Auftretens von Abbildungsfehlern aufgrund von Geräuschen aus der Umgebung wird als Einrichtung zum Unterbrechen der Übertragung von Schallwellen auf die Vorrichtung eine störschalldämmende Abdeckung verwendet.
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Die störschalldämmende Abdeckung bildet im allgemeinen wegen der einhüllenden Eigenschaften einer Schallwelle und unter Berücksichtung der Arbeitsmöglichkeiten und der Kosten einen würfelförmigen Aufbau mit oberen und unteren, linken und rechten und vorderen und hinteren Flächen.
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Zur Verbesserung der Störschall verhindernden Eigenschaften der Abdeckung ist zur Absorption des Schalls an der Innenseite der Abdeckung ein poröses organisches Material befestigt. Die Ladungsteilchenstrahlvorrichtung wird jedoch im allgemeinen in einem Reinraum verwendet. Das organische Material kann sich ablösen und im Reinraum eine Staubentwicklung auslösen. Zur Lösung dieses Problems wird in der Patent-Druckschrift 1 eine Technik beschrieben, bei der das Schall absorbierende Material an der Innenseite der störschalldämmenden Abdeckung angebracht und mit einem staubdichten Faserstoff abgedeckt wird.
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Auf dem Gebiet der Akustik ist es bekannt, daß die Resonanzfrequenz der Luftschwingungen im Öffnungsabschnitt eines flaschenförmigen Behälters von der Form des Behälters abhängt (Helmholtz-Resonator). Dieses Schallabsorptionsprinzip kann zur Absorption von Schall verwendet werden. Zum Beispiel ist in der Patent-Druckschrift 2 ein Schall absorbierender Aufbau beschrieben, der von dieser Technik Gebrauch macht und der aus einem Kastenelement mit einer großen Anzahl von kleinen Löchern besteht. In den Patent-Druckschriften 3 und 4 ist jeweils ein Aufbau beschrieben, bei dem im verschiebbaren Teil eines Doppelfensters ein Helmholtz-Resonator angeordnet ist. In der Patent-Druckschrift 5 ist ein Aufbau beschrieben, bei dem der Helmholtz-Resonator im unteren Teil der Schürze eines Eisenbahnwagens angebracht ist.
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Liste der zitierten Druckschriften
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Patent-Druckschriften
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- Patent-Druckschrift 1: JP-A-2006-79870
- Patent-Druckschrift 2: JP-A-2008-138505
- Patent-Druckschrift 3: Japanisches Patent Nr. 4232153
- Patent-Druckschrift 4: JP-A-2010-216104
- Patent-Druckschrift 5: Japanisches Patent Nr. 3911208
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Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei einer Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit hoher Auflösung wird als Einrichtung zum Unterbrechen der Übertragung einer Schallwelle auf die Vorrichtung eine störschalldämmende Abdeckung aufgesetzt. Dadurch wird die Unempfindlichkeit gegenüber Störschall mit einer relativ hohen Frequenz verbessert. Im Bereich niedriger Frequenzen erhöht sich dabei jedoch manchmal die Empfindlichkeit gegenüber Störschall. Der Grund dafür ist, daß bei dem üblichen Aufbau der gegenüber Vibrationen empfindliche Teil der Vorrichtung sich in der Nähe der Mitte der Abdeckung befindet und der Wellenbauch des Schalldrucks der in der Abdeckung erzeugten stehenden akustischen Welle bei einer bestimmten Frequenz genau in der Mitte der Abdeckung liegt, wodurch der gegenüber Vibrationen empfindliche Teil angeregt wird.
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Wenn gegen die von Schall mit einer bestimmten Frequenz verursachten Vibrationen mit der störschalldämmenden Abdeckung der Patent-Druckschrift 1 vorgegangen wird, ist die erforderliche Dicke des Schall absorbierenden Materials wegen der niedrigen Zielfrequenz groß. Bei der in der Patent-Druckschrift 2 beschriebenen herkömmlichen Technik ist es erforderlich, zahllose Löcher mit einem Öffnungsdurchmesser vorzusehen, der gleich oder kleiner wie die Plattendicke ist. Solche Löcher können nicht durch Stanzen erzeugt werden, so daß eine eigene Laserbehandlung erforderlich ist. Im Ergebnis steigen dadurch die Herstellungskosten an. Bei der Patent-Druckschrift 3 oder der Patent-Druckschrift 5 ist der Platz nicht vorhanden, der für einen Schall absorbierenden Aufbau für die Frequenzen, die bei der Ladungsteilchenstrahlvorrichtung Probleme verursachen, eine wirkungsvolle Schallabsorption erforderlich ist.
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Im folgenden werden eine störschalldämmende Abdeckung und eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung beschrieben, bei denen sowohl eine Abbildungsverschlechterung bei einer bestimmten Frequenz als auch eine geringere Größe realisiert werden sollen.
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Lösung des Problems
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Dazu wird im folgenden eine störschalldämmende Abdeckung vorgeschlagen, die eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung umgibt und die einen hohlen Abschnitt umfaßt, der ein Element bildet, das einen zylindrischen Körper mit einer Wandfläche bildet, die sich entlang der Innenwand der störschalldämmenden Abdeckung erstreckt, wobei das eine Ende des zylindrischen Körpers, der von dem den hohlen Abschnitt bildenden Element gebildet wird, offen ist und das andere Ende des zylindrischen Abschnitts geschlossen ist. Es wird auch eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung beschrieben, die von der störschalldämmenden Abdeckung umgeben ist.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Mit diesem Aufbau ist es möglich, eine störschalldämmende Abdeckung und eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung zu schaffen, bei der kein dickes schallabsorbierendes Material und dergleichen erforderlich ist, die kleine Abmessungen aufweist und bei der keine Abbildungsfehler bei einer bestimmten Frequenz auftreten.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt den Aufbau einer Ladungsteilchenstrahlvorrichtung.
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2 ist eine Darstellung der Frequenzeigenschaften der Empfindlichkeit gegen Störschall bei der Ladungsteilchenstrahlvorrichtung.
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3 ist eine Darstellung eines Beispiels für die Anordnung einer störschalldämmenden Abdeckung um die Ladungsteilchenstrahlvorrichtung.
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4 ist eine Darstellung des Einflusses der störschalldämmenden Abdeckung auf die Empfindlichkeit gegen Störschall.
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5 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen der Ladungsteilchenstrahlvorrichtung und der in der störschalldämmenden Abdeckung erzeugten stehenden akustischen Welle.
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6 ist eine Darstellung eines Beispiels für die Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, um die herum die störschalldämmende Abdeckung angeordnet ist.
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7 ist eine Darstellung zur Erläuterung von Einzelheiten eines störschalldämmenden Abdeckabschnitts.
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8 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines numerischen Analysemodells zum Überprüfen der Auswirkungen der störschalldämmenden Abdeckung.
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9 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Ergebnisses einer numerischen Analyse zum Überprüfen der Auswirkungen bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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10 ist eine weitere Darstellung zur Erläuterung des Ergebnisses der numerischen Analyse zum Überprüfen der Auswirkungen der störschalldämmenden Abdeckung.
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11 ist eine Darstellung eines anderen Beispiels für eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, um die eine störschalldämmende Abdeckung angeordnet ist.
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12 ist eine Darstellung eines weiteren Beispiels für eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, um die eine störschalldämmende Abdeckung angeordnet ist.
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13 ist eine Darstellung eines weiteren Beispiels für eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, um die eine störschalldämmende Abdeckung angeordnet ist.
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14 ist eine Darstellung eines weiteren Beispiels für eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, um die eine störschalldämmende Abdeckung angeordnet ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Die im folgenden beschriebene Ausführungsform betrifft eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, bei der wegen einer akustischen Anregung Abbildungsfehler auftreten. Die Ausführungsform umfaßt eine beispielhafte störschalldämmende Abdeckung zum Verringern der Einwirkung von Störschall und Vibrationen von außen. Dabei wird angenommen, daß die störschalldämmende Abdeckung in einem Reinraum oder dergleichen verwendet wird.
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Die vorliegende Ausführungsform betrifft insbesondere eine störschalldämmende Abdeckung für eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit hoher Auflösung zum Verhindern des Auftretens von Abbildungsfehlern durch von außen einwirkenden Schall mit einem Aufbau zum gleichmäßigen Verbessern der Unempfindlichkeit gegen Störschall über alle Frequenzbänder, der kostengünstig realisiert werden kann und der für die Verwendung im Reinraum geeignet ist. Die Abdeckung kann zur Wartung und dergleichen leicht geöffnet und geschlossen werden.
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Insbesondere wird bei der vorliegenden Ausführungsform hinsichtlich einer Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit einer Elektronenkanone, einer Probenkammer, einem Detektor und einer störschalldämmenden Abdeckung, die die Außenseite der Ladungsteilchenstrahlvorrichtung abdeckt, ein Beispiel erläutert, bei dem die Ladungsteilchenstrahlvorrichtung einen Gegenstand gleich oder kleiner als 100 nm auflösen kann und eine Betrachtung mit extrem hoher Auflösung möglich ist, die Elektronenkanone oder der Detektor oder sowohl die Elektronenkanone als auch der Detektor an einem Ende der Vorrichtung angeordnet sind und sich die Probenkammer in der Mitte der Vorrichtung befindet, wobei die störschalldämmende Abdeckung zylindrische hohle Abschnitte aufweist, von denen jeweils mit Bezug zu einer Innenseite eine Seite offen ist und die andere Seite geschlossen ist, und wobei Öffnungsabschnitte der zylindrischen hohlen Abschnitte an der Innenseite der Abdeckung oder sowohl an den Enden und in der Mitte in der Richtung zu den Enden oben, unten, links und rechts oder in der Richtung zur Mitte oben, unten links und rechts angeordnet sind.
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Die störschalldämmende Abdeckung umfaßt ein den hohlen Abschnitt bildendes Element, das zylindrische Körper bildet, deren Wandflächen sich entlang der Innenwand der störschalldämmenden Abdeckung erstrecken, wobei jeweils das eine Ende des von dem den hohlen Abschnitt bildenden Element gebildeten zylindrischen Körpers offen ist und das andere Ende des zylindrischen Körpers geschlossen ist. Wie oben angegeben, kann dadurch der Einfluß von in der Abdeckung erzeugtem Schall wirkungsvoll unterbunden werden. Insbesondere ist es möglich, an der Stelle des Wellenbauchs des Schalldrucks der in der Abdeckung erzeugten stehenden akustischen Welle einen Schallabsorptionsmechanismus anzubringen, der bei der Frequenz der erzeugten stehenden akustischen Welle hohe Schallabsorptionseigenschaften aufweist. Die im folgenden genauer erläuterte störschalldämmende Abdeckung läßt sich wirkungsvoll bei einer Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit hoher Auflösung anbringen und kann das Auftreten von Abbildungsfehlern verhindern, die durch von außen einwirkenden Schall auftreten.
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Die im folgenden beschriebene störschalldämmende Abdeckung verbessert die Störschall dämmenden Eigenschaften gleichmäßig über alle Frequenzbänder. Die störschalldämmende Abdeckung läßt sich kostengünstig herstellen und verbreitet in einem Reinraum, in dem Ladungsteilchenstrahlvorrichtungen in der Regel verwendet werden, keinen Staub. Die Abdeckung läßt sich leicht öffnen und schließen, wodurch die Wartung erleichtert wird.
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Die im folgenden beschriebene Ladungsteilchenstrahlvorrichtung ist eine Vorrichtung für hochgenaue Untersuchungen, Betrachtungen und Bearbeitungen, etwa ein Allzweck-Rasterelektronenmikroskop, ein Transmissionselektronenmikroskop, eine Meßvorrichtung (CD-REM) eine Betrachtungsvorrichtung, eine Fehleruntersuchungsvorrichtung oder eine Probenbearbeitungsvorrichtung mit einem Ladungsteilchenstrahl und betrifft allgemein eine Vorrichtung, bei der bereits durch kleine Vibrationen der Vorrichtung Abbildungsfehler verursacht werden.
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Die 1 ist eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines Transmissionselektronenmikroskops, das ein Beispiel für eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung 100 ist. Das Transmissionselektronenmikroskop der 1 umfaßt eine Säule 101, eine Konvergenzeinrichtung 102, eine Probenkammer 103, einen Probentisch 104, einen Probentischhalter 105, eine Probe 106, einen Detektor 107, einen Unterbau 108 und eine Vibrationen dämpfende Basis 109. Die von einer Elektronenkanone 110 (einer Ladungsteilchenquelle) in die Säule 101 emittierten Elektronen durchlaufen die Probe 106 und werden vom Detektor 107 erfaßt. Wenn das in der Konvergenzeinrichtung 102 einwirkende elektromagnetische Feld verändert wird, wird der Weg der von der Elektronenkanone 110 abgegebenen Elektronen davon beeinflußt. Dadurch ändert sich die Position, an der die Elektronen die Probe 106 durchlaufen. Die Intensität der vom Detektor 107 erfaßten Elektronen ändert sich entsprechend der geänderten Position. Auf diese Weise wird die Intensität der Elektronen, die die Probe 106 durchlaufen haben, mit Bezug zu den Koordinaten entsprechend der Intensität hell und dunkel dargestellt. Damit kann eine vergrößerte Abbildung der Mikrostruktur der Probe erhalten werden.
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Da die Ladungsteilchenstrahlvorrichtung damit eine Abbildungsvorrichtung ist, ist eine Haupteigenschaft der Ladungsteilchenstrahlvorrichtung die Auflösung. Da eine sehr kleine Struktur vergrößert und dargestellt wird, werden bereits durch extrem kleine Störungen Abbildungsfehler hervorgerufen. Die Vibrationen dämpfende Basis 109 ist dafür vorgesehen, Abbildungsfehler zu verhindern, die durch Vibrationen des Bodens verursacht werden. Die Vibrationen dämpfende Basis 109 bewirkt, daß Abbildungsfehler aufgrund von Vibrationen des Bodens verringert werden. Durch die Verbesserung der Auflösung auf höhere Werte zum Beispiel in einem neueren hoch auflösenden Modell, bei dem eine Auflösung gleich oder kleiner als 100 nm realisiert wird, können auch Abbildungsfehler auftreten, die durch Hintergrundschall aus der Umgebung der Ladungsteilchenstrahlvorrichtung verursacht werden.
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Im folgenden wird der Zusammenhang zwischen Hintergrundschall aus der Umgebung und dem Ausmaß des Abbildungsfehlers beschrieben. Der emittierte Schalldruck und das Ausmaß des Abbildungsfehlers bei der Einstrahlung einer Schallwelle auf die Ladungsteilchenstrahlvorrichtung werden gemessen und gespeichert. Auf der Basis einer Beziehung zwischen dem emittierten Schalldruck und dem Ausmaß des Abbildungsfehlers wird rechnerisch ein Schalldruck für den Hintergrundschall aus der Umgebung in dB erhalten, bei dem das Ausmaß des Abbildungsfehlers gleich einem vorgegebenen Wert oder kleiner ist. Dieser rechnerische Schalldruck wird als ”zulässiger Schalldruck” bezeichnet. Ein großer Wert für den ”zulässigen Schalldruck” hat die Bedeutung, daß auch in einer lauten Umgebung eine vorgegebene Auflösung sichergestellt werden kann, und zeigt an, daß die Empfindlichkeit gegen Störschall gering ist. Die 2 zeigt ein Beispiel für den ”zulässigen Schalldruck”. Der ”zulässige Schalldruck” weist einen charakteristischen Frequenzgang auf und ist im allgemeinen bei einer bestimmten Frequenz nach unten konvex. Dieser Frequenzgang des zulässigen Schalldrucks bei einer bestimmten Frequenz konvex nach unten zeigt an, daß bei einem Hintergrundschall aus der Umgebung mit dieser Frequenz ein Abbildungsfehler auftritt. Der Grund dafür ist, daß irgendwo im Aufbau der Ladungsteilchenstrahlvorrichtung bei dieser Frequenz ein Teil in Schwingungen versetzt wird und dieses Teil von einer spezifischen Vibration beeinflußt wird. Bei einem Transmissionselektronenmikroskop wird im allgemeinen der Probentischhalter 105 von einer spezifischen Vibration beeinflußt. Die Frequenz, bei der der zulässige Schalldruck abfällt, fällt oft mit der Resonanzfrequenz des Probentischhalters 105 zusammen.
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Zur Verringerung der Empfindlichkeit gegen Abbildungsfehler durch den Hintergrundschall aus der Umgebung, das heißt der Empfindlichkeit gegen Störschall, wird eine störschalldämmende Abdeckung 200 wie in der 3 gezeigt um die hochauflösende Ladungsteilchenstrahlvorrichtung angeordnet. Durch die störschalldämmende Abdeckung 200 wird die Empfindlichkeit gegen Störschall in einem weiten Bereich bei hohen Frequenzen herabgesetzt. Der Abfall des zulässigen Schalldrucks aufgrund der Eigenfrequenz der Vibration von Abschnitten des Aufbaus der Ladungsteilchenstrahlvorrichtung wird dadurch verringert.
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Wie in der 4 gezeigt, wird durch Anordnen der störschalldämmenden Abdeckung 200 die Empfindlichkeit gegen Störschall im Hochfrequenzbereich herabgesetzt, in einem begrenzten Frequenzband im Niederfrequenzbereich tritt jedoch das Phänomen auf, daß die Empfindlichkeit gegen Störschall ansteigt.
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Der Grund dafür ist, daß wie in der 5 gezeigt in der Abdeckung eine stehende akustische Welle erzeugt wird. Wenn ein auf Vibrationen empfindliches Teil der Vorrichtung im allgemeinen Aufbau in der Nähe des Mittelpunktes der Abdeckung angeordnet ist, wird das gegen Vibrationen empfindliche Teil angeregt, da der Wellenbauch des Schalldrucks der stehenden akustischen Welle, die in der Abdeckung erzeugt wird, genau im Mittelpunkt der Abdeckung liegt. Auf diese Weise entsteht das genannte Phänomen.
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Die im folgenden erläuterten Ausführungsformen umfassen einen Aufbau zum wirkungsvollen Verringern der in der Abdeckung erzeugten stehenden akustischen Welle, wobei die Tatsache ausgenutzt wird, daß die in der Abdeckung erzeugte stehende akustische Welle bei einer Frequenz erzeugt wird, die von den Abmessungen der Abdeckung abhängt. Im folgenden werden die Ausführungsformen anhand der Zeichnungen erläutert.
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Erste Ausführungsform
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Bei dieser Ausführungsform werden anhand der 6 und 7 eine Ausführungsform für einen Aufbau der störschalldämmenden Abdeckung und eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit dieser störschalldämmenden Abdeckung beschrieben, mit dem die stehende akustische Welle in der Abdeckung wirkungsvoll reduziert werden kann.
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Die 6 zeigt in einer Schnittansicht ein Beispiel für den Aufbau einer Ladungsteilchenstrahlvorrichtung und einer störschalldämmenden Abdeckung für die Ladungsteilchenstrahlvorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform. Die 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des durch eine gestrichelte Linie angezeigten Abschnitts. Bei der Ausführungsform der 6 sind zylindrische hohle Abschnitte 210, von denen jeweils bezüglich der Innenseite der Abdeckung eine Seite geschlossen und die andere Seite offen ist, an der Innenseite der Seitenwand der störschalldämmenden Abdeckung derart angebracht, daß die Öffnungsabschnitte 211 der zylindrischen hohlen Abschnitte 210 an der Oberseite und der Unterseite der Abdeckung liegen und die obere und untere Richtung der Abdeckung auf die Wellenbäuche des Schalldrucks einer stehenden akustischen Welle zentriert sind. Die in der 7 gezeigte störschalldämmende Platte wird an der Innenwand der störschalldämmenden Abdeckung angeordnet, die die Ladungsteilchenstrahlvorrichtung umgibt. Die störschalldämmende Platte ist so ausgebildet, daß längs der Innenwand der störschalldämmenden Abdeckung eine Anzahl von zylindrischen Körpern angeordnet ist, deren Wandflächen sich längs der Innenwand der störschalldämmenden Abdeckung erstrecken. Die störschalldämmende Platte ist außerdem so ausgebildet, daß die geschlossenen Seiten der einen zylindrischen Körper mit den geschlossenen Seiten der anderen zylindrischen Körper verbunden sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die störschalldämmende Platte ein einen hohlen Abschnitt bildendes Element. Das den hohlen Abschnitt bildende Element ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es können auch andere zylindrische Körper vorgesehen werden, die die im folgenden beschriebenen Auswirkungen haben.
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Wie beschrieben spricht bei einer Ladungsteilchenstrahlvorrichtung und insbesondere bei einem Transmissionselektronenmikroskop besonders der Abschnitt des Probentischhalters 105 auf Vibrationen an. Die Empfindlichkeit gegenüber Störschall ist daher in der Nähe der Eigenfrequenz des Probentischhalters 105 größer als bei Frequenzen, die weiter von der Eigenfrequenz weg sind. Die Empfindlichkeit gegenüber Störschall bei der Eigenfrequenz wird durch Anordnen der störschalldämmenden Abdeckung 200 verringert. Für eine Frequenz unterhalb der Eigenfrequenz des Probentischhalters 105 wird jedoch eine stehende akustische Welle mit einem Wellenbauch des Schalldrucks in der Nähe des Mittelpunkts der Abdeckung erzeugt, in der der Probentischhalter 105 angeordnet ist, und die Empfindlichkeit gegenüber Störschall nimmt wieder zu. Die Frequenz der erzeugten stehenden akustischen Welle (der Akustikmodus) mit einem Wellenbauch des Schalldrucks in der Nähe des Mittelpunkts der Abdeckung, in der der Probentischhalter 105 angeordnet ist, hängt von der Form und den Abmessungen der Abdeckung ab. Zum Beispiel ist im zweiten Modus in vertikaler Richtung die Frequenz der erzeugten Welle, wenn die Höhe der Abdeckung mit h [m] bezeichnet wird, gleich 340/h [Hz]. Wenn die Höhe der Abdeckung 2 m beträgt, ist die Frequenz der im zweiten Modus in vertikaler Richtung erzeugten Welle gleich 170 Hz.
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Es ist bekannt, daß, wenn Schall mit einer Wellenlänge, die vier mal so lang ist wie ein Zylinder, von dem eine Seite geschlossen und die andere Seite offen ist, am Zylinder ankommt, der Zylinder Schall mit der zu der Phase der ankommenden Schallwelle entgegengesetzten Phase abgibt und damit den ursprünglichen ankommenden Schall aufhebt und den ankommenden Schall verringert (absorbiert). Dies wird ein akustisches Rohr genannt. Wenn die Länge des akustischen Rohrs mit 1 [m] angegeben wird, ist die Frequenz, bei der das akustische Rohr die größte Absorptionswirkung hat, gleich 340/41 [Hz].
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Wenn die in der Abdeckung mit der Höhe h [m] erzeugte stehende Welle im zweiten Modus in vertikaler Richtung im akustischen Rohr wirkungsvoll absorbiert werden soll, ist die Länge l [m] gleich l = h/4 [m] exakt die Länge zum gleichmäßigen Aufteilen in Höhenrichtung. Damit der Schallabsorptionseffekt maximal wird, sind die Öffnungsabschnitte 211 an den Positionen der Wellenbäuche des Schalldrucks anzuordnen. Im zweiten Modus in vertikaler Richtung befinden sich die Öffnungsabschnitte daher an der oberen Innenseite der Abdeckung, an der unteren Innenseite der Abdeckung und am inneren Mittelpunkt der Abdeckung in Höhenrichtung.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform werden zwei der störschalldämmenden Platten der 7 an jeder der Seitenwände der vier Flächen derart angebracht, daß sich die Öffnungen in einem ersten Raum, der in Kontakt mit der oberen Platte ist, in einem zweiten Raum unter dem ersten Raum, der den Mittelbereich in der Höhenrichtung der störschallgedämpften Abdeckung enthält, und einem dritten Raum unter dem zweiten Raum befinden, der den Bodenabschnitt umfaßt. Die störschalldämmende Platte der vorliegenden Ausführungsform ist derart ausgebildet, daß vier zylindrische Körper in der Höhenrichtung angeordnet sind und sich die Öffnungen davon im ersten, zweiten und dritten Raum befinden. Der zweite Raum befindet sich im wesentlichen in Höhenrichtung in der Mitte der störschalldämmenden Abdeckung und ist der Bereich, in dem der Probenhalter (der Probentisch) des Transmissionselektronenmikroskops angeordnet ist.
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Wenn diese Komponenten in der in den 6 und 7 gezeigten Anordnung an den Innenflächen der Abdeckung angebracht sind, überlappen die zylindrischen hohlen Abschnitte 210 nicht, die als akustische Röhren dienen. Im Ergebnis ist es möglich, eine störschalldämmende Abdeckung zu schaffen, die wirkungsvoll den in der Abdeckung erzeugten zweiten Modus in vertikaler Richtung unterdrückt und die Empfindlichkeit gegen Störschall in allen Frequenzbändern verringert.
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Die Auswirkungen des beschriebenen Aufbaus der ersten Ausführungsform werden anhand der 8 bis 10 erklärt, die die bei einer Überprüfung der Auswirkungen mittels einer numerischen Analyse erhaltenen Ergebnisse zeigen.
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Die 8 zeigt ein Analysemodell für die Überprüfung der Auswirkungen des Aufbaus der ersten Ausführungsform. Dieses Modell umfaßt nur die störschalldämmende Abdeckung. Die Abdeckung hat entsprechend der Höhe, der Breite und der Tiefe eines üblichen Transmissionselektronenmikroskops eine Höhe von 2 m, eine Breite von 1 m und eine Tiefe von 1,4 m. Hinsichtlich der Anordnung der akustischen Röhren an der Innenseite werden vier Arten untersucht: Ein Modell, in dem sich keine akustischen Röhren befinden (Modell 1), ein der ersten Ausführungsform entsprechendes Modell (Modell 2), ein Modell, bei dem nur das untere Viertel der akustischen Röhren der ersten Ausführungsform angebracht ist (Modell 3) und ein Modell, in dem die Länge der akustischen Röhren gleich der der akustischen Röhren bei der ersten Ausführungsform ist, jedoch die Positionen der Öffnungen andere sind (Modell 4).
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Die 9 zeigt die Ergebnisse, die durch eine Berechnung des Schalls erhalten werden, der durch den Spalt zwischen dem Boden und der Abdeckung eindringt und sich im Inneren der Abdeckung ausbreitet, wenn eine Punktschallquelle 1 m von der Außenseite der Abdeckung und 1 m über dem Boden angeordnet ist und eine Reflexionsfläche, die den Boden simuliert, 10 mm unter dem unteren Ende der Abdeckung liegt. Die 9 zeigt Querschnitte des Schalldruckpegels (die Einheit für einen Umriß ist [dB]) in der vertikalen Richtung bei 175 Hz. Es ist ersichtlich, daß im Modell 1 wie oben erläutert ein zweiter Modus in vertikaler Richtung bei der berechneten Frequenz erzeugt wird. Außerdem ist ersichtlich, daß in dem der ersten Ausführungsform entsprechenden Modell 2 die stehende akustische Welle wirkungsvoll unterdrückt wird. Im Modell 3 wird dagegen die stehende Welle nicht wirkungsvoll unterdrückt. Im Modell 4 ist der Unterdrückungseffekt so gering, daß der zweite Modus in vertikaler Richtung immer noch zu erkennen ist.
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Die 10 zeigt die Frequenzeigenschaften des Schalldrucks bei den einzelnen obigen Modellen. Es wird jeweils der mittlere Schalldruck an einem Schalldruckbewertungspunkt gezeigt, der in der oberen Darstellung der 10 angegeben ist. Die Frequenzeigenschaften können auf die gleiche Weise wie oben erklärt werden. Es ist ersichtlich, daß bei dem der ersten Ausführungsform entsprechenden Modell 2 der Störschall in der Abdeckung bei der relevanten Frequenz am stärksten unterdrückt wird.
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Zweite Ausführungsform
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Bei dieser Ausführungsform wird anhand der 11 ein Beispiel für einen Aufbau erläutert, in dem durch das Anordnen eines akustischen Rohrs nicht nur an der Seitenfläche, sondern auch an der Innenseite der Decke und an einer Bodenfläche die stehenden akustischen Wellen im zweiten Modus in vertikaler Richtung und im ersten Modus in horizontaler Richtung unterdrückt werden. In der 11 ist, damit die Innenseite der Decke und der Bodenfläche der störschalldämmenden Abdeckung 200 wirkungsvoll ausgenutzt werden können, die Längenrichtung der Zylinder der bei der ersten Ausführungsform in der 6 gezeigten zylindrischen hohlen Abschnitte 210 in der seitlichen Richtung der Abdeckung ausgerichtet und nicht in der Höhenrichtung der Abdeckung. Es ist damit möglich, die Innenseite der Decke und der Bodenfläche der störschalldämmenden Abdeckung 200 wirkungsvoll auszunutzen. Außerdem ist es möglich, den ersten Modus in horizontaler Richtung zu unterdrücken, auch wenn der Beitrag dazu klein ist. Es wird erwartet, daß damit die Abbildungsfehler noch weiter als bei der ersten Ausführungsform verringert werden können.
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Dritte Ausführungsform
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Anhand der 12 wird als weitere Ausführungsform eine Kombination mit perforierten Platten erläutert. In der 12 ist ein Beispiel gezeigt, in dem perforierte Platten in die Öffnungsabschnitte 211 der zylindrischen hohlen Abschnitte 210 mit dem in der 6 gezeigten und bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Aufbau eingesetzt werden. Durch das Einsetzen der perforierten Platten die die Öffnungsabschnitte wird die Beweglichkeit der Luft eingeschränkt, die an den offenen Abschnitten vibriert, womit es möglich ist, auch in den zylindrischen hohlen Abschnitten einen Schallabsorptionseffekt zu erhalten, deren Länge im Vergleich zur Länge der zylindrischen hohlen Abschnitte ohne die perforierten Platten kurz ist. Damit kann, auch wenn die zylindrischen hohlen Abschnitte nicht über die ganze Innenseite der Abdeckung angebracht werden können, ein gleichwertiger Schallabsorptionseffekt erhalten werden. Wenn das Öffnungsverhältnis der perforierten Platten extrem klein ist, kann die Länge der zylindrischen hohlen Abschnitte verringert werden. Damit ist es möglich, die Öffnungsrichtung in einer Richtung senkrecht zur Abdeckungsoberfläche anzuordnen. Im Ergebnis nimmt die Freiheit bei der Gestaltung der Abdeckung zu.
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Vierte Ausführungsform
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Anhand der 13 wird eine Ausführungsform beschrieben, bei der die zylindrischen hohlen Abschnitte in mehreren Stufen an der Innenseite einer störschalldämmenden Abdeckung angebracht sind. In der 13 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem zylindrische hohle Abschnitte 210 auf die Innenseiten der zylindrischen hohlen Abschnitte 210 aufgesetzt sind, die bei dem in der 6 gezeigten und bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Aufbau an der Innenseite der störschalldämmenden Abdeckung 200 angebracht sind. Auf diese Weise können die zylindrischen hohlen Abschnitte in mehreren Stufen angeordnet werden. Die Länge der zylindrischen hohlen Abschnitte muß dabei nicht die gleiche sein wie die Länge der zylindrischen hohlen Abschnitte in der ersten Stufe. Die zylindrischen hohlen Abschnitte können auch dann in mehreren Stufen angeordnet werden, wenn wie bei der in der 11 gezeigten zweiten Ausführungsform auch die Deckenfläche und die Bodenfläche der störschallgedämpften Abdeckung verwendet werden.
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Durch geeignetes Anordnen des mehrstufigen Aufbaus der zylindrischen hohlen Abschnitte kann die Empfindlichkeit gegen Störschall in allen Frequenzbändern herabgesetzt werden. Zum Beispiel ist bei dem Modell 2 für die erste Ausführungsform in der unteren Darstellung der 10 zu erwarten, daß auch in den Frequenzbändern, in denen der Schalldruck in der Abdeckung höher ansteigt als im Modell 1, der Anstieg im Schalldruck in der Abdeckung durch das Anordnen der zylindrischen hohlen Abschnitte in zweiten und dritten Stufen verringert werden kann.
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Fünfte Ausführungsform
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Anhand der 14 wird eine weitere Ausführungsform erläutert, bei der zylindrische hohle Abschnitte, die in mehreren Stufen angeordnet sind, an der Decke der störschalldämmenden Abdeckung aufgehängt sind. In der 14 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem bei dem in der 13 gezeigten und bei der vierten Ausführungsform beschriebenen Aufbau der mehrstufige Aufbau der zylindrischen hohlen Abschnitte an einem Gehänge an der Decke der störschalldämmenden Abdeckung aufgehängt ist und nicht direkt an der Innenseite der störschalldämmenden Abdeckung angebracht ist. Im oberen Teil ist innen bei der störschalldämmenden Abdeckung für eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung relativ viel Platz. Zur Erleichterung der Wartung der störschalldämmenden Abdeckung muß das Öffnen und Schließen der störschalldämmenden Abdeckung leicht durchzuführen sein. Es können daher nicht viele Aufbauten an der Innenseite angebracht werden. In diesem Fall kann der mehrstufige Aufbau der zylindrischen hohlen Abschnitte der vierten Ausführungsform so ausgestaltet sein, daß er nicht direkt an der Innenseite der störschalldämmenden Abdeckung angebracht wird, sondern zum Beispiel wie gezeigt an einem Gehänge an der Deckenfläche aufgehängt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Ladungsteilchenstrahlvorrichtung
- 101
- Säule
- 102
- Konvergenzeinrichtung
- 103
- Probenkammer
- 104
- Probentisch
- 105
- Probentischhalter
- 106
- Probe
- 107
- Detektor
- 108
- Unterbau
- 109
- Vibrationen dämpfende Basis
- 110
- Elektronenkanone
- 200
- Störschalldämmende Abdeckung
- 210
- Zylindrischer hohler Abschnitt
- 211
- Öffnungsabschnitt des zylindrischen hohlen Abschnitts
- 212
- Perforierte Platte
