DE3508575A1 - DEVICE FOR VIBRATION DAMPING IN VACUUM SYSTEMS - Google Patents
DEVICE FOR VIBRATION DAMPING IN VACUUM SYSTEMSInfo
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Description
Einrichtung zur Schwingungsdämpfung
in Vakuumsystemen
5Device for vibration damping
in vacuum systems
5
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung in Vakuuräsystemen. Sie ist bei hochempfindlichen Geräten, wie Korpuskularstrahlgeräten und -einrichtungen insbesondere bei Elektronenstrahlbelichtungsanlagen in der Halbleiterindustrie oder bei Elektronenmikroskopen, wo es auf einen Betrieb frei von Störungen durch Vibrationen ankommt, anwendbar.The invention relates to a device for damping vibrations in vacuum milling systems. It is the case with highly sensitive devices, such as Corpuscular beam devices and devices, in particular for electron beam exposure systems in the semiconductor industry or in electron microscopes, where it is important to operate without interference from vibrations.
Es sind Einrichtungen zur Schwingungsdämpfung in Vakuumsystemen bekannt, bei denen zwischen dem störungsverursachenden Vakuumerzeuger und dem Rezipienten A!usgleichkörper montiert werden. Daüiit unter Hochvakuumbedingungen dieser Ausgleichkörper nicht infolge des außen anliegenden Atmosphärendruckes zusammengedrückt wird, werden zwischen Vakuumerzeuger und Rezipienten Abstandhalter vorgesehen. Zum Erreichen eines vibrationsarmen Aufbaus werden in Reihe zu den Abstandhaltern Gummidämpfungselemente eingesetzt, deren Verspannung je nach ErregerfrequenzThere are devices for vibration damping in vacuum systems are known in which between the fault-causing vacuum generator and the recipient A ! equalizing bodies can be mounted. In order to ensure that under high vacuum conditions this compensating body is not compressed as a result of the external atmospheric pressure, spacers are provided between the vacuum generator and the recipient. To achieve a low-vibration structure, rubber damping elements are used in series with the spacers, their bracing depending on the excitation frequency
zur Optimierung der Dämpfung gegebenenfalls einstellbar ist. Nachteilig bei derartigen Einrichtungen ist, daß durch den Atmosphärendruck die Wirksamkeit derartiger Dämpfungsmittel stark eingeschränkt wird. Eine "weiche" Ankopplung des Vakuumerzeugers über den Ausgleichkörper an den Rezipienten ist damit nicht möglich. Bei einem Flanschdurchmesser der Vakuumpumpen von zum Beispiel 1βΟ mm Nennweite wirkt auf die gesamte Gummidämpfungselemente eine Kraft von etwa 2000 N, so daß eine optimale Dämpfung in Frequenzbereichen bis unter 10 Hz nicht mehr realisierbar ist.is optionally adjustable to optimize the damping. A disadvantage of such devices is that the effectiveness of such damping means is high due to the atmospheric pressure is restricted. There is therefore no "soft" coupling of the vacuum generator to the recipient via the compensating body possible. With a flange diameter of the vacuum pumps of, for example, 1 mm nominal width, the entire rubber damping element acts a force of about 2000 N, so that optimal damping in frequency ranges below 10 Hz can no longer be achieved is.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zur Schwingungsdämpfung in Vakuumsystemen, die den Einfluß von Schwingungen, hervorgerufen durch mechanische Vakuumerzeuger und andere Schwingungserreger, auf den Betrieb in hochgenauen und hochempfindlichen Geräten auf nichtstörende Werte reduziert,The aim of the invention is to create a device for vibration damping in vacuum systems, the influence of Vibrations, caused by mechanical vacuum generators and other vibration exciters, on the operation in high-precision and highly sensitive devices reduced to non-disturbing values,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die eine ausreichende mechanische Entkopplung zwischen .Vakuumerzeuger und Rezipienten erreicht, wobei der Atmosphärendruck die Schwingungsisolation nicht negativ beeinflußt.The invention is based on the object of a device create, which achieves a sufficient mechanical decoupling between .Vakuumgenerator and recipient, whereby the atmospheric pressure does not adversely affect vibration isolation.
Die Aufgabe wird Erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß -bei einer Einrichtung zur Schwingungsdämpfung in Vakuurasy st einen mit mechanischen Vakuumerzeugern, wobei zwischen Vakuumerzeuger und Eezipienten ein Ausgleichkörper vorgesehen ist, zusätzlich zum vorhandenen (5), ein weiterer Ausgleichkörper (8) mit annähernd gleichen statischen und dynamischen Eigenschaften vorgesehen ist, der über Abstandshalter (12) mit dem Vakuumerzeuger (1) oder dem Rezipienten (7), koaxial zum vorhandenen Ausgleichkörper (5)t mechanisch starr verkoppelt ist, und daß der weitere Ausgleichkörper (8) vakuumtechnisch unmittelbar mit dem Rezipienten (7)The object is achieved according to the invention in that -in one Device for vibration damping in Vakuurasy st one with mechanical vacuum generators, whereby between vacuum generator and Eezipienten a compensating body is provided, in addition to the existing (5), another compensating body (8) with approximately the same static and dynamic properties is provided, which is via spacers (12) with the vacuum generator (1) or the recipient (7), coaxially to the existing compensating body (5) t is mechanically rigidly coupled, and that the further compensating body (8) directly with the recipient in terms of vacuum technology (7)
•oder über Schlauchverbindungen (20) mit dem Vorvakuumerzeuger (4) in Verbindung steht. ,• or via hose connections (20) to the fore-vacuum generator (4) communicates. ,
Durch diese erfindungsgemäße Einrichtung wird die angestrebte mechanische Entkopplung zwischen Vakuumerzeuger und Rezipienten erreicht, da das Hinzufügen eines zweiten, gleichgroßen Ausgleichkörpers ein Zusammendrücken des vorhandenen Ausgleichkörpers verhindert« Der vorhandene Ausgleichkörper verliert somit nicht seine Wirkung für die Schwingungsisolation, da der zweite Ausgleichkörper genauso durch den Atmosphärendruck beaufschlagt wird und eine gleichgroße Gegenkraft erzeugt.. Beide Kräfte werden durch Abstandsstangen kurzgeschlossen, so daß die Schwinguftgsisolation nur von der Federsteife der Ausgleichkörper beeinflußt wird.This device according to the invention achieves the desired mechanical decoupling between the vacuum generator and the recipient achieved, as the addition of a second, equal-sized compensation body compressing the existing compensating body prevents «The existing compensating body does not lose its effect for the vibration isolation, since the second balancing body is also acted upon by the atmospheric pressure and an equally large opposing force is generated .. Both forces are caused by Spacer bars short-circuited, so that the vibration isolation the compensation body is only influenced by the spring stiffness.
In den Figuren 1 bis 3 sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt, die sich jeweils in der konstruktiven Anordnung der Ausgleichkörper und in der Art und Weise der Einbindung in das Vakuumsystem unterscheiden.In Figures 1 to 3 are exemplary embodiments of the invention Device shown, each in the structural arrangement of the compensation body and in the manner the integration into the vacuum system.
Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht nach Fig. 1 aus einem Vakuumerzeuger (1). Dieser Vakuumerzeuger (1) steht über Flanschverbindungen (2;3) mit einem Vorvakuumerzeuger (4) und einem Ausgleichkörper (5) vakuumtechnisch in Verbindung, über eine andere Flanschverbindung (6) des Ausgleichkörpers (5) ist ein Rezipient (7) angeschlossen. Ein weiterer Ausgleichkörper (8) ist durch eine Flanschverbindung (9) ebenfalls unmittelbar mit dem Rezipienten (7) verbunden. Mittels einer Platte (10) die an einer Flanschverbindung (11) angebracht ist wird das gesamte Vakuumsystem zur Atmosphäre hin abgeschlossen, Alle bisher genannten Mittel sind vakuumdicht ausgeführt.The device according to the invention consists according to FIG. 1 of a Vacuum generator (1). This vacuum generator (1) has flange connections (2; 3) with a forevacuum generator (4) and a compensating body (5) in connection with vacuum technology, via a Another flange connection (6) of the compensating body (5) is connected to a recipient (7). Another compensating body (8) is also directly connected to the recipient (7) by a flange connection (9). By means of a plate (10) attached to a Flange connection (11) is attached to the entire vacuum system sealed off from the atmosphere. All of the means mentioned so far are vacuum-tight.
Der Ausgleichkörper (8) ist über die Platte (10) mittels Abstandshaltern (12) mechanisch starr mit dem Vakuumerzeuger (1) verkoppelt. Der Rezipient (7) steht in bekannter Weise über mechanische Verbindungselemente (13) und über Dämpfungselemente, zum Beispiel Zugfedern (14), mit einem Anlagenfundament (15) in Verbindung,The compensating body (8) is over the plate (10) by means of spacers (12) mechanically rigidly coupled to the vacuum generator (1). The recipient (7) is in a known manner above mechanical Connecting elements (13) and via damping elements, for example tension springs (14), with a system foundation (15) in connection,
per Vakuumerzeuger (1) ist über Streben (24) auf das Anlagenfundament (15) abgestützt.by vacuum generator (1) is on struts (24) on the system foundation (15) supported.
Im Unterschied zu Fig. 1 steht der Ausgleichkörper (8) in Fig. 2 nicht unmittelbar vakuumtechnisch mit dem Rezipienten (7) in Verbindung. Der Flansch (1?) des Ausgleichkörpers (8) ist in Fig. 2 durch eine Platte (18) vakuumdicht zum Rezipienten hin verschlossen und über die Platte (10) steht in diesem Ausführungsbeispiel der zusätzliche Ausgleichkörper (8) über eine Flanschverbindung (19), Vakuumleitung (20) und Flanschverbindung (21) mit dem Vor-Vakuumerzeuger (4) vakuumtechnisch in Verbindung.In contrast to FIG. 1, the compensating body (8) is shown in FIG. 2 not in direct vacuum connection with the recipient (7). The flange (1?) Of the compensating body (8) is closed in Fig. 2 by a plate (18) in a vacuum-tight manner towards the recipient and in this exemplary embodiment the additional compensating body (8) is above the plate (10) via a flange connection (19), vacuum line (20) and flange connection (21) with the pre-vacuum generator (4) in connection with vacuum technology.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß Fig. 3 ist der zusätzliche Ausgleichkörper (8) gegenüber dem Sauganschluß (Flanschverbindung (3) des Vakuumerzeugers (1) befestigt. Eine Platte (22), die an dem Vakuumerzeuger (1) befestigt ist, ist mittels Streben (24) auf das Anlagenfundament (15) abgestützt und über die Flanschverbindung (23) mit dem Ausgleichkörper (8) verbunden. Die.vakuuBit echnisehe Verbindung des Ausgleichkörpers (8) mit dem Vorvakuumerzeuger (4) erfolgt analog wie in Fig. 2 über Flanschverbindung (11), Platte (10), Flanschverbindung (19)» Vakuumleitung (20) und Flanschverbindung (21).In the device according to the invention according to FIG. 3, the additional Compensating body (8) attached to the suction connection (flange connection (3) of the vacuum generator (1). A plate (22) which is attached to the vacuum generator (1) is supported on the system foundation (15) by means of struts (24) and connected to the compensating body (8) via the flange connection (23). Die.vakuuBit technical connection of the compensating body (8) with the fore-vacuum generator (4) takes place in the same way as in FIG. 2 Flange connection (11), plate (10), flange connection (19) » Vacuum line (20) and flange connection (21).
Allen drei Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß der zusätzliche Ausgleichkörper (8) koaxial bezüglich einer Symmetrieachse (16) zum Ausgleichkörper (5) angeordnet ist und daß die Abstandhalter (12) jeweils die Flanschverbindungen der Ausgleichkörper (5) und (8), die sich in Sichtung Symmetrieachse (16) am weitesten voneinander entfernt befinden, auf Distanz halten.All three exemplary embodiments have in common that the additional Compensating body (8) is arranged coaxially with respect to an axis of symmetry (16) to compensating body (5) and that the spacers (12) the flange connections of the compensating body (5) and (8), which are farthest from each other in the sighting axis of symmetry (16) away, keep your distance.
In jedem Fall wirken infolge des Atmosphärendruckes die Kräfte P. und P„ auf die Ausgleichkörper (5) und (8). Diese Kräfte sind betragsmäßig gleich groß und wirken beide entlang der Syinmetrieachse (16) in entgegengesetzter Sichtung. Durch die Abstandhalter (12) werden beide Kräfte kurzgeschlossen, so daß sich die Kräfte P1 und P2 aufheben (P^ - P2 = 0)»In any case, as a result of the atmospheric pressure, the forces P. and P "act on the compensating bodies (5) and (8). These forces are of equal magnitude and both act in opposite directions along the axis of symmetry (16). Both forces are short-circuited by the spacers (12), so that the forces P 1 and P 2 cancel each other out (P ^ - P 2 = 0) »
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Claims (1)
15; is mechanically rigidly coupled, and that the further compensating body (8) is in connection with the recipient (7) in terms of vacuum technology or with the fore-vacuum generator (40) via hose connections (20).
15 ;
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