(57)【要約】【課題】本発明は、略直方体構成を備える筐体を提供する。【解決手段】本発明は、音響振動に敏感な装置を含むようになっている略直方体構成を備える筐体に係る。その筐体は、壁と、該壁内に設置される音響減衰材料とを有し、該音響減衰材料は音響エネルギー吸収材料の吸収体を少なくとも１つ有し、吸収体は、筐体のリブに隣接して設置されている。筐体内の装置の処理を最も妨げる音響振動が、筐体内の定常音波によって引き起こされ、定常音波の周波数は、５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲である。これら音波は、筐体のリブのうち１つに隣接する音響吸収材料のブロックを提供することによって効果的に減衰され、減衰は、筐体の厚い壁が実質的に不要になるほどまで成され、より容積の小さい筐体へと至る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響振動に敏感な装置を含むようになっている略直方体構成を備える筐体であって、
壁と、
当該筐体内に設置される音響減衰材料と、
を有し、
該音響減衰材料は音響エネルギー吸収材料の吸収体を少なくとも１つ有し、
前記吸収体の直方体の外接エンベロプの少なくとも１つの側部の寸法は、同方向における当該筐体の内部寸法の１／４に略等しい、
略直方体構成を備える筐体。
【請求項２】
当該筐体は前記吸収体を１つのみ含み、前記吸収体は当該筐体の角部に隣接して設置され、且つ当該吸収体の３つの寸法全てが、同方向における当該筐体の関連する内部寸法の１／４に略等しいことを特徴とする、請求項１記載の筐体。
【請求項３】
前記吸収体は当該筐体の上方の角部のうち１つで設置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の筐体。
【請求項４】
前記吸収体はミネラルウールから作成されることを特徴とする、先行する請求項の何れか一項に記載の筐体。
【請求項５】
前記ミネラルウールは１０〜１００ｋｇ／ｍ３の密度を有することを特徴とする、請求項４に記載の筐体。
【請求項６】
前記吸収体は可撓性材料のエンベロプに包まれることを特徴とする、先行する請求項の何れか一項に記載の筐体。
【請求項７】
当該筐体は表面積当たりの質量が高い材料から作成される壁を有することを特徴とする、先行する請求項の何れか一項に記載の筐体。
【請求項８】
当該筐体は、１０ｋｇ／ｍ２〜６０ｋｇ／ｍ２の質量を備える材料から作成されることを特徴とする、請求項７記載の筐体。
【請求項９】
当該筐体の壁は、０．５ｍｍ〜５ｍｍ厚を備えるシートメタルから作成され、且つ前記のメタルシートの外側で適用されるビチューメンの層が、前記のメタルシートの厚さの約２倍の厚さを備えることを特徴とする、請求項７又は８に記載の筐体。
【請求項１０】
音響振動に敏感な装置、特に粒子光学装置を備える、先行する請求項の何れか一項に記載の筐体の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動に敏感又は脆弱な装置の音響遮断に係る。かかる装置の例が、ウエハステッパ、及び電子顕微鏡のような粒子光学装置である。しかしながら、他のタイプの装置を除外するわけではない。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置は、音響振動のような振動が存在する場所、たとえば「ＦＡＢ」とも呼ばれる半導体の生産施設でしばしば操作されなくてはならない。かかる情況では、筐体を用いて装置をその環境から遮蔽し、これらの装置を、それらの境界条件内で操作できるようにすることが重要である。
【０００３】
したがって、音響振動に敏感な装置を含むようになっている略直方体構成を備えた筐体が、知られている。筐体は、複数の壁、及び壁内に設置された音響減衰材料を含む。
【０００４】
これらの従来技術の筐体は、十分な遮蔽をもたらすため、容積が大きく且つ重くなければならない。このことは、壁の厚みに現れ、壁の厚みは、一般に５０ｍｍ〜１００ｍｍである。しかしながらこの厚みは、所望の音響遮断をもたらすにはしばしば不十分である。勿論筐体は、より厚く構築できるが、このことは、筐体の内部容積が小さくなることにつながり、装置周りの空間が少なくなって導入時及び整備時に不便であるか、或いは、筐体の外部容積を大きくすれば、床面積を余計に使用してしまうかの何れかである。
【０００５】
米国特許第４３６２２２２号明細書（特許文献１）が、音響振動に敏感な装置を含むようになっている略直方体構成を備えた筐体を開示している。その筐体は、複数の壁及び音響減衰材料を壁内に含み、音響減衰材料は、音響エネルギー吸収材料の吸収体を少なくとも１つ含み、吸収体は、平行六面体形状を有し、筐体の縁部に隣接して設置されている。
【０００６】
この従来技術構造において、減衰材料は、限られた厚さしかない複数のスラブによって形成されるが、このことは、人間の耳が知覚できる周波数範囲での限られた音響周波数の減衰を目指した事実と一貫する。
【０００７】
本発明者にとって明らかとなったことは、筐体内の装置における処理を最も妨げる音響振動は、驚くべきことに、筐体内の定常音波によって引き起こされることである。殆どの場合において、これらの装置は、これら装置の性質によって引き起こされる５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲の周波数を備えた振動に特に脆弱である。回避されるべき振動の周波数領域は、人間の耳が特に知覚できる周波数領域とはやや異なる。この不一致は、人間が聞こえる範囲の振動の保護には効果的な知られた従来技術の遮蔽特徴を、単純に本目的に適合させることを回避するものである。
【０００８】
更に、独国実用新案第２００１１４４８号明細書（特許文献２）は、建築物を開示するが、その建築物では、複数の吸収体が、複数の水平線に吊下されて配置されて、吸収体がこれら水平線に沿って移動できるようにされ、振動吸収体は、建築物の縁部に隣接して設置できるようにされる。
【特許文献１】米国特許第４３６２２２２号明細書
【特許文献２】独国実用新案第２００１１４４８号明細書
【特許文献３】独国実用新案第２００２００４４号明細書
【特許文献４】米国特許第４１４６９９９号明細書
【特許文献５】英国特許第１４９５０６９号明細書
【特許文献６】米国特許第４６０５０９３号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この特定の周波数領域内におけるこの種の定常音波は、先に参照した種類の筐体によって効果的に減衰され、少なくとも１つの吸収体の少なくとも１つの側部の寸法は、同方向にある筐体の内部寸法の１／４と略等しい。
【００１０】
吸収体が、略直方体形状を有し、且つ少なくとも１つの吸収体の少なくとも１つの側部の寸法が、同方向にある筐体の内部寸法の１／４と略等しい場合、この吸収体が要する空間は、更にもっと低減される。この特徴の別の利点は、かかる直方体が容易に入手可能であることである。
【００１１】
筐体内の装置の操作の妨げを最小限にするため、吸収体の容積を出来るだけ少なく、且つ吸収体を単一の場所に集中させると、好都合である。このことが当てはまるのは、筐体が吸収体を１つのみ含み、且つ該吸収体が筐体の角部に隣接して設置され、且つ吸収体の例えば幅、奥行き、高さ等の３つの寸法全てが、同方向にある筐体の関連する内部寸法の１／４に略等しい場合である。
【００１２】
吸収体が筐体の上方の一角で設置される場合、筐体内の操作への妨げは、更にもっと低減される。
【００１３】
天然ウール及び繊維複合体のような他の減衰材料を除外するわけでないが、ミネラルウールが、減衰材料として特に好都合であることが明らかである。ミネラルウールは、良好な吸収特性を有し、軽量で且つ安価であるからである。
【００１４】
本発明者にとって明らかとなったことは、特に１０〜１００ｋｇ／ｍ３の密度を備えたミネラルウールが、好都合な結果へとつながることである。
【００１５】
ミネラルウール及び吸収材料として適した他の繊維状材料は、その好都合な特性に反して、ほこりを発生させる。ほこりは、筐体内における人間にとって不快なだけではなく、筐体内に存在する繊細な装置、及び装置によって実行される処理に致命的な影響をも与え得る。それゆえ吸収体が、可撓性材料のエンベロプに包まれる場合、好都合である。エンベロプは、エンベロプ内の吸収体において発生した如何なるほこりをも保有するので、ほこりは放出されない。勿論、音波が正しく吸収体へ移動し且つ波が反射しないよう、エンベロプの材料は、慎重に選択するべきである。
【００１６】
上述したように、本発明は、装置及び装置にて行われる処理を妨げる音響振動の主な原因は、定常波によって引き起こされるという認識に基づいている。しかしながら、音響振動が、封入された装置に到達することを防ぐためには、筐体の壁が、表面積当たりの質量が相対的に高い材料で作成されることが好ましい。このことは、筐体の外側からの音波が、表面積当たりの質量が高い複数の壁によって、より良好に反射されるという見解に基づく。このことは、筐体のリブに隣接して（好ましくは筐体の角に）置かれた吸収ブロックによる定常波の減衰とあわせて、筐体内側の音響雑音を低減させることになる。
【００１７】
研究から、筐体が、１０ｋｇ／ｍ２〜６０ｋｇ／ｍ２の質量の材料で作成される場合、最適な結果が得られることが明らかとなった。このことにより、鋼板のような相対的に薄い材料を用いて、先に指摘した効果を高めることができる。
【００１８】
しかしながら最適な結果が得られるのは、筐体の壁が、０．５ｍｍ〜５ｍｍ厚を備えるシートメタルから作成され、且つメタルシートの外側で適用されるビチューメンの層が、メタルシートの厚さの約２倍の厚さを備える場合である。
【００１９】
粒子光学装置は、音響振動に特に脆弱であるので、本発明の利点は、特に筐体が粒子光学装置を含むようになっているときに明らかである。かかる粒子光学装置の寸法に適合されている筐体の寸法から、その適合は明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
引き続き本発明を、以下の図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１において、筐体１を示す。筐体１は、平行六面体の構成としても知られている略直方体構成を有する。より詳細には、筐体１は、前壁２、前壁２中に設けられた開口３、開口３中に挿入された扉４、後壁５、２つの側壁の夫々６、７、及び上壁すなわち屋根８を含む。これら壁２、５、６、７、８全てが、１ｍｍ厚の金属板で作成される。しかしながら厚さは、０．５ｍｍ〜５ｍｍ異なってもよく、より好ましくは０．７５ｍｍ〜１．５ｍｍ異なってもよい。壁２、５、６、７、８の内面は、ビチューメンの層、又は壁の表面積当たりの質量を増加させるため高い比質量を有する他の材料の層で被覆されると同時に、筐体壁の共振が減衰される。金属板及びビチューメン層両方の代わりとしての他の材料を除外するわけではない。この表面積当たりの重量は、音波の反射を改善する役割を果たし、筐体の内部空間から外側への音響遮断として、所望の結果が得られる。
【００２２】
筐体１内に、概略的に表された装置１０が、位置付けられている。装置１０は、音響振動に敏感である。かかる装置の例が、ウエハステッパ、電子顕微鏡又は粒子光学性質を有する他の機器である。筐体１は、装置１０周りを動かし且つ操作する空間を提供するため、装置１０より大幅に大きい。代替として、同様の音響遮断を備えた従来技術の筐体と比較して、床面積が低減された筐体を設計することも可能であることに言及しておく。
【００２３】
筐体１内の定常波を減衰させる効果的なやり方を提供するため、ミネラルウールから作成された音響吸収体１１が、筐体１の上方の一角に設けられる。図面に表されているように、音響吸収体は、略直方体又はブロック形状を有する。しかしながらこの形状は、特に要求されているわけではなく、プリズム形状及び不規則形状のような他の形状もまた用いられてもよい。しかしながらブロック形状が好ましい。ブロック形状は、筐体内の定常波の最適な吸収をもたらすからである。
【００２４】
壁の内面に対する波の反射に起因して、一次の定常波も高次の定常波も、壁で最大圧力振幅を有するので、壁に如何なる吸収材料をも有することが、減衰に最も効果的である。この事実によって、減衰効果が引き起こされる。したがって、吸収材料の最良の位置は、壁に隣接する位置である。
【００２５】
更に明らかとなったのは、材料が、筐体の長軸方向の寸法の略１／４にわたって延在するとき、最適な吸収及びそれゆえ減衰効果が得られることである。何故なら、この寸法は、音波の圧力振幅が最大となる領域をカバーするからである。
【００２６】
吸収材料の設置場所は、角部が好都合である。何故なら、筐体の大きさ３つの要素全てに効果的であるだけでなく、更に、要する空間が僅かであるからである。好ましい大きさである、筐体の大きさの１／４がとられた場合、直方体の筐体の存在を考えると、筐体の総容積の１／４×１／４×１／４＝１／６４のみが、とられることになる。本実施形態のように吸収体が上部の一角に設置されたとき、空間の負担は、最小限に抑えられる。
【００２７】
好ましくは吸収体は、エンベロプに設けられて、特にミネラルウールが用いられたときに、ほこり、小繊維及び装置に到達する他の材料を防ぐ。
【００２８】
しかしながら、複数のリブのうち１つの全長にわたって延在する音響吸収体を用いることもまた可能である。かかる状況を、図２に表す。図２では、音響吸収体１２が、上方のリブのうち１つに隣接して設置されている。この実施形態は、よりよい減衰をもたらす。何故なら、３つの直交方向の定常波のうち２つの方向の定常波が、定常波が存在する容積の全幅にわたる吸収体に接触するからである。このことは、図表Ｖ及びＨ１に夫々示される。
【００２９】
２つの音響吸収体１３、１４が設けられた図３における状況は、図２の実施形態と同じ利点を提供するが、状況によっては、空間的条件が、図３の実施形態を魅力的にするかも知れない。勿論、音響吸収体１３、１４の寸法は、先行する実施形態のように、同じ集合的な容積を含むようになっていてもよい。
【００３０】
最後に図４は、単一の音響吸収体１５が用いられる実施形態を示し、音響吸収体１５は、Ｌ字形状であるが筐体の２つのリブに沿って延在する。本実施形態の効果は、三方向全てにおける定常波が、音響吸収体によって吸収されることであるので、効力が高まる。勿論、音響吸収体１５は、先行する複数の実施形態のように、幾つかの別々の音響吸収体を１つに合わせて構成されてもよい。
【００３１】
上述した実施形態に多数の変更が成されてもよいことは、明白である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態の線図である。
【図２】本発明の第２実施形態の線図である。
【図３】本発明の第３実施形態の線図である。
【図４】本発明の第４実施形態の線図である。
【符号の説明】
【００３３】
１                        筐体
２                        前壁
３                        開口
４                        扉
５                        後壁
６、７                    側壁
８                        上壁
１０                      装置
１２、１３、１４、１５    音響吸収体
Ｈ１、Ｖ                  図表
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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