精密气浮工作台多体动力学仿真与动态特性优化

摘要

光刻机是集成电路制造业中的关键设备，精密气浮工作台作为光刻机的关键子部件，其工作性能直接决定了光刻机的工作性能，因此对工作台进行研究具有重要意义。本文重点研究了光刻机精密气浮工作台的气浮轴承特性、工作台的多体动力学建模与仿真，并基于此对工作台的动态特性进行了优化。
　　本文首先基于可压缩润滑理论，确定了气浮轴承气膜模型的参数与三维模型；使用前处理软件ANSYS ICEM CFD及流体仿真软件FLUENT，在不同参数条件下对模型进行了结构性网格划分及仿真，计算模型的压力分布，得到气浮轴承的承载力；重复上述过程，建立气浮轴承在不同工况下的承载特性数据库。介绍了精密气浮工作台的体系结构，基于气浮轴承的承载特性数据及其它相关数据成功建立了工作台的多体动力学模型，计算分析了工作台的固有频率与振型，仿真得到工作台在步进扫描过程中的动态特性。
　　参数化多体动力学模型，创建模型的设计变量与目标变量，编写目标变量评价程序。组建优化仿真模块，使用计算机辅助优化设计软件Isight集成了优化仿真模型，优化了设计变量，提高了工作台的稳定性，缩短了工作台收敛时间。

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1 绪论

1.1课题来源

1.2研究背景及意义

1.3国内外主要研究现状

1.4本文主要研究内容

2 精密气浮工作台气浮轴承静承载特性仿真

2.1引言

2.2气浮轴承的工作原理与模型研究

2.3气浮轴承三维模型建立与结构性网格划分

2.4仿真计算与数据后处理

2.5本章小节

3 精密气浮工作台多体动力学建模与动态特性分析

3.1引言

3.2精密气浮工作台系统结构

3.3精密气浮工作台虚拟样机模型建立

3.4精密气浮工作台虚拟样机系统动态特性分析

3.5本章小节

4 精密气浮工作台多体动力学动态特性优化

4.1引言

4.2精密气浮工作台优化设计流程的确定

4.3工作台Isight优化模型的建立

4.4优化过程与结果分析

4.5本章小节

5 总结与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

致谢

参考文献

附录 1 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录