光刻机主基板的模态分析和优化设计-机械电子工程专业论文.docxVIP

华中科技大学硕士学位论文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I I 摘 要 光刻机零部件动态特性及结构优化的研究是光刻机研发的重要内容之一。而主基板 的工作性能以及在整个光刻机系统中所处的核心位置，就决定了它的动态特性已经影响 到光刻机整机的工作性能及稳定性。主基板的尺寸也在一定程度上影响了整机的规模。 本文运用模态分析技术对高分辨光刻机主基板的动态特性问题进行了研究，利用优化设 计理论对主基板尝试了动力优化设计。 为了确定一种最优参数组合，同时也为了缩短研发周期，本文首先建立了主基板的 参数化几何模型。在此几何模型的基础上，针对主基板的结构特征，探讨了适用于主基 板有限元建模的几种方法，并最终建立了主基板的有限元模型。应用试验模态分析技术 结合有限元模态分析的方法对主基板进行了模态分析。首先对主基板的有限元模型进行 了理论模态分析，获取了主基板的模态频率和振型等参数。随后在相同条件下对主基板 进行了试验模态分析，两者获得的模态参数基本吻合，证明了所建有限元模型的正确性。 根据有限元分析的结果和结构设计的要求，对主基板进行了动力优化设计。为了确定动 力优化设计最优解的有哪些信誉好的足球投注网站方向，建立用于构造优化计算公式，本文在对主基板动力优化 前进行了灵敏度分析，选择了最为有效的6个设计变量，接着以主基板尺寸和动态特性 为约束条件，以主基板质量为目标函数对主基板进行了优化设计。 优化设计结果表明，该零件在满足动态特性的条件下，结构质量大大减少，即节省 了贵重材料，也在一定程度上减少了整机规模。因此该方法所得结论对进一步改进原产 品设计具有实用价值和指导意义。 关键词：主基板 模态分析 模态试验 优化设计 II II Abstract Dynamic properties analysis and structure optimal design about components of Lithography are the reserchful emphases in this field. The position of the main-plate determines that vibration of the main-plate has influenced the performance and stability of the Lithography. The size of the main-plate also influences the system’s scale in some way. A series of researches on the vibration properties of the main-plate of Lithography are processed combining with modal analysis technology. We conduct the optimal design using dynamic optimal design theory. Firstly, in order to create a series of structure models through modifying structure parameters, choose the best optimal parameter and reduce study time, this paper foundeds the parameter model. Based on the parameter model, we researchs FE modeling methods of the main-plate through studying the structure, and the FE model of main-plate is set up. Subsequently, modal analysis is processed to this FE model using experiment modal analysis and theory modal analysis. We first condust the theory modal analysis to the FE model, and get its dynamic property parameter including natural frequency, modal shape and damping ratio etc. Subsequently, we conduct the experiment modal analysis in the same conditions. Two resul