微结构参数对静压气体导轨节流系数和转动刚度的影响

摘要

小型复合节流静压气体导轨是保证光刻机高速运动和精确定位的关键部件。为提升导轨的承载力及刚度,在工作面常增加浅腔和沟道等微结构,但微结构对导轨的力学特性、特别是转动刚度的影响一直不清晰。采用网络自适应方法研究了微结构的四个主要参数的影响,以此为依据归纳拟合出修正节流系数,建立了带有修正节流系数的导轨性能半解析模型,揭示了微结构参数微米量级变化对导轨性能的影响规律。以转动刚度最优、兼顾承载力和刚度为原则,归纳了各微结构参数的选取表达式,用于指导同类型静压气体导轨的设计。以光刻机可变狭缝系统为例,采用提出的修正节流系数及微结构选取方法对下层导轨进行设计。试验表明,转动刚度达到10.3×10^(3)N·m/rad,可以满足高速可变光阑加速扫描运动的需求,验证了方法的准确有效性。