步进扫描投影光刻机是高端IC制造中最重要和最复杂的关键设备之一,而硅片台则是光刻机的核心单元之一,其定位精度、速度和加速度要求很高,要求达到的纳米级精度已近制造极限。这对硅片台系统的稳定性和可靠性提出了非常苛刻的要求,因此进行硅片台动力学特性以及控制特性的研究,对提高光刻机的精度具有重要意义。通过对硅片台的机械结构进行分析,基于多刚体动力学理论,利用ADAMS和Simulink软件建立了多自由度硅片台多刚体动力学模型。对硅片台系统进行了振动测试,仿真结果与测试结果比较一致,从而验证了建立的多刚体动力学模型的正确性。在硅片台多刚体动力学模型的基础上计算得到了硅片台水平运动方向上的频率响应曲线,并对硅片台的动力学特性进行了分析,为后续的控制器设计与运动控制仿真奠定了基础。结合硅片台运动指标和动力学特性,提出了反馈与前馈相结合的控制方案。首先确定了反馈控制器的设计指标,并分别设计了PID控制器和鲁棒控制器;然后提出了以加速度信号作为前馈的实施方案;最后建立了硅片台水平向主从运动控制模型,仿真结果表明在跟踪误差和定位精度上,鲁棒控制器的控制效果均要优于PID控制器,并且能够达到要求的指标。综合前面的工作,自主开发了硅片台动力学与控制仿真分析平台。首先规划了硅片台动力学与控制仿真分析平台的功能,设计了平台的软件结构;然后介绍了平台的实现过程;最后以一个实例展示了利用平台对硅片台进行动力学与控制分析的过程,证明平台有助于用户对硅片台的动力学与控制进行分析。