在集成电路制造业中,光刻机是精度最高,技术难度最大的一种机电一体化设备。光刻机整机系统是由整机框架、主基板、硅片台、掩模台、物镜、照明系统、预对准系统等分系统通过气力、磁力及联结件耦合的典型复杂多体系统。光刻机零部件众多,连接关系复杂,其动力学特性对提高其工作精度具有重要意义,因此建立其整机结构动力学模型是一项挑战性的基础任务。本文对光刻机的复杂结构从动力学的角度进行适当的简化,用拉格朗日方法推导出硅片台系统和直线电机系统的多刚体动力学方程,从中可以看出动力学方程中存在大量耦合现象。在分析每个子系统动力学特型的基础上,利用虚拟样机技术ADAMS建立了光刻机整机的具有135个自由度的多刚体动力学仿真模型,并进行模型参数化。仿真模型中动力学参数的识别是建立准确动力学模型的关键,本文利用振动试验和动力学仿真相结合的方法,对关键子系统如气浮系统等的动力学参数进行了识别与计算,对整机动力学仿真模型进行参数修正,获得了比较精确的光刻机动力学仿真模型。基于精确的仿真模型然后进行整机系统的固有振动特性分析,获得了系统中的主要部件的固有振动频率的分布情况。为了验证建立的动力学仿真模型,本文利用锤击法对系统中的主要关键部件在整机环境下进行了振动测试,仿真结果与测试中分析的结果比较一致,验证了建立的动力学仿真模型的正确性。本文在大量试验和分析的基础上,建立了光刻机整机系统的复杂多刚体动力学仿真模型,利用该动力学仿真模型可仿真分析光刻机系统的动力学特性,这对精密光刻机的机械结构设计、改进和控制策略等提供了理论依据,对提高光刻机的工作精度具有非常重要的指导意义。