光刻机是集成电路制造的关键设备,温度等环境参数波动是影响其性能的重要因素。常用反馈控制只能控制单点温度的状态,无法直接对温度场进行控制,且传统仿真方法多采用静态边界,无法与实时反馈控制数据融合。本文围绕气浴系统温度场的实时仿真技术展开研究,主要的研究工作和结论如下:根据影响光刻机正常运行的重要因素——温度、压力和洁净度的影响大小,融合温度控制、洁净度控制、均匀性控制三项指标的基本控制方法,设计了压缩制冷机组与电加热器串联的温控方法、多级过滤器辅以正压控制的洁净度控制方法以及加装气浴单元的局部均匀性控制方法,结合串级温控模型及算法,形成了气浴系统的流场控制方法。针对传统仿真方法无法与实时反馈控制交换数据的局限性,提出了一种基于FLUENT UDF自定义函数与MATLAB S-函数接口的协同仿真方法,从耦合方式、数据交换机制以及架构和流程三个方面对其进行了详细设计,建立了适用于流场控制的协同仿真模型,为多领域系统仿真提供了有效手段。基于构建的协同仿真模型,以流场为手段,针对换气次数、满布比以及回风口位置三个腔室温度场的主要影响因素,分别开展了单因素模拟研究与多因素组合的正交试验研究,揭示了各因素对腔室温度场分布的变化规律及其影响显著性,确定了最佳腔室温度场分布的因素组合方案,实现了温度场分布的准确模拟。搭建微环境恒温气浴系统实验样机,实验验证了本文协同仿真方法的温度场模拟效果与实验结果的一致性及其可行性,仿真与实验的温度均匀度最大相对误差为14.32%;与此同时,证明了本文设计的恒温气浴系统的性能满足需求。