A CFD-based Study on Quasi-Static Characteristics of a Slanted Aerostatic Slider with Pressure-Distribution Flattening

반도체 및 초정밀 제조 장비에서 에어베어링 스테이지의 성능 안정성을 확보하기 위해서는 패드 압력 분포의 균일성이 중요하다. 본 연구에서는 하부 수직 패드 2개와 측면 경사 패드 2개로 지지되는 경사형 플래너 에어로스태틱 슬라이더를 대상으로, 실제 운전 공극과 공급압 조건을 고려한 3차원 압축성 층류 CFD 해석을 수행하여 정특성과 유동 특성을 분석하였다. 특히 오리피스 패치 영역의 평균 압력 분포를 기반으로 압력 비균일도를 정량화하고, 이를 목적함수로 설정하여 단부 홀 직경 및 홀 배치를 조정하는 압력 평탄화 설계 절차를 제안하였다. 제안된 방법을 통해 패드 압력 분포의 균일성이 향상됨을 확인하였으며, 본 연구 결과는 에어베어링 스테이지의 설계 신뢰성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.