【摘要】：光刻機(jī)作為大規(guī)模集成電路制造的關(guān)鍵設(shè)備,其精度的不斷提高對(duì)于集成電路的發(fā)展極為重要。而目前在14nm光刻機(jī)高加速及高加加速運(yùn)動(dòng)過程中,掩模臺(tái)加速度的提高,導(dǎo)致掩模板與吸盤在運(yùn)動(dòng)過程中滑移量顯著增大,嚴(yán)重影響套刻精度和產(chǎn)品良率。為了解決這一問題,需要建立掩模板與吸盤吸附面摩擦模型,研究掩模板與吸盤吸附面間的摩擦行為和滑移機(jī)理。故本文從建立掩模板與吸盤間摩擦機(jī)理入手,對(duì)指導(dǎo)掩模板滑移抑制問題具有極為重要的意義。在上述研究背景與技術(shù)需求條件下,本文分析比較了諸多摩擦計(jì)算模型,進(jìn)行了如下研究工作:(1)建立了基于GW(Greenwood-Williamson)統(tǒng)計(jì)理論與接觸理論的界面靜摩擦模型。將DMT(Derjaguin-Muller-Toprov)粘附接觸理論與GW統(tǒng)計(jì)理論相結(jié)合,分析得到微凸體接觸的法向力與最大靜摩摩擦力,進(jìn)而考慮微凸體不同彈塑性變形狀態(tài),建立了KE(Kogut-Etsion)接觸模型,計(jì)算得到整個(gè)掩模板與吸盤接觸界面的法向力、最大靜摩擦力及摩擦系數(shù)的計(jì)算模型。分析該計(jì)算模型中界面間距和粗糙峰高度標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)各力學(xué)參數(shù)的作用規(guī)律,提出了對(duì)應(yīng)的增大靜摩擦力的方法來進(jìn)行滑移抑制。(2)建立了基于分形理論與接觸理論的界面靜摩擦模型。相比GW統(tǒng)計(jì)理論,分形理論分析界面表面形貌具有不受采樣長度限制的顯著優(yōu)點(diǎn);利用WM(Weierstrass-Mandelbrot)函數(shù)模擬粗糙表面形貌,將其與接觸理論結(jié)合,建立了MB(Majumbar-Bhushan)分形接觸模型,計(jì)算得到了整個(gè)掩模板與吸盤接觸界面的法向力、最大靜摩擦力及摩擦系數(shù)的計(jì)算模型,分析了描述分形特征的兩個(gè)重要參數(shù)分形維數(shù)和尺度系數(shù)對(duì)各力學(xué)參數(shù)的作用規(guī)律,提出了對(duì)應(yīng)的增大靜摩擦力的方法來進(jìn)行滑移抑制。(3)設(shè)計(jì)并完成相關(guān)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。根據(jù)WM表面模擬計(jì)算得到結(jié)構(gòu)函數(shù)法測定分形維數(shù)的偏差范圍為0.2%~7.66%,具有較高的精度。利用原子力顯微鏡測定實(shí)際掩模板與兩種材料吸盤表面形貌,并采用結(jié)構(gòu)函數(shù)法通過實(shí)際表面形貌計(jì)算出分形維數(shù)與尺度系數(shù)。設(shè)計(jì)最大靜摩擦驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),搭建工作臺(tái),測定不同法向載荷下的最大靜摩擦系數(shù)值并與建立的兩種理論模型進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果顯示,相比KE接觸模型,基于MB分形接觸模型的計(jì)算結(jié)果誤差更小,在兩種材料的吸盤接觸情況下,平均偏差分別為0.0231與0.0068,與實(shí)驗(yàn)值更為相符。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN405
【圖文】：

四種準(zhǔn)靜態(tài)摩擦模型曲線

鬃毛模型示意圖

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本文編號(hào)：2717330