基于接触理论的掩模板摩擦机理研究及特性分析

发布时间：2020-06-17 08:12

【摘要】：光刻机作为大规模集成电路制造的关键设备,其精度的不断提高对于集成电路的发展极为重要。而目前在14nm光刻机高加速及高加加速运动过程中,掩模台加速度的提高,导致掩模板与吸盘在运动过程中滑移量显著增大,严重影响套刻精度和产品良率。为了解决这一问题,需要建立掩模板与吸盘吸附面摩擦模型,研究掩模板与吸盘吸附面间的摩擦行为和滑移机理。故本文从建立掩模板与吸盘间摩擦机理入手,对指导掩模板滑移抑制问题具有极为重要的意义。在上述研究背景与技术需求条件下,本文分析比较了诸多摩擦计算模型,进行了如下研究工作:(1)建立了基于GW(Greenwood-Williamson)统计理论与接触理论的界面静摩擦模型。将DMT(Derjaguin-Muller-Toprov)粘附接触理论与GW统计理论相结合,分析得到微凸体接触的法向力与最大静摩摩擦力,进而考虑微凸体不同弹塑性变形状态,建立了KE(Kogut-Etsion)接触模型,计算得到整个掩模板与吸盘接触界面的法向力、最大静摩擦力及摩擦系数的计算模型。分析该计算模型中界面间距和粗糙峰高度标准差对各力学参数的作用规律,提出了对应的增大静摩擦力的方法来进行滑移抑制。(2)建立了基于分形理论与接触理论的界面静摩擦模型。相比GW统计理论,分形理论分析界面表面形貌具有不受采样长度限制的显著优点;利用WM(Weierstrass-Mandelbrot)函数模拟粗糙表面形貌,将其与接触理论结合,建立了MB(Majumbar-Bhushan)分形接触模型,计算得到了整个掩模板与吸盘接触界面的法向力、最大静摩擦力及摩擦系数的计算模型,分析了描述分形特征的两个重要参数分形维数和尺度系数对各力学参数的作用规律,提出了对应的增大静摩擦力的方法来进行滑移抑制。(3)设计并完成相关验证实验。根据WM表面模拟计算得到结构函数法测定分形维数的偏差范围为0.2%~7.66%,具有较高的精度。利用原子力显微镜测定实际掩模板与两种材料吸盘表面形貌,并采用结构函数法通过实际表面形貌计算出分形维数与尺度系数。设计最大静摩擦验证实验,搭建工作台,测定不同法向载荷下的最大静摩擦系数值并与建立的两种理论模型进行对比分析,结果显示,相比KE接触模型,基于MB分形接触模型的计算结果误差更小,在两种材料的吸盘接触情况下,平均偏差分别为0.0231与0.0068,与实验值更为相符。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN405
【图文】：

四种准静态摩擦模型曲线

鬃毛模型示意图

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 来凯泉;周京英;倪凌云;曹余新;;一种新型掩模板设计方法[J];集成电路应用;2003年07期

2 李冬林;朱荻;李寒松;;辅助阳极掩模板电解加工技术[J];南京航空航天大学学报;2010年04期

3 宁提纲;裴丽;刘艳;谭中伟;童治;延凤平;简水生;;电子束刻蚀分步啁啾相位掩模板的优化[J];光电子·激光;2006年12期

4 王卫京;周新颖;刘文军;;利用飞秒激光烧蚀加工金属掩模板[J];科技信息(科学教研);2007年21期

5 陈少军;李以贵;杉山进;;应用X射线光刻的微针阵列及掩模板补偿[J];光学精密工程;2010年02期

6 徐进;袁卓颖;王刚明;;微细直角图形失真及预补偿设计方法[J];光电子技术;2014年04期

7 ;为保持领先地位KLA-Tencor检测设备增加die-to-database新功能[J];电子工业专用设备;2008年10期

8 J.Steven Zucker;曹右琦;关光宁;;用于集成电路掩模板设计的图形布局系统[J];电子计算机动态;1981年02期

9 付永启，刘怀道;动态目标发生器圆鼓图形光刻掩模板的研制[J];光学精密工程;1996年01期

10 李彬;刘艳;谭中伟;许鸥;鲁韶华;简水生;;利用均匀相位掩模板制作线性啁啾光纤光栅[J];光学学报;2008年03期

相关会议论文 前4条

1 林广平;张健;张睿;崔国宇;高志扬;刘奎学;曲世东;李传南;;准分子激光相位掩模板法制备大晶粒尺寸多晶硅薄膜技术的研究[A];全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议论文集[C];2011年

2 高侃;蔡海文;陈高庭;方祖捷;;一种改变长周期光纤光栅耦合特性及提高其热稳定性的方法[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议（OFCIO’2001）论文集[C];2001年

3 孙伟民;赵磊;姜富强;相艳荣;刘志海;;荧光光纤光栅的制作与测试研究[A];江苏、山东、河南、江西、黑龙江五省光学（激光）联合学术'05年会论文集[C];2005年

4 鲍刚华;焦宏飞;张锦龙;程鑫彬;;大尺寸1064nm窄带滤光片的研制[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年

相关博士学位论文 前1条

1 闫聚群;中频差双反射膜激光及掩模板测量纳米定位系统研究[D];清华大学;2005年

相关硕士学位论文 前4条

1 陈田风;基于接触理论的掩模板摩擦机理研究及特性分析[D];哈尔滨工业大学;2019年

2 陈祥坡;掩模板在线更换系统误差分析与优化[D];武汉理工大学;2014年

3 李冬雪;纳米压印脱模坍塌及掩模板拓扑结构图形转移影响研究[D];郑州大学;2015年

4 崔建新;光纤光栅在线加工控制系统研究[D];武汉理工大学;2013年

本文编号：2717330