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。