CN111092044A - 静电吸盘 - Google Patents

Abstract

公开了静电吸盘。静电吸盘包括基底、位于基底上的垫层、位于垫层上的电极层以及位于电极层上的介电层，基底、垫层、电极层和介电层具有通孔。通孔各自具有矩形形状，并且介电层的每个拐角区域具有一对通孔，且一对通孔的中央轴线分别与介电层的位于相应的拐角区域处的两个邻边交叉。

Description

静电吸盘

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年10月23日提交的第10-2018-0126962号韩国专利申请的优先权及权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开的实施方式涉及静电吸盘以及包括静电吸盘的静电吸附装置。例如，本公开的实施方式涉及在半导体设备或显示设备的制造过程中使用的静电吸盘及包括该静电吸盘的静电吸附装置。

背景技术

通常，静电吸盘可用于在半导体设备或显示设备的制造过程中转移或保持诸如半导体晶片或玻璃衬底的对象。

静电吸盘构成为使得通过静电吸盘的电极和待吸附的对象(例如，由静电吸盘保持的对象)中充有的电势形成吸引力。该力可以是静电力等。

由于对象通过静电力被吸附并保持在静电吸盘的吸附部分的表面上，因此可以考虑吸附部分的表面的均匀性和静电力的均匀分布。

近年来，随着各种尺寸的半导体晶片和显示设备被制造，开发可用于各种尺寸的对象的静电吸盘是有用的。

发明内容

一个或多个示例性实施方式提供能够防止或减少气泡的出现的静电吸盘，以及包括该静电吸盘的静电吸附装置。

一个或多个示例性实施方式还提供可用于多种合适尺寸的对象的静电吸盘，以及包括静电吸盘的静电吸附装置。

根据一些示例性实施方式，静电吸盘可包括基底、位于基底上的垫层、位于垫层上的电极层以及位于电极层上的介电层。基底、垫层、电极层和介电层可具有通孔，通孔中的每个可具有矩形形状，通孔中的每个具有中央轴线，并且介电层的每个拐角区域具有一对通孔，且一对通孔的中央轴线分别与介电层的位于相应的拐角区域处的两个邻边交叉。

每个中央轴线可平行于相应的通孔的两个长边。

通孔中的每个的短边可与位于相应的拐角区域处的两个邻边中的一个平行。

通孔可具有在3mm至4mm的范围内的宽度。

静电吸盘可配置成将对象吸附在介电层上，使得对象的每个拐角处的两个邻边可分别与通孔中的两个重叠。

垫层可具有在0.2mm至0.3mm的范围内的厚度。

垫层可包括聚乙烯。

电极层可包括配置成接收第一电压的第一电极和配置成接收不同于第一电压的第二电压的第二电极。电极层可包括选自铜、铝、金、银、铂、钛、钨、钼、碳纳米管、导电聚合物和透明导电氧化物中的一种。

介电层可包括聚酰亚胺。

静电吸盘还可包括位于通孔中的每个中的透镜层。

静电吸盘还可包括位于垫层和电极层之间的绝缘层。

静电吸盘还可包括位于垫层与绝缘层之间的第一粘合层以及位于电极层与介电层之间的第二粘合层。

根据一些示例性实施方式，静电吸附装置可包括具有通孔的静电吸盘、位于静电吸盘的一侧上的与通孔对应的发光单元以及位于静电吸盘的另一侧上的与通孔对应的光接收单元。静电吸盘可包括基底、位于基底上的垫层、位于垫层上的电极层以及位于电极层上的介电层。基底、垫层、电极层和介电层可具有通孔，通孔可各自具有矩形形状，并且通孔中的每个可具有中央轴线。介电层的每个拐角区域可具有一对通孔，并且一对通孔的中央轴线可分别与介电层的位于相应的拐角区域处的两个邻边交叉。

发光单元可配置成发射红外光。

光接收单元可包括图像拍摄设备。

每个中央轴线可平行于相应的通孔的两个长边。

通孔中的每个可具有在3mm至4mm的范围内的宽度。

垫层可具有在0.2mm至0.3mm的范围内的厚度。

垫层可包括聚乙烯。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并且连同描述一起用于解释本公开的特征和原理，所包括的附图提供对本公开的主题的进一步理解，并且并入本说明书中且构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开第一实施方式的静电吸盘的立体图。

图2是根据本公开第一实施方式的静电吸盘的平面图。

图3是根据本公开第一实施方式的静电吸盘的后视图。

图4是示出图1中所示的电极层的实施方式的平面图。

图5是沿图1的线X1-X2截取的剖视图。

图6是根据本公开实施方式的静电吸附装置的剖视图。

图7是示出利用图6的静电吸附装置将对象彼此附接的过程的实施方式的剖视图。

图8是根据本公开第二实施方式的静电吸盘的剖视图。

图9是根据本公开第三实施方式的静电吸盘的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。提供以下实施方式使得本领域技术人员将能够完全地理解本公开。实施方式可以以多种合适的方式修改。本公开的范围不限于以下描述的实施方式。

如本文中所使用的，术语第一、第二等不以限制性意义使用，而是为了将一个元件与另一元件区分开的目的使用。此外，代表单数的表述可包括代表复数的表述，除非在上下文中存在明确地区别。

此外，在实施方式中，当层、区域、元件等被称为“连接”时，应理解的是，层、区域或元件直接连接或间接连接。例如，当层、区域、元件等电连接时，层、区域、元件等可直接连接，或者在它们之间可插置有另一层、区域、元件等的情况下间接连接。

为了便于说明，可夸大或减小附图中示出的元件的尺寸。例如，为了便于说明，每个元件的尺寸和厚度可能是任意示出的，并且因此，本公开不必限于附图中示出的实施方式。

图1是根据本公开第一实施方式的静电吸盘的立体图。图2是根据本公开第一实施方式的静电吸盘的平面图。图3是根据本公开第一实施方式的静电吸盘的后视图。

在以下实施方式中，静电吸盘已经被描述为如下示例：静电吸盘形成为具有矩形形状(例如，大致的矩形形状)。然而，静电吸盘的平面形状可改变为多种合适的形状，诸如多边形、圆形、椭圆形、封闭环形等。

此外，虽然在以下实施方式中，静电吸盘的吸附部分被示出为呈矩形形状，但是吸附部分的尺寸和形状可改变成与待吸附的对象的尺寸和形状对应。例如，当对象的边缘具有圆化形状时，吸附部分可配置成与对象的形状对应。

参考图1至图3，静电吸盘100可包括基底10以及顺序地堆叠在基底10上的垫层20、电极层30和介电层40。基底10、垫层20、电极层30和介电层40可包括通孔60。

基底10可包括诸如以铝、铁、铜、不锈钢等为例的金属，并且可形成为例如具有正方形形状的平面的六面体。

垫层20可包括诸如以聚乙烯为例的聚合物化合物。此外，垫层20可具有设定或预定厚度。例如，垫层20可形成为具有在0.2mm至0.3mm范围内的厚度。

电极层30可包括多个电极，并且多个电极可由诸如以铜、铝、金、银、铂、钛、钨、钼、碳纳米管、导电聚合物和/或透明导电氧化物为例的导电材料形成。

图4是示出图1中所示的电极层30的实施方式的平面图。

参考图4，例如，电极层30可包括配置成接收第一电压的第一电极30a和配置成接收不同于第一电压的第二电压的第二电极30b。第一电极30a和第二电极30b可彼此间隔开以电隔离。

图4示出了其中第二电极30b位于第一电极30a的一侧上的结构。然而，例如，第二电极30b可布置成围绕第一电极30a。

在一些实施方式中，第一电极30a和第二电极30b可包括端子，第一电压和第二电压分别从外部供应至该端子。

参考图1至图3，介电层40可包括具有良好材料性质(诸如，以耐热性和电绝缘为例)的聚酰亚胺。

通孔60中的每个可由大致的矩形狭槽形成，矩形狭槽具有彼此面对的两个长边和彼此面对并与两个长边交叉(例如，垂直于或基本上垂直于两个长边)的两个短边。

通孔60中的每个可布置成使得平行(例如，基本上平行)于两个长边的中央轴线C与位于每个拐角区域(例如，拐角)处的两个邻边S1和S2中的一个交叉，或者使得两个短边与位于每个拐角区域处的两个邻边S1和S2中的一个平行(例如，基本上平行)。静电吸盘100的每个拐角区域可具有一对通孔60，并且所述一对通孔60的中央轴线C可分别与静电吸盘100的位于相应的拐角区域处的两个邻边S1和S2交叉。此处，每个拐角区域可表示静电吸盘100的四个拐角中的每个的边缘。然而，每个拐角区域可表示基底10、垫层20、电极层30和介电层40中的每个的四个拐角中的每个的边缘。

图5是沿图1的线X1-X2截取的剖视图。通孔60可形成为具有在约3mm至4mm的范围内的宽度W。此外，通孔60的长度L可确定为与吸附部分50的尺寸对应，其中，在吸附部分50处吸附对象。

参考图1至图5，通孔60的长度L可确定为与多种尺寸的吸附部分50a、50b和50c对应。例如，多种合适尺寸的对象的每个边可与通孔60重叠。

在静电吸盘100的吸附部分50定位成与待吸附的对象对应的状态下，作为第一电压的正(+)电压可施加至第一电极30a，并且作为第二电压的负(-)电压可施加至第二电极30b。通过用相反的电势对与第一电极30a和第二电极30b对应的对象充电而产生静电力，由此对象可被吸附至静电吸盘100的吸附部分50。

如本文中上文所述那样构造的静电吸盘100可以用于静电吸附装置中。

图6是根据本公开实施方式的静电吸附装置的剖视图。

参考图6，静电吸附装置1000可具有参考图1至图5描述的包括通孔60的静电吸盘100、位于静电吸盘100的一侧上的与通孔60对应的发光单元500以及位于静电吸盘100的另一侧上的与通孔60对应的光接收单元600。

发光单元500可包括配置成发射诸如以可见光、红外光(例如，红外辐射或红外线)和/或激光束为例的光的灯泡、发光二极管(LED)或激光发生器作为光源。

光接收单元600可接收来自发光单元500经由通孔60照射的光，并且感测对象的位置。光接收单元600可包括例如图像拍摄设备。例如，光接收单元600可包括相机。

在一些实施方式中，静电吸附装置1000还可包括配置成将发光单元500和光接收单元600顺序地移动至与通孔60对应的位置的传送单元。

在对象200或300被吸附到静电吸盘100的吸附部分50的状态下，发光单元500和光接收单元600可通过传送单元顺序地移动到与通孔60对应的位置。

当发光单元500向通孔60发光时，光接收单元600接收光并感测对象200或300的位置。例如，可通过区分对象200或300的边缘在通孔60中的位置来感测对象200或300的位置，或者可通过区分通孔60中光传输通过的区域和光不传输通过的区域来感测对象200或300的位置。可利用对象200或300的位置来确认对象200或300的对准程度。

上述操作可通过控制发光单元500、光接收单元600和传送单元的控制单元来执行。控制单元可包括设定或预定处理单元。

图7是示出利用图6的静电吸附装置1000将对象200和300彼此附接的过程的实施方式的剖视图。

参考图6和图7，两个静电吸附装置1000和1000a位于下部分和上部分处以彼此面对。例如，上部的静电吸附装置1000a可以是固定的，并且下部的静电吸附装置1000可以是能够在水平方向(例如，X轴方向和Z轴方向)上以及竖直方向(例如，Y轴方向)上移动的。

显示面板的玻璃衬底200可吸附在下部的静电吸附装置1000的静电吸盘100上，并且窗构件300可吸附在上部的静电吸附装置1000a的静电吸盘100上。

玻璃衬底200和窗构件300的对准程度可如参考图6描述的那样分别在上部的静电吸附装置1000a和下部的静电吸附装置1000中确认。此时，下部的静电吸附装置1000可通过控制单元移动来校正非对准，或者玻璃衬底200和窗构件300可对准成彼此面对。

玻璃衬底200和窗构件300之间可插置有透明的光学粘合层400。光学粘合层400可包括光学透明树脂(OCR)或光学透明粘合剂(OCA)。

下部的静电吸附装置1000在竖直方向(Y轴方向)上向上移动，并且紧密接触到上部的静电吸附装置1000a，使得窗构件300通过光学粘合层400与玻璃衬底200接触。

此时，玻璃衬底200和窗构件300的拐角边缘与通孔60重叠。由于通孔60的内部是空的，因此该部分处的粘合力或压紧力可低于其它部分。由于粘合力或压紧力的这种差异，窗构件300和玻璃衬底200之间可能出现气泡。

用作光学粘合层400的OCA需要的压紧力比OCR所需要的压紧力大大约5倍至6倍。当压紧力增加时，不可避免地进一步增加与通孔60对应的部分中的气泡。

根据本公开实施方式的静电吸盘100可具有通孔60，该通孔60具有在约3mm至4mm的范围内的宽度W。

通孔60的宽度W可最小化或减小，以使压紧力的差异最小化或减小，从而最小化、防止或减少气泡的出现。一定量的气泡可通过设定或预定压力和温度下的后续处理而被完全地去除。

当通孔60的宽度W减小为3mm或更小时，从发光单元500提供的光无法顺利地传输至光接收单元600，并且无法适当地或充分地确保光接收单元600上用于感测对象的位置的区域。此外，当通孔60的宽度W增加到4mm或更大时，由于如上所述的压紧力的差异而引起的气泡的出现变得不可避免或不能避免。

根据本公开实施方式的静电吸盘100还可具有这样的通孔60，通孔60布置成使得平行于(例如，基本上平行于)两个长边的中央轴线C与位于静电吸盘100的每个拐角区域处的两个邻边S1和S2中的一个交叉。

当通孔60的长度L被调节成与多种合适尺寸的吸附部分50a、50b和50c对应时，一个静电吸盘100可用于多种合适尺寸的对象。

例如，通孔60可布置成使得平行于(例如，基本上平行于)通孔60中的每个的两个较长的边的中央轴线C与位于静电吸盘100的每个拐角区域处的两个邻边S1和S2中的一个平行(例如，基本上平行)。在这种情况下，可防止或减少气泡的出现，但是该静电吸盘100仅可用于单一尺寸的对象。

此外，根据本公开实施方式的静电吸盘100可具有包括聚乙烯的垫层20，垫层20具有在0.2mm至0.3mm的范围内的厚度。

由于垫层20的材料和厚度，垫层20具有比例如丙烯酸低的硬度，从而可最小化或减小要压紧的量，并且可最大化或增加恢复力。

垫层20用作能够压紧和恢复到设定或预定水平的缓冲层。压紧力可以通过垫层20在对象的整个表面(例如，基本上整个表面)上均匀地(例如，基本上均匀地)传递，从而减小或防止对象的变形或破裂。

当垫层20的厚度减小至0.2mm或更小时，可降低缓冲效应。相反地，当垫层20的厚度增加到0.3mm或更大时，待压紧的量增加，并且恢复力降低，这在吸附多种合适尺寸的对象时可能引起气泡的出现。

在根据本公开实施方式的静电吸盘100中，通孔60形成为穿透基底10、垫层20、电极层30和介电层40。因此，垫层20的材料和厚度可根据需要容易地选择和改变。例如，可使用诸如黑色或白色的着色材料作为垫层20的材料。

图8是根据本公开第二实施方式的静电吸盘的剖视图。

除了透镜层70之外，第二实施方式的静电吸盘100a与第一实施方式的静电吸盘100相似。

第二实施方式的静电吸盘100a还可包括填充在通孔60中的每个中的透明的透镜层70。透镜层70可由具有约85.5的肖氏C硬度的硅树脂等形成。

虽然图8中示出了其中透镜层70填充在通孔60中的结构，但是在另一实施方式中，透镜层70在通孔60中的位置可通过调节单元改变。

在第二实施方式的静电吸盘100a中，位于与通孔60对应的部分处的压紧力的差异通过填充在通孔60中的透镜层70补偿，从而可使防止或减少气泡的出现的效果进一步最大化或增加该效果。

此外，当透镜层70的位置通过调节单元改变时，由于透镜层70的表面可与介电层40的表面精确地对准，因此，可使防止或减少气泡的出现的效果进一步最大化或增加该效果。

图9是根据本公开第三实施方式的静电吸盘的剖视图。

除绝缘层80以及第一粘合层22和第二粘合层32之外，第三实施方式的静电吸盘100b与第一实施方式的静电吸盘100相似。

第三实施方式的静电吸盘100b可包括插置在垫层20与电极层30之间的绝缘层80。

如图7中所示，当设定或预定压紧力在将对象200和300彼此附接的过程期间反复地施加至每个静电吸盘100的电极层30时，可能出现电极层30的损坏或短路。

绝缘层80可包括聚酰亚胺作为保护层以用于防止或减小由于附接对象200和300的过程中的压紧力而引起的对电极层30的损坏。

此外，第三实施方式的静电吸盘100b还可包括用于维持垫层20与绝缘层80之间的粘合力的第一粘合层22以及用于维持电极层30与介电层40之间的粘合力的第二粘合层32。第一粘合层22和第二粘合层32可包括聚合物材料。

由于垫层20与绝缘层80之间以及电极层30与介电层40之间的粘合力可通过第一粘合层22和第二粘合层32维持，因此可有效地防止或减小由于反复使用静电吸盘100b而引起静电吸盘100b的耐用性的劣化。

如上所述，根据本公开实施方式的静电吸盘包括具有矩形形状(例如，大致的矩形形状)的通孔，并且通孔中的每个具有中央轴线。静电吸盘的每个拐角区域具有一对通孔，并且所述一对通孔的中央轴线分别与静电吸盘的位于相应的拐角区域处的两个邻边交叉。通孔的形状可防止或减少在拐角部分处出现气泡，并且通孔的布置结构可允许一个静电吸盘用于多种合适尺寸的对象。

当在显示设备的制造过程中使用根据本公开实施方式的包括静电吸盘的静电吸附装置时，可有效地防止或减少有缺陷的显示设备。

将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和“包括(including)”指定所阐述的特征、整体、动作、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、动作、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。当位于一列表的元素之后时，诸如“…中的至少一个”的表述修饰整个列表的元素而不是修饰该列表中的个别元素。

为了易于说明，可在本文中使用诸如“下面”、“下方”、“下部”、“之下”、“上方”、“上部”等空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。应当理解，除了附图中描绘的定向之外，空间相对术语旨在包含设备在使用或操作中的不同定向。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”或“之下”的元件将随之被定向在其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”和“之下”可以包含上方和下方两种定向。设备可另外地定向(例如，旋转90度或处于其它定向)，并且本文中使用的空间相对描述语应相应地进行解释。

如本文中所使用的，术语“基本上”、“约”和类似的术语用作近似术语而不用作程度术语，并且旨在为将由本领域普通技术人员认识到的测量值或计算值中的固有偏差留有余量。另外，在描述本公开的实施方式时使用的“可”表示“本公开的一个或多个实施方式”。如本文中所使用的，术语“使用(use)”、“使用(using)”和“使用(used)”可分别理解为与术语“利用(utilize)”、“利用(utilizing)”和“利用(utilized)”同义。另外，术语“示例性”旨在表示示例或图示。

此外，本文中所记载的任何数值范围旨在包括包含在所记载范围内的相同的数值精度的所有子范围。例如，“1.0至10.0”的范围旨在包括所记载的最小值1.0与所记载的最大值10.0之间(且包含本数)的所有子范围，也就是说，具有等于或大于1.0的最小值和等于或小于10.0的最大值，诸如以2.4至7.6为例。本文中所记载的任何最大数值限制旨在包括包含在其中的所有更低的数值限制，并且本说明书中所记载的任何最小数值限制旨在包括包含在其中的所有更高的数值限制。因此，申请人保留修改包括权利要求在内的本说明书的权利，以清楚地叙述包含在本文中所明确记载的范围内的任何子范围。

如本文中以上描述的，本公开的示例性实施方式已通过详细描述和附图而公开。应理解的是，本文中使用的术语仅出于描述本公开的目的，并且不用于限制权利要求中描述的主题的范围。因此，本领域的技术人员应理解，在不背离本公开的精神或范围的情况下，可存在多种修改和等同实施方式。因此，本公开的真实范围应由所附权利要求及其等同确定。

Claims (10)

1.静电吸盘，包括：

基底；

垫层，位于所述基底上；

电极层，位于所述垫层上；以及

介电层，位于所述电极层上，

其中，所述基底、所述垫层、所述电极层和所述介电层具有通孔，所述通孔各自具有矩形形状，并且所述通孔中的每个具有中央轴线，以及

其中，所述介电层的每个拐角区域具有一对所述通孔，并且所述一对所述通孔的所述中央轴线分别与所述介电层的位于相应的所述拐角区域处的两个邻边交叉。

2.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，每个中央轴线平行于相应的所述通孔的两个长边。

3.根据权利要求2所述的静电吸盘，其中，所述通孔中的每个的短边与位于相应的所述拐角区域处的所述两个邻边中的一个平行。

4.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，所述通孔中的每个具有在3mm至4mm的范围内的宽度。

5.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，所述静电吸盘配置成将对象吸附在所述介电层上，使得所述对象的每个拐角处的两个邻边分别与所述通孔中的两个重叠。

6.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，所述垫层具有在0.2mm至0.3mm的范围内的厚度。

7.根据权利要求6所述的静电吸盘，其中，所述垫层包括聚乙烯。

8.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，所述电极层包括：

第一电极，配置成接收第一电压；以及

第二电极，配置成接收不同于所述第一电压的第二电压。

9.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，所述电极层包括选自铜、铝、金、银、铂、钛、钨、钼、碳纳米管、导电聚合物和透明导电氧化物中的一种。

10.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，所述介电层包括聚酰亚胺。

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