CN220373279U - 一种静电吸头、静电吸附及转移装置及晶圆结构 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种静电吸头、静电吸附及转移装置及晶圆结构。所述静电吸头包括电路板及吸头主体。所述电路板具有电路结构；所述吸头主体设于所述电路板上，包括第一电极，第二电极，以及设于所述第一电极和第二电极背离所述电路板一侧的第一介电层，所述第一电极和第二电极之间电性隔离；所述第一电极和第二电极与所述电路结构电连接，且所述第一电极和所述第二电极的电性相反。上述结构，通过将静电吸头设置为集成有吸头主体和电路板的结构，使得吸头主体的电极能够通过电路板中的电路结构得到很好地控制，以很好地实现静电吸附功能，并且吸头主体的电极还能够通过第一介电层得到很好地保护。
Description
技术领域
本申请属于静电吸头技术领域，尤其涉及一种静电吸头、静电吸附及转移装置及晶圆结构。
背景技术
近年来，微型元件在许多应用领域都逐渐兴起。在与微型元件相关的各个技术层面中，元件转移工艺是微型元件商业化时最具挑战性的任务之一。元件转移工艺的一个重要议题是静电吸头的设计。
实用新型内容
根据本申请实施例，提供一种静电吸头，其包括：
电路板，具有电路结构；
吸头主体，所述吸头主体设于所述电路板上，包括第一电极，第二电极，以及设于所述第一电极和第二电极背离所述电路板一侧的第一介电层，所述第一电极和第二电极之间电性隔离；所述第一电极和第二电极与所述电路结构电连接，且所述第一电极和所述第二电极的电性相反。
在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极之间设有第二介电层。
在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极相对设置，所述第一电极在所述静电吸头厚度方向上的投影，与所述第二电极在所述静电吸头厚度方向上的投影之间具有非长直状的间隔区域。
在一些实施例中，所述第一电极包括沿第一方向延伸的第一电极部，以及间隔设于所述第一电极部靠近所述第二电极一侧的多个第二电极部，所述第二电极部沿第二方向延伸；所述第一方向与所述第二方向之间具有夹角；
所述第二电极包括沿第一方向延伸的第三电极部，以及间隔设于所述第一电极部靠近所述第一电极一侧的多个第四电极部，所述第四电极部沿第二方向延伸；其中，多个所述第二电极部和多个所述第四电极部交错间隔设置。
在一些实施例中，所述第一电极和第二电极为相对间隔的类螺旋结构。
在一些实施例中，所述吸头主体还包括：
第三介电层，设于所述第一电极和第二电极背离所述第一介电层的一侧，所述第三介电层设有贯穿所述第三介电层的第一通孔和第二通孔，所述吸头主体包括至少部分设于所述第一通孔的第一导电结构，以及至少部分穿设于所述第二通孔的第二导电结构；所述第一导电结构连接所述第一电极与所述电路结构；所述第二导电结构连接所述第二电极与所述电路结构。
在一些实施例中，所述吸头主体还包括：
基底层，所述基底层位于所述第三介电层与所述电路板之间，且所述基底层设有贯穿所述基底层并分别对应所述第一通孔、第二通孔的第三通孔及第四通孔；其中，所述第一导电结构还穿设于所述第三通孔，所述第二导电结构还穿设于所述第四通孔，并且所述第一导电结构和所述第二导电结构自所述基底层外露；和/或，
所述电路板上设有与所述连接所述电路结构的第一焊点及第二焊点，所述第一导电结构与所述第一焊点焊接，所述第二导电结构与所述第二焊点焊接。
根据本申请实施例，提供一种静电吸附及转移装置，其包括如上所述的静电吸头。
根据本申请实施例，提供一种晶圆结构，其包括多个阵列排布的吸头主体，所述吸头主体包括第一电极，第二电极，以及设于所述第一电极和第二电极一侧的第一介电层，所述第一电极和第二电极之间电性隔离，且所述第一电极和所述第二电极的电性相反。
在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极之间设有第二介电层；
所述第一电极和所述第二电极均为金属层；
所述第一电极和所述第二电极相对设置，所述第一电极在所述吸头主体厚度方向上的投影，与所述第二电极在所述吸头主体厚度方向上的投影之间具有非长直状的间隔区域；
所述第一电极包括沿第一方向延伸的第一电极部，以及间隔设于所述第一电极部靠近所述第二电极一侧的多个第二电极部，所述第二电极部沿第二方向延伸；所述第一方向与所述第二方向之间具有夹角；
所述第二电极包括沿第一方向延伸的第三电极部，以及间隔设于所述第一电极部靠近所述第一电极一侧的多个第四电极部，所述第四电极部沿第二方向延伸；其中，多个所述第二电极部和多个所述第四电极部交错间隔设置；
所述第一电极和第二电极为相对间隔的类螺旋结构；
所述吸头主体还包括设于所述第一电极和第二电极背离所述第一介电层一侧的第三介电层，所述第三介电层设有贯穿所述第三介电层的第一通孔和第二通孔，所述吸头主体包括至少部分设于所述第一通孔的第一导电结构，以及至少部分穿设于所述第二通孔的第二导电结构；所述第一导电结构及所述第二导电结构自所述第三介电层外露；
所述吸头主体还包括基底层，所述基底层位于所述第三介电层背离所述与第一介电层的一侧，且所述基底层设有贯穿所述基底层并分别对应所述第一通孔、第二通孔的第三通孔及第四通孔；其中，所述第一导电结构还穿设于所述第三通孔，所述第二导电结构还穿设于所述第四通孔，并且所述第一导电结构和所述第二导电结构自所述基底层外露。
基于上述技术方案，通过将静电吸头设置为集成有吸头主体和电路板的结构，使得吸头主体的电极能够通过电路板中的电路结构得到很好地控制，以很好地实现静电吸附功能，并且吸头主体的电极还能够通过第一介电层得到很好地保护。
附图说明
图1为本申请的一实施例提供的一种静电吸头的剖视图；
图2为本申请的一实施例提供的一种第一电极和第二电极的俯视图；
图3为本申请的一实施例提供的另一种第一电极和第二电极的俯视图；
图4为本申请的一实施例提供的另一种静电吸头的剖视图；
图5为本申请的一实施例提供的又一种静电吸头的剖视图；
图6为本申请的一实施例提供的一种晶圆结构的俯视图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。
本申请提供一种静电吸头、静电吸附及转移装置及晶圆结构。所述静电吸头包括电路板及吸头主体。所述电路板具有电路结构；所述吸头主体设于所述电路板上，包括第一电极，第二电极，以及设于所述第一电极和第二电极背离所述电路板一侧的第一介电层，所述第一电极和第二电极之间电性隔离；所述第一电极和第二电极与所述电路结构电连接，且所述第一电极和所述第二电极的电性相反。上述结构，通过将静电吸头设置为集成有吸头主体和电路板的结构，使得吸头主体的电极能够通过电路板中的电路结构得到很好地控制，以很好地实现静电吸附功能，并且吸头主体的电极还能够通过第一介电层得到很好地保护。
下面结合附图1至图6对所述静电吸头、静电吸附及转移装置及晶圆结构进行详细描述。
请参照图1，并在必要时结合图2至图5所示，本申请提供一种静电吸头100，其包括电路板2及吸头主体1。电路板2具有电路结构。所述吸头主体1设于所述电路板2上，包括第一电极10，第二电极20，以及设于所述第一电极10和第二电极20背离所述电路板2一侧的第一介电层30，所述第一电极10和第二电极20之间电性隔离；所述第一电极10和第二电极20与所述电路结构(未示出)电连接，且所述第一电极10和所述第二电极20的电性相反。
该静电吸头100中，通过电路结构使得所述第一电极10和所述第二电极20一个通入正电、一个通入负电，以使得所述第一电极10和所述第二电极20的电性相反，使得第一电极10和第二电极20之间具有电势差，从而可在第一介质层内部产生电场。在该电场的作用下第一介质层表面会产生极化电荷；这些极化电荷又产生电场，会进一步在与之靠近的被吸附物表面产生极化电荷。而分布在介质层表面的电荷与被夹持物背面的电荷极性相反，从而通过库仑力作用实现吸附。
这里所说的第一电极10和所述第二电极20均为金属层。比如，铝、金和铜等中的一种或多种的组合。所述第一电极10和所述第二电极20可以选用同种材料，也可以选用不同种材料。所述第一电极10和所述第二电极20的具体材料可以分别根据第一电极10、第二电极20与相邻的结构层(比如第一介电层30)之间的晶格匹配、附着性等具体情况进行设置。
这里所说的第一介电层30可以为氧化硅、氮化硅和氧化钛等多种介电材料中的一种或多种的组合。具体可以通过氧化法、反应溅射法或化学气相沉积法等方法形成。
该静电吸头100可以用于处理器、探测器、传感器(裸片)、发光二极管(MicroLight Emitting Diode Display，Micro LED)等小尺寸器件的吸附、转移等。
该实施例中，第一电极10和第二电极20在静电吸头100的厚度方向T位于不同材料层。这里吸头主体1的厚度方向可与静电吸头100的厚度方向T一致(即平行)。
在一些实施例中，所述第一电极10和所述第二电极20之间设有第二介电层40。
这里所说的第二介电层40可以为氧化硅、氮化硅和氧化钛等多种介电材料中的一种或多种的组合。具体可以通过氧化法、反应溅射法或化学气相沉积法等方法形成。
需要说明的是，如图1所示的静电吸头100中，第一电极10和第二电极20在静电吸头100的厚度方向T位于不同材料层。其中，第一电极10和第二电极20在垂直于静电吸头100的厚度方向T的方向上，错开设置。第一电极10所在层对应第二电极20的区域是没有填材料的间隔空间102，第二电极20所在层对应第一电极10的区域是没有填充材料的间隔空间101。
在另一些实施例中，该两处间隔空间101、102中也可相应填充材料，比如填充介电材料。比如图4所示的静电吸头200中，两处间隔空间101、102中分别填充有材料91、92。该填充材料91可以与第一介电层30同步形成，也可不同步形成。填充材料92可以与第二介电层40同步形成，也可不同步形成。
当然，在其它一些实施例中，第一电极和所述第二电极之间也可同层设置，二者之间不设置第二介电层，而通过同层中设置间隔材料以实现电性隔离。比如图5所示的静电吸头300中，第一电极10和第二电极20同层设置，二者之间不设置第二介电层40，而通过同层中设置间隔材料93以实现电性隔离。
在一些实施例中，所述第一电极10和所述第二电极20相对设置，所述第一电极10在所述静电吸头100厚度方向T上的投影，与所述第二电极20在所述静电吸头100厚度方向T上的投影之间具有间隔区域1001。
在一些实施例中，该间隔区域1001为非长直状，以使得在相对固定的静电吸头100尺寸内，第一电极10和第二电极20位于间隔区域1001两侧相对的尺寸更大，以利于提高静电吸附力。
比如，请结合图2所示，在一些实施例中，所述第一电极10包括沿第一方向延伸的第一电极部11，以及间隔设于所述第一电极部11靠近所述第二电极20一侧的多个第二电极部12，所述第二电极部12沿第二方向延伸；所述第一方向与所述第二方向之间具有夹角。
所述第二电极20包括沿第一方向延伸的第三电极部21，以及间隔设于所述第一电极部11靠近所述第一电极10一侧的多个第四电极部22，所述第四电极部22沿第二方向延伸；其中，多个所述第二电极部和多个所述第四电极部22交错间隔设置。
可以理解的是，这里第一方向和第二方向可以呈直角，也可以呈锐角。该第一方向和第二方向所形成的平面可以为垂直于静电吸头厚度方向T的平面。
再比如，请结合图3所示，在另一些实施例中，所述第一电极10和第二电极20为相对间隔的类螺旋结构。
如图3所示，所述第一电极10为类螺旋结构可以理解为，该第一电极10在同一平面内呈由内向外平直转弯并逐渐增大的结构。第二电极20类似。
当然，在其它一些实施例中，该间隔区域1001还可以为其它非长直状，或者也可以为长直状。
在一些实施例中，所述吸头主体1还包括第三介电层50。
第三介电层50设于所述第一电极10和第二电极20背离所述第一介电层30的一侧，所述第三介电层50设有贯穿所述第三介电层50的第一通孔501和第二通孔502，所述吸头主体1包括至少部分设于所述第一通孔501的第一导电结构81，以及至少部分穿设于所述第二通孔502的第二导电结构82；所述第一导电结构81连接所述第一电极10与所述电路结构；所述第二导电结构82连接所述第二电极20与所述电路结构。
这里所说的第三介电层50可以为氧化硅、氮化硅和氧化钛等多种介电材料中的一种或多种的组合。具体可以通过氧化法、反应溅射法或化学气相沉积法等方法形成。需要说明的是，该第三介电层50、第二介电层40及第一介电层30三者可以采用同样的材料，也可以采用不同的材料。
在一些实施例中，所述吸头主体1还包括基底层60。
所述基底层60位于所述第三介电层50与所述电路板2之间，且所述基底层60设有贯穿所述基底层60并分别对应所述第一通孔501、第二通孔502的第三通孔601及第四通孔602；其中，所述第一导电结构81还穿设于所述第三通孔601，所述第二导电结构82还穿设于所述第四通孔602，并且所述第一导电结构81和所述第二导电结构82自所述基底层60外露。
所述电路板2上设有与所述连接所述电路结构的第一焊点及第二焊点，所述第一导电结构81与所述第一焊点71焊接，所述第二导电结构82与所述第二焊点72焊接。
这里基底层60的材料可以是硅、锗、导电性能介于导体与绝缘体之间的化合物材料等一种或多种组合的导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
本申请另提供一种静电吸附及转移装置，其包括如上所述的静电吸头100。
请参照图6所述，本申请另提供一种晶圆结构1000。该晶圆结构1000包括多个阵列排布的吸头主体1所述吸头主体1包括第一电极10，第二电极20，以及设于所述第一电极10和第二电极20一侧的第一介电层30(可以参照上述图实施例中，位于第一电极10和第二电极20在吸头主体厚度方向上的同一侧)，所述第一电极10和第二电极20之间电性隔离，且所述第一电极10和所述第二电极20的电性相反。
在一些实施例中，所述第一电极10和所述第二电极20之间设有第二介电层40。
所述第一电极10和所述第二电极20均为金属层。
所述第一电极10和所述第二电极20相对设置，所述第一电极10在所述吸头主体1厚度方向上的投影，与所述第二电极20在所述吸头主体1厚度方向(比如垂直于图6所示的纸面方向)上的投影之间具有非长直状的间隔区域1001。
所述第一电极10包括沿第一方向延伸的第一电极部11，以及间隔设于所述第一电极部11靠近所述第二电极20一侧的多个第二电极部12，所述第二电极部12沿第二方向延伸；所述第一方向与所述第二方向之间具有夹角。
所述第二电极20包括沿第一方向延伸的第三电极部21，以及间隔设于所述第一电极部11靠近所述第一电极10一侧的多个第四电极部22，所述第四电极部22沿第二方向延伸；其中，多个所述第二电极部12和多个所述第四电极部22交错间隔设置。
所述第一电极10和第二电极20为相对间隔的类螺旋结构。
所述吸头主体1还包括设于所述第一电极10和第二电极20背离所述第一介电层30一侧的第三介电层50，所述第三介电层50设有贯穿所述第三介电层50的第一通孔501和第二通孔502，所述吸头主体1包括至少部分设于所述第一通孔501的第一导电结构81，以及至少部分穿设于所述第二通孔502的第二导电结构82；所述第一导电结构81及所述第二导电结构82自所述第三介电层50外露；
所述吸头主体1还包括基底层60，所述基底层60位于所述第三介电层50背离所述第一介电层30的一侧，且所述基底层60设有贯穿所述基底层60并分别对应所述第一通孔501、第二通孔502的第三通孔601及第四通孔602；其中，所述第一导电结构81还穿设于所述第三通孔601，所述第二导电结构82还穿设于所述第四通孔602，并且所述第一导电结构81和所述第二导电结构82自所述基底层60外露，以与导电焊点或者其它电性键进行连接。
晶圆结构1000中的吸头主体1具体可参照上述静电吸头100中的吸头主体1相关描述。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。以上所述仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种静电吸头，其特征在于，包括：
电路板，具有电路结构；
吸头主体，所述吸头主体设于所述电路板上，包括第一电极，第二电极，以及设于所述第一电极和第二电极背离所述电路板一侧的第一介电层，所述第一电极和第二电极之间电性隔离；所述第一电极和第二电极与所述电路结构电连接，且所述第一电极和所述第二电极的电性相反。
2.如权利要求1所述的静电吸头，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极之间设有第二介电层。
3.如权利要求1或2所述的静电吸头，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极相对设置，所述第一电极在所述静电吸头厚度方向上的投影，与所述第二电极在所述静电吸头厚度方向上的投影之间具有非长直状的间隔区域。
4.如权利要求3所述的静电吸头，其特征在于，所述第一电极包括沿第一方向延伸的第一电极部，以及间隔设于所述第一电极部靠近所述第二电极一侧的多个第二电极部，所述第二电极部沿第二方向延伸；所述第一方向与所述第二方向之间具有夹角；
所述第二电极包括沿第一方向延伸的第三电极部，以及间隔设于所述第一电极部靠近所述第一电极一侧的多个第四电极部，所述第四电极部沿第二方向延伸；其中，多个所述第二电极部和多个所述第四电极部交错间隔设置。
5.如权利要求3所述的静电吸头，其特征在于，所述第一电极和第二电极为相对间隔的类螺旋结构。
6.如权利要求1所述的静电吸头，其特征在于，所述吸头主体还包括：
第三介电层，设于所述第一电极和第二电极背离所述第一介电层的一侧，所述第三介电层设有贯穿所述第三介电层的第一通孔和第二通孔，所述吸头主体包括至少部分设于所述第一通孔的第一导电结构，以及至少部分穿设于所述第二通孔的第二导电结构；所述第一导电结构连接所述第一电极与所述电路结构；所述第二导电结构连接所述第二电极与所述电路结构。
7.如权利要求6所述的静电吸头，其特征在于，所述吸头主体还包括：
基底层，所述基底层位于所述第三介电层与所述电路板之间，且所述基底层设有贯穿所述基底层并分别对应所述第一通孔、第二通孔的第三通孔及第四通孔；其中，所述第一导电结构还穿设于所述第三通孔，所述第二导电结构还穿设于所述第四通孔，并且所述第一导电结构和所述第二导电结构自所述基底层外露；和/或，
所述电路板上设有与所述连接所述电路结构的第一焊点及第二焊点，所述第一导电结构与所述第一焊点焊接，所述第二导电结构与所述第二焊点焊接。
8.一种静电吸附及转移装置，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的静电吸头。
9.一种晶圆结构，其特征在于，包括多个阵列排布的吸头主体，所述吸头主体包括第一电极，第二电极，以及设于所述第一电极和第二电极一侧的第一介电层，所述第一电极和第二电极之间电性隔离，且所述第一电极和所述第二电极的电性相反。
10.如权利要求9所述的晶圆结构，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极之间设有第二介电层；
所述第一电极和所述第二电极均为金属层；
所述第一电极和所述第二电极相对设置，所述第一电极在所述吸头主体厚度方向上的投影，与所述第二电极在所述吸头主体厚度方向上的投影之间具有非长直状的间隔区域；
所述第一电极包括沿第一方向延伸的第一电极部，以及间隔设于所述第一电极部靠近所述第二电极一侧的多个第二电极部，所述第二电极部沿第二方向延伸；所述第一方向与所述第二方向之间具有夹角；
所述第二电极包括沿第一方向延伸的第三电极部，以及间隔设于所述第一电极部靠近所述第一电极一侧的多个第四电极部，所述第四电极部沿第二方向延伸；其中，多个所述第二电极部和多个所述第四电极部交错间隔设置；
所述第一电极和第二电极为相对间隔的类螺旋结构；
所述吸头主体还包括设于所述第一电极和第二电极背离所述第一介电层一侧的第三介电层，所述第三介电层设有贯穿所述第三介电层的第一通孔和第二通孔，所述吸头主体包括至少部分设于所述第一通孔的第一导电结构，以及至少部分穿设于所述第二通孔的第二导电结构；所述第一导电结构及所述第二导电结构自所述第三介电层外露；
所述吸头主体还包括基底层，所述基底层位于所述第三介电层背离所述第一介电层的一侧，且所述基底层设有贯穿所述基底层并分别对应所述第一通孔、第二通孔的第三通孔及第四通孔；其中，所述第一导电结构还穿设于所述第三通孔，所述第二导电结构还穿设于所述第四通孔，并且所述第一导电结构和所述第二导电结构自所述基底层外露。
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