EP4283408A1 - Procédé de fabrication d'un composant horloger - Google Patents

Procédé de fabrication d'un composant horloger Download PDF

Info

Publication number
EP4283408A1
EP4283408A1 EP22174885.8A EP22174885A EP4283408A1 EP 4283408 A1 EP4283408 A1 EP 4283408A1 EP 22174885 A EP22174885 A EP 22174885A EP 4283408 A1 EP4283408 A1 EP 4283408A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
level
wafer
component
mask
etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22174885.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Marc-André Glassey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sigatec Sa
Original Assignee
Sigatec Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sigatec Sa filed Critical Sigatec Sa
Priority to EP22174885.8A priority Critical patent/EP4283408A1/fr
Publication of EP4283408A1 publication Critical patent/EP4283408A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/06—Free escapements
    • G04B15/08—Lever escapements
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D3/00—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
    • G04D3/0069—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for working with non-mechanical means, e.g. chemical, electrochemical, metallising, vapourising; with electron beams, laser beams

Definitions

  • the present invention relates to the field of watchmaking. More precisely, it relates to a process for manufacturing a watch component, in particular a silicon watch component.
  • this assembly was carried out by a so-called driving technique, which consists of forcefully inserting an axis of an element to be assembled into a hole in the other element.
  • a majority of watch components produced today come from an SOI type substrate comprising a first layer based on silicon in which the components must be formed, a second layer called “support” also based on silicon and used to stiffen the substrate and, between these two layers, an intermediate layer also called a “stop layer”, made of silicon oxide.
  • the components are cut from the first layer by deep ion reactive etching (DRIE) through a photosensitive resin mask formed by photolithography on said first layer.
  • DRIE deep ion reactive etching
  • the stopping layer located behind the first layer being less sensitive to etching, it is not not started or to a very small extent, during DRIE engraving.
  • the support and the barrier layer are then removed locally, or completely removed, by chemical etching, so that a wafer from the first layer of the substrate and carrying the components or parts of components is released.
  • Silicon being a fragile material, it is difficult to compatible with the punch assembly method mentioned above. Such a method is particularly unsuitable for the industrial production of silicon components, the proportion of elements broken during assembly and discarded remaining too high.
  • An aim of the present invention is to propose a process for manufacturing a silicon watch component, which makes it possible to overcome the disadvantages of the aforementioned prior art and which can in particular be implemented on an industrial scale.
  • the method according to the invention makes it possible to produce one or more multilevel components in a simple manner, avoiding the assembly step of the prior art which, on the one hand, is laborious when it comes to manufacturing large series of components, and on the other hand can be complex due to the fragile nature of silicon.
  • the process makes it possible to quickly manufacture a large number of components: Although the process aims to manufacture at least one component, in practice a plurality of components (identical or different) will generally be formed simultaneously in the same silicon wafer.
  • the component obtained being otherwise monolithic, the problems of possible separation of the different levels are avoided.
  • the method according to the invention can in particular, but not limited to, be implemented for the manufacture of anchors or wheels or plates or hands or hairsprings or an element with flexible blade(s).
  • complex or multilevel component is meant, in the present application, a component on which it is possible to identify at least two superimposed parts in a so-called transverse direction (corresponding to the direction of the engraving having made it possible to form said component or to the direction of wafer thickness in which the component is formed).
  • the components obtained can only have two levels.
  • they can also have an intermediate level between the first and second levels: in this case, the intermediate level has a common limit plane with each of the other two levels.
  • the first and second sides of the wafer are opposite in the transverse direction.
  • the engraving made on the first side of the wafer is referred to as primary engraving and that made on the second side is secondary engraving. More generally, the adjectives primary and secondary are used in reference to the first and second side of the wafer respectively.
  • a primary surface is oriented towards the first side of the wafer and a secondary surface is oriented towards its second side.
  • a primary surface or a secondary surface of a level of the component extends in a plane orthogonal to the transverse direction.
  • An edge is generally orthogonal to these primary and/or secondary surfaces (taking into account the inclination of the sides resulting from the engraving process).
  • edges of the first and second level is meant the edges of said levels, possibly excluding a zone forming a fastener retained to maintain a link between the component and the rest of the wafer during manufacturing and which may be broken at the end of the process to release the component.
  • Said zone can be provided on the first level, on the second level, or can extend over the entire thickness of the component and therefore on its two levels, as long as it ultimately allows the detachment of the component (for this it must normally be on the very outer contour of the component).
  • monolithic means an element (in particular a plate or a component) made of a single material.
  • a silicon wafer which is monolithic is a wafer made of a single material, said material being silicon.
  • Such a wafer is therefore a massive block, forming in particular a single layer of silicon.
  • the wafer is preferably polished on both sides.
  • the monolithic silicon wafer is etched through the openings of a first primary etch mask on the first side and a second secondary etch mask on the second side of the wafer.
  • the primary and/or secondary etching is typically deep reactive ion etching (DRIE).
  • DRIE deep reactive ion etching
  • the primary engraving carried out through said at least one opening of the first mask is intended to form at least edges, preferably the edges, of the first level of the (or each) component. In certain cases it can, in addition, form certain edges of an intermediate level, and/or a primary surface of the second level oriented towards the first side of the wafer. In other words, the cavities resulting from this primary engraving are at least partially delimited by what must be the edges of the first level and possibly certain edges of an intermediate level and/or a primary surface of the second level.
  • the primary surface of the second level of the component formed by primary etching is, at least on a boundary part, delimited by an edge of the second level, and the opening of the first mask covers said enlarged provisional primary surface, at the right of said boundary part, with a safety distance greater than 10 microns, preferably between 10 and 100 microns.
  • the widening of the opening of the first mask prevents the edge of the secondary engraving - forming said edge of the second level - coincides with the edge of the primary engraving.
  • the safety distance ensures that the secondary etching edge forming the edge of the second level intersects the stop layer at the desired depth and avoids the formation of an unwanted material residue at this edge.
  • the secondary engraving carried out through said at least one opening of the second mask is intended to form at least edges, preferably the edges, of the second level of the (or each) component. In certain cases it can, in addition, form certain edges of an intermediate level, and/or a secondary surface of the first level oriented towards the second side of the wafer. In other words, the cavities resulting from this secondary engraving are at least partially delimited by what must be the edges of the second level and possibly certain edges of an intermediate level and/or a secondary surface of the first level.
  • said secondary surface of the first level of the component formed by secondary etching is, at least on a boundary part, delimited by an edge of the first level, and the opening of the second mask covers said enlarged secondary surface, to the right of said boundary part, with a safety distance greater than 10 microns, preferably between 10 and 100 microns.
  • the widening of the opening over a safety distance prevents material residues from being retained at the edge of the secondary surface of the first level and later prevents the component from detaching and/or from secondary etching damaging the first. component level.
  • At least part of an opening of the first mask, respectively of the second mask, defining a contour of the first level, respectively of the second level has a width of between 20 and 200 microns, preferably constant.
  • the inclination of the engraving sides depends on the width of the engraved surface, it is preferable, to ensure that the inclination (relative to the transverse direction) of the edges or of a maximum of edges of the component is constant, that the width of a border engraving around a level of said component is constant where this is possible.
  • Each mask can be formed from a single layer or from several layers of different materials. In the case where a mask is made from or includes several layers, these layers are not necessarily produced or deposited at the same stage of the process.
  • the secondary etching mask can either be produced, in whole or in part, before the primary etching, or after it.
  • the secondary etching mask can also be produced either before or after the primary etching mask.
  • the secondary etching mask can be produced before or after the deposition/production of at least one stop layer, or be produced jointly with such a stop layer.
  • the method may comprise, when producing one of the first and second masks, identifying a position of an engraving already made on the opposite side, and indexing the mask to be made. on said position.
  • alignment marks are made on one side of the wafer and these are made to coincide with marks of a photolithography mask used for engraving on the other side, possibly by means of a referencing system. by camera.
  • the production of the primary etching mask and/or the production of the secondary etching mask comprises the structuring by photolithography of a layer of resin deposited on the first side, respectively the second side, of the wafer, to form openings defining the edges of the first level, respectively the second level, of the component.
  • the resin layer can be deposited directly on the silicon wafer (i.e. on the primary surface, respectively the secondary surface of the wafer).
  • a layer of silicon oxide can be deposited on the silicon wafer (in particular by Physical Vapor Deposition) or obtained by growth of silicon oxide (in other words by thermal oxidation of the wafer).
  • the oxidation carried out in a thermal oxidation oven, is carried out equally over the entire wafer and a fortiori jointly on the first and the second side of the plate.
  • the method comprises, after etching the wafer through the primary etching mask, oxidizing the wafer so that the oxide layer resulting from this oxidation forms a stopping layer on the first etched side of the wafer, then forming the secondary etching mask from said oxide layer on the second side of the wafer.
  • At least one additional stopping layer can be produced in addition on the first engraved side of the wafer, after the oxidation of the wafer: in this case, we finally have two stopping layers on the first side at the time of secondary etching: an oxide layer and the additional stop layer.
  • the at least one stop layer deposited or formed on the first side of the wafer matches the surfaces and parts of the component defined during the primary etching.
  • a stopping layer is made of a material less sensitive to etching, in particular DRIE etching, so that it is suitable for stopping secondary etching (by itself being little or not damaged) if it succeeds. in contact with him.
  • the barrier layer prevents the passage of process gases between the two sides of the wafer, which would cause degradation of the engraving.
  • the at least one barrier layer may comprise a silicon oxide layer and/or an aluminum layer and/or a parylene layer.
  • It may for example comprise a layer of parylene with a thickness of between 1 and 5 microns and/or a layer of silicon oxide. with a thickness of between 0.5 and 5 microns, and/or a layer of aluminum with a thickness of between 0.1 and 5 microns.
  • a single stopping layer can be provided.
  • the target engraving depths on the first and second sides are the depths that one theoretically aims for engraving.
  • Those skilled in the art know how to determine, for example by calculation or empirically, an etching duration or a number of etching cycles (DRIE etching being carried out in successive stages/layers) to obtain these depths.
  • DRIE etching being carried out in successive stages/layers
  • the effective etching depth at a given point may be different from the target depth when during the etching time or the succession of aforementioned etching cycles, the cavity or part of the etching cavity meets the barrier layer.
  • a target depth greater than the effective depth to avoid rounded engraving edges at the ends in a case where the engraving stops on the stopping layer, we will choose a target depth greater than the effective depth to avoid rounded engraving edges at the ends.
  • the target secondary etching depth is such that at least locally the secondary etching reaches the barrier layer.
  • the sum of the primary and secondary etch target depths is at least equal to a thickness of the wafer (measured in the transverse direction).
  • the sum of the primary and secondary etching target depths is strictly greater than a thickness of the wafer (measured in the transverse direction), so as to guarantee the crossing of the primary and secondary etchings.
  • the sum of the primary and secondary engraving target depths is understood here as the sum of said depths in absolute value, without taking into account the engraving direction.
  • the sum of the first and second target engraving depths is such that the component formed at the end of the secondary engraving comprises, between the first and the second level, an intermediate level of which certain edges are in the extension of edges of the first level and other edges are an extension of edges of the second level.
  • the method further comprises, after the secondary etching, the removal of the stopping layer(s).
  • the method further comprises, at the end of the secondary etching and possibly the removal of the stop layer(s), at least one sequence of oxidation and deoxidation of the wafer carrying the at least one component, with a view to smoothing the surfaces of the component(s) and/or modifying their dimensions.
  • the method further comprises, at the end of the secondary etching and possibly the removal of the stop layer and/or said at least one oxidation-deoxidation sequence, at least one oxidation (called final ) of the wafer carrying the at least one component, with a view to improving its mechanical characteristics.
  • the method further comprises, at the end of the secondary etching and possibly the removal of the stop layer and/or of said at least one oxidation-deoxidation sequence and/or of said final oxidation of the wafer, a step in which said at least one component is detached from the wafer.
  • the invention relates to a watch component, in particular obtained by implementing the method as defined above, in particular an anchor or a wheel or a plate or a needle or a hairspring or a blade element(s). flexible(s), said component comprising at least a first level and a second level at least partially superimposed in a transverse direction of said component, and said component being a monolithic component.
  • FIG. 1 represents a multilevel anchor 10 which can be manufactured by implementing the method according to the invention.
  • Such an anchor 10 is intended to equip an escapement with a clock movement (not shown).
  • the anchor 10 illustrated comprises a fixing part 30, pierced with a hole 37 intended to accommodate a pivot axis of the anchor (not shown).
  • the fixing part 30 has an overall T shape with a central rod 30a and, at one end of said rod 30a, a head 30b extending substantially orthogonally to the rod 30a. Hole 37 is here located at the junction between rod 30a and head 30b.
  • the anchor 10 also includes two pallets 31, 32, connected to the fixing part 30, and intended to cooperate with an escapement wheel (not shown). As illustrated, each pallet 31, 32 is respectively fixed to one end of the head 30b.
  • the anchor 10 also comprises a fork 33 intended to cooperate with a regulating member (not shown) of the movement, for example a sprung balance.
  • the base 33a of the fork 33 is connected to the fixing part 30, here at the end of the rod 30a opposite the head 30b.
  • the fork 33 comprises two horns 34, 35 delimiting between them a housing 36.
  • the housing 36 is surmounted by a dart 20 secured to a dart support 21 surmounting the base 33a of the fork 33.
  • the aforementioned elements form a set of three levels 11, 13, 12 superimposed in this order in a transverse direction Z, as illustrated in the figure 2 , which is a sectional view according to plan P1.
  • a first side 10a of the anchor 10 is defined as the side on which the dart 20 is located, in the transverse direction Z.
  • the second side 10b is defined as the side opposite this first side.
  • a limit plane, a surface or a primary part of an element or a level is located towards the first side of the anchor, in the transverse direction Z.
  • a limit plane, a surface or secondary part of an element or level is located towards the second side of the anchor, in the transverse direction Z.
  • a thickness or a depth will be measured in the transverse direction Z, while a width will be measured in a plane orthogonal to said transverse direction Z.
  • a first level 11 of the anchor is delimited by the primary limit planes PL1 and secondary PL2 of the dart 20.
  • the thickness of this first level 11 is the thickness of the dart 20, that is to say z1.
  • a second level 12 of the anchor is delimited by the primary limit planes PL3 and secondary PL4 of the fixing part 30, the pallets 31, 32 and the fork 33.
  • the thickness of this second level 12 is z2.
  • the thickness z3 of the dart support 21 is greater than the thickness z1 of the dart 20.
  • the primary surfaces of the dart 20 and the dart support 21 are defined in the same limit plane PL1, while that the secondary surfaces of the dart 20 and the dart support 21 are located respectively in the plane PL2 and in the plane PL3.
  • the dart 20 is thus offset by a distance z4 equal to z3-z1 relative to the fork 33, in the transverse direction Z of the anchor.
  • An intermediate level 13 of the anchor is thus delimited by the planes PL2 and PL3 and formed by part 23 of the stinger support 21, hereinafter called secondary part of the stinger support, of thickness z4.
  • step a) of the process a monolithic silicon wafer 100 is provided.
  • the wafer is advantageously made of monocrystalline and doped silicon, in particular doped with phosphorus.
  • the silicon is doped so as to have a resistivity less than or equal to 0.1 ⁇ .cm-1, for example a resistivity equal to 0.05 ⁇ .cm-1.
  • Doped silicon, electrically conductive, is more dimensionally stable and has better mechanical strength.
  • the silicon used is of ⁇ 1,1,1 ⁇ orientation.
  • any suitable silicon can be used, in particular polycrystalline and/or undoped and/or with an orientation different from the ⁇ 1,1,1 ⁇ orientation.
  • the plate 100 has a primary surface 100a, flat, on a first side 101 and a secondary surface 100b, flat and parallel to the primary surface 100a, on its second side 102.
  • the primary and secondary surfaces 100a, 100b are preferably polished.
  • a first primary etching mask 200 is produced on the first side 101 of the wafer 100, provided, for each anchor to be manufactured, with at least one opening 210 such that a primary etching is carried out. through this opening 210 forms the edges of the first level 11 of the anchor 10, part of the edges of the intermediate level 13, as well as the primary surface 12a of the second level 12.
  • the first engraving mask 200 comprises, for each anchor 10 to be manufactured, an opening 210.
  • the Figure 5 illustrates a portion of the first mask 200 including such an opening 210.
  • the primary engraving is intended to form the edges of the dart 20 and the dart support 21 which form the first level 11.
  • the mask 200 is therefore open to a first zone 211 having a border, here interior 2111, delimiting the contour of the first level 11.
  • a width L1 of this first zone 211 is advantageously between 20 and 200 microns and preferably constant, to guarantee an adequate inclination of the engraving sides.
  • the primary engraving is also intended to form the primary surface 12a of the second level 12.
  • the mask 200 is also open to a second zone 212 covering this provisional primary surface of the second level 12 (delimited by dotted lines on the Figure 5 ).
  • the second zone 212 is advantageously wider than said planned surface, where the latter is delimited by an edge of the second level 12.
  • the widening of the opening, or safety distance S is constant or not and preferably greater than 10 microns, more preferably between 10 and 100 microns (measured orthogonal to the contour of the predicted primary surface).
  • the first and second zones 211, 212 partially overlap, they together form the opening 210 of the first mask 200.
  • the first engraving mask 200 provided, for each anchor 10, with its opening 210, is for example produced in the manner described below. Although for the sake of simplification, the description and the drawings refer to a single anchor 10, each step is in practice carried out simultaneously for each anchor or component manufactured in the same wafer.
  • a layer of silicon oxide 230 is grown over the entire surface of the wafer 100.
  • a layer of photosensitive resin 240 is deposited on this layer of silicon oxide 230, on the first side 101 of the wafer (sub-step b2).
  • the resin layer 240 is exposed to light radiation R from a light source (not shown), through a photolithographic mask 250 provided with a window 251 corresponding to the desired primary etching contours.
  • the radiation R can in particular be radiation comprising UV, that is to say ultraviolet, or even consist of UV.
  • the irradiated photosensitive resin is locally eliminated by solubilizing it in an appropriate chemical bath, to form an opening 241 corresponding to the desired primary etching contours.
  • the silicon oxide layer 230 is then etched under the opening 241 of the resin, in particular by plasma etching, forming a corresponding opening 231.
  • step b5) the resin layer 240 is removed, in particular by plasma etching.
  • the mask 200 is then formed only by the layer 230 of silicon oxide, the opening 231 of which forms the opening 210 of the mask.
  • resin layer 240 may be retained for primary etching.
  • the etching mask 200 is formed from the resin layer 240 and the silicon oxide layer 230 whose openings 231 and 241 respectively coincide to form the opening 210 of the mask 200.
  • the silicon oxide layer could also be omitted.
  • the mask 200 is formed by the single layer of resin 240 whose opening 241 forms the opening of the mask 200.
  • the wafer 100 is etched through the opening 210 of the mask 200 to form the first level 11 of the anchor 10, the primary surface 12a of the second level 12, and the edges of the intermediate level 13.
  • the engraving is a deep reactive ion etching, also called DRIE engraving (acronym for “deep reaction ion etching”, which is the English designation for deep reactive ion etching) or engraving according to the Bosch process.
  • the target primary etching depth d1 is less than a thickness d of the wafer corresponding to the thickness of silicon between the surfaces 100a, 100b, in a direction Z transverse to said faces, at the time of etching. Thus, the primary etching does not pass through the wafer 100.
  • the target depth d1 here corresponds to the sum z3 of the thicknesses z1 and z4 respectively of the first level 11 and the intermediate level 13.
  • step d) of the method the first side 101 of the wafer 100, thus engraved, is covered with at least one stopping layer 400.
  • stopping layer 400 we mean a layer made of a material that is not very sensitive to etching, in particular DRIE etching, so that it is suitable for stopping such etching (by being little or not damaged) if it this reaches his contact.
  • this layer is first removed, in particular by plasma, before producing the stopping layer.
  • a silicon oxide layer 230 may also be removed at this point, or it may be retained, as in the example shown.
  • the stop layer 400 matches the surfaces and parts of the component defined during the primary etching of step c).
  • a single layer 400 can be produced, as shown in the 3d figure , or we can successively create several layers one above the other.
  • a stopping layer 400 can be for example a layer of silicon oxide, in particular with a thickness between 0.5 and 5 microns, or a layer of aluminum, in particular with a thickness between 0.1 and 5 microns, or a layer of parylene, in particular with a thickness of between 1 and 5 microns.
  • the barrier layer 400 can be deposited, for example by vacuum deposition, particularly if it is made of parylene or aluminum, as in the example illustrated. When depositing a barrier layer in this way, the opposite side can be masked beforehand.
  • the barrier layer can also be obtained by growth, particularly in the case of a silicon oxide layer.
  • the silicon oxide layer 230 can be removed, and the wafer once again oxidized.
  • a new layer of silicon oxide is in this case formed on the entire wafer and in particular on its first side, forming a barrier layer.
  • This layer of silicon oxide can then be used to produce the secondary etching mask, in a manner similar to that described below.
  • a second etching mask 300 is produced on the second side 102 of the wafer 100 provided with at least one opening 310, 320 such that a secondary engraving carried out through this opening forms the edges of the second level 12 of the anchor 10 as well as the secondary surface 11b of the first level 11.
  • the wafer is generally turned over between steps d) and e).
  • the second engraving mask 300 comprises, for each anchor 10 to be manufactured, two openings 310, 320, defined as follows.
  • the secondary engraving is intended to form the edges of the second level 12.
  • these edges include the edges of the hole 37, as well as the (external) edges of the pallets 31, 32, the fork 33 and the fixing part 30, except in an area - referenced 324 in the example of the Figure 6 - forming a fastener intended to maintain a link between the component and the rest of the wafer.
  • the mask must therefore at least be open to areas bordering said edges, with a width of said areas advantageously between 20 and 200 microns and preferably constant, to guarantee adequate inclination of the etching sides.
  • the mask 300 is open onto a first zone 311, delimiting the hole 37.
  • the zone forms a first circular opening 310 of the mask, the diameter of the hole 37 being too small for the production of a constant width engraving border.
  • the mask 300 is also open to a second zone 321 whose border, here interior 3211, delimits the contour of the fixing part 30, of the pallets 31, 32 and of the fork 30 of the anchor 10 and of constant width L2, between 20 and 200 microns.
  • the second mask 200 is also open to a third zone 322 covering this secondary surface 11b.
  • the third zone 322 is advantageously widened by a safety distance S, preferably greater than 10 microns, more preferably between 10 and 100 microns.
  • the second and third zones 321, 322 partially overlap, they together form a second opening 320 of the mask 300.
  • the production of the second engraving mask 300 comprises for example sub-steps e1 to e4, similar respectively to steps b2 to b5 described previously and detailed below:
  • a layer of silicon oxide 230 is already present on the second side 102 of the wafer 100, as a continuation of step b1 carried out previously.
  • a layer of photosensitive resin 340 is deposited on said layer of silicon oxide 230.
  • the resin layer 340 is exposed to light radiation R from a light source (not shown), through a photolithographic mask 350 provided with windows 351, 352 corresponding to the desired secondary etching contours.
  • a complementary referencing step consisting of indexing the position of the photolithographic mask 350 on alignment marks engraved during engraving.
  • these alignment marks are made to coincide with marks of the photolithographic mask 350, possibly by means of a camera referencing system.
  • the irradiated photosensitive resin is locally eliminated by solubilizing it in an appropriate chemical bath, to form openings 341, 342 corresponding to the desired secondary etching contours.
  • the silicon oxide layer 230 is etched under the openings 341, 342 of the resin 340, in particular by plasma etching, to form corresponding openings 232, 233.
  • the resin layer 340 is removed, in particular by plasma etching.
  • the mask 300 is only formed by the silicon oxide layer 230 whose openings 232, 233 form the openings 310, 320 of the second mask 300.
  • the 340 resin layer could be kept for engraving. And the silicon oxide 230 layer could also be omitted.
  • the wafer 100 is etched through the openings 310, 320 of the mask 300 to form the second level 12 of the anchor 10, the secondary surface 11b of the first level 11, and the edges of the intermediate level 13.
  • the engraving is again typically a deep reactive ion engraving.
  • the secondary engraving is only stopped at the target depth d2.
  • the engraving background surface forms, in this case, the secondary surface 11b of the first level 11.
  • the secondary etching edges forming the edges of the second level 12 clearly intersect the stopping layer 400 at the depth d2', thus avoiding the formation of a surplus of matter.
  • FIG 4 illustrates the secondary etching edges delimiting the horns 34, 35 of the fork 33. Due to the safety distance S provided during the primary etching, these edges clearly intersect the stopping layer 400. In the example illustrated, the safety distance S is equal to the width L2 of a secondary engraving border. This example is, however, not limiting and the safety distance S could be lower while remaining non-zero.
  • the barrier layer(s) 400 are removed.
  • the wafer 100 is immersed in a suitable chemical bath, typically a hydrofluoric acid bath.
  • a suitable chemical bath typically a hydrofluoric acid bath.
  • the wafer 100 is also immersed in a liquid suitable for dissolving the aluminum.
  • a step h we can then, in a step h), carry out one or more sequence(s) of oxidation then deoxidation of the plate 100, with a view to smoothing the surfaces of the anchors 10 and/or modifying their dimensions.
  • step j we then detach the anchors 10 from the plate (step j), by breaking the fasteners 324 holding them to the rest of the plate.
  • step e) can be carried out before step d) and even possibly before step c) or before step b).
  • the process is not limited to a particular succession of sequences, and can be carried out according to any succession of suitable steps making it possible to carry out the primary engraving then the secondary engraving, using, to stop the engraving at least locally. secondary, at least one stop layer made beforehand on the first side of the wafer once engraved.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'au moins un composant horloger, dans lequel, sur un premier côté d'une plaquette de silicium (100) monolithique, on réalise un premier masque de gravure primaire (200) puis on grave la plaquette (100) à travers le premier masque (200) pour former les bords d'un premier niveau du composant ; on réalise au moins une couche d'arrêt (400) sur le premier côté (101) gravé de la plaquette (100) ; sur le deuxième côté de la plaquette (102) opposé au premier côté (101), on réalise un deuxième masque de gravure secondaire (300) puis on grave la plaquette (100) à travers ce deuxième masque (300) pour former les bords d'un deuxième niveau du composant, la gravure secondaire atteignant au moins localement la couche d'arrêt.

Description

    Domaine technique de l'invention
  • La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Plus précisément, elle concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger, notamment d'un composant horloger en silicium.
    • État de la technique
  • Dans le domaine de l'horlogerie, certaines applications requièrent l'utilisation de composants complexes nécessitant d'assembler plusieurs éléments fabriqués séparément. C'est le cas par exemple des ancres, dans lesquelles le dard est assemblé sur et surmonte la fourchette destinée à coopérer avec un organe réglant d'un mécanisme horloger.
  • Par le passé, cet assemblage était réalisé par une technique dite de chassage, qui consiste à introduire à force un axe d'un élément à assembler dans un trou de l'autre élément.
  • Il y a quelques années, on a commencé à utiliser de nouveaux matériaux pour la fabrication des composants horlogers, dont le silicium.
  • Une majorité de composants horlogers produits aujourd'hui sont issus d'un substrat de type SOI comprenant une première couche à base de silicium dans laquelle les composants doivent être formés, une deuxième couche appelée « support » également à base de silicium et servant à rigidifier le substrat et, entre ces deux couches, une couche intermédiaire aussi appelée « couche d'arrêt », en oxyde de silicium.
  • Les composants sont découpés dans la première couche par gravure réactive ionique profonde (DRIE) à travers un masque de résine photosensible formé par photolithographie sur ladite première couche. La couche d'arrêt située derrière la première couche étant moins sensible à la gravure, elle n'est pas entamée ou dans une très faible mesure, lors de la gravure DRIE. Le support et la couche d'arrêt sont ensuite retirés localement, ou supprimés totalement, par gravure chimique, de manière que soit libérée une plaquette issue de la première couche du substrat et portant les composants ou parties de composants.
  • Le silicium étant un matériau fragile, il est difficilement compatible avec la méthode d'assemblage par chassage mentionnée précédemment. Une telle méthode est en particulier peu adaptée à la production industrielle de composants en silicium, la proportion d'éléments brisés au cours de l'assemblage et mis au rebut restant trop importante.
  • Il existe donc toujours un besoin d'améliorer le procédé de fabrication de composants complexes en silicium.
    • Résumé de l'invention
  • Un but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d'un composant horloger en silicium, qui permette de s'affranchir des inconvénients de l'art antérieur précité et qui puisse notamment être mis en œuvre à l'échelle industrielle.
  • Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'au moins un composant horloger, ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes:
    • Fournir une plaquette monolithique en silicium,
    • Sur un premier côté de la plaquette, réaliser un premier masque de gravure primaire muni d'au moins une ouverture,
    • Graver la plaquette à travers ladite au moins une ouverture du premier masque de gravure primaire pour former des bords d'un premier niveau du composant, la profondeur cible de gravure primaire étant telle que ladite gravure primaire ne traverse pas la plaquette,
    • Réaliser au moins une couche d'arrêt sur le premier côté gravé de la plaquette
    • Sur le deuxième côté de la plaquette opposé au premier côté, réaliser un deuxième masque de gravure secondaire muni d'au moins une ouverture,
    • Graver la plaquette à travers ladite au moins une ouverture du deuxième masque pour former des bords d'un deuxième niveau du composant, la profondeur cible de gravure secondaire étant telle qu'au moins localement ladite gravure secondaire atteint ladite au moins une couche d'arrêt.
  • Le procédé selon l'invention permet de réaliser de manière simple un ou plusieurs composants multiniveaux, en s'affranchissant de l'étape d'assemblage de l'art antérieur qui, d'une part est laborieuse lorsqu'il s'agit de fabriquer de grandes séries de composants, et d'autre part peut s'avérer complexe du fait du caractère fragile du silicium.
  • Le procédé permet de fabriquer rapidement un grand nombre de composants : Bien que le procédé vise la fabrication d'au moins un composant, en pratique une pluralité de composants (identiques ou différents) sera généralement formée simultanément dans une même plaquette de silicium.
  • Le composant obtenu étant par ailleurs monolithique, les problèmes de désolidarisation éventuelle des différents niveaux sont écartés.
  • Le procédé selon l'invention peut notamment, mais non limitativement, être mis en œuvre pour la fabrication d'ancres ou de roues ou de plateaux ou d'aiguilles ou de spiraux ou un élément à lame(s) flexible(s).
  • Par composant complexe ou multiniveau, on entend, dans la présente demande, un composant sur lequel il est possible d'identifier au moins deux parties superposées dans une direction dite transversale (correspondant à la direction de la gravure ayant permis de former ledit composant ou à la direction de l'épaisseur de la plaquette dans laquelle le composant est formé).
  • Dans un composant multiniveau conforme à l'invention, les parties superposées sont des couches ou niveaux d'un bloc monolithique. Les limites entre niveaux ne sont donc pas matérialisées physiquement, mais ces niveaux sont définis comme suit :
    • chaque niveau est défini entre deux plans limite orthogonaux à la direction transversale,
    • chaque niveau a une épaisseur constante (à une tolérance de profondeur de gravure près) dans la direction transversale.
  • Les composants obtenus peuvent avoir uniquement deux niveaux. Comme variante, ils peuvent avoir, en plus, un niveau intermédiaire entre le premier et le deuxième niveau : dans ce cas, le niveau intermédiaire a un plan limite commun avec chacun des deux autres niveaux.
  • Dans la présente demande, le premier et le deuxième côté de la plaquette sont opposés dans la direction transversale. La gravure réalisée sur le premier côté de la plaquette est désignée comme gravure primaire et celle réalisée sur le deuxième côté est la gravure secondaire. Plus généralement, les adjectifs primaire et secondaire sont utilisés en référence au premier et au deuxième côté de la plaquette respectivement. Ainsi, une surface primaire est orientée vers le premier côté de la plaquette et une surface secondaire est orientée vers son deuxième côté.
  • Dans la présente demande, une surface primaire ou une surface secondaire d'un niveau du composant s'étend dans un plan orthogonal à la direction transversale. Un bord est globalement orthogonal à ces surfaces primaires et/ou secondaires (moyennant l'inclinaison des flancs résultant du procédé de gravure).
  • Par ailleurs, on entend par bords du premier et du deuxième niveau, les bords desdits niveaux à l'exclusion éventuellement d'une zone formant attache conservée pour maintenir un lien entre le composant et le reste de la plaquette au cours de la fabrication et pouvant être rompue à l'issue du procédé pour libérer le composant. Ladite zone peut être prévue sur le premier niveau, sur le deuxième niveau, ou peut s'étendre sur toute l'épaisseur du composant et donc sur ses deux niveaux, tant qu'elle permet in fine le détachement du composant (pour cela elle doit normalement être sur le contour tout à fait extérieur du composant).
  • Dans la présente demande, on entend par monolithique un élément (notamment une plaquette ou un composant) fait d'un seul matériau. Autrement dit, une plaquette de silicium qui est monolithique est une plaquette faite d'un seul matériau, ledit matériau étant du silicium. Une telle plaquette est donc un bloc, massif, formant en particulier une couche unique de silicium.
  • Pour assurer une bonne qualité de surface sur les deux côtés du composant, la plaquette est de préférence polie sur ses deux côtés.
  • La plaquette de silicium monolithique est gravée à travers les ouvertures d'un premier masque de gravure primaire sur le premier côté et d'un deuxième masque de gravure secondaire sur le deuxième côté de la plaquette.
  • La gravure primaire et/ou secondaire est typiquement une gravure ionique réactive profonde (DRIE).
  • La gravure primaire réalisée à travers ladite au moins une ouverture du premier masque est destinée à former au moins des bords, de préférence les bords, du premier niveau du (ou de chaque) composant. Dans certains cas elle peut, en plus, former certains bords d'un niveau intermédiaire, et/ou une surface primaire du deuxième niveau orientée vers le premier côté de la plaquette.
    Autrement dit, la ou les cavités issues de cette gravure primaire sont au moins partiellement délimitées par ce qui devra être les bords du premier niveau et éventuellement certains bords d'un niveau intermédiaire et/ou une surface primaire du deuxième niveau.
  • Selon un exemple particulier, la surface primaire du deuxième niveau du composant formée par gravure primaire est, au moins sur une partie limite, délimitée par un bord du deuxième niveau, et l'ouverture du premier masque recouvre ladite surface primaire prévisionnelle élargie, au droit de ladite partie limite, d'une distance de sécurité supérieure à 10 microns, de préférence comprise entre 10 et 100 microns. L'élargissement de l'ouverture du premier masque évite que le bord de la gravure secondaire - formant ledit bord du deuxième niveau - coïncide avec le bord de la gravure primaire. La distance de sécurité assure que le bord de gravure secondaire formant le bord du deuxième niveau intersecte la couche d'arrêt à la profondeur souhaitée et évite la formation d'un résidu de matière indésirable au niveau de ce bord.
  • La gravure secondaire réalisée à travers ladite au moins une ouverture du deuxième masque est destinée à former au moins des bords, de préférence les bords, du deuxième niveau du (ou de chaque) composant. Dans certains cas elle peut, en plus, former certains bords d'un niveau intermédiaire, et/ou une surface secondaire du premier niveau orientée vers le deuxième côté de la plaquette.
    Autrement dit, la ou les cavités issues de cette gravure secondaire sont au moins partiellement délimitées par ce qui devra être les bords du deuxième niveau et éventuellement certains bords d'un niveau intermédiaire et/ou une surface secondaire du premier niveau.
  • Selon un exemple particulier, ladite surface secondaire du premier niveau du composant formée par gravure secondaire est, au moins sur une partie limite, délimitée par un bord du premier niveau, et l'ouverture du deuxième masque recouvre ladite surface secondaire élargie, au droit de ladite partie limite, d'une distance de sécurité supérieure à 10 microns, de préférence comprise entre 10 et 100 microns. Là encore, l'élargissement de l'ouverture sur une distance de sécurité évite que des résidus de matière soient conservés en bordure de la surface secondaire du premier niveau et empêchent plus tard le détachement du composant et/ou que la gravure secondaire endommage le premier niveau du composant.
  • Selon un exemple, au moins une partie d'une ouverture du premier masque, respectivement du deuxième masque, définissant un contour du premier niveau, respectivement du deuxième niveau, présente une largeur comprise entre 20 et 200 microns, de préférence constante. L'inclinaison des flancs de gravure dépendant de la largeur de la surface gravée, il est préférable, pour assurer que l'inclinaison (par rapport à la direction transversale) des bords ou d'un maximum de bords du composant soit constante, que la largeur d'un liseré de gravure autour d'un niveau dudit composant soit constante aux endroits où cela est possible.
  • Chaque masque peut être formé d'une unique couche ou de plusieurs couches en matériaux différents. Dans le cas où un masque est réalisé à partir de ou comprend plusieurs couches, ces couches ne sont pas nécessairement réalisées ou déposées à un même stade du procédé.
  • Par ailleurs, le masque de gravure secondaire peut indifféremment être réalisé, en tout ou partie, avant la gravure primaire, ou après celle-ci.
  • Le masque de gravure secondaire peut aussi être réalisé indifféremment avant ou après le masque de gravure primaire.
  • De plus, le masque de gravure secondaire peut être réalisé avant ou après le dépôt/la réalisation d'au moins une couche d'arrêt, ou être réalisé conjointement avec une telle couche d'arrêt.
  • Pour garantir l'alignement du premier et du deuxième niveau, le premier et le deuxième masque sont référencés l'un par rapport à l'autre. Plus spécifiquement, le procédé peut comprendre, lors de la réalisation de l'un parmi le premier et le deuxième masque, l'identification d'une position d'une gravure déjà réalisée sur le côté opposé, et l'indexation du masque à réaliser sur ladite position. On réalise par exemple des marques d'alignement sur un côté de la plaquette et que l'on fait coïncider avec des marques d'un masque de photolithographie utilisé pour la gravure sur l'autre côté, éventuellement au moyen d'un système de référencement par caméra.
  • Selon un exemple, la réalisation du masque de gravure primaire et/ou la réalisation du masque de gravure secondaire comprend la structuration par photolithographie d'une couche de résine déposée sur le premier côté, respectivement le deuxième côté, de la plaquette, pour former des ouvertures définissant les bords du premier niveau, respectivement du deuxième niveau, du composant.
  • Selon un premier exemple de mise en œuvre, la couche de résine peut être déposée directement sur la plaquette en silicium (i.e. sur la surface primaire, respectivement la surface secondaire de la plaquette).
  • Comme alternative, il peut être opportun de réaliser préalablement une couche d'oxyde de silicium sur le premier côté, respectivement le deuxième côté de la plaquette, et de déposer la couche de résine sur le premier côté, respectivement le deuxième côté de la plaquette, sur cette couche d'oxyde de silicium. Dans ce cas, la réalisation du masque de gravure primaire et/ou la réalisation du masque de gravure secondaire peut comprendre :
    • le dépôt d'une couche de résine sur une couche d'oxyde préalablement réalisée sur le premier côté, respectivement le deuxième côté de la plaquette,
    • la structuration par photolithographie de ladite couche de résine pour former des ouvertures définissant au moins les bords du premier niveau du composant, respectivement au moins du deuxième niveau.
    • l'ouverture de la couche d'oxyde au niveau des dites ouvertures,
    et éventuellement l'élimination de la couche de résine.
  • Une couche d'oxyde de silicium peut être déposée sur la plaquette en silicium (notamment par Physical Vapor Déposition) ou obtenue par croissance d'oxyde de silicium (autrement dit par oxydation thermique de la plaquette). Dans le deuxième cas de figure (croissance d'oxyde de silicium), l'oxydation, réalisée dans un four d'oxydation thermique, s'effectue de manière égale sur tout l'ensemble de la plaquette et a fortiori conjointement sur le premier et le deuxième côté de la plaquette.
  • Dans certains modes de réalisation, le procédé comprend, après gravure de la plaquette à travers le masque de gravure primaire, l'oxydation de la plaquette de sorte que la couche d'oxyde issue de cette oxydation forme une couche d'arrêt sur le premier côté gravé de la plaquette, puis la formation du masque de gravure secondaire à partir de ladite couche d'oxyde sur le deuxième côté de la plaquette.
  • Dans ce cas, le procédé peut comprendre spécifiquement, dans cet ordre :
    • la réalisation du premier masque de gravure primaire, incluant éventuellement la réalisation préalable d'une couche d'oxyde sur au moins le premier côté de la plaquette, avantageusement par oxydation thermique de la plaquette,
    • la gravure primaire,
    • le cas échéant, la suppression de l'oxyde de silicium ainsi que l'éventuelle résine issus de l'étape de réalisation du premier masque;
    • la réalisation du deuxième masque de gravure secondaire, incluant une oxydation préalable de la plaquette, et
    • la réalisation de la gravure secondaire (la couche d'oxyde servant de couche d'arrêt pour ladite gravure secondaire).
  • Selon une disposition avantageuse, au moins une couche d'arrêt supplémentaire peut être réalisée en plus sur le premier côté gravé de la plaquette, après l'oxydation de la plaquette: dans ce cas, on a finalement deux couches d'arrêt sur le premier côté au moment de la gravure secondaire: une couche d'oxyde et la couche d'arrêt supplémentaire.
  • La au moins une couche d'arrêt déposée ou formée sur le premier côté de la plaquette épouse les surfaces et les parties du composant définies lors de la gravure primaire.
  • Une couche d'arrêt est constituée d'un matériau moins sensible à la gravure, notamment la gravure DRIE, de sorte qu'elle est adaptée pour arrêter la gravure secondaire (en étant elle-même peu ou pas détériorée) si celle-ci parvient à son contact.
  • La couche d'arrêt évite le passage des gaz de procédé entre les deux côtés de la plaquette, qui entraînerait une dégradation de la gravure.
  • Selon un exemple, la au moins une couche d'arrêt peut comprendre une couche d'oxyde de silicium et/ou une couche d'aluminium et/ou une couche de parylène.
  • Elle peut par exemple comprendre une couche de parylène d'épaisseur comprise entre 1 et 5 microns et/ou une couche d'oxyde de silicium d'épaisseur comprise entre 0.5 et 5 microns, et/ou une couche d'aluminium d'épaisseur comprise entre 0.1 et 5 microns.
  • On peut prévoir une unique couche d'arrêt. Comme alternative, on peut aussi déposer et/ou former plusieurs couches d'arrêt de sorte que celles-ci soient superposées sur le premier côté de la plaquette.
  • Les profondeurs cibles de gravure sur les premier et deuxième côtés sont les profondeurs que l'on vise théoriquement pour la gravure. L'homme de l'art sait déterminer, par exemple par calcul ou de manière empirique, une durée de gravure ou un nombre de cycles de gravure (la gravure DRIE étant réalisée par étapes/couches successives) pour obtenir ces profondeurs.
  • La profondeur effective de gravure en un point donné peut être différente de la profondeur cible lorsque pendant le temps de gravure ou la succession de cycles de gravure précités, la cavité ou une partie de la cavité de gravure rencontre la couche d'arrêt. Préférentiellement d'ailleurs, dans un cas où la gravure s'arrête sur la couche d'arrêt, on choisira une profondeur cible supérieure à la profondeur effective pour éviter des bords de gravure arrondis aux extrémités.
  • Selon l'invention, la profondeur cible de gravure secondaire est telle qu'au moins localement la gravure secondaire atteint la couche d'arrêt. La somme des profondeurs cibles de gravure primaire et secondaire est au moins égale à une épaisseur de la plaquette (mesurée dans la direction transversale).
  • Selon un exemple, la somme des profondeurs cibles de gravure primaire et secondaire est strictement supérieure à une épaisseur de la plaquette (mesurée dans la direction transversale), de façon à garantir le croisement des gravures primaire et secondaire.
  • La somme des profondeurs cible de gravure primaire et secondaire est entendue ici comme la somme desdites profondeurs en valeur absolue, sans tenir compte du sens de gravure.
  • Selon un exemple, la somme des première et deuxième profondeur cibles de gravure est telle que le composant formé à l'issue de la gravure secondaire comporte, entre le premier et le deuxième niveau, un niveau intermédiaire dont certains bords sont dans le prolongement de bords du premier niveau et d'autres bords sont dans le prolongement de bords du deuxième niveau.
  • Selon un exemple, le procédé comprend en outre, à l'issue de la gravure secondaire, le retrait de la ou les couches d'arrêt.
  • Selon un exemple, le procédé comprend en outre, à l'issue de la gravure secondaire et éventuellement du retrait de la ou les couches d'arrêt, au moins une séquence d'oxydation et désoxydation de la plaquette portant le au moins un composant, en vue de lisser les surfaces du ou des composant(s) et/ou d'en modifier les dimensions.
  • Selon un exemple, le procédé comprend en outre, à l'issue de la gravure secondaire et éventuellement du retrait de la couche d'arrêt et/ou de ladite au moins une séquence d'oxydation- désoxydation, au moins une oxydation (dite finale) de la plaquette portant le au moins un composant, en vue d'en améliorer les caractéristiques mécaniques.
  • Selon un exemple, le procédé comprend en outre, à l'issue de la gravure secondaire et éventuellement du retrait de la couche d'arrêt et/ou de ladite au moins une séquence d'oxydation- désoxydation et/ou de ladite oxydation finale de la plaquette, une étape dans laquelle ledit au moins un composant est détaché de la plaquette.
  • Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un composant horloger, notamment obtenu par mise en œuvre du procédé tel que défini précédemment, en particulier une ancre ou une roue ou un plateau ou une aiguille ou un spiral ou un élément à lame(s) flexible(s), ledit composant comprenant au moins un premier niveau et un deuxième niveau au moins partiellement superposés dans une direction transversale dudit composant, et ledit composant étant un composant monolithique.
    • Brève description des dessins
  • Les particularités et les avantages de la présente invention apparaîtront plus en détails dans le cadre de la description qui suit avec un exemple de réalisation donné à titre illustratif et non limitatif en référence aux dessins annexés qui représentent :
    • La figure 1 est une vue d'ensemble d'un composant horloger fabriqué selon l'invention,
    • La figure 2 est une vue en coupe selon le plan de symétrie P1 du composant,
    • Les figures 3a à 3j montrent des vues en section selon P1 illustrant des étapes correspondantes respectivement a à j du procédé selon un exemple particulier de mise en œuvre,
    • La figure 4 est une vue en section selon le plan P2 illustré sur la figure 1, à l'issue des opérations de gravure du procédé,
    • La figure 5 illustre le premier masque de résine utilisé pour la gravure du premier côté de la plaquette,
    • La figure 6 illustre le deuxième masque de résine utilisé pour la gravure du deuxième côté de la plaquette.
  • La figure 1 représente une ancre multiniveau 10 pouvant être fabriquée par la mise en œuvre du procédé selon l'invention.
  • Une telle ancre 10 est destinée à équiper un échappement d'un mouvement d'horlogerie (non représenté). L'ancre 10 illustrée comprend une partie de fixation 30, percée d'un trou 37 destiné à accueillir un axe de pivotement de l'ancre (non représenté).
  • Dans l'exemple, la partie de fixation 30 présente une forme globale de T avec une tige centrale 30a et, à une extrémité de ladite tige 30a, une tête 30b s'étendant sensiblement orthogonalement à la tige 30a. Le trou 37 est ici situé à la jonction entre la tige 30a et la tête 30b.
  • L'ancre 10 comporte également deux palettes 31, 32, reliées à la partie de fixation 30, et destinées à coopérer avec une roue de l'échappement (non représentée). Comme illustré, chaque palette 31, 32 est respectivement fixée à une extrémité de la tête 30b.
  • L'ancre 10 comprend encore une fourchette 33 destinée à coopérer avec un organe réglant (non représenté) du mouvement, par exemple un balancier-spiral. La base 33a de la fourchette 33 est reliée à la partie de fixation 30, ici à l'extrémité de la tige 30a opposée à la tête 30b.
  • La fourchette 33 comprend deux cornes 34, 35 délimitant entre elles un logement 36. Le logement 36 est surmonté d'un dard 20 solidaire d'un support de dard 21 surmontant la base 33a de la fourchette 33.
  • Les éléments précités forment un ensemble à trois niveaux 11, 13, 12 superposés dans cet ordre selon une direction transversale Z, comme illustré sur la figure 2, qui est une vue en coupe selon le plan P1.
  • Pour toute la suite de la présente description, on définit un premier côté 10a de l'ancre 10 comme le côté sur lequel est situé le dard 20, dans la direction transversale Z. On définit le deuxième côté 10b comme le côté opposé à ce premier côté.
  • Par ailleurs, dans la suite, un plan limite, une surface ou une partie primaire d'un élément ou d'un niveau est situé(e) vers le premier côté de l'ancre, dans la direction transversale Z. Un plan limite, une surface ou une partie secondaire d'un élément ou d'un niveau est situé(e) vers le deuxième côté de l'ancre, dans la direction transversale Z.
  • Enfin, une épaisseur ou une profondeur sera mesurée selon la direction transversale Z, tandis qu'une largeur sera mesurée dans un plan orthogonal à ladite direction transversale Z.
  • Un premier niveau 11 de l'ancre est délimité par les plans limite primaires PL1 et secondaire PL2 du dard 20. L'épaisseur de ce premier niveau 11 est l'épaisseur du dard 20, c'est-à-dire z1.
  • Un deuxième niveau 12 de l'ancre est délimité par les plans limite primaire PL3 et secondaire PL4 de la partie de fixation 30, des palettes 31, 32 et de la fourchette 33. L'épaisseur de ce deuxième niveau 12 est z2.
  • Dans l'exemple, l'épaisseur z3 du support de dard 21 est supérieure à l'épaisseur z1 du dard 20. Par ailleurs, les surfaces primaires du dard 20 et du support de dard 21 sont définies dans le même plan limite PL1, tandis que les surfaces secondaires du dard 20 et du support de dard 21 sont situées respectivement dans le plan PL2 et dans le plan PL3. Le dard 20 se trouve ainsi décalé d'une distance z4 égale à z3- z1 par rapport à la fourchette 33, dans la direction transversale Z de l'ancre.
  • Un niveau intermédiaire 13 de l'ancre est ainsi délimité par les plans PL2 et PL3 et formé par la partie 23 du support de dard 21, ci-après appelée partie secondaire du support de dard, d'épaisseur z4.
  • Les étapes de fabrication d'une telle ancre 10 selon un exemple de mise en œuvre du procédé selon l'invention va à présent être décrit en référence aux figures 3a à 3j. En pratique cependant, on fabriquera généralement une pluralité d'ancres 10 identiques et/ou d'autres composants simultanément (dans une même plaquette).
  • Dans une étape a) du procédé, on fournit une plaquette de silicium monolithique 100.
  • La plaquette est avantageusement réalisée en silicium monocristallin et dopé, notamment dopé au phosphore. Avantageusement, le silicium est dopé de manière à posséder une résistivité inférieure ou égale à 0,1 Ω.cm-1, par exemple une résistivité égale à 0,05 Ω.cm-1. Le silicium dopé, électriquement conducteur, est plus stable dimensionnellement et de meilleure résistance mécanique. De préférence, le silicium utilisé est d'orientation {1,1,1}. Comme variante, on pourra toutefois utiliser tout silicium adapté, notamment polycristallin et/ou non dopé et/ou d'orientation différente de l'orientation {1,1,1}.
  • La plaquette 100 présente une surface primaire 100a, plane, sur un premier côté 101 et une surface secondaire 100b, plane et parallèle à la surface primaire 100a, sur son deuxième côté 102.
  • On définit pour la suite une direction transversale Z de la plaquette, orthogonale aux surfaces primaire 100a et secondaire 100b.
  • Les surfaces primaire et secondaire 100a, 100b sont de préférence polies.
  • Dans une étape b) du procédé, on réalise, sur le premier côté 101 de la plaquette 100, un premier masque de gravure primaire 200 muni, pour chaque ancre à fabriquer, d'au moins une ouverture 210 telle qu'une gravure primaire réalisée à travers cette ouverture 210 forme les bords du premier niveau 11 de l'ancre 10, une partie des bords du niveau intermédiaire 13, ainsi que la surface primaire 12a du deuxième niveau 12.
  • Dans l'exemple, le premier masque de gravure 200 comporte, pour chaque ancre 10 à fabriquer, une ouverture 210. La figure 5 illustre une portion du premier masque 200 incluant une telle ouverture 210.
  • La gravure primaire est destinée à former les bords du dard 20 et du support de dard 21 qui forment le premier niveau 11.
  • Le masque 200 est donc ouvert sur une première zone 211 présentant une bordure, ici intérieure 2111, délimitant le contour du premier niveau 11. Une largeur L1 de cette première zone 211 est avantageusement comprise entre 20 et 200 microns et de préférence constante, pour garantir une inclinaison adéquate des flancs de gravure.
  • Dans l'exemple particulier considéré, la gravure primaire est aussi destinée à former la surface primaire 12a du deuxième niveau 12. Dans ce but, le masque 200 est également ouvert sur une deuxième zone 212 recouvrant cette surface primaire prévisionnelle du deuxième niveau 12 (délimitée par des pointillés sur la figure 5). Pour des raisons qui seront explicitées dans la suite, et comme illustré, la deuxième zone 212 est avantageusement plus large que ladite surface prévisionnelle, là où celle-ci est délimitée par un bord du deuxième niveau 12. L'élargissement de l'ouverture, ou distance de sécurité S, est constante ou non et de préférence supérieure à 10 microns, encore préférentiellement comprise entre 10 et 100 microns (mesurée orthogonalement au contour de la surface primaire prévisionnelle).
  • En l'espèce, les première et deuxième zones 211, 212 se superposant partiellement, elles forment ensemble l'ouverture 210 du premier masque 200.
  • Le premier masque de gravure 200, muni, pour chaque ancre 10, de son ouverture 210, est par exemple réalisé de la façon décrite ci-dessous. Bien que par souci de simplification, la description et les dessins font référence à une seule ancre 10, chaque étape est en pratique réalisée de façon simultanée pour chaque ancre ou composant fabriqué dans la même plaquette.
  • Dans une première sous-étape b1), on fait croître, sur l'ensemble de la surface de la plaquette 100, une couche d'oxyde de silicium 230.
  • Puis on dépose une couche de résine photosensible 240 sur cette couche d'oxyde de silicium 230, du premier côté 101 de la plaquette (sous-étape b2).
  • Dans une sous-étape b3), on expose la couche de résine 240 au rayonnement lumineux R d'une source lumineuse (non illustrée), à travers un masque photolithographique 250 muni d'une fenêtre 251 correspondant aux contours de gravure primaire souhaités. Le rayonnement R peut notamment être un rayonnement comprenant des UV, c'est-à-dire des ultra-violets, voire être constitué d'UV.
  • Puis, dans le cas d'une résine positive telle que représentée, on élimine localement la résine photosensible irradiée en la solubilisant dans un bain chimique approprié, pour former une ouverture 241 correspondant aux contours de gravure primaire souhaités.
  • Dans une sous-étape b4), la couche d'oxyde de silicium 230 est ensuite gravée sous l'ouverture 241 de la résine, notamment par gravure au plasma, formant une ouverture correspondante 231.
  • Puis dans une étape b5), la couche de résine 240 est retirée, notamment par gravure au plasma. Le masque 200 n'est alors plus formé que par la couche 230 d'oxyde de silicium dont l'ouverture 231 forme l'ouverture 210 du masque.
  • Comme variante, la couche de résine 240 peut être conservée pour la gravure primaire. Dans ce cas, le masque de gravure 200 est formé de la couche de résine 240 et de la couche d'oxyde de silicium 230 dont les ouvertures respectivement 231 et 241 coïncident pour former l'ouverture 210 du masque 200.
  • Comme autre variante, la couche d'oxyde de silicium pourrait aussi être omise. Dans ce cas, le masque 200 est formé par la seule couche de résine 240 dont l'ouverture 241 forme l'ouverture du masque 200.
  • Une fois le premier masque 200 en place, et dans une nouvelle étape c) du procédé, on grave la plaquette 100 à travers l'ouverture 210 du masque 200 pour former le premier niveau 11 de l'ancre 10, la surface primaire 12a du deuxième niveau 12, et des bords du niveau intermédiaire 13.
  • La gravure est une gravure ionique réactive profonde, encore appelée gravure DRIE (acronyme de « deep reaction ion etching », qui est la désignation anglaise de la gravure ionique réactive profonde) ou gravure selon le procédé Bosch.
  • La profondeur cible d1 de gravure primaire est inférieure à une épaisseur d de la plaquette correspondant à l'épaisseur de silicium entre les surfaces 100a, 100b, dans une direction Z transversale auxdites faces, au moment de la gravure. Ainsi, la gravure primaire ne traverse pas la plaquette 100.
  • La profondeur cible d1 correspond ici à la somme z3 des épaisseurs z1 et z4 respectivement du premier niveau 11 et du niveau intermédiaire 13.
  • On détermine au préalable, par calcul ou de manière empirique, une durée de gravure ou un nombre de cycles de gravure pour obtenir la profondeur d1.
  • Dans une étape suivante d) du procédé, le premier côté 101 de la plaquette 100, ainsi gravé, est recouvert d'au moins une couche d'arrêt 400.
  • Par couche d'arrêt 400, on entend une couche réalisée dans un matériau peu sensible à la gravure, notamment à la gravure DRIE, de sorte qu'elle est adaptée pour arrêter une telle gravure (en étant peu ou pas détériorée) si celle-ci parvient à son contact.
  • Si une couche de résine photosensible 240 a été conservée pour former le premier masque de gravure 200, cette couche est préalablement retirée, notamment par plasma, avant réalisation de la couche d'arrêt.
  • Si une couche d'oxyde de silicium 230 a été formée comme décrit précédemment, elle peut aussi être retirée à ce stade, ou elle peut être conservée, comme dans l'exemple illustré.
  • La couche d'arrêt 400 épouse les surfaces et les parties du composant définies lors de la gravure primaire de l'étape c).
  • On peut réaliser une unique couche 400, comme représenté sur la figure 3d, ou on peut réaliser successivement plusieurs couches les unes au-dessus des autres.
  • Une couche d'arrêt 400 peut être par exemple une couche d'oxyde de silicium, notamment d'épaisseur comprise entre 0.5 et 5 microns, ou une couche d'aluminium, notamment d'épaisseur comprise entre 0.1 et 5 microns, ou une couche de parylène, notamment d'épaisseur comprise entre 1 et 5 microns.
  • La couche d'arrêt 400 peut être déposée, par exemple par dépôt sous vide, notamment si elle est en parylène ou en aluminium, comme dans l'exemple illustré. Lors d'un tel dépôt d'une couche d'arrêt, on peut préalablement masquer le côté opposé.
  • Selon un mode de réalisation alternatif (non représenté), la couche d'arrêt peut aussi être obtenue par croissance, notamment dans le cas d'une couche en oxyde de silicium. Par exemple, la couche d'oxyde de silicium 230 peut être retirée, et la plaquette, une nouvelle fois oxydée. Une nouvelle couche d'oxyde de silicium est dans ce cas formée sur l'ensemble de la plaquette et en particulier sur son premier côté, formant couche d'arrêt. Cette couche d'oxyde de silicium peut alors servir à la réalisation du masque de gravure secondaire, d'une manière similaire à celle décrite dans la suite.
  • Dans une étape e) du procédé, on réalise, sur le deuxième côté 102 de la plaquette 100, un deuxième masque de gravure 300 muni d'au moins une ouverture 310, 320 telle qu'une gravure secondaire réalisée à travers cette ouverture forme les bords du deuxième niveau 12 de l'ancre 10 ainsi que la surface secondaire 11b du premier niveau 11.
  • Pour des raisons pratiques, la plaquette est généralement retournée entre les étapes d) et e).
  • Dans l'exemple considéré, et comme illustré sur la figure 6, le deuxième masque de gravure 300 comporte, pour chaque ancre 10 à fabriquer, deux ouvertures 310, 320, définies comme suit.
  • La gravure secondaire est destinée à former les bords du deuxième niveau 12. Dans l'exemple illustré, ces bords comprennent les bords du trou 37, ainsi que les bords (externes) des palettes 31, 32, de la fourchette 33 et de la partie de fixation 30, hormis sur une zone - référencée 324 dans l'exemple de la figure 6 - formant attache destinée à maintenir un lien entre le composant et le reste de la plaquette.
  • Le masque doit donc au moins être ouvert sur des zones bordant lesdits bords, avec une largeur des dites zones avantageusement comprise entre 20 et 200 microns et de préférence constante, pour garantir une inclinaison adéquate des flancs de gravure.
  • Dans ce but, le masque 300 est ouvert sur une première zone 311, délimitant le trou 37. En l'espèce, la zone forme une première ouverture 310 circulaire du masque, le diamètre du trou 37 étant trop petit pour la réalisation d'un liseré de gravure de largeur constante.
  • Le masque 300 est également ouvert sur une deuxième zone 321 dont la bordure, ici intérieure 3211, délimite le contour de la partie de fixation 30, des palettes 31, 32 et de la fourchette 30 de l'ancre 10 et de largeur L2 constante, comprise entre 20 et 200 microns.
  • La gravure secondaire étant par ailleurs destinée à former une surface secondaire 11b du premier niveau 11, le deuxième masque 200 est également ouvert sur une troisième zone 322 recouvrant cette surface secondaire 11b. Comme illustré, la troisième zone 322 est avantageusement élargie d'une distance de sécurité S, de préférence supérieure à 10 microns, encore préférentiellement comprise entre 10 et 100 microns.
  • En l'espèce, les deuxièmes et troisième zones 321, 322 se superposant partiellement, elles forment ensemble une deuxième ouverture 320 du masque 300.
  • La réalisation du deuxième masque de gravure 300, muni de ses ouvertures 310, 320, comprend par exemple des sous-étapes e1 à e4, similaires respectivement aux étapes b2 à b5 décrites précédemment et détaillées dans la suite :
    A ce stade du procédé, dans l'exemple illustré, une couche d'oxyde de silicium 230 est déjà présente sur le deuxième côté 102 de la plaquette 100, comme suite de l'étape b1 réalisée précédemment.
  • (Dans le mode de réalisation alternatif mentionné précédemment, une couche d'oxyde de silicium issue de la réoxydation de la plaquette après gravure primaire et formant couche d'arrêt sur le premier côté 101 remplacerait cette couche 230 sur le deuxième côté 102. Le reste du procédé resterait similaire.)
  • Dans une sous-étape e1), on dépose une couche de résine photosensible 340 sur ladite couche d'oxyde de silicium 230.
  • Dans une sous-étape e2), on expose la couche de résine 340 au rayonnement lumineux R d'une source lumineuse (non illustrée), à travers un masque photolithographique 350 muni de fenêtres 351, 352 correspondant aux contours de gravure secondaire souhaités.
  • Pour garantir le bon positionnement relatif des différents niveaux de l'ancre 10, on peut à ce stade réaliser une étape complémentaire de référencement (non représentée) consistant à indexer la position du masque photolithographique 350 sur des marques d'alignement gravées lors de la gravure primaire. On fait par exemple coïncider ces marques d'alignement, avec des marques du masque photolithographique 350, éventuellement au moyen d'un système de référencement par caméra.
  • Une fois l'opération de photolithographie achevée, on élimine localement la résine photosensible irradiée en la solubilisant dans un bain chimique approprié, pour former des ouvertures 341, 342 correspondant aux contours de gravure secondaire souhaités.
  • Dans une sous-étape e3), on grave la couche d'oxyde de silicium 230 sous les ouvertures 341, 342 de la résine 340, notamment par gravure au plasma, pour y former des ouvertures 232, 233 correspondantes.
  • Puis, dans une étape e4, la couche de résine 340 est retirée, notamment par gravure au plasma. Dans ce cas, le masque 300 n'est plus formé que par la couche d'oxyde de silicium 230 dont les ouvertures 232, 233 forment les ouvertures 310, 320 du deuxième masque 300.
  • Comme expliqué précédemment, la couche de résine 340 pourrait être conservée pour la gravure. Et la couche d'oxyde de silicium 230 pourrait aussi être omise.
  • Une fois le deuxième masque 300 en place, et dans une nouvelle étape f) du procédé, la plaquette 100 est gravée à travers les ouvertures 310, 320 du masque 300 pour former le deuxième niveau 12 de l'ancre 10, la surface secondaire 11b du premier niveau 11, et des bords du niveau intermédiaire 13.
  • La gravure est là encore typiquement une gravure ionique réactive profonde.
  • Selon l'invention, la profondeur cible d2 de cette gravure secondaire est telle que la gravure secondaire atteint au moins localement la couche d'arrêt 400. La profondeur d2 est ici égales à la somme des épaisseurs z2 et z4 respectivement du deuxième niveau 12 et du niveau intermédiaire 13. En pratique, la somme des première et deuxième profondeurs cibles d1, d2 est au moins égale à l'épaisseur d de la plaquette. Dans l'exemple particulier de l'ancre 10 de la figure 1, cette somme excède l'épaisseur d d'une valeur z4. Autrement dit :
    • la gravure secondaire dépasse les surfaces de fond de gravure primaire, d'une profondeur z4, sur les zones où la gravure n'est pas stoppée prématurément par la couche d'arrêt 400, et
    • la gravure secondaire s'arrête à une profondeur d2' égale à d-d1 au droit des surfaces de fond de gravure primaire.
  • Au droit du premier niveau 11, la gravure secondaire n'est stoppée qu'à la profondeur cible d2. La surface de fond de gravure forme, dans ce cas, la surface secondaire 11b du premier niveau 11.
  • Grâce à la distance de sécurité S conservée lors de la gravure primaire, les bords de gravure secondaire formant les bords du deuxième niveau 12 intersectent de façon nette la couche d'arrêt 400 à la profondeur d2', évitant ainsi la formation d'un surplus de matière.
  • La figure 4 illustre les bords de gravure secondaire délimitant les cornes 34, 35 de la fourchette 33. Du fait de la distance de sécurité S prévue lors de la gravure primaire, ces bords intersectent nettement la couche d'arrêt 400. Dans l'exemple illustré, la distance de sécurité S est égale à la largeur L2 d'un liseré de gravure secondaire. Cet exemple n'est cependant par limitatif et la distance de sécurité S pourrait être plus faible tout en restant non nulle.
  • De la même façon, grâce à la distance de sécurité S conservée lors de la gravure secondaire, les surplus de matière sont évités en bordure du premier niveau.
  • Dans une étape suivante g) du procédé, la ou les couches d'arrêt 400 sont retirées.
  • Dans le cas où la couche d'arrêt 400 est une couche d'oxyde de silicium, la plaquette 100 est plongée dans un bain chimique adapté, typiquement un bain d'acide fluorhydrique. Dans le cas d'une couche d'aluminium, la plaquette 100 est également plongée dans un liquide adapté pour dissoudre l'aluminium. Enfin, on pourra utiliser un plasma oxygène pour retirer une couche de parylène.
  • Optionnellement on peut ensuite, dans une étape h), procéder à une ou plusieurs séquence(s) d'oxydation puis désoxydation de la plaquette 100, en vue de lisser les surfaces des ancres 10 et/ou d'en modifier les dimensions.
  • On peut enfin procéder à une étape i) d'oxydation de la plaquette en vue d'en améliorer les caractéristiques mécaniques des ancres 10.
  • Puis on détache ensuite les ancres 10 de la plaquette (étape j), en rompant les attaches 324 les maintenant au reste de la plaquette.
  • Dans le procédé décrit précédemment, les étapes peuvent se succéder dans l'ordre a, b, c, d, e, f et le cas échéant g et/ou h et/ou i et/ou j, décrites précédemment. Certaines étapes peuvent toutefois être interverties ou supprimées. Ainsi, par exemple, l'étape e) peut être réalisée avant l'étape d) et même éventuellement avant l'étape c) ou avant l'étape b).
  • De façon générale, le procédé n'est pas limité à une succession de séquences particulière, et peut être réalisé selon toute succession d'étapes adaptées permettant de réaliser la gravure primaire puis la gravure secondaire, en utilisant, pour stopper au moins localement la gravure secondaire, au moins une couche d'arrêt réalisée préalablement sur le premier côté de la plaquette une fois gravé.

Claims (17)

  1. Procédé de fabrication d'au moins un composant horloger (10), ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes:
    - Fournir une plaquette monolithique en silicium (100),
    - Sur un premier côté de la plaquette (101), réaliser un premier masque (200) de gravure primaire muni d'au moins une ouverture (210),
    - Graver la plaquette (100) à travers ladite au moins une ouverture (210) du premier masque (200) de gravure primaire pour former des bords d'un premier niveau (11) du composant, la profondeur cible (d1) de gravure primaire (101) étant telle que ladite gravure primaire ne traverse pas la plaquette,
    - Réaliser au moins une couche d'arrêt (400) sur le premier côté (101) gravé de la plaquette (100),
    - Sur le deuxième côté de la plaquette (102) opposé au premier côté (101), réaliser un deuxième masque (300) de gravure secondaire muni d'au moins une ouverture (310, 320),
    - Graver la plaquette (100) à travers ladite au moins une ouverture (310, 320) du deuxième masque (300) pour former des bords d'un deuxième niveau (12) du composant, la profondeur cible de gravure secondaire étant telle qu'au moins localement ladite gravure secondaire atteint ladite au moins une couche d'arrêt.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la somme des profondeurs cibles de gravure primaire et secondaire (d1, d2) est strictement supérieure à une épaisseur (d) de la plaquette.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la somme des profondeurs cibles de gravure primaire et secondaire (d1, d2) est telle que le composant formé à l'issue de la gravure secondaire comporte, entre le premier et le deuxième niveau (11, 12), un niveau intermédiaire (13) dont certains bords sont dans le prolongement de bords du premier niveau et d'autres bords sont dans le prolongement de bords du deuxième niveau.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la au moins une couche d'arrêt (400) comprend une couche d'oxyde de silicium et/ou une couche d'aluminium et/ou une couche de parylène.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la gravure primaire de la plaquette (100) à travers ladite au moins une ouverture (210) du premier masque (200) forme en outre une surface primaire (12a) du deuxième niveau (12) orientée vers le premier côté (101) et éventuellement au moins une partie de bord d'un niveau intermédiaire du composant.
  6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ladite surface primaire du deuxième niveau (12) du composant (10) est, au moins sur une partie limite, délimitée par un bord du deuxième niveau, et l'ouverture du premier masque (200) recouvre ladite surface primaire prévisionnelle élargie, au droit de ladite partie limite, d'une distance de sécurité (S) supérieure à 10 microns, de préférence comprise entre 10 et 100 microns.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la gravure secondaire de la plaquette (100) à travers ladite au moins une ouverture (310, 320) du deuxième masque (300) forme en outre une surface secondaire (11b) du premier niveau (11) orientée vers le deuxième côté (102) et éventuellement au moins une partie de bord d'un niveau intermédiaire dudit composant.
  8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ladite surface secondaire du premier niveau (11) du composant (10) est, au moins sur une partie limite, délimitée par un bord du premier niveau, et l'ouverture du deuxième masque (200) recouvre ladite surface secondaire élargie, au droit de ladite partie limite, d'une distance de sécurité (S) supérieure à 10 microns, de préférence comprise entre 10 et 100 microns.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel au moins une partie d'une ouverture du premier masque (200), respectivement du deuxième masque (300), définissant un contour du premier niveau, respectivement du deuxième niveau, présente une largeur comprise entre 20 et 200 microns.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la réalisation du masque de gravure primaire et/ou la réalisation du masque de gravure secondaire comprend la structuration par photolithographie d'une couche de résine déposée sur le premier côté (101), respectivement le deuxième côté (102), de la plaquette (100), pour former des ouvertures définissant les bords du premier niveau (11), respectivement du deuxième niveau, du composant.
  11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la réalisation du masque de gravure primaire et/ou la réalisation du masque de gravure secondaire comprend :
    - le dépôt d'une couche de résine sur une couche d'oxyde préalablement réalisée sur le premier côté, respectivement le deuxième côté de la plaquette,
    - la structuration par photolithographie de ladite couche de résine pour former des ouvertures définissant au moins les bords du premier niveau (11), respectivement du deuxième niveau, du composant.
    - l'ouverture de la couche d'oxyde au niveau des dites ouvertures,
    et éventuellement l'élimination de la couche de résine.
  12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le procédé comprend, après gravure de la plaquette à travers le masque de gravure primaire, une oxydation de la plaquette de sorte que la couche d'oxyde issue de cette oxydation forme une couche d'arrêt sur le premier côté gravé de la plaquette, puis la formation du masque de gravure secondaire à partir de ladite couche d'oxyde sur le deuxième côté de la plaquette.
  13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le au moins un composant horloger (10) est une ancre ou une roue ou un plateau ou une aiguille ou un spiral ou un élément à lame(s) flexible(s).
  14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel la plaquette (100) est polie sur ses deux côtés (101, 102).
  15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, comprenant en outre le retrait de la au moins une couche d'arrêt (400).
  16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant en outre, à l'issue de la gravure secondaire, une oxydation de la plaquette portant le au moins un composant (100).
  17. Composant horloger en silicium, notamment obtenu par mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, ledit composant comprenant au moins un premier niveau et un deuxième niveau au moins partiellement superposés dans une direction transversale dudit composant, et ledit composant étant un composant monolithique.
EP22174885.8A 2022-05-23 2022-05-23 Procédé de fabrication d'un composant horloger Pending EP4283408A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22174885.8A EP4283408A1 (fr) 2022-05-23 2022-05-23 Procédé de fabrication d'un composant horloger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22174885.8A EP4283408A1 (fr) 2022-05-23 2022-05-23 Procédé de fabrication d'un composant horloger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4283408A1 true EP4283408A1 (fr) 2023-11-29

Family

ID=81842044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22174885.8A Pending EP4283408A1 (fr) 2022-05-23 2022-05-23 Procédé de fabrication d'un composant horloger

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP4283408A1 (fr)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200057412A1 (en) * 2018-08-14 2020-02-20 Seiko Epson Corporation Watch component, movement and watch

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200057412A1 (en) * 2018-08-14 2020-02-20 Seiko Epson Corporation Watch component, movement and watch

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TIAN J ET AL: "Simultaneous through-silicon via and large cavity formation using deep reactive ion etching and aluminum etch-stop layer", 58TH ELECTRONIC COMPONENTS AND TECHNOLOGY CONFERENCE - 27-30 MAY 2008 - LAKE BUENA VISTA, FL, USA, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 27 May 2008 (2008-05-27), pages 1787 - 1792, XP031276443, ISBN: 978-1-4244-2230-2 *
WEI JIA ET AL: "A novel semi-SOI fabrication process for integrated 3D micromachining", NANO/MICRO ENGINEERED AND MOLECULAR SYSTEMS, 2008. NEMS 2008. 3RD IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON, 1 January 2008 (2008-01-01), Piscataway, NJ, USA, pages 717 - 720, XP055970099, ISBN: 978-1-4244-1907-4, Retrieved from the Internet <URL:https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=4484429&ref=aHR0cHM6Ly9pZWVleHBsb3JlLmllZWUub3JnL2RvY3VtZW50LzQ0ODQ0Mjk=> DOI: 10.1109/NEMS.2008.4484429 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2105807B1 (fr) Spiral à élévation de courbe monobloc et son procédé de fabrication
EP2091861B1 (fr) Procede de fabrication de pieces de micromecanique multiniveaux en silicium et pieces ainsi obtenues
EP1683217B1 (fr) Procede de fabrication d une micro-batterie au lithium
FR2935536A1 (fr) Procede de detourage progressif
EP2767870B1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;une pièce de micromécanique monobloc comportant au moins deux niveaux fonctionnels distincts
EP1986239B1 (fr) Procédé pour la réalisation d&#39;une matrice de détection de rayonnements électromagnétiques et notamment de rayonnements infrarouges.
EP2145856A1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;une pièce micromécanique
EP2348527A1 (fr) Procédé de recuit d&#39;une structure
EP3495894B1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;un composant horloger
EP4283408A1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;un composant horloger
CH719712A2 (fr) Procédé de fabrication d&#39;un composant horloger.
EP0392907B1 (fr) Procédé de réalisation d&#39;un dispositif utilisant une structure de films à couches minces
EP2676288B1 (fr) Procede de realisation d&#39;un support de substrat
EP3453787A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;un lot de pieces de micromecanique multi-niveau en metal
EP3822709B1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;un composant horloger
CH716692B1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;un composant, typiquement horloger, en silicium.
EP4052098B1 (fr) Procede de fabrication d&#39;un composant horloger en silicium
EP3839627A1 (fr) Methode de fabrication d&#39;un micromoule pour electroformage de composants micromecaniques
EP3412625A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;une piece micromecanique
WO2003007026A1 (fr) Procede de fabrication de pieces microscopiques
EP3776642B1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;un substrat donneur pour la réalisation d&#39;une structure intégrée en trois dimensions et procédé de fabrication d&#39;une telle structure intégrée
EP4227742A1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;une pièce en silicium
CH713854A2 (fr) Procédé de fabrication d&#39;une pièce micromécanique.
WO2022175618A1 (fr) Dispositif pyroelectrique comprenant un substrat a couche superficielle pyroelectrique et procede de realisation
CH718818B1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;un composant horloger en silicium

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE