JP2022547618A - ウエハ内に複数の共振器を製造する方法 - Google Patents

ウエハ内に複数の共振器を製造する方法 Download PDF

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Abstract

時計用の調節部材を装備することを意図している複数の機械式共振器（１００）を製造用ウエハ内に製造する方法は、(a）基準仕様に従って少なくとも1つの基準ウエハに複数の共振器を製造する工程であって、前記基準ウエハ上又は該基準ウエハの上方に前記共振器のパターンを形成するための少なくとも1つのリソグラフィ工程、及び前記パターンを介して前記基準ウエハに機械加工する工程を含む工程と、（b）前記少なくとも1つの基準ウエハについて、平均剛性値に対する前記共振器の剛性の分散を示すマップを生成する工程と、(c）前記マップをフィールドに分割し、前記分散を低減するために前記フィールドの少なくとも1つについて前記共振器の寸法になされるべき補正を決定する工程と、（d）前記リソグラフィ工程の前記基準仕様を修正して前記リソグラフィ工程中に前記少なくとも1つのフィールドについて前記寸法に対する補正を行う工程と、（e）前記の修正した仕様を用いて製造用ウエハ上に共振器を生産する工程、を有する。【選択図】図４

Description

[本発明は、ウエハ上に複数の機械的共振器、特に時計用の調整部材を装備することを意図した共振器を製造する方法に関する。
より具体的には、本発明は、時計のような機械式時計のテンプを装備することを目的とした、ウエハ上の複数のヒゲゼンマイの製造において特に有利な用途を見いだす。
機械式時計のムーブメントは、共振器、すなわち弾性変形可能な部品を含む機械式調整器によって調整され、その振動が時計の速度を決定する。多くの時計は例えば、テンプの軸に取り付けられ、脱進機によって振動する共振器としてのヒゲゼンマイを含む調速機を備える。テンプとヒゲゼンマイの対の固有周波数が時計を制御している。他の型の既知の共振器はたとえば、音叉、振動子、又は他の機械的な要素に基づく。最後に、共振器を別の時計機能に組み込むことも、特許文献１で提案されているように最近の開発から知られている。特許文献１では、この共振器は、振動を調整するための主共振器とは別の機能を有する。
ヒゲゼンマイ型共振器の剛性は、その寸法－特にそのストリップに沿った巻線の厚さ（又は幅）－に依存する。剛性は、より具体的には、次式によって与えられる。
Figure 2022547618000002
 φはばねのねじれ角で、Mはヒゲゼンマイの戻りトルクで、Mは、特定の材料で作られた一定の断面を持つ帯の場合、次の式で与えられる。
Figure 2022547618000003
 Eはストリップに使用される材料のヤング率で、Lはストリップの長さで、hはストリップの高さで、eはストリップの厚み又は幅である。
ヒゲゼンマイの固有共振周波数は、その剛性の平方根に比例する。ヒゲゼンマイの主な仕様はその剛性である。その剛性は、発振器の慣性要素であるテンプと対を生成するように、十分に明確な範囲内にあるべきである。この対生成動作は、機械式発振器の周波数を精密に調整するために不可欠である。
非常に有利なことに、数百個のヒゲゼンマイは微細加工技術を使用して単一のウエハ上に製造することができる。特に、フォトリソグラフィ及び機械加工／エッチングプロセスを用いて、シリコンウエハ内に非常に高い精度で複数の共振器を製造することは既知の実務である。これらの機械的共振器を製造する方法は、一般に単結晶シリコンウエハを利用するが、他の材料－例えば多結晶若しくは非晶質シリコン、他の半導体材料、ガラス、セラミック、炭素、又はこれらの材料からなる複合体－のウエハが用いられても良い。その一部については、単結晶シリコンは磁場に対して比較的鈍感であり、熱膨張係数（α）が等方的である立方体m3m結晶クラスに属する。
シリコンは、第1熱弾性係数が強い負の値を有するため、シリコン製の共振器の剛性、ひいては固有振動数は、温度によって大きく変化する。この欠点を少なくとも部分的に補償するために、特許文献２～４は、単結晶シリコンからなるコア（又は特許文献４の場合にはデュアルコア）から製造されるヒゲゼンマイ式機械的共振器、及び、そのヤング率の温度に対する変化は、（複数の）コアを取り囲むアモルファス酸化シリコン（ＳｉＯ２）の層により補償されていることを記載している。アモルファス酸化シリコン（ＳｉＯ２）は正の熱弾性係数を持つ数少ない材料の一つである。
ヒゲゼンマイがシリコン又は他の材料でウエハ上でバッチ生産される場合、最終的な機能歩留まりは、剛性がペアリング範囲に対応するヒゲゼンマイの数をウエハ上のヒゲゼンマイの総数で割った値で与えられる。
しかしウエハ上でのヒゲゼンマイの製造に用いられる微細加工、より詳細にはエッチング工程は、エッチングパターンが各ヒゲゼンマイに対して同一であるにもかかわらず、所定のウエハ上でのヒゲゼンマイの寸法に著しい幾何学的分散をもたらし、したがってその剛性に著しい分散をもたらす。測定された剛性の分散は通常ガウス分布に従うが、生産歩留まりを最適化するためには、ガウス分布の平均を公称剛性値に集中させるとともに、このガウス分布の標準偏差を小さくすることが有利である。
さらに異なる時間にエッチングされた2つのウエハのヒゲゼンマイ間での剛性のばらつきは、同じプロセス仕様に従いながらもさらに大きくなる。この現象は図1に示されている。図中、3種類のウエハのヒゲゼンマイの剛性Rd1、Rd2、Rd3の分散曲線が図示されている。一般に、各ウエハについて、（この剛性を有するヒゲゼンマイの数Nに対する）剛性Rにおける分布は、正規分布すなわちガウス分布に従い、各分散曲線の中心は、それぞれの平均値Rm1、Rm2およびRm3に置かれている。
特許文献５，６は、所定の剛性を有するヒゲゼンマイを得るために必要な寸法よりも大きい寸法のヒゲゼンマイを形成し、形成されたこのヒゲゼンマイの剛性を測定し、所定の剛性を有するヒゲゼンマイを得るために必要な寸法を得るために除去すべき材料の厚さを計算し、この厚さをヒゲゼンマイから除去することによってこの問題を改善することを提案している。同様に特許文献７は、所定の剛性を有するヒゲゼンマイを得るために必要な寸法よりも小さい寸法のヒゲゼンマイを形成し、形成されたこのヒゲゼンマイの剛性を決定し、所定の剛性を有するヒゲゼンマイを得るために必要な寸法を得るために追加すべき材料の厚さを計算し、この厚さの材料をヒゲゼンマイに追加することによってこの同じ問題を改善することを提案している。
このようにして、図2に示すように、所定のウエハ上の剛性の平均値Rm1、Rm2等にもかかわらず、剛性Rd1、Rd2等の分散曲線が公称剛性値Rnomに再度中心合わせされ得る。
共振器がエッチングされた後に剛性を調整するこれらの工程は、ウエハ上のすべての共振器に例外なく適用される。このため、剛性をこのように調整しても、所定のウエハにわたる剛性における実質的な分散は低減しない。すなわち、依然として大きいままである分布の標準偏差は低減しない。このため、各ウエハの全てのヒゲゼンマイの機能的歩留まりは、比較的低いままである。
欧州特許第2037335号公報 欧州特許第1422436号公報 欧州特許第2215531号公報 国際公開第2016128694号公報 国際公開第2015113973号公報 欧州特許第3181938号公報 欧州特許第3181939号公報 欧州特許第2423764号公報
バーモット(M. Vermot)他、Traite de construction horlogere (2011) on pages 178-179 ボールケル(Voelkel)他、Advanced mask aligner lithography: new illumination system、Optic Express Vol.18, No.20, September 2010 Scanning Probe Lithography, Singh et al., Techniques used for maskless lithograpy,Int Journal of Science and Research India Vol.2, Issue 7, July 2013）
本発明の一の目的は、上記の欠点を回避又は克服することを可能にし、あるいはいかなる場合でもこれらの欠点間のより良いトレードオフを提供する、ウエハ上の複数の機械的共振器、特に機械式時計のムーブメント用の調整部材を製造する方法を提供することである。
特に本発明の一の目的は、剛性のガウス分布のより大きな部分が予め定められたペアリング範囲と重なることを保証するように、共振器のウエハの剛性における分散を補正する新規な製造方法を提供することである。本発明によれば、共振器の加工に先立ち、ウエハ上の各異なるフィールドに対してリソグラフィ工程を変更することにより、ウエハ上の共振器の剛性の分散における標準偏差は低減する。
一の態様によれば、これらの目的は、時計用の調節部材を装備することを意図される複数の機械的共振器をウエハ内に製造する方法によって達成される。当該製造方法は、前記ウエハ上又は該ウエハの上方に共振器のパターンを形成する少なくとも一つのリソグラフィ工程と、前記パターンを介して前記ウエハ内に機械加工する工程を含む。当該方法は、基準仕様に従って製造された共振器の平均剛性値に対する剛性の分散を示すマップを生成する工程と、前記マップをフィールドに分割し、前記分散を低減するために前記フィールドの少なくとも1つについて前記共振器の寸法になされるべき修正を決定する工程と、前記リソグラフィ工程中に前記少なくとも1つのフィールドについての前記寸法に修正を行うために前記リソグラフィ工程の前記基準仕様を修正する工程と、前記の修正した仕様を用いて製造ウエハ上に共振器を製造する工程と、を含む。
別の態様によれば、これらの目的は、時計用の調節部材を装備することを意図している複数の機械的共振器を製造用ウエハ内に製造する方法によって達成される。当該方法は、(a）基準仕様に従って少なくとも1つの基準ウエハ内に複数の共振器を製造する工程であって、前記基準ウエハ上又は該基準ウエハの上方に前記共振器のパターンを形成するための少なくとも1つのリソグラフィ工程、及び前記パターンを介して前記基準ウエハに機械加工する工程を含む工程と、（b）前記少なくとも1つの基準ウエハについて、平均剛性値に対する前記共振器の剛性の分散を示すマップを生成する工程と、(c）前記マップをフィールドに分割し、前記分散を低減するために前記フィールドの少なくとも1つについて前記共振器の寸法になされるべき補正を決定する工程と、（d）前記リソグラフィ工程の前記基準仕様を修正して前記リソグラフィ工程中に前記少なくとも1つのフィールドについて前記寸法に対する補正を行う工程と、（e）前記の修正した仕様を用いて製造用ウエハ上に共振器を生産する工程、を有する。
この製造方法の他の有利で好ましい特徴は、以下の説明および従属請求項に明記されている。
有利には、前記リソグラフィ工程を調整してウエハ上の機械的共振器の寸法を調整する工程を含む本発明のアプローチは、広範な研究及び各生産工程の最適化を排除しながら、基準ウエハに関して製造用ウエハの機能（剛性）収率を非常に著しく向上させるのに役立つ。
本発明の例示的な実施態様は、添付の図面によって示される説明において与えられる。
３つの異なるウエハ上のヒゲゼンマイの補正されていない剛性分散曲線を示している。 ウエハ上の剛性の平均値を公称値付近にセンタリングする様子を示している。 ウエハ上に機械式共振器－本願ではヒゲゼンマイ－を製造する方法を単純化して表したものである。 ウエハ上に機械式共振器－本願ではヒゲゼンマイ－を製造する方法を単純化して表したものである。 ウエハ上に機械式共振器－本願ではヒゲゼンマイ－を製造する方法を単純化して表したものである。 ウエハ上に機械式共振器－本願ではヒゲゼンマイ－を製造する方法を単純化して表したものである。 ウエハ上に機械式共振器－本願ではヒゲゼンマイ－を製造する方法を単純化して表したものである。 ウエハ上に機械式共振器－本願ではヒゲゼンマイ－を製造する方法を単純化して表したものである。 ウエハ上に機械式共振器－本願ではヒゲゼンマイ－を製造する方法を単純化して表したものである。 本発明による分散が補正された剛性の分布と、従来技術のウエハ上の共振器の剛性分布との対比を示している。 一部がフィールドに分割された複数のヒゲゼンマイを含むウエハを示している。 ウエハ上のフィールドあたりの剛性の分布のマップを表している。 本発明の一の好適実施形態による複数の共振器を製造する方法における主要工程を示す図である。 本発明による、ウエハ上の剛性の分散を公称剛性付近にセンタリングする補正を示している。 一の実施形態によるリソグラフィ工程用のステッパ・アンド・レチクルシステムを表している。
図3A～図3Gは、ウエハ10上に機械的共振器100を製造する方法を簡略化して表した図である。共振器は、特に時計の調整部材を装備することを意図しており、この実施例によれば、機械式時計のムーブメントのテンプを装備することを意図したシリコン製のヒゲゼンマイ100である。
ウエハ10は、図3AにSOI（シリコン・オン・インシュレータ）ウエハとして図示され、酸化シリコン（SiO2）犠牲層30と単結晶シリコン層40とを有する基板又は「ハンドラ」20を含む。一例として、基板20は500μmの厚さを有してよく、犠牲層30は2μmの厚さを有してよく、シリコン層40は120μmの厚さを有してよい。単結晶シリコン層40は、任意の結晶方位を有していてもよい。
リソグラフィ工程が図3B及び図3Cに示されている。「リソグラフィ」という用語は、ウエハ10上又はその上方の画像またはパターンをウエハ10に転写するための一連の操作を意味すると解される。図3Bを参照すると、この例示的な実施形態では、層40は、例えば重合可能なレジストからなる保護層50で覆われている。この層50の構造は典型的には、例えばフォトマスク（または別のタイプの露光マスク）またはステッパ・アンド・レチクルシステムと同様に、紫外線光源を使用するフォトリソグラフィ工程において形成される。リソグラフィによるこの構造形成は、図3Cに示されるように、層50における複数の共振器用のパターンを形成する。
次に、図3Dの工程において、パターンは、層40に複数の共振器100を形成するように機械加工－特にエッチング－される。エッチングは、深部反応性イオンエッチング（DRIE）技術を使用して実行されてもよい。エッチング後、保護層50の残りの部分は、その後除去される。
図3Eでは、共振器は、酸化物層30を局所的に除去し、さらには基板またはハンドラ20のシリコンの全部又は一部をエッチングすることによって、基板20から解放される。エッチングされた表面の平滑化（図示せず）も、例えばフッ酸（HF）に基づくウェットエッチングからなる、熱酸化工程に続く脱酸工程によって、放出工程の前に行われ得る。
上述したように、この工程では、ウエハに形成された様々な共振器は、一般に、共振器のすべてについてパターン形成およびこれらのパターンを通じた機械加工／エッチングの工程が同じであるにもかかわらず、それらの間に著しい幾何学的分散、つまりはそれらの剛性に著しい分散を示す。
さらに、剛性におけるこの分散は、同じプロセス仕様が使用されているにもかかわらず、異なる時間にエッチングされた2つのウエハのヒゲゼンマイ間でさらに大きくなる。図2に示されるような公称剛性値に対する異なるウエハ上の共振器の平均剛性を中央にするために、当該ウエハ10上の工程3Eで得られた共振器は、公称又は目標剛性を得るために必要な寸法よりも大きい寸法dで意図的に形成されてよい。工程3Eでウエハ上の共振器のサンプルの剛性を測定することによって、目標剛性に対応する寸法を得るために、例えばヒゲゼンマイの場合、各巻線の周囲で除去すべき材料の厚さが計算され得る。剛性を測定する工程は、様々な周知方法に従って実行されてもよく、例えばヒゲゼンマイの場合、非特許文献１及び特許文献８に記載されている方法であってもよい。
次に、熱酸化工程に続いて、除去される材料の量の微細かつ正確な除去を可能にする脱酸工程を行うことによって、図3Fに示されるように、共振器の寸法は、寸法d'の共振器に到達するように微細に調節され得る。より詳細には、このアプローチによれば、寸法差は、成長させるべき酸化物の厚さの値に変換される。本実施例では、酸化物層の約44％が元の表面より下になり、56％が上になる。熱酸化層の成長は正確に制御され得るので、調整層の脱酸後の巻線の大きさは、理論的には目標値に非常に近くなる。
図3Gの製造方法の最後の工程では、熱補償共振器を製造するために、シリコン共振器100の巻線110は、典型的には熱酸化工程によって、酸化シリコン（SiO2）の層120で覆われる。一般に2～5μmの厚さを有するこの層120の形成は、共振器の最終的な剛性にも影響するので、先の工程において考慮される必要がある。
上で見てきたように、剛性のガウス分布の平均を指定された公称値上に中心化することが既知の実施例であるが、これによってこの分布の大きな標準偏差が減少しない。しかし本発明は、ガウス分布の最も大きな部分がペアリング範囲と重なるようにするために、共振器のウエハ上の剛性における分散における標準偏差を減少させるのに役立つ。本発明によれば、ウエハ上の共振器の剛性における分散の標準偏差の低減は、共振器を機械加工する前のリソグラフィ工程をウエハ上で局所的に変更することにより達成される。この低減の結果の原理は、先行技術のウエハ上の共振器の剛性Rd1の分布と、本発明による剛性の分散の補正を行った剛性Rdc1の分布とを比較することによって図4に示される。一般に、複数の共振器を製造する方法は、共振器の組成、その意図された用途、及び製造コストのような他の側面に従って選択される一連の微細加工技術を含む。この方法は、共振器の形状に影響を与える多くの要因及び技術要素－例として、使用される層及び膜の材料及びそれらの厚さの選択、エッチングのための1つ以上の攻撃要素の化学組成、操作の持続時間、微細加工装置の選択、エッチングマスクを得るために使用する技術等を含む－によって特徴づけられる。所定の製造方法について、これらの要因および技術的要素は、ここでは「基準仕様」と呼ばれる。
本発明者らは、ウエハ上に共振器を製造する方法の精度及び再現性を決定するのは、ウエハ上に共振器のパターンを形成することと、これらのパターンを通してウエハに共振器を機械加工することの2つの基本工程であることを見出した。したがって、図1に示すように、主にこれらの工程の基準仕様こそがウエハ上の剛性のばらつきの形状を決定する。ここで、この剛性のばらつきの形状は、ある共振器製造方法に対してランダムではなく、再現性があることから、その方法の「分散特性」と呼ばれ、この特性は、すべての製造工程の連続による重畳効果を表している。つまり複数の共振器ウエハを同一の基準仕様に従って製造した場合、平均剛性がウエハごとに大きく異なり経時変化しても、その特性は概ね一定に保たれる。
図5に示されるような複数のシリコンヒゲゼンマイ100を含むウエハ10を製造する方法の場合、問題の工程は、典型的には、ヒゲゼンマイの正確な形状をウエハに転写するためのすべての操作からなるリソグラフィと、ヒゲゼンマイをその最終形状に機械加工するためのディープエッチングとである。より詳細には、先行技術によるこれらのヒゲゼンマイの製造方法の最後に観察される剛性の分散は、大部分がDRIE反応チャンバの形状及びこのチャンバ内のプラズマ雲の分布に起因する。ウエハディープエッチング工程に起因するこの分散特性は、そのガウス分布に関してのみならず、ウエハ上の剛性における分散のマップに関しても、非常に再現性が高い。
ウエハ上の剛性における分散のこのようなマップ150の一例は、ウエハ上のフィールド（又は領域）15に共振器を局所的にグループ化することによって図6に示される。各フィールドは少なくとも1つの共振器を含み、好ましくは各フィールドは2～20個の共振器、より好ましくは5～15個の共振器を含む。フィールド内の異なる共振器の剛性は、ウエハ上の同じ近接領域にあるため、互いに近い。いくつかのフィールド15が図5のウエハ上に図示されており、図6では、ウエハは56のフィールドのアレイに象徴的に分割されている。
図6のマップ150において、フィールドD9、E9、F1、F9、G2、G7、G8、H3、H4、H5、H6、H7は比較的高い剛性を有する共振器を構成し、フィールドA4、A5、B3、B4、B5、B6、C2、C3、C4、C5、C6、C7、D2、D3、D4, D6、D7は、ウエハの他のフィールド（特に中心付近）に対して、比較的剛性の低い共振器を構成し、分布の平均により近い剛性を持つ共振器を構成していることがわかる。このウエハ上の剛性の分散のマップは、共振器の平均剛性はウエハごとに異なる可能性があるが、同じ基準仕様に従って製造された各ウエハについて非常に類似したままである。
図7は、本発明の一の好ましい実施形態による製造用ウエハ上に複数の共振器を製造する方法における主要工程を示す図である。第1工程200において、少なくとも1つの基準ウエハ上で、本方法のための基準仕様を用いて、ウエハ上に複数の共振器を製造する。この工程200は、特に、共振器のパターンの形成（リソグラフィ）と、これらの露光パターンを通した機械加工を含む。この工程200は、十分に信頼できる統計的基準を確立するために、複数の基準ウエハ、好ましくは10～30枚のウエハについて実行されてもよい。好ましくは、本方法の基準仕様は、各基準ウエハについて同じであるが、一変形例によれば、基準ウエハの少なくともいくつかについて異なる基準仕様が使用されてもよい。
次の工程210では、共振器の剛性が各基準ウエハで測定される。好ましくは、共振器のサンプル－好ましくは各基準ウエハ上の共振器の少なくとも5％、より好ましくは少なくとも10％－の剛性が測定される。あるいは、少なくとも1つの共振器が、以下の工程230で定義されるフィールドの各々について測定される。必要であれば、基準ウエハ上の全ての共振器を測定することもできる。
剛性の測定は、当業者によって知られている任意の測定方法（光学／寸法測定だけでなく、機械的／物理的測定を含む）を使用して実施されてもよい。共振器の剛性は寸法に依存するので、例えば、トモグラフィーの方法、光学的測定の方法、又はその他の方法で、共振器の寸法を測定されてもよい。
次に、工程220において、平均剛性値に対する剛性における分散の共通マップが、基準ウエハのすべてについて測定された剛性に基づいて生成される。好ましくは、この平均剛性値は、各基準ウエハの中心で測定された剛性値の平均値である。
1つの代替実施形態では、工程200、210及び220の代わりに、基準仕様に従ったウエハにおける共振器の製造をシミュレーションすることができる数値シミュレーションツールを使用して、ウエハ上の剛性における分散の仮想マップを生成することができる。そのような仮想マップは、典型的には、工程200、210及び220に従うことによって得られるマップよりも精度が低いであろうが、例えば、以下に説明するように、進化的生産方法における補正の第1サイクルに使用することができる。
さらに図7を参照すると、工程230において、ウエハのマップはフィールドに分割され、これらのフィールドの少なくとも1つについて共振器の寸法になされるべき補正が決定される。フィールドは、局所的に分散し、所望の再現性を達成するためのバッチのサイズに応じて、同じ数の共振器を含んでもよいし、異なる数の共振器を含んでもよい。一実施例では、少なくとも大部分のフィールドが同じ数の共振器を含む。例えば、ヒゲゼンマイの場合、ヒゲゼンマイの各フィールド（グループ）に対する有効な巻線厚さが計算されてもよい。この場合、有効巻線厚さは、そのフィールドのヒゲゼンマイに対する有効巻線厚さの平均値に相当する。その後、例えば、公称剛性に対応する公称巻線厚さの値（e）に関して追加または削除される量が決定されてもよい。一実施形態では、上記で与えられた剛性に関する式を単に参照し、他の、一定のパラメータを考慮して、有効厚さを解析的に計算することが可能である。いくつかの変形例では、他の、より複雑な計算方法－例えば有限要素法－が使用されてもよい。
図6のマップ150の例に戻ると、フィールドD9、E9、F1、F9、G2、G7、G8、H3、H4、H5、H6、H7への補正は、これらの各フィールドにおける共振器の有効厚さの減少を伴うであろうが、減少量は当然ながらこれらのフィールド間で異なる可能性を有している。逆に、フィールドA4、A5、B3、B4、B5、B6、C2、C3、C4、C5、C6、C7、D2、D3、D4、D6、D7への補正は、これらのフィールドのそれぞれの共振器の有効厚さの増加を伴うと考えられる。この場合も、増加量は、これらのフィールドのそれぞれで異なっていてもよい。そうでなければ、図6のマップ150の（マップの中心に向かう）他のフィールドの共振器については、有効厚さの修正は必要ない。
次の工程240では、そこに位置する共振器の寸法の補正を必要とするフィールドのそれぞれについて、工程230で決定された補正を行うために、基準仕様は、リソグラフィ工程、すなわち共振器のパターンを形成する工程を調整することによって修正される。
最後に、工程250において、複数の共振器は、1つ以上の基準ウエハと同じタイプの少なくとも1つの製造用ウエハ上で補正された仕様を使用して製造される。したがって、これらの製造用ウエハ上に形成された共振器の剛性における修正された分散は、図4に示されるように、大幅に低減される。
工程250は、当然のこととして、ウエハ上の共振器の寸法の調整によって指定された公称剛性値上の剛性のガウス平均を中心にすること（図3F）、及び熱補償層の形成（図3G）などの様々な製造工程を含んでもよい。(当然、基準ウエハで共振器を製造する際にも、このような工程を実施してもよいが、機能歩留まりは低くなる)。剛性のガウス分布の平均を中心にする原理は、図8に示されている。上記原理では、剛性の分布における分散は、最初に上記工程240および250に従って低減されて分布Rd1から補正分布Rdc1になり、その後、この補正分布Rdc1は公称剛性Rnomを中心にされる。
しかし、図9と関連して後述する実施形態のようないくつかの実施形態では、工程240におけるリソグラフィの調整により、分散を低減するだけでなく、製造用ウエハ上の共振器の剛性の分布を公称剛性Rnomの中心に置くか、又は公称剛性Rnomに向かってシフトさせることができる場合がある。これにより、図3Fに関連して説明したような後のセンタリング工程を回避すること、又は少なくとも促進若しくは支援することが可能になる。
一実施形態によれば、補正された製造用ウエハは、図7の本発明の方法の工程の新しいサイクルのための「補正済基準ウエハ」となることもでき、修正基準ウエハはこのように基準ウエハとして機能する。このようにして、本発明による製造方法は進化的になり、方法の進化の履歴を形成するために、製造されたウエハの各バッチに対して更新され得る。これにより、ウエハのフィールドごとの剛性分布を可視化し、時間経過とともに追跡することも可能となる。
一般に、基準ウエハの剛性のマップに補正を加えるための工程240におけるリソグラフィの調整は、使用される微細加工技術及び基準仕様に応じて様々な方法で実施され得る。これらは、特に共振器用の（複数の）材料を含む多くの要因によって大きく変化する可能性がある。
リソグラフィは、一般的に、ウエハの表面に存在する開口層であり、機械加工／エッチング操作の間に露出する「機械加工マスク」（例えば、図3Cの構造が形成された保護層50）を使用する。いくつかのリソグラフィ技術も「露光マスク」を使用する。露光マスクは、機械加工操作中に基板保護層の露光とその後の開放を保証するために使用されるマスクである。
シリコン製の共振器（したがってウエハ）の場合、機械加工マスクは、例えば、以下の方法の1つを使用して構造を形成することができる。典型的には「マスクレス」であると認識されている電子ビーム（e-beam）リソグラフィ、原理的にユニークで固定され固有かつ不変でプログラム不可能な露光マスクを有するフォトリソグラフィ、そのような露光マスクを有しない、例えば代わりにステッパ及びレチクルシステムを有するフォトリソグラフィ、再プログラム可能マスクを有する、例えば電気的に起動可能な露出用レンズによるフォトリソグラフィ、及び直接レーザー書き込み（又は同等）の、例えばフォトレジストに行うフォトリソグラフィのうち、1つを用いて構造が形成され得る。
剛性における分散の補正は、例えば露光マスク上に配された共振器の寸法の補正、又はプログラマブルマスクの寸法の補正によって、リソグラフィ工程の前に行われてもよい。
あるいは剛性における分散の補正は例えば、照射量を補正することによって、ウエハの一のフィールドから次のフィールドで露光マスクと加工マスクとの間の距離を補正することによって、（「シャドウマスキング」効果）、又は分散がテレセントリック誤差から生じる場合にはテレセントリック照明の使用によって、リソグラフィ工程中に行われてもよい。
さらに別の変形例では、照明フィルタと露光マスクを備えるシステムをフォトマスクとして使用することができる。この変形例では、加工マスクは複数の領域で露光され、フォトマスクは、どの照明フィルタの幾何学構造が使用するのかを選択することを可能にする制限された開口部を有している。したがって、照明フィルタは、目標寸法における部品のプロファイルと、補正された寸法における少なくとも1つのプロファイルを含んでもよく、フォトマスクの開口に位置合わせされるプロファイルの選択は、マップのフィールド（ウエハ上のシステム全体のシフト、及びフォトマスクに対する照明フィルタのシフト）に応じて行われる。このような照明フィルタを備えるシステムは、例えば、ボールケル(Voelkel)らの非特許文献２に記載されている。別の同様のアプローチでは、回折格子を使用し、ウエハ上の剛性のマップに従って回折格子を変化させるレーザー干渉リソグラフィ方法を使用することが可能である。
剛性における分散の補正は、第1のリソグラフィ工程の後、特に第2のリソグラフィ工程の間（ここで言うところの）機械加工又はエッチングマスクを補正することによっても行われ得る。より詳細には、セラミックまたは他の特定の非半導体材料で作られたウエハの場合、加工マスクは、金属または金属合金などの硬い材料の層（フォトレジストの層とは対照的）から作られてもよく、これは、（例えば、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィによって）予め第1のマスクを堆積させた後化学侵襲によって構造が形成される。金属加工用マスクのこのアプローチの一例は、非特許文献３に記載されている。なお、金属加工マスクの寸法は、補正すべき領域のトラックのみに電力を供給し、局所的な金属成長（電解メッキ）により補正されてもよい。好ましくは、先行するリソグラフィ工程で得られた寸法は、目標寸法よりも小さくなるので、この補正工程を通じて得られたマスキング領域を増加させることによって補正されてもよい。
本発明の一の好ましい実施形態によれば、製造方法のリソグラフィ工程は、図9に例示されるようなステッパ・アンド・レチクルシステム300を用いて実施される。このシステム300は、露光アパーチャ320、レチクル330および光学レンズ装置340を介して、ウエハ（またはウエハ上の保護層50）のフィールドに連続的にステップ状に照射する照射（又は放射）源310（典型的には紫外線）を備える。ウエハ10は取り外し可能なキャリア350に取り付けられ、このキャリアは、既知の方法で、ウエハの1つのフィールドのみが一度に絶縁されるように、ステップ制御システムによって正確に位置決めされる。ステッパ300の動作は、スライドプロジェクタの動作と同様であり、用語「ステッパ」は、ステップ・アンド・リピート・カメラの略称である。システム300は、固定された広い露光マスクの代わりに、小さなレチクル330を使用することを可能にする。ステッパによって、照射量は、保護層50において、より大きいまたはより小さい幅ステッパンを得るように、ステッパ・アンド・レチクルシステム対位置に応じて局所的に調整され得る。
一般に、製造方法のリソグラフィ工程にステッパ・アンド・レチクルシステムを使用することは、多くの利点を有する。例えば、定期的に製造される新しいマスク（例えば、フォトレジストと接触するか、またはその近くで使用されるフォトリソグラフィーマスク）を必要としない。新しいマスクの製造は余分な生産コストを表し、調整を提供するために長い時間を必要とする。ステッパーシステムでは、リソグラフィのレチクルは保持され（追加費用なし）、オンラインで直接作業することが可能です。また、近接／コンタクトリリソグラフィリソステッパ・アンド・レチクルシステムラフィーの分解能よりもはるかに低く、ステッパのCDが0.35μm以上であるのに対し、近接／コンタクトリソグラフィーでは1.5～2μmとされている。さらに、ステッパーリソグラフィ工程はコンタクトリソグラフィーのそれよりも高い。
本発明のこの実施形態によるステッパ及びレチクルシステムの使用は、一方では公称剛性値に対するウエハの平均剛性の変動を制御するのに役立つ公称稼働中照射量を補正することによって、他方ではフィールドごとのリソグラフィ照射量を補正することによって剛性の分散における標準偏差を減少させることによって、歩留まりを高めることができることからも利点である。
特に、ステッパを使用するこの実施形態については、リソグラフィ工程で得られた寸法と予め適用された照射量との間の関係、すなわちCD対照射量曲線を特徴付けることが可能であり、CDはシステム300の臨界寸法である。一般に、ウエハエッジ効果を無視し、100mJより小さい照射量変動範囲を考慮することにより、得られる寸法は、リソグラフィに使用される照射量に比例する。そして、CD対照射量の関係は、次式の直線で記述される。
CD = m・dose + cd0
あるレジスト（保護層50）に対して、比例係数mは経時的に一定であるが、寸法的な偏りcd0は変化しうることが確認された。
常に正しいCD値を目標とするためには、したがって、1つ以上の基準ウエハについて係数cd0を決定し、その後、製造用ウエハに使用すべき照射量を再計算することが必要である。より詳細には、各基準ウエハについて、リソグラフィはテスト照射量d1を用いて実行される。各基準ウエハの中心で測定された寸法cd1の平均は、製造用ウエハのためのcd0の値を決定することを可能にする。そして、生産用ウエハで使用する照射量は、以下のように計算される。
Figure 2022547618000004
 こうして算出された照射量は、最終的に生産用ウエハのリソグラフィ工程を行う際の公称照射量として使用される。この調整により、剛性のガウス分布の中心を公称剛性目標値の近傍に位置させることが可能となるのが有利である。
次に、ステッパを用いた本実施形態によれば、加工された共振器の剛性とリソグラフィ照射量との関係を特徴付けることができる。ヒゲゼンマイの剛性のその巻線の厚さへの3次依存性を知ることにより、製造ウエハ上の分散署名は、剛性が不十分なフィールド（例えば、フィールドA4, A5、B3、B4、B5、B6、C2、C3、C4、C5、C6、C7、D2、D3、D4、D6、D7）、剛性が過剰なフィールド（例えば図6のマップ150のフィールドD9、E9、F1、F9、G2、G7、G8、H3、H4、H5、H6、H7）についてCDが低減させられることによってであった。
本実施例による補正では、中心に位置するフィールドを基準としてウエハのフィールドで測定された剛性（及びCD）の間の差が補正される。次に、ΔCD値がウエハの各フィールドについて定義され、次に、公称照射量に適用されるバイアスに変換される。
あるいは、1つの変形例によれば、適用されるバイアス値を任意に選択することが可能であり、次に、補正された基準ウエハ上の剛性における新しい分散を測定し、この測定された分散を1つ又は複数の他の基準ウエハに対して確立されたマップと比較することが可能である。この比較に基づいて、バイアスを再び計算することができる。この計算を単純化するために、厚さeの非常に小さな変動に対して、ヒゲゼンマイの剛性は巻線厚さに正比例し、これは次に適用される照射量に比例すると仮定することができる。
M ～ e～ m・dose
このように、調整補償を任意に選択した調整基準ウエハを製造した後、製造用ウエハに適用する補償を単純な比例則で決定することができる。また、補正後の基準ウエハに適用する初期補正は、剛性計算式を逆算して、実際に製造された巻厚を推定し、そこから適用するΔCDを算出することもできる。
本発明の製造方法は、多結晶シリコンまたは非晶質シリコン、他の半導体材料、ガラス、セラミック、カーボンまたは複合材料（例えば、カーボンナノチューブからなる複合材料）などの異なる種類の材料からなるウエハにおける機械的共振器の製造に適用可能である。これらの場合、ウエハの単結晶シリコンの層40は、もちろん、所望の材料の層と置き換えられ、この材料に適した微細加工技術がリソグラフィおよび機械加工工程のために選択されることになるであろう。

Claims (25)

  1. 時計用の調節部材を装備することを意図している複数の機械式共振器を製造用ウエハ内に製造する方法であって、
    (a）基準仕様に従って少なくとも1つの基準ウエハ内に複数の共振器を製造する工程であって、前記基準ウエハ上又は該基準ウエハの上方に前記共振器のパターンを形成するための少なくとも1つのリソグラフィ工程、及び前記パターンを介して前記基準ウエハに機械加工する工程を含む工程と、
    （b）前記少なくとも1つの基準ウエハについて、平均剛性値に対する前記共振器の剛性の分散を示すマップを生成する工程と、
    (c）前記マップをフィールドに分割し、前記分散を低減するために前記フィールドの少なくとも1つについて前記共振器の寸法になされるべき補正を決定する工程と、
    （d）前記リソグラフィ工程の前記基準仕様を修正して前記リソグラフィ工程中に前記少なくとも1つのフィールドについて前記寸法に対する補正を行う工程と、
    （e）前記の修正した仕様を用いて製造用ウエハ上に共振器を生産する工程、
    を有する方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、前記フィールドの各々は少なくとも１つの共振器を含むことを特徴とする、方法。
  3. 請求項２に記載の方法であって、前記フィールドの各々は、好ましくは2～20個の共振器、より好ましくは5～15個の共振器を含むことを特徴とする、方法。
  4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の方法であって、前記フィールドの少なくとも大部分が同じ数の共振器を含むことを特徴とする、方法。
  5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の方法であって、前記工程(a)は複数の基準ウエハについて実行され、好適には１０～３０の基準ウエハについて実行されることを特徴とする、方法。
  6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の方法であって、前記工程(b)は前記基準ウエハの各々上の共振器のサンプルの剛性を測定する工程を含むことを特徴とする、方法。
  7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の方法であって、前記基準ウエハの各々について、前記サンプルは、前記基準ウエハ上の前記共振器の少なくとも5％で、より好ましくは少なくとも10％を含むことを特徴とする、方法。
  8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の方法であって、前記マップの平均剛性は、前記基準ウエハの各々の中心で測定される剛性の平均に対応することを特徴とする、方法。
  9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の方法であって、工程（ｄ）における前記リソグラフィ工程用の前記基準仕様の修正もまた、前記製造用ウエハ上での前記共振器の剛性の分布を公称剛性値へ向けてシフトさせることを可能にすることを特徴とする、方法。
  10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の方法であって、
    工程(a)～(e)を再度実行して、
    工程(e)で製造された少なくとも１つの製造用ウエハが新たな工程(a)において少なくとも１つの基準ウエハとして取得される、
    ことを特徴とする、方法。
  11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法であって、工程(d)における前記基準仕様を修正する工程は、前記少なくとも１つのフィールドについての照射量を調節する工程を含むことを特徴とする、方法。
  12. 請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法であって、前記共振器の前記パターンを生成する前記リソグラフィ工程は、ステッパ・アンド・レチクルシステムを用いることを特徴とする、方法。
  13. 請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法であって、工程(d)における前記リソグラフィ工程についての前記基準仕様の修正は、前記製造用ウエハ上での前記共振器の剛性の分布を公称剛性値へシフトさせるために前記ステッパ・アンド・レチクルシステムの作動中の公称照射量を調節する工程を含むことを特徴とする、方法。
  14. 請求項１２又は１３に記載の方法であって、工程(d)における前記リソグラフィ工程についての前記基準仕様の修正は、前記少なくとも１つのフィールドについての前記ステッパ・アンド・レチクルシステムの限界寸法を調節する工程を含むことを特徴とする、方法。
  15. 請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法であって、前記ステッパ・アンド・レチクルシステムの限界寸法を調節する工程は、前記少なくとも１つのフィールドについての公称照射量に印加されるバイアスを決定する工程を含むことを特徴とする、方法。
  16. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記リソグラフィ工程はプログラマブルマスクを利用し、
    工程(d)における前記リソグラフィ工程についての前記基準仕様の修正は、前記少なくとも１つのフィールドについての前記プログラマブルマスクを制御するプログラムにおける寸法を修正する工程を含む、
    ことを特徴とする、方法。
  17. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記リソグラフィ工程は、照射フィルタと露光マスクを含むマスクを利用し、
    工程(d)における前記リソグラフィ工程についての前記基準仕様の修正は、前記少なくとも１つのフィールドについての前記照射フィルタの補正された寸法での前記共振器のプロファイルを選択して、前記露光マスクと位置合わせする工程を含む、
    ことを特徴とする、方法。
  18. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記共振器のパターンは金属又は金属合金で作られ、
    工程(d)における前記リソグラフィ工程についての前記基準仕様の修正は、前記少なくとも１つのフィールドについて電気メッキによる局在化成長工程を含む、
    ことを特徴とする、方法。
  19. 請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法であって、前記基準仕様は、前記基準ウエハの各々について同一であることを特徴とする、方法。
  20. 請求項１～１９のいずれか一項に記載の方法であって、前記共振器は、各々が機械式時計のムーブメントのテンプを装備することが意図されたヒゲゼンマイを含むことを特徴とする、方法。
  21. 請求項１～２０のいずれか一項に記載の方法であって、前記共振器はシリコンで作られ、好適には単結晶シリコンで作られることを特徴とする、方法。
  22. 請求項１～２０のいずれか一項に記載の方法であって、前記共振器は、シリコン以外の半導体材料、セラミック、カーボン、又は複合材料のうちのいずれか一の材料で製造されることを特徴とする、方法。
  23. 時計用の調節部材を装備することを意図している複数の機械的共振器を製造用ウエハ内に製造する方法であって、
    当該製造方法は、前記ウエハ上又は該基準ウエハの上方に前記共振器のパターンを形成するための少なくとも1つのリソグラフィ工程、及び前記パターンを介して前記ウエハに機械加工する工程を含む工程と、
    (a)基準仕様に従って製造される共振器の平均剛性値に対する前記共振器の剛性の分散を示すマップを生成する工程と、
    (b)前記マップをフィールドに分割し、前記分散を低減するために前記フィールドの少なくとも1つについて前記共振器の寸法になされるべき補正を決定する工程と、
    (c)前記リソグラフィ工程の前記基準仕様を修正して前記リソグラフィ工程中に前記少なくとも1つのフィールドについて前記寸法に対する補正を行う工程と、
    (d)前記の修正した仕様を用いて製造用ウエハ上に共振器を生産する工程、
    を有する方法。
  24. 請求項１～２３のいずれか一項に記載の方法であって、工程(c)における前記リソグラフィ用の前記基準仕様を修正する工程は、前記少なくとも１つのフィールドについての照射量を調節する工程を含むことを特徴とする、方法。
  25. 請求項１～２４のいずれか一項に記載の方法であって、前記共振器の前記パターンを生成する前記リソグラフィ工程は、ステッパ・アンド・レチクルシステムを用いることを特徴とする、方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4760351A (en) * 1986-08-22 1988-07-26 Northern Illinois University Multiple oscillator device having plural quartz resonators in a common quartz substrate
US6441702B1 (en) * 2001-04-27 2002-08-27 Nokia Mobile Phones Ltd. Method and system for wafer-level tuning of bulk acoustic wave resonators and filters
EP1422436B1 (fr) 2002-11-25 2005-10-26 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA Ressort spiral de montre et son procédé de fabrication
JP4638682B2 (ja) * 2004-03-23 2011-02-23 シチズンホールディングス株式会社 水晶振動子の製造方法
US7406761B2 (en) * 2005-03-21 2008-08-05 Honeywell International Inc. Method of manufacturing vibrating micromechanical structures
JP2008035411A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電振動子の製造方法、圧電振動子及び電子部品
CH708113B1 (de) 2007-09-13 2014-12-15 Stéphane Von Gunten Anker für eine Uhrenhemmung.
WO2009068091A1 (fr) 2007-11-28 2009-06-04 Manufacture Et Fabrique De Montres Et Chronomètres Ulysse Nardin Le Locle S.A. Oscillateur mécanique présentant un coefficient thermoélastique optimisé
US8689426B2 (en) * 2008-12-17 2014-04-08 Sand 9, Inc. Method of manufacturing a resonating structure
FR2951026B1 (fr) * 2009-10-01 2011-12-02 St Microelectronics Sa Procede de fabrication de resonateurs baw sur une tranche semiconductrice
EP2423764B1 (fr) 2010-08-31 2013-03-27 Rolex S.A. Dispositif pour la mesure du couple d'un spiral
EP2565727A1 (fr) * 2011-09-05 2013-03-06 Nivarox-FAR S.A. Procédé de constitution d'un ensemble balancier-spiral d'horlogerie et d'ajustement en fréquence d'oscillation
US8896188B2 (en) * 2012-04-11 2014-11-25 Sand 9, Inc. Resonator electrodes and related methods and apparatus
US9209778B2 (en) * 2013-03-15 2015-12-08 Infineon Technologies Dresden Gmbh Microelectromechanical resonators
WO2015113973A1 (fr) 2014-01-29 2015-08-06 Cartier Création Studio Sa Ressort spiral thermocompensé en céramique comprenant l' élément silicium dans sa composition et son procédé de réglage
WO2016044173A1 (en) * 2014-09-15 2016-03-24 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Ultralight robust plate materials
FR3032810B1 (fr) 2015-02-13 2017-02-24 Tronic's Microsystems Oscillateur mecanique et procede de realisation associe
JP6514993B2 (ja) 2015-08-25 2019-05-15 シチズン時計株式会社 時計部品の製造方法
EP3181938B1 (fr) 2015-12-18 2019-02-20 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement Procede de fabrication d'un spiral d'une raideur predeterminee par retrait de matiere
EP3181939B1 (fr) 2015-12-18 2019-02-20 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement Procede de fabrication d'un spiral d'une raideur predeterminee par ajout de matiere
CN106092002A (zh) * 2016-06-07 2016-11-09 应达利电子股份有限公司 用于成膜厚度监测的石英晶体谐振器、监测仪及监测方法
EP3285124B1 (fr) 2016-08-17 2020-12-16 Tronic's Microsystems S.A Résonateur mécanique pour pièce d'horlogerie ainsi que procédé de réalisation d'un tel résonateur
US10436737B2 (en) * 2017-01-17 2019-10-08 Matrix Sensors, Inc. Gas sensor with humidity correction
TWI774925B (zh) * 2018-03-01 2022-08-21 瑞士商Ｃｓｅｍ瑞士電子及微技術研發公司 製造螺旋彈簧的方法
TWI796444B (zh) 2018-03-20 2023-03-21 瑞士商百達翡麗日內瓦股份有限公司 用於製造精確剛度之時計熱補償游絲的方法
EP3543796A1 (fr) 2018-03-21 2019-09-25 Nivarox-FAR S.A. Procede de fabrication d'un spiral en silicium
NL2028796B1 (en) * 2021-07-20 2023-01-23 Flexous Mech Ip B V Method of manufacturing a plurality of mechanical resonators in a manufacturing wafer

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