JP7116813B2 - 特に計時器のための、フレキシブルなブレードを備える一体化されたケイ素デバイスを製造する方法 - Google Patents
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Description
第1のケイ素層、酸化ケイ素製のボンディング層、及び第2のケイ素層を順次的に含むSOIウェハーを用意するサブステップと、
前記ウェハーの面上に酸化ケイ素層を成長させるサブステップと、
前記ウェハーの第1の側にて前記酸化ケイ素層を、あらかじめ形成したマスクを通してエッチングするサブステップと、
フレキシブルなブレードを備える一体化されたケイ素デバイスの少なくとも第1のブレードを形成するように深掘り反応性イオンエッチングプロセスを行うサブステップと、
好ましくは前記ウェハーの第1の側に形成されたパターンと整列させて、あらかじめ形成された第2のマスクを通して前記ウェハーの第2の側にて前記酸化ケイ素層をエッチングするサブステップと、及び
フレキシブルなブレードを備える一体化されたケイ素デバイスの少なくとも第2のブレードを形成するように深掘り反応性イオンエッチングプロセスを行うサブステップと
を備える。
- スピン被覆などによって、フォトレジストを1~2μmの厚みを有する非常に薄い層にて堆積させる。
- 乾燥させた後に、フォトリソグラフィー的な性質を有するこのフォトレジストを、光源を用いて、フォトリソグラフィーマスク(クロム層で被覆され所望のパターンが表現されている光透過性のプレート)を通して露光する。
- 特定のポジタイプのフォトレジストを用いる場合、溶媒を用いてフォトレジストの露光領域を除去して、これによって、第1の酸化物層13を露出させる。この場合、依然としてフォトレジストによって被覆されている領域は、その後のケイ素深堀り反応性イオンエッチングプロセス(「DRIE」としても知られる)においてエッチングすべきでない領域を定める。
2、3 フレキシブルなブレード
4 交差箇所
5 第1の要素
6 第2の要素
7 間隙
8 結合
10 ウェハー
11、12 ケイ素層
13、14、15、17 酸化ケイ素層
Claims (15)
- 計時器のための、フレキシブルなブレード(2、3)を備える一体化されたケイ素デバイス(1)を製造する方法(20)であって、
前記ケイ素デバイス(1)は、例えば、交差ブレードを備えるピボットであり、
当該方法は、SOIタイプのウェハーから一体化されたケイ素デバイス(1)のブランクを形成するステップ(21)を備え、
前記ケイ素デバイス(1)は、2つのフレキシブルなブレード(2、3)を備え、
前記ブレード(2、3)はそれぞれ、前記SOIウェハーの異なる層にて形成され、
前記ブレード(2、3)は、2つの異なる実質的に平行な平面内に配置され、
前記ブレード(2、3)の間に間隙(7)があり、
当該方法は、さらに、前記間隙(7)の境界を形成する少なくとも1つの前記ブレード(2、3)の面上に、一又は複数の前記ブレード(2、3)の第1のケイ素サブ層によって形成される第1の酸化ケイ素層(15)を成長させるステップ(23)と、及び
2つの前記ブレード(2、3)の間の前記間隙(7)を大きくするように前記第1の酸化ケイ素層(15)を除去するステップ(24)と
を備えることを特徴とする方法。 - 当該方法は、さらに、前記間隙(7)の境界を形成するブレード(2、3)の少なくとも1つの面上に、一又は複数の前記ブレード(2、3)のケイ素の第2のサブ層によって形成される第2の酸化ケイ素層(17)を成長させるステップ(25)と、及び
2つの前記ブレード(2、3)の間の間隙をさらに大きくするように前記第2の酸化ケイ素層(17)を除去ステップと
を備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 一連の酸化ケイ素層(15、17)を成長させるステップ(23、25)と、酸化ケイ素層(15、17)を除去するステップ(24、26)を複数回繰り返して、所望の厚み(D)に到達するように2つの前記ブレード(2、3)の間の前記間隙(7)を大きくする
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 前記ケイ素デバイス(1)のブランクは、交差箇所(4)において結合(8)によって結合する交差ブレード(2、3)を備え、
前記結合(8)は、少なくとも部分的に酸化ケイ素によって作られており、
当該方法は、さらに、前記ブレード(2、3)の間の前記間隙(7)を形成することによって前記ブレード(2、3)どうしを分離するように、前記ブレード(2、3)の間の結合(8)から酸化ケイ素を除去するステップ(22)を備える
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 - 各酸化ケイ素層(13、14、15、17)は、気相においてフッ化水素を用いるエッチングによって除去される
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。 - 酸化ケイ素は、ケイ素の湿式又は乾式の熱酸化によって成長させる(23、25)
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ケイ素デバイス(1)のブランクは、深掘り反応性イオンエッチング(DRIE)によって作る
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。 - 酸化ケイ素層(15、17)の成長(23、25)及び除去(22、24)はそれぞれ、厚みが少なくとも0.10μmである、ケイ素のサブ層をブレード(2、3)から除去することを可能にする
ことを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。 - 当該方法は、さらに、前記ケイ素デバイス(1)上に追加の酸化物層を成長させる追加のステップ(27)を備え、これによって、温度に応じて前記ケイ素デバイスの剛性を熱的に調整する
ことを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。 - 当該方法は、前記ピボット(1)の初期剛性を判断し、前記ピボット(1)の寸法構成を計算するステップ(28)を備え、これによって、所望の最終剛性のケイ素デバイス(1)を得る
ことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。 - 当該方法は、さらに、導電層を堆積させる追加のステップを備える
ことを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ケイ素デバイス(1)のブランクを形成するステップ(21)は、
第1のケイ素層(11)、酸化ケイ素製のボンディング層(13)、及び第2のケイ素層(12)を順次的に含むSOIウェハー(10)を用意するサブステップと、
前記ウェハー(10)の面上に酸化ケイ素層(14)を成長させるサブステップと、
前記ウェハー(10)の第1の側にて前記酸化ケイ素層(14)をマスクを通してエッチングするサブステップと、
フレキシブルなブレードを備える一体化されたケイ素デバイス(1)の少なくとも第1のブレード(2)を形成するように深掘り反応性イオンエッチングプロセスを行うサブステップと、
あらかじめ形成された第2のマスクを通して前記ウェハー(10)の第2の側にて前記酸化ケイ素層(14)をエッチングするサブステップと、及び
フレキシブルなブレードを備える一体化されたケイ素デバイス(1)の少なくとも第2のブレード(3)を形成するように深掘り反応性イオンエッチングプロセスを行うサブステップと
を備えることを特徴とする請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。 - 当該方法を使用した後に前記ブレード(2、3)の間にて得られる最小間隙(7)の厚み(D)は、10μmよりも大きい
ことを特徴とする請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。 - 計時器のための、フレキシブルなブレードを備えるケイ素デバイス(1)であって、
前記ケイ素デバイスは、例えば、2つの交差ブレード(2、3)を備えるピボット、であり、
前記ケイ素デバイスは、一体化されており、請求項13に記載の方法を用いることによって得られ、
2つの前記ブレードの間には、安全間隙(7)があり、この安全間隙(7)の厚みは、10μmよりも大きい
ことを特徴とするケイ素デバイス(1)。 - 請求項14に記載のケイ素デバイスを備える
ことを特徴とする計時器用ムーブメント。
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