TWI633019B - 製造設有至少一光幻視圖案之矽基組件的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明關於製造簡單形狀之單件式矽基組件的方法，該組件提供小面化和/或去角的幻視而形成全部或部分的時計外部零件。

Description

製造設有至少一光幻視圖案之矽基組件的方法
本發明關於製造矽基組件的方法，該組件具有平坦表面而包括至少一光幻視圖案，更特定而言，包括至少一圖案而使平坦表面顯得不平坦以及/或者顯得包含二種材料。
已知形成上表面被小面化(faceted)和/或去角(chamfered)的外部組件以便改善時計的美學外觀。歐洲專利案第1722281號揭示製造小面化矽組件而不需要完工修整步驟的方法。
本發明的目的是藉由提出製造方法而克服前述全部或部分的缺點，該方法既不需要小面化、也不需要完工修整便獲得較簡單的矽基組件，其提供小面化和/或去角的幻視和/或複合組件的幻視。
為此，本發明關於製造設有至少一光幻視圖案之至少一矽基組件的方法，其特徵在於它包括以下步驟：(a)形成基板，其包括矽基層；(b)蝕刻出穿過矽基層的厚度之至少一孔以形成該至少一組件的輪廓，以及在矽基層的厚度中蝕刻出盲凹陷，以形成設有平坦表面的該至少一組件，該平坦表面包括該至少一光幻視圖案而使該表面顯得不平坦；(c)從基板釋放藉此形成的該至少一組件。
因此要了解由於矽基層之平坦度的結果，製造方法允許獲得的組件設有平坦表面，其不再需要做後續的小面化或更一般而言的後續完工修整。
進一步而言，製造方法在同一基板上提供相同類型之單件式矽基組件或幾個不同之單件式矽基組件的極高尺寸精確度和極高的再現性。
最後，有利的根據本發明，製造方法的極高精確度和極高再現性則有可能獲得極簡單的組件，其設置了至少一極精細且容易再製的圖案，而使平坦表面顯得不平坦，就像例如藉由斜角或去角所車削一般。
依據本發明其他有利的變化例：
根據第一實施例，盲凹陷形成至少二系列的平行區段，第一系列的平行區段以介於10和170°之間的角度來接合第二系列的平行區段，使得該至少一組件所給出的幻 視是該平坦表面包括形成邊緣的二個斜角表面；根據第二實施例，盲凹陷形成至少一系列的彎曲區段，使得該至少一組件所給出的幻視是該平坦表面被圓頂化；根據第三實施例，盲凹陷形成至少一系列的凹陷，其相對於彼此而對稱排列，該至少一系列的凹陷相鄰於部位而形成，該部位中該至少一組件之上表面沒有凹陷，使得該至少一組件所給出的幻視是該平坦表面包括形成邊緣的二個斜角表面；根據第四實施例，盲凹陷排列在該至少一組件的周邊並且形成至少二系列的平行區段，第一系列的平行區段垂直於第二系列的區段並且以一角度來接合，使得該至少一組件所給出的幻視是該平坦表面被去角；根據第五實施例，盲凹陷形成至少一系列的凹陷，其相對於彼此而對稱排列，該至少一系列的凹陷鄰接該至少一組件之沒有凹陷的表面，使得該至少一組件所給出的幻視是該平坦表面由二種不同的材料而做成浮雕；盲凹陷具有介於2和100微米之間的深度；在步驟(b)和步驟(c)之間，方法進一步包括步驟(d)：在基板的其餘厚度中形成至少一貫穿孔，如此以形成設有固定手段的該至少一組件；矽基層具有介於50和500微米之間的厚度；根據第一替代選擇例，步驟(b)包括：階段(e)，在矽基層上形成設有開口的遮罩，而用於形成該至少一貫 穿孔的開口要比用於形成盲凹陷的開口還寬；階段(f)，藉由異向性蝕刻，透過遮罩開口來蝕刻矽基層；以及階段(g)，移除遮罩；根據第二替代選擇例，步驟(b)包括：階段(h)，形成第一遮罩，其設有該至少一貫穿孔和該盲凹陷之形狀的開口；階段(i)，在第一遮罩上形成第二遮罩，其設有僅為該至少一貫穿孔之形狀的至少一開口；(j)藉由第一異向性蝕刻，透過第二遮罩中的該至少一開口而部分蝕刻矽基層；(k)移除第二遮罩；(l)藉由第二異向性蝕刻，透過第一遮罩中的開口而蝕刻矽基層，如此以獲得該至少一貫穿孔和該盲凹陷；以及(m)移除第一遮罩；第一矽基組件包含單晶矽、摻雜單晶矽、非晶矽、多孔矽、多晶矽、氮化矽、碳化矽、石英或氧化矽；幾個組件形成於同一矽基層中；該至少一組件形成全部或部分的刻度盤、開孔裝飾物、凸緣、嵌槽、推按件、齒冠、外殼背蓋、指針、鐲或帶、鏈節、鉤扣、裝飾物、振盪重物或嵌花。
本發明也關於時計的外部零件，其包括藉由根據前面任何變化例之方法所獲得的矽基組件，該零件的特徵在於：該組件具有設有至少一光幻視圖案的大致平坦表面，而使該大致平坦表面顯得不平坦。
1‧‧‧矽基層
2‧‧‧支持層
3‧‧‧上表面
4‧‧‧開口
5‧‧‧盲凹陷
6‧‧‧貫穿孔
7‧‧‧本體
8‧‧‧開口
9‧‧‧固定手段
10‧‧‧基板
11、11’‧‧‧組件
14、14’‧‧‧光幻視圖案
111‧‧‧組件
114‧‧‧光幻視圖案
118‧‧‧第一系列
119‧‧‧平行區段
120‧‧‧第二系列
121‧‧‧平行區段
211‧‧‧組件
214‧‧‧光幻視圖案
218‧‧‧第一系列
219‧‧‧平行區段
220‧‧‧第二系列
221‧‧‧平行區段
311‧‧‧組件
314‧‧‧光幻視圖案
318‧‧‧第一系列
319‧‧‧彎曲區段
320‧‧‧第二系列
321‧‧‧彎曲區段
411‧‧‧組件
414‧‧‧光幻視圖案
418‧‧‧一系列
419‧‧‧凹陷
432‧‧‧部位
511‧‧‧組件
514‧‧‧光幻視圖案
518‧‧‧第一系列
519‧‧‧平行區段
520‧‧‧第二系列
521‧‧‧平行區段
609’‧‧‧固定手段
611、611’‧‧‧組件
614、614’‧‧‧光幻視圖案
618、618’‧‧‧一系列
619、619’‧‧‧凹陷
632、632’‧‧‧部位
711‧‧‧組件
714‧‧‧光幻視圖案
718‧‧‧第一系列
719‧‧‧平行區段
720‧‧‧第二系列
721‧‧‧平行區段
811‧‧‧組件
814‧‧‧光幻視圖案
818‧‧‧第一系列
819‧‧‧彎曲區段
820‧‧‧第二系列
821‧‧‧彎曲區段
911‧‧‧組件
914‧‧‧光幻視圖案
918‧‧‧第一系列
919‧‧‧平行區段
920‧‧‧第二系列
921‧‧‧平行區段
922‧‧‧第一系列
923‧‧‧平行區段
932‧‧‧部位
1011‧‧‧組件
1014‧‧‧光幻視圖案
1018‧‧‧第一系列
1019‧‧‧平行區段
1020‧‧‧第二系列
1021‧‧‧平行區段
1022‧‧‧第一系列
1023‧‧‧平行區段
1024‧‧‧第二系列
1025‧‧‧平行區段
1032‧‧‧部位
1111‧‧‧組件
1114‧‧‧光幻視圖案
1118‧‧‧一系列
1119‧‧‧彎曲區段
1211‧‧‧組件
1214‧‧‧光幻視圖案
1218‧‧‧一系列
1219‧‧‧凹陷
1232‧‧‧表面
M‧‧‧遮罩
從以下參考附圖而以非限制性示例所給出的 敘述，將明顯出現其他的特徵和優點，其中：
圖1到5是根據本發明之方法步驟的代表；圖6到11代表根據本發明所獲得之指針的範例；圖12到18代表根據本發明所獲得之時符(hour-symbol)的範例。
圖19代表根據本發明所獲得之開孔裝飾物的範例。
本發明關於製造簡單形狀之單件式矽基組件的方法，其提供小面化和/或去角的幻視以形成時計之全部或部分的外部。以非限制性範例來說，組件因此可以形成全部或部分的刻度盤、開孔裝飾物、凸緣、嵌槽、推按件、齒冠、外殼背蓋、振盪重物、指針、鐲或帶、鏈節、鉤扣、裝飾物或嵌花。
自然而言，此種組件不限於計時的領域。以非限制性範例來說，此種組件或可替代選擇而言形成全部或部分的珠寶件。
本方法是用於製造至少一矽基組件。「矽基」一詞意謂單獨或成化合物形式的矽可以出現於組件的組成中。因此，以非限制性範例來說，(多個)組件舉例而言可以由單晶矽(不管其晶向為何)、摻雜的單晶矽(不管其晶向為何)、非晶矽、多孔矽、多晶矽、氮化矽、碳化矽、石英(不管其晶向為何)或氧化矽所形成。
有利的根據本發明，以本方法所獲得的每個 矽基組件包括至少一光幻視圖案。更特定、有利而言，每個組件包括大致平坦的表面，其設有至少一光幻視圖案，而使該大致平坦的表面顯得不平坦，這允許獲得的簡單組件舉例而言提供小面化和/或去角的幻視和/或為複合組件的幻視。
為了簡化起見，呈現的圖代表在基板上僅製造一個組件。然而，有利的根據本發明，本方法能夠在同一基板上形成幾個相同或不同的組件。
如圖1所見，根據本發明的方法包括第一步驟(a)以形成包括矽基層1的基板10，矽基層1的厚度介於50和500微米之間。於圖1所示範的範例，注意基板10進一步包括支持層2以接收矽基層1。根據下面解釋的變化例，支持層2可以針對所用的材料來選擇，或者其天性可以是無關緊要的。
如圖3所示範，方法繼續做第二步驟(b)，其穿過矽基層1的厚度而蝕刻出至少一孔6以形成組件11的本體7。這意謂：是所要形成的組件11而定，可以做出一或更多個貫穿孔6。第二步驟(b)也是要在矽基層1的厚度中蝕刻出盲凹陷5以形成設有平坦表面的該至少一組件11，該平坦表面包括該至少一光幻視圖案14而使該表面顯得不平坦。
該至少一光幻視圖案14的一般形狀將在下面做進一步解釋。為了理解的緣故，在圖2以矽基層1之上表面3中的三個中空虛線來示意的代表盲凹陷5。
進一步而言，做在層1中的盲凹陷5可以從矽基層1的上表面3延伸到介於2和100微米之間的深度。
如圖2所示範，於第一較佳的替代選擇例，步驟(b)包括(e)到(g)的三個階段。步驟(b)包括第一階段(e)，其在矽基層1上形成具有開口4、8的遮罩M。較佳而言，用來形成該至少一貫穿孔6的開口8要寬於用來形成盲凹陷5的開口4。此種階段(e)舉例而言可以藉由光敏樹脂的光微影術、將像是氧化矽的一層加以結構化、或選擇性沉積一層金屬或氮化矽而獲得。當然，可能有其他的方法和/或其他的材料來形成遮罩。
第一較佳替代選擇例繼續做第二階段(f)，其藉由異向性蝕刻，而透過遮罩M中的開口4、8來蝕刻矽基層1。因此要了解異向性蝕刻(舉例而言例如深反應性離子蝕刻)在該至少一較寬開口8裡所將移除的矽基材料要深於在開口4裡。這蝕刻速度的差異有利而言則有可能在同一蝕刻中、在矽基層1中形成該至少一貫穿孔6和盲凹陷5。
最後，根據第一較佳替代選擇例，步驟(b)結束於第三階段(g)，其移除遮罩M。這第三階段(g)一般而言藉由選擇性化學蝕刻用於遮罩M的材料而獲得。
根據第一替代選擇例的變化例，對應於未來盲凹陷5之形狀的開口4被分成小幾倍的多個開口，如圖 2所示範。舉例來說，小幾倍的開口或可具有介於2和3微米之間的寬度，而由介於3和5微米之間的無開口寬度所分開。
然後，在階段(g)之後，步驟(b)包括氧化矽基層1的階段，以完全氧化圖5所示範之最薄的壁，其僅形成於未來所要的盲凹陷5中。最後，步驟(b)結束於矽基層1的去氧化以形成盲凹陷5。當盲凹陷5需要比該至少一貫穿孔6淺很多時，這變化例是特別有用。
根據第二替代選擇例(未顯示)，步驟(b)包括(h)到(m)的六個階段。因此，步驟(b)包括第一階段(h)，其形成具有開口4、8的第一遮罩，該等開口為該至少一貫穿孔6和盲凹陷5的形狀。第二替代選擇例繼續做第二階段(i)，其在第一遮罩上形成第二遮罩而具有該至少一開口8，其僅為該至少一貫穿孔6的形狀。因此要了解第一遮罩中的開口4被第二遮罩所隱藏。
第二替代選擇例然後包括第三階段(j)，其部分蝕刻矽基層1，亦即僅一部分的厚度，其係透過第一和第二遮罩中的該至少一開口8來做第一異向性蝕刻。於第四階段(k)，移除第二遮罩；然後第五階段(l)是要蝕刻矽基層1，其係透過第一遮罩中的開口4、8來做第二異向性蝕刻，如此以獲得該至少一貫穿孔6和盲凹陷5。最後，第二替代選擇例結束於階段(m)，其移除第一遮罩。雖然未呈現，但是要了解這第二替代選擇例有可能達成相同於第一替代選擇例的結果，而不受限於開口4 和8之間觀察到的任何寬度差異。
根據第三替代選擇例(未呈現)，步驟(b)包括蝕刻該至少一貫穿孔6和盲凹陷5的接續階段，亦即首先蝕刻該至少一貫穿孔6然後再蝕刻盲凹陷5，或者反之亦可。舉例來說，步驟(b)根據第三替代選擇例因此或可包括二個過程，其包括類似於第一替代選擇例之階段(e)到(g)的階段，每個過程乃用於蝕刻該至少一貫穿孔6或盲凹陷5。因而，要了解這第三替代選擇例也可以獲得相同於第一和第二替代選擇例的結果。
有利的根據本發明，由於步驟(b)所用之極精確光微影術的結果，本方法可以產出具有高精確之外部和可能內部尺寸的矽基本體7，其能夠滿足計時領域之組件所需的極高公差。「內部尺寸」意謂除了界定本體7的輪廓以外，該至少一貫穿孔6也或可在步驟(b)所界定的本體7中形成孔，舉例而言以供後續在當中接收構件。因此要了解除了盲凹陷5以外，還會形成幾個貫穿孔6。
最後，方法結束於第三、最終步驟(c)，其從基板10釋放藉此形成的組件11。因而，步驟(c)可以由選擇性蝕刻支持層2所構成。
根據圖4所示範之方法的另一變化例，在步驟(b)和步驟(c)之間，方法也可以包括可選用的步驟(d)：在基板10的其餘厚度中形成貫穿孔，如此以形成具有固定手段9的組件11’。
因為每個本體7精確定位在基板10上，所以 有可能在步驟(d)以精確尺寸來蝕刻基板10的層2。於這變化例，支持層2較佳而言是矽基的以便使用相同於上述步驟(b)之類型的蝕刻。有利的根據本發明的此種步驟(d)則有可能獲得組件611’，如下面參考圖18所述。
因此要了解除了形成該至少一光幻視圖案14’、614’的平坦表面3和凹陷5以外，組件11’、611’也還包括至少一固定手段9、609’以附接組件11’、611’。固定手段9、609’因而可以採取腳或管的形式。
圖6到19代表根據本發明而以本方法所獲得之組件的範例以更好解釋光幻視圖案。以非限制性範例來說，解釋了光幻視圖案的四個實施例。
根據第一實施例，圖6、7、12、16的光幻視圖案114、214、514、714，因此形成至少二系列118、120、218、220、518、520、718、720的平行區段119、121、219、221、519、521、719、721。較佳而言根據第一實施例，第一系列118、218、518、718的平行區段119、219、519、719以介於10和170°之間的角度來接合第二系列120、220、520、720的平行區段121、221、521、721，使得組件111、211、511、711所給出的幻視是可見表面當它是平坦時具有形成邊緣的二個斜角表面。舉例來說，圖6、7、12、16的光幻視圖案114、214、514、714或可包括寬度介於35和45微米之間的開口，其由介於30和35微米之間的無開口寬度所分開。
根據第二實施例，圖8、13、15的光幻視圖 案314、814、1114因此形成至少一系列318、320、818、820、1118的彎曲區段319、321、819、821、1119，使得組件311、811、1111所給出的幻視是可見表面當它是平坦時被圓頂化。根據圖8和13所見之第二實施例的變化例，第一系列318、818的彎曲區段319、819以介於10和170度之間的角度來接合第二系列320、820的彎曲區段321、821，使得組件311，811所給出的幻視是可見表面當它是平坦時包括形成凹槽的二個圓頂化表面。舉例來說，圖8、13、15的光幻視圖案314、814、1114或可包括寬度介於35和45微米之間的開口，其由介於30和35微米之間的無開口寬度所分開。
根據第三實施例，圖9和17的光幻視圖案414和614因此形成至少一系列418、618的凹陷419、619，其相對於彼此而對稱排列。較佳而言根據第三實施例，該至少一系列418、618的凹陷乃相鄰於部位432、632而形成，該部位432、632中組件411、611之表面沒有光幻視圖案，使得組件411、611所給出的幻視是可見表面當它是平坦時包括形成邊緣的二個斜角表面。舉例來說，圖9和17的光幻視圖案或可包括凹陷419、619，其覆蓋了該圖案414、619之40%和60%的表面。
如圖9和17所見，凹陷419、619有圓形截面並且彼此以規律距離隔開。當然，凹陷419、619的幾何型態和排列可以根據所要的效果而有所不同，而不偏離本發明的範圍。
根據第四實施例，圖14和19的光幻視圖案914和1014排列在組件911、1011的周邊，因此形成至少二系列918、920、922、1018、1020、1022、1024的平行區段919、921、923、1019、1021、1023、1025，而第一系列918、922、1018、1022的平行區段919、923、1019、1023垂直於第二系列920、1020、1024的平行區段921、1021、1025並且以90度的角度來接合，使得組件911、1011所給出的幻視是可見表面被去角，並且圍繞著部位932、1032，其中當組件911、1011之表面是平坦時，沒有光幻視圖案。舉例來說，圖14和19的光幻視圖案914和1014或可包括寬度介於35和45微米之間的開口，其由介於30和35微米之間的無開口寬度所分開。
較佳而言選擇90度的角度，這是因為組件911、1011的外側在每個角落具有類似或相同的角度。這意謂90度的角度可以每個角落的角度為函數而較大或較窄，如此以做出可見的面被去角的幻視。
根據圖10和11所示範的第五實施例，光幻視圖案1214形成至少一系列1218的凹陷1219，其相對於彼此而對稱排列，如圖10所更清楚可見。該至少一系列1218的凹陷乃鄰接著組件1211之沒有凹陷的表面1232，使得組件1211給出的幻視(如圖11所示範)是可見表面當它是平坦時為暗的並且鄰接著另一亮的材料，而組件1211僅由一矽基材料所構成。要了解事實上光幻視圖案1214的行為像是光陷阱，其不像表面1232而限制反 射。舉例來說，圖17和18的光幻視圖案1214或可包括寬度介於2和3微米之間的開口，其由介於5和9微米之間的無開口寬度所分開。
根據第五實施例的變化例，組件1211也披覆了反射層，舉例而言例如鉻基層，以進一步改善光幻視圖案1214所形成的暗區和(多個)無圖案的表面1232之間的對比。
當然，本發明不限於示範的範例，而能夠有熟於此技藝者將想到的多樣變化和修改。尤其，光幻視圖案14、114、214、314、414、514、614、714、814、914、1014、1114不限於以上所述。因此，可能有其他的實施例而不偏離本發明的範圍。
因此，於圖18所示範之第三實施例的特殊變化例，光幻視圖案614’形成至少一系列618’的凹陷619’，其相對於彼此而對稱排列。如圖18所見，該至少一系列618’的凹陷乃相鄰於部位632’而形成，該部位632’中組件611’之表面沒有光幻視圖案，使得該組件所給出的幻視是可見表面，當它是平坦時，包括形成邊緣的二個斜角表面。
凹陷619’具有截角之方底的角錐體積，並且彼此規律的隔開。這特殊的替代選擇例是以(100)指向的單晶矽層1來獲得。進一步而言，步驟(b)使用氫氧化鉀(KOH)溼式蝕刻以形成蝕刻，其側面是傾斜的而非如圖1到3所示範是垂直的。事實上，即使蝕刻遮罩提供 碟形開口，溼式蝕刻仍遵循(100)指向的單晶矽層1之結晶學結構的單位胞格，而給出方底的角錐蝕刻。
進一步而言，如圖18所見，由於基板10是矽在絕緣體上(SOI)的類型，故也由單晶矽所做成的層2舉例而言也藉由溼式或乾式蝕刻而蝕刻，以獲得幾個腳，充當固定手段609’以附接組件611’。
最後，上面呈現的五個實施例能夠彼此組合，亦即幾個不同的圖案可以出現在同一組件上。

Claims (14)

  1. 一種製造設有至少一光幻視圖案(14、114、214、314、414、514、614、614’、714、814、914、1014、1114、1214)之至少一矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)的方法，其特徵在於該方法包括以下步驟：(a)形成基板(10)，其包括矽基層(1)；(b)蝕刻出穿過該矽基層(1)的厚度之至少一孔(6)以形成該至少一矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)的輪廓，以及在該矽基層(1)的該厚度中蝕刻出盲凹陷(5)，以形成設有平坦表面的該至少一矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)，該平坦表面包括該至少一光幻視圖案(14、114、214、314、414、514、614、614’、714、814、914、1014、1114、1214)而使該表面顯得不平坦；(c)從該基板(10)釋放藉此形成的該至少一矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)。
  2. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該盲凹陷(5)形成至少二系列的平行區段，第一系列(118、218、518、718)的平行區段(119、219、519、719)以介於10和170°之間的角度來接合第二系列(120、220、520、720)的平行區段(121、221、521、721)，使得該至少一矽基組件所給出的該幻視是該平坦表面包括形成邊緣的二個斜角表面。
  3. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該盲凹陷(5)形成至少一系列(318、320、818、820、1118)的彎曲區段(319、321、819、821、1119)，使得該至少一矽基組件所給出該幻視是該平坦表面被圓頂化。
  4. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該盲凹陷(5)形成至少一系列(418、618)的凹陷(419、619)，其相對於彼此而對稱排列，該至少一系列的凹陷相鄰於部位(432、632)而形成，該部位(432、632)中該至少一矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)之該平坦表面沒有凹陷，使得該至少一矽基組件所給出的該幻視是該平坦表面包括形成邊緣的二個斜角表面。
  5. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該盲凹陷(5)排列在該至少一矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)的周邊並且形成至少二系列的平行區段，第一系列(918、922、1018、1022)的平行區段(919、923、1019、1023)垂直於第二系列(920、1020、1024)的平行區段(921、1021、1025)並且以一角度來接合，使得該至少一矽基組件所給出的該幻視是該平坦表面被去角。
  6. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該盲凹陷(5)形成至少一系列(1218)的凹陷(1219)，其相對於彼此而對稱排列，該至少一系列的凹陷鄰接該至少一矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)沒有凹陷的表面(1232)，使得該至少一矽基組件所給出的該幻視是該平坦表面由二種不同的材料而形成浮雕。
  7. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該盲凹陷(5)的深度介於2和100微米之間。
  8. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中在步驟(b)和步驟(c)之間，該方法進一步包括以下步驟：(d)在該基板的其餘厚度中形成至少一貫穿孔，以形成設有固定手段(9、609’)的該至少一矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)。
  9. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該矽基層(1)具有介於50和500微米之間的厚度。
  10. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中步驟(b)包括以下階段：(e)在該矽基層(1)上形成設有開口(4、8)的遮罩(M)，而用於形成該至少一貫穿孔(6)的該開口(8)要比用於形成該盲凹陷(5)的該開口(4)還寬；(f)藉由異向性蝕刻，透過該遮罩(M)中的該開口(4、8)來蝕刻該矽基層；(g)移除該遮罩(M)。
  11. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中步驟(b)包括以下階段：(h)形成第一遮罩，其設有該至少一貫穿孔和該盲凹陷之形狀的開口；(i)在該第一遮罩上形成第二遮罩，其設有僅為該至少一貫穿孔之該形狀的至少一開口；(j)藉由第一異向性蝕刻，穿過該第二遮罩中的該至少一開口而部分蝕刻該矽基層；(k)移除該第二遮罩；(l)藉由第二異向性蝕刻，透過該第一遮罩中的該開口而蝕刻該矽基層，如此以獲得該至少一貫穿孔和該盲凹陷；(m)移除該第一遮罩。
  12. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該至少一矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)包含單晶矽、摻雜單晶矽、非晶矽、多孔矽、多晶矽、氮化矽、碳化矽、石英或氧化矽。
  13. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中幾個矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)形成於同一矽基層(1)中。
  14. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該至少一矽基組件(11、111、211、311、411、511、611、611’、711、811、911、1011、1111、1211)形成全部或部分的刻度盤、開孔裝飾物、凸緣、嵌槽、推按件、齒冠、外殼背蓋、指針、鐲或帶、鏈節、鉤扣、裝飾物、振盪重物或嵌花。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3495894B1 (fr) * 2017-12-05 2023-01-04 Rolex Sa Procédé de fabrication d'un composant horloger
KR102441114B1 (ko) * 2017-12-20 2022-09-06 에타 쏘시에떼 아노님 마누팍투레 홀로게레 스위세 적어도 하나의 3 차원 엘리먼트를 포함하는 다이얼을 제조하기 위한 방법
FR3126061A1 (fr) * 2021-08-04 2023-02-10 Silmach Procédé d’assemblage d’une pièce en silicium sur un support

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725511A (en) * 1983-08-16 1988-02-16 Reber William L High technology decorative materials for watchfaces and fabrication of same
TW200707142A (en) * 2005-05-12 2007-02-16 Eta Sa Mft Horlogere Suisse Analogue display member made of crystalline material, timepiece fitted therewith and method for fabricating the same
TW200717202A (en) * 2005-08-31 2007-05-01 Jds Uniphase Corp Alignable diffractive pigment flakes and method and apparatus for alignment and images formed therefrom
TW201033747A (en) * 2008-10-28 2010-09-16 Nivarox Sa Heterogeneous LIGA method
US8314989B1 (en) * 2006-12-29 2012-11-20 Lightsmyth Technologies Inc. Decorative, ornamental, or jewelry articles having arrays of diffraction gratings

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2875543A (en) * 1957-09-04 1959-03-03 L E Carpenter & Company Inc Surface ornamentation of flexible sheet materials and method of making tools for producing such ornamentation
JPS5819486A (ja) * 1981-07-24 1983-02-04 Citizen Watch Co Ltd 時計用指針の製造方法
JPH0649954B2 (ja) * 1988-12-08 1994-06-29 セイコー電子工業株式会社 時計用針の製造方法
JPH04318491A (ja) * 1991-04-17 1992-11-10 Seiko Epson Corp 時計用外装部品
KR0142763B1 (ko) * 1994-10-25 1998-08-17 이희종 착색 및 입체표면을 갖는 스테인레스 강판 및 그 제조방법
JP3584908B2 (ja) * 2000-10-18 2004-11-04 セイコーエプソン株式会社 装飾板、および、その製造方法、ならびに、この装飾板を利用する装飾品および時計
CH695798A5 (fr) * 2002-08-23 2006-08-31 Franck Muller Watchland Sa Dispositif d'affichage analogique pour pièce d'horlogerie.
TWI234819B (en) * 2003-05-06 2005-06-21 Walsin Lihwa Corp Selective etch method for side wall protection and structure formed using the method
JP5100146B2 (ja) * 2006-02-28 2012-12-19 キヤノン株式会社 光学素子及び光学素子の製造方法
CH707797A1 (fr) * 2013-03-28 2014-09-30 Silicior Sa Procédé de fabrication d'une pièce micro-mécanique essentiellement plane, et pièce micro-mécanique comportant au moins une portion formée d'oxyde de silicium.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725511A (en) * 1983-08-16 1988-02-16 Reber William L High technology decorative materials for watchfaces and fabrication of same
TW200707142A (en) * 2005-05-12 2007-02-16 Eta Sa Mft Horlogere Suisse Analogue display member made of crystalline material, timepiece fitted therewith and method for fabricating the same
TW200717202A (en) * 2005-08-31 2007-05-01 Jds Uniphase Corp Alignable diffractive pigment flakes and method and apparatus for alignment and images formed therefrom
US8314989B1 (en) * 2006-12-29 2012-11-20 Lightsmyth Technologies Inc. Decorative, ornamental, or jewelry articles having arrays of diffraction gratings
US9025247B1 (en) * 2006-12-29 2015-05-05 Volonte Jewels Llc Decorative, ornamental, or jewelry articles having arrays of diffraction gratings
TW201033747A (en) * 2008-10-28 2010-09-16 Nivarox Sa Heterogeneous LIGA method

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