EP-4738020-A1 - METHOD FOR PRODUCING SILICON COMPONENTS

Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une pluralité de composants horlogers (1) en silicium, dans lequel on fournit un substrat (100) comprenant une couche utile (10) en silicium, une couche intermédiaire (30) d'oxyde, et une couche de rigidification (20), on grave la couche utile (10) pour y former les composants horlogers (1), on oxyde thermiquement le substrat (100) avec la face inférieure (2b) de chaque composant (1) restant en contact avec la couche intermédiaire (30) durant l'oxydation, puis en une seule étape de désoxydation, on retire de l'oxyde formé précédemment sur chaque composant (1) et, pour chaque composant, au moins la partie de la couche intermédiaire (30) se trouvant en contact avec sa face inférieure (2b).

Inventors

• TILLE, NICOLAS
• Clivaz, Johannes

Assignees

• Sigatec SA

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241105

Claims (7)

1. Procédé de fabrication d'une pluralité de composants horlogers (1) en silicium, dans lequel, dans cet ordre : a) on fournit un substrat (100) comprenant la superposition, dans une direction transversale, d'au moins une couche utile (10) en silicium, une couche intermédiaire d'oxyde (30) et une couche de rigidification (20), la couche intermédiaire (30) étant interposée entre la couche utile (10) et la couche de rigidification (20), b) on grave la couche utile (10) pour y former les composants horlogers (1), c) on oxyde thermiquement le substrat (100), la face inférieure (2b) de chaque composant (1) restant en contact avec la couche intermédiaire (30) durant l'oxydation, puis d) en une étape continue de désoxydation, on retire de l'oxyde formé à l'étape c) sur chaque composant et, pour chaque composant (1), au moins la partie de la couche intermédiaire (30) se trouvant en contact avec sa face inférieure (2b).
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l'oxydation de l'étape c) est une oxydation de lissage des composants horlogers (1).
3. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l'oxydation de l'étape c) est une oxydation de mise à dimension des composants horlogers (1).
4. Procédé de fabrication selon à la revendication 3, dans lequel l'oxydation de l'étape c) est réalisée en fonction d'une quantité de silicium à retirer sur les composants formés à l'étape b) et déterminée préalablement.
5. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape d) est réalisée par gravure humide, par exemple par gravure en phase vapeur, notamment par gravure à la vapeur d'acide fluorhydrique.
6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, incluant la libération d'une plaquette comprenant tout ou partie de la couche utile (10) du substrat (100) et portant lesdits composants (1).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, dans une direction orthogonale à la direction transversale, chaque composant gravé à l'étape b) est délimité extérieurement par une face latérale formant un contour continu et fermé, et la désoxydation de l'étape d) libère chaque composant individuellement.

Description

Domaine technique de l'invention La présente invention concerne la fabrication de composants en silicium, en particulier de composants horlogers tels que des spiraux, ancres, roues d'échappement, roues dentées, plateaux, aiguilles, balanciers. État de la technique Les composants horlogers en silicium sont typiquement fabriqués à l'aide d'un substrat - aussi appelé wafer - de type silicium sur isolant connu sous l'acronyme SOI (silicon on insulator) et comprenant une couche utile de silicium dans laquelle les composants doivent être formés, une deuxième couche, typiquement en silicium, servant à rigidifier le substrat et, entre ces deux couches, une couche intermédiaire d'oxyde servant de couche d'arrêt pour les opérations de gravure de la couche utile. Selon un procédé connu, la couche utile en silicium est gravée afin d'y former les composants puis une plaquette comprenant au moins une partie de cette couche utile portant les composants est « libérée » c'est-à-dire détachée du substrat pour être soumise à des opérations d'oxydation et désoxydation visant à améliorer l'état de surface des composants ou à ajuster leurs dimensions, notamment pour régler leur raideur, avant qu'ils ne soient finalement détachés de la plaquette. Dans le cas de composants individuels, les composants sont déposés sur un support pour être traités ce qui entraîne un déplacement laborieux. Les fabricants cherchent toutefois à optimiser constamment le procédé de fabrication de tels composants, notamment en réduisant sa durée et donc les coûts associés. Résumé de l'invention Un but de la présente invention est donc de proposer un procédé de fabrication de composants horlogers dont la durée et le coût sont optimisés. Selon l'invention, ce but est atteint grâce à l'objet de la revendication 1. Des aspects plus spécifiques de la présente invention sont décrits dans les revendications dépendantes ainsi que dans la description. De manière plus spécifique, un but de l'invention est atteint grâce à un procédé de fabrication d'une pluralité de composants horlogers en silicium, dans lequel, dans cet ordre : a) on fournit un substrat comprenant la superposition, dans une direction transversale, d'au moins une couche utile en silicium, une couche intermédiaire d'oxyde et une couche de rigidification, la couche intermédiaire étant interposée entre la couche utile et la couche de rigidification,b) on grave la couche utile pour y former les composants horlogers,c) on oxyde thermiquement le substrat, la face inférieure de chaque composant restant en contact avec la couche intermédiaire durant l'oxydation, puisd) en une étape continue de désoxydation, on retire de l'oxyde formé à l'étapec) sur chaque composant et, pour chaque composant, au moins la partie de la couche intermédiaire se trouvant en contact avec sa face inférieure. Les étapes a) à d) sont réalisées dans cet ordre, soit directement l'une à la suite de l'autre, soit en intercalant une ou plusieurs étapes intermédiaires entre au moins deux étapes successives. Dans la présente demande, et en référence à la couche utile du substrat ou aux composants réalisés dans cette couche utile, on appellera face inférieure une face orientée vers la couche intermédiaire et la couche de rigidification du substrat et face supérieure une face opposée à une telle face inférieure dans la direction transversale. Une face latérale relie de telles faces inférieure et supérieure. Selon l'invention, le substrat, déjà gravé, est oxydé alors que la couche intermédiaire est toujours en place et intacte au droit des composants. Lors de l'étape c), la face inférieure des composants horlogers, toujours attachée à la couche intermédiaire, n'est donc pas oxydée. Sur chaque composant, l'oxydation résulte au moins dans la formation d'une couche de dioxyde de silicium sur sa ou ses faces latérales (correspondant aux flancs de gravure). La face supérieure d'un composant peut être oxydée lors de l'étape c) mais ce n'est pas nécessairement le cas, cette face ayant par exemple pu être recouverte préalablement (notamment par un masque de nitrure déposé avant la gravure). Le fait que les composants ne soient pas, lors de l'étape c), oxydés sur leur face inférieure (et voire même également sur leur face supérieure) n'est cependant pas problématique. En effet, l'oxydation de l'étape c) est avantageusement une oxydation de lissage des composants horlogers ou une oxydation de mise à dimension des composants horlogers. Or, dans le cas d'un lissage, ce sont principalement les irrégularités de surface liées à la gravure - et donc présents sur les flancs ou faces latérales des composants - que l'on cherche à corriger. De la même façon, la hauteur (i.e. la dimension transversale) des composants ne nécessite généralement aucun ajustement puisque cette dimension est déterminée par l'épaisseur de la couche utile du substrat. L'oxydation des faces latérales des composants peut cependant permettre d'ajuster leur largeur. Le fait de réaliser, sel