EP-4738022-A1 - METHOD FOR TREATING A SILICON COMPONENT

Abstract

La présente invention se rapporte à un plateau (10) destiné au support d'au moins un composant horloger individuel (1) en silicium ou d'une plaquette portant une pluralité de composants horlogers en silicium, et un procédé de traitement par oxydation thermique mettant en oeuvre ce plateau (10). Une face utile (10a) du plateau (10) forme, sur au moins une zone de réception (11), une surface d'accueil (20) pour ledit composant horloger (1) ou ladite plaquette, avec ladite surface d'accueil (20) étant réalisée dans un matériau à base de nitrure et présentant une rugosité Ra supérieure à 50 nm, encore préférentiellement supérieure à 200 nm, encore préférentiellement supérieure à 1 micron.

Inventors

• TILLE, NICOLAS
• Clivaz, Johannes

Assignees

• Sigatec SA

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241105

Claims (15)

1. Procédé de traitement par oxydation thermique d'au moins un composant horloger (1) à base de silicium, dans lequel : - on fournit un plateau de support (10) délimité dans une direction transversale (Z) par une face utile (10a) formant, sur au moins une zone de réception (11), une surface d'accueil (20) pour ledit composant horloger (1) ou une plaquette (50) portant ledit composant (1), - on place le composant horloger (1) ou la plaquette (50) portant le composant (1) sur la surface d'accueil (20) du plateau de support (10), et - on soumet le composant horloger (1) ou la plaquette placé(e) sur ladite surface d'accueil (20) à au moins une étape d'oxydation thermique, caractérisé en ce que la surface d'accueil (20) du plateau de support (10) est réalisée dans un matériau à base de nitrure et présente une rugosité Ra supérieure à 50 nm, encore préférentiellement supérieure à 200 nm, encore préférentiellement supérieure à 1 micron.
2. Procédé de traitement selon la revendication 1, dans lequel le ou chaque composant horloger (1) est un élément unitaire aux contours finis.
3. Procédé de traitement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la face utile (10a) du plateau de support (10) est munie d'ouvertures de réception (40), notamment d'ouvertures borgnes, et en plaçant le composant horloger (1) ou la plaquette (50) portant le composant (1) sur la surface d'accueil (20), on dispose au moins une partie protubérante (3) du composant horloger (1) dans une desdites ouvertures de réception (40).
4. Procédé de fabrication d'au moins un composant horloger (1), comprenant au moins une étape de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.
5. Plateau de support (10), notamment pour la mise en oeuvre du procédé de l'une quelconque des revendications précédentes, ledit plateau (10) étant délimité dans une direction transversale (Z) par une face utile (10a) formant, sur au moins une zone de réception (11), une surface d'accueil (20) pour un composant horloger (1) ou une plaquette (50) portant ledit composant (1), caractérisé en ce que la surface d'accueil (20) est réalisée dans un matériau à base de nitrure et présente une rugosité Ra supérieure à 50 nm, encore préférentiellement supérieure à 200 nm, encore préférentiellement supérieure à 1 micron.
6. Plateau de support (10) selon la revendication 5, dans lequel la rugosité Ra de la surface d'accueil (20) est inférieure à 50 microns, de préférence inférieure à 20 microns.
7. Plateau de support (10) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le matériau à base de nitrure est du nitrure de silicium.
8. Plateau de support (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, comprenant une âme sous forme de plaque (14) et un revêtement (16) réalisé dans un matériau à base de nitrure sur au moins une face (14a) de ladite plaque et formant la surface d'accueil (20).
9. Plateau de support (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel, au moins sur la zone de réception (11), la face utile (10a) est texturée avec une ou plusieurs cavités (30), par exemple formant un réseau et/ou un motif régulier, dont la hauteur (H1) est au moins 2 fois supérieure à la valeur de rugosité Ra de la surface d'accueil, de préférence au moins 5 fois supérieure à cette valeur de rugosité Ra.
10. Plateau de support (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, dans lequel la face utile (10a) est munie d'ouvertures de réception (40), notamment d'ouvertures borgnes, destinées à recevoir des parties protubérantes (3) de composants horlogers (1) disposés sur la surface d'accueil (20).
11. Plateau de support (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, dans lequel la surface d'accueil (20) est globalement plane.
12. Plateau de support (10) selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, comprenant en outre au moins une surface de retenue latérale (18, 19) configurée pour retenir le composant (1) ou la plaquette (50) dans une direction latérale sensiblement orthogonale à la direction transversale (Z).
13. Plateau de support (10) selon la revendication 12, dans lequel la surface de retenue (18, 19) est réalisée dans un matériau à base de nitrure et présente une rugosité Ra supérieure à 50 nm, encore préférentiellement supérieure à 200 nm, encore préférentiellement supérieure à 1 micron.
14. Plateau de support (10) selon la revendication 12 ou 13, dans lequel la surface de retenue latérale (19) est orientée vers l'intérieur du plateau.
15. Plateau de support (10) selon la revendication 12 ou 13, dans lequel la surface de retenue latérale (18) est orientée vers l'extérieur du plateau.

Description

Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le traitement 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 première couche 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 de silicium, une couche intermédiaire d'oxyde servant de couche d'arrêt pour les opérations de gravure de la couche utile. Selon un procédé connu, la première couche de silicium est gravée afin d'y former les composants puis une plaquette formée par au moins une partie de cette première couche portant les composants est « libérée » c'est-à-dire détachée du substrat pour être traitée, en particulier par oxydation thermique. L'oxydation vise à améliorer l'état de surface des composants et/ou ajuster leurs dimensions notamment pour régler leur raideur (dans le cas de spiraux), avant qu'ils ne soient finalement détachés de la plaquette. Un premier avantage de traiter une plaquette plutôt que des composants individuels est que l'on évite la manipulation laborieuse de petits composants individuels, qui devraient sinon être déposés un à un sur un support afin d'être oxydés. Cela permet également d'oxyder les composants sur tous leurs côtés, ce qu'exclut la mise en oeuvre d'un support. Un inconvénient est cependant que la plaquette peut se déformer au cours du traitement sous l'effet de son propre poids, rendant les composants potentiellement inutilisables. Dans certains cas, il peut aussi être impossible de prévoir des attaches reliant les composants à une plaquette. C'est le cas notamment lors de la fabrication de composants de petite taille. Dans ce cas les composants sont nécessairement libérés du substrat sous la forme d'éléments unitaires, qui sont ensuite déposés sur un support pour pouvoir être traités avec les inconvénients mentionnés précédemment. Résumé de l'invention Un but de la présente invention est donc de proposer un procédé optimisé pour le traitement de composants horlogers par oxydation thermique, permettant notamment d'apporter une solution aux inconvénients de l'art antérieur précités. Selon l'invention, ce but est atteint grâce à l'objet des revendications indépendantes. Des aspects plus spécifiques sont définis dans les revendications dépendantes ainsi que dans la description. De manière plus spécifique, un but de l'invention est atteint grâce à procédé de traitement par oxydation thermique d'au moins un composant horloger à base de silicium, dans lequel : on fournit un plateau de support délimité dans une direction transversale par une face utile formant, sur au moins une zone de réception, une surface d'accueil pour ledit composant horloger ou une plaquette portant ledit composant horloger,on place le composant horloger ou la plaquette portant le composant sur la surface d'accueil du plateau de support, eton soumet le composant horloger ou la plaquette placé sur ladite surface d'accueil à au moins une étape d'oxydation thermique. Selon l'invention, la surface d'accueil du plateau de support est réalisée dans un matériau à base de nitrure et présente une rugosité Ra supérieure à 50 nm, encore préférentiellement supérieure à 200 nm, encore préférentiellement supérieure à 1 micron. Le procédé selon l'invention est particulièrement adapté pour le traitement de composants horlogers se présentant sous la forme d'éléments unitaires, c'est-à-dire d'éléments aux contours finis. De tels éléments sont obtenus par gravure sans attache, dans un substrat en silicium (par exemple mais non limitativement un substrat SOI du type mentionné précédemment). Les composants unitaires sont dans ce cas placés un à un sur la surface d'accueil du plateau de support. Ils peuvent aussi être obtenus en détachant de leur plaquette des composants gravés initialement avec une attache les liant à ladite plaquette. Toutefois, le procédé est également adapté pour des composants horlogers encore liés par une attache à une même plaquette. On place alors, sur le plateau de support, la plaquette portant les composants. Les composants à traiter sont par exemples des spiraux, ancres, roues d'échappement, roues dentées, plateaux, aiguilles, balanciers. Ils comprennent au moins une âme en silicium, éventuellement re-couverte totalement ou partiellement de dioxyde de silicium. L'invention concerne également un plateau de support adapté pour le support d'au moins un composant horloger individuel en silicium ou d'une plaquette portant une pluralité de composants horlogers en silicium pendant un traitement d'oxydation thermique, typiquement pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le