EP-4738023-A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A TIMEPIECE COMPONENT

Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un composant horloger dans un substrat (100) comprenant une couche utile (10) en silicium. Par un premier côté (101) du substrat (100), on réalise une gravure dite primaire d'au moins une zone primaire (A) de ladite couche utile (10), de sorte à former au moins un bord d'un premier niveau (I) du composant (1), et par le même premier côté (101), on réalise une gravure dite secondaire d'au moins une zone secondaire (B) de la couche utile (10), de sorte à former au moins un bord d'un deuxième niveau (II) du composant (1).

Inventors

• TILLE, NICOLAS
• Clivaz, Johannes

Assignees

• Sigatec SA

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241105

Claims (19)

1. Procédé de fabrication d'au moins un composant horloger (1), comprenant au moins les étapes suivantes : a) on fournit un substrat (100) présentant un premier côté (101) et un deuxième côté (102) opposés dans une direction transversale (Z) , ledit substrat comprenant une couche utile (10) en silicium, d) par le premier côté (101) du substrat (100), on réalise une gravure dite primaire d'au moins une zone primaire (A) de ladite couche utile (10), de sorte à former au moins un bord d'un premier niveau (I) du composant (1), et i) par le premier côté (101) du substrat (100), on réalise une gravure dite secondaire d'au moins une zone secondaire (B) de la couche utile (10), de sorte à former au moins un bord d'un deuxième niveau (II) du composant (1).
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel une épaisseur restante de silicium à l'issue de la gravure est différente sur la zone primaire et sur la zone secondaire.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel dans l'une parmi la gravure primaire et la gravure secondaire on grave la couche utile sur toute son épaisseur et dans l'autre parmi la gravure primaire et la gravure secondaire on grave la couche utile sur une épaisseur intermédiaire strictement inférieure à son épaisseur totale.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la gravure primaire et/ou la gravure secondaire est une gravure ionique réactive profonde.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le substrat (100) de l'étape a) comprend la couche utile (10) en silicium, une couche intermédiaire d'oxyde (30) et une couche de rigidification (20) superposées dans cet ordre entre le premier côté (101) et le deuxième côté (102).
6. Procédé selon la revendication 5, comprenant en outre, après les étapes a), d) et i), une étape I) dans laquelle on élimine la couche intermédiaire (30) du substrat (100) au moins en regard dudit composant horloger (1).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, dans une étape b) préalable à l'étape d), on forme une couche d'oxyde (40) sur le premier côté (101) du substrat (100).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant, préalablement à l'étape d), une étape c2) de réalisation d'un masque de gravure primaire comportant au moins une ouverture (62) délimitant la zone primaire (A).
9. Procédé selon la revendication 8, comprenant en outre, préalablement à l'étape c2), une étape c1) dans laquelle on grave la couche d'oxyde (40) préalablement formée sur le premier côté (101) du substrat (100), pour former au moins une ouverture (42) recouvrant et/ou délimitant la zone secondaire (B).
10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, comprenant en outre, après l'étape d) et avant l'étape i), notamment après l'étape d) et avant une éventuelle étape f), une étape e) de retrait de résine sur le premier côté (101) du substrat (100).
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel l'étape i) de gravure secondaire est réalisée en conservant comme protection de l'au moins un bord du premier niveau (I) la couche de passivation des bords de la gravure primaire de l'étape d).
12. Procédé selon les revendications 10 et 11, dans lequel l'étape e) de retrait de la résine est réalisée par plasma directionnel.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant, entre les étapes d) et i), au moins une étape f) dans laquelle on traite l'au moins un bord du premier niveau gravé lors de l'étape d) pour sa protection contre la gravure secondaire de l'étape i).
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel, à l'étape f), on recouvre l'au moins un bord du premier niveau avec une couche de protection (70, 80).
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel la couche de protection (80) est une couche de polymère.
16. Procédé selon la revendication 14, dans lequel la couche de protection (70) est une couche d'oxyde, notamment d'oxyde de silicium.
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel la couche de protection (70, 80) a une épaisseur inférieure à 300 nm, de préférence inférieure à 200 nm, encore préférentiellement inférieure à 150 nm.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, dans lequel, à l'étape f), on remplit entièrement les cavités de gravure (11) issues de l'étape d) avec la couche de protection (80).
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 18, dans lequel à l'étape f) on recouvre également le premier côté (101) du substrat (100) avec la couche de protection (70, 80), puis, dans une étape g), on réalise un masque pour la gravure de l'étape i) dans ladite couche de protection (80).

Description

Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Plus précisément, elle concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger, notamment d'un composant horloger en silicium. État de la technique Dans le domaine de l'horlogerie, certaines applications requièrent l'utilisation de composants complexes ou multiniveaux. Ces composants sont typiquement obtenus en assemblant plusieurs éléments fabriqués séparément. C'est le cas par exemple des ancres, dans lesquelles le dard est assemblé sur la fourchette destinée à coopérer avec un organe réglant d'un mécanisme horloger. Par le passé, cet assemblage était réalisé par une technique dite de chassage, qui consiste à introduire à force un axe d'un élément à assembler dans un trou de l'autre élément. Il y a quelques années, on a aussi commencé à utiliser de nouveaux matériaux pour la fabrication des composants horlogers, dont le silicium. Le silicium étant un matériau fragile, il est difficilement compatible avec la méthode d'assemblage par chassage mentionnée précédemment ou à tout le moins peu adapté à la production industrielle du fait des nombreuses pertes liées à la casse. On a donc cherché de nouvelles techniques permettant la fabrication de composants complexes, en silicium. Une méthode de fabrication de composants horlogers multiniveaux par gravure dans une plaquette monolithique en silicium a par exemple été décrite dans la demande de brevet EP 4 283 408. Selon cette méthode, la plaquette est gravée par l'un de ses côtés, puis le côté gravé est recouvert d'une couche d'arrêt de gravure puis enfin la plaquette est gravée par son second côté, au moins localement jusqu'à ladite couche d'arrêt. Mais ce procédé reste relativement complexe. Résumé de l'invention La présente invention propose un nouveau procédé pour la fabrication de composants multiniveaux en silicium, qui soit une alternative au procédé connu de l'art antérieur et qui soit notamment plus simple de mise en oeuvre. Dans ce but, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'au moins un composant horloger, comprenant au moins les étapes suivantes : a) on fournit un substrat présentant un premier côté et un deuxième côté opposés dans une direction transversale, ledit substrat comprenant une couche utile en silicium,d) par le premier côté du substrat, on réalise une gravure dite primaire d'au moins une zone primaire de ladite couche utile, de sorte à former au moins un bord d'un premier niveau du composant, eti) par le premier côté du substrat, on réalise une gravure dite secondaire d'au moins une zone secondaire de la couche utile, de sorte à former au moins un bord d'un deuxième niveau du composant. Les étapes a), d) et i) sont typiquement réalisées dans cet ordre, avec interposition éventuelle d'autres étapes complémentaires. Le procédé selon l'invention permet la fabrication d'un composant horloger à au moins deux niveaux, autrement dit un composant comprenant une face supérieure, une face inférieure et au moins une surface intermédiaire entre lesdites faces supérieure et inférieure, la face supérieure, la face inférieure et la surface intermédiaire étant orthogonales ou sensiblement orthogonales à une direction transversale correspondant à la direction transversale du substrat dont le composant est issu et donc à la direction de la gravure ayant permis de l'obtenir. Pour former ces deux niveaux, une épaisseur restante de silicium à l'issue de la gravure est différente sur la zone primaire et sur la zone secondaire. Typiquement, dans l'une parmi la gravure primaire et la gravure secondaire la couche utile est gravée sur toute son épaisseur (i.e. l'épaisseur restante de silicium est nulle) et dans l'autre parmi la gravure primaire et la gravure secondaire la couche utile est gravée sur une épaisseur intermédiaire strictement inférieure à son épaisseur totale. La gravure sur une épaisseur intermédiaire de la couche utile laisse subsister, sur cette zone, une épaisseur de silicium formant au moins un niveau du composant. Les composants obtenus à l'aide du procédé selon l'invention sont des composants monolithiques en silicium. Par composant monolithique on entend ici un bloc massif fait d'un seul matériau. Le procédé selon l'invention peut notamment, mais non limitativement, être mis en oeuvre pour la fabrication d'ancres, de roues, de balanciers, de plateaux, d'aiguilles, de spiraux ou encore d'éléments à lame(s) flexible(s). Il peut aussi être mis en oeuvre pour la fabrication simultanée, sur un même substrat, d'une pluralité de composants horlogers de même type ou de types différents, et de même forme ou de formes différentes. Les gravures primaire et secondaire sont avantageusement des gravures ioniques réactives profondes (aussi appelées gravures DRIE). Les zones principale(s) et secondaire(s) peuvent être disjointes ou au moins une zone principale et une zone secondaire peuvent être contiguës. Selon un exemple, au moins une zone primaire o