用于制造硅摆轮游丝的方法与流程

本发明涉及一种用于制造硅时计部件、更具体地具有功能性外部外形(profilexterne fonctionnel)的硅时计部件的方法。

背景技术：

1、硅时计部件通常通过硅基材料制成的晶圆的深反应离子蚀刻(也称为drie)制造。该晶圆可以是穿过其整个厚度被蚀刻的硅晶圆(例如，参见欧洲专利申请号1722281、2145857和3181938)或绝缘体上硅(soi)基板，该基板包括通过中间氧化硅层结合的顶部硅层和底部硅层，顶部硅层是在其中进行蚀刻的层(例如，参见国际专利申请号2019/180177和2019/18057)。与单个硅晶圆相比，绝缘体上硅基板具有的优点在于具有：刚性支撑物(底部硅层，其比顶部层厚)，使得其操纵(manipulation)和保持更容易；以及阻挡层(中间氧化硅层)，以停止蚀刻。

2、无论使用何种类型的晶圆，在同一晶圆中同时蚀刻若干部件，并且在蚀刻期间留下的附接件(attache)或桥保持部件附接至晶圆以用于其他制造步骤。然后，通过断开或移除附接件，部件从晶圆释放。

3、将每个部件的周边(périphérie)连接至晶圆的此类附接件可能会有问题，特别是当部件的周边是功能性表面时，其功能不得被附接件残余物削弱，或者当部件的外表面必须具有特别完美的外观时，例如在指针的情况下。此外，在某些情况下，特别是对于具有微型齿的部件，功能性外表面没有足够大的自由空间以便足够强的附接件插入。

4、国际专利申请第2019/166922号提出了一种用于制造摆轮游丝的方法，其中，提供承载氧化硅层的硅基板，在氧化硅层中形成通孔，硅层在氧化硅层上外延生长，该硅层填充通孔以形成附接件或材料桥，在硅层中蚀刻摆轮游丝，去除氧化硅层，其中摆轮游丝经由所述附接件保持附接至硅基板，使摆轮游丝经受热处理，且最后使摆轮游丝从硅基板分离。

5、使用这种方法，通过延伸出摆轮游丝平面(而不是像通常情况那样在最后一圈的外表面和硅蚀刻层之间)的附接件，摆轮游丝在蚀刻后仍保持结合至基板。然而，该方法不允许使用商业上可获得的绝缘体上硅基板，并且其中将形成摆轮游丝的硅层的外延生长是复杂的操作。

6、国际专利申请第2019/166922号旨在克服该问题，并提出了一种用于由soi晶圆制造硅时计部件的方法，其中该部件附接至部件轮廓内的锚固件。因此，该附接件不会侵占部件的功能性外轮廓。然而，该方法不允许部件的后表面被加工，特别是对于需要表面处理或装饰的部件。

技术实现思路

1、本发明通过提出一种解决方案克服上述缺点，该解决方案允许部件被保持附接至晶圆(部件包括不允许对其外轮廓设置附接件的那些部件)，同时释放后表面使得其能够被加工和/或装饰。

2、为此，本发明涉及一种用于制造硅时计部件的方法，该方法包括以下步骤：

3、a)获得soi晶圆，该晶圆接连地包括所谓的硅“装置”层、氧化硅结合层和所谓的硅“操纵”层；

4、b)在晶圆的表面上生长氧化硅层；

5、c)通过drie蚀刻面上的氧化硅层(蚀刻掩模)，然后蚀刻“装置”层，以形成硅时计部件，以及内部锚固元件(élément d’ancrage interne)和在非关键内部轮廓区域中将所述锚固元件连接至时计部件的内壁的材料桥；

6、d)通过drie蚀刻后表面上的氧化硅层(蚀刻掩模)，然后蚀刻“操纵”层，以形成至少一个窄桥和与该至少一个窄桥成一体的至少一个后部锚固件(ancrage arrière)，该后部锚固件通过氧化硅“装置”和“操纵”结合层连接至“装置”层的锚固元件；

7、e)借助于湿法蚀刻释放时计部件，时计部件通过锚固元件经由材料桥保持在晶圆上，氧化物结合层仅在“装置”层和“操纵”层两者都未被湿法蚀刻而蚀刻掉的地方留存，并且整体搁置在至少一个后部锚固件上，该后部锚固件连接到至少一个窄桥，该窄桥本身连接至“操纵”层。

8、根据本发明的其他有利替代实施例：

9、-时计部件的内壁是被布置成容纳轴的孔的壁，或者是部件内部的开口；

10、-在步骤e)结束时，氧化硅结合层部分地存在于锚固元件和后部锚固件之间；

11、-窄桥和材料桥不重叠；

12、-在步骤d)中，在“操纵”层的drie期间还形成一体式荫罩(shadow mask)，以便在后表面上产生开口的精心且有意的图案，所述开口允许通过cvd或pvd进行精细的装饰；

13、-该方法包括如下的步骤f)：对时计部件的前表面和/或后表面进行晶圆精加工，该精加工步骤包括例如沉积层、形成图案和/

14、或进行装饰；

15、-时计部件是轮、凸轮、指针、杠杆、蜗杆()、指示物或贴花。

16、本发明还涉及通过实施根据本发明的用于制造时计部件的方法获得的时计部件。

17、因此，可以理解的是，该方法允许通达时计部件的附接至晶圆的后表面，以便能够对其进行加工和/或装饰。

1.一种用于制造硅时计部件(10)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述时计部件(1)的内壁是被布置成容纳轴的孔的壁，或者是所述部件内部的开口的壁。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，在步骤e)结束时，所述氧化硅结合层(13)部分地存在于所述锚固元件(7)和所述后部锚固件(9')之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述窄桥(9)和所述材料桥(8)不重叠。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，在所述“操纵”层的drie期间还形成一体式荫罩，以便在所述后表面上产生开口的精心且有意的图案，所述开口允许通过沉积进行精细的装饰。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下的步骤f)：对所述时计部件(1)的前表面、后表面和/或侧表面进行晶圆精加工，精加工步骤包括例如沉积层、形成图案和/或进行装饰。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述时计部件是轮、凸轮、指针、杠杆、蜗杆、指示物或贴花。

8.通过实施根据权利要求1至7中任一项所述的用于制造时计部件(1)的方法而获得的时计部件(1)。