Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2707712C1 - Микромеханический компонент, характеризующийся уменьшенной поверхностью контакта, и способ его изготовления - Google Patents

Микромеханический компонент, характеризующийся уменьшенной поверхностью контакта, и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2707712C1
RU2707712C1 RU2016125427A RU2016125427A RU2707712C1 RU 2707712 C1 RU2707712 C1 RU 2707712C1 RU 2016125427 A RU2016125427 A RU 2016125427A RU 2016125427 A RU2016125427 A RU 2016125427A RU 2707712 C1 RU2707712 C1 RU 2707712C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
etching
micromechanical component
protective layer
silicon
walls
Prior art date
Application number
RU2016125427A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016125427A (ru
Inventor
Алекс ГАНДЕЛЬМАН
Андре ПЕН
Original Assignee
Ниварокс-Фар С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ниварокс-Фар С.А. filed Critical Ниварокс-Фар С.А.
Publication of RU2016125427A publication Critical patent/RU2016125427A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2707712C1 publication Critical patent/RU2707712C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032—Packages or encapsulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032—Packages or encapsulation
    • B81B7/0074—3D packaging, i.e. encapsulation containing one or several MEMS devices arranged in planes non-parallel to the mounting board
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
    • B81C1/00103—Structures having a predefined profile, e.g. sloped or rounded grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00388—Etch mask forming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00436—Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
    • B81C1/00555—Achieving a desired geometry, i.e. controlling etch rates, anisotropy or selectivity
    • B81C1/00619—Forming high aspect ratio structures having deep steep walls
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B13/00—Gearwork
    • G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
    • G04B13/026—
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B13/00—Gearwork
    • G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
    • G04B13/027—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots planar toothing: shape and design
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/03—Microengines and actuators
    • B81B2201/035—Microgears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/03—Static structures
    • B81B2203/0369—Static structures characterized by their profile
    • B81B2203/0384—Static structures characterized by their profile sloped profile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0111—Bulk micromachining
    • B81C2201/0112—Bosch process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0128—Processes for removing material
    • B81C2201/013—Etching
    • B81C2201/0132—Dry etching, i.e. plasma etching, barrel etching, reactive ion etching [RIE], sputter etching or ion milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0128—Processes for removing material
    • B81C2201/013—Etching
    • B81C2201/0135—Controlling etch progression
    • B81C2201/0138—Monitoring physical parameters in the etching chamber, e.g. pressure, temperature or gas composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0128—Processes for removing material
    • B81C2201/013—Etching
    • B81C2201/0135—Controlling etch progression
    • B81C2201/014—Controlling etch progression by depositing an etch stop layer, e.g. silicon nitride, silicon oxide, metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0174—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making multi-layered devices, film deposition or growing
    • B81C2201/0183—Selective deposition
    • B81C2201/0188—Selective deposition techniques not provided for in B81C2201/0184 - B81C2201/0187
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0198—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making a masking layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к компоненту на кремниевой основе, характеризующемуся по меньшей мере одной уменьшенной поверхностью контакта, который, будучи полученным при использовании способа, объединяющего по меньшей мере одну стадию протравливания наклонной боковой стенки с протравливанием вертикальных боковых стенок от компании «Bosch», улучшает, в частности, трибологию компонентов, полученных в результате проведения механической микрообработки пластины на кремниевой основе. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к микромеханическому компоненту, характеризующемуся уменьшенной поверхностью контакта, и способу его изготовления. Говоря более конкретно, изобретение относится к такому компоненту, полученному в результате проведения механической микрообработки пластины из материала.
Уровень техники
В швейцарском патенте 698837 описывается изготовление компонента часов в результате проведения механической микрообработки пластины из аморфного или кристаллического материала, такого как кристаллический или поликристаллический кремний.
Такую механическую микрообработку в общем случае получают в результате проведения глубокого реактивного ионного травления (также известного под сокращенным обозначением «ГРИТ»). Как это проиллюстрировано на фигурах от 1 до 3, известный способ механической микрообработки заключается в структурировании маски 1 на подложке 3 (смотрите фигуру 1, стадия А) с последующим проведением глубокого реактивного ионного травления от компании «Bosch», последовательно объединяющего фазу травления (смотрите фигуру 1, стадии В, D, Е) со следующей далее фазой пассивирования (смотрите фигуру 1, стадия С, слой 4) в целях получения из шаблона маски 1 анизотропной, то есть, по существу вертикальной, области 5, представляющей собой результат травления, на пластине (смотрите фигуру 2).
Как это проиллюстрировано на фигуре 3, один пример глубокого реактивного ионного травления от компании «Bosch» продемонстрирован сплошными линиями для потока SF6 в ст.куб. см./мин в зависимости от времени в секундах, предназначенного для травления кремниевой пластины, и пунктирными линиями для потока C4F8 в ст.куб. см./мин в зависимости от времени в секундах, предназначенного для пассивирования, то есть, защиты, кремниевой пластины. Таким образом, как это ясно видно, фазы являются строго последовательными, и каждая из них характеризуется специфическими потоком и временем.
В примере фигуры 3 продемонстрирована первая фаза G1 травления с потоком SF6 при 300 ст.куб. см/мин в течение 7 секунд с последующей первой фазой Р1 пассивирования с потоком C4F8 при 200 ст.куб. см/мин в течение 2 секунд, со следующей далее второй фазой G2 травления с потоком SF6 при 300 ст.куб. см/мин в течение 7 секунд еще раз и, в заключение, со следующей затем второй фазой Р2 пассивирования с потоком C4F8 при 200 ст.куб. см/мин в течение 2 секунд еще раз и так далее. Таким образом, необходимо отметить то, что определенное количество параметров делают возможным варьирование способа глубокого реактивного ионного травления от компании «Bosch» для получения более или менее отчетливо выраженной бугристости на стенке вертикальной области 5, представляющей собой результат травления.
Как это было установлено по истечении нескольких лет изготовления, данные вертикальные области 5, представляющие собой результат травления, были неполностью удовлетворительными, в частности, в отношении трибологии.
Раскрытие изобретения
Одна цель настоящего изобретения заключается в устранении всех или части вышеупомянутых недостатков в результате предложения нового типа микромеханического компонента и нового типа способа изготовления, что делает возможным улучшение трибологии компонентов, полученных в результате проведения механической микрообработки пластины из материала.
Поэтому изобретение относится к способу изготовления микромеханического компонента на кремниевой основе, включающему следующие далее стадии:
a) обеспечение подложки на кремниевой основе;
b) формирование маски, пронизанной отверстиями, на горизонтальной части подложки;
c) протравливание в травильной камере по существу вертикальных стенок на части толщины подложки от отверстий маски в целях получения периферийных стенок микромеханического компонента;
d) формирование защитного слоя на указанных вертикальных стенках, оставляя при этом дно области, представляющей собой результат травления, полученной на стадии с), без какого-либо защитного слоя;
e) протравливание в указанной травильной камере предварительно определенных наклонных стенок на оставшейся толщине подложки от дна, которое не имеет какого-либо защитного слоя, в целях получения наклонных нижних поверхностей под периферийными стенками микромеханического компонента;
f) освобождение микромеханического компонента от маски и от подложки.
Необходимо понимать то, что в одной и той же травильной камере получают два различных типа области, представляющей собой результат травления. Сразу же ясно то, что наклонная область, представляющая собой результат травления, стадии е) может формировать по существу наклонную вторую поверхность и может формировать несколько микромеханических компонентов на одной и той же подложке, имеющих периферийную стенку, характеризующуюся уменьшенной поверхностью контакта. Как это также можно наблюдать, в результате наличия защитного слоя, обеспеченного только на вертикальных стенках, наклонная область, представляющая собой результат травления, стадии е) делает возможным получение значительно большего открытого угла и по существу прямолинейного направления травления, что позволяет избегать ограничения параметрами глубокого реактивного ионного травления от компании «Bosch», который, напротив, используют на стадии с) с оптимизированными параметрами вертикального травления.
В соответствии с другими предпочтительными вариантами изобретения:
- стадию с) осуществляют в результате чередования потока травильного газа и потока пассивирующего газа в травильной камере в целях получения указанных по существу вертикальных стенок;
- стадия d) включает фазу d1): окисление области, представляющей собой результат травления, полученной на стадии с), для формирования защитного слоя диоксида кремния; и фазу d2): направленное травление указанного защитного слоя в целях селективного удаления только части защитного слоя на дне области, представляющей собой результат травления, полученной на стадии с);
- стадию е) осуществляют в результате перемешивания травильного газа и пассивирующего газа в травильной камере в целях получения наклонных стенок;
- на стадии е) непрерывные потоки травильного и пассивирующего газов подают в режиме пульсации для улучшения травления дна полости.
Кроме того, изобретение относится к микромеханическому компоненту, полученному при использовании способа, соответствующего любому из предшествующих вариантов, характеризующемуся тем, что компонент содержит тело на кремниевой основе, периферийная стенка которого включает первую по существу вертикальную поверхность и вторую наклонную поверхность, что, тем самым, уменьшает поверхность контакта периферийной стенки.
В выгодном варианте, в соответствии с изобретением необходимо понимать то, что периферийная или внутренняя вертикальная стенка микромеханического компонента обеспечивает наличие уменьшенной поверхности контакта или после вставления элемента конструкции вдоль внутренней стенки микромеханического компонента может обеспечить получение улучшенного трибологического контакта с другим компонентом.
В соответствии с другими предпочтительными вариантами изобретения:
- микромеханический компонент дополнительно содержит по меньшей мере одну полость, имеющую внутреннюю стенку, также включающую первую по существу вертикальную поверхность и вторую по существу наклонную поверхность;
- микромеханический компонент образует весь элемент или часть элемента в движущихся или наружных деталях часов.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества станут ясно представляться после ознакомления со следующим далее описанием изобретения, представленным в рамках неограничивающего иллюстрирования при обращении к прилагаемым чертежам, в числе которых:
фигуры от 1 до 3 представляют собой диаграммы, предназначенные для разъяснения способа глубокого реактивного ионного травления от компании «Bosch», использующегося в объеме изобретения;
фигуры от 4 до 10 представляют собой изображения стадий способа изготовления микромеханического компонента, соответствующего изобретению;
фигура 11 представляет собой изображение микромеханического компонента, соответствующего изобретению;
фигура 12 представляет собой блок-схему способа изготовления, соответствующего изобретению.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Изобретение относится к способу 11 изготовления микромеханического компонента на кремниевой основе. Как это проиллюстрировано на фигуре 12, способ 11 включает первую стадию 13 обеспечения подложки на кремниевой основе.
Термин «на кремниевой основе» обозначает материал, включающий монокристаллический кремний, легированный монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, легированный поликристаллический кремний, пористый кремний, диоксид кремния, кварц, кремнезем, нитрид кремния или карбид кремния. Само собой разумеется то, что в случае присутствия материала на кремниевой основе в кристаллической фазе может быть использована любая кристаллическая ориентация.
Обычно, как это проиллюстрировано на фигуре 4, подложка 31 на кремниевой основе может быть подложкой «кремний на диэлектрике» (также известной под сокращенным обозначением «КНД»), содержащей верхний слой 30 кремния и нижний слой 34 кремния, соединенные промежуточным слоем 32 диоксида кремния. Однако, в альтернативном варианте, подложка могла бы содержать слой кремния, добавленный на другой тип основы, такой как, например, металлическая основа.
Способ продолжается стадией 15 формирования маски 33, пронизанной отверстиями 35, на горизонтальной части подложки 31. В примере фигуры 4 маска 33 сформирована на верхней части верхнего слоя 30 кремния. Маска 33 сформирована из материала, способного выдерживать воздействие будущих стадий травления способа 11. Таким образом, маска 33 может быть образована из нитрида кремния или из диоксида кремния. В примере фигуры 4 маска 33 сформирована из диоксида кремния.
В выгодном варианте, в соответствии с изобретением способ 11 продолжается стадией 17 протравливания в травильной камере по существу вертикальных стенок 36 на по меньшей мере части толщины подложки 31 от пронизывающих отверстий 35 в маске 33 в целях получения периферийных или внутренних стенок микромеханического компонента.
Стадия 17 по существу вертикального травления обычно представляет собой описанное выше глубокое реактивное ионное травление от компании «Bosch», то есть, чередование потока травильного газа и потока пассивирующего газа в травильной камере в целях получения по существу вертикальных стенок 36.
Действительно, стадия 17 делает возможным по существу вертикальное направление травления по отношению к маске 33, как это видно на фигуре 5. Таким образом, получают область 39, представляющую собой результат травления, сечение которой, видимое на фигуре 5, имеет по существу форму прямоугольного четырехугольника. Само собой разумеется то, что в зависимости от формы отверстий 35 форма объема, удаленного во время травления, варьируется. Таким образом, круглое отверстие будет приводить к получению цилиндрической области, представляющей собой результат травления, а квадратное отверстие - куба или прямоугольного параллелепипеда.
Способ 11 продолжается стадией 19 формирования защитного слоя 42 на вертикальных стенках 36, оставляя при этом дно 38 области 39, представляющей собой результат травления, без какого-либо защитного слоя, как это видно на фигуре 7.
Предпочтительно защитный слой 42 образован из диоксида кремния. Действительно, как это видно на фигурах 6 и 7, стадия 19 может включать затем первую фазу 18, предназначенную для окисления всего верха подложки 31, то есть, маски 33 (в случае получения из диоксида кремния), стенок 36 и дна 38, образованных областью 39, представляющей собой результат травления, для получения дополнительной толщины на маске 33 и толщины на вертикальных стенках 36 и дне 38 области 39, представляющей собой результат травления, в целях получения защитного слоя 42, образованного из диоксида кремния.
После этого вторая фаза 20 могла бы заключаться в направленном травлении защитного слоя 42 в целях селективного удаления горизонтальных поверхностей диоксида кремния с части маски 33 и со всей части защитного слоя 42 только на дне 38 области 39, представляющей собой результат травления, как это видно на фигуре 7.
После этого способ 11 может продолжаться стадией 21 травления в той же самой травильной камере, но в соответствии с предварительно определенными наклонными стенками 37 на оставшейся толщине подложки 31 от дна 38 без какого-либо защитного слоя 42 в целях получения наклонных нижних поверхностей под периферийными стенками микромеханического компонента.
Стадия наклонного травления 21 не представляет собой описанное выше глубокое реактивное ионное травление от компании «Bosch». Действительно, в результате наличия защитного слоя 42 стадия 21 делает возможным получение намного большего открытого угла и по существу прямолинейного направления травления, что позволяет избегать ограничения параметрами глубокого реактивного ионного травления от компании «Bosch». Действительно, как это считается в общем случае, даже в результате модифицирования параметров глубокого реактивного ионного травления от компании «Bosch» угол раскрытия не может превышать 10 градусов при искривленном направлении травления.
В выгодном варианте, в соответствии с изобретением стадию 21 предпочтительно осуществляют в результате перемешивания травильного газа SF6 и пассивирующего газа C4F8 в травильной камере в целях получения наклонных стенок 37. Говоря более конкретно, непрерывные потоки травильного газа SF6 и пассивирующего газа C4F8 подают в режиме пульсации для улучшения травления на дне полости.
Таким образом, необходимо понимать то, что стадия 21 делает возможным получение намного большего открытого угла, обычно приблизительно 45 градусов на примере фигуры 8, вместо максимума в 10 градусов, получаемого при использовании глубокого реактивного ионного травления от компании «Bosch» с оптимизированным модифицированием параметров. Таким образом, в выгодном варианте, в соответствии с изобретением стадия 21 может обеспечить получение точного угла раскрытия без модифицирования поверхностей вертикальных стенок 36. Угол между вертикальными стенками 36 и наклонными стенками 37 является высоковоспроизводимым и, в выгодном варианте, может находиться в диапазоне от по существу 0° до по существу 45°. Как это разъяснялось выше, в сопоставлении с глубоким реактивным ионным травлением от компании «Bosch» замечательной является, в частности, именно возможность травления под углом, большим, чем 10°. Предпочтительно соответствующий изобретению угол между вертикальными стенками 36 и наклонными стенками 37 находится в диапазоне от более чем 10° до менее чем 45°, а еще более предпочтительно от более чем 20° до менее чем 40°.
Кроме того, пульсация непрерывных потоков делает возможной улучшенную направленность травления и даже может обеспечить получение стенок в форме по существу усеченного конуса, а не сферических стенок (что иногда называют изотропными областями, представляющими собой результат травления), как в случае влажного травления или сухого травления, например, при использовании только газа SF6.
Для получения формы стенок 37 на фигуре 8 можно, например, использовать последовательность, которая может включать первую фазу с потоком SF6, перемешанным с потоком C4F8, в течение первой продолжительности времени с последующей второй фазой с увеличенным потоком SF6, перемешанным с уменьшенным потоком C4F8, в течение второй продолжительности времени и после этого первую и вторую фазы еще раз и так далее.
В порядке примера последовательность могла бы включать первую фазу с потоком SF6 при 500 ст.куб. см/мин, перемешанным с потоком C4F8 при 150 ст.куб. см/мин, в течение 1,2 секунды с последующей второй фазой, продемонстрированной для потока SF6 при 600 ст.куб. см/мин, перемешанного с потоком C4F8 при 100 ст.куб. см/мин, в течение 0,8 секунды, со следующей далее третьей фазой еще раз с потоком SF6 при 500 ст.куб. см/мин, перемешанным с потоком C4F8 при 150 ст.куб. см/мин, в течение 1,2 секунды и следующей затем четвертой фазой с потоком SF6 при 600 ст.куб. см/мин, перемешанным с потоком C4F8 при 100 ст.куб. см/мин, в течение 0,8 секунды и так далее.
Таким образом, необходимо отметить то, что пульсация непрерывных потоков улучшает травление на уровне дна полости, что будет постепенно расширять во время стадии 21 возможное раскрытие области 41, представляющей собой результат травления, в зависимости от ее глубины и, между прочим, более широкое раскрытие области 41, представляющей собой результат травления, в нижней части верхнего слоя 30 вплоть до получения раскрытия области 41, представляющей собой результат травления, более широкого, чем отверстие 35 в маске 33 или чем секция дна 38 области 39, представляющей собой результат травления, в начале стадии 21, как это видно при переходе от фигуры 7 к фигуре 8.
В заключение, способ 11 завершается стадией 23 освобождения микромеханического компонента от подложки 31 и от маски 33. Говоря более конкретно, в примере, продемонстрированном на фигурах 9 и 12, стадия 23 может включать фазу 24 деоксидирования для удаления маски 33 из диоксида кремния и, возможно, всего или части промежуточного слоя 32 диоксида кремния, а после этого фазу 25 освобождения от подложки 31 при использовании, например, селективного химического травителя.
Способ 11, проиллюстрированный одиночными линиями на фигуре 12, делает возможными два различных типа травления в одной и той же травильной камере. Как это также можно наблюдать, наклонное травление стадии 21 делает возможным получение значительно большего открытого угла и по существу прямолинейного направления травления, что позволяет избегать ограничения параметрами глубокого реактивного ионного травления от компании «Bosch» и использования последнего на стадии 17 с оптимизированными параметрами вертикального травления.
В выгодном варианте, в соответствии с изобретением микромеханический компонент 51, который формирует колесо в примере фигуры 11, содержит периферийную стенку 54, формирующую зубчатое зацепление, которое включает уменьшенную поверхность контакта.
Как это более ясно видно на фигуре 10, которая представляет собой увеличенное изображение части компонента 51, микромеханический компонент 51, таким образом, содержит тело 61 на кремниевой основе, периферийная стенка 54 которого граничит с горизонтальной верхней поверхностью 53 и горизонтальной нижней поверхностью 55 и включает первую по существу вертикальную поверхность 56 и вторую наклонную поверхность 57.
Таким образом, ясно то, что вторая наклонная по существу прямолинейная поверхность 57 обеспечивает получение периферийной стенки 54, формирующей зубчатое зацепление с уменьшенной поверхностью контакта, что делает возможным получение улучшенного трибологического контакта с другим компонентом. Также ясно то, что внутренняя стенка отверстия 60 также может легче принимать элемент конструкции.
Само собой разумеется то, что настоящее изобретение не ограничивается проиллюстрированным примером, но способно демонстрировать различные варианты и модификации, которые будут представляться для специалистов в соответствующей области техники. В частности, между стадиями 21 и 23 может быть проведена стадия 22 окисления, предназначенная для сглаживания кремниевых стенок.
Кроме того, на необязательной стадии между фазами 24 и 25 в области 41, представляющей собой результат травления, в результате осаждения могла бы быть сформирована деталь из металла или металлического сплава в целях формирования втулки 59 в отверстии 60 микромеханического компонента 51, как это проиллюстрировано на фигуре 11.
Деталь из металла или металлического сплава могла бы даже перекрываться с областью 41, представляющей собой результат травления, для получения дополнительного функционального уровня композитного микромеханического компонента 51, образованного только из металла.
Таким образом, после стадии 24 деоксидирования подложки 31 способ 11 мог бы продолжаться стадией селективного заполнения полости, сформированной во время стадий 17 и 21 травления металлом или металлическим сплавом в целях придания средства присоединения микромеханическому компоненту.
В порядке примера нижний слой 34 подложки 31 предпочтительно затем мог бы быть высоколегированным и использоваться в качестве непосредственной или опосредованной основы для заполнения в результате электроосаждения. Таким образом, первая фаза могла бы быть предназначена для получения формы, например, образованной из фоточувствительной смолы, поверх маски 33 и на части области 41, представляющей собой результат травления. Вторая фаза могла бы заключаться в электроосаждении металлической детали от нижнего слоя 34 по меньшей мере между микромеханическим кремниевым компонентом и частью формы, полученной в области 41, представляющей собой результат травления. В заключение, третья фаза могла бы заключаться в удалении формы, полученной на первой фазе. Способ завершался бы фазой 25 освобождения композитного микромеханического компонента от подложки 31 при использовании селективного химического травителя.
В выгодном варианте, в соответствии с изобретением, таким образом, необходимо понимать то, что продукт гальванического осаждения 59 вследствие форм первой по существу вертикальной поверхности 56 и второй наклонной поверхности 57 труднее удаляется в сопоставлении с тем, что имеет место для по существу вертикальной поверхности, и характеризуется улучшенным сопротивлением сдвигу.
Кроме того, упомянутое по меньшей мере одно отверстие 60, которое по меньшей мере частично заполнено металлом или металлическим сплавом 59, может придать средство присоединения композитному микромеханическому компоненту 51. Таким образом, в примере фигуры И отверстие 60 могло бы оставлять цилиндрическое углубление 62, обеспечивающее надвигание композитного микромеханического компонента 51 на ось с хорошей механической прочностью при раздвигании детали из металла или металлического сплава 59, обусловленного формами периферийной стенки 54.
В заключение, микромеханический компонент 51 не ограничивается областью применения колеса, показанного на фигуре 11. Таким образом, микромеханический компонент 51 может образовывать весь элемент или часть элемента в подвижных или наружных деталях часов.
В порядке неограничивающего примера микромеханический компонент 51, таким образом, может образовывать весь элемент или часть элемента, выбираемого из балансирной пружины, импульсной колонки, часового баланса, оси, ролика, палет, таких как ось анкера, рычаг палеты, вилка палеты, палетный камень или предохранительный штифт, комплекта колес, таких как колесо, ось или триб, планки, пластины, ротора, заводного валика, подпятника, корпуса, такого как центральная часть корпуса или ушки, циферблата, фланца, безеля, нажимной кнопки, головки подзавода, задней крышки корпуса, стрелки, браслета, такого как блочный браслет, украшения, аппликации, стекла для карманных и ручных часов, застежки, ножки циферблата, валика настройки или оси нажимной кнопки.

Claims (16)

1. Способ изготовления микромеханического компонента (51) на кремниевой основе, включающий следующие далее стадии:
a) обеспечение подложки (30) на кремниевой основе;
b) формирование маски (33), пронизанной отверстиями (35), на горизонтальной части подложки (30);
c) протравливание в травильной камере по существу вертикальных стенок (36) на части толщины подложки (30) от отверстий (35) маски (33) в целях получения периферийных стенок (56) микромеханического компонента (51);
d) формирование защитного слоя (42) на вертикальных стенках (36), оставляя при этом дно (38) области (39), представляющей собой результат травления, полученной на стадии с), без какого-либо защитного слоя;
e) протравливание в указанной травильной камере предварительно определенных наклонных стенок (37) на оставшейся толщине подложки (30) от дна (38), которое не имеет какого-либо защитного слоя, в целях получения наклонных нижних поверхностей (57) под периферийными стенками (56) микромеханического компонента;
f) освобождение микромеханического компонента (51) от маски (33) и от подложки (30).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадию с) осуществляют в результате чередования потока травильного газа и потока пассивирующего газа в травильной камере в целях получения по существу вертикальных стенок (36).
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадия d) включает следующие далее фазы:
d1) окисление области (39), представляющей собой результат травления, полученной на стадии с), для получения защитного слоя (42) диоксида кремния;
d2) направленное травление защитного слоя (42) в целях селективного удаления только части защитного слоя (42) на дне (38) области (39), представляющей собой результат травления, полученной на стадии с).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадию е) осуществляют в результате перемешивания травильного газа и пассивирующего газа в травильной камере в целях получения наклонных стенок (37).
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на стадии е) непрерывные потоки травильного и пассивирующего газов подают в режиме пульсации для улучшения травления на уровне дна области (39), представляющей собой результат травления.
6. Микромеханический компонент (51), полученный при использовании способа по п. 1, отличающийся тем, что он содержит тело (61) на кремниевой основе, периферийная стенка (54) которого включает первую по существу вертикальную поверхность (56) и вторую наклонную поверхность (57), что, тем самым, уменьшает поверхность контакта периферийной стенки (54).
7. Микромеханический компонент (51) по п. 6, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере одно отверстие (60), имеющее внутреннюю стенку, также включающую первую по существу вертикальную поверхность (56) и вторую по существу наклонную поверхность (37).
8. Микромеханический компонент (51) по п. 6 или 7, отличающийся тем, что микромеханический компонент (51) образует весь элемент или часть элемента в движущихся или наружных деталях часов.
RU2016125427A 2015-06-25 2016-06-24 Микромеханический компонент, характеризующийся уменьшенной поверхностью контакта, и способ его изготовления RU2707712C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15173825.9 2015-06-25
EP15173825 2015-06-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016125427A RU2016125427A (ru) 2017-12-26
RU2707712C1 true RU2707712C1 (ru) 2019-11-28

Family

ID=53496484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016125427A RU2707712C1 (ru) 2015-06-25 2016-06-24 Микромеханический компонент, характеризующийся уменьшенной поверхностью контакта, и способ его изготовления

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9731964B2 (ru)
EP (1) EP3109200B1 (ru)
JP (1) JP6177390B2 (ru)
CN (1) CN106276772B (ru)
RU (1) RU2707712C1 (ru)
TW (1) TWI681924B (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019043432A1 (en) * 2017-08-30 2019-03-07 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF MONOCRYSTALLINE DIAMOND PART FOR THE PRODUCTION OF AN AUTONOMOUS MONOCRYSTALLINE MECHANICAL AND OPTICAL COMPONENT
CN107934905B (zh) * 2017-11-24 2020-02-28 中国矿业大学 一种微机电系统的运动部件及其加工方法
CN111684364B (zh) 2018-02-07 2021-10-19 百达翡丽日内瓦公司 微型机械钟表部件
EP3543795A1 (fr) * 2018-03-20 2019-09-25 Patek Philippe SA Genève Procede de fabrication de composants horlogers en silicium
CN109218945A (zh) * 2018-08-07 2019-01-15 瑞声科技(新加坡)有限公司 Mems结构的制造方法、mems结构及硅麦克风
EP3608727A1 (fr) * 2018-08-09 2020-02-12 Nivarox-FAR S.A. Composant notamment horloger avec une topologie de surface et son procédé de fabrication
EP3742237B1 (fr) * 2019-05-23 2024-10-16 Nivarox-FAR S.A. Composant notamment horloger avec une topologie de surface et son procede de fabrication
CN112028012A (zh) * 2019-11-21 2020-12-04 中芯集成电路（宁波）有限公司 一种半导体芯片的制造方法
CN111540824B (zh) * 2020-05-09 2023-04-18 中国科学院微电子研究所 热电堆及其制作方法
US11712766B2 (en) * 2020-05-28 2023-08-01 Toyota Motor Engineering And Manufacturing North America, Inc. Method of fabricating a microscale canopy wick structure having enhanced capillary pressure and permeability

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050235476A1 (en) * 2004-04-21 2005-10-27 Federal-Mogul World Wide, Inc. Method and apparatus for clearance adjusting cover plate closure
CH698837B1 (fr) * 2003-02-06 2009-11-13 Eta Sa Mft Horlogere Suisse Spiral de résonateur balancier-spiral et son procédé de fabrication.
US20120159766A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Nivarox-Far S.A. Assembly of a part that has no plastic domain
DE102011079373A1 (de) * 2011-07-19 2013-01-24 Robert Bosch Gmbh Schaltungsträger mit einem Kontaktelement

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100300002B1 (ko) * 1998-04-01 2001-11-22 조동일 (111)단결정실리콘을이용한마이크로머시닝제조방법
US6406636B1 (en) * 1999-06-02 2002-06-18 Megasense, Inc. Methods for wafer to wafer bonding using microstructures
US6573154B1 (en) * 2000-10-26 2003-06-03 Institute Of Microelectronics High aspect ratio trench isolation process for surface micromachined sensors and actuators
US6618519B2 (en) * 2001-07-16 2003-09-09 Chromux Technologies, Inc. Switch and variable optical attenuator for single or arrayed optical channels
FR2828185A1 (fr) * 2001-07-31 2003-02-07 Memscap Procede de fabrication d'un composant optique microelectromecanique
JP4696533B2 (ja) * 2003-12-16 2011-06-08 セイコーエプソン株式会社 装飾部品、装飾部品の製造方法、シート状シール、時計、および被装飾部品
JP2005272867A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Alps Electric Co Ltd 金型作製方法
US20050247894A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-10 Watkins Charles M Systems and methods for forming apertures in microfeature workpieces
CH714952B1 (fr) * 2007-05-08 2019-10-31 Patek Philippe Sa Geneve Composant horloger, son procédé de fabrication et application de ce procédé.
EP2120105A1 (fr) * 2008-05-13 2009-11-18 Sigatec SA Pièce micromécanique améliorée comportant des éléments de lubrification
CH699476B1 (fr) * 2008-08-29 2013-03-28 Patek Philippe Sa Geneve Procédé de fabrication d'un composant horloger en silicium.
CN101559916B (zh) * 2009-04-28 2011-07-27 北京大学 一种掩蔽微结构的制备方法
CH704256A2 (fr) * 2010-12-22 2012-06-29 Eta Sa Mft Horlogere Suisse Assemblage d'une pièce ne comportant pas de domaine plastique.
CN102285637A (zh) * 2011-09-14 2011-12-21 上海先进半导体制造股份有限公司 带侧壁保护的腔体制造方法
CN103035561B (zh) * 2012-08-31 2015-04-08 上海华虹宏力半导体制造有限公司 深沟槽顶部倾斜角形成的工艺方法
CN102838079B (zh) * 2012-09-24 2015-04-22 江苏物联网研究发展中心 用于传感器芯片的开放式封装结构及其制造方法
EP2735540B1 (de) * 2012-11-22 2014-11-12 Diamaze Microtechnology S.A. Zusammengesetztes mikromechanisches Bauteil mit Beschichtung, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
JP5725052B2 (ja) * 2013-02-01 2015-05-27 セイコーエプソン株式会社 ノズルプレートの製造方法及び流体噴射ヘッドの製造方法
FR3006304B1 (fr) * 2013-05-28 2015-07-03 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une partie suspendue d'une structure microelectronique et/ou nanoelectronique dans une partie monolithique d'un substrat
CH708453B1 (fr) * 2013-08-20 2017-05-15 Sigatec Sa Procédé de fabrication d'une pièce de micro-mécanique et pièce fabriquée à l'aide de ce procédé.
CN103456620B (zh) * 2013-09-11 2016-03-02 中微半导体设备(上海)有限公司 半导体结构的形成方法
JP2016138834A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 シチズンホールディングス株式会社 構造体及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH698837B1 (fr) * 2003-02-06 2009-11-13 Eta Sa Mft Horlogere Suisse Spiral de résonateur balancier-spiral et son procédé de fabrication.
US20050235476A1 (en) * 2004-04-21 2005-10-27 Federal-Mogul World Wide, Inc. Method and apparatus for clearance adjusting cover plate closure
US20120159766A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Nivarox-Far S.A. Assembly of a part that has no plastic domain
DE102011079373A1 (de) * 2011-07-19 2013-01-24 Robert Bosch Gmbh Schaltungsträger mit einem Kontaktelement

Also Published As

Publication number Publication date
CN106276772B (zh) 2019-06-14
US20160376147A1 (en) 2016-12-29
JP2017009609A (ja) 2017-01-12
US9731964B2 (en) 2017-08-15
TWI681924B (zh) 2020-01-11
CN106276772A (zh) 2017-01-04
EP3109200A1 (fr) 2016-12-28
EP3109200B1 (fr) 2023-06-28
JP6177390B2 (ja) 2017-08-09
RU2016125427A (ru) 2017-12-26
TW201716315A (zh) 2017-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2707712C1 (ru) Микромеханический компонент, характеризующийся уменьшенной поверхностью контакта, и способ его изготовления
RU2710522C1 (ru) Компонент на кремниевой основе, имеющий по меньшей мере одну фаску, и способ его изготовления
US8296953B2 (en) Method of manufacturing a one-piece hairspring
CN105182721B (zh) 制造复合补偿游丝的方法
US20100243603A1 (en) Silicon-metal composite micromechanical component and method of manufacturing the same
CN103979483B (zh) 制造包括至少两个不同的功能性高度的一体式微机械构件的方法
US11673801B2 (en) One-piece, hollow micromechanical part with several functional levels formed of a synthetic carbon allotrope based material
EP3168058B1 (fr) Procédé de fabrication d'une pièce métallique avec au moins un motif a illusion d'optique
JP6393728B2 (ja) 少なくとも１つの目の錯視模様を有するシリコン系部品の製造方法
JP2014163784A (ja) 温度補償型てんぷ、時計用ムーブメント、及び機械式時計
CH711248A2 (fr) Pièce à base de silicium avec au moins un chanfrein et son procédé de fabrication.
CH711247A2 (fr) Pièce de micromécanique avec une surface de contact diminuée et son procédé de fabrication.
CN106257352A (zh) 包括改进的打磨步骤的构件制造方法
Pétremand et al. Multiple stack anodically bonded 4 mm thick Rb vapor cell
KR20170030059A (ko) 마이크로기계 시계 부품을 제조하기 위한 방법 및 상기 마이크로기계 시계 부품
JP2017044487A (ja) 機械式時計の脱進機及びその製造方法