FR2858312A1 - Flexible layer unit fabricating method for manufacturing micropump, involves applying sacrificial layer on base plate and functional layer, and forming cavity in inner surface of base plate - Google Patents

Abstract

The method involves forming a layer unit (12) as a sealing unit on a micropump. A sacrificial layer (17) is applied on a base plate (2) and a functional layer (3). A cavity (7) is formed in an inner surface of the base plate. The sacrificial layer above the cavity is completely removed. The functional layer is disengaged till an opening zone in a fixed structure. An independent claim is also included for a micro-pump having a flexible layer.

Description

Domaine de l'inventionField of the invention

La présente invention concerne un procédé micromécanique de fabrication d'un élément de couche ainsi qu'un composant muni d'un tel élément de couche.  The present invention relates to a micromechanical method of manufacturing a layer element and a component provided with such a layer element.

Etat de la technique Les composants à élément de couche souple sont par exemple réalisés comme micropompes. Les micropompes s'utilisent dans différents domaines techniques, en particulier dans le domaine médical pour débiter de manière précise une petite quantité de fluide. Pour fabriquer 10 des micropompes on utilise des procédés de fabrication micromécaniques.  State of the art The flexible layer element components are for example made as micropumps. Micropumps are used in different technical fields, particularly in the medical field to accurately discharge a small amount of fluid. Micropumps are manufactured using micromechanical manufacturing processes.

Pour fabriquer une micropompe on utilise par exemple du silicium que l'on met simplement et de manière précise en structure par des procédés de dépôt et de gravure correspondants.  In order to manufacture a micropump, silicon is used, for example, which is simply and precisely put into structure by corresponding deposition and etching processes.

Le document US-A-6 390 791 décrit un composant corres15 pondant au type défini ci-dessus sous la forme d'une micropompe. Ce composant est réalisé sur une puce SOI. La micropompe se compose d'un triple empilage de deux puces ou plaquettes de verre avec interposition d'une plaquette SOI. Pour réaliser une membrane de pompe on utilise une couche de silicium monocristallin de la plaquette SOI; la fabrication ap20 plique par exemple un procédé de gravure à sec pour mettre en structure la couche de silicium et un procédé de gravure à l'oxyde sacrifié pour dégager les structures. L'élément de couche souple est dégagé de la couche de silicium et pour cela on grave (attaque chimique) la couche d'oxyde sacrifié.  US-A-6,390,791 discloses a component corresponding to the type defined above in the form of a micropump. This component is realized on an SOI chip. The micropump consists of a triple stack of two chips or glass plates with the interposition of an SOI wafer. To make a pump membrane, a monocrystalline silicon layer of the SOI wafer is used; the fabrication, for example, involves a dry etching process for structuring the silicon layer and a sacrificial oxide etching process for clearing the structures. The flexible layer element is disengaged from the silicon layer and for this purpose the oxide layer sacrificed is etched (etched).

L'inconvénient du procédé connu est de nécessiter des étapes de gravure longues à l'oxyde sacrifié qui en outre aboutissent à une profondeur de gravure non reproductible.  The disadvantage of the known method is to require long etching steps to the oxide sacrificed which further result in a non-reproducible etching depth.

Un autre risque est que l'élément de couche utilisé comme organe d'obturation de la soupape d'entrée ne reste collé à la plaquette de 30 silicium lorsqu'on effectue une gravure à l'oxyde sacrifié pour dégager l'élément de couche.  Another risk is that the layer member used as the closure member of the inlet valve will remain stuck to the silicon wafer when sacrificial oxide etching is performed to disengage the layer member.

But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de micromécanique pour la fabrication d'un élément de couche souple ré35 duisant le risque de collage de l'élément de couche. L'invention a également pour but de développer un composant perfectionné.  OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to develop a micromechanical process for the manufacture of a flexible layer element that reduces the risk of bonding the layer element. The invention also aims to develop an improved component.

Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne un procédé micromécanique de fabrication d'un élément de couche souple à partir d'une couche, ayant une faible distance par rapport à une plaque de base, selon 5 lequel on réalise l'élément de couche sur un composant micromécanique notamment comme organe d'obturation d'une micropompe, on applique une couche sacrifiée sur la couche de base et une couche fonctionnelle, sur la couche sacrifiée, on réalise dans la face inférieure de la plaque de base une cavité arrivant jusqu'à la couche sacrifiée, ensuite on enlève 10 complètement la couche sacrifiée audessus de la cavité dans une zone d'ouverture prévue entre la couche fonctionnelle et la plaque de base, et ensuite par un procédé de mise en structure approprié, en partant du côté supérieur, on dégage l'élément de couche souple de la couche fonctionnelle, la couche fonctionnelle étant dégagée complètement dans une 15 structure fixée jusqu'à la zone d'ouverture dégagée.  DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION For this purpose, the present invention relates to a micromechanical method for producing a flexible layer element from a layer, having a small distance from a base plate, according to which one the layer element is produced on a micromechanical component, particularly as a shutter member for a micropump, a sacrificial layer is applied to the base layer and a functional layer is applied to the sacrificial layer, and is made in the lower face of the plate. Once a cavity arrives to the sacrificial layer, the sacrificial layer is completely removed above the cavity in an opening zone provided between the functional layer and the base plate, and then by a structural process. From the top side, the soft layer element of the functional layer is disengaged, the functional layer being completely cleared in a structure. ure fixed up to the open opening area.

L'invention concerne également un composant du type défini ci-dessus, caractérisé par une cavité réalisée entre l'élément de couche et la couche fonctionnelle, la distance entre l'élément de couche et la plaque de base étant de préférence inférieure à 100 pm, alors que sous la ca20 vité dans la plaque de base on a réalisé au moins en partie un sillon.  The invention also relates to a component of the type defined above, characterized by a cavity formed between the layer element and the functional layer, the distance between the layer element and the base plate being preferably less than 100 μm. while under the ca20 vite in the base plate was made at least partly a groove.

Un avantage du procédé de l'invention est que la couche sacrifiée sous la couche fonctionnelle est enlevée d'abord et ce n'est qu'ensuite que l'on dégage l'élément de couche de la couche fonctionnelle.  An advantage of the method of the invention is that the layer sacrificed under the functional layer is removed first and only then is the layer element removed from the functional layer.

On évite ainsi en toute sécurité que l'élément de couche ne colle à la pla25 que de base.  This ensures that the layer element does not stick to the base plate.

Selon un autre mode de réalisation préférentiel, on réalise la structure fixée prévue pour dégager l'élément de couche dans la couche fonctionnelle également en partie au moins dans la plaque de base. On arrive ainsi à une surface d'appui définie et limitée pour l'élément de cou30 che dégagé de la plaque de base. De plus, le sillon augmente le volume adjacent à la zone marginale de l'élément de couche, ce qui permet de refouler plus facilement le fluide lorsqu'on déplace l'élément de couche. On améliore ainsi la mobilité de l'élément de couche.  According to another preferred embodiment, the fixed structure provided is provided to release the layer element in the functional layer also at least partly in the base plate. This provides a defined and limited bearing surface for the neck member cleared from the base plate. In addition, the groove increases the volume adjacent to the marginal zone of the layer element, which makes it easier to push the fluid when moving the layer element. This improves the mobility of the layer element.

Selon une autre étape avantageuse du procédé, après enlè35 vement de la couche sacrifiée on réalise une couche protectrice sur la paroi intérieure de la cavité et sur le côté inférieur dégagé de la couche fonctionnelle, qui couvre au moins les embouchures des cavités des parois latérales correspondant à la couche sacrifiée enlevée préalablement. La couche sacrifiée sert au maintien de l'écartement pendant la suite du traitement en évitant ainsi le collage de structures de micromécaniques.  According to another advantageous step of the process, after removal of the sacrificial layer, a protective layer is produced on the inner wall of the cavity and on the underside of the functional layer, which covers at least the mouths of the corresponding side wall cavities. to the sacrificed layer previously removed. The sacrificial layer serves to maintain the spacing during the subsequent treatment, thus avoiding the bonding of micromechanical structures.

De plus, on évite également de traverser complètement par accident le côté supérieur et le côté inférieur de la plaque. Comme la couche protectrice 5 est adaptée du fait de l'application ultérieure de la topographie de la face arrière, cela permet d'enlever la couche sacrifiée par une brève opération de gravure (par exemple une gravure en phase gazeuse).  In addition, it is also avoided to cross completely by accident the upper side and the lower side of the plate. Since the protective layer 5 is adapted because of the subsequent application of the topography of the rear face, this makes it possible to remove the sacrificed layer by a brief etching operation (for example a gas phase etching).

Comme couche sacrifiée on utilise de préférence de l'oxyde de silicium et comme couche fonctionnelle, du silicium. Le silicium utilisé l0 est par exemple du silicium monocristallin ou de silicium polycristallin.  Silicon oxide is used as the sacrificial layer and silicon is used as the functional layer. The silicon used is, for example, monocrystalline silicon or polycrystalline silicon.

Pour enlever la couche sacrifiée, on utilise de préférence un agent de gravure liquide tel que par exemple une solution aqueuse de fluorure. La solution aqueuse de fluorure permet une vitesse de gravure relativement élevée avec en plus une gravure latérale suffisante de la couche d'oxyde 15 sacrifiée.  To remove the sacrificial layer, a liquid etching agent such as, for example, an aqueous solution of fluoride is preferably used. The aqueous fluoride solution allows a relatively high etch rate with in addition sufficient lateral etching of the sacrificial oxide layer.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la couche protectrice est une couche d'oxyde que l'on enlève ensuite de préférence par un procédé de gravure en phase gazeuse. De manière préférentielle, comme couche protectrice on utilise une couche d'oxyde de plasma dépo20 sée par un procédé de dépôt chimique à la vapeur (procédé CVD).  According to a preferred embodiment, the protective layer is an oxide layer which is then preferably removed by a gas phase etching process. Preferably, as a protective layer, a plasma oxide layer deposited by a chemical vapor deposition process (CVD method) is used.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une section d'une micropompe, - les figures 2A-2E montrent les étapes principales du procédé de fabrication de la micropompe.  Drawings The present invention will be described below in more detail with the aid of the accompanying drawings in which - Figure 1 is a section of a micropump, - Figures 2A-2E show the main steps of the manufacturing process of the micropump.

Description de modes de réalisation de l'invention  Description of Embodiments of the Invention

Le procédé et le composant selon l'invention seront décrits ci-après à l'aide d'un exemple de micropompe. Mais le procédé selon 30 l'invention peut s'appliquer à d'autres composants utilisant un élément à couche souple, à faible distance d'une plaque de base que l'on dégage par gravure chimique, en évitant de coller l'élément de la couche à la plaque de base. Le composant selon l'invention peut également avoir d'autres formes de réalisation car seule importe la réalisation de l'élément de cou35 che souple.  The method and the component according to the invention will be described hereinafter with the aid of an example of a micropump. But the method according to the invention can be applied to other components using a flexible layer element, at a short distance from a base plate which is released by chemical etching, avoiding sticking the element of the layer to the base plate. The component according to the invention may also have other embodiments because only the embodiment of the flexible neck member is important.

La figure 1 est une section schématique d'une micropompe 1. Cette pompe se compose principalement d'une plaque de base 2, d'une couche fonctionnelle 3, d'une plaque de recouvrement 4 et d'une plaque de fond 5. Entre la couche fonctionnelle 3, par exemple une couche de polysilicium et la plaque de base 2, on a une couche sacrifiée 17 installée au niveau du bord. La plaque de base 2 est fabriquée par exemple dans une couche de silicium structurée sur laquelle on applique la couche 5 fonctionnelle 3. La couche fonctionnelle 3 reçoit la plaque de recouvrement 4. La face inférieure de la plaque de base 2 est couverte par la plaque de fond 5. La micropompe 1 comporte une soupape d'entrée 6 par laquelle arrive le fluide d'un canal d'alimentation 7 réalisé dans la plaque de base 2 et dans la plaque de fond 5 pour arriver dans la chambre de 10 pompe 8. La chambre de pompe 8 est réalisée entre une membrane de pompe 9 faisant partie de la couche fonctionnelle 3 et la plaque de recouvrement 4. Il est en outre prévu une soupape de sortie 10 communiquant avec la chambre de pompe 8. La soupape de sortie 10 relie la chambre de pompe 8 à un canal de sortie 1 1 réalisé dans la plaque de base 2 et dans la plaque de fond 5.  FIG. 1 is a schematic section of a micropump 1. This pump consists mainly of a base plate 2, a functional layer 3, a cover plate 4 and a bottom plate 5. Between the functional layer 3, for example a polysilicon layer and the base plate 2, there is a sacrificial layer 17 installed at the edge. The base plate 2 is manufactured for example in a layer of structured silicon on which the functional layer 3 is applied. The functional layer 3 receives the cover plate 4. The bottom face of the base plate 2 is covered by the plate 5. The micropump 1 comprises an inlet valve 6 through which the fluid of a feed channel 7 made in the base plate 2 and in the bottom plate 5 arrives to reach the pump chamber 8 The pump chamber 8 is formed between a pump diaphragm 9 forming part of the functional layer 3 and the cover plate 4. There is further provided an outlet valve 10 communicating with the pump chamber 8. The outlet valve 10 connects the pump chamber 8 to an outlet channel 11 made in the base plate 2 and in the bottom plate 5.

La soupape d'entrée 6 comporte un premier organe d'obturation 12 sous la forme d'un élément stratifié faisant partie de la couche fonctionnelle 3. Le premier organe d'obturation 12 est prévu audessus de l'orifice d'entrée du canal d'alimentation 7 par lequel le canal 20 d'alimentation 7 débouche dans la chambre de pompe 8. La surface du premier organe d'obturation 12 est dimensionnée pour que l'orifice d'entrée du canal d'alimentation 7 soit complètement couvert par le premier organe d'obturation 12. Le siège d'étanchéité du premier organe d'obturation 12 est assuré par une surface marginale annulaire de la pla25 que de base 2 entourant l'orifice d'entrée du canal d'alimentation 7.  The inlet valve 6 comprises a first closure member 12 in the form of a laminated element forming part of the functional layer 3. The first closure member 12 is provided above the inlet orifice of the inlet channel. supply 7 through which the supply channel 7 opens into the pump chamber 8. The surface of the first closure member 12 is sized so that the inlet port of the feed channel 7 is completely covered by the first sealing member 12. The sealing seat of the first closure member 12 is provided by an annular marginal surface of the base plate 2 surrounding the inlet of the feed channel 7.

La soupape de sortie 10 comporte un second organe d'obturation 13 réalisé également comme partie de la couche fonctionnelle 3 et ayant une forme de manchon avec un orifice de sortie 24. La hauteur du manchon correspond à la hauteur de la couche fonctionnelle 3 dans la 30 zone marginale. Ainsi, une surface d'étanchéité annulaire prévue sur le côté supérieur du manchon s'applique contre la face inférieure de la plaque de recouvrement 4. L'orifice de sortie 24 rejoint une chambre de sortie 14 réalisée dans la plaque de base 2 et faisant partie du canal de sortie 11. La chambre de sortie 14 a une section plus grande que la partie du 35 canal de sortie 11 réalisée dans la plaque de fond 5.  The outlet valve 10 comprises a second closure member 13 also formed as part of the functional layer 3 and having a sleeve shape with an outlet orifice 24. The height of the sleeve corresponds to the height of the functional layer 3 in the Marginal area. Thus, an annular sealing surface provided on the upper side of the sleeve is applied against the underside of the cover plate 4. The outlet orifice 24 joins an outlet chamber 14 made in the base plate 2 and making part of the outlet channel 11. The outlet chamber 14 has a larger section than the portion of the outlet channel 11 made in the bottom plate 5.

Sous la chambre de pompe 8, la plaque de base 2 comporte une chambre d'actionneur 15 recevant un piston 16. Le piston 16 est relié par l'intermédiaire de la couche sacrifiée 17 à la membrane de pompe 9.  Under the pump chamber 8, the base plate 2 comprises an actuator chamber 15 receiving a piston 16. The piston 16 is connected via the sacrificial layer 17 to the pump diaphragm 9.

Sous le piston 16, la plaque de fond 5 comporte une ouverture 25 par laquelle un organe d'actionnement peut être mis en appui contre le piston 16.  Under the piston 16, the bottom plate 5 has an opening 25 through which an actuating member can be pressed against the piston 16.

La micropompe fonctionne de la manière suivante: en po5 sition de repos, la soupape d'entrée 6 est ouverte et la soupape de sortie 12 fermée. Le fluide peut ainsi arriver dans la chambre de pompe. Pour pomper un fluide du canal d'alimentation 7 vers le canal de sortie 11, on fait monter et descendre le piston 16. Ce mouvement fait également monter et descendre la membrane de pompe 9. Le mouvement de la membrane 10 de pompe 9 diminue et augmente périodiquement le volume de la chambre de pompe 8. Lorsque la chambre de pompe 8 diminue, cela y crée une surpression si bien que la soupape de sortie 10 s'ouvre et laisse échapper du fluide de la chambre de pompe 8 vers la chambre de sortie 14, la soupape d'entrée 6 se fermant pour éviter l'arrivée de fluide ainsi que le retour 15 de fluide. On débite ainsi une quantité déterminée de fluide par mouvement de pompage. Si ensuite le piston 16 se rétracte, le volume de la chambre de pompe 8 augmente et y crée une dépression. Cette dépression ouvre la soupape d'entrée 6 et du fluide est aspiré dans la chambre de pompe 8 par le canal d'alimentation 7. En même temps la soupape de 20 sortie se ferme de nouveau. En cas de dépression, le second organe d'obturation 13 de la soupape de sortie 10 s'applique de manière étanche contre la face inférieure de la plaque de recouvrement 4 si bien qu'aucun fluide ne peut passer dans la chambre de pompe à travers la soupape de sortie 10. On évite ainsi le retour de fluide de la chambre de sortie 14 vers 25 la chambre de pompe 8.  The micropump operates as follows: in the idle position, the inlet valve 6 is open and the outlet valve 12 is closed. The fluid can thus arrive in the pump chamber. In order to pump a fluid from the feed channel 7 to the outlet channel 11, the piston 16 is moved up and down. This movement also raises and lowers the pump diaphragm 9. The movement of the pump diaphragm 9 decreases and periodically increases the volume of the pump chamber 8. When the pump chamber 8 decreases, this creates an overpressure so that the outlet valve 10 opens and lets out fluid from the pump chamber 8 to the chamber of outlet 14, the inlet valve 6 closing to prevent the arrival of fluid and the return of fluid. A given quantity of fluid is thus pumped by pumping movement. If then the piston 16 retracts, the volume of the pump chamber 8 increases and creates a depression there. This depression opens the inlet valve 6 and fluid is sucked into the pump chamber 8 through the feed channel 7. At the same time the outlet valve closes again. In case of depression, the second closure member 13 of the outlet valve 10 is sealingly applied against the underside of the cover plate 4 so that no fluid can pass into the pump chamber through the outlet valve 10. This prevents the return of fluid from the outlet chamber 14 to the pump chamber 8.

Les principales étapes du procédé de fabrication de la micropompe de la figure 1 seront décrites à l'aide des figures 2A-2E.  The main steps of the manufacturing process of the micropump of FIG. 1 will be described using FIGS. 2A-2E.

La figure 2A montre une plaque de base 2 déjà mise en structure et sur laquelle on a appliqué une couche sacrifiée 17. Une cou30 che fonctionnelle 3 couvre cette couche sacrifiée 17. La couche sacrifiée 17 est par exemple une couche d'oxyde de silicium et la couche fonctionnelle 3, une couche de silicium. Comme silicium on peut utiliser par exemple du silicium polycristallin ou du silicium monocristallin développé par croissance épitaxiale.  FIG. 2A shows a base plate 2 already made of structure and on which a sacrificial layer 17 has been applied. A functional layer 3 covers this sacrificial layer 17. The sacrificed layer 17 is for example a silicon oxide layer and the functional layer 3, a silicon layer. As silicon, it is possible to use for example polycrystalline silicon or monocrystalline silicon developed by epitaxial growth.

Dans la plaque de base 2, qui se présente par exemple sous forme de plaquette de silicium, on a réalisé le canal d'alimentation 7, la chambre d'actionneur 15 et la chambre de sortie 14. Partant de la face inférieure de la plaque de base 2, par un procédé de gravure chimique on a enlevé la couche sacrifiée 17 dans les zones dégagées. Comme agent d'attaque on utilise par exemple une solution aqueuse de fluorure. La couche sacrifiée 17 est également enlevée sur les côtés par des opérations de gravure en contre-dépouille. De cette manière on réalise des zones 5 d'ouverture 18 dans la couche sacrifiée 17 qui s'étendent latéralement entre la couche fonctionnelle 3 et la plaque de base 2. Dans cette étape du procédé on peut utiliser des procédés par voie humide assurant une gravure ou attaque rapide pour réaliser de grandes profondeurs en contredépouille. Cette étape du procédé est représentée à la figure 2B.  In the base plate 2, which is, for example, in the form of a silicon wafer, the supply channel 7, the actuator chamber 15 and the outlet chamber 14 are made from the underside of the plate. base 2, by a chemical etching process the sacrificial layer 17 was removed in the open areas. As an attacking agent, an aqueous solution of fluoride is used, for example. The sacrificial layer 17 is also removed on the sides by undercut etching operations. In this way, opening zones 18 are made in the sacrificial layer 17 which extend laterally between the functional layer 3 and the base plate 2. In this step of the method wet processes can be used which ensure etching. or rapid attack to achieve great depths in the undercurrent. This process step is shown in Figure 2B.

Ensuite, on applique une couche de recouvrement 26 partant de la face inférieure de la plaque de base 2 sur la paroi latérale du canal d'alimentation 7, la chambre d'actionneur 15, la chambre de sortie 14 et la face inférieure dégagée de la couche fonctionnelle 3 et sur les parois latérales des zones dégagées de la couche sacrifiée 17. La couche de 15 recouvrement 26 est de préférence un oxyde au plasma que l'on dépose par un procédé de dépôt chimique à la vapeur. Cette étape du procédé est représentée à la figure 2C. Ensuite par gravure on donne la structure souhaitée à la couche fonctionnelle 3. Pour cela on dégage le premier organe d'obturation 12 sous la forme d'une membrane appartenant à la 20 couche fonctionnelle 3. Puis, dans une structure dégagée, on réalise le contour extérieur de l'organe d'obturation 12 dans la couche fonctionnelle 3. Pour cela, on réalise une cavité 27 de structure correspondante dans la couche fonctionnelle 3. La cavité 27 chevauche au moins en partie la zone d'ouverture 18 du canal d'alimentation 7. Ainsi, après réalisation de la ca25 vité 27, l'organe d'obturation 12 reste seulement relié à la plaque de base 2 par la couche de recouvrement 26 au niveau de la cavité. Le premier organe d'obturation 12 est en outre relié par au moins une entretoise à la couche fonctionnelle 3.  Then, a cover layer 26 is applied from the bottom face of the base plate 2 to the side wall of the feed channel 7, the actuator chamber 15, the outlet chamber 14 and the underside of the functional layer 3 and on the sidewalls of the open areas of the sacrificial layer 17. The covering layer 26 is preferably a plasma oxide which is deposited by a chemical vapor deposition process. This process step is shown in Figure 2C. Then, by etching, the desired structure is given to the functional layer 3. For this, the first closure member 12 is disengaged in the form of a membrane belonging to the functional layer 3. Then, in an unobstructed structure, the outer contour of the closure member 12 in the functional layer 3. For this, a cavity 27 of corresponding structure is produced in the functional layer 3. The cavity 27 at least partially overlaps the opening zone 18 of the channel 7. Thus, after completion of ca25 vité 27, the closure member 12 remains connected only to the base plate 2 by the cover layer 26 at the cavity. The first closure member 12 is further connected by at least one spacer to the functional layer 3.

De plus, dans l'exemple de réalisation de la micropompe, on 30 dégage un second organe d'obturation 13 de la soupape de sortie 10 audessus de la chambre de sortie 14 dans la couche fonctionnelle 3. Le second organe d'obturation 13 a pratiquement une forme de manchon avec un orifice de sortie central 24 correspondant à la couche fonctionnelle 3.  In addition, in the exemplary embodiment of the micropump, a second closure member 13 is disengaged from the outlet valve 10 above the outlet chamber 14 in the functional layer 3. The second closure member 13a substantially a sleeve shape with a central outlet 24 corresponding to the functional layer 3.

De manière préférentielle, la forme de la cavité 27 est réali35 sée au moins en partie dans la surface supérieure de la plaque de base 2 sous la forme d'un sillon 28. Le sillon 28 entoure ainsi une entretoise marginale 30 située dans la zone du bord en dessous du premier organe d'obturation 12 et dont la face supérieure sert de surface d'appui et/ou d'étanchéité pour le premier organe d'obturation 12. Cette étape du procédé est représentée à la figure 2D. En réalisant le sillon 28 on dégage un volume plus grand entre la zone marginale du premier organe d'obturation 12 et la couche fonctionnelle 3 ou la plaque de base 2. Lorsqu'on débite 5 du fluide par le canal d'alimentation 7 et la cavité 27 dans la chambre de pompe 8, le fluide sera refoulé plus facilement à la fermeture de la soupape d'entrée 6 lorsque le premier organe d'obturation 12 descend contre l'entretoise marginale 30. On peut ainsi améliorer l'aptitude au fonctionnement de l'organe d'obturation grâce au sillon 28.  Preferably, the shape of the cavity 27 is made at least partly in the upper surface of the base plate 2 in the form of a groove 28. The groove 28 thus surrounds a marginal spacer 30 located in the area of the edge below the first closure member 12 and whose upper face serves as a bearing surface and / or sealing for the first closure member 12. This process step is shown in Figure 2D. By creating the groove 28, a larger volume is generated between the marginal zone of the first closure member 12 and the functional layer 3 or the base plate 2. When fluid is delivered through the feed channel 7 and the cavity 27 in the pump chamber 8, the fluid will be discharged more easily on closing the inlet valve 6 when the first closure member 12 descends against the marginal spacer 30. It is thus possible to improve the operating ability of the closure member through the groove 28.

Selon une autre étape du procédé, on enlève de nouveau la couche de recouvrement 26 grâce à une brève étape de gravure en phase gazeuse par exemple avec de l'acide fluorhydrique. On dégage ainsi complètement l'organe d'obturation 12 de la plaque de base 2. L'utilisation du procédé de gravure en phase gazeuse évite en toute sécurité le collage de 15 la soupape d'entrée. La faible épaisseur de la couche de recouvrement 26 permet d'utiliser ce procédé de gravure lent. Cette étape du procédé est représentée à la figure 2E.  According to another step of the process, the covering layer 26 is removed again by means of a brief step of gas phase etching, for example with hydrofluoric acid. The closure member 12 is thus completely disengaged from the base plate 2. The use of the gas-phase etching process safely prevents sticking of the inlet valve. The small thickness of the covering layer 26 makes it possible to use this slow etching method. This process step is shown in Figure 2E.

Ensuite, on recouvre la plaque de base 2 par en dessous et la couche fonctionnelle 3 par-dessus avec la plaque de fond 5 et la plaque 20 de recouvrement 4. La plaque de recouvrement 4 et la plaque de fond 5 sont reliés de manière étanche en périphérie, de préférence par un procédé de liaison anodique à la couche fonctionnelle 3 ou à la plaque de base 2. On obtient ainsi une micropompe selon la figure 1.  Then, the base plate 2 is covered from below and the functional layer 3 from above with the bottom plate 5 and the cover plate 4. The cover plate 4 and the bottom plate 5 are sealingly connected. peripherally, preferably by an anode bonding method to the functional layer 3 or to the base plate 2. A micropump according to FIG. 1 is thus obtained.

L'enlèvement anticipé de la couche sacrifiée 17 sous la zone 25 dans laquelle on développera au cours d'une étape ultérieure du procédé, le premier organe d'obturation 12 de la couche fonctionnelle 3, permet d'utiliser un procédé de gravure avec une solution de gravure à vitesse de gravure élevée, de préférence une solution d'acide fluorhydrique. En principe, lorsqu'on utilise des procédés de gravure liquides, on risque que 30 l'organe d'obturation 12 ne colle à la plaque de base 2. L'avantage de l'utilisation d'une solution de gravure est qu'à côté d'une vitesse de gravure élevée on arrive également à une gravure en contredépouille, latérale, importante, souhaitable dans le procédé décrit. Ce n'est que lors d'une étape ultérieure du procédé correspondant à la figure 2D que l'on 35 dégage le premier organe d'obturation 12 dont la face inférieure est déjà dégagée par gravure, à l'aide d'une autre opération de gravure sur le côté supérieur pour arriver à la forme souhaitée pour se dégager de la couche fonctionnelle 3. Ensuite, à l'aide d'une brève étape de gravure en phase gazeuse, on enlève également complètement la couche de recouvrement 26 avec de l'acide fluorhydrique. On enlève la couche de recouvrement 26 du premier organe d'obturation 12 pour que celui-ci soit maintenant complètement dégagé. L'utilisation de l'étape de gravure en phase gazeuse pour le 5 dégagement définitif du premier organe d'obturation évite en toute sécurité le collage de la membrane à la plaque de base 2. En variante à la gravure en phase gazeuse on peut par exemple utiliser également un procédé de gravure par voie humide suivie d'un séchage supercritique utilisant C02.  The anticipated removal of the sacrificed layer 17 under the zone 25 in which will be developed during a subsequent process step, the first closure member 12 of the functional layer 3, allows to use a method of etching with a etching solution with a high etching rate, preferably a solution of hydrofluoric acid. In principle, when using liquid etching processes, there is a risk that the closure member 12 will stick to the base plate 2. The advantage of using an etching solution is that on the side of a high etching rate, one also arrives at a side-by-side, heavy-duty etching, which is desirable in the process described. It is only during a subsequent step of the process corresponding to FIG. 2D that the first closure member 12 is disengaged, the lower face of which is already released by etching, by means of another operation. etching on the upper side to arrive at the desired shape to disengage from the functional layer 3. Then, using a brief step of gas-phase etching, the cover layer 26 is also completely removed with hydrofluoric acid. The cover layer 26 is removed from the first closure member 12 so that it is now completely cleared. The use of the gas-phase etching step for the final disengagement of the first closure member safely avoids sticking of the membrane to the base plate 2. As an alternative to gas phase etching it is possible to For example, use also a wet etching process followed by supercritical drying using CO 2.

Le procédé selon l'invention peut s'appliquer pour tout type d'élément en couche souple ayant une faible distance par rapport à une plaque de base et pour lequel on risque le collage comme par exemple un organe d'obturation.  The method according to the invention can be applied for any type of flexible layer element having a small distance from a base plate and for which there is a risk of sticking, such as for example a closure member.

NOMENCLATURENOMENCLATURE

1 micropompe 2 plaque de base 3 couche fonctionnelle 4 couche de recouvrement plaque de fond 6 soupape d'entrée 7 canal d'alimentation 8 chambre de pompe 9 membrane de pompe soupape de sortie 11 canal de sortie 12 premier organe d'obturation 13 second organe d'obturation 14 chambre de sortie chambre d'actionneur 16 piston 17 couche sacrifiée 18 zone d'ouverture 19 deuxième couche 26 couche de recouvrement 27 cavité 25 28 sillon 29 bordure  1 micropump 2 base plate 3 functional layer 4 cover layer bottom plate 6 inlet valve 7 supply channel 8 pump chamber 9 pump diaphragm outlet valve 11 outlet channel 12 first closure member 13 second member shutter 14 outlet chamber actuator chamber 16 piston 17 sacrificial layer 18 opening zone 19 second layer 26 covering layer 27 cavity 25 28 groove 29 edge

Claims (9)

REVENDICATIONS 1 ) Procédé micromécanique de fabrication d'un élément de couche souple (12) à partir d'une couche (3), ayant une faible distance par rapport à une plaque de base (2), selon lequel on réalise l'élément de couche (12) sur un composant micromécanique notamment comme organe d'obturation d'une micropompe, on applique une couche sacrifiée (17) sur la couche de base (2) et une couche fonctionnelle (3), sur la couche sacrifiée (17), on réalise dans la face inférieure de la plaque de base (2) une cavité (7) 10 arrivant jusqu'à la couche sacrifiée (17), ensuite on enlève complètement la couche sacrifiée (17) au-dessus de la cavité (7) dans une zone d'ouverture (18) prévue entre la couche fonctionnelle (3) et la plaque de base (2), et ensuite par un procédé de mise en structure approprié, en partant du côté 15 supérieur, on dégage l'élément de couche souple (12) de la couche fonctionnelle (3), la couche fonctionnelle (3) étant dégagée complètement dans une structure fixée jusqu'à la zone d'ouverture dégagée (18).  1) Micromechanical process for manufacturing a flexible layer element (12) from a layer (3), having a small distance from a base plate (2), according to which the layer element is produced (12) on a micromechanical component, particularly as a shutter member for a micropump, a sacrificial layer (17) is applied to the base layer (2) and a functional layer (3) to the sacrificial layer (17), a cavity (7) up to the sacrificial layer (17) is formed in the underside of the base plate (2), then the sacrificial layer (17) is completely removed above the cavity (7) in an opening zone (18) provided between the functional layer (3) and the base plate (2), and then by a suitable structuring method, starting from the upper side, the flexible layer (12) of the functional layer (3), the functional layer (3) being completely cleared in a stratum fixed to the open opening area (18). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure fixée est réalisée au moins en partie dans la plaque de base (2).  2) Method according to claim 1, characterized in that the fixed structure is formed at least partly in the base plate (2). 3 ) Procédé selon la revendication 1 ou 2, 25 caractérisé en ce que dans une autre étape de procédé, après enlèvement de la couche sacrifiée (17) on applique une couche protectrice (26) sur la paroi intérieure de la cavité (7), du côté inférieur dégagé de la couche fonctionnelle (3) et sur les parois latérales de la couche sacrifiée (17) et après la mise en structure de 30 l'élément de couche (12) on enlève de nouveau la couche protectrice (26).  3) Process according to claim 1 or 2, characterized in that in another process step, after removal of the sacrificial layer (17) a protective layer (26) is applied to the inner wall of the cavity (7), on the underside of the functional layer (3) and on the side walls of the sacrificial layer (17) and after the layer element (12) has been structurally removed, the protective layer (26) is removed. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche sacrifiée (17) est en oxyde de silicium et la couche fonctionnelle 35 (3) en silicium, la couche sacrifiée (17) étant enlevée à l'aide d'un agent d'attaque liquide dans la zone d'ouverture (18).  4) Process according to claim 1, characterized in that the sacrificial layer (17) is made of silicon oxide and the functional layer (3) of silicon, the sacrificial layer (17) being removed by means of an agent liquid attack in the opening zone (18). 5 ) Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4,  5) Method according to one of claims 3 or 4, caractérisé en ce qu' on forme la couche protectrice (26) comme couche d'oxyde et on enlève la couche protectrice (26) par un procédé de gravure en phase gazeuse.  characterized in that the protective layer (26) is formed as an oxide layer and the protective layer (26) is removed by a gas phase etching process. 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche protectrice (26) est appliquée comme oxyde au plasma.  6) Process according to claim 5, characterized in that the protective layer (26) is applied as plasma oxide. 7 ) Procédé selon l'une des revendications 1, 10 caractérisé en ce qu' on réalise l'élément de couche comme organe d'obturation (12) d'une soupape d'entrée ou de sortie (6, 10).  7) Method according to one of claims 1, 10 characterized in that one realizes the layer member as closure member (12) of an inlet or outlet valve (6, 10). 8 ) Composant, notamment micropompe, ayant un élément de couche 15 souple (12) qui fait partie d'une couche fonctionnelle (3), la couche fonctionnelle (3) étant tenue sur une plaque de base (2), l'élément de couche (12) se trouvant à faible distance de la plaque de base (2), caractérisé par une cavité (27) réalisée entre l'élément de couche (12) et la couche fonctionnelle (3), la distance entre l'élément de couche (12) et la plaque de base (2) étant de préférence inférieure à 100 pm, alors que sous la cavité (27) dans la plaque de base (2) on a réalisé au moins en 25 partie un sillon (28).  8) Component, in particular micropump, having a flexible layer element (12) which is part of a functional layer (3), the functional layer (3) being held on a base plate (2), the element of layer (12) lying a short distance from the base plate (2), characterized by a cavity (27) formed between the layer element (12) and the functional layer (3), the distance between the layer (12) and the base plate (2) being preferably less than 100 μm, whereas under the cavity (27) in the base plate (2) at least in part is formed a groove (28). 9 ) Composant selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément de couche (12) est un élément d'obturation de soupape (6, 10). 30 10 ) Composant selon la revendication 9, caractérisé en ce que - l'organe d'obturation (12) est associé à une soupape d'entrée (6) reliée à une chambre de pompe (8) délimitée par une membrane de pompe (9) 35 faisant partie de la couche fonctionnelle (3), - une soupape de sortie (10) est prévue avec un second organe d'obturation (14), et du fluide peut être aspiré par la soupape d'entrée (6) et refoulé par la soupape de sortie (10), - l'organe d'obturation (12) se trouve au-dessus d'un orifice d'entrée d'un canal d'alimentation (7) réalisé dans la plaque de base (2), l'organe d'obturation (12) couvre l'orifice d'alimentation, et - la surface du siège d'étanchéité de l'organe d'obturation (12) est la surface annulaire de la plaque de base (2) entourant l'orifice d'entrée et la surface formant siège d'étanchéité est entourée au moins en partie par le sillon (28).  9) Component according to claim 8, characterized in that the layer element (12) is a valve closing element (6, 10). 10) Component according to claim 9, characterized in that - the closure member (12) is associated with an inlet valve (6) connected to a pump chamber (8) delimited by a pump diaphragm ( 9) forming part of the functional layer (3), - an outlet valve (10) is provided with a second closure member (14), and fluid can be sucked by the inlet valve (6) and discharged by the outlet valve (10), the closure member (12) is above an inlet of a supply channel (7) formed in the base plate (2). ), the closure member (12) covers the supply port, and - the sealing seat surface of the closure member (12) is the annular surface of the base plate (2) surrounding the inlet port and the sealing seat surface is surrounded at least in part by the groove (28).