标记固态材料的方法和根据该方法标记的固态材料技术

一种在由固态材料形成的物品的外表面上形成非光学可检测可识别标记的方法，所述方法包括以下步骤：在向由固态材料形成的物品的外表面涂敷的光致抗蚀剂的预定区域内，形成多个凹部，其中，所述多个凹部由双光子吸收光刻形成，并且其中，所述一个或多个凹部至少部分通过所述光致抗蚀剂、并且从所述光致抗蚀剂的外表面、以及朝向由固态材料形成的所述物品的所述外表面来延伸；以及应用蚀刻处理，使得所述物品的所述外表面的至少一部分被暴露并且被蚀刻，以形成多个被蚀刻部分，所述被蚀刻部分从所述物品的外表面延伸到所述物品中并且对应于所述多个凹部；其中，所述光致抗蚀剂的所述预定区域限定将施加于所述物品的外表面的可识别标记；其中，所述多个被蚀刻部分在所述物品的外表面上形成所述非光学可识别标记；并且其中，所述被蚀刻部分的最大宽度小于200nm，使得所述可识别标记在所述可见光光谱中是非光学可检测的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括宝石的固态材料，更特别地，涉及其标记。
技术介绍
许多世纪以来，已经使用天然钻石作为珠宝，每种钻石都是贯穿地球的发展演化形成的，因此就本质而言全部都是独有的。尽管在判断和评估特有块或宝石的质量时存在许多规则或分级系统，但可能难以评估具有近似分级的两个钻石或宝石之间的差异。因此，重要的是标记钻石宝石，以向各钻石或宝石提供特有标记从而允许方便地识别进而进行追踪。在进行宝石识别和钻石质量分级和分析时，通过从与宝石或钻石的顶表面垂直的顶视图进行观察和评估，提供关于净度和切工的相关证据和信息，净度和切工是得到包括GIA(GemologicalInstituteofAmericaInc.)、IGI(InternationalGemologicalInstitute)、Gem-A(TheGemmeologicalAssociationofGreatBritain)、NGTC(NationalGemstoneTestingCenter,China)等的国际标准实验室报告认证的。从消费者的立场看，可利用经常利用诸如“亮光”(被钻石反射的光的总量)或“火花”(光扩散成不同颜色的光)的诸如钻石的闪光亮度的参数，这些参数通常是从钻石的顶表面以及顶部台面观察到或观赏到的。出于商业和安全两者的目的，重要的是宝石或钻石的参数(诸如，表征的质量、分级、切工、成因的宝石或钻石的参数)与宝石或钻石相关联。由于钻石或贵宝石的价值大有不同，并且由于盗窃和伪造它的事件，导致应该以使得可通过特有识别标记来识别钻石或贵宝石的方式来执行标记，特有识别标记表征所述钻石或宝石。可将此识别与所述钻石或宝石的已知参数相关联地加以利用。在现有技术内，存在用于标记宝石和钻石的两种主要技术，它们是：(i)激光标记，以及(ii)FIB(聚焦离子束)标记。对于激光标记，这种技术受激光光斑尺寸的限制，激光光斑尺寸通常不可用于在钻石表面上生成精细图案。激光标记的机制是，当激光束到达钻石表面时，激光能量被吸收，由此钻石的一部分被烧蚀，从而留下遵循激光束路径的标记。由于激光光斑的热影响区(HAZ)大，导致会由于激光，出现钻石受损。虽然开发出超快激光来供应低脉冲能量和高脉冲能量密度从而导致HAZ较小，但使用这样的方法仍然在标记钻石时形成受损的风险。另外，使用激光标记的这种技术通常没有在钻石上留下干净表面，因为烧蚀表面将导致形成石墨，无论激光源是准分子激光还是皮秒激光还是毫微微秒激光。另外，鉴于激光可形成的相对大的标记，甚至对于裸眼而言，钻石上所得的变暗标记也会十分清晰可见。相比于激光标记，FIB标记具有若干优点。光斑尺寸比激光束小1000倍，这样使得可以通过写入更大量的数据来标记表面。通常，对于激光束标记，形成某些字母、字符和简单标志等受到限制。使用FIB可允许刻制图片或表示或中文字符、高分辨率商标。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种在由固态材料形成的物品的外表面上形成非光学可检测可识别标记的方法，所述方法包括以下步骤：(i)在向由固态材料形成的物品的外表面涂敷的光致抗蚀剂的预定区域内，形成多个凹部，其中，所述多个凹部由双光子吸收光刻形成，并且其中，所述一个或多个凹部至少部分通过所述光致抗蚀剂，从所述光致抗蚀剂的外表面，朝向由固态材料形成的所述物品的所述外表面延伸；(ii)应用蚀刻处理，使得所述物品的所述外表面的至少一部分被暴露并且被蚀刻，以形成多个被蚀刻部分，所述被蚀刻部分从所述物品的外表面延伸到所述物品中并且对应于所述多个凹部；其中，所述光致抗蚀剂的所述预定区域限定将被施加于所述物品的外表面的可识别标记；其中，所述多个被蚀刻部分在所述物品的外表面上形成所述非光学可识别标记；并且其中，所述被蚀刻部分的最大宽度小于200nm，使得所述可识别标记在所述可见光光谱中是非光学可检测的。在本专利技术的实施例中，所述多个凹部中的凹部中的一个或多个延伸通过所述光致抗蚀剂并且提供贯穿其中的一个或多个孔并且在应用所述蚀刻处理之前提供所述物品的所述外表面的一个或多个暴露部分，使得与所述一个或多个孔对应的被蚀刻部分具有在物品中的大致相同的深度。在本专利技术的另一个实施例中，在应用所述蚀刻处理之前，所述凹部以相对于彼此变化的深度延伸通过所述光致抗蚀剂，使得所述被蚀刻部分在所述物品中具有不同深度。优选地，所述光致抗蚀剂具有在从10nm至500μm的范围内的厚度，并且所述凹部具有在从10nm至200nm以下的范围内的最大宽度。优选地，所述被蚀刻部分具有在大约5nm至大约30nm的范围内的深度。在光致抗蚀剂的所述预定区域内，可相对于彼此以非周期和非均匀的排列来布置所述多个凹部中的凹部。所述光致抗蚀剂可具有均匀厚度，或者可选地，所述光致抗蚀剂可具有非均匀厚度。所述多个凹部中的凹部可具有相同宽度，或者可选地，所述多个凹部中的凹部可具有非均匀宽度。一个或多个凹部由多个相邻凹部形成。蚀刻处理可以是等离子体蚀刻处理，并且可以是纵横比决定蚀刻(ARDE)微波等离子体蚀刻。在此蚀刻处理期间应用射频(RF)偏置。蚀刻处理可以可选地是反应离子蚀刻(RIE)处理、电感耦合等离子体(ICP)蚀刻处理、聚焦离子束(FIB)蚀刻处理、或氦离子显微镜(HIM)蚀刻处理。所述固态材料可选自包括宝石的组，并且可以是钻石。可选地，所述固态材料可包括珍珠、硅、合成蓝宝石等。所述固态材料可以是基于蓝宝石的材料，并且所述蚀刻处理包括氯气、三氯化硼(BCl3)气体或其组合的存在。在本专利技术的实施例中，可以相对于被形成在所述物品的外表面上的光学可识别标记，在所述物品的外表面以预定空间排列来形成所述非光学可识别标记，其中，对所述光学可检测标记的检测允许通过参考所述预定空间排列来进行所述非光学标记的后续检测。在所述物品的外表面，可以以具有所述物品的光学可识别属性的预定空间排列来形成所述非光学可识别标记，其中，具有所述物品的所述光学可识别属性的所述空间排列允许通过参考关于所述物品的所述光学可识别属性的所述预定空间排列来进行所述非光学标记的后续检测。所述可识别标记是在可见光光谱中非光学可检测的而在紫外(UV)光谱中是可观察到的，并且所述可识别标记可以是通过微分干涉对比(DIC)显微镜、扫描电子显微镜等可观察到的。在第二方面，本专利技术提供了一种由固态材料形成的物品，所述物品上具有非光学可检测的可识别标记，其中，所述非光学可检测可识别标记被通过根据第一方面所述的方法来施加到所述固态材料。所述固态材料选自包括宝石的组，并且可以是钻石。可选地，所述固态材料包括珍珠、硅、合成蓝宝石等。所述非光学可检测可识别标记是在可见光光谱中非光学可检测的并且在紫外(UV)光谱中是可观察到的，并且可以是通过微分干涉对比(DIC)显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等可观察到的。可以相对于被形成在所述物品的外表面上的光学可识别标记，在所述物品的外表面以预定空间排列来形成所述非光学可识别标记，其中，对所述光学可检测标记的检测允许通过参考所述预定空间排列来进行所述非光学标记的后续检测。在所述物品的外表面，以具有所述物品的光学可识别属性的预定空间排列来形成所述非光学可识别标记，其中，具有所述物品的所述光学可识别属性的所述空间排列允许通过参考关于所述物品的所述光学可识别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在由固态材料形成的物品的外表面上形成非光学可检测的可识别标记的方法，所述方法包括以下步骤：(i)在对由固态材料形成的物品的外表面涂敷的光致抗蚀剂的预定区域内形成多个凹部，其中，通过双光子吸收光刻来形成所述多个凹部，并且其中，一个或多个所述凹部至少部分地通过所述光致抗蚀剂、并且从所述光致抗蚀剂的外表面、以及朝向由固态材料形成的所述物品的所述外表面来延伸；以及(iii)应用蚀刻处理，以致使得所述物品的所述外表面的至少一部分被暴露并且被蚀刻，以便形成从所述物品的外表面延伸到所述物品中的并且对应于所述多个凹部的多个被蚀刻部分；其中，所述光致抗蚀剂的所述预定区域限定将被施加到所述物品的外表面的可识别标记；其中，所述多个被蚀刻部分在所述物品的外表面上形成所述非光学可识别标记；并且其中，所述被蚀刻部分的最大宽度小于200nm，以致使得所述可识别标记在可见光光谱中是非光学可检测的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 HK 14103658.11.一种在由固态材料形成的物品的外表面上形成非光学可检测的可识别标记的方法，所述方法包括以下步骤：(i)在对由固态材料形成的物品的外表面涂敷的光致抗蚀剂的预定区域内形成多个凹部，其中，通过双光子吸收光刻来形成所述多个凹部，并且其中，一个或多个所述凹部至少部分地通过所述光致抗蚀剂、并且从所述光致抗蚀剂的外表面、以及朝向由固态材料形成的所述物品的所述外表面来延伸；以及(iii)应用蚀刻处理，以致使得所述物品的所述外表面的至少一部分被暴露并且被蚀刻，以便形成从所述物品的外表面延伸到所述物品中的并且对应于所述多个凹部的多个被蚀刻部分；其中，所述光致抗蚀剂的所述预定区域限定将被施加到所述物品的外表面的可识别标记；其中，所述多个被蚀刻部分在所述物品的外表面上形成所述非光学可识别标记；并且其中，所述被蚀刻部分的最大宽度小于200nm，以致使得所述可识别标记在可见光光谱中是非光学可检测的。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个凹部中的一个或多个凹部延伸通过所述光致抗蚀剂，并且由此提供贯穿其中的一个或多个孔，并且在应用所述蚀刻处理之前提供所述物品的所述外表面的一个或多个暴露部分，以致使得与所述一个或多个孔对应的被蚀刻部分在所述物品中的深度具有大致相同的深度。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在应用所述蚀刻处理之前，所述凹部以相对于彼此而不同的深度来延伸通过所述光致抗蚀剂，以致使得所述被蚀刻部分在所述物品中具有不同的深度。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述光致抗蚀剂具有在从10nm至500μm的范围内的厚度。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述凹部具有在从10nm至200nm以下的范围内的最大宽度。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述被蚀刻部分具有在大约5nm至大约30nm的范围内的深度。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在光致抗蚀剂的所述预定区域内，相对于彼此以非周期和非均匀的排列来布置所述多个凹部中的凹部。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述光致抗蚀剂具有均匀厚度。9.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中，所述光致抗蚀剂具有非均匀厚度。10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个凹部的孔是相同宽度。11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个凹部中的凹部具有非均匀宽度。12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，由多个相邻凹部来形成一个或多个凹部。13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述蚀刻处理是等离子蚀刻处理。14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述蚀刻处理是纵横比决定蚀刻(ARDE)微波等离子体蚀刻。15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述蚀刻处理期间施加射频(RF)偏置。16.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法，其中，所述蚀刻处理是反应离子蚀刻(RIE)处理。17.根据权利要求1至13中的任一项所述的方法，其中，所述蚀刻处理是电感耦合等离子体(ICP)蚀刻处理。18.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英男，江争，
申请(专利权)人：动力专家有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81