对固态材料打标的方法、从该方法形成的标记和根据该方法打标的固态材料技术

一种形成肉眼不可见的不能以视觉方式检测鉴定的标记的方法，所述标记在由固态材料形成的制品的外表面处由多层级的多个凹进形成，所述方法包括下列步骤：在施加到由固态材料形成的制品的外表面的光致抗蚀剂的预定区域内形成多层级的多个凹进，其中，所述多层级的多个凹进通过灰度光刻形成，并且其中，所述一个或多个凹进至少部分地延伸穿过所述光致抗蚀剂并朝向由固态材料形成的所述制品的所述外表面延伸；和应用蚀刻过程，使得所述制品的所述外表面的至少一部分被曝光和蚀刻，以便形成多个被蚀刻部分，所述多个被蚀刻部分从所述制品的所述外表面延伸到所述制品中，并对应于所述多个凹进；其中，所述光致抗蚀剂的所述预定区域限定将施加到所述制品的所述外表面的可鉴定标记；其中，所述多个被蚀刻部分在所述制品的所述外表面上形成不能以视觉方式鉴定的标记。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对固态材料打标的方法、从该方法形成的标记和根据该方法打标的固态材料
本专利技术涉及固态材料的打标的领域，并且更具体地，涉及宝石(包括钻石)的打标。
技术介绍
宝石的鉴定和分级长期以来由国际标准实验室建立，包括GIA、IGI、Gem-A和NGTC。鉴定和分级结果通常存储在诸如硬盘、磁带、光盘等的电子介质中，并且将纸质证书与对应的宝石一起签发。当证书丢失时，或者当该宝石与其它宝石混合时，宝石的鉴定(identity)就会丢失，需要重新认证。为了避免这种情况，对宝石(包括钻石)直接打标通常是一种简单明了的方法，并且允许重新鉴定。本领域中用于为宝石(包括钻石)打标的常规技术包括激光打记和离子束打标。但是，在使用激光打标时，会产生粗糙的图案，并在宝石上留下不可恢复的烧蚀标记，从而造成永久性损伤并可能使宝石贬值。当使用离子束打标时，这种技术可用以在宝石表面上刻印精细的图案，这种图案可以比使用激光打标的图案小1000倍，但是这种过程通常相对较慢并且需要一定精度。除了物品鉴定之外，对宝石打标还可以提供物品的可追溯性，诸如其来源、其所有者及其特征等。这样的打标技术还有助于防止伪造贵重制品，诸如艺术品或珠宝，并且有助于防盗。
技术实现思路
本专利技术的目的本专利技术的目的在于提供一种为固态材料(包括宝石)打标的过程以及一种鉴定标记，其克服或至少部分改善了与现有技术相关联的至少一些缺陷。专利技术概述在第一方面，本专利技术提供了一种形成肉眼不可见的不能以视觉方式检测鉴定的标记的方法，所述标记在由固态材料形成的制品的外表面处由多层级的多个凹进形成，所述方法包括下列步骤：(i)在施加到由固态材料形成的制品的外表面的光致抗蚀剂的预定区域内形成多层级的多个凹进，其中，所述多层级的多个凹进通过灰度光刻(grayscalelithography)形成，并且其中，所述一个或多个凹进至少部分地延伸穿过所述光致抗蚀剂，并朝向由固态材料形成的所述制品的所述外表面延伸；和(ii)应用蚀刻过程，使得所述制品的所述外表面的至少一部分被曝光和蚀刻，以便形成多个被蚀刻部分，所述多个被蚀刻部分从所述制品的所述外表面延伸到所述制品中，并对应于所述多个凹进；其中，所述光致抗蚀剂的所述预定区域限定将施加到所述制品的所述外表面的可鉴定标记；其中，所述多个被蚀刻部分在所述制品的所述外表面上形成不能以视觉方式鉴定的标记。可以使用10倍小型放大镜(loupe)或20倍小型放大镜查看所述标记。可替代地，所述制品的所述被蚀刻部分的最大宽度小于200nm(纳米)，使得所述可鉴定标记在可见光谱中是不能以视觉方式检测的。所述多个凹进可以延伸穿过所述光致抗蚀剂，以便在应用所述蚀刻过程之前提供穿过所述光致抗蚀剂的一个或多个孔口，并提供所述制品的所述外表面的一个或多个曝光部分，使得与所述一个或多个孔口相对应的被蚀刻部分深入到所述制品中的深度为大致相同深度。在应用所述蚀刻过程之前，所述凹进可以按彼此不同的深度延伸穿过所述光致抗蚀剂，使得所述被蚀刻部分深入到所述制品中的深度是变化的。所述灰度光刻过程可以使用具有不同尺寸和形状的孔的掩膜。所述灰度光刻图案优选地通过激光干涉光刻来产生。所述灰度光刻图案可以通过在所述光致抗蚀剂中激光直写来产生。在光致抗蚀剂的所述预定区域内，所述多个凹进中的凹进可以相对于彼此以周期性且均匀的布置方式来布置。可替代地，在光致抗蚀剂的所述预定区域内，所述多个凹进中的凹进相对于彼此以非周期性且非均匀的布置方式布置。所述光致抗蚀剂可以具有均匀厚度，或者可以具有不均匀厚度。所述制品的所述外表面可以是平坦表面，或者可以是不平坦表面。所述多个凹进的凹进可以具有相同宽度，或者所述多个凹进可以具有不均匀宽度。一个或多个凹进可以由多个相邻的凹进形成。优选地，所述蚀刻过程是等离子体蚀刻过程。所述多个凹进中的一个或多个凹进可以相对于制品的外表面倾斜。所述多个凹进中的一个或多个凹进可以相对于制品的外表面在至少一个平面内弯曲。所述固态材料优选地选自由钻石、珍珠、硅和合成蓝宝石组成的宝石的组。在第二方面，本专利技术提供了一种由固态材料形成的制品，在所述固态材料上具有肉眼不可见的不能以视觉方式检测鉴定的标记，其中，所述不能以视觉方式检测鉴定的标记通过根据第一方面所述的方法施加到所述固态材料。所述固态材料优选地选自包括钻石、珍珠、硅和合成蓝宝石的宝石的组。可以使用10倍小型放大镜或20倍小型放大镜查看和检查所述标记。可替代地，所述标记在可见光谱下可以是不能以视觉方式检测的。附图说明为了可以获得对上述专利技术的更精确的理解，将通过参考在附图中示出的本专利技术的具体实施例来对上文简要描述的本专利技术进行更具体的说明。本文中呈现的附图可能未按比例绘制，并且附图或以下说明中对尺寸的任何引用都特定于所公开的实施例。附图示出了本专利技术并解释其原理。在图中，相同附图标记始终指示相同部分：图1示出了适合灰度光刻用途的光致抗蚀剂的特征；图2示出了示出光致抗蚀剂在不同激励条件下的响应的图示；图3示出了用于在灰度光刻中产生2.5D图案的光致抗蚀剂掩膜；图4示出了可以如何将激光干涉应用于灰度光刻；图5示出了在非平坦表面上施加灰度光刻；以及图6示出了在制品上创造标记的完整过程。具体实施方式为了能够获得对上述专利技术的更精确的理解，将通过参考在附图中示出的本专利技术的具体实施例来对上文简要描述的本专利技术进行更具体的说明。本文中呈现的附图可能未按比例绘制，并且附图或以下说明中对尺寸的任何引用都特定于所公开的实施例。本专利技术涉及一种在由固态材料形成的制品的外表面上提供不能以视觉方式检测鉴定的标记的方法。虽然下文的说明和示例涉及对宝石，特别是对钻石的打标，但是本专利技术也可应用于对任何固态材料的表面打标。根据本专利技术，在固态材料制品的表面上打标的过程包括下列两个过程步骤：(i)在制品的表面上形成光致抗蚀剂掩膜，和(ii)之后，蚀刻制品的表面。在施加到制品的外表面上的光致抗蚀剂的预定区域内形成多个凹进，所述多个凹进组成掩膜。所述多个凹进通过灰度光刻形成，并且一个或多个凹进从光致抗蚀剂的外表面至少部分地延伸穿过光致抗蚀剂，并朝向由固态材料形成的制品的在其上施加有掩膜的所述外表面延伸。蚀刻过程是等离子体蚀刻，其可以是微波等离子体蚀刻、反应离子蚀刻(RIE)，或者电感耦合等离子体(ICP)蚀刻。蚀刻过程去除所述制品的外表面的至少一部分，以形成多个被蚀刻部分，所述多个被蚀刻部分从所述制品的外表面延伸到所述制品中，并且对应于在光致抗蚀剂中形成的所述多个凹进。有利地，本专利技术人已经利用灰度光刻的性质，使得设置在固态材料制品的外表面上的光致抗蚀剂在预定区域处具有不均匀的厚度。这样，要产生的图案呈多层级(mu本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成肉眼不可见的不能以视觉方式检测鉴定的标记的方法，所述标记在由固态材料形成的制品的外表面处由多层级的多个凹进形成，所述方法包括下列步骤：/n(i)在施加到由固态材料形成的制品的外表面的光致抗蚀剂的预定区域内形成多层级的多个凹进，其中，多层级的所述多个凹进通过灰度光刻形成，并且其中，所述一个或多个凹进至少部分地延伸穿过所述光致抗蚀剂，并朝向由固态材料形成的所述制品的所述外表面延伸；和/n(ii)应用蚀刻过程，使得所述制品的所述外表面的至少一部分被曝光和蚀刻，以便形成多个被蚀刻部分，所述多个被蚀刻部分从所述制品的所述外表面延伸到所述制品中，并对应于所述多个凹进；/n其中，所述光致抗蚀剂的所述预定区域限定将施加到所述制品的所述外表面的可鉴定标记；其中，所述多个被蚀刻部分在所述制品的所述外表面上形成不能以视觉方式鉴定的标记。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180223 HK 18102632.01.一种形成肉眼不可见的不能以视觉方式检测鉴定的标记的方法，所述标记在由固态材料形成的制品的外表面处由多层级的多个凹进形成，所述方法包括下列步骤：
(i)在施加到由固态材料形成的制品的外表面的光致抗蚀剂的预定区域内形成多层级的多个凹进，其中，多层级的所述多个凹进通过灰度光刻形成，并且其中，所述一个或多个凹进至少部分地延伸穿过所述光致抗蚀剂，并朝向由固态材料形成的所述制品的所述外表面延伸；和
(ii)应用蚀刻过程，使得所述制品的所述外表面的至少一部分被曝光和蚀刻，以便形成多个被蚀刻部分，所述多个被蚀刻部分从所述制品的所述外表面延伸到所述制品中，并对应于所述多个凹进；
其中，所述光致抗蚀剂的所述预定区域限定将施加到所述制品的所述外表面的可鉴定标记；其中，所述多个被蚀刻部分在所述制品的所述外表面上形成不能以视觉方式鉴定的标记。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，能够使用10倍小型放大镜或20倍小型放大镜查看所述标记。


3.根据权利要求1所述的方法，所述制品的所述被蚀刻部分的最大宽度小于200nm，使得所述可鉴定标记在可见光谱中是不能以视觉方式检测的。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个凹进延伸穿过所述光致抗蚀剂，以便在应用所述蚀刻过程之前提供穿过所述光致抗蚀剂的一个或多个孔口，并提供所述制品的所述外表面的一个或多个曝光部分，使得与所述一个或多个孔口相对应的被蚀刻部分深入到所述制品中的深度为大致相同的深度。


5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，在应用所述蚀刻过程之前，所述凹进以彼此不同的深度延伸穿过所述光致抗蚀剂，使得所述被蚀刻部分深入到所述制品中的深度是变化的。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述灰度光刻过程使用的掩膜具有不同尺寸和形状的孔。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述灰度光刻图案通过激光干涉光刻来产生。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述灰度光刻图案通过在所述光致抗蚀剂中进行激光直写而产生。


9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述光致抗蚀剂的所述预定区域内，所述多个凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕小龙，王英男，黄健星，
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