(57)【要約】  肉眼に見えない光学的に検出できない識別可能なマーキングを形成する方法であって、前記マーキングが、固体材料から形成された物品の外面で複数のレベルの複数の凹部から形成され、前記方法が、固体材料から形成された物品の外面に塗布されたフォトレジストの所定の領域内に複数のレベルの複数の凹部を形成するステップであって前記複数のレベルの複数の凹部がグレースケールリソグラフィーにより形成され、前記１つ以上の凹部が固体材料から形成された物品の前記外面に向けて少なくとも部分的にフォトレジストを貫通するステップと、前記物品の外面から前記物品内に延び、前記複数の凹部に対応する複数のエッチングされた部分を形成するように、前記物品の外面の少なくとも一部が露出されエッチングされるようにエッチングプロセスを適用するステップと、を含み、前記フォトレジストの前記所定の領域が、前記物品の外面に塗布される識別可能なマーキングを画定し、前記複数のエッチングされた部分が、前記物品の外面上に光学的に識別できないマーキングを形成する方法。【選択図】図６
2021516140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉眼に見えない光学的に検出できない識別可能なマーキングを形成する方法であって、前記マーキングが、固体材料から形成された物品の外面で複数のレベルの複数の凹部から形成され、前記方法が、
（ｉ）固体材料から形成された物品の外面に塗布されたフォトレジストの所定の領域内に複数のレベルの複数の凹部を形成するステップであって、前記複数のレベルの複数の凹部が、グレースケールリソグラフィーにより形成され、前記１つ以上の凹部が、固体材料から形成された物品の前記外面に向けて少なくとも部分的にフォトレジストを貫通するステップと、
（ｉｉ）前記物品の外面から前記物品内に延び、前記複数の凹部に対応する複数のエッチングされた部分を形成するように、前記物品の外面の少なくとも一部が露出しエッチングされるようにエッチングプロセスを適用するステップと
を含み、
前記フォトレジストの前記所定の領域が、前記物品の外面に塗布される識別可能なマーキングを画定し、前記複数のエッチングされた部分が、前記物品の外面上に光学的に識別できないマーキングを形成する方法。
【請求項２】
前記マーキングが、１０倍ルーペまたは２０倍ルーペを使用して見ることができる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記識別可能なマーキングが可視光スペクトルで光学的に検出できないように、前記物品のエッチングされた部分の最大幅が２００ｎｍ未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の凹部が、前記フォトレジストを通る１つ以上の開口を形成し、前記１つ以上の開口に対応するエッチングされた部分がほぼ同じ深さの深度を物品内に有するように、エッチングプロセスの適用前に物品の前記外面の１つ以上の露光部分を提供するように、前記フォトレジストを貫通する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記凹部が、前記エッチングされた部分が種々の深度を物品内に有するように、前記エッチングプロセスの適用前に互いに異なる深度でフォトレジストを貫通する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記グレースケールリソグラフィープロセスが、種々のサイズと形状の穴を有するマスクを使用する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記グレースケールリソグラフィーパターンが、レーザー干渉リソグラフィーにより生成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記グレースケールリソグラフィーパターンが、前記フォトレジストへの直接レーザー書き込みにより生成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の凹部のうちの凹部が、フォトレジストの前記所定の領域内で互いに対して周期的かつ均一な配置で配置されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の凹部のうちの凹部が、フォトレジストの前記所定の領域内で互いに対して非周期的かつ不均一な配置で配置されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記フォトレジストが、均一な厚さを有している、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記フォトレジストが、不均一な厚さを有している、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記物品の外面が、平面である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記物品の外面が、非平面である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の凹部のうちの凹部が、同じ幅である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の凹部のうちの凹部が、不均一な幅を有している、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
１つ以上の凹部が、複数の隣接する凹部から形成されている、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記エッチングプロセスが、プラズマエッチングプロセスである、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の凹部のうちの１つ以上の凹部が、物品の前記外面に対して傾斜している、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の凹部のうちの１つ以上の凹部が、物品の前記外面に対して少なくとも１つの平面で湾曲している、請求項１から１８のいずれか一項（any one of the preceding claims）に記載の方法。
【請求項２１】
前記固体材料が、ダイヤモンド、真珠、シリコンおよび合成サファイアからなる宝石用原石の群から選択される、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
肉眼に見えない光学的に検出できない識別可能なマーキングをその上に有する固体材料から形成された物品であって、前記光学的に検出できない識別可能なマーキングが、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法により前記固体材料に適用される物品。
【請求項２３】
前記固体材料が、ダイヤモンド、真珠、シリコンおよび合成サファイアからなる宝石用原石の群から選択される、請求項２２に記載の物品。
【請求項２４】
前記マーキングが、１０倍ルーペまたは２０倍ルーペを使用して見ることができる、請求項２２または２３に記載の物品。
【請求項２５】
可視光スペクトル下で光学的に検出できないマーキングが適用されてもよい、請求項２２または２３に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体材料のマーキング、より具体的には、ダイヤモンドを含む宝石用原石のマーキングの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
宝石用原石の識別と格付けは、ＧＩＡ、ＩＧＩ、Ｇｅｍ−Ａ、ＮＧＴＣを含む国際標準研究所により長年にわたって確立されてきた。識別および格付け結果は、通常、ハードディスク、テープ、コンパクトディスクなどの電子媒体に保存され、対応する宝石とともに紙の証明書が発行される。
【０００３】
証明書が失われたり、宝石用原石が他の宝石用原石と混合されたりすると、宝石用原石の同一性が失われ、再証明が必要になる。
【０００４】
ダイヤモンドを含む宝石用原石のダイレクトマーキングは、このような状況を回避するための一般に簡単な方法であり、再識別を可能にする。
【０００５】
ダイヤモンドを含む宝石用原石のマーキングのための当該技術分野における従来の技術には、レーザーマーキングおよびイオンビームマーキングが含まれる。
【０００６】
しかし、レーザーマーキングを使用すると、粗いパターンが生成され、宝石用原石に回復不可能なアブレーションマークが残り、永久的な損傷を引き起こし、宝石用原石の価値を下げる可能性がある。
【０００７】
イオンビームマーキングを使用すると、このような技術を使用して、レーザーマーキングを使用するよりも１０００倍小さい宝石用原石の表面に微細なパターンを刻印することができるが、プロセスは通常比較的遅く、精度が必要である。
【０００８】
宝石用原石のマーキングは、アイテムの識別以外に、アイテムの出所、所有者、およびその特徴などの追跡可能性を提供することができる。このようなマーキング技術は、美術品や宝石類などの貴重品の偽造防止にも役立ち、盗難事件にも役立つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、宝石用原石と、先行技術に関連する少なくともいくつかの欠陥を克服または少なくとも部分的に改善する識別マーキングとを含む、固体材料のマーキングのためのプロセスを提供することである。
【００１０】
第１の態様では、本発明は、肉眼に見えない光学的に検出できない識別可能なマーキングを形成する方法であって、前記マーキングが、固体材料から形成された物品の外面で複数のレベルの複数の凹部から形成され、前記方法が、
（ｉ）固体材料から形成された物品の外面に塗布されたフォトレジストの所定の領域内に複数のレベルの複数の凹部を形成するステップであって、前記複数のレベルの複数の凹部が、グレースケールリソグラフィーにより形成され、前記１つ以上の凹部が、固体材料から形成された物品の前記外面に向けて少なくとも部分的にフォトレジストを貫通するステップと、
（ｉｉ）物品の外面から前記物品内に延び、前記複数の凹部に対応する複数のエッチングされた部分を形成するように、前記物品の外面の少なくとも一部が露出しエッチングされるようにエッチングプロセスを適用するステップと
を含み、
前記フォトレジストの前記所定の領域が、前記物品の外面に塗布される識別可能なマーキングを画定し、前記複数のエッチングされた部分が、前記物品の外面上に光学的に識別できないマーキングを形成する方法を提供する。
【００１１】
マーキングは、１０倍ルーペまたは２０倍ルーペを使用して見ることができてもよい。あるいは、識別可能なマーキングが可視光スペクトルで光学的に検出できないように、物品のエッチングされた部分の最大幅は２００ｎｍ未満である。
【００１２】
複数の凹部は、フォトレジストを通る１つ以上の開口を形成し、１つ以上の開口に対応するエッチングされた部分がほぼ同じ深さの深度を物品内に有するように、エッチングプロセスの適用前に物品の前記外面の１つ以上の露光部分を提供するように、フォトレジストを貫通してもよい。
【００１３】
凹部は、エッチングされた部分が種々の深度を物品内に有するように、エッチングプロセスの適用前に互いに異なる深度でフォトレジストを貫通してもよい。
【００１４】
グレースケールリソグラフィープロセスは、種々のサイズと形状の穴を有するマスクを使用してもよい。
【００１５】
グレースケールリソグラフィーパターンは、好ましくは、レーザー干渉リソグラフィーにより生成される。
【００１６】
グレースケールリソグラフィーパターンは、フォトレジストへの直接レーザー書き込みにより生成されてもよい。
【００１７】
前記複数の凹部のうちの凹部は、フォトレジストの前記所定の領域内で互いに対して周期的かつ均一な配置で配置されていてもよい。あるいは、前記複数の凹部のうちの凹部は、フォトレジストの前記所定の領域内で互いに対して非周期的かつ不均一な配置で配置されている。
【００１８】
フォトレジストは、均一な厚さを有していてもよく、または不均一な厚さを有していてもよい。前記物品の外面は、平面であってもよく、または非平面であってもよい。前記複数の凹部のうちの凹部は、同じ幅であってもよく、または前記複数の凹部のうちの凹部は、不均一な幅を有していてもよい。
【００１９】
１つ以上の凹部は、複数の隣接する凹部から形成されていてもよい。
【００２０】
好ましくは、エッチングプロセスは、プラズマエッチングプロセスである。
【００２１】
複数の凹部のうちの１つ以上の凹部は、物品の外面に対して傾斜していてもよい。
【００２２】
複数の凹部のうちの１つ以上の凹部は、物品の外面に対して少なくとも１つの平面で湾曲していてもよい。
【００２３】
固体材料は、好ましくは、ダイヤモンド、真珠、シリコンおよび合成サファイアからなる宝石用原石の群から選択される。
【００２４】
第２の態様では、本発明は、肉眼に見えない光学的に検出できない識別可能なマーキングをその上に有する固体材料から形成された物品であって、前記光学的に検出できない識別可能なマーキングが第１の態様に記載の方法により前記固体材料に適用される物品を提供する。
【００２５】
固体材料は、好ましくは、ダイヤモンド、真珠、シリコンおよび合成サファイアからなる宝石用原石の群から選択される。
【００２６】
マーキングは、１０倍ルーペまたは２０倍ルーペを使用して見ることができ検査することができる。あるいは、マーキングは、可視光スペクトル下で光学的に検出できない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
上記発明のより正確な理解を得ることができるように、添付の図面に示されているその特定の実施形態を参照して、上で簡単に説明した本発明のより具体的な説明を行う。本明細書に提示される図面は、正寸でない場合があり、図面または以下の説明内のいかなる寸法への言及も、開示される実施形態に固有である。
【００２８】
添付の図面は、本発明を例示し、その原理を説明している。図面では、同様の参照番号は、全体を通して同様の部分を指す。
【図１】グレースケールリソグラフィーの目的に適したフォトレジストの特性を示す図である。
【図２】種々の励起条件でのフォトレジストの応答を示すグラフである。
【図３】グレースケールリソグラフィーで２．５次元パターンを作成するためのフォトレジストマスクを示す図である。
【図４】レーザー干渉をグレースケールリソグラフィーに適用する方法を示す図である。
【図５】非平面でのグレースケールリソグラフィーの適用を示す図である。
【図６】物品にマーキングを作成する完全なプロセスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
上記発明のより正確な理解を得ることができるように、添付の図面に示されているその特定の実施形態を参照して、上で簡単に説明した本発明のより具体的な説明を行う。本明細書に提示される図面は、正寸でない場合があり、図面または以下の説明内のいかなる寸法への言及も、開示される実施形態に固有である。
【００３０】
本発明は、固体材料から形成された物品の外面に光学的に検出できない識別マーキングを提供する方法に関する。以下の説明および例は、宝石用原石、特にダイヤモンドのマーキングに関するが、本発明は、任意の固体材料の表面のマーキングに適用可能である。
【００３１】
本発明による固体材料の物品の表面上のマーキングのプロセスは、２つのプロセスステップ：
（ｉ）物品の表面上にフォトレジストのマスクを形成するステップと、
（ｉｉ）その後、物品の表面をエッチングするステップと
からなる。
【００３２】
マスクは、物品の外面に塗布されるフォトレジストの所定の領域内に形成された複数の凹部からなる。
【００３３】
複数の凹部は、グレースケールリソグラフィーにより形成され、1つ以上の凹部は、フォトレジストの外面から、マスクが適用される固体材料から形成された物品の前記外面に向けてフォトレジストを少なくとも部分的に貫通する。
【００３４】
エッチングプロセスは、マイクロ波プラズマエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、または誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）エッチングであり得る、プラズマエッチングである。
【００３５】
エッチングプロセスは、前記物品の外面の少なくとも一部を除去して、物品の外面から物品内に延び、フォトレジストに形成される前記複数の凹部に対応する複数のエッチングされた部分を形成する。
【００３６】
有利なことに、本発明者らは、グレースケールリソグラフィーの特性を利用して、所定の領域で不均一な厚さである固体材料から物品の外面に設けられるフォトレジストを提供した。したがって、作成されるべきパターンは、マルチレベル次元、すなわち２次元半（２．５次元）である。
【００３７】
次いで、エッチングプロセスは、材料がフォトレジストであるか基板であるかどうかに関係なく、一定の速度で物品の表面の材料を除去する。
【００３８】
これにより、前記フォトレジストの所定の領域に複数のエッチングされた部分が生じ、物品の外面に光学的に検出できない識別マーキングを形成する。
【００３９】
本発明の実施形態では、マーキングが、可視光スペクトル下で光学的に検出できず、物品の外観を変化させないか、または見苦しいマーキングを生じさせないように、物品のエッチングされた部分の最大幅は２００ｎｍ未満であり得る。光学的に検出できないこのようなマーキングは、「見えないマーキング」と呼ばれる。
【００４０】
図１を参照すると、固体材料１０から形成された物品の外面に光学的に検出できない識別マーキングを形成する本発明の方法の略図が示されている。
【００４１】
グレースケールリソグラフィーでは、フォトレジストの選択が非常に重要であり、最も重要である。従来のフォトリソグラフィーでは、理想的なフォトレジストは、露光時に明確な応答を示す必要がある。フォトレジストは、照明の強度に関係なく、紫外線または可視光などの放射線に露光されると化学的に変化する。このタイプの応答は、高い寸法精度と高コントラストでパターンを作成するために必要である。
【００４２】
図１を参照すると、実際には、一般的なフォトレジストは、示される応答曲線１０１を有する。フォトレジストは、一定の閾値を満たすまで反応しない。その場合、現像速度は露光量に比例し、飽和状態になる。このような応答挙動では、信頼できるパターンを作成するために、通常は過剰線量が必要である。
【００４３】
しかし、このような高露光は、マーキングが適用される基板または物品を損傷する場合があり、作成されるパターンは、通常、二次元パターンに限定される。
【００４４】
グレースケールリソグラフィーで使用されるフォトレジストは、いくつかの特徴を有している場合がある。第１に、従来のリソグラフィーで好まれる鋭い応答曲線を有する代わりに、フォトレジストは、好ましくは、広い露光量ウィンドウを有し、それにより、現像速度は、露光量によって制御することができる。このような応答挙動は、図１の応答曲線１０２により示され、実線の応答曲線１０２は、フォトレジストの現像速度が露光量に比例することを示している。グレースケールリソグラフィーで使用されるフォトレジストの別の特徴は、フォトレジストが、露光時にその吸収率または透過率を変化させる場合があることである。この特性を示す一例では、フォトレジストＡＺ９２６０は紫外線に対して半透明であり、紫外線露光の通常の浸透深度は１ミクロンから２ミクロンである。
【００４５】
紫外線露光量の下では、フォトレジストの吸収率が変化して、前記フォトレジストが透明になる。この挙動を説明する別の用語は、「光退色」である。前記フォトレジストの最上層が退色されると、紫外線露光はフォトレジスト内により深く到達して反応を続けることができる。
【００４６】
一般的なフォトレジストとグレースケール現像用のフォトレジストの現像を図２ａ、図２ｂおよび図２ｃに示す。図２ａでは、一般的なフォトレジスト２０１が、励起２０２により露光されるように図示されている。線量が現像閾値を超えると、フォトレジスト２０３が反応する。
【００４７】
対照的に、グレースケール強度において、現像速度は、露光量Ｅにより制御され、
Ｅ=Ｉｔ（ここで、Ｉは露光束であり、ｔは露光時間である。）
と表すことができる。
【００４８】
この概念は、図２ｂと図２ｃに示され、２つのパラメータが調整される。
【００４９】
図２ｂを参照すると、細い矢印２０４は弱い露光束を示し、太い矢印２０５は強い露光束を示す。図示されているように、強い露光の下では、フォトレジストは完全に退色される可能性がある。
【００５０】
図２ｃを参照すると、矢印の長さは露光時間tに対応する。一定の露光束を維持しながら、短い露光時間２０６はフォトレジストの表面層のみを露光するが、露光時間が矢印２０７で表されるように十分長い場合、フォトレジストは完全に退色される。
【００５１】
照明領域が大きい、または強度とタイミングを調整できない励起源の場合、フォトレジストを励起光源に直接露光してパターンを生成することはできない。したがって、フォトレジストへの露光量を制御するには、グレースケールマスクが必要である。
【００５２】
この制御を実施する方法は、図３に示して図示したように、照明とフォトレジストでコーティングされた基板との間に配置されるフォトレジストマスクにわたって穴のサイズにより線量が調整される実施形態に示されている。
【００５３】
図３に示されるように、マスクの例が示され、それにより４セットの正方形の穴マトリクス３０３がフォトレジストマスク３０１上に刻印される。これらの穴３０３は異なるサイズであるため、マスク３０１を通過してフォトレジスト３０４に至る光量は、開口部３０３により制御することができる。
【００５４】
露光量の表現に戻ると、このグレースケールマスクアプローチは、励起３０２により露光されるとフォトレジストへの露光束Iを変化させ、基板３０５上のフォトレジスト３０４の異なる部分で現像速度が異なる。最終的なパターンは、示されるように段階的な構造である。
【００５５】
２．５次元パターンを作成するためのこのマスクアプローチの１つの欠点は、最終的なパターンの解像度がマスクの製造方法と品質によって制限されることである。
【００５６】
技術が高解像度のマスクを作成できる場合でも、小さな穴での励起の回折は、解像度を破壊するため、考慮に入れる必要がある。
【００５７】
したがって、グレースケールリソグラフィーのより実際的なアプローチは、励起源の強度とタイミングを調整できる励起源を使用することである。
【００５８】
一般にレーザーとして知られている、放射デバイスの誘導放出による光増幅は、このアプリケーションの一般的な解決策である。
【００５９】
現在、レーザー光線の強度は、どのレーザーデバイスでも簡単に調整でき、レーザースポットのサイズは、適切なレンズのセットを使用してミクロンスケールまで焦点を合わせることができる。
【００６０】
次いで、束Iを正しいパラメータのセットで調整できる。露光時間tの場合、超高速レーザーはフェムト秒の時間スケールでレーザーパルスを生成できる。発射されるレーザーパルスの数を制御することにより、フェムト秒の時間スケールで露光時間tを微調整できる。これは、フォトレジストに対する露光量の超高解像度を意味する。
【００６１】
グレースケールリソグラフィーでは、直接レーザー書き込みによるフォトレジストの露光が一般的なアプローチであるが、フォトレジストの露光は他の光学的技術により行うことができる。
【００６２】
レーザー干渉リソグラフィーは、グレースケールリソグラフィー用のフォトレジストを露光する別のアプローチであり、この原理が図４に示されている。レーザーなどのコヒーレント光源のビームは、回折格子、偏光子、ビームスプリッターなどのビーム分割素子により２つに分割される。
【００６３】
これらの２つの分割ビームは、変調のために異なる経路に送られる。参照ビーム４０１は、フォトレジスト４０５に直接照射される一方、他のビーム４０２は、一組の光変調成分４０３に送られ、位相および/または強度が変化するビーム４０４として放射される。
【００６４】
ビーム４０１とビーム４０４は再結合して干渉する。結果として生じるビームは、基板４０６上のフォトレジスト４０５の表面にわたって不均一な強度分布を有する。この露光束の変化は、フォトレジスト４０５への異なる露光量を誘発し、現像後にフォトレジスト４０５上に２．５次元パターンを作成する。
【００６５】
グレースケールリソグラフィーの別の特徴は、フォトレジストのパターンが、図５に示されるように、非平坦または不均一な表面を有する基板上に生成できることである。
【００６６】
従来のリソグラフィーでは、基板上にコーティングされているフォトレジスト層の厚さは、通常、非平坦または不均一な基板表面では制御できない。従来のリソグラフィーは、露光の深度および現像速度を正確に制御することができないため、先行技術の技術では、正確なパターンをフォトレジストに正確に書き込むことができない。
【００６７】
グレースケールリソグラフィーを使用すると、非平坦な基板表面にフォトレジストを現像する解決策が提供される。図５に示されるように、非平坦な表面５０２は、フォトレジスト５０３の層でコーティングされる。フォトレジスト層は不均一な厚さであるため、フォトレジスト層を備えた基板の表面形態は、基板の異なる部分での露光量５０１を計算するために表面スキャナーにより測定される。露光量は、励起束または露光時間のいずれかにより調整できる。
【００６８】
所望のパターンでマスクされたフォトレジストが調製されると、サンプル基板は、次のプロセスステップの準備ができ、そこでは、本発明によるマーキングを形成するように、サンプル基板は、エッチングされて、フォトレジストと非常に薄い材料層を基板の表面から除去する。
【００６９】
図６ａ、図６ｂおよび図６ｃを参照すると、本発明による固体材料にマーキングを提供する完全なプロセスの例示的な例が示されている。
【００７０】
第１に、図６ａに示されるように、フォトレジスト６０１の薄い層が、固体材料６０２の基板の外面にコーティングされる。フォトレジスト６０１は、指定された領域で露光量６０３を制御することにより、グレースケールリソグラフィーとして所望のパターンで露光される。この例では、フォトレジストは、ポジ型フォトレジストであるため、露光後、露光したフォトレジストは溶解性が高くなり、溶剤によって容易に洗い流される。
【００７１】
図６ｂを参照すると、残りのフォトレジストパターン６０４は、示されるように基板の表面に残される。
【００７２】
次のプロセスステップは、それにより、プラズマエッチングが、固体材料６０２の基板の表面に適用されることである。未露光のフォトレジスト６０４は、固体材料６０２の指定された領域の表面上の保護層として機能する。プラズマエッチングは非選択的プロセスである可能性があるため、固体材料６０２の表面の材料は、位置に関係なく一定の速度で除去されるであろう。したがって、フォトレジスト層６０１は、その下の固体材料６０２の材料の前に最初に除去されるであろう。露光量６０５を制御することにより、図６ｃに示されるように、固体材料６０２の基板の表面６０６上に所望の２．５次元パターンを形成することができる。
【００７３】
典型的なプラズマエッチング技術である反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスでは、大量のイオンが生成され、ターゲットに向けて加速されて、スパッタリングおよび関連プロセスにより材料を除去する。このようなプロセスは、選択性が低いことが知られている。
【００７４】
ＲＩＥと比較すると、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）エッチングは、プラズマを使用してエッチングガスをフリーラジカルとイオンの混合物に分解する化学プロセスである。したがって、他のエッチングプロセスを本発明内で実施することができるが、ＩＣＰエッチングは、より高い選択性を有する化学エッチングプロセスであり、本発明の好ましい実施形態では、好ましいエッチング技術である。
【００７５】
本発明は、固体材料のマーキング、特にダイヤモンドを含む宝石用原石のマーキングを提供する。
【００７６】
ダイヤモンドを含む宝石用原石の識別を維持する際のセキュリティを高めるために、マーキングを作成して刻印する技術的な課題を増やす必要がある。
【００７７】
本発明は、光学的に見えない識別可能なマークを作成するための新たなプロセスを提供する。この方法で作成されたマーキングパターンはマルチレベルであり、偽造の難易度を大幅に高め、パターン設計の柔軟性と独自性を高め、このようなマークにより刻印される情報の量を高める。
【００７８】
マーキングは、肉眼では見えないように、また宝石用原石、特にダイヤモンドなど、それが適用される物品の光学特性を変えないように、十分に小さくすることができる。
【００７９】
本発明のいくつかの実施形態では、１０倍ルーペまたは２０倍ルーペを使用して見ることができ検査することができるマーキングが適用されてもよい。
【００８０】
本発明のいくつかの実施形態では、可視光スペクトル下で光学的に検出できないマーキングが適用されてもよい。
【００８１】
本発明の具体的な利点としては、
・複数のレベルのマーキングを提供し、複数のマスクの必要性を排除すること。
【００８２】
・非常に複雑なマーキングを提供できること。
【００８３】
・いくつかの実施形態では、マーキングが独自であるように、変形をマーキングに導入できるようにすること。
【００８４】
・形状精度に制限がないこと。
【００８５】
・正確な表面プロファイルを生成するための高い空間分解能。
が挙げられる。
【００８６】
このような利点は、セキュリティを強化し、マーキングの複製に重大な技術的障害を提供し、したがって、偽造防止属性を強化する。
【００８７】
本発明のマーキング方法およびこのような方法からのマーキングは、以下のさらなる利点を提供する：
（ｉ）見苦しくなく、容易に見ることができないマーキング。
【００８８】
（ｉｉ）貴石または宝石用原石などの物品に適用された場合に、セキュリティ目的ならびに物品の追跡および出所の識別を可能にするマーキング。
【００８９】
（ｉｉｉ）偽造および盗難などを含む不正を軽減または識別するために利用できるセキュリティ目的。
【００９０】
（ｉｖ）アブレーション、フライス加工、彫刻などの他の破壊的で侵襲的なマーキング方法に関連する欠点のない、固体材料のマーキング。
【００９１】
（ｖ）固体材料の光学品質または光学特性を変えず、固体材料の透明度または色に有害でない方法論およびその製品。
【００９２】
（ｖｉ）固体材料に汚染物質または不純物を導入しない方法論およびその製品。
【００９３】
（ｖｉｉ）固体材料の表面からの材料の有意な除去を必要としない方法論およびその製品。
【００９４】
（ｖｉｉｉ）関連する化学残留物を有しない方法論およびその製品。
【００９５】
マーキングは、一般的な三次元構造であるが、当業者には、種々の高さを有し得るが、「アンダーカット」を含まない構造に属することが知られているように、「２．５次元」または「２次元半」という用語が使用されることに留意されたい。したがって、「マルチレベル」という用語は、２．５次元と同義とみなされる。また、「マルチレベル」には傾斜面も含まれ、本発明のマーキングの表面は、互いに平行である必要はなく、1つ以上の平面で湾曲していてもよいことにも留意されたい。
【００９６】
発明の実施形態は、限定ではなく、概念および原理を示していることに留意および理解されたい。
【００９７】
これらの実施形態では、本発明の範囲から逸脱することなく、方法論および実施メカニズムを修正または置換して、効率的な提示をすることができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、実施形態により限定されるべきではない。
【００９８】
「マーキング」という用語は、明細書および特許請求の範囲を通して使用され、このような「マーキング」は、物品の表面に設けられる「マーク」に属することが当業者によって理解され、用語は、互いに同義であり、意味または解釈を変えることなく互換的に使用できることが理解されよう。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【国際調査報告】
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