(57)【要約】ダイヤモンドは、テーブルを水平且つ所定の高さとしてドップ内を取り付けるべく、テーブルが上板の下側と係合するよう射出成形具内に配置され、インサートで上向きに押される。エラストマーはドップリング内に射出成形され、エラストマーがガードルの前後両側にあるようダイヤモンドをドップリング内にしっかりと保持する。エラストマーは多少収縮しうるが、テーブルはドップリングの上面及び下面に厳密に平行に据え付けられ、ドップリングの上部で画成される平面の直下にある。ドップは、テーブルにフォトレジストを塗布した後にマイクロリソグラフィーによりマークを形成する装置の台上に配置されうる。レジストをベークするため、ドップは、ダイヤモンドを急速に加熱し、ベーク時間の持続時間及び温度を制御し、ダイヤモンドを急速に冷却するため、ハンダ滴を含む空洞を有するＰｅｌｔｉｅｒヒートポンプの加熱先端の上に配置される。
2004525683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宝石用原石又はダイヤモンドを容器内に配置し、
前記表面を接触面と係合させ、
少なくともマーク付けされるべき表面が自由なままであり前記宝石用原石又はダイヤモンドが前記容器の側壁に接触せず、マーク付けされるべき表面に対して垂直な方向に見たときに前記宝石用原石又はダイヤモンドの一部の前側又は後ろ側の両方に保持材料があることにより、保持材料が硬化したときに、前記宝石用原石又はダイヤモンドが保持材料によってしっかりと保持されるよう、保持材料を液体として容器の一つ又は複数の側壁と前記宝石用原石又はダイヤモンドとの間に充填することにより前記宝石用原石又はダイヤモンドの周りに保持材料を塑造し、
前記保持材料を硬化させ、
前記容器は、マーク付けされるべき表面と一致する又は平行な位置決め面を画成し、位置決め面は、マークの形成のための更なる手順のためにマーク付けされるべき表面を略所定の平面上にして前記宝石用原石又はダイヤモンドを位置決めするよう直接的又は間接的に使用されうる、
宝石用原石又は工業用ダイヤモンドをその表面上にマークを形成するために取り付ける方法。
【請求項２】
前記宝石用原石又はダイヤモンドの周りには、前記容器の一つ又は複数の側壁を前記宝石用原石又はダイヤモンドから分離する保持材料の途切れのないリングがある、請求項
１記載の方法。
【請求項３】
前記容器は前記位置決め面を画成する境界を有する開口を有し、保持材料の塑造前は前記開口の境界は前記接触面と係合し、前記開口の境界は塑造後に前記接触面から外され、マークされた表面が前記位置決め表面と同一平面上となるよう容器内に据え付けられた宝石用原石又は工業用ダイヤモンドを提供する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記容器の開口は一番上にあり、前記宝石用原石又は工業用ダイヤモンドは前記容器内へと下降される、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記容器は、底部と、上向きに内側に傾斜した一つ又は複数の壁によって画成される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記接触面は、開口の境界と係合したときに前記開口の境界を囲むよう配置された下向きの突起をその周りに有する、請求項４又は５記載の方法。
【請求項７】
前記容器は、前記宝石用原石又は工業用ダイヤモンドを前記容器内へ相対的に下降させる前に、保持材料で少なくとも部分的に充填される、請求項４乃至６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記接触面には、前記接触面が前記開口の境界に係合するときに、保持材料を前記容器へ供給する少なくとも１つの開口がある、請求項４乃至７のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
前記宝石用原石又は工業用ダイヤモンドを容器の中に配置した後、更なる保持材料が容器に供給される、請求項４乃至８のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
前記容器は、保持材料が前記接触面と接触するよう液体の保持材料で略満たされる、請求項４乃至９のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
前記容器は前記位置決め面を画成する底部開口を有し、マークされるべき表面は前記接触面上に配置され、前記容器は、前記宝石用原石又はダイヤモンドを容器の中に配置するよう前記接触面上の前記宝石用原石又はダイヤモンドの上に配置され、液体の保持材料が容器へ供給される、請求項１又は２記載の方法。
【請求項１２】
前記宝石用原石又は工業用ダイヤモンドは吸引によって前記接触面に対して保持される、請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
前記宝石用原石又はダイヤモンドは、前記宝石用原石又はダイヤモンドのマーク付けされるべき表面とは反対の側を受容する凹部を有する部材上に配置され、前記凹部部材は前記宝石用原石又はダイヤモンドの表面を、容器の上部を成す前記接触面に対して保持するよう上昇される、請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１４】
前記容器は、一つ又は複数の側壁を与える環状部材と、前記宝石用原石又はダイヤモンドが前記環状部材によって囲まれて保持材料中に保持されるよう塑造中に与えられ塑造後に除去される少なくとも別個の底部材とを含む、請求項１乃至１３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
前記保持材料は射出成形によって挿入される、請求項１乃至４、１３、及び１４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１６】
前記容器の一つ又は複数の側壁はアンダーカットである、請求項１乃至１５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
前記保持材料はインジウムである、請求項１乃至１４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１８】
前記保持材料はポリマーである、請求項１乃至１７のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１９】
前記保持材料は弾性であるかエラストマーである、請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２０】
前記保持材料は柔軟である、請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２１】
前記宝石用原石又はダイヤモンドの表面上にマークが形成された後、前記宝石用原石又はダイヤモンドは、マーク付けされるべき表面に対して垂直な方向にこれを押し出すことによって前記保持材料から除去される、請求項１９又は２０記載の方法。
【請求項２２】
前記マーク付けされるべき表面は宝石用原石のテーブルである、請求項１乃至２１のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２３】
前記宝石用原石又はダイヤモンドの前記マーク付けされるべき表面と反対側の部分は、該部分が加熱又は冷却されえそれにより前記宝石用原石又はダイヤモンドを加熱又は冷却するよう、保持材料は覆われない、請求項１乃至２２のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２４】
前記部分は囲んでいる保持材料から突出する、請求項２４記載の方法。
【請求項２５】
少なくともマーク付けされるべき表面が自由なままであり、マーク付けされるべき表面に対して垂直な方向に見たときに前記宝石用原石又はダイヤモンドの一部の前側又は後ろ側の両方に保持材料があることにより、前記宝石用原石又はダイヤモンドが保持材料によってしっかりと保持されるよう、柔軟な又は弾性の保持材料を宝石用原石又はダイヤモンドの周りに配置する、
宝石用原石又は工業用ダイヤモンドをその表面上にマークを形成するために取り付ける方法。
【請求項２６】
請求項１乃至４、１３乃至１５、並びに、２１乃至２４のうちいずれか一項記載の方法と組み合わされる請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
請求項１乃至２６のうちいずれか一項記載のように宝石用原石又はダイヤモンドを準備し、前記宝石用原石又はダイヤモンドの表面が基準露光面と平行及び略同一平面上であるよう宝石用原石又はダイヤモンドを位置決めするよう前記位置決め面を直接的又は間接的に使用する、
宝石用原石又は工業用ダイヤモンドをその表面上にマークを形成する方法。
【請求項２８】
マーク付けされるべき表面に表面層を塗布するためのスピン処理を含む、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記表面層はリソグラフィー用レジストである、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記リソグラフィー用レジストは塗布された後にベークされる、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
マーク付けされるべき表面にアクセス可能であり、前記宝石用原石又はダイヤモンドのマーク付けされるべき表面とは反対側の部分がアクセス可能であるよう、宝石用原石又はダイヤモンドをホルダに固定し、
マーク付けされるべき表面にレジストを塗布し、
前記部分をヒートポンプに熱的に結合することによって前記レジストをベークする、
宝石用原石又は工業用ダイヤモンドをその表面上にマークを形成するために取り付ける方法。
【請求項３２】
前記部分は突出し、前記ヒートポンプは受容部を画成するヒータを有し、前記受容部には液体金属が入っており、前記部分は前記宝石用原石又はダイヤモンドを前記ヒートポンプと熱的に結合させるために前記液体金属中に配置される、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記ヒートポンプは熱電冷却器である、請求項３１又は３２記載の方法。
【請求項３４】
前記部分は、宝石用原石又はダイヤモンドを冷却するために、前記ヒートポンプによって続いて冷却される、請求項３１乃至３３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項３５】
請求項１乃至３０のうちいずれか一項記載の方法と組み合わされる、請求項３１乃至３４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項３６】
レジストをその一部を露光させるために照射した後、宝石用原石又はダイヤモンドをスピンさせている間に現像液を塗布することにより像が現像される、請求項２９乃至３５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項３７】
実質的に、図１ａ乃至図１ｄ又は図２又は図３又は図４又は図５を参照した本願の説明に記載されるように宝石用原石又はダイヤモンドを据え付ける、
宝石用原石又は工業用ダイヤモンドをその表面上にマークを形成するために取り付ける方法。
【請求項３８】
図１ａ乃至図１ｄ又は図２又は図３又は図４又は図５を参照した本願の説明に記載されるように、宝石用原石又は工業用ダイヤモンドのファセット上にマークを形成する方法。
【請求項３９】
図６を参照した本願の説明に記載されるような、請求項２７記載の方法。
【請求項４０】
請求項１乃至２６のうちのいずれか一項記載の方法によって取り付けられた宝石用原石又は工業用ダイヤモンド。
【請求項４１】
宝石用原石又はダイヤモンドは、宝石用原石又はダイヤモンドの周りにありマーク付けされるべき表面を自由なままとする保持材料によって保持され、マーク付けされるべき表面に対して垂直な方向に見たときに前記宝石用原石又はダイヤモンドが保持材料によってしっかりと保持されるよう前記宝石用原石又はダイヤモンドの一部の前側又は後ろ側の両方に保持材料があり、ホルダはマーク付けされるべき表面と一致する又は平行である位置決め面を画成し、前記位置決め面は、マーク付けされるべき表面を前記マークの形成のための更なる手順のために所定の平面上に位置決めするのに使用されうる、
宝石用原石又はダイヤモンドをその表面上にマークを形成するために保持するホルダ。
【請求項４２】
前記保持材料は硬いリングの中に含まれ、前記リングの一方又は両方の端面は前記位置決め面を画成する、請求項４１記載のホルダ。
【請求項４３】
前記保持材料は、弾性又は柔軟なポリマーである、請求項４１又は４２記載のホルダ。
【請求項４４】
前記保持材料は射出成形されている、請求項４１乃至４３のうちいずれか一項記載のホルダ。
【請求項４５】
宝石用原石又はダイヤモンドは、宝石用原石又はダイヤモンドの周りにありマーク付けされるべき表面を自由なままとする弾性又は柔軟な保持材料によって保持され、マーク付けされるべき表面に対して垂直な方向に見たときに前記宝石用原石又はダイヤモンドが保持材料によってしっかりと保持されるよう前記宝石用原石又はダイヤモンドの一部の前側又は後ろ側の両方に保持材料がある、
宝石用原石又はダイヤモンドをその表面上にマークを形成するために保持するホルダ。
【請求項４６】
前記保持材料は射出成形されている、請求項４５記載のホルダ。
【請求項４７】
請求項２７乃至３０及び３９のうちいずれか一項記載の方法によって準備された宝石用原石又は工業用ダイヤモンド。
【請求項４８】
請求項２７乃至３０及び３９のうちいずれか一項記載の方法によってその上にマークが形成された宝石用原石又は工業用ダイヤモンド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の背景］
本発明は、宝石用原石又は工業用ダイヤモンド上にマーク、望ましくはマイクロマーク、を形成すること、及び、手順のために宝石用原石又はダイヤモンドをセットアップすることに関する。本願では「マイクロマーク」という用語は、宝石用原石又は工業用ダイヤモンド上の非常に小さなマークを指すものとする。マークは、ダイヤモンド宝石類小売業者、製造者、又は同業組合の名称やロゴといった認識可能な商業上の銘柄又は商標でありうる。工業用ダイヤモンドにマークを付けることが可能であるが、工業用ダイヤモンドの幾つか（例えば針金製造ダイ）は研磨された面を有する。それでもなお、本発明は宝石類の分野に更に適用可能であり、マークは宝石用原石の研磨されたファセット（小面）のうちの１つ、望ましくはテーブル、に付される。宝石用原石又は工業用ダイヤモンド上に裸眼では目に見えないマークを形成するための様々な提案がなされてきた。従って宝石用原石の場合、マークは宝石類の取り付けで目に見えるファセット上に存在しうる。厳密には、殆どの実行可能な手順は、材料を除去すること（フライス削りと称される）によってマークを形成するという方法で表面の（上ではなく）中にマークを形成する。しかしながら、本願で用いる「表面上」といった表現は、従来の用語で言うようなかかるフライス削りを含むものである。
【０００２】
マークの深さは、主に、マークの可視性を、美的な性質を減じることのない、従って特にダイヤモンドの場合は宝石用原石の価値を減じることのない水準まで制限するよう制御され、マークはダイヤモンドの内部透明度を減じることがないようなものであることが望ましい。一般的には、マークは裸眼では目に見えないべきである。最も広い意味では、マークは宝石用原石の美しさ又は美的な外観を減じるものであってはならない。様々な基準があり、通常の要件は、１０倍の倍率のルーペを用いて裸眼で見ることにより１０倍の倍率としたときに内部欠陥が不可視であることであるが、ダイヤモンドのマーク付けがより一般的になるにつれて、特にマークは厳密には内部欠陥ではないため、マークの幾らかの可視性は許容可能でありうる。例えば、最大で１ｍｍ2の面積を占め、２５ｎｍ又は５０ｎｍまでの深さまでエッチングされたマークは、１０倍の倍率で一定の照明条件下では可視であっても許容可能であり得る。最大で５００ｎｍの深さまでのはるかに深いマークもまた許容可能でありうる。最小の深さは、約２０又は約３０ｎｍである。しかしながら、宝石用原石上では、マークはどの領域からも著しい光の散乱を生じさせないよう十分に浅いことが望ましい。国際出願第９７／０３８４６号には、形成されうるマークの寸法についての記載がある。マークが形成された線は、例えば約２０：１乃至約３０００：１の深さ：幅の比率を有しうるが、望ましい範囲は５０：１乃至１０００：１である。
【０００３】
マークは、任意の適切な方法で形成されうる。１つの方法は、マイクロリソグラフィーであり、ファセットはレジスト又はフォトレジストでスピンコートされ、レジストを露光させる露光放射線を用い、コーティングされたファセット上にマスクの像を投射すること（通常は、像の大きさをマスクに対してかなり減少させるレンズ系が使用される）、又は、動くビームを用い、コーティングされたファセット上に像が書かれる。次に、選択された部分を除去するために現像され、実際上、ファセット上に接触マスクを与える。現像中、レジストの露出された領域及び露出されていない領域は異なる率で現像され、ポジ型レジストでは、より容易に溶けるのは露出された領域であり、露出された領域中にマスクされていない表面又はファセットを残す。マイクロリソグラフィーについては、トンプソン外著、「マイクロリソグラフィー入門（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）」、第２版、（１９９４年）に詳細な説明がある。次に、宝石用原石又は工業用ダイヤモンドは、例えば、米国特許第５，３４４，５２６号明細書又は国際出願第９８／５２７７３号明細書に記載のようなプラズマエッチングを用いてフライス削りされうる。他の方法は、例えば国際出願第９７／０３８４６号明細書に記載のように、マスクを通じて投射されること、又は、表面上に直接書かれることによって、ダイヤモンド又は宝石用原石の表面に直接到達する放射線を用いるものである。
【０００４】
本発明は、より特定的には、宝石用原石又は工業用ダイヤモンドをその上にマークを形成するために取り付け、準備することに関連する。
【０００５】
［本発明の第１及び第２の面の背景］
宝石用原石又は工業用ダイヤモンドにマーク付けする速さを高めることが望ましい。１つの問題は、宝石用原石又はダイヤモンドをセットアップするのに時間がかかることである。像の面積全体が合焦されているよう、表面は露光放射線に対して正確に垂直にセットされるべきであり、最大の傾斜許容範囲は、約０．１°乃至０．２°である。表面は、また、一般的には特定の高さに設定されるべきであるが、例えば最大で±１００ミクロンのかなり大きい誤差が許容可能であり、マーク付けされるべき表面が装置の基準面からあまりにも遠くないかぎり、高さの小さい差は、焦点を調整することによって考慮に入れられる。しかしながら、エッチングの速さは、エッチングされるべき表面の高さに対して敏感である。従って、宝石用原石又はダイヤモンドを、その表面を露光放射線に対して垂直に、所定の高さにだいたい近い高さに保持する方法を提供することが望ましい。ダイヤモンドは、レジストでスピンコートされてレジストを固定するために加熱される必要があるため、しっかりと保持せねばならず、例えば１０５℃、１１０℃、又は１１５℃で５０乃至７０秒間に亘る加熱は、宝石用原石又はダイヤモンドの位置決めを大きく変更すべきではない。
【０００６】
国際出願第００／７６５８３号は、金属板中に取り付けられるべきダイヤモンドと略同じ寸法の円筒状の貫通孔を有する金属板の形のホルダを提供することによってこの問題を解決することを提案している。板は、平坦な基準又は接触面上に配置され、ダイヤモンドは、それらのテーブルが接触面と係合するよう孔の中へテーブルを下にして挿入される。各孔の中にプラグが挿入され、ダイヤモンドとプラグの間、並びに、プラグと孔の間に、接着ペーストが塗布され、ペーストが乾燥すると孔にプラグとダイヤモンドを固定する。この解決策は、異なる寸法のボアを有する幅広い範囲のホルダを必要とし、わずかに寸法が異なるダイヤモンドが孔の中に詰まってしまうこと、又は正しく水平にされないこと、又はしっかりと固定されないことといった問題点があり、また、ダイヤモンドが壊れるという問題点もある。
【０００７】
一般的には、宝石用原石又はダイヤモンドは、マーク付けに関連する全ての処理に適した方法で保持されるべきである。これに加えて、取り付け方法は、取り付け、取り外し、及び洗浄のためにできるかぎり単純且つ迅速であるべきである。殆どのマーク付け手順では、６つの主な処理と、取り付け手順自体がある。これらを所望の特徴と共に列記する。
【０００８】
取り付け：迅速であり、清潔であり、安全であり、信頼性があり、安価であり、単純であるべきである；
洗浄：完全にきれいなテーブルがあるべきである；
スピン：宝石用原石又はダイヤモンドの便利な取り扱い及びしっかりとした保持がされるべきである；
ベーク：これについては以下説明する；
露光：マーク付けされるべき表面は、上述のように水平であるべきである；
現像：便利な取り扱いがあるべきである；
エッチング：マウントは真空に耐え、宝石用原石又はダイヤモンドは０．５ｍｍ以内でマウントに対して中央におかれるべきである；
取り外し：取り付けと同様である；
取り付け及び宝石の洗浄：取り付けと同様である。
【０００９】
以下のものを使用することが知られている。
【００１０】
ホットメルト接着剤：温度は４０℃の健康且つ安全な限界よりも上であり、宝石及びホルダのために化学洗浄、酸であることが多い、が必要とされる；
コールド接着剤：これらは、長い硬化時間を有し、通常は除去のための酸エッチングを必要とするｌ
機械的な爪での保持：これは比較的大きく費用がかかり、時間のかかるセットアップを必要とする。様々な宝石用原石及びダイヤモンドに対してはかなりのばらつきと、低い熱伝達がある。
【００１１】
これらの問題は、特にダイヤモンドにマークをエッチングする特別なマイクロリソグラフィーの技術、また一般的な、技術の商業上の開発を阻害してきた。
【００１２】
本発明の第１の面は、従来技術の不利な点のうちの少なくとも１つを克服又は改善し、又は宝石用原石或いはダイヤモンドに関して有用な代替案を提供することを目的とする。
【００１３】
［本発明の第１の面］
本発明の第１の面は、請求項１、３７、又は３８に記載の方法、並びに、請求項４１記載のホルダを提供する。従属項は、望ましい及び／又は任意の特徴を記載する。従って、一般的に、本発明によれば、宝石用原石又はダイヤモンドは型の中に配置され、マークされるべき表面は接触面と係合し、セット又は保持材料は宝石用原石又はダイヤモンドの周りに塑造され、宝石用原石又はダイヤモンドを保持材料に対して動くことができないよう保持し、接触面と平行又は同一平面上にある位置決め面が画成される。位置決め面は、保持材料上であってもよいが、宝石用原石又はダイヤモンドを容器の中に保ち、位置決め面を容器の上にしても都合がよいことがある。
【００１４】
計画された段階は、計画された順序で行われる必要はない。例えば、容器は、手順に応じて、宝石用原石又はダイヤモンドを容器の中に配置した前に又は後に、液体の保持材料で満たされうる。容器が円形であれば、これは１つの側面を有するということができる。
【００１５】
方法は、各ファセット又は表面が基準面と同一平面上となり、それにより宝石用原石又は工業用ダイヤモンドが容易に取り扱われ、露光放射線での処理のために素早く単純に位置決めされることを可能とする、宝石用原石又は工業用ダイヤモンドを固定する方法を提供する。１つの利点は、殆どの宝石用原石の形状及び寸法に対して、ただ１つの寸法の容器が必要とされることである。他の場所でのマーク付けのために送付するため、宝石用原石又はダイヤモンドが個々の作業所で取り付けられることが可能となる。取り付けられたダイヤモンド又はそれらの出所は、容器又は保持材料にマーク付けすること、又は保持材料に着色剤、又は追跡手段、又は隠されたタグ付け物質を組み込むことによって識別されうる。
【００１６】
後の洗浄問題を回避するために、保持材料は宝石用原石又はダイヤモンドに接着されるべきではなく、宝石用原石又はダイヤモンドを純粋に機械的な連結、即ち形状によって保つことが望ましい。それでもなお、宝石用原石又はダイヤモンドは保持材料によってしっかりと保持され、マーク付けされるべき表面に対して垂直方向又はかかる表面に平行な方向のいずれかに保持材料に対して移動できない。宝石用原石の場合、ガードルは保持材料によって捕らえられるため、保持材料は実際上は全ての力をガードルへ与える。
【００１７】
少なくとも理論上は、レジストがスピン処理によって塗布されれば、ビード又はリムがマークされるべき表面の外側に形成されるよう、保持材料の関連する面積は宝石用原石又はダイヤモンドのファセット又は表面と同一平面上でありうる。しかしながら、切れ目によりビードが形成されれば、マークは表面の縁から遠くに形成されうる。
【００１８】
レジストは、マークされるべき表面のみを覆う必要があり、エッチング中、マーク付けされている表面以外の宝石用原石又はダイヤモンドの全ての部分は、保持材料によって保護されえ、他のファセットの意図しないエッチングを防止する。このように、宝石用原石のファセットの場合、ファセットの周りの宝石用原石の全ての部分は、保持材料によって覆われうる。保持材料の上面は、マーク付けされるべき表面と同一平面上でありうる。
【００１９】
本発明を用いて、比較的安価で信頼性の高い装置を用いて高品質のマークを付すことができ、研磨された宝石用原石又は工業用ダイヤモンド用の製造方法に本発明の方法が経済的な費用で統合されることが可能となる。
【００２０】
一般的に、レジストが使用される場合、保持材料は上述のレジストベーク温度で安定であるべきである。異なる種類の保持材料が使用されうる。
【００２１】
第１の望ましい種類の保持材料は、例えばエラストマーである、柔軟であってもよく或いは弾性があってもよい保持材料である。エラストマーは、ゴム状であり弾性がある。この定義に限られないが、エラストマーは、室温では低い応力下でその元の長さの２倍まで引き伸ばされえ、すぐに応力を解放すると、力により略その元の長さに戻る。「弾性がある」という用語は、本願ではこの一般的な意味で用いるものとするが、これに限られるものではない。保持材料がダイヤモンドを十分にしっかりと保持するかぎり、例えばスピンによりレジストを載せている場合、重要な段階において、即ちマークを形成するために露光しているとき、ダイヤモンドは実質的に応力を受けていないため、幾らかの柔軟性が許される。柔軟性又は弾性のある保持材料を使用することの利点は、手順の終わりにおいて、表面にマーク付けされたとき、宝石用原石又はダイヤモンドは、例えば比較的低い力で後ろから押し出すことにより単に飛び出しうることである。このとき、保持材料は（容器の中にあれば）通常は引きちぎられ、廃棄されるかリサイクルされるため、保持材料がその弾性限界を超えて歪んでいてはならないことは重要ではない。容器は洗浄される必要はない。宝石用原石又はダイヤモンドの取り外しの後、宝石用原石又はダイヤモンドはレジストの除去のためにだけ洗浄される必要がある。
【００２２】
弾性のある又は柔軟な保持材料の硬さの選択に関して折衷案がとられる。保持材料が硬ければ硬いほど、エッチング及び洗浄中の位置決め及び耐性はより良くなる。しかしながら、保持材料が硬すぎれば、宝石用原石又はダイヤモンドを除去することがより困難となり、マーキーズ形といった幾つかの特別な形状の宝石では、保持材料が硬すぎれば隅が欠けてしまう危険性がある。一般的には、保持材料は、保持材料にいくらかの割れ目があっても保持材料の片が壊れて離れることなく、宝石用原石又はダイヤモンドをマーク付けされるべき表面に対して垂直な方向にホルダから押し出すことが可能であるよう、十分に弾性又は柔軟性がありうる。より望ましくは、保持材料がその弾性限界を超えて歪んでも保持材料に割れ目が生じない。円形のブリリアントカットの宝石には、ショア（デュロメータ）Ａ尺度で最も硬い持材料が使用されえ、ショア硬さは、例えば約６０又は７０から最大で約１００である。丸いブリリアントカットの宝石では、望ましい硬さは約９２である。理論上、保持材料は、ポリマーから形成されていても、室温では硬く、宝石を除去するために加熱されうるが、これは望ましくない。保持材料は、透明であってもよい。透明性は、特に「ファンシー」形状の、即ち平面視したときに円形でない宝石用原石の整列を支援する。熱導電率は低いほどよい。適当なプラスチックは熱可塑性物質、又は合成ゴムであり、性質上は熱可塑性物質が望ましい（即ち溶融可能であり、再凝固する）。しかしながら、保持材料は、保持材料が化学反応によって硬化するよう前駆物質を注入することによって形成されうる。また、望ましい方法は熱射出成形を用いるが、冷たいまま注入され化学反応によって硬化する適当なポリマーを見つけることが可能である。
【００２３】
第２の種類の保持材料はもろく、保持材料は、宝石用原石又はダイヤモンドを傷つける危険性なしに宝石用原石又はダイヤモンドを取り外すために、マーク付け手順の終わりにおいて容易に壊れうる。保持材料は、もろいポリマー又はその前駆物質として射出成形されてもよく、又は他の方法で挿入されうる。
【００２４】
第３の種類の保持材料は、その融点を超えており、通常の冷凍又は凝固によって固化する液体である。保持材料に高い熱導電性を選ぶことにより、宝石用原石又は工業用ダイヤモンドは短時間で加熱されえ、その温度は正確に制御されうる。宝石用原石又は工業用ダイヤモンドは保持材料と良い熱接触にある。
【００２５】
１つのこのような保持材料は、インジウムといった金属、又はその適当な合金である。インジウム以外の金属又は合金が使用されうる。望ましい合金は、単一の融点を有するため共晶合金であり、そのようなものの１つとしてスズ／ビスマス合金がある。インジウムは高い熱導電性を有し、その融点は約１５６℃であり、即ち容易に溶融しうる。レジストベーク温度は、融点よりも安全に低く、ベークのために過熱された水が使用されうる。インジウムは、低い蒸気圧を有する。これはダイヤモンドを濡らす傾向がある。フラックスが使用されうる。インジウムは、使用されうる温度ではダイヤモンドに対して無視できないほどの損傷を生じさせることはないが、より高い温度では、エッチングの危険性がある。
【００２６】
手順の終わりにおいて、第２の種類の凝固された保持材料は、それを除去するために溶融されえ、宝石用原石上に残る全ての跡は拭き取られうる。インジウムは上述のようにダイヤモンドを濡らす傾向があるが、ダイヤモンドの表面にはくっつかない。跡が残っていれば、これらは例えば王水で除去されうる。
【００２７】
いずれの種類の保持材料の使用も、宝石用原石又は工業用ダイヤモンドの表面の洗浄を容易とする。保持材料を溶解することなく、例えば汚染を生じさせることなく、適当な洗浄化学物質が使用されうる。保持材料の表面は、比較的柔軟であり、マーク付けされるべきファセット又は表面の鋭い縁及び隅をマスクし、機械的洗浄中に使用される洗浄のためのふき取りの摩耗を防止又は減少させる。
【００２８】
同じ寸法のホルダに、より広い範囲の宝石用原石及び工業用ダイヤモンドの寸法及び形状が取り付けられ得る。適切な配置により、１つのホルダに複数の宝石が取り付けられ得る。
【００２９】
容器は、任意の適当な種類でありうる。例えば、容器は接触面に対して配置された開いた上部を有してもよく、又は接触面に対して配置された開いた底部を有してもよく、又はその上部又は下部が接触面に対して配置されたリングの形状であってもよく、必要であれば、他端が他の部材によって閉じられてもよい。最も広い概念では、容器はホルダの一部を成す必要はないが、単に、後に除去される保持材料を所定の位置とするために成形するよう作用しうるか、そこから保持材料及び宝石用原石又はダイヤモンドが除去されるダイを形成しうる。容器がホルダの一部を形成しない場合、保持材料は十分に硬い必要がある。容器又はダイ上の位置決め面は、マークを形成するための更なる手順、例えばレジストの露光のためにホルダを位置決めするために保持材料上に対応する表面を画成し、それにより容器の位置決め面はホルダを更なる手順のために間接的に位置決めする。位置決め面は、容器又はダイの接触面とは反対側の面であり得る。或いは、位置決め面は、保持材料上の対応する表面がマーク付けされるべき宝石用原石又はダイヤモンドの表面と同一平面上であるよう、接触面でありうる。この他の例では、ホルダは、台の下面に位置合わせして、露光段階のために台又はプラテンの下に位置決めされてもよく、プラテンには露光放射線用の穴が設けられる。
【００３０】
［本発明の第２の面］
本発明の第２の面によれば、請求項２５に記載の方法、並びに、請求項４５に記載のホルダが提供される。従属項は、望ましい及び／又は任意の特徴を記載している。
【００３１】
［本発明の第３の面の背景］
通常は、上述のレジストは、塗布されたときにベークされねばならない。レジストの露光の必要量は、レジストの性質とそれがベークされた程度に依存するため、ベークの温度及び持続時間は重要である。ベークが誤っていれば、露光は通常は誤っており、例えばベークはレジストが乾燥してしまうほど長くてはいけない。温度及び持続時間については上述している。
【００３２】
本発明は、この面では、従来技術の不利な点のうちの少なくとも１つを克服又は改善し、又は有用な代替案を提供することを目的とする。
【００３３】
［本発明の第３の面］
本発明の第３の面によれば、請求項３１に記載の方法が提供される。従属項は、望ましい及び／又は任意の特徴を記載している。
【００３４】
ヒートポンプを用いることにより、加熱の持続時間及び温度の非常に正確な制御と、速い加熱及び冷却が達成される。
【００３５】
本発明の一般的な概念は、ホルダ及び保持材料の配置がいかなるものであっても、又は、宝石用原石又はダイヤモンドが単にホルダにくっつけられたものであっても、表面に対向する宝石用原石又はダイヤモンドの一部は、自由である又は露出されるよう、また、一部が加熱又は冷却されることにより宝石用原石又はダイヤモンドを加熱又は冷却するよう、保持材料又は接着剤によって覆われないよう配置されうる。保持材料が使用される場合、この一部は、囲んでいる保持材料から突出することが望ましい。このようにして、宝石用原石又はダイヤモンドは、例えばＰｅｌｔｉｅｒヒートポンプを用いて加熱又は冷却されるか、又は過熱された水又はハンダといった蒸気又は熱い液体によって加熱されうる。例えば、マーク付けされるべき表面、又は宝石用原石或いはダイヤモンドの反対側を赤外線で照射することといった他の加熱方法が可能である。宝石用原石又はダイヤモンドが熱導電性の低い保持材料で囲まれるか、空気で囲まれる場合、非常に急速な加熱及び冷却と、非常に正確な温度制御が得られる。本発明のこの面は、リソグラフィー処理の優勢な制御を生じさせうる。
【００３６】
［望ましい実施例］
本発明について、例として添付の図面を参照して更に説明する。
【００３７】
［図１ａ乃至図１ｄ−第１のホルダ］
図１ａは、加熱されたプラテン又は加熱板２上に配置されたホルダ１を示す。ホルダ１は、加熱により液化した保持材料３を含む。ホルダ１は、底部４と内向きに傾いた側壁５とによって形成され、それによりホルダ１は上側開口を与える。側壁５の上部は平坦であり、基準又は位置決め表面又は平面６を与える。底部４の下側は、基準平面６に対して厳密に平行であり、基準平面６の下の所定の距離にあり、位置決め面として作用する。
【００３８】
［第１のホルダへのダイヤモンドの取り付け］
ダイヤモンド７は、真空チャック８（中央ダクト９に真空がかけられる）の中央に配置され、真空によって所定の位置に保持される。チャック８はホルダ１用のカバーを画成し、その平坦な下面１０は接触面として作用し、それに対してダイヤモンド７の平坦なテーブル７ａが横たわる。下面１０は、チャック８が下降されたときに側壁５を囲む下向きの突起１１によって囲まれる。
【００３９】
保持材料３がインジウムである場合、プラテン２はインジウムの融点１５６℃を上回る１７０℃の温度まで加熱されうる。チャック８は、基準面６が表面１０と係合又は合わさったときに、ホルダ１の上部と接触するまで下降される（図１ｂ）。側壁５の内向きの傾斜は、融解した保持材料がチャック８の下側まで跳ね上がり、跳ね上がりが内側に向かう傾向を減少させる。ダイヤモンド７を急速に下降させると、保持材料３が凍結することがあり、これにより、ダイヤモンド７を沈めて、次にチャック８で拾い上げるという非常に迅速な手順を用いることが可能となる。或いは、これが生じない手順では、ワイヤ１２の形の更なる保持材料が開口又は孔１３を通して入れられ、ワイヤ１２は（ワイヤがホルダに接触するのであれば）ホルダ１と接触することにより及び既に融解した保持材料３によって加熱されて融解し、ホルダ１が完全に満たされるまで入れられる。更なる他の手順では、ダイヤモンド７のガードルよりも上まで上がるのに十分な保持材料３が使用されるが、保持材料３の表面とドップ８の下側との間に空間が残される。
【００４０】
ホルダ１は、例えば加熱板２の設定温度を低下させること、又はホルダ１に冷却液体又はより冷たい固体を与えることによって、保持材料３を（まだ凍結していないのであれば）凍結するよう冷却する。保持材料３は、室温までではなく、その融点よりも下まで冷却されればよいため、必要とされる冷却の度合いはあまり大きくない。
【００４１】
チャック８は、ホルダ１とダイヤモンド７を加熱板２から持ち上げ、更なる冷却を可能とするために使用されうる（図１ｃ）。すると、真空は、オフとされてもよい。ホルダ１は、ダイヤモンド７がそのテーブル７ａをチャック８の下面１０及び位置決め面又は平面６と同一平面上として（図１ｄ参照）、底部４の下側に厳密に平行に、ホルダ１内に据え付けられ、ドップを形成する。ドップ（１）は、チャック８から離されてもよい。チャック８の材料及び保持材料３の材料を適切に選定することにより、ドップ（１）は真空が中断されたときに落下しうる。例えば、保持材料３がインジウム又はビスマス／鉛合金である場合、チャック８はアルミニウム合金で形成されうる。
【００４２】
一般的に、ホルダ１及びチャック８はアルミニウム又はアルミニウム合金、真鍮、ステンレス鋼又は機械加工可能なセラミックでありうる。ホルダ１及びチャック８は円形でありうる。
【００４３】
ホルダ１が適当な寸法であり、適当な数の真空導管９が設けられているとき、ホルダ１内に複数のダイヤモンド７が取り付けられ得る。
【００４４】
［洗浄］
ダイヤモンド７は、例えばアルコールで湿らせたスワブで機械的に洗浄すること、又はダイヤモンド７及びドップ（１）を特許光学レンズ洗浄ティッシュ等を横切るよう引くことによって洗浄されうる。或いは、ドップ（１）は真空チャックに取り付けられ、望ましくはダイヤモンド７のテーブル７ａに垂直な軸回りに回転されうる。この場合、溶媒が与えられ、次にスピンドライ、機械的洗浄、及び任意の他の適当な技術が行われうる。
【００４５】
［レジストコーティング］
ファセットがマイクロリソグラフィーでエッチングされる場合、ドップ（１）は真空チャック上に取り付けられ、ダイヤモンド７のテーブル７ａに垂直な軸回りに回転されうる。ドップ（１）の中に複数のダイヤモンド７が据え付けられた場合、軸は略ドップ（１）の中央線を通るはずである。
【００４６】
フォトレジストは、少なくともダイヤモンド７のテーブル７ａを覆うよう塗布される。適当なポジ型レジスト材料は、シップレイ社（Ｓｈｉｐｌｅｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造されたＭｉｃｒｏｐｏｓｉｔ  １８１８であり、これはジアゾナフトキノン／ノボラックレジストである。チャックはドップ１１及び宝石７と共に、高速で、一般的には４０００乃至８０００回転毎分（ｒ．ｐ．ｍ．）で、一般的には１５乃至３０秒間に亘って回転される。結果として、ダイヤモンドテーブル７ａの大部分に亘って一般的には１乃至２ミクロンの均一な厚さのレジスト膜が形成される。上面がダイヤモンドテーブル７ａ、据え付け材料２の表面、及びドップ（１）の側壁５の上部に亘って連続的であれば、ダイアモンドテーブル７ａ上にはビード又はリムは形成されない。
【００４７】
［露光前ベーク］
次に、レジストはベークされる。一般的な条件は、１１５℃で１分間である。これは、ドップ（１）を、望ましくはそれを密接に接触して保持するよう真空チャックを用いて、加熱板上において行われる。熱は加熱板との接触を通じてドップ（１）に入り、すばやくダイヤモンド７へ伝達される。或いは、加熱効果は、誘導加熱、ドップ（１）中に組み込まれた加熱素子、又は赤外線放射でテーブル７ａを照射することといった任意の他の適当な方法で生じさせられる。ドップ（１）の温度は、ドップ（１）の中に取り付けられた、又はドップ（１）と接触する熱電対等によって測定されえ、この測定は温度を調整するために加熱手段を制御しうる。或いは、加熱板の温度は測定及び制御されうる。
【００４８】
ベークの後、熱源は中断され、ドップ（１）は急速に冷却される。ここでダイヤモンド７は、レジストの露光のための準備ができている。
【００４９】
［光学的な露光］
ドップ（１）は、例えば１０倍の縮小（非拡大）でテーブル７ａ上にマスクを投射することによって、形成されるべきマークに対応するパターンでレジストを露光するための適当なマイクロリソグラフィー装置の水平なプラテン上に配置される。露光像の場所、向き、及び焦点は適切に調整され、テーブル７ａは、装置のプラテンに対して厳密に平行に、また、装置のプラテンの上方の厳密に所定の高さに維持される。他の配置では、ドップ（１）は、それを通じてテーブル７ａが照射されうる開口が設けられた下向きに面した位置合わせ面に対して上向きに保持されうる。この他の配置では、底部４の下側は、基準面６に対して厳密に平行に及び基準面６の下に所定の距離のところにある必要はない。
【００５０】
レジストを露光するために任意の適切な放射線が使用されうる。Ｍｉｃｒｏｐｏｓｉｔ１８１８レジストでは、３５０乃至４５０ｎｍの波長範囲の電磁放射線が適している。より短い波長は、より高い分解能のパターニングを可能とする。露光は、例えばＧラインが４３６ｎｍである水銀放電ランプといった単一の波長で、又は、例えばフィルタリングされたタングステン／ハロゲンランプといった波長の帯域でなされうる。
【００５１】
［露光後ベーク］
レジストに露光後ベークを受けさせることが所望であり得る。拡散の処理は、レジスト中の定常波又は干渉縞の影響を減少させる。処理は、上述の露光前ベークの場合と同様である。
【００５２】
［現像］
レジストの現像は、従来通りでありうる。使用される装置は、上述のレジストスピン装置と同様であり得る。
【００５３】
［エッチング］
プラズマエッチング装置は、例えばオックスフォード・プラズマ・テクノロジー（Ｏｘｆｏｒｄ  Ｐｌａｓｍａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）社（英国）又はサウス・ベイ・テクノロジー（Ｓｏｕｔｈ  Ｂａｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）社（米国）から入手可能である。ＤＣ放電エッチングが使用されうるが、ダイヤモンドの帯電の問題を防止するために無線周波数プラズマを用いることが望ましい。ダイヤモンドがエッチング装置の接地電極ではなく駆動電極に取り付けられたリアクティブ・イオン・エッチングが望ましい。１つの例では、ダイヤモンドは例えば１００乃至１０００ボルトのプラズマに対して負のバイアス電位を生ずる。プラズマからのエネルギーに満ちたイオンでの照射は、炭素のあまり反応性の高くないダイアモンド同素体を例えばグラファイトといったより反応性の高い形へ部分的に変換させうる。グラファイトを酸化させるために、純粋な酸素又は酸素／アルゴン混合物又は空気が供給されうる。望ましいプラズマは、７５％のアルゴンと２５％の酸素であるが、代わりに、純粋な酸素によるエッチングが用いられてもよく、その場合、表面で終了する酸素を除去するために純粋なアルゴンエッチングが用いられる。
【００５４】
［取り外し］
エッチング後、ダイヤモンド７を取り外すために、ドップ（１）は保持材料３が溶解するまで加熱板上に配置される。ダイヤモンド７は浮上し、真空チャック又はピンセットで除去されうる。
【００５５】
［図２−第２のホルダ］
図２は、ホルダ２１がダイヤモンド７の上に配置されうることを示す。基準又は位置決め表面又は平面６は、下部開口を有するホルダ２１の側壁２２の下部によって画成される。ホルダ２１の上部の上面は、位置決め平面６に対して厳密に平行に、また、位置決め平面６の上の所定の距離にある。ダイヤモンドは、接触面を形成する平坦な上面１０を有する板２３上に配置され、開口２４を通じた吸引によってそこに保持される。ホルダ２１は、ワイヤ１２の形の保持材料３を供給するための上部開口２５を有する。ホルダ２１は、完全に満たされる必要はない。十分な保持材料が加えられると、冷却され、吸引は中断され、ダイヤモンド７をホルダの内側に据え付けて、ホルダ２１は板２３から持ち上げられる。この配置の利点は、接触面１０がまず覆われ、このようにして形成される保持材料３の表面は波紋なしに平坦であることである。
【００５６】
ホルダ２１は、ホルダ１について上述した他の方法のいずれかを用いてマイクロリソグラフィー装置中に配置されうる。
【００５７】
［図３−第３のホルダ］
第３のホルダ又はドップ３１は、半あり（ｈａｌｆ  ｄｏｖｅｔａｉｌ）型のアンダーカット３３を有する片側面を形成する円形の環状のドップリング又は容器３２を有する。リングは、２つの射出成形用ゲート３４を有し、テーブル７ａ、キューレット７ｂ、及びガードル７ｃを有するブリリアントカットのダイヤモンド７をしっかりと保持する。保持材料３５の上面はテーブル７ａと同一平面上にあり、ダイヤモンド７が保持材料３５によってしっかりと保持され、テーブル７ａに対して垂直な方向又はテーブル７ａに対して平行な方向のいずれにも保持材料３５に対して移動できないよう、保持材料３５はガードル７ｃの上及び下（テーブル７ａに対して垂直方向に見たときに前側と後ろ側）の両方にある。ダイヤモンドキューレット７ｂは、囲んでいる保持材料３５から突出する。
【００５８】
図４は、どのようにしてドップ３１が形成されるかを示す図である。図４は、本体部４１を有する射出成形具を示す。図示の配置では、本体部４１は、２つの射出成形又はダイ空洞４２、２つのダンプ空洞４３、及び本体部４１内の適当な導管との真空接続４４を有する。各ダイ空洞４３は、主ゲート４５と接続する１つのゲート３４及びダンプ空洞４３と接続する他のゲートを有する空洞内のドップリング３２を位置決めするための釘等（図示せず）を有する。２つの中央集中ピン４６は、本体部４１内で垂直に摺動可能であり、螺旋形の圧縮バネ４７によって上向きに付勢される。バネ４７は、しっかりと軽い圧力であるが塑造後に中央集中ピン４６を上向きに押すのに十分な圧力を与えるべきである。左側では中央集中ピン４６は塑造位置にされて示されるが、右側では中央集中ピン４６は荷重位置、即ち高い位置にあることが示されている。バネ４７は、本体部４１に螺入されたサムネジ（ｔｈｕｍｂ  ｓｃｒｅｗ）４８によって保たれ、本体部４１はキャップネジ（ｃａｐ  ｓｃｒｅｗ）５０によって所定の位置に保持されるサムネジ逆転防止装置４９を担持する。各サムネジの下部４８は、各中央集中ピン４６中の中央孔４６ａの中を上向きに通る通気遮断ピン５１を担持する。各中央集中ピン４６は、十字孔５２を有し、インサート５４を保持するその上端に円筒状の空洞５３を画成する。本体部４１の上に、上昇可能な上板５５があり、その左側の部分のみが閉じた位置で示されている。
【００５９】
塑造の手順は以下の通りである。
【００６０】
１．ドップリング３２をダイ空洞４２中に載せる。
【００６１】
２．各ダイヤモンド７のキューレットを、インサート５４中の孔６６によって形成されるインサート４３の上部の凹部の中に位置決めする。単なる例示として、図４は、左側のインサート５４上に０．２５カラット（０．０５グラム）のダイヤモンド７があり、右側のインサート５４上に２カラット（０．４グラム）のダイヤモンド７があることを示す。真空は、ダイヤモンド７を所定の位置に保持するために用いられる。ダイヤモンドが例えばブリリアントカットであれば、インサート５４中の上部の凹部はダイヤモンド７を中心におき、テーブル７ａを上向きに保持する。広い範囲のダイヤモンドの重さに対して、同じ寸法のインサート５４が使用されうるが、異なる寸法のインサート５４を設けることが可能である。更に、ダイヤモンドが例えばキールを有する「ファンシー」カットであれば、特別な形状のインサートが設けられ得る。以下説明するように、過剰な保持材料は孔５６を通ってはならず、許容可能な最大の隙間は約３０ミクロンである。
【００６２】
３．上板５５は下降される。これはダイヤモンド７を下向きに押し、バネ４７を圧縮させ、ダイヤモンドテーブル７ａが上板５５の下面によって与えられる接触面にしっかりと衝合し同じ高さとされるよう、ダイヤモンドテーブル７ａを上板５５の下面としっかりと係合させる。事実上、ダイヤモンド７は中央に且つ平らに締め付けられる。図４の左側に示すように、中央集中ピン４６が押し下げられると、通気遮断ピン５１が中央孔に入り、通路の寸法をかなり減少させる。
【００６３】
４．サムネジ４６は、中央集中ピン４６を所定の位置に徐々にロックするよう締め付けられ、射出成形の圧力が中央集中ピン４６を下向きに押すことを防止する。
【００６４】
５．器具は、射出成形装置の中に置かれ、液体エラストマーの保持材料３５は主ゲート４５を通り、第１の部分は各ドップリング３２を通り、より冷たい最初の吸気及び排気を廃棄するためダンプ空洞４３の中へ注入される。通気遮断ピン５１の周りの制限された通路は、ダイヤモンド７とインサート５４の間を空気が漏れることを可能とするが、保持材料３５が真空通路へ漏れることを防止するのに十分には小さい。しかしながら、孔５６及び空洞５３は、保持材料３５で満たされ、これはリベット頭のような形状を有するであろう。ゲート３４はドップリング３２の側面にあるため、保持材料３５がドップリング３２の上部を越えて突出する問題はない。一般的に、ダイヤモンド７が所定の位置にロックされている限り保持材料がドップリング３２を満たすことは必須ではないが、この配置ではドップリング３２は満たされるようにされている。
【００６５】
６．器具は、射出成形装置から取り外され、サムネジ４８は後退される。
【００６６】
７．バネ４７が中央集中ピン４６を押し上げるとき、上板５５が持ち上げられ、ここではドップ３１を形成するためドップリング３２中に固定されているダイヤモンド７を持ち上げる。
【００６７】
８．ドップ３１は、中央集中ピン４６の上部から持ち上げられて取り外される。保持材料３５がダイヤモンド７の後ろへ漏れた場合、インサート５４は、保持材料３５の「リベット頭」によって捕らえられているドップ３１から離れる。「リベット頭」は次に引きちぎられ、保持材料３５は、ダイヤモンドキューレット７ｂがインサート５４中の孔５６の中に置かれている断面面積が最小の点で切断される。「リベット頭」を引きちぎることにより、キューレット７ｂが露出する。キューレット７ｂ上に保持材料３５の過剰な部分があれば、これらはピンセットで取り除かれうる。
【００６８】
９．過剰な保持材料３５は、ダンプ空洞４３及びランナー等から引き出される。
【００６９】
１０．インサート５４は、中央集中ピン４６の中に再び置かれる。
【００７０】
サイクル繰り返し時間は、約１分間でありえ（２分ごとに４つのドップ３１）、前加熱は必要でない。保持材料３５がＥｌａｓｔｒｏｎ  Ｇ  １０４７であれば、１８０℃で射出されうる。塑造器具及びドップ３１は４０℃よりも上の温度には達しないため、健康と安全性について譲歩することはない。ダイヤモンド７は、中央から０．５ｍｍの中でありうる。非常にわずかな保持材料３５使用され、従ってその費用は低く、適切であればリサイクルされうる。
【００７１】
ドップ３１は、テーブル７ａを、いずれも位置決め面を成しうるドップ３２の上面及び下面（端面）に対して厳密に平行にしてダイヤモンド７を含む。一般的には、保持材料３５が僅かに収縮することが予想される。保持材料３５はアンダーカット３３の下側に係合しており（図３参照）、保持材料３５が収縮すると、アンダーカットはダイヤモンド７をほんのわずか引っ張るが、ダイヤモンドテーブル７ａは、配置の対称性により、ドップリング３２の上部に厳密に平行なままとなる。アンダーカット３３は、保持材料３５をドップリング３２に固定する。
【００７２】
保持器具には任意の適当な材料が使用されうる。しかしながら、１つの配置では、本体部４１は特殊鋼で形成され、上板５５は例えばＭａｃｒｏｌｏｎといったポリカーボネートといった透明なプラスチック（内部を見ることを可能とする）から形成され、保持材料３５がドップリング３２の上縁をクリープを起こすことにより困難性があれば、上板５５には、その下面にゴムのライナーが設けられてもよい。インサート５４は、例えばＤｅｌｒｉｎといったアセタール又はポリホルムアルデヒド樹脂から形成され、これは小さい空気の通路を中央として残すのに十分に硬いが、ダイヤモンド７を欠けさせることはない。ドップリング３２自体はステンレス鋼又はアルミニウム合金又はアルミニウムから形成されうる。
【００７３】
［図５−第４のホルダ］
第４のホルダ又はドップ３６は、ドップ３１と同様であるがドップリング３２を有さず、全体が保持材料３５で形成される。ドップ３６は、図４の器具の射出成形空洞４２の中で塑造され、続いてスプルーで引っ張り出されたものとして示されている。保持材料３５は硬質ポリマーであり、ポリマーとインサート５４の材料は、保持材料３５がインサート５４に接着しないよう選定される。このようにして、インサート５４は、中央集中ピン３５から持ち上げられうるが、孔５６の中に通されたポリマーによってのみドップ３６中に保たれ、上述のように離されうる。ダイ空洞の上部及び下部は、ドップ３６の上面及び下面を形成する位置決め面を画成し、マークを形成するためにダイヤモンドテーブル７ａを間接的に位置決めする。従って、ドップ３６の上面又は下面のいずれかは位置決め面として作用しうる。
【００７４】
［図６］
上述の「露光前ベーク」及び「露光後ベーク」のため、Ｐｅｌｔｉｅｒ装置又はヒートポンプ（熱電冷却器）がダイヤモンド７を加熱するため及び冷却するための両方に使用されうる。
【００７５】
図６にその一部が示されているＰｅｌｔｉｅｒ装置は、加熱先端部６３を具備したＰｅｌｔｉｅｒユニット６２を有する標準的なヒートポンプである。先端部６３は、液体ハンダ６５の小さいブロブを含む空洞６４を有するよう形成される。先端部クランプ６６は、ハンダ６５がダイヤモンド７のキューレット７ｂを濡らすよう落とされること（図６中はわずかに上げられて示されている）を可能とするドップ３１（又は３６）を受容するよう形成される。このようにして、ダイヤモンド７は加熱され、レジスト（図示せず）をベークするようテーブル７ａ上のレジストを加熱する。正しいベーク時間後、Ｐｅｌｔｉｅｒヒートポンプ６１は逆にされ、ダイヤモンド７は急速に冷却される。ハンダ６５は、約７０℃で硬化するが、ダイヤモンド７を濡らさなくともやはり良い熱接触を与える。後に、ドップ３１（又は３６）は、単に持ち上げられて取り外すことができ、洗浄は必要ない。
【００７６】
Ｐｅｌｔｉｅｒ装置を使用することによりベークサイクルに亘って非常によい制御が行われる。例えば１分間に亘る１１０℃のベークと共に、３乃至４秒間の非常に急速な加熱時間と、１２乃至１５秒間の急速な冷却時間がありうる。保持材料３５は、加熱によって損傷を受けないよう選定されうる。保持材料３５は断熱材でありうるため、ドップリング３２は冷たいままであり、取り扱うことができ、過剰な熱損失を防止することができる。
【００７７】
ドップ３１又は３６は、上述のように「洗浄」から「エッチング」まで処理される。ドップ３１の場合の「取り外し」については、ダイヤモンド７は、キューレット７ｂを押すために適当な非金属の器具を用いることによってドップ３１から単に押し出される。保持材料３５の残る部分は、ドップリング３２から引きちぎられ、ドップリング３２はリサイクルされる。ドップ３６の場合、保持材料３５は、ダイヤモンド７が押し出されるのを可能とするには硬すぎる場合には、切り取られうる。
【００７８】
本願では、特に明示しない限り、明細書及び請求の範囲を通じて、「含む」等の後は、排他的又は網羅的な意味ではなく包含的であると理解されるべきであり、即ち、「含むがそれに限られない」と理解されるべきである。
【００７９】
本発明は、宝石用原石又は工業用ダイヤモンドに関して説明されたが、本発明は、電子半導体チップといった任意の適当な加工中製品の表面上にマイクロマークを形成するためにより一般的に適用可能である。
【００８０】
明細書を通じた従来技術の説明は、かかる従来技術が周知であることや技術分野における一般常識の一部をなすことを認めるものと理解されるべきではない。
【００８１】
本発明について、純粋に例として説明したが、本発明の趣旨の範囲内で、上述の特徴と同等のものまで拡張される変更がなされうる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１ａ】第１のホルダに宝石用原石を据え付ける方法を示す概略的な垂直断面図である。
【図１ｂ】第１のホルダに宝石用原石を据え付ける方法を示す概略的な垂直断面図である。
【図１ｃ】第１のホルダに宝石用原石を据え付ける方法を示す概略的な垂直断面図である。
【図１ｄ】第１のホルダに宝石用原石を据え付ける方法を示す概略的な垂直断面図である。
【図２】第２のホルダに宝石用原石を据え付ける方法を示す概略的な垂直断面図である。
【図３】第３のホルダを示す垂直断面図である。
【図４】第３のホルダに宝石用原石を据え付けるための塑造具を通じた部分的に切截された垂直断面図である。
【図５】第３のホルダを示す垂直断面図である。
【図６】第３のホルダ中のダイヤモンドが加熱又は冷却されることを示す、Ｐｅｌｔｉｅｒ装置の一部を通る垂直断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004525683.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月10日(2003.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宝石用原石又はダイヤモンド（７）を容器（１、２１、３１又は４２）内に配置し、
前記宝石用原石又はダイヤモンド（７）が前記容器（１、２１、３１又は４２）の側壁（５又は２２）に接触せず、マーク付けされるべき表面（７ａ）に対して垂直な方向に見たときに前記宝石用原石又はダイヤモンド（７）の一部の前側又は後ろ側の両方に保持材料（３又は３５）があることにより、保持材料（３又は３５）が硬化したときに前記宝石用原石又はダイヤモンド（７）が保持材料（３又は３５）によってしっかりと保持されるよう、保持材料（３又は３５）を液体として容器の一つ又は複数の側壁（５又は２２）と前記宝石用原石又はダイヤモンド（７）との間に塑造し、
前記保持材料（３又は３５）を硬化させ、
前記容器（１、２１、３１又は４２）は、マークの形成のための更なる手順のために前記宝石用原石又はダイヤモンドを位置決めするよう直接的又は間接的に使用されうる位置決め面（６）を画成する、
宝石用原石又は工業用ダイヤモンド（７）をその表面（７ａ）上にマークを形成するために取り付ける方法であって、
前記宝石用原石又はダイヤモンド（７）が前記容器（１、２１、３１又は４２）内に配置されたとき、前記表面（７ａ）は少なくともマーク付けされるべき前記表面（７ａ）に保持材料（３又は３５）がないままとされるよう接触面（１０、２３又は５５）と係合し、前記容器（１、２１、３１又は４２）によって画成される位置決め面（６）はマーク付けされるべき前記表面（７ａ）と一致するか又は平行であり、それにより位置決め面（６）はマーク付けされるべき前記表面（７ａ）を略所定の平面にして前記宝石用原石又はダイヤモンド（７）を位置決めするために使用されうることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記宝石用原石又はダイヤモンドの周りには、前記容器の一つ又は複数の側壁を前記宝石用原石又はダイヤモンドから分離する保持材料の途切れのないリングがある、請求項
１記載の方法。
【請求項３】
前記容器は前記位置決め面を画成する境界を有する開口を有し、保持材料の塑造前は前記開口の境界は前記接触面と係合し、前記開口の境界は塑造後に前記接触面から外され、マークされた表面が前記位置決め表面と同一平面上となるよう容器内に据え付けられた宝石用原石又は工業用ダイヤモンドを提供する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記容器の開口は一番上にあり、前記宝石用原石又は工業用ダイヤモンドは前記容器内へと下降される、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記容器は、底部と、上向きに内側に傾斜した一つ又は複数の壁によって画成される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記接触面は、開口の境界と係合したときに前記開口の境界を囲むよう配置された下向きの突起をその周りに有する、請求項４又は５記載の方法。
【請求項７】
前記容器は、前記宝石用原石又は工業用ダイヤモンドを前記容器内へ相対的に下降させる前に、保持材料で少なくとも部分的に充填される、請求項４乃至６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記接触面には、前記接触面が前記開口の境界に係合するときに、保持材料を前記容器へ供給する少なくとも１つの開口がある、請求項４乃至７のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
前記宝石用原石又は工業用ダイヤモンドを容器の中に配置した後、更なる保持材料が容器に供給される、請求項４乃至８のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
前記容器は、保持材料が前記接触面と接触するよう液体の保持材料で略満たされる、請求項４乃至９のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
前記容器は前記位置決め面を画成する底部開口を有し、マークされるべき表面は前記接触面上に配置され、前記容器は、前記宝石用原石又はダイヤモンドを容器の中に配置するよう前記接触面上の前記宝石用原石又はダイヤモンドの上に配置され、液体の保持材料が容器へ供給される、請求項１又は２記載の方法。
【請求項１２】
前記宝石用原石又は工業用ダイヤモンドは吸引によって前記接触面に対して保持される、請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
前記宝石用原石又はダイヤモンドは、前記宝石用原石又はダイヤモンドのマーク付けされるべき表面とは反対の側を受容する凹部を有する部材上に配置され、前記凹部部材は前記宝石用原石又はダイヤモンドの表面を、容器の上部を成す前記接触面に対して保持するよう上昇される、請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１４】
前記容器は、一つ又は複数の側壁を与える環状部材と、前記宝石用原石又はダイヤモンドが前記環状部材によって囲まれて保持材料中に保持されるよう塑造中に与えられ塑造後に除去される少なくとも別個の底部材とを含む、請求項１乃至１３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
前記保持材料は射出成形によって挿入される、請求項１乃至４、１３、及び１４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１６】
前記容器の一つ又は複数の側壁はアンダーカットである、請求項１乃至１５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
前記保持材料はインジウムである、請求項１乃至１４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１８】
前記保持材料はポリマーである、請求項１乃至１７のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１９】
前記保持材料は弾性であるかエラストマーである、請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２０】
前記保持材料は柔軟である、請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２１】
前記宝石用原石又はダイヤモンドの表面上にマークが形成された後、前記宝石用原石又はダイヤモンドは、マーク付けされるべき表面に対して垂直な方向にこれを押し出すことによって前記保持材料から除去される、請求項１９又は２０記載の方法。
【請求項２２】
前記マーク付けされるべき表面は宝石用原石のテーブルである、請求項１乃至２１のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２３】
前記宝石用原石又はダイヤモンドの前記マーク付けされるべき表面と反対側の部分は、該部分が加熱又は冷却されえそれにより前記宝石用原石又はダイヤモンドを加熱又は冷却するよう、保持材料は覆われない、請求項１乃至２２のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２４】
前記部分は囲んでいる保持材料から突出する、請求項２４記載の方法。
【請求項２５】
少なくともマーク付けされるべき表面が自由なままであり、マーク付けされるべき表面に対して垂直な方向に見たときに前記宝石用原石又はダイヤモンドの一部の前側又は後ろ側の両方に保持材料があることにより、前記宝石用原石又はダイヤモンドが保持材料によってしっかりと保持されるよう、柔軟な又は弾性の保持材料を宝石用原石又はダイヤモンドの周りに配置する、
宝石用原石又は工業用ダイヤモンドをその表面上にマークを形成するために取り付ける方法。
【請求項２６】
請求項１乃至４、１３乃至１５、並びに、２１乃至２４のうちいずれか一項記載の方法と組み合わされる請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
請求項１乃至２６のうちいずれか一項記載のように宝石用原石又はダイヤモンドを準備し、前記宝石用原石又はダイヤモンドの表面が基準露光面と平行及び略同一平面上であるよう宝石用原石又はダイヤモンドを位置決めするよう前記位置決め面を直接的又は間接的に使用する、
宝石用原石又は工業用ダイヤモンドをその表面上にマークを形成する方法。
【請求項２８】
マーク付けされるべき表面に表面層を塗布するためのスピン処理を含む、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記表面層はリソグラフィー用レジストである、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記リソグラフィー用レジストは塗布された後にベークされる、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
マーク付けされるべき表面にアクセス可能であり、前記宝石用原石又はダイヤモンドのマーク付けされるべき表面とは反対側の部分がアクセス可能であるよう、宝石用原石又はダイヤモンドをホルダに固定し、
マーク付けされるべき表面にレジストを塗布し、
前記部分をヒートポンプに熱的に結合することによって前記レジストをベークする、
宝石用原石又は工業用ダイヤモンドをその表面上にマークを形成するために取り付ける方法。
【請求項３２】
前記部分は突出し、前記ヒートポンプは受容部を画成するヒータを有し、前記受容部には液体金属が入っており、前記部分は前記宝石用原石又はダイヤモンドを前記ヒートポンプと熱的に結合させるために前記液体金属中に配置される、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記ヒートポンプは熱電冷却器である、請求項３１又は３２記載の方法。
【請求項３４】
前記部分は、宝石用原石又はダイヤモンドを冷却するために、前記ヒートポンプによって続いて冷却される、請求項３１乃至３３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項３５】
請求項１乃至３０のうちいずれか一項記載の方法と組み合わされる、請求項３１乃至３４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項３６】
レジストをその一部を露光させるために照射した後、宝石用原石又はダイヤモンドをスピンさせている間に現像液を塗布することにより像が現像される、請求項２９乃至３５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項３７】
実質的に、図１ａ乃至図１ｄ又は図２又は図３又は図４又は図５を参照した本願の説明に記載されるように宝石用原石又はダイヤモンドを据え付ける、
宝石用原石又は工業用ダイヤモンドをその表面上にマークを形成するために取り付ける方法。
【請求項３８】
図１ａ乃至図１ｄ又は図２又は図３又は図４又は図５を参照した本願の説明に記載されるように、宝石用原石又は工業用ダイヤモンドのファセット上にマークを形成する方法。
【請求項３９】
図６を参照した本願の説明に記載されるような、請求項２７記載の方法。
【請求項４０】
請求項１乃至２６のうちのいずれか一項記載の方法によって取り付けられた宝石用原石又は工業用ダイヤモンド。
【請求項４１】
宝石用原石又はダイヤモンド（７）は、宝石用原石又はダイヤモンド（７）の周りに塑造されマーク付けされるべき表面（７ａ）を自由なままとする保持材料によって保持され、マーク付けされるべき表面（７ａ）に対して垂直な方向に見たときに、前記宝石用原石又はダイヤモンド（７）の一部の前側又は後ろ側の両方に保持材料（３）があり前記保持材料（４）は前記宝石用原石又はダイヤモンド（７）の全周と接触することにより、前記宝石用原石又はダイヤモンド（７）は保持材料（３）によってしっかりと保持され、ホルダ（１、２１、３１又は３６）は、前記マークの形成のための更なる手順のために使用されうる位置決め面（６）を画成する、
宝石用原石又はダイヤモンド（７）をその表面（７ａ）上にマークを形成するために保持するホルダ（１、２１、３１又は３６）であって、
前記位置決め面（６）は、前記更なる手順のためにマーク付けされるべき前記表面（７ａ）を略所定の平面にして前記宝石用原石又はダイヤモンド（７）を位置決めするのに前記位置決め面（６）が使用されうるよう、マーク付けされるべき前記表面（７ａ）と一致する又は平行であることを特徴とする、ホルダ。
【請求項４２】
前記保持材料は硬いリングの中に含まれ、前記リングの一方又は両方の端面は前記位置決め面を画成する、請求項４１記載のホルダ。
【請求項４３】
前記保持材料は、弾性又は柔軟なポリマーである、請求項４１又は４２記載のホルダ。
【請求項４４】
前記保持材料は射出成形されている、請求項４１乃至４３のうちいずれか一項記載のホルダ。
【請求項４５】
宝石用原石又はダイヤモンドは、宝石用原石又はダイヤモンドの周りにありマーク付けされるべき表面を自由なままとする弾性又は柔軟な保持材料によって保持され、マーク付けされるべき表面に対して垂直な方向に見たときに前記宝石用原石又はダイヤモンドが保持材料によってしっかりと保持されるよう前記宝石用原石又はダイヤモンドの一部の前側又は後ろ側の両方に保持材料がある、
宝石用原石又はダイヤモンドをその表面上にマークを形成するために保持するホルダ。
【請求項４６】
前記保持材料は射出成形されている、請求項４５記載のホルダ。
【請求項４７】
請求項２７乃至３０及び３９のうちいずれか一項記載の方法によって準備された宝石用原石又は工業用ダイヤモンド。
【請求項４８】
請求項２７乃至３０及び３９のうちいずれか一項記載の方法によってその上にマークが形成された宝石用原石又は工業用ダイヤモンド。
【国際調査報告】
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