KR100501089B1 - 다이아몬드 또는 원석에 다수의 홈을 이용하여 마크를 형성하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이아몬드 또는 보석의 원석의 표면에 마크를 형성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 마크는 다이아몬드 또는 보석의 원석의 투명 등급을 손상시키지 않는 다수개의 홈들로 이루어지고, 이것은 일정한 조명과 확대 조건 하에서 고도 회절 효과를 나타낸다. 또한 본 발명은 기술된 것과 같은 마크를 보기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

다이아몬드 또는 원석에 다수의 홈을 이용하여 마크를 형성하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS OF MARKING DIAMOND OR GEMSTONE BY PLURALITY OF GROOVES}

본 발명은 다이아몬드 또는 다른 원석의 표면에 마크를 형성하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에서 형성하는 마크는 어느 것이나 가능하며, 반드시다이아몬드에 정보를 나타내기 위한 마크에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 철사 제조틀(wire-drawing die)과 같은 산업용 다이아몬드도 가능하지만, 본 발명에서 특히 관심 있는 것은 다이아몬드 원석에 마크를 형성하는 것이다. 본 발명에 따르면, 마크가 원석의 투명도를 떨어뜨리지 않고 원석의 연마된 면에 형성될 때, 상기 마크는 육안 또는 보석세공인이 사용하는 ×10 확대경(loupe)을 사용하여도 식별할 수 없을 정도이다.

상기 마크는 일련 번호로 원석을 구분하거나 상표 또는 품질 표지로서 사용 가능하고, 원석의 가치 또는 외양의 수준을 떨어뜨리지 말아야 하며 바람직하게는 색이 어두워지지 않아야 한다.

WO97/03846에는 투사 마스크(projection mask)를 이용한 자외선 레이저를 다이아몬드 원석에 조사함으로써 얻어진 마크들의 특성에 대하여 자세히 기재되어 있다.

일반적으로 적합한 확대 및 조명 조건하에서 개선된 해상도와 시계도를 가진 마크를 형성함으로써 다이아몬드 또는 원석의 가치와 외양의 수준을 떨어뜨리지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 목적은 선행 기술의 하나 이상의 단점을 극복하거나 개선하여 유용한 대체 발명을 이루고자 하는 것이다.

본 발명의 제1형태에 따르면, 다이아몬드 또는 원석의 표면에 마크를 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 다이아몬드 또는 원석의 표면에 다수의 홈을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는데, 상기 마크는 하나 이상의 문자 또는 숫자 형상으로 구성되고 육안으로는 식별되지 않으며, 상기 홈(groove)은 소정의 조명 및 확대 조건하에서 회절 효과(diffraction effect)를 나타내어, 상기 마크가 소정의 확대조건에서 식별될 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 제1형태에 따르면, 상기 방법을 실시하는 장치가 제공된다. 본 발명은 또한 상기 방법에 의해 마크가 형성된 다이아몬드 또는 원석으로 그 범위가 확대된다. 본 발명의 제2형태에 따르면, 다이아몬드 또는 원석의 표면에 마크를 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 다이아몬드 또는 원석의 표면에 다수의 홈을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는데, 상기 홈은 다이아몬드 또는 원석의 투명도를 저해하지 않으면서, 소정의 조명 및 확대 조건하에서 회절효과를 나타낸다.

본 발명의 제2형태에 따르면, 상기 방법을 실시하는 장치가 제공된다. 본 발명은 상기 방법에 의해 마크가 형성된 다이아몬드 또는 원석으로 그 범위가 확대된다.

삭제

마크는 육안으로 식별될 수 없다. 그러나 홈은 소정의 조명 조건하에서 가시의 회절효과를 나타낸다. 홈의 깊이가 깊어질수록 마크는 보다 잘 식별될 수 있으나, 홈의 깊이가 너무 깊으면 다이아몬드 또는 원석의 투명도가 떨어진다. 따라서, 홈의 깊이는 소정의 조건에서 마크가 잘 식별되면서 투명도가 떨어지지 않도록 형성되어야 한다. 바람직한 실시예에서, 각 홈의 깊이는 최소 10 nm에서, 색이 어두워지지 않는 범위로서 최대 50 nm이 바람직하다. 더 바람직한 깊이는 약 30 nm 정도이다.

홈은 원하는 효과에 따라서, 평행선의 형태로 형성될 수도 있고, 그물모양 패턴을 형성하는 복수 개의 교차선의 형태로 형성될 수도 있다.

엑시머 레이저(excimer laser)를 이용한 식각 또는 플라즈마 식각과 같은 적합한 방법을 이용하여 마크를 형성할 수 있으나, 이온 광선(ion beam)을 이용하는 것이 바람직하며 집중된(focused) 이온 광선을 이용하여 다이아몬드 표면에 직접 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 스퍼터링은 물질의 이탈을 유발시킬 수 있으므로 조사량(dose)을 한정함으로써 탄소원자의 스퍼터링(sputtering)을 막을 수 있다; 이로써 마크가 적합한 깊이와 고해상도를 유지할 수 있게 된다. 일반적으로 갈륨(Gallium) 이온이 사용되나, 다른 적합한 이온 광선이 선택적으로 사용될 수 있다.

각각의 입사 이온은 다수의 탄소 원자를 원래 위치에서 이탈시켜 다이아몬드 광석에 틈(interstitial) 및 간극(vacancy)을 형성시킨다고 알려져 있다. 손상(결정 격자 무질서) 정도가 증가할수록 다이아몬드 sp³ 결합(diamond sp³ bond)이 그래파이트 상당 sp² 결합(graphite like sp² bond)으로 변환되는 경향이 있다. 이러한 결합은 화학 식각(chemical etch)에 의해 영향을 받아, 무질서층이 제거되게 된다. 조사량을 한정하되, 충분한 조사량을 제공함으로써, 입사 이온은 다이아몬드를 그래파이트-상당 또는 다른 비-다이아몬드 구조(non-diamond structure)로 변환하는 무질서 상태(disordering)를 유발시킬 수 있으며, 그 후 용융 질산칼륨염(molten potassium nitrate)과 같은 강력한 산화제를 약 380-550℃에서 수분 내지 수 시간 동안 사용하여 세척할 수 있다.

질산칼륨염을 사용하면 무질서 다이아몬드를 제거하는 데 있어 다른 종래 방식보다 상대적으로 적은 양의 이온을 이용하여 일정한 깊이를 가진 마크를 형성하므로 더욱 효과적이라고 알려져 있다. 적합한 다른 산화제로는 알칼리 금속염과 같은 용융 화합물을 들 수 있다; 화학식 XnYm에서 X가 리튬이온(Li⁺), 나트륨이온(Na⁺), 칼륨이온(K⁺), 루비듐이온(Rb⁺), 세슘(Cs⁺) 또는 다른 양이온이고, Y가 OH^-, NO₃ ^-, 0₂ ^2-, 0^2-, CO₃ ^2- 또는 다른 음이온이고, 정수 n 및 m은 전하량 균형을 이루는 데 사용된다. 이러한 화합물의 혼합이 사용될 수 있다. 공기 또는 다른 산소-포함 가스가 또한 존재할 수 있다.

삭제

선택적으로, 다이아몬드의 무질서층은 산 또는 산에 용해된 질산칼륨염을 사용하여 제거될 수 있다. 그러나, 예를 들어, 용융 질산칼륨염을 사용하면 산성가스를 제거할 수 있고, 더욱이, 소비된 산을 제거할 필요가 없어지므로 안정성, 환경적 및 경제적 혜택을 얻을 수 있다.

다이아몬드의 표면에 이온 광선을 사용함으로써 유발된 무질서층의 깊이를 줄일 필요가 있다. 무질서층의 깊이는 이온의 범위에 따라 결정된다. 50keV 갈륨의 경우, 그 범위가 약 30 nm이다. 최소 조사량은 약 10¹³/cm²이고 바람직하게는 10¹⁴/cm² 내지 10¹⁵/cm²이지만 적당히 적은 조사량을 사용하는 경우 마크표시가 잘 이루어질 수 있으며 따라서 바람직한 최대 조사량은 약 10¹⁶/cm² 내지 10¹⁷/cm²이다. 그러나 조사량은 사용되는 이온의 양과 그들의 에너지(측정단위는 keV)에 따라 결정된다. 이온 광선 조사량은 마크를 형성하는 동안, 샘플 표면에서의 단위 구역(area)당 입사 이온의 총수이다. 광선 전하는 약 0.5 nA이고 광선 에너지는 약 10 keV 또는 30keV 이상, 및/또는 약 100 keV 또는 50 keV 이하이다. 마크의 깊이가 일련의 광선에너지에 대한 이온조사량에 대해서 플롯(plot)되면, 광선에너지가 증가할 수록 마크 깊이도 증가된다는 것을 알 수 있다. 마크의 특성은, 소정의 마크의 깊이를 위한 조사량/에너지 조합의 선택에 의해 최적화될 수 있다.

마크가 형성될 구역 및 그 주변은 마크를 형성하기 전에 도전층, 예를 들어 금층으로 코팅하여 이온 광선을 이용한 마크 형성 전에 전기적 연결을 이뤄 대전(charging)을 방지할 수 있다. 금층의 두께, 또는 다른 코팅물의 두께는 광선 에너지와 함께 마크의 두께를 변화시키므로, 마크가 생성되는 데 가장 효율적인 두께가 되도록 선택된다. 그러나 마크 형성 과정동안 대전을 막기 위해서는, 예를 들어, 전자 플러드 건(electron flood gun)으로부터 저에너지 공급원인 전자(약 1-100 eV)를 이용하여 마크가 형성될 부근에 조사(irradiate)하는 것이 바람직하다.

삭제

집중된 이온 광선이 다수의 홈을 형성하는데 이용되는 경우, 그 정확성이 높아 마스킹할 필요가 없다. 즉, 홈이 형성될 다이아몬드의 표면에 이온광선이 직접 조사된다. 그러나, 덜 정확한 방법을 사용하면 홈 사이에 마스킹을 해야 그 영역에 마크가 형성되지 않는다. 본 발명의 제3형태에 따르면, 본 발명의 제1형태 및 제2형태의 방법에 의해 다이아몬드에 형성된 마크를 식별하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 소정의 파장 또는 파장대(band of wavelength)를 가진 광선의 회절각에 일치하는 각도로 광선을 이용하여 마크를 조명하는 조명수단, 상기 마크를 식별하는 식별수단, 상기 식별된 이미지를 확대하는 확대수단을 포함하여 이루어진다. 본 발명은 또한 상기에서 정의한 장치에 따른 마크 식별 방법으로 그 범위가 확대된다.

삭제

마크는 어두운 배경일 때 더 잘 식별된다. 예를 들어, 조명이 돌을 통해 반사하여 마크의 후미나 부근에 직접 조사되는 것은 피하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 조명이 공급되는 각과 방향(광선의 지향과 간격)은 어떠한 광선도 바람직하지 않은 경로로 새어들지 않도록 선택되어야 한다는 것은 당업자에게 자명하다.

마크를 식별하는 데 요구되는 전형적인 확대는 ×10 내지 ×50 이다.

다수의 홈 사이의 간격 및 입사 광선 각은 마크가 식별될 때 나타내는 색을 결정한다. 일반적으로, 회절 격자의 경우:

d.sinθ=±n.λ

d는 홈 사이의 간격이고, θ는 입사 광선의 각도, λ는 회절 광선의 파장이고 n은 정수이다. n은 1인 것이 바람직하다.따라서, 마크가 다이아몬드에 형성되었을 때, d와 n은 고정되고 회절 광선의 파장 즉, 식별될 때 마크가 나타내는 색깔은 입사광선의 각도를 변경함으로써 변화된다. 그래서 식별할때, 마크가 푸른색을 나타내는 것이 바람직하다면 그때의 입사광선의 각도, 즉 θ는 위의 등식을 이용하여 λ가 약 450nm이 되도록 한다. 유사하게 마크가 붉은 색을 띄면, 그때 θ는 λ가 약 620nm이 되도록 한다.

삭제

본 발명의 제3형태에 의한 장치의 한 실시예에서, 조명수단은 광원과 입사 광선 통로에 위치한 불투명한 스크린을 포함하여 구성된다. 상기 스크린은 그 안에 두개의 창이 형성되어 있고, 상기 창은 두개의 각 방향의 광원이 생성되도록 일반적으로 중앙 위치의 각각의 모서리에 형성된다. 창 사이의 간격은 입사 광원의 각도를 결정한다. 그러나 입사 광원은 어떤 편리한 방법, 예를 들면 두 개의 분리 광원에 의해서 공급받을 수 있다. 종래의 현미경은 희박한 텅스텐 전구에 의해 조명된 광학 섬유를 포함한 회전 링-모양 광원이 구비된 조명수단을 포함하여 이루어진다. 본 발명의 조명 수단은 조명기의 두 정반대 부분을 제외한 모든 부분을 마스킹하여 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예는 예와 다음의 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도1은 본 발명의 제1형태 및 제2형태에 따른 방법과 장치를 사용하여 형성된 마크 타입의 확대된 대략적인 도식이다.

도2는 도1의 라인 A-A를 따라 좀더 확대된 횡단면이다.

도3은 본 발명의 제3형태에 따른 장치의 실시예의 대략도이다.

도1을 참조하여, 문자 또는 숫자 형상의 마크는, 거리 d에 의해 각각 분리된 다수의 동일 간격을 둔, 평행의 긴 홈(10)에 의해 형성된다. 각각의 홈(10)은 도 2에 도시되듯이, 일반적으로 정사각형 또는 직사각형의 횡단면을 가진다. 선택적으로, 사인곡선의 윤곽은 바람직하지 않은 높은 계수 회절을 감소시키기 위해 바람직하다.

각각의 홈을 형성하는 상세한 방법을 이하 설명한다. 다이아몬드 원석을 적당한 홀더에 고정하고 FEI 혹은 마이크리온(Micrion)에 의해 공급되는 집중된 이온광선을 구비한 진공방에 위치시킨다. 노출동안에 다이아몬드가 대전되는 것을 방지하기 위해, 마크가 형성될 영역을 낮은 에너지, 예로 1 -100 eV의 에너지, 전자원을 제공하는 마이크리온에 의해 공급되는 전자 플러드 건을 사용하여 조사한다.

삭제

래스터 주사 또는 예를 들어 정전기 굴절을 가진 광선(대안으로서, 다이아몬드가 제거될 수 있으나 이것은 덜 실용적이다) 주사에 가까운 집중된 이온 광선, 및 이온 광선을 조절하는데 적합한 소프트웨어를 선택적으로 사용하여, 일련의 밀접한 간격을 둔 평행 라인을 다이아몬드 면에 새긴다.

샘플은 진공방에서 옮겨져 오염없는 강철 크루서블(crusible)에 놓이고, 약 1시간 내지 2시간동안 용해된 질산칼륨염과 같은 강력한 산화제로 덮인다. 샘플은 계속 냉각되고, 물과 에탄올을 사용하여 세척되기 이전에 질산칼륨염에서 제거됨으로써, 이온 광선에 의해 무질서 상태가 된 다이아몬드의 일부 표면을 제거하고 색이 어두워지지 않은 채로, 30-35nm의 깊이로 밀접하게 간격을 둔 일련의 홈이 형성된다.

세척이전에 검사할 때, 노출영역은, 예를 들어 반사 광선 현미경에서 흑연과 같은 외양에 의해 확인된다. 그러한 마크는 실질적으로 다이아몬드 투명 등급을 감소한다는 점에서 다이아몬드 등급에 허용될 수 없다. 그러나, 강력한 산화제를 사용하여 세척한 후에, 이 마크는 현미경으로 쉽게 볼 수 없으며, 마크와 주변 지역사이에 차이가 남지 않는다. 그러한 마크는 단지 특별한 파장의 회절 광선 각도에 상응하는 각도의 두 방향 광원에 의해 조명될 때만 눈에 보이는 것이 바람직하다. 그러한 마크는 다이아몬드의 투명 등급에 불리하게 영향을 미치지 않는 다는 점에서, 다이아몬드 등급에 허용된다.

밀접하게 간격을 둔 홈은 도면의 도1에서 도시되듯, 문자 숫자식의 문자 혹은 그런 종류의 다른것의 "눈에 보이지 않는 외곽"내에서 형성되는 것이 바람직하다.

도3을 참조하면, 상기 공정에 의해 생성되는 마크를 검사하는 방법과 장치는 예에 의해서만 설명될 것이다.

마크가 형성된 다이아몬드(104)는 종래 현미경(102)의 식별 표면(100)에 놓인다. 다이아몬드(104)는 수직축 Y에 대한 각도 θ를 가진 두 방향 광원(106)에 의해 조명된다. 상기 θ는 마크가 예를 들어 푸른색 혹은 붉은색을 나타내도록 선택된다. 따라서, 마크가 푸른색으로 나타나면, d는 대략 1200nm이고 그때 θ는 다음의 식을 만족시키도록 선택된다.

d.sinθ=(대략)450nm

n은 1이고 450nm는 푸른광선의 대략적인 파장으로, 이것은 도 3의 X에서 회절 광선의 파장이다. 이경우에 θ는 22°이다.입사 광원은 링-모양 조명기에 의해 공급되는데, 두 개의 정반대 부분을 제외한 모든 부분은 마스킹된다.

삭제

본 발명의 설명과 청구항을 통하여 문맥이 명백히 다르지 않다면, "구성한다", "구성하는" 등과 같은 표현은 "배제하는" 또는 "총망라하는" 개념이 아닌 "포함하지만 한정되지 않는다"는 개념이다.

본 발명은 예에 의해 완전하게 설명되어 왔고 본 발명의 정신내에서 설명된 특징의 동등한 범위까지 수정이 가능하다.

Claims (61)

1. 다이아몬드 또는 원석의 표면에 마크를 형성하는 방법에 있어서,

   상기 방법이 상기 다이아몬드 또는 원석의 표면에, 다수의 홈들(10)을 형성하는 단계를 포함하며,

   상기 형성된 홈들은(10)은 상기 마크를 정의하고, 조명 하에서 가시의 회절효과를 나타낼 수 있으며, 육안으로는 식별될 수 없는 표시들 또는 표시를 정의하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 다이아몬드 또는 원석의 표면에 마크를 형성하는 방법에 있어서,

   상기 방법이 상기 다이아몬드 또는 원석의 표면에, 다수의 홈들(10)을 형성하는 단계를 포함하며,

   상기 형성된 홈들은(10)은 상기 마크를 정의하고, 조명 하에서 가시의 회절효과를 나타낼 수 있으며, 상기 다이아몬드 또는 원석의 투명도에 악영향을 미치지 아니하면서 표시들 또는 표시를 정의하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마크는 하나 또는 그 이상의 숫자 또는 문자 형상인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 마크는 상표 또는 품질표지인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 홈들은, 상기 다이아몬드 또는 원석에 광을 조사하여 그 결정격자를 무질서하게 하여 무질서층을 형성하고, 상기 무질서층을 제거하여 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 홈들(10)은 집중된 이온 광선에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 집중된 이온 광선에 의해 그 결정격자가 무질서하게 된 상기 다이아몬드 또는 원석의 표면 영역은, 산화제에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 산화제는 용융 질산칼륨염인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 산화제는 XnYm 형태의 화합물이고, 이때, 상기 X는 Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺ 또는 양이온, 또는 그것들의 혼합물이며, 상기 Y는 OH^-, NO₃ ^-, O₂ ^2-, O^2-, CO₃ ^2- 또는 다른 음이온, 또는 그것들의 혼합물이고, 상기 n과 m은 정수인데 전하량 균형을 유지하도록 사용되는 것임을 특징으로 하는 방법.
10. 제6항에 있어서,

    상기 집중된 이온 광선은 10KeV 내지 50KeV의 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제6항에 있어서,

    상기 집중된 이온 광선은 0.5nA 전류를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제6항에 있어서,

    상기 집중된 이온 광선에 의해 공급되는 이온의 조사량은 10¹³/cm² 내지 10¹⁷/cm²인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 조사량은 10¹⁴/cm² 내지 10¹⁶/cm²인 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제6항에 있어서,

    상기 마크가 형성될 다이아몬드 또는 원석의 표면 영역에 전하를 제거하기 위하여 낮은 전자 에너지원으로 조사하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 낮은 전자 에너지원은 전자 플루드 건인 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 홈들(10)은 그물모양 패턴을 형성하도록 복수 개의 교차선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 원석은 다이아몬드 원석인 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제1항 또는 제 2항에 있어서,

    상기 마크는 상기 다이아몬드 또는 원석의 표면 영역에 광을 조사하기 위한 조사수단, 및 상기 조사수단을 조절하여 상기 다이아몬드 또는 원석의 광조사 표면의 위치를 결정함으로써 상기 홈들의 형상을 정의하기 위한 소프트웨어를 포함하는 장치를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 홈들은 10 내지 50 nm의 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 다이아몬드 또는 원석의 표면에 적어도 하나의 단위 표시를 포함하는 마크를 형성하는 장치에 있어서, 상기 장치가 일련의 평행선들을 따라 다이아몬드 또는 원석의 표면의 부분들을 조사하기 위한 장치를 포함하고,

    상기 조사 장치를 조절하기 위한 장치가 있어서 이에 의하여 상기 선들이 길게 평행으로 동일한 간격을 두고 형성되어 다수의 동일 간격을 둔 평행의 긴 홈(10)들이 다이아몬드 또는 원석의 표면에 형성되게 되며, 상기 홈들이 조명이 비추어졌을 때 가시의 회절 효과를 나타낼 수 있으며 상기 홈들이(10) 상기 원석의 투명도에 악영향을 미치지 않고 육안으로 식별될 수 없는 적어도 하나의 표시를 정의하는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 장치가 다이아몬드 또는 원석의 상기 무질서층을 제거하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 장치는, 상기 조사장치를 조절하기 위한 소프트웨어를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 다이아몬드 또는 원석의 부분들을 조사하기 위한 장치는, 집중된 이온 광선을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제23항에 있어서, 상기 무질서층은 산화제에 의하여 제거되는 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제24항에 있어서,

    상기 산화제는 용융 질산칼륨염인 것을 특징으로 하는 장치.
26. 제24항에 있어서,

    상기 산화제는 XnYm 형태의 화합물이고, 이때, 상기 X는 Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺ 또는 다른 양이온, 또는 그것들의 혼합물이며, 상기 Y는 OH^-, NO₃ ^-, O₂ ^2-, O^2-, CO₃ ^2- 또는 다른 음이온, 또는 그것들의 혼합물이고, 상기 n과 m은 정수인데 전하량 균형을 유지하도록 사용되는 것임을 특징으로 하는 장치.
27. 제23항에 있어서, 상기 집중된 이온 광선은 10KeV 내지 50KeV의 에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
28. 제23항에 있어서, 상기 집중된 이온 광선은 0.5nA의 전류를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
29. 제23항에 있어서,

    상기 집중된 이온 광선에 의하여 공급되는 이온의 조사량은 10¹³/cm² 내지 10¹⁷/cm²인 것을 특징으로 하는 장치.
30. 제29항에 있어서,

    상기 조사량은 10¹⁴/cm² 내지 10¹⁶/cm²인 것을 특징으로 하는 장치.
31. 제1항 또는 제2항에 따른 방법에 의해 마크가 형성된 다이아몬드 또는 원석.
32. 제6항에 따른 방법에 의해 마크가 형성된 다이아몬드 또는 원석.
33. 제7항에 따른 방법에 의해 마크가 형성된 다이아몬드 또는 원석.
34. 제8항에 따른 방법에 의해 마크가 형성된 다이아몬드 또는 원석.
35. 삭제
36. 삭제
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. 삭제
41. 삭제
42. 삭제
43. 삭제
44. 삭제
45. 삭제
46. 삭제
47. 삭제
48. 삭제
49. 삭제
50. 삭제
51. 삭제
52. 삭제
53. 삭제
54. 삭제
55. 삭제
56. 삭제
57. 삭제
58. 삭제
59. 삭제
60. 삭제
61. 삭제