KR20180087220A - 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법 - Google Patents

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알렉스 강델망
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Abstract

본 발명은 타임피스의 외부 부분의 전부 또는 일부를 형성하기 위해 파세팅 및/또는 챔퍼링의 착각을 제공하는 단순한 형상의 일체형, 규소-기반 부품의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법{METHOD FOR FABRICATION OF A SILICON-BASED COMPONENT WITH AT LEAST ONE OPTICAL ILLUSION PATTERN}
본 발명은, 적어도 하나의 광학적 착각 패턴, 보다 구체적으로는, 평탄한 표면이 평탄하지 않게 보이게 하고 그리고/또는 두 가지 타입의 재료를 포함하는 것으로 보이게 하는 적어도 하나의 패턴을 포함하는 평탄한 표면을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법에 관한 것이다.
타임피스의 미적 외관을 개선하기 위해 상부 표면을 파세팅 (faceting) 및/또는 챔퍼링 (chamfering) 하는 외부 부품을 형성하는 것이 알려져 있다. EP 특허 1722281 는, 피니싱 (finishing) 단계를 필요로 하지 않는 파세팅된 규소 부품의 제조 방법을 개시하고 있다.
본 발명의 목적은, 파세팅 및/또는 챔퍼링의 착각을 제공하는 더욱 간단한 규소-기반 부품 및/또는 복합 부품을 얻기 위해 파세팅이나 피니싱을 필요로 하지 않는 제조 방법을 제안함으로써 전술한 단점들의 전부 또는 일부를 극복하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 적어도 하나의 규소-기반 부품의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 이하의 단계들:
a) 규소-기반 층을 포함하는 기재를 형성하는 단계;
b) 적어도 하나의 규소-기반 부품의 윤곽을 형성하도록 상기 규소-기반 층의 두께를 통해 적어도 하나의 구멍을 에칭하고, 또한, 평탄한 표면이 평탄하지 않게 보이게 하는 상기 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 포함하는 상기 평탄한 표면을 갖는 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품을 형성하도록 상기 규소-기반 층의 두께에서 블라인드 리세스들을 에칭하는 단계;
c) 그럼으로써 형성된 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품을 상기 기재로부터 릴리싱하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 규소-기반 층의 평탄성의 결과로서, 이 제조 방법은, 후속하여 파세팅, 보다 일반적으로는 후속하여 피니싱을 더 이상 필요로 하지 않는 평탄한 표면을 갖는 부품을 얻게할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이 제조 방법은, 동일 기재에 대하여, 동일한 타입의 일편형 규소-기반 부품, 또는 수개의 상이한 일편형 규소-기반 부품의 크기의 매우 높은 정밀도 및 매우 높은 재현성을 제공한다.
마지막으로, 유리하게는 본 발명에 따르면, 제조 방법의 매우 높은 정밀도 및 매우 높은 재현성에 의하면, 예컨대 베벨링 (bevelling) 또는 챔퍼링에 의해 기계가공된 것과 같이, 평탄한 표면을 평탄하지 않게 보이게 하는 적어도 하나의 매우 정교한 그리고 용이하게 재현가능한 패턴을 갖는 매우 간단한 부품을 얻는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 유리한 변형에 따르면 다음과 같다:
- 제 1 실시형태에 따르면, 상기 블라인드 리세스들은 적어도 두 개의 시리즈의 평행 세그먼트들을 형성하고, 상기 평탄한 표면이 에지를 형성하는 두 개의 베벨링된 (bevelled) 표면들을 포함한다는 착각을 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품이 부여하도록, 제 1 시리즈의 평행 세그먼트들은 10 내지 170°의 각도를 이루고서 제 2 시리즈의 평행 세그먼트들과 접합된다;
- 제 2 실시형태에 따르면, 상기 평탄한 표면이 돔형이라는 착각을 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품이 부여하도록, 상기 블라인드 리세스들은 적어도 하나의 시리즈의 만곡된 세그먼트들을 형성한다;
- 제 3 실시형태에 따르면, 상기 블라인드 리세스들은 서로에 대해서 대칭적으로 배열된 적어도 하나의 시리즈의 리세스들을 형성하고, 상기 평탄한 표면이 에지를 형성하는 두 개의 베벨링된 표면들을 포함한다는 착각을 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품이 부여하도록, 상기 적어도 하나의 시리즈의 리세스들은 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품의 상기 평탄한 표면이 리세스를 갖지 않는 부분에 인접하여 형성된다;
- 제 4 실시형태에 따르면, 상기 블라인드 리세스들은 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품의 주변에 배열되고 적어도 두 개의 시리즈의 평행 세그먼트들을 형성하고, 상기 평탄한 표면이 챔퍼링되어 있다는 착각을 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품이 부여하도록, 제 1 시리즈의 평행 세그먼트들은 제 2 시리즈의 평행 세그먼트들에 대해 수직하고 각도를 이루고서 접합된다;
- 제 5 실시형태에 따르면, 상기 블라인드 리세스들은 서로에 대해서 대칭적으로 배열된 적어도 하나의 시리즈의 리세스들을 형성하고, 상기 평탄한 표면이 두 개의 상이한 재료들에 의해 부조 (relief) 로 형성되어 있다는 착각을 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품이 부여하도록, 상기 적어도 하나의 시리즈의 리세스들은 리세스를 갖지 않는 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품의 표면들에 의해 경계지어진다;
- 상기 블라인드 리세스들의 깊이는 2 내지 100 ㎛ 이다;
- 상기 방법은, 단계 b) 와 단계 c) 사이에, d) 고정 수단을 갖는 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품을 형성하도록 상기 기재의 나머지의 두께에서 적어도 하나의 관통 구멍을 형성하는 단계를 추가로 포함한다;
- 상기 규소-기반 층은 50 내지 500 ㎛ 의 두께를 갖는다;
- 제 1 대안예에 따르면, 단계 b) 는 이하의 페이즈들 (phases): e) 상기 규소-기반 층에 개구들을 갖는 마스크를 형성하는 페이즈로서, 적어도 하나의 관통 구멍을 형성하도록 사용된 개구는 상기 블라인드 리세스들을 형성하도록 사용된 개구보다 더 넓은, 상기 마스크를 형성하는 단계; f) 이방성 에칭에 의해, 상기 마스크의 상기 개구들을 통해 상기 규소-기반 층을 에칭하는 페이즈; g) 상기 마스크를 제거하는 페이즈를 포함한다;
- 제 2 대안예에 따르면, 단계 b) 는 이하의 페이즈들: h) 적어도 하나의 관통 구멍 및 상기 블라인드 리세스들의 형상에서 개구들을 갖는 제 1 마스크를 형성하는 페이즈; i) 상기 적어도 하나의 관통 구멍의 형상에서만 적어도 하나의 개구를 갖는 상기 제 1 마스크상에 제 2 마스크를 형성하는 페이즈; j) 제 1 이방성 에칭에 의해, 상기 제 2 마스크에서 상기 적어도 하나의 개구를 통해 상기 규소-기반 층을 부분적으로 에칭하는 페이즈; k) 상기 제 2 마스크를 제거하는 페이즈; l) 상기 적어도 하나의 관통 구멍 및 상기 블라인드 리세스들을 얻기 위해, 제 2 이방성 에칭에 의해, 상기 제 1 마스크에서 상기 개구들을 통해 상기 규소-기반 층을 에칭하는 페이즈; m) 상기 제 1 마스크를 제거하는 페이즈를 포함한다;
- 제 1 규소-기반 부품은 단결정 규소, 도핑된 단결정 규소, 비정질 규소, 다공질 규소, 다결정질 규소, 질화규소, 탄화규소, 석영 또는 산화규소를 포함한다;
- 수개의 규소-기반 부품들이 동일 규소-기반 층에 형성된다;
- 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품은 다이얼, 개구 장식, 플랜지, 베젤, 푸시-피이스, 크라운, 케이스 백 커버, 핸드, 팔찌 또는 스트랩, 링크, 클래스프 (clasp), 장식, 진동 웨이트 또는 아플리케 (applique) 의 전부 또는 일부를 형성한다.
또한, 본 발명은 전술한 변형예들 중의 임의의 변형예에 따른 방법에 의해 얻어진 규소-기반 부품을 포함하는 타임피스의 외부 부분에 관한 것으로, 상기 부품은 실질적으로 평탄한 표면이 평탄하지 않게 보이게 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 실질적으로 평탄한 표면을 갖는 것을 특징으로 한다.
다른 특징 및 장점은 첨부한 도면을 참조하여 비제한적인 예시로서 주어진 다음의 설명으로부터 명확하게 나타날 것이다.
도 1 내지 5 는 본 발명에 따른 방법들의 단계들을 나타낸다.
도 6 내지 11 은 본 발명에 따라 얻어진 핸드들의 예들을 나타낸다.
도 12 내지 18 은 본 발명에 따라 얻어진 시간-심볼의 예들을 나타낸다.
도 19 는 본 발명에 따라 얻어진 개구 장식의 예를 나타낸다.
본 발명은 타임피스의 외부의 전부 또는 일부를 형성하기 위한 파세팅 및/또는 챔퍼링의 착각을 제공하는 단순한 형상의 일편형 규소-기반 부품의 제조 방법에 관한 것이다. 비제한적인 예로서, 따라서 부품은 다이얼, 개구 장식, 플랜지, 베젤, 푸시-피이스, 크라운, 케이스 백 커버, 진동 웨이트, 핸드, 팔찌 또는 스트랩, 링크, 클래스프 (clasp), 장식 또는 아플리케 (applique) 의 전부 또는 일부를 형성할 수도 있다.
당연히, 이러한 부품은 시계학 분야에 한정되지 않는다. 비제한적인 예로서, 이러한 부품은 대안적으로 보석의 조각의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다.
상기 방법은 적어도 하나의 규소-기반 부품을 제조하기 위한 것이다. 용어 "규소-기반" 은 규소가 단독으로 또는 화합물로 부품의 조성에 존재할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 비제한적인 예로서, 부품(들)은, 예를 들면, 단결정 규소, 결정 배향과는 무관, 도핑된 단결정 규소, 결정 배향과는 무관, 비정질 규소, 다공질 규소, 다결정질 규소, 질화규소, 탄화규소, 석영, 결정 배향과는 무관, 또는 산화규소로 형성될 수 있다.
유리하게, 본 발명에 따르면, 상기 방법에 의해 얻어진 각 규소-기반 부품은 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 포함한다. 더 구체적으로는, 유리하게는, 각 부품은 실질적으로 평탄한 표면이 평탄하지 않게 보이게 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 실질적으로 평탄한 표면을 포함하며, 이는 예를 들면 파세팅 및/또는 챔퍼링 그리고/또는 복합 부품의 착각을 제공하는 간단한 부품을 얻을 수 있게 한다.
단순화를 위하여, 제시된 도면들은 기재 상에서의 단지 하나의 부품의 제조를 나타낸다. 그러나, 유리하게는 본 발명에 따르면, 상기 방법은 동일한 기재 상에 여러 개의 동일하거나 상이한 부품들을 형성시키는 것을 가능하게 한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 50 내지 500 ㎛ 의 두께를 갖는 규소-기반 층 (1) 을 포함하는 기재 (10) 를 형성하는 제 1 단계 a) 를 포함한다. 도 1 에 도시된 예에서, 기재 (10) 는 규소-기반 층 (1) 을 수용하는 지지 층 (2) 을 추가로 포함하는 것에 유의한다. 후술하는 변형예에 따르면, 지지 층 (2) 은 사용되는 재료와 관련하여 선택될 수도 있고, 그 성질은 중요하지 않을 수도 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 방법은, 부품 (11) 의 보디 (7) 를 형성하도록 규소-기반 층 (1) 의 두께를 통해 적어도 하나의 구멍 (6) 을 에칭하기 위한 제 2 단계 b) 로 진행한다. 이는, 형성되는 부품 (11) 에 따라, 하나 또는 그 이상의 구멍들 (6) 이 만들어질 수도 있음을 의미한다. 제 2 단계 b) 는 또한, 평탄한 표면이 평탄하지 않게 보이게 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴 (14) 을 포함하는 평탄한 표면을 갖는 적어도 하나의 부품 (11) 을 형성하도록 규소-기반 층 (1) 의 두께에서 블라인드 리세스들 (5) 을 에칭하기 위한 것이다.
적어도 하나의 광학적 착각 패턴 (14) 의 일반적인 형성에 대해서는 이하에서 추가로 설명한다. 명확성을 이유로, 블라인드 리세스들 (5) 은 규소-기반 층 (1) 의 상부 표면 (3) 에서 3 개의 패임부 (hollows) 에 의해 점선으로 도 2 에 개략적으로 나타낸다.
추가로, 층 (1) 에 만들어진 블라인드 리세스들 (5) 은 규소-기반 층 (1) 의 상부 표면 (3) 으로부터 2 내지 100 ㎛ 의 깊이까지 연장할 수도 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 제 1 의 바람직한 대안예에서, 단계 b) 는 3 개의 페이즈들 e) 내지 g) 를 포함한다. 단계 b) 는 규소-기반 층 (1) 상에 개구들 (4, 8) 을 갖는 마스크 (M) 를 형성하는 제 1 페이즈 e) 를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 을 형성하도록 사용된 개구 (8) 는 블라인드 리세스들 (5) 을 형성하도록 사용된 개구 (4) 보다 더 넓다. 이러한 페이즈 e) 는, 예를 들어, 감광성 수지의 포토리소그래피에 의해, 층 (산화규소와 같음) 의 구조화에 의해, 또는 금속 또는 질화규소의 층의 선택적 디포지션 (deposition) 에 의해 얻어질 수도 있다. 물론, 마스크를 위한 다른 형성 방법 및/또는 다른 재료들이 가능하다.
제 1 의 바람직한 대안예는 이방성 에칭에 의해, 마스크 (M) 의 개구들 (4, 8) 을 통해 규소-기반 층 (1) 을 에칭하기 위한 제 2 페이즈 f) 로 진행한다. 따라서, 예를 들어 딥 리액티브 이온 에칭과 같은 이방성 에칭이 개구들 (4) 내측에서보다 적어도 하나의 더 넓은 개구 (8) 내측에서 더 깊게 규소-기반 재료를 제거하게 됨이 이해될 것이다. 에칭 속도에서의 이러한 차이는 유리하게는, 규소-기반 층 (1) 에서 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 및 블라인드 리세스들 (5) 을 동일한 에칭으로 형성하는 것을 가능하게 한다.
마지막으로, 단계 b) 는, 제 1 의 바람직한 대안예에 따르면, 마스크 (M) 를 제거하는 제 3 페이즈 g) 로 종결된다. 이 제 3 페이즈 g) 는 마스크 (M) 용으로 사용된 재료의 선택적인 화학적 에칭에 의해 일반적으로 얻어진다.
제 1 대안예의 변형예에 따르면, 퓨처 블라인드 리세스들 (5) 의 형상에 대응하는 개구들 (4) 은 도 5 에 도시된 바와 같이 몇배 더 작은 개구들로 분할된다. 예에 의하면, 몇배 더 작은 개구들은 3 내지 5 ㎛ 의 개구없는 폭에 의해 분리된 2 내지 3 ㎛ 의 폭을 가질 수 있다.
이어서, 폐이즈 g) 이후에, 단계 b) 는 소망하는 퓨처 블라인드 리세스들 (5) 에서만 형성되는, 도 5 에 도시된 가장 얇은 벽들을 완전히 산화시키도록 규소-기반 층 (1) 을 산화시키기 위한 페이즈를 포함한다. 마지막으로, 단계 b) 는 블라인드 리세스들 (5) 을 형성하기 위해 규소-기반 층 (1) 을 탈산화하는 것으로 종결된다. 이 변형예는, 블라인드 리세스들 (5) 이 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 보다 훨씬 더 얕을 필요가 있는 때에 특히 유용하다.
제 2 대안예 (미도시) 에 따르면, 단계 b) 는 6 개의 페이즈들 h) 내지 m) 을 포함한다. 따라서, 단계 b) 는 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 및 블라인드 리세스들 (5) 의 형상에서 개구들 (4, 8) 을 갖는 제 1 마스크를 형성하는 제 1 페이즈 h) 를 포함한다. 제 2 대안예는 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 의 형상에서만 적어도 하나의 개구 (8) 를 갖는 제 1 마스크상에 제 2 마스크를 형성하는 제 2 페이즈 i) 로 진행한다. 따라서, 제 1 마스크의 개구들 (4) 이 제 2 마스크에 의해 감추어지는 것이 이해될 것이다.
이어서, 제 2 대안예는, 제 1 이방성 에칭에 의해, 제 1 및 제 2 마스크에서 적어도 하나의 개구 (8) 를 통해 두께의 일 부분에서만 규소-기반 층 (1) 을 부분적으로 에칭하는 제 3 페이즈 j) 를 포함한다. 제 4 페이즈 k) 에서, 제 2 마스크가 제거되고, 이어서 제 5 페이즈 l) 은, 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 및 블라인드 리세스들 (5) 을 얻기 위해, 제 2 이방성 에칭에 의해, 제 1 마스크에서 개구들 (4, 8) 을 통해 규소-기반 층 (1) 을 에칭하기 위한 것이다. 마지막으로, 제 2 대안예는, 제 1 마스크를 제거하는 페이즈 m) 으로 종결된다. 나타내지는 않았지만, 이러한 제 2 대안예는 개구들 (4 및 8) 사이에서 관찰되는 폭들에 있어서의 어떠한 차이에 의해 제한됨이 없이 제 1 대안예와 동일한 결과를 얻는 것을 가능하게 함이 이해될 것이다.
제 3 대안예 (미도시) 에 따르면, 단계 b) 는 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 및 블라인드 리세스들 (5) 을 에칭하기 위한 연속적인 페이즈들, 즉 먼저 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 을 에칭하고 그 다음에 블라인드 리세스들 (5) 을 에칭하거나, 또는 그 반대로 에칭하는 것을 포함한다. 따라서, 예에 의하면, 제 3 대안예에 따른 단계 b) 는 제 1 대안예의 페이즈들 e) 내지 g) 와 유사한 페이즈들을 포함할 수 있는데, 각 프로세스는 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 또는 블라인드 리세스들 (5) 을 에칭하기 위한 것이다. 따라서, 이러한 제 3 대안예는 제 1 및 제 2 대안예와 동일한 결과를 또한 얻을 수 있음이 이해될 것이다.
유리하게는, 본 발명에 따르면, 단계 b) 에서 사용된 매우 정밀한 포토리소그래피의 결과로서, 상기 방법은 시계학의 분야에서 부품에 필요한 매우 높은 공차를 만족시킬 수 있는 높은 정밀도의 외부 및 가능하게는 내부 크기를 갖는 규소-기반 보디 (7) 를 만들어낼 수 있다. "내부 크기" 는, 보디 (7) 의 윤곽을 규정하는 것 이외에, 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 이 예를 들어 차후에 그 안에 부재를 수용하기 위해 단계 b) 에서 규정된 보디 (7) 에 구멍을 또한 형성할 수 있음을 의미한다. 따라서, 블라인드 리세스들 (5) 에 부가하여 형성된 수개의 관통 구멍들 (6) 이 존재할 수 있음이 이해될 것이다.
마지막으로, 상기 방법은 그럼으로써 형성된 부품 (11) 을 기재 (10) 로부터 릴리싱하는 제 3 및 최종 단계 c) 로 종결된다. 따라서, 단계 c) 는 지지 층 (2) 을 선택적으로 에칭하는 것으로 이루어질 수도 있다.
도 4 에 도시된 방법의 또 다른 변형예에 따르면, 상기 방법은, 단계 b) 와 단계 c) 사이에, 고정 수단 (9) 을 갖는 부품 (11') 을 형성하도록 기재 (10) 의 나머지의 두께에서 관통 구멍들을 형성하는 선택적인 단계 d) 를 또한 포함할 수도 있다.
기재 (10) 상에서의 각 보디 (7) 의 정확한 위치결정 때문에, 단계 d) 에서, 정확한 치수로 기재 (10) 의 층 (2) 을 에칭하는 것이 가능하다. 이러한 변형예에서, 지지 층 (2) 은 전술한 단계 b) 에서와 동일한 타입의 에칭을 사용하기 위해 바람직하게는 규소-기반형이다. 유리하게는, 이러한 단계 d) 는, 본 발명에 따르면, 도 18 을 참조하여 후술하는 바와 같이 부품 (611') 을 얻는 것을 가능하게 한다.
그러므로, 적어도 하나의 광학적 착각 패턴 (14', 614') 을 형성하는 리세스들 (5) 및 평탄한 표면 (3) 에 부가하여, 부품 (11', 611') 이 또한 부품 (11', 611') 을 부착하기 위한 적어도 하나의 고정 수단 (9, 609') 을 포함하는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 고정 수단 (9, 609') 은 풋 (foot) 또는 파이프의 형태를 취할 수도 있다.
도 6 내지 19 는 본 발명에 따른 광학적 착각 패턴을 더 잘 설명하기 위해 상기 방법에 의해 얻어지는 부품들의 예를 나타낸다. 비제한적인 예로서, 광학적 착각 패턴의 4 개의 실시형태를 설명한다.
제 1 실시형태에 따르면, 도 6, 7, 12 및 16 의 광학적 착각 패턴 (114, 214, 514 및 714) 은 따라서 적어도 두 개의 시리즈 (118, 120, 218, 220, 518, 520, 718, 720) 의 평행 세그먼트들 (119, 121, 219, 221, 519 720, 521, 719, 721) 을 형성한다. 바람직하게는, 제 1 실시형태에 따르면, 평탄할 때에 에지를 형성하는 두 개의 베벨링된 (bevelled) 표면들을 갖는 가시성 표면의 착각을 부품 (111, 211, 511, 711) 이 부여하도록, 제 1 시리즈 (118, 218, 518, 718) 의 평행 세그먼트들 (119, 219, 519, 719) 은 10 내지 170°의 각도를 이루고서 제 2 시리즈 (120, 220, 520, 720) 의 평행 세그먼트들 (121, 221, 521, 721) 과 접합된다. 예에 의하면, 도 6, 7, 12 및 16 의 광학적 착각 패턴 (114, 214, 514 및 714) 은 30 내지 35 ㎛ 의 개구없는 폭에 의해 분리된 35 내지 45 ㎛ 의 폭을 갖는 개구들을 포함할 수 있다.
제 2 실시형태에 따르면, 도 8, 13 및 15 의 광학적 착각 패턴 (314, 814 및 1114) 은 따라서, 평탄할 때에 가시성 표면이 돔형이라는 착각을 부품 (311, 811, 1111) 이 부여하도록, 적어도 하나의 시리즈 (318, 320, 818, 820, 1118) 의 만곡된 세그먼트들 (319, 321, 819, 821, 1119) 을 형성한다. 도 8 및 13 에서 볼 수 있는 제 2 실시형태의 변형예에 따르면, 표면이 평탄할 때에, 가시성 표면이 그루브를 형성하는 두 개의 돔형 표면들을 포함한다는 착각을 부품 (311, 811) 이 부여하도록, 제 1 시리즈 (318, 818) 의 만곡된 세그먼트들 (319, 819) 은 10 내지 170 도의 각도를 이루고서 제 2 시리즈 (320, 820) 의 만곡된 세그먼트들 (321, 821) 과 접합된다. 예에 의하면, 도 8, 13 및 15 의 광학적 착각 패턴 (314, 814 및 1114) 은 30 내지 35 ㎛ 의 개구없는 폭에 의해 분리된 35 내지 45 ㎛ 의 폭을 갖는 개구들을 포함할 수 있다.
제 3 실시형태에 따르면, 따라서 도 9 및 17 의 광학적 착각 패턴 (414 및 614) 은 서로에 대해 대칭적으로 배열된 적어도 하나의 시리즈 (418, 618) 의 리세스들 (419, 619) 을 형성한다. 바람직하게는, 제 3 실시형태에 따르면, 평탄할 때에 가시성 표면이 에지를 형성하는 두 개의 베벨링된 표면들을 포함한다는 착각을 부품 (411, 611) 이 부여하도록, 적어도 하나의 시리즈 (418, 618) 의 리세스들은 부품 (411, 611) 의 표면이 광학적 착각 패턴을 갖지 않는 부분 (432, 632) 에 인접하여 형성된다. 예에 의하면, 도 9 및 17 의 광학적 착각 패턴은 상기 패턴 (414, 619) 의 표면의 40% 내지 60% 를 커버링하는 리세스들 (419, 619) 을 포함할 수 있다.
도 9 및 17 에 도시된 바와 같이, 리세스들 (419, 619) 은 원형 단면을 갖고 서로 일정한 거리에 있다. 물론, 리세스들 (419, 619) 의 지오메트리 및 배치는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 원하는 효과에 따라 다를 수 있다.
제 4 실시형태에 따르면, 도 14 및 19 의 광학적 착각 패턴 (914 및 1014) 은 부품 (911, 1011) 의 주변에 배치되고 따라서 적어도 두 개의 시리즈 (918, 920, 922, 1018, 1020, 1022, 1024) 의 평행 세그먼트들 (919, 921, 923, 1019, 1021, 1023, 1025) 을 형성하고, 표면이 평탄할 때에 가시성 표면이 챔퍼링되어 있고 부품 (911, 1011) 의 표면이 광학적 착각 패턴을 갖지 않는 부분 (932, 1032) 을 에워싼다는 착각을 부품 (911, 1011) 이 부여하도록, 제 1 시리즈 (918, 922, 1018, 1022) 의 평행 세그먼트들 (919, 923, 1019, 1023) 은 제 2 시리즈 (920, 1020, 1024) 의 평행 세그먼트들 (921, 1021, 1025) 에 대해 수직하고 90 도의 각도를 이루고서 접합된다. 예에 의하면, 도 14 및 19 의 광학적 착각 패턴 (914 및 1014) 은 30 내지 35 ㎛ 의 개구없는 폭에 의해 분리된 35 내지 45 ㎛ 의 폭을 갖는 개구들을 포함할 수 있다.
부품 (911, 1011) 의 외부 측들이 각 코너에서 유사하거나 동일한 각도를 갖기 때문에 90 도의 각도가 바람직하게는 선택된다. 이는, 가시성 표면이 챔퍼링되어 있다는 착각을 만들도록 90 도의 각도가 각 코너의 각도의 함수로서 더 커질수도 또는 더 좁아질 수도 있음을 의미한다.
도 10 및 11 에 도시된 제 5 실시형태에 따르면, 광학적 착각 패턴 (1214) 은 도 10 에서 더 명확하게 볼 수 있는 바와 같이 서로에 관해 대칭적으로 배열된 적어도 하나의 시리즈 (1218) 의 리세스들 (1219) 을 형성한다. 상기 적어도 하나의 시리즈 (1218) 의 리세스들은, 표면이 평탄하고 부품 (1211) 이 단지 하나의 규소-기반 재료로 이루어질 때에, 도 11 에 도시된 바와 같이, 가시성 표면이 어둡고 또 다른 밝은 재료에 의해 경계지어진다는 착각을 부품 (1211) 이 부여하도록, 리세스를 갖지 않는 부품 (1211) 의 표면들 (1232) 에 의해 경계지어진다. 사실, 광학적 착각 패턴 (1214) 은 표면 (1232) 과 달리 반사를 제한하는 라이트 트랩과 같이 거동함이 이해될 것이다. 예에 의하면, 도 17 및 18 의 광학적 착각 패턴 (1214) 은 5 내지 9 ㎛ 의 개구없는 폭에 의해 분리된 2 내지 3 ㎛ 의 폭을 갖는 개구들을 포함할 수 있다.
제 5 실시형태의 변형예에 따르면, 부품 (1211) 은 또한, 패턴없는 표면 (1232) 과 광학적 착각 패턴 (1214) 에 의해 형성된 어두운 영역간의 콘트라스트를 추가로 개선하기 위해, 예를 들어 크롬-기반 층과 같은 반사 층으로 코팅된다.
물론, 본 발명은 도시된 예에 한정되지 않고, 당업자에게 명백한 여러 가지의 변형 및 수정이 가능하다. 특히, 광학적 착각 패턴들 (14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814, 914, 1014, 1114) 은 전술한 것들에 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 다른 실시형태들이 가능하다.
따라서, 도 18 에 도시된 제 3 실시형태의 특정 변형예에서, 광학적 착각 패턴 (614') 은 서로에 관하여 대칭적으로 배열된 적어도 하나의 시리즈 (618') 의 리세스들 (619') 을 형성한다. 도 18 에서 볼 수 있는 바와 같이, 적어도 하나의 시리즈 (618') 의 리세스들은, 평탄할 때에 가시성 표면이 에지를 형성하는 두 개의 베벨링된 표면을 포함한다는 착각을 부품이 부여하도록, 부품 (611') 의 표면이 광학적 착각 패턴을 갖지 않는 부분 (632') 에 인접하여 형성된다.
리세스들 (619') 은 절두 스퀘어-기반 피라미드 볼륨을 갖고 서로 일정하게 이격된다. 이 특정 대안예는 (100)-배향 단결정 규소 층 (1) 으로 얻어진다. 또한, 단계 b) 는 측부들이 비스듬하고 도 1 내지 3 에 도시된 바와 같이 수직하지 않은 에칭을 형성하도록 수산화칼륨 (KOH) 습식 에칭을 이용한다. 실제로, 디스크형 개구들을 제공하는 에칭 마스크에 의해서도, 습식 에칭은 스퀘어-기반 피라미드 에칭을 부여하는, (100)-배향 단결정 규소 층 (1) 의 결정학적 구조의 유닛 셀들을 따른다.
또한, 도 18 에서 볼 수 있는 바와 같이, 기재 (10) 는 실리콘-온-인슐레이터 (SOI) 타입이므로, 단결정 규소로 또한 만들어진 층 (2) 은 부품 (611') 을 부착하기 위한 수개의 풋 (609') 을 얻기 위해 예를 들어 습식 또는 건식 에칭에 의해 또한 에칭된다.
마지막으로, 앞서 제시된 5 개의 실시형태들은 서로 조합될 수 있다; 즉 수개의 상이한 패턴들이 동일한 부품에 나타날 수 있다.

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 광학적 착각 패턴 (14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 614', 714, 814, 914, 1014, 1114, 1214) 을 갖는 적어도 하나의 규소-기반 부품 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 의 제조 방법으로서,
    상기 방법은 이하의 단계들:
    a) 규소-기반 층 (1) 을 포함하는 기재 (10) 를 형성하는 단계;
    b) 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 의 윤곽을 형성하도록 상기 규소-기반 층 (1) 의 두께를 통해 적어도 하나의 구멍 (6) 을 에칭하고, 또한, 평탄한 표면이 평탄하지 않게 보이게 하는 상기 적어도 하나의 광학적 착각 패턴 (14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 614', 714, 814, 914, 1014, 1114, 1214) 을 포함하는 상기 평탄한 표면을 갖는 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 을 형성하도록 상기 규소-기반 층 (1) 의 두께에서 블라인드 리세스들 (5) 을 에칭하는 단계;
    c) 그럼으로써 형성된 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 을 상기 기재 (10) 로부터 릴리싱하는 단계
    를 포함하는, 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블라인드 리세스들 (5) 은 적어도 두 개의 시리즈의 평행 세그먼트들을 형성하고,
    상기 평탄한 표면이 에지를 형성하는 두 개의 베벨링된 (bevelled) 표면들을 포함한다는 착각을 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품이 부여하도록, 제 1 시리즈 (118, 218, 518, 718) 의 평행 세그먼트들 (119, 219, 519, 719) 은 10 내지 170°의 각도를 이루고서 제 2 시리즈 (120, 220, 520, 720) 의 평행 세그먼트들 (121, 221, 521, 721) 과 접합되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 평탄한 표면이 돔형이라는 착각을 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품이 부여하도록, 상기 블라인드 리세스들 (5) 은 적어도 하나의 시리즈 (318, 320, 818, 820, 1118) 의 만곡된 세그먼트들 (319, 321, 819, 821, 1119) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 블라인드 리세스들 (5) 은 서로에 대해서 대칭적으로 배열된 적어도 하나의 시리즈 (418, 618) 의 리세스들 (419, 619) 을 형성하고,
    상기 평탄한 표면이 에지를 형성하는 두 개의 베벨링된 표면들을 포함한다는 착각을 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품이 부여하도록, 상기 적어도 하나의 시리즈의 리세스들은 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 의 상기 평탄한 표면이 리세스를 갖지 않는 부분 (432, 632) 에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 블라인드 리세스들 (5) 은 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 의 주변에 배열되고 적어도 두 개의 시리즈의 평행 세그먼트들을 형성하고,
    상기 평탄한 표면이 챔퍼링되어 있다는 착각을 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품이 부여하도록, 제 1 시리즈 (918, 922, 1018, 1022) 의 평행 세그먼트들 (919, 923, 1019, 1023) 은 제 2 시리즈 (920, 1020, 1024) 의 평행 세그먼트들 (921, 1021, 1025) 에 대해 수직하고 각도를 이루고서 접합되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 블라인드 리세스들 (5) 은 서로에 대해서 대칭적으로 배열된 적어도 하나의 시리즈 (1218) 의 리세스들 (1219) 을 형성하고,
    상기 평탄한 표면이 두 개의 상이한 재료들에 의해 부조 (relief) 로 형성되어 있다는 착각을 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품이 부여하도록, 상기 적어도 하나의 시리즈의 리세스들은 리세스를 갖지 않는 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 의 표면들 (1232) 에 의해 경계지어지는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 블라인드 리세스들 (5) 의 깊이는 2 내지 100 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은, 단계 b) 와 단계 c) 사이에, 이하의 단계:
    d) 고정 수단 (9, 609') 을 갖는 상기 적어도 하나의 규소-기반 부품 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 을 형성하도록 상기 기재의 나머지의 두께에서 적어도 하나의 관통 구멍을 형성하는 단계
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 규소-기반 층 (1) 은 50 내지 500 ㎛ 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    단계 b) 는 이하의 페이즈들 (phases):
    e) 상기 규소-기반 층 (1) 에 개구들 (4, 8) 을 갖는 마스크 (M) 를 형성하는 페이즈로서, 적어도 하나의 관통 구멍 (6) 을 형성하도록 사용된 개구 (8) 는 상기 블라인드 리세스들 (5) 을 형성하도록 사용된 개구 (4) 보다 더 넓은, 상기 마스크를 형성하는 단계;
    f) 이방성 에칭에 의해, 상기 마스크 (M) 의 상기 개구들 (4, 8) 을 통해 상기 규소-기반 층을 에칭하는 페이즈;
    g) 상기 마스크 (M) 를 제거하는 페이즈
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    단계 b) 는 이하의 페이즈들:
    h) 적어도 하나의 관통 구멍 및 상기 블라인드 리세스들의 형상에서 개구들을 갖는 제 1 마스크를 형성하는 페이즈;
    i) 상기 적어도 하나의 관통 구멍의 형상에서만 적어도 하나의 개구를 갖는 상기 제 1 마스크상에 제 2 마스크를 형성하는 페이즈;
    j) 제 1 이방성 에칭에 의해, 상기 제 2 마스크에서 상기 적어도 하나의 개구를 통해 상기 규소-기반 층을 부분적으로 에칭하는 페이즈;
    k) 상기 제 2 마스크를 제거하는 페이즈;
    l) 상기 적어도 하나의 관통 구멍 및 상기 블라인드 리세스들을 얻기 위해, 제 2 이방성 에칭에 의해, 상기 제 1 마스크에서 상기 개구들을 통해 상기 규소-기반 층을 에칭하는 페이즈;
    m) 상기 제 1 마스크를 제거하는 페이즈
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 규소-기반 부품 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 은 단결정 규소, 도핑된 단결정 규소, 비정질 규소, 다공질 규소, 다결정질 규소, 질화규소, 탄화규소, 석영 또는 산화규소를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    수개의 규소-기반 부품들 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 이 동일 규소-기반 층 (1) 에 형성되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 규소-기반 부품 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 611', 711, 811, 911, 1011, 1111, 1211) 은 다이얼, 개구 장식, 플랜지, 베젤, 푸시-피이스, 크라운, 케이스 백 커버, 핸드, 팔찌 또는 스트랩, 링크, 클래스프 (clasp), 장식, 진동 웨이트 또는 아플리케 (applique) 의 전부 또는 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학적 착각 패턴을 갖는 규소-기반 부품의 제조 방법.
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