本發(fā)明屬于防偽技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防偽結(jié)構(gòu)及其制作和使用方法。

背景技術(shù)：

名詞解釋：電子束光刻膠又稱電子束抗蝕劑，由對電子束敏感分子和溶劑兩種主要成分組成的對電子束敏感的溶膠凝膠。對電子束敏感的分子經(jīng)電子束輻照后，在曝光區(qū)的分子能很快地發(fā)生交聯(lián)或裂解反應(yīng)，使得曝光區(qū)域的物理性能，特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化。經(jīng)適當(dāng)?shù)娜軇┨幚?，溶去可溶性部分，得到所需圖形。

防偽技術(shù)是一種用于識(shí)別真?zhèn)尾⒎乐箓卧?、變造，克隆行為的技術(shù)手段，即通過提取和識(shí)別防偽特征來防止偽造，變造，克隆等違法行為的技術(shù)措施產(chǎn)品、材料、技術(shù)裝備等。目前的防偽技術(shù)，一種設(shè)置在產(chǎn)品外部，客戶在購買之前即可看到防偽圖形，進(jìn)行防偽識(shí)別，但是這種防偽技術(shù)，由于圖形設(shè)置在商品表面，因此很容易被提取出特征點(diǎn)進(jìn)行偽造。

為此，對于某些較為貴重的商品，有些防偽技術(shù)將防偽碼放在商品包裝內(nèi)部，只有購買商品后才能看到防偽碼進(jìn)行驗(yàn)證，且防偽碼可設(shè)置激活后即失效，從而防止防偽碼被仿造。但是這類防偽碼的缺點(diǎn)在于防偽碼制造中，放入商品包裝前，工人或商業(yè)間諜可以看到防偽碼的形狀，進(jìn)而通過拍照、錄像等手段竊取防偽碼，從而造成防偽碼的泄露。

自20世紀(jì)后期以來，納米科技得到了迅猛的發(fā)展。納米科技是現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物，它涉及了量子力學(xué)、介觀物理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和電子顯微鏡等諸多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，納米科技的發(fā)展亦促進(jìn)了諸如微電子學(xué)、納米光學(xué)、生物科學(xué)等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。如今納米科技的成果已經(jīng)滲入人們的日常生活之中，例如手機(jī)中的微機(jī)電陀螺儀、計(jì)算機(jī)處理器里用于計(jì)算的晶體管等等。這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都依賴于能夠在納米尺度下非常精確地制作出所需的微納結(jié)構(gòu)。而電子束直寫技術(shù)在生產(chǎn)制備高精度、小尺寸的人工微納結(jié)構(gòu)中扮演了至關(guān)重要的角色。

電子束直寫技術(shù)是20世紀(jì)60年代從掃描電子顯微鏡基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種新型加工技術(shù)。它是在計(jì)算機(jī)控制下，利用聚焦高能電子束在涂有電子光刻膠的晶片上直接刻寫圖形的技術(shù)。電子束直寫技術(shù)所利用的儀器為電子束曝光機(jī)，電子束曝光機(jī)主要由電子光學(xué)系統(tǒng)、工件臺(tái)、圖形發(fā)生器組成。電子光學(xué)系統(tǒng)包括電子槍、束閘、光闌、電子透鏡和偏轉(zhuǎn)線圈，他們用于加速聚焦電子束斑。工件臺(tái)用于承載移動(dòng)樣品。圖形發(fā)生器用于控制整個(gè)系統(tǒng)。由于利用聚焦電子束直寫，無需掩模，電子束束斑極小的優(yōu)勢，因此可以實(shí)現(xiàn)極高的加工精度，同時(shí)種類繁多的電子光刻膠使得其加工適應(yīng)性強(qiáng)?；陔娮邮睂懠夹g(shù)的上述優(yōu)勢，其廣泛的應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、原型器件開發(fā)、光刻掩模制作。但是傳統(tǒng)的電子束直寫技術(shù)在制作大尺度微納圖形時(shí)需要耗費(fèi)大量時(shí)間，而且由于臨近效應(yīng)對微納圖形的形狀和分辨率上有很大的限制。因此開發(fā)新的加工技術(shù)對于提高電子束直寫速度、圖形分辨率具有非常實(shí)用的價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有加工技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種防偽結(jié)構(gòu)及其制作和使用方法，其在制作過程中，防偽碼為肉眼不可見的結(jié)構(gòu)，只有揭開黏貼層后，才可顯示出設(shè)置的防偽碼，從而達(dá)到了制作過程和包裝過程中保密的效果，此外本發(fā)明通過特殊的微納米加工方法實(shí)現(xiàn)了跨尺度下微納圖形的超快速、高分辨率制作并很好的避免了臨近效應(yīng)帶來的部分負(fù)面效果。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種防偽結(jié)構(gòu)，包括襯底，襯底上固定有納米線寬的封閉環(huán)壁，襯底表面固定有顯示層；顯示層的厚度不大于封閉環(huán)壁的高度；顯示層外黏貼有黏貼層。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述納米級(jí)封閉環(huán)壁為光刻膠，所述顯示層為金屬層，顯示層鍍在襯底表面。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述金屬層包括金、銀或鉑之一。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述襯底為硅片襯底、二氧化硅拋光硅片襯底，石英襯底、氟化鈣單晶襯底、氟化鎂單晶襯底、藍(lán)寶石單晶襯底或塑料襯底。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述黏貼層為膠帶、紫外固化膠、502膠水或萬能膠。

一種防偽結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下特征：

步驟一、設(shè)計(jì)防偽版圖，所述防偽版圖包括一個(gè)或一個(gè)以上的結(jié)構(gòu)圖形；

步驟二、沿所述結(jié)構(gòu)圖輪廓在襯底上固定納米級(jí)封閉環(huán)壁；

步驟三、在襯底表面蒸鍍金屬；

步驟四、在蒸鍍金屬表面黏貼粘連物。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟二的方法包括如下步驟：

a.在襯底上涂抹光刻膠；

b.使用光刻工藝將閉環(huán)上的光刻膠固化；

c.將未固化的光刻膠清除。

進(jìn)一步的改進(jìn)，包括如下步驟：

a.版圖設(shè)計(jì)，按照所需圖形輪廓繪制版圖；

b.清洗襯底，在襯底上旋涂電子光刻膠；

c.利用電子束光刻工藝將步驟a中設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)輪廓形成在步驟b中的光刻膠上，形成光刻結(jié)構(gòu)，將剩余的光刻膠清除；

d.采用真空蒸鍍工藝在步驟c所得的光刻結(jié)構(gòu)上蒸鍍金屬，得到蒸鍍結(jié)構(gòu)；

e.在蒸鍍結(jié)構(gòu)表面黏貼黏貼層。

進(jìn)一步的改進(jìn)，

對于內(nèi)部無孔結(jié)構(gòu)圖形，版圖設(shè)計(jì)時(shí)繪制圖形最外部輪廓；

對于內(nèi)部有孔結(jié)構(gòu)圖形，版圖設(shè)計(jì)時(shí)繪制圖形最外部輪廓以及孔結(jié)構(gòu)輪廓。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述電子光刻膠使用的是負(fù)性光刻膠。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述襯底包括硅片襯底、二氧化硅拋光硅片襯底、石英襯底、氟化鈣單晶襯底、氟化鎂單晶襯底、藍(lán)寶石單晶襯底或塑料襯底。

進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟d中，使用的真空蒸鍍技術(shù)為熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)。

進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟d中，當(dāng)蒸鍍的金屬為金、銀、鉑時(shí)，直接蒸鍍；

當(dāng)蒸鍍的金屬為非上述金屬時(shí)，先蒸鍍一層金或銀或鉑，再蒸鍍目的金屬。

進(jìn)一步的改進(jìn)，使用防偽結(jié)構(gòu)時(shí)，通過剝離工藝將步驟d中多余的金屬剝離；

即黏貼層為膠帶時(shí)，將膠帶緊緊粘貼在步驟d蒸鍍的金屬上，并擠出空氣，最后將膠帶從邊緣剝離；

即黏貼層為紫外固化膠時(shí)，將步驟d得到的蒸鍍結(jié)構(gòu)固定且露出蒸鍍有金屬一面，涂抹紫外固化膠至全覆蓋蒸鍍結(jié)構(gòu)蒸鍍有金屬的一面，然后紫外燈照射30分鐘以上，最后從邊緣剝離紫外固化膠；

黏貼層為普通膠水時(shí)，將步驟d得到的蒸鍍結(jié)構(gòu)固定且露出蒸鍍有金屬一面，涂抹普通膠水至全覆蓋蒸鍍結(jié)構(gòu)蒸鍍有金屬的一面，等待普通膠水凝固，最后從邊緣剝離上述普通膠水。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述普通膠水包括502膠水和萬能膠。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述結(jié)構(gòu)圖形的尺寸跨度為30nm～1mm。

一種防偽結(jié)構(gòu)的使用方法，所述防偽結(jié)構(gòu)包括襯底，襯底上固定有納米級(jí)封閉環(huán)壁，襯底表面固定有顯示層；顯示層的高度不高于封閉環(huán)壁的高度；顯示層外黏貼有黏貼層；揭掉黏貼層，黏貼層將封閉環(huán)壁外部的顯示層黏貼分離，保留封閉環(huán)壁內(nèi)部的顯示層，從而顯示出防偽圖案。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)例的工藝流程示意圖；圖1中1-1是電子束，1-2是光刻膠，1-3是襯底，1-4是曝光后的光刻膠，1-5與1-6為金，1-7為紫外固化膠；圖1-1是在電子光刻膠上曝光圖案，圖1-2是顯影以后的結(jié)構(gòu)，圖1-3是樣品蒸鍍金以后的示意圖，圖1-4是利用紫外固化膠剝離多余的金，圖1-5是金剝離以后的示意圖，圖1-6是刻蝕完曝光的光刻膠示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)例的利用紫外固化膠剝離金示意圖；a為剝離前，b、c為剝離時(shí)，d為剝離后，e、f為樣品實(shí)例的剖面掃描電子顯微鏡照片。

圖3為本發(fā)明所制作的樣品掃描電子顯微鏡照片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

在下面的描述中闡述了更多的具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

實(shí)施例1

防偽結(jié)構(gòu)的制作方法如下：

(1)利用軟件設(shè)計(jì)電子束直寫版圖，設(shè)計(jì)版圖時(shí)，僅設(shè)置圖形邊緣為曝光區(qū)域。例如制作圖形為圓盤，則版圖只設(shè)置圓盤最外圍的輪廓圓環(huán)為曝光區(qū)域。

(2)利用勻膠機(jī)在300nm二氧化硅拋光硅片上旋涂一層100nm厚的氫倍半硅氧烷(hydrogensilsesquioxane，hsq)，轉(zhuǎn)速為4000r/min。為確保hsq的曝光品質(zhì)，在旋涂完hsq，立即將樣品放入電子束曝光機(jī)中。在曝光過程中電子束直寫工藝使用的加速電壓為30kv、劑量為15nc/cm。曝光后的樣品在鹽顯影液(1％naoh+4％nacl去離子水溶液)中顯影60s，顯影溫度為23℃。顯影以后使用去離子水清洗樣品60s。然后再用異丙醇(isopropanol,ipa)浸泡樣品30s。最后將樣品放置在勻膠機(jī)上，以3000r/min的轉(zhuǎn)速將樣品干燥。

(3)進(jìn)一步的，利用電子束蒸發(fā)機(jī)在上一步獲得的hsq結(jié)構(gòu)中沉積30nm金膜。為得到品質(zhì)良好的金膜，真空室氣壓需要預(yù)抽至5×10^-7torr，工作氣壓維持在5×10^-6torr以下，沉積速率為

(4)進(jìn)一步的，將紫外固化膠倒在蒸有金膜的樣品上，靜止60s，紫外固化膠厚度為3mm。將上述樣品使用紫外燈照射30min。待紫外固化膠固化以后，使用鑷子將固化膠從邊緣慢慢的撕下。

(5)進(jìn)一步的，將剝離后的樣品用氧等離子體處理，將殘余的紫外固化膠處理干凈。然后再把樣品用1％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氟酸(hf)溶液將曝光后的hsq刻蝕干凈，刻蝕溫度為23℃，刻蝕時(shí)間60s?？涛g完hsq以后，使用去離子水清洗60s。最后使用勻膠機(jī)旋轉(zhuǎn)干燥樣品。

如圖3所示為本發(fā)明所制作的樣品掃描電子顯微鏡照片，明顯可知的本專利的工藝可以用于制作尺寸更大的防偽結(jié)構(gòu)。

以上參考附圖對本申請的發(fā)明實(shí)例做了詳細(xì)的介紹，只是針對該發(fā)明的具體說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員預(yù)知的變形均處于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。