(57)【要約】【課題】  物理的複製困難関数（ＰＵＦ）を具体化する製品を提供すること。【解決手段】  本発明は、ＰＵＦを具体化する製品に向けられる。そのような製品を製造するための、「決定論的」凹凸を備えた１つの表面を有する材料に依拠する方法が開示される。この方法は、表面の凹凸によりトラップされ得るような寸法にされた粒子をさらに用いる。一般に、この方法は、ＰＵＦを形成するパターンを得るように、粒子（２０）を材料表面（１２）上にランダムに堆積させて、その凹凸（１４）によりトラップさせることを可能にする。結果として生じるＰＵＦは、粒子の全般的なパターン及び位置が既知なので、読出しが容易になる。（所与のタイプの）粒子の充填レベルのみがランダムである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理的複製困難関数又はＰＵＦを具体化する製品（１５）を製造するための方法（Ｓ２０−Ｓ４０）であって、
１つの表面（１２）に決定論的凹凸（１４）を有する材料（１０）と、前記凹凸においてトラップされ得る粒子（２０）とを準備するステップと、
前記ＰＵＦを得るように、前記粒子を前記表面上にランダムに堆積させ（Ｓ４０）て、前記凹凸（１４）においてトラップさせる（Ｓ５０）ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記準備するステップが、好ましくは水である液体中のコロイド懸濁液として前記粒子を準備するステップを含み、
前記粒子をランダムに堆積させるステップが、前記凹凸を有する前記表面に前記液体を塗布するステップ（Ｓ２０）を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
準備される前記材料の前記表面凹凸、前記粒子及び前記液体は、前記粒子が前記表面において毛管力（Ｆｃ）を受けるように選択され、前記粒子及び前記凹凸の両方の特性寸法は、好ましくはマイクロメートルのオーダーである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記粒子をランダムに堆積させる前記ステップが、
蓋（４０）を用いて、前記液体の層（３０）を、前記凹凸を有する前記表面に対して維持することにより、前記液体を前記表面（１２）に塗布するステップであって、これにより前記液体のメニスカス（３２）が前記表面（１２）と前記蓋の一端（４１）との間に規定される、ステップと、
前記規定されたメニスカスのレベルにおける前記液体の蒸発速度（Ｓ３０）に従って前記蓋又は前記表面を移動させるステップ（Ｓ２０）であって、前記液体が好ましくは加熱される、ステップと
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記準備される液体が、前記表面において前記メニスカスにより形成される接触角に影響を与える界面活性剤をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記準備するステップが、異なるタイプの粒子を準備するステップを含み、前記異なるタイプの粒子は、好ましくは、異なるそれぞれの色を有する、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記準備するステップが、前処理された表面凹凸を有する材料（１０）を準備するステップ（Ｓ１０−Ｓ１４）を含む、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記準備される決定論的な表面凹凸が、２Ｄアレイ（１６）を形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記準備される決定論的な表面凹凸が、開放コーナー（１７）のアレイ（１６）を形成する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記準備される粒子が、各々が蛍光染料を含むビーズ（１７）であり、前記粒子は好ましくはポリスチレンビーズである、請求項１から請求項９までに記載の方法。
【請求項１１】
プレポリマー（１０’）を型（５）の中で成形し、前記プレポリマーを重合して（Ｓ１２）前記表面凹凸を有する前記材料（１０）を形成する、先行ステップ（Ｓ１０−Ｓ１４）をさらに含み、前記材料は好ましくはＰＤＭＳである、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記堆積された粒子を固定するステップをさらに含む、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
準備される前記材料の前記表面が凹凸の集合を有し、前記凹凸の集合は、前記集合の、粒子がそこにトラップされた凹凸が、照明されたときに、前記集合の、そこに粒子がトラップされていない凹凸によって生成される散乱パターンとは実質的に異なる散乱パターンを生成するように設計される、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の方法により得られる、ＰＵＦを具体化する製品。
【請求項１５】
請求項１４に記載の製品のチャレンジ−レスポンス評価を行うための方法であって、
請求項１４に記載の前記製品を準備するステップと、
前記表面の前記決定論的凹凸に堆積された粒子を有する前記製品の前記表面に刺激を与えて（Ｓ１００）、レスポンスを得るステップ（Ｓ１１０）と、
前記決定論的凹凸に従って前記レスポンスを読み取るステップ（Ｓ１２０）と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、物理的複製困難関数の分野並びにそのような関数を具体化する製品の製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物理的複製困難関数（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｎｃｌｏｎａｂｌｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）（物理的に複製が不可能な関数（Ｐｈｙｓｉｃａｌｌｙ  Ｕｎｃｌｏｎａｂｌｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ又は短縮してＰＵＦとも呼ばれる）は、物理構造において具体化される関数であり、これは、評価することは容易であるが、完全に特徴付けることは困難である。例えば適切な紹介としては非特許文献１を参照されたい。この概念は、既に９０年代初頭には用いられていた。例えば特許文献１を参照されたい。典型的には、ＰＵＦを含む構造は、その構造の製造中に導入された、完全には制御することができないランダム成分を有する。従って、ＰＵＦを具体化した構造に物理的刺激（チャレンジ）を適用すると、そのランダム成分に起因して、完全に予測することは不可能な結果が得られる（レスポンス）。しかしながら、この結果は（理想的には無限に）再現可能である。従って、所与のチャレンジとそのレスポンスとを合わせて、一意のチャレンジ−レスポンス対が形成される。例えば、亀裂の入った又は粗い表面に対して、一意の散乱パターンを生成する入射光線によるチャレンジを適用することができる。本質的に同じプロセスにより製造された２つのＰＵＦが、相異なるチャレンジ−レスポンス挙動を有することになる。これは、チャレンジと構造のランダム成分との複雑な相互作用の結果としてもたらされるものである。この相互作用を正確にモデル化することは実際には不可能であると見なされる。従って、ＰＵＦは複製困難であると言われる。
【０００３】
異なるランダム性の源に依拠することができる。その点で、ランダム性が外因的に導入されるＰＵＦと、物理系の内因的なランダム性を用いるＰＵＦとの間で区別することができる。
【０００４】
例えば、マイクロ電子半導体チップは、その製造プロセスにおける小さな変動に起因する詳細な電子的特性に内在する、内因的ランダム性を特徴とし、例えば、シリコンＰＵＦは、ワイヤ及びゲートの遅延における内因的なランダム変動を利用する。有利な点は、スケールの縮小及びＩＣの集積化の可能性である。より問題となる点は、典型的な長期的ドリフト及び読取りの再現性である。
【０００５】
外因的なランダム性を用いるＰＵＦの例は、光学的ＰＵＦ及びコーティングＰＵＦである。光学的ＰＵＦは、例えば、光散乱粒子をドープした透明材料から得ることができる。材料を照明したときに、ランダムかつ一意の散乱パターンが生成される。例えば、非特許文献２を参照されたい。
【０００６】
コーティングＰＵＦもまた公知であり、それらは、例えば、ＩＣの上部層において、くし形構造により規定される空間を誘電体粒子でランダムにドープした不透明材料によって充填することにより構築することができる。例えば、非特許文献３を参照されたい。
【０００７】
一般に、外因的ＰＵＦは、高い再現性及び容易な読取りを可能にするが、マーカを組み込むことが難しい場合が多く、サイズの拡大縮小性が限定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０５８３７０９号（Ａ１）明細書
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ〈ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｐｈｙｓｉｃａｌｌｙ＿ｕｎｃｌｏｎａｂｌｅ＿ｆｕｎｃｔｉｏｎ〉
【非特許文献２】Ｒ．Ｐａｐｐｕ、Ｂ．Ｒｅｃｈｔ、Ｊ．Ｔａｙｌｏｒ、及びＮ．Ｇｅｒｓｈｅｎｆｅｌｄ、「Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｏｎｅ−Ｗａｙ  ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ」、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２００２年９月、第２９７巻（５５８９）、ｐ．２０２６−２０３０〈ｈｔｔｐ：／／ｄｘ．ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１２６／ｓｃｉｅｎｃｅ．１０７４３７６〉
【非特許文献３】Ｂ．Ｓｋｏｒｉｃ、Ｓ．Ｍａｕｂａｃｈ、Ｔ．Ｋｅｖｅｎａａｒ、及びＰ．Ｔｕｙｌｓ、「Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｕｎｃｌｏｎａｂｌｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ」、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、２００６年７月、第１００巻、第２号、ｐ．０２４９０２〈ｈｔｔｐ：／／ｄｘ．ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０６３／１．２２０９５３２〉
【非特許文献４】Ｍａｌａｑｕｉｎ他、Ｌａｎｇｍｕｉｒ、２００７年、第２３巻、ｐ．１１５１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の各々の事例において、内因的又は外因的なランダム性は、それぞれの一意のチャレンジ−レスポンス対を有するＰＵＦを生成するために利用される。そのような関数は、例えば偽造防止及び暗号の用途での使用にとって重要である。あいにく、ＰＵＦのランダム性成分は、経時的にドリフト又は劣化することがある。
【００１１】
より一般的には、ＰＵＦの読出しは、経時的な劣化又はドリフト及び／又はある種の固有の難点のため、困難となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
１つの実施形態において、本発明は、物理的複製困難関数又はＰＵＦを具体化する製品を製造するための方法を提供し、この方法は、１つの表面に決定論的凹凸を有する材料と、その凹凸においてトラップされ得る粒子とを準備するステップと、ＰＵＦを得るように、粒子を表面上にランダムに堆積させて、凹凸においてトラップさせるステップとを含む。
【００１３】
他の実施形態において、本方法は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。
・準備するステップは、好ましくは水である液体中にコロイド懸濁液として粒子を準備するステップを含み、粒子をランダムに堆積させるステップは、凹凸を有する表面に液体を塗布するステップを含む。
・準備される材料の表面凹凸、粒子及び液体は、粒子が表面において毛管力を受けるように選択され、粒子及び凹凸の両方の特性寸法は、好ましくはマイクロメートルのオーダーである。
・粒子をランダムに堆積させるステップは、蓋を用いて、液体の層を、凹凸を有する表面に対して維持することにより、液体を表面に塗布するステップであって、これにより液体のメニスカスが表面と蓋の一端との間に規定される、ステップと、規定されたメニスカスのレベルにおける液体の蒸発速度に従って蓋又は表面を移動させるステップであって、液体が好ましくは加熱される、ステップとをさらに含む。
・準備される液体は、表面においてメニスカスにより形成される接触角に影響を与える界面活性剤をさらに含む。
・準備するステップは、異なるタイプの粒子を準備するステップを含み、異なるタイプの粒子は、好ましくは、異なるそれぞれの色を有する。
・準備するステップは、前処理された表面凹凸を有する材料を準備するステップを含む。
・準備される決定論的な表面凹凸は、２Ｄアレイを形成する。
・準備される決定論的な表面凹凸は、開放コーナーのアレイを形成する。
・準備される粒子は、各々が蛍光染料を有するビーズであり、粒子は、好ましくはポリスチレンビーズである。
・本発明の方法は、プレポリマーを型の中で成形し、プレポリマーを重合して表面の凹凸を有する材料を形成する、先行ステップをさらに含み、材料は好ましくはＰＤＭＳである。
・本発明の方法は、堆積された粒子を固定するステップをさらに含む。
・準備される材料の表面は、凹凸の集合を有し、凹凸の集合は、集合の、粒子がそこにトラップされた凹凸が、照明されたときに、集合の、そこに粒子がトラップされていない凹凸によって生成される散乱パターンとは実質的に異なる散乱パターンを生成するように設計される。本発明は、別の態様によれば、本発明による方法の実施形態に従って得られる、ＰＵＦを具体化する製品に向けられる。
【００１４】
最後の態様によれば、本発明は、本発明による製品のチャレンジ−レスポンス評価を行うための方法に向けられたものであり、本方法は、本発明による製品を準備するステップと、表面の決定論的凹凸に堆積された粒子を有する製品の表面に刺激を与えて、レスポンスを得るステップと、決定論的凹凸に従ってレスポンスを読み取るステップとを含む。
【００１５】
ここで、本発明を具体化する製品及び方法を、非限定的な例により、及び、添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態におけるＰＵＦを具体化する製品を製造するための方法の概略図である。
【図２】実施形態おける、例えば図１の方法、及びそれに応じて得られるＰＵＦのチャレンジ−レスポンス評価の両方を実施するための実験セットアップの図である。
【図３】実施形態による、水中に懸濁され、ＰＤＭＳ表面上に堆積された〜１μｍのポリスチレン粒子の顕微鏡画像である。
【図４】実施形態による、堆積されてコーナーアレイ内にトラップされた蛍光ポリスチレン球体を示す、明視野光学顕微鏡画像である。
【図５】図４の堆積されたポリスチレン球体について得られた蛍光顕微鏡画像（チャンネル・オーバーレイ）のグレースケール版の陰画である。
【図６】実施形態において得られるＰＵＦに入射光線によるチャレンジが適用され、一意の散乱パターンを生成している様子を示した概略図である。
【図７】プレポリマーを成形して重合し、図１又は図２の方法の実施に適した表面を有する材料を形成するステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の説明の序論として、ＰＵＦを具体化する製品に向けられる、最初に本発明の一般的な態様に注目する。そのような製品を製造するための方法は、まず何よりも、「決定論的」な凹凸、すなわち先行事象又は自然法則が原因となって決定される凹凸を備えた１つの表面を有する材料に依拠する。この方法は、表面の凹凸にトラップされ得るように構成された粒子をさらに用いる。一般に、この方法は、ＰＵＦを形成するパターン付けされた材料表面を得るように、粒子を材料表面上にランダムに堆積させて、その材料表面の凹凸においてトラップさせることを可能にする。理解できるように、その結果得られるＰＵＦは、その表面について有している（部分的な）知識により、すなわちその決定論的な側面により、読出しがより容易になる。例えば、粒子の一般的なパターン及び位置は前もって知ることができ、（所与のタイプの）粒子の充填レベルのみがランダムである。
【００１８】
そのような方法の例が図１に示される。まず、この方法は、１つの表面１２が決定論的凹凸１４を有するポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などの材料１０を準備することを含む。ポリスチレン（ＰＳ）ビーズなどの粒子２０が、例えばコロイド懸濁液として、さらに準備される。このような粒子は、前述の凹凸においてトラップされ得るように選択される。典型的には、それらの特性寸法は、図１中の拡大図で示されているように、凹凸より小さいか又はそのオーダーである。次いで、粒子は、表面１２上にランダムに堆積され（Ｓ４０）、表面１２の凹凸１４のうちのいくつかにおいてトラップされる（Ｓ５０）。それに応じて得られた堆積された粒子のパターンが、ＰＵＦを形成する。上記のように、このパターンは部分的には決定論的であり、その一方で、粒子による占有確率はランダム成分を保つ。
【００１９】
上でも述べたとおり、粒子は、例えば水などの液体３０の中のコロイド懸濁液として準備されることが好ましい。従って、液体を表面に塗布すること（Ｓ２０）によって、粒子を容易に表面上にランダムに堆積させることが可能である。液体中での粒子のランダムな分散が、最終的にランダムな充填を保証することになる。それよりも実用性が低い異なる形態は、粒子を表面凹凸に機械的に分配すること、例えばスパッタリングすることから成るものとすることができる。
【００２０】
好ましくは、粒子及び液体は、堆積中に粒子が表面において毛管力（図１においてＦｃにより示される）を受けるように選択される。その点で、粒子及び凹凸の特性寸法は、典型的にはマイクロメートルのオーダーである。従って、凹凸における粒子のトラップは、部分的には毛管力によって補助することができる。異なる形態において、粒子は、その運動量によってトラップされる。その他の異なる形態において、凹凸対粒子のそれぞれのコンホメーションにより、粒子が凹凸においてトラップされることが可能になる。粒子は、実際には当該凹凸、例えば表面の穴よりもわずかに大きくてもよいが、但し、粒子が変形可能であって、凹凸に到達したときに粒子が十分な運動量を有するか、又は、十分な力、例えば毛管力が粒子に印加されるということを条件とする。後者のシナリオが好ましく、以下、後者のシナリオを仮定する。
【００２１】
その点で、毛管で補助される堆積プロセスを達成するための１つの方法は、蓋４０を用いて液体の層３０を表面に対して維持することにより、液体３０を表面１２に塗布することである。メニスカス３２が、それに応じて表面１２と蓋４０の一端４１との間に形成されることになる。メニスカスは、空気と液体との界面であり、そこで、液体は実験の幾何学的形状及び熱力学的条件によって決まる速度で蒸発しようとし（ステップＳ３０）、その結果としてメニスカスが後退する。図１中の拡大図で示されるように、メニスカス３２は、後退するときに界面近くの粒子に対してさらに圧力を及ぼし（例えば、非特許文献４を参照されたい）、そのことにより粒子を凹凸においてトラップさせる。
【００２２】
興味深いことに、毛管力、及び、ひとたび粒子がトラップされると生じる閉じ込め力は、両方とも強い短距離力である。従って、これらは、少なくとも図１のような状況においては、高度に正確な堆積粒子パターンを結果として生じさせる。毛管力は、短時間の間だけ、すなわち、図１の拡大図に示されるように、メニスカスが後退するときの毛管崩壊（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｂｒｅａｋｕｐ）に対応する間だけ、作用する。
【００２３】
表面におけるメニスカスの接触角を、例えば都合の良い液体及び／又は界面活性剤を選択することによって適切に調整することにより、より良好な性能をさらに達成することができる。界面活性剤は、界面活性分子である。低濃度では、界面活性分子は、空気と水との界面に存在する可能性が高く、そこで表面張力を低下させる。ＣＭＣ（臨界ミセル濃度）に達すると、界面活性剤は、さらにミセルを形成し始める。界面活性分子は、通常、親水性の頭部基と疎水性の尾部基（長いアルキル鎖）とを有する。親水性頭部基は、カチオン性、アニオン性、又は非イオン性とすることができる。イオン性（及びその電荷）又は非イオン性の界面活性剤を用いるか否かは、コロイド系に依存し得る。界面活性剤は、コロイド粒子の凝集及び沈殿を生じさせないように選択されることが好ましい。場合よっては、界面活性剤の混合物が有利である。有用な濃度は、大部分はｍＭの範囲であるが、かなり多様であり得る。界面活性剤を用いることにより、接触角がより小さい値になるように調整することができ、その結果、表面上へのメニスカスの突出をできるだけ大きくして、図示されているように、対応する力が垂直方向下向きの成分を有するようにすることができる。
【００２４】
粒子及び凹凸の相対的な寸法、液体中の粒子の濃度、粒子及び液体の性質は、試行錯誤プロセスによって調整することができる。適切な例を以下に示す。
【００２５】
この原理に従い、蓋又は表面をメニスカス３２のレベルにおける液体の蒸発速度に従って移動させること（ステップＳ２０）によって、表面１２全体をパターン付けすることができる。その点で、図３は、パターン付けされたＰＤＭＳ表面上に堆積された粒子の顕微鏡画像を示す。ここでは、粒子は、水中に懸濁された〜１μｍのＰＳ粒子である。既にアレイ１６上に堆積された粒子２０は、メニスカス３２の左側で見ることができる。右側では、粒子はまだ水３０の中に懸濁している。
【００２６】
このプロセスは、プロセスを加速するために、動作中に液体を加熱することによって補助することができることに注目されたい。
【００２７】
用いられる粒子は、後でチャレンジ・ステップ中に利用することができる異なるランダム性の軸を可能にする、異なるタイプのものであることが有利である。例えば、粒子は、異なる色を有するものとすることができる。従って、所与の色の粒子が、凹凸をランダムに充填する（凹凸は色選択性ではない）。
【００２８】
図２は、上述のような方法を実施することを可能にする毛管補助式粒子アセンブリ器具を示す。この器具は、
・電動式並進ステージ６２を駆動するためのステッパモータ６１と、
・ステージ６２の上の、プロセスを熱的に補助するための流体入力６３’及び出力６３’’を備えた熱交換器６３と
を含み、
・ペルティエ素子６４、すなわち装置の一方の側から他方の側に熱を伝達する固体ヒートポンプがさらに設けられ、
パターン付けされる材料１０がペルティエ素子の上に置かれ、図１を参照して説明されるように、その上にコロイド懸濁液２０、３０が蓋４０（すなわち、単なる閉込めスライド）によって塗布され、維持される。ガイドされたスライドホルダ（図示せず）が、蓋の移動を可能にする。
・プロセス監視用の光学顕微鏡６５、並びにカメラ６６（接触角測定用）をさらに設けることができる。
【００２９】
特定の実施形態において、ＰＵＦは、〜１μｍの蛍光ビーズを、図４に示されるように上部が開放されたコーナー１７である凹凸のアレイ１６内に毛管堆積することによって製作される。結晶格子と同様に、その他のタイプのアレイ／凹凸を毛管堆積用に用いることができる。コーナーアレイは、所与の間隔及びパターンを有し、例えば、並進ベクトルａを有する平方格子であり、
【数１】
2013539874.tif 000003
である。｜ａ｜をさらに調整して、その後の散乱パターンを最適化する（例えば、読取りにおけるクロストークを最小化する）ことができる。毛管アセンブリに用いられるコロイドは、異なる（蛍光）色のビーズの混合物を含む。凹凸へのビーズの堆積は、高い歩留まりを得るように設計することができる。けれども、ビーズの色についての選択性はない。従って、堆積の結果として、図５に示されるように、異なる色のビーズがテンプレート上にランダムに配置される。ビーズは小さすぎて、多数を対応可能な時間で「手動で」配置することはできないので、結果として生じるビーズアレイは複製困難である。
【００３０】
チャレンジ・ステップは、図６に示されるように、例えばビーズアレイのＵＶ／Ｖ照明によって実行され、各ビーズは、その対応する蛍光色を発することで応答する。そのような特徴付け技術それ自体は知られており、基本的には、パターン付けされた表面を照明して（ステップＳ１００）散乱パターンを得、この散乱パターンをいずれかの適切なカメラで収集する（ステップＳ１１０）。得られた着色スポットのパターンは、本質的に複製困難である。このＰＵＦは、ビーズのパターン及び位置が既知なので、読出し（ステップＳ１２０）が容易である。この事例では、ビーズの色だけがランダムである（充填確率は〜１と仮定する）。ところで、ビーズの位置はテンプレートを通じて決定されるので、自動認識（ステップ１２０）を支援する調整グリッド又は位置合わせ構造部などのような固定構造部をチャレンジ・ステップに都合良く挿入することができる。換言すれば、この「固定構造部」は、凹凸の決定論的性質を反映する。より一般的には、製品のパターン付けされた表面は、一意のレスポンスを得るように刺激されることになり、次にこの一意のレスポンスを前述のチャレンジ−レスポンス原理に従って読むことができる。この事例では、レスポンスを読み出すことを、表面について有している部分的な知識により、すなわちその決定論的な側面により、容易にすることができる。前述のように、自動認識を支援するために調整グリッド又は位置合わせ構造部などのような固定構造部を有利に利用することができ、それにより、レスポンスの解釈が容易になる。例えば、標準的なリソグラフィ用途で知られた位置合わせ構造部のような構造部を用いることができる。また、小型化されたロゴ及びコード（例えば、フィールド番号、座標．．．）も可能である。これは、例えば、表面の亀裂に依拠するガラス・ベースのＰＵＦでは不可能である。例えば光散乱に基づく、チャレンジ−レスポンス評価プロセスは、それ以外はそれ自体が公知である。
【００３１】
異なる形態において、ＰＵＦは、アレイのような事前定義されたパターンに基づき、その凹凸が決定論的ではないか又は上記の例よりも決定論的ではない表面上でのビーズのランダムな堆積を可能にすることにより、生成することもできる。例えば、表面の特徴（例えば、デフォルト）は、ある程度まで、例えば統計的に決定することができる。しかしながら、このような事例では、チャレンジ／レスポンスは、おそらく、より問題をはらんだものとなる。すなわち、低いビーズ密度／濃度では、ビーズは低いレスポンス数を生成することになり（これは、より広い面積及び／又はより長い読出し時間を必要とする）、他方、高濃度では、ビーズは互いに近接して堆積して、読出しをより困難にするか、さらには不可能（クロストーク）にする。従って、都合の良い表面は、合理的に事前定義された凹凸を有するべきであることが理解される。実用的な解決法は、所定の堆積粒子パターンを結果として生じる（すなわち、トラップサイトの単なるランダムな位置を越えた順序付けパラメータが提供される）、前処理された表面、又は好ましいサイトを提供する表面に依拠することである。
【００３２】
本発明の実施形態の実行に際して、以下の利点が一般に求められる。
・光学的な読取り及び走査は、統計的である半導体関連ＰＵＦとは対照的に、本質的に決定論的であること。
・経時的な劣化は低いことが想定され、半導体関連ＰＵＦの場合のようなドリフトは本質的に存在しないこと。
・付随的に、読取りは、より小さいが確実に復元可能なコアビットまで圧縮する誤り訂正コードによって強化することができる。
【００３３】
付加的なセキュリティ特徴として、アセンブリサイトのパターンは、例えばレーザーなどの光源で照明したときに特性回折パターンを形成するように設計することができる。アセンブリサイトは、例えば、空のサイトと充填されたサイトとが異なるパターンを生成するような方式で設計することができる。次にこれを用いて、ビーズがアセンブルされたのか否か、単に蛍光インクが対照イメージを生成しているのではないか否かを検証することができる。さらに、粒子は、一意の（指紋）スペクトルを発する量子ドットで修飾することができる。
【００３４】
好ましくは、直径１μｍの蛍光（赤、緑、及び青）ポリスチレン（ＰＳ）ビーズが、長さ２μｍ、幅１μｍ、及び高さ〜１μｍのコーナー内に、前述のように、毛管アセンブリによってアセンブルされる。コーナーパターンがビーズの位置を決定するが、アセンブリプロセスはビーズの色に対して選択性ではない。従って、ランダムな色パターンを生成することができる。
【００３５】
コーナーパターンは、図７に示されるように、構造化されたシリコンの原型からポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）内又はポリマーレジスト内に（ナノインプリントリソグラフィにより）成形することができる。例えば、ＰＤＭＳプレポリマー１０’を、重合（Ｓ１２）及び取り出し（Ｓ１４）に先立って、型５内で成形することができる（ステップＳ１０−Ｓ１２）。そのような成形技術はそれ自体が公知である。重合された形状は、上述のようなＰＵＦの製造に適した材料を提供する。コーナーパターンは、それ以外に、いずれかの種類のリソグラフィ又は成形法に使い易いいずれかの材料（ポリマー、ガラス、半導体、金属、金属酸化物）を用いて形成することができる。次いで、そのような材料に表面処理剤を施して、毛管アセンブリに必要な濡れ特性を達成することができる。
【００３６】
毛管堆積後には、理想的には図４のように各コーナー内に１つのＰＳビーズが存在する。ビーズの蛍光色２０’、２０’’、２０’’’は、蛍光顕微鏡下で観察することができる（グレースケール画像の陰画が描画されている図５に示されるように）。なお、３つの色（ＲＧＢ蛍光）と、わずか１００個のアセンブリサイトとを用いることで、既に５．１５３７８×１０４７の代替的アセンブリが結果として生じる（サイト毎に１個の粒子と仮定する）。代わりに、単一の種類の粒子に依拠するが、堆積プロセスを調整して充填確率が１／２に達するようにすると、１．２６７６５×１０３０の代替的構成が結果として生じる。
【００３７】
粒子堆積のステップの後に、粒子を固定するためのいずれかの都合の良いステップを続けることができる（例えば、光学的に不活性な追加層を適用する）。
【００３８】
最後に、本発明は、上述の方法のいずれかにより得られる、ＰＵＦを具体化する製品に向けられる。
【００３９】
本発明を特定の実施形態に関して説明したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができること、及び、均等のもので置き換えることができることが理解されるであろう。さらに、その範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるように多くの修正を行うことができる。従って、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を包含することが意図される。例えば、プロセスは、経時的な組成又はその濃度を変更することにより、又は、材料に沿った表面１２の決定論的な側面を調節することにより、動的に（又は空間的に）調節することができる。例えば、いくつかの孤立した凹凸を設けることができ、又は、アレイを表面に沿って変化させることができる（１つは正方形、もうひとつは矩形、等）。これは、特定のタグ又は識別子を提供するのに有用であり得る。例えば、所与の会社、その所与の製品のクラス等の署名である特定の凹凸の前処理を施すことができる。
【符号の説明】
【００４０】
５：型
１０：材料
１０’：プレポリマー
１２：表面
１４：凹凸
１５：ＰＵＦを具体化する製品
１６：アレイ
１７：コーナー
２０：粒子
３０：液体
３２：メニスカス
４０：蓋
４１：蓋の一端
６１：ステッパモータ
６２：電動式並進ステージ
６３：熱交換器
６３’：流体入口
６３’’：流体出口
６４：ペルティエ素子
６５：光学顕微鏡
６６：カメラ
Ｆｃ：毛管力
【図１】
2013539874.tif 000004
【図２】
2013539874.tif 000005
【図３】
2013539874.tif 000006
【図６】
2013539874.tif 000007
【図７】
2013539874.tif 000008
【図４】
2013539874.tif 000009
【図５】
2013539874.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月25日(2013.3.25)
【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】
物理的複製困難関数を具体化する製品（１５）を製造するための方法であって、
１つの表面（１２）に決定論的凹凸（１４）を有する材料（１０）と、前記凹凸においてトラップされ得る粒子（２０）とを準備するステップと、
前記ＰＵＦを得るように、前記粒子を前記表面上にランダムに堆積させ（Ｓ４０）て、前記凹凸（１４）においてトラップさせる（Ｓ５０）ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記準備するステップが、好ましくは水である液体中のコロイド懸濁液として前記粒子を準備するステップを含み、
前記粒子をランダムに堆積させるステップが、前記凹凸を有する前記表面に前記液体を塗布するステップ（Ｓ２０）を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
準備される前記材料の前記表面凹凸、前記粒子及び前記液体は、前記粒子が前記表面において毛管力（Ｆｃ）を受けるように選択され、前記粒子及び前記凹凸の両方の特性寸法は、好ましくはマイクロメートルのオーダーである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記粒子をランダムに堆積させる前記ステップが、
蓋（４０）を用いて、前記液体の層（３０）を、前記凹凸を有する前記表面に対して維持することにより、前記液体を前記表面（１２）に塗布するステップであって、これにより前記液体のメニスカス（３２）が前記表面（１２）と前記蓋の一端（４１）との間に規定される、ステップと、
前記規定されたメニスカスのレベルにおける前記液体の蒸発速度（Ｓ３０）に従って前記蓋又は前記表面を移動させるステップ（Ｓ２０）であって、前記液体が好ましくは加熱される、ステップと
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記準備される液体が、前記表面において前記メニスカスにより形成される接触角に影響を与える界面活性剤をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記準備するステップが、異なるタイプの粒子を準備するステップを含み、前記異なるタイプの粒子は、好ましくは、異なるそれぞれの色を有する、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記準備するステップが、前処理された表面凹凸を有する材料（１０）を準備するステップ（Ｓ１０−Ｓ１４）を含む、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記準備される決定論的な表面凹凸が、２Ｄアレイ（１６）を形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記準備される決定論的な表面凹凸が、開放コーナー（１７）のアレイ（１６）を形成する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記準備される粒子（２０）が、各々が蛍光染料を含むビーズであり、前記粒子は好ましくはポリスチレンビーズである、請求項１から請求項９までに記載の方法。
【請求項１１】
プレポリマー（１０’）を型（５）の中で成形し、前記プレポリマーを重合して（Ｓ１２）前記表面凹凸を有する前記材料（１０）を形成する、先行ステップ（Ｓ１０−Ｓ１４）をさらに含み、前記材料は好ましくはＰＤＭＳである、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記堆積された粒子を固定するステップをさらに含む、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
準備される前記材料の前記表面が凹凸の集合を有し、前記凹凸の集合は、前記集合の、粒子がそこにトラップされた凹凸が、照明されたときに、前記集合の、そこに粒子がトラップされていない凹凸によって生成される散乱パターンとは実質的に異なる散乱パターンを生成するように設計される、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の方法により得られる、ＰＵＦを具体化する製品。
【請求項１５】
請求項１４に記載の製品のチャレンジ−レスポンス評価を行うための方法であって、
請求項１４に記載の前記製品を準備するステップと、
前記表面の前記決定論的凹凸に堆積された粒子を有する前記製品の前記表面に刺激を与えて（Ｓ１００）、レスポンスを得るステップ（Ｓ１１０）と、
前記決定論的凹凸に従って前記レスポンスを読み取るステップ（Ｓ１２０）と、
を含む方法。
【国際調査報告】
2013539874.tif 000011
2013539874.tif 000012