(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品に偽造防止用署名を形成する方法であって、
基板及び署名の種類を選択することと；
原子層堆積（ＡＬＤ）で前記基板に前記選択された種類の署名を形成することと；
を含み、前記署名を形成することは、原子層堆積（ＡＬＤ）で前記基板に少なくとも１つの層を形成することを含み、前記少なくとも１つの層は、特定の解析方法で検出されるように構成される所定の特性を有し、前記署名は、それぞれ異なる厚さを有する複数の層により形成されるコードの形態を有し、前記厚さの各々は、前記コードにおける特定の値に対応する、方法。
【請求項２】
前記署名を形成することは、原子層堆積（ＡＬＤ）で前記基板に複数の層の積層構造を形成することを含み、各層は、原子層堆積（ＡＬＤ）で前記基板に特定の解析方法で検出されるように構成される所定の特性を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の層の積層構造を形成することは、それぞれ異なる特性を有する複数の層を形成することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の層の積層構造を形成することは、それぞれ異なる材料を含む複数の層を形成することを含む、請求項１から３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
前記基板を選択することは、前記署名が前記製品に直接、又は分離基板に形成されているかを選択することを含む、請求項１から４の何れかに記載の方法。
【請求項６】
前記分離基板が選択された場合、前記署名を製品に装着することを更に含む、請求項５の何れかに記載の方法。
【請求項７】
前記製品から前記基板を取り外し可能なように構成される層で、前記基板を覆うことを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記分離基板は、粒体、球体、粒子、フィラメント、及びナノチューブの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記所定の特性は、前記層の厚さ、前記層の材料の同位体比、前記層の材料の相対比率、前記層の光学特性、前記層の電気特性、及び前記層の磁気特性の少なくとも１つを含む、請求項１から８の何れかに記載の方法。
【請求項１０】
前記解析方法は、透過分光法、反射分光法、蛍光分光法、光学分光法、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）、走査トンネル顕微鏡法（ＳＴＭ）、コンピュータ断層顕微鏡法（ＣＴＭ）、収束イオンビーム法（ＦＩＢ）、飛行時間型弾性反跳検出解析（ＴＯＦ−ＥＲＤＡ）、及び拡散反射分光法（ＤＲＳ）の少なくとも１つを含む、請求項１から９の何れかに記載の方法。
【請求項１１】
三次元構造を提供するために、前記堆積させた１つ又は複数の層の一部を除去することを更に含む、請求項１から１０の何れかに記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の方法を遂行するように構成される、原子層堆積（ＡＬＤ）反応槽。
【請求項１３】
コンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムがプロセッサで実行されると、請求項１から１１の何れかに記載の方法を遂行するコードを含む、コンピュータプログラム。
【請求項１４】
処理手段及び記憶手段を備える装置であって、前記記憶手段はプログラム命令を格納し、該プログラム命令は、前記処理手段に実行されることにより、前記装置に、請求項１から１１の何れかに記載の方法を遂行させるように構成される、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して原子層堆積に関し、より具体的には、原子層体積によって製品に識別可能な署名を提供する方法に関する。
【発明の背景】
【０００２】
競争が激化している世界市場において、製品の不正コピーや偽造品の販売も常態化している。
【０００３】
そのため、偽造防止技術は、バーコードのような単純で目に見えるものからＤＮＡタガント（DNA taggant）など複雑で「見えない」ものまで、複数の技術が利用可能である。こうしたマーカや署名全ての目的とは、アイテムの認証を行政や製造者、エンドユーザ、消費者等によって可能にすることである。
【０００４】
先行技術の偽造防止用署名は、製品への適用が困難であったり、高価なものであったり、あるいはその両方があり得た。また、署名の構造も、精度よく簡便な方式で制御することが困難であった。さらに、ＤＮＡ分子列のような目に見えない高性能署名は、偶発的に取り除かれたり損傷したり、後から追加されたりすることもある。こうした署名の解析には時間が掛かり、困難であって、専門性の高い設備や研究所の設備の何れか又は両方を必要とする。あるいは、こうした困難性や必要性の両方を伴う。先行技術の偽造防止用署名方法の大多数では、コードが変更されなくてはならないとき、各製品に個別の署名が必要となる。
【０００５】
本発明の目的は、こうした先行技術の偽造防止用署名の方式における欠点を改善することである。この改善は、本願に記載された発明の様々な態様に従って、複製困難である識別可能な署名やマーカ、コードを製品表面に形成するコーティング構造を原子層堆積で提供する方法及び装置によってなされる。 
【摘要】
【０００６】
本発明の第１の例示的態様によれば、次の方法、即ち、 
基板及び署名の種類を選択することと；
原子層堆積（ＡＬＤ）で前記基板に前記選択された種類の署名を形成することを含み、前記署名を形成することは、原子層堆積（ＡＬＤ）で前記基板に少なくとも１つの層を形成することを含み、前記少なくとも１つの層は、特定の解析方法で検出されるように構成される所定の特性を有する、方法が提供される。
【０００７】
前記署名を形成することは、原子層堆積（ＡＬＤ）で前記基板に複数の層の積層構造を形成することを含み、各層は、原子層堆積（ＡＬＤ）で前記基板に特定の解析方法で検出されるように構成される所定の特性を有してもよい。
【０００８】
前記複数の層の積層構造を形成することは、それぞれ異なる特設を有する複数の層を形成することを含んでもよい。
【０００９】
前記複数の層の積層構造を形成することは、それぞれ異なる材料を含む複数の層を形成することを含んでもよい。
【００１０】
前記基板を選択することは、前記署名が前記製品に直接、又は分離基板に形成されているかを選択することを含んでもよい。
【００１１】
前記方法は、前記分離基板が選択された場合、前記署名を製品に装着することを更に含んでもよい。
【００１２】
前記方法は、前記製品から前記基板を取り外し可能なように構成される層で、前記基板を覆うことを更に含んでもよい。
【００１３】
前記分離基板は、粒体、球体、粒子、フィラメント、及びナノチューブの少なくとも１つを含んでもよい。
【００１４】
前記所定の特性は、前記層の厚さ、前記層の材料の同位体比、前記層の材料の相対比率、前記層の光学特性、前記層の電気特性、及び前記層の磁気特性の少なくとも１つを含んでもよい。
【００１５】
前記解析方法は、透過分光法、反射分光法、蛍光分光法、光学分光法、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）、走査トンネル顕微鏡法（ＳＴＭ）、コンピュータ断層顕微鏡法（ＣＴＭ）、収束イオンビーム法（ＦＩＢ）、飛行時間型弾性反跳検出解析（ＴＯＦ−ＥＲＤＡ）、及び拡散反射分光法（ＤＲＳ）の少なくとも１つを含んでもよい。
【００１６】
前記方法は、三次元構造を提供するために、前記堆積させた１つ又は複数の層の一部を除去することを更に含んでもよい。
【００１７】
本発明の第２の例示的態様によれば、第１の例示的態様の方法で堆積させた偽造防止用署名が提供される。
【００１８】
本発明の第３の例示的態様によれば、第２の例示的態様の偽造防止用署名を堆積させる、原子層堆積（ＡＬＤ）反応槽が提供される。
【００１９】
本発明の第４の例示的態様によれば、次のコンピュータプログラム、即ち、プロセッサで実行されると、第１の例示的態様の方法を遂行するコードを含む、
コンピュータプログラムが提供される。
【００２０】
本発明の第５の例示的態様によれば、第４の例示的態様のコンピュータプログラムを含む記憶媒体が提供される。
【００２１】
本発明の様々な態様及び実施形態を示したが、これらは発明の範囲を限定するために提示されたものではない。前述の実施形態は、本発明の実施にあたり使用され得る特定の態様やステップを説明するために用いられたにすぎない。いくつかの実施形態は、本発明の特定の例示的側面を使ってのみ説明されるかもしれない。いくつかの実施形態は他の実施形態にも適用可能であることが理解されるべきである。該実施形態は適宜組み合わせ可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明を、単なる例示として、かつ添付図面を参照して以下に説明する。
【図１ａ】本発明の例示的実施形態に従う偽造防止用署名の概略的な上面図及び側面図を示す。
【図１ｂ】本発明の例示的実施形態に従う偽造防止用署名の概略的な上面図及び側面図を示す。
【図１ｃ】本発明の例示的実施形態に従う偽造防止用署名の概略的な上面図及び側面図を示す。
【図１ｄ】本発明の例示的実施形態に従う偽造防止用署名の概略的な上面図及び側面図を示す。
【図１ｅ】本発明の例示的実施形態に従う偽造防止用署名の概略的な側面図及び上面図を示す。
【図２】本発明の例示的実施形態に従う方法の概略的なフロー図を示す。
【図３】電子顕微鏡で拡大した、様々な層が見える断面を描いたイメージを示す。
【詳細な説明】
【００２３】
原子層エピタキシー（ＡＬＥ）法は、１９７０年代初頭にツオモ・サントラ博士によって発明された。この方法は、原子層堆積法（ＡＬＤ）という別名で総称され、今日ではＡＬＥに代わり、こちらが使われている。ＡＬＤは、少なくとも２種類の反応性前駆体種を少なくとも１つの基板に連続的に導入することに基づく、特殊な化学的堆積法である。
【００２４】
ＡＬＤ成長メカニズムの基本は当業者の知るところである。連続自己飽和表面反応で材料を基板表面に堆積させるために、少なくとも１つの基板は、反応室内で時間的に分離した複数の前駆体パルスに曝される。本出願の記述において、ＡＬＤという用語は、全ての適用可能なＡＬＤベース技術や、例えばＭＬＤ（分子層堆積）やＰＥＡＬＤ（プラズマ励起原子層堆積）のような等価又は密接に関連したあらゆる技術を含むものとする。
【００２５】
基本的なＡＬＤ堆積サイクルは４つの逐次的工程、すなわち、パルスＡ、パージＡ、パルスＢ、及びパージＢ、から構成される。パルスＡは第１の前駆体蒸気から構成され、パルスＢは別の前駆体蒸気から構成される。パージＡおよびパージＢでは、反応空間からガス状の反応副産物や残留反応物分子をパージ（除去）するために、不活性ガスと真空ポンプが用いられる。堆積シーケンスは少なくとも１回の堆積サイクルにより構成される。適正な条件下での生成サイクルでは、例えば１．０Åの特定の厚さの共形層が生成される。所望の厚さの薄膜またはコーティングが生成されるまで堆積サイクルが繰り返されるように、堆積シーケンスが組まれる。したがって、膜厚は、実質的にはサイクル数によって正確に規定される。堆積サイクルは、さらに複雑にすることもできる。例えば、堆積サイクルは、パージステップによって区切られた３回以上の反応物蒸気パルスを含むことができる。これらの堆積サイクルは全て、論理演算装置またはマイクロプロセッサによって制御される、時間的な堆積シーケンスを形成するものである。また、この堆積は粒子の一部に対して共形であると見なすこともできるが、ＰＥＡＬＤを用いる場合は単一平面に対して斜方からのみ行われる。しかし、この斜方堆積は、その部分を単一方向のみで堆積可能というまた別の特徴を生み出すこともできる。
【００２６】
図１ａは、本発明の例示的実施形態に従う偽造防止用署名の概略的な上面図及び側面図を示している。製品１００は、例えば集積カプセル化ディスクリート部品であり、偽造防止用署名／コード／マーク１１０を具備する。署名／コード／マークは以降では署名と呼ぶ。 
【００２７】
署名１１０は製品に直に又はその中に具備され、例えば製品１００の表面上や表面下に具備されたり、分離部分として、製品やそのパッケージに装着される分離基板に具備されたりする。 
【００２８】
署名１１０は１つ又は複数の層を有し、原子層堆積（ＡＬＤ）法により製造されたコーティングを有する。ある例示的実施形態において、１つ又は複数の層の各々は、検出可能なサイクル数を含み、それによって、例えば特定のサイクル数がコードにおける特定の値に対応する。例えば、１００−１２０サイクルが１という特定の値を示す。当業者には当然ながら、こうした署名が原子層堆積でコーティング可能なあらゆる製品に適用することができる。例示的実施形態によっては、署名１１０は更にＡＬＤ層１２５の基板を含んでもよい。図３の光学フィルタの断面図の例では、シリコン表面に検出可能な厚さで別々の層があることが示されている。
【００２９】
ある例示的実施形態において、実施形態に従う署名１１０には、粒体や球体、フィラメント、ファイバ、ナノワイヤ、ナノチューブ、又はシリコンや金属等、適切な基板片である粒子が含まれる。これらの粒体１２０は、原子層堆積によって層又は膜１２５にコーティングされる。基板片は、実施形態によっては裸眼では見えず、以下で説明するような適切な方法を用いることでのみ確認及び／又は解析され得る。基板片は、製品の製造時又は製造後に従来手段で製品に装着される。実施形態によっては、原子層堆積（ＡＬＤ）法で堆積させた１つ又は複数の層を含む複数の粒体を、製品又はそのパッケージに埋め込んだり、付着させたりする。
【００３０】
粒体１２０には１つのコーティング層１２５しか示されていないが、例えば図１ｂと１ｃを参照して後述するように、同一材料又は別の材料で複数の層が形成されてもよい。例示的実施形態によっては、１つ又は複数の層は１つ又は複数の金属酸化物を含み、それによってナノワイヤや粒子などの粒体１２０は、署名が形成されている製品の製造時及び／又は組立時における機械的及び／又は熱的ストレスに対して極めて高い耐久性を呈する。
【００３１】
また、１つ又は複数の層は粒体の表面全体を覆う必要がないが、その代わり、あるいはそれに加えて、粒体表面の一部を覆う。さらに実施形態によっては、層の厚さは一様でなくてもよい。また更に実施形態によっては、例えば光学的、磁気的、電気的、力学的といった層の特性、及び／又は層の材料は、層によって、及び／又は層の中で異なっていてもよい。 
【００３２】
さらなる実施形態において、粒体は、溶解又は溶融等によって除去可能な層で覆われてもよい。それによって、粒体は、例えば検査後に製品から容易に除去されたり、また例えば解析前に適切な液体に層を溶解し、その後解析するためにその液体から粒体を抽出することによって、製品から除去されたりする。例えば、紫外線蛍光顕微鏡検査等の方法で検出可能な特性を有するように、層又は追加の層が構成されてもよい。さらに例示的実施形態によっては、粒体は磁気特性を有し、それによって、粒体は磁力で容易に集められ、例えば解析用の特定の場所に移されたり、解析に必要な容量分だけ収集されたりしてもよい。
【００３３】
図１ｂは、本発明の例示的実施形態に従う偽造防止用署名の概略的な上面図及び側面図を示している。ここで不連続線は、図１ｂが別の共形コーティングの断面を描いていることを示す。ここで製品１００は、例えばカプセル化ディスクリート部品であり、偽造防止用署名／コード／マーク１１０を具備する。この実施形態に従う署名１１０は、原子層堆積によって製品１００に、あるいは製品１００に提供される分離基板に堆積させた層１１２・１１４・１１６を含む。換言すれば、署名１１０は、原子層堆積で堆積させた積層構造を含む。ここでは３層が示されているが、原子層堆積は極薄の層、例えば厚さ０．１ナノメートル程度の層を生成できるため、層の数に制限がなくてもよく、あるいは任意の特定数で制限されてもよい。そして、層数が増加しても製品の表面トポロジーに直ちに影響を及ぼすものでもない。層１１２・１１４・１１６はいわゆる積層構造と呼ばれる、原子層堆積（ＡＬＤ）で容易に生成される層構造を形成する。ＡＬＤ法では、層厚など層の特性を精密に制御できるために、こうした層構造を容易に生成することができる。
【００３４】
図１ｃは、堆積層が既知のパターン形成方法で領域を規定するように制限された実施形態を示している。
【００３５】
ある実施形態において、署名の層１１２・１１４・１１６がある種のコードを形成する。すなわち、層１１２・１１４・１１６には符号化された情報であって、必要に応じて適切な方法で読み取られる情報が含まれる。１つ又は複数の層の特性は予め規定され、原子層堆積（ＡＬＤ）法を変えることによって容易に制御される。１つ又は複数の層に関する所定の１つ又は複数の特性は、署名を検証したい場合に、適切な解析方法を用いる機器で検出されるように構成される。コードは、例えば原子層堆積が実行されるときのソース材料と条件を変えることによって生成される。情報は、例えば層の厚さや材料を変えたり、１つ又は複数の材料の同位体比を変えたり、酸化物の酸素元素組成比のような化合物における特定元素の組成比を変えたりして、署名に符号化される。さらなる実施形態によっては、前述のように、例えば光学的、磁気的、電気的、力学的といった層の特性、及び／又は層の材料は、層によって、及び／又は層の中で異なっていてもよい。例示的実施形態によっては、コードは例えば厚さの異なる複数の層で形成され、各層の厚さが数や文字など、コードにおける特定の値に対応していてもよい。例として積層構造には、図３に示すようなシリコン基板上にTa2O5とMgF2の層が交互に重なる構造が含まれる。
【００３６】
積層構造は平面基板又は製品の平面表面上に描かれているが、当業者には当然ながら、ある実施形態に従って複数層を含む署名は、種々の基板・表面に適用可能になっている。例えば、図１ａを参照して前述した基板にも適用可能である。 
【００３７】
図１ｄは、本発明の例示的実施形態に従う偽造防止用署名の概略的な上面図及び側面図を示している。ここで製品１００は、例えば集積回路（ＩＣ）であり、偽造防止用署名／コード／マーク１１０を具備する。実施形態に従う署名１１０は、構造１３０、即ち、署名の特定部分が第１の厚さで署名の別の部分が第２の厚さである層を含む。署名は原子層堆積によって、製品１００の表面又は他の部分において選択された部分に、あるいは製品１００に提供される分離基板に堆積させられる。構造１３０は、符号化情報を内包するバーコードに類似した二次元コードやＱＲコード（登録商標）を形成する。例示的実施形態によっては、既知の薄膜パターン生成方法であって、例えばフォトレジスト堆積・エッチング、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）によるスクラッチング、バーニング、イオンビームエッチング、電子ビームエッチング、リソグラフィ、ナノリソグラフィ等で、パターンが生成される。
【００３８】
図１ｅは、エポキシパッケージのシリコン部品の場合における本発明のより具体的な例示的実施形態を示している。シリコンは、パッケージ外部との接続を導くボンディングワイヤとリードフレーム１２８と共にエポキシの中に内蔵されている。その表面又は表面内の一部には、少なくとも１つの偽造防止用署名粒子１１０が与えられる。
【００３９】
署名の構造は、前述したような層構造、即ち積層構造を基板１２０又は製品の表面に確実に堆積させることによって生成される。例示的実施形態によっては、三次元構造を生成するために、更に堆積した１つ又は複数の層の一部を除去したり、断面を与えたりしてもよい。あるいは、基板の表面部分を別々にコーティングすることによって、こうした構造を生成することもできる。例示的実施形態によっては、層の一部の除去は、溶解やエッチング、溶融等、既知の方法で行ってもよい。
【００４０】
図２は、本発明の例示的実施形態に従う方法の概略的なフロー図を示している。ステップ２１０で、偽造防止用署名のための基板が、署名の種類と共に選択される。前述の通り、署名は直接形成される、即ち署名を製品自体に堆積させたり、別の基板に堆積させたりしてもよく、あるいは、コーティング済み粒体のようなＡＬＤでコーティングされた分離基板が署名に含まれてもよい。署名の種類は、前述した幾つかの例示的実施形態に従って選択されてもよく、それらの組合せに従って選択されてもよい。ステップ２２０で、選択された署名の種類に応じて選択された基板に、ＡＬＤコーティングが形成される。署名が別の粒子や粒体等の分離基板に形成される場合、前述されたようにステップ２３０で、所望の製品に署名が装着される。これは例えば、エポキシ層等の署名層にコーティングされた粒体を製品に埋込むことによって行われる。
【００４１】
署名を解析、即ち検証するために、署名を含む製品に直接適用される適切な設備と適切な解析方法で、あるいは署名を含む基板を製品から取り外した後で、１つ又は複数の層が解析される。署名解析法は、例示的実施形態によっては材料の表面又は断面の斜めから行われ、層の特性測定方法には、例えば透過分光法や反射分光法、蛍光分光法、光学分光法、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）、走査トンネル顕微鏡法（ＳＴＭ）、コンピュータ断層顕微鏡法（ＣＴＭ）、収束イオンビーム法（ＦＩＢ）、飛行時間型弾性反跳検出解析（ＴＯＦ−ＥＲＤＡ）、拡散反射分光法（ＤＲＳ）等の方法が含まれる。例示的実施形態によっては、光学分光法で検出されるように、層の間接的効果を生じさせることもある。
【００４２】
本件において開示される１つ又は複数の実施例の技術的効果のあるものを以下に示す。ただし、これらの効果は特許請求の範囲および解釈を制限するものではない。技術的効果の一つは、費用対効果の高い偽造防止用署名を提供することである。別の技術的効果としては、容易に形成できる偽造防止用署名を提供することである。また別の技術的効果としては、幅広い製品に適用可能な署名を提供することもある。さらなる技術的効果としては、可撓性と可変性を高めた偽造防止用署名を提供することもある。またさらなる技術的効果としては、事前設定と制御が容易に行える特性を持つ偽造防止用署名を提供することもある。さらにまた、多数の粒子で作成可能な偽造防止用署名であって、その粒子も多数のサンプルに分割できて、特定の製品系列に関する署名を作成する費用を低く抑えることができる、偽造防止用署名を提供するという技術的効果もある。
【００４３】
前述した機能又は方法ステップの一部が異なる順番で実行されてもよいし、同時に実行されてもよいことに留意されたい。さらに、前述の機能又は方法ステップの１つ又は複数が任意選択できたり、統合されたりしてもよい。
【００４４】
以上の説明により、本発明の特定の実装および実施形態の非限定例を用いて、発明者によって現在考案されている、本発明を実施するための最良の形態の完全かつ有益な説明を提供した。しかしながら、当業者には明らかであるように、上述の実施形態の詳細は本発明を限定するものではなく、本発明の特徴から逸脱することなく同等の手段を用いて、他の実施形態に実装することができる。 
【００４５】
さらに、以上に開示した本発明の実施形態の特徴は、対応する他の特徴を用いることなく用いられてもよい。然るに、以上の説明は、本発明の原理を説明するための例に過ぎず、それを限定するものではないと捉えるべきである。よって、本発明の範囲は添付の特許請求のみによって制限されるものである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図２】
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【図３】
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