(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体材料を含む薄膜（２）と、
前記能動薄膜（２）の一つの能動面（４）に集積化され、回路素子と、前記能動面と同一面の少なくとも一つのコンタクトブロック（５）とを備えた集積回路と、
前記能動面（４）に固定され、前記能動薄膜（２）の前記集積回路を少なくとも部分的にカバーしている追加薄膜（３）とを有し、
追加薄膜内にホール（２０）が形成され、前記ホール（２０）は少なくとも一つの回路素子と隣接して配置され、前記ホール（２０）は非開口のホールであり、前記ホール（２０）は、能動薄膜（２）の能動面（４）上で開いていることを特徴とする集積回路デバイス。
【請求項２】
追加薄膜（３）は、保護用の部分薄膜（７）及び封止用の部分薄膜（６）から形成され、前記保護用の部分薄膜（７）は、能動薄膜（２）の能動面（４）に対して封止用の部分薄膜（６）によって封止されていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
ホール（２０）はダミーのホールであることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
追加薄膜（３）に非開口の空洞であるホール（２２，２３）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
ホール（２０，２２，２３）は粒子（２４）を備えていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記粒子（２４）は、能動薄膜（２）の能動部分薄膜の硬度と等しいかあるいはこれよりも高い硬度を有することを特徴とする請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のデバイス（１）が形成された本体を有するマイクロチップカード又はマイクロチップタイプのカードの携帯型オブジェクト。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のデバイス（１）が複数設けられていることを特徴とする半導体材料のセクション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、能動薄膜と、この能動薄膜の一つの能動面に固定された追加薄膜を有する薄膜集積回路デバイスに関する。本発明はさらに、このようなデバイスが設けられたカード、これらの多数のデバイスが設けられた半導体材料のセクション、そしてこれらのデバイスを製造する方法に関する。
【０００２】
前述の集積回路デバイスは、ＷＯ−９６／１６３７８、ＷＯ−９７／１１４４２、ＷＯ−９９／１２２０４として公開された国際出願に具体的に記述されている。フランスでなされた出願ＦＲ−９８／０８１３０５、ＦＲ９８／１３０２９およびＦＲ−９９／００８５０（これらは本出願の優先日には公衆に利用可能となっていない）には、その他のデバイスが説明されている。
【０００３】
これらのデバイスは、例えば保健、プリペイド・テレビ、電話への応用、銀行取引などといった種々の分野における電子取引を実行するために、機密データを処理し格納することを意図したものである。
【０００４】
そのために、これらのデバイスには、アドレスバスやデータバスによって前述の機密データを管理・配信する中央処理装置すなわちＣＰＵだけでなく、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、フェロマグネチックＲＡＭタイプなどの揮発性及び不揮発性のメモリが含まれている。
【０００５】
これらのデバイスは、実際には、ＩＳＯ７８１６及び１４４４３又はＧＳＭ１１．１１及び１１．１４の規格で定義されるように、電子モジュール内部に集積化され、カード本体内部に取り付けられる。さらに、これらのデバイスのコンタクトブロックは、カード本体の表面と同一面のコンタクト領域、あるいはカード本体に埋め込めれたアンテナのコンタクト端子に接続されており、これによりカードは外界と通信できる。それぞれの動作モードによって、コンタクトカード、非コンタクトカード、混合カードが知られている。
【０００６】
本発明のデバイスによって、カード内に格納され、処理されるデータの保護が改善される。実際に、追加薄膜と能動薄膜を分離して集積回路へ非破壊的なアクセスを行おうとする物理的な攻撃は、不可能となる。同じことが、焦点合わせした電磁放射によってチップの保護機能を攪乱するという、光による攻撃として知られる攻撃に対する前記デバイスの実施例にも当てはまる。
【０００７】
しかしながら、周知のデバイスに対する何らかのアクセスを用いた別の攻撃を行うことも可能である。これらは、追加薄膜の制御された破壊によって実行される物理的な攻撃であり、特に、前記薄膜を研磨したりエッチングしたりする攻撃である。これらの攻撃によって、詐欺的行為者は、回路に損傷を与えることなく集積回路デバイスの能動面にアクセスすることができ、そして回路のアーキテクチャについて知り、光による攻撃等それまでは禁止されていた攻撃を行って機密データにアクセスすることができた。
【０００８】
研磨による攻撃の場合は、研磨プレートの回転を追加薄膜の面に平行になるようにする。このプレートは、制御されながら能動面に達するまでこの薄膜を腐蝕する。
【０００９】
エッチングによる攻撃では、周知の種々の方法が実行される。その中でも特にＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エッチング）法の場合には、ドライプロセスによって行われる。この方法によれば、反応性の化学的な化合物の準備物質が電気的に中性なプラズマの中で生成され、そしてデバイスの追加薄膜の表面上で吸収され、ここで化学的な化合物の分子薄膜が形成される。その後、静電場内で高速に加速されたイオンがデバイスの追加薄膜に垂直な方向に向けられ、分子の化学的な化合物の薄膜を破壊する。追加薄膜、より詳しくは、コンタクトブロックへの電気的接続を可能とするための開口部を含まないこの薄膜の一部は、薄膜毎に順番に破壊されていって能動面のレベルまで達する。
【００１０】
上に述べたことを考慮して、本発明は一つの特定の問題を解決しようとする。すなわち、半導体材料を含む一つの能動薄膜を構成要素とする集積回路デバイスを保護することであり、その集積回路デバイスは、半導体材料を含む薄膜を有し、前記能動薄膜の一つの能動面と集積された回路を有し、前記集積回路は回路素子及び前記能動面と同一面とされた少なくとも一つのコンタクトブロックを含み、そして、前記能動薄膜に固定された追加薄膜を有し、前記追加薄膜は、前記追加面の制御された破壊による攻撃に対して前記能動面の前記集積回路を少なくとも部分的にカバーする。
【００１１】
前述の問題に関して、本発明の解決策は、少なくとも一つの回路素子に対して垂直に配置されるホールを追加薄膜に設けることを特徴とする。
したがって、追加薄膜の破壊は、もはや制御されたものとはならず、ホールと垂直に配置された回路素子が破壊される。
【００１２】
本発明の目的はまた、本発明のデバイスを装備したカード本体、本発明の複数のデバイスが設けられた半導体材料のセクションを作ること、そして前記デバイスを生産する方法を提供することである。
【００１３】
図１に示すように、本発明に従った集積回路デバイス１は、能動薄膜２及び追加薄膜３を有し、前記薄膜２及び３は重ね合わされている。前記デバイス１は、近似的に平行六面体かつ直方体で、厚さは約２００μｍ、辺の寸法は約２ｍｍである。
【００１４】
能動薄膜２は、都合のよいように薄くしてあり、大体１０〜８０μｍの間の一定の厚さ、例えば５０μｍを有している。さらに半導体材料、特にシリコンから形成されたベースとなる部分薄膜（sub-film）と、回路と集積化された能動性の部分薄膜を有している。能動性の部分薄膜の表面はデバイスの能動面４となる。このデバイス面４には、例えば５個のコンタクトブロック５が形成されている。また、種々の回路素子、特に揮発性、不揮発性のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、フェロマグネチックＲＡＭメモリ、あるいは中央処理装置ＣＰＵなどが、アドレスバス及びデータバスとともに形成されている。本発明に関しては、コンタクトブロック５は回路素子ではない。
【００１５】
追加薄膜３は、１５０μｍのほぼ一定の厚さを有している。これは、封止用の部分薄膜６及び保護用の部分薄膜７からなる。
封止用の部分薄膜６は、活性薄膜２の活性面４上で保護用の部分薄膜７を封止するために、例えばポリイミドなどの絶縁材料から形成されている。この部分薄膜６の厚さはほぼ一定で約１０μｍである。
【００１６】
保護用の部分薄膜７は、例えば単結晶シリコンなどの半導体材料で形成され、通常はキャパシタなどの能動素子、あるいは光（用いる波長に関係なく）での攻撃を防ぐのに用いられる化学的な粒子（chemical particle）などの受動素子を有している。この部分薄膜７の厚さはほぼ一定で約１４０μｍである。
【００１７】
さらに追加薄膜３には、コンタクトブロック５と垂直に貫通する開口部８が設けられている。これらの開口部８は、コンタクトブロック５と、アンテナ端子及び／又は電子デバイス、そして特にこのデバイスを収容するよう意図されたマイクロチップカードとの間の電気的な接続を可能にする。図１には、ワイヤ９による接続手段が示してある。
【００１８】
本発明によると、追加薄膜３は、さらに一つ又は複数のホール２０，２１，２２，２３を有している。これらのホールは、一つ又は複数の回路素子と垂直になっている。これらは、追加薄膜３を通り抜けていないという意味において非開口とするのが都合がよい。このため、詐欺的行為を行う者は、このホールと垂直な回路素子に光を向けて攻撃することはできない。本発明の方法のある実施例においては、非開口のホールは、追加薄膜の面の一つの上で開いているという意味で、ダミーのホールである。本発明の他の実施例においては、非開口のホールはダミーのホールではなく、追加薄膜３において空洞を形成する。このホールの形状は、例えば、長方形又は正方形のセクションを有する円筒形のもの、あるいは長方形又は正方形のセクションを有する下端部を切り取った形の円錐形のものなど、任意のものとすることができる。追加薄膜３の上面レベルにおけるこれらのセクションの面積は約１００μｍ2となり、その深さは封止用薄膜６の厚さと等しいかこれより深い。すなわち１０μｍか、これよりも深い。
【００１９】
図２乃至図８は、本発明に係るデバイスの種々の実施例を示しているが、これらの図ではホールを見やすくするために、能動薄膜２及び追加薄膜３を切断してた状態を示してある。
【００２０】
図２の実施例では、直円筒形のホール２０が、封止用の部分薄膜６に形成されている。このホール２０は、追加薄膜３において非開口かつダミーである。しかしながら、これは封止用の部分薄膜６を突き抜けており、能動薄膜２の能動面４につながっている。
【００２１】
図３の実施例では、保護用の部分薄膜７にピラミッド型のホール２１が設けられている。このホール２１は、追加薄膜３の、それも前記部分薄膜７の中にあって、非開口かつダミーである。これは追加薄膜３の、能動薄膜２の能動面４とは反対の側が開いている。
【００２２】
図４の実施例において、図３で示したのと同じタイプのホール２１は、保護用の部分薄膜７に設けられている。このホール２１は、図２に示したのと類似で前記ホール２１に対応するホール２０の上に位置している。
【００２３】
図５の実施例では、ピラミッド型のホール２２が部分薄膜７に設けられている。このホール２２は非開口であり、追加薄膜３内で空洞を形成している。この空洞は保護用の薄膜７の中に形成されている。これは封止用の部分薄膜６によって遮られている。
【００２４】
図６に示した実施例では、図５に示したものと類似のホール２２が封止用の部分薄膜６内に、図２に示したホールと類似のホール２０の上にこれと対応するように配置されている。２０，２２のすべてのホールは、追加薄膜３に設けられたダミーで非開口のホールである。
【００２５】
図７の実施例では、非開口のホール２３が追加の部分薄膜７に設けられている。このホール２３は円錐形で、ベースにおいてその先端が切り取られた形状をしている。これは粒子２４を収容する空洞となっており、この粒子２４は能動薄膜２の能動部分薄膜の硬度と同じかこれよりも高い
硬度を有していることが望ましい。この粒子２４は、ホール２３の壁がこの粒子２４を塞ぐようになるようその寸法が調整された球状の微少ボールとすることができる。
【００２６】
図８の実施例では、図７に示したタイプのホール２３図２に示したのと類似のホール２０の上にこれと対応するように配置されている。ホール２０とホール２３の組み合わせは、追加薄膜３内に非開口のダミーのホールを形成し、これは能動薄膜２の能動面に対して開かれている。この場合、粒子２４は、図７に示した粒子２４によりも大きくするのが望ましい。実際、図８に示した実施例では、粒子２４はこの場合回路素子の上で突き出て回路素子と直接接触している。
【００２７】
したがって、もし詐欺的行為を行う者が、例えば本発明の図２に示したタイプのデバイスの集積回路にＲＩＥによる攻撃でアクセスしようとすると、ホール２０と垂直に位置している回路素子は破壊されるだろう。実際、ＲＩＥによる攻撃は、面、すなわち追加薄膜３の面と平行に分子薄膜を一つずつ進む。また、封止用の部分薄膜６のレベルに達すると、ホール２０のレベルにおいて回路素子と共に化学的な化合物が形成される。これらの化合物はイオンによる衝撃によって破壊されることになり、詐欺的行為者はこのような破壊を止めることはできない。そして結局、回路内に保持された秘密を得ることはできない。
同様のことが、図３乃至８に示したタイプの各デバイス１についても当てはまる。
【００２８】
しかしながら、本発明に係るデバイス１に２０，２２又は２３のタイプのホールが設けられているときは、これらは追加薄膜３の表面では見えず、詐欺的行為者は最初はこのデバイスにホールがあるかどうか、そしてそれがどこにあるのかを知らず、したがって回路素子が破壊されるのを免れないという点に注意すべきである。
【００２９】
一方、ホールが粒子２４と類似の粒子を有する場合は、詐欺的行為者が研磨を開始すると、研磨用の回転プレートが微少粒子を能動面側へ押し、能動性の部分薄膜と同じかこれより高い硬度を有する突き出た微少粒子が回路素子を破壊することに注意すべきである。すなわち、能動薄膜２は、その回路に含まれている秘密を得られなくする。
さらに、本発明に係るデバイス１を製造するために、ウェハーとして知られる半導体材料のセクションが用いられる。
【００３０】
図９の上の部分は、数百個から数千個の集積回路３１が形成された従来からのウェハー３０を示している。同図の下の部分はシリコンセクション３２を示している。このシリコンセクション３２は、ウェハー３０とセクション３２のあいだの中間セクションの形態で示してあるポリイミドの層によって、ウェハー３０に対して封止されることを意図している。
【００３１】
実際には、セクション３２はエッチングされて、デバイス１の開口部を形成するための非常に多くの非開口の開口部（図では見えない）と、本発明の非開口のホールが設けられる。
【００３２】
一方、重合されていない形態のポリイミド前駆体の層が、粘着性の助触媒（adherence promoter）が前もってコーティングされた従来からのウェハー３０の集積回路３１の表面に塗布される。そして、ポリイミド前駆体がウェハーに十分に接着するよう、ウェハー３０及びこの上に載せられたポリイミド前駆体の層３３は約８０℃に加熱される。その後、ブロックの電気的接続を可能とする開口部とともに前記ホール２０と類似のホールが、エッチングによって前駆体の層３３に設けられる。
【００３３】
これで、前記ウェハー及び前記ポリイミド前駆体の層をセクション３２上に取り付けることができ、そしてこれらの新しい素子に対して圧力と温度のサイクルをかけ、ポリイミドを重合してこれらの素子を封止して、本発明のデバイス１が多数形成された半導体材料が得られる。
【００３４】
粒子２４をホール２３に設ける場合は、前記粒子２４は例えば、ほぼ水平に維持されたセクション３２上に置かれる。そしてこれらの粒子は重力の作用でホール２３へ落下する。従来からのウェハーと前駆体によって形成されたこの組み合わせは、図９に示した方法でセクション３２上へ垂直に載せられる。
【００３５】
封止されると、この組み合わせはミクロ機械加工されて薄くされ、本発明のデバイス１がカットされて切り離され、従来からの周知のタイプのモジュール内に取り付けられる。このモジュールはカード本体へ挿入されて、本発明の保護されたマイクロチップカード、あるいはマイクロチップカードタイプの携帯オブジェクトが得られる。
【００３６】
詐欺的行為者が前もってホールの数及び位置を知ることができないように、ホールは集積回路ごとに異なる位置の半導体セクションに配置されており、その数も多くそしてタイプも異なっているということに注意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  接続ブロックが導電ワイヤに接続されている、本発明のデバイスの斜視図である。
【図２】  本発明のデバイスの第一変形実施例の分解断面図である。
【図３】  本発明のデバイスの第二変形実施例の分解断面図である。
【図４】  本発明のデバイスの第三の変形実施例の分解断面図である。
【図５】  本発明のデバイスの第四の変形実施例の分解断面図である。
【図６】  本発明のデバイスの第五の変形実施例の分解断面図である。
【図７】  本発明のデバイスの第六の変形実施例の分解断面図である。
【図８】  本発明のデバイスの第七の変形実施例の分解断面図である。
【図９】  本発明の複数のデバイスが設けられた半導体材料セクションの製造過程の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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