(57)【要約】  物理的複製困難関数回路（ＰＵＦ）が、シリコン貫通電極および集積回路の裏面上の金属化を含む改竄防止（すなわち、シールド）構造の物理的特性（たとえば、抵抗、キャパシタンス、接続性など）の一意性に基づいて指紋値を生成するのに使用される。物理的特性は、製造中に導入されるランダムな物理要因に依存する。これは、これらの物理的特性のチップ間変動を予測不能かつ制御不能にし、これが、指紋値を変更せずに構造を複製し、クローンを作成し、または変更することをより難しくする。ＰＵＦの一部として集積回路のシリコン貫通電極および裏面上の金属化を含めることによって、チップの裏面は、セキュア暗号鍵を学習し、かつ／またはセキュア暗号（または他の）回路網を迂回するのを助けるのに使用され得る変更から保護され得る。【選択図】図１
2020501438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ回路網面金属層と、
裏面金属層と、
第１の指紋値を出力するために前記アクティブ回路網面金属層および前記裏面面金属層に接続された物理的複製困難関数回路であって、前記裏面金属層の電気的特性の変更は、前記物理的複製困難関数回路に、前記第１の指紋値と等しくない第２の指紋値を出力させる、物理的複製困難関数回路と
を含む集積回路。
【請求項２】
前記裏面金属層は、少なくとも１つのシリコン貫通電極を使用して前記物理的複製困難関数回路に接続される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記アクティブ回路網面金属層の電気的特性の変更は、前記物理的複製困難関数回路に、前記第１の指紋値と等しくない第３の指紋値を出力させる、請求項２に記載の集積回路。
【請求項４】
前記集積回路は、少なくとも部分的に前記第１の指紋値上で前記集積回路の暗号機能の鍵を導出するように構成される、請求項２に記載の集積回路。
【請求項５】
前記アクティブ回路網面金属層は、複数のアクティブ回路網面金属線を含む第１のメッシュを含む、請求項２に記載の集積回路。
【請求項６】
前記裏面金属層は、複数の裏面金属線を含む第２のメッシュを含む、請求項５に記載の集積回路。
【請求項７】
前記第１の指紋値は、少なくとも１つのシリコン貫通電極の電気的特性に依存する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項８】
第１の少なくとも１つのシリコン貫通電極によって、裏面金属層に電気的刺激を印加することと、
第２の少なくとも１つのシリコン貫通電極によって、前記裏面金属層の電気的特性に少なくとも部分的に基づく、前記電気的刺激に対する応答を受信することと、
前記裏面金属層の前記電気的特性に少なくとも部分的に基づいて、前記裏面金属層が変更されなかった時に第１の指紋値を出力する物理的複製困難関数（ＰＵＦ）を評価することであって、前記ＰＵＦは、前記裏面金属層の前記電気的特性に少なくとも部分的に基づいて、前記裏面金属層が変更された場合には前記第１の指紋値と等しくない第２の指紋値を出力するように構成される、評価することと
を含む、集積回路を動作させる方法。
【請求項９】
前記第１の指紋値は、アクティブ回路網面金属層の電気的特性にさらに基づく、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＰＵＦは、前記アクティブ回路網面金属層の前記電気的特性に少なくとも部分的に基づいて、前記アクティブ回路網面金属層が変更された場合に前記第１の指紋値と等しくない第３の指紋値を出力するようにさらに構成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記集積回路の暗号機能の鍵を、前記第１の指紋値に基づくものにすること
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記裏面金属層は、複数の裏面金属線を含む第１のメッシュを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＰＵＦは、前記アクティブ回路網面金属層の前記電気的特性に少なくとも部分的に基づいて、前記アクティブ回路網面金属層が変更された場合に前記第１の指紋値と等しくない第３の指紋値を出力するようにさらに構成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記アクティブ回路網面金属層は、複数のアクティブ回路網面金属線を含む第２のメッシュを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
プレーナ集積回路基板の裏面上の第１の改竄防止金属構造と、
前記第１の改竄防止金属構造をプレーナ集積回路基板のアクティブ回路面上のアクティブ回路網に接続する少なくとも１つのシリコン貫通電極であって、前記アクティブ回路網は、前記第１の改竄防止金属構造が変更されないことに少なくとも部分的に基づいて第１の指紋値を出力し、前記第１の改竄防止金属構造の電気的特性を変更する前記第１の改竄防止金属構造の変更に少なくとも部分的に基づいて第２の指紋値を出力するように構成された物理的複製困難関数回路を含む、少なくとも１つのシリコン貫通電極と
を含む集積回路。
【請求項１６】
前記アクティブ回路網面上の第２の改竄防止金属構造
をさらに含む、請求項１５に記載の集積回路。
【請求項１７】
前記物理的複製困難関数回路は、前記第２の改竄防止金属構造が変更されないことに少なくとも部分的に基づいて前記第１の指紋値を出力し、前記第２の改竄防止金属構造の電気的特性を変更する前記第２の改竄防止金属構造の変更に少なくとも部分的に基づいて第３の指紋値を出力するようにさらに構成される、請求項１６に記載の集積回路。
【請求項１８】
前記集積回路は、前記集積回路の暗号機能の鍵を、前記第１の指紋値に少なくとも部分的に基づくものにするように構成される、請求項１７に記載の集積回路。
【請求項１９】
前記第１の改竄防止金属構造は、第１の複数の金属線を含む第１のメッシュを含む、請求項１８に記載の集積回路。
【請求項２０】
前記第２の改竄防止金属構造は、第２の複数の金属線を含む第２のメッシュを含む、請求項１９に記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【図面の簡単な説明】
【０００１】
【図１】［0001］シリコン貫通電極を有するセキュリティ・シールドされた集積回路ダイを示す図である。
【図２Ａ】［0002］セキュリティ構造および回路網を有する集積回路を示す図である。
【図２Ｂ】［0003］材料を除去することによって裏面セキュリティ構造が変更された集積回路を示す図である。
【図２Ｃ】［0004］材料を追加することによって裏面セキュリティ構造が変更された集積回路を示す図である。
【図２Ｄ】［0005］材料を追加することによって前面セキュリティ構造が変更された集積回路を示す図である。
【図３】［0006］裏面金属層に対する変更を検出する方法を示す流れ図である。
【図４】［0007］コンピュータ・システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００２】
［0008］  多くの電子デバイス（たとえば、セル電話機、タブレット、セットトップ・ボックスなど）は、セキュア暗号鍵およびセキュア暗号回路網を有する集積回路を使用する。これらの鍵および回路網は、たとえば、デバイス上のデータを保護し、通信を保護し、かつ／またはデバイスを認証するのに使用され得る。鍵および／またはデバイスによって使用される他の情報を開示から保護する（これによって、デバイス上のデータを保護し、許可されない使用を防ぐなど）ことが望ましい。
【０００３】
［0009］  攻撃者が集積回路への物理的アクセスを有する（たとえば、デバイスを購入することによって）時には、セキュア暗号鍵を学習し、かつ／またはセキュア暗号回路網を迂回するように設計された攻撃が、何らかの形でチップを変更することによって実行され得る。チップは、たとえば収束イオン・ビーム（ＦＩＢ）ワークステーションを使用して、これらの攻撃のために変更され得る。ＦＩＢ機械は、チップの金属化層内のトラックを切断し、新しい金属トラックを堆積し、新しい絶縁層を堆積し、回路および信号のプロービングを容易にするために材料（たとえば、バルク・シリコン）を除去し、シリコンの１区域のドーピングを変更するためにイオンを注入し、チップのより下部の層内の構造への導体を作ることができる。これらのタイプの変更のうちの１つまたは複数が、セキュア暗号鍵を学習し、かつ／またはセキュア回路網を迂回するのを助けるのに使用され得る。
【０００４】
［0010］  一実施形態では、物理的複製困難関数（ｐｈｙｓｉｃａｌｌｙ  ｕｎｃｌｏｎａｂｌｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）回路（ＰＵＦ）が、シリコン貫通電極および集積回路の裏面上の金属化を含む改竄防止（すなわち、シールド）構造の物理的特性（たとえば、抵抗、キャパシタンス、接続性など）の一意性に基づいて指紋値を生成するのに使用される。物理的特性は、製造中に導入されるランダムな物理要因に依存する。これは、これらの物理的特性のチップ間変動を予測不能かつ制御不能にし、これが、指紋値を変更せずに構造を複製し、クローンを作成し、または変更することを事実上不可能にする。したがって、ＰＵＦの一部として集積回路のシリコン貫通電極および裏面上の金属化を含めることによって、チップの裏面は、セキュア暗号鍵を学習し、かつ／またはセキュア回路網を迂回するのを助けるのに使用され得る変更および／または観察から保護され得る。
【０００５】
［0011］  図１は、シリコン貫通電極を有するセキュリティ・シールドされた集積回路ダイの図である。図１では、集積回路ダイ１００は、物理的複製困難関数回路網（ＰＵＦ）１２０、基板１３１、パッシベーション層１４０、パッシベーション層１４１、裏面金属層構造１７１、裏面金属層構造１７２、裏面金属層構造１７３、前面金属層構造１５１、前面金属層構造１５２、前面金属層構造１５３、前面金属層構造１５４、シリコン貫通電極（ＴＳＶ）１６１、およびＴＳＶ１６２を含む。ＰＵＦ回路網１２０は、基板１３１と一体化されるものとして図示されている。
【０００６】
［0012］  ＴＳＶ１６１は、前面金属層構造１５１を介してＰＵＦ回路網１２０に接続されるものとして図示されている。ＴＳＶ１６２は、前面金属層構造１５２を介して回路網ＰＵＦ１２０に接続されるものとして図示されている。パッシベーション層１４０およびパッシベーション層１４１は、集積回路ダイ１００の、ＰＵＦ回路網１２０を含む面（別名、集積回路ダイ１００の「前」面または「上」面）に図示されている。裏面金属層構造１７１、裏面金属層構造１７２、および裏面金属層構造１７３は、集積回路ダイ１００の、アクティブ回路網を含まない面（別名、集積回路ダイ１００の「裏」面または「下」面）に図示されている。
【０００７】
［0013］  一実施形態では、ＴＳＶ１６１〜１６２のうちの１つまたは複数は、ＰＵＦ回路網１２０と裏面金属層構造１７１〜１７３のうちの１つまたは複数との間の接続性を確立するのに使用される。裏面金属層構造１７１〜１７３のうちの、ＰＵＦ１２０に接続される１つまたは複数は、これによって、アクティブＰＵＦ回路網１２０の一部として一体化される。この形で、裏面金属層構造１７１〜１７３のうちの、ＰＵＦ１２０に接続される１つまたは複数に対する変更（たとえば、チップの裏面を介して回路網を目標にするＦＩＢ攻撃中の）は、ＰＵＦ値を変更するはずである。ＰＵＦ値が、たとえばチップ上に記憶されたデータ（たとえば、オンチップ不揮発性メモリ内に記憶されたデータ）をスクランブルしまたは暗号化するのに使用される場合に、ＰＵＦ値の変更は、チップ上に記憶されたデータの有用性を破壊する。
【０００８】
［0014］  ＰＵＦ１２０は、その出力を作るために、集積回路の異なる自然に一致しない物理プロパティに頼ることができる。裏面金属層構造１７１〜１７３は、ＰＵＦ１２０に接続され得、その結果、裏面金属層構造１７１〜１７３の自然に一致しない物理プロパティが、ＰＵＦ１２０によって出力される値（１つまたは複数）に影響するようになる。たとえば、ＰＵＦ１２０は、２つ以上の裏面金属層構造１７１〜１７３によって形成される抵抗のわずかな不一致に（少なくとも部分的に）頼ることができる。裏面金属層構造１７１〜１７３にまたがるまたはそれらの間の抵抗のこの小さい変動は、出力値を判定するためにＰＵＦ１２０によって使用される。
【０００９】
［0015］  裏面金属層構造１７１〜１７３を使用することによって（適当に設計され、配置される時に）、ＰＵＦ  １２０は、複数のタイプの攻撃により抵抗するようになる。これは、フォトニック・エミッション攻撃（ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ａｔｔａｃｋ）およびＦＩＢ攻撃を含むが、これに限定はされない。裏面金属層構造１７１〜１７３が、通常はこのタイプの攻撃中に収集される近赤外線信号を吸収するので、フォトニック・エミッション攻撃は、抵抗される。したがって、前面上の敏感なアクティブ回路の放出を観察できるようにするために裏面金属層構造１７１〜１７３のすべてまたは一部を除去することは、ＰＵＦ１２０の出力値を変更させる。ＰＵＦ１２０が出力する値のこの変化は、改竄を検出し、かつ／または集積回路１００上の保護されたデータを使用不能／回復不能にするのに使用され得る。
【００１０】
［0016］  同様に、裏面金属層構造１７１〜１７３を変更するＦＩＢ攻撃は、ＰＵＦ１２０の出力値を変更させる。たとえば、ＰＵＦ１２０出力値のハッシュが、オンチップ不揮発性メモリのセキュア領域を暗号化解除するのに集積回路１００によって使用される場合には、ＰＵＦ１２０出力値の単一のビットまたはより多数の変化は、不揮発性の内容を回復不能にする。
【００１１】
［0017］  一実施形態では、ＰＵＦ１２０は、裏面金属層構造１７１〜１７３のうちの１つまたは複数に第１の電気的刺激を印加するように構成される。この電気的刺激は、ＴＳＶ  １６１を介して印加される。たとえば、ＰＵＦ１２０は、ＴＳＶ１６１を使用して、裏面金属層構造１７１〜１７３のうちの１つまたは複数に供給電圧または他の既知の電圧を印加するように構成され得る。ＰＵＦ１２０は、裏面金属層構造１７１〜１７３の電気的特性に少なくとも部分的に基づく、第１の電気的刺激に対する裏面金属層構造１７１〜１７３のうちの１つまたは複数による応答を受信するようにも構成される。この応答は、ＴＳＶ１６２を介して受信される。たとえば、応答裏面金属層構造１７１〜１７３は、ＴＳＶ１６１を使用して裏面金属層構造１７１〜１７３のうちの１つまたは複数に印加される（または印加された）供給電圧または他の既知の電圧に応答して裏面金属層構造１７１〜１７３を通って流れる電流を含むことができる。この電流は、１つまたは複数の裏面金属層構造１７１〜１７３の抵抗（すなわち、電気的特性）に少なくとも部分的に基づくものとすることができる。
【００１２】
［0018］  ＰＵＦ１２０および裏面金属層構造１７１〜１７３は、裏面金属層構造１７１〜１７３の電気的特性に少なくとも部分的に基づいて、裏面金属層構造１７１〜１７３が変更されなかった時に、第１の指紋値を出力するようにも構成される。ＰＵＦ１２０および裏面金属層構造１７１〜１７３は、裏面金属層構造１７１〜１７３の電気的特性に少なくとも部分的に基づいて、裏面金属層構造１７１〜１７３が変更された時に、第１の指紋値とは異なる第２の指紋値を出力するようにも構成される。
【００１３】
［0019］  一実施形態では、ＰＵＦ１２０は、第１の指紋値が前面金属層（たとえば、前面金属層構造１５１〜１５４のうちの１つまたは複数）の電気的特性にも基づくようにさらに構成され得る。したがって、ＰＵＦ１２０は、前面金属層構造１５１〜１５４の電気的特性に基づいて、前面金属層構造１５１〜１５４が変更された時に、第１の指紋値とは異なる第３の出力値を出力することができる。
【００１４】
［0020］  一実施形態では、前面金属層構造１５１〜１５４および／または裏面金属層構造１７１〜１７３のうちの１つまたは複数は、改竄防止メッシュを含むことができる。たとえば、裏面金属層構造１７１〜１７３は、メッシュの諸部分の間で導電経路が形成される（または破壊される）ことなく変更することが相対的に難しい金属線のメッシュとして設計され、配置され得る。このメッシュは、メッシュに対する相対的に小さい変更さえもが、ＰＵＦ１２０によって出力される値を変化させるのに十分に、メッシュの１つまたは複数の電気的特性（たとえば、抵抗、キャパシタンスなど）を変化させるようにするためにも設計され、配置され得る。
【００１５】
［0021］  図２Ａは、セキュリティ構造および回路網を有する集積回路の図である。図２Ａ〜図２Ｄでは、集積回路ダイ２００は、物理的複製困難関数回路網（ＰＵＦ）２２０、未変更の指紋値２２１、オプションの暗号回路網２２５、基板２３１、パッシベーション層２４０、パッシベーション層２４１、裏面金属層構造２７１、裏面金属層構造２７２、裏面金属層構造２７３、前面金属層構造２５１、前面金属層構造２５２、前面金属層構造２５３、前面金属層構造２５４、シリコン貫通電極（ＴＳＶ）２６１、およびＴＳＶ２６２を含む。ＰＵＦ回路網２２０および暗号回路網２２５は、基板２３１と一体化されるものとして図示されている。未変更の指紋値２２１は、ＰＵＦ２２０に由来し、暗号回路網２２５に供給されるものとして図示されている。前面金属層構造２５１および前面金属層構造２５２は、基板２３１の最も近く（他のルーティング金属層に対して）に堆積される金属（別名、ｍｅｔａｌ  １層）を含む。前面金属層構造２５３および前面金属層構造２５４は、基板２３１からより遠く（第１の金属層（ｍｅｔａｌ  １）に対して）にある１つまたは複数の層に堆積される金属（別名、ｍｅｔａｌ  ２層、ｍｅｔａｌ  ３層など）を含む。
【００１６】
［0022］  ＴＳＶ２６１は、いくつかの実施形態で、前面金属層構造２５１を介してＰＵＦ回路網２２０に接続される。ＴＳＶ２６２は、前面金属層構造２５２を介してＰＵＦ回路網２２０に接続される。いくつかの実施形態では、ＰＵＦ回路網２２０は、前面金属層構造２５４にも接続される。パッシベーション層２４０、パッシベーション層２４１、および前面金属構造２５１〜２５４は、集積回路ダイ２００の、ＰＵＦ回路網２２０を含む面（別名、集積回路ダイ２００の「前」面または「上」面）に図示されている。裏面金属層構造２７１、裏面金属層構造２７２、および裏面金属層構造２７３は、集積回路ダイ２００の、アクティブ回路網を含まない面（別名、集積回路ダイ２００の「裏」面または「下」面）に図示されている。
【００１７】
［0023］  一実施形態では、ＴＳＶ２６１〜２６２のうちの１つまたは複数は、ＰＵＦ回路網２２０と裏面金属層構造２７１〜２７３との間の接続性を確立するのに使用される。ＰＵＦ  １２０に接続された裏面金属層構造２７１〜２７３は、これによって、アクティブＰＵＦ回路網２２０の一部として一体化される。したがって、裏面金属層構造２７１〜２７３のうちの、ＰＵＦ２２０に接続される任意の１つに対する変更（たとえば、ＦＩＢ攻撃中の）は、ＰＵＦ２２０によって出力される指紋値を、未変更の指紋値２２１とは異なる指紋値に変更するはずである。未変更の指紋値２２１が、暗号回路網２２５によって、チップ上に記憶されたデータ（たとえば、オンチップ不揮発性メモリ内に記憶されたデータ）をスクランブルしまたは暗号化するのに使用される値をスクランブルし、暗号化し、または導出するのに使用される場合に、ＰＵＦ２２０によって出力される指紋値の、未変更の指紋値２２１とは異なる指紋値への変更は、チップ上に記憶された暗号化されたデータの有用性を破壊する。
【００１８】
［0024］  ＰＵＦ２２０は、未変更の指紋値２２１を作るために、集積回路（および、具体的には裏面金属層構造２７１〜２７３）の異なる自然に一致しない物理プロパティに頼る。裏面金属層構造２７１〜２７３は、ＰＵＦ２２０に接続され、その結果、裏面金属層構造２７１〜２７３の自然に一致しない物理プロパティが、ＰＵＦ２２０によって出力される値に影響するようになる。たとえば、ＰＵＦ２２０は、未変更の指紋値２２１を生成するために、２つ以上の裏面金属層構造２７１〜２７３によって形成される抵抗のわずかな不一致に（少なくとも部分的に）頼ることができる。裏面金属層構造２７１〜２７３にまたがるまたはそれらの間の抵抗のこの小さい（または大きい）変動は、未変更の指紋値２２１を判定するためにＰＵＦ２２０によって使用される。したがって、裏面金属層構造２７１〜２７３にまたがるまたはそれらの間の抵抗のこの小さい（または大きい）変動が、たとえば裏面金属層構造２７１〜２７３に対する変更によって変更される時には、ＰＵＦによって出力される指紋値は、未変更の指紋値２２１とは異なる指紋値に変更される２２０。
【００１９】
［0025］  ＰＵＦ２２０の一部として裏面金属層構造２７１〜２７３を使用することによって（適当に設計され、配置される時に）、集積回路２００は、複数のタイプの攻撃に対してより抵抗するようにされる。これは、フォトニック・エミッション攻撃およびＦＩＢ攻撃を含むが、これに限定はされない。裏面金属層構造２７１〜２７３が、通常はこの攻撃中に収集される近赤外線信号を吸収するので、フォトニック・エミッション攻撃は、抵抗される。したがって、前面上の敏感なアクティブ回路の放出を観察できるようにするために裏面金属層構造２７１〜２７３のすべてまたは一部を除去することは、ＰＵＦ２２０によって出力される指紋値を、未変更の指紋値２２１とは異なる値に変化させる。ＰＵＦ２２０によって出力される指紋値のこの変化は、この改竄を検出し、かつ／または集積回路２００上の保護されたデータを使用不能／回復不能にするのに使用され得る。具体的には、ＰＵＦ２２０によって出力される変更された指紋値が、暗号回路網２２５に入力される（たとえば、鍵または鍵のシード（ｋｅｙ  ｓｅｅｄ）として）時に、未変更の指紋値２２１は、失われ、したがって、未変更の指紋値２２１を用いて暗号化された情報の暗号化解除に使用可能ではない。同様に、裏面金属層構造２７１〜２７３を変更するＦＩＢ攻撃は、ＰＵＦ２２０によって出力される指紋値を、未変更の指紋値２２１とは異なる値に変化させる。
【００２０】
［0026］  一実施形態では、ＰＵＦ２２０は、裏面金属層構造２７１〜２７３に第１の電気的刺激を印加するように構成される。この電気的刺激は、ＴＳＶ２６２を介して印加される。たとえば、ＰＵＦ２２０は、ＴＳＶ２６２を使用して、裏面金属層構造２７１〜２７３に供給電圧または他の既知の電圧を印加するように構成され得る。ＰＵＦ２２０は、この電気的刺激に対する裏面金属層構造２７１〜２７３による応答を受信するようにも構成される。この応答は、裏面金属層構造２７１〜２７３の電気的特性に少なくとも部分的に基づく。この応答は、ＴＳＶ２６１を介して受信され得る。
【００２１】
［0027］  ＰＵＦ２２０は、裏面金属層構造２７１〜２７３の電気的特性に少なくとも部分的に基づいて、裏面金属層構造２７１〜２７３が変更されなかった時に、未変更の指紋値２２１を出力する。ＰＵＦ２２０は、裏面金属層構造２７１〜２７３の電気的特性に少なくとも部分的に基づいて、裏面金属層構造２７１〜２７３が変更された時に、未変更の指紋値２２１とは異なる指紋値を出力する。
【００２２】
［0028］  一実施形態では、ＰＵＦ２２０は、未変更の指紋値２２１が前面金属構造２５１〜２５４の電気的特性にも基づくように、１つまたは複数の前面金属層構造２５１〜２５４に接続され得る。したがって、前面金属層構造２５１〜２５２が変更された時に、ＰＵＦ２２０は、未変更の指紋値２２１とは異なる指紋値を出力する。この新しい指紋値は、少なくとも１つの前面金属層構造２５１〜２５４の電気的特性に基づく。
【００２３】
［0029］  一実施形態では、前面金属層構造２５１〜２５４および／または裏面金属層構造２７１〜２７３のうちの１つまたは複数は、改竄防止メッシュを含むことができる。たとえば、裏面金属層構造２７１〜２７３は、メッシュの諸部分の間で導電経路が形成される（または破壊される）ことなく変更することが相対的に難しい金属線のメッシュとして設計され、配置され得る。このメッシュは、メッシュに対する相対的に小さい変更さえもが、ＰＵＦ２２０によって出力される未変更の指紋値２２１を異なる値に変化させるのに十分に、メッシュの１つまたは複数の電気的特性（たとえば、抵抗、キャパシタンスなど）を変化させるようにするためにも設計され、配置され得る。
【００２４】
［0030］  図２Ｂは、材料を除去することによって裏面セキュリティ構造が変更された集積回路の図である。図２Ｂでは、裏面金属構造２７３（図２Ａに図示）の一部が、開かれており（すなわち、たとえばＦＩＢ機械によって変更されており）、その結果、（少なくとも図２Ｂに示された断面に関して）２つの別々の裏面金属構造２７３ａおよび２７３ｂが、開口２７５によって分離されるようになるものとして図示されている。開口２７５は、集積回路２００の裏面を介して回路網を観察しまたはこれにアクセスするために作られたものとすることができる。一実施形態では、開口２７５の作成は、ＰＵＦ  ２２０が、今や、未変更の指紋値２２１とは異なる変更された指紋値２２２を出力するように、図２Ａに示された裏面金属構造２７３の電気的特性を変更する（たとえば、開口２７５は、裏面金属構造２７３の抵抗、キャパシタンス、これとの接続、および／またはインダクタンスを変更する）。
【００２５】
［0031］  図２Ｃは、材料を追加することによって裏面セキュリティ構造が変更された集積回路の図である。図２Ｃでは、裏面金属構造２７３は、追加された材料および／または金属２７６によって裏面金属構造２７２に接続されたものとして図示されている。金属２７６は、集積回路２００の裏面を介して回路網を電気的に観察し、迂回し、かつ／またはこれにアクセスするために堆積されたものとすることができる。一実施形態では、金属２７６の追加は、ＰＵＦ２２０が、今や、未変更の指紋値２２１とは異なる変更された指紋値２２３を出力するように、裏面金属構造２７２および２７２のうちの少なくとも１つの電気的特性を変更する（たとえば、金属２７６は、裏面金属構造２７２および２７３のうちの少なくとも１つの抵抗、キャパシタンス、これとの接続、および／またはインダクタンスを変更する）。
【００２６】
［0032］  図２Ｄは、材料を追加することによって前面セキュリティ構造が変更された集積回路の図である。図２Ｄでは、前面金属構造２５１は、追加された材料および／または金属２４７によって前面金属構造２５２に接続されたものとして図示されている。金属２４７は、集積回路２００の前面および／または裏面上の回路を電気的に観察し、迂回し、かつ／またはこれにアクセスするために堆積されたものとすることができる。一実施形態では、金属２４７の追加は、ＰＵＦ２２０が、今や、未変更の指紋値２２１とは異なる変更された指紋値２２４を出力するように、前面金属構造２５１および２５２のうちの少なくとも１つの電気的特性を変更する（たとえば、金属２４７は、前面金属構造２５１および２５２のうちの少なくとも１つの抵抗、キャパシタンス、これとの接続、および／またはインダクタンスを変更する）。
【００２７】
［0033］  図３は、裏面金属層に対する変更を検出する方法を示す流れ図である。図３のステップは、集積回路１００および／または集積回路２００の１つまたは複数の要素によって実行され得る。第１のシリコン貫通電極によって、電気的刺激が、裏面金属層に印加される（３０２）。たとえば、ＰＵＦ２２０が、ＴＳＶ２６２によって裏面金属構造２７１〜２７３のうちの１つまたは複数に電圧および／または電流を印加することができる。
【００２８】
［0034］  第２のシリコン貫通電極によって、裏面金属層の電気的特性に少なくとも部分的に基づく、電気的刺激に対する応答が受信される（３０４）。たとえば、ＰＵＦ２２０が、ＴＳＶ２６１を介して、印加された刺激に対する応答を受信することができる。この応答は、電気的特性（たとえば、裏面金属構造２７１〜２７３のうちの少なくとも１つの抵抗、キャパシタンス、接続性、および／またはインダクタンスのうちの１つまたは複数）に基づくものとすることができる。この応答は、たとえば、電圧または電流とすることができる。
【００２９】
［0035］  物理的複製困難関数（ＰＵＦ）は、裏面金属層の電気的特性に少なくとも部分的に基づいて、裏面金属層が変更されなかった時に第１の指紋値を出力し、ここで、ＰＵＦは、裏面金属層の電気的特性に少なくとも部分的に基づいて、裏面金属層が変更された場合には第１の指紋値と等しくない第２の指紋値を出力する（３０６）。たとえば、ＰＵＦ２２０は、裏面金属構造２７１〜２７３のうちの１つまたは複数の電気的特性に基づいて、裏面金属構造２７１〜２７３のどれもが変更されなかった時に未変更の指紋値２２１を出力することができる。ＰＵＦ２２０は、裏面金属構造２７１〜２７３のうちの１つまたは複数の電気的特性に基づいて、裏面金属構造２７１〜２７３のうちの少なくとも１つが変更された時に変更された指紋値２２２〜２２３を出力するようにも構成され得る。
【００３０】
［0036］  上で説明された方法、システム、およびデバイスは、コンピュータ・システム内で実施され、またはコンピュータ・システムによって記憶され得る。上で説明された方法は、非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶されることも可能である。本明細書で説明されるデバイス、回路、およびシステムは、当技術分野で入手可能なコンピュータ支援設計ツールを使用して実施され、そのような回路のソフトウェア記述を含むコンピュータ可読ファイルによって実施され得る。これは、集積回路１００、集積回路２００、裏面金属構造１７１〜１７３、裏面金属構造２７１〜２７３、ＴＳＶ１６１〜１６２、ＴＳＶ２６１〜２６２、およびその構成要素の１つまたは複数の要素を含むが、これに限定はされない。これらのソフトウェア記述は、動作記述、レジスタ転送記述、論理構成要素記述、トランジスタ記述、およびレイアウト幾何形状レベル記述とすることができる。さらに、ソフトウェア記述は、記憶媒体上に記憶され、または搬送波によって通信され得る。
【００３１】
［0037］  そのような記述がその中で実施され得るデータ・フォーマットは、Ｃなどの挙動言語（ｂｅｈａｖｉｏｒａｌ  ｌａｎｇｕａｇｅ）をサポートするフォーマット、ＶｅｒｉｌｏｇおよびＶＨＤＬなどのレジスタ転送レベル（ＲＴＬ）言語をサポートするフォーマット、幾何形状記述言語（ＧＤＳＩＩ、ＧＤＳＩＩＩ、ＧＤＳＩＶ、ＣＩＦ、およびＭＥＢＥＳなど）をサポートするフォーマット、ならびに他の適切なフォーマットおよび言語を含むが、これに限定はされない。さらに、機械可読媒体上のそのようなファイルのデータ転送は、インターネット上の多様な媒体を介してまたはたとえば電子メールを介して電子的に行われ得る。物理ファイルが、４ｍｍ磁気テープ、８ｍｍ磁気テープ、３−１／２インチ・フロッピ媒体、ＣＤ、ＤＶＤ、その他などの機械可読媒体上で実施され得ることに留意されたい。
【００３２】
［0038］  図４は、回路構成要素の表現４２０を含み、処理し、または生成するための処理システム４００の一実施形態を示すブロック図である。処理システム４００は、１つまたは複数のプロセッサ４０２、メモリ４０４、および１つまたは複数の通信デバイス４０６を含む。プロセッサ４０２、メモリ４０４、および通信デバイス４０６は、任意の適切なタイプ、個数、および／または構成の有線および／または無線の接続４０８を使用して通信する。
【００３３】
［0039］  プロセッサ４０２は、ユーザ入力４１４およびパラメータ４１６に応答して回路構成要素４２０を処理し、かつ／または生成するために、メモリ４０４内に記憶された１つまたは複数のプロセス４１２の命令を実行する。プロセス４１２は、電子回路網を設計し、シミュレートし、分析し、かつ／もしくは検証し、かつ／または電子回路網のフォトマスクを生成するのに使用される、任意の適切なｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄｅｓｉｇｎ  ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ（ＥＤＡ）ツールまたはその一部とすることができる。表現４２０は、図面に示された集積回路１００、集積回路２００、およびその構成要素のすべてまたは一部を記述するデータを含む。
【００３４】
［0040］  表現４２０は、動作記述、レジスタ転送記述、論理構成要素記述、トランジスタ記述、およびレイアウト幾何形状レベル記述のうちの１つまたは複数を含むことができる。さらに、表現４２０は、記憶媒体上に記憶され、または搬送波によって通信され得る。
【００３５】
［0041］  表現４２０がその中で実施され得るデータ・フォーマットは、Ｃなどの挙動言語をサポートするフォーマット、ＶｅｒｉｌｏｇおよびＶＨＤＬなどのレジスタ転送レベル（ＲＴＬ）言語をサポートするフォーマット、幾何形状記述言語（ＧＤＳＩＩ、ＧＤＳＩＩＩ、ＧＤＳＩＶ、ＣＩＦ、およびＭＥＢＥＳなど）をサポートするフォーマット、ならびに他の適切なフォーマットおよび言語を含むが、これに限定はされない。さらに、機械可読媒体上のそのようなファイルのデータ転送は、インターネット上の多様な媒体を介してまたはたとえば電子メールを介して電子的に行われ得る。
【００３６】
［0042］  ユーザ入力４１４は、キーボード、マウス、音声認識インターフェース、マイクロホンおよびスピーカ、グラフィカル・ディスプレイ、タッチ・スクリーン、または他のタイプのユーザ入力デバイスからの入力パラメータを含むことができる。このユーザ・インターフェースは、複数のインターフェース・デバイスの間で分散され得る。パラメータ４１６は、表現４２０を定義するのを助けるために入力される仕様および／または特性を含むことができる。たとえば、パラメータ４１６は、デバイス・タイプ（たとえば、ＮＦＥＴ、ＰＦＥＴなど）、トポロジ（たとえば、ブロック図、回路記述、概要図など）、および／またはデバイス記述（たとえば、デバイス・プロパティ、デバイス寸法、電源電圧、シミュレーション温度、シミュレーション・モデルなど）を定義する情報を含むことができる。
【００３７】
［0043］  メモリ４０４は、プロセス４１２、ユーザ入力４１４、パラメータ４１６、および回路構成要素４２０を記憶する、任意の適切なタイプ、個数、および／または構成の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。
【００３８】
［0044］  通信デバイス４０６は、処理システム４００から別の処理システムもしくはストレージ・システム（図示せず）に情報を送信し、かつ／または別の処理システムもしくはストレージ・システム（図示せず）から情報を受信する、任意の適切なタイプ、個数、および／または構成の有線デバイスおよび／または無線デバイスを含む。たとえば、通信デバイス４０６は、回路構成要素４２０を別のシステムに送信することができる。通信デバイス４０６は、プロセス４１２、ユーザ入力４１４、パラメータ４１６、および／または回路構成要素４２０を受信し、プロセス４１２、ユーザ入力４１４、パラメータ４１６、および／または回路構成要素４２０をメモリ４０４内に記憶させることができる。
【００３９】
［0045］  本発明の前述の説明は、例示および説明のために提示された。網羅的であることまたは本発明を開示された正確な形態に限定することは、意図されておらず、他の変更形態および変形形態が、上記の教示に鑑みて可能である可能性がある。実施形態は、これによって、当業者が、企図される特定の用途に適する様々な実施形態および様々な変更形態で本発明を最もよく利用することを可能にするために、本発明の原理およびその実用的応用例を最もよく説明するために選択され、記述された。添付の特許請求の範囲が、従来技術によって限定されない限り、本発明の他の代替実施形態を含むと解釈されることが意図されている。
【図１】
2020501438.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
2020501438.tif 000006
【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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