JP2014059377A - 個体認証用構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐クローン性のある微細な人工物である個体認証用構造体を製造する方法を提供する。
【解決手段】基体２上に化学線感応型のレジストを塗布してレジスト層１１を形成し、このレジスト層１１の所望部位に化学線を照射した後、レジスト層１１に現像処理を施して基体２にレジスト構造体３を形成して個体認証用構造体１を製造するものとし、レジスト構造体３の形成では、レジスト層１１に現像処理を施して形成されるレジストパターン５の少なくとも一部に外力を与えて、パターン凝集体６を１個以上形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人工物に固有の特徴を利用して認証を行う技術に使用可能な個体認証用構造体の製造方法に関する。

近年、一人ひとりの人間に固有のバイオメトリック情報を利用して個人の認証を行うバイオメトリクスが様々な分野で実用化されている。バイオメトリック情報は、指紋、静脈などの身体的特徴や、音声、筆跡などの行動的特徴を含む情報であり、このような情報を用いて携帯電話や銀行カードの利用者認証、コンピューターへのログインの利用者認証といった場面に利用されている。バイオメトリクスは人間が対象であったが、同様な方法は物体の個体認証にも適用できる。これは人工物メトリクスと呼ばれている。人工物メトリクスは、人工物に固有の特徴を用いて人工物を認証する技術である。例えば、金融分野においては、証書やカードなどの人工物を用いた取引や処理が随所で行われており、その安全性や信頼性を高める手段として、人工物メトリクスが有用であると考えられている。
人工物メトリクスを利用した従来技術として、例えば、特許文献１〜２がある。特許文献１では、金属粒による人工物が配設されたチップが取り付けられたカードが提案されている。また、特許文献２では、繊維による人工物が配設されたチップが取り付けられた真贋識別カードが提案されている。

特開平１０−４４６５０号公報 特開２００３−２９６３６号公報

現在、セキュリティ性を高めるためにＩＣチップ等が使用されているが、例えば、偽造が困難である耐クローン性を具備した人工物をＩＣカード中へ組み込むことができれば、更なるセキュリティ性の向上が見込まれる。このように微細かつ耐クローン性のある人工物への期待は大きが、従来の技術では、耐クローン性のある微細な人工物を作製することは困難であった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、耐クローン性のある微細な人工物である個体認証用構造体を製造する方法を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明は、人工物を利用した個体認証用構造体の製造方法であって、基体上に化学線感応型のレジストを塗布してレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層の所望部位に化学線を照射する工程と、前記レジスト層に現像処理を施してレジストパターンを形成する工程と、を有し、前記レジストパターンの少なくとも一部に外力を与えて、パターン凝集体を１個以上有するレジスト構造体を前記基体上に形成するような構成とした。

本発明の他の態様として、前記外力として、前記現像処理後のリンス処理における処理液の表面張力、荷電粒子線照射による帯電で発生する静電気力、流体噴射による流体圧力、超音波振動による振動圧の少なくとも１種を用いるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記基体に前記レジスト構造体を形成した後に、前記レジスト構造体をマスクとして前記基体をエッチングして凹凸構造を形成する工程を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記凹凸構造を形成する工程の後に、前記基体をモールドとして使用して基材上に凹凸構造を備える樹脂層を形成するインプリント工程を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記インプリント工程では、前記樹脂層をマスクとして前記基材をエッチングして凹凸構造を形成するような構成とした。

本発明では、基体上にレジスト構造体を形成し、当該レジスト構造体はレジストパターンの少なくとも一部に外力を与えて形成したパターン凝集体を１個以上有しており、このパターン凝集体は偽造が困難であり耐クローン性を発現することができ、これにより、耐クローン性のある微細な人工物である個体認証用構造体の製造が可能である。

本発明の個体認証用構造体の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 個体認証用構造体を構成するレジスト構造体が有するパターン凝集体の形状例を説明するための図である。 本発明の個体認証用構造体の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。 レジスト構造体をマスクとして基体をエッチングすることにより形成した凹凸構造を説明するための図である。 本発明の個体認証用構造体の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。 実施例１の試料１−１〜試料１−１０をＳＥＭを用いて観察した結果を示す図面である。 実施例２の試料２−１〜試料２−９をＳＥＭを用いて観察した結果を示す図面である。 実施例３の試料３−１〜試料３−１０をＳＥＭを用いて観察した結果を示す図面である。 実施例３の試料３−１をＳＥＭを用いて観察した結果を示す図面である。 実施例３の試料３−１をＳＥＭを用いて観察した結果を示す図面である。 実施例３の試料３−１をＳＥＭを用いて観察した結果を示す図面である。 実施例３の試料３−１をＳＥＭを用いて観察した結果を示す図面である。 実施例３の試料３−１をＳＥＭを用いて観察した結果を示す図面である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の個体認証用構造体の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
この実施形態は、基体上にレジスト構造体を備えた個体認証用構造体を製造する方法であり、まず、基体２の一の面２ａ上に化学線感応型のレジストを塗布してレジスト層１１を形成する（図１（Ａ））。
使用する基体２は、製造する個体認証用構造体に要求される特性、例えば、強度特性、電気特性、光学特性等を考慮して適宜選定することができ、例えば、石英ガラスやソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス等のガラス、シリコンや酸化シリコン、窒化シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体、クロム、タンタル、アルミニウム、ニッケル、チタン、銅、鉄、コバルト、スズ、ベリリウム、金、銀、白金、パラジウム、アマルガム等の金属基板および金属泊、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂基板および樹脂フィルム、あるいは、これらの材料の任意の組み合わせからなる複合体等を使用することができる。また、後述のようにレジスト構造体を形成する領域とは別の領域に他の構造物、例えば、半導体デバイスやディスプレイ等に用いられる微細配線や、フォトニック結晶構造、光導波路等の構造物が形成されたものを基体２としてもよい。

また、使用する化学線感応型のレジストは、電子線、Ｘ線、紫外線等の所望の化学線に感応可能なネガ型、ポジ型の公知のレジストを使用することができ、例えば、国際公開第２００９／０６０８６９号に記載のネガ型レジスト組成物等を好適に使用することができる。形成するレジスト層１１の厚みは、使用するレジストの物理的強度、後工程において形成するレジストパターンの形状、寸法、ピッチ等を考慮して、後工程にてパターン凝集体を形成できるように設定することが好ましく、例えば、１０〜５００ｎｍの範囲で設定することができる。
次に、上記のレジスト層１１の所望部位に化学線を照射して、レジストパターンの潜像１１′を形成する（図１（Ｂ））。使用する化学線は、レジスト層１１の感応性に応じて、例えば、電子線、Ｘ線、紫外線等を使用することができる。
次いで、レジスト層１１に現像処理を施してレジストパターン５を形成し（図１（Ｃ））、レジストパターン５の少なくとも一部に外力を与えて、パターン凝集体６を１個以上形成し、これにより基体２の一の面２ａにレジスト構造体３を形成して個体認証用構造体１とする（図１（Ｄ））。ここで、パターン凝集体６とは、レジストパターン５に傾斜、倒壊、滑り等の少なくとも１種の変形が生じて、離間していたパターン相互の寄りかかり、重なり、接近の少なくとも１種が生じた状態の三次元構造を言う。本発明では、化学線リソグラフィによりレジストパターン５を形成するので、個体認証用構造体を作製したい特定領域に選択的にレジストパターン５を形成することができる。

外力を作用させる前のレジストパターン５は、円柱、角柱等のピラー形状の複数のパターンからなるもの、ライン／スペースのパターンからなるもの、これらの組み合わせ等であってよく、少なくとも外力を与える領域において、任意の方向に任意の程度で傾斜、倒壊、滑り等の少なくとも１種の変形が生じ得るものである。例えば、レジストパターン５がピラー形状の複数のパターンを有する場合、上記の変形が生じ得るようにパターンの太さ、アスペクト比（高さと底部幅の比）、ピッチを適宜設定することができる。また、レジストパターン５がライン／スペースのパターンを有する場合、上記の変形が生じ得るようにラインとスペースの大きさ、ラインのアスペクト比（高さと底部幅の比）を適宜設定することができる。また、ライン／スペースのパターンでは、ラインを不連続形状とし、外力によるラインの変形を生じ易いものとしてもよい。
レジストパターン５に作用させる外力は、例えば、現像処理後に行われるリンス処理の乾燥工程における処理液の表面張力、荷電粒子線照射による帯電で発生する静電気力、流体噴射による流体圧力、超音波振動の振動圧等を挙げることができ、これらの少なくとも１種を用いることができる。これらの方法によれば、人為的に再現することが困難となるようにレジストパターン５に傾斜、倒れ、滑りの変形を容易に発生させることができる。その結果、三次元構造であるパターン凝集体６の形状は、再現性が極めて低いものとなる。

このような外力のうち、現像処理後のリンス処理における処理液の表面張力は、現像処理により形成されたレジストパターン５から現像液を除去するためのリンス処理の乾燥工程において、パターン間に存在するリンス液（主に超純水）から作用する力である。図１（Ｃ）に示されるレジストパターン５の形成時のリンス処理の乾燥工程において、近接位置にあるパターン間に存在するリンス液から作用する力σは、下記式で示される。
σ＝６γcosθ（Ｈ／Ｗ）²／Ｄ
γ：リンス液の表面張力
θ：リンス液とパターンとの接触角
Ｈ：パターンの高さ
Ｗ：パターンの幅
Ｄ：パターン間隔

リンス液が乾燥する段階でリンス液とパターンとの間に作用する力σが生じ、この力σがレジストパターン５と基体２との接着力より大きい場合に、パターンに傾斜、倒れ、滑りの変形が生じ、図１（Ｄ）に示されるようなパターン凝集体６を有するパターン構造体３が基体２に形成される。
そして、レジストパターン５が有する複数のパターンは、その高さＨ、パターンの幅Ｗ、パターン間隔Ｄの設計値が同じであっても、個々のパターンの高さＨ、パターンの幅Ｗ、パターン間隔Ｄにはバラツキが存在する。このため、リンス処理の乾燥工程においてリンス液によりパターン相互間に作用する力σは、近傍に位置する他のパターン相互間に作用する力σと影響し合い、パターン毎に作用する力σの大きさ、方向が微妙に相違する。また、リンス液の乾燥条件によっても力σの大きさ、方向が微妙に相違する。したがって、離間していた複数のパターンに、寄りかかり、重なり、接近の少なくとも１種が生じた状態の三次元構造であるパターン凝集体６の形状は、再現性が極めて低いものとなる。このように基体２にレジスト構造体３を備えた個体認証用構造体１は、優れた耐クローン性を有するものとなる。そして、レジスト構造体３の三次元構造を認識して識別することにより、個体認証を行うことができる。また、三次元構造であるパターン凝集体６の平面視形状を認識して識別することによっても個体認証を行うことができる。この場合も、離間していた複数のレジストパターンに、寄りかかり、重なり、接近の少なくとも１種が生じた状態の三次元構造であるパターン凝集体６の構造内には、電子線リソグラフィの解像限界以下（例えば、２０ｎｍ以下）であるパターン間隔が存在するので、パターン凝集体６の平面視形状にも、電子線リソグラフィの解像限界以下であるパターン形状が現れることになる。したがって、パターン凝集体６の平面視形状を偽造することは極めて困難である。

図２は、レジストパターンの変形により形成されるパターン凝集体６の形状例を２個のパターンを用いて説明する図である。図２（Ａ）に示されるパターン凝集体６は、近接位置にあるパターン５が傾斜して相互に寄りかかる形状となっている。また、図２（Ｂ）に示されるパターン凝集体６は、近接位置にあるパターン５が倒壊して一部重なり合った形状となっている。また、図２（Ｃ）に示されるパターン凝集体６は、近接位置にあるパターン５の一方に滑りが生じると共に傾斜して他方に寄りかかる形状となっている。さらに、図２（Ｄ）に示されるパターン凝集体６は、近接位置にあるレジストパターン５の一方が倒壊するとともに滑って他方に接近もしくは当接した形状となっている。
図２では、近接位置にある２個のパターン５によるパターン凝集体６の形状を示したが、１個のパターン凝集体６を構成するパターン５の数は３個以上であってよく、パターン凝集体６の形状は上述の形状の組み合わせであってもよい。尚、パターン凝集体６の形状は図示例に限定されるものではない。
上記のようなリンス処理の乾燥工程においてリンス液から作用する力は、レジストパターン５の全域に作用するので、レジスト構造体３は、レジストパターン５の全域に亘る１個のパターン凝集体６、すなわち、全てのパターンに傾斜、倒れ、滑り等の少なくとも１種の変形が生して形成された１個のパターン凝集体６を有するものであってよく、また、複数のパターン凝集体６と、これらのパターン凝集体６の間にパターンが変形していない領域を有するものであってもよい。

本実施形態では、例えば、図１（Ｃ）に示されるレジストパターン５に電子線、イオンビーム等の荷電粒子線を照射して帯電させ、パターン相互間に発生する静電気力を、レジストパターン５に与える外力として利用することができる。また、噴射の強さ、方向、面積等を変化させながら図１（Ｃ）に示されるレジストパターン５に気体等の流体を噴射して作用する力（流体圧力）を、レジストパターン５に与える外力として利用することができる。さらに、レジストパターン５を超純水等の液体中に置き、超音波振動を液体に加えることにより伝搬される振動圧を、レジストパターン５に与える外力として利用することができる。このような外力は、リンス処理において傾斜、倒れ、滑り等のいずれの変形も生じないようなレジストパターン５に対してパターン凝集体６を形成するうえで有用である。
また、このような外力の少なくとも一種と、上記のリンス処理の乾燥工程におけるリンス液から作用する力とを組み合わせてもよい。この場合、リンス処理において生じた傾斜、倒れ、滑り等の少なくとも１種の変形に加えて、更なる変形を付与することができ、パターン凝集体６の構造をより複雑にすることができ、また、パターン凝集体６の個数、面積の制御が可能となる。

上述のような第１の実施形態では、基体２上にレジスト構造体３を形成して個体認証用構造体１とし、レジスト構造体３は、レジストパターン５の少なくとも一部に外力を与えて形成したパターン凝集体６を１個以上有しており、このパターン凝集体６は偽造が困難である耐クローン性を発現する。したがって、レジストパターン５を所望の微細なものとすることにより、耐クローン性のある微細な人工物である個体認証用構造体の製造が可能である。
また、本実施形態では、基体２上にレジスト構造体３を備える個体認証用構造体１を、所望の大きさのチップ、例えば２μｍ角〜１００μｍ角の大きさのチップにダイシングして、個体認証が必要な他の対象物に組み込み可能な個体認証用構造体として製造してもよい。
また、基体２上にレジスト構造体３とともに、個体認証時の位置合せ用のマークを設けることができ、このような位置合せ用のマークは、上記のチップサイズの個体認証用構造体にも設けることができる。本発明では、化学線リソグラフィを用いるので、レジスト構造体３とともに個体認証時の位置合せ用のマークを同一工程で作製することが可能である。位置合せ用のマークは、レジスト構造体３を構成するレジストパターン５よりもパターン寸法を大きくすることで、基体２に対する十分な接着力をもたせて、レジストパターン５を変形させるために付与する外力、あるいは、使用時等に作用する外力により変形しないように構成しておくことが好ましい。

上述のように製造された個体認証用構造体１は、基体２と、この基体２の一の面２ａ上に位置する複数のレジストパターン５からなるレジスト構造体３と、を備え、各レジストパターン５と面２ａとがなす角度、該角度が９０°未満であるレジストパターン５の傾斜方向、および、レジストパターン５相互の間隔は、いずれも一定ではなく、レジストパターン５に相互の寄りかかり、重なり、接近の少なくとも１種の状態が存在して構成される三次元構造のパターン凝集体６がレジスト構造体３に１個以上存在している。このような個体認証用構造体１は、例えば、レジスト構造体３の平面視における輪郭形状、レジスト構造体３の断面視における立体形状、レジスト構造体３の高さ情報等を用いて個体認証を行うことができる。

［第２の実施形態］
図３は、本発明の個体認証用構造体の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
この実施形態は、基体に凹凸構造を備えた個体認証用構造体を製造する方法であり、まず、上述の第１の実施形態と同様に、パターン凝集体６を１個以上有するレジスト構造体３を基体２の一の面２ａ上に形成する（図３（Ａ））。
次に、レジスト構造体３をマスクとして基体２をエッチングして凹凸構造８を備えた個体認証用構造体１′を作製する（図３（Ｂ））。基体２のエッチングとしては、例えば、反応性イオンエッチング、反応性ガスエッチング等のドライエッチング、イオンミリングのような物理エッチングを行うことができる。そして、基体２のエッチングレートとレジスト構造体３のエッチングレートを適宜設定することにより、種々の形状、寸法の凹凸構造８を形成することができる。
図４は、レジスト構造体３をマスクとして基体２を異方性のドライエッチングすることにより形成した凹凸構造８を説明するための図であり、上述の図２に示したパターン凝集体６をマスクとした例である。

図４（Ａ）に示される凹凸構造８は、レジストパターン５が傾斜して相互に寄りかかる形状のパターン凝集体６（二点鎖線で示している）をマスクとして基体２をエッチングして形成したものである。パターン凝集体６は、これを構成するレジストパターン５の姿勢に応じてマスクとしての厚みが相違する部位を有している。図４（Ａ）に示されるパターン凝集体６では、基体２に垂直方向の鎖線矢印で示すように、部位によってマスクとしての厚みが異なっている。このため、基体２のエッチング中にパターン凝集体６のマスクとしての厚みが薄い部位では、マスクが消失して基体２のエッチングが開始されることになる。したがって、パターン凝集体６のマスクとしての厚みの相違に対応して、パターン凝集体６が位置する部位の基体２のエッチングが時間差をもって開始され、当該部位に形成される凹凸構造８は複雑な形状を具備したものとなる。さらに、図４（Ａ）に示される凹凸構造８の形状は、基体２のエッチングレートと、レジストパターン５のエッチングレートの設定により、図示例の形状と異なったものとすることができる。
また、図４（Ｂ）に示される凹凸構造８は、レジストパターン５が倒壊して一部重なり合った形状のパターン凝集体６（二点鎖線で示している）をマスクとして基体２をエッチングして形成したものである。この場合も、パターン凝集体６のマスクとしての厚みの相違に対応して、パターン凝集体６が位置する部位の基体２に形成される凹凸構造８は複雑な形状を具備したものとなる。

また、図４（Ｃ）に示される凹凸構造８は、レジストパターン５の一方に滑りが生じると共に傾斜して他方に寄りかかる形状のパターン凝集体６（二点鎖線で示している）をマスクとして基体２をエッチングして形成したものである。この場合も、パターン凝集体６のマスクとしての厚みの相違に対応して、パターン凝集体６が位置する部位の基体２に形成される凹凸構造８は複雑な形状を具備したものとなる。
さらに、図４（Ｄ）に示される凹凸構造８は、レジストパターン５の一方が倒壊するとともに滑って他方に接近もしくは当接した形状のパターン凝集体６（二点鎖線で示している）をマスクとして基体２をエッチングして形成したものである。この場合も、パターン凝集体６のマスクとしての厚みの相違に対応して、パターン凝集体６が位置する部位の基体２に形成される凹凸構造８は複雑な形状を具備したものとなる。

このようなパターン凝集体６をマスクとした基体２のドライエッチングでは、基体２のエッチングレートと、レジストパターン５のエッチングレートの設定により、パターン凝集体６が位置する部位の基体２がエッチングされる開始時期を制御することができ、また、マスクであるパターン凝集体６の消失の程度も制御することがでるので、種々の形状、寸法の凹凸構造８を形成することができる。そして、このような凹凸構造８においても電子線リソグラフィの解像限界以下のパターン形状が存在する。例えば、図４（Ａ）に示される凹凸構造８の幅Ｗ１の部位、図４（Ｃ）に示される凹凸構造８の幅Ｗ２の部位は、電子線リソグラフィの解像限界以下となり得る。これにより、本実施形態のようにして製造した個体認証用構造体１′が備える凹凸構造８を、例えば、光学的に識別して得た平面視形状を偽造することは極めて困難であり、基体２に凹凸構造８を備えた個体認証用構造体１′は、優れた耐クローン性を有するものとなる。したがって、凹凸構造８の平面視形状を認識して識別することにより、個体認証を行うことが可能である。また、凹凸構造８の立体的な形状、寸法を認識して識別することによっても、個体認証を行うことが可能である。

上述のような第２の実施形態では、レジスト構造体３をマスクとしてエッチングにより基体２に凹凸構造８を形成して個体認証用構造体１′とし、この凹凸構造８が、偽造が困難である耐クローン性を発現する。したがって、レジスト構造体３を形成するレジストパターンを所望の微細なものとすることにより、耐クローン性のある微細な人工物である個体認証用構造体の製造が可能である。
本実施形態では、基体２に凹凸構造８を備えた個体認証用構造体１′を、所望の大きさのチップ、例えば２μｍ角〜１００μｍ角の大きさのチップにダイシングして、個体認証が必要な他の対象物に組み込み可能な個体認証用構造体として製造してもよい。
また、レジスト構造体３とともに個体認証時の位置合せ用のマークを基体２に形成しておくことにより、基体２に凹凸構造８とともに、個体認証時の位置合せ用のマークとなる凹凸構造を設けることができる。このような位置合せ用のマークは、上記のチップサイズの個体認証用構造体にも設けることができる。
上述のように製造された個体認証用構造体１′は、基体２と、この基体２の一の面２ａに位置する凹凸構造８と、を備え、基体２の厚み方向における凹凸構造８の凹部の底部位置、凸部の頂部位置は、いずれも一定ではなく、さらに、凹凸構造８は幅２０ｎｍ以下の凹部および／または凸部を有している。このような個体認証用構造体１′は、例えば、凹凸構造８の平面視における輪郭形状、凹凸構造８の断面視における立体形状、凹凸構造８の高さ、深さ情報等を用いて個体認証を行うことができる。

［第３の実施形態］
図５は、本発明の個体認証用構造体の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
この実施形態は、インプリント方法により所望の基材上に個体認証用構造体を製造する方法であり、まず、上述の第１の実施形態と同様に、パターン凝集体６を１個以上有するレジスト構造体３を基体２上に形成し、次いで、上述の第２の実施形態と同様に、レジスト構造体３をマスクとして基体２をエッチングし凹凸構造８を形成して、モールド２１とする（図５（Ａ））。
次に、所望の基材３２の一の面３２ａ上に樹脂３５を供給し、モールド２１と基材３２を近接させて凹凸構造８内に樹脂３４を充填する（図５（Ｂ））。この状態で樹脂３４を硬化させて樹脂層３５とし、その後、モールド２１と樹脂層３５を離型することにより、凹凸構造８の反転形状である凹凸構造３６を備えた樹脂層３５を基材３２に形成して個体認証用構造体３１を作製する（図５（Ｃ））。

使用する基材３２は、例えば、石英ガラスやソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス等のガラス、シリコンや酸化シリコン、窒化シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体、クロム、タンタル、アルミニウム、ニッケル、チタン、銅、鉄、コバルト、スズ、ベリリウム、金、銀、白金、パラジウム、アマルガム等の金属基板または金属泊、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂基板または樹脂フィルム、あるいは、これらの材料の任意の組み合わせからなる複合体等を使用することができる。また、例えば、半導体デバイスやディスプレイ等に用いられる微細配線や、フォトニック結晶構造、光導波路等の構造物が形成されたものを基材３２として使用してもよい。
また、使用する樹脂３４は、光硬化性、熱硬化性、あるいは、熱可塑性の樹脂材料を用いて形成することができ、例えば、基材３２上に樹脂材料の液滴を供給し、基材３２とモールド２１を近接させて樹脂３４の液滴を押し広げることにより凹凸構造８内に樹脂３４を充填することができる。モールド２１上に樹脂材料の液滴を供給してもよいことは勿論である。

このように作製された個体認証用構造体３１は、樹脂層３５が凹凸構造８の反転形状である凹凸構造３６を備えており、上述のように、凹凸構造８において電子線リソグラフィの解像限界以下のパターン形状が存在することにより、凹凸構造３６にも電子線リソグラフィの解像限界以下のパターン形状が存在することになる。したがって、例えば、本実施形態のようにして製造した個体認証用構造体３１が備える凹凸構造３６を光学的に識別して得た平面視形状を偽造することは極めて困難であり、インプリント方法で作製した個体認証用構造体３１は、優れた耐クローン性を有する。このような凹凸構造３６の平面視形状を認識して識別することにより、個体認証を行うことができる。また、凹凸構造３６の立体的な形状、寸法を認識して識別することによっても、個体認証を行うことが可能である。

上述のような第３の実施形態では、凹凸構造８を有するモールド２１を用いてインプリント方法で凹凸構造３６を備えた樹脂層３５を基材３１上に形成して個体認証用構造体３１とし、凹凸構造３６が、偽造が困難である耐クローン性を発現するので、耐クローン性のある微細な人工物である個体認証用構造体の製造が可能である。
また、本実施形態では、モールド２１を用いてインプリント方法で凹凸構造３６を備えた樹脂層３５を基材３２の一の面３２ａ上に形成した後、図５（Ｄ）に示されるように、樹脂層３５をマスクとして基材３２をエッチングして、基材３２に凹凸構造３７を備えた個体認証用構造体３１′として製造することも可能である。上述のように、凹凸構造３６はモールド２１が有する凹凸構造８を反映した複雑な形状であり、また、電子線リソグラフィの解像限界以下のパターン形状が存在し得るものであるため、基材３２をエッチングして形成した凹凸構造３７も偽造することは極めて困難である。したがって、このようなインプリントリソグラフィにより作製した個体認証用構造体３１′は、優れた耐クローン性を有するものとなる。
また、本実施形態では、作製した個体認証用構造体３１，３１′を所望の大きさのチップ、例えば２μｍ角〜１００μｍ角の大きさのチップにダイシングして、個体認証が必要な他の対象物に組み込み可能な個体認証用構造体を製造してもよい。

また、樹脂層３５に凹凸構造３６とともに個体認証時の位置合せ用のマークとなる凹凸構造を設けることができ、また、基材３２に凹凸構造３７とともに個体認証時の位置合せ用のマークとなる凹凸構造を設けることができる。このような位置合せ用のマークは、上記のチップサイズの個体認証用構造体に設けてもよい。
上述のように製造された個体認証用構造体３１は、基材３２と、この基材３２の一の面３２ａに位置する樹脂層３５と、を備え、当該樹脂層３５は凹凸構造３６を有し、樹脂層３５の厚み方向における凹凸構造３６の凹部の底部位置、凸部の頂部位置は、いずれも一定ではなく、凹凸構造３６は幅２０ｎｍ以下の凹部および／または凸部を有している。また、上述のように製造された個体認証用構造体３１′は、基材３２と、この基材３２の一の面３２ａに位置する凹凸構造３７と、を備え、基材３２の厚み方向における凹凸構造３７の凹部の底部位置、凸部の頂部位置は、いずれも一定ではなく、凹凸構造３７は幅２０ｎｍ以下の凹部および／または凸部を有している。このような個体認証用構造体３１，３１′は、例えば、凹凸構造３６，３７の平面視における輪郭形状、凹凸構造３６，３７の断面視における立体形状、凹凸構造３６，３７の高さ、深さ情報等を用いて個体認証を行うことができる。
上述の本発明の各実施形態は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
基体として、石英基板（６インチ×６インチ×０．２５インチ厚）を準備し、この石英基板上にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み約２０ｎｍ）を成膜した。
次いで、ネガ型の電子線感応型レジストを以下のように調製した。すなわち、窒素雰囲気下、３００ｍＬ三口フラスコ中で、３−メトキシフェノール１２．４ｇ（０．１モル）をエタノール２００ｍＬに溶解した。これを氷浴下で冷却しながらベンズアルデヒド１０．６ｇ（０．１モル）を加え、次いで、濃塩酸２５ｍＬをゆっくり滴下し、７０℃で１２時間反応させた。反応終了後、反応溶液を蒸留水５００ｍＬ中に注ぎ込み、生じた沈殿（黄色固体）をろ過した後、中性になるまで蒸留水で洗浄した。これにより得たカリックスレゾルシンアレン誘導体１００重量部と、その合計固形分量に対して、酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート１０重量部と、架橋剤として４，４−メチレンビス［２，６−ビス（ヒドロキシメチル）］フェノール２０重量部と、有機塩基性化合物としてトリ−ｎ−オクチルアミン１重量部とを、シクロペンタノン（有機溶剤）に溶解し、固形分濃度が２．６重量部のネガ型の電子線感応型レジストとした。
このネガ型の電子線感応型レジストを上記の石英基板のクロム薄膜上にスピンコート法により塗布し、プリベーク処理（１００℃、６０秒間）を施して、膜厚２２０ｎｍのレジスト層を形成した。

次に、このレジスト層に２００μｍ×２００μｍの正方形領域を４００μｍピッチで１０箇所画定し、各領域に対して電子線描画装置で一辺１００ｎｍの角柱形状のピラーが２００ｎｍピッチで配列（ピラーサイズ＝１００ｎｍ、ピッチ＝２００ｎｍ）するように電子線描画を行いパターン潜像を形成した。
次いで、ポストベーク処理（１１０℃、９０秒間）を施した後、現像液（ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を用いてレジスト層に現像処理を施し、その後、リンス液を用いてリンス処理を施して乾燥した。
これにより、上記のように画定した石英基板上の１０箇所の領域に、レジスト構造体を形成して個体認証用構造体（試料１−１〜試料１−１０）を得た。
このように作製した試料１−１〜試料１−１０について、同一位置に当る角部の５μｍ×５μｍの領域をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡：日立ＨＴ（株）製 ＣＤ−ＳＥＭ ＣＧ４０００）を用いて観察し、結果を図６に示した。
図６に示されるように、試料１−１〜試料１−１０では、リンス処理時のリンス液から作用する力によってレジストパターンが変形し、２００μｍ×２００μｍの正方形領域のほぼ全域において、種々の形状のパターン凝集体を有するレジスト構造体が石英基板上に形成されており、同一形状のレジスト構造体は存在しないことが確認された。

以上のことから、基体と、この基体の一の面上に位置する複数のレジストパターンからなるレジスト構造体と、を備え、各レジストパターンと基体とがなす角度、該角度が９０°未満であるレジストパターンの傾斜方向、および、レジストパターン相互の間隔は、いずれも一定ではなく、レジストパターンに相互の寄りかかり、重なり、接近の少なくとも１種の状態が存在して構成される三次元構造のパターン凝集体がレジスト構造体に１個以上存在する個体認証用構造体は、レジスト構造体の平面視の輪郭形状を拡大観察することで個体識別に利用可能であることが確認された。

［実施例２］
基体として、直径２００ｍｍのシリコン基板（厚み約７２５μｍ）を準備した。このシリコン基板に対して必要に応じて表面処理を施す場合があるが、本実施例では、適度なレジスト接着力を得るために、表面処理は行わなかった。
次に、実施例１と同様のネガ型の電子線感応型レジストを上記のシリコン基板にスピンコート法により塗布し、プリベーク処理（１００℃、６０秒間）を施して、膜厚２２０ｎｍのレジスト層を形成した。
次に、このレジスト層に２００μｍ×２００μｍの正方形領域を４００μｍピッチで１０箇所画定し、試料２−１〜試料２−９とした。そして、試料２−１〜試料２−９に対して下記のように設定したピラーサイズ、ピッチの組み合わせで、電子線描画装置を用いて電子線描画を行って、９種のパターン潜像を形成した。
試料２−１ ： ピラーサイズ＝２００ｎｍ、ピッチ＝４００ｎｍ
試料２−２ ： ピラーサイズ＝１８０ｎｍ、ピッチ＝３６０ｎｍ
試料２−３ ： ピラーサイズ＝１６０ｎｍ、ピッチ＝３２０ｎｍ
試料２−４ ： ピラーサイズ＝１４０ｎｍ、ピッチ＝２８０ｎｍ
試料２−５ ： ピラーサイズ＝１２０ｎｍ、ピッチ＝２４０ｎｍ
試料２−６ ： ピラーサイズ＝１００ｎｍ、ピッチ＝２００ｎｍ
試料２−７ ： ピラーサイズ＝６０ｎｍ、ピッチ＝１２０ｎｍ
試料２−８ ： ピラーサイズ＝５０ｎｍ、ピッチ＝１００ｎｍ
試料２−９ ： ピラーサイズ＝４０ｎｍ、ピッチ＝８０ｎｍ

次いで、実施例１と同様に、レジスト層に現像処理を施し、その後、リンス処理、ポストベーク処理を施してレジストパターン（試料２−１〜試料２−９の９種）をシリコン基板に形成した。
次に、上記のように形成したレジストパターンをマスクとして、下記のドライエッチング条件でシリコン基板をドライエッチングして凹凸構造を形成した。
（シリコン基板のドライエッチング条件）
・反応性ガス ： ＨＢｒ
・ガス流量 ： ９００sccm
・ＩＣＰパワー ： ４００Ｗ
・ＲＩＥパワー ： １５０Ｗ
・圧力 ： ２．０Ｐａ

このように形成した９種の凹凸構造（試料２−１〜試料２−９）について、同一位置に当る角部の２μｍ×２μｍの領域をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡：日立ＨＴ（株）製 ＣＤ−ＳＥＭ ＣＧ４０００）を用いて観察し、結果を図７に示した。
図７に示されるように、試料２−５（ピラーサイズ＝１２０ｎｍ、ピッチ＝２４０ｎｍ）以上の大きなピラーサイズ、ピッチでは、エッチング後のシリコン基板に、平面視において同一形状である凹部が一定のピッチで存在し、固有の特徴を有する凹凸構造は存在しないものであった。このことから、本実施例で形成したレジストパターンでは、試料２−５（ピラーサイズ＝１２０ｎｍ、ピッチ＝２４０ｎｍ）以上の大きなピラーサイズ、ピッチでは、現像処理時のリンス液から作用する力によるレジストパターンの変形が発生せず、シリコン基板上にパターン凝集体を有するレジスト構造体が形成されないことが確認された。

また、試料２−６（ピラーサイズ＝１００ｎｍ、ピッチ＝２００ｎｍ）では、エッチング後のシリコン基板に、平面視において非同一形状の凹凸構造が２００μｍ×２００μｍの正方形領域の一部に存在するものであった。このことから、試料２−６（ピラーサイズ＝１００ｎｍ、ピッチ＝２００ｎｍ）では、現像処理時のリンス液から作用する力によってレジストパターンの一部に変形が発生してパターン凝集体を有するレジスト構造体が形成されていることが確認された。また、試料２−６では、各正方形状の外縁部のレジストパターンに変形が発生しやすいことが確認された。各正方形状の外縁部は、その内側に比べて描画時の電子線の蓄積エネルギーが低くなり、その結果、パターン寸法が小さくなることでリンス処理時のリンス液から作用する力によるレジストパターンの変形が発生しやすくなるものと考えられる。尚、実施例１では、ピラーサイズ＝１００ｎｍ、ピッチ＝２００ｎｍの設定で、種々の形状のパターン凝集体を有するレジスト構造体を２００μｍ×２００μｍの正方形領域のほぼ全域に形成することができたが、上記のように、試料２−６（ピラーサイズ＝１００ｎｍ、ピッチ＝２００ｎｍ）では、レジストパターンの変形が２００μｍ×２００μｍの正方形領域の外縁部に限られている。これは、石英とシリコンの基体材質の違いにより、レジストパターンの密着性に相違があることに起因するものである。

さらに、試料２−７（ピラーサイズ＝６０ｎｍ、ピッチ＝１２０ｎｍ）、および、試料２−８（ピラーサイズ＝５０ｎｍ、ピッチ＝１００ｎｍ）では、エッチング後のシリコン基板に、平面視において非同一形状の凹凸構造が２００μｍ×２００μｍの正方形領域のほぼ全域に存在するものであった。このことから、現像処理時のリンス液から作用する力によってレジストパターンのほぼ全域において変形が発生してパターン凝集体を有するレジスト構造体が２００μｍ×２００μｍの正方形領域のほぼ全域に形成されていることが確認された。
しかし、試料２−９（ピラーサイズ＝４０ｎｍ、ピッチ＝８０ｎｍ）では、現像処理時のリンス液から作用する力によってレジストパターンの大部分が流されてしまい、レジスト構造体の形成が不可能であった。

［実施例３］
実施例２と同様のシリコン基板に、実施例２と同様に膜厚２２０ｎｍのレジスト層を形成した。
次に、このレジスト層に２００μｍ×２００μｍの正方形領域を４００μｍピッチで１０箇所画定し、実施例２の試料２−８（ピラーサイズ＝５０ｎｍ、ピッチ＝１００ｎｍ）と同様のパターン設定で、各領域に対して電子線描画装置で電子線描画を行ってパターン潜像を形成した。
次いで、実施例１と同様に、レジスト層に現像処理を施し、その後、リンス処理、ポストベーク処理を施した。これにより、シリコン基板上の１０箇所の正方形領域に、レジスト構造体を形成した。
次に、上記のように形成したレジスト構造体をマスクとして、実施例２と同様のドライエッチング条件でシリコン基板をドライエッチングして凹凸構造を形成して個体認証用構造体（試料３−１〜試料３−１０）を得た。

このように作製した試料３−１〜試料３−１０について、同一位置に当る角部の２μｍ×２μｍの領域をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡：日立ＨＴ（株）製 ＣＤ−ＳＥＭ ＣＧ４０００）を用いて観察し、結果を図８に示した。
図８に示されるように、試料３−１〜試料３−１０では、リンス処理時のリンス液から作用する力によってレジストパターンが変形し、種々の形状のパターン凝集体を有するレジスト構造体がシリコン基板上に形成され、このようなレジスト構造体をマスクとしたエッチング後のシリコン基板は、２００μｍ×２００μｍの正方形領域のほぼ全域に、非同一形状の凹凸構造を有することが確認された。
また、上記の試料３−１の２００μｍ×２００μｍの正方形領域の中から、０．４５μｍ×０．４５μｍの微小領域を５箇所選定して測定部位１〜測定部位５とし、各測定部位においてＳＥＭ（走査型電子顕微鏡：日立ＨＴ（株）製 ＣＤ−ＳＥＭ ＣＧ４０００）を用いて凹凸構造の平面視形状と深さ形状を観察し、結果を図９〜図１３に示した。図９〜図１３の各図において、（Ａ）の□で囲まれた領域が０．４５μｍ×０．４５μｍの微小領域であり、（Ｂ）はこの微小領域を拡大したものである。

図９〜図１３に示されるように、凹凸構造の平面視形状（図中、黒く見える部位が凹部）では、電子線リソグラフィの解像限界以下（例えば、２０ｎｍ以下）であるパターン間隔が存在することが確認された。また、各測定部位における深さ形状（各図の左右方向の鎖線部位における深さ程度を示す曲線）は複雑で、かつ、輪郭が完全に相違していることが確認された。
以上のことから、基体と、この基体の一の面に位置する凹凸構造と、を備え、基体の厚み方向における凹凸構造の凹部の底部位置、凸部の頂部位置は、いずれも一定ではなく、凹凸構造は幅２０ｎｍ以下の凹部および／または凸部を有する個体認証用構造体は、凹凸構造の平面視の輪郭形状を拡大観察することで個体識別に利用可能である。

人工物に固有の特徴を用いた個体認証を行う種々の用途に適用できる。

１，１′，３１，３１′…個体認証用構造体
２…基体
３…レジスト構造体
５…レジストパターン
６…パターン凝集体
８，３６，３７…凹凸構造
１１…レジスト層
２１…モールド
３２…基材

Claims (5)

1. 人工物を利用した個体認証用構造体の製造方法において、
   基体上に化学線感応型のレジストを塗布してレジスト層を形成する工程と、
   前記レジスト層の所望部位に化学線を照射する工程と、
   前記レジスト層に現像処理を施してレジストパターンを形成する工程と、を有し、
   前記レジストパターンの少なくとも一部に外力を与えて、パターン凝集体を１個以上有するレジスト構造体を前記基体上に形成することを特徴とする個体認証用構造体の製造方法。
2. 前記外力として、前記現像処理後のリンス処理における処理液の表面張力、荷電粒子線照射による帯電で発生する静電気力、流体噴射による流体圧力、超音波振動による振動圧の少なくとも１種を用いることを特徴とする請求項１に記載の個体認証用構造体の製造方法。
3. 前記基体に前記レジスト構造体を形成した後に、前記レジスト構造体をマスクとして前記基体をエッチングして凹凸構造を形成する工程を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の個体認証用構造体の製造方法。
4. 前記凹凸構造を形成する工程の後に、前記基体をモールドとして使用して基材上に凹凸構造を備える樹脂層を形成するインプリント工程を有することを特徴とする請求項３に記載の個体認証用構造体の製造方法。
5. 前記インプリント工程では、前記樹脂層をマスクとして前記基材をエッチングして凹凸構造を形成することを特徴とする請求項４に記載の個体認証用構造体の製造方法。

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