JP6047883B2 - 認証用微細構造体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、認証用微細構造体およびその製造方法に関する。特に、インクや塗料等に混合して印刷可能な認証用微細構造体およびその製造方法に関する。

古来より様々な分野で模倣品や偽造品が製造され、消費者や真正品の製造、販売者に多大な損害を与えてきた。模倣品や偽造品を製造する技術水準が年々高くなり、それに対抗するように、偽造防止技術や真正品を認証するための方法も高度なものとなっている。例えば、紙幣をはじめとする印刷物の場合、複雑な印刷パターンやインクの配合のみならず、特定の波長の光により励起されて蛍光を発する特殊なインクを用いた印刷技術も利用されている。さらに、ホログラムを用いた偽造防止も広く行われ、複屈折パターンを用いてセキュリティを向上させる方法も提案されている（特許文献１）。

また、表面に任意の模様を有する微小なフレークをインクと混合して印刷する技術が特許文献２に開示されている。このような表面に任意の模様を有する微小なフレークはタガント（taggant）と呼ばれ、肉眼では観察されない大きさであるため、偽造しにくい利点が
ある。同様に、特許文献３には、セグメント化された粒子を用いたナノバーコードによる識別方法が開示されている。

特開２０１１−２０３６３６号公報 特開２００８−２３０２２８号公報 特表２００３−５２９１２８号公報

特許文献２や３に開示された方法は微小な構造体を用いるため、その微小な構造体までを偽造するのは困難である。しかし、このような微小な構造体であっても、表面に形成された一定の構造を観察することが可能であるため、偽造することは可能である。

本発明は、上述の問題を解決するものであって、偽造の難易度を向上させた認証用微細構造体およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によると、可視光を反射し、赤外線を透過する第１の基材と、赤外線を反射し、少なくとも一部に赤外光を透過する領域を有する第１のパターンと、可視光を反射する第２の基材と、を備え、前記第１のパターンは、前記第１の基材と前記第２の基材との間に配設される認証用微細構造体が提供される。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体は、第１のパターンを、可視光を反射する第１の基材と第２の基材とが挟んで形成されるため、光学顕微鏡等を用いて第１のパターンを観察することはできない。一方、少なくとも第１の基材は赤外線を透過するため、赤外線を用いて第１のパターンを観察することができる。例えば、赤外線顕微鏡は特殊な装置であるため、第１のパターンを解析して偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供することができる。

前記認証用微細構造体は、前記第１のパターンと前記第２の基材との間に配設された第３の基材をさらに備えてもよい。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体は、薄く剛性の低い材料を第２の基材に用いた場合であっても、第１のパターンと第２の基材との間に第３の基材を配設することにより、第１のパターンの形状を外部から凹凸により認識することができないようにすることができる。

前記認証用微細構造体において、前記第１のパターンは、前記第１の基材と前記第２の基材との間の距離に相当する第１の高さを有する第１の部位と、前記第１の基材と前記第２の基材との間の距離よりも小さい第２の高さを有する第２の部位とを備えてもよい。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体は、第１のパターンが少なくとも二種類の高さを有することにより、赤外線を用いて第１のパターンを観察した場合でも、観察する焦点の深度により、第１のパターンが異なるパターンとして観察されるため、第１のパターンを解析して偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供することができる。

前記認証用微細構造体において、前記第１のパターンは、第１の高さを有する第１の部位と、前記第１の高さとは異なる第２の高さを有する第２の部位とを備えてもよい。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体は、第１のパターンが第１の高さを有する第１の部位と第１の高さとは異なる第２の高さを有する第２の部位を備えることにより、接着剤等を用いて第２の基材と貼り合わせることができる。

前記認証用微細構造体は、前記第３の基材は赤外線を反射し、前記第１のパターンと異なり、かつ前記第１のパターンに包摂される第２のパターンを有してもよい。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体は、第１の基材側に配設された第１のパターンと、第２の基材側に配設された第３の基材のパターンとが異なるため、観察する面により認識されるパターンが異なり、偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供することができる。

また、本発明の一実施形態によると、可視光を反射し、赤外線を透過する第１の基材に、第２の基材を配設して前記第２の基材に一部に赤外光を透過する領域を有する第１のパターンを形成し、前記第２の基材上に、可視光を反射する第３の基材を配設する認証用微細構造体の製造方法が提供される。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、第１のパターンを形成する第２の基材を、可視光を反射する第１の基材と第３の基材とが挟んで形成されるため、光学顕微鏡等を用いて第１のパターンを観察することができない認証用微細構造体を提供することができる。一方、少なくとも第１の基材は赤外線を透過するため、赤外線を用いて第１のパターンを観察することができる。例えば、赤外線顕微鏡は特殊な装置であるため、第１のパターンを解析して偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供する認証用微細構造体を製造することができる。

前記認証用微細構造体の製造方法において、前記第２の基材と前記第３の基材との間に第４の基材をさらに配設してもよい。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、薄く剛性の低い材料を第３の
基材に用いた場合であっても、第２の基材と第３の基材との間に第４の基材を配設することにより、第２の基材の第１のパターンの形状を外部から凹凸により認識することができない認証用微細構造体を製造することができる。

前記認証用微細構造体の製造方法において、前記第１のパターンを形成する前記第２の基材の前記第３の基材側の一部をエッチングし、前記第１の基材と前記第３の基材との間の距離に相当する第１の高さを有する第１の部位と、前記第１の基材と前記第３の基材との間の距離よりも小さい第２の高さを有する第２の部位とを形成してもよい。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、第２の基材の第１のパターンが少なくとも二種類の高さを有するように形成することにより、赤外線を用いて第１のパターンを観察した場合でも、観察する焦点の深度により、第１のパターンが異なるパターンとして観察されるため、第１のパターンを解析して偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供する認証用微細構造体を製造することができる。

前記認証用微細構造体の製造方法において、赤外線を反射する材料である前記第４の基材を配設し、前記第１のパターンと異なり、かつ前記第１のパターンに包摂される第２のパターンを形成してもよい。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、赤外線を反射する材料である第４の基材を配設し、第１のパターンと異なる第２のパターンを形成することにより、第３の基材側から赤外線を用いて観察すると、第１のパターンと第２のパターンが重なる部分は観察できず、第１のパターンの一部のみが観察される認証用微細構造体を製造することができる。一方、第１の基材側からは第１のパターンが観察されるため、観察する面により観察されるパターンが異なり、偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供する認証用微細構造体を製造することができる。

前記認証用微細構造体の製造方法において、前記第２の基材と前記第３の基材とを接合してもよい。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、第２の基材と第３の基材とを接合することにより、耐熱性を備えた認証用微細構造体を製造することができる。

前記認証用微細構造体の製造方法において、前記第３の基材に平坦化処理を行ってもよい。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、第３の基材に平坦化処理を行うことにより、第１のパターンに起因する凹凸が第３の基材の表面になくなり、外部から光学顕微鏡等により第１のパターンを読み取ることを防ぎ、偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供する認証用微細構造体を製造することができる。

前記認証用微細構造体の製造方法において、前記第４の基材に平坦化処理を行ってもよい。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、第４の基材に平坦化処理を行うことにより、第３の基材との密着性を向上することができる。

また、本発明の一実施形態によると、基体と、前記基体上に設けられ、可視光を反射し、赤外線を透過する第１の基材と、赤外線を反射し、少なくとも一部に赤外光を透過する領域を有する第１のパターンと、可視光を反射する第２の基材と、を備え、前記第１のパタ
ーンは、前記第１の基材と前記第２の基材との間に配設された認証用微細構造体と、を有する物品が提供される。

本発明の一実施形態に係る物品は、可視光を反射し、赤外線を透過する第１の基材と、赤外線を反射し、少なくとも一部に赤外光を透過する領域を有する第１のパターンと、可視光を反射する第２の基材と、を備え、第１のパターンは、第１の基材と第２の基材との間に配設された認証用微細構造体と、インクまたは塗料と、を一部に塗布することにより、認証用微細構造体の第１のパターンの特徴から、他の物品と区別したり、真正品であることを確認したりすることができる。

前記物品は、カード、有価証券、紙幣、認証用部材であってもよい。

本発明の一実施形態に係る物品は、カード、有価証券、紙幣、認証用部材であり、他の物品と区別したり、真正品であることを確認したりすることができる。したがって、偽造を防止することができる。

本発明によれば、偽造の難易度を向上させた認証用微細構造体およびその製造方法を提供することできる。

本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体１００の模式図である。 本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体の断面図であり、（ａ）は認証用微細構造体２００を示し、（ｂ）は認証用微細構造体３００を示す。 本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体４００の模式図であり、（ａ）は認証用微細構造体３００を断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡＡ’における第２の基材４３０のパターンの観察像であり、（ｃ）は（ａ）のＢＢ’における第２の基材４３０のパターンの観察像であり、（ｄ）は（ａ）のＣＣ’における第２の基材４３０のパターンの観察像である。 本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体５００の模式図であり、（ａ）は認証用微細構造体５００を断面図であり、（ｂ）は第１の基材５１０側から観察した第１のパターン５３０であり、（ｃ）は第２の基材５５０側から観察した第２のパターン５７０である。 本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体１００の製造プロセスを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体１００の製造プロセスを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体５００の製造プロセスを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体５００の製造プロセスを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体５００の製造プロセスを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る認証デバイス１０００の模式図である。

本発明者らは、上述の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、認証用微細構造体の表面を観察しただけではパターンを認識することができないこと、特殊な方法を用いた時のみ内部に隠されたパターンを認識することができることの２つの手段を組み合わせることにより、偽造の難易度を向上させた認証用微細構造体を実現可能であることに想到した。この
ような認証用微細構造体は、例えば、可視光を反射し、赤外線を透過するシリコンを用いてパターンを隠すこと、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の加工技術を適用してシリコンの基材にパターンを形成し、さらにパターンを他の基材で被覆することを組合せることにより実現可能であることを見出した。また、無機材料であるシリコンで形成した認証用微細構造体は、インクと混合して用いた場合に優れた耐性を有する。また、パターンを金属で形成する場合には、金属パターンとシリコンを金属接合により接合可能であり、有機材料である接着剤を用いる必要がないため、優れた耐熱性を実現可能であることに着目した。

以下、図面を参照して本発明に係る認証用微細構造体およびその製造方法について説明する。但し、本発明の認証用微細構造体およびその製造方法は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態及び実施例で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体１００の模式図である。図１（ａ）は認証用微細構造体１００を上面から見た透視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ’における断面図である。認証用微細構造体１００は、第１の基材１１０、第１のパターン１３０および第２の基材１５０を備え、第１のパターン１３０は、第１の基材１１０と第２の基材１５０との間に配設される。

第１の基材１１０は、可視光を反射し、赤外線を透過する材料により形成された基板であって、例えば、シリコン基板を用いることができる。しかし、本発明においては、第１の基材１１０は、可視光を反射し、特定の波長の光を透過する基材であれば利用可能である。また、本発明においては、このような光透過特性を有し、後述する第１のパターン１３０の形成が可能な基材であれば利用可能である。シリコン以外の材料としては、例えば、ＺｎＳｅ、Ｇｅ、ＣａＦ_２、ＢａＦ_２、ＭｇＦ_２、ＺｎＳ、石英、サファイア、ＭｇＯ、ＫＲＳ−５、ＫＣｌ及びＧａＡｓ等が挙げられる。これらの材料を用いる場合は、可視光を透過しない厚さの基板として用いる。

第１のパターン１３０は、認証用微細構造体１００の認証用パターンを形成する基材である。第１のパターン１３０は、赤外線を反射して（透過しない）パターンを認識可能とする基材であり、例えば、金属や金属酸化物材料を用いることができる。第１のパターン１３０に利用可能な金属酸化物としては、例えば、クロム、金、銅、アルミニウム等の半導体やＭＥＭＳの製造に用いられる金属を挙げることができる。第１のパターン１３０に利用可能な金属酸化物としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）や酸化スズ（II）（ＳｎＯ）等を主成分とする化合物を挙げることができる。ただし、本発明においては、第１の基材１１０にパターン形成が可能であり、特定の波長の光を反射してパターンを認識可能とする基材であれば、金属や金属酸化物以外の材料を用いることもできる。

第２の基材１５０は、可視光を反射し、第１のパターン１３０を被覆する基材である。第２の基材１５０は、例えば、第１の基材１１０と同様に可視光を反射し、赤外線を透過する材料により形成された基材であってもよいが、金属や樹脂等の可視光及び赤外線を透過しない材料であってもよい。

第２の基材１５０として、第１の基材１１０と同様に可視光を反射し、赤外線を透過する材料により形成された基材を用いた場合には、第１の基材１１０側と第２の基材１５０側の両面から認証用微細構造体１００の内部に配置された第１のパターン１３０を赤外線等
の特定の波長の光を用いることで認識することができる。したがって、特殊なパターン認識装置によらなければ、第１のパターン１３０を認識できない。

一方、第２の基材１５０として、金属や樹脂等の可視光および赤外線等の特定の波長の光のいずれも透過しない基材を用いた場合には、第１の基材１１０側からのみ、認証用微細構造体１００の内部に配置された第１のパターン１３０を赤外線等の特定の波長の光を用いることで認識することができるが、第２の基材１５０側からのみ、認証用微細構造体１００を観察した場合には、認証用微細構造体１００内に認証用のパターンが含まれていることを発見することができない。したがって、第１の基材１１０側及び第２の基材１５０側の両方から認証用微細構造体１００を観察することで、認証用のパターンを認識することができる。

以上のように、本実施形態においては、第２の基材１５０の材料により第１のパターン１３０の認識のされ方が異なるため、認証用微細構造体１００の偽造の難易度を向上させることができる。

認証用微細構造体１００は、例えば、縦の幅および横の幅が１μｍ以上１００μｍ以下、高さ（基材の積層方向の値）が１００μｍ以上である。加工のしやすさを考慮すると、高さ６００μｍ以上であることがより好ましい。第１の基材１１０、第１のパターン１３０、第２の基材１５０は上記を満たすように適宜設定するとよい。また、認証用微細構造体１００は、柱状、板状等の形状であってもよく、特に形状に制限はない。また、第１のパターン１３０が形成する認証用微細構造体１００の認証用パターンは、幾何学模様、紋章、トレードマーク、不定形状等、任意のパターンであってよい。

以上説明したように、本実施形態に係る認証用微細構造体は、第１のパターンを、可視光を反射する第１の基材と第２の基材とが挟んで形成されるため、光学顕微鏡等を用いて第１のパターンを観察することはできない。一方、少なくとも第１の基材は赤外線等の特定の波長の光を透過するため、特定の波長の光を用いて第１のパターンを観察することができる。例えば、赤外線顕微鏡は特殊な装置であるため、第１のパターンを解析して偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供することができる。

（実施形態２）
実施形態２は、第１のパターンと第２の基材との間に配設された第３の基材をさらに備える点で実施形態１と異なる。図２は、本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体の断面図である。図２（ａ）は認証用微細構造体２００を示し、図２（ｂ）は認証用微細構造体３００を示す。

認証用微細構造体２００は、第１の基材２１０、第１のパターン２３０、第２の基材２５０および第３の基材２７０を備え、第３の基材２７０は、第１のパターン２３０と第２の基材２５０との間に配設される。第１の基材２１０および第１のパターン２３０は実施形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

認証用微細構造体２００において、第２の基材２５０は、例えば、金属膜を用いることができる。薄く剛性の低い材料である金属膜等を第２の基材２５０として第１のパターン２３０上に被覆すると、金属膜は可視光を反射するため、第１のパターン２３０を直接認識することはできない。しかし、第１のパターン２３０に起因する凹凸が金属膜の表面にできて、第１のパターン２３０が認識される可能性がある。

認証用微細構造体２００は、第３の基材２７０を第１のパターン２３０と第２の基材２５０との間に配設することにより、第１のパターン２３０に起因する凹凸が第２の基材２５
０にできるのを防止する。第３の基材２７０としては、例えば、ガラス基板を用いることができる。

また、認証用微細構造体３００は、第１の基材３１０、第１のパターン３３０、第２の基材３５０および第３の基材３７０を備え、第３の基材３７０は、第１のパターン３３０と第２の基材３５０との間を充填して配設される。第１の基材３１０および第１のパターン３３０は実施形態１と同様であり、第２の基材３５０は上述した第２の基材２５０と同様であるため、詳細な説明は省略する。

認証用微細構造体３００においては、第３の基材３７０を第１のパターン３３０と第２の基材３５０との間に充填して配設することにより、第１のパターン３３０に起因する凹凸が第２の基材３５０にできるのを防止する。第３の基材３７０としては、例えば、樹脂を用いることができる。樹脂等を用いて第３の基材３７０を配設した場合には、第３の基材３７０の第１のパターン３３０と接する面は、平坦化することが好ましい。第３の基材３７０を平坦化することにより、第１のパターン３３０に起因する凹凸が第２の基材３５０にできるのを防止することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る認証用微細構造体は、薄く剛性の低い材料を第２の基材に用いた場合であっても、第１のパターンと第２の基材との間に第３の基材を配設することにより、第１のパターンの形状を外部から凹凸により認識することができないようにすることができる。

（実施形態３）
本実施形態においては、第１のパターンを複雑化した例を説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体４００の模式図である。図３（ａ）は認証用微細構造体３００を断面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＡＡ’を含む平面における第１のパターン４３０である。図３（ｃ）は図３（ａ）のＢＢ’を含む平面における第１のパターン４３０である。図３（ｄ）は図３（ａ）のＣＣ’を含む平面における第１のパターン４３０である。

認証用微細構造体４００は、第１の基材４１０、第１のパターン４３０および第２の基材４５０を備え、第１のパターン４３０は、第１の基材４１０と第２の基材４５０との間に配設される。本実施形態においては、第１のパターン４３０は、第１の基材４１０と第２の基材４５０との間の距離に相当する第１の高さを有する第１の部位４３１と、第１の基材４１０と第２の基材４５０との間の距離よりも小さい第２の高さを有する第２の部位４３３とを備える。図３（ａ）においては、第２の高さよりも小さい第３の高さを有する第３の部位４３５をさらに示しているが、認証用微細構造体４００は第１のパターン４３０に、このような高さの異なる部位を任意に配設可能である。

図３（ｂ）に示したように、第１の基材４１０の表面から第３の高さまでの深度（または観察基材からの焦点距離）で観察した場合は、第３の部位４３５を含む第１のパターン４３０全体が認識される。一方、第３の高さと第２の高さとの間の深度で観察した場合は、第３の部位４３５を除く、第１の部位４３１と第２の部位４３３とにより構成される第１のパターン４３０が認識される。さらに、第２の高さと第１の高さとの間の深度で観察した場合は、第１の部位４３１のみによる第１のパターン４３０が認識される。したがって、観察する深度により、認識される第１のパターン４３０が異なる。

なお、本実施形態において、第１の基材４１０、第１のパターン４３０および第２の基材４５０に利用可能な基材は実施形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、本実施形態において、実施形態２で説明した第３の基材をさらに配設してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る認証用微細構造体は、第１のパターンが二種類以上の高さを有することにより、赤外線を用いて第１のパターンを観察した場合でも、観察する焦点の深度により異なるパターンとして観察されるため、第１のパターンを解析して偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供することができる。

（実施形態４）
上述したように、本発明に係る認証用微細構造体は、第１の基材側または第２の基材側の何れかの面からもパターンを観察できるようにしてもよい。本実施形態においては、第１の基材側からパターンを観察する場合と、第２の基材側からパターンを観察する場合とで観察されるパターンが異なる例を説明する。

認証用微細構造体５００は、第１の基材５１０、第１のパターン５３０、第２の基材５５０および第２のパターン５７０を備え、第２のパターン５７０は、第１のパターン５３０と第２の基材５５０との間に配設される。図４は、本発明の一実施形態に係る認証用微細構造体５００の模式図である。図４（ａ）は認証用微細構造体５００を断面図である。図４（ｂ）は、第１の基材５１０側から観察した第１のパターン５３０である。図４（ｃ）は、第２の基材５５０側から観察した第２のパターン５７０のパターンである。第１の基材５１０、第１のパターン５３０および第２の基材５５０は実施形態１と同様の基材を利用可能であるため、詳細な説明は省略する。

第２のパターン５７０は赤外線を反射する基材であり、第１のパターン５３０と異なる第２のパターンを形成する。第２のパターン５７０は実施形態１で説明した第１のパターン１３０と同様の材料を用いることができる。第２のパターン５７０としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）や酸化スズ（II）（ＳｎＯ）等を主成分とする化合物を挙げることができる。なお、上述したように、本発明においては、パターン形成が可能であり、特定の波長の光を反射してパターンを認識可能とする基材であれば、上述の材料以外の材料を用いることもできる。

本実施形態においては、第１のパターン５３０と、第２のパターン５７０が形成する第２のパターンとはパターンが異なり、認証用微細構造体５００が内包するパターンを観察する面により、それぞれ異なるパターンが認識される。したがって、認証用微細構造体５００は、第２のパターン５７０で第２のパターンを形成することのより、複雑性を高めることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る認証用微細構造体は、第２のパターン５７０で第２のパターンを形成することにより、第１の基材５１０側に配設された第１のパターン５３０と、第２の基材５５０側に配設された第２のパターン５７０のパターンとが異なるため、観察する面により認識されるパターンが異なり、偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供することができる。

（認証用微細構造体１００の製造方法）
上述した認証用微細構造体１００の製造方法について、以下に説明する。図５および図６は、本実施形態に係る認証用微細構造体１００の製造プロセスを示す模式図である。認証用微細構造体１００を製造するための第１の基材１１０を準備する。第１の基材１１０は、上述した第１の基材１１０に利用可能な可視光を反射し、特定の波長の光を透過する基板である。第１の基材１１０には、例えば、可視光を反射し、赤外線を透過するシリコン基板を用いることができる。第１の基材１１０は、必要に応じて研磨やエッチング等により厚みを薄くする前処理を行なってもよい。

第１の基材１１０の一方の面（上面）に第２の基材３を配設する（図５（ａ））。第２の基材３は、上述した特定の波長の光を反射する基材であって、エッチングによりパターン形成可能な材料を用いる。本実施形態においては、金属や金属酸化物材料を好適に用いることができる。第２の基材３の形成方法は、真空成膜や箔添付等、公知の方法を用いることができるため、詳細な説明は省略する。

第２の基材３の上面に、レジスト材をスピンコートや吹付けにより塗布してプリベークし、レジスト層５を形成する（図５（ｂ））。レジスト層５には、エッチングに用いる公知のレジスト材を用いることができ、第２の基材３をエッチングするエッチャントに応じて任意に選択可能である。

レジスト層５に対して、所定形状のパターンを有するマスクを用いて露光する。露光されたレジスト層５に対して現像およびリンス処理を施し、ポストベークすることにより、第２の基材３の上面にレジストマスク７を形成する（図５（ｃ））。ここで形成するレジストマスク７は、上述したように、第２の基材３が所望のパターンを形成可能な任意のパターンである。

レジストマスク７を介して第２の基材３を厚み方向にエッチングして、第２の基材３にパターンを形成する（図５（ｄ））。ここで、上述したように、エッチングに用いるエッチャントは、第２の基材３を構成する基材の種類により任意に選択可能である。

第１のパターン１３０上のレジストマスク７を除去する（図６（ａ））。可視光を反射する第３の基材１５０を第１のパターン１３０上に配設する（図６（ｂ））。上述したように、第３の基材１５０は、第１の基材１１０と同様の基材であってもよく、金属や樹脂等の可視光を透過しない材料であってもよい。第１のパターン１３０を金属材料とし、第３の基材１５０をシリコン基板とした場合は、接合、特に金属接合により配設することができる。第１のパターン１３０を金属酸化物材料とし、第３の基材１５０をシリコン基板とした場合は、常温接合により配設することができる。また、金属酸化物材料で形成した第１のパターン１３０上に金属層をさらに配設した場合は、金属接合により第３の基材１５０と接合することができる。接合することにより、認証用微細構造体１００に耐熱性を付与することができる。また、第３の基材１５０をシリコン基板で形成した場合は、接合後に必要に応じて研磨やエッチング等により厚みを薄くする処理を行なってもよい。その後、ダイシングすることにより、認証用微細構造体１００を得ることができる（図６（ｃ））。

なお、第３の基材１５０として金属酸化物や樹脂等を用いる場合は、第３の基材を平坦化することが好ましい。第３の基材１５０を平坦化することにより、第１のパターン１３０のパターンに起因する凹凸が第３の基材１５０の表面になくなり、外部から光学顕微鏡等により第１のパターン１３０のパターンを読み取ることを防ぐことができる。

以上説明したように、本実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、第１のパターンを形成する第２の基材を、可視光を反射する第１の基材と第３の基材とが挟んで形成されるため、光学顕微鏡等を用いて第１のパターンを観察することができない認証用微細構造体を提供することができる。一方、少なくとも第１の基材は赤外線を透過するため、赤外線を用いて第１のパターンを観察することができる。例えば、赤外線顕微鏡は特殊な装置であるため、第１のパターンを解析して偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供する認証用微細構造体を製造することができる。

（認証用微細構造体２００の製造方法）
認証用微細構造体２００の製造方法は、第２の基材３をエッチングしてパターンを形成す
る工程までは、認証用微細構造体１００の製造方法と同様である。認証用微細構造体２００の製造方法は、第２の基材２３０と第３の基材２５０との間に第４の基材２７０をさらに配設する。本実施形態においては、第４の基材２７０と第２の基材２３０とを接合した後に第３の基材２５０を配設するか、第３の基材２５０を配設した第４の基材２７０と第２の基材２３０とを接合することにより製造することができる。

例えば、レジストマスク７を除去した第２の基材２３０と第４の基材２７０とを接合する。上述したように、第４の基材２７０としては、例えば、ガラス基板を好適に用いることができる。また、第４の基材２７０は、必要に応じて研磨やエッチング等により厚みを薄くする処理を行なってもよい。第４の基材２７０の上面には、第３の基材２５０として金属膜を形成する。第３の基材２５０の形成方法は、真空成膜や箔添付等、公知の方法を用いることができるため、詳細な説明は省略する。

また、別の製造方法として、第４の基材２７０の1つの面に第３の基材２５０として金属
膜を形成する。第３の基材２５０の形成方法は上述したとおりである。その後、第３の基材２５０が形成されていない第４の基材２７０の反対側の面と、レジストマスク７を除去した第２の基材２３０とを接合する。このようにして、認証用微細構造体２００を製造することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、薄く剛性の低い材料を第３の基材に用いた場合であっても、第２の基材と第３の基材との間に第４の基材を配設することにより、第２の基材の第１のパターンの形状を外部から凹凸により認識することができない認証用微細構造体を製造することができる。

（認証用微細構造体３００の製造方法）
認証用微細構造体３００の製造方法は、第２の基材３をエッチングしてパターンを形成する工程までは、認証用微細構造体１００の製造方法と同様である。認証用微細構造体３００の製造方法は、第２の基材３３０と第３の基材３５０との間に第４の基材３７０をさらに配設する。

レジストマスク７を除去した第２の基材３３０と第３の基材３５０との間に第４の基材３７０を充填して配設する。上述したように、第４の基材３７０としては、例えば、樹脂を好適に用いることができる。第２の基材３３０と接する第４の基材３７０の面は、平坦化することが好ましい。第４の基材３７０を平坦化することにより、第３の基材３５０との密着性を向上することができる。第４の基材３７０の上面には、第３の基材３５０として金属膜を形成する。第３の基材３５０の形成方法は、真空成膜や箔添付等、公知の方法を用いることができるため、詳細な説明は省略する。

以上説明したように、本実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、薄く剛性の低い材料を第３の基材に用いた場合であっても、第２の基材と第３の基材との間に第４の基材を配設することにより、第２の基材の第１のパターンの形状を外部から凹凸により認識することができない認証用微細構造体を製造することができる。

（認証用微細構造体４００の製造方法）
認証用微細構造体４００の製造方法は、第２の基材３の上面にレジスト層５を形成する工程までは、認証用微細構造体１００の製造方法と同様である。認証用微細構造体４００の製造方法は、パターンを形成する第２の基材３の第３の基材４５０側の一部をエッチングし、第１の基材４１０と第３の基材４５０との間の距離に相当する第１の高さを有する第１の部位と、第１の基材４１０と第３の基材４５０との間の距離よりも小さい第２の高さを有する第２の部位とを形成する。

認証用微細構造体４００の製造方法においては、複数のマスクを用いて第２の基材３をエッチングすることにより、上述のパターンを有する第２の基材４３０を形成する。所定のパターンを形成した第２の基材４３０からレジストマスク７を除去し、認証用微細構造体１００で説明した方法により第３の基材４５０を接合する。認証用微細構造体４００は、第１の部位と第２の部位の高さが異なるため、接着剤を用いて第３の基材４５０と貼り合わせることもできる。また、上述したように、認証用微細構造体２００や認証用微細構造体３００と同様に、第４の基材をさらに配設してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、第２の基材の第１のパターンが少なくとも二種類の高さを有するように形成することにより、赤外線を用いて第１のパターンを観察した場合でも、観察する焦点の深度により、第１のパターンが異なるパターンとして観察されるため、第１のパターンを解析して偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供する認証用微細構造体を製造することができる。

（認証用微細構造体５００の製造方法）
認証用微細構造体５００の製造方法について、図７〜図９を参照して説明する。認証用微細構造体５００を製造するための第１の基材５１０を準備する。第１の基材５１０は、上述した第１の基材１１０と同様の基板を用いることができるため、詳細な説明は省略する。第１の基材５１０の一方の面（上面）に第２の基材３を配設する（図７（ａ））。第２の基材３については、上述したため、詳細な説明は省略する。

第２の基材３の上面にさらに第３の基材１７を配設する（図７（ｂ））。第３の基材１７は、上述した特定の波長の光を反射する基材であって、エッチングによりパターン形成可能な材料を用いる。本実施形態においては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）や酸化スズ（II）（ＳｎＯ）等を主成分とする化合物を挙げることができる。第３の基材１７の形成方法は、電子ビーム蒸着法、物理気相成長法、スパッタ蒸着法等、公知の方法を用いることができるため、詳細な説明は省略する。

第３の基材１７の上面に、レジスト材をスピンコートや吹付けにより塗布してプリベークし、レジスト層２１を形成する（図７（ｃ））。レジスト層２１には、エッチングに用いる公知のレジスト材を用いることができ、第３の基材１７をエッチングするエッチャントに応じて任意に選択可能である。

レジスト層２１に対して、所定形状の第２のパターンを有するマスクを用いて露光する。露光されたレジスト層２１に対して現像およびリンス処理を施し、ポストベークすることにより、第３の基材１７の上面にレジストマスク２３を形成する（図７（ｄ））。ここで形成するレジストマスク２３は、上述したように、第３の基材１７が所望のパターンを形成可能な任意のパターンである。

レジストマスク２３を介して第３の基材１７を厚み方向にエッチングして、第３の基材１７に第２のパターンを形成する（図８（ａ））。ここで、上述したように、エッチングに用いるエッチャントは、第３の基材１７を構成する基材の種類により任意に選択可能である。第２のパターン５７０上のレジストマスク２３を除去する（図８（ｂ））。

第２のパターン５７０及び第２の基材３の上面に、レジスト材をスピンコートや吹付けにより塗布してプリベークし、レジスト層３１を形成する（図８（ｃ））。レジスト層３１には、エッチングに用いる公知のレジスト材を用いることができ、第２の基材３をエッチングするエッチャントに応じて任意に選択可能である。

レジスト層３１に対して、所定形状の第１のパターンを有するマスクを用いて露光する。露光されたレジスト層３１に対して現像およびリンス処理を施し、ポストベークすることにより、第２のパターン５７０の上面にレジストマスク３３を形成する（図８（ｄ））。ここで形成するレジストマスク３３は、上述したように、第２の基材３が所望のパターンを形成可能な任意のパターンである。

レジストマスク３３を介して第２の基材３を厚み方向にエッチングして、第２の基材３に第１のパターンを形成する（図９（ａ））。ここで、エッチングに用いるエッチャントは、第３の基材１７をエッチングし、第２のパターン５７０をエッチングしないエッチャントから任意に選択可能である。このようなエッチャントを用いることにより、第２のパターン５７０がサイドエッチングされるのを防止し、微細なパターンニングが可能となる。その後、第２のパターン５７０上のレジストマスク３３を除去する（図９（ｂ））。

第１の基材５１０上に第１のパターン５３０及び第２のパターン５７０を積層して形成し、可視光を反射する第４の基材５５０を第２のパターン５７０上に配設する（図９（ｃ））。第４の基材５５０は、上述した第３の基材１５０と同様の基材を用いることができるため、詳細な説明は省略する。また、第２のパターン５７０と第４の基材５５０の接合方法は、上述した第１のパターン１３０と第３の基材１５０の接合方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。その後、ダイシングすることにより、認証用微細構造体５００を得ることができる（図６（ｃ））。

なお、本実施形態に係る認証用微細構造体５００の製造方法は、これに限定されるものではない。例えば、基板５１０の上面に第２の基材３を配設して、第１のパターン５３０を形成し、第４の基材５５０の上面に第３の基材１７を配設して、第２のパターン５７０を形成し、第１のパターン５３０と第２のパターン５７０を接合してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る認証用微細構造体の製造方法は、赤外線を反射する材料である第４の基材を配設し、第１のパターンと異なる第２のパターンを形成することにより、第３の基材側から赤外線を用いて観察すると、第１のパターンと第２のパターンが重なる部分は観察できず、第１のパターンの一部のみが観察される認証用微細構造体を製造することができる。一方、第１の基材側からは第１のパターンが観察されるため、観察する面により観察されるパターンが異なり、偽造する難易度は極めて高く、高度なセキュリティを提供する認証用微細構造体を製造することができる。

（認証用微細構造体を用いた認証方法）
以下に、上述した認証用微細構造体を用いた認証方法について説明する。図１０は、本実施形態に係る認証デバイス１０００の模式図である。認証デバイス１０００は、例えば、認証用微細構造体１００をインクや塗料などの印刷用溶液１００１と混合して印刷したデバイスである。なお、認証用微細構造体１００は、粘着剤を介して認証デバイス１０００となる基体に貼付されていてもよい。

図１０に示したように、認証デバイス１０００においては、認証用微細構造体１００は任意の向きで配置される。認証デバイス１０００中で、認証用微細構造体１００は認証デバイス１０００の奥行き方向にも任意の向きで配置される。したがって、本実施形態に係る認証デバイス１０００を用いて認証を行うためには、認証デバイス１０００の表面と平行に配置した認証用微細構造体１００を選択して認識させることが好ましい。

本実施形態に係る認証方法は、製造された認証用微細構造体１００について、事前に第１のパターン１３０をデータベース化する。認証デバイス１０００中に含まれる認証用微細
構造体１００の第１のパターン１３０と、データベースに格納されたパターンとを比較することにより、認証デバイス１０００を認証することができる。

本実施形態に係る認証方法においては、第１のパターン１３０は可視光では認識できないため、特定の波長の光を認証デバイス１０００に照射して、第１のパターン１３０を認識する。上述したように、シリコンは可視光を反射し、赤外線を透過する光学特性を備えるため、第１の基材１１０にシリコンを用いた場合は、赤外線顕微鏡を利用することで、第１のパターン１３０を認識することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る認証デバイス１０００は印刷可能なものであれば、如何なる対象にも配設可能であり、ＭＥＭＳの製造プロセスを用いた量産が可能なため、製造コストを抑制することができる。また、可視光を用いた表面観察では認識できない、偽造の難易度を向上させた認証用微細構造体を利用するため、幅広い分野での利用が可能である。また、認証用微細構造体２００〜５００も同様に利用することができる。

（実施例）
実施例として、認証用微細構造体５００を製造した。第１の基材には、７２５μｍの厚みのシリコン基板（１００）を用いた。第１の基材を酸及びアルカリ溶液を用いて洗浄した。第１の基材の上面に第２の基材としてクロム（Ｃｒ）の膜をスパッタ成膜法により３０００Åの膜厚で形成した。次にクロム膜の上面に第３の基材としてＩＴＯ膜をスパッタ成膜法により２０００Åの膜厚で形成した。

ＩＴＯ膜の上面にレジスト（住友化学、PFI-58）を塗布し、１．２μｍとした。第２のパターンを有するマスクを用いて露光し、現像液（東京応化、NMD-3）で現像して、レジス
トマスクを形成した。エッチャントとして塩化第二鉄水溶液を用いて、ＩＴＯ膜をエッチングした。剥離液（東京応化、１０４）を用いて、レジストマスクを除去した。

上述した工程と同様の工程で、第１のパターンを有するレジストマスクを第２のパターンの上面に形成した。エッチャントとして硝酸カリウムアンモン系エッチング液を用いて、クロム膜をエッチングし、パターニング後に上述した工程によりレジストマスクを除去した。

第４の基材には、０．７ｍｍの厚みのガラス基板を用いた。第２のパターンとガラス基板を常温接合により接合した。ダイシングにより個片化し、認証用微細構造体５００を得た。

認証用微細構造体をインキに混合するには、５〜１００μｍの大きさに個片化することが適当であった。５μｍ以下ではパターンの認識が困難であった。また、１ｍｍを超える認証用微細構造体は、接着剤等により貼り付けることができる。

このように製造した認証用微細構造体５００は、シリコン基板面から赤外線顕微鏡で観察すると、クロムが赤外線を透過しないため、第１のパターンが観察された。また、ガラス基板面から光学顕微鏡により可視光で観察すると、ＩＴＯは可視光を透過するため、第１のパターンが観察された。一方、ガラス基板面から赤外線顕微鏡で観察すると、ＩＴＯは赤外線を透過しないため、第２のパターンが観察された。

３：第２の基材、５：レジスト層、７：マスク、１００：認証用微細構造体、１１０：第１の基材、１３０：第１のパターン、１５０：第３の基材、２００：認証用微細構造体、２１０：第１の基材、２３０：第２の基材、２５０：第３の基材、２７０：第４の基材、
３００：認証用微細構造体、３１０：第１の基材、３３０：第２の基材、３５０：第３の基材、３７０：第４の基材、４００：認証用微細構造体、４１０：第１の基材、４３０：第２の基材、４３１：第１の部位、４３３：第２の部位、４３５：第３の部位、４５０：第３の基材、５００：認証用微細構造体、５１０：第１の基材、５３０：第２の基材、５５０：第３の基材、５７０：第２のパターン、１０００：認証デバイス、１００１：印刷用溶液

Claims (10)

1. 可視光を反射し、赤外線を透過する第１の基材と、
   赤外線を反射し、少なくとも一部に赤外光を透過する領域を有する第１のパターンと、
   可視光を反射する第２の基材と、を備え、
   前記第１のパターンは、前記第１の基材と前記第２の基材との間に配設され、
   前記第１のパターンは、前記第１の基材と前記第２の基材との間の距離に相当する第１の高さを有する第１の部位と、前記第１の基材と前記第２の基材との間の距離よりも小さい第２の高さを有する第２の部位とを備えることを特徴とする認証用微細構造体。
2. 前記第１のパターンと前記第２の基材との間に配設された第３の基材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の認証用微細構造体。
3. 可視光を反射し、赤外線を透過する第１の基材と、
   赤外線を反射し、少なくとも一部に赤外光を透過する領域を有する第１のパターンと、
   可視光を反射する第２の基材と、を備え、
   前記第１のパターンは、前記第１の基材と前記第２の基材との間に配設され、
   前記第１のパターンと前記第２の基材との間に配設された第３の基材をさらに備え、
   前記第３の基材は赤外線を反射し、前記第１のパターンと異なり、かつ前記第１のパターンに包摂される第２のパターンを有することを特徴とする認証用微細構造体。
4. 可視光を反射し、赤外線を透過する第１の基材に、赤外線を反射する第２の基材を配設し、
   第３の基材を配設する側の前記第２の基材の一部をエッチングし、
   前記第１の基材と前記第３の基材との間の距離に相当する第１の高さを有する第１の部位と、前記第１の基材と前記第３の基材との間の距離よりも小さい第２の高さを有する第２の部位とを形成し、
   前記第２の基材の一部に赤外光を透過する領域を有する第１のパターンを形成し、
   前記第２の基材上に、可視光を反射する第３の基材を配設することを特徴とする認証用微細構造体の製造方法。
5. 前記第２の基材上に、前記第３の基材を配設するために、
   前記第２の基材上に第４の基材を配設し、前記第４の基材上に前記第３の基材を配設する、又は、
   前記第４の基材上に前記第３の基材を配設し、前記第３の基材を配設した前記第４の基材を前記第２の基材上に配設することを特徴とする請求項４に記載の認証用微細構造体の製造方法。
6. 可視光を反射し、赤外線を透過する第１の基材に、赤外線を反射する第２の基材を配設し、
   第２の基材に、赤外線を反射する第３の基材を配設し、前記第３の基材の一部に赤外光を透過する領域を有する第１のパターンを形成し、
   前記赤外光を透過する領域を有し、前記第１のパターンと異なり、かつ前記第１のパターンを包摂する第２のパターンを前記第２の基材の一部に形成し、
   前記第３の基材上に、可視光を反射する第４の基材を配設することを特徴とする認証用微細構造体の製造方法。
7. 前記第２の基材と前記第３の基材とを接合して前記第２の基材上に、前記第３の基材を配設することを特徴とする請求項４に記載の認証用微細構造体の製造方法。
8. 基体と、
   基体上に設けられ、可視光を反射し、赤外線を透過する第１の基材と、赤外線を反射し、少なくとも一部に赤外光を透過する領域を有する第１のパターンと、可視光を反射する第２の基材と、を備え、前記第１のパターンは、前記第１の基材と前記第２の基材との間に配設され、前記第１のパターンは、前記第１の基材と前記第２の基材との間の距離に相当する第１の高さを有する第１の部位と、前記第１の基材と前記第２の基材との間の距離よりも小さい第２の高さを有する第２の部位とを備えた認証用微細構造体と、を有することを特徴とする物品。
9. 基体と、
   基体上に設けられ、可視光を反射し、赤外線を透過する第１の基材と、赤外線を反射し、少なくとも一部に赤外光を透過する領域を有する第１のパターンと、可視光を反射する第２の基材と、を備え、前記第１のパターンは、前記第１の基材と前記第２の基材との間に配設され、前記第１のパターンと前記第２の基材との間に配設された第３の基材をさらに備え、前記第３の基材は赤外線を反射し、前記第１のパターンと異なり、かつ前記第１のパターンに包摂される第２のパターンを有する認証用微細構造体と、有することを特徴とする物品。
10. 前記物品は、カード、有価証券、紙幣、認証用部材の何れかであることを特徴とする請求項８又は９に記載の物品。
    

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