TWI643088B - 防僞簽章技術 - Google Patents

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馬可 普達斯
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Abstract

一種用於施用一防偽簽章於一產品上的方法，及一防偽簽章。該方法包含選擇一基材及一簽章之形式，及以原子層沉積(ALD)技術於該基材上形成所選擇形式之一簽章；其中形成該簽章的步驟包含以原子層沉積技術於該基材上施用至少一層體，該至少一層體具有組配為要利用一分析方法檢測的一預定特性。

Description

防偽簽章技術
本發明大致係有關於原子層沉積技術，特別是有關於利用原子層沉積技術提供產品上的可識別簽章的方法。
在日益競爭的全球市場，產品的非法盜版以及偽造品經常被供作販售。
從而，有幾種防偽技術可用，從簡單且可見的，例如條碼，到複雜且”不可見”的，例如DNA標記(taggant)。所有這些標示物(marker)或簽章(signature)的目的在於，使例如政府、製造商、終端用戶或海關可對物件作認證。
習知防偽簽章很難施用於一產品，而且/或者是昂貴的。再者，簽章結構一向難以用精準而簡單的方式控制。再者，特別是不可見且複雜的簽章，例如DNA分子序列，可以被移除、意外地被破壞或事後附加，且分析它們是費時、困難的、及/或需要非常專門的設備及/或實驗室環境。當編碼要變動時，大部分的習知防偽方法會對每一產品要求一個個別的簽章。
本發明之目的在於，根據下文所描述之發明的多個不同態樣而以一種利用原子層沉積技術提供塗層結構的 方法及設備，來改善習知防偽簽章結構的缺點，所述塗層結構形成難以複製到一產品表面的可識別簽章、標示物或編碼(code)結構。
根據本發明之一第一範例態樣，提供一方法包含：選擇一基材及一簽章之形式；及以原子層沉積技術於該基材上形成所選擇形式之一簽章；其中形成該簽章的步驟包含以原子層沉積技術於該基材上施用至少一層體，該至少一層體具有組配為要利用一分析方法檢測的一預定特性。
形成該簽章的步驟可包含以原子層沉積技術於該基材上施用幾個層體的一疊層結構，每一層體具有組配為要利用一分析方法檢測的一特性。
施用幾個層體的該疊層結構之步驟可包含，施用具有不同預設特性的幾個層體。
施用幾個層體的該疊層結構之步驟可包含，施用包含不同材料的幾個層體。
選擇一基材的步驟可包含選擇該簽章是直接施用於該產品上，或是施用於一獨立的基材上。
該方法可進一步包含若該獨立的基材被選擇，將該簽章附著於一產品。
該方法可進一步包含以一層體覆蓋該基材，該層 體被組配為使該基材可從該產品上移除。
該獨立基材可包含以下至少一者：一微粒、一球體、一粒子、一細絲及一奈米管。
該預設特性可包含以下至少一者：該層體的厚度、該層體之材料的同位素比、一層體之材料的相對比例、該層體的光學特性、該層體的電性、及該層體的磁性。
該分析方法可包含以下至少一者：透射光譜學、反射光譜學、螢光光譜學、光學光譜學、原子力顯微術(AFM)、掃描穿隧顯微術(STM)、電腦斷層顯微術(CTM)、聚焦離子束(FIB)、飛行時間彈性回跳偵測分析(TOF-ERDA)及擴散反射光譜學(DRS)。
該方法可進一步包含移除沉積的該或該等層體的部分以創建一三維結構。
根據本發明之一第二範例態樣，提供以第一範例態樣之方法沉積的一防偽簽章。
根據本發明之一第三範例態樣，提供用於沉積第二範例態樣之防偽簽章的一原子層沉積反應裝置(反應器)。
根據本發明之一第四範例態樣，提供一電腦程式，其包含在該電腦程式於一處理器上執行時用於實現該第一範例態樣之方法的程式碼。
根據本發明之一第五範例態樣，提供包含第四範例態樣所述電腦程式的一記憶體媒體。
本發明之不同的非拘束性範例態樣及實施例已於前文例示。上述實施例僅用來解釋可用來實現本發明之 所選態樣或步驟。一些實施例可能只參照本發明的某些範例態樣來呈現。應知，對應的實施例也可應用於其他範例態樣。可對於該等實施例進行任何適當結合。
100‧‧‧產品
110‧‧‧簽章
112~116‧‧‧層體
120‧‧‧基材/微粒/物件
125‧‧‧ALD層/塗層/薄膜
128‧‧‧引線架
130‧‧‧結構
210~230‧‧‧步驟
本發明現將參照附圖而僅藉著範例予以描述，其中：圖1a揭示根據本發明一範例實施例的一防偽簽章之示意頂視及側視圖；圖1b揭示根據本發明一範例實施例的一防偽簽章之示意頂視及側視圖；圖1c揭示根據本發明一範例實施例的一防偽簽章之示意頂視及側視圖；圖1d揭示根據本發明一範例實施例的一防偽簽章之示意頂視及側視圖；圖1e揭示根據本發明一範例實施例的一防偽簽章之示意側視及頂視圖；圖2揭示根據本發明一範例實施例的一方法之示意流程圖；及圖3揭示了繪示出如一電子顯微鏡所呈現具有多個不同層體之一剖面的一影像。
原子層磊晶(Atomic Layer Epitaxy，ALE)方法是由多木孫多拉(Tuomo Suntola)博士在1970年代初所發明。該方法的另一普遍名稱為原子層沉積(Atomic Layer Deposition，ALD)，該名稱目前取代了ALE一詞而被採用。ALD是一種基於至少二反應前軀體物種(reactive precursor species)對至少一基材之序列性引入之特殊化學沉積法。
ALD生長機制的基礎為該技術領域者所熟知。該至少一基材在反應腔中暴露於時間上分隔前驅體脈衝，而藉由序列性自身飽和表面反應在基材表面沉積材料。在本申請案文中，ALD一詞包含所有可應用之基於ALD的技術以及任何等同或者相近的相關技術，諸如，舉例來說，MLD(分子層沉積)及PEALD(電漿加強原子層沉積)技術。
基本的ALD沉積循環由四個順序性的步驟所構成：脈衝A、清除A、脈衝B、及清除B。脈衝A由一第一前軀體蒸氣所構成，而脈衝B由另一前軀體蒸氣所構成。不活躍的氣體及一真空幫浦典型地被用來在清除A及清除B過程中，清除來自反應空間的氣態反應副產物以及剩餘的反應物分子。一沉積層序(deposition sequence)包含至少一沉積循環。在正確的條件下被創建的一個循環，創建出一具有例如1.0Å之特定厚度的保形(conformal)層。沉積循環被重複執行直到該沉積層序已製成所需厚度的一薄膜或塗層。因此，該膜的厚度實質上精確地由循環數目定義。沉積循環也可更複雜。舉例來說，該等循環可包含三個或更多的由清除步驟所分隔的反應物蒸氣脈衝。所有的這些沉積循環形成由一邏輯單元或一微處理器控制的一時控沉積層序。此外，此沉積可被認為對於一部分或多個粒子是保形的，但利用PEALD技術時，相對於一單一表面而言只能 是呈斜角的(diagonal)。此斜角式沉積還使另一特定特徵能被創建，也就是於部件的單一方向上的沉積。
圖1a揭示一根據本發明之一範例實施例的防偽簽章的示意頂視及側視圖。一產品100，舉例來說是一積體封裝的分立元件，被提供有一防偽簽章、編碼或標示110，下文中亦同稱為簽章。
該簽章110直接被製備於該產品上或內，例如在產品100表面上，或替換地設在該產品100的表面底下，或作為一獨立的部件，也就是製備於附著在該產品或其包裝之一獨立基材上。
該簽章110包含一層體或多個層體，也就是一利用原子層沉積(ALD)方法製造的塗層。在一範例實施例中，該單一或多個層體各包含了數目可測得的多個循環，如此一來，例如特定數目的循環即對應到編碼之一個特定值，或編碼中之一個特定值，舉例來說，100-120個循環標記例如一特定值，諸如”一”。該技術領域者能理解到，該簽章可應用於任何能利用原子層沉積技術塗層的產品上。在一範例實施例中，簽章110進一步包含一用於ALD層125的基材。圖3中濾光片剖面之範例，揭示了在一矽表面上不同層體之可測得的厚度。
在一範例實施例中，該簽章110根據一實施例是包含一微粒、球體、細絲、纖維、奈米線、奈米管或粒子，也就是諸如矽或金屬之合適基材材料的物件120，其利用原子層沉積技術塗覆上一層體或薄膜125。該基材物件在一實 施例中為裸眼不可見的，並且是如下文所述僅能利用適當方法才能發現及/或分析。該基材物件是利用慣用手段，在產品製造過程中或事後附著於該產品。在一範例實施例中，包含利用原子層沉積(ALD)方法所沉積的單或多個層體的不只一個微粒被埋設，或以其它方式附著於一產品或其包裝。
雖然是揭示單一塗層125用於該微粒120，但幾個相同或不同材質的層體也可被施用而作為一替換方案，如同例如下文參考圖1b及1c所描述者。在一範例實施例中，該或該等層體包含單一或多種金屬氧化材料，且因此，諸如一奈米線或一粒子的微粒120，於該簽章要施用的產品之製造及/或組裝過程中，在對抗機械及/或熱應力方面是極耐用的。
再者，該或該等層體不需要覆蓋該微粒的整個表面，而是，或者又有單一或多個層體覆蓋該微粒之表面的一部分。再者，層體的厚度在另一實施例中是不均勻的。在另一實施例中，該等層體的特性，諸如光學、磁性、電性或機械性的特性，及/或材料，在該等層體之間及/或該等層體內是不同的。
在另一實施例中，該微粒進一步被可移除的一層體覆蓋，該層體例如可利用溶解或熔化方式移除，且因此該微粒例如在檢驗過後輕易地從該產品上移除，或例如在分析前利用以適當液體溶解該層體且因此擷取該微粒到該液體中以供後續分析的方式而從該產品上移除。舉例來 說，該層體或額外的層體被組配為：具有可藉由諸如UV螢光顯微術方法的偵測之一特性。在另一範例實施例中，該微粒具有磁性，因此它可利用磁吸力而輕易地被收集，舉例來說，收集到一特定位置或空間而供分析。
圖1b揭示根據本發明一範例實施例的一防偽簽章的一示意頂視及側視圖。不連續線指出：圖1b揭示了其他種保形塗層的一橫截面。再次，一產品100，例如一封裝的分立元件，被提供有一防偽簽章、編碼或標示110。根據一實施例，該簽章110包含：利用原子層沉積技術沉積在該產品100上，或替換地沉積在一設置於該產品100上之獨立基材上的層體112、114、116。換句話說，該簽章110包含利用原子層沉積技術沉積的一疊層結構。雖然揭示三個層體，但該等層體的數目並不以此為限，或以任何特定數目為限，正因原子層沉積技術是能製造出非常薄之層體的，亦即，具有例如規模為0.1奈米之厚度的層體，且因此，層體數目之增加並不會直接影響一產品的表面外型。該等層體112、114、116形成所謂的疊層結構，其因為本方法所允許對於例如厚度之層體特性的精密控制而輕易地利用原子層沉積(ALD)技術製造出。
圖1c揭示一實施例，其中該等沉積層體是利用已知的圖案化方法限制在設定好的區域內。
在一實施例中，簽章的層體112、114、116形成一種編碼，亦即包含了編寫入其中而視需求以一適當方法讀取的資訊。該或該等層體的特性是預設的，而且是容易 藉由改變原子層沉積(ALD)方法予以控制。該或該等層體之預設特性組配為：當該簽章被請求檢驗時，可使用一合適的分析方法而以一儀器進行檢測。該編碼是藉由改變例如來源材料及原子層沉積實現的條件而創建。該資訊舉例來說藉由改變厚度、層體材料，藉由改變單一或多種材料的同位素比(isotope ratio)，或者藉由改變一組合物中的特定元素的相對比例，諸如氧化物的氧比(oxygen ratio)，而被編寫到該簽章中。在另一實施例中，該等特性，諸如光學、磁性、電性或機械性的特性，及/或層體材料，在該等層體之間及/或在該等層體內被改變，如同前文也描述過者。在一範例實施例中，該編碼是例如由具有不同厚度的多層所形成，每一厚度對應該編碼中的一預設值，諸如一數目或一字母。作為一範例，此疊層結構如圖3所示地包含在一矽基材上交替之Ta2O5及MgF2層體。
該技術領域者可了解，雖然該疊層結構例示為在一平坦基材上或在產品的一平坦表面上，但根據一實施例之包含幾個層體的簽章，是可輕易地應用於各式各樣的基材及表面，舉例來說，如同前文參考圖1a所描述之基材。
圖1d揭示根據本發明一範例實施例的一防偽簽章的示意頂視及側視圖。再次，一產品100，例如一積體電路IC，被提供有一防偽簽章、編碼或標示110。根據一實施例，該簽章110包含多個結構130，亦即在該簽章的多個部位有一第一厚度及在該簽章的多個部位有一第二厚度的一層體。再一次，該簽章利用原子層沉積技術沉積於產品100 之表面的一選定部分上或該產品的多個部分上，或替換地沉積於一設置在該產品100上的獨立基材上。該結構130形成類似一條碼(bar-code)或一快速響應矩陣碼(QR-code)的一個包含編寫入其中之資訊的二維條碼。在一範例實施例中，其圖案是利用已知的薄膜圖案創建法而創建，諸如光阻沉積及蝕刻、原子力顯微術(AFM)刮除、燒製、離子束蝕刻、電子束蝕刻、平版印刷術(lithography)或奈米微影技術(nanolithography)。
圖1e揭示在一環氧基樹脂封裝矽構件的案例中，本發明之更特定的一個範例實施例。矽埋設於該環氧基樹脂內，具有引導至封裝體外之連線的接合線以及引線架128。至少一防偽簽章110的粒子設置於表面上或部分進入該表面。
該簽章的結構是藉由以下方式創建而製出三維結構：保形地沉積如前文所述之一成層的結構，亦即一疊層(laminate)結構，於一基材120或於該產品表面，及在一範例實施例中，接著移除所沉積或提供一剖切面之層體的部分。可替換地，該結構可藉由在該基材表面之多個部分的獨立塗覆而被創建。在一實施例中，該層體之部分的移除是以諸如溶解、蝕刻或熔化的已知方法執行。
圖2揭示根據本發明一範例實施例的方法的一示意流程圖。在步驟210，用於防偽簽章的基材連同簽章的形式(type)被選擇。如前文所述，該簽章直接施用亦即沉積於該產品本身上、該簽章沉積於一獨立基材上、或該簽章包 含例如經塗覆的一微粒之一經ALD塗覆的獨立基材。簽章形式是根據如前文所描述的範例實施例或其結合而選擇。在步驟220，一ALD塗層是根據所選擇的簽章形式而施用於選定基材上。若該簽章施用於一獨立基材上，例如於一獨立的粒子或微粒上，該簽章在步驟230如前文描述地被附著於一期望產品上，例如藉由將塗覆有簽章層的一微粒埋入到產品內，例如在環氧基樹脂層內。
為了分析亦即驗證該簽章，該或該等層體利用一合適儀器及合適分析法進行分析，這個儀器及方法是直接運用於包含簽章的產品上，或在含簽章的該基材從產品上移除後應用。材料及層體特性之量測的合適分析法，在與表面或橫截面呈斜角的範例實施例中，舉例來說包括以下方法：諸如透射光譜學、反射光譜學、螢光光譜學、光學光譜學、原子力顯微術(AFM)、掃描穿隧顯微術(STM)、電腦斷層顯微術(CTM)、聚焦離子束(FIB)、飛行時間彈性回跳偵測分析(TOF-ERDA)或擴散反射光譜學(DRS)。在一範例實施例中，該等層體的多個間接效應被創建成要利用光學光譜學來檢測。
在不限制專利請求項的範圍及解釋的前提下，本文揭露的一或多個範例實施例的特定技術功效羅列如下：一技術功效為符合成本效益的防偽簽章。另一技術功效為提供一可容易施用的防偽簽章。又另一技術功效是提供一種適用於廣泛多樣產品之簽章。再另一技術功效為提供具有提升之靈活性及變化性的防偽簽章。更另一技術功效在 於提供一種特性可容易預設及控制的防偽簽章。再者，一技術功效在於提供可在大量的粒子上創建的一防偽簽章，所述粒子可被分為大量的樣本，因而使得創建與一產品系列有關之簽章的成本降低。
應注意的是，前述之一些功能或方法步驟可用不同順序及/或彼此同時地執行。再者，一或更多的前述功能或方法步驟可以任選或可被結合。
前文所述已藉由本發明之特定實現態樣及實施例的非限定例子，提供了發明人目前所設想用來實現本發明之最佳模式的完整且詳盡的描述。然而該技術領域中具有通常知識者顯然可知，本發明不以上述該等實施例之細節為限，而是可在其他實施例中使用不脫離本發明特徵的均等物來實現。
再者，以上揭露本發明之實施例的一些特徵，不對應採用其他特徵即可使用來得到優點。如此一來，前文描述應被視為只是例示說明本發明原理，且不以此為限。因此，此發明的範圍僅受後附申請專利範圍限制。

Claims (15)

  1. 一種用於施用一防偽簽章在一產品上的方法，其包含：選擇一基材及一簽章之形式；及以原子層沉積(ALD)技術於該基材上形成所選擇形式之一簽章；其中形成該簽章的步驟包含以原子層沉積技術於該基材上施用至少一層體，該至少一層體具有組配為要利用一分析方法檢測的一預定特性，其中該簽章的層體形成一種代碼，以及其中該代碼係由具有不同厚度的層體形成，每個厚度對應至一預定義數值。
  2. 如請求項1之方法，其中，形成該簽章的步驟包含以原子層沉積技術於該基材上施用幾個層體的一疊層結構，每一層體具有組配為要利用一分析方法檢測的一特性。
  3. 如請求項1或2之方法，其中，施用幾個層體的該疊層結構之步驟包含，施用具有不同預設特性的幾個層體。
  4. 如請求項3之方法，其中，施用幾個層體的該疊層結構之步驟包含，施用包含不同材料的幾個層體。
  5. 如請求項1之方法，其中，選擇一基材的步驟包含選擇該簽章是直接施用於該產品上，或是施用於一獨立的基材上。
  6. 如請求項1或2之方法，還包含若獨立的基材被選擇，將該簽章附著於一產品。
  7. 如請求項6之方法，還包含以一層體覆蓋該基材，該層體被組配為使該基材可從該產品上移除。
  8. 如請求項5之方法，其中，該獨立基材包含以下至少一者：一微粒、一球體、一粒子、一細絲及一奈米管。
  9. 如請求項1之方法，其中，該預設特性包含以下至少一者：該層體的厚度、該層體之材料的同位素比、一層體之材料的相對比例、該層體的光學特性、該層體的電性、及該層體的磁性。
  10. 如請求項1或2之方法，其中，該分析方法包含以下至少一者：透射光譜學、反射光譜學、螢光光譜學、光學光譜學、原子力顯微術(AFM)、掃描穿隧顯微術(STM)、電腦斷層顯微術(CTM)、聚焦離子束(FIB)、飛行時間彈性回跳偵測分析(TOF-ERDA)及擴散反射光譜學(DRS)。
  11. 如請求項1之方法，還包含移除沉積的該或該等層體的部分以創建一三維結構。
  12. 一種防偽簽章，其係以請求項1至11中任一項所述之方法所沉積。
  13. 一種原子層沉積反應裝置，用於沉積如請求項12之防偽簽章。
  14. 一種電腦程式，包含：當該電腦程式於一處理器上執行時用於實現請求項1至11中任一項所述之方法的程式碼。
  15. 一種記憶媒體，包含如請求項14所述的電腦程式。
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