JP2003514677A - ナノメートルスケールの細孔のある膜を形成するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ナノメートルスケールの細孔のある膜を形成する方法が、基材上に防食エッチング止め層を形成することを含む。ベース層は、防食エッチング止め層上に構成される。マイクロメートルスケールの細孔がベース層内に形成される。防食ベース層がベース層上に形成される。防食ベース層は、ナノメートルスケールの細孔を前記ベース層内部に限定するため、ベース層の選択された領域から取除かれる。得られた膜は、その内部に形成されたサブ５０ナノメートルの細孔を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本出願は、１９９９年１１月１７日に出願された出願番号６０／１６６，０４
９である、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ
ａ Ｍｅｍｂｒａｎｅ ｗｉｔｈ Ｎａｎｏｍｅｔｅｒ Ｓｃａｌｅ Ｐｏｒｅｓ」
の題名の暫定米国特許出願について優先権主張する。

【０００２】 発明の簡潔な記載 本発明は、一般に、濾過用途で使用され得るナノメータースケールの細孔のあ
る膜に関する。より詳細に、本発明は、ナノメータースケールの多孔質膜を形成
する微細製造加工技術の使用に関する。

【０００３】 発明の背景 生物学の研究において革命が起こっている。強調されることは、物理的及び化
学的相互作用の複合系の点に生物学の視点が急速に移っていることであり、エン
ジニア、生物学者、物理学者、及び臨床医間での学際的な研究が普及してきてい
る。急速に発達している研究分野は、集合的にＢｉｏＭＥＭＳ（「Ｂｉｏ」の用
語はｂｉｏｌｏｇｙ（生物学）を意味し、「ＭＥＭＳ」の用語はＭｉｃｒｏＥｌ
ｅｃｔｒｏＭｅｃｈｎａｎｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅを意味する）として知られて
いる、生物学の研究及び応用のための機械的、電気的、及び／又は化学的に相互
作用する構造を作るための微細加工（ｍｉｃｒｏ−ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）を
使用することである。半導体系の微細加工技術を用いることにより、ＭＥＭ構造
は、サブミクロン範囲から数ミリメートルまでの空間的特徴で加工することがで
きる。これらのマルチスケール構造は、蛋白質及び準細胞上の小器官から組織及
び器官レベルまでの、階層的分類の生物学的構造にうまく対応する。この構造的
相関は、科学者が生物学的構造をそれぞれの大きさのスケールで研究すること、
及び体内及び生物学的流体内の構造に対してより適切で敏感な方法で相互作用す
ることを可能にする。

【０００４】 考えられる限りは、基本的生物学研究、診断及び治療の応用に使用することが
できる構造を製造するために標準的なマイクロ平版印刷法を使用することが望ま
しい。しかし、従来的な平版印刷技術は、蛋白質、核酸、及び種々の生理的栄養
素のような生物的に興味ある分子と物理的に相互作用することができる加工構造
についてのその技術の使用を妨げる特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）の大きさの限界があ
る。これらの分子と直接相互作用するためには、特徴は５０ｎｍ未満の大きさで
加工されなければならず、このサイズは平版印刷技術分野にとって２００８年ま
で計画されていない。更に、ＭＥＭＳ構造に使用される加工技術及びそれらが招
く汚染の可能性のため、本技術分野の装置はこれらの構造を加工するために使用
されず、直接相互作用構造の加工において更なる遅れを引起すだろう。

【０００５】 前述の見地からすれば、５０ナノメートル未満の特徴のある膜を加工する技術
を提供することが非常に望ましい。理想的に、このような技術は標準的平版印刷
加工技術に依存し、生物学研究、診断及び治療の応用に適合する装置を与える。

【０００６】 発明の概要 本発明は、膜内部に形成されたサブ５０ナノメーターの細孔のある元素珪素の
膜を含む、フィルターを含む。該膜は、少なくとも１ｍｇ／ｄｌのグルコース拡
散試験結果、及び多くて０．１ｇ／ｄｌのアルブミン拡散試験結果を有する。該
フィルターは、基材、該基材上に位置決めされた埋込防食エッチング止め層（ｂ
ｕｒｉｅｄ ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ｅｔｃｈ ｓｔｏｐ ｌａｙｅｒ）を有
し、前記膜は該埋込防食エッチング止め層上に位置決めされている。１つの態様
において、埋込防食エッチング止め層は窒化珪素である。

【０００７】 本発明の方法は、ナノメートルスケールの細孔のある膜を形成することを含む
。防食エッチング止め層は基材上に形成される。ベース層は防食エッチング止め
層上に構成される。マイクロメートルスケールの細孔はベース層内に形成される
。防食ベース層はベース層上に形成される。防食ベース層は、ナノメートルスケ
ールの細孔を前記ベース層内部に限定するため、前記ベース層の選択された領域
から前記防食ベース層を取除かれる。

【０００８】 本発明をよりよく理解するため、添付の図面を取り込んで、以下の発明の詳細
な説明が参照される。

【０００９】 引例同様、数字は図面全体に渡り対応する部分に相当する。

【００１０】 発明の詳細な記載 本発明は、ナノメータースケールの細孔のある膜を形成するのに多くの先行技
術に依存する。しかし、本発明は、いくつかの重要な側面で先行技術からはずれ
てもいる。これらの先行技術からの逸脱は、５０ナノメートル未満の細孔の形成
を促進する。

【００１１】 第一に、本発明の技術は、埋込防食エッチング止め層に依存する。例として、
埋込防食エッチング止め層は窒化珪素であり得る。埋込防食エッチング止め層は
、エッチ止めとして働き、それから本発明のナノ細孔をさらすために取除かれる
。

【００１２】 ナノメートルスケールの細孔の形成の間に、エッチング剤止めとしての埋込防
食エッチング止め層の本発明の使用は、新規であると考えられる。埋込防食エッ
チング止め層は、先行技術において構造的目的のために使用されるけれども、先
行技術は、埋込エッチング止め層（細孔の形成の間エッチング剤止めとして働き
、次に細孔をさらすために取除かれる）の形成を示しておらず、又示唆もしてい
ないと考えられる。

【００１３】 埋込防食エッチング止め層は、細孔構造の三次元制御を容易にする。先行技術
は、２つの異なる層のエッチングのバランシングにより細孔構造を制御すること
に努めた。本発明の埋込防食エッチング止め技術は、５０ナノメートル未満の細
孔の形成を容易にする。更に、これらの細孔は、ウエハー全体の至る所に均一に
形成することができる。

【００１４】 本発明の埋込防食エッチング止め層は、先行技術の拡散した硼素の使用を削除
する。拡散した硼素がエッチング止めとして使用される場合、あいまいな膜の深
さを与える。更に、硼素は完成した膜中に応力を導入する。

【００１５】 都合よく、本発明の埋込防食エッチング止め層は、開示されているＫＯＨエッ
チング剤では全くエッチングされないので、該層は絶対的なエッチング選択性を
与える。対照的に、硼素は、ＫＯＨエッチング剤で最小限度でエッチングされる
だろう。

【００１６】 本発明の技術は、もう１つの異なる方法において先行技術からはずれる。即ち
、本発明の技術は、トップ層中の穴の入口をエッチングする先行技術のアプロー
チに代わって、全細孔部分をさらすために外側の構造層の平面化に依存する。

【００１７】 好ましくは、加工プロトコル中の第１の工程は、基材中に支持リッジ（ｒｉｄ
ｇｅ）構造を溶蝕することである。これは、エッチ止め層の堆積の前にリッジ構
造を単純にエッチングすることにより達成される。リッジは、次に形成される膜
構造に機械的剛性を付与する。

【００１８】 埋込防食エッチング止め層はそれから基材上に堆積される。例えば、低応力の
窒化珪素（ＬＳＮ又は窒化物）が、低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）を用いて基材上
に堆積される。１つの態様において、０．４μｍの窒化珪素が用いられた。得ら
れた構造は図１に示される。図１は、基材上に形成された防食エッチング止め層
のある基材２０を例示する。

【００１９】 膜のベース構造層（ベース層）が止め層２２の頂上に堆積する。止め層２２は
薄いため、構造層は、基材２０中に形成された支持リジッ中に堆積される。１つ
の態様において、５μｍのポリシリコンがベース層として用いられる。図２は、
止め層２２上に位置決めされたベース層２４を例示する。低応力の窒化珪素もベ
ース層として用いられ得、その場合、それはそれ自体のエッチング止め層として
働く。

【００２０】 次の加工工程は、細孔の形状を定めるためベース層２４中の穴をエッチングす
ることである。先行技術のマスクは、細孔を定めるために用いられ得る。例えば
、穴は、マスクとして用いられる熱的に成長した酸化物層と一緒に、塩素プラズ
マによりポリシリコンを通じてエッチングされ得る。この工程では、エッチング
がベース層２４を通じて完全に進行することを確かめることが重要であり、そこ
で、好ましくは１０−１５％の過剰エッチングが用いられる。埋込防食エッチン
グ止め層２２は、シリコンベース層２４のプラズマエッチングのためのエッチ止
めとして作用することを特筆することは有益である。そうでなければ、プラズマ
がエッチング止め層を通じて打ち抜いた場合、（最終のＫＯＨエッチングでの除
去を妨げるための）プラグ層下の窒化物の完全な除去を妨げるため、エッチング
止め層のより厳しい制御がなされるであろう。図３はこの加工の結果を例示する
。特に、その図はベース層２４に形成され、しかし埋込防食エッチング止め層２
２で終わっている、穴２６を例示する。この段階で、穴２６はマイクロメートル
スケールの細孔を定める。

【００２１】 細孔防食酸化物が、次にベース層２４の上で成長する。図４は、ベース層２４
上に位置決めされた防食酸化物２８を例示する。この防食酸化物２８も、ナノメ
ートルスケールの防食ベース層又は防食ベース層と呼ばれている。この防食ベー
ス層２８はナノメートルスケールの細孔を規定する（ｄｅｆｉｎｅ）ために用い
られる。

【００２２】 防食ベース層２８の厚みは、最終の膜中の細孔の大きさを決定し、そこでこの
工程の制御が、再生できる膜にとって重大である。これは、ベース層２４の熱酸
化（例えば、８５０−９５０℃の成長温度で、約１時間で、１０分のアニ−ルあ
り）により達成される。もちろん、制御された厚みの防食ベース層を形成するた
めに多くの技術が用いられ得る。例えば、熱的に蒸発したタングステンフィルム
が、ポリマー膜用の防食ベース層として使用され、過酸化水素とともに選択的に
除去され得る。防食ベース層２８の基本的な要件は、ウエハー全体の至る所で高
い精度で厚みを制御する能力である。ポリシリコンと窒化物の両方の熱酸化は、
ウエハー全体の至る所で５％未満の防食層厚の制御か可能とする。この制御の限
界は、天然の酸化物（特に、ポリシリコン）の初期の厚み、グレインの大きさ又
は密度、及び不純物濃度のようなベース層中の局所的な不均一性から生じる。

【００２３】 ベース層２４をプラグ層（層間の細孔間隔を維持するために必要である）と機
械的に結合するため、アンカー点が防食ベース層２８中で定められる。この設計
において、このことは、細孔穴から対角に１μｍ移動した同じマスクを用いるこ
とにより達成される。これは、各々の細孔穴の１又は２の角にアンカーを形成し
、できるだけ多くの細孔部分を開けながら構造層間の望ましい機械的結合を与え
た。図５は、このプロセスによって形成されたアンカー３０を例示する。

【００２４】 次に、プラグ構造層を穴２６中のファイルに堆積した。この工程は、１．５μ
ｍのポリシリコンを堆積することにより行われてきた。得られたプラグ層３２を
図６に示す。

【００２５】 表面で細孔を開けるために、プラグ層３２はベース層は平面化され、図７に示
されるように、細孔穴にのみプラグ層のある最終構造を残す。

【００２６】 平面化の方法は、プラグ材料として用いられる材料に依存する。かたい微細加
工材料（ポリシリコン及び窒化物）については、化学機械的研磨を平面化に用い
た。研究されたその他の材料を、素早い湿式化学平滑化とプラズマエッチングを
用いて粗く平面化した。この技術は、用いるプラズマによりエッチングされない
と仮定すると、ベース層は影響を受けないという利点があるが、プラグを完全に
エッチングすることを避けるための制御されたエッチング時間の必要性という欠
点がある。

【００２７】 この点で、膜は容易に剥がれ、保護層はウエハー上に堆積する（ウエハーの両
側を完全に被覆する）。図８は、保護層（類）３４を例示する。

【００２８】 保護層３４の要件は、保護層がシリコンエッチング（これらの研究に対するＫ
ＯＨ）に対し不透過性であること、及びプラグ３２又はベース２４構造層を除去
することなしに保護層が除去されることである。ポリシリコン及び窒化物の構造
層について、薄い窒化物層が保護層として使用される（窒化物はＫＯＨにより全
くエッチングされず、ＨＦにゆっくり溶解する）。ポリマーの構造物質について
は、窒化物堆積に必要な加工温度（８３５℃）のため、珪素が保護層として使用
される。

【００２９】 裏側のエッチング窓を保護槽中でエッチングし、望ましい部分で珪素に曝した
。そして、シリコンウエハー基材２０が膜基材層２４までエッチングされるまで
（平滑な埋まったエッチ止め層によりわかる）、全体の構造を８０℃ＫＯＨ浴中
に入れた。図８は、基材２０で形成された、得られた開口（ａｐｅｒｔｕｒｅ）
３６を例示する。

【００３０】 この点で、埋込防食エッチング止め層２２、防食酸化物層３４、及びプラグ層
３２を、ＨＦ又はＳＦ_６／酸素プラズマ中でエッチングすることにより取除く。
ナノメータースケールの細孔のある、得られた膜４０を図９に示す。各々の穴２
６は、ナノメートルスケールの細孔を定め、防食ベース層２８は開口の大きさの
制御を付与する。

【００３１】 図１０は、前述の加工工程を要約する。図１０は、第１の加工工程が基材上に
埋込防食エッチング止め層を形成するためのものであることを例示する（工程５
０）。ベース層は、それからエッチング止め層上に構成される（工程５２）。マ
イクロメートルスケールの細孔が、ベース層を通ってエッチング止め層までエッ
チングされる（工程５４）。防食ベース層は、それからベース層上に堆積される
（工程５６）。アンカーは、それから防食ベース層中で形付けられる（工程５８
）。プラグ層は、それからベース層上に形成される（工程６０）。プラグ層は次
に平面化され（工程６２）、磨かれる（工程６４）。保護層はそれからベース層
及び基材上に形成される（工程６６）。保護層はそれから、基材中に開口を形成
するため選択的にエッチングされる（工程６８）。保護層、プラグ層、及び埋込
防食エッチング止め層の部分は、上述の方法で剥がされる（工程７０）。図９に
おいて、埋込防食エッチング止め層２２は細孔の位置において取除かれるが、ベ
ース層２４と基材２０の間に残る。

【００３２】 本発明の膜４０の性能を、他の２種類の膜と比較して分析した。特に、本発明
の膜４０（２４．５ナノメートルの細孔径 ＋／−０．９ｎｍ）を、多孔質アル
ミナ（即ち、細孔径が０．０２ミクロンであるＷＨＡＴＭＡＮ ＡＮＤＩＳＣ膜
）及び酢酸セルロースと窒化物の混合膜（即ち、細孔径が０．０２５ミクロンで
あるＭＩＬＬＩＰＯＲＥ ＩＳＯＰＯＲＥ）と比較した。全ての膜を、図１１に
示すように、膜周辺に構成された小型拡散室を用いて、微細加工した界面の両側
でのグルコースの相対濃度を時間に亘って測定することにより体外で試験した。

【００３３】 図１１は、２ｍｌの決まった体積のある、第１の区画室８２と第２の区画室８
４のある室（ｃｈａｍｂｅｒ）８０を例示する。サンプリング口８６は、各々の
区画室に与えれらテいる。区画室は、望ましい膜９０で少なくとも部分的に分け
られている。好ましくは、２つの区画室はｏ−リングで封止され一緒にねじ止め
されている。

【００３４】 グルコースは、定量酵素アッセイ（例えば、ＴＲＩＮＤＥＲ、ＳＩＧＭＡ）及
び分光光度計による比色の読取りによる拡散区画室を用いて、膜９０の何れかの
側で測定される。０．１ｍｌの試料を拡散区画室から取り、その１０μｌを３ｍ
ｌのセル中のグルコース試薬に添加し、静かに逆に混合した。各々の管を室温で
１８分間培養し、それから５０５ｎｍの波長で読取りを行った。試薬は７５０ｍ
ｇ／ｄｌまで直線であった。境界層効果（液／膜界面での拡散抵抗）を最小にす
るため、拡散区画室自身を攪拌モーターに取り付けた。細孔の濡れを確実にする
ため、まず受容体細胞を、供与体細胞の充填前に、１５分間燐酸緩衝液で満たし
た。供与体細胞を、種々の濃度の燐酸緩衝液中のグルコース溶液で満たした。こ
れらの試験を３７℃で行った。

【００３５】 アルブミンを、同じ拡散区画室を用いて膜の何れかの側で測定した。アルブミ
ンの拡散及び／又は排除を、アルブミンＢＣＰ（臭化クレゾール パープル、Ｓ
ｉｇｍａ社）を用いて測定及び定量した。０．１ｍｌの試料を、時間０及び拡散
期間の最後（時間＝３３０分）で取った。それから、３００μｌ分取を３ｍｌの
試薬に添加し、６００ｎｍでの吸収を読取った。脱イオン水を加えた試薬をブラ
ンクとして用いた。アッセイは６ｇ／ｄｌまで直線であるが、１ｇ／ｄｌより下
では正確ではない。

【００３６】 図１２−１５は、これらの試験結果を例示する。結果は、グルコース濃度は増
加し、３３０分でプラトーが始まる。図１２は、純粋なグルコース溶液、及びグ
ルコースとアルブミンの混合溶液から、２４．５ｎｍの細孔径のシリコン膜を通
るグルコースの拡散を示す。

【００３７】 アルブミンの存在は、膜を通じたグルコースの通過を遅らせず、用いた実験条
件でグルコースの輸送を遅らせないようである。図１３は、検出できるアルブミ
ンの量が微細加工した膜を全く拡散しないことを示す。しかし、同じ膜がグルコ
ースの拡散を示す。微細加工した膜は、グルコース拡散をさせながら、アルブミ
ンの完全な排除（検出限度内まで）を達成できる。

【００３８】 これらの拡散速度を商業的に入手可能な膜の拡散速度と比較すると、図１４で
は、本発明の微細加工した膜が、類似の細孔径があるＭＩＬＬＩＰＯＲＥ及びＷ
ＨＩＴＭＡＮ膜に類似のグルコース拡散特性を有することが分かる。しかし、ア
ルブミン拡散が３種全ての膜について測定されると、図１６の表で示されるよう
に、本発明のナノ細孔の微細機械加工（ｍａｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ）した膜
は、最もアルブミンを排除する。

【００３９】 前述の結果は、３３０分での少なくとも１ｍｇ／ｄｌのグルコース拡散試験結
果を例示する。前記膜は、３３０分での多くて０．１ｇ／ｄｌのアルブミン拡散
試験結果を有する。

【００４０】 全ての膜は、任意の構造的又は表面変化が起こるかを決める拡散実験の前及び
後で評価した。ＷＨＡＴＭＡＮとＭＩＬＬＩＰＯＲＥ膜の両方について、グルコ
ース、アルブミン、及び燐酸緩衝液で３７℃で２４時間以上培養した後、膜のモ
ルフォロジーに著しい変化があった。対照的に、微細機械加工したシリコン膜は
、試験の前と後で同じ外観を有した。実際、微細加工した膜の細孔は、細孔中に
バイオフォリング（ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ）及び蛋白質の任意の凝集がない。Ｍ
ＩＬＬＩＰＯＲＥ及びＷＨＡＴＭＡＮ膜は、全ての拡散試験の後、不均一とモル
フォロジー変化を示す。

【００４１】 要約すると、微細加工したシリコン膜は、グルコース拡散、アルブミン排除、
及び生体環境中での安定性によって特徴付けられた。結果は、実際グルコースは
商業的に入手可能な膜に匹敵する速度で微細加工した膜を通って拡散する。同時
に、アルブミンは通過から排除される。グルコース及びアルブミンの混合溶液で
は、グルコースのみが膜を通って拡散することが示された。ＷＨＡＴＭＡＮ及び
ＭＩＬＬＩＰＯＲＥによるような、いくつもの膜が絶対濾過に用いられるが、こ
れらの膜は、安定性、生体適合性、及び十分制御された透過選択性のような全て
の望ましい「理想的な」特性を有さない。

【００４２】 本発明のフィルター技術は、現在商業的に入手可能な分離膜に関するいくつか
の問題を軽減する。制御された防食層堆積の使用を通じて、サブミクロンの大き
さで細孔の高い均一性を保証する十分な精度で膜を加工することができる。熱的
に成長した酸化物の厚みを、１８ｎｍ程度の名目細孔径について＋／−１ｎｍで
制御することができる。これは、バイオセンサーの応用に対して絶対的な蛋白質
排除及びグルコース拡散を得るために必要なサイズ範囲である。更に、このフィ
ルター技術は、安定性、確立したシリコン表面改質技術を通じた最小蛋白質吸着
量、再使用可能性、滅菌適性という付加された利点をもたらす。

【００４３】 本発明は、加工した元素珪素に関して開示されてきた。本発明の技術は、金属
（例えば、チタン）、セラミック（例えば、シリカ又は窒化珪素）、及び高分子
（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリスチ
レン類、及びシリコン類）のような他の生体適合性材料に関しても使用され得る
。

【００４４】 説明の目的で、前述の記載は本発明の完全な理解を与えるため特定の用語を用
いた。しかし、具体的な詳細は本発明を実施するために必要ではないことは当業
者に明らかであろう。他の場合において、周知の回路及び装置は、基本的な発明
からの不必要な散乱を避けるために組立分解図の型で示されている。従って、本
発明の特定の態様の前述の記載は、例示及び記載の目的で示される。それらは、
網羅的又は本発明を開示された正確な形態に限定することを意図しておらず、上
の教示から明らかに多くの改良及び変型が可能である。本発明の原理及びその実
際的応用を最も良く説明するため、それによって当業者が本発明及び意図した特
定の用途に適合している種々の改良された種々の実施態様を最も良く利用するこ
とを可能とするため、本実施態様が選ばれ記載された。本発明の範囲は以下の請
求の範囲とその相当物により定められることを意図している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１態様による、基材上に形成された埋込防食層のある基材を例示する
。

【図２】 図１の埋まった防食層上に形成された基材層を例示する。

【図３】 本発明による、ベース層内に形成され、埋込防食層により止められたエッチン
グされたマイクロメーターの細孔を例示する。

【図４】 本発明の１態様による、防食ベース層の堆積を例示する。

【図５】 本発明に利用される、防食ベース層に形成されたアンカーを例示する。

【図６】 本発明の１態様により形成されたプラグ層を例示する。

【図７】 本発明の１態様による、機械的研磨後のプラグ層を例示する。

【図８】 本発明の１態様により利用される、保護層及び得られた選択的エッチングを例
示する。

【図９】 保護層の除去後の十分放されたナノメータースケールの膜と、埋込防食層の選
択的範囲を例示する。

【図１０】 図１乃至９の装置を構成するために用いられる加工工程を例示する。

【図１１】 本発明の膜を試験するために用いられる装置を例示する。

【図１２】 ３つの異なるナノ細孔膜を通るグルコースの拡散を例示する。

【図１３】 微細機械加工したナノ細孔膜を通るグルコース及びアルブミンの拡散を例示す
る。

【図１４】 純粋なグルコース及び混合グルコース／アルブミン溶液で培養された微細機械
加工した膜を通るグルコース拡散を例示する。

【図１５】 純粋なグルコース及び混合グルコース／アルブミン溶液で培養されたミリ細孔
膜を通る拡散を例示する。

【図１６】 種々の膜を通るアルブミンの拡散を例示する表である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 フェラーリ、マウロ アメリカ合衆国、オハイオ州 43017、ダ ブリン、クロスゲート・ノース・コート 8189

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ナノメートルスケールの細孔のある膜を形成する方法であっ
   て、該方法が、 基材に防食エッチング止め層を形成すること、 前記防食エッチング止め層にベース層を構成すること、 前記ベース層に防食ベース層を形成すること、及び ナノメートルスケールの細孔を前記ベース層内部に規定するため前記ベース
   層の選択された領域から前記防食ベース層を取除くこと、 工程を含む方法。
2. 【請求項２】 前記ベース層を構成することが、マイクロメータースケール
   の細孔のあるベース層を構成することを含み、防食ベース層が前記ベース層の選
   択された領域から取除かれた後に、前記マイクロメータースケールの細孔が前記
   ナノメータースケールの細孔に圧縮される、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記防食ベース層にアンカーを形付ける工程を更に含む、請
   求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記ベース層上にプラグ層を形成する工程を更に含む、請求
   項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記プラグ層を平面化する工程を更に含む、請求項４に記載
   の方法。
6. 【請求項６】 前記平面化工程が、前記プラグ層を化学的、機械的に磨く工
   程を含む、請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記ベース層と前記基材上に保護層を形成する工程を更に含
   む、請求項５に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記基材中に開口を形成するため前記保護層を選択的にエッ
   チングする工程を更に含む、請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記保護層を剥がす工程を更に含む、請求項８に記載の方法
   。
10. 【請求項１０】 前記プラグ層を剥がす工程を更に含む、請求項８に記載の
    方法。
11. 【請求項１１】 前記防食エッチング止め層を選択的に剥がす工程を更に含
    む、請求項８に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記基材上に前記防食エッチング止め層を形成することが
    、前記基材上に窒化珪素層を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 請求項１の方法により形成された装置。
14. 【請求項１４】 膜中に形成されたサブ５０ナノメーターの細孔のある元素
    珪素の膜を含む、フィルター。
15. 【請求項１５】 前記膜が、少なくとも１ｍｇ／ｄｌのグルコース拡散試験
    結果、及び多くて０．１ｇ／ｄｌのアルブミン拡散試験結果を有する、請求項１
    ４に記載のフィルター。
16. 【請求項１６】 前記グルコース拡散試験及び前記アルブミン拡散試験が３
    ３０分を越えて行われる、請求項１４に記載のフィルター。
17. 【請求項１７】 基材、 該基材上に置かれた、埋込防食エッチング止め層、及び 該埋込防食エッチング止め層上に位置決めされた前記膜、
    を更に含む、請求項１４に記載のフィルター。
18. 【請求項１８】 前記埋込防食エッチング止め層が窒化珪素である、請求項
    １７に記載のフィルター。
19. 【請求項１９】 前記膜と前記埋込防食エッチング止め層間に形成された酸
    化物アンカーを更に含む、請求項１７に記載のフィルター。