JP2011078481A - 呼吸用ナノレベルフィルタ構造およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】呼吸用ナノレベルフィルタ構造は、複数の頂部開口112を有するトップゲート110と、トップゲート110に対して平行に配置され、複数の底部開口122を有し、底部開口122と頂部開口112とは位置がずれるように設けられているボトムゲート120と、トップゲート110とボトムゲート120との間で、頂部開口112および底部開口122に隣接するように設けられ、トップゲート110およびボトムゲート120に対して平行に設けられた複数の濾過格子142をそれぞれ有し、複数の濾過チャネルが形成された複数の側壁ゲート140と、トップゲート110とボトムゲート120との間に設けられ、2つの側壁ゲート140が交差する箇所に設けられた複数の支持体130とを備える。
【選択図】図3
Description
図6A〜図11Cを参照する。図6A〜図11Cは、本発明の第1実施形態によるナノレベルフィルタ構造の製造工程を示す断面図である。図6A、図7A、図8A、図9A、図10Aおよび図11Aは、図5のボトムゲートの線A−A’に沿った断面図である。図6B、図7B、図8B、図9B、図10Bおよび図11Bは、図5のトップゲートの線B−B’に沿った断面図である。図6C、図7C、図8C、図9C、図10Cおよび図11Cは、図5の側壁ゲートの線C−C’に沿った断面図である。第1実施形態では、半導体製造工程技術またはパネル製造工程技術を利用し、ナノレベルの濾過構造を製造する。製造工程で各層を形成する方法には、スパッタリング(sputter)、化学気相成長(CVD)、物理気相成長(PVD)またはその他等価方法が含まれる。ここでパターン形成とは、半導体製造工程技術またはパネル製造工程技術でよく用いるリソグラフィ(lithography)およびエッチング(etching)技術を指す。このエッチング技術には、ドライエッチング、ウェットエッチング、ガスエッチングまたはその他等価エッチング方法が含まれる。
図13A〜図24Cを参照する。図13A〜図24Cは、本発明の第2実施形態によるナノレベルフィルタ構造の製造工程を示す断面図である。図13A、図14A、図15A、図16A、図17A、図18A、図19A、図20A、図21A、図22A、図23Aおよび図24Aは、図5のボトムゲートの線A−A’に沿った断面図である。図13B、図14B、図15B、図16B、図17B、図18B、図19B、図20B、図21B、図22B、図23Bおよび図24Bは、図5のトップゲートの線B−B’に沿った断面図である。図13C、図14C、図15C、図16C、図17C、図18C、図19C、図20C、図21C、図22C、図23Cおよび図24Cは、図5の側壁ゲートの線C−C’に沿った断面図である。本発明の第2実施形態は、第1実施形態と同様に、積層構造に形成し、エッチング方式で各濾過チャネルを製造する。しかし、第2実施形態の濾過チャネルを積層構造に形成する際、一括的に形成してもよく、以下、図13A〜図24Cにより製造工程の各ステップを説明する。
112 頂部開口
120 ボトムゲート
122 底部開口
130 支持体
140 側壁ゲート
142 濾過格子
200 支持体エリア
210 支持体凹部
211 充填体
212 支持体ウイング凹部
300 頂部開口エリア
400 底部開口エリア
500 側壁ゲートエリア
601 基板
603 リフト膜
605a 第1の支持体層
605b 第2の支持体層
605c 第3の支持体層
605d 第4の支持体層
605e 第5の支持体層
607a 第1の犠牲層
607b 第2の犠牲層
610 トップゲート層
612 薄膜
701 基板
703 リフト膜
705a 第1の支持体層
705b 第2の支持体層
705c 第3の支持体層
705d 第4の支持体層
705e 第5の支持体層
707a 第1の犠牲層
707b 第2の犠牲層
709 保護層
710a 第1のチャネル犠牲層
712a 第1のチャネル支持体層
712b 第2のチャネル支持体層
712c 第3のチャネル支持体層
712d 第4のチャネル支持体層
713 トップゲート層
714 薄膜
720 レジスト層
d1 間隔
d2 間隔
w1 間隔
w2 間隔
AF 空気流
AA’ ボトムゲートの断面線
BB’ トップゲートの断面線
CC’ 側壁ゲートの断面線
X X部
Claims (18)
- 複数の頂部開口を有するトップゲートと、
前記トップゲートに対して平行に配置され、複数の底部開口を有し、前記底部開口と前記頂部開口とは位置がずれるように設けられているボトムゲートと、
前記トップゲートと前記ボトムゲートとの間で、前記頂部開口および前記底部開口に隣接するように設けられ、前記トップゲートおよび前記ボトムゲートに対して平行に設けられた複数の濾過格子をそれぞれ有し、複数の濾過チャネルが形成された複数の側壁ゲートと、
前記トップゲートと前記ボトムゲートとの間に設けられ、2つの前記側壁ゲートが交差する箇所に設けられた複数の支持体と、を備え、
前記濾過チャネルのチャネル高さは300nm以下であることを特徴とする呼吸用ナノレベルフィルタ構造。 - 前記頂部開口および前記底部開口の辺長はミクロンレベルであることを特徴とする請求項1に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造。
- 前記側壁ゲートは、前記頂部開口および前記底部開口に周設されることを特徴とする請求項1に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造。
- 前記トップゲートの頂面には、有機物を分解する薄膜が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造。
- 前記支持体のそれぞれは、充填体を有することを特徴とする請求項1に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造。
- 前記充填体は、ポリマーからなることを特徴とする請求項5に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造。
- ナノレベルフィルタ構造は、複数の頂部開口エリアと、複数の底部開口エリアと、前記頂部開口エリアおよび前記底部開口エリアにそれぞれ隣接された複数の側壁ゲートエリアと、2つの前記側壁ゲートエリアが交差する箇所に設けられた複数の支持体エリアと、を備え、
(A1)基板上にリフト膜をパターン形成するステップと、
(A2)前記リフト膜の一部および前記基板の一部の上には、第1の支持体層がパターン形成されるが、前記底部開口エリアの上には、前記第1の支持体層を形成させないステップと、
(A3)前記底部開口エリアの前記リフト膜の上と、前記頂部開口エリアおよび前記側壁ゲートエリアの前記第1の支持体層の上と、に第1の犠牲層をパターン形成するステップと、
(A4)前記側壁ゲートエリアおよび前記支持体エリアに、第2の支持体層をパターン形成するステップと、
(A5)前記頂部開口エリア、前記底部開口エリアおよび前記側壁ゲートエリアに、第2の犠牲層をパターン形成するステップと、
(A6)前記底部開口エリアおよび前記側壁ゲートエリアの最上層である前記犠牲層の上と、前記支持体エリアの最上層である前記支持体層の上と、にトップゲート層を形成するステップと、
(A7)前記リフト膜および前記犠牲層の全てを除去するステップと、
(A8)前記基板を除去するステップと、を含み、
前記犠牲層それぞれの厚さは300nm以下であることを特徴とする呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。 - ステップA2において、前記第1の支持体層をパターン形成すると、前記頂部開口エリアおよび前記底部開口エリアの辺長はミクロンレベルとなることを特徴とする請求項7に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。
- ステップA4において、前記頂部開口エリアおよび前記底部開口エリアに、前記側壁ゲートエリアを周設させることを特徴とする請求項7に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。
- ステップA5を行った後に、ステップA4およびステップA5を順次繰り返し、前記支持体層および前記犠牲層を複数層に形成するステップA5−1をさらに行うことを特徴とする請求項7に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。
- ステップA6を行った後に、前記トップゲート層の上に、有機物を分解する薄膜を形成するステップA6−1をさらに行うことを特徴とする請求項7に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。
- ナノレベルフィルタ構造は、複数の頂部開口エリアと、複数の底部開口エリアと、前記頂部開口エリアおよび前記底部開口エリアにそれぞれ隣接された複数の側壁ゲートエリアと、2つの前記側壁ゲートエリアが交差する箇所に設けられた複数の支持体エリアと、を備え、
(B1)基板上にリフト膜をパターン形成するステップと、
(B2)前記リフト膜の一部および前記基板の一部の上に、第1の支持体層をパターン形成し、前記底部開口エリアに前記第1の支持体層を設けないステップと、
(B3)前記底部開口エリア、前記頂部開口エリアおよび前記側壁ゲートエリアに、第1の犠牲層をパターン形成するステップと、
(B4)前記側壁ゲートエリアおよび前記支持体エリアに、第2の支持体層をパターン形成するステップと、
(B5)前記頂部開口エリア、前記底部開口エリア、前記側壁ゲートエリアおよび前記支持体エリアに、第2の犠牲層を形成するステップと、
(B6)前記頂部開口エリア、前記底部開口エリア、前記側壁ゲートエリアおよび前記支持体エリアに、第3の支持体層を形成するステップと、
(B7)前記頂部開口エリア、前記底部開口エリア、前記側壁ゲートエリアおよび前記支持体エリアに、保護層を形成するステップと、
(B8)前記支持体エリアに対してエッチングを行い、前記第3の支持体層を除去し、支持体凹部をそれぞれ形成するステップと、
(B9)前記支持体凹部の中でサイドエッチングを行い、前記犠牲層の一部を除去し、複数の支持体ウイング凹部を形成するステップと、
(B10)前記支持体凹部および前記支持体ウイング凹部の中に、複数の充填体を充填させるステップと、
(B11)前記頂部開口エリアおよび前記底部開口エリアに対してエッチングを行い、前記第3の支持体層を除去するステップと、
(B12)前記頂部開口エリア、前記底部開口エリア、前記側壁ゲートエリアおよび前記支持体エリアの一部をパターニングし、第1のチャネル犠牲層を形成するステップと、
(B13)前記底部開口エリア、前記側壁ゲートエリアおよび前記支持体エリアに、トップゲート層を形成するステップと、
(B14)前記リフト膜および前記犠牲層の全てを除去するステップと、
(B15)前記基板を除去するステップと、を含み、
前記犠牲層それぞれの厚さは300nm以下であることを特徴とする呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。 - ステップB2において、前記第1の支持体層をパターン形成すると、前記頂部開口エリアおよび前記底部開口エリアの辺長はミクロンレベルとなることを特徴とする請求項12に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。
- ステップB4において、前記頂部開口エリアおよび前記底部開口エリアに、前記側壁ゲートエリアを周設させることを特徴とする請求項12に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。
- ステップB6を行った後に、ステップB5およびステップB6を順次繰り返し、前記支持体層および前記犠牲層を複数層に形成するステップB6−1をさらに行うことを特徴とする請求項12に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。
- ステップB6−1において、前記犠牲層を最後に形成することを特徴とする請求項15に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。
- ステップB12を行った後に、
前記側壁ゲートエリアおよび前記支持体エリアに、第1のチャネル支持体層をパターン形成するステップB12−1と、
ステップB12およびステップB12−1を順次繰り返し、前記チャネル支持体層および前記チャネル犠牲層を複数層に形成し、前記チャネル犠牲層を最後に形成するステップB12−2と、をさらに行うことを特徴とする請求項12に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。 - ステップB13を行った後に、前記トップゲート層上に、有機物を分解する薄膜を形成するステップB13−1をさらに行うことを特徴とする請求項12に記載の呼吸用ナノレベルフィルタ構造の製造方法。
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