KR101476949B1 - 여과용 필터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

여과 처리 시에 안정된 개구 직경을 얻을 수 있고, 더구나 눈막힘되었을 때에 용이하게 재생하여 반복 사용할 수 있는 여과용 필터를 제공한다. 여과용 필터(10)는, 표리에 관통하는 관통 구멍을 갖는 기판(11)을 적층한 기판 적층체와, 기판(11) 상호의 간격을 규정하는 스토퍼(15), 및 스토퍼(15)보다 열팽창 계수가 큰 필러(16)를 가지고, 필러(16)의 길이를 스토퍼(15)의 길이보다 길게 하고, 기판(11) 상호간의 상온 시의 간격을 적어도 스토퍼(15)로 규정하고, 가열 시의 간격을 열팽창된 필러(16)로 규정하고, 기판(11) 상호간의 간극에서 피처리액(A)에 포함되는 오염 물질을 포착하는 여과면을 형성한다.

Description

여과용 필터 및 그 제조 방법{FILTRATION FILTER AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}
본 출원은, 2012년 3월 13일 출원된 PCT 출원 제PCT/JP2012/056953호의 국내 단계이며, 2011년 3월 24일 및 2011년 7월 15일 각각 출원된 일본 특허 출원 제2011-065997호 및 제2011-156681호의 우선권을 주장하며, 그 전체가 여기서 참조용으로 사용되었다.
본 발명은 여과용 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
공장 배수, 생활 배수 등의 하수를 처리한 하수 처리장의 방류물 등으로부터 오염 물질이나 불순물을 제거하여 상수를 정제하고, 혹은, 해수로부터 염분 등을 제거하여 담수를 정제할 때, 여과용 필터가 다용되고 있다. 여과용 필터로서는, 고분자 재료로 이루어지는 것, 예컨대, 초산메틸의 고분자막을 이용하는 역침투막이 알려져 있다. 역침투막은 직경이 수 ㎚인 무수한 관통 구멍을 가지고, 하수나 해수에 압력을 가하여 역침투막을 통과시킬 때, 1개의 직경이 약 0.38 ㎚인 물분자는 관통 구멍을 통과하지만, 크기가 수십 ㎚인 오염 물질의 분자나 수화(水和)에 의해 주위에 물분자가 배위하는 나트륨 이온은 관통 구멍을 통과하지 않는다. 이에 의해, 역침투막은 물분자와 오염 물질이나 염분을 분리하여 하수나 해수로부터 상수나 담수를 정제한다.
그런데, 도상국이나 자연 재해의 피재지에 있어서 오수로부터 상수를 역침투막을 이용하여 정제할 때, 오수 중의 박테리아가 고분자막을 분해하기 때문에, 역침투막의 수명이 극단적으로 줄어든다고 하는 문제가 있다.
또한, 역침투막은 고분자막을 주요 구성 요소로 하기 때문에, 강도가 낮아, 정제 효율 향상을 위해 하수나 해수에 인가하는 압력(1차측 압력)을 상승시키면, 찢어져 버린다고 하는 문제가 있다.
그래서, 최근, 박테리아에 의해 분해되는 일이 없이, 안정된 제올라이트 분리막을 이용한 여과용 필터가 이용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성11-200572호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2010-247107호 공보
그러나, 상기 제올라이트를 이용한 여과용 필터에 있어서, 제올라이트는, 확실히 수십 ㎚의 구경을 갖지만, 제올라이트 셀 상호간에는 그 이상의 간극이 존재하기 때문에, 일정한 개구 직경을 얻을 수 없어, 높은 여과 정밀도를 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, 눈막힘되었을 때의 재생이 곤란하여 반복 사용할 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 과제는, 여과 처리 시에 안정된 개구를 얻을 수 있고, 더구나 눈막힘되었을 때에 용이하게 재생하여 반복 사용할 수 있는 여과용 필터 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 양태에 따르면, 표리에 관통하는 관통 구멍을 갖는 기판을 다수 적층한 기판 적층체와, 상기 기판 적층체에 있어서의 기판 상호의 간격을 규정하는 제1 간격 유지 부재 및 상기 제1 간격 유지 부재보다 열팽창 계수가 큰 제2 간격 유지 부재를 가지고, 상기 기판 상호간의 상온 시의 간격을 적어도 상기 제1 간격 유지 부재로 규정하며, 가열 시의 간격을 열팽창한 상기 제2 간격 유지 부재로 규정하고, 상기 기판 상호간의 간극에서 피처리액에 포함되는 목적 성분을 포착하는 여과면을 형성하는 것을 특징으로 하는 여과용 필터가 제공된다.
본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 기판은, 후판부와 박판부를 구비하고, 상기 제1 간격 유지 부재는, 상기 후판부 상호간에 간격을 두고 복수 배치되며, 상기 제2 간격 유지 부재는, 상기 박판부 상호간에 간격을 두고 복수 배치되고, 상기 제2 간격 유지 부재의 길이를 상기 제1 간격 유지 부재의 길이보다 길게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 후판부는 상기 기판의 외주부를 형성하고, 상기 박판부는 상기 후판부로 둘러싸인 상기 기판의 중앙부를 형성하며, 상기 박판부의 중심부에 상기 관통 구멍이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 후판부는, 상기 기판의 표면에 상기 후판부의 전체 길이가 상기 기판의 외주부의 길이보다 길어지도록, 또한 환형으로 배치되고, 상기 박판부는, 상기 후판부로 둘러싸이며, 또한 상기 기판의 중심부를 가지고, 상기 기판의 중심부에 상기 관통 구멍이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 후판부는, 2열의 지그재그형 선부의 각각의 단부가 연결된 루프형으로서, 상기 기판의 표면 상에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 관통 구멍은, 상기 기판 적층체에 있어서의 다른 기판의 관통 구멍과 연통하여, 피처리액 또는 여액(濾液)의 유로를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 기판의 상기 후판부의 표면 조도(Ra)는, 상기 후판부 상호간의 간극의 1/10 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 기판은, 실리콘, 유리, 세라믹, 금속, 탄화규소를 기초로 하는 실리콘 화합물, 폴리이미드를 기초로 하는 수지, 및 카본 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 기판 적층체는, 상기 제2 간격 유지 부재의 열팽창을 허용하는 체결 부재에 의해 일체화되어 있는 것이 바람직하다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제2 양태에 따르면, 기판의 중앙부에 스폿 페이싱부(spot facing)를 형성하여 상기 기판의 주위를 구성하는 후판부와, 상기 후판부로 둘러싸인 박판부를 형성하는 스폿 페이싱 단계와, 상기 박판부의 중심부에 기판의 표리에 관통하는 관통 구멍을 형성하는 관통 구멍 형성 단계와, 상기 후판부 상에 정해진 높이의 제1 간격 유지 부재를 정해진 간격으로 복수 형성하는 제1 간격 유지 부재 형성 단계와, 상기 기판의 상기 박판부에 상기 제1 간격 유지 부재보다 열팽창 계수가 크고, 또한 긴 복수의 제2 간격 유지 부재를 정해진 간격으로 복수 형성하는 제2 간격 유지 부재 형성 단계와, 적어도 상기 제1 간격 유지 부재를 통해 상기 기판을 다수 적층하는 적층 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 있어서, 상기 스폿 페이싱 단계는, 플라즈마를 이용한 플라즈마 에칭에 의해 상기 스폿 페이싱부를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 양태에 있어서, 상기 스폿 페이싱 단계는, 화학 기계 연마(CMP)법에 의해 상기 스폿 페이싱부를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 양태에 있어서, 상기 제1 간격 유지 부재 형성 단계는, 마스크재를 이용한 성막법(成膜法)에 의해, 상기 후판부 상에 제1 간격 유지 부재를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 양태에 있어서, 상기 제1 간격 유지 부재 형성 단계는, 마스크재를 이용한 도포법에 의해, 상기 후판부 상에 포토레지스트로 이루어지는 제1 간격 유지 부재를 형성하는 단계인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 양태에 있어서, 상기 적층 단계에서 적층된 기판 적층체를, 상기 제2 간격 유지 부재의 열팽창을 허용하는 체결 부재에 의해 일체화하는 일체화 단계를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 양태에 있어서, 상기 기판의 상기 후판부의 표면 조도(Ra)는, 상기 후판부 상호간의 간극의 1/10 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 양태에 있어서, 상기 기판으로서, 실리콘판, 유리판, 세라믹판, 금속판, 탄화규소를 기초로 하는 실리콘 화합물판, 폴리이미드를 기초로 하는 수지판, 및 카본판 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제3 양태에 따르면, 기판 표면의 외주를 따라 환형의 마스킹재를 형성하는 마스킹 단계와, 상기 환형의 마스킹재가 형성된 기판을 에칭하여 상기 환형의 마스킹재에 대응하는 볼록부로 둘러싸인 박판부를 형성하는 제1 에칭 단계와, 상기 제1 에칭 단계 종료 후, 상기 볼록부 상의 상기 마스킹재의 일부를 박리시키는 제1 마스킹재 박리 단계와, 상기 제1 마스킹재 박리 단계 후의 기판을 에칭하여 상기 제1 마스킹재 박리 단계 후에 잔존하는 마스킹재가 도포된 부분 이외의 상기 볼록부로 후판부를 형성하며, 상기 잔존하는 마스킹재가 도포된 부분의 상기 볼록부로 상기 후판부로부터 돌출하는 간격 유지부를 형성하는 제2 에칭 단계와, 상기 후판부로 둘러싸인 상기 박판부의 중심부에 상기 기판을 표리에 관통하는 관통 구멍을 형성하는 관통 구멍 형성 단계와, 상기 관통 구멍이 형성된 기판의 상기 박판부에 상기 간격 유지부보다 열팽창 계수가 크고, 또한 높이가 높은 복수의 간격 유지 부재를 정해진 간격으로 복수 형성하는 간격 유지 부재 형성 단계와, 상기 간격 유지부로부터 상기 마스킹재를 박리하는 제2 마스킹재 박리 단계와, 적어도 상기 간격 유지부를 통해 상기 기판을 다수 적층하는 적층 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 있어서, 상기 적층 단계에서 적층한 기판 적층체를, 상기 간격 유지 부재의 열팽창을 허용하는 체결 부재에 의해 일체화하는 일체화 단계를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 양태에 있어서, 상기 기판의 상기 후판부의 표면 조도(Ra)는, 상기 후판부 상호간의 간극의 1/10 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 양태에 있어서, 상기 기판으로서, 실리콘판, 유리판, 세라믹판, 금속판, 탄화규소를 기초로 하는 실리콘 화합물판, 폴리이미드를 기초로 하는 수지판, 및 카본판 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 기판 상호간의 간격은, 상온 시에는 적어도 제1 간격 유지 부재로 안정적으로 규정되고, 재생 시에는 제2 간격 유지 부재를 열팽창시켜 기판 상호간의 간격을 넓힐 수 있기 때문에, 여과 처리 시에 안정된 개구를 얻을 수 있으며, 더구나 눈막힘되었을 때에 용이하게 재생하여 반복 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 여과용 필터의 사시도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 2c는 본 발명에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 2d는 본 발명에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 2e는 본 발명에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 2f는 본 발명에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 여과용 필터의 세로 방향을 따른 단면도이다.
도 4는 여과용 필터의 구성 부재인 기판의 평면도이다.
도 5는 기판의 후판부의 간격이 넓어진 여과용 필터의 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명에 따른 여과용 필터가 적용되는 정수장의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 체결 부재에 의해 고정된 여과용 필터를 나타내는 사시도이다.
도 8은 여과용 필터의 다른 사용 상황을 나타내는 설명도이다.
도 9는 본 실시형태에 있어서의 기판의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 적용되는 기판의 평면도이다.
도 11은 도 10의 기판을 다수 적층한 여과용 필터의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 12는 1장의 실리콘 웨이퍼로부터 4장의 기판을 절취할 때의 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 4개의 기판을 나타내는 평면도이다.
도 13은 4개의 기판을 1 단위로 하는 기판 집합체를 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 여과용 필터의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 15a는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 15b는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 15c는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 15d는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 15e는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 15f는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 여과용 필터의 사시도이다.
도 1에 있어서, 이 여과용 필터(10)는, 원판형의 기판(11)을 정해진 간격으로 다수 적층한 원통형의 기판 적층체로서 구성되어 있고, 기판(11) 상호의 간격이 여과면에 있어서의 개구폭을 규정한다.
피처리액(A)은, 원통형의 여과용 필터(10)의 외주면의 기판(11) 상호의 간극을 지나 여과용 필터(10)에 유입하고, 중심축을 향하여 유통하며, 중심축을 따라 형성된 유로(17)를, 예컨대 상향류로서 흘러, 여액으로서 회수된다. 이 경우, 여과용 필터(10)의 외주면이 여과면이 되고, 여과의 목적 성분인 오염 물질은 외주면의 기판(11) 상호의 간극에서 포착된다.
다음에, 제1 실시형태에 따른 여과용 필터의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 2a∼도 2f는 제1 실시형태에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 2a∼도 2f에 있어서, 여과용 필터(10)는, 이하와 같이 하여 제조된다.
즉, 우선, 구성 재료로서의 기판(11)을 준비한다(도 2a). 기판(11)은, 예컨대 평활한 면을 갖는 실리콘 기판이며, 원형의 경우는 직경 5 mm∼450 ㎜의 원판형, 직사각형의 경우는 1변이 5 ㎜∼450 ㎜ 정도인 직사각형 판형을 나타내고 있고, 두께는, 예컨대 0.8 mm∼1.2 ㎜이다. 실리콘 기판의 표면 조도(Ra)는, 기판(11)의 후술하는 후판부 상호간의 간극의 1/10 이하, 예컨대 약 0.1 ㎚이다. 실리콘 기판 외에, 유리판, 세라믹판, 금속판이 적합하게 적용된다. 또한, 기판(11)은, 원판 외에, 직사각형 판이나 육각형 판이어도 좋다. 이 경우, 여과용 필터(10)는, 사각 기둥체나 육각 기둥체가 된다.
다음에, 기판(11)의 표면의 중앙부에 스폿 페이싱부를 형성한다(도 2b). 스폿 페이싱부를 형성할 때에는 반도체 제조 기술이 적합하게 이용되고, 즉 기판(11)을, 예컨대 플라즈마 에칭 장치의 처리실 내에 수납, 지지하고, 기판(11)의 스폿 페이싱부 이외의 부분을 마스크 재료로 덮어 플라즈마에 노출시키는 에칭 처리를 실시함으로써 스폿 페이싱하여, 기판(11)의 표면에, 예컨대 외주부의 댐의 폭이 0.1 mm∼10 ㎜이며, 깊이가 0.1 mm∼0.6 ㎜인 스폿 페이싱부(18)를 형성한다. 외주부의 댐은 마스크 재료에 의해 덮힌 부분이 에칭되지 않고 남음으로써 형성된다. 이에 의해, 기판(11)에는, 외주부의 댐에 의해 구성되는 후판부(12)와, 상기 후판부(12)로 둘러싸인 박판부(13)가 형성된다(후술하는 도 3 참조).
계속해서, 스폿 페이싱부(18)의 바닥부를 형성하는 박판부(13)의 중심부에 기판(11)을 표리에 관통하는 관통 구멍(14)을 형성한다(도 2c). 관통 구멍(14)에 대해서도 스폿 페이싱부(13)와 마찬가지로 플라즈마 에칭 기술이 적합하게 이용된다. 관통 구멍(14)은, 다른 기판의 관통 구멍과 연통하여 여과용 필터(10)의 피처리액 또는 여액의 유로(17)를 형성한다. 관통 구멍(14)의 직경은, 예컨대 1 mm∼100 ㎜이다.
다음에, 후판부(12) 상에 기판(11) 상호간의 간격을 규정하는 제1 간격 유지 부재로서의 스토퍼를 형성한다(도 2d). 우선, 기판(11)의 후판부(12) 상에, 예컨대 폴리이미드로 이루어지며, 원기둥형의 스토퍼(15)에 상당하는 직경 및 수의 개구부가 마련된 마스크재를 배치하고, 화학 증착(CVD)법에 의해, 예컨대 백금(Pt)을 증착하여, 직경이 0.1 mm∼10 ㎜이며, 높이가 10 nm∼20 ㎚인 원기둥형의 스토퍼(15)를, 예컨대 1 mm∼100 ㎜ 간격으로 형성한다. 스토퍼(15)의 높이의 조정은, 증착 시간에 의해 제어하여도 좋고, 또한, 두께를 검출하는 센서를 마련하여 모니터하여도 좋으며, 혹은 적당한 두께를 증착 후에 에치백에 의해 높이를 조정하여도 좋다. 도 2d에 있어서, 스토퍼(15)는, 기판(11)의 외주부를 구성하는 후판부(12) 상에 등간격으로, 8개 형성되어 있다. 스토퍼(15)의 재료로서는, 예컨대 백금 외에, 폴리이미드 등의 수지, 세라믹스, 유리, 실리콘, SiC 등이 적합하게 적용되고, 또한, 스토퍼(15)를 형성하는 방법은, 화학 증착(CVD) 외에, 물리 증착(PVD), 원자층 성막(ALD), 분자층 성막(MLD) 등, 모든 성막 방법이 적용 가능하다. 또한, 스토퍼(15)의 형상, 개수 및 간격은, 특별히 한정되는 것이 아니다. 본 실시형태에서는 스토퍼(15)로서 원기둥형의 경우에 대해서 설명하였지만, 각기둥이나 그 외 임의의 형상이어도 좋다. 스토퍼(15)의 형상, 개수 및 간격은, 마스크재를 교환함으로써 변경시킬 수 있다.
다음에, 스토퍼(15)가 형성된 기판(11)을 제2 간격 유지 부재를 통해 다수 적층한다. 우선, 기판(11)의 박판부(13)의 외주 방향을 따라 제2 간격 유지 부재로서의 필러(pillar)(16)를, 예컨대 1 mm∼100 ㎜의 등간격으로 8개 배치한다(도 2e). 필러(16)는, 공지의 방법에 의해 별도 형성된다.
필러(16)의 수 및 간격은, 특별히 한정되는 것이 아니며, 열팽창한 가열 시에 인접하는 기판(11) 상호의 간격을 정확히 규정할 수 있는 수 및 간격이면 좋다. 필러(16)는, 스토퍼(15)의 재질보다 열팽창 계수가 큰 재질, 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 원통체이며, 박판부(13) 상에 배치되었을 때, 상온에 있어서 그 상단면이 스토퍼(15)의 상단면과 동일 평면을 형성하는 높이로 조정된다. 즉, 필러(16)의 높이는, 스폿 페이싱부(18)의 깊이에 스토퍼(15)의 높이를 더한 것이 된다. 필러(16)의 재료로서는, 알루미늄 외에, 예컨대, 금(Au), 아연, 알루미늄, 은, 크롬, 주석, 철, 구리, 납, 니켈, 알루미늄 청동, 황동, 듀랄루민, 스테인레스 등이 적합하게 적용된다. 또한, 금속 이외에도 포토레지스트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리카보네이트도 적용 가능하다. 이들은, 열팽창 계수가 비교적 크기 때문에, 가열되었을 때의 팽창대가 길어, 그만큼, 가열 시의 기판(11) 상호의 간극을 넓힐 수 있다. 또한, 필러(16)의 재질로서 스토퍼(15)의 재질과 같은 것을 이용한 경우에도, 각각의 전체의 길이의 차이로부터 연장대에 차이가 나기 때문에, 가열 시에 기판(11) 상호간의 간극을 넓히는 것이 가능하고, 필러(16) 및 스토퍼(15)의 재질에 제약이 있는 경우에는, 필러(16)와 스토퍼(15)에 동일 재질을 사용할 수도 있다.
다음에, 필러(16)를 배치한 복수의 기판(11)을 순차 적층하여 기판 적층체로서의 여과용 필터(10)를 형성한다(도 2f). 이때 필요에 따라 스토퍼(15) 등의 필요 부분에 접착제를 도포하여도 좋다. 접착제는, 가열 시에 기판(11)의 상호간의 간극이 넓어지도록, 필러(16)의 열팽창을 허용하도록 탄성인 것, 특히 신축 가능한 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 스폿 페이싱부(18)를 마련하는 방법, 스토퍼(15)를 형성하는 방법, 관통 구멍(14)을 형성하는 방법 등은, 특별히 한정되는 것이 아니며, 필요한 표면 조도를 갖는 기판에 정해진 스폿 페이싱부(18)를 형성할 수 있고, 또는 정해진 높이의 스토퍼(15)를 정해진 위치에 형성할 수 있는 방법이면 좋고, 스폿 페이싱부(18)나 관통 구멍(14)의 형성에는 플라즈마 에칭 외에 CMP(화학 기계 연마) 등도 가능하며, 스토퍼(15)의 형성에는 CVD법, ALD법, 스퍼터링, 플라즈마 에칭 등, 또는 그 임의의 조합을 적용할 수 있다.
다음에, 도 2a∼도 2f에 나타낸 방법에 의해 제조된 제1 실시형태에 따른 여과용 필터에 대해서 설명한다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 여과용 필터의 세로 방향을 따른 단면도이고, 도 4는 여과용 필터의 구성 부재인 기판의 평면도이다.
도 3에 있어서, 기판(11)은, 후판부(12) 및 상기 후판부(12) 상에 마련된 복수의 스토퍼(15)와, 중심부에 관통 구멍(14)이 마련된 박판부(13)의 주위에 배치된 복수의 필러(16)를 통해 다수 적층되어 여과용 필터(10)가 형성되어 있다.
여과용 필터(10)의 바닥부를 형성하는 최하부의 기판(11)으로서는, 관통 구멍(14)을 갖지 않는 것이 적용되고, 여과용 필터(10)의 덮개 부분을 형성하는 최상부의 기판(11)으로서는, 스폿 페이싱부(18)를 갖지 않는 기판(11)이 적용된다.
도 4에 있어서, 기판(11)은, 그 주위를 구성하는 후판부(12)와, 상기 후판부(12)로 둘러싸인 중앙부의 박판부(13)를 가지고, 후판부(12)의 상면에는, 복수의 스토퍼(15)가 마련되어 있다. 스토퍼(15)의 높이는 기판(11) 상호간의 간격을 규정하고, 상온 시, 즉 상온 처리에 있어서의 여과 처리 시의 개구폭을 규정한다. 일양태로서, 여과용 필터(10)의 외주면이 여과면이 되고, 잡균 등의 오염 물질은 외주면의 기판(11) 상호간의 간극에 의해 포착되며, 인접하는 기판(11) 상호 및 인접하는 스토퍼(15) 상호로 둘러싸인 공간부가, 피처리액의 유로가 된다.
다음에, 여과용 필터(10)의 기능에 대해서 설명한다.
여과용 필터(10)에 있어서, 스토퍼(15)는, 열변화에 대하여 비교적 안정적인, 열팽창 계수가 작은 재료로 구성되고, 필러(16)는, 열변화에 대하여 비교적 민감한, 열팽창 계수가 큰 재질로 구성되어 있다. 스토퍼(15)의 재료로서 적합하게 사용되는 백금의 열팽창 계수는, 9(×10-6/℃)이며, 필러(16)의 재료로서 적합하게 사용되는 금속 알루미의 열팽창 계수는, 23(×10-6/℃)이다. 상온 시에 있어서의 스토퍼(15)의 상단면과 필러(16)의 상단면은 동일 평면 상에 있어, 상온 시의 기판(11) 상호의 간격은 스토퍼(15)와 필러(16)로 안정적으로 규정되어 있다. 본 명세서에 있어서, 상온이란, 25℃±15℃이며, 특별히 언급하지 않는 한 25℃이다.
여과용 필터(10)를 이용한 여과 처리는, 통상, 상온에서 행해진다.
잡균 등의 오염 물질을 포함하는 피처리액(A)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 원통형의 여과용 필터(10)의 외주면에 있어서의 기판(11) 상호의 간극으로부터 유입되어 중심축을 향하여 흘러, 관통 구멍(14)이 연통함으로써 형성된 유로(17)를, 예컨대 상향류로서 유통하여 배출된다. 이때, 스토퍼(15)의 높이, 즉 개구폭을 10 ㎚로 하면, 피처리액(A)에 포함되는 외부 직경이 10 ㎚보다 큰 잡균 등이 기판(11) 상호의 간극에 포착된다.
상온에 있어서의 여과 처리를 정해진 시간 계속하여, 여과면인 원통체의 외주면의 기판(11) 상호의 간극에 잡균 등의 고형물이 퇴적하여, 여과 속도가 늦어진 시점에서 여과용 필터(10)를 재생한다. 여과용 필터(10)의 재생은, 이하와 같이 행해진다.
우선, 피처리액(A)의 공급을 정지하고, 기판 적층체의 중심축을 따른 유로(17)로부터, 예컨대 75℃의 역세수를 여과 처리 시와는 역방향으로 유통시킨다. 역세수로서는, 예컨대 여액으로서 회수한 처리액의 일부가 이용된다.
여과용 필터(10)에 75℃의 역세수를 통수(通水)시키면, 기판(11)의 후판부(12) 상호간에 배치된 스토퍼(15)는 열팽창 계수가 작기 때문에, 그다지 팽창하지 않는다. 한편, 박판부(13) 상호간에 배치된 필러(16)는 열팽창 계수가 크기 때문에, 열팽창한다. 또한, 필러(16)는, 스토퍼(15)보다 길기 때문에 연장대가 크고, 이에 의해 기판(11)의 박판부(13) 상호간 및 후판부(12) 상호간의 간격이 넓어져, 후판부(12) 상호의 간격은, 예컨대 10 ㎚에서 700 ㎚로 넓어진다.
기판(11)의 후판부(12) 상호의 간격이 넓어지면, 기판(11) 상호의 간극에 포착되어 있던 잡균 등의 오염 물질의 포착이 풀려, 역세수의 흐름을 따라 여과용 필터(10)로부터 유출되고, 이에 의해, 여과용 필터(10)가 재생된다.
기판(11)의 후판부(12)의 두께를 1 ㎜, 박판부(13)의 두께를 0.4 ㎜, 상온에 있어서의 백금으로 이루어지는 스토퍼(15)의 높이, 즉, 후판부(12) 상호의 간극을 10 ㎚, 상온에 있어서의 금속 알루미늄으로 이루어지는 필러(16)의 높이를 0.6 ㎜(정확히는, 0.6 ㎜±10 ㎚), 역세수의 온도를 75℃로 하여, 역세정 시의 기판(11)에 있어서의 필러(16)의 연장대를 구하면, 이하와 같이 된다.
금속 알루미늄의 열팽창 계수는, 23(×10-6/℃)이기 때문에, 필러(16)의 연장대는,
600(㎛)×23(×10-6)×(75-25)×1000=690(㎚)이 된다.
즉, 75℃의 역세수로 역세정하였을 때의 필러(16)의 높이는, 상온 시의 높이보다 690 ㎚ 길어지고, 이에 의해 인접하는 기판(11)의 후판부(12) 상호의 간격은 확장되어, 상온 시의 10 ㎚에 비해서 크게 넓어진다. 따라서, 기판(11)의 후판부(12) 상호의 간극에 포착되어 있던 잡균 등의 오염 물질은, 용이하게 이탈된다.
도 5는 기판(11)의 후판부(12)의 간격이 넓어진 여과용 필터(10)의 부분 확대도이다. 도 5에 있어서, 필러(16)가 열팽창되고, 이에 의해 기판(11)의 후판부(12) 상호의 간격이 넓어져 있다. 따라서, 역세정에 의한 재생이 용이해진다.
잡균 등의 오염 물질이 제거된 여과용 필터(10)에 상온의 물, 예컨대 여액으로서 회수된 처리액을 유통시키면, 필러(16)는 냉각되어 상온이 되고, 이에 의해 기판(11) 상호의 간격을 확장하는 작용력이 해소되어, 기판(11)의 후판부(12) 상호의 간격은, 여과 처리 시의 10 ㎚로 되돌아간다.
또한, 본 실시형태에 따른 여과용 필터에서는 가열에 의해 간극이 넓어지기 때문에, 세정수를 역방향이 아니라 순방향으로 흐르게 하여 세정하는 것도 가능하다. 이 경우에 있어서도, 간극에 포착된 잡균류가 넓어진 간극으로부터 해방되어, 세정수에 의해 흘러 세정이 행해진다. 단 오염물을 필터 내에 통과시키게 되기 때문에, 역방향으로 세정수를 흘릴 수 있는 경우에는 전술한 대로 역방향으로 흐르게 하는 것이 바람직하지만, 시스템의 형편에 따라 역방향으로 흐르게 하는 것이 어려운 경우에는, 상기한 바와 같이 순방향으로 세정수를 흐르게 하여도 좋다.
본 실시형태에 따르면, 상온에 있어서의 여과 처리 시에는, 주로 스토퍼(15)에 의해 기판(11)의 후판부(12) 상호의 간극을, 예컨대 10 ㎚로 규정하고, 재생 시에는, 가열수를 이용하여 필러(16)에 의해 기판(11)의 후판부(12) 상호의 간격을 약 700 ㎚로 넓힐 수 있기 때문에, 여과 처리 시에 안정된 개구를 얻을 수 있고, 또한 재생 시에는, 개구를 넓힘으로써 포착물을 이탈시켜 용이하게 재생할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 원통체의 외주면이 여과면이 되어, 여과 면적을 넓게 취할 수 있기 때문에, 처리 능력이 향상된다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 기판(11)에 대한 가공 방법 등으로서 반도체 제조 기술을 응용할 수 있기 때문에, 치수 정밀도가 높은 구성 재료에 의해 정밀한 여과용 필터를 제조하는 것이 가능해진다.
본 실시형태에 있어서, 필러(16)의 길이를 스폿 페이싱부(18)의 깊이에 스토퍼(15)의 높이를 더한 것으로 하고, 이에 의해 상온 시에 있어서의 기판(11) 상호의 간격을 스토퍼(15)와 필러(16)로 규정하는 것으로 하여 설명하였지만, 필러(16)의 길이를 스폿 페이싱부(18)의 깊이에 스토퍼(15)의 높이를 더한 것보다 약간 짧게 하고, 이에 의해, 상온 시에 있어서의 기판(11) 상호의 간격을 스토퍼(15)만으로 규정하고, 가열 시에 있어서의 기판(11) 상호의 간격을 열팽창한 필러(16)로 규정하도록 하여도 좋다.
본 실시형태에 있어서, 기판(11)의 적층 매수는, 특별히 한정되는 것이 아니며, 요구되는 여과 처리 능력에 따라 조정되지만, 예컨대 100장 단위로 적층한 원통형의 필터를 수개 또는 수십개 직렬로 연결할 수도 있다. 이에 의해, 높은 처리 능력을 구비한 여과용 필터를 실현시킬 수 있다.
다음에, 본 실시형태에 따른 여과용 필터의 작용에 대해서 설명한다. 본 실시형태에 따른 여과용 필터의 용도는 특별히 한정되는 것이 아니지만, 정수장에서의 수도물의 정화용 필터로서 적합하게 적용된다.
도 6은 본 실시형태에 따른 여과용 필터가 적용되는 정수장의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6에 있어서, 이 정수장(20)은, 예컨대, 하천 등으로부터 하천수를 취입하는 취수구(21)와, 취입한 하천수에 포함되는 고형물을 제거하는 응집 침전지(22)와, 상기 응집 침전지(22)의 후류에 순차 마련된 급속 여과지(濾過池)(23), 오존 접촉지(24), 활성탄 흡착지(25), 염소 혼화지(26) 및 정수지(27)로 주로 구성되어 있다.
취수구(21)로부터 취입한 하천물은, 우선, 침사지라고 불리는 침전지(도시 생략)에 유입하여 모래 등의 고형물이 침강 분리된 후, 응집 침전지(22)에 보내진다. 응집 침전지(22)에 유입된 물에는, 예컨대 응집제가 첨가되고, 플랑크톤 등의 고형물을 응집하여 침전, 분리하고, 상청수만이 후류의 급속 여과지(23)에 보내진다. 급속 여과지(23)에 유입된 물은, 예컨대 미세한 모래를 충전한 여과층을 통과하여 보다 미세한 고형물이 제거된 후, 후류의 오존 접촉지(24)에 보내진다.
오존 접촉지(24)에 유입된 물은, 여기서 오존과 접촉하여 탁함이나 냄새의 원인이 되는 물질이 분해되고, 그 후, 후류의 활성탄 흡착지(25)에 유입된다. 활성탄 흡착지(25)에 유입된 물은, 오존으로 충분히 제거할 수 없었던 미소 물질이 흡착 제거된 후, 후류의 염소 혼화지(26)에 유입되며, 여기서, 정해진 양의 염소가 혼화되어 소독된다. 염소로 소독된 물은, 음료용의 수도물로서 정수지(27)에 저류되며, 필요에 따라 일반 가정 등에 급수된다.
이러한 정수장(20)에 있어서, 여과용 필터(10)는, 예컨대 오존 접촉지(24) 및 활성탄 흡착지(25)의 대체 설비로서 적용된다.
즉, 급속 여과지(23)로부터 유출된 물은, 피처리액(A)로서 여과용 필터(10)에 유입하여, 급속 여과지(23)로 제거할 수 없었던, 예컨대 10 ㎚ 이상의 잡균 등의 오염 물질을 분리하여 정화된다.
상온, 예컨대 25℃의 피처리액(A)은, 여과용 필터(10)의 외주면에 형성되는 여과면의 기판(11) 상호간의 간극으로부터 여과용 필터(10) 내에 유입되고, 중심축을 향하여 흘러, 중심축을 따라 형성된 유로(17)를 지나 처리액(B)으로서 회수되고(도 1 참조), 후류의 염소 혼화지(26)에 유입된다. 염소 혼화지(26)에 유입된 여과용 필터(10)의 여액은, 정해진 양의 염소가 첨가되어 멸균 처리가 이루어진 후, 정수지(27)에 저류된다. 한편, 잡균 등의 오염 물질은, 여과용 필터(10)의 외주면인 여과면에서 포착, 분리된다.
스토퍼(15)로 규정되는 기판(11)의 후판부(12) 상호의 간격은, 예컨대 10 ㎚이며, 그보다 큰 오염 물질, 예컨대 인플루엔자 바이러스 등의 잡균은, 여과면에서 확실하게 포집된다.
이와 같이 하여 잡균 등의 여과 처리를 계속한 후, 여과면이 눈막힘되어 여과 속도가 저하되었을 때, 여과용 필터(10)의 재생 처리가 실시된다. 즉, 눈 막힘이 발생한 여과용 필터(10)에 있어서, 피처리액(A)으로서의 급속 여과지(23)의 출구액의 공급을 정지하고, 피처리액(A)의 유통 방향과는 역방향으로부터, 예컨대 역세수를 유통시킨다. 역세수로서는, 예컨대, 여과용 필터(10)의 여액인 염소 혼화지(26)에의 유입수가 사용된다. 이때 역세수의 온도는, 상온보다 높은, 예컨대 70℃∼80℃로 가열된다.
고온의 역세수가 유통된 여과용 필터(10)는, 전술한 바와 같이, 여과면을 구성하는 기판(11)의 후판부(12) 상호의 간극이 넓어져, 이에 의해 간극에 포착된 잡균 등의 오염 물질의 포착이 풀리며, 여과용 필터(10)가 재생된다. 여과면으로부터 이탈한 잡균 등을 포함하는 역세수는, 예컨대 응집 침전지(22)의 전류로 되돌아가거나 또는 별도 처리된다.
본 실시형태에 따르면, 여과 처리를 행하는 상온 시와, 재생 처리를 행하는 가열 시에 여과용 필터(10)의 여과면에 있어서의 개구를 대폭 변화시킬 수 있기 때문에, 여과 처리 시에는 정해진 개구 직경으로 안정적으로 잡균 등의 오염 물질을 분리할 수 있는데다가, 재생 시에 포착한 오염 물질을 용이하게 이탈시켜 용이하게 재생할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 여과용 필터(10)를 기판 적층체로 구성하였기 때문에, 기계적 강도가 높아, 가압 여과를 행할 수도 있다. 따라서, 처리 액량이 증대하여 처리 시간을 단축할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 여과용 필터(10)의 여과 처리 라인을 복수 계통 마련하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 일계통이 눈막힘된 재생 시에, 타계통에 의해 여과 처리를 계속할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 여과용 필터(10)를 정수장에 있어서의 물의 정화 장치로서 적용하였지만, 여과용 필터(10)는, 의료용, 예컨대 혈액, 단백질의 성분 분리나, 인공 투석의 여과 장치로서 적용할 수도 있다. 또한, 반도체 제조 공장에 있어서의 웨트 세정용의 세정수의 정화 장치로서 적용할 수도 있다.
본 실시형태에 있어서, 필러(16)의 구성 재료로서 스토퍼(15)의 구성 재료보다 열팽창 계수가 큰 재료 대신에, 역압전 효과가 있는 물질, 예컨대 수정(SiO2), 산화 아연(ZnO), 로셸염(타르타르산칼륨-나트륨)(KNaC4H4O6), 티탄산지르콘산연(PZT:Pb(Zr,Ti)O3), 니오븀산리튬(LiNbO3), 탄탈산리튬(LiTaO3), 리튬테트라보레이트(Li2B4O7), 란가사이트(langasite)(La3Ga5SiO14), 질화알루미늄(AlN), 전기석(토르마린), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 인산갈륨(GaPO4), 갈륨비소(GaAs) 등을 이용할 수 있다. 이들 물질은, 전압을 가함으로써 팽창하기 때문에, 필러재로서 적합하다. 이들 물질에 있어서의 전압을 가하는 것에 의한 연장대는, 열팽창 계수가 큰 재료에 있어서의 열팽창대와 거의 동일하다.
본 실시형태에 따른 여과용 필터(10)는, 여과 장치로서의 수명이 다하였을 때에 분해하여, 기판(11)에 부착된 스토퍼(15) 등을 제거하면, 기재 재료의 거의 100％를 재이용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 스토퍼(15)와 그 직상부(直上部)에 위치하는 기판(11)의 접촉면에 접착제를 도포하여 일체화시킬 수도 있다. 한편, 접착제 대신에, 기판 적층체로서의 여과용 필터(10) 전체를 체결 부재로 체결하여 일체화시킬 수도 있다.
도 7은 체결 부재에 의해 고정된 여과용 필터를 나타내는 사시도이다.
도 7에 있어서, 원통형의 여과용 필터(10)는, 대향 배치된 2개의 체결 부재(30)에 의해, 도 7 중, 세로 방향으로 체결되어 일체화되어 있다.
체결 부재(30)는, 양단부를 구성하는 후크형의 비탄성부(30a)와, 상기 2개의 비탄성부(30a)를 접속하는 탄성부(30b)로 주로 구성되어 있다. 비탄성부(30a)는, 금속, 예컨대 스테인리스강으로 형성되어 있고, 탄성부(30b)는, 예컨대 스테인리스강을 주성분으로 하는 스프링 부재를 포함한다. 이러한 체결 부재(30)를 적용함으로써, 여과용 필터(10)의 구성 부재인 각 기판(11)은, 도 7 중, 상하 방향의 이동이 일정한 범위 내로 규제되고, 또한, 가로 방향으로 어긋나는 것을 막아, 원통형의 여과용 필터로서의 구조가 확보된다. 단, 체결 부재(30)의 체결력은, 탄성부(30b)의 탄성에 의해 기판(11) 상호간에 배치된 필러(16)의 열팽창을 허용하도록 조정되어 있다. 또한, 탄성부(30b)에 사용되는 재료에는, 스프링 부재 외에, 교환이 용이한 구조로 함으로써 소모품으로서 고무 등의 신축성을 갖는 유기 재료를 이용할 수도 있다.
본 실시형태에 있어서, 피처리액(A)의 유통 방향을, 원통형의 여과용 필터(10)의 외주면으로부터 중심축을 따른 유로(17)를 지나 상향류로서 여과용 필터(10)로부터 유출하는 것으로서 설명하였지만, 본 실시형태에 따른 여과용 필터(10)에 있어서의 물의 유통 방향은 이것에 한정되는 것이 아니며, 원통형의 여과용 필터(10)의 중심축을 따라 형성된 유로(17)를 피처리액(A)의 도입로로서 사용하고, 상기 도입로를 거쳐 각 기판(11) 상호의 간극을 흘러 외주면으로부터 유출하도록 하여도 좋다.
도 8은 여과용 필터의 다른 사용 상황을 나타내는 설명도이다.
도 8에 있어서, 피처리액(A)은, 위쪽 방향으로부터 여과용 필터(10)에 유입되고, 원통형의 중심축을 따른 유로(17)를 하향류로서 흐르고, 그 후, 각 기판(11) 상호간의 간극을 흘러, 외주면의 개구부를 지나 처리액(B)으로서 여과용 필터(10)로부터 유출한다. 이때, 여과용 필터(10)에 있어서의 여과면은, 각 기판(11)의 후판부(12)의 내측면을 연결한 면이 되고, 피처리액(A)에 포함되는 오염 물질은, 후판부(12)의 내측면을 연결한 여과면에서 포착된다. 이때, 기판(11) 상호의 간격을 높이에 따라 변경시켜, 피처리액에 포함되는 미세 고형물의 분별 장치로서 사용할 수도 있다.
또한, 피처리액(A)을 도 8에 나타낸 방향으로 유통시키는 경우, 여과용 필터(10)에 가해지는 압력은, 기판(11) 상호의 간격을 넓히는 방향으로 작용한다. 따라서, 고압 여과를 행하는 경우는, 피처리액의 유통 방향을, 전술한 도 1의 방향으로 하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서는, 기판(11)의 중심부에 하나의 관통 구멍(14)을 마련한 경우에 대해서 설명하였지만, 관통 구멍을 복수의 작은 구멍의 집합체로 할 수도 있다.
도 9는 본 실시형태에 있어서의 기판(11)의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 9에 있어서, 기판(11)의 스폿 페이싱부(18)의 바닥부를 형성하는 박판부(13)의 중심부에, 복수의 작은 구멍(14a)이 마련되어 있다. 이 관통 구멍(14a)의 집합체는, 기판(11)을 적층한 여과용 필터(10)에 있어서의 중심축을 따른 유로(17)를 형성한다. 이 경우, 구조가 복잡해져 제조 비용은 비싸지지만, 기판(11)으로서의 강도가 향상된다.
다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 여과용 필터에 대해서 설명한다.
이 여과용 필터는, 후판부와 박판부를 갖는 기판을 다수 적층한 기판 적층체에 있어서의 각 기판의 후판부 상호의 간격이 여과면에 있어서의 개구폭을 규정한다는 점을 비롯하여 기본적인 구성은, 제1 실시형태에 따른 여과용 필터와 동일하다.
제2 실시형태에 따른 여과용 필터가 제1 실시형태에 따른 여과용 필터와 상이한 점은, 기판의 후판부의 길이를 기판의 외주부의 길이보다 길게 하여 넓은 여과 면적을 확보한 점이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 적용되는 기판의 평면도이고, 도 11은 도 10의 기판을 다수 적층한 여과용 필터의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 10에 있어서, 이 기판(41)은 직사각형 판형체를 나타내고 있고, 후판부(42)와 박판부(43)를 구비하고 있다. 후판부(42)는, 도 10의 상하에 그려져 있는 기판(41)의 2개의 영역에 각각 절첩이 반복되는 2열의 지그재그형으로 배치되어 있고, 또한 2열의 지그재그형의 후판부(42)는, 각각의 단부에 있어서 서로 연결되어 있으며, 전체로서 하나의 루프형의 후판부를 형성하고 있다. 루프형의 후판부(42)로 둘러싸이도록 박판부(43)가 형성되어 있고, 박판부(43)에 있어서의 기판(41)의 중심부에는, 기판(41)을 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(44)이 설치된다.
후판부(42) 상에는, 제1 간격 유지 부재로서의 사각 기둥형의 스토퍼(45)가 간격을 이격하여 다수 마련되어 있다. 스토퍼(45)의 형상은, 사각기둥형에 한정되는 것이 아니며, 원기둥형, 그 외의 기둥형이어도 좋다. 또한, 박판부(43) 상에는, 제2 간격 유지 부재로서의 필러(46)가 간격을 이격하여 다수 마련되어 있다. 필러(46)의 형상은, 예컨대 원기둥형이지만, 이것에 한정되는 것이 아니다.
도 11에 있어서, 기판(41)이, 복수의 스토퍼(45) 및 필러(46)를 통해 다수 적층되어, 사각기둥형의 여과용 필터(40)가 형성되어 있다.
다음에, 본 실시형태에 따른 여과용 필터의 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, 기판을 제조할 때의 원료 기판으로서, 예컨대 원형 판형체의 실리콘 웨이퍼를 준비한다. 실리콘 웨이퍼는, 평활면을 가지고, 그 직경은, 예컨대 50 mm∼450 ㎜이며, 두께는, 예컨대 0.1 mm∼3 ㎜이다. 실리콘 웨이퍼의 표면 조도(Ra)는, 여과용 필터(40)에 있어서의 기판(41)의 후판부(42) 상호간의 간극의 1/10 이하, 예컨대 약 0.1 ㎚인 것이 바람직하다. 원료 기판으로서는, 실리콘 웨이퍼 외에, 유리판, 세라믹판, 금속판을 적용할 수도 있다.
다음에, 실리콘 웨이퍼의 표면에 지그재그형의 후판부(42)를 형성한다. 후판부(42)의 형성에는, 반도체 제조 기술이 적합하게 이용된다. 즉, 실리콘 웨이퍼를, 예컨대 플라즈마 에칭 장치의 처리실 내에 수납, 지지하고, 그 위에 지그재그형의 후판부(42)에 상당하는 마스크재를 배치하며, 그 후, 플라즈마 에칭 처리를 실시하고, 이에 의해, 에칭되지 않고 남는 지그재그형의 후판부(42)와, 상기 후판부(42)로 둘러싸인 박판부(43)를 형성한다. 이때, 1장의 원형 판형체의 실리콘 웨이퍼로부터, 예컨대, 실리콘 웨이퍼 표면에, 2단 2열로 배치된 4개의 기판을 형성하고, 그 후, 절취하여 기판(41)을 제조한다.
도 12는 1장의 실리콘 웨이퍼(50)로부터 4장의 기판(41)을 절취할 때의 실리콘 웨이퍼(50) 상에 형성된 4개의 기판(41)을 나타내는 평면도이다.
도 12에 있어서, 원형의 실리콘 웨이퍼(50) 상에, 지그재그형으로 형성된 후판부(42), 및 후판부(42)로 둘러싸인 박판부(43)를 갖는 기판(41)이 2단 2열로 4개 형성되어 있다. 이와 같이 하여 형성된 기판(41)은, 공지의 방법에 따라, 절취된다. 또한, 도 12에 있어서, 스토퍼 및 필러는 도시 생략되어 있다.
기판(41)의 1변은, 예컨대 40 mm∼400 ㎜, 후판부(42)의 두께는, 예컨대 0.1 mm∼3 ㎜, 폭은, 예컨대 0.45 mm∼10 ㎜, 박판부(43)의 두께는, 예컨대 0.1 mm∼3 ㎜이다. 또한, 1장의 기판(41)에 있어서의 후판부(42)의 전체 길이는, 예컨대 1600 mm∼16000 ㎜이며, 기판(41)의 외주부를 따라 후판부를 배치한 경우의 길이의 약 10배가 된다. 관통 구멍(44)의 구경은, 예컨대 10 ㎜이며, 기판을 다수 적층한 여과용 필터에 있어서, 적층 방향에 인접하는 기판(41)의 관통 구멍(44)과 연통하여 피처리액 또는 여액이 유통하는 중심 유로를 형성한다.
다음에, 얻어진 기판(41)의 후판부(42) 상에, 제1 실시형태와 동일하게 하여, 기판(41) 상호의 간격을 규정하는 제1 간격 유지 부재로서의 스토퍼(45)를 형성한다(도 10, 도 11 참조). 스토퍼(45)는, 예컨대, 백금 폴리이미드, 세라믹스, 유리, 실리콘, SiC 등으로 이루어지는 원기둥형의 부재이며, 예컨대 화학 증착(CVD)법에 의해 형성된다. 스토퍼(45)의 단면 사각형에 있어서의 1변의 길이는, 예컨대 0.1 mm∼10 ㎜, 높이는, 여과 목적물에 따라, 예컨대 10 mm∼20 ㎚로 규정되고, 인접하는 기판 상호의 간격을 유지하는 데 필요한 수만큼, 예컨대 등간격으로 형성된다.
다음에, 후판부(42) 상에 스토퍼(45)가 형성된 기판(41)의 박판부(43)의 임의의 장소에, 제1 실시형태와 동일하게 하여 제2 간격 유지 부재로서의 필러(46)를, 다수, 예컨대 등간격으로 배치한다. 필러(46)는, 공지의 방법에 따라 별도 형성된다. 필러의 수 및 간격은, 특별히 한정되는 것이 아니며, 열팽창한 가열 시에 인접하는 기판(41) 상호의 간격을 정해진 값으로 정확히 규정할 수 있는 수 및 간격이면 좋다.
필러(46)는, 스토퍼(45)의 재질보다 열팽창 계수가 큰 재질, 예컨대 알루미늄으로 이루어지고, 박판부(43) 상에 배치될 때에, 상온에 있어서 그 상단면이 스토퍼(45)의 상단면과, 예컨대 동일 평면을 형성하는 높이로 조정된다. 필러(46)의 재료로서는, 알루미늄 외에, 제1 실시형태와 동일하게, 예컨대, 금(Au),아연, 알루미늄, 은, 크롬, 주석, 철, 구리,납, 니켈, 알루미늄 청동, 황동, 듀랄루민, 스테인레스 등이 적합하게 적용된다. 또한, 금속 이외에도 포토레지스트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리카보네이트도 적용 가능하다. 이들은, 열팽창 계수가 비교적 크기 때문에, 가열 시의 기판(41) 상호의 간극을 상온 시의 간격보다 넓게 힐 수 있다.
다음에, 스토퍼(45) 및 필러(46)를 배치한 복수의 기판(41)을 순차 적층하여 기판 적층체로서의 여과용 필터(40)를 형성한다(도 11 참조). 이때 필요에 따라 스토퍼(45) 등의 필요 부분에 접착제를 도포하여도 좋다. 접착제는, 필러(46)의 열팽창을 허용하기 위해 탄성을 갖는 것이 적용된다.
이와 같이 하여 형성된 여과용 필터(40)에 있어서, 피처리액(A)은, 사각기둥형의 여과용 필터(40)의 각 기판(41) 상호의 간극, 즉, 지그재그형으로 배치된 후판부(42) 상호간의 간극을 지나 여과용 필터(40)에 유입하고, 후판부(42)에서 형성되는 여과면에서 오염 물질이 제거된 여액으로서 박판부(43)에 유입하며, 그 후, 기판(41)의 중심부를 향하여 유통하여, 기판(41)의 중심부에 마련된 관통 구멍(44)이 연통하는 중심 유로를, 예컨대 상향류로서 흘러 회수된다.
본 실시형태에 따르면, 기판(41)에 있어서의 후판부(42)를 지그재그형으로 배치하여 그 길이를, 기판(41)의 외주부의 길이보다 길게 하였기 때문에, 여과 면적을 현저히 증대시킬 수 있고, 이에 의해 피처리액의 여과 효율이 향상된다.
또한, 본 실시예에 있어서도, 필러(46)의 길이를 스토퍼(45)의 길이보다 길게 하고, 또한 필러(46)의 구성 재료로서 스토퍼(45)의 구성 재료보다 열팽창 계수가 큰 재질을 적용함으로써, 제1 실시형태와 마찬가지로 기판(41) 상호간의 간격을, 상온 시에는 스토퍼(45)로 안정적으로 규정하고, 재생 시에는, 예컨대 가열수에 의해 필러(46)를 열팽창시켜 기판(41) 상호간의 간격을 넓게 할 수 있기 때문에, 여과 처리 시에 안정된 개구를 얻을 수 있으며, 또한 눈막힘되었을 때에는 용이하게 재생할 수 있다. 가열수의 통수 방향은, 통상, 여과 처리 시의 역방향이 되지만, 순방향이어도 좋다.
본 실시형태에 있어서, 기판(41)에 있어서의 박판부(43)의 면적은, 기판(41)의 면적의 30％ 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판의 강도를 확보하기 쉬워진다. 또한, 관통 구멍(44)의 구경은, 여과용 필터(40) 내의 피처리액의 체류 시간을 확보하는 등을 위해, 예컨대, 1 mm∼10 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 관통 구멍(44)은, 예컨대, 드라이 에칭 또는 기계 가공 등에 의해 형성된다.
본 실시형태에 있어서, 실리콘 웨이퍼(50) 표면에, 2단 2열로 형성된 4개의 기판(41)을 1 단위로 하여 절취하고, 이것을 다수 적층하여 기판 적층체를 형성할 수도 있다.
도 13은 4개의 기판(41)을 1 단위로 하는 기판 집합체를 나타내는 평면도이다.
도 13에 있어서, 실리콘 웨이퍼(50)로부터 절취된 4개의 기판을 포함하는 기판 집합체가 도시되어 있다. 이러한 기판 집합체를, 제2 실시형태와 동일하게 하여 다수 적층하여 여과용 필터를 형성할 수도 있다. 또한, 기판 집합체를 절취하는 일없이, 실리콘 웨이퍼(50)에 형성된 기판 집합체를 실리콘 웨이퍼(50)마다 다수 적층하여 여과용 필터를 형성할 수도 있다. 이러한, 여과용 필터에 있어서도 제2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 도 13에 있어서도, 도 12와 마찬가지로, 스토퍼 및 필러는 도시 생략되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 기판(41)의 후판부(42)의 형상을 지그재그형으로 하였지만, 후판부(42)의 형상은, 이것에 한정되는 것이 아니며, 예컨대, 스파이럴형의 박판부(43)를 둘러싸도록 한 2중의 스파이럴 형상을 갖는 것으로 할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 여과용 필터에 대해서 설명한다.
이 여과용 필터는, 후판부와 박판부를 갖는 기판을 다수 적층한 기판 적층체에 있어서의 각 기판의 후판부 상호의 간격이 여과면에 있어서의 개구폭을 규정한다는 점을 비롯하여, 기본적인 구성은 제1 및 제2 실시형태와 동일하다.
도 14는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 여과용 필터의 주요부를 나타내는 단면도이다. 도 14에 있어서, 후판부(62) 및 박판부(63)를 갖는 기판(61)이 다수 적층되어 여과용 필터(60)가 형성되어 있다. 제3 실시형태에 따른 여과용 필터는, 그 제조 방법에 특징이 있다.
이하에, 여과용 필터(60)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 15a∼도 15f는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 여과용 필터의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 15a∼도 15f에 있어서, 여과용 필터(60)는, 이하와 같이 하여 제조된다. 또한, 도 15a∼도 15f는 각 제조 공정에 있어서의 기판의 측면도 및 평면도를 일조로서 나타낸 것이며, 상측의 도면이 측면도이고, 하측의 도면이 평면도이다.
여과용 필터(60)를 제조할 때는, 우선, 구성 재료로서의 기판(61)을 준비한다(도 15a). 기판(61)은, 예컨대, 표리에 평활면을 갖는 직사각형 평판형의 실리콘 기판이며, 그 1변은, 예컨대, 5 ㎜∼450 ㎜이다. 두께는, 예컨대 0.8 mm∼1.2 ㎜이다. 실리콘 기판의 표면 조도(Ra)는, 기판(61)을 적층하였을 때의 후판부(62) 상호간의 간극의 1/10 이하, 예컨대 약 0.1 ㎚이다.
다음에, 기판(61)의 외주부의 약간 내측, 예컨대 1 mm∼10 ㎜ 내측에, 선폭이, 예컨대 0.8 ㎜∼1.2 ㎜인 마스크재(67)를 외주부를 따라 전체 둘레에 도포한다(도 15b). 마스크재(67)로서는, 예컨대, 초내열 내한성의 폴리이미드(상품명: 캡톤)나, 반도체 장치의 제조 시에 이용되는 포토레지스트 등이 적합하게 이용된다.
다음에, 마스크재(67)가 도포된 기판(61)을 기판 처리 장치의 챔버 내에 수납하고, 챔버 내 압력을, 예컨대 1 mTorr∼1000 mTorr(0.133 Pa∼133 ㎩), 에칭 가스로서, 예컨대, HBr, 암모니아(NH3), 산소(O2)의 혼합 가스를 이용하여, 기판(61)의 두께 방향으로, 예컨대, 약 300 ㎛의 깊이까지 에칭하고, 이에 의해 마스크재(67)로 덮힌 볼록부로 둘러싸인 박판부(63)를 형성한다(도 15c).
계속해서, 마스크재(67)의 일부, 즉, 간격 유지부로서의 스토퍼(65)가 되는 부분 이외의 부분을 박리시켜, 상기와 같은 조건으로 플라즈마 에칭 처리를 실시하며, 이에 의해 후판부(62)와, 상기 후판부(62)로부터 돌출하는 스토퍼(65)를 형성한다(도 15d). 이때, 에칭 조건을 조절하여 스토퍼(65)의 높이를, 여과용 필터(60)로 제거하고자 하는 목적 성분의 크기에 상당하는 높이, 예컨대 1 nm∼100000 ㎚로 조정한다. 스토퍼(65)의 수 및 간격은 특별히 규정되는 것이 아니며, 기판(61) 상호간의 간격을 정해진 간격으로 안정적으로 유지할 수 있는 것이면 좋다.
다음에, 스토퍼(65)가 형성된 기판(61)의 상기 스토퍼(65)로부터 마스크재(67)를 박리하고(도 15e), 박판부(63)의 중심부에 관통 구멍(64)을 형성하여 여과용 필터(60)의 구성 부재로서의 기판(61)을 완성시킨다(도 15f).
다음에, 얻어진 기판(61)의 박판부(63)의 임의의 위치에, 제1 및 제2 실시형태와 마찬가지로, 간격 유지 부재로서의 필러(66)를 다수, 예컨대 등간격으로 배치하고, 상기 필러(66) 및 스토퍼(65)를 통해 기판(61)을 다수, 예컨대 수십장∼100장 적층하여 여과용 필터(60)를 형성한다.
본 실시형태에 따르면, 후판부(62) 및 박판부(63)의 형성과, 그 후의 스토퍼(65)의 형성을 플라즈마 에칭 처리에 의해 행할 수 있기 때문에, 제조 공정을 간략화할 수 있어, 생산성이 향상된다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 제1 및 제2 실시형태와 마찬가지로, 필러(66)의 구성 재료로서 스토퍼(65), 즉 기판(61)의 구성 재료보다 열팽창 계수가 큰 재료를 적용하며, 또한 그 높이를, 스토퍼(65)보다 높고, 구체적으로는, 후판부(62) 및 박판부(63)의 두께의 차와, 스토퍼(65)의 높이의 합, 또는 그보다 약간 길게 함으로써, 기판(61) 상호간의 간격을, 상온 시에는 스토퍼(65)로 안정적으로 규정하고, 예컨대 가열수를 유통시키는 재생 시에는 필러(66)를 열팽창시켜 기판(61) 상호간의 간격을 넓게 할 수 있기 때문에, 여과 처리 시에 안정된 개구를 얻을 수 있으며, 또한 눈막힘되었을 때에 용이하게 재생하여 반복 사용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 피처리액(A)은, 예컨대, 여과용 필터(60)의 외주면의 기판(61) 상호의 간극으로부터 여과용 필터(60)의 본체 내에 유입하여(도 14 참조), 후판부(62) 상호의 간격에 의해 목적 성분이 걸러 구별된 여액이 되며, 중심부에 형성된 관통 구멍(64)(도 15f 참조)이 연통한 중심 유로를, 예컨대, 상향류로서 흘러 여과용 필터(60)로부터 유출한다. 또한, 피처리액(A)을, 중심 유로로부터, 예컨대 하강류로서 여과용 필터(60)에 유입시켜, 그 후, 각 기판(61) 상호의 간극을 통하여 여과용 필터(60)의 외주부를 향하여 흐르게 할 수도 있다.
본 실시형태에 있어서, 기판(61)의 형상을 직사각형 판형체로 하였지만, 기판(61)의 형상은, 특별히 한정되는 것이 아니며, 직사각형 판형체 외에, 원형 판형체, 타원형 판형체, 그 외의 형상의 판형체여도 좋고, 제1 실시형태나 제2 실시형태에 따른 필터를 형성할 때에 적용하여도 좋다.
본 실시형태에 있어서, 마스킹재로서 초내열 내한성의 폴리이미드(상품명: 캡톤)나 포토레지스트를 이용하였지만, 이 이외에, 예컨대 금속, 카본, 석영 등을 이용할 수도 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 여과용 필터(60)를, 도 7에 나타낸 바와 같이, 탄성을 구비한 체결 부재, 또는 탄성을 갖는 접착제 등을 이용하여 일체화할 수도 있으며, 이에 의해, 여과용 필터(60)로서의 형태가 안정된다.
본 실시형태에 있어서, 필러(66)의 구성 재료로서, 스토퍼(65)의 구성 재료보다 열팽창 계수가 큰 재료 대신에, 제1 실시형태와 마찬가지로, 역압전 효과가 있는 물질, 예컨대 수정(SiO2), 산화아연(ZnO), 로셸염(타르타르산칼륨-나트륨)(KNaC4H4O6), 티탄산지르콘산연(PZT:Pb(Zr,Ti)O3), 전기석(토르마린), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 인산갈륨(GaPO4), 갈륨비소(GaAs) 등을 이용할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시형태를 이용하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은, 이들 실시형태에 한정되는 것이 아니다.
10, 60 여과용 필터 11, 41, 61 기판
12, 42, 62 후판부 13, 43, 63 박판부
14, 14a, 44, 64 관통 구멍 15, 45, 65 스토퍼
16, 46, 66 필러 17 유로
18 스폿 페이싱부 67 마스크재

Claims (21)

  1. 표리에 관통하는 관통 구멍을 갖는 기판을 다수 적층한 기판 적층체와,
    상기 기판 적층체에 있어서의 기판 상호의 간격을 규정하는 제1 간격 유지 부재, 및 상기 제1 간격 유지 부재보다 열팽창 계수가 큰 제2 간격 유지 부재
    를 가지고,
    상기 기판 상호간의 상온 시의 간격을 적어도 상기 제1 간격 유지 부재로 규정하고, 가열 시의 간격을 열팽창된 상기 제2 간격 유지 부재로 규정하고, 상기 기판 상호간의 간극에서 피처리액에 포함되는 목적 성분을 포착하는 여과면을 형성하는 것을 특징으로 하는 여과용 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은, 후판부와 박판부를 구비하고, 상기 제1 간격 유지 부재는 상기 후판부 상호간에 간격을 두고 복수 배치되며, 상기 제2 간격 유지 부재는 상기 박판부 상호간에 간격을 두고 복수 배치되고, 상기 제2 간격 유지 부재의 길이를 상기 제1 간격 유지 부재의 길이보다 길게 한 것을 특징으로 하는 여과용 필터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 후판부는 상기 기판의 외주부를 형성하고, 상기 박판부는 상기 후판부로 둘러싸인 상기 기판의 중앙부를 형성하며, 상기 박판부의 중심부에 상기 관통 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 여과용 필터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 후판부는, 상기 기판의 표면에 상기 후판부의 전체 길이가 상기 기판의 외주부의 길이보다 길어지도록 또한 환형으로 배치되고, 상기 박판부는, 상기 후판부로 둘러싸이며 또한 상기 기판의 중심부를 가지고, 그 기판의 중심부에 상기 관통 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 여과용 필터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 후판부는, 2열의 지그재그형 선부(線部)의 각각의 단부가 연결된 루프형으로서 상기 기판의 표면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 여과용 필터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 관통 구멍은, 상기 기판 적층체에 있어서의 다른 기판의 관통 구멍과 연통하여 피처리액 또는 여액(濾液)의 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 여과용 필터.
  7. 제2항에 있어서, 상기 기판의 상기 후판부의 표면 조도(Ra)는, 상기 후판부 상호간의 간극의 1/10 이하인 것을 특징으로 하는 여과용 필터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기판은, 실리콘, 유리, 세라믹, 금속, 탄화규소를 기초로 하는 실리콘 화합물, 폴리이미드를 기초로 하는 수지, 및 카본 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 여과용 필터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기판 적층체는, 상기 제2 간격 유지 부재의 열팽창을 허용하는 체결 부재에 의해 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 여과용 필터.
  10. 기판의 주위를 구성하는 후판부와, 상기 후판부로 둘러싸인 박판부를 형성하기 위하여, 기판의 중앙부에 스폿 페이싱부(spot facing)를 형성하는 단계와,
    상기 박판부의 중심부에 기판의 표리에 관통하는 관통 구멍을 형성하는 단계와,
    상기 후판부 상에 정해진 높이의 제1 간격 유지 부재를 정해진 간격으로 복수 형성하는 단계와,
    상기 기판의 상기 박판부에 상기 제1 간격 유지 부재보다 열팽창 계수가 크고 또한 긴 복수의 제2 간격 유지 부재를 정해진 간격으로 복수 형성하는 단계와,
    적어도 상기 제1 간격 유지 부재를 통해 상기 기판을 다수 적층하는 단계
    를 갖는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 스폿 페이싱부를 형성하는 단계는, 플라즈마를 이용한 플라즈마 에칭에 의해 상기 스폿 페이싱부를 형성하는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 스폿 페이싱부를 형성하는 단계는, 화학 기계 연마(CMP)법에 의해 상기 스폿 페이싱부를 형성하는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 복수의 제1 간격 유지 부재를 형성하는 단계는, 마스크재를 이용한 성막법(成膜法)에 의해, 상기 후판부 상에 제1 간격 유지 부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 복수의 제1 간격 유지 부재를 형성하는 단계는, 마스크재를 이용한 도포법에 의해, 상기 후판부 상에 포토레지스트로 이루어지는 제1 간격 유지 부재를 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 적층 단계에서 적층된 기판 적층체를, 상기 제2 간격 유지 부재의 열팽창을 허용하는 체결 부재에 의해 일체화하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 기판의 상기 후판부의 표면 조도(Ra)는, 상기 후판부 상호간의 간극의 1/10 이하인 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 기판으로서, 실리콘판, 유리판, 세라믹판, 금속판, 탄화규소를 기초로 하는 실리콘 화합물판, 폴리이미드를 기초로 하는 수지판, 및 카본판 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  18. 기판 표면의 외주를 따라 환형의 마스킹재를 형성하는 단계와,
    상기 환형의 마스킹재에 대응하는 볼록부로 둘러싸인 박판부를 형성하기 위하여, 상기 환형의 마스킹재가 형성된 기판을 에칭하는 단계와,
    상기 환형의 마스킹재가 형성된 기판을 에칭하는 단계 종료 후, 상기 볼록부 상의 상기 마스킹재의 일부를 박리시키는 단계와,
    상기 박리시키는 단계 후에 잔존하는 마스킹재가 도포된 부분 이외의 상기 볼록부로 후판부를 형성하며, 상기 잔존하는 마스킹재가 도포된 부분의 상기 볼록부로 상기 후판부로부터 돌출하는 간격 유지부를 형성하기 위하여, 상기 볼록부 상의 상기 마스킹재의 일부를 박리시키는 단계 후의 기판을 에칭하는 단계와,
    상기 후판부로 둘러싸인 상기 박판부의 중심부에, 상기 기판을 표리에 관통하는 관통 구멍을 형성하는 단계와,
    상기 관통 구멍이 형성된 기판의 상기 박판부에, 상기 간격 유지부보다 열팽창 계수가 크고, 또한 높이가 높은 복수의 간격 유지 부재를 정해진 간격으로 복수 형성하는 단계와,
    상기 간격 유지부로부터 상기 마스킹재를 박리하는 단계와,
    적어도 상기 간격 유지부를 통해 상기 기판을 다수 적층하는 단계
    를 갖는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 적층 단계에서 적층된 기판 적층체를, 상기 간격 유지 부재의 열팽창을 허용하는 체결 부재에 의해 일체화하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 기판의 상기 후판부의 표면 조도(Ra)는, 상기 후판부 상호간의 간극의 1/10 이하인 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 기판으로서, 실리콘판, 유리판, 세라믹판, 금속판, 탄화규소를 기초로 하는 실리콘 화합물판, 폴리이미드를 기초로 하는 수지판, 및 카본판 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 여과용 필터의 제조 방법.
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