KR20140029359A

KR20140029359A - 여과용 필터의 제조 방법

Info

Publication number: KR20140029359A
Application number: KR1020137011945A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 모리야; 겐이치 가타오카; 시게루 센자키; 요오이치 시마누키; 가즈히코 가노; 유 와무라; 송윤 강; 에이이치 니시무라
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2014-03-10
Also published as: CN103209757A; JP2012101196A; US20130240479A1; WO2012063953A1

Abstract

상수나 담수를 손쉽게 얻을 수 있는 여과용 필터의 제조 방법을 제공한다.
실리콘으로 이루어지는 기판(1)을, 상기 기판(1)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용하여 에칭하여 기판(1)에 직경이 약 100㎚인 다수의 둥근 구멍(2)을 형성하고, 형성된 둥근 구멍(2)의 내표면에 산화규소막(3)을 퇴적시켜 산화규소막(3)에 의해 축소되는 둥근 구멍(2)의 개구부 근방의 최소 직경부(4)에 있어서의 직경 D1을 1㎚∼100㎚로 조정한다.

Description

여과용 필터의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCING FILTRATION FILTER}

본 발명은, 여과용 필터의 제조 방법에 관한 것이다.

공장이나 가정으로부터의 배수(하수)로부터 오염 물질이나 불순물을 제거하여 상수를 정제하거나, 혹은 해수로부터 염분 등을 제거하여 담수를 정제할 때, 여과용 필터가 다용되고 있다. 여과용 필터로서는, 고분자 재료로 이루어지는 것, 예를 들어 아세트산메틸의 고분자막을 사용하는 역침투막이 알려져 있다. 역침투막은 직경이 수 ㎚인 무수한 관통 구멍을 갖고, 하수나 해수에 압력을 가하여 역침투막을 통과시킬 때, 1개의 직경이 약 0.38㎚인 물 분자는 관통 구멍을 통과하지만, 크기가 수십 ㎚인 오염 물질의 분자나 수화에 의해 주위에 물 분자가 배위하는 나트륨 이온은 관통 구멍을 통과하지 않는다. 이에 의해, 역침투막은 물 분자와 오염 물질이나 염분을 분리하여 하수나 해수로부터 상수나 담수를 정제한다.

그런데, 개발 도상국이나 자연 재해의 피해 지역에 있어서 오수로부터 상수를 역침투막을 사용하여 정제할 때, 오수 중의 박테리아가 고분자막을 부식시키기 때문에, 역침투막의 수명이 극단적으로 짧아진다고 하는 문제가 있다.

또한, 해안가에 배치되는 풍차형의 풍력 발전기에서는, 윤활유에 염분이나 미세한 모래가 섞이기 쉽기 때문에, 윤활유로부터 염분이나 미세한 모래를 제거하는 것이 강하게 요구되고 있지만, 염분이나 미세한 모래의 제거에 역침투막을 사용한 경우, 윤활유의 성분이 고분자막을 용해시키므로, 역시 역침투막의 수명이 극단적으로 짧아진다고 하는 문제가 있다.

또한, 역침투막은 고분자막을 주요 구성 요소로 하기 때문에, 강도가 낮고, 정제 효율 향상을 위해 하수나 해수에 인가하는 압력(1차측 압력)을 상승시켜 부하를 가하면 파괴되어 버린다고 하는 문제가 있다.

따라서, 최근, 박테리아에 의해 부식되는 일이 없고, 윤활유에도 용해되지 않고, 또한 강성이 높은 다공질 세라믹체로 이루어지는 역침투막이 개발되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허 출원 공표 제2007-526819호 공보

그러나, 고분자막을 사용하는 역침투막 및 다공질 세라믹체로 이루어지는 역침투막 모두 제조 과정에 있어서 관통 구멍의 직경을 직접적으로 제어할 수 없다. 또한, 역침투막의 관통 구멍을, 직경이 수 ㎚ 이하인 직경의 관통 구멍으로 구성할 필요가 있는 경우라도, 역침투막에는 직경이 수 ㎚보다도 큰 관통 구멍, 예를 들어 직경이 수십 ㎚로 되는 관통 구멍이 적지 않게 존재하고, 경우에 따라서는 직경이 수백 ㎚인 관통 구멍이 복수개 존재할 가능성이 있다. 그로 인해, 오염 물질이나 염분의 제거에 관하여 여전히 우려가 있다.

또한, 하수 중에는 크기가 수십 ㎚인 바이러스, 예를 들어 약 50㎚인 인플루엔자 바이러스나 약 20㎚인 피코 바이러스나 파포 바이러스가 존재하는데, 이들 바이러스는 직경이 수십 ㎚인 관통 구멍을 통과할 우려가 있다.

한편, 바이러스 등이 존재하고 있지 않은 경우이며, 예를 들어 크기가 수백 ㎚인 콜레라균이나 티푸스균, 그 밖에, 사이즈가 수백 ㎚ 이상인 이물질을 포함하는 물을 여과하는 경우에는, 관통 구멍의 직경을 수십∼1백㎚ 정도로 해도 되고, 이 경우, 1차측 압력을 지나치게 상승시킬 필요가 없으므로, 역침투막에의 부하를 저감할 수 있다.

그러나, 관통 구멍의 직경을 수십∼1백㎚ 정도로 하는 경우라도, 관통 구멍의 직경을 고정밀도로 제어하고 있지 않으면 원하는 직경 이상의 관통 구멍이 형성되어, 콜레라균 등이 통과할 우려가 있다.

또한, 역침투막을 액체 중에 포함되는 크기가 다른 복수의 의약 성분의 구분에 이용하는 경우, 원하는 크기가 아닌 의약 성분이 관통 구멍을 통과할 우려가 있어, 의약 성분의 구분을 할 수 없다고 하는 문제가 있다.

그 결과, 상수나 담수의 정제에 증류법 등을 병용할 필요가 있고, 또한 의약 성분의 구분에 원심 분리법 등을 병용할 필요가 있다. 즉, 상수나 담수를 손쉽게 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다.

또한, 역침투막에 의한 여과의 대상물, 역침투막의 설치 상황, 또는 역침투막의 메인터넌스성에 따라서 관통 구멍의 형상이 좌우되는 경우, 예를 들어 관통 구멍의 단면 형상을 진원으로 할지, 타원으로 할지, 혹은 관통 구멍을 홈에 의해 구성할지가 결정되는 경우가 있고, 이 경우, 관통 구멍의 형상을 고정밀도로 제어할 필요가 있다.

따라서, 역침투막의 관통 구멍을 형성할 때, 상기 관통 구멍의 사이즈 및 형상을 고정밀도로 제어하는 것은 중요한 과제라고 할 수 있다.

본 발명의 목적은, 상수나 담수를 손쉽게 얻을 수 있는 여과용 필터의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 형태에 따르면, 경질인 기판의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 균일한 크기의 복수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용하여 상기 기판의 개구부에 대응하는 부분을 에칭하여, 복수의 구멍 또는 홈을 상기 기판에 형성하는 여과용 필터의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 에칭은, 플라즈마에 의한 드라이 에칭인 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 형성된 구멍 또는 홈의 내표면에 소정의 물질을 퇴적시켜 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭을 1㎚∼100㎚로 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 조정된 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭은 1㎚∼5㎚인 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 소정의 물질은 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 퇴적되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 소정의 물질은 ALD(Atomic Layer Deposition)에 의해 퇴적되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 구멍 또는 홈의 내표면에 두께가 1㎚∼100㎚인 유기막을 형성하고, 상기 구멍 또는 홈의 내부에 있어서 상기 유기막을 다른 재료로 덮은 후, 상기 유기막을 제거하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 유기막의 두께는 1㎚∼5㎚인 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭은 10㎚∼100㎚이며, 상기 기판을 두께 방향으로 압축하여 상기 구멍 또는 홈의 내벽이 돌출되도록 상기 구멍 또는 홈을 변형시켜 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭을 1㎚∼5㎚로 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭은 10㎚∼1000㎚이며, 상기 기판을 두께 방향으로 압축하여 상기 구멍 또는 홈의 내벽이 돌출되도록 상기 구멍 또는 홈을 변형시켜 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭을 1㎚∼100㎚로 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 복수의 구멍 또는 홈이 상기 기판에 형성된 후, 상기 기판의 이면을 절삭하여 상기 구멍 또는 홈을 상기 기판에 대해 관통시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 형성된 구멍 또는 홈을 갖는 기판을 복수매 겹치는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 기판은 적어도 표면 및 이면 중 어느 한쪽에 산화막이 형성되고, 상기 기판을 복수매 겹칠 때에 각 상기 기판의 상기 산화막끼리를 가열 접합시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 형성된 상기 복수의 구멍 또는 홈은 상기 기판을 관통하고, 복수의 상기 기판을 겹칠 때, 각 상기 기판의 상기 구멍 또는 홈을 평면에서 볼 때에 있어서 겹치게 하여 복수의 상기 기판을 관통하는 관통부를 형성하고, 평면에서 볼 때에 있어서 상기 관통부의 폭을 1㎚∼100㎚로 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 관통부의 폭은 1㎚∼5㎚인 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 경질의 기판은, 실리콘, 금속 또는 금속 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 복수의 구멍 또는 홈이 형성된 기판을 세라믹으로 이루어지는 다른 기판에 접합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 복수의 구멍 또는 홈이 형성된 기판에 고분자막을 사용하는 역침투막을 접합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 형태에 있어서, 상기 복수의 구멍 또는 홈이 형성된 기판에 센서 기능을 갖는 전기 회로를 조립하는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제2 형태에 따르면, 복수의 경질의 기판을, 서로의 간격이 소정값으로 되도록 사이에 유기재를 개재하여 겹친 후, 상기 유기재를 제거하는 여과용 필터의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 제2 형태에 있어서, 각 상기 기판에 있어서 당해 기판을 관통하는 구멍 또는 홈을 형성하고, 평면에서 볼 때에 있어서 각 상기 기판의 상기 구멍 또는 홈이 겹치지 않도록 상기 복수의 기판을 겹치는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 형태에 있어서, 상기 유기재는 크기가 1㎚∼100㎚인 간격 유지재를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 형태에 있어서, 상기 간격 유지재의 크기가 1㎚∼5㎚인 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 형태에 있어서, 상기 복수의 기판을 겹친 후, 복수의 상기 기판을 일괄적으로 관통하는 관통 구멍을 형성하고, 상기 관통 구멍에 경질 부재를 도입하여 기둥을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 형태에 있어서, 상기 겹쳐진 복수의 기판을 세라믹으로 이루어지는 다른 기판에 접합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 형태에 있어서, 상기 겹쳐진 복수의 기판에 고분자막을 사용하는 역침투막을 접합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 형태에 있어서, 적어도 1개의 상기 기판에 센서 기능을 갖는 전기 회로를 조립하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 고도의 가공 정밀도를 실현할 수 있는 에칭 기술, 특히, 플라즈마에 의한 드라이 에칭 기술을 사용함으로써, 마스크막의 개구부의 크기 및 형상을 조정함으로써, 기판에 형성되는 복수의 구멍의 직경 또는 홈의 폭 및 형상을 직접적으로 제어할 수 있음으로써, 원하는 사이즈의 직경이나 폭의 구멍이나 홈을 형성할 때, 상기 형성되는 구멍의 직경 또는 홈의 폭에 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 여과의 대상물인, 크기가 수십 ㎚인 바이러스나 수백 ㎚인 콜레라균, 혹은 오염 물질이 기판을 통과하는 것을 방지할 수 있어, 당해 기판을 사용한 여과용 필터에 의한 상수나 담수의 정제시, 증류법 등을 병용할 필요를 없앨 수 있으므로, 상수나 담수를 손쉽게 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수의 경질의 기판이, 서로의 간격이 소정값으로 되도록 사이에 유기재를 개재하여 겹쳐진 후, 유기재가 제거되므로, 인접하는 각 기판 사이에 형성되는 슬릿의 폭을 직접적으로 제어할 수 있음으로써, 폭이 수 ㎚ 혹은 수십 ㎚∼1백 ㎚인 슬릿을 형성할 때, 상기 형성되는 슬릿의 폭에 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 형성된 슬릿의 폭에 따라서, 크기가 수십 ㎚인 바이러스나 수백 ㎚인 콜레라균, 혹은 오염 물질이 슬릿을 통과하는 것을 방지할 수 있어, 당해 슬릿을 이용하는 여과용 필터에 의한 상수나 담수의 정제시, 증류법 등을 병용할 필요를 없앨 수 있으므로, 상수나 담수를 손쉽게 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 여과용 필터에 경질의 기판을 사용하므로, 하수나 해수에 인가하는 1차측 압력을 높일 수 있음으로써, 상수나 담수의 정제 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 구멍 혹은 슬릿의 형상을 고정밀도로 제어할 수 있으므로, 메인터넌스의 효율을 향상시키고, 구멍 혹은 슬릿의 형상을 설치 상황에 적합한 형상으로 맞추어 상수나 담수의 정제 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 1b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 1c는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 1d는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 1e는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 1f는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 2a는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 2b는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 2c는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 3a는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 3b는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 3c는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 3d는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4a는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4b는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4c는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4d는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4e는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4f는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4g는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4h는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4i는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4j는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4k는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4l는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 4m은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5a는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5b는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5c는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5d는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5e는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5f는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5g는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5h는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5i는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5j는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5k는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5l은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5m은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 5n은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 6a는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 6b는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 6c는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 6d는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 6e는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 7a는 본 발명의 제6 실시 형태의 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 7b는 본 발명의 제6 실시 형태의 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 7c는 본 발명의 제6 실시 형태의 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 7d는 본 발명의 제6 실시 형태의 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 7e는 본 발명의 제6 실시 형태의 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 7f는 본 발명의 제6 실시 형태의 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 7g는 본 발명의 제6 실시 형태의 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 8은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 의해 제조된 여과용 필터의 변형예를 도시하는 단면도.
도 9는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 10a는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 10b는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 10c는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 11a는 본 발명의 제8 실시 형태의 제1 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 11b는 본 발명의 제8 실시 형태의 제1 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 12a는 본 발명의 제8 실시 형태의 제2 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 12b는 본 발명의 제8 실시 형태의 제2 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 13은 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 14는 본 발명의 제10 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도.
도 15는 본 발명에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 있어서 사용되는 기판의 제1 변형예.
도 16a는 본 발명에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 있어서 사용되는 기판의 제2 변형예.
도 16b는 본 발명에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 있어서 사용되는 기판의 제3 변형예.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 1a∼도 1f는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 1a∼도 1f에 있어서, 우선, 실리콘으로 이루어지는 기판(1)을, 상기 기판(1)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용하여, 예를 들어 플라즈마에 의해 에칭한다. 본 실시 형태에서는, 마스크막의 각 개구부는 직경이 약 100㎚∼1㎛인 원형을 나타내므로, 기판(1)에는 직경이 약 100㎚∼1㎛인 다수의 둥근 구멍(2)이 형성된다(도 1a).

이어서, 열산화를 이용하는 CVD에 의해 기판(1)의 표면 및 둥근 구멍(2)의 내표면에 산화규소막(3)을 퇴적시킨다. 이때, 산화규소막(3)은 둥근 구멍(2)의 내부보다도 개구 단부 근방에 많이 퇴적되어, 둥근 구멍(2)의 실질적인 직경은 개구 단부 근방에 있어서 가장 축소된다(도 1b). 본 실시 형태에서는, 산화규소막(3)에 의해 축소되는 둥근 구멍(2)의 개구부 근방의 최소 직경부(4)에 있어서의 직경 D1이 1㎚∼100㎚로 되도록 CVD의 처리 시간이 조정된다.

이어서, 산화규소막(3)에 의해 둥근 구멍(2)의 직경이 축소된 2개의 기판(1)의 각 산화규소막(3)끼리를 접촉시키고, 분위기의 온도를 400℃∼1000℃로 상승시켜 각 산화규소막(3)끼리를 가열 결합시킨다. 이때, 도면 중 상방의 기판(1)에 있어서의 각 둥근 구멍(2)의 위치와, 도면 중 하방의 기판(1)에 있어서의 각 둥근 구멍(2)의 위치가 일치하도록, 2개의 기판(1)을 겹친다(도 1c).

이어서, 도면 중 하방의 기판(1)의 이면을 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 등에 의해 연삭하여 상기 기판(1)에 있어서의 실리콘으로 이루어지는 부분을 제거하고, 도면 중 하방의 기판(1)의 산화규소막(3)으로만 이루어지는 직경 조정부(5)를 잔존시킨다. 이때, 직경 조정부(5)에 최소 직경부(4)가 잔존하도록 실리콘으로 이루어지는 부분을 제거한다(도 1d).

이어서, 도 1c의 기판(1)의 겹침 및 도 1d의 기판의 연삭을 반복하여, 직경 조정부(5)를 적어도 10층 이상, 바람직하게는 100층 이상 겹치고(도 1e), 그 후, 도면 중 상방의 기판(1)의 이면을 CMP 등에 의해 연삭하여 상기 기판(1)에 있어서의 실리콘으로 이루어지는 부분을 제거하고, 도면 중 상방의 기판(1)의 산화규소막(3)으로만 이루어지는 직경 조정부(5a)를 잔존시켜 역침투막으로서의 여과용 필터(6)를 형성하고(도 1f), 본 처리를 종료한다.

여과용 필터(6)에서는 각 직경 조정부(5)의 최소 직경부(4)가 연속되어 형성된 유로(7)가 형성되고, 상기 유로(7)에 있어서의 최소 직경은 1㎚∼100㎚로 되므로, 여과용 필터(6)에서는 유로(7)에 하수나 해수를 흘림으로써 크기가 수백 ㎚인 콜레라균이나 티푸스균을 제거할 수 있다. 또한, 유로(7)의 최소 직경을 1㎚∼5㎚로 제어하면, 오염 물질이나 염분뿐만 아니라 크기가 약 20㎚인 피코 바이러스나 파포 바이러스를 제거할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 1d에 있어서 하방의 기판(1)의 이면을 연삭하여 하방으로 직경 조정부(5)를 적층해 갔지만, 상방의 기판(1)의 이면을 연삭하여 상방으로 직경 조정부(5)를 적층해 가도 된다.

본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 따르면, 마스크막의 개구부의 직경을 조정함으로써, 기판(1)에 형성되는 다수의 둥근 구멍(2)의 직경을 직접적으로 제어할 수 있음으로써, 직경이 수 ㎚∼100㎚인 둥근 구멍(2)을 형성할 때, 상기 둥근 구멍(2)의 직경에 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 구멍 직경의 사이즈를 구분하여 사용함으로써, 크기가 수백 ㎚인 콜레라균이나, 크기가 수십 ㎚인 바이러스나 오염 물질이 기판(1)을 통과하는 것을 방지할 수 있어, 당해 기판(1)을 겹쳐 형성한 여과용 필터(6)에 의한 상수나 담수의 정제시, 증류법 등을 병용할 필요를 없앨 수 있으므로, 상수나 담수를 손쉽게 얻을 수 있다. 또한, 여과용 필터(6)는 경질의 산화규소막(3)으로 이루어지므로, 하수나 해수에 인가하는 1차측 압력을 높일 수 있음으로써, 상수나 담수의 정제 효율을 향상시킬 수 있다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 산화규소는 CVD에 의해 퇴적된다. CVD는 처리 시간을 조정함으로써 퇴적량을 조정할 수 있으므로, 둥근 구멍(2)의 직경을 용이하게 원하는 값으로 조정할 수 있다.

또한, 상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 다수의 둥근 구멍(2)이 기판(1)에 형성된 후, 기판(1)의 이면을 절삭하므로, 절삭량을 조정함으로써 각 둥근 구멍(2)을 기판(1)에 대해 확실하게 관통시킬 수 있다.

또한, 상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 직경 조정부(5)를 10층 이상 겹치므로, 여과용 필터(6)의 강도를 향상시킬 수 있다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 기판(1)은 표면에 산화규소막(3)이 형성되고, 2개의 기판(1)을 겹칠 때에 각 기판(1)의 산화규소막(3)끼리가 가열 접합되므로, 각 기판(1)의 접합을 강고하게 행할 수 있음으로써, 여과용 필터(6)의 강도를 보다 향상시킬 수 있다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 플라즈마에 의해 기판을 에칭하였지만, 마스크의 개구를 기판에 정확하게 전사할 수 있으면, 다른 에칭 방법이어도 된다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, CVD에 의해 기판(1)의 표면 및 둥근 구멍(2)의 내표면에 산화규소막(3)을 퇴적시켰지만, 질화규소막 또는 폴리실리콘막 등 CVD에 의해 퇴적 가능한 경질의 막이면, 어느 것을 퇴적시켜도 된다. 또한, 기판(1)을 실리콘으로 구성하였지만, 에칭 가능한 경질재이면, 금속 또는 금속 산화물 등에 의해 기판(1)을 구성해도 된다. 또한, 산화규소막(3)의 퇴적시에 열산화에 의한 CVD를 이용하였지만, 플라즈마 CVD를 이용해도 된다.

또한, 상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 유로(7)에 있어서 모든 직경 조정부(5)가 최소 직경부(4)를 구비하지만, 모든 직경 조정부(5)가 최소 직경부(4)를 구비할 필요는 없고, 유로(7)에 있어서 1개의 직경 조정부(5)만이 최소 직경부(4)를 구비하고 있어도 된다.

또한, 상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 각 기판(1)으로부터 실리콘으로 이루어지는 부분을 모두 제거하였지만, 실리콘으로 이루어지는 부분을 모두 제거할 필요는 없고, 적어도 둥근 구멍(2)이 기판(1)에 대해 관통될 정도만 실리콘으로 이루어지는 부분을 제거하면 된다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 각 기판(1)에 둥근 구멍(2)을 형성하였지만, 마스크막의 각 개구부를 슬릿 형상으로 형성하고, 상기 개구부를 사용한 에칭에 의해 기판(1)에 홈을 형성해도 되고, 이 경우, 상기 홈의 내표면에 산화규소를 퇴적시켜 홈의 최소폭을 1㎚∼100㎚, 바람직하게는 1㎚∼5㎚로 조정하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 2a∼도 2c는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 2a∼도 2c에 있어서, 우선, 실리콘으로 이루어지는 기판(8)에, 상기 기판(8)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용하여 기판(8)을 에칭하여 다수의 DT(Deep Trench)(9)를 형성한다. 본 실시 형태에 있어서의 에칭은, 어스펙트비가 높은 DT를 형성하기 위해, 이방성이 높은 가공이 가능한 플라즈마에 의한 에칭인 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 마스크막의 각 개구부는 폭이 약 20㎚∼40㎚인 슬릿 형상을 나타내므로, 기판(8)에는 폭이 약 20㎚∼40㎚인 다수의 DT(9)가 형성된다(도 2a). 통상, 어스펙트비가 10 이상인 DT에서는 선단부가 좁아져, 본 실시 형태에 있어서의 DT(9)에서는 선단부의 폭이 약 10㎚이다.

이어서, ALD에 의해 기판(8)의 표면 및 DT(9)의 내표면에 산화규소막(10)을 퇴적시키고, 다시 기판(8)의 표면에 퇴적된 산화규소막(10)만을 제거한다(도 2b). 본 실시 형태에서는, DT(9)의 선단부에 있어서의 최소폭 D1이 1㎚∼5㎚, 바람직하게는 1㎚∼3㎚로 되도록 ALD의 처리 시간이 조정된다.

이어서, 기판(8)의 이면을 CMP 등에 의해 연삭하고, DT(9)의 선단부가 기판(8)의 이면에 노출된 시점에서 연삭을 중지한다. 이에 의해, 각 DT(9)를 기판(8)에 대해 관통시켜 여과용 필터(11)를 형성하고(도 2c), 본 처리를 종료한다.

여과용 필터(11)에서는, 기판(8)에 대해 관통하는 DT(9)의 최소폭 D1은 1㎚∼5㎚로 되므로, 여과용 필터(11)에서는 DT(9)에 하수나 해수를 흘림으로써 오염 물질이나 염분뿐만 아니라 크기가 약 20㎚인 피코 바이러스나 파포 바이러스를 제거할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 따르면, 산화규소막은 ALD에 의해 퇴적된다. ALD는 원자를 1개 단위로 퇴적할 수 있으므로, DT(9)의 선단부의 최소폭 D1을 정밀하게 원하는 값으로 조정할 수 있다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 기판(8)에 DT(9)를 형성하였지만, 마스크막의 각 개구부를 원 형상으로 형성하고, 상기 개구부를 사용한 에칭에 의해 기판(8)에 둥근 구멍을 형성해도 되고, 이 경우, 상기 둥근 구멍의 내표면에 산화규소를 퇴적시켜 둥근 구멍의 최소 직경을 1㎚∼5㎚로 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 크기가 수백 ㎚인 콜레라균이나 티푸스균 등을 제거하는 경우에는, DT(9)의 최소폭 D1이나 관통 구멍의 최소 직경은 1㎚∼100㎚이면 되고, 이들을 형성할 때에 사용하는 DT의 개구 사이즈가 100㎚∼1㎛ 정도인 것 이외에는, 최소폭 D1이 1㎚∼5㎚인 DT(9)를 형성하는 경우와 형성 방법은 다름없다.

또한, 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법은, 상술한 제1 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있는 것은 물론이다.

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 3a∼도 3d는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 3a∼도 3d에 있어서, 우선, 실리콘으로 이루어지는 기판(12)을 준비하고(도 3a), 상기 기판(12)의 표면에 두께가 1㎚∼100㎚인 비정질 카본막(13)을 퇴적시킨다(도 3b).

이어서, 복수의 기판(12)을, 하나의 기판(12)의 비정질 카본막(13)이 다른 기판(12)의 이면과 접촉하도록 겹쳐, 주위를 프레임(도시하지 않은) 등으로 고정하고(도 3c), 애싱에 의해 각 비정질 카본막(13)을 제거하여 역침투막으로서의 여과용 필터(14)를 형성하고(도 3d), 본 처리를 종료한다.

여과용 필터(14)에서는 각 비정질 카본막(13)이 제거되어 인접하는 2개의 기판(12) 사이에 슬릿 형상의 유로(15)가 형성되고, 상기 유로(15)의 폭은 1㎚∼100㎚로 되므로, 여과용 필터(14)에서는 유로(15)에, 도면 중 화살표의 방향을 따라 하수나 해수를 흘림으로써 크기가 수백 ㎚인 콜레라균이나 티푸스균 등을 제거할 수 있다. 또한, 유로(15)의 폭을 1㎚∼5㎚로 제어함으로써, 오염 물질이나 염분뿐만 아니라 크기가 약 20㎚인 피코 바이러스나 파포 바이러스를 제거할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 따르면, 복수의 실리콘으로 이루어지는 기판(12)이, 서로의 간격이 1㎚∼100㎚로 되도록 사이에 비정질 카본막(13)을 개재하여 겹쳐진 후, 각 비정질 카본막(13)이 제거되므로, 인접하는 각 기판(12) 사이에 형성되는 슬릿 형상의 유로(15)의 폭을 직접적으로 제어할 수 있음으로써, 형성되는 슬릿 형상의 유로(15)의 폭에 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 폭이 1㎚∼100㎚인 슬릿 형상의 유로(15)에 의해 여과가 행해지므로, 최소 직경이 1㎚∼100㎚인 둥근 구멍에 의해 여과를 행하는 경우보다도 다량의 하수나 해수를 유로(15)에 흘릴 수 있다. 그 결과, 상수나 담수의 정제 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 복수의 기판(12)의 주위를 프레임 등으로 고정함으로써 인접하는 기판(12) 사이의 간격을 유지하였지만, 인접하는 기판(12) 사이에 높이가 1㎚∼100㎚인 필러 형상의 간격 유지재를 개재시켜, 인접하는 기판(12) 사이의 간격을 유지해도 된다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 애싱에 의해 각 비정질 카본막(13)을 제거하였지만, 초임계 상태의 약액 등에 의한 습식 에칭에 의해 각 비정질 카본막(13)을 제거해도 된다. 초임계 상태의 약액은 미소한 간극에도 원활하게 진입하므로, 각 비정질 카본막(13)을 확실하게 제거할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 4a∼도 4m은, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 4a∼도 4m에 있어서, 우선, 표면에 질화규소막(16)이 형성된 실리콘으로 이루어지는 기판(17)을, 상기 기판(17)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 개구부를 갖는 마스크막을 사용하여 에칭하여, 기판(17)에 폭이 약 10㎚∼300㎚인 트렌치(18)를 형성한다(도 4a, 도 4b). 여기서, 도 4a는 평면도이다.

이어서, 기판(17)의 표면 및 트렌치(18)의 내표면에 두께가 1㎚∼100㎚인 비정질 카본막(19)을 퇴적시킨다(도 4c).

이어서, CVD에 의해 산화규소막(20)을 트렌치(18)의 내표면 및 기판(17)의 표면에 퇴적시켜 상기 기판(17)의 표면을 평탄화하고, 또한 개구부(21)를 갖는 포토레지스트막(22)을 평탄화된 기판(17)의 표면 상에 형성한다(도 4d). 이때, 트렌치(18)에 있어서 비정질 카본막(19)은 산화규소막(20)으로 실질적으로 덮인다.

이어서, 포토레지스트막(22)을 마스크막으로 하여 산화규소막(20) 및 비정질 카본막(19)의 일부를 에칭에 의해 제거하여 질화규소막(16)을 노출시키고(도 4e), CVD에 의해 기판(17)의 표면 전체를 질화규소막(23)으로 덮고(도 4f), 또한 기판(17)의 표면의 일부를 덮는 포토레지스트막(24)을 형성한다(도 4g).

이어서, 포토레지스트막(24)을 마스크막으로 하여 질화규소막(23)의 일부를 에칭에 의해 제거하여 산화규소막(20)을 노출시키고(도 4h), CVD에 의해 기판(17)의 표면 전체를 질화규소막(25)으로 덮고(도 4i), 또한 기판(17)의 표면의 일부를 덮는 포토레지스트막(26)을 형성한다(도 4j).

이어서, 포토레지스트막(26)을 마스크막으로 하여 질화규소막(25) 및 산화규소막(20)의 일부를 에칭에 의해 제거하여 비정질 카본막(19)의 일부를 노출시키고(도 4k), 애싱에 의해 비정질 카본막(19)을 모두 제거하여, 기판(17)에 폭이 1㎚∼100㎚인 단면 U자 형상의 공동(空洞)(27)을 형성한다(도 4l).

이어서, 기판(17)의 이면을 CMP 등에 의해 연삭하고, 공동(27)이 기판(17)의 이면에 노출된 시점에서 연삭을 중지한다. 이에 의해, 기판(17)을 두께 방향으로 관통하는 폭이 1㎚∼100㎚인 유로(28)를 형성하고(도 4m), 본 처리를 종료한다.

본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 따르면, 트렌치(18)의 내표면에 두께가 1㎚∼100㎚인 비정질 카본막(19)을 퇴적시키고, 상기 비정질 카본막(19)을 산화규소막(20)으로 덮은 후, 비정질 카본막(19)을 제거하므로, 폭이 1㎚∼100㎚인 유로(28)를 형성할 수 있어, 상기 유로(28)에 하수나 해수를 흘림으로써 콜레라균이나 티푸스균 등을 제거할 수 있다. 또한, 유로(28)의 폭을 1㎚∼5㎚로 제어함으로써, 오염 물질이나 염분, 나아가서는 바이러스를 제거할 수 있다. 따라서, 증류법 등을 병용하는 일 없이 상수나 담수를 얻을 수 있다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 기판(17)에 트렌치(18)를 형성하였지만, 기판(17)에 둥근 구멍을 형성해도 되고, 이 경우, 상기 둥근 구멍의 내표면에 비정질 카본막(19)을 퇴적시키고, 후공정에 있어서 상기 비정질 카본막(19)을 제거함으로써 둥근 구멍 형상의 유로를 형성해도 된다.

다음에, 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 5a∼도 5n은, 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다. 또한, 이하의 도 5b, 도 5d, 도 5f, 도 5h, 도 5j, 도 5l 및 도 5n은 평면도이다.

도 5a∼도 5n에 있어서, 우선, 표면에 질화규소막(29) 및 산화규소막(30)이 형성된 실리콘으로 이루어지는 기판(31)을, 직경이 약 10㎚∼300㎚인 원형의 복수의 개구부(32)를 갖는 포토레지스트막(33)으로 덮고(도 5a, 도 5b), 상기 포토레지스트막(33)을 마스크막으로 하여 질화규소막(29), 산화규소막(30) 및 기판(31)을 에칭하여 상기 기판(31)에 직경이 약 10㎚∼300㎚인 복수의 둥근 구멍(34)을 형성한다(도 5c, 도 5d).

이어서, 에칭 등에 의해 질화규소막(29) 및 산화규소막(30)을 제거한 후, 둥근 구멍(34)의 내표면에 두께가 1㎚∼100㎚인 비정질 카본막(35)을 퇴적시키고(도 5e, 도 5f), 또한 평면에서 볼 때에 있어서 둥근 구멍(34) 및 비정질 카본막(35)의 일부를 덮고, 또한 슬릿 형상의 개구부(36)를 갖는 포토레지스트막(37)을 기판(31)의 표면 상에 형성하고(도 5g, 도 5h), 상기 포토레지스트막(37)을 마스크막으로 하여 노출되는 비정질 카본막(35)을 애싱에 의해 제거하고, 또한 잔존한 포토레지스트막(37)을 애싱 등에 의해 제거한다. 이에 의해, 둥근 구멍(34)의 내표면에는 평면에서 볼 때에 있어서 C자 형상의 비정질 카본막(35)이 잔존한다(도 5i, 도 5j).

이어서, CVD에 의해 둥근 구멍(34) 내를 산화규소(38)로 충전한다(도 5k, 도 5l). 이때, 둥근 구멍(34)에 있어서 비정질 카본막(35)은 산화규소(38)로 실질적으로 덮인다. 그 후, 잔존하는 비정질 카본막(35)을 애싱에 의해 제거한다. 이에 의해, 기판(31) 및 산화규소(38) 사이에 끼워진 평면에서 볼 때에 있어서 C자 형상의 유로(39)를 형성하고(도 5m, 도 5n), 본 처리를 종료한다.

본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 따르면, 둥근 구멍(34)의 내표면에 두께가 1㎚∼100㎚인 비정질 카본막(35)을 퇴적시키고, 상기 비정질 카본막(35)을 산화규소(38)로 덮은 후, 비정질 카본막(35)을 제거하므로, 폭이 1㎚∼100㎚인 유로(39)를 형성할 수 있어, 상기 유로(39)에, 도면 중 화살표를 따라 하수나 해수를 흘림으로써 콜레라균이나 티푸스균, 오염 물질이나 염분, 나아가서는 바이러스를 제거할 수 있다. 따라서, 증류법 등을 병용하는 일 없이 상수나 담수를 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 6a∼도 6e는, 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 6a∼도 6e에 있어서, 우선, 실리콘으로 이루어지는 기판(40)에 있어서, 상기 기판(40)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용한 에칭에 의해 직경이 수십 ㎚∼300㎚인 관통 둥근 구멍(41)을 복수 형성하고, 또한 기판(40)의 표면에 비정질 카본막(42)을 형성한다. 비정질 카본막(42)은 다수의 크기가 1㎚∼100㎚인 간격 유지재, 예를 들어 높이가 1㎚∼100㎚인 마이크로 필러(43)를 포함한다(도 6a).

이어서, 기판(40)과 마찬가지로 마스크막을 사용한 에칭에 의해 형성된 직경이 수십 ㎚∼300㎚인 복수의 관통 둥근 구멍(44)을 갖는 기판(45)을, 비정질 카본막(42)을 개재하여 기판(40)에 압박하여 겹치고, 또한 접합한다. 이때, 비정질 카본막(42)은 찌부러져 두께 방향으로 압축되지만, 마이크로 필러(43)는 압축되지 않으므로, 기판(40) 및 기판(45) 사이의 간격은 1㎚∼100㎚로 유지된다(도 6b). 여기서, 평면에서 볼 때에 있어서 관통 둥근 구멍(44)이 관통 둥근 구멍(41)에 겹치지 않도록 기판(45)은 기판(40)에 겹쳐진다.

이어서, PVD(Physical Vapor Deposition)에 의해 다공질의 세라믹재(46)를 각 관통 둥근 구멍(44)에 충전하여 상기 관통 둥근 구멍(44)을 메우고(도 6c), 또한 애싱에 의해 비정질 카본막(42)을 제거하여 기판(40) 및 기판(45) 사이에 갭(47)을 형성한다(도 6d). 여기서, 전술한 바와 같이, 기판(40) 및 기판(45) 사이에는 마이크로 필러(43)가 개재되므로, 갭(47)의 두께는 마이크로 필러(43)의 높이와 동일해진다.

이어서, 기판(45)의 표면에 비정질 카본막(42)을 형성한 후, 상술한 도 6b∼도 6d의 공정 및 최상부 기판의 표면에의 비정질 카본막의 형성을 반복하여 기판(45)에, 상기 기판(45)과 마찬가지의 구성을 갖는 기판(48), 기판(49)을 차례로 겹쳐 간다. 이때, 인접하는 각 기판의 관통 둥근 구멍이 평면에서 볼 때에 있어서 서로 겹치지 않도록 기판(48), 기판(49)이 기판(45)에 겹쳐진다. 또한, 각 기판 사이의 비정질 카본막(42)은 기판이 겹쳐질 때마다 애싱에 의해 제거된다. 이에 의해, 역침투막으로서의 여과용 필터(50)를 형성하고(도 6e), 본 처리를 종료한다.

여과용 필터(50)에서는 각 비정질 카본막이 제거되어 형성되는 두께가 1㎚∼100㎚인 갭(47)이 유로로서 기능하고, 하수나 해수는, 도면 중 화살표로 나타내는 바와 같이, 세라믹재(46) 및 갭(47)을 통과하도록 흐르므로, 갭(47)에 의해 크기가 수백 ㎚인 콜레라균이나 티푸스균 등을 제거할 수 있다. 또한, 갭(47)을 1㎚∼5㎚로 제어함으로써, 오염 물질이나 염분뿐만 아니라 크기가 약 20㎚인 피코 바이러스나 파포 바이러스를 제거할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 따르면, 비정질 카본막(42)은 높이가 1㎚∼100㎚인 마이크로 필러(43)를 포함하므로, 비정질 카본막(42)이 제거된 후에도 마이크로 필러(43)가 갭(47)의 두께를 확실하게 1㎚∼100㎚로 유지할 수 있다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 각 기판의 관통 둥근 구멍이 평면에서 볼 때에 있어서 서로 겹치지 않도록 각 기판을 겹치므로, 각 기판의 세라믹재(46)가 겹쳐져 세라믹재(46)만으로 구성되는 관통부가 형성되는 것을 방지할 수 있음으로써, 크기가 수백 ㎚인 콜레라균이나 티푸스균, 혹은 크기가 수십 ㎚인 바이러스나 오염 물질이 여과용 필터(50)를 두께 방향으로 통과하는 것을 방지할 수 있다.

도 7a∼도 7g는, 본 발명의 제6 실시 형태의 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 7a∼도 7g에 있어서, 우선, 실리콘으로 이루어지는 기판(51)에 있어서, 상기 기판(51)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용한 에칭에 의해 직경이 수십 ㎚∼300㎚인 관통 둥근 구멍(52)을 복수 형성하고, 또한 기판(51)의 표면에 두께가 1㎚∼100㎚인 비정질 카본막(53)을 형성한다(도 7a).

이어서, 기판(51) 상에 비정질 카본막(53)을 개재하여 실리콘으로 이루어지는 기판(54)을 겹쳐 접합하고(도 7b), 상기 기판(54)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용한 에칭에 의해 직경이 수십 ㎚∼300㎚인 관통 둥근 구멍(55)을 복수 형성한다. 이때, 각 관통 둥근 구멍(55)은 평면에서 볼 때에 있어서 기판(51)의 각 관통 둥근 구멍(52)에 겹치지 않도록 형성된다. 또한, 각 관통 둥근 구멍(55)의 저부에 있어서 비정질 카본막(53)도 제거된다(도 7c).

이어서, PVD에 의해 다공질의 세라믹재(56)로 기판(54)의 표면을 덮고, 각 관통 둥근 구멍(55)을 세라믹재(56)로 충전한다(도 7d). 관통 둥근 구멍(55)의 세라믹재(56)는 기판(51) 및 기판(54)과 자연히 접합된다. 그 후, PVD시에 기판(54)의 표면에 퇴적된 세라믹재(56)를 절삭 가공 등에 의해 제거한다(도 7e).

이어서, 애싱에 의해 비정질 카본막(53)을 제거한다. 여기서, 각 관통 둥근 구멍(55)의 세라믹재(56)가 기판(51) 및 기판(54)에 접합되어 있으므로, 기판(51) 및 기판(54)은 서로 이격되는 일 없이, 또한 세라믹재(56)가 기판(51) 및 기판(54)의 접촉을 방지하여, 기판(51) 및 기판(54) 사이에 두께가 1㎚∼100㎚인 갭(57)을 형성한다(도 7f).

이어서, 기판(54)의 표면에 비정질 카본막(53)을 형성한 후, 상술한 도 7b∼도 7f의 공정 및 최상부 기판의 표면에의 비정질 카본막의 형성을 반복하여 기판(54)에, 상기 기판(54)과 마찬가지의 구성을 갖는 기판(58), 기판(59)을 차례로 겹쳐 간다. 이때, 각 기판의 관통 둥근 구멍이 평면에서 볼 때에 있어서 서로 겹치지 않도록 각 기판의 관통 둥근 구멍이 형성된다. 또한, 각 기판 사이의 비정질 카본막(53)은 기판이 겹쳐질 때마다 애싱에 의해 제거된다. 이에 의해, 역침투막으로서의 여과용 필터(60)를 형성하고(도 7g), 본 처리를 종료한다.

여과용 필터(60)에서는 각 비정질 카본막이 제거되어 형성되는 두께가 1㎚∼100㎚인 갭(57) 및 다공질의 세라믹재(56)가 유로로서 기능하고, 하수나 해수는, 도면 중 화살표로 나타내는 바와 같이, 세라믹재(56) 및 갭(57)을 통과하도록 흐르므로, 갭(57)에 의해 오염 물질이나 염분뿐만 아니라 크기가 약 20㎚인 피코 바이러스나 파포 바이러스를 제거할 수 있다.

본 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서도, 각 기판의 관통 둥근 구멍이 평면에서 볼 때에 있어서 서로 겹치지 않도록 형성되므로, 각 기판의 세라믹재(56)가 겹쳐져 세라믹재(56)만으로 구성되는 관통부가 형성되는 것을 방지할 수 있음으로써, 크기가 수백 ㎚인 콜레라균이나 티푸스균, 혹은 크기가 수십 ㎚인 바이러스나 오염 물질이 여과용 필터(60)를 두께 방향으로 통과하는 것을 방지할 수 있다.

상술한 여과용 필터(50)나 여과용 필터(60)에 있어서 각 기판(45, 48, 49 또는 54, 58, 59)을 일괄적으로 관통하는 복수의 관통 구멍(61)을 형성하고, 각 관통 구멍(61)에 금속 등의 경질 부재, 예를 들어 텅스텐재를 도입하여 여과용 필터(50)나 여과용 필터(60)의 내부를 두께 방향으로 관통하는 기둥(62)을 형성해도 된다(도 8). 이에 의해, 여과용 필터(50)나 여과용 필터(60)의 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법은, 상술한 제1 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있는 것은 물론이다.

도 9는, 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 9에 있어서, 우선, 실리콘으로 이루어지는 복수의 기판(63)에 있어서, 각 기판(63)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용한 에칭에 의해 직경이 수십 ㎚∼300㎚인 관통 둥근 구멍(64)을 복수 형성하고, 그 후, 복수의 기판(63)을 겹쳐 접합할 때, 각 기판(63)의 각 관통 둥근 구멍(64)을 평면에서 볼 때에 있어서 겹치게 하여 모든 기판(63)을 두께 방향으로 관통하는 관통 유로(65)를 형성한다. 이때, 관통 유로(65)의 최대폭 W1이 1㎚∼100㎚로 되도록 각 관통 둥근 구멍(64)의 겹침량을 조정한다. 이에 의해, 역침투막으로서의 여과용 필터(66)를 형성하고, 본 처리를 종료한다.

여과용 필터(66)에서는 관통 유로(65)의 최대폭 W1이 1㎚∼100㎚로 되므로, 여과용 필터(66)에서는 관통 유로(65)에, 도면 중 화살표의 방향을 따라 하수나 해수를 흘림으로써 크기가 수백 ㎚인 콜레라균이나 티푸스균을 제거할 수 있다. 또한, 관통 유로(65)의 최소폭 W1을 1㎚∼5㎚로 제어함으로써, 오염 물질이나 염분뿐만 아니라 크기가 약 20㎚인 피코 바이러스나 파포 바이러스를 제거할 수 있다. 따라서, 증류법 등을 병용하는 일 없이 상수나 담수를 얻을 수 있다.

도 10a∼도 10c는, 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 10a∼도 10c에 있어서, 우선, CF계의 폴리머나 DLC(Diamond-Like Carbon)로 이루어지는 기판(67)에 있어서, 각 기판(67)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용한 에칭에 의해 직경이 약 20∼200㎚인 관통 둥근 구멍(68)을 복수 형성하고, 상기 기판(67)을 티탄이나 다이아몬드로 이루어지는 베이스판(69)에 적재하고, 적재된 기판(67)을 다시 티탄이나 다이아몬드로 이루어지는 덮개(70)로 덮는다(도 10a). 덮개(70)의 깊이 D2는 기판(67)의 두께보다도 작게 설정된다.

이어서, 덮개(70)를 베이스판(69)을 향해 압박한다. 이때, 기판(67)은 두께 방향으로 압축되어 수평 방향으로 팽창하려고 하지만, 주위가 덮개(70)로 덮여 있으므로, 각 관통 둥근 구멍(68)의 내벽이 돌출되고, 그 결과, 관통 둥근 구멍(68)의 직경이 축소된다(도 10b). 본 실시 형태에서는, 축소되는 관통 둥근 구멍(68)의 직경이 1㎚∼100㎚로 되도록 기판(67)의 압축량이 조정된다.

이어서, 기판(67)으로부터 베이스판(69) 및 덮개(70)를 제거하고, 이에 의해, 역침투막으로서의 여과용 필터(71)를 형성하고(도 10c), 본 처리를 종료한다.

여과용 필터(71)에서는 관통 둥근 구멍(68)의 직경이 1㎚∼100㎚로 되므로, 여과용 필터(71)에서는 관통 둥근 구멍(68)에 하수나 해수를 흘림으로써 오염 물질이나 염분뿐만 아니라 크기가 약 20㎚인 피코 바이러스나 파포 바이러스를 제거할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 따르면, 기판(67)을 두께 방향으로 압축하여 관통 둥근 구멍(68)의 내벽이 돌출되도록 관통 둥근 구멍(68)을 변형시켜 관통 둥근 구멍(68)의 직경을 조정하므로, 여과용 필터(71)를 용이하게 제조할 수 있다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 각 관통 둥근 구멍(68)의 직경이 최대 1㎚∼100㎚로 되면, 몇 개의 관통 둥근 구멍(68)은 폐색되어도 되므로, 기판(67)의 압축량은 비교적 크게 설정되는 것이 바람직하다.

도 11a 및 도 11b는, 본 발명의 제8 실시 형태의 제1 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 11a 및 도 11b에 있어서, 우선, CF계의 폴리머나 DLC로 이루어지는 가늘고 긴 기재(基材)(72)에 있어서, 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용한 에칭에 의해 직경이 약 20㎚∼200㎚인 관통 둥근 구멍(73)을 가늘고 긴 기재(72)의 길이 방향을 따라 복수 형성한다(도 11a).

이어서, 가늘고 긴 기재(72)를 측부로부터 길이 방향에 대해 수직한 방향(도면 중 화살표의 방향)으로 압축한다. 이때, 각 관통 둥근 구멍(73)의 내벽이 관통 둥근 구멍(73)의 내부에 있어서 돌출되고, 그 결과, 관통 둥근 구멍(73)의 직경이 축소된다(도 11b). 본 실시 형태에서는, 축소되는 관통 둥근 구멍(73)의 직경이 1㎚∼100㎚로 되도록 가늘고 긴 기재(72)의 압축량이 조정된다. 이에 의해, 역침투막으로서의 여과용 필터(74)를 형성하고, 본 처리를 종료한다.

여과용 필터(74)에서는 관통 둥근 구멍(73)의 직경이 1㎚∼100㎚로 되므로, 여과용 필터(74)에서는 관통 둥근 구멍(73)에 하수나 해수를 흘림으로써 크기가 수백 ㎚인 콜레라균이나 티푸스균을 제거할 수 있고, 나아가서는 관통 둥근 구멍의 직경을 1㎚∼5㎚로 제어할 수 있음으로써, 오염 물질이나 염분뿐만 아니라 크기가 약 20㎚인 피코 바이러스나 파포 바이러스를 제거할 수 있다.

도 12a∼도 12b는, 본 발명의 제8 실시 형태의 제2 변형예에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 12a∼도 12b에서는, 베이스판(69)에 있어서, 상기 베이스판(69)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용한 에칭에 의해 직경이 약 20㎚∼200㎚인 관통 둥근 구멍(75)을 복수 형성하고, 덮개(70)에 있어서, 상기 덮개(70)의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 다수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용한 에칭에 의해 직경이 약 20㎚∼200㎚인 관통 둥근 구멍(76)을 복수 형성하고, 도 10a∼도 10c의 제조 방법과 마찬가지로, 미리 마스크막을 사용한 에칭에 의해 직경이 약 20㎚∼200㎚인 관통 둥근 구멍(68)이 복수 형성된 기판(67)을 베이스판(69)에 적재하고, 적재된 기판(67)을 다시 덮개(70)로 덮는다(도 12a). 이때, 베이스판(69)의 각 관통 둥근 구멍(75), 기판(67)의 각 관통 둥근 구멍(68) 및 덮개(70)의 각 관통 둥근 구멍(76)이 평면에서 볼 때에 있어서 겹치도록, 베이스판(69), 기판(67) 및 덮개(70)의 위치가 조정된다.

이어서, 덮개(70)를 베이스판(69)을 향해 압박한다. 이때, 각 관통 둥근 구멍(68)의 내벽이 돌출되고, 그 결과, 관통 둥근 구멍(68)의 직경이 축소된다(도 12b). 본 실시 형태에서도, 축소되는 관통 둥근 구멍(68)의 직경이 1㎚∼100㎚로 되도록 기판(67)의 압축량이 조정된다. 이에 의해, 기판(67)으로부터 베이스판(69) 및 덮개(70)를 제거하는 일 없이, 역침투막으로서의 여과용 필터(77)를 형성하고, 본 처리를 종료한다. 이 여과용 필터(77)에서는, 베이스판(69) 및 덮개(70)가 기판(67)의 보강재로서 기능한다.

도 13은, 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 13에 있어서, 우선, 도 1a∼도 1f의 여과용 필터의 제조 방법에 의한 여과용 필터(6)를 형성하고, 상기 여과용 필터(6)를 2개의 다공질의 세라믹 부재(78, 79)에 의해 끼워 넣어, 여과용 필터(6) 및 2개의 세라믹 부재(78, 79)를 접합하여 역침투막으로서의 복합 여과용 필터(80)를 형성하고, 본 처리를 종료한다.

본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 따르면, 최소 직경이 1㎚∼100㎚인 유로(7)가 형성된 여과용 필터(6)가 2개의 세라믹 부재(78, 79)에 접합되므로, 형성되는 복합 여과용 필터(80)의 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 복합 여과용 필터(80)에서는, 여과용 필터(6)에 더하여 다공질의 세라믹 부재(78, 79)로서 미세한 투과 구멍으로 이루어지는 세라믹 필터를 사용함으로써, 여과를 적어도 2회 행할 수 있음으로써, 오염 물질이나 염분, 나아가서는 콜레라균, 티푸스균 등이나 바이러스를 확실하게 제거할 수 있다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 여과용 필터(6)를 2개의 세라믹 부재(78, 79) 사이에 끼워 넣었지만, 도 2a 내지 도 12b에서 얻어진 어느 하나에 관한 여과용 필터를 2개의 세라믹 부재(78, 79) 사이에 끼워 넣어도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는 여과용 필터(6)를 2개의 세라믹 부재(78, 79) 사이에 끼워 넣었지만, 여과용 필터(6)를 1개의 세라믹 부재에 접합하여 복합 여과용 필터(80)를 형성해도 된다.

도 14는, 본 발명의 제10 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법의 공정도이다.

도 14에 있어서, 우선, 도 1a∼도 1f의 여과용 필터의 제조 방법에 의한 여과용 필터(6)를 형성하고, 상기 여과용 필터(6)의 표면에 아세트산메틸의 고분자막을 사용하는 역침투막(81)을 형성하여 복합 여과용 필터(82)를 형성하고, 본 처리를 종료한다.

본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에 따르면, 최소 직경이 1㎚∼100㎚인 유로(7)가 형성된 여과용 필터(6)가 고분자막을 사용하는 역침투막(81)에 접합되므로, 하수나 해수를 여과용 필터(6) 및 역침투막(81)을 통과시킴으로써 여과를 2회 행할 수 있음으로써, 오염 물질이나 염분, 나아가서는 바이러스를 확실하게 제거할 수 있다. 또한, 통상, 고분자막을 사용하는 역침투막은 수중의 이온을 반발하거나, 또는 흡착하는 이온 저지 성질을 갖는 것이 알려져 있으므로, 여과용 필터(6)는 역침투막(81)이 갖는 이온 저지 성질을 이용할 수 있음으로써, 해수 중의 나트륨 이온이나 염소 이온을 확실하게 제거할 수 있다.

상술한 본 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법에서는, 여과용 필터(6)를 역침투막(81)에 접합하였지만, 도 2a 내지 도 12b에서 얻어진 어느 하나에 관한 여과용 필터를 역침투막(81)에 접합해도 된다.

또한, 상술한 각 실시 형태에 관한 제조 방법에서는, 각 여과용 필터에 슬릿이나 둥근 구멍을 형성하였지만, 에칭에 의해 기판을 평면에서 볼 때에 있어서 빗살 형상으로 가공하여 여과용 필터에 유로를 형성해도 된다. 이 경우, 우선, 도 15에 도시하는 바와 같이, 기판에 평면에서 볼 때에 있어서 일단부가 기판의 테두리에 있어서 개방되는, 폭이 1㎚∼5㎚인 복수의 홈을 형성하고, 그 후, 각 홈의 일단부를 판 형상 부재나 기판을 둘러싸는 프레임의 일부로 폐색함으로써 유로를 형성한다. 이에 의해, 유로의 단면적을 크게 확보하여 하수나 해수의 유량을 증가시킬 수 있으므로, 여과용 필터에 의한 상수나 담수의 정제 효율을 향상시킬 수 있다.

상술한 각 실시 형태에 있어서의 여과용 필터는, 일정 시간 이상, 상수나 담수의 정제에 제공되면 트랩된 오염 물질이나 염분에 의해 막힘을 일으켜 상수나 담수의 정제 효율이 저하된다. 따라서, 트랩된 오염 물질이나 염분을 두 번의 에칭이나 애싱에 의해 제거하여 여과용 필터를 재생할 필요가 있지만, 각 실시 형태에 있어서의 여과용 필터는 실리콘 등의 비교적 경질인 부재에 의해 구성되므로, 두 번의 에칭이나 애싱에 의해 파손, 소모되는 일이 거의 없다. 즉, 상술한 각 실시 형태에 있어서의 여과용 필터는 재생 가능하다. 또한, 여과용 필터의 재생시에 있어서 유로(7) 등의 직경이 두 번의 에칭이나 애싱에 의해 확대되어도, 예를 들어 유로(7)의 당초의 개구 직경이 1㎚∼5㎚인 경우에는, 확대된 유로(7) 등의 직경은 고작 수십 ㎚이므로, 재생된 여과용 필터는, 제거 대상물의 크기가 수백 ㎚ 이상인 오수의 여과나 인공 투석에 사용할 수 있다. 따라서, 상술한 각 실시 형태에 관한 여과용 필터의 제조 방법은 오염 물질 등을 포함하는 폐기물이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 여과시에 하수나 해수를 흘리는 방향과는 반대 방향으로부터 수압을 가하여, 트랩된 오염 물질 등을 제거해도 된다. 이 경우도, 여과용 필터가 경질인 재질로 구성되어 있으므로, 여과용 필터는 비교적 높은 압력에도 견딜 수 있어, 효율적인 오염 물질 등의 제거를 행할 수 있다.

또한, 각 실시 형태에 있어서의 여과용 필터의 관통 구멍을 형성할 때에, 도 16a에 도시하는 바와 같이, 관통 구멍의 일단부를, 필터 기능을 발휘하기 위해 필요한 소정의 사이즈의 개구로 하고, 관통 구멍의 타단부를, 관통 구멍의 직경이 상기 일단부로부터 타단부를 향해 넓어지는 개구로 함으로써, 혹은 도 16b에 도시하는 바와 같이, 관통 구멍의 중간 부분의 직경을 상기 소정의 사이즈와 동일한 사이즈로 하고, 관통 구멍의 양단부를, 관통 구멍의 직경이 상기 중간 부분으로부터 양단부를 향해 넓어지는 개구로 함으로써, 관통 구멍에 있어서 실제로 세정이 필요한 부분을 줄여, 여과용 필터의 관통 구멍의 세정을 용이하게 할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 각 실시 형태에 있어서의 여과용 필터는 실리콘 등의 비교적 경질인 기판을 구성에 포함하므로, PVD나 CVD를 이용하여 은 등의 살균, 항균 작용이 있는 금속으로 코팅할 수 있어, 보다 청정한 상수나 담수의 정제에 기여할 수 있다. 여기서, 여과용 필터를 산화티탄으로 코팅하고, 상수나 담수의 정제시에 자외선을 조사시킴으로써 광 촉매 작용에 의한 강력한 멸균 효과를 얻을 수 있음으로써, 상수나 담수의 멸균을 확실하게 행할 수 있다.

또한, 각 실시 형태에 있어서의 여과용 필터에 포함되는 기판을 도전재 또는 반(半)도전재로 구성해도 된다. 이에 의해, 여과용 필터에 전력을 공급할 수 있어, 상기 전력에 기초하는 전자파에 의해 상수나 담수의 멸균을 행할 수 있다.

각 실시 형태에 있어서의 여과용 필터에 포함되는 기판에 미리 센서 기능을 갖는 전자 회로를 조립해도 된다. 예를 들어, 수질 센서 기능을 갖는 전자 회로를 조립한 경우, 여과용 필터에 있어서 실시간으로 정제되는 상수나 담수의 청정도를 모니터할 수 있어, 청정도가 저하된 상수나 담수가 정제되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 유량 센서 기능을 갖는 전자 회로를 조립한 경우, 여과용 필터에 있어서 정제되는 상수나 담수의 양을 모니터할 수 있어, 여과용 필터의 교환/재생 시기를 적절하게 판단할 수 있다. 또한, 진동 센서 기능을 갖는 전자 회로를 조립한 경우, 여과용 필터에 있어서 기판에 발생하는 충격을 직접적으로 모니터할 수 있어, 여과용 필터의 교환 시기를 적절하게 판단할 수 있다. 또한, 미리 센서 기능을 갖는 전자 회로를 조립하는 경우, 기판을 실리콘에 의해 구성하면, 기판 상에 직접 전자 회로를 형성할 수 있어, 여과용 필터의 관통 구멍의 형성과 전자 회로의 형성을 동일한 프로세스 중에 혼재시킴으로써, 전자 회로의 제조 공정을 간소화할 수 있으므로, 기판은 실리콘에 의해 구성하는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명에 대해, 상기 각 실시 형태를 사용하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

1, 8, 12, 17, 31, 40, 45, 48, 49, 51, 54, 58, 59, 63, 67 : 기판
2 : 둥근 구멍
3, 10 : 산화규소막
6, 11, 14, 50, 71, 74, 77, 80, 82 : 여과용 필터
7, 15, 28, 39 : 유로
9 : DT
13, 19, 35, 42, 53, 66, 71 : 비정질 카본막
38 : 산화규소
41, 64, 68, 73 : 관통 둥근 구멍
43 : 마이크로 필러
47, 57 : 갭
62 : 기둥
65 : 관통 유로
72 : 가늘고 긴 기재
78, 79 : 세라믹 부재
81 : 역침투막

Claims

경질인 기판의 표면 상에 형성된 상기 표면의 일부를 노출시키는 균일한 크기의 복수의 개구부를 갖는 마스크막을 사용하여 상기 기판의 개구부에 대응하는 부분을 에칭하여, 복수의 구멍 또는 홈을 상기 기판에 형성하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 에칭은, 플라즈마에 의한 드라이 에칭인 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 형성된 구멍 또는 홈의 내표면에 소정의 물질을 퇴적시켜 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭을 1㎚∼100㎚로 조정하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 조정된 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭은 1㎚∼5㎚인 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 소정의 물질은 CVD에 의해 퇴적되는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 소정의 물질은 ALD에 의해 퇴적되는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 구멍 또는 홈의 내표면에 두께가 1㎚∼100㎚인 유기막을 형성하고, 상기 구멍 또는 홈의 내부에 있어서 상기 유기막을 다른 재료로 덮은 후, 상기 유기막을 제거하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 유기막의 두께는 1㎚∼5㎚인 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭은 10㎚∼100㎚이고, 상기 기판을 두께 방향으로 압축하여 상기 구멍 또는 홈의 내벽이 돌출되도록 상기 구멍 또는 홈을 변형시켜 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭을 1㎚∼5㎚로 조정하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭은 10㎚∼1000㎚이고, 상기 기판을 두께 방향으로 압축하여 상기 구멍 또는 홈의 내벽이 돌출되도록 상기 구멍 또는 홈을 변형시켜 상기 구멍의 직경 또는 상기 홈의 폭을 1㎚∼100㎚로 조정하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 복수의 구멍 또는 홈이 상기 기판에 형성된 후, 상기 기판의 이면을 절삭하여 상기 구멍 또는 홈을 상기 기판에 대해 관통시키는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 형성된 구멍 또는 홈을 갖는 기판을 복수매 겹치는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 기판은 적어도 표면 및 이면 중 어느 한쪽에 산화막이 형성되고, 상기 기판을 복수매 겹칠 때에 각 상기 기판의 상기 산화막끼리를 가열 접합시키는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 형성된 상기 복수의 구멍 또는 홈은 상기 기판을 관통하고, 복수의 상기 기판을 겹칠 때, 각 상기 기판의 상기 구멍 또는 홈을 평면에서 볼 때에 있어서 겹치게 하여 복수의 상기 기판을 관통하는 관통부를 형성하고, 평면에서 볼 때에 있어서 상기 관통부의 폭을 1㎚∼100㎚로 조정하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 관통부의 폭은 1㎚∼5㎚인 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 경질인 기판은, 실리콘, 금속 또는 금속 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 복수의 구멍 또는 홈이 형성된 기판을 세라믹으로 이루어지는 다른 기판에 접합하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 복수의 구멍 또는 홈이 형성된 기판에 고분자막을 사용하는 역침투막을 접합하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 복수의 구멍 또는 홈이 형성된 기판에 센서 기능을 갖는 전기 회로를 조립하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
복수의 경질인 기판을, 서로의 간격이 소정값으로 되도록 사이에 유기재를 개재하여 겹친 후, 상기 유기재를 제거하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제20항에 있어서, 각 상기 기판에 있어서 당해 기판을 관통하는 구멍 또는 홈을 형성하고, 평면에서 볼 때에 있어서 각 상기 기판의 상기 구멍 또는 홈이 겹치지 않도록 상기 복수의 기판을 겹치는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제20항에 있어서, 상기 유기재는 크기가 1㎚∼100㎚인 간격 유지재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제22항에 있어서, 상기 간격 유지재의 크기가 1㎚∼5㎚인 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제20항에 있어서, 상기 복수의 기판을 겹친 후, 복수의 상기 기판을 일괄적으로 관통하는 관통 구멍을 형성하고, 상기 관통 구멍에 경질 부재를 도입하여 기둥을 형성하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제20항에 있어서, 상기 겹쳐진 복수의 기판을 세라믹으로 이루어지는 다른 기판에 접합하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제20항에 있어서, 상기 겹쳐진 복수의 기판에 고분자막을 사용하는 역침투막을 접합하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.
제20항에 있어서, 적어도 1개의 상기 기판에 센서 기능을 갖는 전기 회로를 조립하는 것을 특징으로 하는, 여과용 필터의 제조 방법.