WO2014046151A1 - 濾過用フィルタの製造方法 - Google Patents

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    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/24—Use of template or surface directing agents [SDA]

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a filter for filtration using semiconductor manufacturing technology.
  • the manufacturing process of a pharmaceutical product comprising a polymer compound mainly comprises a culturing process, a purification process, and a formulation process.
  • a target substance for example, a polymer compound serving as a pharmaceutical ingredient is cultured in a culture tank, and in the purification process, The polymer compound is purified using a filtration filter such as a reverse osmosis membrane, and the purified polymer compound is converted into a pharmaceutical product in the formulation step.
  • the purification step requires the most time, and therefore it is necessary to efficiently purify the polymer compound in order to improve the production efficiency of pharmaceutical products.
  • a normal reverse osmosis membrane has a polymer membrane as a main component, and has a problem that the strength is low, and the membrane is broken when the pressure of the fluid to be purified is increased to increase the purification efficiency. Therefore, in recent years, a reverse osmosis membrane made of a porous body such as a highly rigid porous ceramic body has been developed (for example, see Patent Document 1).
  • the filtration efficiency can be slightly improved by increasing the pressure of the fluid to be purified, but the porous body directly controls the diameter of the through-hole in the manufacturing process.
  • the porous body directly controls the diameter of the through-hole in the manufacturing process.
  • the porous body has a through-hole having a diameter larger than several nm, for example, There are not a few through-holes having a diameter of several tens of nm, and in some cases, there may be several through-holes having a diameter of several hundred nm. Therefore, a highly accurate purification cannot be performed with a reverse osmosis membrane made of a porous body.
  • the aperture ratio of the through holes in the porous body is 1% at most, and the efficiency of filtration cannot be significantly improved even if the pressure of the fluid to be purified is increased.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a filter for filtration capable of performing highly accurate purification and greatly improving the efficiency of filtration.
  • a method for producing a filter for filtration having a filtration channel therein a first film forming step for forming a first film on a substrate, Forming a groove along the surface of the substrate by etching into the first film; a sacrificial film filling step of filling the groove with a sacrificial film; and polishing the sacrificial film to form the first film.
  • the second film penetrating portion exposes one end of the sacrificial film
  • the substrate penetrating portion exposes the other end of the sacrificial film
  • a through hole that communicates with the substrate penetrating portion and penetrates the first film and the second film.
  • the sacrificial film is removed with vapor hydrofluoric acid in the filtration flow path forming step.
  • the first film, the second film, and the sacrificial film are formed by any one of CVD, PVD, and ALD.
  • FIG. 1A is a diagram schematically showing a configuration of a filter for filtration produced by a method for producing a filter for filtration according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1A is a perspective view showing the appearance of the filter for filtration
  • 1B is a partial cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a partially enlarged cross-sectional view showing the cross-sectional shape of each filtration flow path in the filtration filter.
  • FIG. 2J It is process drawing of the manufacturing method of the filter for filtration concerning this Embodiment.
  • FIGS. 1A to 1C are diagrams schematically illustrating a configuration of a filter for filtration manufactured by the method for manufacturing a filter for filtration according to the present embodiment
  • FIG. 1A is a perspective view illustrating an appearance of the filter for filtration
  • 1B is a partial cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a partial enlarged cross-sectional view showing the cross-sectional shape of each filtration flow path in the filtration filter.
  • a filter 10 for filtration includes, for example, a substrate 11 made of silicon, a flow path forming film 12 (first film) made of a thermal oxide film formed on the substrate 11, and the flow A channel sealing film 13 (second film) made of a thermal oxide film formed on the path forming film 12.
  • the substrate 11 and the flow path forming film 12 are formed with inflow holes 14 (substrate penetrating portions) penetrating the substrate 11 and the flow path forming film 12 in the thickness direction.
  • An outflow hole 15 (second membrane penetration part) penetrating the membrane 13 in the thickness direction is formed, and the inflow hole 14 and the outflow hole 15 are connected by a plurality of filtration channels 16.
  • Each filtration channel 16 is formed along the surface of the substrate 11 and has a rectangular cross section as shown in FIG. 1C.
  • the width of each filtration channel 16 is about 400 nm and the height is about 400 nm.
  • the cross-sectional shape of the filtration flow path 16 is described as a rectangle, but the cross-sectional shape may be any shape as long as the inflow hole 14 and the outflow hole 15 can be essentially connected.
  • the cross-sectional shape of the filtration channel 16 may be a trapezoid, a rectangle having a curved hypotenuse, a trapezoid, or the like.
  • the fluid to be purified flows into the inflow holes 14, passes through the respective filtration channels 16, and flows out from the outflow holes 15.
  • impurities larger than the cross section of each filtration channel 16 are removed from the fluid to be purified.
  • a polymer compound smaller than the cross section of each filtration flow path 16 in the fluid to be purified can be purified.
  • FIGS. 2A to 2J are process diagrams of a method for manufacturing a filter for filtration according to the present embodiment.
  • the method of forming the flow path forming film 12 is not limited to thermal CVD, and CVD using plasma, PVD (Physical Vapor Deposition), ALD (Atomic layer Deposition) may be used.
  • a plurality of grooves 17 are formed in the flow path forming film 12 by a photolithography technique that is a semiconductor manufacturing technique. Specifically, a mask (not shown) having a pattern having openings corresponding to the plurality of grooves 17 to be formed is formed on the flow path forming film 12, and the flow paths exposed to the mask openings by etching with plasma or chemicals. By removing the formation film 12, a plurality of grooves 17 are formed along the surface of the substrate 11 (FIG. 2B) (groove formation step).
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the groove 17.
  • each groove 17 is, for example, 400 nm, and the grooves 17 are arranged side by side in the depth direction in the drawing and are arranged in parallel to each other.
  • etching by plasma can perform high-precision processing not only in dimensions but also in shape rather than chemical etching.
  • fine processing can be performed, but a vacuum environment is required as a processing environment. Therefore, the equipment for preparing the processing environment becomes large. In view of this, if highly accurate processing is not required for the size and shape, etching with a chemical solution can often prepare equipment for adjusting the processing environment at a lower cost.
  • the trench 17 is filled with a sacrificial film 18 made of a nitride film by CVD (sacrificial film filling step), and further, the sacrificial film 18 protruding from the trench 17 is polished by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like. 12 and the surface of the sacrificial film 18 are flattened (FIG. 2C) (flattening step).
  • the method for forming the sacrificial film 18 is not limited to CVD, and PVD or ALD may be used.
  • the channel sealing film 13 is formed on the channel forming film 12 and the sacrificial film 18 by thermal CVD (FIG. 2) (second film forming step). Thereby, the sacrificial film 18 is sealed by the flow path sealing film 13.
  • the film forming method of the flow path sealing film 13 is not limited to thermal CVD, and CVD using plasma, PVD, or ALD may be used.
  • the substrate 11, the flow path forming film 12, the sacrificial film 18 and the flow path sealing film 13 are inverted with respect to the vertical direction, the substrate 11 is positioned at the uppermost position (FIG. 2F), and the bottom surface of the substrate 11 (the upper surface in the figure). ) Is polished by CMP or the like to thin the substrate 11 (FIG. 2G) (thinning step).
  • vapor hydrofluoric acid is introduced into the inflow hole 14 or the outflow hole 15 to remove the sacrificial film 18 which is a nitride film (filtration channel forming step).
  • the groove 17 from which the sacrificial film 18 has been removed forms the filtration channel 16 together with the channel sealing film 13 (FIG. 2I).
  • the substrate 11, the flow path forming film 12, the sacrificial film 18 and the flow path sealing film 13 are inverted with respect to the vertical direction, the substrate 11 is positioned at the lowest position (FIG. 2J), and this process is completed.
  • each groove 17 that forms each filtration flow path 16 in the flow path forming film 12 is formed by an etching technique used in semiconductor manufacturing.
  • the width can be controlled accurately.
  • highly accurate purification can be performed by using the filtration flow path 16 formed by the grooves 17.
  • Etching is different from machining and the like, and a plurality of shapes can be formed and processed at a time. Therefore, by forming a plurality of grooves 17, the number of filtration channels 16 can be easily increased. The efficiency can be greatly improved.
  • each filtration channel 16 is inversely proportional to the length of each filtration channel 16, but as described above, since the entire shape can be collectively formed and processed, the degree of freedom of the processing shape is high,
  • the position of the inflow hole 14 and the outflow hole 15 and the length of the groove 17 can be freely set.
  • the conductance of each filtration flow path 16 can be increased by shortening the length of each groove 17. Therefore, the efficiency of filtration can be improved by increasing the fluid to be purified flowing through each filtration flow path 16.
  • the inflow hole 14 and the outflow hole 15 do not necessarily have to be provided in the vicinity of the end portion of the substrate 11. If the fluid to be purified before filtration and the fluid to be purified after filtration do not mix, the inflow holes 14 and the outflow holes 15 are located near the center of the substrate. You may provide close.
  • the outflow hole 15 exposes one end of the sacrificial film 18, and the inflow hole 14 exposes the other end of the sacrificial film 18, thereby improving the efficiency of removing the sacrificial film 18. Therefore, the sacrificial film 18 can be prevented from remaining in the trench 17 and the time required for removing the sacrificial film 18 can be shortened.
  • the substrate 11 is polished and thinned before the inflow hole 14 is formed in the substrate 11. The required time can be shortened.
  • the inflow hole 14 is formed in the substrate 11 by etching. Therefore, when the inflow hole 14 is formed, the flow path sealing film 13 positioned below the substrate 11 contacts, for example, a mounting table on which the filtration filter 10 is mounted. Thereby, it is possible to prevent fine particles or the like scattered from the substrate 11 during etching from adhering to the flow path sealing film 13.
  • the thickness of the flow path sealing film 13 can be freely adjusted.
  • the thickness of the filter 10 for filtration can be made smaller than when the sacrificial film 18 is sealed with a glass substrate.
  • FIGS. 3A to 3C are process diagrams of a modified example of the method for manufacturing the filter for filtration according to the present embodiment. Note that steps other than the steps shown in FIGS. 3A to 3C are the same as those in FIGS.
  • the substrate 11, the flow path forming film 12, the sacrificial film 18 and the flow path sealing film 13 are inverted with respect to the vertical direction, and the bottom surface of the substrate 11 is polished to thin the substrate 11, that is, FIG.
  • an inflow hole 14a penetrating the flow path forming film 12, the sacrificial film 18 and the flow path sealing film 13 is formed in the vicinity of the end portion of the sacrificial film 18 opposite to the outflow hole 15 by etching.
  • the end (the other end) of the sacrificial film 18 is exposed on the side surface of the inflow hole 14a (FIG. 3A) (sacrificial film exposing step).
  • vapor hydrofluoric acid is allowed to flow into the inflow hole 14a and the outflow hole 15 to remove the sacrificial film 18 that is a nitride film (filtration channel forming step).
  • the groove 17 from which the sacrificial film 18 has been removed forms a filtration channel 16 (FIG. 3B).
  • the substrate 11, the flow path forming film 12, the sacrificial film 18 and the flow path sealing film 13 are inverted with respect to the vertical direction, the substrate 11 is positioned at the lowest position (FIG. 3C), and this process is completed.
  • the inflow hole 14a penetrates the substrate 11, the flow path forming film 12, and the flow path sealing film 13, the filtration is performed in a direction orthogonal to the main flow of the fluid to be purified.
  • the opening area of each filtration flow path 16 on the side surface of the inflow hole 14a the flow ratio of the diversion that passes through the inflow hole 14a and the diversion that flows into the outflow hole 15 can be adjusted. The efficiency of the can be adjusted.
  • the flow path forming film 12 and the flow path sealing film 13 are formed of a thermal oxide film and the sacrificial film 18 is formed of a nitride film.
  • the flow path sealing film 13 may be formed of a nitride film, and the sacrificial film 18 may be formed of a thermal oxide film.
  • the material in the manufacturing method of the filter for filtration mentioned above, there is no restriction on the material as long as the substrate 11 can be etched.
  • a flexible material can be used as the substrate 11, so that the substrate 11 can be bent.
  • a filter 10 for filtration can be manufactured.
  • the use of the filter for filtration produced by the above-described method for producing a filter for filtration is not limited to the production of pharmaceuticals, for example, the field of food processing such as beer factories, and the field of water purification treatment such as household and commercial facilities. It can be expanded to wastewater treatment technology fields such as semiconductor factories and other fields that require high-precision filtration and treatment volume.

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Abstract

精度の高い精製を行うことができるとともに、濾過の効率を大幅に向上させることができる濾過用フィルタの製造方法を提供する。基板１１上に流路形成膜１２を形成し、流路形成膜１２へ基板１１の表面に沿う複数の溝１７をエッチングで形成し、各溝１７を犠牲膜１８で充填し、犠牲膜１８を研磨して流路形成膜１２の表面及び犠牲膜１８の表面を平坦化し、平坦化された流路形成膜１２及び犠牲膜１８の上に流路封止膜１３を形成し、基板１１及び流路封止膜１３のそれぞれの一部にエッチングで流入孔１４及び流出孔１５を形成し、流入孔１４及び流出孔１５に犠牲膜１８の一部を露出させ、流入孔１４及び流出孔１５を介して犠牲膜１８を除去し、各濾過用流路１６を各溝１７で形成して濾過用フィルタ１０を製造する。

Description

濾過用フィルタの製造方法
　本発明は、半導体製造技術を用いた濾過用フィルタの製造方法に関する。
　高分子化合物からなる医薬品の製造工程は、主に培養工程、精製工程、製剤化工程からなり、培養工程では目的物質、例えば、医薬成分となる高分子化合物を培養槽で培養し、精製工程では逆浸透膜等の濾過用フィルタを用いて高分子化合物の精製を行い、製剤化工程では精製された高分子化合物を医薬品化する。上述した３つの工程のうち、精製工程が最も時間を要するため、医薬品の製造効率を向上するには、高分子化合物の精製を効率よく行う必要がある。
　ところが、通常の逆浸透膜は高分子膜を主要構成要素としており、強度が低く、精製効率向上のために被精製流体の圧力を上昇させて負荷をかけると破れてしまうという問題がある。そこで、近年、剛性の高い多孔質セラミック体等のポーラス体からなる逆浸透膜が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
特表２００７−５２６８１９号公報
　しかしながら、ポーラス体からなる逆浸透膜を用いた場合、被精製流体の圧力を上げることによって濾過の効率を多少向上させることができるが、ポーラス体は製造過程において貫通孔の径を直接的に制御することができず、例えば、逆浸透膜の貫通孔を径が数ｎｍ以下の径の貫通孔で構成する必要がある場合でも、ポーラス体には径が数ｎｍよりも大きい貫通孔、例えば、径が数十ｎｍとなる貫通孔が少なからず存在し、場合によっては径が数百ｎｍの貫通孔が数個存在する可能性がある。そのため、ポーラス体からなる逆浸透膜では精度の高い精製を行うことができない。
　さらに、ポーラス体における貫通孔の開口率はせいぜい１％であり、被精製流体の圧力を上げても濾過の効率を大幅に向上させることはできない。
　本発明の目的は、精度の高い精製を行うことができるとともに、濾過の効率を大幅に向上させることができる濾過用フィルタの製造方法を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明によれば、内部に濾過用流路を有する濾過用フィルタの製造方法であって、基板上に第１の膜を形成する第１の膜形成ステップと、前記第１の膜へ前記基板の表面に沿う溝をエッチングで形成する溝形成ステップと、前記溝を犠牲膜で充填する犠牲膜充填ステップと、前記犠牲膜を研磨して前記第１の膜の表面及び前記犠牲膜の表面を平坦化する平坦化ステップと、前記第１の膜及び前記犠牲膜の上に第２の膜を形成する第２の膜形成ステップと、前記基板の一部にエッチングで基板貫通部を形成し、前記第２の膜の一部にエッチングで第２の膜貫通部を形成し、前記基板貫通部及び前記第２の膜貫通部のそれぞれに前記犠牲膜の一部を露出させる犠牲膜露出ステップと、前記基板貫通部及び前記第２の膜貫通部を介して前記犠牲膜を除去し、前記濾過用流路を前記溝で形成する濾過用流路形成ステップとを有する濾過用フィルタの製造方法が提供される。
　本発明において、前記第２の膜貫通部は前記犠牲膜の一端を露出させ、前記基板貫通部は前記犠牲膜の他端を露出させることが好ましい。
　本発明において、前記基板貫通部に連通し、且つ前記第１の膜及び前記第２の膜を貫通する貫通孔を形成することが好ましい。
　本発明において、前記基板貫通部を形成する前に、前記基板を研磨して薄くする薄板化ステップを有することが好ましい。
　本発明において、前記濾過用流路形成ステップでは、蒸気弗酸で前記犠牲膜を除去することが好ましい。
　本発明において、前記第１の膜、前記第２の膜及び前記犠牲膜は、ＣＶＤ、ＰＶＤ及びＡＬＤのいずかで形成されることが好ましい。
　本発明において、前記溝は複数形成されることが好ましい。
　本発明によれば、精度の高い精製を行うことができるとともに、濾過の効率を大幅に向上させることができる。
　［図１Ａ乃至図１Ｃ］本発明の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法によって製造された濾過用フィルタの構成を概略的に示す図であり、図１Ａは濾過用フィルタの外観を示す斜視図であり、図１Ｂは図１Ａの線Ｂ—Ｂに沿う部分断面図であり、図１Ｃは濾過用フィルタにおける各濾過用流路の横断面形状を示す部分拡大断面図である。
　［図２Ａ乃至図２Ｊ］本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
　［図３Ａ乃至図３Ｃ］本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の変形例の工程図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１Ａ乃至図１Ｃは、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法によって製造された濾過用フィルタの構成を概略的に示す図であり、図１Ａは濾過用フィルタの外観を示す斜視図であり、図１Ｂは図１Ａの線Ｂ—Ｂに沿う部分断面図であり、図１Ｃは濾過用フィルタにおける各濾過用流路の横断面形状を示す部分拡大断面図である。
　図１Ａ及び図１Ｂにおいて、濾過用フィルタ１０は、例えば、珪素からなる基板１１と、該基板１１上に形成された熱酸化膜からなる流路形成膜１２（第１の膜）と、該流路形成膜１２上に形成された熱酸化膜からなる流路封止膜１３（第２の膜）とを有する。
　基板１１及び流路形成膜１２には該基板１１及び流路形成膜１２を厚み方向に貫通する流入孔１４（基板貫通部）が形成され、流路封止膜１３には該流路封止膜１３を厚み方向に貫通する流出孔１５（第２の膜貫通部）が形成され、流入孔１４及び流出孔１５は複数の濾過用流路１６で接続される。
　各濾過用流路１６は基板１１の表面に沿うように形成され、図１Ｃに示すように、矩形の断面を有する。例えば、各濾過用流路１６の幅は、約４００ｎｍ、高さは、約４００ｎｍである。本実施の形態においては、濾過用流路１６の断面形状を矩形として説明するが、本質的に流入孔１４及び流出孔１５を接続可能であれば断面形状はどのような形状であってもよく、濾過用流路１６の断面形状は台形や、斜辺が曲線を呈した矩形や台形等であってもよい。
　濾過用フィルタ１０では、図１Ａ中の矢印で示すように、被精製流体が流入孔１４へ流入し、各濾過用流路１６を通過して流出孔１５から流出するが、被精製流体が各濾過用流路１６を通過する際に、各濾過用流路１６の断面よりも大きな不純物が被精製流体から除去される。これにより、被精製流体において各濾過用流路１６の断面よりも小さい高分子化合物を精製することができる。
　図２Ａ乃至図２Ｊは、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
　まず、基板１１上に熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって膜厚が、例えば、４００ｎｍの流路形成膜１２を形成する（図２Ａ）（第１の膜形成ステップ）。なお、流路形成膜１２の成膜方法は熱ＣＶＤに限られず、プラズマを用いたＣＶＤやＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ），ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いてもよい。
　次いで、半導体製造技術であるフォトリソグラフィ技術によって流路形成膜１２に複数の溝１７を形成する。具体的には、形成される複数の溝１７に対応する開口を有するパターンのマスク（図示しない）を流路形成膜１２上に形成し、プラズマや薬液によるエッチングによってマスクの開口に露出する流路形成膜１２を除去することにより、基板１１の表面に沿う複数の溝１７を形成する（図２Ｂ）（溝形成ステップ）。図２Ｂは溝１７に沿う断面図であり、各溝１７の幅は、例えば、４００ｎｍであり、各溝１７は図中の奥行き方向に関して並んで配置され、且つ互いに平行に配置される。なお、薬液によるエッチングよりもプラズマによるエッチングの方が、寸法だけでなく形状においても精度の高い加工を行うことができ、さらに、微細な加工を行うことができるが、加工環境として真空環境を必要とするため、加工環境を整える設備が大掛かりなものとなる。そこで、寸法や形状にさほど精度の高い加工が求められなければ、薬液によるエッチングの方が加工環境を整える設備を安価に準備できる場合が多い。
　次いで、ＣＶＤによって溝１７を窒化膜からなる犠牲膜１８を充填し（犠牲膜充填ステップ）、さらに、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等によって溝１７からはみ出した犠牲膜１８を研磨して流路形成膜１２及び犠牲膜１８の表面を平坦化する（図２Ｃ）（平坦化ステップ）。なお、犠牲膜１８の成膜方法もＣＶＤに限られず、ＰＶＤやＡＬＤを用いてもよい。
　次いで、流路形成膜１２及び犠牲膜１８の上に熱ＣＶＤによって流路封止膜１３を形成する（図２）（第２の膜形成ステップ）。これにより、犠牲膜１８が流路封止膜１３によって封止される。なお、流路封止膜１３の成膜方法も熱ＣＶＤに限られず、プラズマを用いたＣＶＤやＰＶＤ，ＡＬＤを用いてもよい。
　次いで、エッチングによって犠牲膜１８の端部近傍における流路封止膜１３の一部を除去して流出孔１５を形成し、該流出孔１５の底部に犠牲膜１８の端部（一端）を露出させる（図２Ｅ）（犠牲膜露出ステップ）。この時、用途に応じて流出孔１５の底部に流路形成膜１２が一部露出するようにしてもよい。
　次いで、基板１１、流路形成膜１２、犠牲膜１８及び流路封止膜１３を上下方向に関して反転し、基板１１を最上位に位置させ（図２Ｆ）、基板１１の底面（図中における上面）をＣＭＰ等によって研磨して該基板１１を薄くする（図２Ｇ）（薄板化ステップ）。
　次いで、エッチングによって犠牲膜１８における流出孔１５とは反対側の端部近傍における基板１１の一部を除去して流入孔１４を形成し、該流入孔１４の底部に犠牲膜１８の端部（他端）を露出させる（図２Ｈ）（犠牲膜露出ステップ）。この時も、流出孔１５の場合と同様に、用途に応じて流入孔１４の底部に流路形成膜１２が一部露出するようにしてもよい。
　次いで、流入孔１４や流出孔１５へ、例えば、蒸気弗酸を流入させて窒化膜である犠牲膜１８を除去する（濾過用流路形成ステップ）。このとき、犠牲膜１８が除去された溝１７は流路封止膜１３とともに濾過用流路１６を形成する（図２Ｉ）。
　次いで、基板１１、流路形成膜１２、犠牲膜１８及び流路封止膜１３を上下方向に関して反転し、基板１１を最下位に位置させ（図２Ｊ）、本処理を終了する。
　本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法によれば、流路形成膜１２において各濾過用流路１６を形成する各溝１７を半導体製造に用いられるエッチング技術で形成するので、溝１７の幅を正確に制御することができる。その結果、溝１７で形成される濾過用流路１６を用いることによって精度の高い精製を行うことができる。また、エッチングは機械加工等とは異なり、複数の形状も一括して形成加工できるため、複数の溝１７を形成することによって濾過用流路１６の数を容易に増やすことができ、もって、濾過の効率を大幅に向上させることができる。
　また、各濾過用流路１６のコンダクタンスは各濾過用流路１６の長さに反比例するが、上述したようにエッチングは全体形状を一括して形成加工できるため、加工形状の自由度が高く、流入孔１４や流出孔１５の位置、溝１７の長さを自在に設定することができ、例えば、各溝１７の長さを短くすることによって各濾過用流路１６のコンダクタンスを大きくすることができ、もって、各濾過用流路１６を流れる被精製流体を増加させて濾過の効率を向上させることができる。この場合、流入孔１４や流出孔１５は、必ずしも基板１１の端部近傍に設けられる必要はなく、濾過前の被精製流体と濾過後の被精製流体が混合しなければ、基板の中央付近に近接して設けてもよい。
　上述した濾過用フィルタの製造方法では、流出孔１５は犠牲膜１８の一端を露出させ、流入孔１４は犠牲膜１８の他端を露出させるので、犠牲膜１８の除去の効率を向上することができ、もって、犠牲膜１８が溝１７内に残存するのを防止することができるとともに、犠牲膜１８の除去に要する時間を短くすることができる。
　また、上述した濾過用フィルタの製造方法では、基板１１に流入孔１４を形成する前に、基板１１を研磨して薄くするので、流入孔１４を形成する際にエッチングで基板を貫通するための所要時間を短くすることができる。
　さらに、上述した濾過用フィルタの製造方法では、基板１１、流路形成膜１２、犠牲膜１８及び流路封止膜１３を上下方向に関して反転させた後に、エッチングで基板１１に流入孔１４を形成するので、流入孔１４の形成の際、基板１１の下部に位置する流路封止膜１３が、例えば、濾過用フィルタ１０を載置する載置台と当接する。これにより、エッチング中に基板１１から飛散する微小粒子等が流路封止膜１３へ付着するのを防止することができる。
　また、上述した濾過用フィルタの製造方法では、犠牲膜１８を封止する流路封止膜１３が熱ＣＶＤによって形成されるので、当該流路封止膜１３の厚さを自由に調整することができ、犠牲膜１８をガラス基板で封止する場合よりも、濾過用フィルタ１０の厚さを小さくすることができる。
　次に、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の変形例について説明する。
　図３Ａ乃至図３Ｃは、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の変形例の工程図である。なお、図３Ａ乃至図３Ｃに示す工程以外の工程は、図２Ａ乃至図２Ｇと同じであるため、説明を省略する。
　本変形例では、基板１１、流路形成膜１２、犠牲膜１８及び流路封止膜１３を上下方向に関して反転し、基板１１の底面を研磨して該基板１１を薄くした後、すなわち、図２Ｇに該当する工程の後、エッチングによって犠牲膜１８における流出孔１５とは反対側の端部近傍において流路形成膜１２、犠牲膜１８及び流路封止膜１３を貫通する流入孔１４ａを形成し、該流入孔１４ａの側面に犠牲膜１８の端部（他端）を露出させる（図３Ａ）（犠牲膜露出ステップ）。
　次いで、流入孔１４ａや流出孔１５へ、例えば、蒸気弗酸を流入させて窒化膜である犠牲膜１８を除去する（濾過用流路形成ステップ）。このとき、犠牲膜１８が除去された溝１７は濾過用流路１６を形成する（図３Ｂ）。
　次いで、基板１１、流路形成膜１２、犠牲膜１８及び流路封止膜１３を上下方向に関して反転し、基板１１を最下位に位置させ（図３Ｃ）、本処理を終了する。
　本変形例によれば、流入孔１４ａは基板１１、流路形成膜１２及び流路封止膜１３を貫通するので、濾過の形式としては被精製流体の主要な流れと直交する方向に被精製流体の一部を分流させて濾過を行なうクロスフロー形式となり、被精製流体を流入孔１４ａを通過する分流と、流入孔１４ａから各濾過用流路１６を介して流出孔１５へ流れる分流とに分けることができる。特に、流入孔１４ａの側面における各濾過用流路１６の開口面積を調整することによって流入孔１４ａを通過する分流と、流出孔１５へ流れる分流の流量比を調整することができ、もって、濾過の効率を調整することができる。
　以上、本発明について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
　例えば、上述した濾過用フィルタの製造方法では、流路形成膜１２及び流路封止膜１３が熱酸化膜で形成され、犠牲膜１８が窒化膜で形成されたが、流路形成膜１２及び流路封止膜１３を窒化膜で形成し、犠牲膜１８を熱酸化膜で形成してもよい。
　また、上述した濾過用フィルタの製造方法では、基板１１はエッチングが適用可能であれば、特に材料に制約はないので、例えば、基板１１として可撓材を用いることができ、これにより、屈曲可能な濾過用フィルタ１０を製造することができる。
　また、上述した濾過用フィルタの製造方法によって製造された濾過用フィルタの用途も医薬品の製造に限定されず、例えば、ビール工場等の食品加工の分野や、家庭・商業設備等の浄水処理技術分野、半導体工場等の廃水処理技術分野、その他精度の高い濾過及び処理量を必要とする分野まで拡大可能である。
　本出願は、２０１２年９月１９日に出願された日本出願第２０１２−２０５４８２号に基づく優先権を主張するものであり、当該日本出願に記載された全内容を本出願に援用する。
１０　濾過ユニット
１１　基板
１２　流路形成膜
１３　流路封止膜
１４，１４ａ　流入孔
１５　流出孔
１６　濾過用流路
１７　溝
１８　犠牲膜

Claims (7)

  1. 　内部に濾過用流路を有する濾過用フィルタの製造方法であって、
    　基板上に第１の膜を形成する第１の膜形成ステップと、
    　前記第１の膜へ前記基板の表面に沿う溝をエッチングで形成する溝形成ステップと、
    　前記溝を犠牲膜で充填する犠牲膜充填ステップと、
    　前記犠牲膜を研磨して前記第１の膜の表面及び前記犠牲膜の表面を平坦化する平坦化ステップと、
    　前記第１の膜及び前記犠牲膜の上に第２の膜を形成する第２の膜形成ステップと、
    　前記基板の一部にエッチングで基板貫通部を形成し、前記第２の膜の一部にエッチングで第２の膜貫通部を形成し、前記基板貫通部及び前記第２の膜貫通部のそれぞれに前記犠牲膜の一部を露出させる犠牲膜露出ステップと、
    　前記基板貫通部及び前記第２の膜貫通部を介して前記犠牲膜を除去し、前記濾過用流路を前記溝で形成する濾過用流路形成ステップとを有することを特徴とする濾過用フィルタの製造方法。
  2. 　前記第２の膜貫通部は前記犠牲膜の一端を露出させ、前記基板貫通部は前記犠牲膜の他端を露出させることを特徴とする請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法。
  3. 　前記基板貫通部に連通し、且つ前記第１の膜及び前記第２の膜を貫通する貫通孔を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の濾過用フィルタの製造方法。
  4. 　前記基板貫通部を形成する前に、前記基板を研磨して薄くする薄板化ステップを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
  5. 　前記濾過用流路形成ステップでは、蒸気弗酸で前記犠牲膜を除去することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
  6. 　前記第１の膜、前記第２の膜及び前記犠牲膜は、ＣＶＤ、ＰＶＤ及びＡＬＤのいずかで形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
  7. 　前記溝は複数形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
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