濾過用フィルタの製造方法
【課題】上水や淡水を手軽に得ることができる濾過用フィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】シリコンからなる基板１を、該基板１の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いてエッチングして基板１に径が約１００ｎｍの多数の円孔２を形成し、形成された円孔２の内表面に酸化硅素膜３を堆積させて酸化硅素膜３によって縮小される円孔２の開口部近傍の最小径部４における径Ｄ１を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整する。
【解決手段】シリコンからなる基板１を、該基板１の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いてエッチングして基板１に径が約１００ｎｍの多数の円孔２を形成し、形成された円孔２の内表面に酸化硅素膜３を堆積させて酸化硅素膜３によって縮小される円孔２の開口部近傍の最小径部４における径Ｄ１を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過用フィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場や家庭からの排水（下水）から汚染物質や不純物を除去して上水を精製し、若しくは、海水から塩分等を除去して淡水を精製する際、濾過用フィルタが多用されている。濾過用フィルタとしては、高分子材料から成るもの、例えば、酢酸メチルの高分子膜を用いる逆浸透膜が知られている。逆浸透膜は径が数ｎｍの無数の貫通孔を有し、下水や海水に圧力をかけて逆浸透膜を通過させる際、1個の差し渡しが約０．３８ｎｍの水分子は貫通孔を通過するものの、大きさが数十ｎｍの汚染物質の分子や水和によって周囲に水分子が配位するナトリウムイオンは貫通孔を通過しない。これにより、逆浸透膜は水分子と汚染物質や塩分とを分離して下水や海水から上水や淡水を精製する。
【０００３】
ところが、途上国や自然災害の被災地において汚水から上水を逆浸透膜を用いて精製する際、汚水中のバクテリアが高分子膜を腐食するため、逆浸透膜の寿命が極端に短くなるという問題がある。
【０００４】
また、海岸沿いに配置される風車型の風力発電機では、潤滑油に塩分や微細な砂が混じりやすいため、潤滑油から塩分や微細な砂を除去することが強く求められているが、塩分や微細な砂の除去に逆浸透膜を用いた場合、潤滑油の成分が高分子膜を溶解させるため、やはり、逆浸透膜の寿命が極端に短くなるという問題がある。
【０００５】
さらに、逆浸透膜は高分子膜を主要構成要素とするため、強度が低く、精製効率向上のために下水や海水へ印加する圧力（一次側圧力）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。
【０００６】
そこで、近年、バクテリアによって腐食されることがなく、潤滑油にも溶解せず、且つ剛性の高い多孔質セラミック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。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５２６８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、高分子膜を用いる逆浸透膜及び多孔質セラミック体からなる逆浸透膜のいずれも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ない。また、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、逆浸透膜には径が数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、汚染物質や塩分の除去に関して依然として懸念がある。
【０００９】
また、下水中には大きさが数十ｎｍのウィルス、例えば、約５０ｎｍのインフルエンザウィルスや約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスが存在するが、これらのウィルスは径が数十ｎｍである貫通孔を通過する虞がある。
【００１０】
一方、ウィルスなどが存在していない場合であって、例えば、大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌、その他、サイズが数百ｎｍ以上であるような異物を含む水を濾過する場合には、貫通孔の径を数十〜百ｎｍ程度としてもよく、この場合、一次側圧力をさほど上昇させる必要がないため、逆浸透膜への負荷を低減することができる。
【００１１】
しかしながら、貫通孔の径を数十〜百ｎｍ程度とする場合であっても、貫通孔の径を精度よく制御していなければ所望の径以上の貫通孔が形成され、コレラ菌等が通過する懸念がある。
【００１２】
さらに、逆浸透膜を液体中に含まれる大きさが異なる複数の医薬成分の仕分けに利用する場合、所望の大きさではない医薬成分が貫通孔を通過する虞があり、医薬成分の仕分けができないという問題がある。
【００１３】
その結果、上水や淡水の精製に蒸留法等を併用する必要があり、また、医薬成分の仕分けに遠心分離法等を併用する必要がある。すなわち、上水や淡水を手軽に得ることができないという問題がある。
【００１４】
また、逆浸透膜による濾過の対象物、逆浸透膜の設置の状況、又は逆浸透膜のメンテナンス性に応じて貫通孔の形状が左右される場合、例えば、貫通孔の断面形状を真円にするか長円にするか、或いは貫通孔を溝によって構成するかが決定される場合があり、この場合、貫通孔の形状を精度よく制御する必要がある。
【００１５】
したがって、逆浸透膜の貫通孔を形成する際、該貫通孔のサイズ及び形状を精度よく制御することは重要な課題であるといえる。
【００１６】
本発明の目的は、上水や淡水を手軽に得ることができる濾過用フィルタの製造方法 を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法は、硬質の基板の表面上に形成された該表面の一部を露出させる均一な大きさの複数の開口部を有するマスク膜を用いて前記基板の開口部に対応する部分をエッチングし、複数の孔又は溝を前記基板に形成することを特徴とする。
【００１８】
請求項２記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記エッチングは、プラズマによるドライエッチングであることを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１又は２記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記形成された孔又は溝の内表面に所定の物質を堆積させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整することを特徴とする。
【００２０】
請求項４記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項３記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記調整された前記孔の径又は前記溝の幅は１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする。
【００２１】
請求項５記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２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において、前記所定の物質はＣＶＤによって堆積されることを特徴とする。
【００２２】
請求項６記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２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において、前記所定の物質はＡＬＤによって堆積されることを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記孔又は溝の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍの有機膜を形成し、前記孔又は溝の内部において該有機膜を他の材料で覆った後、前記有機膜を除去することを特徴とする。
【００２４】
請求項８記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項７記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記有機膜の厚さは１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする。
【００２５】
請求項９記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記孔の径又は前記溝の幅は１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、前記基板を厚み方向に圧縮して前記孔又は溝の内壁が突出するように前記孔又は溝を変形させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜５ｎｍに調整することを特徴とする。
【００２６】
請求項１０記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記孔の径又は前記溝の幅は１０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、前記基板を厚み方向に圧縮して前記孔又は溝の内壁が突出するように前記孔又は溝を変形させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整することを特徴とする。
【００２７】
請求項１１記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記複数の孔又は溝が前記基板に形成された後、前記基板の裏面を削って前記孔又は溝を前記基板に対して貫通させることを特徴とする。
【００２８】
請求項１２記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記形成された孔又は溝を有する基板を複数枚重ねることを特徴とする。
【００２９】
請求項１３記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１２記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記基板は少なくとも表面及び裏面のいずれか一方に酸化膜が形成され、前記基板を複数枚重ねる際に各前記基板の前記酸化膜同士を加熱接合させることを特徴とする。
【００３０】
請求項１４記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記形成された前記複数の孔又は溝は前記基板を貫通し、複数の前記基板を重ねる際、各前記基板の前記孔又は溝を平面視において重ね合わせて複数の前記基板を貫通する貫通部を形成し、平面視において前記貫通部の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整することを特徴とする。
【００３１】
請求項１５記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１４記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記貫通部の幅は１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする。
【００３２】
請求項１６記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記硬質の基板は、シリコン、金属又は金属酸化物からなることを特徴とする。
【００３３】
請求項１７記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記複数の孔又は溝が形成された基板をセラミックからなる他の基板に接合することを特徴とする。
【００３４】
請求項１８記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記複数の孔又は溝が形成された基板に高分子膜を用いる逆浸透膜を接合することを特徴とする。
【００３５】
請求項１９記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記複数の孔又は溝が形成された基板にセンサ機能を有する電気回路を組み込むことを特徴とする。
【００３６】
上記目的を達成するために、請求項２０記載の濾過用フィルタの製造方法は、複数の硬質の基板を、互いの間隔が所定値となるように間に有機材を介して重ねた後、前記有機材を除去することを特徴とする。
【００３７】
請求項２１記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０記載の濾過用フィルタの製造方法において、各前記基板において当該基板を貫通する孔又は溝を形成し、平面視において各前記基板の前記孔又は溝が重ね合わさらないように前記複数の基板を重ねることを特徴とする。
【００３８】
請求項２２記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０又は２１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記有機材は大きさが１ｎｍ〜１００ｎｍの間隔保持材を含むことを特徴とする。
【００３９】
請求項２３記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２２記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記間隔保持材の大きさが１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする。
【００４０】
請求項２４記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０乃至２３のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記複数の基板を重ねた後、複数の前記基板をまとめて貫通する貫通孔を形成し、該貫通孔に硬質部材を導入して柱を形成することを特徴とする。
【００４１】
請求項２５記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記重ねられた複数の基板をセラミックからなる他の基板に接合することを特徴とする。
【００４２】
請求項２６記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記重ねられた複数の基板に高分子膜を用いる逆浸透膜を接合することを特徴とする。
【００４３】
請求項２７記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０乃至２６のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、少なくとも１つの前記基板にセンサ機能を有する電気回路を組み込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、高度な加工精度を実現することのできるエッチング技術、特に、プラズマによるドライエッチング技術を用いることで、マスク膜の開口部の大きさ及び形状を調整することにより、基板に形成される複数の孔の径又は溝の幅及び形状を直接的に制御することができ、もって、所望のサイズの径や幅の孔や溝を形成する際、該形成される孔の径又は溝の幅のばらつきを防止できる。その結果、濾過の対象物である大きさが数十ｎｍのウィルスや数百ｎｍのコレラ菌、若しくは汚染物質が基板を通過するのを防止することができ、当該基板を用いた濾過用フィルタによる上水や淡水の精製の際、蒸留法等を併用する必要を無くすことができるので、上水や淡水を手軽に得ることができる。
【００４５】
また、本発明によれば、複数の硬質の基板が、互いの間隔が所定値となるように間に有機材を介して重ねられた後、有機材が除去されるので、隣接する各基板の間に形成されるスリットの幅を直接的に制御することができ、もって、幅が数ｎｍ或いは数十ｎｍ〜百ｎｍのスリットを形成する際、該形成されるスリットの幅のばらつきを防止できる。その結果、形成されたスリットの幅に応じて、大きさが数十ｎｍのウィルスや数百ｎｍのコレラ菌、若しくは汚染物質がスリットを通過するのを防止することができ、当該スリットを利用する濾過用フィルタによる上水や淡水の精製の際、蒸留法等を併用する必要を無くすことができるので、上水や淡水を手軽に得ることができる。
【００４６】
さらに、本発明によれば、濾過用フィルタに硬質の基板を用いるので、下水や海水へ印加する一次側圧力を高めることができ、もって、上水や淡水の精製効率を向上することができる。
【００４７】
また、孔若しくはスリットの形状を精度よく制御できるので、メンテナンスの効率を向上し、孔若しくはスリットの形状を設置の状況に適した形状に揃えて上水や淡水の精製効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の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２】本発明の第２の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３】本発明の第３の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４】本発明の第４の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５】本発明の第５の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６】本発明の第６の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７】本発明の第６の実施の形態の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【図８】本発明の第６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変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の第７の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１０】本発明の第８の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１１】本発明の第８の実施の形態の第１の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【図１２】本発明の第８の実施の形態の第２の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【図１３】本発明の第９の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１４】発明の第１０の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１５】本発明に係る濾過用フィルタの製造方法において用いられる基板の第１の変形例である。
【図１６】本発明に係る濾過用フィルタの製造方法において用いられる基板の他の変形例であり、図１６（Ａ）は第２の変形例であり、図１６（Ｂ）は第３の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
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。
【００５０】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【００５１】
図１は、本発明の第１の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。
【００５２】
図１において、まず、シリコンからなる基板１を、該基板１の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いて、例えば、プラズマによりエッチングする。本実施の形態では、マスク膜の各開口部は径が約１００ｎｍ〜１μｍの円形を呈するので、基板１には径が約１００ｎｍ〜１μｍの多数の円孔２が形成される（図１（Ａ））。
【００５３】
次いで、熱酸化を利用するＣＶＤによって基板１の表面及び円孔２の内表面に酸化硅素膜３を堆積させる。このとき、酸化硅素膜３は円孔２の内部よりも開口端近傍に多く堆積し、円孔２の実質的な径は開口端近傍において最も縮小する（図１（Ｂ））。本実施の形態では、酸化硅素膜３によって縮小される円孔２の開口部近傍の最小径部４における径Ｄ１が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるようにＣＶＤの処理時間が調整される。
【００５４】
次いで、酸化硅素膜３によって円孔２の径が縮小された２つの基板１の各酸化硅素膜３同士を接触させ、雰囲気の温度を４００℃〜１０００℃に上昇させて各酸化硅素膜３同士を加熱結合させる。このとき、図中上方の基板１における各円孔２の位置と、図中下方の基板１における各円孔２の位置とが一致するように、２つの基板１を重ねる（図１（Ｃ））。
【００５５】
次いで、図中下方の基板１の裏面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等によって研削して該基板１におけるシリコンから成る部分を除去し、図中下方の基板１の酸化硅素膜３のみからなる径調整部５を残存させる。このとき、径調整部５に最小径部４が残存するようにシリコンからなる部分を除去する（図１（Ｄ））。
【００５６】
次いで、図１（Ｃ）の基板１の重ね合わせ、及び図１（Ｄ）の基板の研削を繰り返し、径調整部５を少なくとも１０層以上、好ましくは１００層以上重ね（図１（Ｅ））、その後、図中上方の基板１の裏面をＣＭＰ等によって研削して該基板１におけるシリコンから成る部分を除去し、図中上方の基板１の酸化硅素膜３のみからなる径調整部５ａを残存させて逆浸透膜としての濾過用フィルタ６を形成し（図１（Ｆ））、本処理を終了する。
【００５７】
濾過用フィルタ６では各径調整部５の最小径部４が連なって形成された流路７が形成され、該流路７における最小径は１ｎｍ〜１００ｎｍとなるので、濾過用フィルタ６では流路７に下水や海水を流すことによって大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌を除去できる。さらに、流路７の最小径を１ｎｍ〜５ｎｍに制御すれば、汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、図１（Ｄ）において下方の基板１の裏面を研削して下方に径調整部５を積層していったが、上方の基板１の裏面を研削して上方に径調整部５を積層していってもよい。
【００５９】
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、マスク膜の開口部の径を調整することにより、基板１に形成される多数の円孔２の径を直接的に制御することができ、もって、径が数ｎｍ〜１００ｎｍの円孔２を形成する際、該円孔２の径のばらつきを防止できる。その結果、孔径のサイズを使い分けることにより、大きさが数百ｎｍのコレラ菌や、大きさが数十ｎｍのウィルスや汚染物質が基板１を通過するのを防止することができ、当該基板１を重ね合わせて形成した濾過用フィルタ６による上水や淡水の精製の際、蒸留法等を併用する必要を無くすことができるので、上水や淡水を手軽に得ることができる。また、濾過用フィルタ６は硬質の酸化硅素膜３からなるので、下水や海水へ印加する一次側圧力を高めることができ、もって、上水や淡水の精製効率を向上することができる。
【００６０】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、酸化硅素はＣＶＤによって堆積される。ＣＶＤは処理時間を調整することによって堆積量を調整することができるので、円孔２の径を容易に所望値へ調整することができる。
【００６１】
また、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、多数の円孔２が基板１に形成された後、基板１の裏面を削るので、切削量を調整することによって各円孔２を基板１に対して確実に貫通させることができる。
【００６２】
さらに、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、径調整部５を１０層以上重ねるので、濾過用フィルタ６の強度を向上することができる。
【００６３】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、基板１は表面に酸化硅素膜３が形成され、２つの基板１を重ねる際に各基板１の酸化硅素膜３同士が加熱接合されるので、各基板１の接合を強固に行うことができ、もって、濾過用フィルタ６の強度をより向上することができる。
【００６４】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、プラズマによって基板をエッチングしたが、マスクの開口を基板へ正確に転写できれば、他のエッチング方法であってもよい。
【００６５】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、ＣＶＤによって基板１の表面及び円孔２の内表面に酸化硅素膜３を堆積させたが、窒化硅素膜又はポリシリコン膜等ＣＶＤによって堆積可能な硬質の膜であれば、いずれを堆積させてもよい。また、基板１をシリコンで構成したが、エッチング可能な硬質材であれば、金属又は金属酸化物等によって基板１を構成してもよい。また、酸化硅素膜３の堆積の際に熱酸化によるＣＶＤを利用したが、プラズマＣＶＤを利用してもよい。
【００６６】
また、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、流路７において全ての径調整部５が最小径部４を備えるが、全ての径調整部５が最小径部４を備える必要はなく、流路７において１つの径調整部５だけが最小径部４を備えていてもよい。
【００６７】
さらに、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、各基板１からシリコンからなる部分を全て除去したが、シリコンからなる部分を全て除去する必要はなく、少なくとも円孔２が基板１に対して貫通する程度だけシリコンからなる部分を除去すればよい。
【００６８】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、各基板１に円孔２を形成したが、マスク膜の各開口部をスリット状に形成し、該開口部を用いたエッチングによって基板１に溝を形成してもよく、この場合、該溝の内表面に酸化硅素を堆積させて溝の最小幅を１ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍに調整するのが好ましい。
【００６９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【００７０】
図２は、本発明の第２の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。
【００７１】
図２において、まず、シリコンからなる基板８に、該基板８の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いて基板８をエッチングして多数のＤＴ（Deep Trench）９を形成する。本実施の形態におけるエッチングは、アスペクト比の高いＤＴを形成するために異方性の高い加工が可能なプラズマによるエッチングであることが望ましい。
【００７２】
本実施の形態では、マスク膜の各開口部は幅が約２０ｎｍ〜４０ｎｍのスリット状を呈するので、基板８には幅が約２０ｎｍ〜４０ｎｍの多数のＤＴ９が形成される（図２（Ａ））。通常、アスペクト比が１０以上のＤＴでは先端部が狭くなり、本実施の形態におけるＤＴ９では先端部の幅が約１０ｎｍである。
【００７３】
次いで、ＡＬＤによって基板８の表面及びＤＴ９の内表面に酸化硅素膜１０を堆積させ、さらに、基板８の表面に堆積した酸化珪素膜１０のみを除去する（図２（Ｂ））。本実施の形態では、ＤＴ９の先端部における最小幅Ｄ１が１ｎｍ〜５ｎｍ、好ましくは、１ｎｍ〜３ｎｍとなるようにＡＬＤの処理時間が調整される。
【００７４】
次いで、基板８の裏面をＣＭＰ等によって研削し、ＤＴ９の先端部が基板８の裏面に露出した時点で研削を中止する。これにより、各ＤＴ９を基板８に対して貫通させて濾過用フィルタ１１を形成し（図２（Ｃ））、本処理を終了する。
【００７５】
濾過用フィルタ１１では、基板８に対して貫通するＤＴ９の最小幅Ｄ１は１ｎｍ〜５ｎｍとなるので、濾過用フィルタ１１ではＤＴ９に下水や海水を流すことによって汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【００７６】
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、酸化硅素膜はＡＬＤによって堆積される。ＡＬＤは原子を１個単位で堆積することができるので、ＤＴ９の先端部の最小幅Ｄ１を精密に所望値へ調整することができる。
【００７７】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、基板８にＤＴ９を形成したが、マスク膜の各開口部を円形状に形成し、該開口部を用いたエッチングによって基板８に円孔を形成してもよく、この場合、該円孔の内表面に酸化硅素を堆積させて円孔の最小径を１ｎｍ〜５ｎｍに調整するのが好ましい。
【００７８】
なお、大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌等を除去する場合には、ＤＴ９の最小幅Ｄ１や貫通孔の最小径は１ｎｍ〜１００ｎｍでよく、これらを形成する際に用いるＤＴの開口サイズが１００ｎｍ〜１μｍ程度であること以外は、最小幅Ｄ１が１ｎｍ〜５ｎｍのＤＴ９を形成する場合と形成方法は変わらない。
【００７９】
また、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【００８０】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【００８１】
図３は、本発明の第３の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。
【００８２】
図３において、まず、シリコンから成る基板１２を準備し（図３（Ａ））、該基板１２の表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜１３を堆積させる（図３（Ｂ））。
【００８３】
次いで、複数の基板１２を、一の基板１２のアモルファスカーボン膜１３が他の基板１２の裏面と接触するように重ね、周りをフレーム（図示しない）等で固定し（図３（Ｃ））、アッシングによって各アモルファスカーボン膜１３を除去して逆浸透膜としての濾過用フィルタ１４を形成し（図３（Ｄ））、本処理を終了する。
【００８４】
濾過用フィルタ１４では各アモルファスカーボン膜１３が除去されて隣接する２つの基板１２の間にスリット状の流路１５が形成され、該流路１５の幅は１ｎｍ〜１００ｎｍとなるので、濾過用フィルタ１４では流路１５へ、図中矢印の方向に沿って下水や海水を流すことによって大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌等を除去することができる。さらに、流路１５の幅を１ｎｍ〜５ｎｍに制御することにより、汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【００８５】
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、複数のシリコンから成る基板１２が、互いの間隔が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるように間にアモルファスカーボン膜１３を介して重ねられた後、各アモルファスカーボン膜１３が除去されるので、隣接する各基板１２の間に形成されるスリット状の流路１５の幅を直接的に制御することができ、もって、形成されるスリット状の流路１５の幅のばらつきを防止できる。
【００８６】
また、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、幅が１ｎｍ〜１００ｎｍのスリット状の流路１５によって濾過が行われるため、最小径が１ｎｍ〜１００ｎｍの円孔によって濾過を行う場合よりも多量の下水や海水を流路１５に流すことができる。その結果、上水や淡水の精製効率を向上することができる。
【００８７】
さらに、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、複数の基板１２の周りをフレーム等で固定することによって隣接する基板１２の間の間隔を維持したが、隣接する基板１２の間に高さが１ｎｍ〜１００ｎｍのピラー状の間隔保持材を介在させて隣接する基板１２の間の間隔を維持してもよい。
【００８８】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、アッシングによって各アモルファスカーボン膜１３を除去したが、超臨界状態の薬液等によるウェットエッチングによって各アモルファスカーボン膜１３を除去してもよい。超臨界状態の薬液は微小隙間へも円滑に進入するので、各アモルファスカーボン膜１３を確実に除去することができる。
【００８９】
また、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【００９０】
次に、本発明の第４の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【００９１】
図４は、本発明の第４の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。
【００９２】
図４において、まず、表面に窒化硅素膜１６が形成されたシリコンから成る基板１７を、該基板１７の表面上に形成された該表面の一部を露出させる開口部を有するマスク膜を用いてエッチングし、基板１７に幅が約１０ｎｍ〜３００ｎｍのトレンチ１８を形成する（図４（Ａ）、図４（Ｂ））。ここで、図４（Ａ）は平面図である。
【００９３】
次いで、基板１７の表面及びトレンチ１８の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜１９を堆積させる（図４（Ｃ））。
【００９４】
次いで、ＣＶＤによって酸化硅素膜２０をトレンチ１８の内表面及び基板１７の表面に堆積させて該基板１７の表面を平坦化し、さらに、開口部２１を有するフォトレジスト膜２２を平坦化された基板１７の表面上に形成する（図４（Ｄ））。このとき、トレンチ１８においてアモルファスカーボン膜１９は酸化硅素膜２０で実質的に覆われる。
【００９５】
次いで、フォトレジスト膜２２をマスク膜として酸化硅素膜２０及びアモルファスカーボン膜１９の一部をエッチングによって除去して窒化硅素膜１６を露出させ（図４（Ｅ））、ＣＶＤによって基板１７の表面全体を窒化硅素膜２３で覆い（図４（Ｆ））、さらに、基板１７の表面の一部を覆うフォトレジスト膜２４を形成する（図４（Ｇ））。
【００９６】
次いで、フォトレジスト膜２４をマスク膜として窒化硅素膜２３の一部をエッチングによって除去して酸化硅素膜２０を露出させ（図４（Ｈ））、ＣＶＤによって基板１７の表面全体を窒化硅素膜２５で覆い（図４（Ｉ））、さらに、基板１７の表面の一部を覆うフォトレジスト膜２６を形成する（図４（Ｊ））。
【００９７】
次いで、フォトレジスト膜２６をマスク膜として窒化硅素膜２５及び酸化硅素膜２０の一部をエッチングによって除去してアモルファスカーボン膜１９の一部を露出させ（図４（Ｋ））、アッシングによってアモルファスカーボン膜１９を全て除去し、基板１７に幅が１ｎｍ〜１００ｎｍである断面Ｕ字状の空洞２７を形成する（図４（Ｌ））。
【００９８】
次いで、基板１７の裏面をＣＭＰ等によって研削し、空洞２７が基板１７の裏面に露出した時点で研削を中止する。これにより、基板１７を厚み方向に貫通する幅が１ｎｍ〜１００ｎｍの流路２８を形成し（図４（Ｍ））、本処理を終了する。
【００９９】
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、トレンチ１８の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜１９を堆積し、該アモルファスカーボン膜１９を酸化硅素膜２０で覆った後、アモルファスカーボン膜１９を除去するので、幅が１ｎｍ〜１００ｎｍの流路２８を形成することができ、該流路２８に下水や海水を流すことによってコレラ菌やチフス菌等を除去することができる。また、流路２８の幅を１ｎｍ〜５ｎｍに制御することにより、汚染物質や塩分、さらにはウィルスを除去することができる。したがって、蒸留法等を併用することなく上水や淡水を得ることができる。
【０１００】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、基板１７にトレンチ１８を形成したが、基板１７に円孔を形成してもよく、この場合、該円孔の内表面にアモルファスカーボン膜１９を堆積させ、後工程において該アモルファスカーボン膜１９を除去することによって円孔状の流路を形成してもよい。
【０１０１】
また、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【０１０２】
次に、本発明の第５の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【０１０３】
図５は、本発明の第５の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。なお、以下の図５（Ｂ）、図５（Ｄ）、図５（Ｆ）、図５（Ｈ）、図５（Ｊ）、図５（Ｌ）及び図５（Ｎ）は平面図である。
【０１０４】
図５において、まず、表面に窒化硅素膜２９及び酸化硅素膜３０が形成されたシリコンから成る基板３１を、径が約１０ｎｍ〜３００ｎｍの円形の複数の開口部３２を有するフォトレジスト膜３３で覆い（図５（Ａ）、図５（Ｂ））、該フォトレジスト膜３３をマスク膜として窒化硅素膜２９、酸化硅素膜３０及び基板３１をエッチングして該基板３１に径が約１０ｎｍ〜３００ｎｍの複数の円孔３４を形成する（図５（Ｃ）、図５（Ｄ））。
【０１０５】
次いで、エッチング等によって窒化硅素膜２９及び酸化硅素膜３０を除去した後、円孔３４の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜３５を堆積させ（図５（Ｅ）、図５（Ｆ））、さらに、平面視において円孔３４及びアモルファスカーボン膜３５の一部を覆い、且つスリット状の開口部３６を有するフォトレジスト膜３７を基板３１の表面上に形成し（図５（Ｇ）、図５（Ｈ））、該フォトレジスト膜３７をマスク膜として露出するアモルファスカーボン膜３５をアッシングによって除去し、さらに、残存したフォトレジスト膜３７をアッシング等によって除去する。これにより、円孔３４の内表面には平面視Ｃ字状のアモルファスカーボン膜３５が残存する（図５（Ｉ）、図５（Ｊ））。
【０１０６】
次いで、ＣＶＤによって円孔３４内を酸化硅素３８で充填する（図５（Ｋ）、図５（Ｌ））。このとき、円孔３４においてアモルファスカーボン膜３５は酸化硅素３８で実質的に覆われる。その後、残存するアモルファスカーボン膜３５をアッシングによって除去する。これにより、基板３１及び酸化硅素３８に挟まれた平面視Ｃ字状の流路３９を形成し（図５（Ｍ）、図５（Ｎ））、本処理を終了する。
【０１０７】
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、円孔３４の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜３５を堆積し、該アモルファスカーボン膜３５を酸化硅素３８で覆った後、アモルファスカーボン膜３５を除去するので、幅が１ｎｍ〜１００ｎｍの流路３９を形成することができ、該流路３９に、図中矢印に沿って下水や海水を流すことによってコレラ菌やチフス菌、汚染物質や塩分、さらにはウィルスを除去することができる。したがって、蒸留法等を併用することなく上水や淡水を得ることができる。
【０１０８】
また、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【０１０９】
次に、本発明の第６の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【０１１０】
図６は、本発明の第６の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。
【０１１１】
図６において、まず、シリコンからなる基板４０において、該基板４０の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が数十ｎｍ〜３００ｎｍの貫通円孔４１を複数形成し、さらに、基板４０の表面にアモルファスカーボン膜４２を形成する。アモルファスカーボン膜４２は多数の大きさが１ｎｍ〜１００ｎｍの間隔保持材、例えば、高さが１ｎｍ〜１００ｎｍのマイクロピラー４３を含む（図６（Ａ））。
【０１１２】
次いで、基板４０と同様にマスク膜を用いたエッチングによって形成された径が数十ｎｍ〜３００ｎｍの複数の貫通円孔４４を有する基板４５を、アモルファスカーボン膜４２を介して基板４０に押圧して重ね、さらに接合する。このとき、アモルファスカーボン膜４２は潰されて厚み方向に圧縮されるが、マイクロピラー４３は圧縮されないため、基板４０及び基板４５の間の間隔は１ｎｍ〜１００ｎｍに維持される（図６（Ｂ））。ここで、平面視において貫通円孔４４が貫通円孔４１に重ね合わさらないように基板４５は基板４０に重ねられる。
【０１１３】
次いで、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）によって多孔質のセラミック材４６を各貫通円孔４４へ充填して該貫通円孔４４を埋め（図６（Ｃ））、さらにアッシングによってアモルファスカーボン膜４２を除去して基板４０及び基板４５の間にギャップ４７を形成する（図６（Ｄ））。ここで、前述の通り、基板４０及び基板４５の間にはマイクロピラー４３が介在するため、ギャップ４７の厚さはマイクロピラー４３の高さと同じとなる。
【０１１４】
次いで、基板４５の表面にアモルファスカーボン膜４２を形成した後、上述した図６（Ｂ）乃至図６（Ｄ）の工程、並びに、最上の基板の表面へのアモルファスカーボン膜の形成を繰り返して基板４５へ、該基板４５と同様の構成を有する基板４８、基板４９を順番に重ねていく。このとき、隣接する各基板の貫通円孔が平面視において互いに重ね合わさらないように基板４８、基板４９が基板４５へ重ねされる。また、各基板の間のアモルファスカーボン膜４２は基板が重ねられる毎にアッシングによって除去される。これにより、逆浸透膜としての濾過用フィルタ５０を形成し（図６（Ｅ））、本処理を終了する。
【０１１５】
濾過用フィルタ５０では各アモルファスカーボン膜が除去されて形成される厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのギャップ４７が流路として機能し、下水や海水は、図中矢印に示すように、セラミック材４６及びギャップ４７を通過するように流されるので、ギャップ４７によって大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌等を除去することができる。さらに、ギャップ４７を１ｎｍ〜５ｎｍに制御することにより、汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【０１１６】
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、アモルファスカーボン膜４２は高さが１ｎｍ〜１００ｎｍのマイクロピラー４３を含むので、アモルファスカーボン膜４２が除去された後もマイクロピラー４３がギャップ４７の厚さを確実に１ｎｍ〜１００ｎｍに維持することができる。
【０１１７】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、各基板の貫通円孔が平面視において互いに重ね合わさらないように各基板を重ねるので、各基板のセラミック材４６が重ね合わさってセラミック材４６のみで構成される貫通部が形成されるのを防止することができ、もって、大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌、若しくは大きさが数十ｎｍのウィルスや汚染物質が濾過用フィルタ５０を厚み方向に通過するのを防止できる。
【０１１８】
図７は、本発明の第６の実施の形態の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【０１１９】
図７において、まず、シリコンからなる基板５１において、該基板５１の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が数十ｎｍ〜３００ｎｍの貫通円孔５２を複数形成し、さらに、基板５１の表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜５３を形成する（図７（Ａ））。
【０１２０】
次いで、基板５１上にアモルファスカーボン膜５３を介してシリコンからなる基板５４を重ねて接合し（図７（Ｂ））、該基板５４の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が数十ｎｍ〜３００ｎｍの貫通円孔５５を複数形成する。このとき、各貫通円孔５５は平面視において基板５１の各貫通円孔５２に重ね合わさらないように形成される。また、各貫通円孔５５の底部においてアモルファスカーボン膜５３も除去される（図７（Ｃ））。
【０１２１】
次いで、ＰＶＤによって多孔質のセラミック材５６で基板５４の表面を覆い、各貫通円孔５５をセラミック材５６で充填する（図７（Ｄ））。貫通円孔５５のセラミック材５６は基板５１及び基板５４と自然に接合される。その後、ＰＶＤの際に基板５４の表面に堆積したセラミック材５６を切削加工等によって除去する（図７（Ｅ））。
【０１２２】
次いで、アッシングによってアモルファスカーボン膜５３を除去する。ここで、各貫通円孔５５のセラミック材５６が基板５１及び基板５４に接合されているため、基板５１及び基板５４は互いに離間することなく、また、セラミック材５６が基板５１及び基板５４の接触を防ぎ、基板５１及び基板５４の間に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのギャップ５７を形成する（図７（Ｆ））。
【０１２３】
次いで、基板５４の表面にアモルファスカーボン膜５３を形成した後、上述した図７（Ｂ）乃至図７（Ｆ）の工程、並びに、最上の基板の表面へのアモルファスカーボン膜の形成を繰り返して基板５４へ、該基板５４と同様の構成を有する基板５８、基板５９を順番に重ねていく。このとき、各基板の貫通円孔が平面視において互いに重ね合わさらないように各基板の貫通円孔が形成される。また、各基板の間のアモルファスカーボン膜５３は基板が重ねられる毎にアッシングによって除去される。これにより、逆浸透膜としての濾過用フィルタ６０を形成し（図７（Ｇ））、本処理を終了する。
【０１２４】
濾過用フィルタ６０では各アモルファスカーボン膜が除去されて形成される厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのギャップ５７及び多孔質のセラミック材５６が流路として機能し、下水や海水は、図中矢印に示すように、セラミック材５６及びギャップ５７を通過するように流されるので、ギャップ５７によって汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【０１２５】
本変形例に係る濾過用フィルタの製造方法でも、各基板の貫通円孔が平面視において互いに重ね合わさらないように形成されるので、各基板のセラミック材５６が重ね合わさってセラミック材５６のみで構成される貫通部が形成されるのを防止することができ、もって、大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌、若しくは、大きさが数十ｎｍのウィルスや汚染物質が濾過用フィルタ６０を厚み方向に通過するのを防止できる。
【０１２６】
上述した濾過用フィルタ５０や濾過用フィルタ６０において各基板（４５、４８、４９又は５４、５８、５９）をまとめて貫通する複数の貫通孔６１を形成し、各貫通孔６１に金属等の硬質部材、例えば、タングステン材を導入して濾過用フィルタ５０や濾過用フィルタ６０の内部を厚み方向に貫通する柱６２を形成してもよい（図８）。これにより、濾過用フィルタ５０や濾過用フィルタ６０の強度を向上することができる。
【０１２７】
なお、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【０１２８】
図９は、本発明の第７の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。
【０１２９】
図９において、まず、シリコンからなる複数の基板６３において、各基板６３の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が数十ｎｍ〜３００ｎｍの貫通円孔６４を複数形成し、その後、複数の基板６３を重ねて接合する際、各基板６３の各貫通円孔６４を平面視において重ね合わせて全ての基板６３を厚み方向に貫通する貫通流路６５を形成する。このとき、貫通流路６５の最大幅Ｗ１が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるように各貫通円孔６４の重ね合わせ量を調整する。これにより、逆浸透膜としての濾過用フィルタ６６を形成し、本処理を終了する。
【０１３０】
濾過用フィルタ６６では貫通流路６５の最大幅Ｗ１が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるので、濾過用フィルタ６６では貫通流路６５へ、図中矢印の方向に沿って下水や海水を流すことによって大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌を除去することができる。さらに、貫通流路６５の最小幅Ｗ１を１ｎｍ〜５ｎｍに制御することにより、汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。したがって、蒸留法等を併用することなく上水や淡水を得ることができる。
【０１３１】
なお、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【０１３２】
図１０は、本発明の第８の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。
【０１３３】
図１０において、まず、ＣＦ系のポリマーやＤＬＣ（Diamond-Like Carbon）からなる基板６７において、各基板６７の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が約２０〜２００ｎｍの貫通円孔６８を複数形成し、該基板６７をチタンやダイヤモンドからなるベース板６９に載置し、さらに、載置された基板６７をチタンやダイヤモンドからなる蓋体７０で覆う（図１０（Ａ））。蓋体７０の深さＤ２は基板６７の厚さよりも小さく設定される。
【０１３４】
次いで、蓋体７０をベース板６９へ向けて押圧する。このとき、基板６７は厚み方向に圧縮されて水平方向に膨張しようとするが、周りを蓋体７０で覆われているため、各貫通円孔６８の内壁が突出し、その結果、貫通円孔６８の径が縮小される（図１０（Ｂ））。本実施の形態では、縮小される貫通円孔６８の径が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるように基板６７の圧縮量が調整される。
【０１３５】
次いで、基板６７からベース板６９及び蓋体７０を取り外し、これにより、逆浸透膜としての濾過用フィルタ７１を形成し（図１０（Ｃ））、本処理を終了する。
【０１３６】
濾過用フィルタ７１では貫通円孔６８の径が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるので、濾過用フィルタ７１では貫通円孔６８へ下水や海水を流すことによって汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【０１３７】
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、基板６７を厚み方向に圧縮して貫通円孔６８の内壁が突出するように貫通円孔６８を変形させて貫通円孔６８の径を調整するので、濾過用フィルタ７１を容易に製造することができる。
【０１３８】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、各貫通円孔６８の径が最大でも１ｎｍ〜１００ｎｍとなれば、幾つかの貫通円孔６８は閉塞されてもよいので、基板６７の圧縮量は比較的大きめに設定されるのが好ましい。
【０１３９】
図１１は、本発明の第８の実施の形態の第１の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【０１４０】
図１１において、まず、ＣＦ系のポリマーやＤＬＣからなる細長基材７２において、多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が約２０ｎｍ〜２００ｎｍの貫通円孔７３を細長基材７２の長さ方向に沿って複数形成する（図１１（Ａ））。
【０１４１】
次いで、細長基材７２を側部から長さ方向に対して垂直な方向（図中矢印の方向）に圧縮する。このとき、各貫通円孔７３の内壁が貫通円孔７３の内部において突出し、その結果、貫通円孔７３の径が縮小される（図１１（Ｂ））。本実施の形態では、縮小される貫通円孔７３の径が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるように細長基材７２の圧縮量が調整される。これにより、逆浸透膜としての濾過用フィルタ７４を形成し、本処理を終了する。
【０１４２】
濾過用フィルタ７４では貫通円孔７３の径が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるので、濾過用フィルタ７４では貫通円孔７３へ下水や海水を流すことによって大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌を除去でき、更には貫通円孔の径を１ｎｍ〜５ｎｍに制御することができ、もって、汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【０１４３】
図１２は、本発明の第８の実施の形態の第２の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【０１４４】
図１２では、ベース板６９において、該ベース板６９の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が約２０ｎｍ〜２００ｎｍの貫通円孔７５を複数形成し、蓋体７０において、該蓋体７０の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が約２０ｎｍ〜２００ｎｍの貫通円孔７６を複数形成し、図１０の製造方法と同様に、予めマスク膜を用いたエッチングによって径が約２０ｎｍ〜２００ｎｍの貫通円孔６８が複数形成された基板６７をベース板６９に載置し、さらに、載置された基板６７を蓋体７０で覆う（図１２（Ａ））。このとき、ベース板６９の各貫通円孔７５、基板６７の各貫通円孔６８及び蓋体７０の各貫通円孔７６が平面視において重ね合わさせるように、ベース板６９、基板６７及び蓋体７０の位置が調整される。
【０１４５】
次いで、蓋体７０をベース板６９へ向けて押圧する。このとき、各貫通円孔６８の内壁が突出し、その結果、貫通円孔６８の径が縮小される（図１２（Ｂ））。本実施の形態でも、縮小される貫通円孔６８の径が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるように基板６７の圧縮量が調整される。これにより、基板６７からベース板６９及び蓋体７０を取り外すことなく逆浸透膜としての濾過用フィルタ７７を形成し、本処理を終了する。この濾過用フィルタ７７では、ベース板６９及び蓋体７０が基板６７の補強材として機能する。
【０１４６】
なお、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【０１４７】
図１３は、本発明の第９の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。
【０１４８】
図１３において、まず、図１の濾過用フィルタの製造方法によっての濾過用フィルタ６を形成し、該濾過用フィルタ６を２つの多孔質のセラミック部材７８，７９によって挟み込み、濾過用フィルタ６及び２つのセラミック部材７８，７９を接合して逆浸透膜としての複合濾過用フィルタ８０を形成し、本処理を終了する。
【０１４９】
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、最小径が１ｎｍ〜１００ｎｍの流路７が形成された濾過用フィルタ６が２つのセラミック部材７８，７９に接合されるので、形成される複合濾過用フィルタ８０の強度をより向上することができる。また、複合濾過用フィルタ８０では、濾過用フィルタ６に加えて多孔質のセラミック部材７８、７９として微細な透過孔から成るセラミックフィルタを使用することにより、濾過を少なくとも二回行うことができ、もって、汚染物質や塩分、さらにはコレラ菌、チフス菌等やウィルスを確実に除去することができる。
【０１５０】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、濾過用フィルタ６を２つのセラミック部材７８，７９で挟み込んだが、図２乃至図１２のいずれか１つに係る濾過用フィルタを２つのセラミック部材７８，７９で挟み込んでもよい。
【０１５１】
なお、本実施の形態では濾過用フィルタ６を２つのセラミック部材７８，７９で挟み込んだが、濾過用フィルタ６を１つのセラミック部材に接合して複合濾過用フィルタ８０を形成してもよい。
【０１５２】
図１４は、本発明の第１０の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。
【０１５３】
図１４において、まず、図１の濾過用フィルタの製造方法によっての濾過用フィルタ６を形成し、該濾過用フィルタ６の表面に酢酸メチルの高分子膜を用いる逆浸透膜８１を形成して複合濾過用フィルタ８２を形成し、本処理を終了する。
【０１５４】
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、最小径が１ｎｍ〜１００ｎｍの流路７が形成された濾過用フィルタ６が高分子膜を用いる逆浸透膜８１に接合されるので、下水や海水を濾過用フィルタ６及び逆浸透膜８１を通過させることによって濾過を二回行うことができ、もって、汚染物質や塩分、さらにはウィルスを確実に除去することができる。また、通常、高分子膜を用いる逆浸透膜は水中のイオンを反発する又は吸着するイオン阻止性質を有することが知られているので、濾過用フィルタ６は逆浸透膜８１が有するイオン阻止性質を利用することができ、もって、海水中のナトリウムイオンや塩素イオンを確実に除去することができる。
【０１５５】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、濾過用フィルタ６を逆浸透膜８１に接合したが、図２乃至図１２のいずれか１つに係る濾過用フィルタを逆浸透膜８１に接合してもよい。
【０１５６】
また、上述した各実施の形態に係る製造方法では、各濾過用フィルタにスリットや円孔を形成したが、エッチングによって基板を平面視において櫛歯状に加工して濾過用フィルタに流路を形成してもよい。この場合、まず、図１５に示すように、基板へ平面視において一端が基板の縁において開放される、幅が１ｎｍ〜５ｎｍの複数の溝を形成し、その後、各溝の一端を板状部材や基板を囲う枠体の一部で塞ぐことによって流路を形成する。これにより、流路の断面積を大きく確保して下水や海水の流量を増やすことができるので、濾過用フィルタによる上水や淡水の精製効率を向上することができる。
【０１５７】
上述した各実施の形態における濾過用フィルタは、一定時間以上、上水や淡水の精製に供されるとトラップされた汚染物質や塩分によって目詰まりを起こして上水や淡水の精製効率が低下する。したがって、トラップされた汚染物質や塩分を再度のエッチングやアッシングによって除去して濾過用フィルタを再生する必要があるが、各実施の形態における濾過用フィルタはシリコンなどの比較的硬質な部材によって構成されるため、再度のエッチングやアッシングによって破損、消耗することが殆どない。すなわち、上述した各実施の形態における濾過用フィルタは再生可能である。また、濾過用フィルタの再生時において流路７等の径が再度のエッチングやアッシングによって拡大しても、例えば、流路７の当初の開口径が１ｎｍ〜５ｎｍの場合には、拡大した流路７等の径はせいぜい数十ｎｍなので、再生された濾過用フィルタは、除去対象物の大きさが数百ｎｍ以上の汚水の濾過や人工透析に用いることができる。したがって、上述した各実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は汚染物質等を含む廃棄物が発生するのを防止することができる。また、濾過の際に下水や海水を流す方向とは逆の方向から水圧をかけて、トラップされた汚染物質等を除去してもよい。この場合も、濾過用フィルタが硬質な材質で構成されているため、濾過用フィルタは比較的高い圧力にも耐え、効率的な汚染物質などの除去を行うことができる。
【０１５８】
また、各実施の形態における濾過用フィルタの貫通孔を形成する際に、図１６（Ａ）に示すように、貫通孔の一端をフィルタ機能を発揮するために必要な所定のサイズの開口とし、貫通孔の他端を、貫通孔の径が上記一端から他端に向って広くなる開口にすることにより、或いは、図１６（Ｂ）に示すように、貫通孔の中間部分の径を上記所定のサイズと同じサイズとし、貫通孔の両端を、貫通孔の径が上記中間部分から両端に向って広くなる開口にすることにより、貫通孔において真に洗浄が必要な部分を減らし、濾過用フィルタの貫通孔の洗浄を容易にすることができる。
【０１５９】
また、上述したように、各実施の形態における濾過用フィルタはシリコンなどの比較的硬質な基板を構成に含むので、ＰＶＤやＣＶＤを利用して銀などの殺菌、抗菌作用のある金属でコーティングすることができ、より清浄な上水や淡水の精製に寄与することができる。ここで、濾過用フィルタを酸化チタンでコーティングし、上水や淡水の精製時に紫外線を照射させることによって光触媒作用による強力な滅菌効果を得ることができ、もって、上水や淡水の滅菌を確実に行うことができる。
【０１６０】
さらに、各実施の形態における濾過用フィルタに含まれる基板を導電材又は半導電材で構成してもよい。これにより、濾過用フィルタに電力を供給することができ、該電力に基づく電磁波によって上水や淡水の滅菌を行うことができる。
【０１６１】
各実施の形態における濾過用フィルタに含まれる基板へ予めセンサ機能を有する電子回路を組み込んでもよい。例えば、水質センサ機能を有する電子回路を組み込んだ場合、濾過用フィルタにおいてリアルタイムで精製される上水や淡水の清浄度をモニタすることができ、清浄度の低下した上水や淡水が精製されるのを防止できる。
【０１６２】
また、流量センサ機能を有する電子回路を組み込んだ場合、濾過用フィルタにおいて精製される上水や淡水の量をモニタすることでき、濾過用フィルタの交換/再生時期を適切に判断することができる。さらに、振動センサ機能を有する電子回路を組み込んだ場合、濾過用フィルタにおいて基板に生じる衝撃を直接的にモニタすることでき、濾過用フィルタの交換時期を適切に判断することができる。なお、予めセンサ機能を有する電子回路を組み込む場合、基板をシリコンによって構成すれば、基板上に直接電子回路を形成することができ、濾過用フィルタの貫通孔の形成と電子回路の形成とを同一のプロセス中に混在させることにより、電子回路の製造工程を簡素化できるので、基板はシリコンによって構成するのが好ましい。
【０１６３】
以上、本発明について、上記各実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１６４】
１，８，１２，１７，３１，４０，４５，４８，４９，５１，５４，５８，５９，６３，６７ 基板
２ 円孔
３，１０ 酸化硅素膜
６，１１，１４，５０，７１，７４，７７，８０，８２ 濾過用フィルタ
７，１５，２８，３９ 流路
９ ＤＴ
１３，１９，３５，４２，５３，６６，７１ アモルファスカーボン膜
３８ 酸化硅素
４１，６４，６８，７３ 貫通円孔
４３ マイクロピラー
４７，５７ ギャップ
６２ 柱
６５ 貫通流路
７２ 細長基材
７８，７９ セラミック部材
８１ 逆浸透膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過用フィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場や家庭からの排水（下水）から汚染物質や不純物を除去して上水を精製し、若しくは、海水から塩分等を除去して淡水を精製する際、濾過用フィルタが多用されている。濾過用フィルタとしては、高分子材料から成るもの、例えば、酢酸メチルの高分子膜を用いる逆浸透膜が知られている。逆浸透膜は径が数ｎｍの無数の貫通孔を有し、下水や海水に圧力をかけて逆浸透膜を通過させる際、1個の差し渡しが約０．３８ｎｍの水分子は貫通孔を通過するものの、大きさが数十ｎｍの汚染物質の分子や水和によって周囲に水分子が配位するナトリウムイオンは貫通孔を通過しない。これにより、逆浸透膜は水分子と汚染物質や塩分とを分離して下水や海水から上水や淡水を精製する。
【０００３】
ところが、途上国や自然災害の被災地において汚水から上水を逆浸透膜を用いて精製する際、汚水中のバクテリアが高分子膜を腐食するため、逆浸透膜の寿命が極端に短くなるという問題がある。
【０００４】
また、海岸沿いに配置される風車型の風力発電機では、潤滑油に塩分や微細な砂が混じりやすいため、潤滑油から塩分や微細な砂を除去することが強く求められているが、塩分や微細な砂の除去に逆浸透膜を用いた場合、潤滑油の成分が高分子膜を溶解させるため、やはり、逆浸透膜の寿命が極端に短くなるという問題がある。
【０００５】
さらに、逆浸透膜は高分子膜を主要構成要素とするため、強度が低く、精製効率向上のために下水や海水へ印加する圧力（一次側圧力）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。
【０００６】
そこで、近年、バクテリアによって腐食されることがなく、潤滑油にも溶解せず、且つ剛性の高い多孔質セラミック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。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５２６８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、高分子膜を用いる逆浸透膜及び多孔質セラミック体からなる逆浸透膜のいずれも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ない。また、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、逆浸透膜には径が数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、汚染物質や塩分の除去に関して依然として懸念がある。
【０００９】
また、下水中には大きさが数十ｎｍのウィルス、例えば、約５０ｎｍのインフルエンザウィルスや約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスが存在するが、これらのウィルスは径が数十ｎｍである貫通孔を通過する虞がある。
【００１０】
一方、ウィルスなどが存在していない場合であって、例えば、大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌、その他、サイズが数百ｎｍ以上であるような異物を含む水を濾過する場合には、貫通孔の径を数十〜百ｎｍ程度としてもよく、この場合、一次側圧力をさほど上昇させる必要がないため、逆浸透膜への負荷を低減することができる。
【００１１】
しかしながら、貫通孔の径を数十〜百ｎｍ程度とする場合であっても、貫通孔の径を精度よく制御していなければ所望の径以上の貫通孔が形成され、コレラ菌等が通過する懸念がある。
【００１２】
さらに、逆浸透膜を液体中に含まれる大きさが異なる複数の医薬成分の仕分けに利用する場合、所望の大きさではない医薬成分が貫通孔を通過する虞があり、医薬成分の仕分けができないという問題がある。
【００１３】
その結果、上水や淡水の精製に蒸留法等を併用する必要があり、また、医薬成分の仕分けに遠心分離法等を併用する必要がある。すなわち、上水や淡水を手軽に得ることができないという問題がある。
【００１４】
また、逆浸透膜による濾過の対象物、逆浸透膜の設置の状況、又は逆浸透膜のメンテナンス性に応じて貫通孔の形状が左右される場合、例えば、貫通孔の断面形状を真円にするか長円にするか、或いは貫通孔を溝によって構成するかが決定される場合があり、この場合、貫通孔の形状を精度よく制御する必要がある。
【００１５】
したがって、逆浸透膜の貫通孔を形成する際、該貫通孔のサイズ及び形状を精度よく制御することは重要な課題であるといえる。
【００１６】
本発明の目的は、上水や淡水を手軽に得ることができる濾過用フィルタの製造方法 を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法は、硬質の基板の表面上に形成された該表面の一部を露出させる均一な大きさの複数の開口部を有するマスク膜を用いて前記基板の開口部に対応する部分をエッチングし、複数の孔又は溝を前記基板に形成することを特徴とする。
【００１８】
請求項２記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記エッチングは、プラズマによるドライエッチングであることを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１又は２記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記形成された孔又は溝の内表面に所定の物質を堆積させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整することを特徴とする。
【００２０】
請求項４記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項３記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記調整された前記孔の径又は前記溝の幅は１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする。
【００２１】
請求項５記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２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において、前記所定の物質はＣＶＤによって堆積されることを特徴とする。
【００２２】
請求項６記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２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において、前記所定の物質はＡＬＤによって堆積されることを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記孔又は溝の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍの有機膜を形成し、前記孔又は溝の内部において該有機膜を他の材料で覆った後、前記有機膜を除去することを特徴とする。
【００２４】
請求項８記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項７記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記有機膜の厚さは１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする。
【００２５】
請求項９記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記孔の径又は前記溝の幅は１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、前記基板を厚み方向に圧縮して前記孔又は溝の内壁が突出するように前記孔又は溝を変形させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜５ｎｍに調整することを特徴とする。
【００２６】
請求項１０記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記孔の径又は前記溝の幅は１０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、前記基板を厚み方向に圧縮して前記孔又は溝の内壁が突出するように前記孔又は溝を変形させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整することを特徴とする。
【００２７】
請求項１１記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記複数の孔又は溝が前記基板に形成された後、前記基板の裏面を削って前記孔又は溝を前記基板に対して貫通させることを特徴とする。
【００２８】
請求項１２記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記形成された孔又は溝を有する基板を複数枚重ねることを特徴とする。
【００２９】
請求項１３記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１２記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記基板は少なくとも表面及び裏面のいずれか一方に酸化膜が形成され、前記基板を複数枚重ねる際に各前記基板の前記酸化膜同士を加熱接合させることを特徴とする。
【００３０】
請求項１４記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記形成された前記複数の孔又は溝は前記基板を貫通し、複数の前記基板を重ねる際、各前記基板の前記孔又は溝を平面視において重ね合わせて複数の前記基板を貫通する貫通部を形成し、平面視において前記貫通部の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整することを特徴とする。
【００３１】
請求項１５記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１４記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記貫通部の幅は１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする。
【００３２】
請求項１６記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記硬質の基板は、シリコン、金属又は金属酸化物からなることを特徴とする。
【００３３】
請求項１７記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記複数の孔又は溝が形成された基板をセラミックからなる他の基板に接合することを特徴とする。
【００３４】
請求項１８記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記複数の孔又は溝が形成された基板に高分子膜を用いる逆浸透膜を接合することを特徴とする。
【００３５】
請求項１９記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記複数の孔又は溝が形成された基板にセンサ機能を有する電気回路を組み込むことを特徴とする。
【００３６】
上記目的を達成するために、請求項２０記載の濾過用フィルタの製造方法は、複数の硬質の基板を、互いの間隔が所定値となるように間に有機材を介して重ねた後、前記有機材を除去することを特徴とする。
【００３７】
請求項２１記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０記載の濾過用フィルタの製造方法において、各前記基板において当該基板を貫通する孔又は溝を形成し、平面視において各前記基板の前記孔又は溝が重ね合わさらないように前記複数の基板を重ねることを特徴とする。
【００３８】
請求項２２記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０又は２１記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記有機材は大きさが１ｎｍ〜１００ｎｍの間隔保持材を含むことを特徴とする。
【００３９】
請求項２３記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２２記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記間隔保持材の大きさが１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする。
【００４０】
請求項２４記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０乃至２３のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記複数の基板を重ねた後、複数の前記基板をまとめて貫通する貫通孔を形成し、該貫通孔に硬質部材を導入して柱を形成することを特徴とする。
【００４１】
請求項２５記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記重ねられた複数の基板をセラミックからなる他の基板に接合することを特徴とする。
【００４２】
請求項２６記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記重ねられた複数の基板に高分子膜を用いる逆浸透膜を接合することを特徴とする。
【００４３】
請求項２７記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項２０乃至２６のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法において、少なくとも１つの前記基板にセンサ機能を有する電気回路を組み込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、高度な加工精度を実現することのできるエッチング技術、特に、プラズマによるドライエッチング技術を用いることで、マスク膜の開口部の大きさ及び形状を調整することにより、基板に形成される複数の孔の径又は溝の幅及び形状を直接的に制御することができ、もって、所望のサイズの径や幅の孔や溝を形成する際、該形成される孔の径又は溝の幅のばらつきを防止できる。その結果、濾過の対象物である大きさが数十ｎｍのウィルスや数百ｎｍのコレラ菌、若しくは汚染物質が基板を通過するのを防止することができ、当該基板を用いた濾過用フィルタによる上水や淡水の精製の際、蒸留法等を併用する必要を無くすことができるので、上水や淡水を手軽に得ることができる。
【００４５】
また、本発明によれば、複数の硬質の基板が、互いの間隔が所定値となるように間に有機材を介して重ねられた後、有機材が除去されるので、隣接する各基板の間に形成されるスリットの幅を直接的に制御することができ、もって、幅が数ｎｍ或いは数十ｎｍ〜百ｎｍのスリットを形成する際、該形成されるスリットの幅のばらつきを防止できる。その結果、形成されたスリットの幅に応じて、大きさが数十ｎｍのウィルスや数百ｎｍのコレラ菌、若しくは汚染物質がスリットを通過するのを防止することができ、当該スリットを利用する濾過用フィルタによる上水や淡水の精製の際、蒸留法等を併用する必要を無くすことができるので、上水や淡水を手軽に得ることができる。
【００４６】
さらに、本発明によれば、濾過用フィルタに硬質の基板を用いるので、下水や海水へ印加する一次側圧力を高めることができ、もって、上水や淡水の精製効率を向上することができる。
【００４７】
また、孔若しくはスリットの形状を精度よく制御できるので、メンテナンスの効率を向上し、孔若しくはスリットの形状を設置の状況に適した形状に揃えて上水や淡水の精製効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の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２】本発明の第２の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３】本発明の第３の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４】本発明の第４の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５】本発明の第５の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６】本発明の第６の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７】本発明の第６の実施の形態の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【図８】本発明の第６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変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の第７の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１０】本発明の第８の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１１】本発明の第８の実施の形態の第１の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【図１２】本発明の第８の実施の形態の第２の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【図１３】本発明の第９の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１４】発明の第１０の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１５】本発明に係る濾過用フィルタの製造方法において用いられる基板の第１の変形例である。
【図１６】本発明に係る濾過用フィルタの製造方法において用いられる基板の他の変形例であり、図１６（Ａ）は第２の変形例であり、図１６（Ｂ）は第３の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
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。
【００５０】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【００５１】
図１は、本発明の第１の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。
【００５２】
図１において、まず、シリコンからなる基板１を、該基板１の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いて、例えば、プラズマによりエッチングする。本実施の形態では、マスク膜の各開口部は径が約１００ｎｍ〜１μｍの円形を呈するので、基板１には径が約１００ｎｍ〜１μｍの多数の円孔２が形成される（図１（Ａ））。
【００５３】
次いで、熱酸化を利用するＣＶＤによって基板１の表面及び円孔２の内表面に酸化硅素膜３を堆積させる。このとき、酸化硅素膜３は円孔２の内部よりも開口端近傍に多く堆積し、円孔２の実質的な径は開口端近傍において最も縮小する（図１（Ｂ））。本実施の形態では、酸化硅素膜３によって縮小される円孔２の開口部近傍の最小径部４における径Ｄ１が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるようにＣＶＤの処理時間が調整される。
【００５４】
次いで、酸化硅素膜３によって円孔２の径が縮小された２つの基板１の各酸化硅素膜３同士を接触させ、雰囲気の温度を４００℃〜１０００℃に上昇させて各酸化硅素膜３同士を加熱結合させる。このとき、図中上方の基板１における各円孔２の位置と、図中下方の基板１における各円孔２の位置とが一致するように、２つの基板１を重ねる（図１（Ｃ））。
【００５５】
次いで、図中下方の基板１の裏面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等によって研削して該基板１におけるシリコンから成る部分を除去し、図中下方の基板１の酸化硅素膜３のみからなる径調整部５を残存させる。このとき、径調整部５に最小径部４が残存するようにシリコンからなる部分を除去する（図１（Ｄ））。
【００５６】
次いで、図１（Ｃ）の基板１の重ね合わせ、及び図１（Ｄ）の基板の研削を繰り返し、径調整部５を少なくとも１０層以上、好ましくは１００層以上重ね（図１（Ｅ））、その後、図中上方の基板１の裏面をＣＭＰ等によって研削して該基板１におけるシリコンから成る部分を除去し、図中上方の基板１の酸化硅素膜３のみからなる径調整部５ａを残存させて逆浸透膜としての濾過用フィルタ６を形成し（図１（Ｆ））、本処理を終了する。
【００５７】
濾過用フィルタ６では各径調整部５の最小径部４が連なって形成された流路７が形成され、該流路７における最小径は１ｎｍ〜１００ｎｍとなるので、濾過用フィルタ６では流路７に下水や海水を流すことによって大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌を除去できる。さらに、流路７の最小径を１ｎｍ〜５ｎｍに制御すれば、汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、図１（Ｄ）において下方の基板１の裏面を研削して下方に径調整部５を積層していったが、上方の基板１の裏面を研削して上方に径調整部５を積層していってもよい。
【００５９】
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、マスク膜の開口部の径を調整することにより、基板１に形成される多数の円孔２の径を直接的に制御することができ、もって、径が数ｎｍ〜１００ｎｍの円孔２を形成する際、該円孔２の径のばらつきを防止できる。その結果、孔径のサイズを使い分けることにより、大きさが数百ｎｍのコレラ菌や、大きさが数十ｎｍのウィルスや汚染物質が基板１を通過するのを防止することができ、当該基板１を重ね合わせて形成した濾過用フィルタ６による上水や淡水の精製の際、蒸留法等を併用する必要を無くすことができるので、上水や淡水を手軽に得ることができる。また、濾過用フィルタ６は硬質の酸化硅素膜３からなるので、下水や海水へ印加する一次側圧力を高めることができ、もって、上水や淡水の精製効率を向上することができる。
【００６０】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、酸化硅素はＣＶＤによって堆積される。ＣＶＤは処理時間を調整することによって堆積量を調整することができるので、円孔２の径を容易に所望値へ調整することができる。
【００６１】
また、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、多数の円孔２が基板１に形成された後、基板１の裏面を削るので、切削量を調整することによって各円孔２を基板１に対して確実に貫通させることができる。
【００６２】
さらに、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、径調整部５を１０層以上重ねるので、濾過用フィルタ６の強度を向上することができる。
【００６３】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、基板１は表面に酸化硅素膜３が形成され、２つの基板１を重ねる際に各基板１の酸化硅素膜３同士が加熱接合されるので、各基板１の接合を強固に行うことができ、もって、濾過用フィルタ６の強度をより向上することができる。
【００６４】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、プラズマによって基板をエッチングしたが、マスクの開口を基板へ正確に転写できれば、他のエッチング方法であってもよい。
【００６５】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、ＣＶＤによって基板１の表面及び円孔２の内表面に酸化硅素膜３を堆積させたが、窒化硅素膜又はポリシリコン膜等ＣＶＤによって堆積可能な硬質の膜であれば、いずれを堆積させてもよい。また、基板１をシリコンで構成したが、エッチング可能な硬質材であれば、金属又は金属酸化物等によって基板１を構成してもよい。また、酸化硅素膜３の堆積の際に熱酸化によるＣＶＤを利用したが、プラズマＣＶＤを利用してもよい。
【００６６】
また、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、流路７において全ての径調整部５が最小径部４を備えるが、全ての径調整部５が最小径部４を備える必要はなく、流路７において１つの径調整部５だけが最小径部４を備えていてもよい。
【００６７】
さらに、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、各基板１からシリコンからなる部分を全て除去したが、シリコンからなる部分を全て除去する必要はなく、少なくとも円孔２が基板１に対して貫通する程度だけシリコンからなる部分を除去すればよい。
【００６８】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、各基板１に円孔２を形成したが、マスク膜の各開口部をスリット状に形成し、該開口部を用いたエッチングによって基板１に溝を形成してもよく、この場合、該溝の内表面に酸化硅素を堆積させて溝の最小幅を１ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍに調整するのが好ましい。
【００６９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【００７０】
図２は、本発明の第２の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。
【００７１】
図２において、まず、シリコンからなる基板８に、該基板８の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いて基板８をエッチングして多数のＤＴ（Deep Trench）９を形成する。本実施の形態におけるエッチングは、アスペクト比の高いＤＴを形成するために異方性の高い加工が可能なプラズマによるエッチングであることが望ましい。
【００７２】
本実施の形態では、マスク膜の各開口部は幅が約２０ｎｍ〜４０ｎｍのスリット状を呈するので、基板８には幅が約２０ｎｍ〜４０ｎｍの多数のＤＴ９が形成される（図２（Ａ））。通常、アスペクト比が１０以上のＤＴでは先端部が狭くなり、本実施の形態におけるＤＴ９では先端部の幅が約１０ｎｍである。
【００７３】
次いで、ＡＬＤによって基板８の表面及びＤＴ９の内表面に酸化硅素膜１０を堆積させ、さらに、基板８の表面に堆積した酸化珪素膜１０のみを除去する（図２（Ｂ））。本実施の形態では、ＤＴ９の先端部における最小幅Ｄ１が１ｎｍ〜５ｎｍ、好ましくは、１ｎｍ〜３ｎｍとなるようにＡＬＤの処理時間が調整される。
【００７４】
次いで、基板８の裏面をＣＭＰ等によって研削し、ＤＴ９の先端部が基板８の裏面に露出した時点で研削を中止する。これにより、各ＤＴ９を基板８に対して貫通させて濾過用フィルタ１１を形成し（図２（Ｃ））、本処理を終了する。
【００７５】
濾過用フィルタ１１では、基板８に対して貫通するＤＴ９の最小幅Ｄ１は１ｎｍ〜５ｎｍとなるので、濾過用フィルタ１１ではＤＴ９に下水や海水を流すことによって汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【００７６】
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、酸化硅素膜はＡＬＤによって堆積される。ＡＬＤは原子を１個単位で堆積することができるので、ＤＴ９の先端部の最小幅Ｄ１を精密に所望値へ調整することができる。
【００７７】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、基板８にＤＴ９を形成したが、マスク膜の各開口部を円形状に形成し、該開口部を用いたエッチングによって基板８に円孔を形成してもよく、この場合、該円孔の内表面に酸化硅素を堆積させて円孔の最小径を１ｎｍ〜５ｎｍに調整するのが好ましい。
【００７８】
なお、大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌等を除去する場合には、ＤＴ９の最小幅Ｄ１や貫通孔の最小径は１ｎｍ〜１００ｎｍでよく、これらを形成する際に用いるＤＴの開口サイズが１００ｎｍ〜１μｍ程度であること以外は、最小幅Ｄ１が１ｎｍ〜５ｎｍのＤＴ９を形成する場合と形成方法は変わらない。
【００７９】
また、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【００８０】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【００８１】
図３は、本発明の第３の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。
【００８２】
図３において、まず、シリコンから成る基板１２を準備し（図３（Ａ））、該基板１２の表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜１３を堆積させる（図３（Ｂ））。
【００８３】
次いで、複数の基板１２を、一の基板１２のアモルファスカーボン膜１３が他の基板１２の裏面と接触するように重ね、周りをフレーム（図示しない）等で固定し（図３（Ｃ））、アッシングによって各アモルファスカーボン膜１３を除去して逆浸透膜としての濾過用フィルタ１４を形成し（図３（Ｄ））、本処理を終了する。
【００８４】
濾過用フィルタ１４では各アモルファスカーボン膜１３が除去されて隣接する２つの基板１２の間にスリット状の流路１５が形成され、該流路１５の幅は１ｎｍ〜１００ｎｍとなるので、濾過用フィルタ１４では流路１５へ、図中矢印の方向に沿って下水や海水を流すことによって大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌等を除去することができる。さらに、流路１５の幅を１ｎｍ〜５ｎｍに制御することにより、汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【００８５】
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、複数のシリコンから成る基板１２が、互いの間隔が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるように間にアモルファスカーボン膜１３を介して重ねられた後、各アモルファスカーボン膜１３が除去されるので、隣接する各基板１２の間に形成されるスリット状の流路１５の幅を直接的に制御することができ、もって、形成されるスリット状の流路１５の幅のばらつきを防止できる。
【００８６】
また、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、幅が１ｎｍ〜１００ｎｍのスリット状の流路１５によって濾過が行われるため、最小径が１ｎｍ〜１００ｎｍの円孔によって濾過を行う場合よりも多量の下水や海水を流路１５に流すことができる。その結果、上水や淡水の精製効率を向上することができる。
【００８７】
さらに、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、複数の基板１２の周りをフレーム等で固定することによって隣接する基板１２の間の間隔を維持したが、隣接する基板１２の間に高さが１ｎｍ〜１００ｎｍのピラー状の間隔保持材を介在させて隣接する基板１２の間の間隔を維持してもよい。
【００８８】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、アッシングによって各アモルファスカーボン膜１３を除去したが、超臨界状態の薬液等によるウェットエッチングによって各アモルファスカーボン膜１３を除去してもよい。超臨界状態の薬液は微小隙間へも円滑に進入するので、各アモルファスカーボン膜１３を確実に除去することができる。
【００８９】
また、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【００９０】
次に、本発明の第４の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【００９１】
図４は、本発明の第４の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。
【００９２】
図４において、まず、表面に窒化硅素膜１６が形成されたシリコンから成る基板１７を、該基板１７の表面上に形成された該表面の一部を露出させる開口部を有するマスク膜を用いてエッチングし、基板１７に幅が約１０ｎｍ〜３００ｎｍのトレンチ１８を形成する（図４（Ａ）、図４（Ｂ））。ここで、図４（Ａ）は平面図である。
【００９３】
次いで、基板１７の表面及びトレンチ１８の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜１９を堆積させる（図４（Ｃ））。
【００９４】
次いで、ＣＶＤによって酸化硅素膜２０をトレンチ１８の内表面及び基板１７の表面に堆積させて該基板１７の表面を平坦化し、さらに、開口部２１を有するフォトレジスト膜２２を平坦化された基板１７の表面上に形成する（図４（Ｄ））。このとき、トレンチ１８においてアモルファスカーボン膜１９は酸化硅素膜２０で実質的に覆われる。
【００９５】
次いで、フォトレジスト膜２２をマスク膜として酸化硅素膜２０及びアモルファスカーボン膜１９の一部をエッチングによって除去して窒化硅素膜１６を露出させ（図４（Ｅ））、ＣＶＤによって基板１７の表面全体を窒化硅素膜２３で覆い（図４（Ｆ））、さらに、基板１７の表面の一部を覆うフォトレジスト膜２４を形成する（図４（Ｇ））。
【００９６】
次いで、フォトレジスト膜２４をマスク膜として窒化硅素膜２３の一部をエッチングによって除去して酸化硅素膜２０を露出させ（図４（Ｈ））、ＣＶＤによって基板１７の表面全体を窒化硅素膜２５で覆い（図４（Ｉ））、さらに、基板１７の表面の一部を覆うフォトレジスト膜２６を形成する（図４（Ｊ））。
【００９７】
次いで、フォトレジスト膜２６をマスク膜として窒化硅素膜２５及び酸化硅素膜２０の一部をエッチングによって除去してアモルファスカーボン膜１９の一部を露出させ（図４（Ｋ））、アッシングによってアモルファスカーボン膜１９を全て除去し、基板１７に幅が１ｎｍ〜１００ｎｍである断面Ｕ字状の空洞２７を形成する（図４（Ｌ））。
【００９８】
次いで、基板１７の裏面をＣＭＰ等によって研削し、空洞２７が基板１７の裏面に露出した時点で研削を中止する。これにより、基板１７を厚み方向に貫通する幅が１ｎｍ〜１００ｎｍの流路２８を形成し（図４（Ｍ））、本処理を終了する。
【００９９】
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、トレンチ１８の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜１９を堆積し、該アモルファスカーボン膜１９を酸化硅素膜２０で覆った後、アモルファスカーボン膜１９を除去するので、幅が１ｎｍ〜１００ｎｍの流路２８を形成することができ、該流路２８に下水や海水を流すことによってコレラ菌やチフス菌等を除去することができる。また、流路２８の幅を１ｎｍ〜５ｎｍに制御することにより、汚染物質や塩分、さらにはウィルスを除去することができる。したがって、蒸留法等を併用することなく上水や淡水を得ることができる。
【０１００】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、基板１７にトレンチ１８を形成したが、基板１７に円孔を形成してもよく、この場合、該円孔の内表面にアモルファスカーボン膜１９を堆積させ、後工程において該アモルファスカーボン膜１９を除去することによって円孔状の流路を形成してもよい。
【０１０１】
また、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【０１０２】
次に、本発明の第５の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【０１０３】
図５は、本発明の第５の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。なお、以下の図５（Ｂ）、図５（Ｄ）、図５（Ｆ）、図５（Ｈ）、図５（Ｊ）、図５（Ｌ）及び図５（Ｎ）は平面図である。
【０１０４】
図５において、まず、表面に窒化硅素膜２９及び酸化硅素膜３０が形成されたシリコンから成る基板３１を、径が約１０ｎｍ〜３００ｎｍの円形の複数の開口部３２を有するフォトレジスト膜３３で覆い（図５（Ａ）、図５（Ｂ））、該フォトレジスト膜３３をマスク膜として窒化硅素膜２９、酸化硅素膜３０及び基板３１をエッチングして該基板３１に径が約１０ｎｍ〜３００ｎｍの複数の円孔３４を形成する（図５（Ｃ）、図５（Ｄ））。
【０１０５】
次いで、エッチング等によって窒化硅素膜２９及び酸化硅素膜３０を除去した後、円孔３４の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜３５を堆積させ（図５（Ｅ）、図５（Ｆ））、さらに、平面視において円孔３４及びアモルファスカーボン膜３５の一部を覆い、且つスリット状の開口部３６を有するフォトレジスト膜３７を基板３１の表面上に形成し（図５（Ｇ）、図５（Ｈ））、該フォトレジスト膜３７をマスク膜として露出するアモルファスカーボン膜３５をアッシングによって除去し、さらに、残存したフォトレジスト膜３７をアッシング等によって除去する。これにより、円孔３４の内表面には平面視Ｃ字状のアモルファスカーボン膜３５が残存する（図５（Ｉ）、図５（Ｊ））。
【０１０６】
次いで、ＣＶＤによって円孔３４内を酸化硅素３８で充填する（図５（Ｋ）、図５（Ｌ））。このとき、円孔３４においてアモルファスカーボン膜３５は酸化硅素３８で実質的に覆われる。その後、残存するアモルファスカーボン膜３５をアッシングによって除去する。これにより、基板３１及び酸化硅素３８に挟まれた平面視Ｃ字状の流路３９を形成し（図５（Ｍ）、図５（Ｎ））、本処理を終了する。
【０１０７】
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、円孔３４の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜３５を堆積し、該アモルファスカーボン膜３５を酸化硅素３８で覆った後、アモルファスカーボン膜３５を除去するので、幅が１ｎｍ〜１００ｎｍの流路３９を形成することができ、該流路３９に、図中矢印に沿って下水や海水を流すことによってコレラ菌やチフス菌、汚染物質や塩分、さらにはウィルスを除去することができる。したがって、蒸留法等を併用することなく上水や淡水を得ることができる。
【０１０８】
また、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【０１０９】
次に、本発明の第６の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法について説明する。
【０１１０】
図６は、本発明の第６の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。
【０１１１】
図６において、まず、シリコンからなる基板４０において、該基板４０の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が数十ｎｍ〜３００ｎｍの貫通円孔４１を複数形成し、さらに、基板４０の表面にアモルファスカーボン膜４２を形成する。アモルファスカーボン膜４２は多数の大きさが１ｎｍ〜１００ｎｍの間隔保持材、例えば、高さが１ｎｍ〜１００ｎｍのマイクロピラー４３を含む（図６（Ａ））。
【０１１２】
次いで、基板４０と同様にマスク膜を用いたエッチングによって形成された径が数十ｎｍ〜３００ｎｍの複数の貫通円孔４４を有する基板４５を、アモルファスカーボン膜４２を介して基板４０に押圧して重ね、さらに接合する。このとき、アモルファスカーボン膜４２は潰されて厚み方向に圧縮されるが、マイクロピラー４３は圧縮されないため、基板４０及び基板４５の間の間隔は１ｎｍ〜１００ｎｍに維持される（図６（Ｂ））。ここで、平面視において貫通円孔４４が貫通円孔４１に重ね合わさらないように基板４５は基板４０に重ねられる。
【０１１３】
次いで、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）によって多孔質のセラミック材４６を各貫通円孔４４へ充填して該貫通円孔４４を埋め（図６（Ｃ））、さらにアッシングによってアモルファスカーボン膜４２を除去して基板４０及び基板４５の間にギャップ４７を形成する（図６（Ｄ））。ここで、前述の通り、基板４０及び基板４５の間にはマイクロピラー４３が介在するため、ギャップ４７の厚さはマイクロピラー４３の高さと同じとなる。
【０１１４】
次いで、基板４５の表面にアモルファスカーボン膜４２を形成した後、上述した図６（Ｂ）乃至図６（Ｄ）の工程、並びに、最上の基板の表面へのアモルファスカーボン膜の形成を繰り返して基板４５へ、該基板４５と同様の構成を有する基板４８、基板４９を順番に重ねていく。このとき、隣接する各基板の貫通円孔が平面視において互いに重ね合わさらないように基板４８、基板４９が基板４５へ重ねされる。また、各基板の間のアモルファスカーボン膜４２は基板が重ねられる毎にアッシングによって除去される。これにより、逆浸透膜としての濾過用フィルタ５０を形成し（図６（Ｅ））、本処理を終了する。
【０１１５】
濾過用フィルタ５０では各アモルファスカーボン膜が除去されて形成される厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのギャップ４７が流路として機能し、下水や海水は、図中矢印に示すように、セラミック材４６及びギャップ４７を通過するように流されるので、ギャップ４７によって大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌等を除去することができる。さらに、ギャップ４７を１ｎｍ〜５ｎｍに制御することにより、汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【０１１６】
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、アモルファスカーボン膜４２は高さが１ｎｍ〜１００ｎｍのマイクロピラー４３を含むので、アモルファスカーボン膜４２が除去された後もマイクロピラー４３がギャップ４７の厚さを確実に１ｎｍ〜１００ｎｍに維持することができる。
【０１１７】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、各基板の貫通円孔が平面視において互いに重ね合わさらないように各基板を重ねるので、各基板のセラミック材４６が重ね合わさってセラミック材４６のみで構成される貫通部が形成されるのを防止することができ、もって、大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌、若しくは大きさが数十ｎｍのウィルスや汚染物質が濾過用フィルタ５０を厚み方向に通過するのを防止できる。
【０１１８】
図７は、本発明の第６の実施の形態の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【０１１９】
図７において、まず、シリコンからなる基板５１において、該基板５１の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が数十ｎｍ〜３００ｎｍの貫通円孔５２を複数形成し、さらに、基板５１の表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのアモルファスカーボン膜５３を形成する（図７（Ａ））。
【０１２０】
次いで、基板５１上にアモルファスカーボン膜５３を介してシリコンからなる基板５４を重ねて接合し（図７（Ｂ））、該基板５４の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が数十ｎｍ〜３００ｎｍの貫通円孔５５を複数形成する。このとき、各貫通円孔５５は平面視において基板５１の各貫通円孔５２に重ね合わさらないように形成される。また、各貫通円孔５５の底部においてアモルファスカーボン膜５３も除去される（図７（Ｃ））。
【０１２１】
次いで、ＰＶＤによって多孔質のセラミック材５６で基板５４の表面を覆い、各貫通円孔５５をセラミック材５６で充填する（図７（Ｄ））。貫通円孔５５のセラミック材５６は基板５１及び基板５４と自然に接合される。その後、ＰＶＤの際に基板５４の表面に堆積したセラミック材５６を切削加工等によって除去する（図７（Ｅ））。
【０１２２】
次いで、アッシングによってアモルファスカーボン膜５３を除去する。ここで、各貫通円孔５５のセラミック材５６が基板５１及び基板５４に接合されているため、基板５１及び基板５４は互いに離間することなく、また、セラミック材５６が基板５１及び基板５４の接触を防ぎ、基板５１及び基板５４の間に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのギャップ５７を形成する（図７（Ｆ））。
【０１２３】
次いで、基板５４の表面にアモルファスカーボン膜５３を形成した後、上述した図７（Ｂ）乃至図７（Ｆ）の工程、並びに、最上の基板の表面へのアモルファスカーボン膜の形成を繰り返して基板５４へ、該基板５４と同様の構成を有する基板５８、基板５９を順番に重ねていく。このとき、各基板の貫通円孔が平面視において互いに重ね合わさらないように各基板の貫通円孔が形成される。また、各基板の間のアモルファスカーボン膜５３は基板が重ねられる毎にアッシングによって除去される。これにより、逆浸透膜としての濾過用フィルタ６０を形成し（図７（Ｇ））、本処理を終了する。
【０１２４】
濾過用フィルタ６０では各アモルファスカーボン膜が除去されて形成される厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍのギャップ５７及び多孔質のセラミック材５６が流路として機能し、下水や海水は、図中矢印に示すように、セラミック材５６及びギャップ５７を通過するように流されるので、ギャップ５７によって汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【０１２５】
本変形例に係る濾過用フィルタの製造方法でも、各基板の貫通円孔が平面視において互いに重ね合わさらないように形成されるので、各基板のセラミック材５６が重ね合わさってセラミック材５６のみで構成される貫通部が形成されるのを防止することができ、もって、大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌、若しくは、大きさが数十ｎｍのウィルスや汚染物質が濾過用フィルタ６０を厚み方向に通過するのを防止できる。
【０１２６】
上述した濾過用フィルタ５０や濾過用フィルタ６０において各基板（４５、４８、４９又は５４、５８、５９）をまとめて貫通する複数の貫通孔６１を形成し、各貫通孔６１に金属等の硬質部材、例えば、タングステン材を導入して濾過用フィルタ５０や濾過用フィルタ６０の内部を厚み方向に貫通する柱６２を形成してもよい（図８）。これにより、濾過用フィルタ５０や濾過用フィルタ６０の強度を向上することができる。
【０１２７】
なお、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【０１２８】
図９は、本発明の第７の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。
【０１２９】
図９において、まず、シリコンからなる複数の基板６３において、各基板６３の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が数十ｎｍ〜３００ｎｍの貫通円孔６４を複数形成し、その後、複数の基板６３を重ねて接合する際、各基板６３の各貫通円孔６４を平面視において重ね合わせて全ての基板６３を厚み方向に貫通する貫通流路６５を形成する。このとき、貫通流路６５の最大幅Ｗ１が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるように各貫通円孔６４の重ね合わせ量を調整する。これにより、逆浸透膜としての濾過用フィルタ６６を形成し、本処理を終了する。
【０１３０】
濾過用フィルタ６６では貫通流路６５の最大幅Ｗ１が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるので、濾過用フィルタ６６では貫通流路６５へ、図中矢印の方向に沿って下水や海水を流すことによって大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌を除去することができる。さらに、貫通流路６５の最小幅Ｗ１を１ｎｍ〜５ｎｍに制御することにより、汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。したがって、蒸留法等を併用することなく上水や淡水を得ることができる。
【０１３１】
なお、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【０１３２】
図１０は、本発明の第８の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。
【０１３３】
図１０において、まず、ＣＦ系のポリマーやＤＬＣ（Diamond-Like Carbon）からなる基板６７において、各基板６７の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が約２０〜２００ｎｍの貫通円孔６８を複数形成し、該基板６７をチタンやダイヤモンドからなるベース板６９に載置し、さらに、載置された基板６７をチタンやダイヤモンドからなる蓋体７０で覆う（図１０（Ａ））。蓋体７０の深さＤ２は基板６７の厚さよりも小さく設定される。
【０１３４】
次いで、蓋体７０をベース板６９へ向けて押圧する。このとき、基板６７は厚み方向に圧縮されて水平方向に膨張しようとするが、周りを蓋体７０で覆われているため、各貫通円孔６８の内壁が突出し、その結果、貫通円孔６８の径が縮小される（図１０（Ｂ））。本実施の形態では、縮小される貫通円孔６８の径が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるように基板６７の圧縮量が調整される。
【０１３５】
次いで、基板６７からベース板６９及び蓋体７０を取り外し、これにより、逆浸透膜としての濾過用フィルタ７１を形成し（図１０（Ｃ））、本処理を終了する。
【０１３６】
濾過用フィルタ７１では貫通円孔６８の径が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるので、濾過用フィルタ７１では貫通円孔６８へ下水や海水を流すことによって汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【０１３７】
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、基板６７を厚み方向に圧縮して貫通円孔６８の内壁が突出するように貫通円孔６８を変形させて貫通円孔６８の径を調整するので、濾過用フィルタ７１を容易に製造することができる。
【０１３８】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、各貫通円孔６８の径が最大でも１ｎｍ〜１００ｎｍとなれば、幾つかの貫通円孔６８は閉塞されてもよいので、基板６７の圧縮量は比較的大きめに設定されるのが好ましい。
【０１３９】
図１１は、本発明の第８の実施の形態の第１の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【０１４０】
図１１において、まず、ＣＦ系のポリマーやＤＬＣからなる細長基材７２において、多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が約２０ｎｍ〜２００ｎｍの貫通円孔７３を細長基材７２の長さ方向に沿って複数形成する（図１１（Ａ））。
【０１４１】
次いで、細長基材７２を側部から長さ方向に対して垂直な方向（図中矢印の方向）に圧縮する。このとき、各貫通円孔７３の内壁が貫通円孔７３の内部において突出し、その結果、貫通円孔７３の径が縮小される（図１１（Ｂ））。本実施の形態では、縮小される貫通円孔７３の径が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるように細長基材７２の圧縮量が調整される。これにより、逆浸透膜としての濾過用フィルタ７４を形成し、本処理を終了する。
【０１４２】
濾過用フィルタ７４では貫通円孔７３の径が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるので、濾過用フィルタ７４では貫通円孔７３へ下水や海水を流すことによって大きさが数百ｎｍのコレラ菌やチフス菌を除去でき、更には貫通円孔の径を１ｎｍ〜５ｎｍに制御することができ、もって、汚染物質や塩分だけでなく大きさが約２０ｎｍのピコウィルスやパルポウィルスを除去することができる。
【０１４３】
図１２は、本発明の第８の実施の形態の第２の変形例に係る濾過用フィルタの製造方法の工程図である。
【０１４４】
図１２では、ベース板６９において、該ベース板６９の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が約２０ｎｍ〜２００ｎｍの貫通円孔７５を複数形成し、蓋体７０において、該蓋体７０の表面上に形成された該表面の一部を露出させる多数の開口部を有するマスク膜を用いたエッチングによって径が約２０ｎｍ〜２００ｎｍの貫通円孔７６を複数形成し、図１０の製造方法と同様に、予めマスク膜を用いたエッチングによって径が約２０ｎｍ〜２００ｎｍの貫通円孔６８が複数形成された基板６７をベース板６９に載置し、さらに、載置された基板６７を蓋体７０で覆う（図１２（Ａ））。このとき、ベース板６９の各貫通円孔７５、基板６７の各貫通円孔６８及び蓋体７０の各貫通円孔７６が平面視において重ね合わさせるように、ベース板６９、基板６７及び蓋体７０の位置が調整される。
【０１４５】
次いで、蓋体７０をベース板６９へ向けて押圧する。このとき、各貫通円孔６８の内壁が突出し、その結果、貫通円孔６８の径が縮小される（図１２（Ｂ））。本実施の形態でも、縮小される貫通円孔６８の径が１ｎｍ〜１００ｎｍとなるように基板６７の圧縮量が調整される。これにより、基板６７からベース板６９及び蓋体７０を取り外すことなく逆浸透膜としての濾過用フィルタ７７を形成し、本処理を終了する。この濾過用フィルタ７７では、ベース板６９及び蓋体７０が基板６７の補強材として機能する。
【０１４６】
なお、上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は、上述した第１の実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法と同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
【０１４７】
図１３は、本発明の第９の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。
【０１４８】
図１３において、まず、図１の濾過用フィルタの製造方法によっての濾過用フィルタ６を形成し、該濾過用フィルタ６を２つの多孔質のセラミック部材７８，７９によって挟み込み、濾過用フィルタ６及び２つのセラミック部材７８，７９を接合して逆浸透膜としての複合濾過用フィルタ８０を形成し、本処理を終了する。
【０１４９】
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、最小径が１ｎｍ〜１００ｎｍの流路７が形成された濾過用フィルタ６が２つのセラミック部材７８，７９に接合されるので、形成される複合濾過用フィルタ８０の強度をより向上することができる。また、複合濾過用フィルタ８０では、濾過用フィルタ６に加えて多孔質のセラミック部材７８、７９として微細な透過孔から成るセラミックフィルタを使用することにより、濾過を少なくとも二回行うことができ、もって、汚染物質や塩分、さらにはコレラ菌、チフス菌等やウィルスを確実に除去することができる。
【０１５０】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、濾過用フィルタ６を２つのセラミック部材７８，７９で挟み込んだが、図２乃至図１２のいずれか１つに係る濾過用フィルタを２つのセラミック部材７８，７９で挟み込んでもよい。
【０１５１】
なお、本実施の形態では濾過用フィルタ６を２つのセラミック部材７８，７９で挟み込んだが、濾過用フィルタ６を１つのセラミック部材に接合して複合濾過用フィルタ８０を形成してもよい。
【０１５２】
図１４は、本発明の第１０の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。
【０１５３】
図１４において、まず、図１の濾過用フィルタの製造方法によっての濾過用フィルタ６を形成し、該濾過用フィルタ６の表面に酢酸メチルの高分子膜を用いる逆浸透膜８１を形成して複合濾過用フィルタ８２を形成し、本処理を終了する。
【０１５４】
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、最小径が１ｎｍ〜１００ｎｍの流路７が形成された濾過用フィルタ６が高分子膜を用いる逆浸透膜８１に接合されるので、下水や海水を濾過用フィルタ６及び逆浸透膜８１を通過させることによって濾過を二回行うことができ、もって、汚染物質や塩分、さらにはウィルスを確実に除去することができる。また、通常、高分子膜を用いる逆浸透膜は水中のイオンを反発する又は吸着するイオン阻止性質を有することが知られているので、濾過用フィルタ６は逆浸透膜８１が有するイオン阻止性質を利用することができ、もって、海水中のナトリウムイオンや塩素イオンを確実に除去することができる。
【０１５５】
上述した本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、濾過用フィルタ６を逆浸透膜８１に接合したが、図２乃至図１２のいずれか１つに係る濾過用フィルタを逆浸透膜８１に接合してもよい。
【０１５６】
また、上述した各実施の形態に係る製造方法では、各濾過用フィルタにスリットや円孔を形成したが、エッチングによって基板を平面視において櫛歯状に加工して濾過用フィルタに流路を形成してもよい。この場合、まず、図１５に示すように、基板へ平面視において一端が基板の縁において開放される、幅が１ｎｍ〜５ｎｍの複数の溝を形成し、その後、各溝の一端を板状部材や基板を囲う枠体の一部で塞ぐことによって流路を形成する。これにより、流路の断面積を大きく確保して下水や海水の流量を増やすことができるので、濾過用フィルタによる上水や淡水の精製効率を向上することができる。
【０１５７】
上述した各実施の形態における濾過用フィルタは、一定時間以上、上水や淡水の精製に供されるとトラップされた汚染物質や塩分によって目詰まりを起こして上水や淡水の精製効率が低下する。したがって、トラップされた汚染物質や塩分を再度のエッチングやアッシングによって除去して濾過用フィルタを再生する必要があるが、各実施の形態における濾過用フィルタはシリコンなどの比較的硬質な部材によって構成されるため、再度のエッチングやアッシングによって破損、消耗することが殆どない。すなわち、上述した各実施の形態における濾過用フィルタは再生可能である。また、濾過用フィルタの再生時において流路７等の径が再度のエッチングやアッシングによって拡大しても、例えば、流路７の当初の開口径が１ｎｍ〜５ｎｍの場合には、拡大した流路７等の径はせいぜい数十ｎｍなので、再生された濾過用フィルタは、除去対象物の大きさが数百ｎｍ以上の汚水の濾過や人工透析に用いることができる。したがって、上述した各実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法は汚染物質等を含む廃棄物が発生するのを防止することができる。また、濾過の際に下水や海水を流す方向とは逆の方向から水圧をかけて、トラップされた汚染物質等を除去してもよい。この場合も、濾過用フィルタが硬質な材質で構成されているため、濾過用フィルタは比較的高い圧力にも耐え、効率的な汚染物質などの除去を行うことができる。
【０１５８】
また、各実施の形態における濾過用フィルタの貫通孔を形成する際に、図１６（Ａ）に示すように、貫通孔の一端をフィルタ機能を発揮するために必要な所定のサイズの開口とし、貫通孔の他端を、貫通孔の径が上記一端から他端に向って広くなる開口にすることにより、或いは、図１６（Ｂ）に示すように、貫通孔の中間部分の径を上記所定のサイズと同じサイズとし、貫通孔の両端を、貫通孔の径が上記中間部分から両端に向って広くなる開口にすることにより、貫通孔において真に洗浄が必要な部分を減らし、濾過用フィルタの貫通孔の洗浄を容易にすることができる。
【０１５９】
また、上述したように、各実施の形態における濾過用フィルタはシリコンなどの比較的硬質な基板を構成に含むので、ＰＶＤやＣＶＤを利用して銀などの殺菌、抗菌作用のある金属でコーティングすることができ、より清浄な上水や淡水の精製に寄与することができる。ここで、濾過用フィルタを酸化チタンでコーティングし、上水や淡水の精製時に紫外線を照射させることによって光触媒作用による強力な滅菌効果を得ることができ、もって、上水や淡水の滅菌を確実に行うことができる。
【０１６０】
さらに、各実施の形態における濾過用フィルタに含まれる基板を導電材又は半導電材で構成してもよい。これにより、濾過用フィルタに電力を供給することができ、該電力に基づく電磁波によって上水や淡水の滅菌を行うことができる。
【０１６１】
各実施の形態における濾過用フィルタに含まれる基板へ予めセンサ機能を有する電子回路を組み込んでもよい。例えば、水質センサ機能を有する電子回路を組み込んだ場合、濾過用フィルタにおいてリアルタイムで精製される上水や淡水の清浄度をモニタすることができ、清浄度の低下した上水や淡水が精製されるのを防止できる。
【０１６２】
また、流量センサ機能を有する電子回路を組み込んだ場合、濾過用フィルタにおいて精製される上水や淡水の量をモニタすることでき、濾過用フィルタの交換/再生時期を適切に判断することができる。さらに、振動センサ機能を有する電子回路を組み込んだ場合、濾過用フィルタにおいて基板に生じる衝撃を直接的にモニタすることでき、濾過用フィルタの交換時期を適切に判断することができる。なお、予めセンサ機能を有する電子回路を組み込む場合、基板をシリコンによって構成すれば、基板上に直接電子回路を形成することができ、濾過用フィルタの貫通孔の形成と電子回路の形成とを同一のプロセス中に混在させることにより、電子回路の製造工程を簡素化できるので、基板はシリコンによって構成するのが好ましい。
【０１６３】
以上、本発明について、上記各実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１６４】
１，８，１２，１７，３１，４０，４５，４８，４９，５１，５４，５８，５９，６３，６７ 基板
２ 円孔
３，１０ 酸化硅素膜
６，１１，１４，５０，７１，７４，７７，８０，８２ 濾過用フィルタ
７，１５，２８，３９ 流路
９ ＤＴ
１３，１９，３５，４２，５３，６６，７１ アモルファスカーボン膜
３８ 酸化硅素
４１，６４，６８，７３ 貫通円孔
４３ マイクロピラー
４７，５７ ギャップ
６２ 柱
６５ 貫通流路
７２ 細長基材
７８，７９ セラミック部材
８１ 逆浸透膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質の基板の表面上に形成された該表面の一部を露出させる均一な大きさの複数の開口部を有するマスク膜を用いて前記基板の開口部に対応する部分をエッチングし、複数の孔又は溝を前記基板に形成することを特徴とする濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２】
前記エッチングは、プラズマによるドライエッチングであ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。
【請求項３】
前記形成された孔又は溝の内表面に所定の物質を堆積させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整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。
【請求項４】
前記調整された前記孔の径又は前記溝の幅は１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする請求項３記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項５】
前記所定の物質はＣＶＤによって堆積されることを特徴とする請求項２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。
【請求項６】
前記所定の物質はＡＬＤによって堆積されることを特徴とする請求項２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。
【請求項７】
前記孔又は溝の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍの有機膜を形成し、前記孔又は溝の内部において該有機膜を他の材料で覆った後、前記有機膜を除去す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。
【請求項８】
前記有機膜の厚さは１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする請求項７記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項９】
前記孔の径又は前記溝の幅は１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、前記基板を厚み方向に圧縮して前記孔又は溝の内壁が突出するように前記孔又は溝を変形させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜５ｎｍに調整す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。
【請求項１０】
前記孔の径又は前記溝の幅は１０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、前記基板を厚み方向に圧縮して前記孔又は溝の内壁が突出するように前記孔又は溝を変形させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整す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。
【請求項１１】
前記複数の孔又は溝が前記基板に形成された後、前記基板の裏面を削って前記孔又は溝を前記基板に対して貫通させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記形成された孔又は溝を有する基板を複数枚重ねることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１３】
前記基板は少なくとも表面及び裏面のいずれか一方に酸化膜が形成され、前記基板を複数枚重ねる際に各前記基板の前記酸化膜同士を加熱接合させることを特徴とする請求項１２記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１４】
前記形成された前記複数の孔又は溝は前記基板を貫通し、複数の前記基板を重ねる際、各前記基板の前記孔又は溝を平面視において重ね合わせて複数の前記基板を貫通する貫通部を形成し、平面視において前記貫通部の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整す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。
【請求項１５】
前記貫通部の幅は１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする請求項１４記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１６】
前記硬質の基板は、シリコン、金属又は金属酸化物からなることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１７】
前記複数の孔又は溝が形成された基板をセラミックからなる他の基板に接合することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１８】
前記複数の孔又は溝が形成された基板に高分子膜を用いる逆浸透膜を接合することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１９】
前記複数の孔又は溝が形成された基板にセンサ機能を有する電気回路を組み込むことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２０】
複数の硬質の基板を、互いの間隔が所定値となるように間に有機材を介して重ねた後、前記有機材を除去することを特徴とする濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２１】
各前記基板において当該基板を貫通する孔又は溝を形成し、平面視において各前記基板の前記孔又は溝が重ね合わさらないように前記複数の基板を重ねることを特徴とする請求項２０記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２２】
前記有機材は大きさが１ｎｍ〜１００ｎｍの間隔保持材を含むことを特徴とする請求項２０又は２１記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２３】
前記間隔保持材の大きさが１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする請求項２２記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２４】
前記複数の基板を重ねた後、複数の前記基板をまとめて貫通する貫通孔を形成し、該貫通孔に硬質部材を導入して柱を形成することを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２５】
前記重ねられた複数の基板をセラミックからなる他の基板に接合することを特徴とする請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２６】
前記重ねられた複数の基板に高分子膜を用いる逆浸透膜を接合することを特徴とする請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２７】
少なくとも１つの前記基板にセンサ機能を有する電気回路を組み込むことを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１】
硬質の基板の表面上に形成された該表面の一部を露出させる均一な大きさの複数の開口部を有するマスク膜を用いて前記基板の開口部に対応する部分をエッチングし、複数の孔又は溝を前記基板に形成することを特徴とする濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２】
前記エッチングは、プラズマによるドライエッチングであ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。
【請求項３】
前記形成された孔又は溝の内表面に所定の物質を堆積させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整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。
【請求項４】
前記調整された前記孔の径又は前記溝の幅は１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする請求項３記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項５】
前記所定の物質はＣＶＤによって堆積されることを特徴とする請求項２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。
【請求項６】
前記所定の物質はＡＬＤによって堆積されることを特徴とする請求項２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。
【請求項７】
前記孔又は溝の内表面に厚さが１ｎｍ〜１００ｎｍの有機膜を形成し、前記孔又は溝の内部において該有機膜を他の材料で覆った後、前記有機膜を除去す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。
【請求項８】
前記有機膜の厚さは１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする請求項７記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項９】
前記孔の径又は前記溝の幅は１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、前記基板を厚み方向に圧縮して前記孔又は溝の内壁が突出するように前記孔又は溝を変形させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜５ｎｍに調整す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。
【請求項１０】
前記孔の径又は前記溝の幅は１０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、前記基板を厚み方向に圧縮して前記孔又は溝の内壁が突出するように前記孔又は溝を変形させて前記孔の径又は前記溝の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整す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。
【請求項１１】
前記複数の孔又は溝が前記基板に形成された後、前記基板の裏面を削って前記孔又は溝を前記基板に対して貫通させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記形成された孔又は溝を有する基板を複数枚重ねることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１３】
前記基板は少なくとも表面及び裏面のいずれか一方に酸化膜が形成され、前記基板を複数枚重ねる際に各前記基板の前記酸化膜同士を加熱接合させることを特徴とする請求項１２記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１４】
前記形成された前記複数の孔又は溝は前記基板を貫通し、複数の前記基板を重ねる際、各前記基板の前記孔又は溝を平面視において重ね合わせて複数の前記基板を貫通する貫通部を形成し、平面視において前記貫通部の幅を１ｎｍ〜１００ｎｍに調整す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。
【請求項１５】
前記貫通部の幅は１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする請求項１４記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１６】
前記硬質の基板は、シリコン、金属又は金属酸化物からなることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１７】
前記複数の孔又は溝が形成された基板をセラミックからなる他の基板に接合することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１８】
前記複数の孔又は溝が形成された基板に高分子膜を用いる逆浸透膜を接合することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１９】
前記複数の孔又は溝が形成された基板にセンサ機能を有する電気回路を組み込むことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２０】
複数の硬質の基板を、互いの間隔が所定値となるように間に有機材を介して重ねた後、前記有機材を除去することを特徴とする濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２１】
各前記基板において当該基板を貫通する孔又は溝を形成し、平面視において各前記基板の前記孔又は溝が重ね合わさらないように前記複数の基板を重ねることを特徴とする請求項２０記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２２】
前記有機材は大きさが１ｎｍ〜１００ｎｍの間隔保持材を含むことを特徴とする請求項２０又は２１記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２３】
前記間隔保持材の大きさが１ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする請求項２２記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２４】
前記複数の基板を重ねた後、複数の前記基板をまとめて貫通する貫通孔を形成し、該貫通孔に硬質部材を導入して柱を形成することを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２５】
前記重ねられた複数の基板をセラミックからなる他の基板に接合することを特徴とする請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２６】
前記重ねられた複数の基板に高分子膜を用いる逆浸透膜を接合することを特徴とする請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項２７】
少なくとも１つの前記基板にセンサ機能を有する電気回路を組み込むことを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれか１項に記載の濾過用フィルタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１０１１９６（Ｐ２０１２−１０１１９６Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３０８０（Ｐ２０１０−２５３０８０）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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