(57)【要約】【課題】幅だけでなく深さも精度よく制御された溝を形成す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】下の珪素層２３、上の珪素層２３、及び２つの珪素層２３に挟まれた中間酸化層２４からなるＳＯＩ基板２５において、ＳＯＩ基板２５の上面へ処理時間が調整された熱酸化処理を施して厚さが所定値に調整された上部酸化層２６を形成し、厚さが調整された上部酸化層２６の上に、濾過前流路１３や濾過後流路１５に対応する流路用開口部２８と、各濾過スリット１４に対応するスリット用開口部２９とを有するマスク膜２７を形成し、超高純度バッファードフッ酸によりウェットエッチング処理をＳＯＩ基板２５へ施し、流路用開口部２８やスリット用開口部２９において露出する上部酸化層２６をエッチングして上の珪素層２３まで到達する溝３０や溝３１を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め第１の所定の厚さに調整された第１の層を有する基板から濾過用フィルタを製造する濾過用フィルタの製造方法であって、
前記第１の層の上に上部層として第２の層を第２の所定の厚さに調整して形成する上部層形成ステップと、
前記厚さが調整された第２の層の上に、所定の幅の開口部を有するマスク膜を形成するマスク膜形成ステップと、
前記マスク膜の開口部に露出する前記第２の層をエッチングして前記第１の層まで到達する溝を形成する上部層エッチングステップとを有し、
前記第１の層は、前記第２の層がエッチングされる際にエッチングされない材料からな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】
前記第２の層のエッチングは、前記溝が前記第１の層まで到達した後も所定の時間に亘って継続され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】
前記第２の層は前記第１の層の酸化によって形成され、
前記上部層形成ステップにおいて、前記第２の層の厚さは酸化時間によって調整され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】
前記第１の層は珪素からなり、前記第２の層は酸化珪素からな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。
【請求項５】
前記第２の層は原子層堆積方法によって形成され、
前記上部層形成ステップにおいて、前記第２の層の厚さは堆積時間によって調整され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６】
前記基板は前記第１の層の下に下部層として形成された第３の層をさらに備え、前記第３の層は前記第１の層がエッチングされる際にエッチングされない材料からなり、
前記上部層エッチングステップにおいて露出した前記第１の層をエッチングして前記第３の層まで到達する他の溝を形成する第１の層エッチングステップを有す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。
【請求項７】
予め第１の所定の厚さに調整された第１の層と、該第１の層の下に形成された下部層とを備え、前記下部層は前記第１の層がエッチングされる際にエッチングされない材料からなる基板から濾過用フィルタを製造する濾過用フィルタの製造方法であって、
前記厚さが調整された第１の層の上に、所定の幅の開口部を有するマスク膜を形成するマスク膜形成ステップと、
前記マスク膜の開口部に露出する前記第１の層をエッチングして前記下部層まで到達する溝を形成する第１の層エッチング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。
【請求項８】
前記第１の層エッチングステップ後、前記第１の層エッチングステップにおいてエッチングされなかった前記第１の層の上部をエッチングして前記第１の層の上部に複数の浅溝を形成す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】
前記第１の層のエッチングは、前記溝が前記下部層まで到達した後も所定の時間に亘って継続されることを特徴とする請求項７又は８記載の濾過用フィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記基板は前記下部層の下に形成された第４の層をさらに備え、前記第４の層は前記下部層がエッチングされる際にエッチングされない材料からなり、
前記第１の層エッチングステップにおいて露出した前記下部層を、前記溝とは異なる部分においてエッチングして前記第４の層まで到達する他の溝を形成する下部層エッチングステップを有することを特徴とする請求項７乃至９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１１】
前記第１の層は化学機械研磨によって研磨されて前記第１の所定の厚さに調整されることを特徴とする請求項７乃至１０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】
前記第１の層及び前記第４の層は珪素からなり、前記下部層は酸化珪素からなることを特徴とする請求項１０記載の濾過用フィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング処理を用いた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。
【０００３】
ところが、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。そこで、近年、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）。
【０００４】
多孔質セラミック体からなる逆浸透膜を用いた場合、一次側圧力を上げることによって濾過の効率を上げることができるが、多孔質セラミック体からなる逆浸透膜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。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。すなわち、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。
【０００５】
本発明者等は、これに対応して、半導体デバイスの製造分野において微細溝加工や微細貫通孔加工に多数の実績があるエッチング処理、例えば、プラズマエッチング処理を用いることを提唱している（例えば、特許文献２参照。）。具体的には、開口部の幅がリソグラフィ技術によって制御されたマスク膜を使用して珪素基板にエッチング処理によって幅が均一に調整された多数の溝を得、該溝を濾過用フィルタのスリットとして用いることを提唱している。
【０００６】
リソグラフィ技術を用いたエッチング処理では、溝の幅を均一に数ｎｍ単位で制御できるため、所望の径よりも大きい径を持つ球体状の異物が濾過用フィルタを通過するのを確実に防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５２６８１９号公報
【特許文献２】特願２０１０−２５３０８０号明細書
【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、エッチング処理で溝を形成する場合、溝の断面形状は先細りした形状や  逆紡錘形となる傾向があり、例えば、逆紡錘形となった場合、図８に示すように、所定の径Ｒの球体状異物８０（図中破線で示す。）の選別を行うために、エッチング処理によって幅Ｒのスリット８１を形成すると、スリット８１の深さはＲ以上となり、例えば、長径がＲ以上の楕円断面形状の異物８２がスリット８１を通過するおそれがある。また、形成された溝が意図しない深さとなり、当該溝を通過させたい液体の流量を正確に制御できないという問題が生じる。すなわち、より正確に濾過を行うためには、幅だけでなく深さも精度よく制御されたスリットを形成する必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、幅だけでなく深さも精度よく制御された溝を形成す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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、予め第１の所定の厚さに調整された第１の層を有する基板から濾過用フィルタを製造する濾過用フィルタの製造方法であって、前記第１の層の上に上部層として第２の層を第２の所定の厚さに調整して形成する上部層形成ステップと、前記厚さが調整された第２の層の上に、所定の幅の開口部を有するマスク膜を形成するマスク膜形成ステップと、前記マスク膜の開口部に露出する前記第２の層をエッチングして前記第１の層まで到達する溝を形成する上部層エッチングステップとを有し、前記第１の層は、前記第２の層がエッチングされる際にエッチングされない材料からなることを特徴とする。
【００１１】
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、前記第２の層のエッチングは、前記溝が前記第１の層まで到達した後も所定の時間に亘って継続されることを特徴とする。
【００１２】
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、前記第２の層は前記第１の層の酸化によって形成され、前記上部層形成ステップにおいて、前記第２の層の厚さは酸化時間によって調整されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の濾過用フィルタの製造方法は、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において、前記第１の層は珪素からなり、前記第２の層は酸化珪素からなることを特徴とする。
【００１４】
請求項５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、前記第２の層は原子層堆積方法によって形成され、前記上部層形成ステップにおいて、前記第２の層の厚さは堆積時間によって調整されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の濾過用フィルタの製造方法は、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において、前記基板は前記第１の層の下に下部層として形成された第３の層をさらに備え、前記第３の層は前記第１の層がエッチングされる際にエッチングされない材料からなり、前記上部層エッチングステップにおいて露出した前記第１の層をエッチングして前記第３の層まで到達する他の溝を形成する第１の層エッチングステップを有することを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項７記載の濾過用フィルタの製造方法は、予め第１の所定の厚さに調整された第１の層と、該第１の層の下に形成された下部層とを備え、前記下部層は前記第１の層がエッチングされる際にエッチングされない材料からなる基板から濾過用フィルタを製造する濾過用フィルタの製造方法であって、前記厚さが調整された第１の層の上に、所定の幅の開口部を有するマスク膜を形成するマスク膜形成ステップと、前記マスク膜の開口部に露出する前記第１の層をエッチングして前記下部層まで到達する溝を形成する第１の層エッチングステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
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、前記第１の層エッチングステップ後、前記第１の層エッチングステップにおいてエッチングされなかった前記第１の層の上部をエッチングして前記第１の層の上部に複数の浅溝を形成することを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項７又は８記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記第１の層のエッチングは、前記溝が前記下部層まで到達した後も所定の時間に亘って継続されることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項７乃至９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、前記基板は前記下部層の下に形成された第４の層をさらに備え、前記第４の層は前記下部層がエッチングされる際にエッチングされない材料からなり、前記第１の層エッチングステップにおいて露出した前記下部層を、前記溝とは異なる部分においてエッチングして前記第４の層まで到達する他の溝を形成する下部層エッチングステップを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項１１記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項７乃至１０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、前記第１の層は化学機械研磨によって研磨されて前記第１の所定の厚さに調整されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２記載の濾過用フィルタの製造方法は、請求項１０記載の濾過用フィルタの製造方法において、前記第１の層及び前記第４の層は珪素からなり、前記下部層は酸化珪素からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
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、所定の厚さに調整された第２の層の上に形成された所定の幅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マスク膜の開口部に露出する第２の層をエッチングして第１の層まで到達する溝を形成する。第１の層は、第２の層がエッチングされる際にエッチングされない材料からなるので、溝が第１の層に到達しても第１の層はエッチングされない。すなわち、第２の層が貫通されて形成される溝の幅はマスク膜における開口部によって規制され、溝の深さは第１の層によって規制される。これにより、幅だけでなく深さも精度よく制御された溝を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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る濾過用フィルタの構成を概略的に示す図であり、図１（Ａ）は濾過用フィルタが積層されて構成される濾過ユニットの側面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）における線Ｂ−Ｂに沿う断面図であって、濾過用フィルタの平面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）における線Ｃ−Ｃに沿う断面図であり、図１（Ｄ）は図１（Ｂ）における線Ｄ−Ｄに沿う断面図であり、図１（Ｅ）は図１（Ｂ）における線Ｅ−Ｅに沿う断面図である。
【図２】本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法において用いられるＳＯＩ基板の製造方法の工程図である。
【図３】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４】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５】本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の第１の変形例の工程図である。
【図６】本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の第２の変形例の工程図である。
【図７】本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の第３の変形例の工程図である。
【図８】従来のエッチング処理を用いて製造された濾過用フィルタの拡大部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
図１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る濾過用フィルタの構成を概略的に示す図であり、図１（Ａ）は濾過用フィルタが積層されて構成される濾過ユニットの側面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）における線Ｂ−Ｂに沿う断面図であって、濾過用フィルタの平面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）における線Ｃ−Ｃに沿う断面図であり、図１（Ｄ）は図１（Ｂ）における線Ｄ−Ｄに沿う断面図であり、図１（Ｅ）は図１（Ｂ）における線Ｅ−Ｅに沿う断面図である。
【００２６】
図１（Ａ）において、濾過ユニット１０は、積層された３つの濾過用フィルタ１１と、最上位の濾過用フィルタ１１の上面を覆う透明な材料、例えば、ガラスからなる観測板１２と、濾過前の液体を導入する導入管１９と、濾過後の液体を排出する排出管２０とを備える。３つの濾過用フィルタ１１は全て同じ構造を有し、互いに後述する導入孔１７や排出孔１８で内部が連通されている。
【００２７】
図１（Ｂ）乃至図１（Ｅ）において、濾過用フィルタ１１は、互いにエッチング特性  が異なる２種類の材料の層が積層されてなる基板、例えば、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板からなる本体にエッチング処理による溝加工で形成された濾過前流路１３、濾過スリット１４、濾過後流路１５を有する。
【００２８】
濾過前流路１３及び濾過後流路１５は平面視櫛状に形成され、濾過前流路１３の櫛の歯に相当する各濾過前分流路１３ａと、濾過後流路１５の櫛の歯に相当する各濾過後分流路１５ａとが互いに入れ子になるように向かい合わせで配置されている。各濾過前分流路１３ａ及び各濾過後分流路１５ａの間には壁部１６が介在し、該壁部１６の上面には複数の濾過スリット１４が濾過前分流路１３ａと濾過後分流路１５ａとを連通するように配置されている。
【００２９】
濾過用フィルタ１１では、異物を含む液体が、濾過前流路１３から各濾過前分流路１３ａ、各濾過スリット１４、各濾過後分流路１５ａを介して濾過後流路１５へ流れるが（図１（Ｂ）の破線を参照。）、各濾過スリット１４の幅及び深さはそれぞれ所定値、例えば、１００ｎｍに設定されているので、濾過前分流路１３ａ内を流れる液体に含まれる径が所定値、例えば、１００ｎｍ以上の異物は各濾過スリット１４を通過することができず、濾過後分流路１５ａへ流入することがない。すなわち、各濾過スリット１４が所定値以上の径を有する異物を除去して液体を濾過する。壁部１６の上面に形成される濾過スリット１４の数は、濾過効率向上の観点から多いのが好ましく、例えば、１，０００，０００個以上形成されるのが好ましい。
【００３０】
濾過前流路１３の底面には該底面を貫通する導入孔１７が設けられ、該導入孔１７を介して当該濾過用フィルタ１１の濾過前流路１３は他の濾過用フィルタ１１の濾過前流路１３と連通する。また、濾過後流路１５の底面には該底面を貫通する排出孔１８が設けられ、該排出孔１８を介して当該濾過用フィルタ１１の濾過後流路１５は他の濾過用フィルタ１１の濾過後流路１５と連通する。したがって、濾過ユニット１０では導入管１９から最上位の濾過用フィルタ１１の濾過前流路１３へ導入された濾過前の液体が各導入孔１７によって各濾過用フィルタ１１の濾過前流路１３へ分配され、各濾過用フィルタ１１の濾過スリット１４によって濾過された後、各濾過用フィルタ１１の濾過後流路１５に存在する濾過後の液体が各排出孔１８によって最上位の濾過用フィルタ１１の濾過後流路１５へ集合し、排出管２０を介して排出される。
【００３１】
図２は、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法において用いられるＳＯＩ基板の製造方法の工程図である。
【００３２】
まず、珪素（Ｓｉ）のみからなる基板２１を準備し（図２（Ａ））、該基板２１の上面に熱酸化処理を施して上部を酸化珪素（ＳｉＯ２）に変質させて酸化層２２を形成する（図２（Ｂ））。珪素から形成される酸化珪素の量は熱酸化処理が施される時間にほぼ比例するため、熱酸化処理時間を調整することによって酸化層２２の厚さを調整する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、１枚の基板２１しか図示していないが、ＳＯＩは後述するように２枚の基板２１を貼り合わせて製造されるため、少なくとも２枚の基板２１が準備され、各基板２１に熱酸化処理が施される。
【００３３】
次いで、２枚の基板２１を互いの酸化層２２が当接するように貼り合わせ（図２（Ｃ））、さらに所定時間に亘って加熱する。このとき、各酸化層２２同士が接合されて２つの基板２１が密着し、２つの珪素層２３と、該２つの珪素層２３に挟まれた１つの中間酸化層２４とを有するＳＯＩ基板２５が形成される（図２（Ｄ））。その後、本処理を終了する。
【００３４】
上述したように、ＳＯＩ基板２５は、２つの基板２１に熱酸化処理を施した後、該２つの基板２１を貼り合わせて加熱するだけで得られるため、非常に簡便且つ安価に製造することができる。なお、中間酸化層２４は厚さが調整された２つの酸化層２２からなるため、該中間酸化層２４の厚さも調整されることになる。
【００３５】
図３及び図４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。
【００３６】
まず、ＳＯＩ基板２５を準備し（図３（Ａ））、該ＳＯＩ基板２５の上面に熱酸化処理を施して上部を酸化珪素に変質させて上部層としての上部酸化層２６（第２の層）を形成する（図３（Ｂ））。このとき、熱酸化処理時間が調整されて上部酸化層２６の厚さは、所定値（第２の所定の厚さ）、例えば、１０ｎｍに調整される（上部層形成ステップ）。
【００３７】
ここで、ＳＯＩ基板２５を構成する前の基板２１は化学研磨処理（ＣＭＰ、Chemical Mechanical Polishing）によって厚さが予め調整されており、該基板２１に形成される酸化層２２や上部酸化層２６も厚さが調整されるため、結果として、下部層としての中間酸化層２４（第３の層）の上の珪素層２３（第１の層）の厚さも所定値（第１の所定の厚さ）に予め調整されることになる。
【００３８】
次いで、上部酸化層２６の上に、例えば、フォトレジストからなるマスク膜２７を形成する（マスク膜形成ステップ）。該マスク膜２７には、濾過前流路１３や濾過後流路１５に対応する流路用開口部２８と、各濾過スリット１４に対応するスリット用開口部２９とが設けられ、流路用開口部２８及びスリット用開口部２９は上部酸化層２６を露出させる（図３（Ｃ））。特に、スリット用開口部２９の幅（所定の幅）は、厳密に調整され、例えば、上部酸化層２６の厚さと同じ１０ｎｍに調整される。
【００３９】
次いで、超高純度バッファードフッ酸（ＢＨＦ：ＮＨ４Ｆ及びＨＦの混合物）をエッチャントとして用いてＳＯＩ基板２５へウェットエッチング処理を施す酸化層エッチングプロセスにより、流路用開口部２８やスリット用開口部２９において露出する上部酸化層２６をエッチングして上の珪素層２３まで到達する溝３０や溝３１を形成する（図３（Ｄ））（上部層エッチングステップ）。
【００４０】
このとき、珪素単体はＢＨＦによって溶解されないため、上の珪素層２３はＢＨＦによってエッチングされない。したがって、上部酸化層２６がエッチングされて形成される溝３０や溝３１は上の珪素層２３に到達するとそれ以上深くならず、結果として深さが精度よく制御される。一方、溝３０や溝３１が上の珪素層２３に到達したときは、溝３０や溝３１は先細りの形状、例えば、下に凸の紡錘形を呈するため、個々の溝３０や溝３１の幅は深さ方向に関して一定でない。これに対応して本実施の形態では、溝３０や溝３１が上の珪素層２３まで到達した後もウェットエッチング処理を所定時間、例えば、溝３０や溝３１が上の珪素層２３まで到達する時間の３割に該当する時間に亘って継続する。これにより、溝３０や溝３１の深さ方向の成長を上の珪素層２３によって規制したまま、溝３０や溝３１の幅方向の成長を促すことができ、もって、溝３０や溝３１に流路用開口部２８やスリット用開口部２９の幅を正確に反映することができ、結果として溝３０や溝３１の幅が精度よく制御される。
【００４１】
次いで、酸素プラズマ、又は有機洗浄液によるアッシング処理をＳＯＩ基板２５へ施してマスク膜２７を除去する（図３（Ｅ））。
【００４２】
次いで、再度、上部酸化層２６の上に、例えば、フォトレジストからなるマスク膜３２を形成する。該マスク膜３２には溝３０に対応する流路用開口部３３が設けられ、流路用開口部３３は上の珪素層２３を露出させる一方、マスク膜３２は各溝３１を覆い、溝３１における上の珪素層２３を露出させない（図４（Ａ））。
【００４３】
次いで、弗化炭素ガス（例えば、Ｃ４Ｆ８）から生じたプラズマによってＳＯＩ基板２５へ所定の時間、例えば５秒間、エッチング処理とともに施されるデポ付着処理と、弗化硫黄ガス（例えば、ＳＦ６）及び酸素ガスからなる処理ガスから生じたプラズマによってＳＯＩ基板２５へ他の所定の時間、例えば１０秒間、施されるプラズマエッチング処理を交互に繰返す珪素層エッチングプロセスにより、流路用開口部３３において露出する上の珪素層２３をエッチングして中間酸化層２４まで到達する溝３４を形成する（図４（Ｂ））（第１の層エッチングステップ）。
【００４４】
このとき、酸化珪素は上記珪素層エッチングプロセスにおいて生じるプラズマによってエッチングされないため、中間酸化層２４はプラズマエッチング処理においてエッチングされない。したがって、上の珪素層２３がエッチングされて形成される溝３４は中間酸化層２４に到達するとそれ以上深くならず、結果として深さが精度よく制御される。一方、溝３４が中間酸化層２４に到達したときは、溝３４は先細りの形状、例えば下に凸の紡錘形を呈するため、個々の溝３４の幅は深さ方向に関して一定でない。これに対応して本実施の形態では、溝３４が中間酸化層２４まで到達した後もプラズマエッチング処理を他の所定時間、例えば、５秒に亘って継続する。これにより、溝３４の深さ方向の成長を中間酸化層２４によって規制したまま、溝３４の幅方向の成長を促すことができ、もって、溝３４に流路用開口部３３の幅を正確に反映することができ、結果として溝３４の幅が精度よく制御される。
【００４５】
次いで、酸素プラズマ、又は有機洗浄液によるアッシング処理をＳＯＩ基板２５へ施してマスク膜３２を除去する（図４（Ｃ））。このとき、深さ及び幅が精度よく制御された溝３４が濾過前流路１３や濾過後流路１５を構成し、深さ及び幅が精度よく制御された溝３１が濾過スリット１４を構成する。
【００４６】
その後、濾過ユニット１０における最上位の濾過用フィルタ１１には観測板１２が上部に貼り付けられ（図４（Ｄ））、本製造方法が終了する。
【００４７】
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、厚さが所定値に調整された上部酸化層２６の上に形成された、所定の幅の流路用開口部２８やスリット用開口部２９を有するマスク膜２７を用いたＢＨＦによるウェットエッチング処理により、マスク膜２７の流路用開口部２８やスリット用開口部２９に露出する上部酸化層２６をエッチングして上の珪素層２３まで到達する溝３０や溝３１を形成する。上の珪素層２３はＢＨＦによって溶解しない珪素単体からなるので、溝３０や溝３１が上の珪素層２３へ到達しても上の珪素層２３はエッチングされない。すなわち、溝３０や溝３１の深さは上の珪素層２３によって規制される。これにより、深さが精度よく制御された溝３０や濾過スリット１４を形成することができる。
【００４８】
また、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法では、厚さが所定値に予め調整された上の珪素層２３の上に形成されたマスク膜３２をマスクとして用いるプラズマエッチング処理によって溝３４が中間酸化層２４まで到達する。中間酸化層２４は上記処理ガスから生じたプラズマによってエッチングされない酸化珪素からなるので、溝３４が中間酸化層２４へ到達しても中間酸化層２４はエッチングされない。すなわち、上の珪素層２３が貫通されて形成される溝３４の深さは中間酸化層２４によって規制される。これにより、深さが精度よく制御された濾過前流路１３や濾過後流路１５を形成することができる。
【００４９】
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、さらに、溝３１が上の珪素層２３まで到達した後もＢＨＦによるエッチングを所定時間に亘って継続し、溝３４が中間酸化層２４まで到達した後もプラズマによるエッチングを他の所定時間に亘って継続するので、溝３１や溝３４にスリット用開口部２９や流路用開口部３３の幅を正確に反映することができ、結果として幅が精度よく制御された濾過前流路１３、濾過スリット１４や濾過後流路１５を形成することができる。
【００５０】
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によって製造される濾過用フィルタ１１では、各濾過スリット１４の幅及び深さが精度よく制御されるので、より正確に濾過を行うことができる。
【００５１】
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によって製造される濾過用フィルタ１１は剛性の高い珪素を基材とするＳＯＩ基板２５から製造され、濾過スリット１４は硬質の酸化珪素からなる酸化層２２に形成されるため、各濾過用フィルタ１１において異物を含む液体に高圧を負荷して各濾過スリット１４を通過させることができ、もって、単位時間当たりの濾過量を増加させることができ、濾過効率を向上させることができる。
【００５２】
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、濾過スリット１４の数はマスク膜２７における各スリット用開口部２９の数によって決定されるため、マスク膜２７において各スリット用開口部２９の幅の精度が悪化しない範囲で各スリット用開口部２９の数を増やすことにより、濾過スリット１４の数を増やすことができ、もって、単位時間当たりの濾過量をさらに増加させて濾過効率をさらに向上させることができる。
【００５３】
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、各濾過スリット１４が上部酸化層２６に形成され、且つ濾過前流路１３や濾過後流路１５が上の珪素層２３に形成されたが、各濾過スリット１４が上の珪素層２３に形成され、且つ濾過前流路１３や濾過後流路１５が中間酸化層２４に形成されてもよい。
【００５４】
図５は、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の第１の変形例の工程図である。
【００５５】
本変形例では、例えば、まず、ＳＯＩ基板２５を準備し（図５（Ａ））、上の珪素層２３を化学研磨処理によって研磨して、該上の珪素層２３の厚さを所定値、例えば、１０ｎｍに調整する（図５（Ｂ））。
【００５６】
次いで、フォトレジストからなり、濾過前流路１３、濾過スリット１４や濾過後流路１５に対応する開口部を有するマスク膜（図示しない）を用いて開口部において露出する上の珪素層２３を上記珪素層エッチングプロセスによってエッチングして中間酸化層２４まで到達する溝３０や溝３１を上の珪素層２３に形成し（図５（Ｃ））、さらに、マスク膜を除去した後、溝３０に対応する開口部を有する他のマスク膜（図示しない）を用いて開口部において露出する中間酸化層２４をＢＨＦによってエッチングして下の珪素層２３（第４の層）にまで到達する溝３４を形成し、他のマスク膜を除去して本製造方法を終了する（図５（Ｄ））。
【００５７】
本変形例でも、上記処理ガスから生じたプラズマによって中間酸化層２４はエッチングされないため、溝３１の深さ方向の成長が中間酸化層２４によって規制され、ＢＨＦによって中間酸化層２４の下に形成される下の珪素層２３はエッチングされないため、溝３４の深さ方向の成長が下の珪素層２３によって規制される。その結果、深さが精度よく制御された濾過前流路１３、濾過後流路１５や濾過スリット１４を形成することができる。
【００５８】
なお、本変形例でも、溝３１が中間酸化層２４まで到達した後もプラズマによるエッチングを所定時間に亘って継続し、溝３４が下の珪素層２３まで到達した後もＢＨＦによるエッチングを他の所定時間に亘って継続するので、溝３１や溝３４にマスク膜や他のマスク膜の開口部の幅を正確に反映することができ、結果として幅が精度よく制御された濾過前流路１３、濾過スリット１４や濾過後流路１５を形成することができる。
【００５９】
また、各濾過スリット１４、濾過前流路１３及び濾過後流路１５が上の珪素層２３に形成されてもよい。
【００６０】
図６は、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の第２の変形例の工程図である。
【００６１】
本変形例では、例えば、まず、ＳＯＩ基板２５を準備し、上の珪素層２３を化学研磨処理によって研磨して、該上の珪素層２３の厚さを所定値、例えば、１００ｎｍに調整する（図６（Ａ））。
【００６２】
次いで、フォトレジストからなり、濾過前流路１３や濾過後流路１５に対応する開口部を有するマスク膜（図示しない）を用いて開口部において露出する上の珪素層２３を上記珪素層エッチングプロセスによってエッチングして中間酸化層２４まで到達する溝３０を上の珪素層２３に形成し（図６（Ｂ））、さらに、マスク膜を除去した後、溝３０を覆い且つ各濾過スリット１４に対応する開口部を有する他のマスク膜（図示しない）を用いて開口部において露出する上の珪素層２３を上記珪素層エッチングプロセスによってエッチングして所定の深さの各濾過スリット１４を形成し、他のマスク膜を除去して本製造方法を終了する（図６（Ｃ））。
【００６３】
本変形例でも、上記珪素層エッチングプロセスによって中間酸化層２４はエッチングされないため、溝３０の深さ方向の成長が中間酸化層２４によって規制される。その結果、深さが精度よく制御された濾過前流路１３や濾過後流路１５を形成することができる。
【００６４】
なお、本変形例でも、溝３０が中間酸化層２４まで到達した後もプラズマによるエッチングを所定時間に亘って継続するので、溝３０にマスク膜の開口部の幅を正確に反映することができ、結果として幅が精度よく制御された溝３０から濾過前流路１３や濾過後流路１５を形成することができる。
【００６５】
また、ＳＯＩ基板２５でなく１つの基板２１を用いて濾過用フィルタ１１を製造してもよい。
【００６６】
図７は、本実施の形態に係る濾過用フィルタの製造方法の第３の変形例の工程図である。
【００６７】
本変形例では、例えば、まず、基板２１を準備し、該基板２１の上面に熱酸化処理を施して酸化層２２を形成する。このとき、熱酸化処理時間を調整することによって酸化層２２の厚さを所定値、例えば、２０００ｎｍに調整する（図７（Ａ））。
【００６８】
次いで、フォトレジストからなり、濾過前流路１３、濾過スリット１４や濾過後流路１５に対応する開口部を有するマスク膜（図示しない）を用いて開口部において露出する酸化層２２をＢＨＦによってエッチングして珪素層２３まで到達する溝３０や各溝３１を酸化層２２に形成し（図７（Ｂ））、さらに、マスク膜を除去した後、各溝３１を覆い且つ溝３０に対応する開口部を有する他のマスク膜（図示しない）を用いて開口部において露出する珪素層２３を上記珪素層エッチングプロセスによってエッチングして所定の深さの溝３４を形成し、他のマスク膜を除去して本製造方法を終了する（図７（Ｃ））。
【００６９】
本変形例でも、ＢＨＦによって珪素層２３はエッチングされないため、溝３１の深さ方向の成長が珪素層２３によって規制される。その結果、深さが精度よく制御された濾過スリット１４を形成することができる。
【００７０】
なお、本変形例でも、溝３１が珪素層２３まで到達した後もＢＨＦによるエッチングを所定時間に亘って継続するので、溝３１にマスク膜の開口部の幅を正確に反映することができ、結果として幅が精度よく制御された各濾過スリット１４を形成することができる。
【００７１】
上述した基板２１には熱酸化処理が施されて酸化層２２が形成されたが、基板２１を高温雰囲気において所定のガスに晒して表面に他の変質層を形成してもよく、例えば、基板２１を高温雰囲気において窒素ガスに晒すと該基板２１の表面に窒化珪素からなる窒化層が形成される。この場合も高温雰囲気において窒素ガスに晒す時間を調整することによって窒化層の厚さを調整することができる。なお、他の変質層は炭化珪素、珪酸塩 (ＭｇＳｉＯ３等）や珪素樹脂等の安定した珪素化合物によって構成するのが好ましい。
【００７２】
また、基板２１において酸化層２２を形成することなく、酸化珪素をＡＬＤ（Atomic Layer Deposition：原子層堆積）によって積層して基板２１の表面に異質層を形成してもよい。ＡＬＤでは酸化珪素のラジカルを一層毎に積層するので、ｎｍ単位で厚さ調整が可能であり、基板２１ではＡＬＤの処理時間を調整することによって異質層の厚さを調整することができる。
【００７３】
上述した他の変質層や異質層は、珪素層２３がエッチングされる際にエッチングされない材料により構成されるのが好ましく、また、珪素層２３は他の変質層や異質層がエッチングされる際にエッチングされないのが好ましい。これにより、珪素層２３、他の変質層、若しくは異質層に形成される溝３４（濾過前流路１３や濾過後流路１５）又は溝３１（濾過スリット１４）の深さ方向の成長を、溝３４や溝３１が形成される層とは別の層で規制することができる。
【００７４】
また、基板２１も珪素からなる必要はなく、酸化や窒化を起こしてエッチングレートが大幅に変更される、又はエッチングされない材料へ変質する材料、例えば、アルミニウム等によって構成されてもよい。
【００７５】
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。
【００７６】
例えば、上記各実施の形態においては、珪素層エッチングプロセスを、弗化炭素ガスとしてのＣ４Ｆ８のプラズマによる処理と、弗化硫黄ガスとしてのＳＦ６及び酸素ガスの混合ガスのプラズマによる処理とを繰り返す交互処理によって構成したが、珪素層エッチングプロセスにおいて用いることができる処理ガスは、精度よく異方性エッチングのできるガスであれば、これらの処理ガスに限られず、例えば、弗化炭素ガスとしてＣ５Ｆ８やＣＦ４等を用いてもよく、また、珪素層エッチングプロセスは、異種ガスのプラズマによる処理を交互に繰り返す交互処理ではなく、例えば、六弗化硫黄ガスと酸素ガスの混合ガスのプラズマや、塩素ガス、臭素ガス、ＣＣｌ４、ＣＦ２Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、若しくは、ＨＢｒ等の単独ガスのプラズマによる単独処理であってもよい。
【００７７】
また、上記各実施の形態においては、酸化層エッチングプロセスとしてウェットエッチングを用いたが、酸化層エッチングプロセスはこれに限らず、ドライエッチングを用いてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  濾過ユニット
１１  濾過用フィルタ
１３  濾過前流路
１４  濾過スリット
１５  濾過後流路
２１  基板
２２  酸化層
２３  珪素層
２４  中間酸化層
２５  ＳＯＩ基板
２６  上部酸化層
２７，３２  マスク膜
２８，３３  流路用開口部
２９  スリット用開口部
３０，３４  溝
３１  スリット
【図１】
2013202559.tif 000003
【図２】
2013202559.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013202559.tif 000007
【図６】
2013202559.tif 000008
【図７】
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【図８】
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