СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ ФИЛЬТРОВ Российский патент 1997 года по МПК B01D67/00 B01D71/00 

Изобретение относится к области физико-химической очистки веществ, а более конкретно к способам изготовления пористых фильтров, и может быть использовано для решения задач фильтрации, ультрафильтрации, диализа.

Известны способы изготовления пористых фильтров, например (Хванг М.Т. Каммермейер К. Мембранные процессы разделения. М. Химия, 1981, с. 367-394). Эти способы позволяют получать фильтры с хаотическим распределением и конфигурацией пор по их диаметру и длине.

Среди известных способов изготовления пористых фильтров наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, описанный в работе Флерова Г. Н. и Барашенкова В.С. УФН, 1974, т. 114, в. 2, с. 361-369. Этот способ состоит в том, что пленку или пластину из фильтровального материала облучают потоком высокоэнергетических частиц (ионов), подвергая ее таким образом локальному воздействию. После экспозиции пленку обрабатывают травителем, который растворяет вещество фильтра в местах, подвергающихся воздействию частиц и в направлении их распространения вытравливает сквозные отверстия (поры).

Этот способ не дает возможности управлять конфигурацией пор и удельной плотностью их распределения по поверхности. Он налагает принципиальный предел на минимальные размеры пор, который определяется типом и энергией частиц, материалов пленки и режимом травления, а также на удельную плотность распределения пор по поверхности.

Целью изобретения является уменьшение размеров пор и увеличение поверхностной плотности их распределения.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе изготовления пористых фильтров, включающем локальное облучение исходной пленки или пластины потоками высокоэнергетических частиц квантов излучения, электронов или ионов и последующую обработку травителем, на исходную пленку или пластину перед облучением наносят слой эластичного резиста, а после облучения подвергают чередующимся операциям усадки и травления резиста, обрабатывая травителем, вытравливающим сквозные отверстия в резисте и не воздействующим на исходную пленку или пластину, затем через отверстия в слое эластичного резиста вытравливают сквозные отверстия в исходной пленке или пластине посредством травителя, не воздействующего на слой эластичного резиста.

Усадку можно производить либо после травления слоя эластичного резиста, либо перед его травлением.

В качестве эластичного резиста можно наносить лэнгмюровскую пленку, плотность которой не превосходит максимальной величины, возможной для сплошного однородного мономолекулярного слоя и соответствует значениям поверхностного давления, находящимся в диапазоне между величинами, соответствующими двумерному газу, когда пленка является разреженной, и коллапсу, когда имеет место хаотическое наслоение частей пленки друг на друга. Значения поверхностного давления измеряются известными способами (Блинов Л.М. УФН, 1988, т. 155, в. 3, с. 443).

Перед травлением исходной пленки или пластины ее можно облучать потоками высокоэнергетических частиц через отверстия в слое эластичного резиста.

На чертеже схематически изображена последовательность операций при изготовлении пористого фильтра; а облучение лэнгмюровской пленки, б - травление лэнгмюровской пленки, в усадка, г травление подложки, вытравливание в ней отверстий (пор); 1 исходная пленка, 2 лэнгмюровская пленка, 3 зона облучения, 4 потоки облучающих частиц, 5 травитель для лэнгмюровской пленки, 6 защитный слой (он предназначен для предотвращения травления тыльной стороны исходной пленки 1), 7 отверстия в лэнгмюровской пленке, 8 травитель для исходной пленки, 9 отверстия (поры) в исходной пленке.

При усадке системы происходит сжатие не только исходной пленки 1, но и лэнгмюровской пленки 2. Поскольку нанесение последней производилось при поверхностном давлении, далеком от коллапса, то в ходе технологических операций сохраняется однородность лэнгмюровской пленки 2 по толщине. При этом уменьшаются размеры пор, а также расстояние между ними, следствием чего является уменьшение диаметров пор и увеличение плотности их поверхностного распределения.

Способ изготовления пористых фильтров включает локальное облучение потоками высокоэнергетических частиц (квантов излучения, ионов или электронов) исходной пленки или пластины и последующую обработку травителем. При этом перед облучением на исходную пленку или пластину наносят слой эластичного резиста, после облучения проводят операцию усадки, травление ведут в две ступени, на первой из которых при помощи травителя, не воздействующего на исходную пленку или пластину и вытравливающего сквозные отверстия в резисте, а на второй ступени при помощи травителя, не воздействующего на слой эластичного резиста и вытравливающего сквозные отверстия в пленке или пластине через отверстия в слое эластичного резиста. Усадку проводят до первой ступени травления или после нее. Перед второй ступенью травления пленку или пластину дополнительно облучают потоками высокоэнергетических частиц через отверстия в слое эластичного резиста. В качестве последнего используют лэнгмюровскую пленку. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления пористых фильтров, включающий локальное облучение потоками высокоэнергетических частиц исходной пленки или пластины и последующую обработку травителем, отличающийся тем, что перед облучением на исходную пленку или пластину наносят слой эластичного резиста, после облучения проводят операцию усадки, травление ведут в две ступени, на первой из которых при помощи травителя, не воздействующего на исходную пленку или пластину и вытравливающего сквозные отверстия в резисте, а на второй ступени при помощи травителя, не воздействующего на слой эластичного резиста и вытравливающего сквозные отверстия в пленке или пластине через отверстия в слое эластичного резиста. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что усадку производят после первой ступени травления. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что усадку производят до первой ступени травления. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве эластичного резиста используют лэнглюровскую пленку. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед второй ступенью травления пленку или пластину дополнительно облучают потоками высокоэнергетических частиц через отверстие в слое эластичного резиста. 6. Способ по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что в качестве высокоэнергетических частиц используют кванты излучения, электроны или ионы.