DE10247189A1 - Verfahren und Vorrichtung - Google Patents

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/48707Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means
    • G01N33/48728Investigating individual cells, e.g. by patch clamp, voltage clamp

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fixierung einer, in einer Flüssigkeit (14) befindlichen biologischen Zelle (11) vorgeschlagen, wobei ein Teilbereich (130) des Siliziumsubstrats (100) in porösem Silizium als Opferschicht vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche. Es ist allgemein bekannt, Mikropipetten für Analysen der Zellflüssigkeit von biologischen Zellen zu verwenden. Hierzu wird die Zellflüssigkeit der zu analysierenden Zelle elektrisch kontaktiert. Hierzu werden häufig Glaskapillaren verwendet, die einen Durchmesser von wenigen μm aufweisen. Mit diesen Glaskapillaren wird unter dem Mikroskop die Zelle bzw. die Zellflüssigkeit analysiert. Zur Mikropipettierung werden die Zellen dabei in sog. Patch-Clamping-Systemen fixiert. Über ein Loch in dem Patch-Clamping-System, welches einen Durchmesser von ca. 10 μm aufweist, wird die zu untersuchende Zelle angesaugt und damit in einer definierten Position fixiert. Bei aktuell verwendeten Verfahren ist die Clamp-Einheit von der Pipette, d.h. insbesondere von der Glaskapillare, unabhängig und die Justage der Pipette relativ zur fixierten Zelle bzw. relativ zu dem Loch in der Clamp-Einheit erfolgt zeitaufwändig unter dem Mikroskop.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche haben dem gegenüber den Vorteil, dass eine solche zeitaufwändige Justage nicht erforderlich ist. Hierbei wird beispielsweise die Clamp-Einheit mittels eines Lochs von beispielsweise etwa 10 μm Durchmesser in einer Siliziumoberfläche bzw. in einer Siliziumoxidoberfläche oder auch in einer Polyimidoberfläche realisiert. Die Zelle wird durch einen Unterdruck bzw. durch eine Strömung in dieses Loch hinein angesaugt und damit an einer definierten Position fixiert. Vorteilhaft ist es insbesondere, dass die vorgenannten zwei Funktionen, nämlich die Fixierung der Zelle durch die Clamp-Einheit und die Analysefähigkeit der Zellflüssigkeit bzw. die elektrische Kontaktierbarkeit der Zelle in einer Vorrichtung, welche insbesondere als Halbleiterchip vorgesehen ist, zu integrieren. Hierbei ist es notwendig, eine Vorrichtung zu schaffen, welche in einem großserientauglichen Prozess den geforderten Toleranzen, insbesondere hinsichtlich der Positionierung und Abmessung von Ansaugloch und Pipette, entspricht. Erfindungsgemäß ist es insbesondere vorgesehen, eine Mikropipette zur elektrischen Kontaktierung von biologischen Zellen und eine Clamping-Einheit zur Fixierung der Zelle zu kombinieren. Die Erfindung sieht insbesondere die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Verwendung von Techniken der Oberflächenmikromechanik vor, um die hohen Genauigkeitsanforderungen der zu fertigenden Strukturen an der Chip-Oberfläche zu realisieren, wobei aufgrund von Durchgängen durch den Chip keine reine Oberflächenmikromechanik vorliegt. Erfindungsgemäß wird ein Teil des Halbleitersubstrats, welches insbesondere als Siliziumsubstrat vorgesehen ist, mittels eines Anodisiervorganges porös geätzt, so dass es möglich ist, vergleichsweise sehr tief gelegene Opferschichten herzustellen, welche in einem nachfolgenden Verfahrensschritt entfernt werden und so Öffnungen bzw. Ausnehmungen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisieren, die die angestrebte Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung garantieren. Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorgesehen, Tiefenätzprozesse, insbesondere von der Rückseite des Substrates her, zum Erreichen der geforderten Strukturen zu verwenden, wie beispielsweise anisotropes nasschemisches Ätzen, Trench-Ätzen bzw. Trockenätzen. Hierbei zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass die Pipettengeometrie insbesondere durch Trockenätzprozesse frei wählbar ist. Weiterhin kann die Ansauglochtiefe durch die Verwendung von porösem Silizium sehr tief ausgeführt werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Deckschicht über dem Saugloch mit einer Opferschichttechnologie aus porösem Silizium sehr einfach erzeugt werden kann. Justagetoleranzen im Zusammenhang mit der Verarbeitung ein und desselben Halbleitersubstrats sowohl von seiner Vorderseite, als auch von seiner Rückseite her, können durch die erfindungsgemäßen Verfahren entschärft werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. der erfindungsgemäße Chip erlaubt die Automatisierung der Zellanalyse durch automatisches Patch-Clamping. Weiterhin ist das Herstellungsverfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Chips auch großserientauglich. Besonders vorteilhaft ist, dass die Spitze der Pipette in einer Ebene mit der Oberfläche des Ansaugloches liegt oder dass die Spitze der Pipette unterhalb der Ebene der Oberfläche des Ansauglochs liegt. Hierdurch kann eine Zelle besonders einfach und schonend überprüft werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des, in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen, Verfahrens und der angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, dass die Vorrichtung zumindest teilweise in Oberflächenmikromechanik hergestellt vorgesehen ist. Dadurch können die Toleranzen besonders klein gemacht werden. Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Vorrichtung zur automatischen Zellanalyse geeignet ist. Dadurch können sehr viele Zellen in automatisierter Weise und schnell nacheinander analysiert werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine erste Vorstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 2 eine zweite Vorstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 3 eine dritte Vorstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung,
  • 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht,
  • 6 eine Abwandlung des ersten Stadiums der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
  • 7 ein Anwendungsszenario der erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In 1 ist eine erste Vorstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Diese umfasst ein Substrat 100 in einer Querschnittsdarstellung, wobei die Vorderseite des Substrates in der 1 oben dargestellt ist und wobei die Unterseite des Substrats 100 bzw. die Rückseite des Substrats 100 in der 1 unten dargestellt ist bzw, vorzustellen ist. Die Rückseite des Substrats 100 ist erfindungsgemäß optional mit einer Dotierung versehen, die einen ersten dotierten Bereich 210 bildet. Der erste dotierte Bereich 210 ist insbesondere als N-Dotierung vorgesehen, wobei das Substrat 100 eine leichte P-Dotierung aufweist, wobei als Wert der Dotierungen typischerweise Dotierstoffkonzentrationen von über 1018 cm–3 vorgesehen ist. Das Substrat 100 ist erfindungsgemäß insbesondere als Halbleitersubstrat und hier insbesondere als Siliziumsubstrat vorgesehen. In das Siliziumsubstrat 100 ist erfindungsgemäß vorgesehen, zweite Bereiche, die in 1 mit dem Bezugszeichen 130 versehen sind, mittels eines nasschemischen Ätzvorgangs porös zu gestalten. Um zu verhindern, dass poröses Silizium in größeren Bereichen als den vorgesehenen zweiten Bereichen 130 erzeugt wird, ist das Substrat 100 in manchen Bereichen durch eine Abdeckung 110 abgedeckt. Die Abdeckung ist beispielsweise mit einer Siliziumnitridmaske 110 durchgeführt. Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein, dritte dotierte Bereiche 102 vorzusehen, welche erfindungsgemäß dotiert sind. Der dotierte erste Bereich 210 entspricht einer optionalen Hilfsschicht, die die Homogenität der zweiten Bereiche 130, die auch als Anodisierschicht bezeichnet werden, verbessert. Der dotierte erste Bereich 210 kann auf Kosten der Homogenität der Anodisierschicht entfallen oder auch nachträglich entfernt werden. Bei der Herstellung des porösen Siliziums in den zweiten Bereichen 130 des Substrats 100 weitet sich dann der poröse Bereich nicht in die dotierten dritten Bereiche 102 hinein aus. Der Prozess zur Bildung des porösen Siliziums in den zweiten Bereichen 130 wird auch als Anodisierprozess bezeichnet. Dieser greift das positiv dotierte Silizium an, d.h. er macht dieses porös, während negativ dotiertes Silizium durch den Anodisierprozess nicht angegriffen wird. N-dotierte Bereiche, wie die dritten Bereiche 102, wirken daher als Anodisierstop und führen zu einer exakt definierten Begrenzung der anodisierten Bereiche, welche in 1 die zweiten Bereiche 130 sind. Die Ätztiefe der zweiten Bereiche 130 und das Profil wird über die Anodisierungsparameter bestimmt. Hierzu gehören insbesondere die Konzentration der Ätzlösung, insbesondere als Flusssäure, sowie die Stromdichte des verwendeten Stromflusses.
  • In 2 ist eine zweite Vorstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Wiederum ist das Substrat 100, der erste Bereich 210 des Substrats, welcher sich auf der Rückseite des Substrats als dotierter Bereich 210 befindet, und die zweiten und dritten Substratbereiche 130 und 102 dargestellt. Die in 1 dargestellte erste Vorstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bereits in ihren zweiten Bereichen 130 anodisiert, das heißt in diesen Bereichen porös vorgesehen.
  • In 2 werden auf diese porösen zweiten Bereiche 130 eine weitere Schicht, welche bevorzugt als polykristalline Siliziumschicht, als monokristalline Siliziumschicht, als Siliziumoxidschicht oder als Siliziumnitridschicht vorgesehen ist, abgeschieden. Diese Schicht darf beim späteren Opferschichtätzen der porösen Siliziumschicht in den zweiten Bereichen 130 bzw. der oxidierten porösen Siliziumschicht in den zweiten Bereichen 130 nicht oder nicht wesentlich angegriffen werden. Die weitere, zumindest teilweise auf dem mit dem Bezugszeichen 130 versehenen porösen Bereich, d.h. der zweite Bereich 130, abgeschiedene Schicht bildet als auf der ersten Vorstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgeschiedene Schicht einen vierten Bereich, der in der 2 mit dem Bezugszeichen 140 versehen ist. Weiterhin werden über eine in 2 nicht dargestellte Maskierung von der Rückseite des Substrats 100 her Ausnehmungen in das Substrat eingebracht, wobei eine zweite Ausnehmung 220 bis in den porösen zweiten Bereich 130 vorgetrieben wird und wobei eine dritte Ausnehmung 221 den zweiten Bereich 130 nicht berührt. Die zweite und dritte Ausnehmung 220, 221 werden im Folgenden auch als zweite und dritte Kaverne 220, 221 bezeichnet. Die zweite Ausnehmung 220 dient dem Anschluss des weiter unten beschriebenen Saugkanals und die dritte Ausnehmung 221 dient dem Anschluss der später zu beschreibenden Messpipette. Die Kavernen 220, 221 können insbesondere durch anisotropes Ätzen in Laugen, beispielsweise KOH, oder durch einen Trockenätzprozess erzeugt werden. Die Tiefe der Kavernen kann durch einen zweistufigen Ätzprozess so ausgeführt werden, dass die Kavernen 220, 221 unterschiedliche Ätztiefen aufweisen. Das poröse Silizium im zweiten Bereich 130, das bei dem Anodisierprozess entsteht. kann aufoxidiert werden, um als Ätzstopschicht für weitere Siliziumätzprozesse, die sowohl nasschemisch als auch trockenchemisch ausgeführt werden können, zu wirken. Hierzu ist es insbesondere vorgesehen, dass Silizium in den zweiten Bereichen 130, welche porös sind, thermisch zu behandeln.
  • In 3 ist eine dritte Vorstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die dritte Vorstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst wiederum das Substrat 100, den zweiten Substratbereich 130, welcher als poröses Silizium vorgesehen ist, den dritten Substratbereich 102, der als negativ dotierte Barriere gegen eine zu weite Ausdehnung des zweiten Bereichs 130 vorgesehen ist, der vierte Bereich 140, welcher insbesondere als eine polykristalline Siliziumschicht, als eine monokristalline Siliziumschicht oder als eine Siliziuniriitridschicht erfindungsgemäß vorgesehen ist, sowie die zweite und dritte Ausnehmung 220, 221 dargestellt. Darüber hinaus ist von der Vorderseite des Substrates 100, das heißt in der 3 von oben, eine erste Ausnehmung 120 dargestellt. Diese erste Ausnehmung ist erfindungsgemäß insbesondere als ringförmige runde Ausnehmung in die Oberseite des Substrats 100 vorgesehen, weshalb in der Schnittdarstellung der 1 bis 4 in 3 „zwei Ausnehmungen" 120 dargestellt sind, die jedoch gemeinsam die erste Ausnehmung 120 bilden. Die erste Ausnehmung 120 grenzt wenigstens an ihrer einen Seite an den zweiten Bereich 130 an und ist durch den vierten Bereich 140 hindurch vorgesehen. Zur Erzeugung der ersten Ausnehmung 120, welche auch als erste Kaverne 120 bezeichnet wird, kann eine Ätzmaske, insbesondere aus Fotolack oder Oxid verwendet werden, die jedoch in 3 nicht dargestellt ist. Zur Einbringung der ersten Ausnehmung 120 wird insbesondere ein Trockenätzprozess von der Wafer-Vorderseite, d.h. von der Vorderseite des Substrates 100 her vorgesehen. Hierbei ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, auf der Wafer-Rückseite ein Oxid abzuscheiden und dieses hierbei als Ätzstop für den Trockenätzschritt zu benutzen. Eine vierte Ausnehmung 121 ist erfindungsgemäß ebenfalls von der Vorderseite aus vorgesehen und zwar ist die vierte Ausnehmung 121 erfindungsgemäß insbesondere im Zentrum des Rings der ersten Ausnehmung 120 vorgesehen. Die vierte Ausnehmung 121 wird von der Vorderseite her durch den vierten Bereich 140 und einen Teil des dritten Substratbereichs 103 hindurch bis zu der von der Rückseite des Substrats 100 in das Substrat 100 eingebrachten dritten Ausnehmung 221 vorgesehen, so dass sich eine durchgängige Öffnung durch das Substrat 100 im Zentrum der einen Ring bildenden ersten Ausnehmung 120 ergibt. Die Einbringung der ersten und vierten Ausnehmung 120, 121 wird erfindungsgemäß insbesondere mit einem Trockenätzschritt durchgeführt und kann erfindungsgemäß dabei durch zwei Trockenätzschritte so durchgeführt werden, dass die Ätztiefe der vierten Ausnehmung 121 tiefer ist als die Ätztiefe der ersten Ausnehmung 120. Hierbei ist es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen, dass die vierte Ausnehmung 121 vor der ersten Ausnehmung 120 erzeugt wird. Beispielsweise wird zunächst die vierte Ausnehmung 121 vollständig erzeugt, danach mittels einer Passivierungsschicht, beispielsweise eine Lackschicht, passiviert und anschließend durch Öffnen eines Bereichs zum Ätzen der ersten Ausnehmung 120 und nachfolgendem Ätzen diese erzeugt. Alternativ zu dieser sequentiellen Erzeugung der Ausnehmungen 121, 120 ist es erfindungsgemäß auch vorgesehen, zunächst im Bereich der vierten Ausnehmung 121 eine Teilätzung bis zu einer gewissen Tiefe vorzunehmen und anschließend mittels einer Öffnung von Oberflächenbereichen für die erste Öffnung 120 ein gemeinsames Ätzen bzw. Weiterätzen sowohl der ersten Öffnung 120 und der vierten Öffnung 121 vorzunehmen. Die erste Ausnehmung 120 wird im Folgenden insbesondere auch als Saugloch bezeichnet, welches ringförmig vorgesehen ist. Die vierte Ausnehmung 121 wird im Folgenden auch als Pipettenöffnung 121 bezeichnet, welche mit der dritten Ausnehmung 221 verbunden ist und mit dieser zusammen die Pipettenöffnung 121 bildet. Dies ist in 4 dargestellt. Damit ist ein sicherer Anschluss der Pipettenöffnung 121 an die Rückseitenkaverne, d.h. die dritte Ausnehmung 221, gegeben.
  • In 4 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt, wobei gegenüber der dritten Vorstufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich noch der poröse zweite Bereich 130, welcher erfindungsgemäß als Opferschicht dient, entfernt wurde. Das poröse Silizium bzw. das oxidierte poröse Silizium im zweiten Bereich 130 des Substrats 100 kann beispielsweise mittels verdünnter KOH bzw. mittels flusssäurehaltigen Medien selektiv zum Silizium entfernt werden. Falls erforderlich, ist eine abschließende Passivierung der gesamten Vorrichtung, d.h. des gesamten Substrats 100, mittels einer Oxidschicht bzw. einer Nitridschicht denkbar. Dies ist jedoch in 4 nicht dargestellt. Durch die Entfernung der Opferschicht im zweiten Bereich 130 des Substrates 100 wird eine Verbindung zwischen der ersten Ausnehmung 120 und der zweiten Ausnehmung 220 hergestellt. Damit ist die ringförmig vorgesehene, erste Ausnehmung 120, die sich auf der Vorderseite des Substrates befindet, mit einer Öffnung auf der Rückseite des Substrates 100 verbunden. Gemeinsam bilden diese Ausnehmungen mit dem ausgeräumten zweiten Bereich 130 des Substrats 100 eine erfindungsgemäße Öffnung 125 in dem Substrat 100, durch welche eine auf der Vorderseite des Substrates 100 befindende Zelle, die in 4 nicht dargestellt ist, über die Bildung eines Unterdrucks in der Öffnung 125 an dem Substrat 100 fixiert werden kann. Der zweite Bereich 130 ist Teil der Öffnung 125. Daher wird der zweite Bereich 130 im folgenden auch als Teilbereich 130 der Öffnung 125 bezeichnet. Mittels der Pipettenöffnung 121 ist es dadurch möglich, an der fixierten Zelle Untersuchungen beispielsweise der Zellmembran bzw. des Zellplasmas durchzuführen. Durch die durch das Substrat 100 durchgängige Pipettenöffnung 121 ist auch hier der entsprechende Membranbereich bzw. die Zelle zugänglich, und zwar von der Rückseite des Substrates 100 her. Auf der Oberseite bzw. Vorderseite des Substrats 100 können damit mehrere Oberflächen unterschieden werden. In der Mitte bzw. im Zentrum der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich die Pipettenöffnung 121, welche eine Verbindung zur Waver-Rückseite bzw. zur Rückseite des Substrats 100 herstellt. Um die Pipettenöffnung 121 befindet sich ein erster Oberflächenbereich 160, welcher ringförmig und insbesondere konzentrisch um die Pipettenöffnung 121 herum vorgesehen ist. Radial nach außen von der Pipettenöffnung 121 aus schließt sich an den ersten Oberflächenbereich 160 die von der Vorderseite des Substrats her gesehen ringförmig vorgesehene Öffnung 125 an. Radial nach außen schließt sich an die Öffnung 125 ein zweiter Oberflächenbereich 170 an.
  • In 5 ist eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Sichtbar ist die Pipettenöffnung 121 im Zentrum der Vorrichtung, der erste Oberflächenbereich 160 radial außerhalb der Pipettenöffnung 121, weiterhin die Öffnung 125, welche auch als Saugöffnung 125 bezeichnet wird, wobei diese bei einer Draufsicht auf eine Vorderseite des Substrats 100 erfindungsgemäß insbesondere ringförmig vorgesehen ist, und anschließend der zweite Oberflächenbereich 170 des Substrats 100.
  • In 6 ist eine alternative Substratstruktur zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Auch hier ist wiederum das Substrat 100 vorgesehen, welches jedoch alternative dritte Bereiche in Form tiefliegender N-dotierter dritter Bereiche 102 vorsieht. Auch hier dienen diese dritten Bereiche 102 wiederum als Stopschicht für den Anodisiervorgang. Falls erforderlich, kann die Tiefe des N-dotierten Bereichs durch eine, auf die Oberfläche des Substrats 100 aufgebrachte und in 6 mit dem Bezugszeichen 101 versehene Epitaxieschicht aus insbesondere positiv dotiertem Silizium vorgesehen seien, wobei in der Epitaxieschicht zur Erzeugung bzw. zur Ausdehnung der dritten Bereiche 102 weitere N-dotierte Bereiche vorgesehen sind, welche in 6 mit dem Bezugszeichen 103 versehen sind.
  • In 7 ist eine Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fixierung einer, in einer Flüssigkeit befindlichen biologischen Zelle, dargestellt. Zur Fixierung einer mit dem Bezugszeichen 11 versehenen Zelle an der in 7 mit einem mit dem Bezugszeichen 10 versehenen Pfeil dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist erfindungsgemäß insbesondere ein Strömungskanal 16 vorgesehen, in welchem sich eine Flüssigkeit 14 befindet, in welcher sich die Zellen 11 befinden. Zur Fixierung einer Zelle 11 an der Vorrichtung 10 wird im Ansaugbereich, welcher in 7 mit dem Bezugszeichen 125 versehen ist und welcher der Öffnung 125 aus der 4 entspricht, angesaugt. Danach kann mittels der Pipettenöffnung 121 eine Untersuchung an der Zelle 11 durchgeführt werden. Beispielsweise kann durch die Pipettenöffnung 121 in die mit dem Bezugszeichen 9 versehene Zellmembran eingestochen werden und eine Untersuchung an dem Zellplasma durchgeführt werden, wobei jedoch weder das Einstechen noch ein geeignetes Instrument hierzu in 7 nicht dargestellt ist. Die Pipettenöffnung 121 ist erfindungsgemäß insbesondere wenige μm breit, beispielsweise 1 bis 2 μm breit. Die Sauglochöffnungen 125 sind beispielsweise ca. 10 μm breit und ringförmig vorgesehen. Erfindungsgemäß ist daher notwendig, ein Herstellungsverfahren anzugeben, welches hinreichend große Genauigkeit aufweist, um solche Abmessungen genau und möglichst großserientauglich auch zu realisieren, wobei darauf zu achten ist, dass sowohl Öffnungen von der Vorderseite des Substrates 100, als auch Öffnungen von der Rückseite des Substrates 100 vorgesehen sind und wobei darüber hinaus diese Öffnungen von der Vorderseite und der Rückseite des Substrats 100 sich treffen müssen bzw. miteinander verbunden sein müssen. Erfindungsgemäß erleichtert die Verwendung von porösem Silizium im zweiten Bereich 130 des Substrats 100 die Erfüllung dieser Anforderungen. Einer genauen Reproduzierbarkeit solcher Abmessungen wirken typische Wafer-Toleranzen wie beispielsweise die Keiligkeit oder auch TTV (total thickness variation) entgegen.

Claims (5)

  1. Vorrichtung zur Fixierung einer in einer Flüssigkeit (14) befindlichen biologischen Zelle (11) mit einem zumindest eine Öffnung (125) aufweisenden Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in einem Teilbereich (130) der Öffnung (125) poröses Silizium als Opferschicht vorgesehen und zur Bildung der Öffnung (125) weg geätzt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest teilweise in Oberflächenmikromechanik hergestellt vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur automatisierten Zellanalyse geeignet ist.
  4. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Fixierung einer, in einer Flüssigkeit (14) befindlichen biologischen Zelle (11), wobei die Vorrichtung ein Substrat (100) umfasst, wobei ein strukturierter Teilbereich (130) porösen Siliziums in dem Substrat (100) von einer Vorderseite des Substrats (100) her erzeugt wird, wobei eine Abdeckschicht (140) zumindest teilweise auf dem Bereich (130) des porösen Siliziums abgeschieden wird, wobei zur Erzeugung einer Öffnung (125) eine erste Ausnehmung (120) von der Vorderseite in die Abdeckschicht (140) und eine zweite Ausnehmung (220) von einer der Vorderseite des Substrats (100) gegenüberliegenden Rückseite jeweils bis in den Teilbereich (130) des porösen Siliziums eingebracht werden und wobei anschließend der Teilbereich (130) des porösen Siliziums weggeätzt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einbringung der ersten Ausnehmung (120) ein Trockenätzverfahren verwendet wird.
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