WO2014128073A1 - Verfahren zur herstellung eines mikrosiebs - Google Patents

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WO2014128073A1
WO2014128073A1 PCT/EP2014/052997 EP2014052997W WO2014128073A1 WO 2014128073 A1 WO2014128073 A1 WO 2014128073A1 EP 2014052997 W EP2014052997 W EP 2014052997W WO 2014128073 A1 WO2014128073 A1 WO 2014128073A1
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photoresist
microsieve
carrier
photoresist layer
layer
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PCT/EP2014/052997
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Susanne Kornely
Markus Schieber
Daniel Sickert
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a microsieve.
  • Microsieves are increasingly being used today for demanding separation tasks, for example in medical technology or biotechnology. Thus, the enrichment or extraction of certain cells from human blood by filtration of the blood through a microsieve can be done (microfiltration). Microsieves, in contrast to the conventional microfilters sponge-like polymer or ceramic membranes have a defined pore geometry and are therefore much more efficient and better classifying.
  • a freely selectable pore geometry and pore density and distribution of the microsieve is desirable.
  • the retained particles hardly or not at all penetrate into the surface in the case of micro-sieves.
  • they are easier to identify microscopically and, on the other hand, they are easier to detach from the filter if further analysis methods require it.
  • microsieves are the so-called track-etched membranes.
  • a polymer film is bombarded with heavy ions and the trace left by the heavy ions in the film is subsequently expanded to a pore with an etching process.
  • These membranes have due to their manufacturing process on a spatially irregular pore distribution.
  • the maximum number of pores per unit area is considerably limited. For example, with Track-Etched membranes with a pore diameter of 8 micrometers, it is only possible to achieve a maximum pore fraction of the total area of the membrane of 5%.
  • a plurality of pores passes through the base material of the Membrane not vertical but oblique.
  • WO 2011/139445 A1 discloses a method for the production of micro-sieves in which a photostructurable dry-resist film, for example epoxy resin film, is structured to a microsieve by means of a photolithographic process. Subsequently, a detachment step for dissolving the microsieve from the carrier used in the preparation takes place, for example by means of an etching step.
  • a disadvantage of the known method is that it sets the thickness of the microsieve lower limits, since it is very difficult to process epoxy films that are thinner than about 10 ⁇ .
  • the method according to the invention for producing a microsieve which consists essentially of a photoresist material, comprises the following steps:
  • a liquid photoresist is used when applying the photoresist layer.
  • the method thus produces a microsieve or a plurality of microsieves, which essentially consist of the later solid material of the liquid photoresist.
  • the photoresist not only serves to structure an underlying material as in the known use of photolithography, but represents the material for the actual microsieve.
  • the advantage of using liquid photoresists for the production of microsieve is their diversity of materials, by means of which a good adaptability to different uses of the microsieve is possible. With the liquid photoresists chemically more stable materials are available compared to, for example, dry resists.
  • the thickness of the microsieve that is to say the thickness of the photoresist layer
  • the thickness of the microsieve can be set almost as desired by the deposition process used during the application of the photoresist layer, for example spin-coating or spraying.
  • the micro-sieves can be made thin, in particular with a thickness of less than 10 ⁇ m.
  • the photolithographic processes used are advantageously widespread and allow a high substrate throughput and thus cost-effective production.
  • the carrier used can be, for example, a silicon or glass substrate.
  • the mask is designed such that the microsieve acquires a hole structure, the holes having a, in particular uniform, diameter between approximately 1 micrometer and approximately 50 micrometers. It is a particularly preferred embodiment that the holes have a uniform diameter between 5 microns and about 25 microns, in particular between about 7 microns and about 15 microns.
  • a thermally or radiation activatable release layer for detaching the microsieve from the support is applied to the support.
  • the Microsieve or the microsieve can be detached from the carrier nondestructively.
  • the release layer that can be activated thermally or by radiation is used directly as the support.
  • no further carrier such as a silicon substrate is used more, but the entire processing takes place exclusively on the release layer. This material is advantageously saved in the production of micro-sieves, which is not used anyway for the microsieves.
  • a particular advantage of using the release layer as a support is that the manufacture of the microsieves can thus take place in the roll-to-roll process.
  • a sacrificial layer for detaching the microsieve from the carrier is applied to the carrier before the photoresist layer is applied to the carrier.
  • This sacrificial layer is removed wet-chemically after the patterning of the microsieve, for example, whereby the connection between the microsieve and the support is removed.
  • an etching step is carried out to at least partially dissolve the carrier.
  • the microsieve thus obtained can be used in particular for separating solids and / or for retaining solids from a liquid and / or gas stream.
  • a micro-sieve can therefore generally also be understood to mean a microfilter element.
  • the microsieve can in particular a
  • the microsieve can be used in particular for the enrichment or extraction of certain cells from cell-containing Body fluids, eg from blood, urine,
  • Biopsy fluids, saliva, etc. including from human blood or from natural or engineered cell suspensions or dilutions thereof.
  • FIG. 1 shows production steps of a microsieve using a liquid photoresist and an activatable release layer on a support
  • FIG. 2 shows fabrication steps of a microsieve using a liquid photoresist and a thermally activatable release layer, which constitutes the support
  • FIG. 3 shows production steps of a microsieve using a liquid photoresist and a chemically dissolvable sacrificial layer
  • FIG. 4 shows production steps of a microsieve using a liquid photoresist and a wet-chemical back-etching of the support.
  • FIG. 1 shows steps of a first exemplary production method for producing a microsieve 120 having a defined pore distribution and defined
  • a carrier 130 for the microsieve 120 to be created or the composition of a plurality of microsils 120 to be created is provided.
  • the carrier 130 is, for example, a silicon wafer or a glass plate. Other substantially smooth and straight wafer-like carriers 130 may also be used. The only requirement is lent that the 130 support is suitable for the typical steps of photolithography.
  • step 111 a thermally or electromagnetically activatable release layer 150 is applied over the entire surface of the carrier 130.
  • a photoresist layer 140 is applied to the release layer 150.
  • the photoresist layer 140 can be applied in known production variants, for example by means of spin coating or spraying.
  • the photoresist layer 140 is generated from a liquid photoresist.
  • the thickness of the photoresist layer 140 for example, a thickness of 5 ⁇ chosen. This is a thickness value which is difficult to achieve, for example by means of dry resists, but at the same time advantageous for use as a microsieve.
  • a baking step for example at 110 ° C., can take place.
  • exposure step 113 an exposure of the photoresist takes place.
  • the photoresist layer 140 is exposed to suitable radiation.
  • the radiation is shadowed at certain points with a mask 160.
  • the design of the mask 160 determines the structure of the microsieve to be fabricated, thus defining its edges and pores.
  • the crosslinking of the photoresist which begins in the exposure step 113 leads to the formation of the actual microsieve structure.
  • a development of the photoresist takes place in a manner known per se.
  • TMAH solution for example with TMAH solution
  • Photoresist layer 140 previously exposed or unexposed.
  • the actual micro-sieve 120 or possibly a plurality of separate micro-sieves 120 remains behind.
  • thermal activation or irradiation takes place, for example with UV light.
  • the release layer 150 is activated and the micro-sieves 120 detach from the carrier 130 and the release layer 150.
  • the microsieve 120 thus obtained can subsequently be exposed, for example, to stabilize another temperature treatment. Furthermore, a separation of the micro-sieve structure into smaller substructures can take place.
  • FIG. 2 shows steps of a second exemplary production method for producing a microsieve 120.
  • step 210 no support 130 is provided for the microsieve 120 or the composition to be created from a plurality of microsieves 120, but instead directly a release layer 150 a photoresist layer 140 applied.
  • the photoresist layer 140 can be applied in known production variants, for example by means of spin coating or spraying.
  • the photoresist layer 140 is generated from a liquid photoresist.
  • the thickness of the photoresist layer 140 is selected, for example, a thickness of 2 ⁇ .
  • the manufacturing method according to the second exemplary embodiment can advantageously also be implemented in the roll-to-roll process.
  • a baking step for example at 110 ° C, take place.
  • an exposure of the photoresist takes place.
  • the photoresist layer 140 is exposed to suitable radiation.
  • the radiation is shadowed at certain points with the mask 160 as in the first embodiment.
  • Development step 212 involves the development of the photoresist, for example with TMAH solution. Depending on whether a positive or negative varnish is used, the parts of the photoresist layer 140 that were previously exposed or not exposed dissolve.
  • the actual micro-sieve 120 or possibly a plurality of separate micro-sieves 120 remains behind.
  • step 213 thermal activation or radiation takes place, for example with UV light. Thereby, the release layer 150 is activated and the micro-sieves 120 are released from the release layer 150.
  • FIG. 3 shows steps of a third exemplary production method for producing a microsieve 120.
  • a carrier 130 is provided for the microsieve 120 to be created in step 310.
  • the carrier is provided with a sacrificial layer 320, which can be removed in a process step, for example with a wet-chemical etching.
  • a photoresist layer 140 is applied on the sacrificial layer 320.
  • the photoresist layer 140 is again applied in known production variants, for example by means of spin coating or spraying.
  • the photoresist layer 140 is in turn generated from a liquid photoresist.
  • the thickness of the photoresist layer 140 for example, a thickness of 10 ⁇ chosen.
  • exposure step 311 an exposure of the photoresist takes place as in the previously described embodiments.
  • the photoresist layer 140 is exposed to suitable radiation. The radiation is shadowed at certain points with the mask 160 as in the first embodiment.
  • step 312 the development of the photoresist takes place, for example with TMAH solution. Depending on whether a positive or negative varnish is used, dissolve In this case, the parts of the photoresist layer 140, which were previously exposed or not exposed. The actual microsieve 120 remains behind.
  • step 313 the sacrificial layer 320 is removed by wet-chemical means, for example, and the micro-sieves 120 are thus released from the carrier.
  • FIG. 4 shows steps of a fourth exemplary production method for producing a microsieve 120.
  • a carrier 130 is provided for the microsieve 120 to be created in step 410.
  • a photoresist layer 140 is applied on the carrier 130.
  • the photoresist layer 140 is in turn applied in known production variants, for example by means of spin coating or spraying.
  • the photoresist layer 140 is generated from a liquid photoresist, as in the previous embodiments.
  • exposure step 411 an exposure of the photoresist takes place as in the previously described embodiments.
  • the photoresist layer 140 is exposed to suitable radiation. The radiation is shadowed at certain points with the mask 160, as in the first embodiment.
  • a mask 460 is used that creates a single continuous microsieve 120.
  • step 412 the development of the photoresist takes place, for example with TMAH solution. Depending on whether a positive or negative varnish is used, the parts of the photoresist layer 140 that were previously exposed or not exposed dissolve. The actual microsieve 120 remains behind.
  • step 413 in contrast to the previous embodiments, a wet chemical etch back of the carrier takes place.
  • a protective box 420 can be used for the Mikrosieb awarded. Essentially, the microsieve 120 and, depending on the embodiment of the etch back, a part of the carrier 130 remains, which, for example, can form an edge for the microsieve 120, as indicated in FIG.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Mikrosiebs angegeben, wobei das Mikrosieb im Wesentlichen aus einem Fotolackmaterial besteht, mit folgenden Schritten: - Aufbringen einer Fotolackschicht auf einen Träger, - teilweise Abdeckung der Fotolackschicht mit einer Maske, die die Struktur des Mikrosiebs festlegt, - Belichtung des Fotolacks mittels Einwirkung von Strahlung, - Entwicklung des Fotolacks, - Ablösung des Fotolacks vom Träger, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen der Fotolackschicht ein flüssiger Fotolack verwendet wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Mikrosiebs Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Mikrosiebs .
Mikrosiebe werden heute zunehmend für anspruchsvolle Trennaufgaben verwendet, beispielsweise in der Medizintechnik oder Biotechnologie. So kann die Anreicherung oder Extraktion bestimmter Zellen aus Humanblut mittels Filtration des Bluts durch ein Mikrosieb erfolgen (Mikrofiltration) . Mikrosiebe besitzen im Unterschied zu den herkömmlichen Mikrofiltern aus schwammartigen Polymer- oder Keramikmembranen eine definierte Porengeometrie und sind daher deutlich effizienter und besser klassifizierend .
Zur Optimierung eines Filtrationsverfahrens ist eine frei wählbare Porengeometrie sowie Porendichte und -Verteilung des Mikrosiebs wünschenswert. Im Gegensatz zu schwammartigen Filtermembranen dringen die zurückgehaltenen Partikel bei Mikro- sieben kaum oder gar nicht in die Oberfläche ein. Somit sind sie zum einen leichter mikroskopisch identifizierbar und können zum anderen leichter vom Filter abgelöst werden, wenn weitere Analysemethoden dies erfordern.
Eine Art bekannter Mikrosiebe sind die sog. Track-Etched- Membranen. Bei diesen wird eine Polymerfolie mit Schwerionen beschossen und die von den Schwerionen in der Folie hinter- lassene Spur anschließend mit einem Ätzprozess zu einer Pore erweitert. Diese Membranen weisen bedingt durch ihr Herstellungsverfahren eine räumlich unregelmäßige Porenverteilung auf. Je nach Porengröße ist die maximale Anzahl von Poren pro Flächeneinheit erheblich begrenzt. So ist es mit Track- Etched-Membranen bei einem Porendurchmesser von 8 Mikrometern beispielsweise nur möglich, einen Porenanteil an der Gesamtfläche der Membran von maximal 5% zu erreichen. Außerdem durchläuft eine Vielzahl von Poren das Grundmaterial der Membran nicht senkrecht, sondern schräg. Ferner treten Doppelporen auf, welche eine gemeinsame Pore mit einem größeren als dem nominellen Durchmesser ergeben. Aus der WO 2011/139445 AI ist ein Verfahren zur Herstellung von Mikrosieben bekannt, bei dem eine photostrukturierbare Trockenresist-Folie, beispielsweise Epoxidharz-Folie, mittels eines photolithographischen Prozesses zu einem Mikrosieb strukturiert wird. Anschließend erfolgt ein Ablösungsschritt zur Lösung des Mikrosiebs vom bei der Herstellung verwendeten Träger, beispielsweise mittels eines Ätzschrittes. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, dass es der Dicke des Mikrosiebs untere Grenzen setzt, da es sehr schwierig ist, Epoxid- folien zu verarbeiten, die dünner als etwa 10 μπι sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Mikrosiebs anzugeben, mit dem der eingangs genannte Nachteil vermieden wird. Insbesondere soll die Herstellung von Mikrosieben ermöglicht werden, die dünner als 10 μπι sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Mikrosiebs, das im Wesentlichen aus einem Fotolackmaterial besteht, umfasst folgende Schritte:
- Aufbringen einer Fotolackschicht auf einen Träger;
- teilweise Abdeckung der Fotolackschicht mit einer Maske, die die Struktur des Mikrosiebs festlegt;
- Belichtung des Fotolacks mittels Einwirkung von Strahlung;
- Entwicklung des Fotolacks;
- Ablösung des Mikrosiebs vom Träger.
Dabei wird beim Aufbringen der Fotolackschicht ein flüssiger Fotolack verwendet . Das Verfahren erzeugt also ein Mikrosieb oder eine Mehrzahl von Mikrosieben, die im Wesentlichen aus dem später festen Material des flüssigen Fotolacks bestehen. Mit anderen Worten dient also der Fotolack nicht nur zur Strukturierung eines unterliegenden Materials wie bei der bekannten Verwendung der Photolithographie, sondern stellt das Material für das eigentliche Mikrosieb dar. Der Vorteil der Verwendung von flüssigen Fotolacken zur Herstellung von Mikrosieben ist deren Materialvielfalt, mittels derer eine gute Anpassbarkeit an verschiedene Verwendungen des Mikrosiebs möglich ist. Mit den flüssigen Fotolacken stehen im Vergleich zu beispielsweise Trockenresists chemisch stabilere Materialien zur Verfügung.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass die Dicke des Mikrosiebs, al- so die Dicke der Fotolackschicht, durch den beim Aufbringen der Fotolackschicht verwendeten Abscheideprozess , beispielsweise Aufschleudern oder Sprühen, nahezu beliebig einstellbar ist. Vor allem können die Mikrosiebe dünn, insbesondere mit einer Dicke von weniger als 10 μπι, hergestellt werden. Die verwendeten photolithographischen Prozesse sind vorteilhaft weit verbreitet und erlauben einen hohen Substratdurchsatz und damit eine kostengünstige Fertigung.
Als Träger kann beispielsweise ein Silizium- oder Glassub- strat verwendet werden. Die Maske ist insbesondere so gestaltet, dass das Mikrosieb eine Löcherstruktur erhält, wobei die Löcher einen, insbesondere gleichförmigen, Durchmesser zwischen ca. 1 Mikrometern und ca. 50 Mikrometern aufweisen. Es ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltung, dass die Löcher einen gleichförmigen Durchmesser zwischen 5 Mikrometern und ca. 25 Mikrometern, insbesondere zwischen ca. 7 Mikrometern und ca. 15 Mikrometern, aufweisen.
Vorteilhaft wird vor Aufbringen der Fotolackschicht auf den Träger eine thermisch oder durch Strahlung aktivierbare Ablösungsschicht zur Ablösung des Mikrosiebs vom Träger auf den Träger aufgebracht. Mithilfe dieser Ablösungsschicht kann das Mikrosieb oder die Mikrosiebe zerstörungsfrei vom Träger gelöst werden.
Alternativ wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Ver- fahrens die thermisch oder durch Strahlung aktivierbare Ablösungsschicht direkt als Träger verwendet. Mit anderen Worten kommt kein weiterer Träger wie ein Siliziumsubstrat mehr zu Einsatz, sondern die gesamte Prozessierung findet ausschließlich auf der Ablösungsschicht statt. Hiermit wird vorteilhaft Material bei der Herstellung der Mikrosiebe eingespart, das für die Mikrosiebe an sich ohnehin nicht verwendet wird.
Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung der Ablösungsschicht als Träger besteht darin, dass die Herstellung der Mikrosiebe damit im Rolle- zu-Rolle-Verfahren stattfinden kann .
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung wird vor Aufbringen der Fotolackschicht auf den Träger eine Opferschicht zur Ablösung des Mikrosiebs vom Träger auf den Träger aufgebracht. Diese Opferschicht wird nach der Strukturierung des Mikrosiebs beispielsweise naßchemisch entfernt, wodurch die Verbindung zwischen dem Mikrosieb und dem Träger aufgehoben wird .
In einer weiteren Alternative zur Ablösung des Mikrosiebs vom Träger wird ein Ätzschritt zur wenigstens teilweisen Auflösung des Trägers durchgeführt . Das so erhaltene Mikrosieb kann insbesondere zum Trennen fester Stoffe und/oder zum Zurückhalten fester Stoffe aus einem Flüssigkeits- und/oder Gasstrom verwendet werden. Unter einem Mikrosieb kann also allgemein auch ein Mikrofilterelement verstanden werden. Das Mikrosieb kann insbesondere eine
(Trenn- ) Membran sein.
Das Mikrosieb kann insbesondere eingesetzt werden zur Anreicherung oder Extraktion bestimmter Zellen aus zellhaltigen Körperflüssigkeiten, z.B. aus Blut, Urin,
Biopsieflüssigkeiten, Speichel usw., einschließlich aus Humanblut oder aus natürlichen oder künstlich erzeugten Zell- suspensionen oder Verdünnungen davon.
Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbeispiele für die Erfindung werden nunmehr anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Dabei sind die Merkmale schematisiert dargestellt. Es zeigen
Figur 1 Herstellungsschritte eines Mikrosiebs unter Verwendung eines flüssigen Fotolacks und einer aktivierbaren Ablösungsschicht auf einem Träger, Figur 2 Herstellungsschritte eines Mikrosiebs unter Verwendung eines flüssigen Fotolacks und einer thermisch aktivierbaren Ablösungsschicht, die den Träger darstellt,
Figur 3 Herstellungsschritte eines Mikrosiebs unter Verwen- dung eines flüssigen Fotolacks und einer chemisch auflösbaren Opferschicht ,
Figur 4 Herstellungsschritte eines Mikrosiebs unter Verwendung eines flüssigen Fotolacks und einer nasschemischen Rück- ätzung des Trägers.
Figur 1 zeigt Schritte eines ersten beispielhaften Herstellungsverfahrens zur Herstellung eines Mikrosiebs 120 mit einer definierten Porenverteilung und definierten
Porengeometrien mit Verfahrensschritten der Fotolithographie.
In Schritt 110 wird ein Träger 130 für das zu erstellende Mikrosieb 120 bzw. die zu erstellende Zusammensetzung aus einer Mehrzahl von Mikrosieben 120 bereitgestellt. Der Träger 130 ist beispielsweise ein Silizium-Wafer oder eine Glasplatte. Auch andere im Wesentlichen glatte und gerade waferartige Träger 130 können verwendet werden. Voraussetzung ist ledig- lieh, dass der 130 Träger für die typischen Schritte der Fotolithographie geeignet ist.
In Schritt 111 wird auf den Träger 130 ganzflächig eine ther- misch oder elektromagnetisch aktivierbare Ablösungsschicht 150 aufgebracht.
In Schritt 112 wird auf die Ablösungsschicht 150 eine Fotolackschicht 140 aufgebracht. Die Fotolackschicht 140 kann da- bei in bekannten Herstellungsvarianten aufgebracht werden, beispielsweise mittels Aufschleudern (spin coating) oder Aufsprühen. Die Fotolackschicht 140 wird dabei aus einem flüssigen Fotolack erzeugt. Als Dicke der Fotolackschicht 140 wird dabei beispielsweise eine Dicke von 5 μπι gewählt. Dies ist ein Dickenwert, der beispielsweise mittels Trockenresists schwierig zu erreichen ist, gleichzeitig aber für die Anwendung als Mikrosieb vorteilhaft.
Bekanntermaßen kann vor der weiteren Bearbeitung der Foto- lackschicht 140 ein Ausheizschritt, beispielsweise bei 110 °C, erfolgen.
In Belichtungsschritt 113 findet eine Belichtung des Fotolacks statt. Dazu wird die Fotolackschicht 140 mit geeigneter Strahlung beaufschlagt. Die Strahlung wird dabei an bestimmten Stellen mit einer Maske 160 abgeschattet. Die Gestaltung der Maske 160 legt die Struktur des zu fertigenden Mikrosiebs fest, definiert also dessen Ränder und Poren. Die im Belichtungsschritt 113 einsetzende Vernetzung des Fotolacks führt zur Bildung der eigentlichen Mikrosiebstruktur .
Im Entwicklungsschritt 114 findet in für sich genommen bekannter Weise eine Entwicklung des Fotolacks, beispielsweise mit TMAH-Lösung, statt. Abhängig davon, ob ein Positiv- oder Negativlack verwendet wird, lösen sich dabei die Teile der
Fotolackschicht 140 auf, die vorher belichtet oder nicht belichtet wurden. Zurück bleibt das eigentliche Mikrosieb 120 oder ggfs. eine Mehrzahl von separaten Mikrosieben 120. In Schritt 115 findet eine thermische Aktivierung oder Bestrahlung, beispielsweise mit UV-Licht statt. Dadurch wird die Ablösungsschicht 150 aktiviert und die Mikrosiebe 120 lö- sen sich von dem Träger 130 und der Ablösungsschicht 150.
Das so erhaltene Mikrosieb 120 kann nachfolgend beispielsweise zur Stabilisierung einer weiteren Temperaturbehandlung ausgesetzt werden. Weiterhin kann eine Auftrennung der Mikro- siebstruktur in kleinere Teilstrukturen erfolgen.
Figur 2 zeigt Schritte eines zweiten beispielhaften Herstellungsverfahrens zur Herstellung eines Mikrosiebs 120. Dabei wird in Schritt 210 im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel kein Träger 130 für das zu erstellende Mikrosieb 120 bzw. die zu erstellende Zusammensetzung aus einer Mehrzahl von Mikrosieben 120 bereitgestellt, sondern direkt auf eine Ablösungsschicht 150 eine Fotolackschicht 140 aufge- bracht. Die Fotolackschicht 140 kann dabei in bekannten Herstellungsvarianten aufgebracht werden, beispielsweise mittels Aufschleudern (spin coating) oder Aufsprühen. Die Fotolackschicht 140 wird dabei aus einem flüssigen Fotolack erzeugt. Als Dicke der Fotolackschicht 140 wird dabei beispielsweise eine Dicke von 2 μπι gewählt. Das Herstellungsverfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel lässt sich vorteilhaft auch im Rolle- zu-Rolle- verfahren umsetzen.
Auch hier kann vor der weiteren Bearbeitung der Fotolack- Schicht 140 ein Ausheizschritt, beispielsweise bei 110 °C, erfolgen .
In Belichtungsschritt 211 findet eine Belichtung des Fotolacks statt. Dazu wird die Fotolackschicht 140 mit geeigneter Strahlung beaufschlagt. Die Strahlung wird dabei wie im ersten Ausführungsbeispiel an bestimmten Stellen mit der Maske 160 abgeschattet. Im Entwicklungsschritt 212 findet die Entwicklung des Fotolacks, beispielsweise mit TMAH-Lösung, statt. Abhängig davon, ob ein Positiv- oder Negativlack verwendet wird, lösen sich dabei die Teile der Fotolackschicht 140 auf, die vorher be- lichtet oder nicht belichtet wurden. Zurück bleibt das eigentliche Mikrosieb 120 oder ggfs. eine Mehrzahl von separaten Mikrosieben 120.
In Schritt 213 findet eine thermische Aktivierung oder Be- Strahlung, beispielsweise mit UV-Licht statt. Dadurch wird die Ablösungsschicht 150 aktiviert und die Mikrosiebe 120 lösen sich von der Ablösungsschicht 150.
Figur 3 zeigt Schritte eines dritten beispielhaften Herstel- lungsverfahrens zur Herstellung eines Mikrosiebs 120.
Dabei wird in Schritt 310 ein Träger 130 für das zu erstellende Mikrosieb 120 bereitgestellt. Der Träger ist mit einer Opferschicht 320 versehen, die sich in einem Prozessschritt, beispielsweise mit einer nasschemischen Ätzung entfernen lässt. Auf die Opferschicht 320 ist wiederum eine Fotolackschicht 140 aufgebracht. Die Fotolackschicht 140 ist dabei wiederum in bekannten Herstellungsvarianten aufgebracht, beispielsweise mittels Aufschleudern (spin coating) oder Auf- sprühen. Die Fotolackschicht 140 wird dabei wiederum aus einem flüssigen Fotolack erzeugt. Als Dicke der Fotolackschicht 140 wird dabei beispielsweise eine Dicke von 10 μπι gewählt.
In Belichtungsschritt 311 findet wie in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen eine Belichtung des Fotolacks statt. Dazu wird die Fotolackschicht 140 mit geeigneter Strahlung beaufschlagt. Die Strahlung wird dabei wie im ersten Ausführungsbeispiel an bestimmten Stellen mit der Maske 160 abgeschattet .
Im Entwicklungsschritt 312 findet die Entwicklung des Fotolacks, beispielsweise mit TMAH-Lösung, statt. Abhängig davon, ob ein Positiv- oder Negativlack verwendet wird, lösen sich dabei die Teile der Fotolackschicht 140 auf, die vorher belichtet oder nicht belichtet wurden. Zurück bleibt das eigentliche Mikrosieb 120. In Schritt 313 wird die Opferschicht 320 beispielsweise nasschemisch entfernt und die Mikrosiebe 120 werden damit vom Träger frei .
Figur 4 zeigt Schritte eines vierten beispielhaften Herstel- lungsverfahrens zur Herstellung eines Mikrosiebs 120.
Dabei wird in Schritt 410 ein Träger 130 für das zu erstellende Mikrosieb 120 bereitgestellt. Auf den Träger 130 ist eine Fotolackschicht 140 aufgebracht. Die Fotolackschicht 140 ist dabei wiederum in bekannten Herstellungsvarianten aufgebracht, beispielsweise mittels Aufschleudern (spin coating) oder Aufsprühen. Die Fotolackschicht 140 wird dabei wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen aus einem flüssigen Fotolack erzeugt .
In Belichtungsschritt 411 findet wie in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen eine Belichtung des Fotolacks statt. Dazu wird die Fotolackschicht 140 mit geeigneter Strahlung beaufschlagt. Die Strahlung wird dabei wie im ersten Ausfüh- rungsbeispiel an bestimmten Stellen mit der Maske 160 abgeschattet .
Im vierten Ausführungsbeispiel wird eine Maske 460 verwendet, die ein einzelnes durchgehendes Mikrosieb 120 erzeugt.
Im Entwicklungsschritt 412 findet die Entwicklung des Fotolacks, beispielsweise mit TMAH-Lösung, statt. Abhängig davon, ob ein Positiv- oder Negativlack verwendet wird, lösen sich dabei die Teile der Fotolackschicht 140 auf, die vorher be- lichtet oder nicht belichtet wurden. Zurück bleibt das eigentliche Mikrosieb 120. In Schritt 413 findet nun im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen eine nasschemische Rückätzung des Trägers statt. Dabei kann eine Schutzdose 420 für den Mikrosiebaufbau verwendet werden. Es verbleibt im Wesentlichen das Mikrosieb 120 sowie je nach Ausführung der Rückätzung ein Teil des Trägers 130, der beispielsweise einen Rand für das Mikrosieb 120 bilden kann wie in Figur 4 angedeutet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Mikrosiebs (120), wobei das Mikrosieb (120) im Wesentlichen aus einem Fotolackmateri - al besteht, mit folgenden Schritten:
- Aufbringen einer Fotolackschicht (140) auf einen Träger (130, 150),
- teilweise Abdeckung der Fotolackschicht (140) mit einer Maske (160) , die die Struktur des Mikrosiebs (120) festlegt, - Belichtung des Fotolacks (140) mittels Einwirkung von
Strahlung,
- Entwicklung des Fotolacks (140) ,
- Ablösung des Fotolacks (140) vom Träger (130, 150), dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen der Fotolack- Schicht (140) ein flüssiger Fotolack (140) verwendet wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem vor Aufbringen der Fotolackschicht (140) auf den Träger (130) eine thermisch oder durch Strahlung aktivierbare Ablösungsschicht (150) zur Ablö- sung des Mikrosiebs (120) vom Träger (130) auf den Träger (130) aufgebracht wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem als Träger (150) eine thermisch oder durch Strahlung aktivierbare Ablösungsschicht (150) verwendet wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem vor Aufbringen der Fotolackschicht (140) auf den Träger (130) eine Opferschicht (320) zur Ablösung des Mikrosiebs (120) vom Träger (130) auf den Träger (130) aufgebracht wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem zur Ablösung des Mikrosiebs (120) vom Träger (130) ein Ätzschritt zur wenigstens teilweisen Auflösung des Trägers (130) durchgeführt wird.
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