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Title:
MICRO-SCREEN AND METHOD FOR PRODUCING A MICRO-SCREEN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/146500
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method (S1, S2) that is used to produce a micro-screen (2) and comprises the following steps: first, a mask (1), in particular a silicon wafer, which is provided with a structuring (3) and produced photolithographically, is moved close to a thin film (2, 2a) in a planar manner, and then the thin film (2, 2a), together with the mask (1), is irradiated, in particular with laser light. The micro-screen (2b) has been produced by means of the method (S1, S2). The micro-screen can be used in particular to enrich or extract certain cells from cell-containing body fluids, for example from blood, urine, biopsy fluids, saliva and the like, including from human blood or from natural or synthetically produced cell suspensions or dilutions thereof.

Inventors:
LUPP FRIEDRICH (DE)
SICKERT DANIEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/056896
Publication Date:
November 01, 2012
Filing Date:
April 16, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
LUPP FRIEDRICH (DE)
SICKERT DANIEL (DE)
International Classes:
B01D71/48; B01D67/00; B01D69/02; B01D71/50; B01D71/64
Domestic Patent References:
WO1993011861A11993-06-24
WO1998030317A11998-07-16
WO2008112888A12008-09-18
Foreign References:
US20090029142A12009-01-29
EP0325752A11989-08-02
DE3631804A11988-03-24
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Verfahren (Sl , S2 ) zum Herstellen eines Mikrosiebs (2), aufweisend mindestens die folgenden Schritte:

— Flächiges Heranbringen einer mit einer Durchstrukturierung (3) versehenen lithografisch hergestellten Maske (1) an eine Dünnschicht (2, 2a);

— Bestrahlen der der Dünnschicht {2, 2a, 2b) abgewandten Seite der Maske (1) mit einer Strahlung (P) , wel che dazu geeignet ist, die Dünnschicht (2, 2a, 2b) abzutragen .

Verfahren (Sl , Ξ2) nach Anspruch 1, wobei das flächige Heranbringen ein flächiges Kontaktieren umfasst.

Verfahren (Sl, S2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, wobei die ichtmetallmaske aus Silizium besteht .

Verfahren (Sl, S2 ) nach Anspruch 3, wobei das Silizium poröses Silizium ist .

Verfahren (Sl , S2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, wobei die Durchstrukturierung eine Gruppe von regelmäßig angeordneten Löchern (3) aufweist .

Verfahren (Sl , S2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, wobei die die Durchstrukturierung Löcher (3) mit einem Durchmesser (a) zwischen ca. 5 Mikrometern und ca 25 Mikrometern aufweist .

Verfahren (Sl , S2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, wobei die Durchstrukturierung längliche Löcher (3) aufweist insbesondere mit einer Breite zwischen 5 Mikro metern und 25 Mikrometern und einer Länge zwischen 10 Mikrometern und 200 Mikrometern .

8. Verfahren (Sl , S2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestrahlen ein Bestrahlen mit Licht, ins- besondere Laserlicht (P) , umfasst .

Verfahren (Sl , S2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine BeStrahlungsintensität, eine Bestrahlungshäufigkeit und/oder ein Divergenzwinkel des eingestrahlten Lichts zum Einstellen eines Öffnungswinkels (phi ) von in die Dünnschicht { 2 , 2a, 2b) einzubringenden Poren (5) vorgegeben wird .

Verfahren (Sl , 32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Schichtdicke (d) der Dünnschicht (2 , 2a, 2b) zum Erlangen eines gezielten Wertes eines kleineren Durchmessers (b) von in die Dünnschicht (2, 2a, 2b) einzubringenden kegelstumpf förmigen Poren (5) vorgegeben wird .

Verfahren (Sl , S2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Durchmesser (b) einer größeren Öffnung einer in die Dünnschicht (2, 2b) eingebrachten kegelstumpfförmigen Pore (5) zwischen 5 und 25, insbesondere zwischen 7 und 15, Mikrometern aufweist und/oder ein Durchmesser (a ) einer kleineren Öffnung einer in die Dünnschicht eingebrachten kegelstumpfförmigen Pore zwischen 5 und 10, insbesondere zwischen 6 und 8 , Mikrometern aufweist .

Mikrosieb (2b) , wobei das Mikrosieb (2b) aus einer Dünnschicht (2a) mittels eines Verfahrens (Sl , 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt worden ist .

Mikrosieb (2b) nach Anspruch 12 , wobei das Mikrosieb (2b) Polycarbonat , Polyimid und/oder Polyarylat aufweist .

Mikrosieb (2b) nach einem der Ansprüche 12 bis 13 , wobei das Mikrosieb (2b) sich aufweitende, insbesondere kegelstumpf förmig aufweitende, Poren (5) mit einem im Wesentlichen gleichen Öffnungswinkel (phi ) aufweist .

Description:
Beschreibung

Mikrosieb und Verfahren zum Herstellen eines Mikrosiebs Die Erfindung betrifft ein Mikrosieb . Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Mikrosiebs .

Mikrosiebe werden vermehrt für anspruchsvolle Trennaufgaben verwendet, z.B. in der Medizintechnik oder Biotechnologie . Beispielsweise 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 Poren- geometrie und sind daher deutlich effizienter und besser klassifizierend. Zur Optimierung eines FiltrationsVerfahrens sind eine frei wählbare Porengeometrie, Porendichte und Porenverteilung des Mikrosiebs wünschenswert , zur Zeit aber nicht oder nur unter erheblichem Aufwand erreichbar .

Eine Art bekannter Mikrosiebe sind die sog . Tracked-Etched- Membranen . Diese Membranen weisen bedingt durch ihr Herstellungsverfahren eine räumlich unregelmäßige Porenverteilung auf . Je nach Porengröße ist die maximale Anzahl von Poren pro Flä- cheneinheit erheblich begrenzt . So ist es mit Tracked-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 .

Eine weitere Möglichkeit, ein Mikrosieb herzustellen, besteht darin, eine Schicht aus Parylene auf einen Silizium-

Trägerwafer aufzubringen und die Parylene-Schicht mittels Photolithographie und Trockenätzens zu strukturieren . Mit dieser Methode lassen sich beliebige Porengeometrien und Po- renanordnungen erzeugen. Nachteilig ist hingegen, dass hierfür die in der Regel aufwendigen und teuren Methoden der Mik- rosystemtechnik bei der Herstellung jedes einzelnen Mikro- siebs genutzt werden müssen. Zudem kann das Mikrosieb allge- mein nur mittels eines Materials erzeugt werden, welches sich als dünne Schicht auf ein afersubstrat aufbringen und nach der Prozessierung wieder ablösen lässt.

Polymer-Mikrosiebe können derzeit auch mittels eines Laser- Strahls (Laserablation) erzeugt werden, und zwar auf zwei unterschiedliche Methoden. Bei der ersten Methode werden die Poren durch ein Abrastern einer Polymerfolie mit dem Laserstrahl mit einer hohen Wiederholungsrate erzeugt. Dies ist ein sequentielles Verfahren und entsprechend kostspielig und zeitaufwendig. Zudem sind dabei Variationen in Lochform und Lochgröße nicht auszuschließen. Bei der zweiten Methode wird eine Metallmaske mit entsprechenden Löchern erzeugt und dann als eine Abbildungsmaske für ein nachfolgendes Abtragsverfahren mit dem Laserstrahl verwendet . Jedoch ist dieses Verfahren mittels Maskenpro ektion auf kleine Flächen begrenzt, da nur im Mittenbereich die entsprechenden Abbildungsoptiken die notwendige Abbildungsqualität zur Erzeugung von sehr kleinen Lochdurchmessern aufweisen . Folglich ist für eine großflächige Bearbeitung die Polymerfolie entsprechend im Step-and-Repeat-Verfahren zu bearbeiten . Beim Bohren von Leiterplatten ist ein Verfah en bekannt, bei dem eine Proximity-Maske aus Metall für das Bohren vo Löchern mit einem Durchmesser von mehr als 80 Mikrometern verwendet wird . Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zum Herstellen eines Mikrosiebs, insbesondere aus Kunststoff , bereit ustellen . Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst . Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar . Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Mikrosiebs, das mindestens die folgenden Schritte aufweist : Flächiges Heranbringen einer mit einer Durchstruktu- rierung versehenen lithografisch hergestellten Maske an eine Dünnschicht ; und Bestrahlen der der Dünnschicht abgewandten Seite der lithografisch hergestellten Maske ( im Folgenden auch nur "Maske" genannt) mit einer Strahlung, welche dazu geeignet ist , die Dünnschicht abzutragen . Die Dünnschicht kann insbesondere eine (dünne) Folie sein .

Die Folie kann insbesondere eine vorgefertigte, insbesondere kommerziell verfügbare, Folie sein .

Das Verfahren macht sich den überraschenden Umstand zu Nutze, dass sich auch lithografisch hergestelltes Material , insbesondere Silizium, als Proximity-Maske oder Abbildungsmaske für eine Strahlungsablation, insbesondere Laserablation eignet . Mittels dieses Verfahrens wird die DUnnschicht dort gezielt lokal abgetragen, wo die Durchstrukturierung (Löcher o . ä . ) der litho- grafisch hergestellten Maske vorhanden ist, durch welche

Strahlung hindurchdringen kann . Andere , durch die Maske überdeckte Bereiche werden hingegen nicht oder nicht signifikant abgetragen . Die Bestrahlung bzw. Abtragung wird so lange durchgeführt , bis in der Dünnschicht durchgehende Poren oder Löcher mit gewünschter Größe und/oder Form erzeugt worden sind . Diese porenbehaftete bzw . durchlöcherte Dünnschicht stellt dann das Mikrosieb oder einen Teil davon dar .

Das Verfahren weist den Vorteil auf, dass die Maske bei dem Verfahren nicht zerstört wird und folglich viel fach verwendbar ist . Darüber hinaus braucht die Dünnschicht nicht weiter strukturell prozessiert zu werden, was eine Auswahl an verwendbaren Materialien breit hält. Das Verfahren kann also hochgenaue Mikrosiebe preiswert erzeugen .

Das Heranbringen der Maske an die Dünnschicht, insbesondere Folie, ist allgemein zu verstehen und kann durch ein Heranbewegen der Maske an die Dünnschicht, ein Heranbewegen der Dünnschicht an die Maske, durch ein Bewegen beide Komponen ¬ ten oder sogar durch ein Erzeugen der Dünnschicht auf der Maske erreicht werden. Das Mikrosieb kann insbesondere zum Trennen fester Stoffe und/oder oder zum Zurückhalten fester Stoffe aus einem Flüssig ¬ keits- und/oder Gasström verwendet werden. Unter einem Mikro ¬ sieb kann also allgemein auch ein Mikrofilterelement verstan ¬ den werden. Das Mikrosieb kann insbesondere eine (Trenn- ) Mem- bran sein.

Das Mikrosieb kann insbesondere eingesetzt werden zur Anrei ¬ cherung oder Extraktion bestimmter Zellen aus zellhaltigen Körperflüssigkeiten, z.B. aus Blut, Urin, Biopsieflüssigkei- ten, Speichel usw., einschließlich aus Humanblut oder aus na ¬ türlichen oder künstlich erzeugten Zellsuspensionen oder Ver ¬ dünnungen davo .

Die lithografisch hergestellte Maske kann insbesondere eine fotolithogra fisch (d.h., mit fotolithogra fischen Mitteln) hergestellte Maske sein . Alternativ mag die lithografisch hergestellte Maske eine mittels einer Elektronenstrahl- und Ionenlithografie, einer Laserlithografie oder einer Nano- Imprint-Lithografie ( IL) hergestellte Maske sein .

Das Material der Maske kann ein Metall oder ein Nichtmetall sein . Das Nichtmetall kann insbesondere ein Halbmetall , Ke ¬ ramik oder Glas umfassen. Metall lässt sich beispielsweise galvanisch auf einer fotolithographisch erzeugten Master form abscheiden, welche die gewünschten Löcher in dem Metall frei ¬ hält . Glas und Keramik lassen sich ebenfalls fotolithogra- f isch strukturieren . Glas kann alternativ mittels Sandstrah ¬ lens strukturiert werden . Es ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltung, dass das

Halbmetall Silizium ist . Si 1 i z ium ist insbesondere als Wafer preiswert, gut strukturierbar, umweitverträglich und haltbar . Zudem lässt sich die Durchstrukturierung an Silizium auf ein- fache Weise großflächig durch übliche Strukturierungsmethoden der Mikrosystemtechnik, insbesondere der Silizium-Technologie, wie Ätzen { z . B. Trockenätzen, Nassätzen, sog. "Photo-assisted Electrochemical Etching" usw.) usw. erzeugen. Das Bestrahlen mag folglich mit wenigen oder sogar keinen Step-and-Repeat- Schritten auskommen . Ein weiterer Vorteil ist die hochgradig genaue und frei wählbare Formgebung der Durchstrukturierung, z.B. in Bezug auf eine Form (z.B. zylindrische Poren, Schlitze usw.), eine Größe und eine Position der zugehörigen Poren o.a.

Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Si1 iz ium poröses Si 1 i zium ist . Dadurch kann auch ein durch ein "Photo- assisted Electrochemical Etching" (PAECE) -Verfahren herge- stelltes Si 1 i zium o.ä. verwendet werden .

Jedoch sind alle Halbmetalle (B, Si , Ge, As, Se, Sb, Te Po) in Reinfor und/oder deren Mischungen, Verbindungen und/oder Legierungen verwendbar .

Insbesondere die Halbmetalle können als Wafer vorliegen, die Nichtmetallmaske kann also insbesondere ein strukturierter Halbmetallwafer sein . Jedoch ist die Nichtmetallmaske nicht auf Wafer beschränkt .Es ist eine Ausgestaltung, dass das flä- chige Heranbringen ein flächiges Kontaktieren urafasst . So lassen sich besonders präzise Poren in die Dünnschicht , insbesondere Folie, einbringen . Die Querschnitts form dieser Poren entspricht insbesondere an der Kontakt fläche der Form der Durchkontaktierungen der Maske, welche sehr präzise vorgebbar sind.

Alternativ mag das flächige Heranbringen ein nahes Annähern umfassen . So mag eine die Dünnschicht, insbesondere Folie, ggf . störende oder sogar zerstörende Berührung mit der Maske vermieden werden .

Es ist auch eine Weiterbildung, dass die Durchstrukturierung eine Gruppe von kreiszylinderförmigen Löchern aufweist . Folg- lieh würden die Poren des Mikrosiebs zumindest in Draufsicht eine kreisrunde Form aufweisen, insbesondere an der Kontaktfläche zu der Nichtmetallmaske. Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Löcher ein regelmäßiges Muster bilden. Das Muster kann beispielsweise ein Matrixmuster oder ein dichtes Flächenmuster sein. Ein dichtes Muster mag beispielsweise eine hexagonale oder kubische Einheitszelle als kleinste Einheit aufweisen. Die Löcher können insbesondere in einer lokal gleichen Dichte vorhanden sein. Folglich würden auch die Poren des Mikrosiebs ein solches Muster bilden .

Alternati können die Löcher ein irreguläres Muster bilden, insbesondere mit einer vorbestimmten lokalen Dichte . Folglich würden auch die Poren des Mikrosiebs ein entsprechendes irreguläres Muster bilden .

In noch einer Alternative können die Löcher eine gezielte (z.B. graduelle oder lokal zufällige) Variation ihres Ab- stands bzw . ihrer lokalen Dichte über die Fläche der Nichtmetallmaske aufweisen . Folglich würden auch die Poren des Mikrosiebs ein solches Muster bilden . Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung, dass 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 Mikro- metern, insbesondere zwischen ca. 7 Mikrometern und ca. 15 Mikrometern, aufweisen .

Alternativ kann der Durchmesser oder der Strömungsquerschnitt gezielt variiert werden, z.B. in Abhängigkeit von einer Posi- tion des jeweiligen Lochs auf der Nichtmetallmaske . Folglich würden auch die Poren des Mikrosiebs einen variierten Durchmesser oder Strömungsquerschnitt aufweisen . Die Form der Löcher (in Draufsicht) ist jedoch nicht be ¬ schränkt. So mögen die Löcher auch längliche, z.B. ovale oder rechteckige, Löcher sein, insbesondere mit einer Breite zwi ¬ schen 5 Mikrometern und 25 Mikrometern und einer Länge zwi- sehen 10 Mikrometern und 200 Mikrometern.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Bestrahlen ein Be ¬ strahlen mit Licht , insbesondere Laserlicht , umfasst. Dies kann bevorzugt großflächig über die gesamte Durchstrukturie- rung der Maske durchgeführt werden. Das Licht kann insbeson ¬ dere sichtbares Licht und/oder UV-Licht sein. Das Licht kann insbesondere eine Wellenlänge kleiner 400 nm aufweisen.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das verwendete Licht, insbesondere Laserlicht, kurze Pulszeiten aufweist, insbeson ¬ dere Pulszeiten kleiner 1 ps, bevorzugt kleiner 100 ns .

Es ist eine Weiterbildung, dass die in die Dünnschicht einge ¬ brachten Poren eine sich (in Richtung von der Lichteinstrahl- fläche zu der Lichtaustrittsfläche) verjüngende Form, insbe ¬ sondere kegelstumpf rtige Form, aufweisen. Dies lässt sich durch das vorliegende Verfahren ohne weitere Hilfsmittel auf einfache Weise erreichen. Die kegelstumpfartige Form der Po ¬ ren ermöglicht eine Verringerung eines zur Filtration nötigen Drucks oder eine effektivere Partikelrückhaltung. Bei bisher bekannten Mikrosieben sind die Poren zylinderförmig und haben über ihre: gesamte Länge und den Verlauf durch das Schichtma ¬ terial den gleichen Durchmesser . Damit wächst der zur Filtra ¬ tion nötige Druck mit der Schichtdicke , so dass herkömmlich- erweise nur eine begrenzte Schichtdicke verwendet werden kann, um beispielsweise eine Zerstörung oder Veränderung der zurückgehaltenen Partikeln während des Filtrationsprozesses durch zu hohen Druck zu vermeiden. Mit konisch erweiterten Poren kann dieses Problem umgangen werden.

Jedoch sind allgemein auch sich nicht aufweitende Poren her ¬ stellbar . Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass eine BeSt ahlungsin ¬ tensität zum Erlangen eines von der BestrahlungsIntensität abhängigen Öffnungswinkels von in die Dünnschicht eingebrachten Poren vorgegeben wird . Diese Ausgestaltung macht sich die überraschende Erkenntnis zu Nutze, dass sich der Öffnungswinkel der in die Dünnschicht eingebrachten (sich verjüngenden) Poren durch ein Vorgeben der Strahlungsintensität einstellen lässt . In anderen Worten lässt sich der Öffnungswinkel der Poren in Abhängigkeit von der Strahlungsintensität variieren . Dies ergibt eine einfach implementierbare Möglichkeit zum gezielten Einstellen des Öffnungswinkels.

Unter einem Öffnungswinkel kann insbesondere ein Winkel zwischen einer Längsachse der Pore und einer zu der Längsachse koplanaren Linie auf der Mantelfläche der Pore verstanden werden . Alternativ kann unter einem Öf fnungswinkel insbesondere ein Winkel zwischen zwei gegenüberliegenden, zu einer Längsachse der Pore koplanaren Linien auf der Mantelfläche der Pore verstanden werden .

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass eine BeStrahlungshäufig- keit zum Erlangen eines von der Bestrahlungshäufigkeit abhängigen ÖffnungsWinkels von in die Dünnschicht eingebrachten, sich verjüngenden, insbesondere kegelstumpfförmigen, Poren vorgegeben wird . Diese Ausgestaltung macht sich die ebenfalls überraschende Erkenntnis zu Nutze, dass sich der Öffnungswinkel der in die Dünnschicht eingebrachten (sich verj üngenden) Poren durch ein Vorgeben eine Bestrahlungshäufigkeit (oder Strahlungsdauer ) einstellen lässt . In anderen Worten lässt sich der Öffnungswinkel der Poren in Abhängigkeit von der Bestrahlungshäufigkeit variieren . Dies ergibt eine weitere einfach implementierbare Möglichkeit zum gezielten Einstellen des Öffnungswinkels . Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass ein Divergenzwinkel der zur Lithographie verwendeten Strahlung, insbesondere Lichts , insbesondere Laserlichts, zum Erlangen eines von dem Divergenzwinke! abhängigen Öffnungswinkels von in die Dünn- schiebt eingebrachten, sich ver üngenden, insbesondere kegelstumpfförmigen, Poren vorgegeben wird. Diese Ausgestaltung macht sich also die Erkenntnis zu Nutze, dass sich der Öffnungswinkel der in die Dünnschicht eingebrachten {sich ver- j üngenden) Poren durch ei Vorgeben des DivergenzWinkels der Strahlung einstellen lässt . In anderen Worten lässt sich der Öffnungswinkel der Poren in Abhängigkeit von dem Divergenzwinkel variieren . Dies ergibt eine weitere einfach implementierbare Möglichkeit zum gezielten Einstellen des Öf fnungs- Winkels .

Insgesamt lässt sich also durch eine Vorgabe einer Bestrahlungs Intensität, einer Bestrahlungshäufigkeit und/oder eines Divergenzwinkels des eingestrahlten Lichts ein Öffnungswinkel (phi ) von in die Dünnschicht einzubringenden Poren einstellen .

Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass eine Schichtdicke der Dünnschicht, insbesondere Folie, zum Erlangen kleine- ren Durchmessers von in die Dünnschicht , insbesondere Folie, eingebrachten sich verj üngenden, insbesondere kegelstumpf förmigen, Poren vorgegeben wird . Diese Ausgestaltung macht sich die Erkenntnis zu Nutze, dass sich der kleinere Durchmesser der in die Dünnschicht eingebrachten (sich verj üngenden) Po- ren durch ein Vorgeben einer Schichtdicke einstellen lässt .

In anderen Worten lässt sich der kleinere Durchmesser der Pore in Abhängigkeit von der Schichtdicke der Dünnschicht variieren . Dies ergibt noch eine weitere einfach implementierbare Möglichkeit zum gezielten Einstellen des kleineren Durchmes- sers der Pore .

Die Bestrahlungsintens i tät , die Bestrahlungshäufigkeit , der Divergenzwinkel und/oder die Schichtdicke können in beliebiger Kombination eingestellt werden .

Es ist ferner eine weitere Ausgestaltung, dass ein Durchmesser einer größeren Öffnung einer in die Dünnschicht eingebrachten kegelstumpfförmigen Pore zwischen 5 Mikrometern und 25 Mikrometern liegt und/oder ein Durchmesser einer kleineren

Öffnung einer in die Dünnschicht eingebrachten kegelstumpf- förmigen Pore zwischen 5 Mikrometern und 20 Mikrometern liegt .

Es wird besonders bevorzugt, dass der Durchmesser der kleineren Öffnung einer Pore zwischen 5 und 10, insbesondere zwischen 6 und 8, Mikrometern liegt und der Durchmesser der größeren Öffnung der Pore zwischen 7 und 15 Mikrometern, insbe- sonde e ca. 10 Mikrometer, beträgt . Jedoch sind die Größen, insbesondere Durchmesser, der Poren grundsätzlich nicht beschränkt .

Allgemein sind aber auch andere als sich ver üngende Poren einbringbar, z.B. zylinderförmige, insbesondere kreiszylin- derförmige , Poren .

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Mikrosieb, wobei das Mikrosieb aus einer Dünnschicht mittels eines Verfahrens wie oben beschrieben hergestellt worden ist .

Es ist eine Ausgestaltung, dass die Dünnschicht , insbesondere Folie, aus Polymer besteht . Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass die Dünnschicht bzw . das Mikrosieb Polycarbonat und/oder Polyarylat aufweist bzw . daraus besteht . Unter Poly- arylaten können insbesondere rein aromatische Polyester (APE) und Polyestercarbonate ( PEG) verstanden werden . Weitere Polymere können beispielsweise Polyimide oder Polyvinylfluoride sein .

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Mikrosieb sich aufweitende, insbesondere kegelstumpfförmig aufweitende, Poren mit einem im Wesentlichen gleichen Öffnungswinkel aufweist . Dies ergibt den Vorteil , dass sich ein in Abhängigkeit von einem Differenzdruck zumindest im Wesentlichen gleiches Durchströmverhalten (Volumenfluss , Geschwindigkeit usw . ) und/oder Rückhaltungsverhalten durch die durchgehenden Poren ergibt . Das Mikrosieb kann zum Filtern so in Strömungsrichtung angeordnet sein, dass sich seine Poren aufweiten {Filtration von kleinem Porendurchmesser zu großem Porendurchmesser) . Dies unterdrückt ein Verstopfen der Poren und verringert einen

Strömungswiderstand und folglich den benötigten Druck bei der Filtration unter Beibehaltung des Porendurchmessers und der Porendichte . Das Mikrosieb kann zum Filtern aber auch so in Strömungsrich- tung angeordnet sein, dass sich seine Poren verengen (Filtration von großem Porendurchmesser zu kleinem Porendurchmesser) , beispielsweise zum effektiveren Fangen von Partikeln, z.B. Zellen, und zur lokalisierten Anordnung der Partikel während der Filtration . Dies ermöglicht z . B . ein vereinfachtes automatisiertes Wiederfinden und Weiterverwenden der Zellen .

Es ist eine Weiterbildung, dass eine Schichtdicke der Dünn- schicht, insbesondere Folie, zwischen 5 und 50 Mikrometern beträgt, insbesondere ca. 10 Mikrometer .

Allgemein können die Merkmale des beschriebenen Verfahrens auch als Merkmale der beschriebenen Vorrichtung verwendet werden, und umgekehrt .

In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben . Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwi kende Elernen- te mit gleichen Bezugs zeichen versehen sein .

Fig.l zeigt als SchnittdarStellung in Seitenansicht eine mit einer Durchstrukturierung versehene Maske, wel ¬ cher auf einer Dünnschicht flächig aufliegt ;

Fig.2 zeigt als Schnit darstellung in Seitenansicht die

Maske mit der Polymerfolie aus Fig.l während eines BestrahlungsVorgangs mit einem vergrößernden Aus- schnitt und

Fig.3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht die als Mikrosieb fertiggestellte Polymerfolie während einer Filtrierung mit einem vergrößernden Ausschnitt .

Fig.l zeigt eine mit einer Durchstrukturierung versehene Mas ke in Form eines Siliziumwafers 1, welcher auf einer Dünn- schicht in Form einer dünnen, noch nicht behandelten Polymer folie 2, 2a flächig aufliegt und mit dieser eine Kontaktfläche 6 bildet.

Der Siliziumwafer 1 weist eine Durchstrukturierung auf, wel- che eine Gruppe von in der Fläche in einem regelmäßigen Muster angeordneten, senkrecht eingebrachten, kreis zylinderförmigen Löchern 3 aufweist. Ein Durchmesser der Löcher 3 beträgt ca. 8 Mikrometer. Die Polymerfolie 2 besteht aus einem beliebigen Polymer, bei spielsweise Polycarbonat oder Polyarylat, mit einer Schichtdicke d von ca. 10 Mikrometern.

Fig.l kann insbesondere einem ersten Schritt Sl eines Verfah rens zum Herstellen eines Mikrosiebs entsprechen.

Fig.2 zeigt den Siliziumwafer i mit der Polymerfolie 2 während eines Bestrahlungsvorgangs. Die Polymerfolie 2 ist hier eine am Ende des Bestrahlungsvorgangs vorliegende, im esent liehen fertiggestellte Polymerfolie 2b.

Bei dem Bestrahlungsvorgang wird die der Polymerfolie 2 abge wandte Seite 4 des Sil iziumwa fers 1 mit Laserlicht P großflä chig bestrahlt. Das Laserlicht P ist dazu geeignet, das Mate rial der Polymerfolie 2 abzutragen {sog. Laserablation) . Das Laserlicht P dringt durch die Löcher 3 auf die Polymerfolie und wird sonst abgeschattet. Der Siliziumwafer 1 dient folglich als eine Maske bei der Laserablation. Der BestrahlungsVorgang wird so lange durchgeführt, bis lokal durch die Löcher 3 des Silizxumwafers vorgegeben durchgehende Poren 5 in der Polymer folie 2 entstanden sind. Die Poren 5 weisen an der Kontaktfläche 6 die gleiche Form und Größe, hier: den gleichen Durchmesser, auf wie das angrenzende Loch 3 in dem Silizxumwafer 1. Die Poren 5 weisen an der Kontakt ¬ fläche folglich ebenfalls einen Durchmesser a von ca. 8 Mik ¬ rometer auf. Da die Löcher 3 mit einer sehr hohen Präzision und freier Formgebung und Position bereitstellbar sind, kön ¬ nen auch die Poren 5 entsprechend genau, frei formbar und anordenbar erzeugt werden.

Durch das Bestrahlen werden keine Poren 5 geschaffen, die ei- ne über ihre Länge gleiche Form aufweisen. Vielmehr hat es sich überraschende wei se gezeigt, dass sich die Poren 5 in Strahlungsrichtung je nach eingestelltem Prozessparameter verjüngen, also einen kleineren Strömungsquerschnitt aufwei ¬ sen, wie in dem vergrößerten Ausschnitt A gezeigt . Bei den vorliegenden in Draufsicht runden Poren 5 bedeutet dies, dass sie eine Grundform eines Kegelstumpfs aufweisen, dessen grö ¬ ßerer Durchmesser a sich an der Kontaktfläche 6 und dessen kleinerer Durchmesser b sich an der freien Oberfläche 7 der Polymerfolie 2 befindet . Die Durchmesser a und b ergeben zu- sammen mit der Schichtdicke d der Polymerfolie 2, 2b einem

Öff ungswinkel phi einer Mantelfläche des Kegelstumpfs in Be ¬ zug auf seine Längsachse L.

Es hat sich ebenfalls überraschenderweise gezeigt, dass eine Bestrahlungsintensität, eine Bestrahlungshäufigkeit oder Be ¬ strahlungsdauer sowie die Schichtdicke d den Öffnungswinkel phi und den kleineren Durchmesser einer Pore 5 gezielt beein ¬ flussen können und so durch eine entsprechende Einstellung dieser Parameter der Öff ungswinkel phi auf einfache Weise gezielt einstellbar ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der kleinere Durchmesser b bevorzugt 5 bis 7 Mikrome ¬ ter . Fig.2 kann insbesondere einem zweiten Schritt S2 eines Verfahrens zum Herstellen eines Mikrosiebs entsprechen.

Fig.3 zeigt die fertiggestellte Polymerfolie 2, 2b während einer Filtrierung, und zwar in einem Ausschnitt B vergrößert.

Die als Mikrosieb dienende Polymerfolie 2, 2b ist in Strömungsrichtung S so angeordnet, dass sich ihre Poren 5 aufweiten (Filtration von dem kleinem Porendurchmesser b zu dem großem Porendurchmesser a) . Dies unterdrückt ein Verstopfen der Poren 5, verringert einen Strömungswiderstand und folglich den benötigten Druck bei der Filtration .

Die gleiche Polymerfolie 2, 2b kann alternativ in Strömungs- richtung S aber auch so angeordnet sein, dass sich ihre Löcher verengen (Filtration von großem Porendurchmesser a zu kleinem Porendurchmesser b) . Dies verbessert eine lokal gezielte Rückhaltung von Partikeln. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt .