Mikroloch-Chips mit Porenmembranen aus Polyimid

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Mikroloch-Membranen aus Siliziumnitrid sind bekannt als Komponenten von mikrofluidischen Systemen für unterschiedliche biotechnologische Anwendungen, wie beispielsweise die Positionierung von Zellen für anschließende optische Einzelzelluntersuchungen. Die typischerweise ein bis zwei µm dünnen Membranen aus Siliziumnitrid enthalten ein definiertes Array von Mikrolöchern mit Lochdurchmessern von wenigen Mikrometern. Ein Nachteil der Siliziumnitrid-Membranen ist deren geringe mechanische Stabilität, welche beim Vereinzeln der Chips mit einer Wafersäge oder bei Reinigungsschritten zu einem Reißen der Membranen führen kann. In dieser Arbeit werden zwei Varianten zum Verstärken von Siliziumnitrid-Membranen mit einer jeweils 5 µm dünnen Schicht aus Polyimid sowie ein komplett aus Polyimid gefertigter Mikroloch-Chip vorgestellt. Die zusätzliche Polyimidschicht führt zu einer Erhöhung der mechanischen Stabilität der Siliziumnitrid-Membranen, welche der Anforderung genügt, dass beim Sägen der Wafer mit einer Wafersäge, unter Nutzung des üblichen Kühlwasser-Volumenstroms, keine Membranen zerstört werden. Die mittels einer zusätzlichen Polyimidschicht verstärkten Membranen sind optisch transparent und erlauben das Mikroskopieren von Zellen durch die Membran hindurch. Im Vergleich zu den Lochchips mit einer Membran aus Siliziumnitrid ist die Herstellung der rein aus Polyimid aufgebauten Lochchips weniger kritisch, da kein nasschemischer Ätzschritt mit wässriger Kaliumhydroxidlösung nötig ist und ein Arbeiten mit freiliegenden fragilen Membranen entfällt.