Plasmaätzen zur Herstellung von Siliziumdurchkontaktierungen mit kontrolliertem Seitenwinkel für die dreidimensionale Integration im Wafer Level Packaging

Die fortschreitende Miniaturisierung von elektronischen Systemen geht einher mit der Forderung nach gesteigerter Leistungsfähigkeit und vielfältigerer Funktionalität. Dies erfordert von der Elektronikfertigung zunehmend die vertikale bzw. dreidimensionale Integration von Halbleiterbauelementen. Die Herstellung von Siliziumdurchkontaktierungen (engl. Through Silicon Vias, Abkürzung: TSVs) zwischen den einzelnen Systemkomponenten ist dabei zentraler Bestandteil der Fertigung. In der vorliegenden Promotionsarbeit wird eine Methode zur Kontrolle der TSV-Form durch Plasmaätzen entwickelt. Hierzu werden die oberflächenphysikalischen Vorgänge bei der Ätzung im Schwefelhexafluorid/Sauerstoff-Plasma modelliert und die Verteilung, der an der Ätzung beteiligten Radikale und Ionen mittels Monte-Carlo-Simulation in TSVs unterschiedlicher Geometrie simuliert. Die lokale Verteilung der Ätzraten im TSV erlaubt Vorhersagen über die Formentstehung während des Ätzverlaufes. Das Modell wird durch Ätzversuche verifiziert und ermöglicht die gezielte Kontrolle der TSV-Form in Abhängigkeit der Prozessparameter.