Impact of some organic molecules and Marcus's ions on water structuring and the selective etching of sige

In semiconductor manufacturing, especially in chip production, the areas of nano-confinement are increasing rapidly due to the continuing scaling in the dimensions of the transistors. Numerical simulations predicted a quick wetting for nanoholes, however acoustic reflectometry and Fourier Transformed Infrared (FTIR) characterisation revealed that the wetting of high aspect ratio nanoholes was incomplete and not fast. In this study, we analysed the wetting of nano-trenches using attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) tool analysing the OH stretching peak for structured water, and how it will change in case of using some additives to the ultra-purified water. Two different kinds of additives were considered in this study: Marcus’s ions and some organic molecules. ATR-FTIR tests showed that the 1,2-pentanediol decreased slightly the water structuring, the presence of the pentanediol also increased the etching rate for the selective etching of SiGe layers with different percentages of Ge. The additions of some of Marcus’s ions, which are classified as structure breaking, influenced. the etching rate for the selective etching of SiGe, while it was not possible to study their effect on the water structuring by ATR-FTIR. We have demonstrated that is possible to change the structuring of the water in confinement conditions, but more work is needed.

Nella produzione di semiconduttori, in particolare nella produzione di chip, le aree di nano-confinamento stanno aumentando rapidamente a causa del continuo ridimensionamento dei transistor. Le simulazioni numeriche prevedevano una rapida bagnatura dei nano-fori, tuttavia la riflettometria acustica e la caratterizzazione spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR) hanno rivelato che la bagnatura dei nano-fori con proporzioni elevate era incompleta e non rapida. In questo studio, abbiamo studiato la bagnatura di nano-trincee utilizzando ATR-FTIR analizzando il picco di stretching OH per l’acqua strutturata e come cambierà in caso di aggiunta di alcuni additivi all’acqua ultra-purificata. In questo studio sono stati considerati due diversi tipi di additivi: gli ioni di Marcus e alcune molecole organiche. I test ATR-FTIR hanno mostrato che l’1,2-pentandiolo diminuisce leggermente la strutturazione dell’acqua, la presenza del pentandiolo aumenta anche la velocità di etching selettivo di strati di SiGe con diverse percentuali di Ge. Le aggiunte di alcuni ioni di Marcus, che sono classificati come structure breaking, hanno influenzato. la velocità di etching selettivo di SiGe, mentre non è stato possibile studiarne l’effetto sulla strutturazione dell’acqua mediante ATR-FTIR. Abbiamo dimostrato che è possibile modificare la strutturazione dell’acqua in condizioni di confinamento, ma è necessario più lavoro.