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KR102906303B1 - 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 방법

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KR102906303B1
KR102906303B1 KR1020220119576A KR20220119576A KR102906303B1 KR 102906303 B1 KR102906303 B1 KR 102906303B1 KR 1020220119576 A KR1020220119576 A KR 1020220119576A KR 20220119576 A KR20220119576 A KR 20220119576A KR 102906303 B1 KR102906303 B1 KR 102906303B1
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KR
South Korea
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gas
substrate
hard mask
film
chamber
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KR1020220119576A
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KR20240040525A (ko
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이윤영
손진철
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피에스케이 주식회사
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Publication date
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Priority to US19/114,114 priority patent/US20260018420A1/en
Priority to JP2025517211A priority patent/JP2025530447A/ja
Priority to CN202380078091.8A priority patent/CN120188266A/zh
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 챔버에 공정 가스를 공급하고, 상기 공정 가스가 여기되어 기판 상에 형성된 특정 막과 반응하여 반응물을 생성하는 제1단계와, 상기 챔버에 해리 가스를 공급하고, 상기 해리 가스가 여기되어 상기 기판으로부터 상기 반응물을 제거하는 제2단계를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 방법{A METHOD FOR TREATING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 상에 형성된 하드 마스크 막을 제거하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 포토리소그래피 공정, 에칭 공정, 증착 공정 및/또는 이온주입 공정의 단위 공정에 의해 제조될 수 있다. 포토리소그래피 공정은 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하는 공정이다. 포토레지스트 막은 기판을 선택적으로 노출시키는 마스크 패턴으로 기능할 수 있다. 또한, 포토레지스트 막의 하측에는 하드 마스크 막이 형성될 수 있다. 하드 마스크 막은 기판에 형성된 회로 패턴의 붕괴를 막는 등의 기능을 수행할 수 있다. 포토레지스트 막과 하드 마스크 막은 이온주입 공정 또는 에칭 공정을 수행한 이후에 스트립(Strip)과 같은 방법으로 기판으로부터 순차적으로 제거될 수 있다.
에칭 타겟의 증가와 고 선택비를 가지는 미세한 패턴을 요하는 최근의 트랜드에 따라, 하드 마스크 막의 에칭에 대한 내성을 증가시키고 있다. 예컨대, 하드 마스크 막에 다양한 불순물(예컨대, 카본) 등을 첨가하여 하드 마스크 막의 프로파일의 라인 거칠기(Line roughness)를 개선하고, 동시에 에칭에 대한 내성을 향상시킬 수 있다. 다만, 이와 같이 하드 마스크 막에 불순물을 첨가하는 경우, 에칭 공정 등이 완료된 이후에 기판 상에서 하드 마스크 막을 용이하게 제거하기 어렵다. 구체적으로, 하드 마스크 막에 첨가된 불순물은 하드 마스크 막을 제거하는 공정 중 산화될 수 있다. 산화된 불순물은 끓는점이 매우 높게 형성되어 후속 처리 공정에서도 제거하기 매우 어렵다.
또한, 기판 상에서 불순물이 첨가된 하드 마스크 막을 제거하기 위해 더 높은 온도를 형성하고 더 강한 밀도의 플라즈마를 발생시키는 경우, 하드 마스크 막 뿐만 아니라 기판 상에 형성된 절연막도 손상될 가능성이 크다. 기판 상에 고 선택비를 가지도록 형성된 절연막이 손상되는 경우, 기판의 수율이 저하되는 결과로 귀결된다. 또한, 기판 상에 강한 플라즈마를 작용시키더라도, 불순물이 첨가된 하드 마스크 막은 기판으로부터 제거되기 힘들다. 기판에 하드 마스크 막이 잔류하는 경우, 후속 공정을 수행할 때 기판 처리의 효율성이 떨어지는 결과를 야기한다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 형성된 하드 마스크 막을 효율적으로 제거할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 형성된 절연막을 손상시키는 것을 최소화하면서, 특정 물질이 첨가된 하드 마스크 막을 효율적으로 제거할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 챔버에 공정 가스를 공급하고, 상기 공정 가스가 여기되어 기판 상에 형성된 특정 막과 반응하여 반응물을 생성하는 제1단계와, 상기 챔버에 해리 가스를 공급하고, 상기 해리 가스가 여기되어 상기 기판으로부터 상기 반응물을 제거하는 제2단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 공정 가스는, 상기 기판 상에 형성된 상기 특정 막과 반응하는 제1가스와, 상기 기판 상에 형성된 막의 표면과 반응하여 상기 표면에 보호막을 형성하거나, 상기 특정 막을 식각하는 제2가스를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 해리 가스는 상기 보호막을 상기 기판으로부터 더 제거할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1단계와 상기 제2단계는 하나의 사이클로 순차적으로 수행되고, 복수 회 반복될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스는 CF4, SF6, Cl2, 또는 HBr를 포함하고, 상기 제2가스는 O2를 포함하고, 상기 해리 가스는 비활성 가스를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 반응물은 섭씨 100도 내지 150도 범위의 설정 온도에서 휘발될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1단계에서 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 척은 상기 설정 온도로 유지되고, 상기 제2단계에서 상기 척에 바이어스 전력을 인가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2단계는 상기 제1단계보다 선행하여 수행될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 특정 막은 하드 마스크 막일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 하드 마스크 막은 텅스텐을 포함하는 첨가물과 카본 층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 상에 형성된 하드 마스크 막을 제거하는 기판 처리 방법을 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은, 챔버에 제1가스를 공급하고, 상기 제1가스가 여기되어 기판 상에 형성된 상기 하드 마스크 막과 반응하여 반응물을 생성하고, 상기 챔버에 상기 제1가스와 상이한 제2가스를 공급하고, 상기 제2가스가 여기되어 상기 하드 마스크 막을 식각하거나 기판 상에 형성된 절연막과 반응하여 상기 절연막의 표면에 보호막을 생성하되, 상기 제1가스와 상기 제2가스는 동시에 상기 챔버로 공급될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 반응물은 섭씨 100도 내지 150도 범위의 설정 온도에서 휘발되어 기판으로부터 제거될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스가 상기 챔버로 공급될 때 상기 챔버 내의 온도는 상기 설정 온도로 유지될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 챔버로 상기 제1가스와 상기 제2가스를 공급한 이후, 상기 챔버에 상기 제1가스 및 상기 제2가스와 상이한 해리 가스를 공급하고, 상기 해리 가스가 여기되어 상기 기판으로부터 상기 반응물 및 상기 보호막을 제거할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 방법은, 상기 제1가스 및 상기 제2가스를 공급한 이후, 상기 해리 가스를 공급하는 일 사이클로 수행되고, 상기 사이클은 복수 회로 반복될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 챔버로 상기 제1가스와 상기 제2가스를 공급하기 이전에, 상기 챔버에 상기 제1가스 및 상기 제2가스와 상이한 해리 가스를 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스는 CF4, SF6, Cl2, 또는 HBr를 포함하고, 상기 제2가스는 O2를 포함하고, 상기 해리 가스는 비활성 가스를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 하드 마스크 막은 텅스텐을 포함하는 첨가물과 카본 층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 질화막과 산화막이 교대로 적층된 절연막과, 상기 절연막의 상측에 적층된 하드 마스크 막을 포함하는 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은, CF4, SF6, Cl2, 또는 HBr를 포함하는 제1가스가 챔버에서 여기되어 기판 상에 형성된 상기 하드 마스크 막과 반응하여 반응물을 생성하고, O2를 포함하는 제2가스가 상기 챔버에서 여기되어 상기 하드 마스크 막을 식각하거나 상기 절연막의 표면과 반응하여 보호막을 생성하는 메인 스트립 단계; 및 상기 메인 스트립 단계 이후, 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 척에 바이어스 전력을 인가하면서 비활성 가스를 포함하는 해리 가스를 상기 챔버에 공급하여 상기 기판으로부터 상기 반응물 및 상기 보호막을 제거하는 오버 스트립 단계를 포함하되, 상기 하드 마스크 막은 첨가물과 텅스텐이 첨가된 카본 층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 반응물은 섭씨 100도 내지 150도 범위의 설정 온도에서 휘발될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 상에 형성된 하드 마스크 막을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 상에 형성된 절연막을 손상시키는 것을 최소화하면서, 특정 물질이 첨가된 하드 마스크 막을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 특정 물질이 첨가된 하드 마스크 막을 이용하여 고 선택비의 특성을 만족하도록 기판을 처리하되, 특정 물질이 첨가된 하드 마스크 막을 기판으로부터 용이하게 제거할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법이 수행되는 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에서 처리되는 기판의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다.
도 4는 도 3의 일 실시예에 따른 메인 스트립 단계에서 처리되는 기판의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 6은 도 3의 일 실시예에 따른 메인 스트립 단계에서 생성되는 반응물의 특성을 보여주는 표이다.
도 7은 도 3의 일 실시예에 따른 오버 스트립 단계에서 처리되는 기판의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7의 B 부분에 대한 확대도이다.
도 9는 도 3의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법이 수행되는 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법이 수행될 수 있다.
일 실시예에 의한 기판 처리 장치(1)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)에 대해 소정의 공정을 수행할 수 있다. 일 실시예에 의한 기판 처리 장치(1)에서 처리되는 기판(W)은 포토레지스트 막이 제거된 상태일 수 있다.
일 실시예에 의한 기판 처리 장치(1)는 기판(W) 상의 박막을 스트립(Strip)할 수 있다. 박막은 산화막, 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 폴리 실리콘막, 그리고 하드 마스크 막 등 다양한 종류의 막일 수 있다. 선택적으로, 박막은 자연 산화막이나 화학적으로 생성된 산화막일 수 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(1)는 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막을 스트립 할 수 있다. 기판 처리 장치(1)에서 처리되는 기판(W)에 대한 상세한 설명은 후술한다.
기판 처리 장치(1)는 처리부(10)와 플라즈마 발생부(20)를 포함할 수 있다. 처리부(10)에서는 기판(W)이 처리된다. 또한, 플라즈마 발생부(20)에서는 플라즈마가 발생한다.
처리부(10)는 하우징(100)과 척(120)을 포함할 수 있다. 하우징(100)은 처리 공간(101)을 가진다. 처리 공간(101)은 기판(W)을 처리하는 공간으로 기능한다. 처리 공간(101)에는 기판(W)이 위치할 수 있다. 하우징(100)은 후술하는 플라즈마 챔버(200)와 연결될 수 있다. 하우징(100)의 상부는 개방될 수 있다. 이에, 처리 공간(101)은 후술하는 플라즈마 발생 공간(201)과 연결된다. 또한, 하우징(100)에는 도시되지 않은 배기 유닛이 연결될 수 있다. 처리 공간(101) 내의 분위기는 배기 유닛(미도시)에 의해 처리 공간(101)의 외부로 배기될 수 있다.
척(120)은 처리 공간(101) 내에 위치한다. 척(120)은 기판(W)을 지지한다. 척(120)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 ESC일 수 있다. 척(120)의 내부에는 도시되지 않은 히터가 배치될 수 있다. 히터(미도시)는 척(120)을 가열시킬 수 있다. 히터(미도시)는 척(120)을 가열하고, 척(120)에 지지된 기판(W)의 온도를 승온시킬 수 있다. 또한, 척(120)은 도시되지 않은 전원 인가 모듈로부터 전압을 인가받을 수 있다. 일 실시예에 의하면, 전원 인가 모듈(미도시)로부터 바이어스(bias) 전압을 인가받을 수 있다.
플라즈마 발생부(20)에서는 플라즈마가 발생한다. 플라즈마 발생부(20)는 플라즈마 챔버(200), 가스 공급 유닛(220), 그리고 플라즈마 소스(미도시)를 포함할 수 있다.
플라즈마 챔버(200)는 내부 공간을 가진다. 내부 공간은 플라즈마가 발생하는 플라즈마 발생 공간(201)으로 기능할 수 있다. 플라즈마 챔버(200)는 상면과 하면이 개방된 형상을 가질 수 있다. 플라즈마 챔버(200)의 개방된 하면은 전술한 처리 공간(101)과 연결된다. 플라즈마 챔버(200)의 개방된 상면은 가스 공급 포트(210)에 의해 밀폐될 수 있다.
가스 공급 유닛(220)은 가스 공급 포트(210)와 연결될 수 있다. 이에, 가스 공급 유닛(220)은 플라즈마 발생 공간(201)으로 가스를 공급할 수 있다. 플라즈마 발생 공간(201)으로 공급된 가스는 후술하는 플라즈마 소스(미도시)에 의해 여기될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 가스 공급 유닛(220)은 공정 가스와 해리 가스를 공급할 수 있다. 공정 가스는 제1가스와 제2가스를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1가스는 기판(W) 상에 형성된 특정 막과 화학적으로 반응하는 가스일 수 있다. 예컨대, 기판(W) 상에 형성된 특정 막이란, 하드 마스크 막일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1가스는 CF4, SF6, Cl2, 또는 HBr을 포함할 수 있다. 즉, 제1가스는 할로겐(Halogen) 계열의 가스를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제2가스는 기판(W) 상에 형성된 특정 막(예컨대, 하드 마스크 막)을 식각하는 가스일 수 있다. 또한, 제2가스는 기판(W) 상에 형성된 박막들과 화학적으로 반응하는 가스일 수 있다. 예컨대, 제2가스는 기판(W) 상에 형성된 절연막과 반응하는 가스일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제2가스는 O2를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 해리 가스는 기판(W) 상에 형성된 박막들(하드 마스크 막, 산화막, 질화막 등)과 물리적으로 반응하는 가스일 수 있다. 예컨대, 해리 가스는 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막과 물리적으로 반응할 수 있다. 또한, 해리 가스는 이하에서 상술하는 반응물 및 보호막과 물리적으로 반응할 수 있다. 즉, 일 실시예에 의한 해리 가스는 화합물이 이루는 결속을 끊는 가스일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 해리 가스는 비활성 가스를 포함할 수 있다. 예컨대, 해리 가스는 수소(H2), 듀테륨(Deuterium), 또는 삼중 수소(Tritium), 아르곤(Ar), Xe, Xr 등을 포함할 수 있다.
플라즈마 소스(미도시)는 플라즈마를 발생시킨다. 일 실시예에 의하면, 플라즈마 소스(미도시)는 안테나로 구성된 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP)일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 용량 결합형 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP), 마이크로파 플라즈마(Microwave Plasma) 등 플라즈마를 발생시킬 수 있는 다양한 장치로 변형될 수 있다.
플라즈마 소스(미도시)는 플라즈마 발생 공간(201)에 고주파 전력을 인가할 수 있다. 플라즈마 발생 공간(201)에 인가된 고주파 전력은 플라즈마 발생 공간(201)에 전계(Electronic Field)를 발생시킨다. 플라즈마 발생 공간(201)에 공급된 가스는 플라즈마 발생 공간(201)에 발생한 전계로부터 이온화에 필요한 에너지를 얻어 플라즈마 상태로 여기될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에서 처리되는 기판의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 기판(W)은 전 공정의 수행이 완료된 기판(W)일 수 있다. 전술한 바와 같이, 일 실시예에 의한 기판(W)은 포토레지스트 막이 제거된 상태일 수 있다. 일 실시예에 의한, 기판(W) 상에는 박막들이 다층 구조로 형성될 수 있다. 일 실시예에 의한 기판(W) 상에는 층간 절연막인 절연막(300)과 하드 마스크 막(400)이 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 기판(W) 상에는 절연막(300)과 하드 마스크 막(400)이 순차적으로 적층될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 절연막(300)은 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 포함할 수 있다. 절연막(300)은 기판(W)의 상측에 적층될 수 있다. 예컨대, 절연막(300)은 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막이 아래에서 위를 향하는 방향으로 교대로 적층될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 자연 산화막이나 화학적으로 생성된 산화막, 폴리 실리콘 막 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 절연막(300) 내에는 유전율을 감소시키기 위한 복수 개의 Pore 들이 형성될 수 있다.
하드 마스크 막(400)은 절연막(300)의 상측에 위치할 수 있다. 일 실시예에 의한 하드 마스크 막(400)은 첨가물과 카본 층을 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 하드 마스크 막(400)에는 텅스텐(Wolfram)이 첨가물로서 첨가될 수 있다. 또한, 하드 마스크 막(400)에는 붕소(Boron)가 첨가물로써 첨가될 수 있다. 일 실시예에 의한 하드 마스크 막(400)은 Boron doped silicon, Tungsten ACL, AIOC(Ceramic carbon), WBC 등일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다.
이하에서 설명하는 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 도 1을 참조하여 설명한 기판 처리 장치(1)에서 수행될 수 있다. 이에, 이하에서는, 도 1 내지 도 2에서 참조한 도면 부호를 동일하게 인용한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 기판 반입 단계(S10), 스트립 단계(S30), 그리고 기판 반출 단계(S50)를 포함할 수 있다.
기판 반입 단계(S10)에서는 기판 처리 장치(1)에 기판(W)이 반입된다. 구체적으로, 기판 반입 단계(S10)에서는 도시되지 않은 반송 로봇이 처리 공간(101)으로 기판(W)을 반입하고, 척(120)의 상면에 기판(W)을 안착시킨다.
스트립 단계(S30)는 기판(W) 상에 형성된 특정 막을 스트립 할 수 있다. 즉, 스트립 단계(S30)에서는 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막(400)을 제거할 수 있다. 스트립 단계(S30)는 메인 스트립 단계(S320)와 오버 스트립 단계(S340)를 포함할 수 있다. 메인 스트립 단계(S320)는 편의상 제1단계로 호칭될 수 있고, 오버 스트립 단계(S340)는 제2단계로 호칭될 수 있다.
메인 스트립 단계(S320)와 오버 스트립 단계(S340)는 순차적으로 수행될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 메인 스트립 단계(S320)를 수행한 이후 오버 스트립 단계(S340)를 수행할 수 있다. 메인 스트립 단계(S320)와 오버 스트립 단계(S340)는 하나의 사이클로 수행될 수 있다. 예컨대, 메인 스트립 단계(S320)와 오버 스트립 단계(S340)는 일 사이클로써, 순차적으로 반복 수행될 수 있다. 메인 스트립 단계(S320)가 완료된 이후에 처리 공간(101)의 분위기는 배기될 수 있다. 또한, 오버 스트립 단계(S340)가 완료된 이후에도 처리 공간(101)의 분위기는 배기될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법에서는 스트립 단계(S30)를 수행한 이후 처리된 기판(W)이 공정 요구 조건을 만족하는지 여부를 검사하는 단계(S40)를 수행할 수 있다. 예컨대, 메인 스트립 단계(S320)와 오버 스트립 단계(S340)가 순차적으로 수행되어 일 사이클이 완료된 이후, 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막의 두께를 검사할 수 있다. 검사된 하드 마스크 막의 두께가 공정 요구 조건에 부합하지 않는 경우 스트립 단계(S30)를 다시 수행한다. 이와 달리, 검사된 하드 마스크 막의 두께가 공정 요구 조건에 부합하는 경우, 후술하는 기판 반출 단계(S50)를 수행한다. 즉, 검사된 하드 마스크 막이 기판(W)으로부터 완연히 제거된 경우, 스트립 단계(S30)를 종료하고 기판 반출 단계(S50)를 수행한다. 메인 스트립 단계(S320)와 오버 스트립 단계(S340)에 대한 상세한 설명은 후술한다.
기판 반출 단계(S50)는 처리 공간(101)으로부터 기판(W)을 반출한다. 구체적으로, 기판 반출 단계(S50)는 반송 로봇(미도시)이 척(120)으로부터 기판(W)을 인수하여 처리 공간(101)의 외부로 기판(W)을 반출한다. 기판 처리 장치(1)로부터 반출된 기판(W)에 대해 후속 공정이 수행될 수 있다.
도 4는 도 3의 일 실시예에 따른 메인 스트립 단계에서 처리되는 기판의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5는 도 4의 A 부분에 대한 확대도이다. 도 6은 도 3의 일 실시예에 따른 메인 스트립 단계에서 생성되는 반응물의 특성을 보여주는 표이다.
메인 스트립 단계(S320)에서는 공정 가스가 공급된다. 일 실시예에 의하면, 메인 스트립 단계(S320)에서는 제1가스(G1)와 제2가스(G2)를 플라즈마 상태로 여기시켜 처리 공간(101)으로 공급할 수 있다.
메인 스트립 단계(S320)를 수행하는 동안에는 척(120)의 온도를 설정 온도로 유지할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 척(120)의 내부에 배치된 히터(미도시)를 발열시켜 척(120)의 온도를 섭씨 100도 내지 섭씨 150도 범위 내로 유지할 수 있다. 보다 바람직하게는, 척(120)의 온도를 섭씨 100도 내지 섭씨 130도 범위 내로 유지시킬 수 있다. 일 실시예에 의한 설정 온도란, 이하에서 상술하는 바와 같이, 반응물이 용이하게 휘발될 수 있는 온도일 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
메인 스트립 단계(S320)를 수행하는 동안에, 척(120)의 온도를 설정 온도로 유지하는 것에 더하여, 처리 공간(101)의 온도를 설정 온도로 유지시킬 수 있다. 예컨대, 메인 스트립 단계(S320)를 수행하는 동안에, 처리 공간(101)의 온도를 섭씨 100도 내지 섭씨 150도 범위 내로 유지할 수 있다. 보다 바람직하게는, 처리 공간(101)의 온도를 섭씨 100도 내지 섭씨 130도 범위 내로 유지시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 메인 스트립 단계(S320)에서는 여기된 제1가스(G1)를 처리 공간(101)으로 공급할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1가스(G1)는 CF4, SF6, Cl2, 또는 HBr을 포함할 수 있다. 즉, 제1가스(G1)는 할로겐(Halogen) 계열의 가스를 포함할 수 있다.
처리 공간(101)으로 공급된 제1가스(G1)는 기판(W) 상에 형성된 특정 막과 반응할 수 있다. 예컨대, 제1가스(G1)는 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막(400)과 화학적으로 반응할 수 있다. 제1가스(G1)와 하드 마스크 막(400)이 서로 반응하여 반응물을 생성할 수 있다. 예컨대, 제1가스(G1)는 하드 마스크 막(400)에 첨가된 첨가물(예컨대, 텅스텐)과 반응할 수 있다. 예컨대, 처리 공간(101)에 CF4 가스가 공급되는 경우, CF4 가스는 하드 마스크 막(400)에 첨가된 텅스텐과 반응할 수 있다. 그 결과 WF6 등의 반응물을 생성할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 생성된 반응물인 WF6의 끓는점은 섭씨 17도이다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 메인 스트립 단계(S320)에서는 처리 공간(101)의 온도 또는 척(120)의 온도가 섭씨 100도 내지 150도 범위로 유지되므로, 반응물은 생성된 이후에 휘발되어 기판(W)으로부터 용이하게 제거될 수 있다. 이에, 하드 마스크 막(400)에 첨가된 첨가물은 기판(W)으로부터 용이하게 제거될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 메인 스트립 단계(S320)에서는 플라즈마 상태로 여기된 제2가스(G2)를 처리 공간(101)으로 공급할 수 있다. 일 실시예에 의한 제2가스(G2)는 O2를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 메인 스트립 단계(S320)에서 공급되는 제1가스(G1)와 제2가스(G2)는 동시에 처리 공간(101)으로 공급될 수 있다.
처리 공간(101)으로 공급된 제2가스(G2)는 기판(W) 상에 형성된 특정 막을 식각할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 처리 공간(101)으로 공급된 제2가스(G2) 중 어느 일부는 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막(400)을 식각할 수 있다. 하드 마스크 막(400)은 메인 스트립 단계(S320)를 수행하는 동안 식각될 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 하드 마스크 막(400)의 R1 부분이 메인 스트립 단계(S320)를 수행하는 동안 식각될 수 있다. 구체적으로, 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막(400)의 어느 일부는 제1가스(G1)와 반응하여 반응물을 생성한 이후 휘발되어 기판(W)으로부터 제거되고, 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막(400)의 다른 일부는 여기된 제2가스(G2)에 의해 식각되어 기판(W)으로부터 제거될 수 있다.
또한, 메인 스트립 단계(S320)에서 처리 공간(101)으로 공급된 제2가스(G2) 중 다른 일부는 기판(W) 상에 형성된 박막들과 반응할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제2가스(G2)들 중 다른 일부는 기판(W) 상에 형성된 박막들의 표면과 화학적으로 반응할 수 있다. 예컨대, 제2가스(G2) 중 다른 일부는 기판(W) 상에 형성된 절연막(300)의 표면과 반응하여 보호막(500)을 생성할 수 있다. 예컨대, 제2가스(G2)의 일 예인 O2 가스와 절연막(300)의 표면에 존재하는 Si가 반응하여 보호막(500)인 SiO2를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 메인 스트립 단계(S320)를 수행할 때에는, 제1가스(G1)와 제2가스(G2)가 처리 공간(101)으로 동시에 공급될 수 있다. 이에, 처리 공간(101)에 제1가스(G1)의 일 예인 CF4 가스를 공급할 때 기판(W) 상에 형성된 박막들의 표면에 존재하는 Si와 CF4 가스가 반응하는 경우, 도 6에 도시된 SiF4 또는 SiCl2가 생성될 수 있다. 이와 같은 화합물은 도 6에 도시된 바와 같이, 끓는점이 매우 낮으므로 쉽게 휘발된다.
절연막(300)의 표면에 SiF4 또는 SiCl2가 생성되면, 이는 쉽게 휘발되어 절연막(300)에 손상을 야기할 수 있다. 즉, 메인 스트립 단계(S320)에서 처리 공간(101)으로 공급되는 제1가스(G1)는 하드 마스크 막(400)에 첨가된 첨가물을 용이하게 제거할 수 있도록 기여하나, 절연막(300)의 표면과 반응하여 절연막(300)에 손상을 야기할 수 있다. 이에, 일 실시예에 따르면, 제2가스(G2)를 처리 공간(101)에 공급하여, 하드 마스크 막(400)을 식각하여 스트립하는 동시에, 절연막(300)의 표면에 보호막(500)을 형성하여 제1가스(G1)에 의해 절연막(300)이 손상되는 것을 최소화할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 의한, 제1가스(G1)와 하드 마스크 막(400)이 서로 화학적으로 반응하여 반응물을 생성하는 메커니즘, 제2가스(G2)가 하드 마스크 막(400)을 식각하는 메커니즘, 그리고 제2가스(G2)가 기판(W) 상에 형성된 박막들과 화학적으로 반응하여 박막들의 표면에 보호막(500)을 생성하는 메커니즘은 시간의 간격 없이 동시 다발적으로 이루어진다.
예컨대, 제1가스(G1)를 처리 공간(101)으로 공급하지 않고, 제2가스(G2)만을 처리 공간(101)으로 공급하여 하드 마스크 막(400)을 식각하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 녹는점 및 끓는점이 매우 높은 화합물(예컨대, WO2, WO3, SiO2 등)이 생성될 수 있다. 이 경우, 생성된 화합물은 높은 녹는점과 끓는점에 의해 후속 공정에서도 쉽게 제거되기 어렵다.
이에, 상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1가스(G1)를 이용하여 하드 마스크 막(400)에 첨가된 첨가물을 용이하게 휘발시켜 제거할 수 있는 반응물(예컨대, WF6)을 생성할 수 있고, 제2가스(G2)를 이용하여 하드 마스크 막(400)을 식각할 수 있으며, 동시에 제2가스(G2)를 이용하여 절연막(300)과 하드 마스크 막(400)이 제1가스(G1)에 의해 과도하게 식각되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 실시예에서는 제2가스(G2)가 절연막(300)의 표면과 반응하여 절연막(300)의 표면에 보호막(500)을 생성하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제2가스(G2)는 하드 마스크 막(400)의 표면과 반응하여 하드 마스크 막(400)의 표면에 보호막을 생성할 수 있다. 하드 마스크 막(400)의 표면에 생성된 보호막은 하드 마스크 막(400)이 제1가스(G1) 및/또는 제2가스(G2)에 의해 과도하게 식각되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 도 3의 일 실시예에 따른 오버 스트립 단계에서 처리되는 기판의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 8은 도 7의 B 부분에 대한 확대도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 오버 스트립 단계(S340)에서는 해리 가스(G3)가 공급된다. 일 실시예에 의하면, 오버 스트립 단계(S340)에서는 플라즈마 상태로 여기된 해리 가스(G3)를 처리 공간(101)으로 공급할 수 있다.
전술한 바와 같이, 해리 가스(G3)는 기판(W) 상에 형성된 박막들과 물리적으로 반응하는 가스일 수 있다. 일 실시예에 의한 해리 가스는 화합물이 이루는 결속을 끊는 가스일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 해리 가스는 비활성 가스를 포함할 수 있다. 예컨대, 해리 가스는 수소(H2), 듀테륨(Deuterium), 또는 삼중 수소(Tritium), 아르곤(Ar), Xe, Xr 등을 포함할 수 있다.
해리 가스는 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막(400)과 물리적으로 반응할 수 있다. 또한, 해리 가스(G3)는 메인 스트립 단계(S320)에서 생성된 반응물 중 휘발되지 않은 반응물과 물리적으로 반응할 수 있다. 이에, 오버 스트립 단계(S340)에서는 메인 스트립 단계(S320)에서 휘발되어 제거되지 않고 잔존하는 반응물을 물리적으로 제거할 수 있다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 하드 마스크 막(400)의 R2 부분이 오버 스트립 단계(S340)를 수행하는 동안 해리 가스(G3)와의 물리적 작용에 의해 더 식각될 수 있다.
또한, 해리 가스(G3)는 기판(W) 상의 하드 마스크 막(400)에 포함되는 카본층과 첨가물들 간의 결합력을 약하게 할 수 있다. 또한, 해리 가스(G3)는 메인 스트립 단계(S320)에서 박막들의 표면에 생성된 보호막(500)과 물리적으로 반응할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 오버 스트립 단계(S340)에서는 척(120, 도 1 참조)에 바이어스(bias) 전압을 인가할 수 있다. 이에, 오버 스트립 단계(S340)에서 처리 공간(101)으로 공급되는 해리 가스(G3)의 직진성이 향상될 수 있다. 즉, 오버 스트립 단계(S340)에서 처리 공간(101)으로 공급되는 해리 가스(G3)의 기판(W)에 대한 인입(引入)성이 향상될 수 있다. 이에, 해리 가스(G3)와 기판(W) 상에 형성된 박막들(예컨대, 절연막(300), 하드 마스크 막(400), 보호막(500), 또는 반응물) 간의 물리적 반응성이 향상될 수 있다. 이에, 해리 가스(G3)가 기판(W) 상에 형성된 박막들의 결합력을 약화시켜 박막들을 용이하게 제거할 수 있다.
상술한 메인 스트립 단계(S320)와 오버 스트립 단계(S340)는 기판(W) 상에 형성된 절연막(300)에 손상을 최소화하기 위해 각각 짧은 시간 동안 수행될 수 있다. 또한, 메인 스트립 단계(S320)와 오버 스트립 단계(S340)는 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막(400)이 과도하게 식각되는 것을 방지하기 위해 짧은 시간 동안 수행될 수 있다. 즉, 메인 스트립 단계(S320)와 오버 스트립 단계(S340)는 각각 수 초 범위 내에서 수행될 수 있고, 메인 스트립 단계(S320)와 오버 스트립 단계(S340)의 일 사이클이 복수 회로 반복 수행될 수 있다.
이에, 상술한 본 발명의 일 실시예에 의한, 오버 스트립 단계(S340)를 수행하는 경우 화합물 간의 결합력을 약화시키고, 메인 스트립 단계(S320)에서 제거되지 않은 반응물을 제거할 수 있으므로, 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막(400)을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 오버 스트립 단계(S340)에서 해리 가스(G3)를 이용하여 기판(W) 상에 형성된 박막들의 결합력을 약화시킬 수 있다. 이에, 오버 스트립 단계(S340) 이후에 공정 요구 조건에 만족하지 않아 오버 스트립 단계(S340) 이후에 재차 메인 스트립 단계(S320)를 수행할 때, 메인 스트립 단계(S320)에서 제1가스(G1) 및/또는 제2가스(G2)와 기판(W) 상에 형성된 박막들 간의 화학적 반응이 보다 수월하게 일어날 수 있다. 즉, 오버 스트립 단계(S340)는 메인 스트립 단계(S320)에서의 공정 효율성을 향상시킬 수 있고, 동시에 메인 스트립 단계(S320)에서 제거되지 않은 박막들을 확실하게 제거할 수 있다.
상술한 실시예에서는 제1가스(G1)로 CF4가 사용되고, 제2가스(G2)로 O2가 사용되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1가스(G1)와 제2가스(G2)의 종류는 하드 마스크 막(400)에 포함되는 첨가물의 종류에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 9는 도 3의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대해 설명한다. 도 9를 참조하면, 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 기판 반입 단계(S10), 전 처리 단계(S20), 스트립 단계(S30), 그리고 기판 반출 단계(S50)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 기판 반입 단계(S10), 스트립 단계(S30), 그리고 기판 반출 단계(S50)는 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기판 반입 단계(S10), 스트립 단계(S30), 그리고 기판 반출 단계(S50)와 동일 또는 유사하므로, 이하에서는 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
일 실시예에 의한 전 처리 단계(S20)는 기판 반입 단계(S10) 이후에 수행될 수 있다. 또한, 전 처리 단계(S20)는 스트립 단계(S30)를 수행하기 이전에 수행될 수 있다.
전 처리 단계(S20)는 처리 공간에 해리 가스를 공급할 수 있다. 일 실시예에 의한 해리 가스는 상술한 오버 스트립 단계(S340)에서 처리 공간으로 공급한 해리 가스와 동일하다. 즉, 전 처리 단계(S30)에서는 해리 가스를 공급하여 기판(W) 상에 형성된 박막들에 대해 물리적 작용을 일으킨다. 예컨대, 해리 가스는 기판(W) 상에 형성된 하드 마스크 막(400)과 물리적으로 반응할 수 있다.
또한, 전 처리 단계(S20)에서는 척(120)에 바이어스 전압을 인가할 수 있다. 척(120)에 바이어스 전압을 인가하여 해리 가스의 기판(W)에 대한 인입성을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 기판(W) 상에 형성된 박막들 중 하드 마스크 막(400)에 대한 인입성을 향상시킬 수 있다. 즉, 전 처리 단계(S20)에서는 하드 마스크 막(400)의 결합력을 선제적으로 약화시킬 수 있다. 이에, 후속하는 스트립 단계(S30)에서 하드 마스크 막(400)을 보다 효율적으로 제거할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 처리부
20: 플라즈마 발생부
101: 처리 공간
120: 척
201: 플라즈마 발생 공간
300: 절연막
400: 하드 마스크 막
500: 보호막
G1: 제1가스
G2: 제2가스
G3: 해리 가스
S10: 기판 반입 단계
S20: 전 처리 단계
S30: 스트립 단계
S50: 기판 반출 단계
S320: 메인 스트립 단계
S340: 오버 스트립 단계

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    챔버에 해리 가스를 공급하고 바이어스 전압을 인가하여 기판 상에 형성된 특정 막들에 대해 물리적 작용을 일으켜 상기 특정 막을 1차적으로 제거하는 전 처리 단계;
    상기 챔버에 공정 가스를 공급하고, 상기 공정 가스가 여기되어 상기 기판 상에 형성된 특정 막과 반응하여 휘발성 반응물과 비휘발성 반응물을 생성하고, 상기 휘발성 반응물은 휘발되는 제1단계와,
    상기 챔버에 상기 해리 가스를 공급하고, 상기 해리 가스가 여기되어 상기 기판으로부터 상기 비휘발성 반응물을 제거하는 제2단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공정 가스는,
    상기 기판 상에 형성된 상기 특정 막과 반응하는 제1가스와,
    상기 기판 상에 형성된 막의 표면과 반응하여 상기 표면에 보호막을 형성하거나, 상기 특정 막을 식각하는 제2가스를 포함하는 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 해리 가스는 상기 보호막을 상기 기판으로부터 더 제거하는 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1단계와 상기 제2단계는 하나의 사이클로 순차적으로 수행되고, 복수 회 반복되는 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1가스는 CF4, SF6, Cl2, 또는 HBr를 포함하고,
    상기 제2가스는 O2를 포함하고,
    상기 해리 가스는 비활성 가스를 포함하는 기판 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 휘발성 반응물은 섭씨 100도 내지 150도 범위의 설정 온도에서 휘발되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1단계에서 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 척은 상기 설정 온도로 유지되고,
    상기 제2단계에서 상기 척에 바이어스 전력을 인가하는 기판 처리 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 특정 막은 하드 마스크 막인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하드 마스크 막은 텅스텐을 포함하는 첨가물과 카본 층을 포함하는 기판 처리 방법.
  11. 기판 상에 형성된 하드 마스크 막을 제거하는 기판 처리 방법에 있어서,
    챔버에 해리 가스를 공급하고 바이어스 전압을 인가하여 상기 하드 마스크 막에 대해 물리적 작용을 일으켜 상기 하드 마스크 막을 1차적으로 제거하고,
    상기 챔버에 제1가스를 공급하고, 상기 제1가스가 여기되어 기판 상에 형성된 상기 하드 마스크 막과 반응하여 휘발성 반응물과 비휘발성 반응물을 생성하고, 상기 휘발성 반응물은 휘발되고,
    상기 챔버에 상기 제1가스와 상이한 제2가스를 공급하고, 상기 제2가스가 여기되어 상기 하드 마스크 막을 식각하거나 상기 기판 상에 형성된 절연막과 반응하여 상기 절연막의 표면에 보호막을 생성하되,
    상기 제1가스와 상기 제2가스는 동시에 상기 챔버로 공급되고,
    상기 해리 가스는 상기 제1가스 및 상기 제2가스와 상이한 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 휘발성 반응물은 섭씨 100도 내지 150도 범위의 설정 온도에서 휘발되어 기판으로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1가스가 상기 챔버로 공급될 때 상기 챔버 내의 온도는 상기 설정 온도로 유지되는 기판 처리 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 챔버로 상기 제1가스와 상기 제2가스를 공급한 이후, 상기 해리 가스를 공급하고, 상기 해리 가스가 여기되어 상기 기판으로부터 상기 비휘발성 반응물 및 상기 보호막을 제거하는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 제1가스 및 상기 제2가스를 공급한 이후, 상기 해리 가스를 공급하는 일 사이클로 수행되고, 상기 사이클은 복수 회로 반복되는 기판 처리 방법.
  16. 삭제
  17. 제14항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1가스는 CF4, SF6, Cl2, 또는 HBr를 포함하고,
    상기 제2가스는 O2를 포함하고,
    상기 해리 가스는 비활성 가스를 포함하는 기판 처리 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 하드 마스크 막은 텅스텐을 포함하는 첨가물과 카본 층을 포함하는 기판 처리 방법.
  19. 질화막과 산화막이 교대로 적층된 절연막과, 상기 절연막의 상측에 적층된 하드 마스크 막을 포함하는 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    챔버에 불활성 가스를 포함하는 해리 가스를 공급하고 바이어스 전압을 인가하여 상기 하드 마스크 막에 대해 물리적 작용을 일으켜 상기 하드 마스크 막을 1차적으로 제거하는 전 처리 단계;
    CF4, SF6, Cl2, 또는 HBr를 포함하는 제1가스가 챔버에서 여기되어 기판 상에 형성된 상기 하드 마스크 막과 반응하여 휘발성 반응물과 비휘발성 반응물을 생성하고, 상기 휘발성 반응물은 휘발되고, O2를 포함하는 제2가스가 상기 챔버에서 여기되어 상기 하드 마스크 막을 식각하거나 상기 절연막의 표면과 반응하여 보호막을 생성하는 메인 스트립 단계; 및
    상기 메인 스트립 단계 이후, 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 척에 바이어스 전력을 인가하면서 상기 해리 가스를 상기 챔버에 공급하여 상기 기판으로부터 상기 비휘발성 반응물 및 상기 보호막을 제거하는 오버 스트립 단계를 포함하되,
    상기 하드 마스크 막은 첨가물과 텅스텐이 첨가된 카본 층을 포함하는 기판 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 휘발성 반응물은 섭씨 100도 내지 150도 범위의 설정 온도에서 휘발되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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