(57)【要約】【課題】  検出感度の低下を抑制し、表面の異物検出感度を向上させることができる基板表面の異物検出方法、及びこの検出方法に用いる基板の表面処理方法を提供する。【解決手段】  レーザ光により基板表面の異物を検出する方法であって、基板は散乱光を減少させる処理を施した半導体基板を用いる。  半導体基板表面の異物検出に用いるための基板の表面処理方法であって、散乱光を減少させるために、基板表面１１ａを等方的に酸化させる工程と、酸化によって形成された酸化膜１２を等方的にエッチング除去する工程とによって表面処理する。【選択図】      図１
2006073902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光により基板表面の異物を検出する方法であって、
前記基板は、散乱光を減少させる処理を施した半導体基板を用いる
ことを特徴とする基板表面の異物検出方法。
【請求項２】
前記基板は、基板表面を等方的に酸化させる工程と、前記酸化によって形成された酸化膜を等方的にエッチング除去する工程とによって表面処理された半導体基板である
ことを特徴とする請求項１記載の基板表面の異物検出方法。
【請求項３】
前記レーザ光が単色光である
ことを特徴とする請求項１記載の基板表面の異物検出方法。
【請求項４】
半導体基板表面の異物検出に用いるための基板の表面処理方法であって、
散乱光を減少させるために、基板表面を等方的に酸化させる工程と、前記酸化によって形成された酸化膜を等方的にエッチング除去する工程とによって表面処理する
ことを特徴とする基板の表面処理方法。
【請求項５】
前記基板表面を酸化させる工程が、酸化性薬液に接触させて処理する
ことを特徴とする請求項４記載の基板の表面処理方法。
【請求項６】
前記酸化性薬液が、オゾンを溶解させた純水を含有している
ことを特徴とする請求項５記載の基板の表面処理方法。
【請求項７】
前記酸化性薬液が、過酸化水素水を含有している
ことを特徴とする請求項５記載の基板の表面処理方法。
【請求項８】
前記基板表面を酸化させる工程が、酸化性ガスに暴露する処理である
ことを特徴とする請求項４記載の基板の表面処理方法。
【請求項９】
前記酸化膜を除去する工程が、エッチング液に接触させて処理する
ことを特徴とする請求項４記載の基板の表面処理方法。
【請求項１０】
前記エッチング液が、フッ化水素酸を含有する
ことを特徴とする請求項９記載の基板の表面処理方法。
【請求項１１】
前記エッチング液が、緩衝フッ化水素酸を含有する
ことを特徴とする請求項９記載の基板の表面処理方法。
【請求項１２】
前記酸化膜を除去する工程が、エッチング性ガスに暴露する処理である
ことを特徴とする請求項４記載の基板の表面処理方法。
【請求項１３】
前記エッチング性ガスが、フッ化水素と水蒸気を含有する
ことを特徴とする請求項１２記載の基板の表面処理方法。
【請求項１４】
前記エッチング性ガスが、フッ化水素とアルコール蒸気を含有する
ことを特徴とする請求項１２記載の基板の表面処理方法。
【請求項１５】
前記アルコール蒸気が、エチルアルコールを含有する
ことを特徴とする請求項１４記載の基板の表面処理方法。
【請求項１６】
前記アルコール蒸気が、メチルアルコールを含有する
ことを特徴とする請求項１４記載の基板の表面処理方法。
【請求項１７】
前記アルコール蒸気が、イソプロピルアルコールを含有する
ことを特徴とする請求項１４記載の基板の表面処理方法。
【請求項１８】
前記基板表面を酸化させる工程が酸化性薬液に接触させて処理し、
前記酸化膜を除去する工程がエッチング液に接触させて処理する
ことを特徴とする請求項４記載の基板の表面処理方法。
【請求項１９】
前記基板表面を酸化させる工程が酸化性ガスに暴露する処理であり、
前記酸化膜を除去する工程がエッチング性ガスに暴露する処理である
ことを特徴とする請求項４記載の基板の表面処理方法。
【請求項２０】
前記基板表面を酸化させる工程が酸化性薬液に接触させて処理し、
前記酸化膜を除去する工程がエッチング性ガスに暴露する処理である
ことを特徴とする請求項４記載の基板の表面処理方法。
【請求項２１】
前記基板表面を酸化させる工程が酸化性ガスに暴露する処理であり、
前記酸化膜を除去する工程がエッチング液に接触させて処理する
ことを特徴とする請求項４記載の基板の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に付着した異物を検出するための基板表面の異物検出方法、及びこの検出方法に用いる基板の表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路技術の集積化により半導体基板上に形成されるデバイスのパターンは微細化してきている。この半導体基板上に異物が存在するとこれらの微細なパターン形成の妨げとなり、集積回路の歩留りを低下させてしまう。このことから、半導体基板上の微細な異物を検査し、これらの異物の個数や大きさ、分布を管理することが必要になってくる。また、このときの異物の計測サイズは少なくともデバイスのパターンの最小線幅の１／２となるサイズが求められている。
【０００３】
例えば、半導体基板に対する処理装置内の汚れにより、処理後の半導体基板上に許容値を越えるようなパーティクルが付着するようなときには、処理装置のクリーニングが必要になるなど、パーティクルの検査は製造ラインの管理に欠かせない。
【０００４】
従来、半導体基板上の異物検出では、レーザ光源を半導体基板に入射させ、半導体基板上の異物からの散乱光を検出するいわゆるレーザ光散乱方式が用いられてきた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−２２５９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レーザ光散乱方式による異物検査では、基板上の異物だけでなく、基板そのものからも散乱光が発生し、この基板からの散乱光が異物を検出する上で障害となる。このため、基板からの散乱光を低減させることが、異物の検出感度を向上させることにつながる。
【０００６】
基板からの散乱光の原因の１つとして、基板の表面の凹凸状態がある。これまでの半導体表面の粒子状汚染を除去するために用いられてきた、アンモニア水と過酸化水素水と純水の混合薬液（いわゆるアンモニア過水：ＳＣ1 ）では、基板を酸化するための過酸化水素水と基板をエッチングするためのアンモニア水が同一薬液中に含まれている。このため、同一薬液中で酸化とエッチングが同時的に行われ、シリコン結晶に対して特定の方向、すなわち＜１１１＞軸方向のエッチング速度が速いことから、図１Ａに示すように、主面１ａを（１００）面として主面１ａに凹凸２を有するシリコン基板１では、処理後に図１Ｂ、Ｃに示すように、基板表面１ａの凹凸２′が増加してしまう。図１Ｂの酸化膜３の成膜と図１Ｃの酸化膜のエッチング除去は同時的に行われるが、ここでは、分かりやすくするために分けて図示した。これにより、基板からの散乱光が増加してしまうために、レーザ光散乱方式で表面異物を計測する場合に感度が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑み、検出感度の低下を抑制し、表面の異物検出感度を向上させることができる基板表面の異物検出方法、及びこの検出方法に用いる基板の表面処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る基板表面の異物検出方法は、レーザ光により基板表面の異物を検出する方法であって、基板として散乱光を減少させる処理を施した半導体基板を用いることを特徴とする。
【０００９】
基板としては、基板表面を等方的に酸化させる工程と、酸化によって形成された酸化膜を等方的にエッチング除去する工程によって表面処理された半導体基板を用いることが望ましい。
レーザ光としては、単色光であることが望ましい。
【００１０】
本発明に係る基板の表面処理方法は、半導体基板表面の異物検出に用いるための基板の表面処理方法であって、散乱光を減少させるために、基板表面を等方的に酸化させる工程と、酸化によって形成された酸化膜を等方的にエッチング除去する工程をとによって表面処理することを特徴とする。
【００１１】
基板表面を酸化させる工程としては、酸化性薬液に接触させて処理することができる。酸化性薬液としては、オゾンを溶解させた純水を含有した薬液、あるいは過酸化水素水を含有した薬液等を用いることができる。
基板表面を酸化させる工程としては、酸化性ガスに暴露して処理することができる。
【００１２】
酸化膜を除去する工程としては、エッチング液に接触させて処理することができる。エッチング液としては、フッ化水素酸を含有するエッチング液、あるいは緩衝フッ化水素酸を含有するエッチング液等を用いることができる。
酸化膜を除去する工程としては、エッチング性ガスに暴露して処理することができる。エッチング性ガスとしては、フッ化水素と水蒸気を含有するガス、あるいはフッ化水素とアルコール蒸気を含有するガス等を用いることができる。アルコール蒸気としては、エチルアルコールを含有する蒸気、メチルアルコールを含有する蒸気、イソプロピルアルコールを含有する蒸気等を用いることができる。
【００１３】
本発明の基板の表面処理としては、酸化性薬液に接触させて基板表面を酸化させ、エッチング液に接触させて酸化膜を除去して表面処理することができる。
あるいは酸化性ガスに暴露して基板表面を酸化させ、エッチング性ガスに暴露して酸化膜を除去して表面処理することができる。
あるいは酸化性薬液に接触させて基板表面を酸化させ、エッチング性ガスに暴露して酸化膜を除去して表面処理することができる。
あるいは酸化性ガスに暴露して基板表面を酸化させ、エッチング液に接触させて酸化膜を除去して表面処理することができる。
【００１４】
本発明の基板の異物検出方法では、基板として散乱光を減少させる処理を施した半導体基板を用いるので、基板表面の異物を計測する上でノイズの要因となる基板からの散乱光が減り、異物からの散乱光の強度が大きくなり基板表面の異物の検出感度が向上する。
【００１５】
本発明の基板の表面処理方法では、先ず基板表面を酸化することにより、基板表面が凹凸に従って酸化が進み、初期から比べて体積膨張でだれた分、凹凸が緩和する。次に、酸化により形成された表面の酸化膜を除去することにより、基板表面の凹凸を低減した表面処理が行われる。これにより、表面からの散乱光を低減させることができる異物検出用の基板が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る基板表面の異物検査方法によれば、基板に散乱光を減少させる処理を施した半導体基板を用いることにより、ノイズとなる基板表面からの散乱光が低減し、基板表面の異物の検査感度を向上することができる。
【００１７】
基板を、基板表面を等方的に酸化させる工程と、酸化によって形成された酸化膜を等方的にエッチング除去する工程とによって表面処理された半導体基板とするときには、基板表面の凹凸がより低減しているので、基板表面からの散乱光がより減少し異物の検査感度のより向上を図ることができる。
基板表面の異物検査方法で用いるレーザ光として、単色光を用いるときは、さらに検出感度を向上することができる。
【００１８】
本発明に係る基板の表面処理方法によれば、半導体基板の表面を酸化する工程と、その酸化により形成された酸化膜をエッチング除去する工程を、それぞれ別々の工程で行って表面処理することにより、基板表面の凹凸を低減させることができる。従って、基板表面の異物を計測する上でノイズの要因となる基板からの散乱光を低減させた半導体基板を作成することができる。すなわち、基板表面の異物の検査に際して、検出感度を向上させることができる被検査用の半導体基板を作成することができる。
【００１９】
基板表面を酸化させる工程では、オゾンを溶解させた純水を含有している薬液、あるいは過酸化水素水を含有している薬液等の、酸化性薬液に接触させて処理することにより、基板表面の酸化処理を良好に行うことができる。
基板表面を酸化させる工程では、酸化性ガスに暴露して処理するときも、同様に基板表面の酸化処理を良好に行うことができる。
【００２０】
酸化膜を除去する工程では、フッ化水素酸を含有する溶液、緩衝フッ化水素酸を含有する溶液等の、エッチング液に接触させて処理することにより、基板表面に成膜された酸化膜を全て良好に除去することができる。
酸化膜を除去する工程では、フッ化水素と水蒸気を含有するガス、フッ化水素とアルコール蒸気を含有するガス等のエッチング性ガスに暴露して処理するときも、同様に基板表面に成膜された酸化膜を全て良好に除去することができる。
アルコール蒸気としては、エチルアルコール、メチルアルコール、あるいはイソプロピルアルコールを含有したアルコール蒸気が実用的である。
【００２１】
基板表面を酸化させる工程と酸化膜を除去する工程では、酸化性薬液、酸化性ガス、エッチング液、エッチング性ガスのうちから、適宜組み合わせることにより、凹凸が低減した良好な表面処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
先ず、図１を用いて本発明に係る基板の表面処理方法の実施の形態を説明する。この基板は、表面上の微細な異物を計測するための異物検出（計測）用半導体基板である。
本実施の形態においては、図１Ａに示すように、半導体基板１１、例えば単結晶シリコン基板を用意する。この半導体基板１１は、初期段階で表面１１ａが微小異物（パーティクル）１３などで汚染されているものとする。
次に、図１Ｂに示すように、この半導体基板１１の表面１１ａを等方的に酸化処理して酸化膜（ＳｉＯ2 膜）１２を形成する。
次に、図１Ｃに示すように、図１Ｂ工程により形成された酸化膜１２を等方的にエッチング処理する。このエッチング処理で基板１１の表面１１ａはエッチングされ、酸化膜１２の除去と共に基板表面１１ａに存在する微小異物１３等の汚染が除去され、基板の表面処理がなされる。
この別々の工程で処理される酸化処理とエッチング処理による基板の表面処理は、必要に応じて繰り返し行う。すなわち、１回の表面処理では異物１３などの汚染が除去されないときには、繰り返しの表面処理を行うようにする。
【００２４】
例えば、半導体基板１１がシリコン基板の場合、酸化膜１２を形成する処理に、２０ｐｐｍのオゾンを溶解させた純水、いわゆるオゾン水を用いて、１０秒程度処理すると、シリコン基板の表面が深さ方向に０．８ｎｍ程度酸化される。なお、この酸化では、開始から１０秒程度まで急速に酸化が進み、それ以後の酸化は分単位で極めてゆっくり進行するので、概ね０．８ｎｍ程度で酸化が終わる。この酸化膜１２を除去するために、エッチング処理に、５０％フッ化水素酸と純水との混合比が１：５０の希フッ酸溶液を用いて、５〜１０秒処理すると、酸化膜１２を完全に除去することが可能となる。
【００２５】
本実施の形態のシリコン基板１１の表面処理では、基板表面１１ａを酸化する工程（図１Ｂ）と酸化膜１２をエッチングする工程（図１Ｃ）が、それぞれ結晶方位に関係無く等方的に進行するため、基板表面１１ａの凹凸が緩和される。すなわち、図２Ａの矢印ａで示すように、シリコン基板１１の表面１１ａの凹凸１５に沿って、酸化が等方的に進行して、図２Ｂに示す酸化膜１２が形成される。この酸化による体積膨張で凹凸１５がだれることにより、酸化される膜厚ｔ1 以下の表面凹凸、つまり酸化膜１２直下のシリコン基板１１の表面凹凸１５′は緩和される。次に、酸化膜１２に対するエッチング処理では、図２Ｂの矢印ｂで示すように、エッチングが等方的に進行し、図２Ｃに示すように酸化膜１２が除去される。この酸化膜１２の除去で、酸化膜１２上の微小異物１３等の汚染を除去すると同時に、表面凹凸１５′が低減した異物検出用の半導体基板１１を得る。
【００２６】
図３及び図４に、上述の本発明に係る基板の表面処理を実施するための基板表面処理装置の実施の形態を示す。
図３の実施の形態に係る基板表面処理装置２１は、被処理基板を保持する基板保持部２２と、基板保持部２２に一体の回転軸２３を中心に基板保持部２２を平面内で回転させる回転駆動手段、例えばモータ２４と、基板保持部２２上に配置した被処理基板の表面上に所望の処理液（いわゆる薬液）２６を吐出するための処理液吐出ノズル２５とを備えて構成される。処理液２６は、酸化処理のときに酸化性薬液を用い、エッチング処理のときにエッチング性薬液を用いる。
【００２７】
本実施の形態の基板表面処理装置２１を用いて基板の表面処理を行うる場合は、次のようにする。基板保持部２２上に表面処理すべき被処理基板である半導体基板１１を保持する。処理液２６として酸化性薬液を、ノズル２５から吐出して半導体基板１１の表面１１ａ上に供給する。このとき、モータ２４により基板保持部２２を介して半導体基板１１を回転させて、遠心力により酸化性薬液を基板表面１１ａの全域に被覆する。基板表面１１ａはいわゆる酸化性薬液に浸漬された状態になる。この酸化性薬液により基板表面１１ａの全面を均一に酸化処理し、酸化膜１２を形成する。酸化処理の後、処理液２６をエッチング性薬液に切り換える。このエッチング性薬液を、ノズル２５から吐出して半導体基板１１の酸化膜１２の面上に供給する。このとき、同様にモータ２４により基板保持部２２を介して半導体基板１１を回転させて、遠心力によりエッチング性薬液を基板１１の酸化膜１２の全面に被覆する。基板表面１１ａはいわゆるエッチング性薬液に浸漬された状態になる。このエッチング性薬液により酸化膜１２を完全に除去する。このようにして、基板１１に対して均一な表面処理を行うことができる。
【００２８】
例えば、親水性表面を形成する処理、すなわち被処理基板１１としてシリコン基板を用いたときの基板表面に酸化膜を形成する処理では、基板１１の回転数を１０ｒｐｍ以上（上限は5000rpm程度）にして、且つ毎分０．１リットル以上（上限は毎分１０リットル程度）の流量の酸化性薬液を供給することが望ましい。更に望ましくは、基板の回転数を５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍにして、毎分０．５〜１．５リットルの流量の酸化性薬液を供給する。基板１１の回転数としては、下限の１０ｒｐｍより低いと薬液が基板外に排出されなくなり基板表面近傍の薬液の流速が低下することから基板表面に酸化種が到達しにくくなり、酸化効率が低下することがあり、また処理液が基板全面を覆う過渡状態となる時間が長くなり処理総時間に対する過渡状態の割合が多くなるため、均一に酸化されない。上限の５０００ｒｐｍを越えると遠心力により処理液が基板外に排出される速度が速くなり、基板の全面が薬液で均一に覆われず均一な酸化がなされない。酸化性薬液の流量として、毎分０．１リットルより少ないと基板の全面が薬液で均一に覆われず均一な酸化がなされない。上限の毎分１０リットルを越えると薬液の消費量が増大し、環境やコストに悪影響を及ぼす。
【００２９】
また、例えば、疎水性表面を形成する処理、すなわち被処理基板１１としてシリコン基板を用いたときの基板表面の酸化膜１２をエッチングする処理では、基板１１の回転数を１００ｒｐｍ以上（上限は5000rpm程度）にして、且つ毎分０．５リットル以上（上限は毎分１０リットル程度）の流量のエッチング性薬液を供給することが望ましい。更に望ましくは、基板の回転数を１０００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍにして、毎分１〜２リットルの流量のエッチング性薬液を供給する。基板１１の回転数としては、下限の１００ｒｐｍより低いと薬液が基板外に排出されなくなり基板表面近傍の薬液の流速が低下することから基板表面にエッチング種が到達しにくくなり、エッチング効率が低下することがあり、また処理液が基板全面を覆う過渡状態となる時間が長くなり処理総時間に対する過渡状態の割合が多くなるため、均一にエッチングがなされない。上限の５０００ｒｐｍを越えると遠心力により処理液が基板外に排出される速度が速くなり、基板の全面が薬液で均一に覆われず均一なエッチングがなされない。エッチング性薬液の流量として、毎分０．５リットルより少ないと基板の全面が薬液で均一に覆われず均一な酸化がなされない。上限の毎分１０リットルを越えると薬液の消費量が増大し、環境やコストに悪影響を及ぼす。
【００３０】
例えば、被処理基板１１にシリコン基板を用い、基板１１の回転数を１６００ｒｐｍに設定した場合、酸化膜１２を形成する処理では毎分１リットルの流量で酸化性薬液を供給して行い、酸化膜１２をエッチングする処理では毎分１．５リットルの流量でエッチング性薬液を供給して行うことができる。
【００３１】
図４の実施の形態に係る基板表面処理装置３１は、気密性のチャンバー３７内に被処理基板を保持する基板保持部３２と、基板保持部３２上に配置した被処理基板の表面上に所望の処理ガス３６を吐出するガス吐出ノズル３５とが配置され、チャンバー３７の外に基板保持部３２に一体の回転軸３３を中心に基板保持部３２を平面内で回転させる回転手段、例えばモータ３４が配置されて構成される。処理ガス３６は、酸化処理のときに酸化性ガスを用い、エッチング処理のときにエッチング性ガスを用いる。
【００３２】
本実施の形態の基板表面処理装置３１を用いて基板の表面処理を行う場合は、次のようにする。基板保持部３２上に表面処理すべき被処理基板である半導体基板１１を保持する。処理ガス３６として酸化性ガスを、ノズル３５からチャンバー３７で外部から隔離された処理室内に吐出し基板表面１１ａ上に供給する。基板表面１１ａは、いわゆる酸化性ガスに暴露された状態になる。この酸化性ガスにより基板表面１１ａの全面を均一に酸化処理し、酸化膜１２を形成する。このとき、モータ３４により基板保持部３２を介して半導体基板１１を回転させることにより、より均一の基板表面の酸化処理を行うことができる。酸化処理の後、処理ガス３６をエッチング性ガスに切り換える。このエッチング性ガスをノズル３５からチャンバー３７内に吐出し基板表面１１ａに供給する。このときもモータ３４により基板保持部３２を介して半導体基板１１を回転させて、エッチング性ガスによる処理をより均一化することができる。基板表面１１ａはいわゆるエッチング性ガスに暴露された状態になる。このエッチング性ガスにより酸化膜１２を完全に除去する。このようにして、基板１１に対して均一な表面処理を行うことができる。
【００３３】
このとき、酸化膜１２を形成する酸化性ガスの流量としては、処理室、処理時間を考慮する必要があるが、例えばオゾンガスを用いたときには毎分の流量が、酸化処理に許容される時間の1/10程度でチャンバー容積を置換可能な流量以上（上限は毎分５００リットル程度）であることが望ましい。酸化性ガスの流量として、毎分の流量が、酸化処理に許容される時間の1/10程度でチャンバー容積を置換可能な流量より少ないと処理に許容される時間のうちチャンバー内における酸化性ガスの濃度が均一となる時間が短くなり、基板が均一に酸化されない。上限の毎分５００リットルを越えると環境やコストに及ぼす影響が増大する。酸化膜１２をエッチングするエッチング性ガスの流量としては、例えばフッ化水素と水蒸気の混合ガスを用いたときには毎分の流量が、エッチング処理に許容される時間の1/10程度でチャンバー容積を置換可能な流量以上（上限は、装置的な制限を考慮に入れて、毎分５００リットル程度）であることが望ましい。エッチング性ガスの流量として、毎分の流量が、エッチング処理に許容される時間の1/10程度でチャンバー容積を置換可能な流量より少ないと処理に許容される時間のうちチャンバー内におけるエッチング性ガスの濃度が均一となる時間が短くなり、基板が均一にエッチングされな。上限の毎分５００リットルを越えると環境やコストに及ぼす影響が増大する。例えば、チャンバー容積が0.1〜1リットル程度の場合には毎分１〜２０リットルの範囲であることが望ましい。エッチング性ガスの流量として、毎分１リットルより少ないと処理に許容される時間のうちチャンバー内におけるエッチング化性ガスの濃度が均一となる時間が短くなり、基板が均一にエッチングされず、２０リットルを越えると環境やコストに及ぼす影響が増大する。
基板１１の回転数は、高速である場合に処理ガス３６の基板表面への到達効率が低下するため、５００ｒｐｍ以下であることが望ましい。
【００３４】
酸化性薬液としては、処理時間に影響する酸化レートや、酸化すると同時に酸化膜のエッチングも進行してしまう等の他の効果による悪影響を考慮すると、オゾン水と過酸化水素水が現実的である。例えば、３５ｗｔ％の過酸化水素水を原液に用いた場合、過酸化水素水と純水の混合比は１：０〜１：１０（＝過酸化水素水：水）が望ましい。
【００３５】
エッチング性薬液としては、フッ化水素酸（ＨＦ）、緩衝フッ化水素酸（ＮＨ4 Ｆ）溶液、さらにはフッ化水素酸（ＨＦ）と緩衝フッ化水素酸（ＮＨ4 Ｆ）の混合溶液を用いることができる。エッチング処理に際しては、酸化処理により生成された酸化膜をすべてエッチングできるエッチング性薬液の混合比及び処理期間が必要である。例えば、処理時間が数分程度の場合、フッ化水素酸（ＨＦ）と緩衝フッ化水素酸（ＮＨ4 Ｆ）の混合溶液では、ＨＦとＮＨ4 Ｆの混合比（ＨＦ：ＮＨ4 Ｆ）が１：１〜１：４００であることが望ましい。
【００３６】
酸化性ガスとしては、オゾンガスを用いることができる。この場合、少なくともパーセントオーダー（概ね０．１％以上）の濃度のオゾンガスが必要である。本発明では、酸化膜が均一に成長する必要があり、このとき、基板の処理時間が数分程度であることが望ましいため、酸化膜の生成速度を考慮すると、高い方（可能であれば１００％）が望ましい。
【００３７】
エッチング性ガスとしては、フッ化水素（ＨＦ）と水蒸気（ＨＯ2 ）を含有するガス、フッ化水素（ＨＦ）とアルコール蒸気を含有するガス等を用いることができる。このアルコール蒸気としては、エチルアルコールを含有する蒸気、メチルアルコールを含有する蒸気、イソプロピルアルコールを含有する蒸気を用いることができる。
【００３８】
これらエッチング性ガスでは、オゾンガスの処理で生成された酸化膜をすべてエッチングできる混合比および処理時間が必要である。数分程度の処理時間の場合、フッ化水素（ＨＦ）と水蒸気（Ｈ2 Ｏ）を含有するエッチング性ガスでは、フッ化水素（ＨＦ）および水蒸気（Ｈ2 Ｏ）がそれぞれパーセントオーダー（概ね０．１％以上）で含まれる必要がある。
【００３９】
例えば、３８ｗｔ％のＨＦ溶液にＮ2 ガスをバブリングすることでＨＦガスおよびＨ2 Ｏガスを供給すると、ＨＦとＨ2 Ｏの混合ガスは共弗状態（ＨＦ：３８％、Ｈ2 Ｏ：６２％）となり、このとき６０秒以下の処理時間で酸化膜をすべて除去することができる。
【００４０】
アルコール蒸気を添加する場合には、上記のＨ2 Ｏガスを混合する場合と同様に、オゾンガスで生成されて酸化膜をすべてエッチングできる混合比および処理期間が必要であり、数分程度の処理時間の場合、ＨＦおよびＨ2 Ｏそれぞれのガスがパーセントオーダー（概ね０．１％以上）で含まれる必要がある。
【００４１】
例えば、（１）３８％のＨＦ溶液（ＨＦ：３８％、Ｈ2 Ｏ：６２％の共弗状態）、（２）９５％以上のアルコール（アルコール：６０〜９５％程度〔アルコール種類により異なる〕、Ｈ2 ０：５〜４０％の共弗状態）、および（３）水に、Ｎ2 ガスをバブリングすることによりそれぞれのガスを供給する場合、（１）：（２）：（３）は、５；７：１にすると、６０秒以下の処理時間で効率的に酸化膜をすべてエッチングできる。
【００４２】
上述した酸化処理とエッチング処理は、酸化性薬液、酸化性ガス、エッチング液、エッチングガスを適宜選択的に組み合わせて行うことができる。例えば、基板表面を酸化性薬液に接触させて酸化させ、エッチング液で酸化膜を除去して表面処理する。あるいは基板表面を酸化性ガスに暴露して酸化させ、エッチング性ガスに暴露して酸化膜を除去して表面処理する。あるいは基板表面を酸化性薬液に接触させて酸化させ、エッチング性ガスに暴露して酸化膜を除去して表面処理する。あるいは基板表面を酸化性ガスに暴露して酸化させ、エッチング液に接触させて酸化膜を除去して表面処理する。
【００４３】
上述した本実施の形態に係る基板の表面処理方法によれば、半導体基板であるシリコン基板の表面を酸化する処理と、その酸化により形成された酸化膜をエッチング除去する処理を、それぞれ別々の工程で処理して表面処理することにより、基板表面の凹凸を低減させることができる。従って、基板表面の異物を計測する上でノイズの要因となる基板からの散乱光を低減させた半導体基板を作成することができる。すなわち、基板表面の異物の検査に際して、検出感度を向上させることができる被検査用の半導体基板を作成することができる。
【００４４】
次に、本実施の形態に係る基板表面の異物検出方法について説明する。この基板表面の異物検出方法は、光散乱、好ましくは単色光の散乱を用いて被検査用の半導体基板上の異物を非破壊に検出するようにした、レーザ光散乱方式の異物検査装置が用いられる。この異物検査装置は、原理的には所要の入射角で被検査基板面にレーザ光を照射する光源と、被検査基板面上に存在する異物により散乱される光、すなわち散乱光を検出する光検出器を有して成り、光源からのレーザ光を微小のスポット径に集束して被検査基板表面に入射させ、異物が存在すると異物で散乱された散乱光を光検出器（例えば光電子倍増管）で検出し、散乱光の量により異物の大きさを特定することができる。
【００４５】
本実施の形態においては、被検査基板として、上述した基板表面を等方的に酸化させた工程と、酸化により形成された酸化膜を等方的にエッチング除去する工程とによって表面処理された半導体基板を用いて、基板表面に付着した異物の検査を行う。検査に用いるレーザ光としては、好ましくは単色光のレーザ光を用いる。
【００４６】
本実施の形態に係る基板表面の異物検査方法によれば、被検査基板として本実施の形態の表面処理方法で表面処理した半導体基板を用いることにより、ノイズとなる基板表面からの散乱光が低減されるので、基板表面の異物の検査感度を向上させることができる。また、単色光でなくても散乱光は得られるが、単色光を用いた場合は、検出感度がより向上する。
【００４７】
本発明は、上述した通常の単結晶シリコン基板だけでなく、シリコン基板上に酸化膜（ＳｉＯ2 膜）及びシリコン層が存在するＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）基板の表面処理、及びこのＳＯＩ基板上の異物の検出にも適用することができる。このＳＯＩ基板上の異物検査においては、異物を計測するときに用いるレーザ光源の波長を、シリコンへの侵入深さが１０ｎｍ以下となる波長、すなわち波長１００ｎｍ〜３６０ｎｍとすることにより、シリコンへの侵入深さが１０ｎｍとなり、基板表面上の異物もしくは極表面以下（表面からの深さ１０ｎｍ以下）の異物からの散乱光のみを検出することができる。さらに望ましくは、２６２ｎｍ〜２９５ｎｍの波長のレーザ光を用いることにより、シリコンへの侵入深さが５ｎｍ以下となる。波長がこの範囲にあるレーザ光源としては、具体的には２６６ｎｍの波長を持つＮｄ：ＹＡＧレーザの第４高調波（ＦＨＧ）がある。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】Ａ〜Ｃ  本発明に係る基板の表面処理方法の実施の形態を示す工程図である。
【図２】Ａ〜Ｃ  図１の要部を拡大した工程図である。
【図３】本発明に適用される基板表面処理装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明に適用される基板表面処理装置の他の実施の形態を示す概略構成図である。
【図５】Ａ〜Ｃ  基板表面をアンモニア水と過酸化水素水と純水の混合薬液（ＳＣ1 ）を用いて処理する工程図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１・・半導体基板、１１ａ・・基板表面、１２・・酸化膜、１３・・異物、２１、３１・・基板表面処理装置、２２、３２・・基板保持部、２３、３３・・回転軸、２４、３４・・モータ、２５・・薬液吐出ノズル、２６・・処理液、３５・・ガス突出ノズル、３６・・処理ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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