(57)【要約】【課題】洗浄効率が向上した超音波洗浄を行うことができる。【解決手段】制御ユニット１４によって、超音波発振機１５から基板１の固有振動数に対応する信号が入力された振動子１６が振動することによって、基板１の固有振動数に対応する超音波が発生され、洗浄槽１２内の洗浄液１１に、基板１の固有振動数の超音波が伝導させられるようになる。したがって、被洗浄物である基板１の固有振動数に応じた超音波によって洗浄を行うと、被洗浄物に共振が発生し、被洗浄物に効率的かつ均一に超音波を作用させることができ、リフトオフプロセスなどによる洗浄効率、洗浄の確実性および安定性を大幅に向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液に超音波を伝導させて、前記洗浄液に浸漬させた基板を洗浄する洗浄装置において、
前記洗浄液が入れられた洗浄槽と、
前記洗浄槽に設置され、前記基板を保持する保持部と、
前記基板の固有振動数の信号を発生させる超音波発振機と、
前記洗浄槽に設置され、前記信号を受け、前記固有振動数で振動し、前記超音波を発生させて前記洗浄槽を振動させる振動子と、
を有することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記信号は、前記超音波の振動による前記基板の応答が最も高い前記固有振動数に対応することを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記固有振動数は、前記基板に有限要素法を用いて解析されることを特徴とする請求項１又は２記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記基板と前記基板に形成されたレジスト膜との第１の密着力および前記レジスト膜と前記基板に形成されたパターンを形成するパターン膜との第２の密着力は、前記基板と前記パターン膜との第３の密着力より小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記洗浄槽内に存在する洗浄力の強い位置と前記基板との相対的な位置を移動させるアームを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
洗浄液に超音波を伝導させて、前記洗浄液に浸漬させた基板を洗浄する洗浄方法において、
超音波発振機により、前記洗浄液が入れられた洗浄槽に設置させた保持部が保持する前記基板の固有振動数の信号を発生させる工程と、
前記洗浄槽に設置させた振動子により、前記信号を受けて、前記固有振動数で振動し、前記超音波を発生させて前記洗浄槽を振動させる工程と、
を有することを特徴とする洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は洗浄装置および洗浄方法に関し、特に、洗浄液に超音波を伝導させて、洗浄液に浸漬させた基板を洗浄する洗浄装置および洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体基板などを洗浄する産業用洗浄技術の１つに、超音波洗浄技術がある。この技術を利用した超音波洗浄装置は半導体製造プロセスにおいて重要であって、例えば、半導体製造プロセスにおける半導体基板に対する溶液処理、リンス、リフトオフなどの洗浄工程に用いられている。
【０００３】
そして、超音波洗浄装置は、洗浄液が入れられた洗浄槽と、周波数信号を振動子に送信する超音波発振機と、洗浄槽に接して設けられ、発振機からの周波数信号を受けて振動する発振子（振動子）とから主に構成されている。
【０００４】
次に、このような超音波洗浄装置による洗浄原理を、図を用いて説明する。
図１１は、従来の超音波洗浄装置によって洗浄される半導体基板の断面模式図であり、図１２は、従来の超音波洗浄装置によって洗浄された半導体基板の断面模式図である。
【０００５】
被洗浄物として半導体基板１００を例に挙げて説明する。なお、半導体基板１００は、図１１に示すように、半導体基板１００上にレジスト膜１００ａによって反転パターンを形成しておき、反転パターンにパターン膜１００ｂが形成されている。
【０００６】
超音波洗浄装置において、超音波発振機から周波数信号を入力した振動子が洗浄槽を振動させて、洗浄槽に入れられた洗浄液に、溶在酸素などの微小な気泡が核となって無数の真空に近い微小空洞（以下、「キャビテーション１０１」と呼ぶ。）を発生させる。
【０００７】
そして、図１２に示すように、洗浄槽の洗浄液に浸漬させた半導体基板１００上のレジスト膜１００ａおよびパターン膜１００ｂを、キャビテーション１０１が破裂する際の衝撃波によって除去させることができる。
【０００８】
一般に、超音波洗浄装置では、キャビテーションは発生周波数が大きくなるにつれて、個々の気泡が放出するエネルギーが減少するため、低い周波数（２０ｋＨｚから４０ｋＨｚ程度まで）を用いた超音波洗浄が行われている。
【０００９】
ところが、超音波が低周波になるにつれて、キャビテーションのエネルギーは増加するものの、一方で波長が大きくなる。このため、超音波の出射波と反射波とで合成される定在波の間隔も大きくなるため、洗浄槽内の場所に依存して、洗浄力（定在波の腹と節）に大きな分布が生じ、確実な基板洗浄ができないという課題があった。
【００１０】
これに対し、基板などの被洗浄物の揺動、洗浄液の撹拌、周波数の変動による最適洗浄位置の移動などの洗浄力分布を減らす方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【００１１】
また、複数の振動板を２方向や３方向に配置し、同時に超音波を出射させることにより、相対的に洗浄力の弱い位置を無くす試みも行われている（例えば、特許文献３，４参照。）。
【特許文献１】特開平０８−２２９５２５号公報
【特許文献２】特開２００３−００１２０５号公報
【特許文献３】特許第３３２６３１０号公報
【特許文献４】特開２００３−２０９０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１，２では、洗浄力分布は縮小するが、その分、洗浄力自体も分散して低下するため、大幅な洗浄時間の短縮ができないという課題があった。
また、特許文献３，４では出力（電圧）を２つあるいは３つに分散させてしまうため、特許文献１，２と同様に大幅な洗浄時間の短縮ができないという課題があった。
【００１３】
そして、超音波を用いたリフトオフプロセスの場合、被洗浄物の除去したい異物（例えば、レジスト膜など）が洗浄液に直接ふれていないために、被洗浄物全面に形成されたパターン膜の表面に亀裂が発生し、洗浄液が被洗浄物にしみこむまで、洗浄液によるレジスト溶解効果が期待できない。さらに近年の微細化により、亀裂が入りにくいパターンになっており、従来の超音波洗浄技術のキャビテーションによる効果だけでは、洗浄力が不足しているという問題があった。
【００１４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、洗浄効率の高い超音波洗浄を行うことができる洗浄装置および洗浄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】
【００１５】
本発明では上記課題を解決するために、洗浄液１１に超音波を伝導させて、洗浄液１１に浸漬させた基板１を洗浄する洗浄装置１０において、図１に示すように、洗浄液１１が入れられた洗浄槽１２と、洗浄槽１２に設置され、基板１を保持する保持部１３と、基板１の固有振動数の信号を発生させる超音波発振機１５と、洗浄槽１２に設置され、信号を受け、固有振動数で振動し、超音波を発生させて洗浄槽１２を振動させる振動子１６と、を有することを特徴とする洗浄装置１０が提供される。
【００１６】
このような洗浄装置によれば、制御ユニットによって、超音波発振機から基板の固有振動数に対応する信号が入力された振動子が振動することによって、基板の固有振動数に対応する超音波が発生され、洗浄槽内の洗浄液に、基板の固有振動数の超音波が伝導させられるようになる。
【００１７】
また、本発明では上記課題を解決するために、洗浄液に超音波を伝導させて、前記洗浄液に浸漬させた基板を洗浄する洗浄方法において、超音波発振機により、前記洗浄液が入れられた洗浄槽に設置させた保持部が保持する前記基板の固有振動数の信号を発生させる工程と、前記洗浄槽に設置させた振動子により、前記信号を受けて、前記固有振動数で振動し、前記超音波を発生させて前記洗浄槽を振動させる工程と、を有することを特徴とする洗浄方法が提供される。
【００１８】
このような洗浄方法によれば、制御ユニットによって、超音波発振機から基板の固有振動数に対応する信号が入力された振動子が振動することによって、基板の固有振動数に対応する超音波が発生され、洗浄槽内の洗浄液に、基板の固有振動数の超音波が伝導させられるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、振動子が、超音波発振機から基板の固有振動数に対応する信号を入力して、振動することによって超音波を発生し、洗浄槽内の洗浄液に基板の固有振動数の超音波が伝導するようにした。これにより、洗浄液に浸漬された基板が振動子から発生した超音波により共振することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、先に本発明の概要について説明して、本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００２１】
図１は、本発明の洗浄装置の概要図であり、図２は、基板の要部断面模式図である。
洗浄装置１０は、図１に示すように、洗浄液１１が入れられた洗浄槽１２に、保持部１３が設置され、保持部１３に基板１が配置されている。そして、洗浄槽１２の底部に設置された振動子１６は、超音波発振機１５から周波数信号が入力される。さらに保持部１３および超音波発振機１５は、制御ユニット１４によって制御される。
【００２２】
洗浄液１１は、洗浄槽１２に入れられている。洗浄液１１は、浸漬された基板１に対し、洗浄槽１２を介して振動子１６からの超音波振動を伝導させる。また、洗浄液１１は被洗浄物に応じて様々な薬液を用いることによって洗浄効果を向上させることができる。
【００２３】
洗浄槽１２は、洗浄液１１が入れられているとともに、側部の内側に保持部１３および底部に振動子１６が備えられている。
保持部１３は、洗浄槽１２の側壁に備えられた駆動部１３ａにアーム１３ｂが接続されるとともに、アーム１３ｂの先端部に支持枠１３ｃが接続されることによって構成されている。
【００２４】
駆動部１３ａは、制御ユニット１４によって制御されており、アーム１３ｂおよび支持枠１３ｃを介して、基板１を洗浄槽１２の底面から所定の位置に調整し、振動子１６に対して水平方向に揺動させる。
【００２５】
アーム１３ｂは、Ｌ字型を成して、駆動部１３ａと接続されており、一部が洗浄液１１に浸漬して、先端部に支持枠１３ｃが設置されている。なお、駆動部１３ａによって、アーム１３ｂの長さを自由に調節でき、支持枠１３ｃと洗浄槽１２の底面からとの位置を自由に調整する。
【００２６】
支持枠１３ｃは、振動子１６と対向するようにアーム１３ｂの先端に設置されており、内部に基板１を設置させる。
制御ユニット１４は、保持部１３の揺動や基板１の洗浄槽１２中での位置および超音波発振機１５から出力させる周波数信号の制御を行う。
【００２７】
超音波発振機１５は、制御ユニット１４に制御されて、周波数信号を振動子１６へ出力する。
振動子１６は、入力した周波数信号に応じて振動して、洗浄槽１２を介して洗浄液１１中に超音波を発生させる。
【００２８】
基板１は、図２に示すように、基板１上にレジスト膜１ａによって反転パターンを形成しておき、反転パターン上を含む全面にパターン膜１ｂが形成されている。
このような構成の洗浄装置１０による基板１の洗浄について以下に説明する。
【００２９】
被洗浄物である基板１を保持部１３の支持枠１３ｃに配置する。なお、基板１の固有振動数を事前に解析しておく。
制御ユニット１４によって、事前に解析した基板１の固有振動数に対する周波数信号を超音波発振機１５から出力させるとともに、駆動部１３ａを介して、基板１を洗浄槽１２の底面と水平方向に揺動させる。
【００３０】
超音波発振機１５から周波数信号を受けた振動子１６は振動して、洗浄槽１２を介して洗浄液１１に超音波を伝導させる。
この時、図２に示すように、基板１に共振が発生することで、レジスト膜１ａおよびレジスト膜１ａ上のパターン膜１ｂが除去され、レジスト膜１ａ上にないパターン膜１ｂのみを基板１上に残すことができる。
【００３１】
なお、被洗浄物の固有振動数を利用したリフトオフプロセスなどの洗浄は、基板１とパターン膜１ｂとの密着力が、基板１とレジスト膜１ａとの密着力およびレジスト膜１ａとパターン膜１ｂとの密着力よりも大きい時により効果を得ることができる。
【００３２】
また、振動子１６によって発生した超音波の定在波の腹に基板１を位置させると、振幅が大きい定在波の腹の位置では、基板１への洗浄効率を向上させることができる。
以上のように、本発明の洗浄装置において、被洗浄物である半導体基板の固有振動数に応じた超音波によって洗浄を行うと、被洗浄物に共振が発生し、被洗浄物に効率的かつ均一に超音波を作用させることができ、リフトオフプロセスなどによる洗浄効率、洗浄の確実性および安定性を大幅に向上させることができる。
【００３３】
次に、本発明を用いた実施の形態について説明する。
図３は、実施の形態における洗浄装置の断面模式図である。
洗浄装置２０は、洗浄液２１が入れられた洗浄槽２２に、保持部２３が設置され、保持部２３上にセラミック基板であるアルミナ−炭化チタン（ＡｌＴｉＣ）基板２が配置されている。そして、洗浄槽２２の底部に設置された振動子２６は、超音波発振機２５から周波数信号が入力される。さらに保持部２３および超音波発振機２５は、制御ユニット２４によって制御される。
【００３４】
洗浄液２１は、洗浄槽２２に入れられている。洗浄液２１は、浸漬されたＡｌＴｉＣ基板２に対し、洗浄槽２２を介して振動子２６からの超音波振動を伝導させる。また、洗浄液２１は被洗浄物に応じて様々な薬液を用いることによって洗浄効果を向上させることができる。
【００３５】
洗浄槽２２は、洗浄液２１が入れられているとともに、側部の内側に保持部２３および底部に振動子２６が備えられている。
保持部２３は、洗浄槽２２の側壁に備えられた駆動部２３ａにアーム２３ｂが接続されるとともに、アーム２３ｂの先端部に支持枠２３ｃが接続されることによって構成されている。
【００３６】
駆動部２３ａは、制御ユニット２４によって制御されており、アーム２３ｂおよび支持枠２３ｃを介して、ＡｌＴｉＣ基板２を洗浄槽２２の底面および側壁から所定の位置に調整し、振動子２６に対して水平方向に揺動させる。
【００３７】
アーム２３ｂは、Ｌ字型を成して、駆動部２３ａと接続されており、一部が洗浄液２１に浸漬して、先端部に支持枠２３ｃが設置されている。なお、駆動部２３ａによって、アーム２３ｂの長さを自由に調節でき、支持枠２３ｃと洗浄槽２２の底面からとの位置を自由に調整する。
【００３８】
支持枠２３ｃは、振動子２６と対向するようにアーム２３ｂの先端に設置されており、支持枠２３ｃの内部のＡｌＴｉＣ基板２は振動子２６と垂直になるように設置される。
制御ユニット２４は、保持部２３の揺動やＡｌＴｉＣ基板２の洗浄槽２２中での位置および超音波発振機２５から出力させる周波数信号の制御を行う。
【００３９】
超音波発振機２５は、制御ユニット２４に制御されて、周波数信号を振動子２６へ出力する。
振動子２６は、入力した周波数信号に応じて振動して、洗浄槽２２を介して洗浄液２１中に超音波を発生させる。
【００４０】
次に、被洗浄物である半導体基板について説明する。
図４は、実施の形態における半導体基板の要部断面模式図である。
セラミック基板であるＡｌＴｉＣ基板２上にレジスト膜２ａによって反転パターンを形成しておき、反転パターンにアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）膜２ｂが形成されている。
【００４１】
レジスト膜２ａは、ＡｌＴｉＣ基板２上に形成（厚さ：６μｍ）されて、フォトリソグラフィ（クラリアントジャパン製、ｉ線用レジストおよびデベロッパー）による、パターン（最小パターン：約９μｍ×約３μｍ、最大パターン：約３００μｍ×約２００μｍ）を有する。
【００４２】
Ａｌ2Ｏ3膜２ｂは、レジスト膜２ａ上に、スパッタ法によって、Ａｌ2Ｏ3によって形成（厚さ：５０００ｎｍ）され、リフトオフプロセスのテストパターンとした。
このような構成の洗浄装置２０によるＡｌＴｉＣ基板２の洗浄について以下に説明する。
【００４３】
被洗浄物であるＡｌＴｉＣ基板２を保持部２３の支持枠２３ｃに配置する。そして、ＡｌＴｉＣ基板２の固有振動数を解析する。
ＡｌＴｉＣ基板２の固有振動数の解析について以下に説明する。
【００４４】
３次元シェル要素３シェルにおいて、ＡｌＴｉＣ基板２の固有振動数の解析には、被洗浄体のモデルを作成し、作成したモデルの固有値解析を行い、そして、モデルの各固有振動モードに対する応答を解析する。なお、解析するにあたって、計算効率向上のために、モデルは２次元の均一構造とする。また、ＡｌＴｉＣ基板２の固有振動数の解析には、ＰＡＴＲＡＮ（ｖｅｒ．２００５）を用いて、ＡｌＴｉＣ基板２の基板物性や拘束条件から２次元モデルを作成し、インプットファイルを出力する。そして、このインプットファイルから、ソルバとしてＡＢＡＱＵＳ（ｖｅｒ６．４）を用いて解析を行う。
【００４５】
なお、ＰＡＴＲＡＮは、車両、船舶、エンジン、精密機械の開発、建築、航空宇宙分野などの構造解析などで広く利用されており、ＣＡＤシステムで作成された形状モデルに直接アクセスし、多様な解析のモデリングから結果処理までを統一されたユーザインタフェースで行うことができる汎用プリプロセッサである。
【００４６】
これは、独自のダイレクト形状アクセス機能により、ＣＡＤシステムの形状に直接アクセスし、解析機能により様々な解析プログラムとの統合を実現することができるためである。
【００４７】
また、ＰＡＴＲＡＮの中で一度有限要素モデルを作成すれば、多くの有限要素法ソルバに応じたデータに自由に変換するだけでなく、それぞれのソルバをＰＡＴＲＡＮから実行し、結果の評価まで行うことができる。なお、ソルバとは、有限要素法や境界要素法などの数値解析を行うための大規模な連立１次方程式を解くプログラムのことをいう。
【００４８】
有限要素法において、ＡＢＡＱＵＳとは、ＰＡＴＲＡＮのソルバであって、構造問題のシミュレーションを可能にする汎用有限要素法解析プログラムである。特に、非線形解析に特化して、接触、材料破壊などの強烈な非線形性を含む問題などに対応することができる。また、モデル化のために豊富な要素、材料、解析機能ライブラリィが用意されている。
【００４９】
まず、被洗浄体のモデルの作成のために、ＡｌＴｉＣ基板２の特性、ビーム（基板拘束部）の特性および拘束条件を以下のように設定する。
図５は、モデル形成のインプットファイルのカードの一例である。
【００５０】
図５（Ａ）は、ＡｌＴｉＣ基板２の特性、図５（Ｂ）は、ビーム（基板拘束部）特性および図５（Ｃ）は、拘束条件のインプットファイルのカードの一例をそれぞれ示している。
【００５１】
ＡｌＴｉＣ基板２の特性のインプットファイルのカード（図５（Ａ））では、コード３１ａは弾性率が４２０ＧＰａ、ポアソン比が０．２４をそれぞれ表し、コード３２ａは密度が４．３２ｅ（−９）ｋｇ／ｍｍ3を表し、コード３３ａはＡｌＴｉＣ基板２のエレメントが２次元４節点シェル要素であることをそれぞれ表している。
【００５２】
ビームの特性のインプットファイルのカード（図５（Ｂ））では、コード３１ｂはビーム弾性率が１ＧＰａ，ポアソン比が０．３であることをそれぞれ表し、コード３２ｂはビームのエレメントが２次元３接点梁要素を表し、コード３３ｂはビームの方向成分をｚ軸マイナス方向に長さ５ｍｍ、直径１ｍｍであることをそれぞれ表している。
【００５３】
ビームの拘束条件のインプットファイルのカード（図５（Ｃ））では、コード３１ｃはビーム下端ノード（各種エレメントを構成する節点）を拘束し、本実施の形態ではオリフラ部エッジが２点であることを表している。
【００５４】
図６は、基板の２次元シェルモデルを表した図である。
なお、ＡｌＴｉＣ基板２の２次元シェルモデル３５として、ＡｌＴｉＣ基板２の基板寸法の直径を１２５ｍｍ、厚さを２ｍｍ、基板中心からオリフラ３５ａまでの垂線の長さを５９．０５ｍｍ（オリフラ長は４０．９６ｍｍ）とする。そして、節点数を３５１７、要素数を３３５２のモデル規模として、２つの拘束点３５ｂにてビームで固定するようにする。また、軸の設定は、例えば、１軸（ｘ軸）は、オリフラ３５ａと平行方向に、２軸（ｙ軸）は、厚みを定義（平面ひずみ要素）に、３軸（ｚ軸）は、オリフラ３５ａと垂直方向とする。
【００５５】
次に、ＡｌＴｉＣ基板２の固有値解析を行う。
本実施の形態における洗浄装置２０（カイジョー製）の各周波数（２８ｋＨｚ，３８ｋＨｚ，１００ｋＨｚ，２００ｋＨｚ，４３０ｋＨｚ，９５０ｋＨｚ）の周辺周波数（±１０ｋＨｚ程度。但し、１００ｋＨｚについては±２０ｋＨｚ）の範囲について、ＡｌＴｉＣ基板２の固有振動数を求める。
【００５６】
図７は、固有値解析のインプットファイルのカードの一例である。
ＡｌＴｉＣ基板２の固有振動数を求めるために、ＡｌＴｉＣ基板２の中心をｙ方向（基板厚さ方向）に拘束し、例えば、１００ｋＨｚの周辺周波数である８０ｋＨｚから１２０ｋＨｚの間でＡｌＴｉＣ基板２の固有値解析を行う場合、図７のようなカードを図５のインプットファイルに添付する。
【００５７】
図７の各コードについて説明する。コード４１は固有振動数の各モード、幾何学非線形解析、ステップの最大数をソルバし、コード４２はＬＡＮＣＺＯＳ固有値ソルバを使用して、８０ｋＨｚから１２０ｋＨｚの周波数範囲で５００の固有振動モード数の抽出を表し、コード４３はノード７１５（基板中心）を２軸（ｙ軸）方向への振動付与を表し、コード４４は、最後に抽出する解析結果（ミーゼス応力と基板変形）の貼付を表している。
【００５８】
このようにＡｌＴｉＣ基板２の固有値解析を行うために、周波数範囲および振動モード数、基板中心をｙ方向に拘束して、８０ｋＨｚから１２０ｋＨｚの範囲でＡｌＴｉＣ基板２の固有値解析を行うように規定する。そして、このように規定したカードを図５のインプットファイルのカードに添付して、ＡＢＡＱＵＳのインプットファイルを作成する。そして、ＡＢＡＱＵＳによって解析されて、ＡｌＴｉＣ基板２の８０ｋＨｚから１２０ｋＨｚの範囲の固有振動モードが得られる。そして、２８ｋＨｚ，３８ｋＨｚ，２００ｋＨｚ，４３０ｋＨｚ，９５０ｋＨｚの周辺周波数（±１０ｋＨｚ）についても同様にして解析を行う。
【００５９】
この結果（不図示）によれば、本実施の形態のＡｌＴｉＣ基板２の振動は、ＡｌＴｉＣ基板２の固有の振動モードにより分布が異なっており、特に周波数が１００ｋＨｚ周辺において、大きな振動が得られた。
【００６０】
最後に、ＡｌＴｉＣ基板２の周波数応答解析を行う。
固有値解析を行って得られた固有の振動モードを持つＡｌＴｉＣ基板２に対して、任意の周波数を印加したときの応答を解析する。
【００６１】
図８は、周波数応答解析のインプットファイルのカードの一例である。
ＡｌＴｉＣ基板２の周波数応答解析を行うために、例えば、固有値解析の結果から大きな振動が得られた１００ｋＨｚ周辺における周波数応答を行う場合には、固有値解析につづいて、図８に示すようなカードを図６，７のインプットファイルのカードに添付して、ＡＢＡＱＵＳのインプットファイルを作成する。そして、ＡＢＡＱＵＳを用いて解析する。
【００６２】
図８の各コードについて説明する。コード５１は固有振動数、幾何学非線形解析をそれぞれ表し、コード５２は１００ｋＨｚにおける周波数応答解析を表し、コード５３は１ｋＨｚから１００ｋＨｚの周波数範囲の振幅１ｍｍのｓｉｎ波の印加を表し、コード５４はモーダル解析における基礎加振の定義、ＡＭＰで定義した波の印加、変位の印加、２軸（ｙ軸）方向、固有値解析の“ＢＯＵＮＤＡＲＹ”で定義したＣＥＮＴＥＲ部への加振をそれぞれ表し、コード５５はモーダル減衰を指定するデータ行を１から５００モードで２．５％の減衰を表し、コード５６は使用する固有振動モードを指定するデータ行を１から５００の固有振動モードのすべての使用を表し、コード５７は最後に解析結果（ミーゼス応力）の貼付を表している。
【００６３】
図９，１０は、周波数応答解析結果の図の例である。
図９，１０は、ＡＢＡＱＵＳによる解析結果から、ＡｌＴｉＣ基板２に洗浄装置２０の各周波数（２８ｋＨｚ，３８ｋＨｚ，１００ｋＨｚ，２００ｋＨｚ，４３０ｋＨｚ，９５０ｋＨｚ）を印加した際の応力分布を示している。
【００６４】
この結果によれば、洗浄装置２０の周波数が２８ｋＨｚ（図９（Ａ）），３８ｋＨｚ（図９（Ｂ）），４３０ｋＨｚ（図１０（Ｂ）），９５０ｋＨｚ（図１０（Ｃ））のとき、それぞれＡｌＴｉＣ基板２の中心部または中心部から±ｚ方向へのミーゼス応力は、３．３３３×１０3Ｐａ〜１．０００×１０4Ｐａの範囲であり、ＡｌＴｉＣ基板２の中心部から外側に向って、ミーゼス応力は、０．０００Ｐａ〜６．６６７×１０3Ｐａの範囲であった。
【００６５】
一方、洗浄装置２０の周波数が１００ｋＨｚ（図９（Ｃ）），２００ｋＨｚ（図１０（Ａ））のとき、ＡｌＴｉＣ基板２の中心部のミーゼス応力は、２．６６７×１０4Ｐａ〜４．０００×１０4Ｐａであり、ＡｌＴｉＣ基板２の中心部から外側に向って、ミーゼス応力は、１．６６７×１０4Ｐａ〜２．６６７×１０4Ｐａであり、特に周波数が１００ｋＨｚのときに、高いミーゼス応力が広範囲で得られた。
【００６６】
以上から、ＡｌＴｉＣ基板２に１００ｋＨｚの周波数を印加した時に最も大きな周波数応答が得られたことが分かる。
このようにして解析した結果、洗浄装置２０から出力することができて、ＡｌＴｉＣ基板２の固有振動数に最も近い周波数は１００ｋＨｚであることが分かった。
【００６７】
以下、解析して得られた周波数を実際に用いて洗浄を行った場合について説明する。
洗浄装置２０において、図３に示したように、洗浄液２１が入れられた洗浄槽２２に、保持部２３に保持されてＡｌＴｉＣ基板２を垂直にして配置した。そして、出力６００Ｗで、２０分間、洗浄装置２０の各周波数（３８ｋＨｚ，１００ｋＨｚ，２００ｋＨｚ，４３０ｋＨｚ，９５０ｋＨｚ）で洗浄を行った。なお、２０分間で洗浄が完了しなかった場合は、ＡｌＴｉＣ基板２の１枚当たりのＡｌ2Ｏ3膜２ｂの残率を評価した。
【００６８】
周波数が３８ｋＨｚを印加した場合、２０分間の処理では全てのＡｌ2Ｏ3膜２ｂを除去することができず、そのときの残率は４５％であった。
解析結果による共振周波数である１００ｋＨｚを印加した場合、４分間の処理で全てのＡｌ2Ｏ3膜２ｂを除去することができた。
【００６９】
解析結果では、２番目に大きい応力であった周波数である２００ｋＨｚを印加した場合、８分間の処理で全てのＡｌ2Ｏ3膜２ｂを除去することができた。
周波数が４３０ｋＨｚを印加した場合、２０分間の処理では全てのＡｌ2Ｏ3膜２ｂを除去することができず、そのときの残率は７２％であった。
【００７０】
周波数が９５０ｋＨｚを印加した場合、２０分間の処理では全てのＡｌ2Ｏ3膜２ｂを除去することができず、そのときの残率は９８％であった。
以上、本発明の洗浄装置のように、被洗浄物である半導体基板の固有振動数に応じた超音波によって洗浄を行うと、被洗浄物に共振が発生し、被洗浄物に効率的かつ均一に超音波を作用させることができ、リフトオフプロセスなどによる洗浄効率、洗浄の確実性および安定性を大幅に向上させることができる。
【００７１】
（付記１）  洗浄液に超音波を伝導させて、前記洗浄液に浸漬させた基板を洗浄する洗浄装置において、
前記洗浄液が入れられた洗浄槽と、
前記洗浄槽に設置され、前記基板を保持する保持部と、
前記基板の固有振動数の信号を発生させる超音波発振機と、
前記洗浄槽に設置され、前記信号を受け、前記固有振動数で振動し、前記超音波を発生させて前記洗浄槽を振動させる振動子と、
を有することを特徴とする洗浄装置。
【００７２】
（付記２）  前記信号は、前記超音波の振動による前記基板の応答が最も高い前記固有振動数に対応することを特徴とする付記１記載の洗浄装置。
（付記３）  前記固有振動数は、前記基板に有限要素法を用いて解析されることを特徴とする付記１又は２記載の洗浄装置。
【００７３】
（付記４）  前記基板と前記基板に形成されたレジスト膜との第１の密着力および前記レジスト膜と前記基板に形成されたパターンを形成するパターン膜との第２の密着力は、前記基板と前記パターン膜との第３の密着力より小さいことを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【００７４】
（付記５）  前記保持部による前記基板を保持する位置が、前記超音波による定在波の腹であることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の洗浄装置。
（付記６）  前記保持部は、前記洗浄槽内に存在する洗浄力の強い位置と前記基板との相対的な位置を移動させるアームを有することを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【００７５】
（付記７）  洗浄液に超音波を伝導させて、前記洗浄液に浸漬させた基板を洗浄する洗浄方法において、
超音波発振機により、前記洗浄液が入れられた洗浄槽に設置させた保持部が保持する前記基板の固有振動数の信号を発生させる工程と、
前記洗浄槽に設置させた振動子により、前記信号を受けて、前記固有振動数で振動し、前記超音波を発生させて前記洗浄槽を振動させる工程と、
を有することを特徴とする洗浄方法。
【００７６】
（付記８）  前記信号は、前記超音波の振動による前記基板の応答が最も高い前記固有振動数に対応することを特徴とする付記７記載の洗浄方法。
（付記９）  前記固有振動数は、前記基板に有限要素法を用いて解析されることを特徴とする付記７又は８記載の洗浄方法。
【００７７】
（付記１０）  前記基板と前記基板に形成されたレジスト膜との第１の密着力および前記レジスト膜と前記基板に形成されたパターンを形成するパターン膜との第２の密着力は、前記基板と前記パターン膜との第３の密着力より小さいことを特徴とする付記７乃至９のいずれか１項に記載の洗浄方法。
【００７８】
（付記１１）  前記保持部による前記基板を保持する位置が、前記超音波による定在波の腹であることを特徴とする付記７乃至１０のいずれか１項に記載の洗浄方法。
（付記１２）  前記保持部は、前記洗浄槽内に存在する洗浄力の強い位置と前記基板との相対的な位置を移動させるアームを有することを特徴とする付記７乃至１１のいずれか１項に記載の洗浄方法。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の洗浄装置の概要図である。
【図２】基板の要部断面模式図である。
【図３】実施の形態における洗浄装置の断面模式図である。
【図４】実施の形態における半導体基板の要部断面模式図である。
【図５】モデル形成のインプットファイルのカードの一例である。
【図６】基板の２次元シェルモデルを表した図である。
【図７】固有値解析のインプットファイルのカードの一例である。
【図８】周波数応答解析のインプットファイルのカードの一例である。
【図９】周波数応答解析結果の図の例（その１）である。
【図１０】周波数応答解析結果の図の例（その２）である。
【図１１】従来の超音波洗浄装置によって洗浄される半導体基板の断面模式図である。
【図１２】従来の超音波洗浄装置によって洗浄された半導体基板の断面模式図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  基板
１０  洗浄装置
１１  洗浄液
１２  洗浄槽
１３  保持部
１３ａ  駆動部
１３ｂ  アーム
１３ｃ  支持枠
１４  制御ユニット
１５  超音波発振機
１６  振動子
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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