金屬被膜的成膜裝置及其成膜方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能夠通過對(duì)陽極與基材之間施加電壓，由固體電解質(zhì)膜的內(nèi)部所含有 的金屬離子在基材的表面析出金屬，從而很好地形成金屬被膜的金屬被膜的成膜裝置及其 成膜方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -直以來，在制造電子電路基材等時(shí)，為了形成鎳電路圖案，在基材的表面形成鎳 被膜。例如，作為這樣的金屬被膜的成膜技術(shù)，已提出在Si等半導(dǎo)體基材的表面，通過無電 解鍍處理等鍍敷處理形成金屬被膜、或采用派鍍（sputtering)等PVD法形成金屬被膜的成 膜技術(shù)。
[0003] 但是，在進(jìn)行了無電解鍍處理等鍍敷處理的情況下，需要進(jìn)行鍍敷處理后的水洗， 需要處理水洗產(chǎn)生的廢液。另外，在采用濺鍍等PVD法在基材表面進(jìn)行了成膜的情況下，由 于被覆的金屬被膜產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，因此在將膜厚增厚方面存在限制，特別是在濺鍍的情況 下，有時(shí)只能通過高真空化來進(jìn)行成膜。
[0004] 鑒于這樣的問題，例如圖6(a)所示，已提出一種金屬被膜的成膜裝置9,其具備陽 極91、成為陰極的基材B、配置于陽極91與基材（陰極)B之間的固體電解質(zhì)膜93、和對(duì)陽極91 與基材B之間施加電壓的電源部9 4 (例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 在此，上述的成膜裝置9的陽極91，由可透過金屬離子的多孔質(zhì)體形成。通過采用 多孔質(zhì)體作為陽極91，能夠在成膜時(shí)使含有金屬離子的溶液L透過陽極91，并始終向固體電 解質(zhì)膜93供給。并且，通過設(shè)置成膜裝置9的加壓部96,能夠經(jīng)由陽極91將固體電解質(zhì)膜93 對(duì)基材B加壓。這樣，能夠在載置于載置臺(tái)92的基材B的表面形成金屬被膜，所述金屬被膜包 含經(jīng)由固體電解質(zhì)膜93而析出的金屬。
[0006] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:國際公開第2013-125643號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 但是，使用如專利文獻(xiàn)1所示的成膜裝置的情況下，如圖6(b)所示，如果在固體電 解質(zhì)膜93被多孔質(zhì)體的陽極91加壓的狀態(tài)下，對(duì)陽極91與基材（陰極)B之間施加電壓，在基 材B的表面形成金屬被膜F，則有時(shí)金屬被膜F會(huì)形成針孔、和/或其膜厚發(fā)生參差變動(dòng)(成膜 不均）（參照?qǐng)D7(a))。
[0009] 這是由于在成膜時(shí)固體電解質(zhì)膜93被陽極91加壓，從而在由多孔質(zhì)體形成的陽極 91的骨架部分91a與孔91b的部分之間發(fā)生壓力不均。因此，金屬會(huì)依賴于作為陽極91的多 孔質(zhì)體的表面狀態(tài)而析出，陽極91的表面形狀會(huì)被轉(zhuǎn)印到金屬被膜F。
[0010] 另外，由于金屬在初期會(huì)與加壓狀態(tài)下的陽極91的孔91b的位置相應(yīng)地析出，因此 析出的金屬作為核發(fā)揮作用，金屬晶體在金屬被膜F的厚度方向上生長。由此，金屬晶體不 在金屬被膜F的面內(nèi)方向擴(kuò)展，而是如圖7(b)所示成為在厚度方向上生長的柱狀晶體，因此 這會(huì)成為成膜不均的原因。這樣的現(xiàn)象在使用多孔質(zhì)體的情況下會(huì)變得明顯，例如在陽極 的表面存在細(xì)微的凹凸的情況下也會(huì)發(fā)生。
[0011] 本發(fā)明是鑒于這樣的問題而完成的，其目的是提供不管陽極的表面狀態(tài)如何，都 能夠穩(wěn)定地形成膜厚均勻的均質(zhì)金屬被膜的金屬被膜的成膜裝置及其成膜方法。
[0012] 發(fā)明人反復(fù)認(rèn)真研究的結(jié)果，認(rèn)為如果在成膜時(shí)，想要使固體電解質(zhì)膜仿效基材 的表面時(shí)，陽極對(duì)固體電解質(zhì)膜過度加壓，則陽極的表面狀態(tài)會(huì)影響將要形成的金屬被膜。 因此，認(rèn)為如果從基材側(cè)吸引固體電解質(zhì)膜，使固體電解質(zhì)膜仿效基材的表面，則能夠消除 或降低上述的陽極對(duì)固體電解質(zhì)膜的加壓。
[0013] 本發(fā)明是基于這樣的考慮而完成的，本發(fā)明涉及的金屬被膜的成膜裝置，具備：陽 極;配置于所述陽極與成為陰極的基材之間的固體電解質(zhì)膜;和對(duì)所述陽極與所述基材之 間施加電壓的電源部，通過使所述固體電解質(zhì)膜接觸所述基材的表面，并且對(duì)所述陽極與 所述基材之間施加電壓，由該固體電解質(zhì)膜的內(nèi)部所含有的金屬離子在所述基材的表面析 出金屬，從而形成包含所述金屬的金屬被膜，所述成膜裝置的特征在于，具備:載置所述基 材的載置臺(tái)；和吸引部，所述吸引部在形成所述金屬被膜時(shí)，從所述基材側(cè)吸引該固體電解 質(zhì)膜，使得所述固體電解質(zhì)膜貼合在載置于所述載置臺(tái)的所述基材的表面。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，能夠在形成金屬被膜時(shí)，從基材側(cè)吸引固體電解質(zhì)膜，使得固體電解 質(zhì)膜貼合在基材的表面。由此，即使不通過陽極對(duì)固體電解質(zhì)膜直接加壓(或與以往相比降 低加壓力），也能夠?qū)⒂晌课墓腆w電解質(zhì)膜均勻地加壓到基材的表面。這樣的結(jié) 果，能夠消除或降低在固體電解質(zhì)膜與陽極之間產(chǎn)生的由陽極的表面狀態(tài)導(dǎo)致的壓力不 均，穩(wěn)定地形成難以受到陽極的表面狀態(tài)影響的膜厚均勻的均質(zhì)金屬被膜。
[0015] 并且，由于在成膜時(shí)從基材側(cè)吸引固體電解質(zhì)膜，因此即使基材是具有凹凸的表 面形狀、曲面形狀等形狀，也能夠使固體電解質(zhì)膜仿效基材表面而加壓。像這樣，即使基材 的表面是上述的形狀，也能夠在其表面形成膜厚均勻的均質(zhì)金屬被膜。
[0016] 在此，如果能夠通過吸引固體電解質(zhì)膜，與以往相比降低由陽極與固體電解質(zhì)膜 之間的加壓力導(dǎo)致的壓力不均，則固體電解質(zhì)膜和陽極可以是接觸狀態(tài)、非接觸狀態(tài)的任 一種狀態(tài)。但是，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述陽極與所述固體電解質(zhì)膜之間形成有溶液 收容部，所述溶液收容部在含有所述金屬離子的溶液接觸所述陽極和所述固體電解質(zhì)膜的 狀態(tài)下，收容含有所述金屬離子的溶液。
[0017] 根據(jù)該技術(shù)方案，溶液收容部中收容含有金屬離子的溶液，因此能夠?qū)⒔饘匐x子 始終向固體電解質(zhì)膜供給。另外，通過設(shè)置溶液收容部，能夠?qū)㈥枠O和固體電解質(zhì)膜分離配 置(成為非接觸狀態(tài)）。由于固體電解質(zhì)膜與陽極成為非接觸狀態(tài)，因此在成膜時(shí)不會(huì)通過 陽極對(duì)固體電解質(zhì)膜加壓，而是通過吸引部的吸引由固體電解質(zhì)膜對(duì)基材的表面加壓。這 樣的結(jié)果，所形成的金屬被膜更難以受到陽極的表面狀態(tài)的影響。另外，即使是使用由多孔 質(zhì)體形成的電極的情況下，由于陽極和固體電解質(zhì)膜充分分離，因此也難以形成依賴于多 孔質(zhì)體的孔的形狀的金屬被膜。
[0018] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述成膜裝置還具備循環(huán)機(jī)構(gòu)，所述循環(huán)機(jī)構(gòu)用于 使含有所述金屬離子的溶液在該溶液收容部?jī)?nèi)循環(huán)。根據(jù)該技術(shù)方案，能夠一邊通過循環(huán) 機(jī)構(gòu)使被收容在陽極與固體電解質(zhì)膜之間的含有金屬離子的溶液循環(huán)，一邊進(jìn)行金屬被膜 的成膜。由此，能夠一邊管理溶液中的金屬離子的濃度一邊穩(wěn)定地形成金屬被膜。另外，在 使液壓作用于溶液收容部?jī)?nèi)的含有金屬離子的溶液，而將固體電解質(zhì)膜向基材加壓這樣的 構(gòu)造中，由于使一定的液壓發(fā)揮作用，因此難以采用上述的循環(huán)機(jī)構(gòu)。但是本發(fā)明中，通過 固體電解質(zhì)膜的吸引來進(jìn)行固體電解質(zhì)膜對(duì)基材的加壓，因此能夠?qū)⑸鲜龅难h(huán)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 地設(shè)置于成膜裝置。
[0019] 另外，上述的吸引部只要能夠?qū)⒐腆w電解質(zhì)膜對(duì)基材的表面均勻地加壓，對(duì)于該 吸引部的構(gòu)造就不特別限定。但是，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，所述吸引部在所述載置臺(tái)的表 面具有用于吸引所述固體電解質(zhì)膜的多個(gè)膜吸引口，該多個(gè)膜吸引口沿著載置于所述載置 臺(tái)的所述基材的周緣部而形成。根據(jù)該技術(shù)方案，能夠沿著基材的周緣部進(jìn)行吸引，使其周 圍的空間中產(chǎn)生負(fù)壓。由此，能夠更有效率地吸引與基材的周緣部接觸的固體電解質(zhì)膜，將 其對(duì)基材的表面均勻地加壓。
[0020] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述膜吸引口形成為，在將所述基材載置于所述載 置臺(tái)的狀態(tài)下，所述基材的周緣部覆蓋各個(gè)所述膜吸引口的一部分。根據(jù)該技術(shù)方案，沒有 被基材的周緣部覆蓋的各膜吸引口的一部分與基材的周緣部相鄰，因此能夠使更強(qiáng)的吸引 力作用于與基材的周緣部附近接觸的固體電解質(zhì)膜。由此，能夠?qū)牡某赡^(qū)域整體更 均勻地加壓。
[0021] 所述吸引部在所述載置臺(tái)的表面具有基材吸引口，所述基材吸引口用于將載置于 所述載置臺(tái)的所述基材向所述載置臺(tái)吸引，所述基材吸引口在將所述基材載置于載置臺(tái)的 狀態(tài)下，面向與所述載置臺(tái)相對(duì)的所述基材的表面的中央部而形成，所述吸引部還具備:膜 吸引口開閉閥，其與所述膜吸引口連接，以選擇地進(jìn)行由所述膜吸引口實(shí)現(xiàn)的吸引和非吸 弓丨；和基材吸引口開閉閥，其與所述基材吸引口連接，以選擇地進(jìn)行由所述基材吸引口實(shí)現(xiàn) 的吸引和非吸引。
[0022] 根據(jù)該技術(shù)方案，在將基材載置于載置臺(tái)的狀態(tài)下，打開基材吸引口開閉閥，選擇 由基材吸引口實(shí)現(xiàn)的吸引，能夠從與載置臺(tái)相對(duì)的基材的表面的中央部，利用基材吸引口 將基材向所述載置臺(tái)吸引。接著，打開膜吸引口開閉閥，選擇由膜吸引口實(shí)現(xiàn)的吸引，能夠 對(duì)被吸引于載置臺(tái)的基材，利用膜吸引口從沿著基材的周緣部的位置吸引固體電解質(zhì)膜。 像這樣，能夠?qū)⑤d置臺(tái)與基材之間的空氣從與載置臺(tái)相對(duì)的基材的表面的中央部向其周緣 部排出。由此，能夠在成膜時(shí)抑制載置臺(tái)與基材之間形成空氣積存，將基材均勻地向載置臺(tái) 吸附。其結(jié)果，基材上形成金屬被膜的表面效仿載置臺(tái)的表面，因此能夠使基材更均勻地接 觸固體電解質(zhì)膜。
[0023]作為進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，設(shè)有多個(gè)所述膜吸引口開閉閥，使得所述多個(gè)膜吸 引口能夠以不同的定時(shí)吸引所述固體電解質(zhì)膜。根據(jù)該技術(shù)方案，能夠在沿著基材的周緣 部的不同位置，改變吸引固體電解質(zhì)膜的定時(shí)，進(jìn)行固體電解質(zhì)膜的吸引。由此，不會(huì)在基 材的周緣部同時(shí)吸引固體電解質(zhì)膜，因此能夠抑制固體電解質(zhì)膜與基材之間的空氣的殘 留，很好地排出基材表面的空氣。
[0024] 并且，在成膜時(shí)，只要能夠通過吸引部使固體電解質(zhì)膜貼合在基材的表面，就不特 別限