金属被膜的成膜装置及其成膜方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够通过对阳极与基材之间施加电压，由固体电解质膜的内部所含有 的金属离子在基材的表面析出金属，从而很好地形成金属被膜的金属被膜的成膜装置及其 成膜方法。
【背景技术】
[0002] -直以来，在制造电子电路基材等时，为了形成镍电路图案，在基材的表面形成镍 被膜。例如，作为这样的金属被膜的成膜技术，已提出在Si等半导体基材的表面，通过无电 解镀处理等镀敷处理形成金属被膜、或采用派镀（sputtering)等PVD法形成金属被膜的成 膜技术。
[0003] 但是，在进行了无电解镀处理等镀敷处理的情况下，需要进行镀敷处理后的水洗， 需要处理水洗产生的废液。另外，在采用溅镀等PVD法在基材表面进行了成膜的情况下，由 于被覆的金属被膜产生内部应力，因此在将膜厚增厚方面存在限制，特别是在溅镀的情况 下，有时只能通过高真空化来进行成膜。
[0004] 鉴于这样的问题，例如图6(a)所示，已提出一种金属被膜的成膜装置9,其具备阳 极91、成为阴极的基材B、配置于阳极91与基材（阴极)B之间的固体电解质膜93、和对阳极91 与基材B之间施加电压的电源部9 4 (例如参照专利文献1)。
[0005] 在此，上述的成膜装置9的阳极91，由可透过金属离子的多孔质体形成。通过采用 多孔质体作为阳极91，能够在成膜时使含有金属离子的溶液L透过阳极91，并始终向固体电 解质膜93供给。并且，通过设置成膜装置9的加压部96,能够经由阳极91将固体电解质膜93 对基材B加压。这样，能够在载置于载置台92的基材B的表面形成金属被膜，所述金属被膜包 含经由固体电解质膜93而析出的金属。
[0006] 在先技术文献
[0007] 专利文献1:国际公开第2013-125643号公报
【发明内容】
[0008] 但是，使用如专利文献1所示的成膜装置的情况下，如图6(b)所示，如果在固体电 解质膜93被多孔质体的阳极91加压的状态下，对阳极91与基材（阴极)B之间施加电压，在基 材B的表面形成金属被膜F，则有时金属被膜F会形成针孔、和/或其膜厚发生参差变动(成膜 不均）（参照图7(a))。
[0009] 这是由于在成膜时固体电解质膜93被阳极91加压，从而在由多孔质体形成的阳极 91的骨架部分91a与孔91b的部分之间发生压力不均。因此，金属会依赖于作为阳极91的多 孔质体的表面状态而析出，阳极91的表面形状会被转印到金属被膜F。
[0010] 另外，由于金属在初期会与加压状态下的阳极91的孔91b的位置相应地析出，因此 析出的金属作为核发挥作用，金属晶体在金属被膜F的厚度方向上生长。由此，金属晶体不 在金属被膜F的面内方向扩展，而是如图7(b)所示成为在厚度方向上生长的柱状晶体，因此 这会成为成膜不均的原因。这样的现象在使用多孔质体的情况下会变得明显，例如在阳极 的表面存在细微的凹凸的情况下也会发生。
[0011] 本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的是提供不管阳极的表面状态如何，都 能够稳定地形成膜厚均匀的均质金属被膜的金属被膜的成膜装置及其成膜方法。
[0012] 发明人反复认真研究的结果，认为如果在成膜时，想要使固体电解质膜仿效基材 的表面时，阳极对固体电解质膜过度加压，则阳极的表面状态会影响将要形成的金属被膜。 因此，认为如果从基材侧吸引固体电解质膜，使固体电解质膜仿效基材的表面，则能够消除 或降低上述的阳极对固体电解质膜的加压。
[0013] 本发明是基于这样的考虑而完成的，本发明涉及的金属被膜的成膜装置，具备：阳 极;配置于所述阳极与成为阴极的基材之间的固体电解质膜;和对所述阳极与所述基材之 间施加电压的电源部，通过使所述固体电解质膜接触所述基材的表面，并且对所述阳极与 所述基材之间施加电压，由该固体电解质膜的内部所含有的金属离子在所述基材的表面析 出金属，从而形成包含所述金属的金属被膜，所述成膜装置的特征在于，具备:载置所述基 材的载置台；和吸引部，所述吸引部在形成所述金属被膜时，从所述基材侧吸引该固体电解 质膜，使得所述固体电解质膜贴合在载置于所述载置台的所述基材的表面。
[0014] 根据本发明，能够在形成金属被膜时，从基材侧吸引固体电解质膜，使得固体电解 质膜贴合在基材的表面。由此，即使不通过阳极对固体电解质膜直接加压(或与以往相比降 低加压力），也能够将由吸引部吸引的固体电解质膜均匀地加压到基材的表面。这样的结 果，能够消除或降低在固体电解质膜与阳极之间产生的由阳极的表面状态导致的压力不 均，稳定地形成难以受到阳极的表面状态影响的膜厚均匀的均质金属被膜。
[0015] 并且，由于在成膜时从基材侧吸引固体电解质膜，因此即使基材是具有凹凸的表 面形状、曲面形状等形状，也能够使固体电解质膜仿效基材表面而加压。像这样，即使基材 的表面是上述的形状，也能够在其表面形成膜厚均匀的均质金属被膜。
[0016] 在此，如果能够通过吸引固体电解质膜，与以往相比降低由阳极与固体电解质膜 之间的加压力导致的压力不均，则固体电解质膜和阳极可以是接触状态、非接触状态的任 一种状态。但是，作为更优选的技术方案，在所述阳极与所述固体电解质膜之间形成有溶液 收容部，所述溶液收容部在含有所述金属离子的溶液接触所述阳极和所述固体电解质膜的 状态下，收容含有所述金属离子的溶液。
[0017] 根据该技术方案，溶液收容部中收容含有金属离子的溶液，因此能够将金属离子 始终向固体电解质膜供给。另外，通过设置溶液收容部，能够将阳极和固体电解质膜分离配 置(成为非接触状态）。由于固体电解质膜与阳极成为非接触状态，因此在成膜时不会通过 阳极对固体电解质膜加压，而是通过吸引部的吸引由固体电解质膜对基材的表面加压。这 样的结果，所形成的金属被膜更难以受到阳极的表面状态的影响。另外，即使是使用由多孔 质体形成的电极的情况下，由于阳极和固体电解质膜充分分离，因此也难以形成依赖于多 孔质体的孔的形状的金属被膜。
[0018] 作为进一步优选的技术方案，所述成膜装置还具备循环机构，所述循环机构用于 使含有所述金属离子的溶液在该溶液收容部内循环。根据该技术方案，能够一边通过循环 机构使被收容在阳极与固体电解质膜之间的含有金属离子的溶液循环，一边进行金属被膜 的成膜。由此，能够一边管理溶液中的金属离子的浓度一边稳定地形成金属被膜。另外，在 使液压作用于溶液收容部内的含有金属离子的溶液，而将固体电解质膜向基材加压这样的 构造中，由于使一定的液压发挥作用，因此难以采用上述的循环机构。但是本发明中，通过 固体电解质膜的吸引来进行固体电解质膜对基材的加压，因此能够将上述的循环机构简单 地设置于成膜装置。
[0019] 另外，上述的吸引部只要能够将固体电解质膜对基材的表面均匀地加压，对于该 吸引部的构造就不特别限定。但是，作为更优选的技术方案，所述吸引部在所述载置台的表 面具有用于吸引所述固体电解质膜的多个膜吸引口，该多个膜吸引口沿着载置于所述载置 台的所述基材的周缘部而形成。根据该技术方案，能够沿着基材的周缘部进行吸引，使其周 围的空间中产生负压。由此，能够更有效率地吸引与基材的周缘部接触的固体电解质膜，将 其对基材的表面均匀地加压。
[0020] 作为进一步优选的技术方案，所述膜吸引口形成为，在将所述基材载置于所述载 置台的状态下，所述基材的周缘部覆盖各个所述膜吸引口的一部分。根据该技术方案，没有 被基材的周缘部覆盖的各膜吸引口的一部分与基材的周缘部相邻，因此能够使更强的吸引 力作用于与基材的周缘部附近接触的固体电解质膜。由此，能够对基材的成膜区域整体更 均匀地加压。
[0021] 所述吸引部在所述载置台的表面具有基材吸引口，所述基材吸引口用于将载置于 所述载置台的所述基材向所述载置台吸引，所述基材吸引口在将所述基材载置于载置台的 状态下，面向与所述载置台相对的所述基材的表面的中央部而形成，所述吸引部还具备:膜 吸引口开闭阀，其与所述膜吸引口连接，以选择地进行由所述膜吸引口实现的吸引和非吸 弓丨；和基材吸引口开闭阀，其与所述基材吸引口连接，以选择地进行由所述基材吸引口实现 的吸引和非吸引。
[0022] 根据该技术方案，在将基材载置于载置台的状态下，打开基材吸引口开闭阀，选择 由基材吸引口实现的吸引，能够从与载置台相对的基材的表面的中央部，利用基材吸引口 将基材向所述载置台吸引。接着，打开膜吸引口开闭阀，选择由膜吸引口实现的吸引，能够 对被吸引于载置台的基材，利用膜吸引口从沿着基材的周缘部的位置吸引固体电解质膜。 像这样，能够将载置台与基材之间的空气从与载置台相对的基材的表面的中央部向其周缘 部排出。由此，能够在成膜时抑制载置台与基材之间形成空气积存，将基材均匀地向载置台 吸附。其结果，基材上形成金属被膜的表面效仿载置台的表面，因此能够使基材更均匀地接 触固体电解质膜。
[0023]作为进一步优选的技术方案，设有多个所述膜吸引口开闭阀，使得所述多个膜吸 引口能够以不同的定时吸引所述固体电解质膜。根据该技术方案，能够在沿着基材的周缘 部的不同位置，改变吸引固体电解质膜的定时，进行固体电解质膜的吸引。由此，不会在基 材的周缘部同时吸引固体电解质膜，因此能够抑制固体电解质膜与基材之间的空气的残 留，很好地排出基材表面的空气。
[0024] 并且，在成膜时，只要能够通过吸引部使固体电解质膜贴合在基材的表面，就不特 别限