金属镀膜的成膜装置和成膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属镀膜的成膜装置和成膜方法。提供用于采用固相置换型无电镀法形成具有厚膜厚的金属镀膜的装置和方法。成膜装置，其用于采用固相置换型无电镀法在第二金属的镀膜上形成第一金属，包含：用于设置具有第二金属镀膜的基材的导电性的装载台、在装载台上设置的第三金属、在装载台上设置的绝缘性材料、用于浸渍包含第一金属的离子的置换型无电镀浴的微多孔膜、在开口部设置微多孔膜的置换型无电镀浴的镀浴室、使微多孔膜与第二金属镀膜接触后用于将镀浴室与基材相对地挤压的挤压手段，第三金属具有比第一金属和第二金属大的离子化倾向，在设置了具有第二金属的镀膜的基材时绝缘性材料设置在基材与第三金属之间以致与各个材料相接。致与各个材料相接。致与各个材料相接。

【技术实现步骤摘要】
金属镀膜的成膜装置和成膜方法


[0001]本专利技术涉及金属镀膜(在本说明书等中也简称为“膜”)的成膜装置和成膜方法。

技术介绍

[0002]一般地，将镀浴(其中，“镀浴”也称为“镀液”)中的金属离子还原来进行镀敷的方法大致分为使用来自外部的电流的电镀法和不使用来自外部的电的无电镀法。后者的无电镀法进一步大致分为(1)利用与被镀物的溶解相伴而游离的电子将溶液中的金属离子还原以在被镀物上析出的置换型无电镀法、和(2)利用将溶液中所含的还原剂氧化时游离的电子而使溶液中的金属离子作为金属膜析出的自催化的还原型无电镀法。就无电镀法而言，在复杂的形状面也可进行均匀的析出，在大量的领域中广泛地利用。
[0003]置换型无电镀利用镀浴中的金属与基底金属的离子化倾向之差，形成金属镀膜。例如，在镀金法中，如果在镀浴中将形成了基底金属的基板浸渍，则离子化倾向大的基底金属成为离子，在镀浴中溶解，镀浴中的金离子作为金属在基底金属上析出，形成金镀膜。置换型无电镀主要作为基底原料金属的氧化防止和自催化型镀敷的基底广泛地利用。
[0004]例如，专利文献1公开了利用置换型无电镀法的置换型无电镀浴。专利文献1公开了无电镀金浴，其为用于在无电镍镀膜上形成金镀膜的无电镀金浴，其特征在于，含有(a)水溶性金化合物、(b)由酸解离常数(pKa)为2.2以下的酸性物质构成的导电盐、和(c)由在分子内具有2个以上氮原子的杂环芳族化合物构成的氧化抑制剂作为必要构成成分。
[0005]专利文献2公开了利用无电镀法的半导体装置的制造方法。专利文献2公开了半导体装置的制造方法，其特征在于，在制造在半导体基板具有表面电极的半导体装置时，包含在上述半导体基板的表面形成金属电极膜的工序、和在上述金属电极膜的表面通过无电镀镍处理形成镍镀层的镀层形成工序，上述镀层形成工序之前的、在上述金属电极膜的表面残留的钠和钾的合计的元素浓度为9.20
×
10
14
原子/cm2以下，上述无电镀镍处理中使用的无电镍镀浴中含有的钠和钾的合计的元素浓度为3400wtppm以下。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2005
‑
307309号公报
[0009]专利文献2：日本特开2011
‑
42831号公报

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的课题
[0011]采用电镀法的金属镀膜的形成具有成膜速度快的优点，另一方面，具有如下缺点：难以均匀地金属成膜，例如在镍上形成金镀膜的情况下，通过镍与金的置换反应，发生局部腐蚀，难以均匀的金成膜，焊料润湿性降低。
[0012]采用无电镀法的金属镀膜的形成具有可均匀的金属成膜的优点，另一方面，具有如下缺点：成膜速度慢，难以得到厚膜厚，成本高。这是因为，如果将基底采用无电镀法用金
属覆盖，则该金属的析出反应停止，膜厚最大也只成为0.2μm左右。
[0013]因此，近年来，在无电镀法中，将关注集中于能够以高速形成金属镀膜的固相法。
[0014]在固相无电镀法(Solid Electroless Deposition：SELD)中有固相置换型无电镀法和固相还原型无电镀法。固相置换型无电镀法是通过在包含第一金属的离子的置换型无电镀浴与离子化倾向比第一金属大的第二金属(或者，在金属基材镀敷的第二金属)之间设置固体电解质膜等微多孔膜，通过微多孔膜的第一金属的离子与作为基底金属的第二金属发生该金属之间的离子化倾向之差引起的氧化还原反应，使第一金属在第二金属的表面上析出，从而在第二金属的表面上形成由第一金属构成的金属镀膜的方法。固相还原型无电镀法为通过在包含第二金属的离子的还原型无电镀浴与金属基材之间设置微多孔膜，通过微多孔膜的第二金属的离子与还原型无电镀浴中所含的还原剂发生氧化还原反应，使第二金属在金属基材的表面上析出，从而在金属基材的表面上形成第二金属的镀膜的方法。
[0015]本专利技术的课题在于提供用于采用固相法、特别是固相置换型无电镀法形成具有厚膜厚的金属镀膜的装置和方法。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]本专利技术人对用于解决上述课题的手段进行了各种研究，结果发现：在第二金属的镀膜上采用固相置换型无电镀法形成第一金属时，作为成膜装置使用了如下的成膜装置，其包括：用于设置具有第二金属的镀膜的基材的导电性的装载台；在导电性的装载台上设置的、具有比第一金属和第二金属大的离子化倾向的第三金属；在导电性的装载台上设置的、在设置了具有第二金属的镀膜的基材时在基材与第三金属之间以与各个材料[即，基材(基材的尚未形成第二金属的镀膜的面)和第三金属]相接的方式设置的绝缘性材料；用于浸渍向基材上的第二金属的镀膜递送的包含第一金属的离子的置换型无电镀浴的微多孔膜；开口部设置有微多孔膜的用于容纳包含第一金属的离子的置换型无电镀浴的镀浴室；使微多孔膜与基材上的第二金属的镀膜接触后用于将镀浴室与基材相对地挤压的挤压手段，结果发生第三金属的局部阳极反应引起的第一金属的局部阴极反应，促进第一金属与第二金属的置换反应，能够形成具有厚膜厚的第一金属的镀膜，完成了本专利技术。
[0018]即，本专利技术的要点如下所述。
[0019](1)成膜装置，是用于采用固相置换型无电镀法在第二金属的镀膜上形成第一金属的成膜装置，包含：用于设置具有第二金属的镀膜的基材的导电性的装载台、在导电性的装载台上设置的第三金属、在导电性的装载台上设置的绝缘性材料、用于浸渍向基材上的第二金属的镀膜递送的包含第一金属的离子的置换型无电镀浴的微多孔膜、开口部设置有微多孔膜的用于容纳包含第一金属的离子的置换型无电镀浴的镀浴室、使微多孔膜与基材上的第二金属的镀膜接触后用于将镀浴室与基材相对地挤压的挤压手段，第三金属具有比第一金属和第二金属大的离子化倾向，在设置了具有第二金属的镀膜的基材时绝缘性材料设置在基材与第三金属之间以致与各个材料相接。
[0020](2)根据(1)所述的成膜装置，其中，设置具有第二金属的镀膜的基材时，具有第二金属的镀膜的基材和第三金属和绝缘性材料具有相同的高度，在同一水平面上。
[0021](3)根据(1)或(2)所述的成膜装置，其中，导电性的装载台在设置第三金属的部位具有与第三金属的宽度相同的宽度的凸部，其中，宽度为基材和绝缘性材料和第三金属排列方向的长度，第三金属设置在导电性的装载台的凸部上。
[0022](4)根据(1)～(3)中任一项所述的成膜装置，其中，第三金属为铝或铁。
[0023](5)根据(1)～(4)中任一项所述的成膜装置，其中，绝缘性材料包含绝缘性高分子。
[0024](6)根据(1)～(5)中任一项所述的成膜装置，其中，基材为铜基材，第一金属为金，第二金属为镍。
[0025](7)一种方法，是采用固相置换型无电镀法在第二金属的镀膜上形成第一金属的方法，其包括：(i)在导电性的装载台上设置具有第二金属的镀膜的基材的工序，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.成膜装置，是用于采用固相置换型无电镀法在第二金属的镀膜上形成第一金属的成膜装置，包含：用于设置具有第二金属的镀膜的基材的导电性的装载台、在导电性的装载台上设置的第三金属、在导电性的装载台上设置的绝缘性材料、用于浸渍向基材上的第二金属的镀膜递送的包含第一金属的离子的置换型无电镀浴的微多孔膜、开口部设置有微多孔膜的用于容纳包含第一金属的离子的置换型无电镀浴的镀浴室、使微多孔膜与基材上的第二金属的镀膜接触后用于将镀浴室与基材相对地挤压的挤压手段，其中，第三金属具有比第一金属和第二金属大的离子化倾向，在设置了具有第二金属的镀膜的基材时绝缘性材料设置在基材与第三金属之间以致与各个材料相接。2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，设置了具有第二金属的镀膜的基材时，具有第二金属的镀膜的基材、第三金属和绝缘性材料具有相同的高度，在同一水平面上。3.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其中，导电性的装载台在设置第三金属的部位具有与第三金属的宽度相同的宽度的凸部，其中，宽度为基材和绝缘性材料和第三金属排列方向的长度，第三金属设置在导电性的装载台的凸部上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的成膜装置，其中，第三金属为铝或铁。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤祐规，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：