[发明专利]用于形成金属膜的膜形成系统和膜形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于形成金属膜的膜形成系统和膜形成方法，更具体地，本发明涉及能够在基板的表面上均匀地形成薄金属膜的膜形成系统和膜形成方法。

背景技术

一般而言，当制造电子电路基板等时，在基板的表面上形成金属膜以便形成金属电路图案。例如，作为用于形成此类金属膜的膜形成技术，已经提出了一种用于通过诸如无电镀的镀敷(plating)在诸如Si的半导体基板的表面上形成金属膜(参见例如公开号为2010-037622的日本专利申请(JP 2010-037622 A))，或者通过诸如溅射的PVD法形成金属膜的膜形成技术。

然而，在执行诸如无电镀的镀敷时，需要在水中清洗被镀敷的基板，因此需要处理在水清洗过程中使用的废液。当通过诸如溅射的PVD法在基板的表面上形成膜时，在涂覆的金属膜中产生内部应力，因此对增加膜厚度有限制，特别是在溅射的情况下，存在仅允许在高真空下形成膜的情况。

鉴于这一点，已有人提出例如用于形成金属膜的膜形成方法(参见例如公开号为2012-219362的日本专利申请(JP 2012-219362 A))。该膜形成方法使用阳极、阴极、固体电解质膜和电源单元。固体电解质膜被设置在阳极与阴极之间。电源单元在阳极与阴极之间施加电压。

固体电解质膜通过提前在基板的表面上旋涂包含固体电解质膜前体的溶液并且固化该溶液而形成。要涂覆的金属离子浸透在固体电解质膜中。基板被设置为与阳极相对，以便与阴极实现电导通。通过在阳极与阴极之间施加电压，使浸透在固体电解质膜内的金属离子在阴极侧沉淀。这样可以形成由金属离子的金属制成的金属膜。

然而，当使用JP 2012-219362 A中描述的技术时，在使固体电解质膜与基板无任何间隙地接触的同时形成膜，因此在固体电解质膜与基板(金属膜)之间产生作为副产品的气体(氢气)，并且该气体在膜形成过程中以压缩的状态残留在金属膜中。残留的气体变为在金属膜中产生诸如空隙和针孔的缺陷的因素。

发明内容

本发明提供一种用于形成金属膜的膜形成系统和膜形成方法，该系统和方法能够形成难以产生诸如空隙和针孔的缺陷的金属膜。

本发明的第一方面提供一种用于形成金属膜的膜形成方法。所述膜形成方法包括：在阳极与基板之间设置位于所述阳极的表面上的固体电解质膜，所述基板用作阴极；使所述固体电解质膜与所述基板接触；通过以下方式在所述基板的表面上形成金属膜：在所述固体电解质膜接触所述基板的第一接触状态下，通过在所述阳极与所述基板之间施加电压，使金属从金属离子沉淀到所述基板的所述表面上，所述金属离子被包含在所述固体电解质膜内部，所述金属膜由所述金属制成；在所述金属膜的形成期间，通过将所述固体电解质膜与所述基板之间的相对位置从所述第一接触状态变更为所述固体电解质膜不接触所述基板的非接触状态，暂停所述金属膜的形成；在暂停所述形成之后，将所述固体电解质膜与所述基板之间的所述相对位置变更为不同于所述第一接触状态的第二接触状态；以及在所述第二接触状态下，重新开始所述金属膜的形成。

根据第一方面，固体电解质膜被设置在阳极的表面上，并且使固体电解质膜接触基板。在该第一接触状态下，通过以下方式在基板的表面上形成金属膜：通过在阳极与基板之间施加电压，使金属从被包含在固体电解质膜内部的金属离子沉淀到基板的表面上。

此时，在金属膜的形成期间，通过将固体电解质膜与基板之间的相对位置从第一接触状态变更为非接触状态，暂停金属膜的形成，因此可以从所形成的金属膜中除去在膜形成期间作为副产品产生的气体(处于加压状态下的气体)(去气)。

随后，在暂停形成之后，将固体电解质膜与基板之间的相对位置变更为不同于第一接触状态的第二接触状态，并且在第二接触状态下，重新开始金属膜的形成。这样，通过将固体电解质膜与基板之间的相对位置变更为不同的接触状态，难以在重新开始膜形成之后，在相同部分处产生气体(即，副产品)。这样，通过变更固体电解质膜与基板之间的相对位置来重新开始膜形成，因此可以抑制诸如针孔的缺陷产生。

只要固体电解质膜接触基板上的其中形成金属膜的膜形成区域，并且允许金属膜在膜形成区域的所希望的范围内形成，固体电解质膜和基板便可在变更固体电解质膜与基板之间的相对位置时相对地直线移动。

在上述第一方面中，在重新开始所述金属膜的形成时，可通过相对地旋转移动所述固体电解质膜和所述基板来变更所述固体电解质膜与所述基板之间的所述相对位置。