[发明专利]金属镀膜的形成方法

说明书

本发明提供一种采用固相法形成具有厚膜厚的金属镀膜的方法。本发明涉及一种金属镀膜的形成方法，是形成第1金属和离子化倾向大于第1金属的第2金属的金属镀膜的方法，包括：使第2金属在铜基材的表面上析出而形成第2金属镀膜的第1工序；以及采用固相无电解镀法使第1金属在第2金属的表面上析出而形成第1金属镀膜的第2工序，使用层叠复合体实施第2工序中的固相无电解镀法，层叠复合体包含：含有第1金属离子的第1置换型无电解镀浴；固体电解质膜；镀有第2金属的铜基材；离子化倾向大于第2金属的第3金属；含有第1金属离子的第2置换型无电解镀浴；以及绝缘性高分子。

技术领域

本发明涉及金属镀膜(本说明书等中，也简称为“膜”)的形成方法。

背景技术

一般而言，将镀浴(在此，“镀浴”也称为“镀液”)中的金属离子还原而镀敷的方法，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解镀法。后者的无电解镀法进一步大致分为(1)通过伴随被镀物的溶解而游离的电子来还原溶液中的金属离子并在被镀物上析出的置换型无电解镀法、(2)通过在溶液中所含的还原剂被氧化时游离的电子来使溶液中的金属离子以金属膜的形式析出的自催化还原型无电解镀法。无电解镀法在复杂形状的面上也能均匀析出，在众多领域得到广泛应用。

置换型无电解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，如果在镀浴中浸渍形成有基底金属的基板，则离子化倾向大的基底金属变为离子而溶解在镀浴中，镀浴中的金离子以金属形式在基底金属上析出而形成金镀膜。置换型无电解镀主要作为基底材料金属的防氧化和自催化型镀层的基底被广泛利用。

例如，专利文献1公开了利用置换型无电解镀法的置换型无电解镀浴。专利文献1是用于在无电解镍镀膜上形成金镀膜的无电解金镀浴，其特征在于，含有以下成分(a)、(b)和(c)作为必要构成成分：(a)水溶性金化合物、(b)由酸解离常数(pKa)为2.2以下的酸性物质组成的导电盐、(c)由分子内具有2个以上氮原子的杂环芳香族化合物组成的氧化抑制剂。

专利文献2公开了利用无电解镀法的半导体装置的制造方法。专利文献2公开了一种半导体装置的制造方法，其特征在于，制造在半导体基板具有表面电极的半导体装置时，包括：在所述半导体基板的表面形成金属电极膜的工序、以及采用无电解镀镍处理在所述金属电极膜的表面形成镍镀层的镀层形成工序，在所述镀层形成工序之前的、所述金属电极膜表面残留的钠与钾的合计元素浓度为9.20×10¹⁴原子/cm²以下，所述无电解镀镍处理所使用的无电解镍镀浴中含有的钠与钾的合计元素浓度为3400wtppm以下。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开2005-307309号公报

专利文献2：日本专利公开2011-42831号公报

发明内容

采用电镀法形成金属镀膜具有成膜速度快的优点，但难以均匀地形成金属膜，例如在镍上形成金镀膜的情况下，由于镍与金的置换反应，发生局部腐蚀，难以形成均匀的金膜，存在钎料润湿性降低的缺点。

采用无电解镀法形成金属镀膜具有能够形成均匀金属膜的优点，但存在成膜速度慢、难以得到厚膜厚、且成本高的缺点。这是因为若采用无电解镀法以金属覆盖基底，则该金属的析出反应停止，膜厚最大也仅为0.2μm左右的缘故。

因此，近年来，能够以高速形成金属镀膜的固相法受到关注。

本发明的课题是提供一种采用固相法来形成具有厚膜厚的金属镀膜的方法。

固相电析法(Solid Electro Deposition：SED)是在阳极与成为阴极的基材之间配置固体电解质膜，使该固体电解质膜与基材接触，并且在阳极与基材之间施加电压，由该固体电解质膜内部所含有的金属离子在基材的表面上析出金属，由此在基材的表面上形成由金属制成的金属镀膜的方法。