KR101944614B1 - 금속 피막의 성막 방법 및 그 성막 장치 - Google Patents

Abstract

성막 방법에 있어서, 금속 용액 (L) 을, 하우징 (20) 의 제 1 수용실 (21) 내에 고체 전해질막 (13) 으로 봉지하고, 유체 (45) 를, 재치대 (40) 의 제 2 수용실 (41) 내에 박막 (43) 으로 봉지한 상태에서, 기판 (B) 을 재치대 (40) 에 재치하고, 재치대 (40) 와 하우징 (20) 을 상대적으로 이동시켜 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (B) 을 끼워 넣고, 끼워 넣은 상태의 기판 (B) 에, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 을 압압함으로써, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 을, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 및 이면 (Bb) 에 따르게 하여, 금속 피막 (F) 의 성막을 실시한다.

Description

금속 피막의 성막 방법 및 그 성막 장치{FILM FORMING METHOD FOR METAL FILM AND FILM FORMING APPARATUS THEREFOR}

본 발명은, 기판 표면에 금속 피막을 성막하는 성막 방법 및 그 성막 장치에 관한 것으로, 특히, 양극과 기판 사이에 전압을 인가함으로써 기판의 표면에 금속 피막을 성막할 수 있는 금속 피막의 성막 장치에 관한 것이다.

기판의 표면에 금속을 석출시켜 금속 피막을 성막하는 기술이 제안되어 있다. 이와 같은 기술로서 예를 들어, 일본 공개특허공보 2014-051701호에는, 양극과, 양극과 음극인 기판 사이에 배치된 고체 전해질막과, 양극과 기판 사이에 전압을 인가하는 전원부와, 기판을 재치 (載置) 하는 재치대를 구비한 금속 피막의 성막 장치가 제안되어 있다. 이 성막 장치는, 양극과 고체 전해질막 사이에 금속 이온을 포함하는 금속 용액을 수용하는 용액 수용부와, 용액 수용부 내의 금속 용액을 가압하는 가압부를 구비하고 있다.

이 성막 장치에 의하면, 가압부에 의해 가압된 금속 용액의 액압에 의해, 고체 전해질막이 가압됨과 함께, 가압된 고체 전해질막에 의해 기판의 표면이 압압 (押壓) 된다. 이로써, 고체 전해질막을 기판의 표면에 따르게 하여, 양극과 기판 사이에 전압을 인가함으로써, 고체 전해질막의 내부에 함유된 금속 이온이, 기판의 표면에서 환원되고, 금속 피막을 기판의 표면에 균일하게 성막할 수 있다.

그러나, 일본 공개특허공보 2014-051701호에 관련된 성막 장치에서는, 고체 전해질막으로 기판을 압압할 때에, 기판은, 고체 전해질막과 재치대 사이에 끼워 넣어지는데, 이 때, 기판에 휨이나 굴곡 등이 있는 경우, 성막시에 재치대와 기판 사이에 간극이 발생하는 경우가 있다. 이 간극에 의해, 고체 전해질막으로부터의 기판의 압압시에, 기판의 이면에는 재치대로부터의 반력이 균일하게 작용하지 않는 경우가 있다. 이 결과, 고체 전해질막을 기판의 표면에 균일하게 압압할 수 없고, 균일한 막두께의 금속 피막을 성막할 수 없을 가능성이 있다.

본 발명은 고체 전해질막을 기판의 표면에 균일하게 압압함으로써, 기판의 표면에 균일한 막두께의 금속 피막을 성막할 수 있는 금속 피막의 성막 방법 및 그 성막 장치를 제공한다.

본 발명의 제 1 양태는, 양극과, 음극인 기판 사이에 고체 전해질막을 배치하고, 재치대에 재치된 상기 기판의 표면에 상기 고체 전해질막을 접촉시킨 상태에서, 상기 양극과 상기 기판 사이에, 전압을 인가함으로써, 상기 고체 전해질막에 함유한 금속 이온을 환원하고, 상기 기판의 표면에 상기 금속 이온 유래의 금속을 석출시켜, 상기 기판의 표면에 금속 피막을 성막하는 방법이다.

이 제 1 양태는, 상기 양극과 상기 고체 전해질막 사이에 상기 금속 이온을 포함하는 금속 용액이 배치되고, 상기 고체 전해질막을 개재하여 상기 금속 용액이 상기 기판의 표면에 배치되도록, 상기 금속 용액을, 하우징의 제 1 수용실 내에 상기 고체 전해질막으로 봉지한 상태로 한다. 또한, 상기 금속 피막이 성막되는 표면과 반대측에 위치하는 상기 기판의 이면에, 가요성을 갖는 박막을 개재하여 유체가 배치되도록, 상기 유체를, 상기 재치대의 제 2 수용실 내에 상기 박막으로 봉지한 상태로 한다.

금속 피막의 성막을 실시할 때에는, 상기 기판을 상기 재치대에 재치한 상태에서, 상기 재치대와 상기 하우징을 상대적으로 이동시켜 상기 고체 전해질막과 상기 박막 사이에 상기 기판을 끼워 넣고, 끼워 넣은 상태의 상기 기판에, 상기 고체 전해질막 및 상기 박막을 압압함으로써, 상기 고체 전해질막 및 상기 박막을, 상기 기판의 상기 표면 및 상기 이면에 따르게 하여, 상기 금속 피막의 성막을 실시한다.

본 발명의 제 1 양태는, 상기 고체 전해질막 및 상기 박막의 압압을, 상기 제 1 수용실 내의 금속 용액의 압력 또는 상기 제 2 수용실 내의 상기 유체의 압력을 증가시킴으로써 실시해도 된다.

본 발명의 제 1 양태는, 상기 고체 전해질막과 상기 박막 사이에 상기 기판을 끼워 넣은 상태에서, 상기 하우징과 상기 재치대의 상대적인 변위를 구속하는 것을 추가로 구비하고, 상기 변위를 구속한 상태에서, 상기 고체 전해질막 및 상기 박막의 압압을 실시하면서, 상기 금속 피막의 성막을 실시해도 된다.

본 발명의 제 1 양태는, 상기 기판의 표면에, 상기 금속 피막이 성막되는 복수의 제 1 도체부가 형성되고, 상기 기판의 이면 또는 상기 기판의 측면에, 상기 각 제 1 도체부에 도통한 제 2 도체부가 형성되어 있고, 상기 박막에, 상기 기판이 재치되는 면에 도전성을 갖는 박막을 사용하고, 상기 박막을 상기 기판의 이면에 압압함으로써, 상기 박막을 상기 제 2 도체부에 접촉시키고, 상기 박막과 상기 양극 사이에 상기 전압을 인가함으로써, 상기 제 1 도체부에 상기 금속 피막을 성막해도 된다.

본 발명의 제 1 양태는, 상기 기판의 이면에는 오목부가 형성되어 있고, 그 오목부의 바닥면에 상기 제 2 도체부가 형성되어 있어도 된다.

본 발명의 제 2 양태는, 양극과, 상기 양극과 음극인 기판 사이에 배치되고, 금속 이온을 함유하는 고체 전해질막과, 상기 양극과 상기 기판 사이에 전압을 인가하는 전원부와, 상기 기판을 재치하는 재치대를 구비하고, 상기 고체 전해질막에 접촉한 상기 기판의 표면에 상기 금속 이온 유래의 금속을 석출시켜, 상기 기판의 표면에 금속 피막을 성막하는 장치이다.

상기 성막 장치는, 금속 이온을 포함하는 금속 용액을 수용하는 제 1 수용실이 형성된 하우징을 추가로 구비하고 있고, 상기 양극과 상기 고체 전해질막 사이에 상기 금속 용액이 배치되고, 상기 고체 전해질막을 개재하여 상기 금속 용액이 상기 기판의 표면에 배치되도록, 상기 제 1 수용실에는 상기 금속 용액이 상기 고체 전해질막으로 봉지되어 있다. 상기 재치대에는, 유체를 수용하는 제 2 수용실이 형성되어 있고, 상기 금속 피막이 성막되는 표면과 반대측에 위치하는 상기 기판의 이면에, 가요성을 갖는 박막을 개재하여 유체가 배치되도록, 상기 제 2 수용실 내에는 상기 유체가 상기 박막으로 봉지되어 있다.

상기 하우징 및 상기 재치대의 적어도 일방은, 상기 고체 전해질막과 상기 박막 사이에 상기 기판을 끼워 넣는 것이 가능하도록, 자유롭게 이동할 수 있도록 되어 있고, 상기 성막 장치는, 상기 고체 전해질막과 상기 박막 사이에 끼워 넣어진 상태의 기판에, 상기 고체 전해질막 및 상기 박막을 압압하는 압압부를 추가로 구비한다.

본 발명의 제 2 양태는, 상기 압압부는, 상기 제 1 수용실 내의 상기 금속 용액을 가압하는 펌프, 또는 상기 제 2 수용실 내의 상기 유체를 가압하는 펌프이어도 된다.

본 발명의 제 2 양태는, 상기 고체 전해질막과 상기 박막 사이에 상기 기판을 끼워 넣은 상태에서, 상기 하우징과 상기 재치대의 상대적인 변위를 구속하는 구속부를 추가로 구비하고 있어도 된다.

본 발명의 제 2 양태는, 상기 박막은, 상기 기판이 재치되는 면에 도전성을 갖고 있어도 된다.

상기 성막 방법 및 성막 장치에 의하면, 금속 피막을 성막할 때에, 고체 전해질막 및 박막은 기판의 표면 및 이면에 따르고, 기판의 표면은, 고체 전해질막을 개재하여 금속 용액으로 균일하게 가압되고, 기판의 이면은, 박막을 개재하여 유체로 균일하게 가압된다. 이 상태에서, 양극과 기판 사이에 전압을 인가함으로써, 고체 전해질막에 함유한 금속 이온이 환원되고, 금속 이온 유래의 금속이 기판의 표면에 석출되고, 기판의 표면에 균일한 막두께의 금속 피막을 성막할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시형태들의 특징들, 이익들 그리고 기술적 및 산업적인 의미는 첨부되는 도면들을 참조하여 이하 서술될 것이고, 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1a 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 금속 피막의 성막 장치의 모식적 단면도이다.
도 1b 는 도 1a 에 나타내는 성막 장치를 사용한 기판의 표면에 대한 금속 피막의 성막을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 금속 피막의 성막 장치의 모식적 단면도이다.
도 2b 는 도 2a 에 나타내는 성막 장치를 사용한 기판의 표면에 대한 금속 피막의 성막을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 금속 피막의 성막 장치의 모식적 단면도이다.
도 3b 는 도 3a 에 나타내는 성막 장치를 사용한 기판의 표면에 대한 금속 피막의 성막을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 금속 피막의 성막 장치의 모식적 단면도이다.
도 4b 는 제 4 실시형태에 있어서 성막되는 기판의 모식적 단면도이다.
도 4c 는 도 4a 에 나타내는 성막 장치를 사용한 기판의 표면에 대한 금속 피막의 성막을 설명하기 위한 도면이다.
도 4d 는 금속 피막의 성막 도중의 도 4c 에 나타내는 기판의 표면 및 이면의 근방의 부분적 확대도이다.
도 4e 는 도 4d 에 상당하는 변형예에 관련된 금속 피막의 성막 도중의 기판의 측면의 근방의 부분적 확대도이다.

이하에, 도 1a ∼ 도 4e 를 참조하여, 본 발명의 몇 개의 실시형태를 설명한다.

1. 성막 장치 (1A) 에 대해

도 1a 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 금속 피막의 성막 장치 (1A) 의 모식적 단면도이다. 본 실시형태에 관련된 성막 장치 (1A) 는, 금속 이온을 환원함으로써 금속을 석출시켜, 석출된 금속으로 이루어지는 금속 피막을 기판 (B) 의 표면에 성막하는 장치이다.

기판 (B) 은, 성막되는 표면이 음극 (즉, 도전성을 갖는 표면) 으로서 기능하는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 실시형태에서는, 기판 (B) 은, 알루미늄, 철 등의 금속판이다. 그 밖에도, 기판 (B) 은, 에폭시 수지 등의 고분자 수지 또는 세라믹스 등의 표면의 전체면 또는 일부에, 구리, 니켈, 은, 또는 철 등의 금속층이 피복된 기판이어도 되고, 이 금속층이 음극으로서 기능한다.

성막 장치 (1A) 는, 금속제의 양극 (11) 과, 양극 (11) 과 기판 (B) (음극) 사이에 배치되는 고체 전해질막 (13) 과, 양극 (11) 과 기판 (B) 사이에 전압을 인가하는 전원부 (16) 와, 기판 (B) 을 재치하는 재치대 (40) 를 구비하고 있다.

양극 (11) 은, 기판 (B) 이 성막되는 영역을 덮는 크기를 가지고 있으면, 블록상 또는 평판상이어도 되고, 다공질체 또는 메시 (망목상 부재) 로 이루어져도 된다. 양극 (11) 의 재료로는, 성막해야 할 금속 피막과 동일한 재질이고, 후술하는 금속 이온을 포함하는 금속 용액 (L) 에 대해 가용성의 양극인 것이 바람직하다. 이로써, 금속 피막의 성막 속도를 높일 수 있다. 예를 들어, 금속 피막이 구리 피막인 경우에는, 양극 (11) 의 재료에 무산소동판을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 성막 전의 금속 용액 (L) 에는 금속 이온이 포함되어 있으므로, 양극 (11) 은, 금속 용액 (L) 에 대해 불용성의 양극이어도 된다.

고체 전해질막 (13) 은, 금속 용액 (L) 에 접촉시킴으로써, 금속 이온을 내부에 함침 (함유) 할 수 있고, 전압을 인가했을 때에 기판 (B) 의 표면에 금속 이온이 환원되고, 금속 이온 유래의 금속이 석출될 수 있는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 실시형태에서는, 고체 전해질막 (13) 은 가요성을 가지고 있고, 성막시의 압압에 의해 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 따른 막두께 및 경도를 갖는다.

고체 전해질막 (13) 의 막두께는, 100 ∼ 200 ㎛ 인 것이 바람직하다. 고체 전해질막의 재질로는, 예를 들어 듀퐁사 제조의 나피온 (등록상표) 등의 불소계 수지, 탄화수소계 수지, 폴리아믹산 수지, 아사히 가라스사 제조의 세레미온 (CMV, CMD, CMF 시리즈) 등의 양이온 교환 기능을 갖는 수지를 들 수 있다.

금속 용액 (L) 은, 상기 서술한 바와 같이 성막해야 할 금속 피막의 금속을 이온 상태로 함유하고 있는 액 (전해액) 이다. 이와 같은 금속에, 예를 들어, 니켈, 아연, 구리, 크롬, 주석, 은, 또는 납으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 금속 용액 (L) 은, 이들 금속을, 질산, 인산, 숙신산, 황산 니켈, 또는 피롤린산 등의 산으로 용해 (이온화) 한 수용액이다.

본 실시형태에서는, 성막 장치 (1A) 는, 하우징 (20) 을 추가로 구비하고 있다. 하우징 (20) 은, 양극 (11) 과 고체 전해질막 (13) 사이에, 금속 용액 (L) 이 배치되고, 또한, 성막시에 금속 용액 (L) 을 개재하여, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 금속 용액 (L) 이 배치되도록, 금속 용액 (L) 을 수용하는 제 1 수용실 (21) 이 형성되어 있다.

제 1 수용실 (21) 에는, 고체 전해질막 (13) 과 대향하는 위치에 양극 (11) 이 배치되어 있고, 제 1 수용실 (21) 에 수용된 금속 용액 (L) 은, 고체 전해질막 (13) 과 양극 (11) 에 접촉한다. 제 1 수용실 (21) 에는, 금속 피막이 성막되는 측의 기판 (B) 의 표면 (Ba) 의 크기보다 큰 제 1 개구부 (22) 가 형성되어 있다. 제 1 수용실 (21) 내에 있어서, 양극 (11) 과 고체 전해질막 (13) 사이에 금속 용액 (L) 을 수용한 상태에서, 제 1 개구부 (22) 는, 고체 전해질막 (13) 으로 덮여 있고, 금속 용액 (L) 은, 제 1 수용실 (21) 내에 유동 가능한 상태로 봉지된다.

이와 같이 하여, 본 실시형태에서는, 성막시에, 고체 전해질막 (13) 을 개재하여 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 금속 용액 (L) 을 배치하고, 그 액압에 의해 고체 전해질막 (13) 을 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 따르게 할 수 있다. 하우징 (20) 의 재질로는, 알루미늄, 스테인리스 등의 금속 재료 등을 들 수 있고, 압압부 (30A) 에 의해 과도하게 변형되지 않는 것 (강체) 으로 할 수 있으면, 그 재료는 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 실시형태에서는, 성막 장치 (1A) 에는, 기판 (B) 을 재치하는 금속제의 재치대 (40) 가 형성되어 있다. 재치대 (40) 의 재질로는, 알루미늄 또는 스테인리스 등의 금속 재료로 이루어진다. 그러나, 압압부 (30A) 에 의해 과도하게 변형되지 않는 것 (강체) 으로 할 수 있으면, 그 재료는 특별히 한정되는 것은 아니다.

재치대 (40) 에는, 금속 피막이 형성되는 표면 (Ba) 과 반대측에 위치하는 기판 (B) 의 이면 (Bb) 에, 박막 (43) 을 개재하여 유체 (45) 가 배치되도록, 유체 (45) 를 수용하는 제 2 수용실 (41) 이 형성되어 있다. 구체적으로는, 제 2 수용실 (41) 에는, 기판 (B) 의 이면 (Bb) 의 크기보다 큰 제 2 개구부 (42) 가 형성되어 있고, 제 2 개구부 (42) 에 박막 (43) (필름) 을 덮음으로써, 유체 (45) 는, 제 2 수용실 (41) 내에 있어서 유동 가능한 상태로 봉지되어 있다.

여기서, 유체 (45) 는, 유동성을 갖는 물질이며, 예를 들어, 기체, 액체, 또는 겔 등을 들 수 있고, 박막 (43) 을 개재하여 기판 (B) 에 접촉했을 때에, 기판 (B) 에 대해 쿠션성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기체로는, 대기 또는 질소 가스 등의 불활성 가스 등을 들 수 있다. 액체로는, 물 또는 기름 등을 들 수 있다. 겔로는, 폴리스티렌 등의 고분자 겔 등을 들 수 있다.

본 실시형태에서는, 박막 (43) 의 재료로는, 수지, 금속, 또는 이들을 층상으로 적층한 것을 들 수 있고, 박막 (43) 은, 가요성을 가지고 있다. 본 실시형태에서는, 박막 (43) 은, 성막시의 압압에 의해 기판 (B) 의 이면 (Bb) 에 따르고, 압압에 의해 그 강도가 확보되어 있으면, 그 재질 및 두께는 한정되는 것은 아니다. 박막 (43) 의 막두께는, 0.1 ∼ 10 ㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

기판 (B) 에는, 전원부 (16) 의 부극이 접속되어 있고, 양극 (11) 에는, 전원부 (16) 의 정극이 접속되어 있다. 또한, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 의 일부에, 음극으로서 금속층이 형성되어 있는 경우에는, 이 금속층은, 예를 들어 도체 지그 (도시 생략) 를 개재하여, 전원부 (16) 의 부극에 도통된다.

본 실시형태에서는, 성막 장치 (1A) 는, 하우징 (20) 의 상부에 압압부 (30A) 를 추가로 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 하우징 (20) 은, 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (B) 을 끼워 넣는 것이 가능하도록, 압압부 (30A) 에 의해 자유롭게 이동할 수 있도록 (자유롭게 승강할 수 있도록) 되어 있다. 본 실시형태에서는, 압압부 (30A) 는, (1) 하우징 (20) 을 재치대 (40) 에 대해 이동 (승강) 시키고, 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (B) 을 끼워 넣는 기능과, (2) 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 끼워 넣은 상태의 기판 (B) 에, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 을 압압하는 기능을 갖는다.

또한, 본 실시형태에서는, 압압부 (30A) 에 의해, 고정된 재치대 (40) 에 대해 하우징 (20) 을 자유롭게 이동할 수 있도록 했지만, 예를 들어, 재치대 (40) 에 압압부를 형성함으로써, 하우징 (20) 을 고정시켜, 재치대 (40) 를 하우징 (20) 에 대해 자유롭게 이동할 수 있도록 해도 된다.

압압부 (30A) 는, 상기 서술한 (1) 및 (2) 에 나타내는 기능을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 유압식 또는 공기식의 실린더를 들 수 있다. 또 압압부 (30A) 는, 리니어 가이드가 부착된 모터 등이어도 된다. 이와 같이 하여, 압압부 (30A) 를 사용하여, 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (B) 을 끼우고, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 으로 기판 (B) 을 압압하면서 금속 피막을 성막할 수 있다.

2. 성막 장치 (1A) 를 사용한 성막 방법에 대해

이하에 본 실시형태에 관련된 성막 장치 (1A) 를 사용한 성막 방법을 설명한다. 도 1b 는, 도 1a 에 나타내는 성막 장치 (1A) 를 사용한 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 대한 금속 피막 (F) 의 성막을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 1a 에 나타내는 바와 같이, 금속 피막이 성막되는 표면 (Ba) 이 고체 전해질막 (13) 에 대향하도록, 재치대 (40) 에 기판 (B) 을 배치한다. 구체적으로는, 기판 (B) 의 이면 (Bb) 의 전체가, 박막 (43) 을 개재하여, 재치대 (40) 의 제 2 수용실 (41) 에 수용된 유체 (45) 에 배치되도록, 기판 (B) 을 재치대 (40) 의 박막 (43) 상에 재치한다.

상기 서술한 바와 같이, 양극 (11) 과 고체 전해질막 (13) 사이에, 금속 용액 (L) 이 배치되도록, 금속 용액 (L) 은, 하우징 (20) 의 제 1 수용실 (21) 내에, 고체 전해질막 (13) 으로 봉지되어 있다. 또한, 기판 (B) 의 이면 (Bb) 에, 박막 (43) 을 개재하여 유체 (45) 가 배치되도록, 유체 (45) 는, 재치대 (40) 의 제 2 수용실 (41) 내에, 박막 (43) 으로 봉지되어 있다. 이와 같은 하우징 (20) 및 재치대 (40) 를 사용하여, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 금속 피막을 성막한다.

구체적으로는, 도 1b 에 나타내는 바와 같이, 기판 (B) 을 재치대 (40) 에 재치한 상태에서, 재치대 (40) 와 하우징 (20) 을 상대적으로 이동시켜, 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (B) 을 끼워 넣는다. 구체적으로는, 압압부 (30A) 에 의해, 하우징 (20) 을 재치대 (40) 를 향하여 하강시키고, 고체 전해질막 (13) 을 개재하여 금속 용액 (L) 을 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 배치한다. 보다 구체적으로는, 제 1 수용실 (21) 에 형성된 제 1 개구부 (22) 에 위치하는 고체 전해질막 (13) 의 부분을 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 접촉시킨다.

또한, 압압부 (30A) 에 의해, 고체 전해질막 (13) 측으로부터 기판 (B) 을 가압함으로써, 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 끼워 넣은 상태의 기판 (B) 에, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 을 압압한다. 이로써, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 을, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 및 이면 (Bb) 에 따르게 할 수 있다. 여기서, 제 1 수용실 (21) 에, 금속 용액 (L) 의 압력을 측정하는 압력계 (도시 생략) 를 형성하면, 측정한 압력을 확인하면서, 소정의 압력으로 기판 (B) 을 압압할 수 있다.

이 상태에서, 전원부 (16) 에 의해, 양극 (11) 과 기판 (B) 사이에 전압을 인가하고, 고체 전해질막 (13) 에 함유한 금속 이온을 환원하고, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 금속 이온 유래의 금속을 석출시킨다. 이로써, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 금속 피막 (F) 이 성막된다.

이와 같이, 금속 피막 (F) 을 성막할 때, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 은 기판 (B) 의 표면 (Ba) 및 이면 (Bb) 에 따르고, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 은, 고체 전해질막 (13) 을 개재하여 금속 용액 (L) 으로 균일하게 가압되고, 기판 (B) 의 이면 (Bb) 은, 박막 (43) 을 개재하여 유체 (45) 로 균일하게 가압된다. 이로써, 기판 (B) 에 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 은, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 및 이면 (Bb) 에 대해 간극을 형성하지 않고, 이들을 균일하게 압압할 수 있다. 이 상태에서, 양극 (11) 과 기판 (B) 사이에 전압을 인가함으로써, 고체 전해질막 (13) 에 함유한 금속 이온이 환원되고, 금속 이온 유래의 금속이 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 석출되고, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 균일한 막두께의 금속 피막 (F) 을 성막할 수 있다.

[제 2 실시형태]

도 2a 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 금속 피막의 성막 장치 (1B) 의 모식적 단면도이다. 제 2 실시형태에 관련된 성막 장치 (1B) 가, 제 1 실시형태의 것과 상이한 점은, 압압부의 구성이다. 따라서, 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태의 성막 장치 (1A) 의 구성과 동일한 구성은, 동일한 부호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 제 1 실시형태에 나타내는, 압압부 (30A) 대신에, 하우징 (20) 을 승강시키는 승강 장치 (31) 가 장착되어 있다. 승강 장치 (31) 는, 하우징 (20) 에 접속된 가이드 (31a) 와, 가이드 (31a) 에 걸어맞춰지고, 회전함으로써 가이드 (31a) 를 직선 이동시키는 롤러 (31b) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 이 승강 장치 (31) 를 사용하여, 고체 전해질막 (13) 을 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 압압하지 않는다.

본 실시형태에서는, 하우징 (20) 에는, 제 1 수용실 (21) 에 금속 용액 (L) 을 공급하는 공급 통로 (26) 와, 제 1 수용실 (21) 로부터 금속 용액 (L) 을 배출하는 배출 통로 (27) 가 형성되어 있다. 공급 통로 (26) 에는, 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액 (L) 을 가압하는, 압압부에 상당하는 펌프 (30B) 가 접속되어 있고, 배출 통로 (27) 에는, 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액 (L) 의 압력을 조정하는 압력 조정 밸브 (33) 가 접속되어 있다.

본 실시형태에서는, 펌프 (30B) 를 구동시킴으로써, 공급 통로 (26) 를 개재하여 제 1 수용실 (21) 내에 금속 용액 (L) 을 압송하고, 압력 조정 밸브 (33) 로 설정된 압력까지, 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액 (L) 의 압력을 증가시킬 수 있다. 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액 (L) 은, 설정된 압력을 초과하지 않도록, 압력 조정 밸브 (33) 로부터 배출되고, 배출된 금속 용액 (L) 은, 펌프 (30B) 에 공급되고, 금속 용액 (L) 은 성막 장치 (1B) 내를 순환한다.

이하에, 본 실시형태에 관련된 성막 장치 (1B) 를 사용한 성막 방법을 설명한다. 도 2b 는, 도 2a 에 나타내는 성막 장치 (1B) 를 사용한 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 대한 금속 피막 (F) 의 성막을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 제 1 실시형태와 동일하게, 기판 (B) 을 재치대 (40) 에 재치한다. 다음으로, 승강 장치 (31) 를 사용하여, 재치대 (40) 에 대해 하우징 (20) 을 강하 (이동) 시키고, 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (B) 을 끼워 넣는다. 이 상태에서, 롤러 (31b) 의 회전을 정지함으로써, 가이드 (31a) 의 위치를 고정시키고, 재치대 (40) 에 대한 하우징 (20) 의 위치를 고정시킨다.

다음으로, 이 고정시킨 상태에서, 펌프 (30B) 를 구동한다. 이로써, 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액 (L) 의 압력이 증가하고, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 고체 전해질막 (13) 을 압압하는 압압력이 발생한다. 이것에 수반하여, 기판 (B) 의 이면 (Bb) 측에서는, 이 압압력에 의한 반력이, 기판 (B) 의 이면 (Bb) 에 박막 (43) 을 압압하는 압압력으로서 작용한다. 이와 같이 하여, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 을 기판 (B) 에 압압함으로써, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 을, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 및 이면 (Bb) 에 따르게 하여, 금속 피막 (F) 의 성막을 실시할 수 있다. 본 실시형태에서는, 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액 (L) 의 액압에 의해, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 의 압압을 조정하므로, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 및 이면 (Bb) 을 원하는 압력으로 간단하게 압압할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액 (L) 을 가압하는 펌프 (30B) 를 형성하고, 펌프 (30B) 로 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 의 압압을, 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액 (L) 의 압력을 증압시킴으로써 실시하였다. 그 밖에도, 예를 들어, 제 2 수용실 (41) 내의 유체 (45) 를 가압하는 펌프를 형성하고, 이 펌프로 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 의 압압을, 제 2 수용실 (41) 내의 유체 (45) 의 압력을 증압함으로써 실시해도 된다. 또한, 제 1 수용실 (21) 및 제 2 수용실 (41) 의 쌍방에, 상기 서술한 펌프를 접속하고, 금속 용액 (L) 또는 유체 (45) 의 압력을 증가시켜도 된다.

[제 3 실시형태]

도 3a 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 금속 피막의 성막 장치 (1C) 의 모식적 단면도이다. 제 3 실시형태에 관련된 성막 장치 (1C) 가, 제 2 실시형태의 것과 상이한 점은, 승강 장치 (31) 대신에 구속부 (50) 를 새롭게 형성한 점이다. 따라서, 제 3 실시형태에 있어서, 제 2 실시형태의 성막 장치 (1B) 의 구성과 동일한 구성은, 동일한 부호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (B) 을 끼워 넣은 상태에서, 하우징 (20) 과 재치대 (40) 의 상대적인 변위를 구속하는 구속부 (50) 를 추가로 구비하고 있다. 구체적으로는, 구속부 (50) 는, 하우징 (20) 및 재치대 (40) 의 측면에 장착된 암나사부 (51A, 51B) 와, 이들 암나사부 (51A, 51B) 에 나사 장착되는 수나사부 (52) 로 구성되어 있다. 구속부 (50) 는, 암나사부 (51A, 51B) 에, 수나사부 (52) 를 체결함으로써, 하우징 (20) 과 재치대 (40) 의 상대적인 변위를 구속할 수 있다.

이하에, 본 실시형태에 관련된 성막 장치 (1C) 를 사용한 성막 방법을 설명한다. 도 3b 는, 도 3a 에 나타내는 성막 장치 (1C) 를 사용한 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 대한 금속 피막 (F) 의 성막을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 제 2 실시형태와 동일하게, 기판 (B) 을 재치대 (40) 에 재치한다. 다음으로, 재치대 (40) 를 향해 하우징 (20) 을 이동 (하강) 시키고, 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (B) 을 끼워 넣는다.

고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (B) 을 끼워 넣은 상태에서, 암나사부 (51A, 51B) 에, 수나사부 (52) 를 체결함으로써, 구속부 (50) 에서 하우징 (20) 과 재치대 (40) 의 상대적인 변위를 구속하고, 이 상태에서 펌프 (30B) 를 구동한다.

이로써, 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액 (L) 의 압력이 증가하고, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 고체 전해질막 (13) 을 압압하는 압압력이 발생한다. 이것에 수반하여, 기판 (B) 의 이면 (Bb) 측에서는, 이 압압력에 의한 반력이, 기판 (B) 의 이면 (Bb) 에 박막 (43) 을 압압하는 압압력으로서 작용한다. 하우징 (20) 과 재치대 (40) 의 상대적인 변위를 구속부 (50) 에서 구속하고 있으므로, 반력에 의해, 하우징 (20) 이 밀려 되돌아오지 않고, 금속 용액 (L) 의 액압에 의해, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 을 기판 (B) 에 의해 균일하게 압압할 수 있다. 이로써, 고체 전해질막 (13) 및 박막 (43) 을, 기판 (B) 의 표면 (Ba) 및 이면 (Bb) 에 의해 균일하게 따르게 하여, 금속 피막 (F) 의 성막을 실시할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 제 1 및 제 2 실시형태와는 달리, 실린더로 이루어지는 압압부 (30A) 및 승강 장치 (31) 를 사용하지 않고, 금속 피막을 성막할 수 있기 때문에, 성막 장치 (1C) 의 컴팩트화를 도모할 수 있다.

[제 4 실시형태]

도 4a 는, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 금속 피막의 성막 장치 (1D) 의 모식적 단면도이다. 도 4b 는, 제 4 실시형태에 있어서 성막되는 기판 (C) 의 모식적 단면도이다. 제 4 실시형태에서는, 성막되는 기판이, 제 3 실시형태의 것과는 달리, 박막의 소재가 상이하다. 따라서, 제 4 실시형태에 있어서, 제 3 실시형태의 성막 장치 (1C) 의 구성과 동일한 구성은, 동일한 부호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4b 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 기판 (C) 은, 절연 재료와 도체 재료가 적층된 빌드업 기판이고, 기판 (C) 의 절연 수지로 이루어지는 표면 (Ca) 에는, 금속 피막이 성막되는 복수의 제 1 도체부 (c1) 가, 서로 이간되어 형성되어 있다. 또한, 기판 (C) 의 절연 수지로 이루어지는 이면 (Cb) 에는, 각 제 1 도체부 (c1) 와 기판 (C) 의 내부 도체 (ci) 에 의해 도통한 제 2 도체부 (c2) 가 형성되어 있다. 구체적으로는, 기판 (C) 의 표면 (Ca) 및 이면 (Cb) 에는 오목부 (cf) 가 형성되어 있고, 오목부 (cf) 의 바닥면에 제 1 도체부 (c1) 및 제 2 도체부 (c2) 가 형성되어 있다.

또한, 본 실시형태에 관련된 성막 장치 (1D) 에서는, 박막 (43) 이 알루미늄 등의 금속제의 박막이다. 박막 (43) 은, 금속제의 재치대 (40) 를 개재하여, 전원부 (16) 의 부극에 접속되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 박막 (43) 이 금속제의 박막이므로, 유체 (45) 는, 도전성을 갖는 액체 또는 겔인 것이 바람직하다. 이로써, 성막시에, 전원부 (16) 로부터의 전류를, 유체 (45) 를 개재하여 박막 (43) 에 보다 균일하게 흘릴 수 있다.

이하에, 본 실시형태에 관련된 성막 장치 (1D) 를 사용한 성막 방법을 설명한다. 도 4c 는, 도 4a 에 나타내는 성막 장치 (1D) 를 사용한 기판 (C) 의 표면 (Ca) 에 대한 금속 피막의 성막을 설명하기 위한 도면이고, 도 4d 는, 금속 피막의 성막 도중의 도 4c 에 나타내는 기판 (C) 의 표면 (Ca) 및 이면 (Cb) 의 근방의 부분적 확대도이다.

먼저, 제 3 실시형태와 동일하게, 기판 (C) 을 재치대 (40) 에 재치한다. 다음으로, 재치대 (40) 에 대해 하우징 (20) 을 이동시키고, 고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (C) 을 끼워 넣는다.

고체 전해질막 (13) 과 박막 (43) 사이에 기판 (C) 을 끼워 넣은 상태에서, 구속부 (50) 에 의해, 하우징 (20) 과 재치대 (40) 의 상대적인 변위를 구속한다. 이 상태에서, 펌프 (30B) 를 구동한다. 이로써, 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액 (L) 의 압력이 증가하고, 기판 (C) 의 표면 (Ca) 에 고체 전해질막 (13) 을 압압하는 압압력이 발생한다. 이것에 수반하여, 기판 (C) 의 이면 (Cb) 측에서는, 이 압압력에 의한 반력이, 기판 (C) 의 이면 (Cb) 에 박막 (43) 을 압압하는 압압력으로서 작용한다.

이와 같이 하여, 도 4d 에 나타내는 바와 같이, 고체 전해질막 (13) 은, 오목부 (cf) 가 형성된 표면 (Ca) 에 따르고, 제 1 도체부 (c1) 에 접촉한다. 한편, 박막 (43) 은, 오목부 (cf) 가 형성된 이면 (Cb) 에 따르고, 제 2 도체부 (c2) 에 접촉한다. 박막 (43) 은, 금속제의 박막이며, 박막 (43) 에 접촉한 제 2 도체부 (c2) 는, 내부 도체 (ci) 를 개재하여 제 1 도체부 (c1) 에 도통하고 있다.

여기서, 기판 (C) 의 제 1 도체부 (c1) 는, 기판 (C) 의 표면 (Ca) 에 이간되어 복수 배치되어 있음과 함께, 각 제 1 도체부 (c1) 는, 표면 (Ca) 에 형성된 오목부 (cf) 의 바닥면에 위치한다. 이 때문에, 도체 지그 등을 사용하여, 각 제 1 도체부 (c1) 에 직접적으로 전원부 (16) 의 부극을 접속하는 것은 어렵다. 그러나, 본 실시형태에 의하면, 도체 지그를 사용하지 않고, 박막 (43) 을, 오목부 (cf) 가 형성된 이면 (Cb) 에 따르게 하여, 전원부 (16) 의 부극을, 기판 (C) 의 이면 (Cb) 측으로부터 복수의 제 1 도체부 (c1) 에 간단하게 도통할 수 있다. 이 때문에, 기판 (C) 의 제 1 도체부 (c1) 에, 간단하게 금속 피막을 성막할 수 있다. 특히, 본 실시형태와 같이, 기판 (C) 의 이면 (Cb) 에 형성된 오목부 (cf) 의 바닥면에, 제 2 도체부 (c2) 가 형성되어 있어도, 박막 (43) 을 이면 (Cb) 에 따르게 하여, 제 2 도체부 (c2) 에 박막 (43) 을 간단하게 접촉시킬 수 있다.

본 실시형태에서는, 박막 (43) 은, 금속 박막이었지만, 예를 들어, 기판 (C) 이 재치되는 면이 도전성을 갖는 박막이면, 박막 (43) 을 제 1 도체부 (c1) 에 접촉시켜, 박막 (43) 을 개재하여, 전원부 (16) 의 부극을 제 1 도체부 (c1) 에 도통시킬 수 있다. 따라서, 박막 (43) 은, 기판 (C) 이 재치되는 면이 도전성을 갖는 박막이면, 수지층과 금속층이 적층된 박막이어도 되고, 예를 들어 수지에 도전성을 갖는 필러를 함유시킨 박막이어도 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 기판 (C) 은, 내부 도체 (ci) 를 개재하여 제 1 도체부 (c1) 에 도통하는 제 2 도체부 (c2) 는, 기판 (C) 의 이면 (Cb) 에 형성되어 있었지만, 예를 들어, 도 4e 에 나타내는 바와 같이, 내부 도체 (ci) 를 개재하여 제 1 도체부 (c1) 에 도통하는 제 2 도체부 (c2) 가, 기판 (C) 의 측면 (Cd) 에 형성되어 있어도 된다. 이 경우에도, 압압시에, 박막 (43) 을 기판 (C) 의 이면 (Cb) 과, 그 측면 (Cd) 의 일부에 따르게 하여, 제 2 도체부 (c2) 에 박막 (43) 을 접촉시키면, 전원부 (16) 의 부극을, 기판 (C) 의 측면측으로부터 복수의 제 1 도체부 (c1) 에 간단하게 도통할 수 있다.

본 발명을 이하의 실시예에 의해 설명한다.

[실시예 1]

상기 서술한 도 4a 에 나타내는 성막 장치 (1D) 를 사용하여 금속 피막을 성막하였다. 먼저, 기판으로서, 유리 섬유에 에폭시 수지를 함침시킨 유리 에폭시 기판을 준비하였다. 유리 에폭시 기판의 치수는, 40 ㎜ × 50 ㎜ × 0.8 ㎜ 이다. 이 기판의 표면에는, 두께 20 ㎛ 의 레지스트가 형성되어 있고, 레지스트로부터 노출된 표면에는, 직경 0.6 ㎜ 의 구리 랜드 (제 1 도체부) 가 16 개 형성되어 있다. 구체적으로는, 구리 랜드는, 레지스트에 의해 형성된 기판의 표면의 오목부의 바닥면에 형성되어 있다. 또한, 도 4b 에 나타내는 바와 같이, 기판의 유리 에폭시 수지로 이루어지는 이면에는, 복수의 오목부가 형성되어 있고, 오목부의 바닥면에는, 각 구리 랜드에 도통하는 제 2 도체부가 형성되어 있다.

다음으로, 금속 용액으로서, 1.0 mol/ℓ 의 황산 구리 수용액을 준비하고, 이것을 제 1 수용실에 수용하였다. 양극에, 무산소동으로 이루어지는 메시를 사용하고, 고체 전해질막에, 막두께 50 ㎛ 의 불소 수지계 고체 전해질막 (듀퐁사 제조 : 나피온 N117) 을 사용하였다. 재치대의 제 2 수용실에 수용되는 유체에, 폴리스티렌 겔 (탄성률 : 약 5 ㎫) 을 사용하고, 박막에는 알루미늄 박막을 사용하였다.

고체 전해질막과 박막 사이에 기판을 끼워 넣은 상태에서, 펌프를 구동함으로써, 제 1 수용실 내의 압력을 1.0 ㎫ 로 하였다. 이로써, 고체 전해질막을 기판의 표면에 1.0 ㎫ 로 압압하면서, 전류 밀도 50 mA/㎠ 가 되도록 양극과 재치대 사이에 전압을 40 분간 인가하고, 기판의 구리 랜드의 표면에 구리 피막을 성막하였다.

[비교예 1]

실시예 1 과 동일하게 하여, 기판에 대해 구리 피막을 성막하였다. 실시예 1 과 상이한 점은, 도 1a 에 나타내는 성막 장치 (1A) 를 사용하여, 제 1 수용실 내의 양극을 고체 전해질막에 접촉시키고, 고체 전해질막을 개재하여, 양극으로 기판을 압압 (가압) 한 점과, 성막 장치의 재치대의 제 2 수용실에 티탄판을 배치하고, 박막을 형성하지 않은 점이다.

[비교예 2]

실시예 1 과 동일하게 하여, 기판에 대해 구리 피막을 성막하였다. 실시예 1 과 상이한 점은, 도 1a 에 나타내는 성막 장치 (1A) 를 사용하여, 제 1 수용실 내의 양극을 고체 전해질막에 접촉시키고, 고체 전해질막을 개재하여, 양극으로 기판을 압압 (가압) 한 점이다.

[비교예 3]

실시예 1 과 동일하게 하여, 기판에 대해 구리 피막을 성막하였다. 실시예 1 과 상이한 점은, 성막 장치의 재치대의 제 2 수용실에 티탄판을 배치하고, 박막을 형성하지 않은 점이다.

[비교예 4]

실시예 1 과 동일하게 하여, 기판에 대해 구리 피막을 성막하였다. 실시예 1 과 상이한 점은, 성막 장치의 재치대의 제 2 수용실에 도전성 실리콘 고무를 배치하고, 박막을 형성하지 않은 점이다.

[참고예 1, 2]

실시예 1 과 동일하게 하여, 기판에 대해 구리 피막을 성막하였다. 실시예 1 과 상이한 점은, 압력 조정 밸브의 설정 압력을 조정함으로써, 성막시에, 금속 용액의 액압을, 각각 0.1 ㎫, 0.5 ㎫ 로 한 점이다.

이하에, 실시예 1, 비교예 1 ∼ 4, 및 참고예 1, 2 의 성막 조건과, 구리 피막이 성막된 구리 랜드의 개수를 표 1 에 나타낸다.

＜결과 및 고찰＞

실시예 1 에서는, 모든 구리 랜드에 구리 피막이 형성되어 있었지만, 비교예 1 ∼ 3 에서는, 구리 랜드에 구리 피막은 형성되어 있지 않고, 비교예 4 및 참고예 1, 2 에서는, 구리 피막이 형성되어 있지 않은 구리 랜드가 존재하였다.

실시예 1 에서는, 성막시에, 제 1 수용실측에서 발생한 액압에 의해, 고체 전해질막이 기판의 표면에 따름으로써, 고체 전해질막이 기판의 모든 제 1 도체부에 접촉하고 있었다고 생각된다. 이것에 더하여, 기판의 이면측에서는, 제 1 수용실측의 액압의 반력에 의해, 제 2 수용실 내의 겔이 변형 (유동) 되고, 박막이 기판의 이면에 따름과 함께, 박막이 기판의 모든 제 2 도체부에 접촉하고 있었다고 생각된다. 이로써, 실시예 1 에서는, 모든 구리 랜드에 구리 피막이 성막되었다고 생각된다.

한편, 비교예 1 및 2 에서는, 성막시에, 고체 전해질막은, 이것에 접촉하고 있는 양극으로부터의 압력에 의해 기판의 표면을 압압하고 있으므로, 고체 전해질막은, 기판의 표면에 따르지 않고, 고체 전해질막이 기판의 모든 제 1 도체부에 접촉하고 있지 않았다고 생각된다. 이로써, 비교예 1 및 2 에서는, 모든 구리 랜드에 구리 피막이 형성되지 않았다고 생각된다.

또한, 비교예 3 에서는, 기판의 이면측에 있어서, 제 1 수용실측의 액압의 반력에 의해, 티탄판은 변형되지 않기 때문에, 박막이 기판의 이면에 따르지 않고, 박막이 기판의 제 2 도체부에 접촉하고 있지 않았다고 생각된다. 이로써, 비교예 3 에서는, 모든 구리 랜드에 구리 피막이 형성되지 않았다고 생각된다.

비교예 4 에서는, 기판의 이면측에 있어서, 제 1 수용실측의 액압의 반력에 의해, 실리콘 고무는 변형되지만, 실리콘 고무는 유체가 아니기 때문에, 폴리스티렌 겔에 비해 변형되기 어렵다. 이로써, 박막이 기판의 이면에 완전하게 따르지 않고, 박막이 기판의 제 2 도체부의 일부에 접촉하고 있지 않았다고 생각된다. 이로써, 비교예 4 에서는, 일부의 구리 랜드에 구리 피막이 형성되지 않았다고 생각된다.

또한, 참고예 1 및 2 에서는, 금속 용액의 액압이 낮기 때문에, 기판의 이면측에서는, 제 1 수용실측의 액압의 반력에 의해, 제 2 수용실 내의 겔의 유동이 충분하지 않고, 박막이 기판의 이면에 완전하게 따르지 않고, 박막이 기판의 제 2 도체부의 일부에 접촉하고 있지 않았다고 생각된다. 이로써, 참고예 1 및 2 에서는, 일부의 구리 랜드에 구리 피막이 형성되지 않았다고 생각된다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 서술했지만, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지 설계 변경을 실시할 수 있는 것이다.

Claims (9)

1. 금속 피막의 성막 방법으로서,
   음극인 기판 (B) 을 재치대 (40) 에 재치하는 것,
   양극 (11) 과 고체 전해질막 (13) 사이에 금속 이온을 포함하는 금속 용액 (L) 이 배치되고, 상기 고체 전해질막 (13) 을 개재하여 상기 금속 용액 (L) 이 상기 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 배치되도록, 상기 금속 용액 (L) 을, 하우징 (20) 의 제 1 수용실 (21) 내에 상기 고체 전해질막 (13) 으로 봉지한 상태로 하고, 상기 금속 피막이 성막되는 표면 (Ba) 과 반대측에 위치하는 상기 기판의 이면 (Bb) 에, 가요성을 갖는 박막 (43) 을 개재하여 유체 (45) 가 배치되도록, 상기 유체 (45) 를, 상기 재치대 (40) 의 제 2 수용실 (41) 내에 상기 박막 (43) 으로 봉지한 상태로 하고, 상기 기판 (B) 을 상기 재치대 (40) 에 재치한 상태에서, 상기 재치대 (40) 와 상기 하우징 (20) 을 상대적으로 이동시켜 상기 고체 전해질막 (13) 과 상기 박막 (43) 사이에 상기 기판 (B) 을 끼워 넣는 것,
   끼워 넣은 상태의 상기 기판 (B) 에, 상기 고체 전해질막 (13) 및 상기 박막 (43) 을 압압함으로써, 상기 고체 전해질막 (13) 및 상기 박막 (43) 을, 상기 기판 (B) 의 상기 표면 (Ba) 및 상기 이면 (Bb) 에 따르게 하여, 상기 재치대 (40) 에 재치된 상기 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 상기 고체 전해질막 (13) 을 접촉시킨 상태에서, 상기 양극 (11) 과 상기 기판 (B) 사이에, 전압을 인가함으로써, 상기 고체 전해질막 (13) 에 함유한 상기 금속 이온을 환원하고, 상기 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 상기 금속 이온 유래의 금속을 석출시켜, 상기 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 상기 금속 피막의 성막을 실시하는 것을 구비하며,
   상기 기판의 이면 (Bb) 은, 상기 박막 (43) 을 개재하여 상기 유체 (45) 로 균일하게 가압되는, 성막 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 고체 전해질막 (13) 및 상기 박막 (43) 의 압압을, 상기 제 1 수용실 (21) 내의 금속 용액의 압력 또는 상기 제 2 수용실 (41) 내의 상기 유체 (45) 의 압력을 증가시키는 것에 의해 실시하는, 성막 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고체 전해질막 (13) 과 상기 박막 (43) 사이에 상기 기판 (B) 을 끼워 넣은 상태에서, 상기 하우징 (20) 과 상기 재치대 (40) 의 상대적인 변위를 구속하는 것,
   상기 변위를 구속한 상태에서, 상기 고체 전해질막 (13) 및 상기 박막 (43) 의 압압을 실시하면서, 상기 금속 피막의 성막을 실시하는 것을 추가로 구비하는, 성막 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판의 표면에, 상기 금속 피막이 성막되는 복수의 제 1 도체부 (c1) 가 형성되고,
   상기 기판의 이면 또는 상기 기판의 측면에, 상기 각 제 1 도체부 (c1) 에 도통한 제 2 도체부 (c2) 가 형성되어 있고,
   상기 박막 (43) 에, 상기 기판이 재치되는 면에 도전성을 갖는 박막을 사용하고,
   상기 박막 (43) 을 상기 기판의 이면에 압압함으로써, 상기 박막 (43) 을 상기 제 2 도체부 (c2) 에 접촉시키고, 상기 박막 (43) 과 상기 양극 (11) 사이에 상기 전압을 인가함으로써, 상기 제 1 도체부 (c1) 에 상기 금속 피막을 성막하는, 성막 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 기판의 이면에는 오목부 (cf) 가 형성되어 있고, 상기 오목부 (cf) 의 바닥면에 상기 제 2 도체부 (c2) 가 형성되어 있는, 성박 방법.
6. 금속 피막의 성막 장치로서,
   양극 (11) 과,
   상기 양극 (11) 과 음극인 기판 (B) 사이에 배치되고, 금속 이온을 함유하는 고체 전해질막 (13) 과,
   상기 양극 (11) 과 상기 기판 (B) 사이에 전압을 인가하는 전원부 (16) 와,
   금속 이온을 포함하는 금속 용액을 수용하는 제 1 수용실 (21) 을 갖는 하우징 (20) 과,
   상기 기판 (B) 을 재치하고, 유체 (45) 를 수용하는 제 2 수용실 (41) 을 갖는 재치대 (40) 와,
   가요성을 갖는 박막 (43) 과,
   상기 고체 전해질막 (13) 과 상기 박막 (43) 사이에 끼워 넣어진 상태의 기판 (B) 에, 상기 고체 전해질막 (13) 및 상기 박막 (43) 을 압압하는 압압부 (30A) 를 구비하고,
   상기 양극 (11) 과 상기 고체 전해질막 (13) 사이에 상기 금속 용액이 배치되고, 상기 고체 전해질막 (13) 을 개재하여 상기 금속 용액이 상기 기판 (B) 의 표면 (Ba) 에 배치되도록, 상기 제 1 수용실 (21) 에는 상기 금속 용액이 상기 고체 전해질막 (13) 으로 봉지되어 있고,
   상기 금속 피막이 성막되는 표면 (Ba) 과 반대측에 위치하는 상기 기판 (B) 의 이면 (Bb) 에, 상기 박막 (43) 을 개재하여 상기 유체 (45) 가 배치되도록, 상기 제 2 수용실 (41) 내에는 상기 유체 (45) 가 상기 박막 (43) 으로 봉지되어 있고,
   상기 하우징 (20) 및 상기 재치대 (40) 의 적어도 일방은, 상기 고체 전해질막 (13) 과 상기 박막 (43) 사이에 상기 기판 (B) 을 끼워 넣는 것이 가능하도록, 자유롭게 이동할 수 있도록 되어 있으며,
   상기 기판 (B) 의 이면 (Bb) 은, 상기 박막 (43) 을 개재하여 상기 유체 (45) 로 균일하게 가압되는, 성막 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 압압부 (30A) 는, 상기 제 1 수용실 (21) 내의 상기 금속 용액을 가압하는 펌프, 또는 상기 제 2 수용실 (41) 내의 상기 유체를 가압하는 펌프인, 성막 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 고체 전해질막 (13) 과 상기 박막 (43) 사이에 상기 기판 (B) 을 끼워 넣은 상태에서, 상기 하우징 (20) 과 상기 재치대 (40) 의 상대적인 변위를 구속하는 구속부 (50) 를 추가로 구비하는, 성막 장치.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 박막 (43) 은, 상기 기판 (B) 이 재치되는 면에 도전성을 갖는 박막인, 성막 장치.

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