[发明专利]金属膜和金属膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属膜和该金属膜的形成方法。

背景技术

通过图案-智能(pattern-wise)蚀刻在基板上形成的金属膜已用于各种电子产品。关于在基板上(金属基板)形成的金属膜，通过对基板进行表面粗糙处理使其具有锚固效应(anchor effect)获得基板和金属膜间的粘附性质。结果，形成的金属膜的基板界面变得粗糙，在使用金属膜作为电气布线的情况中，会导致高频特性劣化的问题。此外，在形成金属基板时，为进行表面粗糙处理，需要用诸如铬酸之类的强酸处理基板的复杂工艺。

为解决该问题，开发了如下的方法(参考日本专利申请特许公开(JP-A)No.58-196238)：在基板上涂布含单体的涂布溶液，并用电子束或紫外光照射涂布溶液，以在基板上引入表面交联聚合物，然后通过化学镀形成金属膜。在JP-A No.58-196238中，对实际基板表面的状况以及基板和金属层的粘附性质没有具体的研究。同样，根据文献的方法，由于交联聚合物是通过涂布含单体的涂布溶液至基板，并用电子束或紫外光辐射形成，表面交联聚合物的量应该很小，因此，基板和镀膜(金属膜)间的粘附强度应该很低。

关于通过在基板上引入交联聚合物，提高基板和金属层粘附性质的方法，如下，公开了一种提高聚酰亚胺基板和铜层间的粘附性质的方法：在聚酰亚胺基板上实施等离子体表面处理，在聚酰亚胺基板表面上引入聚合引发基团，从聚合引发基团聚合单体，在基板上引入交联聚合物，并在交联聚合物上形成金属层(铜层)(参考En Tang Kang，Yan Zhang，″Advanced材料″，20，p1481-p1494和N.Inagaki，S.Tasaka，M Matsumoto，″Macromolecules″，29，p1642-p1648)。然而，该方法需要麻烦的等离子体表面处理，因此需要开发一种较简便的方法。

发明内容

本发明是在克服传统技术的上述缺点的基础上发明的，并且具有下述目的。

即，本发明的一个目的是提供一种对基板具有优异粘附性质的金属膜。

本发明的另一目的是提供一种金属膜形成方法，该方法通过简单工艺能形成在基板上粘附性质优异且基板的界面处具有很小粗糙度的金属膜。

本发明人进行了各种研究，从而发现通过直接化学键合具有化学镀催化剂的聚合物或其前体至基板，然后在聚合物上实施化学镀，即使基板界面粗糙度很小，也可获得粘附性质优异的金属膜。现在，该发现导致了本发明的完成。

本发明的金属膜如下形成：在表面粗糙度为500nm或更少的基板上的聚合物层上涂布化学镀催化剂或其前体，然后实施化学镀，所述聚合物层包含的聚合物具有能与化学镀催化剂或其前体相互作用的功能基且直接化学键合至基板，其中基板和金属膜间的粘附强度为0.2kN/m或更多。

聚合物层优选具有一个区域，该区域含25％体积百分比或更多的至少一种化学镀催化剂和通过化学镀沉积的金属的分散细颗粒，在从聚合物层和金属膜的界面朝向基板的方向上，该区域的厚度为0.05μm或更多。

基板优选为由1GHz下介电损耗因数为0.01或更少的绝缘树脂制成的基板，或在基材上包括绝缘树脂制成的层的基板。基板优选为由1GHz下介电常数为3.5或更少的绝缘树脂制成的基板，或在基材上包括绝缘树脂制成的层的基板。

本发明中的基材指的是在其上形成金属图案的支持体材料，诸如聚酰亚胺膜或类似物。

本发明中的基板指的是可与交联聚合物直接化学键合的基板，下面将详述交联聚合物。例如，当诸如聚合引发层的中间层形成在基材上，然后在中间层上形成交联聚合物时，基板包括基材和在基材上形成的中间层，当交联聚合物直接形成在基材上时，基板指的是基材本身。

本发明的金属膜形成方法包括以下步骤：(a)在表面粗糙度为500nm或更少的基板上引入聚合物，该聚合物具有能与化学镀催化剂或其前体相互作用的功能基并且能与基板直接化学键合；(b)在聚合物上涂布化学镀催化剂或其前体；和(c)实施化学镀。

步骤(a)优选包括以下步骤：  (a-1)制造基板，其中含聚合引发剂的聚合引发层形成在表面粗糙度为500run或更少的基材上；和(a-2)在形成了聚合引发层的基板上引入聚合物，该聚合物具有能与化学镀催化剂或其前体相互作用的功能基和能与基板直接化学键合。

步骤(a-2)优选包括使具有能与化学镀催化剂或其前体相互作用的可聚合基和功能基的聚合物与形成有聚合引发层的基板接触，然后向其施加能量，以使聚合物直接化学键合至基板的整个表面。