[发明专利]化学沉积用活化催化溶液和化学沉积方法

说明书

本发明涉及用于化学沉积的活化催化溶液和使用所述溶液的化学沉积方法。

通常使用化学沉积方法在电子部件(如高频线圈、介电滤波器、电容器、混合的IC等)的基材(如氧化铝、介电陶瓷、聚酰亚胺、玻璃、玻璃-环氧树脂、铁氧体等)上形成导电图案。在化学沉积时需要使用一种活化催化溶液活化基材表面。

将活化催化溶液施涂在基材上形成一层感光膜。当使用紫外光或激光辐照由活化催化溶液形成的感光膜时，感光膜的受照区被选择性地活化，使得仅有受照区才能被化学沉积。因此，使用这种活化催化溶液和光刻技术能形成具有良好图案的导电膜。

通常将溶解在有机溶剂(如氯仿)中的乙酰丙酮钯作为活化催化溶液。在显影过程中，这种使用乙酰丙酮钯的活化催化溶液需要使用大量的有机溶剂清洗基材，但是，出于经济和环境的原因，消耗如此大量的有机溶剂是不合要求的。如果不使用过量的溶剂，由于清洗不完全很可能会使由活化催化溶液形成的不需要的感光膜部分残留在基材上，从而造成化学沉积的金属沉积在这种不需要的部分上，使得随后化学沉积形成的金属图案的分辨率变差。

为了解决这个问题，日本公开专利申请95-33601公开了一种包括草酸盐(如草酸铁)、钯盐(如氯酸钯)和碱溶液的亲水性活化催化溶液。

根据所述日本公开专利申请，使用旋转涂覆法(spin-coat)或类似方法将所述活化催化溶液施涂在基材表面上形成感光膜。用光(如激光)辐照所述感光膜，从而使钯催化剂沉积在基材上。在用光辐照时可使用光刻掩模以便选择性地沉积钯催化剂。在这种情况下，用水或水性液体除去感光膜的未受照区域。在将沉积有钯催化剂的基材浸入化学沉积池中以后，在作为活化催化剂的钯催化剂的帮助下，在基材上形成了化学沉积膜。

由于活化催化溶液是亲水性的，所以在显影过程中所述的技术无需使用任何有机溶剂。因此能在从制备活化催化溶液到化学沉积的整个过程中不使用有机溶剂。另外，使用大量的水就能除去感光膜不需要的部分。但是，该常规的活化催化溶液存在下列问题。

准确地说，在该活化催化溶液中的钯和草酸根会形成在碱性溶液中具有低溶解度的草酸钯，并且其溶解度很难改进。具体地说，该日本公开专利在使用草酸铁这一点上具有明显的缺点，它会导致由这种催化溶液形成的感光膜的灵敏度差，并且在受照区和未受照区之间对比度差的问题。为了解决这种问题，需要延长辐照时间，这会增加生产成本并降低沉积金属的沉积效率。

另外，当用水除去受照感光膜的不需要部分时，草酸铁会水解成含钯催化剂的氢氧化物。该氢氧化物会固定在基材上并不能用水除去。这意味者感光膜未受照部分也被活化并且化学沉积的金属也会沉积在该未受照部分上，从而降低了导电图案之间的绝缘可靠性。这需要将基材浸入pH14或更高的氢氧化钠溶液中以除去所述氢氧化物，或增加导电图案之间的间隔，从而会增加制造步骤或降低精细图案的制造能力。

出于上述原因，需要开发一种能解决上述问题，经过短时间的辐照就能沉积钯催化剂，并能通过洗涤方法有效地除去残留的感光膜的活化催化溶液。

本发明涉及能满足上述要求的亲水性活化催化溶液和化学沉积的方法。所述用于化学沉积的亲水性活化催化溶液是乳酸盐、钯盐和碱性介质的混合物。所述金属乳酸盐最好包括乳酸铜和乳酸锌中的至少一种，并且所述钯盐最好是氯化钯。所述碱性介质最好是氨水。

所述化学沉积方法包括下列步骤：将上述亲水性活化催化溶液施涂在基材上，在所述基材上形成感光膜；辐照所述感光膜以将钯催化剂沉积在所述基材上；使用所述钯催化剂作为活化催化剂将金属化学沉积在所述基材上。

可选择性地辐照所述感光膜，以便形成感光膜的受照区和未受照区。所述方法最好还在辐照步骤和化学沉积步骤之间包括用水或水性液体除去感光膜的未受照部分的步骤。

下面，将详细描述本发明较好的实例。

用于化学沉积的本发明亲水性活化催化溶液是乳酸盐、钯盐和碱性介质的混合溶液。较好的是，使用乳酸铜、乳酸锌或其混合物作为乳酸盐。另外，分别使用氯化钯和氨水作为钯盐和碱性介质。

当用光辐照由该亲水性活化催化溶液制得的感光膜时，来自乳酸铜或乳酸锌的铜离子或锌离子被活化，从而与钯离子相互作用。于是钯离子被还原成金属钯，从而将催化性钯沉积在基材上。