KR100292652B1 - 무전해도금용활성화촉매액및무전해도금방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 무전해 도금용의 친수성 활성화 촉매액은 락테이트(lactate), 팔라듐염 및 알칼리성 매개물로 이루어진 혼합물이다. 이 용액은 단시간의 조사(radiation) 노출로 팔라듐 촉매를 침전시킬 수 있고, 물 등에 의해 원하지 않는 감광막을 효율적으로 제거할 수 있다. 바람직하게는, 락테이트가 구리 락테이트 및/또는 아연 락테이트를 포함하고, 또 바람직하게는 팔라듐염으로 염화팔라듐을 사용한다.

Description

[발명의 명칭]
무전해 도금용 활성화 촉매액 및 무전해 도금 방법
[발명의 상세한 설명]
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 무전해 도금용의 활성화 촉매액과 이를 사용하는 무전해 도금 방법에 관한 것이다.
무전해 도금은, 고주파 코일, 유전체 필터, 커패시터, 하이브리드 IC 등의 전자 부품이 실장되는 알루미나, 유전체 세라믹, 폴리미드 글래스(polyimide glass), 유리-에폭시, 페라이트 등의 기판 위에 도전성 패턴들을 형성하는데 자주 사용되고 있다. 이러한 무전해 도금에는 기판 표면을 활성화시키는 활성화 촉매액의 사용이 필요하다.
활성화 촉매액은 기판 위에 도포되어 감광막을 형성한다. 활성화 촉매액으로 형성된 감광막이 자외선 또는 레이저 광선으로 조사되면, 감광막의 조사된 영역은 선택적으로 활성화되어 조사된 영역만이 도금될 수 있게 된다. 그러므로, 이러한 활성화 촉매액과 석판 기술(photolithographic technology)을 사용하여 정교한 패턴들을 가지는 도전막을 형성할 수 있다.
종래에는, 클로로포름과 같은 유기 용제로 용해되는 팔라듐 아세틸아세토네이트(palladium acetylacetonate)가 활성화 촉매액으로 사용되었다. 팔라듐 아세틸 아세토네이트를 사용하는 이러한 활성화 촉매액은 현상 공정 동안에 기판을 세정하기 위해서 대량의 유기 용제의 사용을 필요로 한다. 그러나, 대량의 유기 용제를 소비하는 것은 경제적, 환경적인 측면에서 바람직하지 못하다. 반면에, 대량의 유기 용제를 사용하지 않는 경우에는, 활성화 촉매액에 의해 형성된 감광막의 불필요한 부분이 불완전하게 세정되어 기판에 잔재물이 남기 쉽다. 이것은 이러한 불필요한 부분 위에 금속 도금을 침전시켜, 이후에 무전해 도금으로 형성되는 금속 패턴들의 분해능(resolution)이 떨어지게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, JP-A-7-33601에는 옥살산철과 같은 옥살산염, 염화팔라듐과 같은 팔라듐염 및 알칼리성 용액을 포함하는 친수성의 활성화 촉매액이 개시되어 있다.
상술한 JP-A-7-33601에 따르면, 활성화 촉매액을 스핀 코우트법(spin-coat method) 등으로 기판 위에 도포하여 감광막을 형성한다. 그리고 감광막을 레이저광선과 같은 빛에 노출시키고, 이것으로 팔라듐 촉매를 기판 위에 침전시킨다. 또한, 팔라듐 촉매의 선택적 침전을 위해서 감광막을 포토마스크(photomask)를 통하여 노출시킬 수 있다. 이러한 경우, 감광막의 비노출 영역은 물 또는 물을 주성분으로하는 액체에 의해 제거된다. 그 후에, 팔라듐 촉매가 침전되어 있는 기판을 무전해 도금액 속에 담금으로써, 팔라듐 촉매를 활성화 촉매로 하는 무전해 도금막을 기판 위에 형성하게 된다.
상술한 기술에 따르면, 활성화 촉매액이 친수성이기 때문에, 현상 공정에서 어떠한 유기 용제도 사용할 필요가 없다. 그러므로, 활성화 촉매액의 준비에서 무전해 도금까지의 공정 동안에 유기 용제를 사용하지 않는 것이 가능하다. 또한, 다량의 물을 사용하여 감광막의 불필요한 부분을 제거할 수 있다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
그러나, 종래의 활성화 촉매액에는 다음과 같은 문제들이 있다.
구체적으로, 상술한 활성화 용액 내의 팔라듐과 옥살산은 알칼리성 용액 내에서 용해도가 낮은 수산화팔라듐을 생성하고, 이 때문에 용해도를 향상시키기가 어렵다. 특히, 상기한 일본 공개공보에서 사용된 옥살산철은 이러한 점에서 뚜렷한 단점을 갖고 있다. 이것은 촉매액의 사용으로 형성된 감광막이 저감광도를 갖게 되어, 노출부와 비노출부 간에 대조(contrast)가 낮아지는 문제를 유발한다. 이러한 문제를 극복하기 위해서는 빛에 대한 노출이 장시간 필요하게 되고, 따라서 노출에 필요한 비용이 증가하며, 도금 금속의 침전 효율이 낮아진다.
더욱이, 노출된 감광막의 불필요한 부분이 물로 제거되는 경우에, 옥살산철은 가수분해되어 팔라듐 촉매를 함유하는 수산화물들을 생성한다. 이러한 수산화물은 기판 위에 고착되어 물로 제거되지 않는다. 이것은, 감광막의 비노출부도 활성화되고 무전해 도금 금속이 비노출부 위에 침전되며, 이에 의해서 도전성 패턴들 사이의 절연성에 대한 신뢰성이 저하된다는 것을 의미한다. 따라서, 기판은 pH14 이상인 수산화나트륨 용액 속에 담가서 수산화물을 제거하거나 또는 도전성 패턴들 사이의 간격을 크게 할 필요가 생기고, 이것은 제조 공정의 단계를 증가시키고 또한 정교한 패턴의 형성 능력을 희생시키게 된다.
상술한 이유들로 인해서, 본 발명의 목적은, 상술한 문제들을 해결할 수 있고 단시간 노출에 의해 팔라듐 촉매의 침전을 가능케 하며, 세정 공정에 의해서 남겨진 감광막을 보다 효율적으로 제거할 수 있는 활성화 촉매액을 제공하는 것이다.
[발명의 구성 및 작용]
본 발명은 상술한 요구를 만족하는 친수성의 활성화 촉매액 및 무전해 도금방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 무전해 도금용의 친수성 활성화 촉매액은 락테이트(lactate), 팔라듐염(palladium salt) 및 알칼리성 매개물로 이루어진 혼합물이다. 바람직하게는, 금속 락테이트가 구리 락테이트와 아연 락테이트 중의 적어도 하나를 함유하고, 또한, 팔라듐염으로 염화팔라듐을 사용하는 것이 바람직하다. 알칼리성 매개물로는 암모니아수를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 무전해 도금 방법은, 기판 위에 상술한 친수성의 활성화 촉매액을 도포하여 기판 위에 감광막을 형성하는 단계; 상기한 감광막을 노출시켜 상기한 기판 위에 팔라듐 촉매를 침전시키는 단계; 및 활성화 촉매제로서 팔라듐 촉매를 사용하여 상기한 기판을 무전해 도금하는 단계를 포함한다.
상술한 감광막은 감광막의 노출부와 비노출부를 형성하도록 선택적으로 노출될 수 있다. 상술한 도금 방법이 노출 단계와 무저해 도금 단계 사이에 물 또는 물을 주성분으로하는 액체로 감광막의 비노출부를 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 특정 구현예를 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 무전해 도금용의 친수성 활성화 촉매액은 락테이트, 팔라듐염 및 알칼리성 매개물로 이루어진 혼합 용액이다. 바람직하게는, 구리 락테이트, 아연 락테이트 또는 그의 조합물이 락테이트로서 사용된다. 또한, 염화팔라듐과 암모니아수가 팔라듐염과 알칼리성 매개물로서 각각 사용된다.
상술한 친수성의 활성화 촉매액으로부터 준비된 감광막이 빛에 노출되는 경우에는, 구리 락테이트 또는 아연 락테이트에서 발생하는 구리 이온들 또는 아연 이온들이 활성화되어 팔라듐 이온들과 서로 반응한다. 그리고 나서 팔라듐 이온들이 금속성 팔라듐으로 환원되고, 이로써 기판 위에 촉매 팔라듐을 침전시킨다.
본 발명에 따른 친수성 활성화 촉매액의 화학적 메커니즘이 모두 명백하지는 않지만, 본 발명에서 중요한 것은, 락테이트와 팔라듐염이 알칼리성 용액에서 쉽게 용해되는 팔라듐 락테이트를 생성한다는 것이다. 따라서, 고용해성 팔라듐 락테이트를 함유하는 활성화 촉매액을 사용함으로써, 빛에 단시간 노출로도 기판 위에 팔라듐 촉매액을 침전하는 과정으로 노출부와 비노출부 간에 대조를 명확하게 할 수 있다. 더욱이, 상술한 락테이트가 쉽게 가수분해되지 않기 때문에, 어떤 불필요한 성분들의 생성없이 감광막을 효율적으로 제거할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 바람직한 특징은 본 발명의 친수성 활성화 촉매액이 알칼리성이고, 팔라듐 이온들, 락테이트 이온들 및 구리 이온들과 아연 이온들 중의 적어도 하나를 포함한다는 것이다.
한편, 구리 락테이트와 아연 락테이트 모두를 락테이트로서 사용하는 것이 바람직하지만, 구리 락테이트와 아연 락테이트 대신에 또 다른 구리염과 아연염을 각각 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 무전해 도금 방법은, 본 발명에 따른 활성화 촉매액을 기판위에 도포하는 공정을 포함하여 활성화 촉매액으로 만들어진 감광막을 형성한다. 그런 다음, 감광막을 레이저 광선과 같은 빛에 노출시켜, 기판 위에 팔라듐 촉매를 침전시킨다. 다음으로, 침전된 팔라듐 촉매를 갖고 있는 기판을 무전해 도금액 속에 담그고, 이로써, 팔라듐 촉매의 촉매 작용으로 무전해 도금막이 기판 위에 침전된다.
상술한 감광막이 포토마스크를 통하여 자외선에 노출되거나 또는 레이저 광선에 의해 조사되는 경우에는, 감광막의 비노출부를 물 또는 물을 주성분으로 하는 액체로 세정하는 현상 공정을 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 침전된 팔라듐 촉매를 안정시키고 팔라듐 촉매의 활성화를 강화시키기 위해서, 무전해 도금액 속에 기판을 담그기 전에, 팔라듐 촉매가 침전되어 있는 기판을 열처리할 수 있다. 보다 구체적으로는, 팔라듐 촉매가 침전되어 있는 기판을 질소 등의 불활성 기체로 약 100~300℃의 온도에서 가열하는 것이 바람직하다. 열처리 지속 시간은 열처리의 온도에 따라서 변할 수 있지만, 약 1~5분 동안에 약 140~180℃의 온도에서 기판을 가열하는 것이 바람직하다.
열처리의 이점으로, 본 발명은 투명한 기판의 양면에 동시에 무전해 도금을 도포할 수 있다. 예를 들어, 상술한 방법에 따라서 투명한 기판의 앞면에 팔라듐 촉매를 침전시킨 후에, 투명한 기판을 열처리 한다. 그런 다음, 감광막을 투명한 기판의 뒷면에 형성하고 상술한 방법에 따라서 빛에 노출시킨다. 이 때에, 앞면에 침전된 팔라듐 촉매가 열처리로 안정화되기 때문에, 앞면에 침전된 팔라듐 촉매가 투명한 기판의 뒷면에 조사된 빛에 의해 비활성화 되는 것을 성공적으로 방지할 수 있다. 그러므로, 무전해 도금액 속에 기판을 담금으로써, 무전해 도금막을 투명한 기판의 양면에 동시에 형성할 수 있다.
[실시예 1]
시료들 1~5로 사용되는 활성화 촉매액 10㎖ 각각을 준비하기 위해서, 하기의 표 1에 기재된 양으로 아연 락테이트(Zn(C3H5O3)2·3H2O), 구리 락테이트(Cu(C3H5O3)2) 및 염화팔라듐(PdCl2)을 2㎖의 암모니아수(28%)에 용해하고, 8㎖의 물로 희석한 후, 얻은 용액을 0.45㎛의 밀리포오 필터(milli-pore filter)로 여과하였다.
다음으로, 상기한 시료들 1~5에 따른 각 활성화 촉매액을 1000rpm의 회전속도로 30초간 알루미나 기판 위에 스핀코우트하여 감광막을 형성하였다. 그리고 나서, 모든 막들을 엑시머 램프(exima-lamp)(파장: 172㎚)로 자외선에 10㎜ W/㎠의 조도로 각각 3초, 5초, 10초 및 30초간 노출시켰다. 그 후에, 감광막을 물로 세정하고, 기판을 하기한 조성의 무전해 도금액(60℃) 내에 10분간 담가서 무전해 도금을 실시하였다.
NiSO4·6H2O 30g
차아인산나트륨 10g
초산나트륨(건조) 10g
그리고 얻은 시료들 1~5로부터 무전해 니켈 도금막의 침전 여부의 결과를 관찰하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
표 2에 나타난 바와 같이, 아연 락테이트, 구리 락테이트, 염화팔라듐 및 암모니아수를 포함하는 활성화 촉매액을 사용함으로써, 30초간의 자외선 조사의 모든 경우에 무전해 니켈 도금막이 침전되었다. 시료 2와 시료 3의 경우에는, 단지 3초의 극히 짧은 시간의 자외선 조사에도 도금막의 침전을 얻을 수 있었다. 시료 2의 활성화 촉매액을 사용하여 10초간의 자외선 조사를 실시하는 경우에는, 기판 표면에 0.3㎛의 막두께로 25㎛의 해상도(선/간격)를 갖는 니켈 패턴이 형성된다는 것을 확인하였다.
또한, 이 실험의 시료 2를 토대로, 염화팔라듐량을 0.01~0.05g의 범위내에서 변화시킨 시료들을 사용하여, 유사한 실험을 실시하였다. 그 결과, 염화팔라듐량을 변화시켜도, 무전해 니켈 도금막이 침전된다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 2]
실시예 2에서는, 구리 락테이트 대신에 염화구리(CuCl2·2H2O)를 사용하였다. 하기한 표 3에 기재된 조성비로 아연 락테이트, 염화구리 및 염화팔라듐을 2㎖의 암모니아수(28%)에 용해하고, 8㎖의 물로 희석한 후, 0.45㎛의 밀리포오 필터로 여과하였다.
그런 다음, 상기한 시료들 6~8에 따른 각 활성화 촉매액을 실시예 1과 유사한 방법으로, 스핀코우트하여 기판 위에 감광막을 형성한 다음, 이 막들을 실시예 1에서와 같이 각각 10초, 20초 및 30초간 자외선을 사용하여 조사하고, 물로 세정한 후, 기판을 실시예 1의 무전해 도금액 속에 10분간 담가 두었다.
그리고 얻은 시료들 6~8로부터 무전해 니켈 도금막의 침전 여부를 관찰하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
상기한 표 4에 나타난 바와 같이, 30초의 조사 시간으로 시료들 6~8 모두에 무전해 도금막이 침전되었다. 게다가, 시료 7에서는 20초의 조사로도 침전이 확인되었다.
또한, 염화구리 대신에 황산구리를 사용해도 유사한 결과를 나타낸다는 것이 확인되었다.
[실시예 3]
실시예 1과 관계없이 실시예 3에서는, 아연 락테이트 대신에 염화아연을 사용하였다. 하기한 표 5에 기재된 양으로 염화아연, 구리 락테이트 및 염화팔라듐을 2㎖의 암모니아수(28%)에 용해하고, 8㎖의 물로 희석한 후, 0.45㎛의 밀리포오 필터로 여과하였다.
그런 다음, 상기한 시료들 9~11에 따른 각 활성화 촉매액을 실시예 1과 유사한 방법으로, 스핀코우트하여 기판 위에 감광막을 형성하고, 각각 10초, 20초 및 30초간 자외선으로 조사하고, 물로 세정하여 반응하지 않은 감광막을 제거한 후, 기판을 무전해 도금액 속에 10분간 담가 두었다.
그리고 얻은 시료들 9~11로부터 무전해 니켈 도금막의 침전 여부를 관찰하였다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.
표 6에 나타난 바와 같이, 시료 11의 경우에는 20초의 조사 시간으로, 시료 10과 시료 11의 경우에는 30초의 조사 시간으로 도금막의 침전이 각각 확인되었다. 또한, 시료 9의 경우에는, 비교적 긴 조사시간(3분) 동안 자외선을 조사하였을 때에, 무전해 도금액 속에 2~3분간 담근 후에 도금막의 침전이 확인되었다.
본 실시예로 알 수 있는 바와 같이, 아연 락테이트를 사용하지 않는 경우에도, 구리염으로서 구리 락테이트를 사용하고 자외선의 조사 시간을 조정함으로써, 여저히 무전해 니켈 도금막의 침전이 가능하다. 또한, 염화아연 대신에 황산아연을 사용해도 유사한 결과를 가져온다는 것이 확인되었다.
[비교 실시예 1]
본 비교 실시예는 본 발명의 범위를 벗어나는 실시예로, 실시예 1에서의 아연 락테이트 대신에 염화아연과 구리 락테이트 대신에 염화구리(CuCl2·2H2O)를 사용하였다. 하기한 표 7에 기재된 양으로 염화아연, 염화구리 및 염화팔라듐을 2㎖의 암모니아수(28%)에 용해하고, 8㎖의 물로 희석한 후, 0.45㎛의 밀리포오 필터로 여과하였다.
그런 다음, 시료들 12~14에 따른 각 활성화 촉매액을 실시예 1과 유사한 방법으로, 스핀코우트하여 기판 위에 감광막을 형성하고, 각각 10초, 20초 및 30초간 자외선으로 조사하고, 물로 세정하여 반응하지 않은 감광막을 제거한 후, 기판을 무전해 도금액 속에 10분간 담가 두었다.
그리고 얻은 시료들 12~14로부터 무전해 니켈 도금막의 침전 여부를 관찰하였다. 관찰 결과로, 조사 시간에 관계없이 시료들 12~14의 모두에 니켈 도금막이 침전되지 않았음을 확인하였다.
[실시예 5]
실시예 1에서는, 아연 락테이트, 구리 락테이트 및 염화팔라듐을 사용하였지만, 실시예 5에서는, 구리 락테이트를 활성화 촉매액에 첨가하지 않고 락테이트로서 아연 락테이트만을 사용하였다. 하기한 표 8에 기재된 비율에 따라 아연 락테이트와 염화팔라듐을 2㎖의 암모니아수(28%)에 용해하고, 8㎖의 물로 희석한 후, 0.45㎛의 밀리포오 필터로 여과하였다.
그런 다음, 시료들 15~19에 따른 각 활성화 촉매액을 실시예 1과 유사한 방법으로, 스핀코우트하여 기판 위에 감광막을 형성하고, 이 막들을 각각 3초, 5초 및 10초간 자외선으로 조사하고, 물로 세정하여 반응하지 않은 감광막을 제거한 후, 기판을 무전해 도금액 속에 10분간 담가 두었다. 또한, 무전해 도금액으로서 니켈 도금액 대신에 하기한 조성의 포르말린형 무전해 구리 도금액(36℃) 1리터를 사요하였다:
CuSO4·5H2O 70g
EDTA·4H2O 100g
NaOH 60g
그리고 얻은 시료들 15~19로 부터 무전해 구리 도금막의 침전 여부를 관찰하였다. 그 결과를 표 9에 나타낸다.
시료들 15~19의 모두에 10초간의 조사 시간에 도금막이 침전되었다. 시료 18과 시료 19의 경우에는 3초의 짧은 자외선 조사 시간에도 도금막의 침전이 가능하였다. 실시예 5에서는, 락테이트로서 아연 락테이트를 사용하는 경우, 무전해 구리 도금액을 사용하여 우수한 무전해 도금막이 침전되었다. 이것은 시료 19의 활성화 촉매액을 사용하여 5초간의 자외선 조사로 무전해 도금을 실시했을 경우에도, 기판 위에 0.3㎛의 막두께로 25㎛의 해상도(선/간격)를 갖는 무전해 도금 구리 패턴이 얻어졌다는 것이 확인되었다.
[실시예 6]
실시예 6에서는, 아연 락테이트를 활성화 촉매액에 첨가하지 않고 락테이트로서 구리 락테이트만을 사용하였다. 하기한 표 10에 기재된 비율에 따라 구리 락테이트와 염화팔라듐을 2㎖의 암모니아수(28%)에 용해하고, 8㎖의 물로 희석한 후, 0.45㎛의 밀리포오 필터로 여과하였다.
그런 다음, 시료들 20~24에 따른 각 활성화 촉매액을 실시예 1과 유사한 방법으로, 스핀코우트하여 기판 위에 감광막을 형성하고, 이 막들을 각각 30초, 60초 및 180초간 자외선으로 조사하였다. 물로 세정하여 반응하지 않은 감광막을 제거한 후, 무전해 니켈 도금액 속에 10분간 담가 두었다. 실시예 6에서는, 무전해 도금액이 실시예 1에 사용된 것과 같은 동일한 조성을 갖는다.
그리고 얻은 시료들 20~24로부터 무전해 니켈 도금막의 침전 여부를 관찰하였다. 그 결과를 표 11에 나타낸다.
표 11에 나타난 바와 같이, 시료 24에서는 60초의 조사 시간으로, 모든 시료들에서는 180초의 조사 시간으로 도금막이 확인되었다.
그러므로, 락테이트로서 구리 락테이트만을 사용하는 경우에도, 조사 시간의 조정에 의해 무전해 니켈 도금막을 침전시킬 수 있다는 것이 명백하다.
[실시예 7]
실시예 7에서는 실시예들 1~6과 다르게 알칼리성 용액 내에서 팔라듐 락테이트와 옥살산팔라듐 간의 용해도의 차이를 확인하고자 하였다. 구체적으로, 젖산(C3H6O3)과 옥살산(C2H2O4) 각각을 하기한 표 12와 표 13에 기재된 비율에 따라서 0.1g의 염화팔라듐과 물을 함유하는 2㎖의 암모니아수(28%)에 용해하고, 팔라듐 락테이트와 옥살산팔라듐 각각의 용해도를 측정하였다.
표 12와 표 13에 나타난 결과들로부터, 2㎖의 암모니아수(28%)가 존재하는 경우에, 젖산 0.1g과 염화팔라듐 0.1g을 함유하는 조성물이 완전하게 용해된다는 것을 알 수 있었다. 한편, 옥살산 0.1g과 염화팔라듐 0.1g을 용해하기 위해서는, 적어도 2㎖의 암모니아수(28%)와 추가로 6㎖의 물이 필요하였다. 상술한 결과로부터, 동량의 알칼리수에서 팔라듐염의 용해도가 옥살산염의 경우에서보다 락테이트의 경우에서 더 크다는 것을 알 수 있었다.
[변형 실시예]
상술한 실시예들에서는 특정 조성의 활성화 촉매액을 사용하였지만, 본 변형 실시예에서는, 락테이트의 함유량을 10㎖ 용액당 약 0.01~1g, 바람직하게는 약 0.1~0.5g에서 변화시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, 아연 락테이트가 10㎖의 활성화 촉매액(즉, 전체 부피)당 0.01~0.50g(바람직하게는 약 0.05~0.2g)의 범위에서, 구리 락테이트가 10㎖의 활성화 촉매액(즉, 전체 부피)당 약 0.003~0.50g(바람직하게는 0.02~0.4g)의 범위에서 변화될 수 있다. 또한, 팔라듐의 함유량이 약 0.01g~포화 상태, 바람직하게는 약 0.3~0.7g의 범위에서 변화될 수 있고 암모니아수(28%)의 함유량은 약 0.5~5㎖의 범위에서 변화시킬 수 있다. 더욱이, 염화팔라듐 대신에 황산팔라듐, 질산팔라듐, 초산팔라듐 등의 다른 친수성 팔라듐염들도 사용할 수 있다.
활성화 촉매액을 기판 위에서 보다 균일하게 도포하기 위해서, 폴리비닐알콜과 같은 친수성 바인더 또는 계면활성제를 활성화 촉매액에 첨가할 수 있다.
더욱이, 조사된 감광막에서의 빛의 파장을 약 100㎚~400㎚의 범위에서 변화시킬 수 있다. 게다가, 본 발명의 활성화 촉매액은 니켈과 구리에 부가하여 은, 팔라듐, 금 및 백금을 무전해 도금용으로 사용할 수 있다.
무전해 도금되는 기판으로서는, 상술한 알루미나 기판 뿐만아니라 유전체 또는 마그네틱 세라믹 기판, 폴리미드(polyimide) 기판, 유리 기판, 유리-에폭시 기판과 같은 플래스틱 기판, 반도체 기판 등의 또 다른 기판이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 무전해 도금 방법은 물로 세정하는 현상 공정 없이도 실시될 수 있다. 예를 들어, 감광막의 모든 영역이 노출될 때, 현상 공정을 생략할 수 있다. 더욱이, 도금 금속의 높은 분해능이 요구되지 않는 경우에, 선택적인 노출을 실시할 때에도 현상 공정을 생략할 수 있다. 게다가, 현상 공정을 물 대신에 물을 주성분으로 하는 액체로 실시할 수 있다. 다른 액체들도 사용할 수 있다.
[발명의 효과]
상술한 설명에서 명백한 것처럼, 본 발명에 따른 활성화 촉매액을 사용하여 하기한 효과들을 얻을 수 있다.
우선, 본 발명에 따른 활성화 촉매액은 친수성이기 때문에, 물에 대한 친화력으로 인하여 장점을 얻게 된다. 즉, 다량의 물을 사용하여 현상 공정을 안전하고 경제적으로 실시할 수 있고, 이것은 불필요한 감광막을 제거하여 높은 분해능을 가지는 정교한 패턴들의 형성을 보장한다.
활성화 촉매액의 조성물로서 사용되는 락테이트가 알칼리성 용액에 대한 분해도가 높기 때문에, 금속으로 이루어진 고농축의 활성화 촉매액을 얻기가 용이하다. 이것은 기판 위에 팔라듐 촉매의 침전을 빠르게 할 수 있고, 단시간의 빛의 노출로도 팔라듐 촉매를 침전시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 파장 172㎚의 엑시머램프를 사용하여 10㎜ W/㎠의 조도에서 조사한 경우, 상술한 최적의 실시예에서는 3초의 노출로도 팔라듐 촉매가 침전되었다. 그러므로, 생산비를 절감할 수 있고 무전해 도금 금속의 침전 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 활성화 촉매액은 실질적으로 가수분해가 일어나지 않는다. 그러므로, 감광막의 비노출부를 제거할 수 있고, 이에 의해서 비노출부에 침전하는 무전해 도금 금속을 제거하고 무전해 도금 금속의 패턴의 분해능을 향상시킬 수 있다.
게다가, 본 발명에 따른 활성화 촉매액을 사용하여 무전해 도금법에 의해 침전되는 도금막은, 옥살산철과 같은 불필요한 물질들을 함유하지 않기 때문에, 기판에 고밀착력을 갖는다. 따라서, 사전에 기판 위에 에칭을 실시하지 않고 충분한 밀착력을 얻을 수 있다. 이것은 에칭이 어려운 기판 위에 충분한 밀착력을 갖는 무전해 도금 금속을 형성하는 것을 가능하게 한다.
더욱이, 침전되는 무전해 도금 금속이 화합물을 분해하지 않으므로 높은 도전성을 갖는다. 그러므로, 활성화 촉매액을 사용하여 형성된 무전해 도금 금속이 도포되어, 고도전성을 요구하는 고주파 회로용 도전성 패턴을 형성할 수 있다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 특정 구현예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변화, 변형될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 하기에서 청구할 특허청구범위에만 제한된다는 것을 알 수 있다.

Claims (21)

  1. 락테이트(lactate), 팔라듐염 및 알칼리성 매개물의 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 락테이트의 농도가 10㎖당 0.01~1g임을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  3. 제2항에 있어서, 상기한 팔라듐염의 농도가 10㎖당 0.01g임을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  4. 제3항에 있어서, 상기한 락테이트의 농도가 10㎖당 0.1~0.5g이고, 상기한 팔라듐염의 농도가 10㎖당 0.03~0.7g임을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  5. 제4항에 있어서, 상기한 락테이트는 구리 락테이트와 아연 락테이트중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  6. 제5항에 있어서, 상기한 구리 락테이트의 농도가 10㎖당 0.003~0.5g이고, 상기한 아연 락테이트의 농도가 10㎖당 0.01~0.5g임을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  7. 제5항에 있어서, 상기한 구리 락테이트의 농도가 10㎖당 0.02~0.4g이고, 상기한 아연 락테이트의 농도가 10㎖당 0.05~0.2g임을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  8. 제6항에 있어서, 상기한 팔라듐염이 염화팔라듐임을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  9. 제8항에 있어서, 상기한 알칼리성 매개물이 암모니아수임을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  10. 제9항에 있어서, 상기 용액이 구리 락테이트와 아연 락테이트 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  11. 제1항에 있어서, 상기한 락테이트가 구리 락테이트와 아연 락테이트 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  12. 제11항에 있어서, 상기한 구리 락테이트의 농도가 10㎖당 0.003~0.5g이고, 상기한 아연 락테이트의 농도가 10㎖당 0.01~0.5g임을 특징으로 하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액.
  13. 락테이트(lactate), 팔라듐염 및 알칼리성 매개물의 혼합물을 함유하는 친수성의 무전해 도금용 활성화 촉매액을 기판 위에 도포하여, 기판 위에 감광막을 형성하는 단계; 상기한 감광막을 조사(radiation)에 노출시켜, 상기한 기판 위에 팔라듐 촉매를 침전시키는 단계; 및 상기한 팔라듐 촉매액을 활성화 촉매액으로서 사용하여 상기한 기판을 무전해 도금하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기한 감광막이 조사에 선택적으로 노출되어, 상기한 감광막의 노출부와 비노출부를 형성하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기한 무전해 도금 전에 수용성 액체와의 접촉에 의해 상기한 감광막의 상기한 비노출부를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기한 락테이트는 구리 락테이트와 아연 락테이트 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기한 구리 락테이트의 농도가 10㎖당 0.003~0.5g이고, 상기한 아연 락테이트의 농도가 10㎖당 0.01~0.5g임을 특징으로 하는 무전해 도금 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기한 용액이 구리 락테이트와 아연 락테이트 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기한 용액이 염화팔라듐과 암모니아수를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기한 제거 단계와 상기한 무전해 도금 단계와의 사이에, 기판을 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기한 기판이 140~180℃의 온도에서 가열되는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 방법.
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