專利名稱：：具有形貌圖案化的膜的膜介導(dǎo)的電拋光的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于拋光金屬表面的方法，更特別地，涉及一種電拋光方法，其中通過電化學(xué)陽極氧化從其表面除去一部分金屬。
背景技術(shù)：
：常規(guī)電拋光(EP)為常見的金屬整飾方法，其中將要被拋光的金屬("工件")與作為陽極的DC電源的正接線端連接。將工件的表面或表面的某些部分與電解質(zhì)溶液接觸，該電解質(zhì)溶液進(jìn)而也接觸第二個(gè)電極(陰極)，所述陰極與電源的負(fù)接線端相連。當(dāng)將兩個(gè)電極之間施加適當(dāng)?shù)碾妷翰?，或者在陽極產(chǎn)生適宜的電流密度，接著，使所述工件經(jīng)歷陽極氧化，形成溶于電解質(zhì)的溶劑化的金屬離子。在某一范圍的操作條件下，這以如此方式進(jìn)行，使得表面的粗糙區(qū)域變得更平滑。在本文中，電流密度被定義為與電解質(zhì)接觸的陰極單位表面面積的電流，該電流密度具有單位比^口mA/cm2。EP能夠產(chǎn)生在許多不同種類的金屬上產(chǎn)生鏡樣反射整飾度(finish)，其尤其對具有彎曲表面和復(fù)雜形狀的拋光金屬部件有用。目前，在經(jīng)由銅嵌刻工藝(damasceneprocess)制備集成電^各中，致力集中于使用EP選擇性除去過量的銅。目前，通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)實(shí)現(xiàn)平面化和從Cu嵌刻晶片(damascenewafer)中除去過量的銅，所述化學(xué)機(jī)械拋光包括機(jī)械磨蝕和與氧化劑及其它化學(xué)品的化學(xué)反應(yīng)。然而，CMP是一種成本^艮高的方法，產(chǎn)生危險(xiǎn)的廢渣，并且與目前正在研究用于改善介電層的機(jī)械易石,(mechanicallyfragile)物質(zhì)不相容。平面化的另一種方法已經(jīng)被S.Mazur等人(共同未決的申請美國序列號(hào)No.60/546,192;美國序列號(hào)No.60/546,198;美國序列號(hào)No.60/611,699;和美國序列號(hào)No.60/570，967)和S.Dabrai等人(US6722950)公開。將這些參考文獻(xiàn)以其全部？I入本文作為參考。雖然這些方法提供了對常規(guī)CMP和標(biāo)準(zhǔn)EP的改善，其仍然需要在很大的操作條件范圍內(nèi)有效的平面化方法。特別地，有意義的是最大化電流密度，同時(shí)最小化電壓和降低電流密度對膜和工件之間的界面速度和界面壓力的靈敏度。發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)方面是提供膜介導(dǎo)的電拋光方法，包括a.提供陰極半電池，包含1.完全或部分密閉的容積、腔或容器；2.電解質(zhì)溶液或凝膠，其部分或基本填充所述密閉的容積、腔或容器；3.電極，其與電解質(zhì)溶液或凝膠接觸；4.工具，用于電連接電極至DC電源；和5.電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜，其以下述方式密封所述密閉的容積、腔或容器的一個(gè)表面所述膜的內(nèi)表面接觸電解質(zhì)溶液或凝膠，外表面能夠接觸金屬工件和導(dǎo)電率低的溶劑或溶液，其中所述膜用位于所述膜的外表面上的寬度Wl的槽脊(land)和深度Dc的溝道形貌圖案化(topographicallypatterned),并且所述溝道延伸至4侖廊面積的邊纟彖；b.用導(dǎo)電率低的溶劑或溶液基本上覆蓋金屬工件的表面；c.提供DC電源，其正接線端連接金屬工件，其負(fù)接線端連接所述半電池的電一及；和d.使金屬工件與至少一部分所述膜的外表面接觸。本發(fā)明的另一個(gè)方面是用于膜介導(dǎo)的電拋光金屬工件的裝置，包括a.DC電源；b.工具，用于電連接所述工件與DC電源的正接線端；c.電解質(zhì)溶液或凝膠；d.導(dǎo)電率低的溶劑或溶液，其與膜和工件接觸；e.電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜，其以下述方式密封所述密閉的容積、腔或容器的一個(gè)表面所述膜的內(nèi)表面接觸電解質(zhì)溶液或凝膠，外表面能夠接觸金屬工件和導(dǎo)電率低的溶劑或溶液，其中所述膜用位于所述膜的外表面上的寬度WL的槽脊和深度Dc的溝道形貌圖案化(topographicallypatterned),并且所述溝道延伸至輪廓面積的邊緣；f.陰極，其與電解質(zhì)溶液或凝膠接觸；g.工具，用于連接陰極和DC電源的負(fù)接線端；和h.工具，用于沿著所述工件表面以與工件和導(dǎo)電率低的溶劑或溶液接觸方式移動(dòng)所述膜。本發(fā)明的進(jìn)一步的方面是用于膜介導(dǎo)的電拋光的陰極半電池，包括:a..完全或部分密閉的容積、腔或容器；b.電解質(zhì)溶液或凝膠，其部分或基本填充所述密閉的容積、腔或容器；c.電極，其與電解質(zhì)溶液或凝膠接觸；d.電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜，其密封所述密閉的容積、腔或容器的至少一個(gè)表面，其中所述膜的內(nèi)表面與電解質(zhì)溶液或凝膠接觸，其中所述膜用位于所述膜的外表面上的寬度WL的槽脊和深度Dc的溝道形貌圖案化，并且所述溝道延伸至輪廓面積的邊緣。附圖簡述圖1為MMEP方法的示意圖。圖2為寬Wl的槽脊和深度Dc的溝道的形貌圖案化的膜的示意性截面圖。圖3A為膜的明視場光學(xué)顯微照片，所述膜通過熱壓靠包括網(wǎng)眼寬度為100x100絲/英寸的0.0045"不銹鋼絲的篩壓印。圖3B為圖3A的一部分的放大—見圖。圖4A為由圖3A的膜產(chǎn)生的靜電蝕刻圖案的暗視場光學(xué)顯微照片。圖4B為圖4A的一部分的放大視圖。圖5為由壓印膜產(chǎn)生的靜電蝕刻圖案的暗視場光學(xué)顯微照片，其中所述膜輪廓面積Ac為由虛線圓形表示，單個(gè)槽脊Aj的界面面積由白色正方形限定。圖6為顯示出在恒定靜壓下界面速度對光滑膜的極化曲線影響的I。vs.volt的圖。圖7為顯示出在恒定靜壓下界面速度對壓印膜的極化曲線影響的livs.volt的圖。圖8為顯示出在恒定界面速度下靜壓對光滑膜的極化曲線影響的lcvs.volt的圖。圖9為顯示出在恒定界面速度下靜壓對壓印膜的極化曲線影響的ljvs.volt的圖。圖10為顯示出在14.0V和靜壓1.0psi下界面速度對光滑膜的平均電流密度影響的I。vs.速度的圖。圖11為顯示出在10V和靜壓1.0psi下界面速度對壓印膜的界面電流密度影響的IjVS.速度的圖。圖12為顯示出100jum的線和間距對通過使用具有2.8x10—4cm2面積的槽脊的壓印膜MMEP的測試晶片(Sematech854AZ)平面化的步長vs.厚度損失的圖。發(fā)明詳述本發(fā)明提供新型的EP方法，其中通過電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜將工件與電解質(zhì)和陰極物理分離，并且其中所述膜基本上對電解質(zhì)是非滲透的，但對陽極氧化工件產(chǎn)生的離子是可滲透的。該方法，本文中稱為膜介導(dǎo)的電拋光方法(MMEP),與常規(guī)EP不同之處在于，在本發(fā)明的方法中，所述工件不接觸電解質(zhì)。如在共同未決的申請(美國序列號(hào)No.60/546,192;美國序列號(hào)No.60/546,198;美國序列號(hào)No.60/611，699;和美國序列號(hào)No.60/570，967)中描述的，MMEP可以有效地平面化側(cè)向尺寸為100ym的表面特征，因此，其可用于制造集成電路上的銅連接。在酸性電解質(zhì)溶液中Cu的常規(guī)EP通常是在陽極電流密度I為0.2和1amp/cm2之間進(jìn)4亍。Cu的除去速率(removalrates),表征為每單位時(shí)間的厚度損失，通過下式得出RR=(l/n)(Vm/F)其中Vm為銅的摩爾體積(7.13cm"摩爾)，F(xiàn)為法拉第數(shù)(96，500庫侖/摩爾)，n為除去一個(gè)Cu原子所需的電子數(shù)。當(dāng)Cu"離子的形成是唯一的陽極反應(yīng)時(shí)，n=2;但是在高電流密度下，其它的陽極反應(yīng)，比如水的氧化通常也發(fā)生，因此n典型地大于2。例如，1=1amp/cm2和n=3的EP方法可以提供RR-15jum/分鐘。與之相比，目前用于平面化集成電路上Cu連接的CMP方法不能獲得大于約0.8nm/分鐘的去除速率。如在共同未決的申請(美國序列號(hào)No.60/546,192;美國序列號(hào)No.60/546,198;美國序列號(hào)No.60/611,699;和美國序列號(hào)No.60/570,967)中描述的，MMEP方法可以在l=2amp/cm2和n=7下進(jìn)行，對應(yīng)于RR=13jum/分鐘。本發(fā)明提供MMEP方法的改善的性能，其通過使I增加而不增加n獲得，以致獲得了比常規(guī)EP或具有常規(guī)光滑膜的MMEP可獲得的更高的去除速率。在本文公開的方法中，使用陰極半電池，其可以為完全或部分密閉的容積、腔或容器。所述半電池包含和電解質(zhì)溶液或凝膠接觸的電極，并且其被密封在具有電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜的至少一個(gè)表面上。所述電解質(zhì)溶液或凝膠至少部分地，優(yōu)選基本上填充所述密閉的容積、腔或容器。"基本上填充"指至少約85%,優(yōu)選至少約90%,更優(yōu)選至少約95%,并且甚至更優(yōu)選至少約99。/。的密閉的容積、腔或容器被電解質(zhì)溶液或凝膠填充。優(yōu)選地，所述半電池中的電解質(zhì)保持在大于環(huán)境大氣壓力的靜壓，所述膜足夠柔韌，在該壓力影響下膨脹產(chǎn)生凸出外表面(稱為"凸出"或"泡，，)，其延伸超過半電池的鄰接面以接觸工件。DC電源連接在工件(其起陽極的作用)和電池電極(其起陰極的作用)之間。當(dāng)將離子傳導(dǎo)膜的外表面的一部分壓靠工件的一部分，其它部分被導(dǎo)電率低的溶劑覆蓋，并且所述界面面積移動(dòng)越過工件的表面時(shí)，拋光完成。在所述方法的某些實(shí)施方案中，陰極半電池的金屬工件和膜相對彼此移動(dòng)，使得膜的接觸區(qū)域移動(dòng)越過所述金屬工件的表面。在該方法的許多應(yīng)用中，在金屬工件和膜相對彼此移動(dòng)中，所述工件可以保持不動(dòng)，所述膜移動(dòng)越過其表面，或者半電池可以保持不動(dòng)，所述工件移動(dòng)，或者工件和半電池可以都運(yùn)動(dòng)，條件是接觸區(qū)域不是靜態(tài)的。如本文使用的"導(dǎo)電率低的"指導(dǎo)電率優(yōu)選地為200mS/cm(mS-m川iSiemens)或更小。優(yōu)選地，導(dǎo)電率小于100mS/cm。當(dāng)在這些條件下在陽極和陰極之間施加適宜的電壓時(shí)，某些金屬被氧化形成溶劑化的金屬離子，其遷移穿過所述膜進(jìn)入半電池。在圖1中用示意性圖解了根據(jù)本發(fā)明的MMEP方法的一個(gè)實(shí)施方案。所述工件包括，例如在半導(dǎo)體襯底6上承載的金屬(比如銅)層5。所述金屬表面被例如去離子水1覆蓋。陰極半電池4包括部分密閉的容積，其包含金屬陰極2，并且用電解質(zhì)溶液8填充，所述電解質(zhì)溶液經(jīng)由端口3a和3b從儲(chǔ)罐(沒有顯示)連續(xù)地循環(huán)。電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜7密封了半電池4的開口。所述膜的內(nèi)表面接觸電解質(zhì)溶液。所述半電池內(nèi)的靜壓引起所述膜膨脹，使得其外表面形成均勻的凸出"泡"。當(dāng)該泡的外表面壓靠在所述工件的表面上時(shí)，產(chǎn)生了輪廓面積A。，在其中膜表面基本上凈皮界面壓力和靜壓之間的平衡弄平。當(dāng)所述工件和陰極分別連接到具有足以陽極氧化所述工件的電壓的電源的正接線端和負(fù)接線端時(shí)，法拉第電流被陽極產(chǎn)生的陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)穿過膜。為了拋光和平面化所述工件，理想地是保持所述工件和所述膜表面之間的相對速度v,同時(shí)法拉第電流流動(dòng)。圖1僅表示在本發(fā)明的方法中使用的多種可能的構(gòu)造之一。在本文公開的MMEP方法中，在陰極半電池中使用的膜的外表面被形貌圖案化，產(chǎn)生了多個(gè)"槽脊"，其局部凸出的基本上平的區(qū)域，被延伸至輪廓面積Ac邊緣的局部凹陷的溝道包圍。使用這樣的膜提供了一種MMEP方法，其可以在給定電壓下增加的電流密度和去除速率下進(jìn)行，同時(shí)保持高平面化功效。而且，本發(fā)明提供降低電流密度對膜和工件之間的界面速度和界面壓力變化的靈敏度的方法，這是當(dāng)使用光滑膜進(jìn)行MMEP時(shí)觀察到的。本發(fā)明的另一個(gè)方面為提供獲得高電流密度的方法，其基本上與輪廓面積A。的大小無關(guān)，因此沒有損失電流密度，該區(qū)域可以任意大，例如等于所述工件的總面積。圖2顯示了用于本文公開的方法的形貌圖案化的膜的橫截面的一個(gè)實(shí)例，其中Wl和Dc分別表示位于所述膜的夕卜(下)表面的槽脊的寬度和溝道的深度。在該實(shí)例中，顯示出膜內(nèi)(上)表面為光滑的(沒有形貌圖案)，但是這不是必要的。在本發(fā)明中所用的圖案化的膜的V^典型地在平行于所述界面的一個(gè)或二個(gè)維度中小于10mm,優(yōu)選地在平行于所述界面的一個(gè)或二個(gè)維度中小于2mm。所述溝道的深度Dc典型地大于1ium,優(yōu)選大于5ium,延伸至4侖廓面積的邊緣。所述槽脊可以在至少兩個(gè)側(cè)面上，優(yōu)選地在所有側(cè)面上，纟皮延伸至4侖廓面積邊緣的溝道包圍。在本發(fā)明的MMEP方法的一個(gè)實(shí)施方案中，所述膜的形貌圖案包括在區(qū)域內(nèi)的多個(gè)局部凸出的，基本上小于1.0cn^的平槽脊，優(yōu)選在該區(qū)域中小于0.010112的平槽脊，其^皮超過1iLim深，優(yōu)選超過5ym深的局部凹陷溝道包圍，其中所述溝道延伸至所述輪廓面積的邊緣。制備用于本發(fā)明的形貌圖案化的膜的方便方法為將所需的圖案永久地壓印在現(xiàn)有的光滑膜的表面。所述壓印工具可以包括篩、柵格、網(wǎng)眼、刺、多孔或紡織片材或金屬、玻璃、聚合物或天然纖維或任意其它物質(zhì)構(gòu)成的膨脹的晶格(expandedlattice),所述其它物質(zhì)足夠硬，當(dāng)在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫M合下將兩個(gè)表面壓在一起時(shí)，其能永久地使所述膜的表面變形。將形貌圖案壓印在所述膜表面，相當(dāng)于鑄造壓印工具。在該操作，或任意其它操作中，非常理想的是沒有孔或裂縫存在，孔或裂縫將危害所述膜作為電解質(zhì)溶液和導(dǎo)電率低的溶劑或溶液之間的屏障的能力。使用不同尺寸的絲網(wǎng)和不同類型壓印工具，可使用相同的方法制備形貌圖案化的壓印膜，其在槽脊面積和部分覆蓋度方面有寬的變化。雖然壓印是產(chǎn)生形貌圖案化的膜的簡單和便宜的方法，但是本發(fā)明那個(gè)并不限于壓印膜，用于產(chǎn)生理想的形貌的其它方法將對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。除了在外表面進(jìn)行形貌圖案化之外，所述膜對電解質(zhì)基本上是不透性的，以便保持覆蓋陽極的導(dǎo)電率低的所述溶劑溶液。另一方面，為了保持用于拋光處理的足夠的法拉第電流，理想地，通過溶劑化或絡(luò)合在陽極氧化工件中生成的金屬離子來使所述膜成為可滲透的。如果所述離子帶正電荷，那么理想地所述膜為陽離子傳導(dǎo)膜。類似地，在其中陽極氧化產(chǎn)生絡(luò)合物金屬陰離子的情況下，陰離子傳導(dǎo)膜是適宜的。電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜通常是固體有機(jī)聚合物，其載有共價(jià)結(jié)合的離子功能基。結(jié)合的離子構(gòu)成固定的電荷，其由未束縛的、相反電荷的移動(dòng)(mobile)反離子平衡。后者可在膜內(nèi)擴(kuò)散或在電場作用下遷移以運(yùn)載電流。在具有相同符號(hào)(sign)的相鄰近溶液中的小離子如移動(dòng)反離子與在膜中的那些容易地進(jìn)行交換。相反，由于靜電推斥，在具有相同電荷的相鄰溶液中的離子如在膜中的固定離子傾向于^皮從這樣的膜中排除。因此，由于排除共享相同特征如固定的電荷的離子，所有的電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜或多或少對電解質(zhì)溶液是非滲透性的。適宜的電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜包括在電拋光方法的條件下是穩(wěn)定的成膜離子聚合物。作為燃料電池膜用的離子聚合物也可用于該膜介導(dǎo)的電拋光方法。優(yōu)選類型的膜為陽離子傳導(dǎo)膜，尤其是從用強(qiáng)酸基官能化的聚合的離子交聯(lián)聚合物形成的那些，所述強(qiáng)酸基即為pKa小于3的酸基?；撬峄鶠閮?yōu)選的強(qiáng)酸基。優(yōu)選的聚合的離子交聯(lián)聚合物為氟化的和/或全氟化的烯烴和包含強(qiáng)酸基的單體的共聚物。就此而言，電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜僅轉(zhuǎn)運(yùn)一種符號(hào)的離子，這防止了所述工件和導(dǎo)電率低的溶劑被電解質(zhì)污染。而且，因?yàn)槟さ年枠O側(cè)上的移動(dòng)離子的唯一來源是陽極氧化反應(yīng)，基本上所有的電流將由陽極產(chǎn)生的離子運(yùn)載。因此，這些離子以與產(chǎn)生它們完全相同的速率被自動(dòng)吸收并轉(zhuǎn)運(yùn)穿過膜和從工件除去，從而消除了第二個(gè)污染源。Nafion⑧全氟磺酸鹽離子交聯(lián)聚合物膜(E丄duPontdeNemoursandCompany,Wilmington,DE)由載有強(qiáng)酸性磺酸基的碳氟化合物鏈組成。當(dāng)暴露于水時(shí)，所述酸基電離，離解出固定的磺酸根陰離子和移動(dòng)的水合質(zhì)子。所述質(zhì)子可以與各種金屬陽離子容易地交換。Nafion⑧特別適用于MMEP,因?yàn)槠渚哂袕?qiáng)的同離子排斥、高導(dǎo)電率、強(qiáng)酸性、化學(xué)穩(wěn)定性和健壯(robust)的機(jī)械性能。而且，Nafion⑧膜容易被常規(guī)熱成型技術(shù)圖案化。典型地，Cu在水中的MMEP拋光在陽極表面在酸性環(huán)境中進(jìn)行，因?yàn)樵趐H〉4時(shí)，Cu+2作為CuO或Cu(OH)2從水中沉淀出。Nafion提供必需的酸性環(huán)境以溶劑化Cu+2。大多數(shù)電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜，包括Nafion,需要用極性溶劑比如水溶劑化，以支持離子導(dǎo)電率。完全水合的NafionN117H膜的導(dǎo)電率為約0.1S/cm,但是當(dāng)含水量低于臨界值時(shí)其以數(shù)量級(jí)降低。這證實(shí)對MMEP方法具有重要的影響。當(dāng)將Cu工件浸入具有靜態(tài)界面(即v-0)的水中時(shí)，法拉第電流在施加電壓后幾秒內(nèi)快速P爭低，膜堅(jiān)固地粘附到所述工件，只要讓電流流動(dòng)其就持續(xù)。而且，在該靜態(tài)界面，膜介導(dǎo)的陽極氧化主要局限于輪廓面積的周圍。這些效果被認(rèn)為是電滲透膜脫水的結(jié)果。因?yàn)槊總€(gè)Cu+2離子被4至6個(gè)水分子溶劑化，Cu"離子的轉(zhuǎn)運(yùn)也從膜中除去水。在接近所述輪廓面積中心的膜區(qū)域，當(dāng)水從周圍浴的擴(kuò)散不足以再補(bǔ)充水供應(yīng)時(shí)，膜可能開始充分脫水，從而停止運(yùn)載電流。同時(shí)，脫水的膜強(qiáng)粘附到干的Cu表面。盡管對大多數(shù)拋光應(yīng)用不利，該現(xiàn)象提供了一種像和測定輪廓面積的方便的方法。因此，當(dāng)在膜介導(dǎo)的陽極氧化穿過靜態(tài)(非移動(dòng))界面短期后除去膜時(shí)，輪廓面積的外周變得清楚可見，其呈蝕刻進(jìn)入所述工件表面的輪廓清晰的窄線，而在所述輪廓面積的中心幾乎或沒有蝕刻出現(xiàn)。該現(xiàn)象圖解在圖3和圖4中。該靜態(tài)蝕刻過程可用于可一見化和測定輪廓面積A。的尺寸，以及可一見化(visualize)和測定與形貌圖案化的膜有關(guān)的更小界面面積A的尺寸。當(dāng)在本發(fā)明中使用形貌圖案化的膜時(shí)，工件的電流和陽極氧化限定其與所述膜的外表面的槽脊的界面，因此溝道Dc的深度產(chǎn)生太大的電阻，不允許產(chǎn)生明顯的電流流動(dòng)。因此，用電化學(xué)方法活化的界面面積A小于總的輪廓面積Ac。圖4A和4B證實(shí)了該區(qū)別，它們顯示了通過形貌圖案化的膜產(chǎn)生的靜態(tài)蝕刻圖案的顯微照片，所述形貌圖案化的膜由被約0.2mm寬的溝道分開的約1mm寬的正方形槽脊組成。能夠看出靜態(tài)蝕刻已經(jīng)集中于槽脊的周圍，而在溝道內(nèi)(或在大多數(shù)槽脊的中心)沒有可察覺的蝕刻。所述蝕刻圖案延伸遍布直徑為約12mm的大致圓形區(qū)域，相當(dāng)于輪廓面積A,1.13cm2。對于蝕刻圖案，發(fā)現(xiàn)平均槽脊面積為1.4x10-2cm2,而發(fā)現(xiàn)在槽脊F^內(nèi)的輪廓面積的分?jǐn)?shù)為0.56，相當(dāng)于有效界面面積cm2。靜態(tài)蝕刻沒有平面化所述工件，因此，其對于拋光用于電子工業(yè)晶片上的Cu連接沒有用。進(jìn)入金屬表面的蝕刻圖案通常是不想要的結(jié)果，通常要避免。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過在"刮除"和"摩擦"運(yùn)動(dòng)中連續(xù)移動(dòng)輪廓面積越過(cross)工件的表面，可以保持穩(wěn)定的法拉第電流，并且可獲得均勻的平面化，同時(shí)可以避免膜和蝕刻圖案粘附進(jìn)入金屬表面。人們相信該界面運(yùn)動(dòng)經(jīng)由流體動(dòng)力機(jī)理向界面面積提供了水通量，所述流體動(dòng)力4幾理類似于固體表面的液體潤滑。只要這一對界面的流體動(dòng)力學(xué)水通量超過或等于遠(yuǎn)離界面的電滲透的水通量，所述膜留著足夠的水以向在某些最大距離內(nèi)的工件的任意區(qū)域運(yùn)載法拉第電流，其通過界面水的導(dǎo)電率和厚度及通過外加電壓測定。當(dāng)所述電滲透通量開始與流體動(dòng)力學(xué)通量竟?fàn)帟r(shí)，所述界面水層可變稀，導(dǎo)致摩擦系數(shù)增加。當(dāng)法拉第電流以恒定的界面速度和界面壓力系統(tǒng)增加時(shí)，在實(shí)驗(yàn)上可觀察到這一增加。在當(dāng)電滲透通量超過流體動(dòng)力通量的限制下，對著所述界面中心的區(qū)域可變成部分脫水，引起法拉第電流局部降低和膜的粘附。例如，對于光滑膜，在恒定的外加電壓下，當(dāng)界面速度系統(tǒng)地減小至低于某一限度時(shí)，法拉第電流不再與輪廓面積成比例。在仍然較低的速度下，電流開始減小，并且粘附發(fā)作最終顯示為可聽見的吱吱聲噪音和膜的嚴(yán)重磨損。通常，電流密度表示在某一面積的平均電流。在本文中區(qū)別總的輪廓面積Ac和有效界面面積Aj是很重要的，在描述電流密度時(shí)存在類似的區(qū)別。如本文定義的，平均電流密度l。為總的法拉第電流i與總的輪廓面積之比，le=i/Ae。不能推定總的電流i必然與Ac成比例，也不能推定電流在輪廓面積內(nèi)均勻分布。因此，lc與A。的系統(tǒng)差異可以被認(rèn)為顯示出電流的不均勻分布，然而，不依賴于A。的恒定I。是在輪廓面積內(nèi)均勻分布的必要條件，但不是充分條件。類似地，總法拉第電流i與有效界面面積之比定義為界面電流密度Ipi/Aj。對于本發(fā)明的形貌圖案化的膜，li=leFL,其中FL為槽脊上輪廓面積的分?jǐn)?shù)。電解質(zhì)的靜壓Ph確定了膜和工件之間的界面壓力，其可影響所述界面水層的厚度。基于與液體潤滑的機(jī)理類似的機(jī)理，對于光滑膜，人們期望以足夠的高速度來避免電滲透性脫水，以使界面水的厚度隨PJ曾加而減小。該期望與實(shí)-瞼〗現(xiàn)測值一致，如在圖8中的數(shù)據(jù)圖解的。在MMEP中使用的導(dǎo)電率低的溶劑或溶液同時(shí)接觸所述膜的陽極和外表面。所述溶劑(或溶液)起溶劑化金屬離子和促進(jìn)它們轉(zhuǎn)運(yùn)穿過膜的作用，并且限制對所述工件區(qū)域的陽極溶解反應(yīng)，所述工件接觸或非常接近所述膜。為了限制陽極溶解反應(yīng)，所述溶劑或溶液的導(dǎo)電率優(yōu)選為小于500iuS/cm。例如，當(dāng)導(dǎo)電率為1inS/cm時(shí)，相對于另外的接觸所述膜的10112區(qū)域，距離所述膜大于1jum的陽極的1cnr^區(qū)域?qū)⒏行У厥艿?00ohms的串聯(lián)電阻的"保護(hù)，，。這足以抑制Cu在〈10V過電位的氧化速率。為了滿足溶解條件，理想地，所述溶劑或溶液的某些組分能溶劑化或以別的方式調(diào)節(jié)在陽極生成的金屬離子以產(chǎn)生離子復(fù)合物，其是可溶性的并能在所述膜內(nèi)移動(dòng)。陽極反應(yīng)的性質(zhì)也可受到導(dǎo)電率低的溶劑組合物以其他方式的影響。例如，當(dāng)使用MMEP拋光與去離子水接觸的Cu時(shí)，出現(xiàn)經(jīng)由2-電子氧化其被溶解成(^+2。然而，當(dāng)使用含水乙腈重復(fù)相同的過程時(shí)，已知其是穩(wěn)定化Cu"的，經(jīng)過每庫侖的電荷遷移的Cu的量增加2分之一，顯示出1-電子氧化成Cu"。在有些情況下，優(yōu)選的是使用某些非常稀的酸性水溶液作為導(dǎo)電率低的溶液而不是去離子水。對于許多適宜用于MMEP的典型的陽極組合物，對于陰極和電解質(zhì)組合物的相應(yīng)適宜的選4奪可以在"ElectroplatingEngineeringHandbook",4thEdition,第100-120頁，D.E.Ward,L丄Durney，Ed.，VanNostrandCo.，NY，1984中找到。適宜的陰極和電解質(zhì)組合物包括Cu/CuS04，Ag/AgN03和Sn/SnCI2。電解質(zhì)被選擇用于提供對于所述金屬離子的高溶解性或通過氧化陽極產(chǎn)生的配位金屬離子，理想地，其具有足夠高的導(dǎo)電率以載有高達(dá)幾百mA/crr^的電流密度，而沒有引起明顯的電壓降或發(fā)熱。至少100mS/cm的導(dǎo)電率是優(yōu)選的。最常見的EP電解質(zhì)為濃縮的強(qiáng)酸水溶液。陰極可以由任何在電解質(zhì)中化學(xué)穩(wěn)定的導(dǎo)電材料制備。適宜的陰極材料的實(shí)例包括Cu、C、Ni、鋼和黃銅。在拋光期間，在陰極可出現(xiàn)一種或多種還原反應(yīng)。例如，在水性酸中，這些可包括電解水以釋放氬和還原或電鍍源自陽極的金屬離子。為了最小化與電鍍相關(guān)的析氫，在電解質(zhì)中可以包括金屬鹽，例如CuSCV用于Cu的MMEP的電解質(zhì)溶液的一個(gè)實(shí)例為在1.0M含水H2S04中的0.5MCuS04。在其中將工件全部浸入電解質(zhì)中的常規(guī)EP中，通常不加入金屬鹽，因?yàn)橹苽?、回收?或處理這些大量的物質(zhì)的成本將過高。相反，單個(gè)MMEP陰極半電池僅包含數(shù)ml的電解質(zhì)，并可按拋光體積大許多倍的工件。通過將金屬離子加入到在陽極產(chǎn)生的那些MMEP電解質(zhì)同等物中，電解質(zhì)組成可以保持恒定。即，當(dāng)新離子的產(chǎn)生速率嚴(yán)才各地以它們在陰極被還原的速率平tf,那么不產(chǎn)生氫，并且原則上，可以無限期地再使用相同小體積的電解質(zhì)。而且，電解質(zhì)從不直接接觸或污染所述工件，免去了凈化和處理有毒廢物的需要。所述膜介導(dǎo)的電拋光方法可用于多種金屬和金屬合金。適宜的金屬包括銀、鎳、鈷、錫、鋁、銅、鉛、鉭、鈥、鐵、鉻、釩、錳、鋅、鋯、鈮、鉬、釕、銠、鉿、鴒、錸、鋨、銥、或合金比如黃銅、鉛/錫合金和鋼。優(yōu)選的金屬包括銀、鎳、鈷、錫、鋁、銅、鉛和合金比如黃銅、鋼和鉛/錫。MMEP可用于在具有Nafion⑧膜的MMEP電池中使用強(qiáng)酸電解質(zhì)拋光各種金屬。不同金屬離子在配位化學(xué)和溶解度方面的差異可以確定使用不同的電解質(zhì)用于不同的金屬。已經(jīng)認(rèn)為氯離子在保持Sn+2和AI+3的溶解性方面有效；將可用于MMEP的電解質(zhì)的幾種代表性的實(shí)例在下表中列出。表-各種金屬和合金膜介導(dǎo)的電拋光<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>雖然對光滑膜在外加電壓"OV下通過常規(guī)MMEP可以獲得lc>1amp/cm2和高去除速率，這些條件與高平面化效果并不矛盾。如在Mazur等人的共同未決的申請中描述的，發(fā)現(xiàn)MMEP的平面化功效隨著在低和高正值之間周期性轉(zhuǎn)換電壓而增加，因此平均電流密度分別在O和某些高值之間交替。例如，使用光滑膜和交替在7V的55msec和在0V的8msec的電壓"脈沖"的MMEP方法成功地平面化了具有100jum側(cè)向尺寸和1jum的初始步高的特4正。對于該方法，lc為大約0.2amp/cm2,n為大約4,相當(dāng)于在界面面積內(nèi)界面的去除速率RRj為約2jum/分鐘。因此，為了在工件的全部表面獲得RR>1pm/分鐘，將需要輪廓面積或多數(shù)輪廓面積大于工件區(qū)域的50%。在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供MMEP的方法，其在具有小于工件區(qū)域的50%的輪廓面積或多個(gè)輪廓面積的全部工件表面獲得了RR>1iam/分鐘。凈除去速率等于輪廓面積內(nèi)的去除速率乘輪廓面積與工件總面積之比。用光滑膜獲得有效的平面化需要脈沖電流，其降低了輪廓面積內(nèi)的去除速率。已經(jīng)在引用的Mazur等人的共同未決的申請中描述了MMEP優(yōu)于EP的優(yōu)點(diǎn)。如本文描述的和實(shí)施例證實(shí)的，在MMEP方法中使用形貌圖案化的膜可以提供超過用光滑膜獲得的性能的優(yōu)點(diǎn)和改善。可以獲得的這樣的優(yōu)點(diǎn)包括1)較高的電流密度和在比通過使用光滑膜更低的電壓下的去除速率。2)可以保持不依賴于輪廓面積的高電流密度和去除速率；3)電流密度對界面速度和靜壓比用光滑膜時(shí)更不敏感；4)在平均電流密度>1amp/cm2下的高平面化效果；和5)在界面去除速率>2inm/分鐘的高平面化效果。如圖4和5所證實(shí)，使用形貌圖案化的膜的靜態(tài)蝕刻精確地在所述膜上再現(xiàn)了槽脊圖案作為在工件中蝕刻凹坑的圖案。該方法可以非?？臁＠?，發(fā)現(xiàn)靜態(tài)蝕刻可以在幾秒內(nèi)從槽脊的外周完全除去1iLim銅層，或者在幾分鐘內(nèi)蝕刻孔穿過18Mm厚的銅箔。因此，安裝在陰極半電池中的形貌圖案化的膜可用于在金屬表面或電子機(jī)器(electro-machine)孔或或凹陷溝道上電刻圖案，其對應(yīng)于在所述膜的槽脊的圖案。這些方法與其中界面保持靜態(tài)(v-O)的MMEP不同。然而，通過以精確控制的方式在工件表面移動(dòng)槽脊來電刻或電子機(jī)器精確開槽也是可能的。而且，這些凹陷溝道的深度、軌道、開端和末端可通過適宜的對照膜的軌道和保留時(shí)間以及外加電壓來控制。可以用該方法雕刻或以加工孔或凹陷溝道的最大深度受到在形貌圖案化的膜中的溝道Dl的深度的限制。膜介導(dǎo)的電刻術(shù)和電加工的應(yīng)用包括在印刷線路板上制造裝飾性表面禾口電3各。在另一個(gè)方面，除了MMEP之外，所述形貌圖案化的膜也可以有助于在金屬工件中電化學(xué)雕刻和電化學(xué)加工形貌圖案、孔和/或凹陷溝道。實(shí)施例Nation⑧PFSA膜(N112，N115，N117，和NE1135，E.I.DuPontdeNemoursandCompany,Wilmington,DE)是基于NationPFSA聚合物的非加強(qiáng)薄膜，NationPFSA聚合物為一種酸(H+)形式的全氟石黃酸/PTFE共聚物。銅試塊(0.016"厚，110合金，99.9。/。)為從McMaster-CarrSupplyCo.，NewBrunswick,NJ獲得。用嵌刻圖案化或非圖案化電沉積Cu涂覆的測試晶片/人SematechInternational(Austin,TX)獲4尋。使用特定設(shè)計(jì)的裝置在直徑為200mm的圓形工件上進(jìn)行所有的MMEP試驗(yàn)。通過使用真空吸盤使工件(銅試塊或測定晶片)保持面朝上固定圓形轉(zhuǎn)盤上。將具有面朝下的膜泡(blister)的陰極半電池固定在低摩擦軸承上，其允許自由的垂直運(yùn)動(dòng)而不允許水平運(yùn)動(dòng)。將所述軸承固定在電動(dòng)軌道上以使所述半電池從工件的中心移動(dòng)任意半徑的距離。通過與PTFE(聚四氟乙烯)管連接的蠕動(dòng)泵(Masterflex弁7523-00)從分開的儲(chǔ)罐連續(xù)再循環(huán)80ml的電解質(zhì)溶液(0.5MCuS04,在1.0M1~12304中)。也通過連接到具有PTFE管的半電池的傳感器測定靜壓Ph。通過改變泵送速度調(diào)節(jié)靜壓。通過用可調(diào)節(jié)的螺旋彈簧降低在工件上的陰極半電池至其自身部分抗平衡的重量極限來產(chǎn)生輪廓面積。通過調(diào)節(jié)螺旋彈簧上的張力來系統(tǒng)改變輪廓面積。從去離子裝置(BarnsteadNanopureInfinity)以約2升/分鐘的速率直接將去離子水(初始導(dǎo)電率0.56mS/cm)供應(yīng)到所述工件的表面。通過輪廓面積的徑向位置和轉(zhuǎn)盤的角速度的組合確定界面速度v。從可編程的DC電源(KepcoBOP20-5D)提供陰極和工件之間的電壓。通過金屬環(huán)接觸其外緣和一組滑動(dòng)環(huán)接觸轉(zhuǎn)盤的軸提供對工件的電4妻觸。通過拋光固定在單一徑向位置的輪廓面積來測定各種工作參數(shù)對電流密度的作用。由測定的電流l和輪廓一起計(jì)算電流密度，由拋光后立即獲得的靜態(tài)蝕刻圖案測定界面面積。在大多數(shù)工件表面就進(jìn)行平面化量度的拋光。這是如此通過編程轉(zhuǎn)盤的角速度和半電池的徑向速度來實(shí)現(xiàn)，使得輪廓面積擴(kuò)展到大部分工件，同時(shí)保持幾乎恒定的界面速度和輪廓面積的累積保留時(shí)間的值。使步長,在實(shí)施例中使用的所有壓印膜是使用不同的金屬網(wǎng)篩按照與在實(shí)施例1中描述的相同的方式由NafionN117膜制備。同樣，槽脊的面積和覆蓋度以同樣的方式用靜態(tài)蝕刻圖案確定。實(shí)施例1制備形貌圖案化的膜通過使用絲網(wǎng)作為壓印工具壓印光滑的平坦NafionN117膜(0.007"厚)制備形貌圖案化的膜，所述絲網(wǎng)包括100x100線/英寸編織的0.0045"不銹鋼絲。首先，在液壓機(jī)中以30,000psi使絲網(wǎng)變平，以便最小化其中線交叉的厚度變化。在約8CTC和1000psi將變平的絲網(wǎng)壓在N117膜的兩個(gè)樣品之間，接著，冷卻至環(huán)境溫度，之后釋放壓力和分離膜。圖3A和3B顯示了壓印膜的光學(xué)顯微照片。這些顯微照片在正方形區(qū)域?yàn)橥钩龅牟奂?，同時(shí)凹陷的溝道以線的交叉圖案的鑄型(cast)。圖4A和4B顯示了在由相同的膜產(chǎn)生的Cu工件上靜態(tài)蝕刻圖案的顯微照片，從其中確定每個(gè)槽脊的界面面積(1.4x1CT4crr^)和部分覆蓋度0.18。實(shí)施例2光滑膜和壓印膜的可比較性能在圖6-11中概括了比較光滑膜和形貌圖案化的膜的數(shù)據(jù)。圖6和7分別顯示了光滑膜和壓印膜在恒定Ph和大量界面速度下的極化曲線(在穩(wěn)態(tài)電流密度和電壓下變化)。對于大于2V的外加電壓，壓印膜的界面電流密度l,顯著比光滑膜的高，并且，界面速度對光滑膜有很大的影響，而對壓印膜幾乎沒有影響。圖8和9分別顯示光滑膜和壓印膜在恒定v和不同PJ直下的極化曲線。在大于2V的外加電壓下，所述壓印膜提供了非常高的電流密度，而對Ph的敏感性更低。圖10顯示了在14V下，光滑膜的凈電流密度i、界面速度v和輪廓面積Ac的變化。當(dāng)v以100cm/秒降低時(shí)，i增加，并最終達(dá)到最大值或峰值。當(dāng)v降低至低于該峰值時(shí)，電流減小，出現(xiàn)強(qiáng)的粘附力和/或摩擦力，如通過可聽到的吱吱聲證實(shí)的。在給定的電壓下，對于較大值的Ac,在逐漸提高的v下，出現(xiàn)峰電流和吱吱聲。人們相信峰電流表示下述情況其中水向界面的水動(dòng)力流動(dòng)精確地受到從膜電滲透除去水的平衡。在低于該峰值的速度下，脫水引起電流減低和摩擦增加，而在高于峰值的速度下，電流隨著v的增加而降低，這是由于界面水的厚度和電阻增加。這些效果對Ac敏感，因?yàn)殡姖B流動(dòng)與Ac成比例，而水動(dòng)力流動(dòng)與輪廓面積的寬度成比例。這些數(shù)據(jù)證實(shí)對于光滑膜通過降低v來最大化lc受到輪廓面積大小的限制，并導(dǎo)致不均勻的電流分布。作為對比，圖11顯示了用包括小槽脊且具有FL二0.2的形貌圖案化的膜的類似試驗(yàn)。在v〈100cm/秒時(shí)，電流與Ac無關(guān)，表明每個(gè)槽脊獨(dú)立于電滲透和水動(dòng)力流動(dòng)運(yùn)行。雖然沒有明確的輪廓清晰的峰電流，在v〈10cm/秒時(shí)，脫水的發(fā)作由可聽到的吱吱聲表明。與光滑膜的一個(gè)重要不同是發(fā)現(xiàn)了在10至80cm/秒范圍內(nèi)變動(dòng)，電流密度保持很高，幾乎與v無關(guān)。該結(jié)果可以被理解為是基于對于光滑膜和形貌圖案化的膜的潤滑機(jī)理的差異。界面水層的厚度5的獨(dú)立測定(對于相同范圍的Ph，Ac和v)表明對于光滑膜，只用v處理(grows)該層，而對于形貌圖案化的膜，對于v<100cm/秒處理，還需要非常薄(5S1jum)。形貌圖案化的膜的高電流密度和降低的速度相關(guān)性可以歸因于槽脊上界面水的流體動(dòng)壓力的極大減小。該數(shù)據(jù)表明當(dāng)通過高電流密度測定時(shí)，形貌圖案化的膜提供了改善的性能，并且消除或極大地減少了電流密度對Ac和v變化的敏感性。實(shí)施例3在高去除速率下用壓印膜的平面化效果圖12顯示了通過使用壓印Nafion⑧膜的MMEP平面化Cu嵌刻測試晶片的結(jié)果，所述Nafion⑧膜具有槽脊面積2.8x10—4cm2和部分覆蓋度F^0.24。電壓在1V下0.1毫秒和8V下0.2毫秒之間脈沖。平均電流密度為lc大約1amp/cm2，n為大約5，對應(yīng)于在輪廓面積內(nèi)的界面去除速率RRc為大約6ym/分鐘。因此，為了獲得RRMnm/分鐘，在全部工件內(nèi)將需要不大于工件的總面積的17%的一個(gè)輪廓面積或多個(gè)輪廓面積。在圖12中，將100jLim線和間隙的步高(stephight)繪制成與除去的Cu的平均量的函數(shù)，所述除去的Cu的平均量如根據(jù)表面電阻的量度和重量減輕確定。該數(shù)據(jù)表示在6個(gè)不同的徑向位置(指定為R)越過200mm晶片表面的測量值。該數(shù)據(jù)表明平面化是高均勻，并且在除去整個(gè)Cu層前完成。權(quán)利要求1.膜介導(dǎo)的電拋光方法，包括a.提供陰極半電池，包括1.完全或部分密閉的容積、腔或容器；2.電解質(zhì)溶液或凝膠，其部分或基本填充所述密閉的容積、腔或容器；3.電極，其與電解質(zhì)溶液或凝膠接觸；4.工具，用于電連接電極至DC電源；和5.電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜，其密封所述密閉的容積、腔或容器的一個(gè)表面，使得所述膜的內(nèi)表面接觸電解質(zhì)溶液或凝膠，外表面能夠接觸金屬工件和導(dǎo)電率低的溶劑或溶液，其中所述膜用位于所述膜的外表面上的寬度WL的槽脊和深度DC溝道形貌圖案化，并且所述溝道延伸至輪廓面積的邊緣；b.用導(dǎo)電率低的溶劑或溶液基本上覆蓋金屬工件的表面；c.提供DC電源，其正接線端連接金屬工件，其負(fù)接線端連接所述半電池的電極；和d.使金屬工件與至少一部分所述膜的外表面接觸。2.權(quán)利要求1的方法，其中所述金屬工件和所迷陰極半電池的膜相對于彼此移動(dòng)，以致膜的接觸面移動(dòng)越過所述金屬工件的表面。3.權(quán)利要求1的方法，其中所述膜為陽離子傳導(dǎo)膜。4.權(quán)利要求3的方法，其中所述膜包括用強(qiáng)酸基官能化的聚合的離子交聯(lián)聚合物，其中所述酸基的pKa小于3。5.權(quán)利要求4的方法，其中所述酸基為磺酸基。6.權(quán)利要求5的方法，其中所述聚合的離子交聯(lián)聚合物為全氟磺酸/PTFE共聚物。7.權(quán)利要求1的方法，其中所述金屬工件包括選自下述的物質(zhì)銀、鎳、鈷、錫、鋁、銅、鉛、鉭、鈦、鐵、鉻、釩、錳、鋅、鋯、鈮、鉬、釘、銠、鉿、鴒、錸、鋨、銥、及其合金，和黃銅及鋼。8.權(quán)利要求7的方法，其中所述金屬工件包括銅。9.權(quán)利要求1的方法，其中所述電解質(zhì)具有大于10mS/cm的導(dǎo)電率。10.權(quán)利要求9的方法，其中所述電解質(zhì)進(jìn)一步包括金屬鹽。11.權(quán)利要求10的方法，其中所述金屬鹽的金屬離子具有與陽極氧化金屬工件產(chǎn)生的金屬離子相同的元素組成和相同的氧化態(tài)。12.權(quán)利要求11的方法，其中所迷工件包括銅，所述電解質(zhì)包括在含有酸的水溶液中的石危酸銅。13.權(quán)利要求12的方法，其中所述酸選自硫酸和磷酸。14.權(quán)利要求12的方法，其中所述水溶液進(jìn)一步包括乙腈。15.權(quán)利要求1的方法，其中所述導(dǎo)電率低的溶劑具有小于200mS/cm的導(dǎo)電率。16.權(quán)利要求13的方法，其中所述導(dǎo)電率低的溶劑為水或水溶液。17.權(quán)利要求1的方法，其中所述的方法在恒定電壓下進(jìn)行。18.權(quán)利要求1的方法，其中所述的方法在恒定電流下進(jìn)行。19.權(quán)利要求1的方法，其中所述方法是在隨時(shí)間改變在選定的電壓值之間的電壓進(jìn)4亍。20.權(quán)利要求1的方法，其中所述方法是在隨時(shí)間改變在選定的電流值之間的電流進(jìn)4亍。21.用于膜介導(dǎo)的電拋光金屬工件的裝置，包括a.DC電源；b.工具，用于電連接所述工件至DC電源的正接線端；c.電解質(zhì)溶液或凝膠；d.導(dǎo)電率低的溶劑或溶液，其與膜和工件接觸；e.電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜，其密封所述密閉的容積、腔或容器的一個(gè)表面，使得所述膜的內(nèi)表面接觸電解質(zhì)溶液或凝膠，外表面能夠接觸金屬工件和導(dǎo)電率低的溶劑或溶液，其中所述膜用位于所述膜的外表面上的寬度的槽脊和深度De的溝道形貌圖案化，并且所述溝道延伸至輪廓面積的邊緣；f.陰極，其與電解質(zhì)溶液或凝膠接觸；g.工具，用于連接陰極和所述DC電源的負(fù)接線端；和h.工具，用于沿著所述工件的表面以與工件和導(dǎo)電率低的溶劑或溶液接觸的方式移動(dòng)該膜。22.用于膜介導(dǎo)的電拋光的陰極半電池，包括a..完全或部分密閉的容積、腔或容器；b.電解質(zhì)溶液或凝膠，其部分或基本填充所述密閉的容積、腔或容器；c.電極，其與電解質(zhì)溶液或凝膠接觸；d.電荷選擇性離子傳導(dǎo)膜，其密封所述密閉的容積、腔或容器的一個(gè)表面，使得所述膜的內(nèi)表面接觸電解質(zhì)溶液或凝膠，外表面能夠接觸金屬工件和導(dǎo)電率低的溶劑或溶液，其中所述膜用位于所述膜的外表面上的寬度W一々槽脊和深度D。的溝道形貌圖案化，并且所述溝道延伸至輪廓面積的邊緣。全文摘要用本發(fā)明提供使用形貌圖案化的膜來拋光和/或平面化金屬工件的膜介導(dǎo)的電拋光(MMEP)方法。該方法可用于純金屬和合金，并且提供優(yōu)于常規(guī)電拋光方法和已知的使用光滑膜的MMEP方法的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明也提供在膜介導(dǎo)的電拋光方法中有用的陰極半電池和裝置。本發(fā)明還提供用于在金屬工件表面電蝕刻和電加工形貌圖案、孔和/或凹陷溝道的方法。文檔編號(hào)C25F3/00GK101171371SQ200680014774公開日2008年4月30日申請日期2006年4月28日優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日發(fā)明者C·E·杰克遜,G·W·福金,S·馬祖爾申請人:納幕爾杜邦公司