[发明专利]铈氧化物粒子的液体悬浮液和粉末、其制备方法及其在抛光中的用途

说明书

本申请是申请日为2007年10月4日、申请号为200780037633.8的中国专利申请“铈氧化物粒子的液体悬浮液和粉末、其制备方法及其在抛光中的用途”的分案申请。

技术领域

本发明涉及铈氧化物粒子的液体悬浮液和粉末、其制备方法及其特别在抛光中的用途。

背景技术

电子工业的发展要求越来越多地使用用于抛光各种部件如介电化合物或盘片的组合物。这些组合物是悬浮液形式且它们必须符合一些特征。例如，它们必须提供高的材料去除率，这反映它们的研磨能力。它们还必须具有尽可能低的缺陷性(défectivité)；术语“缺陷性”特别是指用该组合物处理后的基底表现出的划痕率。

出于稳定性和易用性原因，这些悬浮液必须由亚微米尺度，即通常小于300纳米的粒子构成。此外，太细的粒子在这些悬浮液中的存在降低了它们的研磨能力。此外，太大的粒子会造成缺陷性提高。因此需要其中的粒子是单分散的悬浮液。还应该指出，为了获得最佳性能，这种单分散性应该既适用于初级粒子，又适用于二级粒子，即由初级粒子构成的聚集体。

因此要理解的是，这些悬浮液的开发是复杂的问题。

发明内容

本发明的目的是提供符合上述条件的悬浮液，即其中的粒子是单分散的悬浮液。

以此为目的，本发明的悬浮液是铈氧化物粒子在液相中的悬浮液，且其特征在于，这些粒子(二级粒子)具有最多200纳米的平均尺寸，这些二级粒子由平均尺寸值最多100纳米且标准偏差为所述平均尺寸值的最多30％的初级粒子构成。

附图说明

在阅读下列说明书、旨在举例说明的各种具体但非限制性实施例以及附图后，本发明的其它特征、细节和优点将更完全地呈现，在附图中：

-图1是通过本发明的产品的透射电子显微术获得的照片；

-图2是通过本发明的另一产品的透射电子显微术获得的照片；

-图3是通过本发明的第三产品的透射电子显微术获得的照片。

具体实施方式

对于说明书的剩余部分，术语“铈氧化物粒子的悬浮液”是指由稳定分散在液相中的基于该氧化物的亚微米尺度固体细粒子构成的体系，所述粒子也可以任选含有残留量的键合或吸附离子，如硝酸根或铵离子。

对于说明书的剩余部分，术语“比表面积”是指根据标准ASTM D3663-78通过氮吸附法测得的B.E.T.比表面积，该标准根据期刊“The Journal of the American Chemical Society(美国化学会杂志)，60，309(1938)”中所述的BRUNAUER-EMMETT-TELLER法建立。

悬浮液的粒子基于通常是结晶二氧化铈的铈氧化物。

构成本发明的悬浮液并具有最多200纳米平均尺寸的粒子在说明书剩余部分中被称作“二级粒子”。这些粒子是由随后被称作“初级粒子”的其它更细的粒子聚集而成的聚集体。

根据本发明的一个重要特征，这些初级粒子是细的和单分散的。这是因为它们具有最多100纳米的平均尺寸和这些初级粒子平均尺寸值的最多30％的标准偏差。

初级粒子的平均尺寸值通过X射线衍射(DRX)技术测定。通过DRX测得的值对应于基于两个最强衍射线的幅宽和使用Scherrer模型计算出的相干范围的尺寸。这种值也可以通过测量BET比表面积来确定。

本发明中提到的标准偏差具有一般数学含义，其是方差的平方根并且其通过下式表示：

n是该测量中计入考虑的粒子数，

x_i是粒子i的尺寸，

是粒子尺寸的平均值(1/n∑_ix_i)。

使用通过透射电子显微术(MET)获得的照片测量n个不同粒子的尺寸。

这种标准偏差可以优选为初级粒子的平均尺寸值的最多20％，更特别最多15％，再更特别最多10％。

初级粒子可以更特别具有表现出最多80纳米，更特别最多60纳米的平均值的尺寸。

此外，初级粒子的这些平均尺寸可以为至少10纳米，特别是至少20纳米，更特别至少30纳米。根据具体实施方案，这些平均尺寸因此可以为10纳米至100纳米，20纳米至80纳米，20纳米至30纳米和30纳米至60纳米。

如上所述，这些初级粒子形成聚集体，它们由此构成二级粒子。这些二级粒子可以更特别具有最多150纳米，更特别最多120纳米，再更特别最多100纳米的平均尺寸。