[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

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盘片或介电化合物的组合物。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”尤其是指一旦用该组合物处理后基底所具有的划痕率。

出于稳定性和易用性原因，这些悬浮液必须由亚微米尺寸，即一般小于300纳米的粒子构成。另外，太细的粒子在这些悬浮液中的存在降低它们的研磨能力。此外，太粗的粒子会促成缺陷性的提高。因此需要其中的粒子是单分散的悬浮液。还应当注意的是，为了获得最佳的性能水平，这种单分散性应当既适用于初级粒子，又适用于二级粒子，即由初级粒子构成的聚集体。

最后，为了提高抛光能力，可能有利的是拥有如下的悬浮液：其具有与其它悬浮液的那些粒子相比同样尺寸的粒子却具有更大的比表面积。

因此可以理解的是，这些悬浮液的开发是一个复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供符合上述条件的悬浮液，即其中粒子是单分散的而且任选地具有提高的比表面积的悬浮液。

在该目标下，本发明的悬浮液为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)具有至多200nm的平均尺寸，这些二级粒子由如下的初级粒子构成：该初级粒子由TEM测定的尺寸具有至多150nm的平均值，所具有的标准偏差的值为所述平均尺寸值的至多30％，并且由TEM测定的平均尺寸与由BET测定的平均尺寸之比为至少1.5。

附图说明

在阅读以下的说明书、旨在举例说明的具体但非限制性的实施例以及附图后，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是本发明悬浮液的TEM照片；

-图2是现有技术悬浮液的TEM照片。

具体实施方式

对于说明书的其余部分，措辞“铈氧化物粒子的悬浮液”表示由基于该氧化物的亚微米尺寸的固体细粒子稳定分散在液相中所构成的体系，所述粒子还可任选地含有残余量的键合或吸附离子，如硝酸根或铵离子。

对于说明书的其余部分，术语“比表面积”旨在表示按照标准ASTM D 3663-78通过氮吸附法测定的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法制定。最后，“TEM”旨在表示透射电子显微术。

悬浮液的粒子基于铈氧化物，其通常是结晶二氧化铈。

构成本发明悬浮液并具有至多200nm平均尺寸的粒子在说明书其余部分中被称作“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。这是因为它们具有至多150nm的由TEM测定的平均尺寸，其中标准偏差的值为这些初级粒子的平均尺寸值的至多30％。

本发明中提及而且也通过实施TEM技术测定的标准偏差具有通常的数学含义，它涉及方差的平方根且其通过下式表示：

σ=1nΣi=1n(xi-x‾)2]]>

n是测量中考虑的粒子的数目，

x_i是粒子i的尺寸，

是粒子尺寸的平均值(1/n∑_ix_i)。

使用由TEM获得的照片测量n个不同粒子的尺寸。