專利名稱：鈰氧化物粒子的液體懸浮液和粉末、其制備方法及其在拋光中的用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鈰氧化物粒子的液體懸浮液和粉末、其制備方法及其特別在拋光中的 用途。
背景技術：
電子工業(yè)的發(fā)展要求越來越多地使用用于拋光各種部件如盤片或介電化合物的 組合物。這些組合物是懸浮液形式且它們必須符合一些特征。例如，它們必須提供高的材 料去除率，這反映它們的研磨能力。它們還必須具有盡可能低的缺陷性(d6fectiVit6)；術 語“缺陷性”尤其是指一旦用該組合物處理后基底所具有的劃痕率。出于穩(wěn)定性和易用性原因，這些懸浮液必須由亞微米尺寸，即一般小于300納米 的粒子構成。另外，太細的粒子在這些懸浮液中的存在降低它們的研磨能力。此外，太粗的 粒子會促成缺陷性的提高。因此需要其中的粒子是單分散的懸浮液。還應當注意的是，為 了獲得最佳的性能水平，這種單分散性應當既適用于初級粒子，又適用于二級粒子，即由初 級粒子構成的聚集體。最后，為了提高拋光能力，可能有利的是擁有如下的懸浮液其具有與其它懸浮液 的那些粒子相比同樣尺寸的粒子卻具有更大的比表面積。因此可以理解的是，這些懸浮液的開發(fā)是一個復雜的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供符合上述條件的懸浮液，即其中粒子是單分散的而且任選 地具有提高的比表面積的懸浮液。在該目標下，本發(fā)明的懸浮液為鈰氧化物粒子在液相中的懸浮液，且其特征在于 這些粒子(二級粒子)具有至多200nm的平均尺寸，這些二級粒子由如下的初級粒子構成 該初級粒子由TEM測定的尺寸具有至多150nm的平均值，所具有的標準偏差的值為所述平 均尺寸值的至多30%，并且由TEM測定的平均尺寸與由BET測定的平均尺寸之比為至少 1. 5。


在閱讀以下的說明書、旨在舉例說明的具體但非限制性的實施例以及附圖后，本 發(fā)明的其它特征、細節(jié)和優(yōu)點將更完全地呈現(xiàn)，在附圖中-圖1是本發(fā)明懸浮液的TEM照片；-圖2是現(xiàn)有技術懸浮液的TEM照片。
具體實施例方式對于說明書的其余部分，措辭“鈰氧化物粒子的懸浮液”表示由基于該氧化物的亞微米尺寸的固體細粒子穩(wěn)定分散在液相中所構成的體系，所述粒子還可任選地含有殘余量 的鍵合或吸附離子，如硝酸根或銨離子。對于說明書的其余部分，術語“比表面積”旨在表示按照標準ASTM D 3663-78通 過氮吸附法測定的B.E.T.比表面積，該標準根據(jù)期刊“The Journal of the American Chemical Society (美國化學會雜志)，迎，309 (1938) ”中所述的 BRUNAUER-EMMETT-TELLER 法制定。最后，“TEM”旨在表示透射電子顯微術。懸浮液的粒子基于鈰氧化物，其通常是結晶二氧化鈰。構成本發(fā)明懸浮液并具有至多200nm平均尺寸的粒子在說明書其余部分中被稱 作“二級粒子”。這些粒子是由隨后被稱作“初級粒子”的其它更細的粒子聚集而成的聚集 體。根據(jù)本發(fā)明的一個重要特征，這些初級粒子是細的和單分散的。這是因為它們具 有至多150nm的由TEM測定的平均尺寸，其中標準偏差的值為這些初級粒子的平均尺寸值 的至多30%。本發(fā)明中提及而且也通過實施TEM技術測定的標準偏差具有通常的數(shù)學含義，它 涉及方差的平方根且其通過下式表示η是測量中考慮的粒子的數(shù)目，Xi是粒子i的尺寸，‘無'是粒子尺寸的平均值(1/ηΣ iXi)。使用由TEM獲得的照片測量η個不同粒子的尺寸。這種標準偏差可以優(yōu)選為初級粒子的平均尺寸值的至多20%，更特別地至多 15%。初級粒子可以更特別地具有表現(xiàn)出至多130nm的平均值的尺寸。此外，初級粒子的這些平均尺寸可以為至少50nm，特別地至少80nm，更特別地至 少 lOOnm。本發(fā)明懸浮液的初級粒子的另一特征在于其按照不同技術測定的其平均尺寸的 比值。更具體地，而且如上所述，由TEM測定的平均尺寸與由BET測定的平均尺寸之比為 至少1.5。該比例可以是至少2。措辭“由BET測定的平均尺寸”旨在表示通過假設( 的無孔球形粒子的密度為 7. 2且由BET技術所測定的比表面積的值而獲得的理論尺寸。不希望受理論的束縛，該尺寸之比不為1的事實可能反映粒子中的表面缺陷，所 述粒子的表面呈現(xiàn)出與已知產品相比不太完好的面(moins bien faCett6e)。這些缺陷可 導致粒子比表面積的增大。如上所述，初級粒子形成聚集體，其由此構成二級粒子。這些二級粒子可以更特別 地具有至多150nm，更特別地至多120nm，甚至更特別地至多IOOnm的平均尺寸。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一有利特征，這些二級粒子本身也是單分散的。這是因為它 們可以具有至多0. 5的分散指數(shù)。該指數(shù)可以特別地是至多0. 4，更特別地至多0. 3，甚至 更特別地至多0. 2。對于與二級粒子有關的全部描述，平均尺寸和分散指數(shù)是通過使用激光粒度儀實 施激光衍射技術而獲得的值(體積分布)。術語“分散指數(shù)”表示下列的比
權利要求
1.鈰氧化物粒子在液相中的懸浮液，其特征在于這些粒子(二級粒子)具有至多 200nm的平均尺寸，這些二級粒子由如下的初級粒子構成該初級粒子由TEM測定的尺寸具 有至多150nm的平均值，所具有的標準偏差的值為所述平均尺寸值的至多30%，并且由TEM 測定的平均尺寸與由BET測定的平均尺寸之比為至少1. 5。
2.權利要求1的懸浮液，其特征在于所述初級粒子具有顯示出標準偏差為上述平均尺 寸值的至多20%的尺寸。
3.權利要求1的懸浮液，其特征在于所述初級粒子具有顯示出標準偏差為上述平均尺 寸值的至多15%的尺寸。
4.前述權利要求之一的懸浮液，其特征在于所述初級粒子具有至多130nm的平均尺寸。
5.前述權利要求之一的懸浮液，其特征在于所述液相為水。
6.權利要求1-4之一的懸浮液，其特征在于所述液相為有機溶劑。
7.制備權利要求1-5之一的懸浮液的方法，其特征在于它包括以下步驟-(a)制備還包含鈰IV的膠態(tài)分散體的鈰III鹽的溶液；-(b)使該溶液與堿在惰性氣氛下接觸，由此獲得沉淀物；-(c)在惰性氣氛下對前一步驟獲得的介質施以熱處理，步驟(a)、(b)或(c)的至少之 一在硝酸根離子存在下進行；-(d)相繼但以任意順序對如此獲得的介質進行酸化和洗滌，由此獲得懸浮液。
8.權利要求7的方法，其特征在于步驟(a)的鈰III鹽的溶液以1/5000至1/500，更 特別地1/4000至1/2000的Ce IV/全部鈰的摩爾比含有鈰IV。
9.權利要求7或8的方法，其特征在于在實施步驟(a)、(b)或(c)的至少之一的過程 中以N03_/Ce3+摩爾比表示的硝酸根離子的含量為1/3至5。
10.權利要求7-9之一的方法，其特征在于熱處理在至多95°C的溫度下進行。
11.制備權利要求6的懸浮液的方法，其特征在于使權利要求1-5之一的懸浮液或者借 助于權利要求7-10之一的方法獲得的懸浮液與該有機溶劑接觸。
12.鈰氧化物粒子的可再分散粉末，其特征在于，在液相中再分散之后，其產生權利要 求1-6之一的懸浮液。
13.用于拋光的懸浮液，其特征在于它包含權利要求1-6之一的懸浮液，或者借助于權 利要求7-11之一的方法獲得的懸浮液，或者通過權利要求12的粉末再分散于液相中而獲 得的懸浮液。
全文摘要
本發(fā)明涉及鈰氧化物粒子的懸浮液，其粒子(二級粒子)具有至多200nm的平均尺寸，這些二級粒子由如下的初級粒子構成該初級粒子由TEM測定的尺寸具有至多150nm的平均值，所具有的標準偏差的值為所述平均尺寸值的至多30％，并且由TEM測定的平均尺寸與由BET測定的平均尺寸之比為至少1.5。該懸浮液由包含鈰IV的膠態(tài)分散體的鈰III鹽的溶液制備，使該溶液與堿在硝酸根離子存在下和在惰性氣氛下接觸，在惰性氣氛下對獲得的介質施以熱處理，然后酸化和洗滌。該懸浮液可用于拋光。
文檔編號C09K3/14GK102131884SQ200980132752
公開日2011年7月20日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權日2008年8月22日
發(fā)明者G·克里尼埃, L·梯也爾 申請人:羅地亞管理公司