[发明专利]氧化铈颗粒的液体悬浮液

说明书

本发明涉及一种氧化铈颗粒在液相中的悬浮液，其中所述颗粒包含二次颗粒，这些二次颗粒包含一次颗粒，并且涉及一种用于制备所述液体悬浮液的方法，其中铈IV/总铈摩尔比在沉淀之前包含在1/10000与1/500000之间，并且热处理在惰性气氛下进行。

现有技术

提供现有技术的以下讨论以便将本发明置于适当的技术背景下并使它的优点能够得到更充分的理解。然而，应当理解的是在整个说明书中现有技术的任何讨论不应被视为明确的或暗含的承认如此的现有技术是广泛已知的或形成本领域公知常识的一部分。

例如，化学机械抛光(CMP)浆料用于在半导体芯片和相关的电子元件的制造过程中使表面平坦化。CMP浆料典型地包括分散于液体载剂中的反应性化学试剂和磨料颗粒。这些磨料颗粒当使用抛光垫被压靠在正在被抛光的表面上时执行研磨作用，并且分开地，这些反应性化学试剂用来氧化该表面。

电子工业的发展要求渐增地相当大量的使用用于抛光多种部件(如磁盘或电介质化合物)的组合物。这些组合物是呈悬浮液的形式并且它们必须符合一定数量的特征。例如，它们必须提供材料的高度去除，这反映了它们的研磨能力。它们还必须具有尽可能低的缺陷性(defectuosity)；术语“缺陷性”旨在具体是指一旦用该组合物处理后的基底表现出的划痕的数量。

通常认为出于稳定性和易用性的原因，这些悬浮液必须由亚微米尺寸(即总体上小于300nm)的颗粒组成，并且在这些悬浮液中太细的颗粒的存在降低了它们的研磨能力。此外，太大的颗粒可能有助于缺陷性的增加(如WO2008/043703公开物所传授的)。因此，存在对于其中这些颗粒是单分散的悬浮液的需求。还应该注意的是，为了得到最佳性能水平，这种单分散性应该同时适用于一次颗粒与二次颗粒，即，由一次颗粒组成的聚集体。

因此，应理解这些悬浮液的开发是一个复杂的问题。

发明内容

本申请要求欧洲申请号13306732.2的优先权，出于所有目的将此申请的全部内容通过引用结合在此。

若任何通过引用结合在此的专利、专利申请以及公开物的披露内容与本申请的描述相冲突的程度到了可能导致术语不清楚，则本说明应该优先。

本发明的目的是提供氧化铈颗粒的悬浮液，这些悬浮液在避免了缺陷性的增加以便减少一旦用该组合物处理后的基底表现出的划痕的数量的同时，在抛光应用中提供了足够高的去除速率以及良好的平坦化。

看起来的确，与现有技术的知识相反，提供了总体上被认为高尺寸的二次颗粒和一次颗粒的悬浮液将不会导致在抛光应用中的伴随缺点，值得注意地前提是遵循相对于尺寸以及所述尺寸的标准偏差的特定参数。

本发明然后涉及一种氧化铈颗粒在液相中的悬浮液，其中所述颗粒包含二次颗粒，这些二次颗粒包含一次颗粒，其中：

-所述二次颗粒具有包含在105nm与1000nm之间的平均尺寸D50，其中标准偏差包含在所述二次颗粒的所述平均尺寸的值的10％与50％之间；并且

-所述一次颗粒具有包含在100nm与300nm之间的平均尺寸D50，其中标准偏差包含在所述一次颗粒的所述平均尺寸的值的10％与30％之间。

本发明还涉及一种用于制备氧化铈悬浮液的方法，值得注意地如之前定义的，该方法至少包括以下步骤：

(a)在惰性气氛下处理至少包含铈III盐、铈IV盐以及碱的溶液，由此获得沉淀物；铈IV/总铈摩尔比在沉淀之前包含在1/10000与1/500000之间；

(b)在惰性气氛下使在前一步骤中得到的该介质经受热处理，步骤(a)或(b)中的至少一项在硝酸根离子存在下进行；并且

(c)酸化和洗涤如此获得的该介质，由此获得该悬浮液。

阅读下面的说明，旨在说明本发明的各种具体、但非限制性的实例，本发明的其他特征、细节和优点将甚至更充分地显露。

定义

遍及本说明，包括权利要求书，术语“包含一个/一种”应理解为是与术语“至少包含一个/一种”同义，除非另外指明，并且“在…之间”应理解为包含极限值。

对于本说明书的其余部分，表述“氧化铈颗粒的悬浮液”表示一种由稳定地分散在液相中的基于此氧化物的亚微米尺寸的固体细颗粒物组成的体系，还有可能所述颗粒任选地含有残留量的结合的或吸附的离子，例如像硝酸根或铵根。