CN1248967C - 氧化铈溶胶及磨料 - Google Patents

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Abstract

提供用于以二氧化硅为主成分的基板的抛光的磨料。所述磨料含有一种溶胶，该溶胶是将具有0.005～1μm的粒径且以镧原子、钕原子或其组合原子为X，按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.001～0.5的比例含有镧化合物、钕化合物或其组合所组成的添加成分的立方晶系的结晶氧化铈为主成分的粒子分散在介质中得到的。使用这种磨料，可以实现高速抛光，同时得到高质量的抛光表面。

Description

氧化铈溶胶及磨料
技术领域
本申请发明涉及含镧化合物或钕化合物、以氧化铈为主成分的粒子分散在介质中形成的溶胶的生产方法。含镧或钕成分、以氧化铈为主成分的粒子可用于磨料、紫外线吸收材料、催化剂用材料及燃料电池用材料等。
背景技术
特开昭56-131686号公报揭示了铈盐、碱性溶液、阴离子与可形成不溶性稀土类氧化物的盐溶液同时混合、过滤得到的沉淀物，在100～600℃干燥，在600～1200℃焙烧，含有粉碎镧的氧化铈粉末。
特开平10-95614号公报揭示了在惰性气体氛围下，在水性介质中铈(III)盐与碱性物质按3～30的(OH-)/(Ce3+)的mol比进行反应，生成氢氧化铈(III)的悬浮液后，立即在大气压下、10～95℃的温度通入氧或含氧的气体，具有0.005～5μm的粒径的结晶性氧化铈粒子的生产方法。
特公昭63-27389号公报揭示了含有氧化铈40～99.5重量％和选自镧系元素及钇的其他稀土类元素的无色氧化物的至少1种0.5～60重量％的抛光组合物。
特公昭60-35393号公报揭示了相当于Ln2-xCexSi2O7(Ln表示选自镧系和钇的一种以上元素，X代表0～2的数，不包括2)的铈系抛光组合物。
在进行干燥、焙烧及粉碎生产含有镧或钕的氧化铈粉末的方法中，因为用粉碎方法进行微细粒子化，故粒子直径不整齐，而且只能达到亚微型微细粒子化。
用在水溶液中进行核生成及结晶成长、以含镧成分或钕成分的氧化铈为主成分的粒子的生产，生产粒径均匀而且在亚微型以下的微粒子的方法实现了本发明。
发明内容
本申请发明的第1观点在于，将具有0.005～1μm的粒径且以镧原子、钕原子或其组合原子为X，按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.001～0.5的比例含有镧化合物、钕化合物或其组合构成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子分散在介质中的溶胶。
作为第2观点，是在第1观点中记载的溶胶，其特征在于添加成分是镧化合物。
作为第3观点，是第1观点中记载的溶胶，其特征在于添加成分是钕化合物。
作为第4观点，是溶胶的生产方法，所述溶胶是将经过以下第1步骤及第2步骤得到的具有0.005～1μm的粒径且按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.001～0.5的比例含有镧化合物、钕化合物或其组合组成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子分散在介质中得到的：
第1步骤：以镧原子、钕原子或其组合原子为X，按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.001～0.5的比例，在水性介质中将铈(III)盐与镧(III)盐、钕(III)盐或其组合组成的添加成分进行混合，所得水溶液与碱性物质按(OH-)/(Ce3++X3+)的mol比为3～30的比例进行反应，生成氢氧化铈(III)与添加成分X(III)的氢氧化物均匀混合的悬浮液的步骤，及，
第2步骤：在10～95℃的温度下，向所得悬浮液通入氧或含氧气体的步骤。
作为第5观点，是第4观点中记载的生产方法，其中的第1步骤在与大气连通的条件下进行。
作为第6观点，是第4观点中记载的生产方法，其中的第1步骤在惰性气氛中进行。
作为第7观点，是第4观点中记载的生产方法，其中的铈(III)盐是硝酸铈(III)、硝酸铈(III)铵、硫酸铈(III)、硫酸铈(III)铵、氯化铈(III)、碳酸铈(III)、醋酸铈(III)、草酸铈(III)或它们的混合物。
作为第8观点，是第4观点中记载的生产方法，其中的镧(III)盐是硝酸镧(III)、氯化镧(III)、醋酸镧(III)、草酸镧(III)或它们的混合物。
作为第9观点，是第4观点中记载的生产方法，其中，钕(III)盐是硝酸钕(III)、氯化钕(III)、醋酸钕(III)、草酸钕(III)或它们的混合物。
作为第10观点，是一种磨料，其含有将以镧原子、钕原子或其组合原子为X，按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.001～0.5的比例含有镧化合物、钕化合物或其组合构成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子分散在介质中的溶胶，所述粒子的粒径为0.005-1μm。
作为第11观点，是一种磨料，其中含有溶胶，所述溶胶是将经过以下第1步骤及第2步骤制得的具有0.005～1μm的粒径且按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.001～0.5的比例含有镧化合物、钕化合物或其组合组成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子分散在介质中形成的：
第1步骤：以镧原子、钕原子或其组合原子为X，按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.001～0.5的比例，在水性介质中将铈(III)盐与镧(III)盐、钕(III)盐或其组合盐组成的添加成分进行混合，所得水溶液与碱性物质按(OH-)/(Ce3++X3+)的mol比为3～30的比例进行反应，生成氢氧化铈(III)与添加成分X(III)的氢氧化物均匀混合的悬浮液的步骤，及
第2步骤：在10～95℃的温度下，向所得悬浮液通入氧或含氧气体的步骤。
第12观点，是第10观点或第11观点中记载的磨料，其特征在于添加成分是镧化合物。
第13观点，是第10观点或第11观点中记载的磨料，其特征在于添加成分是钕化合物。
第14观点，是第10观点乃至第11观点中记载的磨料，其特征在于用酸性物质调节至pH＝1～6。
第15观点，是第10观点或第11观点中记载的磨料，其特征在于用碱性物质调节至pH＝8～13。
第16观点，是第10观点或第11观点中记载的磨料，其特征在于，在以二氧化硅为主成分的基板的抛光中使用。
第17观点，是第10观点或第11观点中记载的磨料，其特征在于，用于水晶、光掩模用石英玻璃、半导体装置或玻璃制硬盘的抛光。
第18观点，是第10观点或第11观点中记载的磨料，其特征在于，磨料用于有机膜抛光的步骤、层间绝缘膜抛光的步骤或沟槽分离(shallow trench isolation)的步骤中，其用于抛光半导体装置。
本发明制得的溶胶，是将氧化铈为主成分的粒子分散在介质中的溶胶。该氧化铈为主成分的粒子经由上述第1步骤及第2步骤制得，其特征在于：(i)具有0.005～1μm的粒径，及(ii)镧化合物、钕化合物或其组合组成的添加成分X，按X/(Ce+X)的mol比为0.001～0.5、最好是0.005～0.15的比例，含有镧化合物、钕化合物或其组合。
本申请发明的氧化铈为主成分的粒子分散在介质中得到的溶胶经由第1步骤及第2步骤制得。
第1步骤有在大气连通条件下进行的方法和在惰性气氛下进行的方法。
第1步骤在大气连通条件下进行的方法，悬浮液中的氢氧化铈(III)和氢氧化镧(III)、氢氧化钕(III)或其组合组成的氢氧化物，在第1步骤乃至其后的第2步骤中，由于立即用含氧气体氧化，故悬浮液中形成很多的核，所得粒子的粒径分布变宽。第1步骤在0～95℃进行10分钟～3小时。
第2步骤在10～95℃的温度进行1～20小时。另外，第1步骤及第2步骤均在常压下进行。
而第1步骤在惰性气体中进行的方法，悬浮液中的氢氧化铈(III)和氢氧化镧(III)、氢氧化钕(III)或其组合组成的氢氧化物由于不氧化，以氢氧化物的状态进行第2步骤，所得粒子的粒径分布窄。第1步骤在0～95℃的温度进行10分钟～3小时。第1步骤结束后立即进行第2步骤，第2步骤在10～95℃的温度进行1～20小时。且第1步骤及第2步骤均在常压下进行。
作为第1步骤使用的铈(III)盐，可列举硝酸铈(III)、硝酸铈(III)铵、硫酸铈(III)、硫酸铈(III)铵、氯化铈(III)、碳酸铈(III)、醋酸铈(III)、草酸铈(III)或它们的混合物等的水溶性3价的铈盐。
而，作为镧(III)盐，可列举硝酸镧(III)、氯化镧(III)、碳酸镧(III)、醋酸镧(III)、草酸镧(III)或它们的混合物等的水溶性3价的镧盐。
又，作为钕(III)盐，可列举硝酸钕(III)、氯化钕(III)、碳酸钕(III)、醋酸钕(III)、草酸钕(III)或它们的混合物等的水溶性3价的钕盐。
作为惰性气体，可列举氮气、氩气等，最好是氮气。
碱性物质可列举，氢氧化钠、氢氧化钾等的碱金属氢氧化物或氨、胺、氢氧化季铵等的有机碱，最好是氨、氢氧化钠、氢氧化钾，这些可单独使用或作为混合物使用。
第2步骤中，含氧的气体可列举空气、氧、氧等的氧化性气体与氮气等的惰性气体的混合气体等，但从经济性、实用性方面考虑，最好是空气。这些气体的通入，通过在反应容器中安装气体导入管，将气体导入管前端的喷嘴浸在反应液中导入气体。
用上述生产方法制得的氧化铈为主成分的粒子，从反应装置作为浆液取出，用超滤法或压滤机洗涤法等可除去水溶性的杂质。
根据本申请发明制得的含有镧化合物、钕化合物或其组合组成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子，进行透射电子显微镜(TEM)观察的结果，粒径在0.005～1μm的范围。而镧化合物、钕化合物或其组合组成的添加成分，以镧原子、钕原子或其组合原子为X，换算成X/(Ce+X)的mol比，例如在110℃干燥0.001～0.15的粒子，用X射线衍射装置测定衍射图的结果，在衍射角2θ＝28.6°、47.5°及56.4°的位置有主峰，说明是ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性高的氧化铈粒子。
而，用气体吸附法(BET法)测该氧化铈为主成分的粒子的比表面积值是2～200m2/g。
本发明含有镧化合物、钕化合物或其组合组成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈，以镧原子、钕原子或其组合原子为X，较好的量以X/(Ce+X)的mol比计，是0.001～0.5、更好是0.005～0.3、最好是0.005～0.15。
该摩尔比低于0.001时，没有含镧化合物或钕化合物的效果，而大于0.5时，氧化铈粒子的结晶性变差。
本申请发明制得的粒子中所含其他的稀土类元素，可列举镨、钐、钆等，不影响含有镧化合物或钕化合物效果的元素均可以。
本申请发明制得的粒子中所含成分的镧及钕，是以氧化镧、氧化钕、氢氧化镧、氢氧化钕等的形态含有，虽然与氧化铈一起形成粒子，但一部分以夹持氧原子的状态形成铈原子与镧原子的化学结合，或以夹持氧原子的状态形成铈原子与钕原子的化学结合。
用本申请发明所制得含镧或钕成分、以氧化铈为主成分的粒子，通过再分散在水介质、水溶性有机溶剂或水与水溶性有机溶剂的混合溶剂中形成溶胶，可使之成为磨料、紫外线吸收材料、催化剂用材料及燃料电池用材料等。
用本发明制得的含有镧化合物、钕化合物或其组合组成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子分散在介质中的溶胶，长时间放置后会有一部分粒子沉降，但经搅拌可容易再分散恢复到原有的状态，故常温保存稳定1年以上。
含有上述镧化合物、钕化合物或其组合组成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子，在抛光液中的含量可以是0.01～50重量％、最好是0.1～30重量％的范围。上述粒子通过再分散在水介质、水溶性有机溶剂或水与水溶性有机溶剂的混合溶剂中，可使之成为磨料、紫外线吸收材料、催化剂用材料及燃料电池用材料等。
制得的抛光液通过酸性物质的添加，可使pH调节到1～6。作为这些酸性物质可列举硝酸、盐酸、醋酸等。
另外，抛光液可通过碱性物质的添加，使pH调节到8～13。作为这些碱性物质，可列举氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲铵，还有乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、甲基乙醇胺、一丙醇胺及氨等。
本发明含结晶性氧化铈粒子的溶胶，可以添加水溶性高分子、阴离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂。例如可列举聚乙烯醇、丙烯酸聚合物及其铵盐、甲基丙烯酸聚合物及其铵盐等的水溶性高分子类，油酸铵、月桂酸铵、月桂基硫酸三乙醇胺、聚氧乙烯月桂基醚硫酸铵等的阴离子性表面活性剂，聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇单硬脂酸酯等的非离子性表面活性剂等。作为这些的添加量，对每100重量份氧化铈粒子，可按0.01～100重量份的比例进行添加。
本申请发明制得的抛光液适用于二氧化硅为主成分的基板的抛光。所谓二氧化硅为主成分的基板，是含二氧化硅50重量％以上的基板。例如，适于水晶、光掩模用石英玻璃、半导体装置的有机膜、半导体装置的SiO2氧化膜、层间绝缘膜及沟槽分离的CMP及玻璃制硬盘的磨料。玻璃制硬盘，例如，可列举结晶化玻璃制硬盘、铝硅酸盐玻璃或钠钙玻璃制硬盘。
另外，本发明的磨料也可应用于铌酸锂、钽酸锂等的光学结晶材料，氮化铝、氧化铝、铁素体、氧化锆等的陶瓷材料，铝、铜、钨等金属的抛光。
附图的简单说明
图1表示实施例1、比较例1及比较例3所制得粒子的粉末X射线衍射图。
图2表示实施例5、实施例6及比较例1所制得粒子的粉末X射线衍射图。
图3是对换算成La/(Ce+La)的mol比变为0、0.01、0.05、0.10的粒子分别分散在水中所得4种溶胶测定ξ电位的曲线图。
图4表示实施例1所得粒子的粒子结构的透射电子显微镜照片。倍率是20万倍。
图5表示实施例3所得粒子的粒子结构的透射电子显微镜照片。倍率是20万倍。
图6表示实施例5所得粒子的粒子结构的透射电子显微镜照片。倍率是20万倍。
图7表示实施例6所得粒子的粒子结构的透射电子显微镜照片。倍率是20万倍。
图8是表示比较例1所得粒子的粒子结构的透射电子显微镜照片。倍率是20万倍。
图9是表示比较例3所得粒子的粒子结构的透射电子显微镜照片。倍率是2万倍。
图10是表示比较例4所得粒子的粒子结构的射线电子显微镜照片。倍率是5万倍。
符号的说明
(1)表示比较例1所得的按换算成La/(Ce+La)的mol比，镧化合物的含量为0的粒子(即氧化铈粒子)的粉末X射线衍射图。
(2)表示实施例1所得按称算成La/(Ce+La)的mol比，镧化合物的含量为0.05的氧化铈为主成分的粒子的粉末X射线衍射图。
(3)表示比较例3所得按换算成La/(Ce+La)的mol比，镧化合物的含量为1的粒子(即，这里是氢氧化镧粒子)的粉末X射线衍射图。
(4)表示实施例5所得粒子的粉末X射线衍射图。
(5)表示实施例6所得粒子的粉末X射线衍射图。
(6)表示比较例1所得粒子的粉末X射线衍射图。
实施例
实施例1
在2L的玻璃制反应槽中，加入相当于NH3/(Ce3++La3+)＝8(mol比)的25％的氨水溶液253g，从液温保持在30℃的玻璃制的喷嘴开始通入0.5L/分的氮气。在1L的玻璃制容器中，将换算成CeO2的浓度为11.5重量％、纯度为99.9％的硝酸铈(III)水溶液693g，和换算成La2O3的浓度为14.0重量％、纯度在99.99％以上的硝酸镧(III)水溶液28.5g进行混合。该混合水溶液，按换算成La/(Ce+La)的mol比为0.05的比例含有镧。边搅拌该混合水溶液，边用30分钟将其慢慢添加到2L的玻璃制反应槽中，得到氢氧化物的悬浮液。接着，将该悬浮液升温到80℃后，将从玻璃制喷嘴的通气从氮气切换为0.5L/分的空气，开始铈(III)变成铈(IV)的氧化反应。7小时结束氧化反应。将反应结束的液体恢复到室温，得到具有白色微细粒子、pH＝7.9、电导率为148mS/cm的反应液。
用吸滤器洗涤反应液，得到固体分24.5重量％、pH5.2、电导率43μS/cm的白色浆液310g。用透射电子显微镜(TEM)观察洗涤的浆液，结果是初级粒径50～100nm的粒子。该粒子的收率约100％。另外，干燥微细粒子后测定粉末X射线衍射，结果在衍射角2θ＝28.6°、47.5°及56.4°位置有主峰，与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。该粒子以换算成La/(Ce+La)的mol比为0.05的比例含有镧。用氮吸附法测的比表面积是23.3m2/g。
在该洗涤的粒子中添加硝酸使HNO3/CeO2＝0.12重量％，再用纯水调整到固体分10重量％，得pH4.6、电导率145μS/cm、粘度1.3mPa·S的溶胶作为抛光液。
实施例2
在2L的玻璃制反应槽中，加入相当于NH3/(Ce3++La3+)＝8(mol比)的25％的氨水溶液253g，从液温保持在30℃的玻璃制喷嘴开始吹入0.5L/分的氮气。在1L的玻璃制容器中，将换算成CeO2的浓度为11.5重量％、纯度99.9％的硝酸铈(III)水溶液693g，和换算成La2O3的浓度为14.0重量％的纯度99.99％以上的硝酸镧(III)水溶液28.5g进行混合。该混合水溶液按换算成La/(Ce+La)的mol比为0.05的比例含有镧。边搅拌该混合水溶液，边用30分钟慢慢将其添加到2L的玻璃制反应槽中，得到氢氧化物的悬浮液。接着，将该悬浮液升温到80℃后，将从玻璃制喷嘴的吹气从氮气切换成0.5L/分的空气，开始铈(III)变成铈(IV)的氧化反应。7小时结束氧化反应。将反应结束的液体恢复到室温，得到有白色的微细粒子的pH7.9、电导率148mS/cm的反应液。
用吸滤器洗净反应液、得到固体分24.5重量％、pH5.2、电导率43μS/cm的白色浆液310g。用透射电子显微镜(TEM)观察洗涤后的浆液，结果是初级粒径50～100nm的粒子。该粒子的收率约100％。另外，干燥微细粒子后，进行粉末X射线衍射，结果在衍射角2θ＝28.6°、47.5°及56.4°位置有主峰，与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。该粒子，按换算成La/(Ce+La)的mol比为0.05的比例含有镧。用氮气吸附法测的比表面积是23.3m2/g。
在2L的玻璃制反应槽中，加入洗净的浆液310g、纯水134g、碳酸氢铵33g及25％氨水29g，升温到90℃后，保持6小时。将反应液恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH 10.0、电导率7.4mS/cm的反应液。用吸滤器洗净反应液，得到固体分24.1重量％、pH 5.3、电导率15μS/cm的白色浆液285g。用透射电子显微镜(TEM)观察该浆液，结果粒径没有变化。而干燥微细粒子后，进行粉末X射线衍射的结果，与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。该粒子按换算成La/(Ce+La)的mol比为0.05的比例含有镧。
在洗净的粒子中添加硝酸，使HNO3/CeO2＝0.12重量％，再用纯水调整到固体分10重量％，得pH 4.5、电导率139μS/cm、粘度1.3mPa·S的溶胶作为抛光液。
实施例3
在2L的玻璃制反应槽中，加入相当于NH3/(Ce3++La3+)＝8(mol比)的25％的氨水溶液253g，从液温保持在30℃的玻璃制喷嘴开始吹入0.5L/分的氮气。在1L的玻璃制容器中，将换算成CeO2的浓度为11.5重量％、纯度99.9％的硝酸铈(III)水溶液693g，和换算成La2O3的浓度为14.0重量％的纯度99.99％以上的硝酸镧(III)水溶液56.8g进行混合。该混合水溶液按换算成La/(Ce+La)的mol比为0.10的比例含有镧。边搅拌该混合水溶液边用30分钟慢慢将其添加到2L的玻璃制反应槽中，得到氢氧化物的悬浮液。接着，将该悬浮液升温到80℃后，将从玻璃制的喷嘴的吹气，从氮气切换成0.5L/分的空气，开始铈(III)变成铈(IV)的氧化反应。7小时结束氧化反应。将反应结束的液体恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH 8.4、电导率150mS/cm的反应液。
用吸滤器洗净反应液，得到固体分26.0重量％、pH 6.4、电导率122μS/cm的白色浆液290g。用透射电子显微镜(TEM)观察洗净的浆液，结果是初级粒径50～150nm的粒子。另外，干燥微细粒子后，测定粉末X射线衍射的结果，与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。该粒子按换算成La/(Ce+La)的mol比为0.10的比例含有镧。而用氮吸附法测的比表面积是24.1m2/g。
以相对于CeO2的比例，在该洗净的粒子中添加硝酸0.12重量％，再用纯水调整到固体分10重量％，得到pH 5.4、电导率215μS/cm、粘度1.5mPa·S的溶胶。
在2L的玻璃制反应槽中加入洗净的浆液290g、纯水148g、碳酸氢铵33g及25％氨水29g，升温到90℃后，保持6小时。将反应液恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH 10.0、电导率7.4mS/cm的反应液。用吸滤器洗净反应液，得到固体分24.1重量％、pH 5.3、电导率15μS/cm的白色浆液285g。用透射电子显微镜(TEM)观察该浆液，结果初级粒径没变化。而，干燥微细粒子后，测定粉末X射线衍射的结果，与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。该粒子按换算成La/(Ce+La)的mol比为0.10的比例含有镧。
按HNO3/CeO2＝0.12重量％，在该洗净的粒子中添加硝酸，再用纯水调整到固体分10重量％，得pH 5.2、电导率192μS/cm、粘度1.5mPa·S的溶胶作为抛光液。
实施例4
在2L的玻璃制反应槽中加入相当于NH3/(Ce3++Nd3+)＝8(mol比)的28％的氨水溶液169g和纯水69g，从液温保持在30℃的玻璃制的喷嘴开始吹入0.5L/分的氮气。在1L的玻璃制容器中，将换算成CeO2的浓度为11.5重量％、纯度为99.9％的硝酸铈(III)水溶液684g，和换算成Nd2O3的浓度为10.5重量％的纯度99.99％以上的硝酸钕(III)水溶液12.5g和纯水65g进行混合。该混合水溶液按换算成Nd/(Ce+Nd)的mol比为0.02的比例含有钕。边搅拌该混合水溶液边用30分钟慢慢将其添加到2L的玻璃制反应槽中，得氢氧化物的悬浮液。接着，将该悬浮液升温到80℃后，将从玻璃制的喷嘴吹气由氮气切换成0.5L/分的空气，开始铈(III)变成铈(IV)的氧化反应。氧化反应7小时50分钟结束。将反应结束的液体恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH8.3、电导率135mS/cm的反应液。
用吸滤器洗净反应液，得固体分26.3重量％、pH 5.3、电导率24μS/cm的白色浆液300g。用透射电子显微镜(TEM)观察洗净的浆液，结果是初级粒径50～150nm的粒子。该粒子的收率约100％。而，干燥微细粒子后，测定粉末X射线衍射的结果，在衍射角2θ＝28.6°、47.5°及56.4°位置有主峰，与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。该粒子按换算成Nd/(Ce+Nd)的mol比为0.02的比例含有钕。而，用CAPA-700(堀场制作所制)通过离心沉降法测定的粒径是0.42μm，用N4(COULTER ELECTRONICS，INC制)通过动态光散射测定的粒径是300nm。用氮吸附法测的比表面积是20.3m2/g。
按HNO3/CeO2＝0.12重量％，在该洗净的粒子中添加硝酸，再用纯水调整到固体分10重量％，得pH3.9、电导率108μS/cm、粘度1.9mPa·S的溶胶作为抛光液。
实施例5
在1L的玻璃制反应槽中，加入实施例4制得的固体分26.3重量％、pH5.3、电导率24μS/cm的白色浆液188g，添加30％的碳酸铵水溶液67g后，升温到90℃，然后保持6小时。将反应液温度恢复到室温，得有白色微细粒子的pH 10.1、电导率6.3mS/cm的反应液。用吸滤器洗净反应液，得固体分26.1重量％、pH7.1、电导率14μS/cm的白色浆液150g。用透射电子显微镜(TEM)观察该浆液，结果粒径没有变化。而，干燥微细粒子后，测粉末X射线衍射的结果，与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。该粒子按换算成Nd/(Ce+Nd)的mol比为0.02的比例含有钕。
按HNO3/CeO2＝0.12重量％，在该洗净的粒子中添加硝酸，再用纯水调整到固体分10重量％，得pH3.9、电导率108μS/cm、粘度1.3mPa·S的溶胶作为抛光液。
实施例6
在2L的玻璃制反应槽中，加入相当于NH3/(Ce3++Nd3+)＝8(mol比)的28％的氨水溶液169g和纯水19g，从液温保持在30℃的玻璃制喷嘴开始通入0.5L/分的氮气。在1L的玻璃制容器中，将换算成CeO2的浓度为11.5重量％、纯度99.9％的硝酸铈(III)水溶液668g，和换算成Nd2O3的浓度为10.5重量％的纯度99.99％以上的硝酸钕(III)水溶液29.3g和纯水64g进行混合。该混合水溶液按换算成Nd/(Ce+Nd)的mol比为0.05的比例含有钕。边搅拌该混合水溶液边用30分钟慢慢将其添加到2L的玻璃制反应槽中，得到氢氧化物的悬浮液，接着，将该悬浮液升温到80℃后，将从玻璃制的喷嘴通气从氮气切换成0.5L/分的空气，开始铈(III)变成铈(IV)的氧化反应。氧化反应6小时40分结束。将反应结束的液体恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH 8.4、电导率134mS/cm的反应液。
用吸滤器洗净反应液，得到固体分25.5重量％、pH 5.2、电导率28μS/cm的白色浆液314g。用透射电子显微镜(TEM)观察洗净的浆液，结果是初级粒径50～150nm的粒子。另外，干燥微细粒子后，进行粉末X射线衍射测定，与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。该粒子按换算成Nd/(Ce+Nd)的mol比为0.05的比例含有钕。另外，用CAPA-700(堀场制作所制)通过离心沉降法测定的粒径是0.64μm，用N4(COULTER ELECTRONICS，INC制)动态光散射法测定的粒径是353nm。而用氮吸附法测的比表面积是23.6m2/g。
在1L的玻璃制反应槽中加入洗净的浆液314g，添加30％碳酸铵水溶液133g后，升温到90℃后，保持6小时，将反应液恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH 10.0、电导率7.0mS/cm的反应液。用吸滤器洗净反应液，得到固体分26.6重量％、pH7.5、电导率33μS/cm的白色浆液300g。用透射电子显微镜(TEM)观察该浆液，结果初级粒径没变化。另外，干燥微细粒子后，进行粉末X射线衍射测定，结果与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。该粒子按换算成Nd/(Ce+Nd)mol比为0.05的比例含有钕。
按HNO3/CeO2＝0.12重量％，在该洗净的粒子中添加硝酸，再用纯水调整到固体分10重量％，得pH4.2、电导率127μS/cm、粘度1.5mPa·S的溶胶作为抛光液。
比较例1
在500L的玻璃衬反应槽中加入纯水44.3kg和相当于NH3/Ce3+＝6(mol比)的25％的氨水溶液94.8kg，从液温保持在30℃的树脂制喷嘴吹入3Nm3/小时的氮气，边搅拌换算成CeO2的浓度为7.84重量％的纯度99.9％的硝酸铈(III)508.0kg，边用30分钟慢慢添加，得氢氧化物的悬浮液。接着，将该悬浮液升温到75℃后，将从树脂制喷嘴的通氮改成通4Nm3/小时的空气，开始使铈(III)变成铈(IV)的氧化反应。5小时完成氧化反应。将反应结束的液体恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH 9.4、电导率119mS/cm的反应液。
用旋转式压滤机(Kotobuki技研制)洗涤反应液，得到固体分19.3kg、pH 9.1、电导率81μS/cm的白色浆液173kg。用透射电子显微镜(TEM)观察洗净的浆液，结果是初级粒径40～100nm的粒子。该粒子的收率约100％。另外，干燥微细粒子后，进行粉末X射线衍射测定，结果与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。而用氮气吸附法测的比表面积是28.0m2/g。
在该洗净的粒子中添加HNO3/CeO2＝0.12重量％的硝酸，再用纯水调整到固体分10重量％，得pH 4.4、电导率125μS/cm、粘度1.4mPa·S的溶胶作为抛光液。
比较例2
在500L的玻璃衬反应槽中，加入纯水44.3kg和相当于NH3/Ce3+＝6(mol比)的25％的氨水溶液94.8kg，从液温保持在30℃的树脂制喷嘴通入3Nm3/小时的氮气，边搅拌换算成CeO2的浓度为7.84重量％的纯度99.9％的硝酸铈(III)水溶液508.0kg，边用30分钟慢慢添加，得到氢氧化物的悬浮液。接着，将该悬浮液升温到75℃后，将从树脂制的喷嘴通氮气改成通4Nm3/小时的空气，开始使铈(III)变成铈(IV)的氧化反应。5小时完成氧化反应。将反应结束的液体恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH 9.4、电导率119mS/cm的反应液。
用旋转式压滤机(Kotobuki技研制)洗净反应液，得到固体分19.3kg、pH 9.1、电导率81μS/cm的白色浆液173kg。用透射电子显微镜(TEM)观察洗净的浆液，结果是初级粒径40～100nm的粒子。该粒子收率约100％。另外，干燥微细粒子后，进行粉末X射线衍射测定的结果，与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。
再将该洗净的浆液173kg加到500L玻璃衬反应槽中，再加纯水47.2kg、碳酸氢铵16.5kg及25％的氨水14.2kg，升温到90℃后，保持6小时。将反应液恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH 10.5、电导率16.1mS/cm的反应液。用旋转式压滤机洗净反应液，得到固体分23.2重量％、pH5.5、电导率26μS/cm的白色浆液150kg。用透射电子显微镜(TEM)观察该浆液，结果粒径没变化。另外，干燥微细粒子后，测定粉末X射线衍射的结果，与ASTM卡34-394记载的立方晶系的结晶性氧化铈的特性峰一致。而用CAPA-700(堀场制作所制)测定的离心沉降法粒径是0.48μm，用N4(COULTER ELECTRONICS，INC制)通过动态光散射法测定的粒径是323nm。氮吸附法测的比表面积是26.8m2/g。
在该洗净的粒子中添加HNO3/CeO2＝0.12重量％的硝酸，再用纯水调整到固体分10重量％，得pH4.9、电导率156μS/cm、粘度1.4mPa·S的溶胶作为抛光液。
比较例3
在2L的玻璃制反应槽中加入相当于NH3/La3+＝8(mol比)的25％的氨水溶液253g，从液温保持在30℃的玻璃制喷嘴开始通入0.5L/分的氮气。在1L的玻璃制容器中将换算成La2O3的La的浓度为14.0重量％、纯度99.99％以上的硝酸镧(III)水溶液568g溶解，边搅拌边用30分钟慢慢将其添加到2L的玻璃制反应槽中，得到氢氧化物的悬浮液。接着，将该悬浮液升温到80℃后，将从玻璃制喷嘴通氮气改成通0.5L/分的空气，通空气7小时。将反应液恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH8.4、电导率150mS/cm的反应液。
用吸滤器洗净反应液，得到固体分20.0重量％、pH 8.5、电导率150μS/cm的白色浆液380g。用透射电子显微镜(TEM)观察洗净的浆液，结果是数μm的针状粒子。另外，干燥微细粒子后，进行X射线衍射测定的结果，与ASTM卡36-1481记载的氢氧化镧的特性峰一致。
比较例4
在2L的玻璃制反应槽中加入相当于NH3/Nd3+＝8(mol比)的25％的氨水溶液253g，从液温保持在30℃的玻璃制喷嘴开始通0.5L/分的氮气。在1L的玻璃制容器中溶解换算成Nd2O3的Nd的浓度为14.0重量％、纯度99.99％以上的硝酸钕(III)水溶液568g，边搅拌边用30分钟慢慢将其添加到2L玻璃制的反应槽中，得到氢氧化物的悬浮液。接着，将该悬浮液升温到80℃后，将从玻璃制喷嘴通氮气改成通0.5L/分的空气，通空气7小时。将反应液恢复到室温，得到有白色微细粒子的pH 8.0、电导率150mS/cm的反应液。
用吸滤器洗净反应液，得到固体分20.5重量％、pH 7.8、电导率150μS/cm的白色浆液370g。用透射电子显微镜(TEM)观察洗净的浆液，结果是数μm的针状粒子。另外，干燥微细粒子后，进行粉末X射线衍射测定的结果，与ASTM卡6-601记载的氢氧化钕的特性峰一致。
图1表示所制得的粒子中换算成La/(Ce+La)的mol比为0(比较例1生产的只有氧化铈的粒子)、0.05(实施例1生产的粒子)、1(比较例3生产的只有氢氧化镧的粒子)时的粒子的粉末X射线衍射图。在mol比为0时和0.05时，这些粒子结晶性高，两者的峰位置没有大的变化。而在氢氧化镧中结晶性低。
图3是按四方形(■)、三角形(▲)、圆形(●)及菱形(◆)符号的顺序，对换算成La/(Ce+La)的mol比变为0、0.01、0.05、0.10的粒子分别分散在水中所得4种溶胶测定ξ电位进行标绘的曲线图。与mol比为0时相比，mol比在0.01、0.05及0.10时，表面电位均有变化。即，估计表面电位以mol比为0时和mol比为0.01时为界进行变化。
图4是实施例1所得粒子的透射电子显微镜照片。图5是实施例3所得粒子的透射电子显微镜照片。图8是比较例1所得粒子的透射电子显微镜照片。图9是比较例3所得粒子的透射电子显微镜照片。实施例1与实施例3所得到的粒子，与比较例1得到的只由氧化铈组成的粒子形状相似。而，比较例3得到的氢氧化镧是针状粒子。
对于实施例1～实施例3所得含镧化合物成分、以氧化铈为主成分的粒子，由这些结果推测镧成分存在于粒子的表面。
用实施例1～6及比较例1～2制得的抛光液进行了抛光试验。
抛光机(商品名：LAPMASTER 18，Lapmaster公司制)
抛光布：聚氨酯浸渍的无纺布POLITEX DG(Rhodel Nitta公司制)
被抛光物：石英玻璃(Φ95.5mm)
旋转数：40rpm
抛光压力：80g/cm2
抛光时间：10分钟
在采用实施例1所得溶胶的抛光试验中，抛光速度是2.0μm/小时，抛光面良好。
在采用实施例2所得溶胶的抛光试验中，抛光速度是4.1μm/小时，抛光面良好。
在采用实施例3所得溶胶的抛光试验中，抛光速度是3.7μm/小时，抛光面良好。
在采用实施例4所得溶胶的抛光试验中，抛光速度是1.4μm/小时，抛光面良好。
在采用实施例5所得溶胶的抛光试验中，抛光速度是2.1μm/小时，抛光面良好。
在采用实施例6所得溶胶的抛光试验中，抛光速度是2.4μm/小时，抛光面良好。
在采用比较例1所得溶胶的抛光试验中，抛光速度是0.7μm/小时，关于抛光面，还是实施例1～6所使用溶胶的结果好。
在采用比较例2所得溶胶的抛光试验中，抛光速度是1.1μm/小时，关于抛光面，还是实施例1～6所使用溶胶的结果好。
将实施例1及实施例4与比较例1进行比较，可知实施例1及实施例4抛光速度比比较例1快，而且抛光面好。
用铵盐(碳酸铵、碳酸氢铵)进行表面改性的实施例2、3、5及6与比较例2相比，也是实施例2、3、5及6的抛光速度快，而且抛光面好。
本申请发明的特征在于，以镧原子、钕原子或其组合原子为X，按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.001～0.5的比例，在水性介质中将铈(III)盐与镧(III)盐、钕(III)盐或其组合所组成的添加成分进行混合，所得的水溶液与碱性物质按(OH-)/(Ce3++X3+)的mol比为3～30的比例进行反应，生成氢氧化铈(III)与添加成分X(III)的氢氧化物均匀混合的悬浮液后，立即向该悬浮液在大气压下、10～95℃的温度下通入氧或含氧的气体。
使铈(III)盐和镧(III)盐、钕(III)盐或其组合所组成的添加成分混合，添加碱后生成悬浮液的第1步骤在与大气连通的条件下进行或在惰性气体气氛下进行，由此最终所得氧化铈为主成分的粒子的粒径分布不同。在与大气连通的条件下进行的方法，粒径分布宽。在惰性气体气氛下进行的方法，粒径分布窄。
根据本申请发明得到的含镧化合物或钕化合物成分、氧化铈为主成分的粒子，适用于二氧化硅为主成分的基板的磨料，作为磨料使用可高速抛光，而且，可得到高质量抛光面。
为此，适合用作CMP(化学机械抛光：Chemical MechanicalPolishing)。尤其是可精密地抛光用作保护膜的氮化硅膜而不会磨损，故特别适合用作通常称之为STI(沟槽分离)的半导体装置的元件分离步骤用的磨料。另外，也适合用作硅氧烷类、有机聚合物类、多孔材料类、CVD聚合物类等的半导体装置的层间绝缘膜用低介电常数材料抛光用的磨料。作为硅氧烷类的材料，可列举氢化甲基倍半硅氧烷、甲基倍半硅氧烷。作为有机聚合物类材料的例子，可列举聚芳醚、热聚合性烃聚合物、全氟烃聚合物、聚喹啉(ポリキロリン)、氟化聚酰亚胺等。作为多孔材料类的例子，可列举干凝胶、二氧化硅胶体。作为CVD聚合物类材料的例子，可列举氟碳化合物、芳香族烃聚合物、硅氧烷类聚合物。
本申请发明的磨料可适用于钽酸锂、铌酸锂等的光学结晶材料、氮化铝、氧化铝、铁素体、氧化锆等的陶瓷材料、铝、铜、钨等金属的抛光。
由本申请发明制得的溶胶，除磨料外，还可用于紫外线吸收材料、催化剂用材料及燃料电池用材料等。

Claims (25)

1.一种溶胶，其是将具有50～150nm的粒径且以镧原子、钕原子或其组合原子为X，按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.005～0.15的比例含有镧化合物、钕化合物或其组合构成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子分散在介质中形成的，该溶胶的pH为1～6或8～13。
2.权利要求1记载的溶胶，其中，添加成分是镧化合物。
3.权利要求1记载的溶胶，其中，添加成分是钕化合物。
4.溶胶的生产方法，所述溶胶是将经由以下第1步骤及第2步骤得到的具有50～150nm的粒径且按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.005～0.15的比例含有镧化合物、钕化合物或其组合构成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子分散在介质中而形成的，该溶胶的pH为1～6或8～13：
第1步骤：以镧原子、钕原子或其组合原子为X，按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.005～0.15的比例，在水性介质中将铈(III)盐与镧(III)盐、钕(III)盐或其组合组成的添加成分进行混合，所得水溶液与碱性物质按(OH-)/(Ce3++X3+)的mol比为3～30的比例进行反应，生成氢氧化铈(III)与添加成分X(III)的氢氧化物均匀混合的悬浮液的步骤，及
第2步骤：在10～95℃的温度下，向所得悬浮液通入氧或含氧气体的步骤。
5.权利要求4记载的生产方法，其中，第1步骤是在与大气连通条件下进行的。
6.权利要求4记载的生产方法，其中，第1步骤是在惰性气氛下进行。
7.权利要求4记载的生产方法，其中，铈(III)盐是硝酸铈(III)、硝酸铈(III)铵、硫酸铈(III)、硫酸铈(III)铵、氯化铈(III)、碳酸铈(III)、醋酸铈(III)、草酸铈(III)或它们的混合物。
8.权利要求4记载的生产方法，其中，镧(III)盐是硝酸镧(III)、氯化镧(III)、醋酸镧(III)、草酸镧(III)或它们的混合物。
9.权利要求4记载的生产方法，其中，钕(III)盐是硝酸钕(III)、氯化钕(III)、醋酸钕(III)、草酸钕(III)或它们的混合物。
10.一种磨料，其含有将具有50～150nm的粒径且以镧原子、钕原子或其组合原子为X，按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.005～0.15的比例含有镧化合物、钕化合物或其组合构成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子分散在介质中形成的pH为1～6或8～13的溶胶。
11.一种磨料，其含有溶胶，所述溶胶是经过以下第1步骤及第2步骤得到的具有50～150nm的粒径且按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.005～0.15的比例含有镧化合物、钕化合物或其组合组成的添加成分的立方晶系的结晶性氧化铈为主成分的粒子分散在介质中形成的，该溶胶的pH为1～6或8～13：
第1步骤：以镧原子、钕原子或其组合原子为X，按换算成X/(Ce+X)的mol比为0.005～0.15的比例，在水性介质中将铈(III)盐与镧(III)盐、钕(III)盐或其组合组成的添加成分进行混合，所得水溶液与碱性物质按(OH-)/(Ce3++X3+)的mol比为3～30的比例进行反应，生成氢氧化铈(III)与添加成分X(III)的氢氧化物均匀混合的悬浮液的步骤，及
第2步骤：在10～95℃的温度下，向所得悬浮液通入氧或含氧气体的步骤。
12.权利要求10记载的磨料，其中的添加成分是镧化合物。
13.权利要求10记载的磨料，其中的添加成分是钕化合物。
14.权利要求10记载的磨料，其用酸性物质调节至pH 1～6。
15.权利要求10记载的磨料，其用碱性物质调节至pH 8～13。
16.权利要求10记载的磨料，其用于以二氧化硅为主成分的基板的抛光。
17.权利要求10记载的磨料，其用于水晶、光掩模用石英玻璃、半导体装置或玻璃制硬盘的抛光。
18.权利要求10记载的磨料，其是在有机膜抛光的步骤、层间绝缘膜抛光的步骤或沟槽分离的步骤中使用的磨料，用于半导体装置的抛光。
19.权利要求11记载的磨料，其中的添加成分是镧化合物。
20.权利要求11记载的磨料，其中的添加成分是钕化合物。
21.权利要求11记载的磨料，其用酸性物质调节至pH 1～6。
22.权利要求11记载的磨料，其用碱性物质调节至pH 8～13。
23.权利要求11记载的磨料，其用于以二氧化硅为主成分的基板的抛光。
24.权利要求11记载的磨料，其用于水晶、光掩模用石英玻璃、半导体装置或玻璃制硬盘的抛光。
25.权利要求11记载的磨料，其是在有机膜抛光的步骤、层间绝缘膜抛光的步骤或沟槽分离的步骤中使用的磨料，用于半导体装置的抛光。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106458627A (zh) * 2014-06-24 2017-02-22 罗地亚经营管理公司 金属掺杂的氧化铈组合物
TWI613269B (zh) * 2015-10-02 2018-02-01 三星Ｓｄｉ股份有限公司 用於有機膜的cmp漿料組成物及使用其的研磨方法

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6783434B1 (en) * 1998-12-25 2004-08-31 Hitachi Chemical Company, Ltd. CMP abrasive, liquid additive for CMP abrasive and method for polishing substrate
JP4236857B2 (ja) * 2002-03-22 2009-03-11 三井金属鉱業株式会社 セリウム系研摩材およびその製造方法
SG168405A1 (en) * 2002-09-06 2011-02-28 Asahi Glass Co Ltd Polishing compound for insulating film for semiconductor integrated circuit and method for producing semiconductor integrated circuit
JP4311247B2 (ja) * 2004-03-19 2009-08-12 日立電線株式会社 研磨用砥粒、研磨剤、研磨液の製造方法
JP5012026B2 (ja) * 2004-11-08 2012-08-29 旭硝子株式会社 ＣｅＯ２微粒子の製造方法
DE102005017372A1 (de) 2005-04-14 2006-10-19 Degussa Ag Wässrige Ceroxiddispersion
KR100812052B1 (ko) * 2005-11-14 2008-03-10 주식회사 엘지화학 탄산세륨 분말, 산화세륨 분말, 그 제조방법, 및 이를포함하는 ｃｍｐ 슬러리
JP4836731B2 (ja) * 2006-07-18 2011-12-14 旭硝子株式会社 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
CN101386420B (zh) * 2007-09-12 2010-09-22 北京有色金属研究总院 一种复合纳米二氧化铈溶胶
WO2009150938A1 (ja) 2008-06-11 2009-12-17 信越化学工業株式会社 合成石英ガラス基板用研磨剤
EP2419486A4 (en) * 2009-04-15 2013-07-10 Rhodia China Co Ltd PARTICULATE COMPOSITION BASED ON CERIUM AND PREPARATION THEREOF
CN102504705B (zh) * 2011-10-17 2014-07-09 河南省化工研究所有限责任公司 光通讯Zr02陶瓷插芯精密加工用抛光液及其制备方法
US8916061B2 (en) * 2012-03-14 2014-12-23 Cabot Microelectronics Corporation CMP compositions selective for oxide and nitride with high removal rate and low defectivity
WO2014070461A1 (en) * 2012-11-02 2014-05-08 Lawrence Livermore National Security, Llc Method for preventing agglomeration of charged colloids without loss of surface activity
TWI655281B (zh) 2013-04-17 2019-04-01 南韓商第一毛織股份有限公司 用於有機膜的化學機械硏磨漿料及使用其的硏磨方法
KR102032758B1 (ko) * 2013-08-05 2019-10-17 삼성전기주식회사 희토류 산화물의 제조방법
CN103923569B (zh) * 2014-05-06 2015-07-08 济南大学 一种玉石翡翠抛光粉的制备方法
KR101773543B1 (ko) * 2015-06-30 2017-09-01 유비머트리얼즈주식회사 연마 입자, 연마 슬러리 및 연마 입자의 제조 방법
CN105176492A (zh) * 2015-09-02 2015-12-23 上海大学 镧元素掺杂氧化硅溶胶复合磨粒、抛光液组合物及其制备方法
EP3539926B1 (en) * 2016-11-14 2023-07-12 JGC Catalysts and Chemicals Ltd. Ceria composite particle dispersion, method for producing same, and polishing abrasive grain dispersion comprising ceria composite particle dispersion
US11578235B2 (en) * 2017-06-15 2023-02-14 Rhodia Operations Cerium based particles
WO2019099655A1 (en) * 2017-11-15 2019-05-23 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Composition for conducting material removal operations and method for forming same
CN108081117A (zh) * 2017-11-29 2018-05-29 浙江工业大学 一种基于软质磨料固着磨具的钽酸锂抛光方法
US20210115301A1 (en) * 2019-10-22 2021-04-22 Cabot Microelectronics Corporation nka CMC Materials, Inc. Self-stopping polishing composition and method
WO2021081162A1 (en) * 2019-10-22 2021-04-29 Cmc Materials, Inc. Composition and method for silicon oxide and carbon doped silicon oxide cmp
CN114616300A (zh) * 2019-10-22 2022-06-10 Cmc材料股份有限公司 用于介电质化学机械抛光的组合物及方法
US20220332977A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 Entegris, Inc. Cmp compositions for polishing dielectric materials
CN116410666A (zh) * 2021-12-30 2023-07-11 安集微电子科技（上海）股份有限公司 一种合成氧化铈的方法及一种化学机械抛光液
CN115960540A (zh) * 2022-12-23 2023-04-14 昂士特科技(深圳)有限公司 具有改进颗粒的化学机械抛光组合物

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2472601A1 (fr) 1979-12-27 1981-07-03 Rhone Poulenc Ind Procede de fabrication de compositions de polissage a base de cerium
FR2545830B1 (fr) * 1983-05-13 1986-01-03 Rhone Poulenc Spec Chim Nouvelle composition de polissage a base de cerium et son procede de fabrication
FR2549846B1 (fr) 1983-07-29 1986-12-26 Rhone Poulenc Spec Chim Nouvelle composition de polissage a base de cerium et son procede de fabrication
JPS6035393A (ja) 1983-08-05 1985-02-23 Nec Corp 読出し専用メモリ
JPH0649555B2 (ja) 1986-07-16 1994-06-29 三菱電機株式会社 乗客コンベアの手摺駆動装置
FR2604443A1 (fr) * 1986-09-26 1988-04-01 Rhone Poulenc Chimie Composition de polissage a base de cerium destinee au polissage des verres organiques
ZA909211B (en) * 1990-02-23 1991-09-25 Grace W R & Co High surface area ceria
US5264010A (en) * 1992-04-27 1993-11-23 Rodel, Inc. Compositions and methods for polishing and planarizing surfaces
FR2741281B1 (fr) * 1995-11-22 1998-02-13 Rhone Poulenc Chimie Sol organique comportant au moins un compose oxygene de terre(s) rare(s), procede de synthese du dit sol et utilisation du dit sol pour la catalyse
JP4019453B2 (ja) 1996-07-30 2007-12-12 日産化学工業株式会社 結晶性酸化第二セリウムの製造方法
US5962343A (en) * 1996-07-30 1999-10-05 Nissan Chemical Industries, Ltd. Process for producing crystalline ceric oxide particles and abrasive
KR19980019046A (ko) * 1996-08-29 1998-06-05 고사이 아키오 연마용 조성물 및 이의 용도(Abrasive composition and use of the same)
JP4053623B2 (ja) * 1996-12-27 2008-02-27 阿南化成株式会社 ジルコニウム−セリウム系複合酸化物及びその製造方法
US6238450B1 (en) 1999-06-16 2001-05-29 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. Ceria powder
US6454821B1 (en) * 2000-06-21 2002-09-24 Praxair S. T. Technology, Inc. Polishing composition and method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106458627A (zh) * 2014-06-24 2017-02-22 罗地亚经营管理公司 金属掺杂的氧化铈组合物
CN106458627B (zh) * 2014-06-24 2018-10-16 罗地亚经营管理公司 金属掺杂的氧化铈组合物
TWI613269B (zh) * 2015-10-02 2018-02-01 三星Ｓｄｉ股份有限公司 用於有機膜的cmp漿料組成物及使用其的研磨方法

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Publication number Publication date
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