(57)【要約】【課題】ガラス基板、石英基板、半導体デバイス、光学レンズ、ハードデイスク基板、フォトマスク等を効率よく研磨し、かつ優れた表面平滑性が得られるスラリー状研磨材を提供する。【解決手段】平均粒子サイズを２ｎｍから３００ｎｍとし、かつ砥粒となる粒子を酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素からなる複合酸化物としたものを溶媒中に分散させたスラリー研磨材状とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素からなり、平均粒子サイズが２ｎｍ以上３００ｎｍ以下である研磨用複合酸化物粒子。
【請求項２】
酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素の含有量が、それぞれ５０〜９３重量％、５〜４８重量％および２〜４５重量％の範囲にある請求項１記載の研磨用複合酸化物粒子。
【請求項３】
請求項１または２記載の研磨用複合酸化物粒子を液状の媒体に分散させたスラリー状研磨材。
【請求項４】
媒体が水である請求項３記載のスラリー状研磨材。
【請求項５】
媒体中に研磨用複合酸化物粒子を分散させるための分散剤が添加されている、請求項３または４記載のスラリー状研磨材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてガラス基板、石英基板、半導体デバイス、光学レンズ、ハードデイスク基板、フォトマスク等の表面研磨に適した複合酸化物粒子に関する。さらに詳しくは、セリウム、ジルコニウムおよび珪素を特定の範囲で含有する特定の粒子サイズの複合酸化物粒子およびこれを砥粒として用いたスラリー状研磨材に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ、液晶ディスプレーやプラズマディスプレー、光ファイバ、光コネクタフォトマスクなどのガラス素材や、半導体基板、配線基板などの半導体デバイス、石英基板、水晶発信子などの水晶デバイスなどにおいては、これらを構成している光学部品や半導体の表面あるいは端面の状態が、その光学特性や半導体特性ひいては製品価値に大きな影響を及ぼす。そこで、これらの部品の表面や端面は極めて高精度に研磨することが要求される。
【０００３】
従来、このような部材の研磨作業では、粗研磨するための１次研磨から始まり、最終的には仕上げ研磨による精密研磨により、キズのない極めて高精度の表面、端面に仕上げられる。この仕上げ研磨用には、通常コロイダルシリカを分散させたスラリー研磨液が使用されている。例えば特許文献１には、平均粒子径が１０〜１００ｎｍの真球状のコロイダルシリカを分散させた研磨材を用いて二酸化シリコン膜を研磨する例が記載されている。また、特許文献２には、長径が７〜１０００ｎｍで（短径／長径）＝0.３〜0.７である特殊な形状のコロイダルシリカが半導体ウエハー研磨に適していることが記載されている。しかし、このようなコロイダルシリカ研磨材は、シリコンウエハーのような同種の物質の研磨には適しているが、一般に研磨能力が弱く、無機系の硬い表面層を有する部材を研磨するには、研磨に極めて長時間要するという課題があった。
【０００４】
研磨剤粒子（砥粒）として、シリカよりも硬く、かつエッジによる研磨能を高めるために、形状を板状にした酸化アルミニウム粒子も知られている。例えば特許文献３には、研磨剤粒子として優れた性能を示す板状酸化アルミニウム粒子が記載されている。しかしながら、この種の公知の板状酸化アルミニウム粒子は、粒子径がサブミクロンサイズと大きく、粗研磨用途には適しているが、仕上げ研磨のような精密研磨用としては不適である。
【０００５】
一方、仕上げ研磨用の研磨材としては酸化セリウム粒子が汎用されている。例えば特許文献４には、酸化セリウム粒子の化学的に活性な性質を利用して、酸化セリウム粒子の水分散体を使ったＳｉＯ2 絶縁膜の研磨例が数多く示されている。酸化セリウム粒子は、上記のシリカ系やアルミナ系の研磨剤粒子に比べて硬度は低いが、優れた仕上げ研磨特性を示す。すなわち、従来の研磨剤粒子と異なり、その化学的性質を利用することにより、他の研磨材では得られない優れた仕上げ研磨性を示す。しかし, その反面、本質的に材料としての硬度が低く、研磨力も弱いため、その適用範囲も限られていた。
【０００６】
このような酸化セリウム系研磨材の問題点を改良して、さらに汎用性のある研磨材とするために、他の研磨剤粒子を酸化セリウム粒子と混合して使用することも知られている。例えば特許文献５には、酸化セリウム粒子とコロイダルシリカ粒子を混合使用することが記載されている。ただ、このような混合粒子を使用した研磨材では、酸化セリウム粒子とコロイダルシリカの中間的な特性は得られるものの、本質的にこれらの研磨剤粒子の問題点を解決したものとはなっていない。また２種類以上の研磨剤粒子を混合してスラリー研磨材とした場合、これらの粒子の媒体中での分散性や沈降性が異なるため、 スラリーとしての特性が不安定になるという問題がある。
【０００７】
比較的柔らかい酸化珪素や酸化セリウム粒子を使用して研磨力を高くするためには、大きな粒子径の粒子を使用することが効果的である。しかし、大きな研磨剤粒子を使用すると、比較的大きな研磨力が得られる反面、スクラッチと呼ばれる微細なキズが多数発生し、表面を精密に仕上げることが難しくなる。このような一度研磨で生じたキズを除去し、平滑度の高い研磨面を得るためには非常に長時間の作業を要する。
【０００８】
酸化セリウムとこれよりも硬度の高い酸化ジルコニウムとを複合化した粒子を分散させたスラリー状研磨材が半導体の絶縁膜用研磨に適していることも知られている（例えば特許文献６）。しかし、この種の複合酸化物粒子は、半導体の絶縁膜研磨には適しているが、その適用範囲は比較的限定されており、ガラス素材や石英素材を研磨に使用すると研磨キズが入りやすいという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２６７３５６号公報
【特許文献２】特開平７−２２１０５９号公報
【特許文献３】特開平１−１０９０８２号公報
【特許文献４】特開平９−２７０４０２号公報
【特許文献５】特開平９−１３２７７０号公報
【特許文献６】特開２００１−３４８５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述したような従来の研磨材がもっていた弱点を克服すべくなされたもので、総合的に見て従来の研磨材よりも適用範囲が広く、しかも優れた研磨特性を有する研磨材を実現することを課題とするものである。さらに具体的に言えば、本発明の目的は、半導体基板、石英素材、ガラス素材、光学レンズ、ハードデイスク基板、フォトマスク等の表面研磨、特に仕上げ研磨（精密研磨）に適した研磨材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明に係る研磨用の粒子は、平均粒子サイズが２ｎｍから３００ｎｍと小さいが、砥粒となる粒子を、酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素からなる複合酸化物で構成したものである。すなわち、硬度はそれほど大きくないが、化学的研磨作用の大きい酸化セリウムを主構成物質とし、この酸化セリウムに、酸化セリウムより硬度の高い酸化ジルコニウムと、酸化セリウムより硬度の低い酸化珪素とを含有させた複合酸化物とすることにより、酸化セリウムの有する化学研磨性を維持したまま、酸化ジルコニウムと酸化珪素とを含有させることによる適度な硬度を付与して、汎用性のある研磨材としたものである。
【００１２】
なお、本発明でいう「平均粒子サイズ」は、電子顕微鏡を使って撮影（倍率：１０万倍）した粒子の写真上で１００個の粒子の大きさを測定し、その平均値として求めたものである。
【００１３】
このように本発明では、酸化セリウムを主構成物質として、さらに酸化ジルコニウムと酸化珪素を含有させた３元系の複合酸化物とすることにより、被研磨体の種類に依存せず石英やガラスなど広範囲の被研磨体に対して優れた研磨性を示す研磨用複合酸化物粒子およびそのスラリー状研磨材を提供するものである。
【００１４】
従来、研磨用粒子として酸化セリウム粒子やコロイダルシリカ粒子、酸化アルミニム粒子、酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物粒子などが用いられてきたが、本発明では、酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素からなる複合酸化物粒子とすることにより、平均粒子サイズが２ｎｍから３００ｎｍと小さいことによる優れた鏡面研磨性と、酸化セリウムによる化学研磨性とを有し、さらに硬度の異なる３種類の酸化物を共に含有させたことによる適度な硬度をも有する精密研磨に適した研磨材としたものである。
【００１５】
上記複合酸化物粒子の平均粒子サイズが２ｎｍより小さい場合は、粒子そのものの硬度が高くても研磨性が低くなり、平均粒子サイズが３００ｎｍより大きい場合は、研磨時にキズが入りやすくなる。複合酸化物粒子中の酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素の含有量は、それぞれ５０〜９３重量％、５〜４８重量％、２〜４５重量％の範囲が好ましい。それぞれの酸化物がこの範囲内のときに、優れた鏡面研磨性と同時に、酸化セリウムによる化学研磨性と、さらに硬度の異なる３種類の酸化物粒子の相乗効果により、適度な硬度を有する精密研磨に適した研磨材となる。
【００１６】
本発明の複合酸化物粒子は、これを液状の媒体に分散させてスラリー状研磨材として使用することが好ましい。この場合の媒体は特に限定されるものではないが、水が最も安価で好ましい。このスラリー状研磨材に、各種の分散剤を添加することも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明の研磨用複合酸化物粒子は、その平均粒子サイズを２ｎｍから３００ｎｍとし、かつ酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素からなる構成とすることにより、酸化セリウムの有する化学研磨性を維持したまま、適度な硬度を付与することに成功したものである。したがって、このような複合酸化物粒子を水等の媒体に分散させてなる本発明のスラリー状研磨材を用いれば、ガラス基板、石英基板、半導体デバイス、光学レンズ、ハードデイスク基板、フォトマスク等、広範囲の被研磨体を効率良く研磨することができ、かつ平滑性の高い表面に仕上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の複合酸化物粒子およびこの粒子を用いたスラリー状研磨材の実施の形態を具体的に説明する。
【００１９】
〈酸化セリウム−酸化ジルコニウム−酸化珪素複合酸化物粒子の製造法〉
本発明の研磨用複合酸化物粒子は、例えば以下のような（沈殿物の作製）→（水熱処理）→（加熱処理）という工程を経ることによって製造される。
【００２０】
（沈殿物の作製）
所定量のセリウム塩、ジルコニウム塩および珪酸塩を水に溶解し、セリウム、ジルコニウムおよび珪素イオンを含有する金属塩水溶液を調整する。金属塩の種類としては特に限定されるものではなく、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、ナトリウム塩などが使用できる。これとは別に、アルカリ水溶液を調整する。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水溶液などが挙げられる。
【００２１】
最終目的物である複合酸化物粒子中の酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素の含有量は、それぞれ５０〜９３重量％、５〜４８重量％、２〜４５重量％の範囲のときに鏡面研磨性と化学研研磨性および適度な硬度を有する研磨材となるが、この含有量は沈殿物作製時の各金属塩の添加量でほぼ決まる。
【００２２】
前記アルカリ水溶液に前記金属塩水溶液を滴下する。このとき、溶液のｐＨが多少高くても、セリウムとジルコニウムは水酸化物あるいは水和物として沈殿物を生成するが、溶液のｐＨが高すぎると珪素は両性物質のため沈殿物を生成しなくなる。一方、ｐＨが中性付近では、珪素は水酸化物あるいは水和物として沈殿物を生成するが、セリウムおよびジルコニウムは沈殿物を生成しない。したがって、このｐＨの調整は重要で、ｐＨが８〜１１の範囲になるように調整する。この微妙なｐＨ調整のため、アルカリ水溶液に金属塩水溶液を加えた後、必要に応じてさらに塩酸等の水溶液を滴下して、ｐＨ調整を行うこともできる。生成した沈殿物を含む懸濁液は、これを室温において１日程度熟成することが好ましい。この熟成も、その後の水熱反応を効果的に行わせる上で効果的である。
【００２３】
（水熱処理）
セリウム、ジルコニウムおよび珪素からなる水酸化物あるいは水和物の沈殿物を含む懸濁液を、オートクレーブ等を用いて水熱処理する。この水熱処理において、上記の沈殿物を含む懸濁液をそのまま水熱処理しても構わないが、水洗により、上記沈殿物以外の生成物や残存物を除去し、その後ＮａＯＨなどにより再度ｐＨ調整することが好ましい。この時のｐＨの値は、８〜１１とすることが好まし。このｐＨより低いと、水熱処理時に結晶成長が不十分になり、また高すぎると、水熱処理中に珪素の水酸化物あるいは水和物が再溶解して、仕込み組成と水熱処理後の組成が異なりやすくなる。
【００２４】
水熱処理温度は、１１０℃から３００℃の範囲が好ましい。この温度より低いと、水熱処理の効果が不十分になり、粒子サイズ分布が広くなったり、処理後の水酸化物あるいは水和物の結晶性が悪くなって、その後の熱処理工程で焼結しやすくなったする。一方、この温度より高いと発生圧力が高くなるため、装置が高価なものとなり、メリットはない。
【００２５】
水熱処理時間は、１時間から４時間の範囲が好ましい。水熱処理時間が短すぎると、上述した水熱処理温度が低い場合と同様の問題が生じやすくなる。一方、水熱時間が長すぎても特に問題となることはないが、水熱処理の効果が飽和し、製造コストが高くなるだけで、メリットがない。
【００２６】
最終的に得られる複合酸化物粒子として、粒子サイズ分布の良好なものを得る上で、この水熱処理は有効であるが、水熱処理を省いても本発明の目的とする複合酸化物粒子を得ることができる。水熱処理工程を加えると製造コストが高くなるため、低コストで本発明の複合酸化物粒子を得るには、水熱処理工程を省略することができる。
【００２７】
（加熱処理）
上述した処理により得られたセリウム、ジルコニウムおよび珪素からなる水酸化物あるいは水和物粒子は、ろ過、乾燥した後、加熱処理を行うが、ろ過する前に、水洗によりｐＨを７〜８の付近の中性領域に調整しておくことが好ましい。
【００２８】
ろ過、乾燥した水酸化物あるいは水和物は、加熱処理により酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素からなる複合酸化物粒子とすることができる。雰囲気は特に限定されないが、空気中加熱が、最も製造コストがかからないため好ましい。
【００２９】
加熱処理温度は、４００℃から１０００℃の範囲が好ましく、５００℃から９００℃の範囲が特に好ましい。この温度より低いと、上記処理により得られた水酸化物あるいは水和物粒子が、酸化物粒子へ変化しにくく、さらに酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素からなる均一な複合酸化物を形成しにくくなる。一方、高すぎると焼結により粒子サイズが大きくなったり、さらに粒子径分布が広くなる。
【００３０】
この加熱処理により、酸化セリウム−酸化ジルコニウム−酸化珪素からなる複合酸化物粒子の１次粒子が適度に結合した２次粒子を形成する。研磨時には、この２次粒子が１次粒子に解砕することにより被研磨体を研磨しながらキズのない平滑な表面を創生する。
【００３１】
このようにして得られた複合酸化物粒子は、平均粒子サイズが２ｎｍから３００ｎｍの範囲にあり、酸化セリウムによる化学研磨性と、さらに硬度の異なる３種類の酸化物粒子が含まれていることによって得られる適度な硬度との相乗効果により、精密研磨に適した研磨材となる。
【００３２】
〈複合酸化物粒子を用いたスラリー状研磨材の製造法〉
本発明の複合酸化物粒子を用いたスラリー状研磨材は、各種の分散剤を含む液状の媒体（主として水）に前記複合酸化物粒子を分散させることにより製造できる。この場合、複合酸化物粒子の濃度については特に制限はないが、粒子を分散させた分散液として取り扱う上で、通常0.５重量％以上４０重量％以下で使用することが好ましい。この粒子の含有量が少ないと、研磨材としての効果が少なく、一方多いと、スラリーの流動性が悪くなり、研磨材としての操作性が悪くなる。
【００３３】
前記分散剤としては、被研磨体の材質により異なるが、例えば、半導体デバイスの研磨用にはナトリウムやカリウムなどの金属イオンや、ハロゲンや硫黄などを含まないものが好ましい。例えば、アクリル酸重合体やそのアンモニウム塩、ポリメタクリル酸やそのアンモニウム塩、ポリビニルアルコール等の水溶性有機高分子類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等の水溶性アミン類等が好ましい分散剤として使用できる。金属イオンが残留することがそれほど問題にならない用途では、ポリメタリン酸ナトリウムのような無機系の分散剤を使用することもできる。
【００３４】
本発明の研磨用複合酸化物粒子（研磨剤粒子）を分散させるにあたっては、水あるいは、水に上記の分散剤を添加した溶媒に、本発明の複合酸化物粒子を加えて、攪拌するだけでもスラリーとすることができるが、ホモミキサーや超音波分散機等を用いて分散すると、複合酸化物粒子が溶媒中により均一に分散したスラリー状研磨材とすることができる。精密研磨用のスラリー状研磨材としては、分散工程においてできる限り不純物の混入を避ける必要があることから、ミルタイプの分散機よりも、上記のような分散方法が好ましい。
【実施例１】
【００３５】
〈複合酸化物粒子の作製〉
８００ｍｌの水に0.７５モルの水酸化ナトリウムを溶解してアルカリ水溶液を調整した。また、このアルカリ水溶液とは別に、３５０ｍｌの水に0.０６３モルの塩化セリウム（III)七水和物と0.０１８モルの塩化ジルコニウム（III)七水和物とを溶解して塩化セリウム−塩化ジルコニウム混合水溶液を調整するとともに、５０ｍｌの水に0.０１２モルの珪酸ナトリウムを溶解して珪酸ナトリウム水溶液を調整した。
【００３６】
前記アルカリ水溶液に、まず前記塩化セリウム−塩化ジルコニウム混合水溶液を滴下して、水酸化セリウムと水酸化ジルコニウムを含む沈殿物を作製した。このときのｐＨは１0.８であった。約１時間攪拌した後、塩酸水溶液によりｐＨを8.５に調整し、さらに前記珪酸ナトリウム水溶液を滴下して、水酸化セリウムと水酸化ジルコニウムおよび珪酸からなる沈殿物を作製した。さらに、この沈殿物を含む懸濁液を室温で２０時間熟成させ、その上澄み液を除去した後、この沈殿物（上澄み液除去後に残った沈殿物）を、オートクレーブに仕込み、２００℃で２時間、水熱処理を施した。
【００３７】
上記水熱処理により得られた生成物を、ｐＨが８以下になるまで水洗した後、ろ過し、９０℃で空気中乾燥した。さらに乳鉢で軽く解砕し、空気中８００℃で２時間の加熱処理を行って酸化セリウム−酸化ジルコニウム−酸化珪素からなる複合酸化物粒子を得た。
【００３８】
この複合酸化物粒子について、Ｘ線回折スペクトルを測定したところ、回折ピークは若干ブロードではあるが、ＣａＦ2 （フッ化カルシウム；蛍石）構造に対応するスペクトルが観測され、酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素が均一に置換された複合酸化物粒子が得られていることを確認した。さらに、透過電子顕微鏡で形状観察を行ったところ、２次粒子のサイズが１００〜１５０ｎｍの粒子であることがわかった。
【００３９】
〈スラリー状研磨材の作製〉
純水３００ｍｌに、上記の方法で作製した酸化セリウム−酸化ジルコニウム−酸化珪素複合酸化物粒子を３０ｇ添加し、ホモミキサーを用いて、回転数３０００ｒｐｍで１時間分散させ、スラリー（スラリー状研磨材）を得た。得られたスラリーは１時間程度放置しても沈殿物は生じないが、１日放置すると、沈殿物が生成した。しかし、この分散液を再攪拌すると、元の安定な分散液となった。
【実施例２】
【００４０】
内容積３００ｍｌのボールミルポットに、実施例１において得られた複合酸化物粒子１００ｇと、水２００ｍｌとを入れ、直径５mmのジルコニアビーズを使って１時間ボールミル分散した。
【００４１】
ボールミル分散後の複合酸化物粒子についてＸ線回折スペクトルを測定したところ、実施例１と同じくＣａＦ2 構造に対応するスペクトルが観測され、また透過電子顕微鏡で形状観察を行ったところ、ほぼ１次粒子にまで解砕された平均粒子サイズが約１０ｎｍの粒子になっていることがわかった。さらに実施例１と同様の方法でスラリー状研磨材を作製した。このスラリーは極めて安定で、１日放置した後も、ほとんど沈殿物は生成しなかった。
【実施例３】
【００４２】
実施例１における複合酸化物粒子の作製方法において、塩化セリウム、塩化ジルコニウムおよび珪酸ナトリウムの添加量として、塩化セリウムを0.０６３モルから0.０５０モルに、塩化ジルコニウムを0.０１８モルから0.０３５モルに、珪酸ナトリウムを0.０１２モルから0.０１８モルに変更した以外は、実施例１と同様にして水酸化セリウムと水酸化ジルコニウムおよび珪酸からなる沈殿物を作製し、さらに実施例１と同条件で加熱処理を行って酸化セリウム−酸化ジルコニウム−酸化珪素からなる複合酸化物粒子を作製した。
【００４３】
得られた複合酸化物粒子について、Ｘ線回折スペクトルを測定したところ、ＣａＦ2 構造に対応するスペクトルが観測され、酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素が均一に置換された複合酸化物粒子が得られていることを確認した。さらに、透過電子顕微鏡で形状観察を行ったところ、２次粒子サイズが７０〜１００ｎｍの粒子であることがわかった。さらに実施例１と同様にしてスラリー状研磨材を作製した。
【実施例４】
【００４４】
実施例１における複合酸化物粒子の作製において、水熱処理工程を省いた以外は、実施例１と同様にして複合酸化物粒子を作製し、さらにスラリー状研磨材を作製した。
【００４５】
得られた複合酸化物粒子について、Ｘ線回折スペクトルを測定したところ、ＣａＦ2 構造に対応するスペクトルが観測され、酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素が均一に置換された複合酸化物粒子が得られていることを確認した。さらに、透過電子顕微鏡で形状観察を行ったところ、２次粒子サイズが１５０〜２００ｎｍの粒子であることがわかった。
【００４６】
［比較例１］
実施例１において、塩化セリウムの添加量を0.０６３モルから0.０７４モルに変更し、塩化ジルコニウムおよび珪酸ナトリウムを添加することなく、塩化セリウムのみを用いて酸化セリウム粒子を作製した。
【００４７】
アルカリ水溶液に塩化セリウムの水溶液を滴下して、水酸化セリウムの沈殿物を作製した。このときのｐＨは１0.６であった。この懸濁液を室温で２０時間熟成させたのち、オートクレーブに仕込み、実施例１と同様に２００℃で２時間、水熱処理を施した。さらに実施例１と同様に、水洗、ろ過、乾燥後、空気中８００℃で２時間の加熱処理を行って酸化セリウム粒子を作製した。
【００４８】
この酸化セリウム粒子について、Ｘ線回折スペクトルを測定したところ、ＣａＦ2 構造に対応するスペクトルが観測され、さらに、透過電子顕微鏡で形状観察を行ったところ、２次粒子が１２０〜１５０ｎｍの粒子であることがわかった。
【００４９】
この酸化セリウム粒子を用いて、実施例１と同様にして、スラリー状研磨材を作製した。
【００５０】
［比較例２］
実施例１において、塩化セリウムの添加量は0.０６３モルのまま、塩化ジルコニウムの添加量を0.００９モルから0.０１１モルに変更した以外は、実施例１と同様の方法で、沈殿物を作製した後、オートクレーブに仕込み、２００℃で２時間、水熱処理を施した。その後、実施例１と同様の方法で、水洗、ろ過、乾燥後、空気中８００℃で２時間の加熱処理を行って酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物粒子を作製した。
【００５１】
得られた複合酸化物粒子について、Ｘ線回折スペクトルを測定したところ、ＣａＦ2 構造に対応するスペクトルが観測され、また透過電子顕微鏡で形状観察を行ったところ、２次粒子が１００〜１５０ｎｍの粒子であることがわかった。
【００５２】
この酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物粒子を用いて、実施例１と同様にして、スラリー状研磨材を作製した。
【００５３】
〔評価〕
研磨性評価にはムサシ電子社製の試料研磨機ＭＡ−２００を使用し、被研磨体としてガラス板の研磨性を調べた。研磨定盤上にウレタン樹脂製の多孔質研磨パッドを貼り付け、このパッド上に直径3.５インチのガラス板を載せた。さらに、このガラス板の上から約１kgの重しを載せて、定盤を回転させながら、同時にガラス板を回転させ、実施例および比較例で作製したスラリー状研磨材を１０ｍｌ／分の速度で定盤上に滴下しながら、ガラス板を研磨した。
【００５４】
研磨効率は、１時間研磨後のガラス板の重量減少量から評価した。すなわち、研磨前および研磨後のガラス板の重量をそれぞれＭｂおよびＭａとし、これらの測定値を〔（Ｍｂ−Ｍａ）／Ｍｂ〕×１００に代入して求めた。この値が大きいほど研磨効率が優れていることを示す。また、研磨後のガラス板の表面平滑性を評価するために、研磨後のガラス板表面のＲａをＺＹＧＯ製の表面粗さ計（ＮｅｗＶｉｅｗ５０００）を測定するとともに、表面の研磨キズの有無を光学顕微鏡（倍率：２００倍）により調べた。
【００５５】
表１に、以上の結果をまとめて示す。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
表１から、本発明各実施例のスラリー状研磨材は、いずれも研磨効率が高く、かつ被研磨体の表面平滑性も良好であることがわかる。一方、酸化セリウムのみを用いた比較例１のスラリー状研磨材は、表面平滑性は良好であるが、研磨効率が本発明のいずれの実施例のものに比べても劣る。これは、比較例１のスラリー状研磨材は酸化セリウムの化学的研磨作用による研磨性はあるものの、酸化セリウムそのものの硬度が不足しているため、十分な研磨効率が得られなかったからであると考えられる。
【００５８】
酸化セリウムと酸化ジルコニウム複合酸化物を用いた比較例２のスラリー状研磨材では、比較的高い研磨効率は得られるが、表面平滑性に劣る。これは、硬度の高い酸化ジルコニウムとの複合酸化物としているため、研磨効率は高い反面、表面創生能力に劣るためと考えられる。また、本発明各実施例に係るスラリー状研磨材を用いたものは、いずれも研磨後の被研磨体表面にキズは見られなかったのに対し、比較例２に係るスラリー状研磨材を用いたものでは若干研磨キズが発生していることが認められた。
【００５９】
本発明の研磨用複合酸化物粒子は、平均粒子サイズを２ｎｍ以上３００ｎｍ以下とし、かつ酸化セリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化珪素からなる複合酸化物で構成したものである。このように、化学的研磨作用の大きい酸化セリウムを主構成物質とし、さらに硬度の異なる酸化ジルコニウムと酸化珪素とを共に含有する複合酸化物とすることにより、酸化セリウムの有する化学研磨性を維持したまま、適度な硬度を付与することに成功したものである。