(57)【要約】      （修正有）【課題】高面精度と高速の研磨能率との両方を確保できる研磨用粒子として、粒子径が微細でシャープな粒度分布をもち、しかも高結晶性、高純度でもある研磨用複合酸化物粒子を提供する。【解決手段】酸化セリウムにアルミニウムを固溶させた複合酸化セリウム粒子からなり、当該粒子の構成元素であるアルミニウムとセリウムとの原子比（複合酸化セリウム粒子中のＡｌ量を〈Ａｌ〉ｍｏｌ％とし且つＣｅ量を〈Ｃｅ〉ｍｏｌ％としたときの〈Ａｌ〉／〈Ｃｅ〉）が0.０１から１の範囲にあり、かつ平均一次粒子径が1 ｎｍから２００ｎｍの範囲にある構成とする。この粒子を、次のようにして製造する。まずオキシアルカリアミンを含むアルカリ水溶液に、セリウムイオンとアルミニウムイオンとを含む水溶液を添加し、得られた沈殿物を、水の存在下で１１０〜３００℃の温度範囲で加熱処理する。次いで、この沈殿物を空気中加熱処理する。【選択図】図１
2007084755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化セリウムにアルミニウムを固溶させた複合酸化セリウム粒子で構成されており、当該粒子の構成元素であるアルミニウムとセリウムとの原子比（複合酸化セリウム粒子中のＡｌ量を〈Ａｌ〉ｍｏｌ％とし且つＣｅ量を〈Ｃｅ〉ｍｏｌ％としたときの〈Ａｌ〉／〈Ｃｅ〉）が0.０１から１の範囲にあり、かつ平均一次粒子径が1 ｎｍから２００ｎｍの範囲にある研磨用複合酸化物粒子。
【請求項２】
液状の媒体中に請求項１記載の研磨用複合酸化物粒子を分散させてなるスラリー状研磨材。
【請求項３】
液状の媒体が水である、請求項２記載のスラリー状研磨材。
【請求項４】
スラリー中には分散剤が含まれている請求項２または３記載のスラリー状研磨材。
【請求項５】
請求項１記載の研磨用複合酸化物粒子を製造する方法であって、下記（１）〜（３）の工程を含むことを特徴とする研磨用複合酸化物粒子の製造方法。
（１）  オキシアルカリアミンを含むアルカリ水溶液に、セリウムイオンとアルミニウムイオンとを含む水溶液を添加して、セリウムおよびアルミニウムを含む水酸化物あるいは水和物の沈殿物を生成させる工程。
（２）  （１）の工程で得られた水酸化物あるいは水和物の沈殿物を、ｐＨ７〜１２に調整する工程。
（３）  （２）の工程で得られたｐＨ調整後の沈殿物を、水の存在下で１１０〜３００℃の温度範囲で水熱処理する工程。
【請求項６】
前記（３）の工程で得られた処理物を空気中３００〜１２００℃の温度範囲で加熱処理する工程を含む、請求項５記載の研磨用複合酸化物粒子の製造方法。
【請求項７】
前記（１）の工程と（２）の工程との間に、（１）の工程で得られた水酸化物あるいは水和物の沈殿物を水洗する工程が設けられている、請求項５または６記載の研磨用複合酸化物粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガラス、レンズ、半導体ウエハなど、シリカを主成分とする物質からなる部材の表面研磨に好適に使用しうる研磨用複合酸化物粒子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンウエハや水晶ウエハの研削、さらにはシリコンウエハ等の表面に形成した金属膜やセラミックス膜の研磨などにアルミナ系やシリコン系のスラリーが用いられてきたが、このような高い面精度が要求される部材に対しては、酸化セリウムスラリーによるＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）研磨が行われることも多い。
【０００３】
このような精密研磨用途に使用される酸化セリウムは、モナザイト、バストネサイト等の天然鉱物を出発原料とし、これを焼成・粉砕して製造されることが多い。また、セリウムイオンを含む金属塩溶液をアルカリ水溶液に添加してセリウムの水酸化物を沈殿させ、得られた沈殿物に焼成による脱水処理を施して製造される場合もある。これらの研磨材は、研磨材成分である酸化セリウムとガラス等の被研磨材の成分であるシリカとの固相反応（すなわちケミカル作用）を利用したものであることは、現象論的ではあるが公知である。
【０００４】
一方、特許文献１には、研磨液や研磨シート等に用いるのに好適な粒子として、結晶性及び純度の高いナノ微粒子の板状酸化セリウム等が提案されており、併せて、このような酸化セリウム粒子等を得るための方法も開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０６４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した焼成・粉砕あるいは沈殿物の焼成脱水処理などを経て製造される従来の酸化セリウム粒子（研磨用の酸化セリウム砥粒）には、以下に述べるように粒子径、不純物、結晶性の点でそれぞれ問題があった。
【０００７】
すなわち、上記従来法により得られる酸化セリウムは、粒子サイズがミクロンオーダーであったため、しばしば被研磨材にスクラッチと称される傷が残ることがあった。また、従来の製法は、基本的には微粒子化するために機械的な粉砕を採用していることから、特定の粒子形状のものを得ることはできず、粒子径分布のシャープなものを得ることも困難であった。さらに、機械的な衝撃が加わることにより、酸化セリウム粒子に歪みが入りやすく、粒子の結晶性が低下するという問題があった。この種の結晶性は、研磨材の研磨能率に影響を及ぼす極めて重要な因子であるが、これまでの製法では、Ｘ線回折などにより酸化セリウムにもとづくスペクトルを示すものであっても、研磨材としての結晶性という点で満足できるものは得られていない。
【０００８】
加えて、酸化セリウム粒子は、その製造法にもよるが、一般に原材料に元々含まれるセリウム以外の元素がセリウムと同時に存在しやすいことから、高純度のものが得られにくいという問題があった。この純度は、酸化セリウム粒子を化学研磨液などに使用する場合には特に問題となる。
【０００９】
これらに対し、特許文献１記載の方法によれば、結晶性および純度の高いナノ微粒子の板状酸化セリウムが得られる。しかし、得られた酸化セリウム及びその反応生成物の硬度は、ガラスの硬度と同等かそれよりも低いので、より硬度の高い被研磨材（ガラスの中でも高硬度のもの）に対しては研磨能率の点で未だ十分とは言えない。
【００１０】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、高面精度と高速の研磨能率との両方を確保できる研磨用粒子として、粒子径が微細でシャープな粒度分布をもち、しかも高結晶性、高純度でもある研磨用複合酸化物粒子を実現することを目的とする。
【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、本発明の研磨用複合酸化物粒子（請求項１）は、酸化セリウムにアルミニウムを固溶、あるいは酸化セリウム粒子の表面近傍に酸化アルミニウムまたは酸化水酸化アルミニウムとして偏在させた複合酸化セリウム粒子からなり、その構成元素であるアルミニウムとセリウムとの原子比（複合酸化セリウム粒子中のＡｌ量を〈Ａｌ〉ｍｏｌ％とし且つＣｅ量を〈Ｃｅ〉ｍｏｌ％としたときの〈Ａｌ〉／〈Ｃｅ〉）が0.０１から１の範囲にあり、かつ平均一次粒子径が1 ｎｍから２００ｎｍの範囲にある構成としたものである。また、請求項２〜４に係る発明は、この研磨用複合酸化物粒子を、液状の媒体（請求項３に係る発明では水）に分散させてスラリー状研磨材としたものである。
【００１２】
ここで、上記平均一次粒子径とは、粒子を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察してランダムに２００個の粒子を選び出し、その粒子径を平均したものをいう。複合酸化セリウム粒子の形状は特に限定されず、例えば球状、板状、直方体状などが挙げられるが、研磨効率の面から言えば、球状であるよりもエッジによる研磨効果が期待できる板状であるのが好ましい。また、本発明の研磨用複合酸化物粒子におけるアルミニウム（複合酸化物粒子中のアルミニウム）は、必ずしも全体に均一に固溶している必要はなく、表面近傍に偏析していてもよい。
【００１３】
上記の構成により、研磨用粒子（砥粒）の機械的硬度を上げて優れた研磨力と精密研磨能とを同時に実現することが可能となる。本発明では酸化セリウムに加えてアルミニウムを使用するが、アルミニウムは金属元素としてありふれたものであり、コストの面でも非常に優れている。
【００１４】
また、本発明の方法は、少なくとも下記の（１）〜（４）の工程を経ることによって、上記の研磨用複合酸化物粒子を製造することとしたものである。
（１）  オキシアルカリアミンを含むアルカリ水溶液に、セリウムイオンとアルミニウムイオンとを含む水溶液を添加して、セリウムおよびアルミニウムを含む水酸化物あるいは水和物の沈殿を生成させる工程。
（２）  （１）の工程で得られた水酸化物あるいは水和物の沈殿物を、ｐＨ７〜１２に調整する工程。
（３）  （２）の工程で得られたｐＨ調整後の沈殿物を、水の存在下で１１０〜３００℃の温度範囲で水熱処理する工程。
（４）  （３）の工程で得られた処理物を、空気中３００〜１２００℃の温度範囲で加熱処理する工程。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の研磨用複合酸化物粒子（複合酸化セリウム粒子）によれば、酸化セリウムのケミカル作用による高い面精度と、複合酸化セリウムのメカノ作用による高い研磨能率とを併せ持った研磨材を実現することができる。
【００１６】
本発明方法によれば、粒子の形状を整え、水酸化物あるいは水和物から脱水するための水熱処理工程と、この工程で得られた複合酸化セリウム粒子を加熱処理する工程とによって、一次粒子径を制御できる。その結果、粒子径分布が均一で、焼結、凝集が少なく、結晶性の良好な複合酸化セリウム粒子が得られる。また、オキシアルカリアミンをアルカリ溶液に加えておくことで形状を板状化すれば、より高い研磨能率が期待できる。
【００１７】
この製造方法は、従来の固相反応製造法とは全く異なる新規な製造方法であり、水熱処理工程を経ることによって原子オーダーでアルミニウム元素が酸化セリウム中に固溶され、その結果得られる複合酸化セリウム粒子は、平均粒子径が１ｎｍから２００ｎｍの範囲にある極めて結晶性の良好なものである。この複合酸化セリウム粒子を砥粒として用いれば同方法で作製した酸化セリウムよりも高い研磨能率が得られ、また後述する比較例２のような従来法で作られた酸化セリウムと比較しても、さらに高い研磨能率が得られる。本発明で得られた複合酸化セリウム粒子は、研磨シートや研磨液用の研磨材として特に適したものであり、その産業上の利用価値は極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明方法では、まずオキシアルカリアミンを含むアルカリ水溶液に、セリウムイオンとアルミニウムイオンとを含む水溶液を添加し、得られた沈殿物を、水の存在下で１１０〜３００℃の温度範囲で加熱処理することにより、目的とする形状、粒子径に整え、次いで、この沈殿物を空気中加熱処理することにより、粒子径分布が均一で、焼結、凝集が極めて少なく、結晶性の良好な複合酸化セリウム粒子を得る。
【００１９】
このように複合酸化セリウム粒子の製造において、形状、粒子径を整えることを目的とする工程と、その材料が本来有する物性を最大限に引き出すことを目的とする工程とを分離することで、従来の製造方法では不可能であった、粒子の形状が板状で、かつ平均一次粒子径が１ｎｍから２００ｎｍの範囲にある複合酸化セリウム粒子を得ることができる。このようにして得られた本発明に係る複合酸化セリウム粒子は、粒子の焼結、凝集が極めて少なく、粒子径分布がシャープで、同時に結晶性が極めて良好なため、研磨シートや研磨液用の研磨材として使用したときに、特にその威力を発揮する。
【００２０】
一般に固溶を伴う複合粒子を作製する場合には、微粒子同士を混ぜ合わせて高温で熱処理する固相反応が良く用いられるが、このような方法ではどうしても固溶の不均一性はまぬがれない。本発明の製造方法では、原子オーダーで混ざり合って結晶化するため、固溶の均一性と結晶性は極めて高い。この種の複合酸化セリウム粒子を化学研磨用の研磨材として用いる場合には純度が重要になり、高純度のものが要求される。本発明の複合酸化セリウム粒子は、純度の面においても十分に満足できるものであり、この点でも研磨材として最適である。
【００２１】
本発明により得られる複合酸化セリウム粒子すなわち研磨用複合酸化物粒子は、半導体、光ファイバー、レンズなどを研磨するための最適な研磨材であり、広範囲の用途に適用することができるものである。
【００２２】
以下、本発明に係る研磨用複合酸化物粒子（複合酸化セリムウ粒子）の製造方法等について、さらに詳細に説明する。本発明方法では、大略、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研磨用複合酸化物粒子を製造する。図１は、各工程をさらに詳しく示したもので、以下では、この図１に示した各工程の符号Ｓ１〜Ｓ９を適宜使用しながら説明する。
【００２３】
（沈殿物の作製）
まず、塩化セリウム、硝酸セリウム、硫酸セリウムなどのセリウム塩を水に溶解させ、セリウムイオンを含有する水溶液を調整する（Ｓ１）。この場合、セリウムイオンを含む水溶液であればよいので炭酸セリウムを鉱酸で溶解させたものでも代用できる。これらのセリウム塩のうち、粒径分布のシャープな酸化セリウム粒子を得る上で、塩化セリウムが最も好ましい。
【００２４】
次いで、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウムなどのアルミニウム塩を前記水溶液に加えて溶解させる（Ｓ１）。この場合、セリウムイオンを含む水溶液とは別にアルミニウムイオンを含む水溶液を混合しても良い。
【００２５】
これらとは別に、結晶成長制御剤であるアルキルアミンを添加したアルカリ水溶液を調整する（Ｓ２）。このアルキルアミンを入れなければ粒子は板状にならず、多面体になる。多面体粒子でも十分な性能は期待できるが、板状であれば研磨能率の面でなお期待できる。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア水溶液など、またアルキルアミンとしてはモノエタノールアミン、トリエタノールアミン、イソブタノールアミン、プロパノールアミン等が挙げられるが、中でも結晶性の良好な複合酸化セリウム粒子を得る上で、モノエタノールアミンが最適である。
【００２６】
次に、前記セリウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液、または両方を含む水溶液を、前記結晶成長制御剤（アルキルアミン）を添加したアルカリ水溶液中に滴下して、セリウムおよびアルミニウムを含む水酸化物あるいは水和物の沈殿物を生成させる（Ｓ３）。この沈殿物を含む懸濁液のｐＨは、７〜１２の範囲に調整する（Ｓ４）。また、この懸濁液を室温において１日程度熟成することが好ましい。このｐＨ調整および熟成は、この後の工程の加熱処理において、比較的低い温度で、より結晶性の高い複合酸化セリウム粒子を得る上で効果的である。
【００２７】
（水熱処理）
セリウムの水酸化物あるいは水和物の上記沈殿物を含む懸濁液に対し、オートクレーブ等を用いて水熱処理を行う（Ｓ５）。この場合、上記の沈殿物を含む懸濁液についてそのまま水熱処理を行っても構わないが、水洗（Ｓ３−２）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、先に述べたように７〜１２の範囲となるように調整する。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、粒子径分布が広くなり、また目的とする粒子径の小さい粒子を得ることが困難になる。
【００２８】
水熱処理温度は、１１０℃から３００℃の範囲とする。この温度より低いと、特定の形状を有する複合酸化セリウムが得られにくく、また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。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、特定の形状への成長が不十分になり、水熱時間が長すぎても特に問題となることはないが、製造コストが高くなるだけで、意味がない。
【００２９】
（加熱処理）
水熱処理後の複合酸化セリウム粒子は、洗浄・ろ過（Ｓ６）、乾燥（Ｓ７）した後、加熱処理（Ｓ８）を行うことによって研磨材として最適な粒径にする。この場合の加熱は、最も製造コストがかからないとの理由から空気中加熱とする。なお、加熱処理を行わなければ１ｎｍからの超微粒が得られる。加熱処理後、ろ過する前に、排水の簡単のため及び後述するように最終的に高純度の複合酸化セリウム粒子が得られるようにするため、水洗（Ｓ９）によりｐＨを６〜９の付近の中性領域に調整しておくことが好ましい。
【００３０】
加熱処理温度は、３００℃から１２００℃の範囲とする。この温度より低いと、結晶性の複合酸化セリウム微粒子が得られにくく、高すぎると焼結により粒子径が大きくなりすぎ、さらに粒子径分布が広くなる。この熱処理によって一次粒子同士がネックを形成する程度に焼結を起こさせるために、加熱温度は６００度から１２００℃の範囲がより好ましい。この場合、焼結による一次粒子の凝集体が0.２〜５μｍの範囲になるようにすれば研磨効率の面でよい。
【００３１】
この加熱処理により複合酸化セリウム粒子が得られるが、さらに水洗などにより未反応物を除去すると、より高純度の酸化セリウム粒子が得られるため、化学研磨用などの研磨材として使用するためには、最終工程で先に述べた水洗（Ｓ９）を行うことが好ましい。
【００３２】
以上のようにして得られた複合酸化セリウム粒子は、粒子径が１ｎｍから２００ｎｍの範囲であり、また仕上げ研磨用のシートや研磨液用の研磨材として特に好ましい範囲である。Ｘ線回折スペクトルを測定すると、ほぼＣａＦ2 構造をもつＣｅＯ2 の結晶構造位置に対応するピークが明瞭に観察されるが、アルミニウム化合物に対応するピークは見られない。また電子顕微鏡観察においても晶癖が明瞭に観察され、これまでの製造法では得られなかった極めて良好な結晶性を有することが確認された。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例および比較例について説明する。
【００３４】
〈実施例１〉
0.０７５モルの水酸化ナトリウムと１０ｍｌの２−アミノエタノールとを８０ｍｌの水に溶解して、アルカリ水溶液を調整した。これとは別に、0.００６７モルの塩化セリウム（III)七水和物と0.０００７５モルの塩化アルミニウム（III)六水和物を４０ｍｌの水に溶解して調整した。Ａｌに対するＣｅの原子比Ａｌ：Ｃｅは１０：９０になる。前者のアルカリ水溶液に、後者の塩化セリウム塩化アルミニウム混合水溶液を滴下して、沈殿物を得た。このときのｐＨは１0.８であった。
【００３５】
前記沈殿物を含んだ懸濁液を２時間撹拌後ｐＨが８になるまで水酸化ナトリウム水溶液にて調製し、この沈殿物を懸濁液の状態で２０時間熟成させた後、上澄み液を除去し、当該沈殿物の懸濁液を、オートクレーブに仕込み、２００℃で２時間、水熱処理を施した。その後、水で１０００倍に水洗した。得られた生成物を、ろ過し、９０℃で空気中乾燥した後、乳鉢で軽く解砕し、空気中６００℃で１時間の加熱処理を行って複合酸化セリウム粒子を得た。加熱処理後、未反応物や残存物を除去するために、さらに超音波分散機を使って水洗し、ろ過乾燥した。
【００３６】
得られた複合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 構造の酸化セリウムに対応するスペクトルが観測された。この時、混合物としてのアルミニウム化合物の存在を示すピークは現れなかった。蛍光Ｘ線分析を行ったところアルミニウム原子の存在が確かめられた。酸化セリウムの（１１１）面に対応するピーク幅から、シェラー法を用いて結晶子サイズを算出したところ、結晶子サイズは1 5.３ｎｍであった。透過型電子顕微鏡で形状観察を行ったところ、平均一次粒子径が２２ｎｍの板状の粒子であることがわかった。
【００３７】
〈実施例２〉
実施例１の塩化アルミニウムと塩化セリウムの割合に関して、0.００６０モルの塩化セリウム（III)七水和物と0.００１５モルの塩化アルミニウム（III)六水和物とを４０ｍｌの水に溶解して調整した。Ａｌに対するＣｅの原子比Ａｌ：Ｃｅは２０：８０になる。その他は実施例１と同様にして複合酸化セリウム粒子を作製した。
【００３８】
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、実施例１と同じくＣａＦ2 構造をもつ酸化セリウムに対応するスペクトルが観測された。（１１１）面に対応するピーク幅から、シェラー法を用いて求めた結晶子サイズは、１3.６ｎｍであった。透過型電子顕微鏡観察を行ったところ、平均一次粒子径が１４ｎｍの板状の粒子であった。
【００３９】
〈実施例３〉
実施例１の合成法において、２−アミノエタノールをアルカリ溶液に添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にして複合酸化セリウム粒子を作製した。この複合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、実施例１と同じくＣａＦ2 構造をもつ酸化セリウムに対応するスペクトルが観測された。（１１１）面に対応するピーク幅から、シェラー法を用いて求めた結晶子サイズは、２2.４ｎｍであった。透過型電子顕微鏡観察を行ったところ、平均一次粒子径が２５ｎｍの多面体粒状の粒子であった。
【００４０】
〈実施例４〉
実施例１の塩化アルミニウムと塩化セリウムの割合に関して、0.００３７５モルの塩化セリウム（III)七水和物と0.００３７５モルの塩化アルミニウム（III)六水和物とを４０ｍｌの水に溶解して調整した。Ａｌに対するＣｅの原子比Ａｌ：Ｃｅは５０：５０になる。さらに加熱条件を１１００℃２ｈにした他は実施例１と同様にして複合酸化セリムウ粒子を作製した。
【００４１】
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、実施例１と同じくＣａＦ2 構造をもつ酸化セリウムに対応するスペクトルが観測された。（１１１）面に対応するピーク幅から、シェラー法を用いて求めた結晶子サイズは、２9.８ｎｍであった。透過型電子顕微鏡観察を行ったところ、平均一次粒子径が１９１ｎｍの板状の粒子であった。
【００４２】
〈比較例１〉
実施例１の塩化アルミニウムと塩化セリウムの割合に関して、金属塩溶液として0.００７５モルの塩化セリウム（III)七水和物を水に溶かし、塩化アルミニウムは添加せずに水溶液を調整した。Ａｌに対するＣｅの原子比Ａｌ：Ｃｅは０：１００になる。その他は実施例１と同様にして酸化セリウム粒子を作製した。この複合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 構造をもつ酸化セリウムに対応するスペクトルが観測され、また（１１１）面に対応するピーク幅から、シェラー法を用いて求めた結晶子サイズは３8.２ｎｍであった。さらに、透過型電子顕微鏡観察を行ったところ、平均一次粒子径４１ｎｍの板状粒子であることがわかった。
【００４３】
〈比較例２〉
実施例１の複合酸化セリウム粒子の合成方法において沈殿物を生成した後、水熱処理を行うことなく、実施例１と同様にして、沈殿物をそのまま水洗し、ろ過、乾燥した後、加熱処理して、複合酸化セリウム粒子を作製した。この複合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 構造をもつ酸化セリウムに対応するスペクトルが観測されたが、併せてγ−アルミナと思われる混合物のピークが観察された。また透過型電子顕微鏡で観察したところ、粒子径は５０〜３０００ｎｍ（平均一次粒子径１２４０ｎｍ）と粒子径分布の極めて広い焼結体または粗大粒子であることがわかった。
【００４４】
〈比較例３〉
実施例１の塩化アルミニウムと塩化セリウムの割合に関して、0.００３７５モルの塩化セリウム（III)七水和物と0.００３７５モルの塩化アルミニウム（III)六水和物とを４０ｍｌの水に溶解して調整した。Ａｌに対するＣｅの原子比Ａｌ：Ｃｅは５０：５０になる。さらに水熱処理温度を３１０℃、加熱条件を１２００℃６ｈにした他は実施例１と同様にして複合酸化セリムウ粒子を作製した。
【００４５】
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、実施例１と同じくＣａＦ2 構造をもつ酸化セリウムに対応するスペクトルが観測された。（１１１）面に対応するピーク幅から、シェラー法を用いて求めた結晶子サイズは、３7.４ｎｍであった。透過型電子顕微鏡観察を行ったところ、平均一次粒子径が２０９ｎｍの板状の粒子であった。
【００４６】
〔結晶構造、粒子形状等の評価〕
Ｘ線回折スペクトルからは各実施例および比較例のいずれの粉末においても酸化セリウムに対応する結晶構造のピークが観測された。しかし、比較例２の粉体に対してはγ−アルミナ由来の混合物相が確認でき、複合酸化セリウム粒子が作製できていないことが分かった。いずれの粉末に対してもＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析）とＩＰＣ（Ion-Pair Chromatography ）分析によりほぼ添加量同等のアルミニウム原子の存在が確認され、全ての実施例について、単相でスペクトルがほぼ酸化セリウムに対応する位置に得られていたことから、得られた粉体はいずれも複合酸化セリウム粒子であることがわかった。
【００４７】
実施例１、実施例２、実施例４および比較例１、比較例３でそれぞれ得られた複合酸化セリウム粒子は、いずれも形状が板状で結晶性に優れ、かつ粒子径も研磨シートや研磨液に使用する上で最適な範囲にあることがわかる。一方、２- アミノエタノールを添加しなかった実施例３では、得られた粒子の形状が板状ではなく粒状であった。比較例２の複合酸化セリウム粒子では、粒子径が非常に大きく、かつ粒子径分布も極めて広く、研磨材としては適さないことがわかる。
【００４８】
〔研磨特性の評価〕
各実施例および比較例で得られた複合酸化物粒子について、研磨特性を評価するために以下の条件で研磨実験を行った。
（１）被研磨材：2.５インチハードディスク用ガラス基盤
（２）研磨装置：ＭＡ−２００ムサシノ電子社製
（３）研磨パッド：研磨パッドＳＵＢＡ８００
・荷重：３０ｇ／ｃｍ2 
・定盤回転数：６０ｒｐｍ
・研磨時間：４５分
・研磨液供給量：５ｍｌ／分
・研磨液濃度：１５ｗ重量％
【００４９】
各実施例および比較例で得られた複合酸化物粒子をそれぞれ１５重量％の濃度で純水に分散させ、直径１mmのＹＴＺビーズ（ニッカトー社製）を用いて３０分ペイントコンディショナーにて分散させ、ＫＯＨにてｐＨを１１に調整したものを研磨液として評価に用いた。本発明ではｐＨが３〜１２の範囲、好ましくは６〜１２さらには９〜１２の間がより望ましい。この範囲外では分散性の面、または排水する際に困難を伴う。
【００５０】
研磨特性の評価は次のようにして行った。まず、ワークにガラス基盤を両面テープにて貼り付け重量を厳密に秤量し、研磨を行った。ついで、この研磨後の被比研磨材を、研磨砥粒が残らないように十分に水洗したうえで、エアーガンにて十分乾燥させた後、重量を厳密に測定し、その重量差により研磨量を評価した。この除重量分を密度と面積から研磨速度に換算した。スクラッチの有無についてはデジタルマイクロスコープにて確認した。上記実施例および比較例の複合酸化セリウム粒子の合成条件、透過電子顕微鏡写真から見積もった平均粒子径、これらサンプルによる研磨実験結果を表１にまとめて示す。
【００５１】
【表１】
2007084755.tif 000003
【００５２】
表１からわかるように、実施例１，２，３の複合酸化物粒子では研磨能率が７０から８５と比較例１の板状酸化セリウム粒子に比べてかなり良好である。比較例２では酸化セリウムとアルミニウム化合物が２相になっていると考えられるが、実際比較例１の板状酸化セリウムと比べて研磨能率は低く、これは水熱処理を施している比較例１のサンプルに比べて結晶性の面で劣るからである。また比較例２のサンプルは粒子径が数ミクロンと粗大粒子が多く、スクラッチも発生しており研磨材としては不適切である。実施例１と３を比較すると２- アミノエタノールを添加しなかった実施例３の粉体は板状ではなく粒状であるが、比較例１の酸化セリウムに対して十分な研磨能率をもつ。実施例１の板状複合酸化セリウム粒子ならその結晶性の為になお良いといえる。また実施例４と比較例３とを比較すると、実施例４の平均一次粒子径は１９１ｎｍであり、比較例３のそれは２０９ｎｍである。また、実施例４の研磨能率７８ｎｍ／ｍｉｎに対して比較例３のそれは６０ｎｍ／ｍｉｎであることから、アルミニウム添加の効果が現れるのは粒子径が２００ｎｍ程度までだと言える。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る研磨用複合酸化物粒子（複合酸化セリムウ粒子）の製造工程の一例を示す工程図である。
【図１】
2007084755.tif 000004