研磨剤
【課題】それを用いて研磨対象物を研磨した場合に、研磨速度が速く、スクラッチ（線状痕）が少ない研磨剤の提供。
【解決手段】固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、平均粒子径が２μｍ以下である無機酸化物微粒子が分散媒に分散している、ｐＨが８．０〜１１．５である研磨剤。
【解決手段】固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、平均粒子径が２μｍ以下である無機酸化物微粒子が分散媒に分散している、ｐＨが８．０〜１１．５である研磨剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無機酸化物微粒子が分散媒に分散してなる研磨剤として、様々な態様のものが提案されている。
例えば特許文献１には、平均粒子径およびシェル部の厚さが特定範囲内であるコア・シェル構造を有する複合酸化物であって、コア部がＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣｅＯ2などからなり、シェル部がシリカ・アルミナまたはシリカ・ジルコニアからなり、該複合酸化物におけるシリカの含有量が特定量であることを特徴とする研磨用微粒子の分散液が記載されている。そして、このような研磨剤によれば、研磨速度、研磨精度、研磨特性を適切な値とした研磨剤が得られると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１９０１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載の研磨剤は研磨特性に優れるものであるが、より研磨特性に優れる研磨剤の開発が望まれる。
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は研磨特性に優れる研磨剤、具体的にはそれを用いて研磨対象物を研磨した場合に、研磨速度が速く、スクラッチ（線状痕）が少ない研磨剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）〜（５）である。
（１）固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり平均粒子径が２μｍ以下である無機酸化物微粒子が分散媒に分散している、ｐＨが８．０〜１１．５である研磨剤。
（２）相対的に価数が高い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）が、相対的に価数が低い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）に対して、同じかまたは大きい割合で２つの元素を含む酸化物を主成分とする前記無機酸化物微粒子である、上記（１）に記載の研磨剤。
（３）前記無機酸化物微粒子が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉからなる群から選ばれる少なくとも２つの元素を含む酸化物を主成分とする、上記（１）または（２）に記載の研磨剤。
（４）前記無機酸化物微粒子が、Ｂ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｅ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素とを含む酸化物を主成分とする、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の研磨剤。
（５）研磨速度が１６０ｎｍ／分以上となり、スクラッチ数が８個／ｃｍ2以下となる、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の研磨剤。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、それを用いて研磨対象物を研磨した場合に、研磨速度が速く、スクラッチ（線状痕）が少ない研磨剤を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明について説明する。
本発明は、固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり平均粒子径が２μｍ以下である無機酸化物微粒子が分散媒に分散している、ｐＨが８．０〜１１．５である研磨剤である。
このような研磨剤を、以下では「本発明の研磨剤」ともいう。
【０００９】
固体酸量および固体塩基量について説明する。
本発明の研磨剤が含む無機酸化物微粒子は、固体酸量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であるか、または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上である。もちろん、固体酸量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、かつ固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。
このような固体酸量または固体塩基量である前記無機酸化物微粒子が分散媒に分散している本発明の研磨剤は、これを用いて研磨対象物を研磨した場合、従来のものよりも研磨速度が速く、かつスクラッチ（線状痕）が少なくなる。本発明者は、研磨剤の研磨特性は、その研磨剤に含まれる粒子の硬度よりも、固体酸量または固体塩基量に依存する可能性があると考え、鋭意検討した。そして、特定の固体酸量または固体塩基量を備え、特定の平均粒子径である無機酸化物微粒子が分散媒に分散し、かつ、特定範囲のｐＨを備える研磨剤が、優れた研磨特性（研磨速度およびスクラッチ）を備えることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
ここで、固体酸量は、次に示す昇温脱離法（ＮＨ3−ＴＰＤ）で測定して求めた値を意味するものとする。
初めに、本発明の研磨剤から無機酸化物微粒子を分離する。具体的には、本発明の研磨剤を濾過して固形分を分離した後、その固形分を密閉容器内に入れ、４００℃、１×１０-4Ｔｏｒｒで４時間保持することで分散媒を蒸発させ、無機酸化物微粒子のみを得る。次に、得られた無機酸化物微粒子の１ｇを反応管内に入れ、５００℃のＨｅを流しながら２ｈ保持して前処理した後、放冷し、無機酸化物微粒子の温度を６０℃とする。次に、反応管内へ６０℃のアンモニアガスを３０分間流すことで、無機酸化物微粒子の表面にアンモニアを吸着させる。次に、反応管内を１０℃／ｍｉｎで６００℃まで昇温し、その過程で脱離するアンモニアをＱ−ＭＡＳＳで検出し、スペクトルを示す図を得る。そして、得られたアンモニア昇温脱離スペクトルの全面積（全酸量）を求めることで無機酸化物微粒子１ｇ当たりの固体酸量（ｍｏｌ／ｇ）を求める。なお、ここでスペクトルの全面積は、６０℃〜６００℃までの積分値とする。
【００１１】
また、固体塩基量は、上記の固体酸量を求める昇温脱離法（ＮＨ3−ＴＰＤ）において用いたアンモニアガスをＣＯ2ガスとし、その他は全て同一とした昇温脱離法（ＣＯ2−ＴＰＤ）で測定して求めた値を意味するものとする。
【００１２】
本発明の研磨剤において無機酸化物微粒子は、平均粒子径が２μｍ以下であり、１μｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがより好ましく、３００ｎｍ以下であることがより好ましく、１５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。また、平均粒子径は５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましく、１５ｎｍ以上であることがさらに好ましい。
なお、本発明において平均粒子径は、すべてメジアン径を意味するものとする。
【００１３】
本発明の研磨剤において無機酸化物微粒子は、その粒度分布の標準偏差（ＳＤ）が１０ｎｍ以上のものであることが好ましく、１５ｎｍ以上のものであることが好ましく、２０ｎｍ以上のものであることがより好ましく、３０ｎｍ以上のものであることがより好ましく、３５ｎｍ以上のものであることがさらに好ましい。また、１００ｎｍ以下のものであることが好ましく、８０ｎｍ以下のものであることがより好ましく、７０ｎｍ以下のものであることがより好ましく、６０ｎｍ以下のものであることがさらに好ましい。
標準偏差が大きい、すなわち、大小様々な径の粒子が含まれており粒子径に偏りがないと、研磨速度が速くなることを本発明者は見出した。同じ平均粒子径であっても標準偏差が小さい、すなわち、粒子径が均一であると研磨速度が遅く、研磨の持続性も劣ることを本発明者は見出した。
【００１４】
本発明の研磨剤において無機酸化物微粒子の粒度分布の最大値が３，０００ｎｍであることが好ましく、２，０００ｎｍであることがより好ましく、１，０００ｎｍであることがより好ましく、７００ｎｍであることがより好ましく、５００ｎｍであることがより好ましく、３００ｎｍであることがさらに好ましい。また、さらに最小値が１ｎｍであることが好ましく、２ｎｍであることがより好ましく、５ｎｍであることがさらに好ましい。
粒度分布における最大値および最小値が上記であると、本発明の研磨剤の研磨速度が速くなる傾向がある。
【００１５】
なお、本発明においては、動的光散乱法によって求めた粒度分布に基づいて、平均粒子径、標準偏差（ＳＤ）、粒度分布における最大値、最小値を求めるものとする。
【００１６】
本発明の研磨剤において無機酸化物微粒子は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉからなる群から選ばれる少なくとも２つの元素を含む酸化物を主成分とするものであることが好ましい。また、無機酸化物微粒子は、このような酸化物から実質的になるものであることがより好ましい。なお「実質的に」とは、原料や製造工程から混入する不純物は含まれ得ることを意味する。
また、無機酸化物微粒子は、Ｂ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｅ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素とを含む、２種類以上の元素を含む酸化物を主成分とするものであることが好ましい。また、無機酸化物微粒子は、このような酸化物から実質的になるものであることがより好ましい。
さらに、前記無機酸化物微粒子は、２種以上の酸化物の混合物であってもよいし、２種以上の元素を含む複合酸化物であってよい。
【００１７】
また、前記無機酸化物微粒子は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉからなる群から選ばれる、価数の異なる２つの元素を少なくとも含む酸化物を主成分とするものであることが好ましい。また、無機酸化物微粒子は、このような酸化物から実質的になるものであることがより好ましい。
また、価数が異なる２つの元素を含む場合、相対的に価数が高い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）が、相対的に価数が低い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）に対して、同じかまたは大きくなるような割合で２つの元素を含む酸化物であることが好ましい。例えば４価のＳｉのＳｉＯ2換算の質量モル濃度が、３価のＡｌのＡｌ2Ｏ3換算の質量モル濃度に対して、同じかまたは大きくなるような割合でＳｉとＡｌとを含む酸化物であることが好ましい。
このように価数が異なる２つの元素を含むと、前記無機酸化物微粒子の固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上となりやすいことを本発明者は見出した。
また、価数が同じ２つの元素を含む場合、それらの元素の存在比（質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）の比）が異なると、同様に、前記無機酸化物微粒子の固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上となりやすいことを本発明者は見出した。
【００１８】
また、前記無機酸化物微粒子はセリウムを含んでもよいが、セリウムを含まなくてもよい。近年、埋蔵量の減少に伴い、セリウム（Ｃｅ）の価格が高騰していることから、セリウムを含まない研磨剤の開発が望まれている。本発明の研磨剤は、セリウムを含まない場合であっても、研磨特性が優れている。
【００１９】
本発明の研磨剤において前記無機酸化物微粒子の形状は特に限定されず、例えば球状であってよい。
【００２０】
本発明の研磨剤における分散媒は特に限定されず、水系であることが好ましく、水であることがより好ましい。
本発明の研磨剤における固形分濃度も特に限定されず、５〜６０質量％であることが好ましく、１０〜５０質量％であることがより好ましく、２０〜４０質量％であることがさらに好ましい。
【００２１】
本発明の研磨剤は、ｐＨが８．０〜１１．５であり、８．７〜１１．３であることが好ましく、９．２〜１１．０であることがより好ましい。
このようなｐＨであると、前記無機酸化物微粒子が安定して分散した状態を維持しやすい。ｐＨが低すぎると前記無機酸化物微粒子が凝集する傾向がある。また、ｐＨが高すぎると前記無機酸化物微粒子が溶解する可能性がある。
このようなｐＨとするために、本発明の研磨剤は、ＮａＯＨ等の従来公知の安定剤を含むことができる。
【００２２】
このような本発明の研磨剤は研磨特性（具体的には研磨速度、スクラッチ）に優れ、シリコンウエハーや半導体デバイス基板等の表面の仕上げ研磨用の研磨剤として好ましく利用できる。また、ガラスのハードディスク基板の一次または二次研磨用の研磨剤として好ましく利用できる。
【００２３】
また、本発明の研磨剤は、研磨速度が１６０ｎｍ／分以上となり、かつ、スクラッチ数が８個／ｃｍ2以下となるものであることが好ましい。
研磨速度は、１７０ｎｍ／分以上であることが好ましく、１７５ｎｍ／分以上であることがより好ましく、１８０ｎｍ／分以上であることがさらに好ましい。
スクラッチ数は、７個／ｃｍ2以下であることが好ましく、６個／ｃｍ2以下であることがより好ましく、５個／ｃｍ2以下であることがさらに好ましい。
【００２４】
なお、本発明において、研磨速度は、次に示す方法によってＳｉＯ2膜を研磨した場合のものを意味するものとする。
テスト用基板として、蒸着法で主面に１μｍの厚さのＳｉＯ2膜を形成したシリコ−ン製の２９ｍｍ角の基板を用意する。そして、研磨機（例えばナノファクタ社製、ＮＦ３００）を用いてテスト用基板におけるＳｉＯ2膜を本発明の研磨剤によって研磨する。ここで、研磨条件は、研磨荷重：３５０ｇ／ｃｍ2、研磨時間：３０秒、スラリー流量：７０ｍｌ／ｍｉｎとし、研磨パッドとしては、圧縮率１％、アスカーＣ硬度９５、ショアＤ硬度６０のもの（例えばロデールニッタ社製、ＩＣ１０００）を用い、研磨パッド回転速度：３０ｒｐｍとする。
そして、研磨前後におけるテスト用基板の質量変化量から算出されるＳｉＯ2膜の厚さの変化量（ｎｍ）と、研磨時間（３０秒）とから、研磨速度（ｎｍ／分）を求める。
【００２５】
また、本発明において、スクラッチ数は、次に示す方法によって金属銅膜を研磨した場合のものを意味するものとする。
テスト用基板として、シリカ・アルミナ製の３０ｍｍ角の基板を用意する。そして、上記の研磨速度の測定の場合と同じように、研磨機（例えばナノファクタ社製、ＮＦ３００）を用いてテスト用基板を本発明の研磨剤によって研磨する。ここで、研磨条件および用いる研磨パッドも、上記の研磨速度の測定の場合と同じとする。
そして、研磨後のテスト基板の表面中心付近の１０ｍｍ角を金属顕微鏡で３０視野に分けて、倍率２００倍で観察し、スクラッチ（線状痕）の個数を数えて合計した値をスクラッチ数とする。
【００２６】
本発明の研磨剤の製造方法は特に限定されず、例えば次のような方法で製造することができる。
初めに、Ｂ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｅ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素を含む塩が溶解した水溶液と、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素を含む塩が溶解した水溶液とを用意し、これらを混合して、２種類の元素を含む複合塩を得る。または、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉからなる群から選ばれる、価数の異なる２つの元素の塩の各々が溶解した２種類の水溶液を用意し、これらを混合して、２種類の元素を含む複合塩を得る。ここで価数が高い元素の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が、価数が低い元素の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）に対して、同じかまたは大きくなるように、２種類の水溶液の塩の濃度および量を調整することが好ましい。例えば４価のＳｉのＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が相対的に大きく、３価のＡｌのＡｌ2Ｏ3換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が相対的に小さい、２種類の同量の水溶液を用意し、これらを混合してＳｉとＡｌとを含む酸化物を得ることが好ましい。この場合、得られる前記無機酸化物微粒子の固体酸量および／または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上となりやすいことを本発明者は見出した。
また、ここで、上記の元素を含む水に可溶な塩としては、硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩、有機酸塩が挙げられる。また、混合する際は、必要に応じて他の酸性水溶液やアルカリ性水溶液も添加しながら、混合液のｐＨが６程度に保たれるようにすることが好ましい。また、混合は攪拌しながら行い、混合が完了した後は、室温程度（２５℃程度）の温度に保持しつつ、１時間程度放置することが好ましい。
このようにして得られた複合塩を好ましくは水洗した後、１２０℃程度で１０〜２０時間程度保持して乾燥する。そして、必要に応じて粉砕した後、４００℃程度で数時間保持することで焼成する。ここで焼成温度が高すぎると無機酸化物微粒子の固体酸量および／または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上となり難い傾向がある。
そして、得られた無機酸化物微粒子を水等の分散媒に分散させることで本発明の研磨剤が得られる。ここでｐＨが所望の値となるようにＮａＯＨ等を添加してもよい。また、得られた無機酸化物微粒子を分散媒に添加した後、サンドミル等を用いて混合粉砕することが好ましい。
【実施例】
【００２７】
＜実施例１＞
ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液を１８００ｇ、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液を１８００ｇ用意した。また、５質量％ＮａＯＨ水溶液および５質量％硫酸水溶液を用意した。
次に、容器を用意し、この容器内へ上記の珪酸ナトリウム水溶液と硫酸アルミニウム水溶液とを少しずつ注ぎながら容器内に得られる混合液を攪拌した。ここで、容器内に得られる混合液のｐＨをｐＨ計を用いて常に計測し、ｐＨが６に保たれるように、上記の２つの水溶液を注いだ。また、必要に応じて５質量％ＮａＯＨ水溶液および５質量％硫酸水溶液を適量注いでｐＨを調整した。
【００２８】
このようにして、容器内へ珪酸ナトリウム水溶液および硫酸アルミニウム水溶液の全量を注いだ後、攪拌を止め、２５℃を保持したまま１時間放置した。その結果、シリカ・アルミナのゲルが得られた。
次に、得られたゲルを濾布を張ったヌッチェに移し、さらにここへゲルの約１００倍の質量の純水を注いだ後、減圧吸引機を用いて濾過することでゲルを洗浄した。
【００２９】
次に、洗浄後のゲルを１２０℃で１７時間乾燥し、その後、得られた乾燥体をメノウ乳鉢を用いて粉砕し微粉化した。そして、得られた微粉を４００℃で３時間焼成することで、無機酸化物微粒子を得た。
【００３０】
次に、このようにして得られた無機酸化物微粒子の固体酸量および固体塩基量を測定した。測定は前述の昇温脱離法（ＮＨ3−ＴＰＤ、ＣＯ2−ＴＰＤ）による。なお、全自動昇温脱離スペクトル装置（ＴＰＤ−１−ＡＴｗ、日本ベル社製）を用いた。また、検出器として四重極型質量分析計（Ｑ−ＭＡＳＳ）（質量数１〜１００）を用いた。
測定結果を第１表に示す。
【００３１】
次に、得られた無機酸化物微粒子の２０ｇを純水１０００ｍｌに添加し、さらに、ｐＨが１１．５となるように５質量％水酸化ナトリウム水溶液を添加したものを、サンドミル（メディア種：ＺｒＯ2、メディア直径：５０μｍ）を用いて６時間粉砕混合した。そして、無機酸化物微粒子が分散している研磨剤を得た。
得られた研磨剤のｐＨをｐＨ計を用いて計測したところ、１１．０であった。
【００３２】
次に、得られた研磨剤に含まれる無機酸化物微粒子の平均粒子径（メジアン径）を測定した。具体的には、研磨剤０．１ｇに純水を混合して調製した固形分含有量が０．２質量％の試料を、長さ１ｃｍ、幅１ｃｍ、高さ５ｃｍの石英セルに入れて、動的光散乱法による超微粒子粒度分析装置（大塚電子株式会社製、型式ＥＬＳ−Ｚ２）を用いて測定した粒子群の粒度分布を求め、これをキュムラント解析して算出した。
測定結果を第１表に示す。
【００３３】
次に、得られた研磨剤の研磨特性を評価する試験を行った。
初めに、研磨速度を測定した。具体的には、ナノファクタ社製、ＮＦ３００を用いて、２９ｍｍ角のテスト用基板（ＳｉＯ2膜を形成した基板）を研磨し、そのＳｉＯ2膜の研磨速度（ｎｍ／分）を測定した。ここで、研磨条件は、研磨荷重：３５０ｇ／ｃｍ2、研磨時間：３０秒、スラリー流量：７０ｍｌ／ｍｉｎ、研磨パッド：ロデールニッタ社製ＩＣ１０００、研磨パッド回転速度：３０ｒｐｍとした。なお、スラリーとして研磨剤における無機酸化物の濃度を２０質量％に調整したものを用いた。
測定結果を第１表に示す。
【００３４】
次に、スクラッチ数を測定した。ここでは、テスト基板として、シリカ・アルミナ製の３０ｍｍ角基板を用いた。研磨条件は、上記の研磨速度の測定の際と同様とした。そして、研磨後のテスト基板の表面中心付近の１０ｍｍ角を金属顕微鏡で３０視野に分けて、倍率２００倍で観察し、スクラッチ（線状痕）の個数を数えて合計した。
測定結果を第１表に示す。
なお、第１表では、スクラッチ数が８個／ｃｍ2以下のものを「○」、８個／ｃｍ2超２０個／ｃｍ2以下のものを「△」、２０個／ｃｍ2超のものを「×」と表した。
【００３５】
＜実施例２＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例２では、ＳｉＯ2換算濃度が１．３３モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．２０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・アルミナのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００３６】
＜実施例３＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例３では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・アルミナのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００３７】
＜実施例４＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例４では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ｌａ2Ｏ3換算濃度が１．００モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硝酸ランタニウム水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・ランタニウムのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００３８】
＜実施例５＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合した後、攪拌を止め、２５℃を保持したまま１時間放置してシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例５では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、ＺｒＯ2換算濃度が０．２０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硝酸ジルコニウム水溶液とを用意し、これらを混合した後、攪拌を止め、４０℃を保持したまま１時間放置してシリカ・ジルコニアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００３９】
＜実施例６＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例６では、ＺｒＯ3換算濃度が１．００モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の炭酸ジルコニルアンモニウム水溶液と、ＴｉＯ2換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の四塩化チタン水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでジルコニア・チタニアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４０】
＜実施例７＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例７では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、ＴｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の四塩化チタン水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・チタニアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４１】
＜実施例８＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例８では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、ＭｇＯ換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硝酸マグネシウム水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・マグネシアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４２】
＜実施例９＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例９では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、ＣｅＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硝酸セリウム水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・セリアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４３】
＜比較例１＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、比較例１では、硫酸アルミニウム水溶液の代わりに０．０１モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸を１８００ｇ用意し、これらを混合して固形分を得た。
そして、ここで得られた固形分を実施例１でいう「ゲル」と同様に扱い、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４４】
＜比較例２＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、比較例２では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液の代わりに、ＺｒＯ3換算濃度が１．００モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の炭酸ジルコニウムアンモニウムを用意し、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液の代わりに１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硝酸を１８００ｇ用意し、これらを混合して固形分を得た。
そして、ここで得られた固形分を実施例１でいう「ゲル」と同様に扱い、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４５】
＜比較例３＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、比較例３では、ＺｒＯ3換算濃度が１．００モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の炭酸ジルコニルアンモニウム水溶液と、ＴｉＯ2換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の四塩化チタン水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでジルコニア・チタニアのゲルを得た。
また、実施例１では、洗浄後のゲルを乾燥した後、微粉化し、得られた微粉を４００℃で３時間焼成したが、比較例３では、同様にして得た微粉を１０００℃で３時間焼成して無機酸化物微粒子を得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４６】
＜比較例４＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、比較例４では、ＳｉＯ2換算濃度が０．０１モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、ＴｉＯ2換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の四塩化チタン水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・チタニアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４７】
＜比較例５＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、比較例５では、ＺｒＯ3換算濃度が１．００モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の炭酸ジルコニルアンモニウム水溶液と、ＴｉＯ2換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の四塩化チタン水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでジルコニア・チタニアのゲルを得た。
また、実施例１では、無機酸化物微粒子に純水を添加し、さらに、ｐＨが１１．５となるように５質量％水酸化ナトリウム水溶液を添加したものを、サンドミルを用いて粉砕混合したが、比較例５では、無機酸化物微粒子に純水を添加したものを、同じサンドミルを用いて粉砕混合して研磨剤を得た。つまり、水酸化ナトリウム水溶液は添加しなかった。このため、得られた研磨剤のｐＨは４．０であった。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
実施例１〜９の研磨剤が含む無機酸化物微粒子は、いずれも固体酸量が０．０２ｍｍｏｌ／ｇ以上であって平均粒子径が４５ｎｍ以下であった。また、固体塩基量については、実施例７以外は検出されなかったが、実施例７は０．１ｍｍｏｌ／ｇであった。また、いずれの研磨剤もｐＨは１１．０であった。そして、このような実施例１〜９の研磨剤の研磨速度は１８０ｎｍ／分以上と高くなり、かつ、スクラッチ数は８個／ｃｍ2以下となった。
【００５０】
なお、実施例１〜３は、価数が高い元素の塩を含む水溶液として珪酸ナトリウム水溶液を用い、これに対して相対的に価数が低い元素の塩を含む水溶液として硫酸アルミニウム水溶液を用いたものである。そして、４価であるＳｉのＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）：［Ａ］と、３価であるＡｌのＡｌ2Ｏ3換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）：［Ｂ］とのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）が１．０以上である。つまり、価数が高い元素の酸化物換算のモル濃度の方が高い。
また、実施例４は、価数が高い元素の塩を含む水溶液として珪酸ナトリウム水溶液を用い、これに対して相対的に価数が低い元素の塩を含む水溶液として硝酸ランタニウム水溶液を用いたものである。そして、４価であるＳｉのＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、３価であるＬａのＬａ2Ｏ3換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．００であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は１．２である。
また、実施例５は、珪酸ナトリウム水溶液と硝酸ジルコニウム水溶液とを用いたものであるが、ＳｉおよびＺｒの価数は共に４である。そして、ＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、ＺｒＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が０．２０であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は５．９である。
また、実施例６は、価数が高い元素の塩を含む水溶液として炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液を用い、これに対して相対的に価数が低い元素の塩を含む水溶液として四塩化チタン水溶液を用いたものである。そして、６価であるＺｒのＺｒＯ3換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．００であり、４価であるＴｉのＴｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が０．３０であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は３．３である。
また、実施例７は、珪酸ナトリウム水溶液と四塩化チタン水溶液とを用いたものであるが、ＳｉおよびＴｉの価数は共に４である。そして、ＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、ＴｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は１．０である。
また、実施例８は、価数が高い元素の塩を含む水溶液として珪酸ナトリウム水溶液を用い、これに対して相対的に価数が低い元素の塩を含む水溶液として硝酸マグネシウム水溶液を用いたものである。そして、４価であるＳｉのＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、２価であるＭｇのＭｇＯ換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が０．３０であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は３．９である。
また、実施例９は、価数が高い元素の塩を含む水溶液として珪酸ナトリウム水溶液を用い、これに対して相対的に価数が低い元素の塩を含む水溶液として硝酸セリウム水溶液を用いたものである。そして、４価であるＳｉのＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、３価であるＣｅのＣｅ2Ｏ3換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は１．０である。
このように実施例１〜９においてモル濃度比［Ａ／Ｂ］は、すべて１．０以上となっている。
【００５１】
これに対して比較例１における無機酸化物微粒子はシリカのみからなるものであり、固体酸量および固体塩基量はいずれもが検出できなかった。つまり、固体酸量および固体塩基量はほぼゼロであった。この場合、研磨速度は１００ｎｍ／分と低くなった。また、スクラッチ数も８個／ｃｍ2超２０個／ｃｍ2以下となった。
【００５２】
また、比較例２も比較例１とほぼ同様の結果であった。具体的には、比較例２における無機酸化物微粒子はシリカのみからなるものであり、固体酸量および固体塩基量はいずれも検出できなかった。そして、研磨速度は１２０ｎｍ／分と低くなった。また、スクラッチ数は２０個／ｃｍ2超と非常に悪くなった。
【００５３】
比較例３における無機酸化物微粒子の固体酸量は０．０１ｍｍｏｌ／ｇ未満となり、固体塩基量は検出されなかった。これは焼成温度が１０００℃と高すぎたことが影響しているものと考えられる。また、この場合、研磨速度は１７０ｎｍ／分と低くなった。また、スクラッチ数は２０個／ｃｍ2超と非常に悪くなった。
【００５４】
比較例４における無機酸化物微粒子の固体酸量は０．０１ｍｍｏｌ／ｇ未満となり、固体塩基量は検出されなかった。これは２種類の原料の混合比が妥当でなかったためと考えられる。すなわち、比較例４では、価数が低い元素の塩を含む水溶液の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）：［Ｂ］に対する、価数が高い元素の塩を含む水溶液の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）：［Ａ］の比（第１表中、「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」で表している欄の数値）が０．０３と低すぎると考えられる。これに対して、実施例１〜９の場合は、いずれもこの比（モル濃度比［Ａ／Ｂ］）が１．０よりも大きい値となっている。すなわち、価数が低い元素の塩を含む水溶液の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）［Ｂ］よりも、価数が高い元素の塩を含む水溶液の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）［Ａ］の方が大きいか、または同じである。
比較例４の場合、スクラッチ数が２０個／ｃｍ2超と非常に悪くなった。
【００５５】
比較例５の研磨剤は、ｐＨが８．０〜１１．５ではない。この場合、研磨速度は１５０ｎｍ／分と低くなった。また、スクラッチ数は２０個／ｃｍ2超と非常に悪くなった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無機酸化物微粒子が分散媒に分散してなる研磨剤として、様々な態様のものが提案されている。
例えば特許文献１には、平均粒子径およびシェル部の厚さが特定範囲内であるコア・シェル構造を有する複合酸化物であって、コア部がＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣｅＯ2などからなり、シェル部がシリカ・アルミナまたはシリカ・ジルコニアからなり、該複合酸化物におけるシリカの含有量が特定量であることを特徴とする研磨用微粒子の分散液が記載されている。そして、このような研磨剤によれば、研磨速度、研磨精度、研磨特性を適切な値とした研磨剤が得られると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１９０１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載の研磨剤は研磨特性に優れるものであるが、より研磨特性に優れる研磨剤の開発が望まれる。
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は研磨特性に優れる研磨剤、具体的にはそれを用いて研磨対象物を研磨した場合に、研磨速度が速く、スクラッチ（線状痕）が少ない研磨剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）〜（５）である。
（１）固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり平均粒子径が２μｍ以下である無機酸化物微粒子が分散媒に分散している、ｐＨが８．０〜１１．５である研磨剤。
（２）相対的に価数が高い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）が、相対的に価数が低い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）に対して、同じかまたは大きい割合で２つの元素を含む酸化物を主成分とする前記無機酸化物微粒子である、上記（１）に記載の研磨剤。
（３）前記無機酸化物微粒子が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉからなる群から選ばれる少なくとも２つの元素を含む酸化物を主成分とする、上記（１）または（２）に記載の研磨剤。
（４）前記無機酸化物微粒子が、Ｂ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｅ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素とを含む酸化物を主成分とする、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の研磨剤。
（５）研磨速度が１６０ｎｍ／分以上となり、スクラッチ数が８個／ｃｍ2以下となる、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の研磨剤。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、それを用いて研磨対象物を研磨した場合に、研磨速度が速く、スクラッチ（線状痕）が少ない研磨剤を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明について説明する。
本発明は、固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり平均粒子径が２μｍ以下である無機酸化物微粒子が分散媒に分散している、ｐＨが８．０〜１１．５である研磨剤である。
このような研磨剤を、以下では「本発明の研磨剤」ともいう。
【０００９】
固体酸量および固体塩基量について説明する。
本発明の研磨剤が含む無機酸化物微粒子は、固体酸量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であるか、または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上である。もちろん、固体酸量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、かつ固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。
このような固体酸量または固体塩基量である前記無機酸化物微粒子が分散媒に分散している本発明の研磨剤は、これを用いて研磨対象物を研磨した場合、従来のものよりも研磨速度が速く、かつスクラッチ（線状痕）が少なくなる。本発明者は、研磨剤の研磨特性は、その研磨剤に含まれる粒子の硬度よりも、固体酸量または固体塩基量に依存する可能性があると考え、鋭意検討した。そして、特定の固体酸量または固体塩基量を備え、特定の平均粒子径である無機酸化物微粒子が分散媒に分散し、かつ、特定範囲のｐＨを備える研磨剤が、優れた研磨特性（研磨速度およびスクラッチ）を備えることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
ここで、固体酸量は、次に示す昇温脱離法（ＮＨ3−ＴＰＤ）で測定して求めた値を意味するものとする。
初めに、本発明の研磨剤から無機酸化物微粒子を分離する。具体的には、本発明の研磨剤を濾過して固形分を分離した後、その固形分を密閉容器内に入れ、４００℃、１×１０-4Ｔｏｒｒで４時間保持することで分散媒を蒸発させ、無機酸化物微粒子のみを得る。次に、得られた無機酸化物微粒子の１ｇを反応管内に入れ、５００℃のＨｅを流しながら２ｈ保持して前処理した後、放冷し、無機酸化物微粒子の温度を６０℃とする。次に、反応管内へ６０℃のアンモニアガスを３０分間流すことで、無機酸化物微粒子の表面にアンモニアを吸着させる。次に、反応管内を１０℃／ｍｉｎで６００℃まで昇温し、その過程で脱離するアンモニアをＱ−ＭＡＳＳで検出し、スペクトルを示す図を得る。そして、得られたアンモニア昇温脱離スペクトルの全面積（全酸量）を求めることで無機酸化物微粒子１ｇ当たりの固体酸量（ｍｏｌ／ｇ）を求める。なお、ここでスペクトルの全面積は、６０℃〜６００℃までの積分値とする。
【００１１】
また、固体塩基量は、上記の固体酸量を求める昇温脱離法（ＮＨ3−ＴＰＤ）において用いたアンモニアガスをＣＯ2ガスとし、その他は全て同一とした昇温脱離法（ＣＯ2−ＴＰＤ）で測定して求めた値を意味するものとする。
【００１２】
本発明の研磨剤において無機酸化物微粒子は、平均粒子径が２μｍ以下であり、１μｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがより好ましく、３００ｎｍ以下であることがより好ましく、１５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。また、平均粒子径は５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましく、１５ｎｍ以上であることがさらに好ましい。
なお、本発明において平均粒子径は、すべてメジアン径を意味するものとする。
【００１３】
本発明の研磨剤において無機酸化物微粒子は、その粒度分布の標準偏差（ＳＤ）が１０ｎｍ以上のものであることが好ましく、１５ｎｍ以上のものであることが好ましく、２０ｎｍ以上のものであることがより好ましく、３０ｎｍ以上のものであることがより好ましく、３５ｎｍ以上のものであることがさらに好ましい。また、１００ｎｍ以下のものであることが好ましく、８０ｎｍ以下のものであることがより好ましく、７０ｎｍ以下のものであることがより好ましく、６０ｎｍ以下のものであることがさらに好ましい。
標準偏差が大きい、すなわち、大小様々な径の粒子が含まれており粒子径に偏りがないと、研磨速度が速くなることを本発明者は見出した。同じ平均粒子径であっても標準偏差が小さい、すなわち、粒子径が均一であると研磨速度が遅く、研磨の持続性も劣ることを本発明者は見出した。
【００１４】
本発明の研磨剤において無機酸化物微粒子の粒度分布の最大値が３，０００ｎｍであることが好ましく、２，０００ｎｍであることがより好ましく、１，０００ｎｍであることがより好ましく、７００ｎｍであることがより好ましく、５００ｎｍであることがより好ましく、３００ｎｍであることがさらに好ましい。また、さらに最小値が１ｎｍであることが好ましく、２ｎｍであることがより好ましく、５ｎｍであることがさらに好ましい。
粒度分布における最大値および最小値が上記であると、本発明の研磨剤の研磨速度が速くなる傾向がある。
【００１５】
なお、本発明においては、動的光散乱法によって求めた粒度分布に基づいて、平均粒子径、標準偏差（ＳＤ）、粒度分布における最大値、最小値を求めるものとする。
【００１６】
本発明の研磨剤において無機酸化物微粒子は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉからなる群から選ばれる少なくとも２つの元素を含む酸化物を主成分とするものであることが好ましい。また、無機酸化物微粒子は、このような酸化物から実質的になるものであることがより好ましい。なお「実質的に」とは、原料や製造工程から混入する不純物は含まれ得ることを意味する。
また、無機酸化物微粒子は、Ｂ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｅ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素とを含む、２種類以上の元素を含む酸化物を主成分とするものであることが好ましい。また、無機酸化物微粒子は、このような酸化物から実質的になるものであることがより好ましい。
さらに、前記無機酸化物微粒子は、２種以上の酸化物の混合物であってもよいし、２種以上の元素を含む複合酸化物であってよい。
【００１７】
また、前記無機酸化物微粒子は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉからなる群から選ばれる、価数の異なる２つの元素を少なくとも含む酸化物を主成分とするものであることが好ましい。また、無機酸化物微粒子は、このような酸化物から実質的になるものであることがより好ましい。
また、価数が異なる２つの元素を含む場合、相対的に価数が高い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）が、相対的に価数が低い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）に対して、同じかまたは大きくなるような割合で２つの元素を含む酸化物であることが好ましい。例えば４価のＳｉのＳｉＯ2換算の質量モル濃度が、３価のＡｌのＡｌ2Ｏ3換算の質量モル濃度に対して、同じかまたは大きくなるような割合でＳｉとＡｌとを含む酸化物であることが好ましい。
このように価数が異なる２つの元素を含むと、前記無機酸化物微粒子の固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上となりやすいことを本発明者は見出した。
また、価数が同じ２つの元素を含む場合、それらの元素の存在比（質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）の比）が異なると、同様に、前記無機酸化物微粒子の固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上となりやすいことを本発明者は見出した。
【００１８】
また、前記無機酸化物微粒子はセリウムを含んでもよいが、セリウムを含まなくてもよい。近年、埋蔵量の減少に伴い、セリウム（Ｃｅ）の価格が高騰していることから、セリウムを含まない研磨剤の開発が望まれている。本発明の研磨剤は、セリウムを含まない場合であっても、研磨特性が優れている。
【００１９】
本発明の研磨剤において前記無機酸化物微粒子の形状は特に限定されず、例えば球状であってよい。
【００２０】
本発明の研磨剤における分散媒は特に限定されず、水系であることが好ましく、水であることがより好ましい。
本発明の研磨剤における固形分濃度も特に限定されず、５〜６０質量％であることが好ましく、１０〜５０質量％であることがより好ましく、２０〜４０質量％であることがさらに好ましい。
【００２１】
本発明の研磨剤は、ｐＨが８．０〜１１．５であり、８．７〜１１．３であることが好ましく、９．２〜１１．０であることがより好ましい。
このようなｐＨであると、前記無機酸化物微粒子が安定して分散した状態を維持しやすい。ｐＨが低すぎると前記無機酸化物微粒子が凝集する傾向がある。また、ｐＨが高すぎると前記無機酸化物微粒子が溶解する可能性がある。
このようなｐＨとするために、本発明の研磨剤は、ＮａＯＨ等の従来公知の安定剤を含むことができる。
【００２２】
このような本発明の研磨剤は研磨特性（具体的には研磨速度、スクラッチ）に優れ、シリコンウエハーや半導体デバイス基板等の表面の仕上げ研磨用の研磨剤として好ましく利用できる。また、ガラスのハードディスク基板の一次または二次研磨用の研磨剤として好ましく利用できる。
【００２３】
また、本発明の研磨剤は、研磨速度が１６０ｎｍ／分以上となり、かつ、スクラッチ数が８個／ｃｍ2以下となるものであることが好ましい。
研磨速度は、１７０ｎｍ／分以上であることが好ましく、１７５ｎｍ／分以上であることがより好ましく、１８０ｎｍ／分以上であることがさらに好ましい。
スクラッチ数は、７個／ｃｍ2以下であることが好ましく、６個／ｃｍ2以下であることがより好ましく、５個／ｃｍ2以下であることがさらに好ましい。
【００２４】
なお、本発明において、研磨速度は、次に示す方法によってＳｉＯ2膜を研磨した場合のものを意味するものとする。
テスト用基板として、蒸着法で主面に１μｍの厚さのＳｉＯ2膜を形成したシリコ−ン製の２９ｍｍ角の基板を用意する。そして、研磨機（例えばナノファクタ社製、ＮＦ３００）を用いてテスト用基板におけるＳｉＯ2膜を本発明の研磨剤によって研磨する。ここで、研磨条件は、研磨荷重：３５０ｇ／ｃｍ2、研磨時間：３０秒、スラリー流量：７０ｍｌ／ｍｉｎとし、研磨パッドとしては、圧縮率１％、アスカーＣ硬度９５、ショアＤ硬度６０のもの（例えばロデールニッタ社製、ＩＣ１０００）を用い、研磨パッド回転速度：３０ｒｐｍとする。
そして、研磨前後におけるテスト用基板の質量変化量から算出されるＳｉＯ2膜の厚さの変化量（ｎｍ）と、研磨時間（３０秒）とから、研磨速度（ｎｍ／分）を求める。
【００２５】
また、本発明において、スクラッチ数は、次に示す方法によって金属銅膜を研磨した場合のものを意味するものとする。
テスト用基板として、シリカ・アルミナ製の３０ｍｍ角の基板を用意する。そして、上記の研磨速度の測定の場合と同じように、研磨機（例えばナノファクタ社製、ＮＦ３００）を用いてテスト用基板を本発明の研磨剤によって研磨する。ここで、研磨条件および用いる研磨パッドも、上記の研磨速度の測定の場合と同じとする。
そして、研磨後のテスト基板の表面中心付近の１０ｍｍ角を金属顕微鏡で３０視野に分けて、倍率２００倍で観察し、スクラッチ（線状痕）の個数を数えて合計した値をスクラッチ数とする。
【００２６】
本発明の研磨剤の製造方法は特に限定されず、例えば次のような方法で製造することができる。
初めに、Ｂ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｅ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素を含む塩が溶解した水溶液と、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素を含む塩が溶解した水溶液とを用意し、これらを混合して、２種類の元素を含む複合塩を得る。または、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉからなる群から選ばれる、価数の異なる２つの元素の塩の各々が溶解した２種類の水溶液を用意し、これらを混合して、２種類の元素を含む複合塩を得る。ここで価数が高い元素の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が、価数が低い元素の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）に対して、同じかまたは大きくなるように、２種類の水溶液の塩の濃度および量を調整することが好ましい。例えば４価のＳｉのＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が相対的に大きく、３価のＡｌのＡｌ2Ｏ3換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が相対的に小さい、２種類の同量の水溶液を用意し、これらを混合してＳｉとＡｌとを含む酸化物を得ることが好ましい。この場合、得られる前記無機酸化物微粒子の固体酸量および／または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上となりやすいことを本発明者は見出した。
また、ここで、上記の元素を含む水に可溶な塩としては、硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩、有機酸塩が挙げられる。また、混合する際は、必要に応じて他の酸性水溶液やアルカリ性水溶液も添加しながら、混合液のｐＨが６程度に保たれるようにすることが好ましい。また、混合は攪拌しながら行い、混合が完了した後は、室温程度（２５℃程度）の温度に保持しつつ、１時間程度放置することが好ましい。
このようにして得られた複合塩を好ましくは水洗した後、１２０℃程度で１０〜２０時間程度保持して乾燥する。そして、必要に応じて粉砕した後、４００℃程度で数時間保持することで焼成する。ここで焼成温度が高すぎると無機酸化物微粒子の固体酸量および／または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上となり難い傾向がある。
そして、得られた無機酸化物微粒子を水等の分散媒に分散させることで本発明の研磨剤が得られる。ここでｐＨが所望の値となるようにＮａＯＨ等を添加してもよい。また、得られた無機酸化物微粒子を分散媒に添加した後、サンドミル等を用いて混合粉砕することが好ましい。
【実施例】
【００２７】
＜実施例１＞
ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液を１８００ｇ、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液を１８００ｇ用意した。また、５質量％ＮａＯＨ水溶液および５質量％硫酸水溶液を用意した。
次に、容器を用意し、この容器内へ上記の珪酸ナトリウム水溶液と硫酸アルミニウム水溶液とを少しずつ注ぎながら容器内に得られる混合液を攪拌した。ここで、容器内に得られる混合液のｐＨをｐＨ計を用いて常に計測し、ｐＨが６に保たれるように、上記の２つの水溶液を注いだ。また、必要に応じて５質量％ＮａＯＨ水溶液および５質量％硫酸水溶液を適量注いでｐＨを調整した。
【００２８】
このようにして、容器内へ珪酸ナトリウム水溶液および硫酸アルミニウム水溶液の全量を注いだ後、攪拌を止め、２５℃を保持したまま１時間放置した。その結果、シリカ・アルミナのゲルが得られた。
次に、得られたゲルを濾布を張ったヌッチェに移し、さらにここへゲルの約１００倍の質量の純水を注いだ後、減圧吸引機を用いて濾過することでゲルを洗浄した。
【００２９】
次に、洗浄後のゲルを１２０℃で１７時間乾燥し、その後、得られた乾燥体をメノウ乳鉢を用いて粉砕し微粉化した。そして、得られた微粉を４００℃で３時間焼成することで、無機酸化物微粒子を得た。
【００３０】
次に、このようにして得られた無機酸化物微粒子の固体酸量および固体塩基量を測定した。測定は前述の昇温脱離法（ＮＨ3−ＴＰＤ、ＣＯ2−ＴＰＤ）による。なお、全自動昇温脱離スペクトル装置（ＴＰＤ−１−ＡＴｗ、日本ベル社製）を用いた。また、検出器として四重極型質量分析計（Ｑ−ＭＡＳＳ）（質量数１〜１００）を用いた。
測定結果を第１表に示す。
【００３１】
次に、得られた無機酸化物微粒子の２０ｇを純水１０００ｍｌに添加し、さらに、ｐＨが１１．５となるように５質量％水酸化ナトリウム水溶液を添加したものを、サンドミル（メディア種：ＺｒＯ2、メディア直径：５０μｍ）を用いて６時間粉砕混合した。そして、無機酸化物微粒子が分散している研磨剤を得た。
得られた研磨剤のｐＨをｐＨ計を用いて計測したところ、１１．０であった。
【００３２】
次に、得られた研磨剤に含まれる無機酸化物微粒子の平均粒子径（メジアン径）を測定した。具体的には、研磨剤０．１ｇに純水を混合して調製した固形分含有量が０．２質量％の試料を、長さ１ｃｍ、幅１ｃｍ、高さ５ｃｍの石英セルに入れて、動的光散乱法による超微粒子粒度分析装置（大塚電子株式会社製、型式ＥＬＳ−Ｚ２）を用いて測定した粒子群の粒度分布を求め、これをキュムラント解析して算出した。
測定結果を第１表に示す。
【００３３】
次に、得られた研磨剤の研磨特性を評価する試験を行った。
初めに、研磨速度を測定した。具体的には、ナノファクタ社製、ＮＦ３００を用いて、２９ｍｍ角のテスト用基板（ＳｉＯ2膜を形成した基板）を研磨し、そのＳｉＯ2膜の研磨速度（ｎｍ／分）を測定した。ここで、研磨条件は、研磨荷重：３５０ｇ／ｃｍ2、研磨時間：３０秒、スラリー流量：７０ｍｌ／ｍｉｎ、研磨パッド：ロデールニッタ社製ＩＣ１０００、研磨パッド回転速度：３０ｒｐｍとした。なお、スラリーとして研磨剤における無機酸化物の濃度を２０質量％に調整したものを用いた。
測定結果を第１表に示す。
【００３４】
次に、スクラッチ数を測定した。ここでは、テスト基板として、シリカ・アルミナ製の３０ｍｍ角基板を用いた。研磨条件は、上記の研磨速度の測定の際と同様とした。そして、研磨後のテスト基板の表面中心付近の１０ｍｍ角を金属顕微鏡で３０視野に分けて、倍率２００倍で観察し、スクラッチ（線状痕）の個数を数えて合計した。
測定結果を第１表に示す。
なお、第１表では、スクラッチ数が８個／ｃｍ2以下のものを「○」、８個／ｃｍ2超２０個／ｃｍ2以下のものを「△」、２０個／ｃｍ2超のものを「×」と表した。
【００３５】
＜実施例２＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例２では、ＳｉＯ2換算濃度が１．３３モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．２０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・アルミナのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００３６】
＜実施例３＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例３では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・アルミナのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００３７】
＜実施例４＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例４では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ｌａ2Ｏ3換算濃度が１．００モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硝酸ランタニウム水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・ランタニウムのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００３８】
＜実施例５＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合した後、攪拌を止め、２５℃を保持したまま１時間放置してシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例５では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、ＺｒＯ2換算濃度が０．２０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硝酸ジルコニウム水溶液とを用意し、これらを混合した後、攪拌を止め、４０℃を保持したまま１時間放置してシリカ・ジルコニアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００３９】
＜実施例６＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例６では、ＺｒＯ3換算濃度が１．００モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の炭酸ジルコニルアンモニウム水溶液と、ＴｉＯ2換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の四塩化チタン水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでジルコニア・チタニアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４０】
＜実施例７＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例７では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、ＴｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の四塩化チタン水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・チタニアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４１】
＜実施例８＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例８では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、ＭｇＯ換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硝酸マグネシウム水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・マグネシアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４２】
＜実施例９＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、実施例９では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、ＣｅＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硝酸セリウム水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・セリアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４３】
＜比較例１＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、比較例１では、硫酸アルミニウム水溶液の代わりに０．０１モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸を１８００ｇ用意し、これらを混合して固形分を得た。
そして、ここで得られた固形分を実施例１でいう「ゲル」と同様に扱い、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４４】
＜比較例２＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、比較例２では、ＳｉＯ2換算濃度が１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液の代わりに、ＺｒＯ3換算濃度が１．００モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の炭酸ジルコニウムアンモニウムを用意し、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液の代わりに１．１７モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硝酸を１８００ｇ用意し、これらを混合して固形分を得た。
そして、ここで得られた固形分を実施例１でいう「ゲル」と同様に扱い、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４５】
＜比較例３＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、比較例３では、ＺｒＯ3換算濃度が１．００モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の炭酸ジルコニルアンモニウム水溶液と、ＴｉＯ2換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の四塩化チタン水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでジルコニア・チタニアのゲルを得た。
また、実施例１では、洗浄後のゲルを乾燥した後、微粉化し、得られた微粉を４００℃で３時間焼成したが、比較例３では、同様にして得た微粉を１０００℃で３時間焼成して無機酸化物微粒子を得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４６】
＜比較例４＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、比較例４では、ＳｉＯ2換算濃度が０．０１モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、ＴｉＯ2換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の四塩化チタン水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでシリカ・チタニアのゲルを得た。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４７】
＜比較例５＞
実施例１では、初めに、ＳｉＯ2換算濃度が１．５０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の珪酸ナトリウム水溶液と、Ａｌ2Ｏ3換算濃度が０．１０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸アルミニウム水溶液とを用意し、これらを混合することでシリカ・アルミナのゲルを得たが、比較例５では、ＺｒＯ3換算濃度が１．００モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の炭酸ジルコニルアンモニウム水溶液と、ＴｉＯ2換算濃度が０．３０モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の四塩化チタン水溶液とを用意し、これらを実施例１と同じ方法で混合することでジルコニア・チタニアのゲルを得た。
また、実施例１では、無機酸化物微粒子に純水を添加し、さらに、ｐＨが１１．５となるように５質量％水酸化ナトリウム水溶液を添加したものを、サンドミルを用いて粉砕混合したが、比較例５では、無機酸化物微粒子に純水を添加したものを、同じサンドミルを用いて粉砕混合して研磨剤を得た。つまり、水酸化ナトリウム水溶液は添加しなかった。このため、得られた研磨剤のｐＨは４．０であった。
そして、その他については実施例１と同様の方法で操作し、同様の測定を行った。
測定結果を第１表に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
実施例１〜９の研磨剤が含む無機酸化物微粒子は、いずれも固体酸量が０．０２ｍｍｏｌ／ｇ以上であって平均粒子径が４５ｎｍ以下であった。また、固体塩基量については、実施例７以外は検出されなかったが、実施例７は０．１ｍｍｏｌ／ｇであった。また、いずれの研磨剤もｐＨは１１．０であった。そして、このような実施例１〜９の研磨剤の研磨速度は１８０ｎｍ／分以上と高くなり、かつ、スクラッチ数は８個／ｃｍ2以下となった。
【００５０】
なお、実施例１〜３は、価数が高い元素の塩を含む水溶液として珪酸ナトリウム水溶液を用い、これに対して相対的に価数が低い元素の塩を含む水溶液として硫酸アルミニウム水溶液を用いたものである。そして、４価であるＳｉのＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）：［Ａ］と、３価であるＡｌのＡｌ2Ｏ3換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）：［Ｂ］とのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）が１．０以上である。つまり、価数が高い元素の酸化物換算のモル濃度の方が高い。
また、実施例４は、価数が高い元素の塩を含む水溶液として珪酸ナトリウム水溶液を用い、これに対して相対的に価数が低い元素の塩を含む水溶液として硝酸ランタニウム水溶液を用いたものである。そして、４価であるＳｉのＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、３価であるＬａのＬａ2Ｏ3換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．００であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は１．２である。
また、実施例５は、珪酸ナトリウム水溶液と硝酸ジルコニウム水溶液とを用いたものであるが、ＳｉおよびＺｒの価数は共に４である。そして、ＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、ＺｒＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が０．２０であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は５．９である。
また、実施例６は、価数が高い元素の塩を含む水溶液として炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液を用い、これに対して相対的に価数が低い元素の塩を含む水溶液として四塩化チタン水溶液を用いたものである。そして、６価であるＺｒのＺｒＯ3換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．００であり、４価であるＴｉのＴｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が０．３０であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は３．３である。
また、実施例７は、珪酸ナトリウム水溶液と四塩化チタン水溶液とを用いたものであるが、ＳｉおよびＴｉの価数は共に４である。そして、ＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、ＴｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は１．０である。
また、実施例８は、価数が高い元素の塩を含む水溶液として珪酸ナトリウム水溶液を用い、これに対して相対的に価数が低い元素の塩を含む水溶液として硝酸マグネシウム水溶液を用いたものである。そして、４価であるＳｉのＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、２価であるＭｇのＭｇＯ換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が０．３０であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は３．９である。
また、実施例９は、価数が高い元素の塩を含む水溶液として珪酸ナトリウム水溶液を用い、これに対して相対的に価数が低い元素の塩を含む水溶液として硝酸セリウム水溶液を用いたものである。そして、４価であるＳｉのＳｉＯ2換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、３価であるＣｅのＣｅ2Ｏ3換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）が１．１７であり、これらのモル濃度比（第１表中の「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」）は１．０である。
このように実施例１〜９においてモル濃度比［Ａ／Ｂ］は、すべて１．０以上となっている。
【００５１】
これに対して比較例１における無機酸化物微粒子はシリカのみからなるものであり、固体酸量および固体塩基量はいずれもが検出できなかった。つまり、固体酸量および固体塩基量はほぼゼロであった。この場合、研磨速度は１００ｎｍ／分と低くなった。また、スクラッチ数も８個／ｃｍ2超２０個／ｃｍ2以下となった。
【００５２】
また、比較例２も比較例１とほぼ同様の結果であった。具体的には、比較例２における無機酸化物微粒子はシリカのみからなるものであり、固体酸量および固体塩基量はいずれも検出できなかった。そして、研磨速度は１２０ｎｍ／分と低くなった。また、スクラッチ数は２０個／ｃｍ2超と非常に悪くなった。
【００５３】
比較例３における無機酸化物微粒子の固体酸量は０．０１ｍｍｏｌ／ｇ未満となり、固体塩基量は検出されなかった。これは焼成温度が１０００℃と高すぎたことが影響しているものと考えられる。また、この場合、研磨速度は１７０ｎｍ／分と低くなった。また、スクラッチ数は２０個／ｃｍ2超と非常に悪くなった。
【００５４】
比較例４における無機酸化物微粒子の固体酸量は０．０１ｍｍｏｌ／ｇ未満となり、固体塩基量は検出されなかった。これは２種類の原料の混合比が妥当でなかったためと考えられる。すなわち、比較例４では、価数が低い元素の塩を含む水溶液の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）：［Ｂ］に対する、価数が高い元素の塩を含む水溶液の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）：［Ａ］の比（第１表中、「モル濃度比［Ａ／Ｂ］」で表している欄の数値）が０．０３と低すぎると考えられる。これに対して、実施例１〜９の場合は、いずれもこの比（モル濃度比［Ａ／Ｂ］）が１．０よりも大きい値となっている。すなわち、価数が低い元素の塩を含む水溶液の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）［Ｂ］よりも、価数が高い元素の塩を含む水溶液の酸化物換算のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）［Ａ］の方が大きいか、または同じである。
比較例４の場合、スクラッチ数が２０個／ｃｍ2超と非常に悪くなった。
【００５５】
比較例５の研磨剤は、ｐＨが８．０〜１１．５ではない。この場合、研磨速度は１５０ｎｍ／分と低くなった。また、スクラッチ数は２０個／ｃｍ2超と非常に悪くなった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり平均粒子径が２μｍ以下である無機酸化物微粒子が分散媒に分散している、ｐＨが８．０〜１１．５である研磨剤。
【請求項２】
相対的に価数が高い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）が、相対的に価数が低い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）に対して、同じかまたは大きい割合で２つの元素を含む酸化物を主成分とする前記無機酸化物微粒子である、請求項１に記載の研磨剤。
【請求項３】
前記無機酸化物微粒子が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉからなる群から選ばれる少なくとも２つの元素を含む酸化物を主成分とする、請求項１または２に記載の研磨剤。
【請求項４】
前記無機酸化物微粒子が、Ｂ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｅ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素とを含む酸化物を主成分とする、請求項１〜３のいずれかに記載の研磨剤。
【請求項５】
研磨速度が１６０ｎｍ／分以上となり、スクラッチ数が８個／ｃｍ2以下となる、請求項１〜４のいずれかに記載の研磨剤。
【請求項１】
固体酸量または固体塩基量が０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり平均粒子径が２μｍ以下である無機酸化物微粒子が分散媒に分散している、ｐＨが８．０〜１１．５である研磨剤。
【請求項２】
相対的に価数が高い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）が、相対的に価数が低い元素の酸化物換算の質量モル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）に対して、同じかまたは大きい割合で２つの元素を含む酸化物を主成分とする前記無機酸化物微粒子である、請求項１に記載の研磨剤。
【請求項３】
前記無機酸化物微粒子が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉからなる群から選ばれる少なくとも２つの元素を含む酸化物を主成分とする、請求項１または２に記載の研磨剤。
【請求項４】
前記無機酸化物微粒子が、Ｂ、Ｂａ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｅ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、ＳｎおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素とを含む酸化物を主成分とする、請求項１〜３のいずれかに記載の研磨剤。
【請求項５】
研磨速度が１６０ｎｍ／分以上となり、スクラッチ数が８個／ｃｍ2以下となる、請求項１〜４のいずれかに記載の研磨剤。
【公開番号】特開２０１２−２００８３２（Ｐ２０１２−２００８３２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９１１８（Ｐ２０１１−６９１１８）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００１９００２４）日揮触媒化成株式会社 (458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００１９００２４）日揮触媒化成株式会社 (458)
【Ｆターム（参考）】
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