特許 6033750 研摩材、その製造方法及びそれを含む研摩スラリー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6033750

(24)【登録日】2016年11月4日

(45)【発行日】2016年11月30日

(54)【発明の名称】研摩材、その製造方法及びそれを含む研摩スラリー

(51)【国際特許分類】

   C09K 3/14 20060101AFI20161121BHJP

【ＦＩ】

   C09K3/14 550D

   C09K3/14 550E

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-208660(P2013-208660)

(22)【出願日】2013年10月3日

(65)【公開番号】特開2015-71715(P2015-71715A)

(43)【公開日】2015年4月16日

【審査請求日】2015年5月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006183

【氏名又は名称】三井金属鉱業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002170

【氏名又は名称】特許業務法人翔和国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076532

【弁理士】

【氏名又は名称】羽鳥 修

(74)【代理人】

【識別番号】100101292

【弁理士】

【氏名又は名称】松嶋 善之

(72)【発明者】

【氏名】尾形 純和

(72)【発明者】

【氏名】徳地 成紀

(72)【発明者】

【氏名】丸山 陽兵

(72)【発明者】

【氏名】大鹿 元己

【審査官】 井上 恵理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２７７７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０３５５４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１２１１５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｋ ３／１４

Ｂ２４Ｂ ３７／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

芯材に二酸化マンガンを含有し、前記芯材の表面にケイ素の酸化物を含む被覆層が存在する研摩砥粒を含む研摩材であって、
前記研摩砥粒のレーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ_５０が０．３μｍ以上３．０μｍであり、
前記研摩砥粒は、該研摩砥粒を含むスラリーを５時間煮沸した後に、該研摩砥粒を走査型電子顕微鏡により観察したとき、縦軸と横軸との比が１．０以上１．５未満である、研摩材。

【請求項2】

前記研摩砥粒は、芯材の質量に対する被覆層の質量の比率である〔被覆層の質量／芯材の質量〕の値が０．３質量％以上３０質量％以下である請求項１に記載の研摩材。

【請求項3】

前記被覆層の厚さが０．２ｎｍ以上５００ｎｍ以下である請求項１又は２に記載の研摩材。

【請求項4】

前記芯材のレーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ_５０が０．０８μｍ以上１．０μｍ以下である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の研摩材。

【請求項5】

〔被覆層の厚み（ｎｍ）／芯材の大きさ（ｎｍ）〕の値が０．００２以上０．００７４以下である請求項１ないし４のいずれか一項に記載の研摩材。

【請求項6】

前記被覆層がアルミニウムの酸化物を更に含む請求項１ないし５のいずれか一項に記載の研摩材。

【請求項7】

ＳｉＣの研摩に用いられる請求項１ないし６のいずれか一項に記載の研摩材。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか一項に記載の研摩材を含む研摩スラリー。

【請求項9】

請求項１に記載の研摩材に含まれる研摩砥粒の製造方法であって、
ケイ酸のアルカリ金属塩を含む水溶液中に二酸化マンガンからなる芯材が分散してなる分散液に酸を添加して、該芯材の表面にＳｉＯ_２を析出させる、研摩砥粒の製造方法。

【請求項10】

請求項１に記載の研摩材に含まれる研摩砥粒の製造方法であって、
ケイ酸を含む水溶液中に二酸化マンガンからなる芯材が分散してなる分散液に、塩基を添加して、該芯材の表面にＳｉＯ_２を析出させる、研摩砥粒の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属酸化物を含む研摩砥粒を含有する研摩材に関する。また本発明は、該研摩砥粒の製造方法及び該研摩材を含む研摩スラリーに関する。

【背景技術】

【0002】

研摩材粒子の表面に被覆層を設けて、該研摩材粒子の特性を向上させる技術が知られている。例えば特許文献１及び２には、平均粒子径が５〜３００ｎｍの範囲にあるコア・シェル構造を有する研摩材粒子が提案されている。このコア・シェル構造におけるシェル部は、その厚さが１〜５０ｎｍの範囲であり、かつシリカを主成分とするシリカ系複合酸化物から構成されている。コア部は、ＭｎＯ、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、ＳｎＯ₂ 、ＺｎＯ、ＣｅＯ₂ 又はＴｉＯ₂ からなる。これらの文献に記載の技術は、コア部に含まれているアルカリ金属をシェル部によってトラップすることで、アルカリ金属が研磨基板に残存することを防止したり、シェル部を設けてあるいはシェル部の成分を変えることによって研磨特性を調整したりすることを目的としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２７７７３２号公報

【特許文献2】特開２００４−２７２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した各特許文献に記載の技術では、ＭｎＯ等からなるコア部に含まれているアルカリ金属をシェル部によってトラップするために、コア部の大きさに対するシェル部の厚みを相対的に大きくしている。つまり、シェル部を厚く形成している。その結果、研摩材としての主たる機能を有する部位であるコア部の該機能が減殺されてしまい、研摩レートが劣り満足すべき研摩性能を得られない場合がある。

【0005】

上述した技術とは別に本発明者は、研摩材として酸化マンガン系の化合物を用いた場合、該酸化マンガン系の研摩材をスラリー化して長期間保存すると、デンドライト状の酸化マンガンの結晶が意図せず析出することを見いだした。そして、このデンドライト状の結晶は研摩性能の低下の一因となることが本発明者らの検討の結果判明した。

【0006】

したがって本発明の課題は、研摩材の研摩性能を一層向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、芯材に二酸化マンガンを含有し、前記芯材の表面にケイ素の酸化物を含む被覆層が存在する研摩砥粒を含む研摩材であって、
前記研摩砥粒のレーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ_５０が０．３μｍ以上３．０μｍであり、
前記研摩砥粒は、該研摩砥粒を含むスラリーを５時間煮沸した後に、該研摩砥粒を走査型電子顕微鏡により観察したとき、縦軸と横軸との比が１．０以上１．５未満である、研摩材を提供するものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、研摩レートが向上した研摩材が提供される。かつ、研摩材に含まれる研摩砥粒中に酸化マンガンが含有される場合には、デンドライト状の酸化マンガンの結晶の生成を効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施例１で得られた研摩材の電子顕微鏡像である。

【図2】図２は、実施例２で得られた研摩材の電子顕微鏡像である。

【図3】図３は、比較例１で得られた研摩材の電子顕微鏡像である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。本発明の研摩材は、芯材と、その表面を被覆する被覆層とを有する研摩砥粒を含んだ構成を具備している。芯材は、研摩砥粒が研摩機能を発現するための主要部位であり、研摩砥粒の中心域に位置している。一方、被覆層は、研摩砥粒の最表面に位置している。芯材と被覆層とは直接に接していることが好ましいが、場合によっては芯材と被覆層との間に別の層が１層又は２層以上介在していてもよい。

【0011】

芯材は金属酸化物、例えば酸化マンガンや酸化セリウムを含む。本明細書において酸化マンガンとは、マンガンの酸化物を広く包含する。酸化マンガンの具体例としては、酸化マンガン(II)ＭｎＯ、三酸化二マンガン(III)Ｍｎ_２Ｏ_３、二酸化マンガンＭｎＯ_２、四酸化三マンガンＭｎ_３Ｏ_４等が挙げられる。これらマンガンの酸化物は１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらマンガンの酸化物のうち、特に酸化力が高い化合物である二酸化マンガンＭｎＯ_２を用いると、化学機械研摩（ＣＭＰ）を効率的に行うことができるので好適である。二酸化マンガンを用いる場合は、該二酸化マンガンは、β型結晶構造を有するもの、λ型結晶構造を有するもの及びγ型結晶構造を有するもののうち、いずれを用いてもよいし、それらを併用してもよい。芯材は金属酸化物以外の酸化物を含んでいても良く、また金属酸化物からなっていても良い。

【0012】

マンガンの酸化物として二酸化マンガンを用いる場合、該二酸化マンガンは、電解反応によって陽極表面に二酸化マンガンを生成・析出させることで得ることができる。また、このようにして生成した二酸化マンガンを２００℃以上６００℃以下の熱雰囲気で加熱してもよい。別法として、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）又はマンガン酸亜鉛（ＺｎＭｎ_２Ｏ_４）を、高濃度の酸を用いて処理することにより、リチウム又は亜鉛を溶出させて、二酸化マンガンを得る方法を採用することもできる。

【0013】

芯材の形状は、研摩砥粒の形状に影響を及ぼすことがある。この理由は、後述するとおり、研摩砥粒における被覆層の厚みは、芯材の大きさに対して相対的に小さいので、芯材の形状が研摩砥粒の形状に反映されやすいからである。芯材の形状は研摩砥粒の形状としては、角状又は球状のものを用いることができる。

【0014】

芯材の大きさは、研摩砥粒の研摩性能に影響を及ぼすことがある。この観点から、芯材の平均粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ_５０で表して、０．０８μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましく、０．３μｍを超え１．０μｍ以下であることが更に好ましい。芯材の平均粒径を調整する手段としては、例えば乾式粉砕が挙げられる。乾式粉砕の具体例としては、高圧気流どうしを衝突させて粒子を粉砕するジェットミル、回転刃とスクリーンとの間のせん断力で粒子を粉砕するアトマイザー、粒子を２つのローラー間で粉砕するローラーミルなどの粉砕機が挙げられる。

【0015】

芯材の表面に位置する被覆層は、芯材と異なる金属又は半金属の酸化物を含んでいる。この酸化物を構成する金属としては、例えばアルミニウム、チタン、ジルコニウム、鉄、バナジウム、クロム、イットリウム、セリウム、ランタンなどが挙げられる。一方、半金属としては、例えばホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモンなどが挙げられる。具体的な酸化物の例としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア又は酸化鉄などが挙げられる。これらの酸化物は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。芯材として酸化マンガンを用いた場合には、マンガンの酸化物のデンドライトの発生を特に効果的に防止でき、かつ研摩レートを特に向上させ得る点から、酸化物としてシリカを用いることが好ましい。

【0016】

被覆層は、芯材の表面の全域を満遍なく連続して被覆していてもよく、あるいは芯材の表面が一部露出した状態で不連続に被覆していてもよい。芯材として金属酸化物を用いた場合に、該金属酸化物のデンドライトの発生を特に効果的に防止する観点からは、被覆層は、芯材の表面の全域を満遍なく被覆しており、芯材の表面が外部に露出していないことが好ましい。被覆層による芯材の被覆の程度は、例えば研摩材の電子顕微鏡観察による元素マッピングで測定することができる。

【0017】

被覆層を構成する酸化物は微細な粒子からなり、該粒子が緻密に集合した集合体から該被覆層が形成されていることが好ましい。具体的には、被覆層を構成する酸化物は、０．５ｎｍ以上５００ｎｍ以下、特に２.０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の平均粒径を有する微細な粒子であることが好ましい。このような微細な粒子の集合体から被覆層が形成されていることで、芯材の金属酸化物を用いた場合に、該金属酸化物のデンドライトが生成することを効果的に防止することができる。また本発明の研摩材の研摩レートを向上させることができる。被覆層を構成する酸化物の粒子の大きさは、研摩砥粒を電子顕微鏡で拡大観察して測定する。測定する粒子の数は２０個以上とし、測定個数の平均値を以て粒子の大きさとする。

【0018】

被覆層の厚みは、研摩砥粒の特性に影響を及ぼす一因となり得る。具体的には、被覆層の厚みが過度に小さいと、本発明の所期の目的を達成しづらくなる。一方、被覆層の厚みが過度に大きいと、芯材の特性が発現しづらくなり、研摩特性が低下する傾向にある。これらの観点から、被覆層の平均の厚み、すなわち被覆がされた表面とされていない表面の双方を含めた被覆層の厚み平均値は０．２ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることがより好ましい。被覆層の厚みは、研摩砥粒を電子顕微鏡で拡大観察して直接測定することができる。あるいは研摩砥粒の電子顕微鏡観察による元素マッピングで測定することができる。いずれの方法によっても視野内の粒子１つについて３か所での厚みを測定し、測定個数の平均値を以て被覆層の厚みとする。

【0019】

被覆層の厚みは、芯材の大きさとも関連している。芯材の大きさに対して被覆層の厚みが過度に小さいと、本発明の所期の目的を達成しづらくなる。一方、芯材の大きさに対して被覆層の厚みが過度に大きいと、芯材の特性が発現しづらくなり、研摩特性が低下する傾向にある。これらの観点から、芯材の大きさ（ｎｍ）に対する被覆層の厚み（ｎｍ）の比である〔被覆層の厚み（ｎｍ）／芯材の大きさ（ｎｍ）〕の値が、０．００２以上２．５以下であることが好ましく、０．００５以上０．５以下であることが更に好ましい。

【0020】

被覆層の厚みと関連して、研摩砥粒において被覆層が占める質量の割合も、研摩材の特性に影響を及ぼす一因となり得る。具体的には、芯材の質量に対する被覆層の質量の比率が過度に小さいと、本発明の所期の目的を達成しづらくなる。一方、芯材の質量に対する被覆層の質量の比率が過度に大きいと、芯材の特性が発現しづらくなり、研摩特性が低下する傾向にある。これらの観点から、芯材の質量に対する被覆層の質量の比率である〔被覆層の質量／芯材の質量〕の値が０．３質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上８質量％以下であることが更に好ましい。〔被覆層の質量／芯材の質量〕の値をこの範囲内に設定することで、研摩砥粒に占める被覆層の質量が相対的に低くなり、芯材の機能が十分に発現する。また、金属酸化物として酸化マンガンを用いた場合に、被覆層を設けたことに起因する酸化マンガンのデンドライトの発生も効果的に防止される。

【0021】

前記の〔被覆層の質量／芯材の質量〕の値は、例えば次の方法で測定される。ひとつは原料である芯材の平均粒径と密度から芯材の平均質量を算出し、被覆層を付着させた量(質量)から求める方法である。あるいは、研摩砥粒を透過型電子顕微鏡で観察し、断面をランダムに５点測定して粒径と被覆層の厚さの平均値を求める。この測定を研摩砥粒２０個について行い、平均粒径と平均の被覆層の厚さを算出する。また芯材と被覆層の組成をＥＤＸで同定し得られた結果と、芯材と被覆層の比重と前記平均粒径と平均の被覆層の厚さから、被覆層と芯材の質量を算出することで、前記の値を得ることができる。

【0022】

研摩砥粒は、その平均粒径Ｄ_５０が０．０８μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましく、０．３μｍ以上１．０μｍ以下であることが更に好ましい。研摩砥粒の平均粒径をこの範囲に設定することで、研摩対象物を高研摩レートで研摩することが可能になる。研摩砥粒の平均粒径Ｄ_５０とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径のことである。

【0023】

研摩砥粒は、該研摩砥粒を含むスラリーを５時間煮沸した後に、該研摩砥粒を走査型電子顕微鏡（以下「ＳＥＭ」とも言う。）により観察したとき、縦軸と横軸との比である縦軸／横軸の値が１．０以上１．５未満である非針状形態を有している。つまり、縦軸と横軸との比であるアスペクト比が１に近い等方性形態を有している。煮沸後の研摩砥粒が非針状形態を有していることで、該研摩砥粒を含む本発明の研摩材は、研摩レートが向上したものとなる。また、研摩砥粒の芯材として酸化マンガンを用いた場合には、デンドライト状の酸化マンガンの結晶の生成を効果的に防止できる。本発明において「研摩砥粒が非針状形態を有している」とは、煮沸後の研摩砥粒を２０個以上ＳＥＭ観察して、個数基準で７０％以上の研摩砥粒が非針状形態を有していることを言う。したがって、煮沸後の研摩砥粒のなかに、非針状形態以外の形態を有する研摩砥粒が存在していることは許容される。研摩砥粒の煮沸には純水が用いられる。

【0024】

前記の縦軸とは、煮沸後の研摩砥粒の長手軸のことであり、横軸とは、縦軸と直交する軸のことである。長手軸とは、煮沸後の研摩砥粒を横切る線分のうち、最も長い線分のことである。

【0025】

本発明の研摩材は、これを水又は水性液に分散させて、研摩スラリーとして用いることができる。水性液とは、水と水溶性有機溶媒との混合液のことである。水溶性有機溶媒としては、例えばアルコールやケトンを用いることができる。研摩スラリーに含まれる研摩材の割合は、０．２質量％以上３０．０質量％以下とすることが好ましく、０．５質量％以上２０．０質量％以下とすることが更に好ましい。

【0026】

研摩スラリーには、本発明の研摩材に加えて他の成分を添加することもできる。そのような成分としては、例えば酸化剤や、研摩材の分散剤などを挙げることができる。尤も本発明で用いられる研摩砥粒は、芯材の表面が酸化物の被覆層で被覆されているので、分散剤を添加しなくても液媒体中に高度に分散する。したがって、研摩スラリーは分散剤を非含有であることが好ましい。

【0027】

以上の研摩スラリーによれば、炭化珪素（ＳｉＣ）のような高硬度で、難削材料である研摩対象を高い研摩速度で、良好な面精度に研摩処理することが可能である。

【0028】

次に、本発明に用いられる研摩砥粒の好適な製造方法を、芯材として酸化マンガンを用いた場合を例にとり説明する。研摩砥粒は、被覆層の原料となる原料化合物を含む水溶液中に、酸化マンガンからなる芯材が分散してなる分散液に、酸又は塩基を添加して該原料化合物の加水分解を生じさせて、該芯材の表面に酸化物を析出させることで好適に製造される。以下の説明では、被覆層がシリカである場合を例にとる。

【0029】

シリカからなる被覆層を形成するときには、シリカ源として例えばケイ酸又はケイ酸塩を用いることができる。ケイ酸塩としては、例えばケイ酸ナトリウムなどのアルカリ金属のケイ酸塩を用いることができる。シリカ源としてケイ酸のアルカリ金属塩を用いる場合には、これを含む水溶液中に酸化マンガンからなる芯材を分散させて分散液を得る。この分散液に酸を加えｐＨを調整して、ケイ酸を加水分解させて芯材の表面にシリカを析出させる。

【0030】

シリカ源としてケイ酸（Ｈ_２ＳｉＯ_３）を用いる場合には、これを含む水溶液中に酸化マンガンからなる芯材を分散させて分散液を得る。この分散液に塩基を加えｐＨを調整して、ケイ酸を加水分解させて芯材の表面にシリカを析出させる。

【0031】

被覆層がシリカに加えて例えばアルミナを含む場合には、シリカ源のほかにアルミナ源も前記水溶液中に溶解させておけばよい。アルミナ源としては例えばアルミン酸ナトリウム、塩化アルミニウムなどが挙げられる。

【0032】

上述したいずれの方法を採用する場合であっても、被覆層の厚みを調整するには、例えば添加するシリカ源の濃度や液温、保持時間を増減すればよい。また、被覆層を構成するシリカの微粒子の粒径を調整するには、例えば酸又はアルカリを加え液のｐＨを調整すればよい。

【0033】

以上の製造方法は被覆層がシリカからなる場合のものであったが、被覆層がそれ以外の酸化物、例えばチタニアやジルコニア又は酸化鉄を含む場合にも同様の手順で研摩砥粒を製造することができる。被覆層がチタニアを含む場合には、その原料化合物として例えば四塩化チタンなどを用いればよく、被覆層がジルコニアを含む場合には、その原料化合物として例えばオキシ塩化ジルコニウムなどを用いればよく、被覆層が酸化鉄を含む場合には、その原料化合物として例えば硫酸鉄などを用いればよい。

【実施例】

【0034】

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「％」は「質量％」を意味する。

【0035】

〔実施例１〕
（１）研摩砥粒の製造
硫酸マンガン水溶液の電解分解によって陽極上に二酸化マンガンを析出させた。この二酸化マンガンを解砕機（（株）パウレック製、アトマイザー）によって解砕した後、ジェットミル（日本ニューマチック社製、ＰＪＭ−２００ＳＰ）によって粉砕し、平均粒径Ｄ_５０が０．４６３μｍの二酸化マンガン粒子を得た。この粒子を芯材として用いた。Ｓｉに換算して０．００７９ｍｏｌ／Ｌのケイ酸ナトリウムを含む水溶液に、芯材を分散させて分散液とした。分散液中の芯材の割合は５％とした。この分散液に酸として硫酸を添加して、該分散液のｐＨを６．７に調整し、芯材の表面にシリカからなる被覆層を形成して、目的とする研摩砥粒を得た。この研摩砥粒における諸物性を以下の表１に示す。なお、レーザー回折散乱式粒度分布測定には、（株）堀場製作所のＬＡ９２０を用いた。

【0036】

（２）研摩スラリーの製造
得られた研摩砥粒を、純水に分散させて研摩スラリーを得た。スラリー中の研摩材の割合は２％とした。スラリー中には分散剤は含まれていなかった。

【0037】

〔実施例２〕
実施例１で用いた芯材と同様のものを用いた。Ｓｉに換算して０．００７９ｍｏｌ／Ｌのケイ酸（Ｈ_２ＳｉＯ_３）を含む水溶液に、芯材を分散させて分散液とした。分散液中の芯材の割合は５％とした。この分散液に塩基として水酸化ナトリウムを添加して、該分散液のｐＨを６．１に調整し、芯材の表面にシリカからなる被覆層を形成して、目的とする研摩砥粒を得た。この研摩砥粒における諸物性を以下の表１に示す。これ以外は実施例１と同様にして研摩スラリーを得た。

【0038】

〔実施例３〕
実施例１で用いた芯材と同様のものを用いた。Ｓｉに換算して０．００４０ｍｏｌ／Ｌのケイ酸（Ｈ_２ＳｉＯ_３）を含む水溶液に、芯材を分散させて分散液とした。分散液中の芯材の割合は５％とした。この分散液に塩基として水酸化ナトリウムを添加して、該分散液のｐＨを６．１に調整し、芯材の表面にシリカからなる被覆層を形成して、目的とする研摩砥粒を得た。この研摩砥粒における諸物性を以下の表１に示す。これ以外は実施例１と同様にして研摩スラリーを得た。

【0039】

〔実施例４〕
実施例１で用いた芯材と同様のものを用いた。Ｓｉに換算して０．０１１９ｍｏｌ／Ｌのケイ酸（Ｈ_２ＳｉＯ_３）を含む水溶液に、芯材を分散させて分散液とした。分散液中の芯材の割合は５％とした。この分散液に塩基として水酸化ナトリウムを添加して、該分散液のｐＨを６．１に調整し、芯材の表面にシリカからなる被覆層を形成して、目的とする研摩砥粒を得た。この研摩砥粒における諸物性を以下の表１に示す。これ以外は実施例１と同様にして研摩スラリーを得た。

【0040】

〔実施例５〕
実施例１で用いた芯材と同様の工程で製造し、平均粒径Ｄ_５０が０．４４７μｍの二酸化マンガン粒子を芯材として用いた。Ｓｉに換算して０．００７９ｍｏｌ／Ｌのケイ酸ナトリウム、及びＡｌに換算して０．００１２ｍｏｌ／Ｌのケイ酸アルミニウムを含む水溶液に、芯材を分散させて分散液とした。分散液中の芯材の割合は５％とした。この分散液に酸として硫酸を添加して、該分散液のｐＨを６．８に調整し、芯材の表面にシリカ及びアルミナからなる被覆層を形成して、目的とする研摩材を得た。この研摩材における諸物性を以下の表１に示す。これ以外は実施例１と同様にして研摩スラリーを得た。シリカとアルミナとの割合は、Ｓｉ換算のシリカに対するＡｌ換算のアルミナの割合が２５％であった。

【0041】

〔実施例６〕
実施例５で用いた芯材と同様のものを用いた。Ｓｉに換算して０．００７９ｍｏｌ／Ｌのケイ酸（Ｈ_２ＳｉＯ_３）、及びＡｌに換算して０．００１２ｍｏｌ／Ｌのケイ酸アルミニウムを含む水溶液に、芯材を分散させて分散液とした。分散液中の芯材の割合は５％とした。この分散液に塩基として水酸化ナトリウムを添加して、該分散液のｐＨを６．５に調整し、芯材の表面にシリカ及びアルミナからなる被覆層を形成して、目的とする研摩材を得た。この研摩材における諸物性を以下の表１に示す。これ以外は実施例１と同様にして研摩スラリーを得た。シリカとアルミナとの割合は、Ｓｉ換算のシリカに対するＡｌ換算のアルミナの割合が２５％であった。

【0042】

〔比較例１〕
実施例１で用いた芯材に被覆層を形成せず、該芯材をそのまま研摩砥粒として用いた。これ以外は実施例１と同様にして研摩スラリーを得た。

【0043】

〔評価１〕
実施例及び比較例で得られた研摩スラリーを用い、ＳｉＣウエハーの研摩を行った。研摩対象は直径２インチのラッピングされた４Ｈ−ＳｉＣ基板を用いた。研摩は基板のＳｉ面に対して行った。研摩装置として、エム・エー・ティー社製片面研摩機ＢＣ−１５を用いた。定盤に取り付ける研摩パッドには、ニッタ・ハース社製ＳＵＢＡ＃６００を用いた。定盤の回転数は６０ｒｐｍ、外周部速度は７１６３ｃｍ／ｍｉｎに設定した。またキャリア回転数は６０ｒｐｍ、外周部速度は９６１ｃｍ／ｍｉｎに設定した。研摩スラリーを０．２Ｌ／ｍｉｎの速度で供給し、その状態下に３ｐｓｉの荷重を加えて化学機械研摩（ＣＭＰ）を行った。研摩時間は２時間とした。研摩レート（ｎｍ／ｍｉｎ）は、研摩前後のウエハーの質量差とＳｉＣの密度（３．１０ｇ／ｃｍ^３）とから算出した。結果を表１に示す。

【0044】

〔評価２〕
実施例１及び２並びに比較例１で得られた研摩スラリーを、５０℃に保たれた恒温槽中で２１日間保存した。保存後の研摩スラリー中の研摩砥粒の状態を走査型電子顕微鏡で観察してデンドライトの発生の有無を調べた。結果を表１及び図１ないし３に示す。
表１におけるデンドライトの発生の評価については、研摩砥粒をＳＥＭ観察して縦軸と横軸との比を測定した際に、デンドライトが４μｍ×３μｍ中の１つの視野中にいくつ見られるかで判定した。

【0045】

【表1】

【0046】

表１に示す結果から明らかなとおり、各実施例で得られた研摩材を含む研摩スラリーを用いてＳｉＣウエハーを研摩すると、比較例で得られた研摩材を含む研摩スラリーを用いて研摩した場合に比べて、研摩レートが高くなることが判る。また、図１に示す結果から明らかなとおり、実施例１及び２で得られた研摩材では、デンドライト状の結晶が観察されないか、又は僅かに観察される程度である。

【0047】

以上の評価とは別に、実施例１及び比較例１で用いた研摩砥粒について５時間の煮沸を行った後に、該研摩砥粒をＳＥＭ観察して縦軸と横軸との比を測定したところ、実施例１では、当該比が１．５以上である針状形態を有するものが、４μｍ×３μｍ中の視野１０か所において１視野当たり５個以下観察された。観察した研摩砥粒の個数に対する非針状形態の研摩砥粒の個数は７４％以上であった。これに対して比較例１では、当該比が１．５以上である針状形態を有するものが、４μｍ×３μｍ中の視野１０か所において１視野当たり９個以上観察された。すなわち比較例１では、針状形態の研摩砥粒が数多く観察され、観察した研摩砥粒の個数に対する非針状形態の研摩砥粒の個数は５７％以下であった。またＳｉＣウエハーを研摩した際の研摩レートは比較例１に対し、実施例１は明確に高い値を示した。

【図1】

【図2】

【図3】