特許 7326166 セリウム系粒子

(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】

(24)【登録日】2023-08-04

(45)【発行日】2023-08-15

(54)【発明の名称】セリウム系粒子

(51)【国際特許分類】

   C01F 17/241 20200101AFI20230807BHJP

   C01F 17/10 20200101ALI20230807BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20230807BHJP

   C09G 1/02 20060101ALI20230807BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20230807BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20230807BHJP

【ＦＩ】

C01F17/241

C01F17/10

B24B37/00 H

C09G1/02

C09K3/14 550D

C09K3/14 550Z

H01L21/304 622B

H01L21/304 622D

【請求項の数】 23

(21)【出願番号】P 2019568323

(86)(22)【出願日】2018-06-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-08-13

(86)【国際出願番号】 EP2018065380

(87)【国際公開番号】W WO2018229005

(87)【国際公開日】2018-12-20

【審査請求日】2021-05-11

(31)【優先権主張番号】17176255.2

(32)【優先日】2017-06-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】508079739

【氏名又は名称】ローディア オペレーションズ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】須田 栄作

(72)【発明者】

【氏名】湯浅 学

(72)【発明者】

【氏名】トス， レカ

【審査官】青木 千歌子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０２７０４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０１Ｆ １７／１０，１７／２２４，１７／２４１

Ｃ０９Ｋ ３／１４

Ｃ０９Ｇ １／０２

Ｂ２４Ｂ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セリウムとランタンとの混合酸化物の粒子であって、
－ モル比Ｌａ／（Ｌａ＋Ｃｅ）が０．０１～０．１５、より具体的には０．０１～０．１２の間に含まれ；
－ 比表面積（ＢＥＴ）が３～１４ｍ^２／ｇ、より具体的には７～１３ｍ^２／ｇ、さらに具体的には８～１２ｍ^２／ｇであり；
－ 実質的に立方体である；
ことを特徴とする粒子。

【請求項2】

セリウムとランタンとの混合酸化物の粒子であって、
－ モル比Ｌａ／（Ｌａ＋Ｃｅ）が０．０１～０．１５、より具体的には０．０１～０．１２の間に含まれ；
－ 比表面積（ＢＥＴ）が３～１４ｍ^２／ｇ、より具体的には７～１３ｍ^２／ｇ、さらに具体的には８～１２ｍ^２／ｇであり；
－ ＳＥＭにより得られる粒子画像が実質的に同じ長さを有する４つの辺を示し、これら４つの辺のうちの隣接する辺が８８°～９２°の角度を形成する；
ことを特徴とする粒子。

【請求項3】

前記モル比Ｌａ／（Ｌａ＋Ｃｅ）が、０．０１～０．０４、より具体的には０．０２～０．０３；又は０．０８～０．１２、より具体的には０．０９～０．１１に含まれる、請求項１又は２に記載の粒子。

【請求項4】

前記混合酸化物が固溶体である、請求項１～３のいずれか１項に記載の粒子。

【請求項5】

前記粒子が、その表面にヒドロキシル基（ＯＨ基）を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の粒子。

【請求項6】

１００ｎｍ～１０００ｎｍ、より具体的には１００ｎｍ～５００ｎｍ、さらに具体的には１００ｎｍ～２５０ｎｍ、さらに具体的には１５０ｎｍ～２５０ｎｍに含まれる、動的光散乱によって決定される流体力学的平均直径Ｄｈによって特徴付けられる、請求項１～５のいずれか１項に記載の粒子。

【請求項7】

１００ｎｍ～７００ｎｍ、より具体的には１００ｎｍ～２００ｎｍに含まれる、レーザー回折によって決定されるメジアン径Ｄ５０によって特徴付けられる、請求項１～６のいずれか１項に記載の粒子。

【請求項8】

８０ｎｍ～４００ｎｍ、より具体的には８０ｎｍ～１５０ｎｍに含まれる、レーザー回折によって決定される直径Ｄ１０によって特徴付けられる、請求項１～７のいずれか１項に記載の粒子。

【請求項9】

１５０ｎｍ～１２００ｎｍ、より具体的には１５０ｎｍ～３００ｎｍ、さらに具体的には２００ｎｍ～３００ｎｍに含まれる、レーザー回折によって決定される直径Ｄ９０によって特徴付けられる、請求項１～８のいずれか１項に記載の粒子。

【請求項10】

１５０ｎｍ～３０００ｎｍ、より具体的には２００ｎｍ～２０００ｎｍ、さらに具体的には２００ｎｍ～１８００ｎｍに含まれる、レーザー回折によって決定される直径Ｄ９９によって特徴付けられる、請求項１～９のいずれか１項に記載の粒子。

【請求項11】

０．６０未満、より具体的には０．３０未満の分散指数σ／ｍによって特徴付けられ、σ／ｍ＝（Ｄ９０－Ｄ１０）／２Ｄ５０であり、Ｄ１０、Ｄ５０、及びＤ９０はレーザー回折により決定される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の粒子。

【請求項12】

比Ｄ９０／Ｄ５０が１．３０～２．００に含まれることによって特徴付けられ、Ｄ５０及びＤ９０がレーザー回折により決定される、請求項１～１１のいずれか１項に記載の粒子。

【請求項13】

表面上に吸着している硝酸塩を含む、請求項１～１２のいずれか１項に記載の粒子。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれか１項に記載の粒子の、液体媒体中の分散液。

【請求項15】

３００μＳ／ｃｍ未満、より具体的には１５０μＳ／ｃｍ未満、さらに具体的には１００μＳ／ｃｍ又は５０μＳ／ｃｍ未満の導電率を示す、請求項１４に記載の分散液。

【請求項16】

研磨組成物、より具体的にはＣＭＰ組成物の調製のための、請求項１～１３のいずれか１項に記載の粒子又は請求項１４若しくは１５に記載の分散液の使用。

【請求項17】

請求項１～１３のいずれか１項に記載の粒子を含む研磨組成物。

【請求項18】

以下の成分：
－ 請求項１～１１のいずれか１項に記載の粒子以外の研磨粒子；及び／又は
－ ｐＨ調整剤；及び／又は
－ 界面活性剤；及び／又は
－ レオロジー調整剤；及び／又は
－ カルボン酸モノマー、スルホン化モノマー、又はホスホン酸化モノマーと、アクリレート、ポリビニルピロリドン、又はポリビニルアルコールとのアニオン性コポリマー；ポリビニルピロリドン又はポリエチレングリコールである非イオン性ポリマー；アミノシラン、ウレイドシラン、又はグリシジルシランであるシラン；官能化されたピリジンのＮ－オキシド；デンプン；シクロデキストリン；及びこれらの組み合わせから選択される添加剤；
のうちの１種以上をさらに含む、請求項１７に記載の研磨組成物。

【請求項19】

前記レオロジー調整剤が粘度向上剤又は凝固剤である、請求項１８に記載の研磨組成物。

【請求項20】

前記アニオン性コポリマーが２－ヒドロキシエチルメタクリル酸とメタクリル酸とのコポリマーである、請求項１８又は１９に記載の研磨組成物。

【請求項21】

前記Ｎ－オキシドがピコリン酸Ｎ－オキシドである、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の研磨組成物。

【請求項22】

前記シクロデキストリンがα－シクロデキストリン又はβ－シクロデキストリンである、請求項１８～２１のいずれか１項に記載の研磨組成物。

【請求項23】

以下の工程：
（ａ）不活性雰囲気下で、塩基の水溶液と、ＮＯ^３－、Ｃｅ^ＩＩＩ、Ｃｅ^ＩＶ、及びＬａ^３＋を含む水溶液とを接触させる工程であって、Ｃｅ^ＩＶ／総Ｃｅのモル比が１／５０００００～１／４０００に含まれる工程；
（ｂ）工程（ａ）で得られた混合物を不活性雰囲気下で熱処理する工程；
（ｃ）工程（ｂ）の終わりに得られた混合物は、任意選択的に酸性化されてもよい；
（ｄ）工程（ｂ）又は工程（ｃ）の終わりに得られた固体材料を水で洗浄する工程：；
（ｅ）粒子を解凝集するために、工程（ｄ）の終わりに得られた前記固体材料に対して、任意選択的に機械的処理が行われてもよい；
を含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載の粒子の調製方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セリウム系粒子、及び研磨用組成物、特にＣＭＰ組成物の成分としてのそれらの使用に関する。本発明は、セリウム系粒子の調製方法にも関する。本出願は、２０１７年６月１５日出願の欧州特許出願公開第１７１７６２５５．２号に対する優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。

【0002】

技術的課題
セリウム系粒子は、その優れた研磨特性により、ガラスなどの無機表面又は電子産業で使用される表面の研磨に使用される研磨剤配合物の成分であることが知られている。研磨剤配合物は、表面から物質を高度に除去しなければならず、これは研磨能力を反映する。これらは、できるだけ低い欠陥性も有さなければならない。用語「欠陥性」は、特に、配合物で処理された後の表面が示す擦り傷の量を意味することが意図されている。

【0003】

セリウム系粒子は、通常、分散液の形態で商品化されている。分散液は通常粒子から構成され、そのサイズは３００ｎｍ未満である。細かすぎる粒子の存在は粒子の研磨能力を低下させ、大きすぎる粒子は欠陥の増加の一因になる可能性がある。

【0004】

改善された研磨特性を有するセリウム系粒子が依然として必要とされている。本発明のセリウム系粒子は、この技術的課題に対処することを目的とする。

【発明の概要】

【0005】

本発明は、セリウムとランタンとの混合酸化物の粒子であって、
－ モル比Ｌａ／（Ｌａ＋Ｃｅ）が０．０１～０．１５、より具体的には０．０１～０．１２の間に含まれ；
－ 比表面積（ＢＥＴ）が３～１４ｍ^２／ｇ、より具体的には７～１３ｍ^２／ｇ、さらに具体的には８～１２ｍ^２／ｇであり；
－ 実質的に立方体である
ことを特徴とするセリウムとランタンとの混合酸化物の粒子に関する。

【0006】

本発明は、
－ モル比Ｌａ／（Ｌａ＋Ｃｅ）が０．０１～０．１５、より具体的には０．０１～０．１２の間に含まれ；
－ 比表面積（ＢＥＴ）が３～１４ｍ^２／ｇ、より具体的には７～１３ｍ^２／ｇ、さらに具体的には８～１２ｍ^２／ｇであり；
－ ＳＥＭにより得られる粒子画像が実質的に同じ長さを有する４つの辺を示し、これら４つの辺のうちの隣接する辺が実質的に９０°に等しい角度を形成する
ことを特徴とする、セリウムとランタンとの混合酸化物の粒子にも関する。

【0007】

本発明は、上に開示した粒子の、液体媒体中の分散液にも関する。

【背景技術】

【0008】

国際公開第２０１５／０９１４９５号パンフレットには、セリウム酸化物粒子の懸濁液が開示されている。セリウムとランタンとの混合酸化物でできている立方体粒子についての記述は存在しない。

【0009】

国際公開第２０１５／１９７６５６号パンフレットには、金属がドープされたセリウム酸化物粒子が開示されている。ドープ元素Ｍは、ランタンを含む多くの元素の中で選択される。３００℃での焼成後の比表面積は２０～１００ｍ^２／ｇに含まれ、これは新鮮な製品の比表面積が２０ｍ^２／ｇよりも大きい可能性が高いことを意味する。比表面積（ＢＥＴ）が３～１４ｍ^２／ｇの立方体粒子については言及されていない。この調製方法は、Ｃｅ^ＩＶ／Ｃｅの合計比が大きいため、本発明の方法とは異なる。さらに、エージング工程の条件は示されていない。

【0010】

国際公開第０８０４３７０３号パンフレットには、液相中のセリウム酸化物粒子の懸濁液が開示されており、前記粒子は、最大２００ｎｍの平均サイズを有する二次粒子であり、前記二次粒子は、平均サイズが最大１００ｎｍである一次粒子を含み、前記一次粒子の前記平均サイズの値の最大３０％の標準偏差である。粒子はセリウム酸化物のみに基づいている。

【0011】

国際公開第２０１３／０６７６９６号パンフレットには、セリウム系粒子、ポリアクリレート塩、酸エステル、消泡剤、及び任意選択的な液体媒体を含有する研磨組成物が開示されている。セリウム系粒子は、セリウム酸化物、ランタン－セリウム酸化物、ランタン－セリウム－プラセオジム酸化物、ランタン－セリウム－プラセオジム－ネオジム酸化物、又は他のドープされたセリウム酸化物に基づいている。粒子のサイズについての言及はない。

【0012】

国際公開第２０１５／０９１４９５号パンフレットには、液相中のセリウム酸化物粒子の懸濁液が開示されており、前記粒子は、一次粒子を含む二次粒子を含み、前記二次粒子は、１０５～１０００ｎｍに含まれる平均サイズＤ５０を有し、標準偏差は前記二次粒子の前記平均サイズの値の１０～５０％の間に含まれ；前記一次粒子は、１００～３００ｎｍに含まれる平均サイズＤ５０を有し、標準偏差は前記一次粒子の前記平均サイズの値の１０～３０％に含まれる。粒子はセリウム酸化物のみに基づいている。セリウム酸化物粒子の調製プロセスは、Ｃｅ^ＩＩＩ／Ｃｅ^ＩＶの比が１／１００００～１／５０００００であるＣ^ＩＩＩ及びＣｅ^ＩＶと塩基とを含む溶液を使用する析出工程と、熱処理工程とに基づいている。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図A】セリウムとランタンとの混合酸化物でできている本発明の粒子を示す。

【図B】本発明に対応しないセリウムとＬａ以外の元素との粒子を示す。

【図1-5】比較例１～３及び実施例１～２の粒子の写真に対応する。これらの図の全ての写真はＨｉｔａｃｈｉ Ｈｉｇｈ－Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＳＥＭ Ｓ－５５００を用いて得た。

【図6】実施例３及び５の分散液のレーザー回折で得られたサイズ分布に対応する。見られるように、分布は単峰性である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明は、０．０１～０．１５、より具体的には０．０１～０．１２に含まれるモル比Ｌａ／（Ｌａ＋Ｃｅ）を有し、比表面積（ＢＥＴ）が３～１４ｍ^２／ｇ、より具体的には７～１３ｍ^２／ｇ、さらに具体的には８～１２ｍ^２／ｇであることを特徴とする、セリウムとランタンとの混合酸化物の粒子に関する。

【0015】

本発明の粒子は、以降の行で詳細に説明されるその形状によって特徴付けられる。

【0016】

粒子は、実質的に立方体として説明することができる。

【0017】

粒子は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で得た写真で観察することができる。写真の観察は、粒子の形状を明確に識別できる大きさと装置で行われなければならない。したがって、粒子を個別に明確に識別することが好ましい。観察に使用される倍率は、例えば４００００倍～５０００００倍の範囲であってもよい。Ｈｉｔａｃｈｉ Ｈｉｇｈ－Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの電界放出型ＳＥＭ Ｓ－５５００を使用することができる。

【0018】

セリウム系粒子のＳＥＭにより得られる画像は、実質的に同じ長さを有する４つの辺を示す。さらに、画像は、これらの４つの辺のうちの隣接する辺が実質的に９０°に等しい角度を形成するような画像である。これら４つの辺のうちの隣接する辺によって形成される角度は、８８°～９２°、又は８９°～９１°に含まれていてもよい。

【0019】

ＳＥＭによる観察は、統計分析を行うことができるように、好ましくは多数の粒子に対して行われる。これは通常、セリウム系粒子の同じサンプルの２枚以上の写真で行われる。観察のための粒子の数は、好ましくは２００個より多くてもよい。保持される粒子は、それらの画像が写真上でよく見えるようなものである。より具体的には、実質的に同じ長さを有する４つの辺を示し、これら４つの辺のうちのの隣接する辺が実質的に９０°に等しい角度を形成する保持される粒子の数は、粒子の少なくとも８０．０％、より具体的には少なくとも９０．０％、さらに具体的には少なくとも９５．０％に相当する。粒子の一部は、表面及び／又は角の１つのいずれかに若干の欠陥を示す場合がある（図Ａを参照）。しかし、これらの粒子は統計分析で保持することができる。

【0020】

本発明の粒子は、具体的な組成によっても特徴付けられる。セリウム系粒子は、セリウムとランタンとの混合酸化物でできている。混合酸化物は、元素Ｃｅ及びＬａを含むが、これは追加的に若干の不純物も含んでいてもよい。不純物は、混合酸化物の調製プロセスで使用される原材料又は出発材料に由来する場合がある。不純物の合計割合は、通常、混合酸化物に対して０．２重量％未満である。この用途では、残留硝酸塩は不純物とはみなされない。

【0021】

ランタンは、立方体の形状の粒子を得ることを可能にする（セリウムとランタンとの混合酸化物でできている図Ａの粒子と、セリウムとＬａ以外の元素との混合酸化物でできている図Ｂの粒子を参照）。モル比Ｌａ／（Ｌａ＋Ｃｅ）は、０．０１～０．１５、より具体的には０．０１～０．１２に含まれる。この比は、０．０１～０．０４、より具体的には０．０２～０．０３に含まれていてもよい。これは、０．０８～０．１２、より具体的には０．０９～０．１１に含まれていてもよい。

【0022】

混合酸化物は固溶体であってもよい。その場合、ランタン原子はセリウム酸化物の結晶構造の中に細部まで拡散する。固溶体は対称的なＸＲＤパターンを示し、２７．０°～２９．０°の間の２θに位置するピークの反射は、純粋なセリアよりも小さい角度にシフトする。固溶体は、エージングサブ工程（ｉｉ）の温度が６０℃を超える場合に得られる。したがって、本発明において使用される「固溶体」という用語は、ＸＲＤが、個々のピークのシフトの有無にかかわらず、セリウム酸化物結晶構造のＸＲＤパターンのみを示すが、他の相の存在を示す追加のピークが存在しないことを意味する。

【0023】

セリウム系粒子は、その表面にヒドロキシル基（ＯＨ基）も含む。ＯＨ／ＲＥ_表面のモル比は、０．１００～０．６００に含まれ得る。
－ ＯＨは、２．７重量％の割合のセリウム系粒子を有するセリウム系粒子の分散液を、ｐＨ５．０～ｐＨ９．０に中和するために必要なＮａＯＨのモル数である。セリウム系粒子の重量はｍである。
－ ＲＥ_表面は以下の式により決定される：

・ ｍ：セリウム系粒子の重量；
・ ＮＡ：６．０×１０^２３に等しいアボガドロ数
・ 結晶メッシュの表面積＝２９．１６Å^２。

【0024】

表面に存在するヒドロキシル基は、単座（ｐＫａ＝２４．０）、二座（ｐＫａ＝１４．８）、又は三座（ｐＫａ＝５．５）の異なるタイプのものであってもよい。セリウム系粒子は、三座基を含んでいてもよい。三座基の量は、少なくとも２．０×１０^－５ｍｏｌ／ｍ^２であってもよい。これは、６．０×１０^－５ｍｏｌ／ｍ^２より少なくてもよい。

【0025】

セリウム系粒子は、３～１４ｍ^２／ｇ、より具体的には７～１３ｍ^２／ｇ、さらに具体的には８～１２ｍ^２／ｇに含まれる比表面積を示す。比表面積は、Ｂｒｕｎａｕｅｒ－Ｅｍｍｅｔｔ－Ｔｅｌｌｅｒ法（ＢＥＴ法）による窒素の吸着により粉末上で決定される。この方法は、規格ＡＳＴＭ Ｄ３６６３－０３（２０１５年再承認）に開示されている。この方法は、定期刊行物“Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，６０，３０９（１９３８）”にも記載されている。比表面積は、製造者のガイドラインに従って、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓの装置ＴｒｉＳｔａｒ３０００で自動的に決定される。測定の前に、粉末形態のサンプルは、吸着されている種を除去するために最大２１０℃の温度で加熱することにより静的空気下で脱気される。

【0026】

セリウム系粒子は、以下で開示される粒子のサイズ分布に関連する様々なパラメータによって特徴付けることもできる。前記パラメータは数ではなく体積による分布に基づく。

【0027】

セリウム系粒子は、１００ｎｍ～１０００ｎｍ、より具体的には１００ｎｍ～５００ｎｍ、さらに具体的には１００ｎｍ～２５０ｎｍ、さらに具体的には１５０ｎｍ～２５０ｎｍに含まれる流体力学的平均直径Ｄｈを示し得る。Ｄｈは、好ましくは１５０ｎｍよりも大きく、より具体的には２００ｎｍよりも大きくてもよい。Ｄｈは動的光散乱（ＤＬＳ）によって決定され、メジアン径（ｄ５０）に相当する。この手法により、値が粒子の凝集体の存在によって影響を受ける固体物質の流体力学的直径Ｄｈを測定することができる。測定は通常、粒子の水分散液で行われる。Ｄｈは、製造者のガイドラインに従って、Ｍａｒｖｅｒｎの装置Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏ－ＺＳを用いて決定される。サンプルは、通常、脱イオン水で希釈する必要がある。１，０００，０００倍の希釈係数を適用することができる。

【0028】

セリウム系粒子を特徴付けるためにレーザー回折を使用することもできる。Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ－９１０などのレーザー粒径分析計を、製造者のガイドラインに従って使用することができる。測定には１．７の相対屈折率が使用される。レーザー回折で得られた分布から、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、Ｄ９９、及びσ／ｍなどの統計で通常使用される様々なパラメータを差し引くことができる。

【0029】

セリウム系粒子は、１００ｎｍ～７００ｎｍ、より具体的には１００ｎｍ～２００ｎｍに含まれるＤ５０を示し得る。Ｄ５０は、１００ｎｍ～１５０ｎｍ、又は１５０ｎｍ～２００ｎｍに含まれていてもよい。Ｄ５０は、レーザー回折によって得られる分布から決定されるメジアン径である。

【0030】

通常、得られる分布は単峰性（分布に１つのピークのみ）である。

【0031】

セリウム系粒子は、８０ｎｍ～４００ｎｍ、より具体的には８０ｎｍ～１５０ｎｍに含まれるＤ１０を示し得る。Ｄ１０は通常１３０ｎｍ未満であってもよい。Ｄ１０は、好ましくは１００ｎｍよりも大きくてもよい。Ｄ１０は、粒子の１０％がＤ１０より小さい直径を有する、レーザー回折により得られる分布から決定される直径である。

【0032】

セリウム系粒子は、１５０ｎｍ～１２００ｎｍ、より具体的には１５０ｎｍ～３００ｎｍ、さらに具体的には２００ｎｍ～３００ｎｍに含まれるＤ９０を示してもよい。Ｄ９０は、粒子の９０％がＤ９０より小さい直径を有する、レーザー回折により得られる分布から決定される直径である。解凝集の機械的処理を受けたセリウム系粒子については、Ｄ９０は３００ｎｍ未満である。

【0033】

セリウム系粒子は、低い分散指数を示し得る。「分散指数」は以下の式σ／ｍ＝（Ｄ９０－Ｄ１０）／２Ｄ５０により定義される。σ／ｍは、０．６０未満、より具体的には０．３０未満であってもよい。解凝集の機械的処理を受けたセリウム系粒子は、０．３０未満の分散指数を示し得る。

【0034】

さらに、Ｄ９０／Ｄ５０は通常１．３０～２．００に含まれる。

【0035】

セリウム系粒子は、１５０ｎｍ～３０００ｎｍ、より具体的には２００ｎｍ～２０００ｎｍ、さらに具体的には２００ｎｍ～１８００ｎｍに含まれるＤ９９を示し得る。Ｄ９９は、好ましくは６００ｎｍ未満、より具体的には５００ｎｍ未満、さらに具体的には４００ｎｍ未満であってもよい。Ｄ９９は、粒子の９９％がＤ９９より小さい直径を有する、レーザー回折により得られる分布から決定される直径である。解凝集の機械的処理を受けたセリウム系粒子については、Ｄ９９は６００ｎｍ未満、より具体的には５００ｎｍ未満、さらに具体的には４００ｎｍ未満である。

【0036】

本特許出願の実施例では、Ｄｈ、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、Ｄ９９の最小値がそれぞれ選択される場合がある。本特許出願の実施例では、Ｄｈ、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、Ｄ９９の最大値がそれぞれ選択される場合がある。

【0037】

セリウム系粒子の調製方法について
セリウム系粒子の調製方法は、セリウムとランタンの硝酸塩の析出に基づく。方法は、以下の工程を含む：
（ａ）不活性雰囲気下で、塩基の水溶液と、ＮＯ^３－、Ｃｅ^ＩＩＩ、Ｃｅ^ＩＶ、及びＬａ^３＋を含む水溶液とを接触させる工程であって、Ｃｅ^ＩＶ／総Ｃｅのモル比が１／５０００００～１／４０００に含まれる工程；
（ｂ）工程（ａ）で得られた混合物を不活性雰囲気下で熱処理する工程；
（ｃ）工程（ｂ）の終わりに得られた混合物は、任意選択的に酸性化されてもよい；
（ｄ）工程（ｂ）又は工程（ｃ）の終わりに得られた固体材料を水で洗浄する工程；
（ｅ）粒子を解凝集するために、工程（ｄ）の終わりに得られた固体材料に対して、任意選択的に機械的処理が行われる。

【0038】

工程（ａ）で使用される出発溶液は、セリウムとランタンの硝酸塩の水溶液を混合することによって調製される。水溶液は、ＮＯ^３－、Ｃｅ^３＋、Ｃｅ^４＋、及びＬａ^３＋を含み、１／５０００００～１／４０００に含まれるＣｅ^ＩＶ／総Ｃｅのモル比によって特徴付けられる。このモル比は、通常１／９００００～１／１０００００であってもよい。実施例で使用されるＣｅ^ＩＶ／総Ｃｅのモル比を使用することができる。

【0039】

高純度の塩及び成分を使用することが有利である。塩の純度は、少なくとも９９．５重量％、より具体的には少なくとも９９．９重量％であってもよい。

【0040】

硝酸と水和酸化セリウムとの反応により得られる硝酸セリウム水溶液を調製方法において使用してもよい。酸化セリウムは、Ｃｅ^ＩＩＩカチオンをＣｅ^ＩＶカチオンへと変換するための、過酸化水素水溶液の存在下でのセリウム塩溶液とアンモニア水溶液との反応により従来通りに調製される。特に、仏国特許第２５７００８７号明細書に開示された通りの硝酸セリウム溶液の電気化学的酸化の方法によって得られる硝酸セリウム溶液を使用することも有利である。仏国特許第２５７００８７号明細書の教示によって得られる硝酸セリウムの溶液は、ほぼ０．６Ｎの酸性度を示し得る。

【0041】

セリウムＩＶは、硝酸セリウムＩＶ又は硝酸セリウムアンモニウムであってもよい塩により供給される。

【0042】

ＮＯ^３－／Ｃｅ^ＩＩＩモル比によって表される、工程（ａ）で使用される水溶液中の硝酸イオンの量は、通常１／３～５／１である。工程（ａ）で使用される水溶液の酸性度は、好ましくは０．８Ｎ～１２．０Ｎに含まれる。

【0043】

出発溶液中の遊離酸素の量は、注意深く制御し、最小限に抑えるべきである。この目的のために、不活性ガスを吹き込むことによって出発溶液を脱気してもよい。用語「不活性ガス」又は「不活性雰囲気」は、酸素を含まない雰囲気又はガスを意味することを意図しており、ガスは、例えば窒素又はアルゴンであることが可能である。

【0044】

工程（ａ）は、水溶液を塩基の水溶液と反応させることからなる。特に塩基として水酸化物型の製品を使用することができる。アルカリ金属又はアルカリ土類金属水酸化物及び水性アンモニアを挙げることができる。二級、三級、又は四級アミンも使用することができる。塩基の水溶液は、不活性ガスを吹き込むことによって予め脱気されてもよい。工程（ａ）は、水溶液を塩基の水溶液に入れることによって行うことができる。工程（ａ）は、好ましくは不活性雰囲気下で、特に閉鎖型反応器の中で又は不活性ガスでスイープしながら半閉鎖型反応器の中で行われる。接触は、通常は撹拌されている反応器の中で行われる。塩基／（Ｃｅ＋Ｌａ）のモル比で表される、工程（ａ）で使用される塩基の量は、好ましくは８．０～３０．０に含まれる。この比は好ましくは９．０よりも大きくてもよい。

【0045】

工程（ａ）は、通常５℃～５０℃に含まれる温度で行われる。この温度は２０～２５℃であってもよい。

【0046】

工程（ｂ）は、前の工程の最後に得られた反応媒体の熱処理である。これは、（ｉ）加熱サブ工程と（ｉｉ）エージングサブ工程とで構成される。加熱サブ工程（ｉ）は、通常７５℃～９５℃、より具体的には８０℃～９０℃、さらに具体的には８５℃～９０℃に含まれる温度で媒体を加熱することからなる。

【0047】

エージングサブ工程（ｉｉ）は、媒体を７５℃～９５℃、より具体的には８０℃～９０℃、さらに具体的には８５℃～９０℃に含まれる温度に維持することからなる。エージングサブ工程（ｉｉ）の継続時間は２時間～２０時間である。経験則として、エージング工程の温度が高いほど、エージングサブ工程の継続時間は短くなる。例えば、エージングサブ工程の温度が８５℃～９０℃の場合、例えば８８℃の場合、エージングサブ工程の継続時間は２時間～１５時間、より具体的には４時間～１５時間であってもよい。エージングサブ工程の温度が７５℃～８５℃の場合、例えば８０℃の場合、エージングサブ工程の継続時間は１５時間～３０時間であってもよい。

【0048】

工程（ｂ）中に、Ｃｅ^ＩＩＩのＣｅ^ＩＶへの酸化が生じる。この工程は、不活性雰囲気下で行うこともでき、工程（ａ）のこの雰囲気に関する説明はここでも同様に適用される。同様に、熱処理は撹拌されている反応器の中で行うことができる。

【0049】

工程（ｃ）において、工程（ｂ）の最後に得られる混合物は任意選択的に酸性化されていてもよい。この工程（ｃ）は、硝酸を使用することにより行うことができる。反応混合物は、ＨＮＯ_３により３．０より低いｐＨ、より具体的には１．５～２．５に含まれるｐＨに酸性化されてもよい。

【0050】

工程（ｄ）において、工程（ｂ）又は工程（ｃ）の最後に得られる固体材料は、水、好ましくは脱イオン水で洗浄される。この操作により、分散液中の残留硝酸塩の量を減らし、目標の導電率を得ることができる。この工程は、混合物から固体を濾過し、固体を水に再分散させることによって行うことができる。必要に応じて、濾過と再分散を複数回行ってもよい。

【0051】

工程（ｅ）において、粒子を解凝集するために、工程（ｄ）の終わりに得られた固体材料に対して機械的処理を行ってもよい。この工程は、ダブルジェット処理又は超音波解凝集によって行われてもよい。この工程は、通常、シャープな粒径分布及び大きな凝集粒子の数の減少をもたらす。一実施形態によれば、セリウム系粒子は解凝集の機械的処理を受けたものである。別の実施形態によれば、セリウム系粒子は解凝集の機械的処理を受けていないものである。

【0052】

工程（ｅ）の後、固体材料を乾燥させて、粉末形態のセリウム系粒子を得ることができる。工程（ｅ）の後、水又は水と混和性液体有機化合物との混合物を添加することで、液体媒体中のセリウム系粒子の分散液を得てもよい。

【0053】

本発明の粒子の具体的な形状は、Ｌａ以外の元素では得られないことが観察された（図Ｂを参照）。セリウム系粒子は、そのように開示された調製方法で得られた。この方法は、低いＣｅ^ＩＶ／総Ｃｅ比、７５℃～９０℃のエージングサブ工程（ｉｉ）の温度、及び２時間～２０時間のエージングサブ工程（ｉｉ）の継続時間間の組み合わせに基づくものである。エージングサブ工程の所定の温度でセリウム系粒子が得られない場合、エージングサブ工程の継続時間を長くすることができる。セリウム系粒子がまだ得られない場合、エージングサブ工程の温度及び／又は塩基／ＲＥモル比を上げることができる。当業者は、この後に開示される実施例おいても適切な教示を見出すことができる。

【0054】

セリウム系粒子の分散液について
分散液は、本発明のセリウム系粒子と液体媒体を含む。液体媒体は、水又は水と水混和性有機液体との混合物であってもよい。水混和性有機液体は、粒子を析出又は凝集させない必要がある。水混和性有機液体は、例えば、イソプロピルアルコール、エタノール、１－プロパノール、メタノール、１－ヘキサノールのようなアルコール；アセトン、ジアセトンアルコール、メチルエチルケトンのようなケトン；ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸エチル、酢酸メチル、乳酸メチル、乳酸ブチル、乳酸エチルのようなエステルであってもよい。水／有機液体の比率は、８０／２０～９９／１（ｗｔ／ｗｔ）であってもよい。

【0055】

分散液中のセリウム系粒子の割合は、１．０重量％～４０．０重量％に含まれていてもよく、この割合は、分散液の総重量に対するセリウム系粒子の重量として表される。この割合は、１０．０重量％～３５．０重量％に含まれていてもよい。

【0056】

分散液は、３００μＳ／ｃｍ未満、より具体的には１５０μＳ／ｃｍ未満、さらに具体的には１００μＳ／ｃｍ又は５０μＳ／ｃｍ未満の導電率も示し得る。導電率は、ＨＯＲＩＢＡ，Ｌｔｄ．の導電率計９３８２－１０Ｄを用いて測定される。

【0057】

分散液は少量の残留硝酸塩を含んでいてもよい。硝酸塩は、液体媒体中に存在していてもよい、及び／又はセリウム系粒子の表面に吸着されていてもよい。硝酸塩の存在は、いくらかの優れた研磨特性を得るのに役立ち得る。粒子表面に吸着した残留硝酸塩の存在は、ｉｎｔｒａｒｅｄ分光法によって確認することができる。セリウム系粒子は、０．２０重量％未満の、表面に吸着された残留硝酸塩の量を含んでいてもよく、この量は粒子の総重量に対する硝酸塩の重量として表されるように表される。この量は、０．０１重量％～０．２０重量％に含まれる。これは次の方法で測定することができる：分散液の液体媒体中の硝酸塩の量（量Ａ）を、遠心分離機を用いて濾過することにより分散液から粒子を除去した後に測定する。ｐＨ＝１１．０まで分散液にＮａＯＨを添加し、混合物を一晩放置して粒子表面から吸着された硝酸塩を除去し、液体中の硝酸塩の量（量Ｂ）を測定する。その後、吸着された残留硝酸塩の量が決定され、これは量Ａと量Ｂの差に相当する。

【0058】

セリウム系粒子又は分散液の使用について
本発明のセリウム系粒子又は本発明の分散液は、研磨組成物、より具体的にはＣＭＰ組成物を調製するために使用することができる。これらは、研磨組成物、より具体的にはＣＭＰ組成物の成分として使用される。

【0059】

ＣＭＰ組成物（又は化学的－機械的研磨組成物）は、基板の表面から物質を選択的に除去するために使用される研磨組成物である。これは、集積回路及びその他の電子デバイスの分野で使用されている。実際には、集積回路及びその他の電子デバイスの製造においては、導電性、半導体性、及び誘電性の材料の複数の層が基板の表面で堆積又は除去される。材料の層が逐次的に基板上に堆積されて基板から除去されると、基板の最上面が非平面になり、平坦化が必要になる場合がある。表面の平坦化（又は「研磨」）とは、基板の表面から材料を除去して、概して滑らかで平らな表面を形成するプロセスである。平坦化は、粗い表面、凝集した材料、結晶格子損傷、擦り傷、及び汚染された層又は材料などの望ましくない表面トポグラフィ及び表面欠陥を除去するのに有用である。平坦化は、フィーチャを埋めるために使用される余分な堆積材料を除去し、メタライゼーションと処理の後続の水平面に均一な表面を提供することにより、基板上にフィーチャを形成するのにも有用である。

【0060】

研磨組成物又はＣＭＰ組成物で研磨することができる基板は、例えば、二酸化ケイ素タイプの基板、ガラス、半導体、又はウェハであってもよい。

【0061】

研磨組成物又はＣＭＰ組成物は、通常、セリウム系粒子以外の異なる成分を含む。研磨組成物は、以下の成分のうちの１種以上を含んでいてもよい：
－ セリウム系粒子以外の研磨粒子（本明細書では「追加の研磨粒子」と呼ぶ）；及び／又は
－ ｐＨ調整剤；及び／又は
－ 界面活性剤；及び／又は
－ 粘度向上剤及び凝固剤などのレオロジー調整剤；及び／又は
－ カルボン酸モノマー、スルホン化モノマー、又はホスホン酸化モノマーと、アクリレート、ポリビニルピロリドン、又はポリビニルアルコールとのアニオン性コポリマー（例えば２－ヒドロキシエチルメタクリル酸とメタクリル酸とのコポリマー）；ポリビニルピロリドン又はポリエチレングリコールである非イオン性ポリマー；アミノシラン、ウレイドシラン、又はグリシジルシランであるシラン；官能化されたピリジンのＮ－オキシド（例えばピコリン酸Ｎ－オキシド）；デンプン；シクロデキストリン（例えばα－シクロデキストリン又はβ－シクロデキストリン）；及びこれらの組み合わせから選択される添加剤。

【0062】

研磨組成物のｐＨは、通常１～６である。典型的には、研磨組成物は３．０以上のｐＨを有する。また、研磨組成物のｐＨは典型的には６．０以下である。

【0063】

本発明のセリウム系粒子は、以下の文献に開示されている研磨組成物において使用することができる：国際公開第２０１３／０６７６９６号パンフレット；国際公開第２０１６／１４０９６８号パンフレット；国際公開第２０１６／１４１２５９号パンフレット；国際公開第２０１６／１４１２６０号パンフレット；国際公開第２０１６／０４７７２５号パンフレット；国際公開第２０１６／００６５５３号パンフレット。

【実施例】

【0064】

実施例６のセリウム系粒子を除いた実施例と比較例のセリウム系粒子全てに対して、粒子を解凝集するために機械的処理を行った。使用した装置は、二重衝撃ジェット処理装置であった。

【0065】

実施例１：粒子Ｃｅ／Ｌａ ９７．５／２．５（本発明）
３Ｍの三価硝酸セリウム溶液１３．１ｋｇ、３Ｍの硝酸ランタン溶液０．３ｋｇ、６８％のＨＮＯ_３溶液２．０ｋｇ、脱イオン水０．５ｋｇ、及び比Ｃｅ^ＩＶ／Ｃｅ_合計＝１／８１０５０に対応する硝酸セリウム（ＩＶ）を添加することによって希釈硝酸セリウム溶液を調製した。この溶液を半閉鎖型の２０Ｌの容器の中に入れてから、撹拌及び窒素吹き込みを行いながら脱気した。

【0066】

脱イオン水７５ｋｇと２５％アンモニア水溶液１３．１ｋｇ（ＮＨ_４ＯＨ／（Ｌａ＋Ｃｅ）＝９．０）を添加することにより、希釈アンモニア水溶液を調製する。この溶液を半閉鎖型の１００Ｌのジャケット付反応器の中に入れてから、撹拌及び窒素の吹き込みを行う。

【0067】

次いで、同じ撹拌及び窒素スイープ下で、希釈アンモニア水溶液に希釈硝酸セリウム溶液を周囲温度で添加する。その後、反応混合物の温度を８０℃に上げてからこの温度で１８時間維持する。この熱処理の終わりに、反応混合物を放冷し、６８％ＨＮＯ_３を添加することによりｐＨ２に酸性化する。

【0068】

反応混合物を濾過し、脱イオン水で洗浄した。洗浄液の導電率が０．０４ｍＳ／ｃｍ未満になった場合に洗浄を繰り返した。最終的に得られた懸濁液を１０％のＣｅＯ_２に調整した。

【0069】

窒素吸着によって決定されたＢＥＴ比表面積は１１．３ｍ^２／ｇであった。

【0070】

二次粒径は、レーザー粒径分析計（Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ－９１０）により水中のＣｅＯ_２の相対屈折率１．７で測定した。メジアン径Ｄ５０は１２９ｎｍであり、標準偏差は平均粒径の２４％に相当する３１ｎｍであった。

【0071】

Ｄ１０、Ｄ５０、及びＤ９０は、それぞれ１０３、１２９、及び１７４ｎｍであった。計算された分散σ／ｍは０．２８であった。

【0072】

実施例２：粒子Ｃｅ／Ｌａ ９０／１０（本発明）
３Ｍの三価硝酸セリウム溶液１１．５ｋｇ、３Ｍの硝酸ランタン溶液１．３ｋｇ、６８％のＨＮＯ_３溶液１．８ｋｇ、脱イオン水０．５ｋｇ、及びＣｅ^ＩＶ／Ｃｅ_合計＝１／８０２３５に対応する硝酸セリウム（ＩＶ）を添加することによって希釈硝酸セリウム溶液を調製した。この溶液を半閉鎖型の２０Ｌの容器の中に入れてから、撹拌及び窒素吹き込みを行いながら脱気した。

【0073】

脱イオン水７０ｋｇと２５％アンモニア水溶液１４．０ｋｇ（ＮＨ_４ＯＨ／（Ｌａ＋Ｃｅ）＝１０．０）を添加することにより、希釈アンモニア水溶液を調製する。この溶液を半閉鎖型の１００Ｌのジャケット付反応器の中に入れてから、撹拌及び窒素の吹き込みを行う。

【0074】

次いで、同じ撹拌及び窒素スイープ下で、希釈アンモニア水溶液に希釈硝酸セリウム溶液を周囲温度で添加する。その後、反応混合物の温度を８８℃に上げてからこの温度で１３．５時間維持する。この熱処理の終わりに、反応混合物を放冷し、６８％ＨＮＯ_３を添加することによりｐＨ２に酸性化する。

【0075】

反応混合物を濾過し、脱イオン水で洗浄した。洗浄液の導電率が０．０４ｍＳ／ｃｍ未満になった場合に洗浄を繰り返した。最終的に得られた懸濁液を１０％のＣｅＯ_２に調整した。

【0076】

窒素吸着によって決定されたＢＥＴ比表面積は８．４ｍ^２／ｇであった。

【0077】

懸濁液をＴＥＭによって観察した。一次粒子は単分散であった。懸濁液を代表する約１０００個の粒子について、各粒子をカウントして測定した。平均粒径は１５６ｎｍであり、標準偏差は平均粒径の２５％に相当する３９ｎｍであった。

【0078】

二次粒径は、レーザー粒径分析計（Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ－９１０）により水中のＣｅＯ_２の相対屈折率１．７で測定した。メジアン径Ｄ５０は１６６ｎｍであり、標準偏差は平均粒径の４２％に相当する６９ｎｍであった。Ｄ１０、Ｄ５０、及びＤ９０は、それぞれ１１６、１６６、及び２６７ｎｍであった。計算された分散σ／ｍは０．４５であった。

【0079】

実施例３：粒子Ｃｅ／Ｌａ（９７．５／２．５）
実施例１と同様の条件下で粒子を得た。以下のパラメータを使用した：Ｃｅ^ＩＶ／Ｃｅ_合計＝１／７９７９９；ＮＨ_４ＯＨ／ＲＥ＝８．０；エージングサブ工程の温度：８８℃；エージングサブ工程の継続時間：２時間。

【0080】

実施例４：粒子Ｃｅ／Ｌａ（９０／１０）
実施例１と同様の条件下で粒子を得た。以下のパラメータを使用した：Ｃｅ^ＩＶ／Ｃｅ_合計＝１／８２２９３；ＮＨ_４ＯＨ／ＲＥ＝９．０；エージングサブ工程の温度：８０℃；エージングサブ工程の継続時間：２２時間。

【0081】

実施例５：粒子Ｃｅ／Ｌａ（９０／１０）
実施例１と同様の条件下で粒子を得た。以下のパラメータを使用した：Ｃｅ^ＩＶ／Ｃｅ_合計＝１／４９８２；ＮＨ_４ＯＨ／ＲＥ＝８．０；エージングサブ工程の温度：８８℃；エージングサブ工程の継続時間：８時間。

【0082】

実施例６：粒子Ｃｅ／Ｌａ（９７．５／２．５）
実施例１と同様の条件下で粒子を得た。以下のパラメータを使用した：ＮＨ_４ＯＨ／ＲＥ＝８．０；エージングサブ工程の温度：８８℃；エージングサブ工程の継続時間：４時間。

【0083】

比較例１（純粋なセリア）
３Ｍの三価硝酸セリウム１３．５ｋｇ、６８％のＨＮＯ_３ ２．２ｋｇ、及び脱イオン水０．７ｋｇを混合することにより、硝酸セリウム溶液を調製した。この溶液を２０Ｌの半閉鎖型容器の中に入れた。

【0084】

１５．５ｋｇの２５％アンモニア水及び７３ｋｇの脱イオン水を添加することによりアンモニア水溶液を調製した。続いて、１／８００００のセリウムＩＶ／総セリウムモル比（Ｃｅ^ＩＶ／Ｃｅ_合計＝１／８００００）に相当する硝酸セリウム（ＩＶ）を添加した。この溶液をジャケット付きの１００Ｌ半閉鎖型反応器の中に入れ、撹拌しながら１時間Ｎ_２ガスを吹き込んだ。

【0085】

上述した硝酸セリウム溶液を、撹拌及びＮ_２吹き込みの同じ条件で約３０分間アンモニア水溶液と混合した。反応混合物を約１時間で８５℃まで加熱し、Ｎ_２吹き込みなしの同じ撹拌条件でこの温度で約２０時間維持した。

【0086】

反応混合物を冷却し、６８％のＨＮＯ_３でｐＨ２．０に酸性化した。反応混合物を濾過し、脱イオン水で洗浄した。洗浄液の導電率が０．０４ｍＳ／ｃｍ未満になった場合に洗浄を繰り返した。最終的に得られた懸濁液を解凝集し、３０％のＣｅＯ_２に調整した。

【0087】

窒素吸着によって決定されたＢＥＴ比表面積は８ｍ^２／ｇであった。

【0088】

懸濁液をＴＥＭによって観察した。一次粒子は単分散であった。懸濁液を代表する約１５０個の粒子について、各粒子をカウントして測定した。平均粒径は１６５ｎｍであり、標準偏差は平均粒径の１５％に相当する２５ｎｍであった。

【0089】

二次粒径は、レーザー粒径分析計（Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ－９１０）により水中のＣｅＯ_２の相対屈折率１．７で測定した。メジアン径Ｄ５０は１３７ｎｍであり、標準偏差は平均粒径の２６％に相当する３６ｎｍであった。Ｄ１０、Ｄ５０、及びＤ９０は、それぞれ１０６、１３７、及び１９２ｎｍであった。計算された分散σ／ｍは１．４０であった。

【0090】

比較例２：粒子Ｃｅ／Ｌａ（９７．５／２．５）
３Ｍの三価硝酸セリウム溶液１３．１ｋｇ、３Ｍの硝酸ランタン溶液０．３ｋｇ、６８％のＨＮＯ_３溶液２．０ｋｇ、脱イオン水０．５ｋｇ、及び１／５０００のセリウムＩＶ／総セリウムモル比（Ｃｅ^ＩＶ／Ｃｅ_合計＝１／５０００）に相当する硝酸セリウム（ＩＶ）を添加することによって希釈硝酸セリウム溶液を調製した。この溶液を半閉鎖型の２０Ｌの容器の中に入れてから、撹拌及び窒素吹き込みを行いながら脱気した。

【0091】

脱イオン水８０ｋｇと２５％のアンモニア水溶液９．８ｋｇを添加することにより希釈アンモニア水溶液を調製する。この溶液をジャケット付きの１００Ｌ半閉鎖型反応器の中に入れ、撹拌し、窒素を吹き込む。

【0092】

次いで、同じ撹拌及び窒素スイープ下で、希釈アンモニア水溶液に希釈硝酸セリウム溶液を周囲温度で添加する。次いで、反応混合物の温度を８０℃まで上げ、その後この温度で８時間維持する。この熱処理の終わりに、反応混合物を放冷し、６８％ＨＮＯ_３を添加することによりｐＨ２に酸性化する。

【0093】

反応混合物を濾過し、脱イオン水で洗浄した。洗浄液の導電率が０．０４ｍＳ／ｃｍ未満になった場合に洗浄を繰り返した。最終的に得られた懸濁液を１０％のＣｅＯ_２に調整した。

【0094】

窒素吸着によって決定されたＢＥＴ比表面積は１５．３ｍ^２／ｇであった。

【0095】

二次粒径は、レーザー粒径分析計（Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ－９１０）により水中のＣｅＯ_２の相対屈折率１．７で測定した。メジアン径Ｄ５０は９９ｎｍであり、標準偏差は平均粒径の１７％に相当する１７ｎｍであった。Ｄ１０、Ｄ５０、及びＤ９０は、それぞれ８０、９９、及び１２１ｎｍであった。計算された分散σ／ｍは０．２２であった。

【0096】

比較例３：粒子（Ｃｅ／Ｌａ ９０／１０）
３Ｍの三価硝酸セリウム溶液１１．５ｋｇ、３Ｍの硝酸ランタン溶液１．３ｋｇ、６８％のＨＮＯ_３溶液１．８ｋｇ、脱イオン水０．５ｋｇ、及び１／５０００のセリウムＩＶ／総セリウムモル比に相当する硝酸セリウム（ＩＶ）を添加することによって希釈硝酸セリウム溶液を調製した。この溶液を半閉鎖型の２０Ｌの容器の中に入れてから、撹拌及び窒素吹き込みを行いながら脱気した。

【0097】

脱イオン水８０ｋｇと２５％のアンモニア水溶液８．８ｋｇを添加することにより希釈アンモニア水溶液を調製する。この溶液をジャケット付きの１００Ｌ半閉鎖型反応器の中に入れ、撹拌し、窒素を吹き込む。

【0098】

次いで、同じ撹拌及び窒素スイープ下で、希釈アンモニア水溶液に希釈硝酸セリウム溶液を周囲温度で添加する。次いで、反応混合物の温度を８０℃まで上げ、その後この温度で５時間維持する。この熱処理の終わりに、反応混合物を放冷し、６８％ＨＮＯ_３を添加することによりｐＨ２．０に酸性化する。

【0099】

反応混合物を濾過し、脱イオン水で洗浄した。洗浄液の導電率が０．０４ｍＳ／ｃｍ未満になった場合に洗浄を繰り返した。最終的に得られた懸濁液を１０％のＣｅＯ_２に調整した。

【0100】

窒素吸着によって決定されたＢＥＴ比表面積は１９．０ｍ^２／ｇであった。

【0101】

懸濁液をＴＥＭによって観察した。一次粒子は単分散であった。懸濁液を代表する約１０００個の粒子について、各粒子をカウントして測定した。平均粒径は６５ｎｍであり、標準偏差は平均粒径の２８％に相当する１８ｎｍであった。

【0102】

二次粒径は、レーザー粒径分析計（Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ－９１０）により水中のＣｅＯ_２の相対屈折率１．７で測定した。メジアン径Ｄ５０は８６ｎｍであり、標準偏差は平均粒径の１３％に相当する１１ｎｍであった。Ｄ１０、Ｄ５０、及びＤ９０は、それぞれ７０、８６、及び９８ｎｍであった。計算された分散σ／ｍは０．１６であった。

【0103】

研磨に使用される条件
セリウム系粒子の水分散液を、以下の条件下で試験した。使用される研磨機は、自製の研磨ヘッドを備えたＳｔｒｕｅｒｓ Ｌａｂｏｐｏｌ５である。研磨される表面はアモルファスシリカ製である。分散液は、制御された流量で研磨される表面に導入される。
・ ヘッドにかけられる圧力：４０ｋＰａ；
・ 回転速度：１５０ｒｐｍ；
・ パッド：ネオプレン（ＭＤ－Ｃｈｅｍ）－試験される分散液ごとに新しいパッド；
・ 分散液の流量：６０ｍＬ／分；
・ 分散液：セリウム系粒子の量は１重量％である；
・ 分散液のｐＨは４．６～４．８である。

【0104】

基板の重量損失を記録する。その後、ｎｍ／分で表される除去率（ＲＲ）を以下の通りに計算する：

式中、
・ Δｍは、基板の重量損失であり；
・ Ｒは、基板の半径であり；
・ ρは、基板の密度であり；
・ Δｔは、研磨時間である。

【0105】

表Ｉに詳述されている結果から分かるように、本発明の粒子は、比較例２の粒子と比較して除去率の改善を示す。

【0106】

【図A】

【図B】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】