[发明专利]铈系研磨材料

说明书

技术领域

本发明涉及铈系研磨材料。特别涉及氧化铈含量高、研磨速度得到了改善 的高纯度铈系研磨材料。

背景技术

铈系研磨材料(以下有时简称为研磨材料)由以氧化铈(CeO₂)为必须成分、 含有其它的稀土类金属氧化物、有时还含有稀土类金属氟氧化物或稀土类金属 三氟化物的研磨材料粒子形成，以往被用于各种玻璃材料的研磨。最近，其应 用领域扩大，也被用于硬盘等磁记录媒体用玻璃、液晶显示器(LCD)的玻璃基 板、光掩模用玻璃这样的在电气·电子设备中使用的玻璃材料或半导体基板的 无机绝缘膜层的研磨。此外，随着用途的扩大，作为铈系研磨材料的一种的氧 化铈含量高的研磨材料(CeO₂/全部稀土类氧化物(以下有时简称为TREO)≥90 质量％)的使用机会也在增加。

这里，作为研磨材料这样的功能性材料被要求的特性之一，可例举能够形 成无损伤的高精度的研磨面。对于所述电气·电子设备用玻璃材料及半导体装 置中的研磨面的平滑性，被要求极高的精度，这就希望铈系研磨材料具有更严 格的标准。

高纯度铈系研磨材料为了满足上述要求最好不含有稀土类元素以外的杂 质，这已成为一直以来的常识。例如，在专利文献1中揭示了Na等杂质含量 被限定在规定量以下的铈系研磨材料。如果采用该引用文献1记载的研磨材料， 则可在不产生损伤的前提下对半导体基板的SiO₂绝缘膜的被研磨面进行研磨。

专利文献1：日本专利特开平11-181403号公报

发明的揭示

上述铈系研磨材料对半导体基板进行研磨时并不被要求象玻璃基板的研 磨那样的研磨速度，足够使用。但是，被研磨材料为玻璃时，存在研磨速度非 常慢、缺乏实用性的问题。本发明者尝试通过调整制造条件对上述几乎排除了 杂质的研磨材料的研磨速度进行些许改善，例如将焙烧温度调整为高温，但由 于这样易产生研磨损伤，所以很难进行改善。

因此，本发明的目的是提供高纯度铈系研磨材料，该研磨材料即使在研磨 液晶显示器用、硬盘用、光掩模用玻璃基板时研磨速度也较快，且产生的研磨 损伤少。

为了解决上述问题，本发明者进行了认真研究，使高纯度铈系研磨材料中 含有特定元素。这种在高纯度铈系研磨材料中添加稀土类元素以外的元素的技 术思想与所述以往的技术常识是相违背的，但这样实现了充分的研磨速度的提 高，本发明者藉此想到了本发明。

即，本发明的铈系研磨材料的特征在于，在相对于全部稀土类氧化物(TREO) 的氧化铈的含量为90质量％以上的铈系研磨材料中，含有0.01～2.0质量％ 的选自Ti及原子序号80以下的5族～12族的元素的至少1种特定元素。该特 定元素浓度以研磨材料总量为基准。本发明中，研磨材料总量是指固形研磨材 料总量。因此，为淤浆状的研磨材料时，以除去了分散介质的固形成分为基准。

本发明中，用于改善研磨特性的添加元素(以下称为特定元素)是Ti及原 子序号80以下的5族～12族的元素。本发明者发现唯有这些元素可见研磨特 性改善的效果。这里，规定特定元素的范围的“族”是指IUPAC无机化学命名 法(1990年公告)中规定的“族”，共1～18族。特定元素范围除了Ti(4族) 以外，还包括作为5族元素～12族元素的以下元素。5族元素包括V、Nb、Ta， 6族元素包括Cr、Mo、W，7族元素包括Mn、Tc、Re，8族元素包括Fe、Ru、 Os，9族元素包括Co、Rh、Ir，10族元素包括Ni、Pd、Pt，11族元素包括Cu、 Ag、Au，12族元素包括Zn、Cd、Hg。

这些特定元素中，较好的是原子序号22～30的元素，即，Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn。这是因为它们的价格比较低，可控制研磨材料的成本上 升。从成本和效果方面考虑，更好的是Fe或Zn。

相对于研磨材料总量，所述特定元素的含量优选0.01～2.0质量％。如果 不足0.01质量％，则研磨速度较慢，另一方面，如果超过2.0质量％，则即 使添加特定元素，研磨速度的提高效果也不会再有差别，且存在产生研磨损伤 的倾向。从该观点考虑，特定元素的含量更好为0.05～1.0质量％，特好为 0.10～0.5质量％。