JP6424818B2 - 研磨材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、研磨材の製造方法に関する。より詳しくは、研磨性能を改良した研磨材の製造方法に関する。

ガラス光学素子やガラス基板、半導体デバイスを製造工程で精密研磨する研磨材としては、従来、酸化セリウムを主成分とし、これに酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化プラセオジムなどが加わった希土類元素酸化物が使用されている。この他の研磨材としては、ダイヤモンド、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、コロイダルシリカ等が挙げられるが、研磨速度、研磨後の被研磨物の表面粗さの観点から比較したときに、酸化セリウムが有効であることは公知であり、広範囲で用いられている。

今までは、酸化セリウム粒子としては、主には湿式粉砕法により調製されていたが、湿式粉砕法により得られる酸化セリウム粒子の形状が不均一で、研磨性（研磨面の平滑性や研磨速度）にも劣るという問題を抱えている。
そこで、オングストローム（Å）レベルの高い平滑度が要求される製造工程では、研磨速度の速い酸化セリウム等によりあらかじめ研磨した後に、数十ｎｍサイズのコロイダルシリカを使用して研磨することが一般的である。
しかしながら、研磨工程が多段階にわたることで、生産性が低下していることが問題となっている。また、平滑度の要求が高まっており、高い研磨速度を維持したまま、傷（キズ）の発生が少ない研磨材が求められている。

このような問題に対し、近年、湿式合成法により調製した微細で高い単分散性を備えた酸化セリウム粒子を含む酸化セリウム研磨材の検討がなされている。この湿式合成法により酸化セリウム粒子を得る方法は、主には、精製された硝酸第一セリウム、塩化第一セリウム、硫酸第一セリウム等の水溶液に炭酸、蓚酸、酢酸等の塩を添加して炭酸第一セリウム、蓚酸第一セリウム、酢酸第一セリウム等の生成物を沈殿させ、この沈殿物をろ過し、乾燥したのち、焼成して酸化セリウム粒子を得る方法であり、被研磨物の高平滑性と、高研磨速度を両立することができる技術として、注目されている。

例えば、非特許文献１では、硝酸セリウム水溶液、硝酸イットリウム溶液、尿素を混合した水溶液を加熱撹拌し、粒子径分布の狭い粒子を得る方法が提案されている。
しかしながら、非特許文献１の方法で製造された粒子を焼成し、研磨材としての効果を確認した結果、研磨速度が低かった。研磨速度を低下させる原因としては、粒子形状と粒子径分布を調整するために、セリウム以外の元素（イットリウム）が混合されていることが、粒子表面におけるセリウム濃度を低下させ、研磨速度を低下させている。

特許文献１では、セリウムに加え、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウムから選ばれる少なくとも１種類の元素と、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の塩を含有する水溶液に、尿素系化合物を添加して球形状の希土類塩基性炭酸塩を形成し、これを焼成することで、球形状の希土類酸化物粒子を得る方法が記載されている。
しかしながら、この方法ではイットリウム及びガドリニウム等から選ばれる少なくとも１種類の元素を２０ｍｏｌ％以上の割合で含有させないと、球形状の粒子を得ることができない。

また、特許文献２及び特許文献３では、球形状の単分散性を示す希土類酸化物の粒子を得る方法について、ガドリニウム、テルビウム、ユウロピウム、サマリウム、ネオジム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム及びイッテルビウムを使用する例が記載されている。
しかしながら、セリウムの球形状の単分散性を示す酸化物粒子を得る方法は記載されていない。

また、非特許文献２では、希土類元素の鉱酸塩水溶液に尿素を添加し、加熱して希土類元素の不溶性塩を沈殿させ、これを焼成して希土類元素酸化物を作製する方法は記載されている。
しかしながら、合成スケールを大きくすると、球形状の粒子ではなく、異方成長した粒子が生成されてしまう。

また、特許文献４では、金属酸化物粒子が、金属塩、高分子化合物及び高沸点有機溶媒を含有する混合物を加熱することにより生成する金属酸化物を焼成して得られる金属酸化物粒子の製造方法が記されている。
しかしながら、特許文献４の方法では、結晶子が凝集して粒子が形成されているため、真球形状ではなく、表面の凹凸が多く、キズが付きやすい。また、凝集粒からなる粒子であるため、研磨加工に用いた際に崩壊しやすい。

さらに、有機溶媒を溶媒として使用し、高温での反応を必要とするため、生産性が悪い。また、高分子を使用しているため、粒子表面に高分子が残った場合、焼成時に凝集が起こるため、粒子径の制御が難しいといった問題がある。
また、酸化セリウム粒子による研磨においては、酸化セリウム表面に３価のセリウム原子が多く存在し、４価のセリウム原子が粒子内部に安定に存在することで、表面の３価のセリウムが被研磨物の分子結合を切断し、研磨が進行すると考えられている。しかしながら、小さい粒子の凝集体である特許文献４に記載の粒子においては、粒子表面と内部でセリウム原子の価数の差が表れにくく、表面に３価の粒子が存在しにくくなるため、研磨速度の増加が見込めない。

また、特許文献５には、７００〜１３００℃の温度範囲で、１〜１０時間焼成して得られる平均結晶子径が２０〜４０ｎｍ（２００〜４００Å）の範囲内にある混合希土類フッ素化合物を用いたセリウム系研磨材の製造方法が開示されている。この方法では、混合希土類酸化物と混合希土類フッ素化物を混合し、粉砕することで、セリウム系研磨材を得ている。

しかしながら、特許文献５の方法で得られたセリウム系研磨材は、粒子の最表面のセリウム濃度が低いため、十分な研磨速度が得られない。また、特許文献５においては、平均結晶子径が４００Åを越える平均結晶子径を持つ酸化セリウム粒子では、フッ素化反応が進行しづらくなり、高い研磨速度を得ることができないとされている。

通常、研磨工程としては、研磨精度より研磨速度が重要視される一次研磨と、最終的な仕上がり品質である平滑性、表面均一性が重視される二次研磨が挙げられるが、上記のような硬質ガラス基板の研磨においては、平滑性や表面精度よりも研磨速度が重要視され、全体の研磨効率に影響がある一次研磨工程に適した研磨材の開発が要望されている。

国際公開第２０１２／１０１８７１号 米国特許第５０１５４５２号明細書 特開平１１−３５３２０号公報 特開２０１３−１１０２７２号公報 特開２００６−０９７０１４号公報

Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．，７１巻、１０号、８４５〜８５３頁（１９８８年） Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，２８０巻、２７４〜２８１頁（２００２年）

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、生産性が高く、精密研磨に適した、研磨初期の研磨速度を長期間にわたり維持することができる研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法を提供することである。

本発明者は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、研磨材粒子の組成と形状の関係等について検討する過程において、セリウムを必ず含み、精密研磨に適した、研磨材粒子を含有する研磨材を見出し本発明に至った。
また、研磨材粒子の形状と粒子成長の関係等について検討した結果、研磨材前駆体粒子を形成する工程を反応初期の核形成過程と生成した核を成長させる粒子の成長過程に分け、核形成過程において研磨材前駆体粒子の原料となる加熱分解した尿素類の水溶液を、セリウムを含む希土類元素含有化合物の水溶液（以下希土類塩水溶液ともいう。）に添加し、研磨材前駆体粒子形成の早い段階で核を形成しそれを成長させることが、単分散性に優れ、かつ好ましい形状の研磨材粒子を製造する上で重要であることを見出し本発明に至った。
また、フッ素元素が混入していない酸化セリウム粒子を含有する酸化セリウム研磨材であって、前記酸化セリウム粒子の平均結晶子径が４２０〜５００Åの範囲内にあり、かつ前記酸化セリウム粒子の粒子径の単分散度が３０％以下である酸化セリウム研磨材により、一次研磨工程に適性を有し、高い研磨速度を有し、研磨初期の研磨速度を長期間にわたり維持することができる酸化セリウム研磨材を提供することができることをも見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明の上記課題は、下記の手段により解決される。

１．研磨材を製造する製造方法であって、
前記研磨材が、セリウム（Ｃｅ）と、
ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）及びユウロピウム（Ｅｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素との、
含有量の合計が、８１ｍｏｌ％以上であり、

イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１９ｍｏｌ％以下である研磨材粒子を含有し、
前記研磨材粒子の粒子径の単分散度が、３０％以下であり、
少なくとも下記工程１〜工程５を含み、かつ少なくとも下記工程２〜工程３までの間、下記水溶液及び反応液に炭酸ガスを連続的若しくは断続的に導入することを特徴とする研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
工程１：セリウム（Ｃｅ）を含有する水溶液を調製し加熱する工程
工程２：前記工程１において加熱された前記水溶液に沈殿剤を添加して反応液を調製する工程
工程３：前記反応液を加熱撹拌して研磨材粒子前駆体を生成させる工程
工程４：前記工程３において生成した研磨材粒子前駆体を反応液から分離する工程
工程５：前記工程４で分離して得られた前記研磨材粒子前駆体を酸化性雰囲気中で焼成して研磨材粒子を形成させる工程

２．前記水溶液が、下記要件１ａ〜要件３ａを満たすことを特徴とする第１項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
要件１ａ：前記水溶液が、前記セリウムに加えて、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）からなる１４種類の希土類元素のうちから選ばれる少なくとも１種類の元素を含有する。
要件２ａ：前記水溶液に含有されるセリウムと、当該水溶液に含有される、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム及びユウロピウムから選ばれる少なくとも１種類の元素との含有量の合計が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、８１ｍｏｌ％以上である。
要件３ａ：前記水溶液に含有される、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、１９ｍｏｌ％以下である。

３．前記水溶液が、下記要件１ｂ〜要件３ｂを満たすことを特徴とする第２項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
要件１ｂ：前記水溶液が、前記セリウムに加えて、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる９種類の希土類元素のうちから選ばれる少なくとも１種類の元素を含有する。
要件２ｂ：前記水溶液のセリウムの含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、８１ｍｏｌ％以上である。
要件３ｂ：前記水溶液に含有される、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、１９ｍｏｌ％以下である。

４．前記水溶液のセリウムの含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、９５〜１００ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴とする第１項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。

５．前記工程２で沈殿剤を添加する直前の、前記水溶液又は前記反応液中の炭酸イオン濃度が、５０〜１６００ｍｇ／Ｌの範囲内であることを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。

６．前記工程２で沈殿剤を添加する直前の、前記水溶液又は前記反応液中の炭酸イオン濃度が、５８〜１５６９ｍｇ／Ｌの範囲内であることを特徴とする第１項から第５項までのいずれか一項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。

７．前記沈殿剤が、尿素又は尿素系化合物であることを特徴とする第１項から第６項までのいずれか一項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。

８．研磨材を製造する製造方法であって、
前記研磨材が、セリウム（Ｃｅ）と、
ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）及びユウロピウム（Ｅｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素との、
含有量の合計が、８１ｍｏｌ％以上であり、
イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１９ｍｏｌ％以下である研磨材粒子を含有し、
前記研磨材粒子の粒子径の単分散度が、３０％以下であり、
セリウムを含む希土類元素含有化合物の水溶液中に尿素類水溶液を添加して研磨材前駆体粒子を形成する工程と、
当該研磨材前駆体粒子を焼成する工程とを少なくとも有し、かつ
前記研磨材前駆体粒子を形成する工程における反応初期の粒子の核形成過程において加熱分解した尿素類水溶液を添加し、
前記核形成過程の後の粒子の成長過程において尿素類水溶液又は加熱分解した尿素類水溶液を添加することを特徴とする研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。

９．前記反応初期の粒子の核形成過程において添加する加熱分解した尿素類水溶液の添加速度が、加熱分解前の尿素類濃度に換算して反応液１Ｌに対して１分当たり０．０１〜５０ｍｏｌの範囲内であることを特徴とする第８項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。

１０．前記反応初期の粒子の核形成過程において添加する加熱分解した尿素類水溶液の炭酸イオン濃度が、２．５〜５０ｍｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする第８項又は第９項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。

１１．前記粒子の成長過程において添加する尿素類水溶液の濃度が、０．０５〜１０ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする第８項から第１０項までのいずれか一項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。

１２．前記粒子の成長過程において添加する前記加熱分解した尿素類水溶液の炭酸イオン濃度が、０．１〜３０ｍｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする第８項から第１１項までのいずれか一項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。

１３．前記研磨材粒子前駆体を１０５０〜１５００℃の範囲内で焼成することを特徴とする第１項から第１２項までのいずれか一項に記載の研磨材の製造方法。

本発明の上記手段により、生産性が高く、精密研磨に適した、研磨初期の研磨速度を長期間にわたり維持することができる研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法を提供することができる。

本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。

研磨材粒子を含有する研磨材は、セリウムを含有させることで、高い研磨速度を示すことができるが、研磨材粒子の表面にエッジが存在すると、研磨の際の傷の発生につながる。そこで、研磨材粒子にセリウムを含有させ、特定の組成にすることで、研磨速度を維持することができ、精密研磨が可能となる被研磨物の表面粗さを小さくすることに有効であることを見出した。
また、従来、結晶子サイズの大きい研磨材粒子で研磨すると、研磨速度は速いが、表面の粗さは粗くなることが一般的であった。表面の粗さが粗くなる原因として、研磨材粒子１つ１つの研磨速度が粒子径に依存しており、研磨材粒子の粒子径にばらつき（分布）があると、結晶子サイズが大きくなればなるほど、粒子径の効果による研磨レートの差が顕著に表れ、この被研磨物表面での研磨レートの差が表面の粗さとなって表れてくることが考えられる。すなわち、研磨速度が速く、表面の粗さの均一性を確保するには、単分散性に優れ、研磨材粒子径が揃っており、かつ結晶子サイズの大きい研磨材が求められる。

また、この研磨材粒子一つ一つの研磨速度が一定であるため、研磨速度にばらつきが有る場合に比べて、全体の研磨速度は速くなる。そのため、研磨材粒子として、フッ素化合物化する必要が無く、フッ素化の工程が必要ない。

本発明者が検討を進めた結果では、むしろ、フッ素化工程を付加することにより、研磨材粒子１つ１つの表面におけるセリウム含有量にばらつきが発生するため、研磨材粒子１つ１つの研磨速度のばらつきの原因となり、研磨速度の低下の原因となることが明らかになった。

研磨材に含有される研磨材粒子の前駆体の形成に、尿素等から加水分解して得られる二酸化炭素とアンモニアが必要であると考えられている。そこで、二酸化炭素、アンモニア及び尿素等の溶存する反応液中に、炭酸ガスを導入することで、研磨材粒子の前駆体を塩基性炭酸塩として効率的に得ることができ、精密研磨が可能である球形状のセリウムを含有する研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法に有効であることを見出した。

また、球状の研磨材前駆体粒子を形成する際、核形成するための加熱分解した尿素類水溶液を、反応の始めに希土類塩水溶液に添加することにより、粒径分布の揃った核粒子が生成すると考えられる。引き続き原料となる尿素類水溶液又は加熱分解した尿素類水溶液を添加することにより、粒径分布を維持しつつ単分散に優れた球状研磨材前駆体粒子が得られるようになったと考えられる。

本発明に係る研磨材粒子の走査型顕微鏡写真の一例 本発明に係る研磨材粒子の走査型顕微鏡写真の一例 酸化セリウム粒子の結晶子を示す模式図 結晶子を有する酸化セリウム粒子の一例を示す電子顕微鏡写真 本発明に係る研磨材の製造方法の流れの一例を示す模式図 本発明に係る研磨材の製造方法の流れの一例を示す模式図 本発明に係る研磨材の製造方法の流れの一例を示す模式図 本発明に係る研磨材の製造方法の流れの一例を示す模式図

本発明の研磨材を製造する製造方法は、前記研磨材が、セリウム（Ｃｅ）と、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）及びユウロピウム（Ｅｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素との、含有量の合計が、８１ｍｏｌ％以上であり、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１９ｍｏｌ％以下である研磨材粒子を含有し、前記研磨材粒子の粒子径の単分散度が、３０％以下であり、少なくとも下記工程１〜工程５を含み、かつ少なくとも下記工程２〜工程３までの間、下記水溶液及び反応液に炭酸ガスを連続的若しくは断続的に導入することを特徴とする。
工程１：セリウム（Ｃｅ）を含有する水溶液を調製し加熱する工程
工程２：前記工程１において加熱された前記水溶液に沈殿剤を添加して反応液を調製する工程
工程３：前記反応液を加熱撹拌して研磨材粒子前駆体を生成させる工程
工程４：前記工程３において生成した研磨材粒子前駆体を反応液から分離する工程
工程５：前記工程４で分離して得られた前記研磨材粒子前駆体を酸化性雰囲気中で焼成して研磨材粒子を形成させる工程
この特徴は、本実施形態に係る発明に共通する技術的特徴である。

本発明の実施態様としては、前記研磨材粒子の平均結晶子径が、４２０〜５００Åの範囲内であることが、より高い研磨速度を得ることができる観点から好ましい。

本発明の実施態様としては、前記研磨材粒子の平均粒子径Ｄ_５０が、０．５〜０．９μｍの範囲内であることが、より高い研磨速度を得ることができる観点から好ましい。

また、前記研磨材粒子の平均含有率が、全研磨材粒子の８０質量％以上であることが、より高い研磨速度を得ることができる観点から好ましい。

本発明の実施態様としては、セリウム（Ｃｅ）の含有量が、８１ｍｏｌ％以上であり、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１９ｍｏｌ％以下である研磨材粒子を含有することが好ましい。研磨材粒子のセリウム含有量が多いことで、優れた研磨速度を示すためである。

本発明の実施態様としては、セリウム（Ｃｅ）の含有量が、９０ｍｏｌ％以上であり、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。これにより、セリウムとともに含有されるイットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量を抑制することで、球形状を維持しながら生産コストを抑えることができるためである。

本発明の実施態様としては、セリウム（Ｃｅ）の含有量が、９５〜１００ｍｏｌ％の範囲内である研磨材粒子を含有し、前記研磨材粒子の粒子径の単分散度が、３０％以下であることが、セリウムの割合が高いため、速い研磨速度が得られる点で好ましい。

本発明の実施態様としては、前記研磨材粒子の粒子径の単分散度が、２０％以下であることが、キズ（傷）が発生しにくく、精密研磨に適しているため好ましい。

本発明の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法の実施態様としては、少なくとも下記工程１〜工程５を含み、かつ少なくとも下記工程２〜工程３までの間、下記水溶液又は反応液に炭酸ガスを連続的若しくは断続的に導入することが、本発明の効果発現の観点から好ましい。
工程１：セリウム（Ｃｅ）を含有する水溶液を調製し加熱する工程
工程２：前記工程１において加熱された前記水溶液に沈殿剤を添加して反応液を調製する工程
工程３：前記反応液を加熱撹拌して研磨材粒子前駆体を生成させる工程
工程４：前記工程３において生成した研磨材粒子前駆体を反応液から分離する工程
工程５：前記工程４で分離して得られた前記研磨材粒子前駆体を酸化性雰囲気中で焼成して研磨材粒子を形成させる工程

本発明の実施態様としては、前記水溶液が、前記要件１ａ〜要件３ａを満たすことが、本発明の効果発現の観点から好ましい。

また、本発明においては、前記水溶液が、前記要件１ｂ〜要件３ｂを満たすことが、セリウムの含有量が多く、研磨性能が優れた球形状の研磨材粒子を作製することができる点で好ましい。

また、本発明においては、前記水溶液のセリウムの含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、９５〜１００ｍｏｌ％の範囲内であることが、セリウムの含有量が高く、他の元素を含まないことから、少ない生産工程で研磨材を作製することができる点で好ましい。

また、本発明においては、前記工程２で沈殿剤を添加する直前の、前記水溶液又は前記反応液中の炭酸イオン濃度が、５０〜１６００ｍｇ／Ｌの範囲内であることが、反応液に十分な量の炭酸ガスを導入することができ、炭酸ガスの供給量を制御できる点で好ましい。

また、本発明においては、前記工程２で沈殿剤を添加する直前の、前記水溶液又は前記反応液中の炭酸イオン濃度が、５８〜１５６９ｍｇ／Ｌの範囲内であることが、本発明の効果をより顕著にするために好ましい。

また、本発明においては、前記沈殿剤が、尿素又は尿素系化合物であることが、加水分解反応により二酸化炭素とアンモニアを供給できる点で好ましい。

本発明の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法の実施態様としては、セリウムを含む希土類元素含有化合物の水溶液中に尿素類水溶液を添加して研磨材前駆体粒子を形成する工程と、当該研磨材前駆体粒子を焼成する工程とを少なくとも有し、かつ前記研磨材前駆体粒子を形成する工程における反応初期の粒子の核形成過程において加熱分解した尿素類水溶液を添加し、前記核形成過程の後の粒子の成長過程において尿素類水溶液又は加熱分解した尿素類水溶液を添加することが、本発明の効果発現の観点から好ましい。

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記反応初期の粒子の核形成過程において添加する加熱分解した尿素類水溶液の添加速度が、加熱分解前の尿素類濃度に換算して反応液１Ｌに対して１分当たり０．０１〜５０ｍｏｌの範囲内であることが好ましい。

また、本発明においては、前記反応初期の粒子の核形成過程において添加する加熱分解した尿素類水溶液の炭酸イオン濃度が、２．５〜５０ｍｍｏｌ／Ｌの範囲内であることが好ましい。

また、本発明においては、前記粒子の成長過程において添加する尿素類水溶液の濃度が、０．０５〜１０ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることが好ましい。

また、本発明においては、前記粒子の成長過程において添加する前記加熱分解した尿素類水溶液の炭酸イオン濃度が、０．１〜３０ｍｍｏｌ／Ｌの範囲内であることが好ましい。

また、本発明の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法の実施態様としては、前記研磨材が含有する研磨材粒子が、少なくとも酸化セリウムを主成分とする研磨材粒子前駆体を焼成処理することにより製造され、当該焼成処理が、焼成温度が１０５０〜１５００℃の範囲内で処理する工程であることが、本発明の効果発現の観点から好ましい。

また、本発明においては、前記焼成工程で前記研磨材粒子前駆体を焼成する焼成装置が、ローラーハースキルン又はロータリーキルンであることが、所望の結晶子を有する研磨材粒子を安定して得ることができる観点から好ましい。

また、本発明の研磨材を被研磨物の研磨加工に使用することが、本発明の効果発現の観点から好ましい。

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、以下の説明において示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。

＜研磨材＞
一般的な研磨材には、ベンガラ（αＦｅ_２Ｏ_３）、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、コロイダルシリカ等の研磨材粒子を水や油に分散させてスラリー状にしたものなどがある。本発明は、半導体デバイスやガラスの研磨加工において、高精度に平坦性を維持しつつ、十分な研磨速度を得るために物理的な作用と化学的な作用の両方で研磨を行う、化学機械研磨（ＣＭＰ；Chemical Mechanical Polishing）が可能な酸化セリウムを含有する研磨材及び当該研磨材を使用した研磨加工方法であり、以下にその詳細を説明する。

＜研磨材粒子＞
本発明に係る研磨材粒子は、セリウム（Ｃｅ）と、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）及びユウロピウム（Ｅｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素との、含有量の合計が、８１ｍｏｌ％以上であり、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１９ｍｏｌ％以下である研磨材粒子を含有し、研磨材粒子の粒子径の単分散度が、３０％以下であることを特徴とする。
具体的には、本発明に係る研磨材粒子は、セリウムを必ず含み、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム及びユウロピウムから選ばれる少なくとも１種類の元素との、含有量の合計が８１ｍｏｌ％以上であり、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１９ｍｏｌ％以下である研磨材粒子を含有し、研磨材粒子の粒子径の単分散度が、３０％以下である。

研磨材粒子には、セリウムが必ず含まれており、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム及びユウロピウムから選ばれる少なくとも１種類含まれていればよく、目的とする研磨材の性能に合わせて適宜数種類の元素を含めてもよい。
研磨材粒子に含まれるセリウムとランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム及びユウロピウムから選ばれる少なくとも１種類の元素との、含有量の合計が８１ｍｏｌ％以上であり、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１９ｍｏｌ％以下であり、研磨材粒子の粒子径の単分散度が、３０％以下であることで、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量を抑制しながら、高い研磨性能を示す研磨材を得ることができる。

（研磨材粒子中の希土類元素の平均含有率（ｍｏｌ％）の測定）
研磨材に含有されている研磨材粒子の各希土類元素の含有量は、元素分析により求めることができる。例えば、１ｇを硝酸水溶液１０ｍｌと過酸化水素水１．０ｍｌの混合溶液に溶解させ、エスアイアイナノテクノロジー社製のＩＣＰ発光分光プラズマ装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を使用して元素分析を行う。研磨材粒子の各希土類元素の含有量から組成比（ｍｏｌ％）として求めることができる。
なお、研磨材粒子の組成分布については、研磨材粒子の断面の元素分析を行うことにより求めてもよい。例えば、研磨材粒子について、日立ハイテクノロジーズ製 集束イオンビーム（ＦＢ−２０００Ａ）により断面加工を行い、粒子中心付近を通る面を切り出す。そして、切断面より、日立ハイテクノロジーズ製 ＳＴＥＭ−ＥＤＸ（ＨＤ−２０００）を使用して元素分析を行い、研磨材粒子の各希土類元素の組成分布を求めることもできる。

（単分散度）
本発明においては、本発明に係る研磨材粒子の粒子径の単分散度が３０％以下であることが特徴の一つであり、単分散度として好ましくは２０％以下であり、特に好ましくは１０％以下である。

ここで、単分散度は、所定の個数の研磨材粒子の走査型顕微鏡写真（ＳＥＭ像）から求めることができる粒子径分布の変動係数により規定することができる。
例えば、研磨材粒子１００個のＳＥＭ像から粒子径分布の変動係数（「単分散度」ともいう。）を求め、単分散性を評価することができる。なお、粒子径は、各粒子の写真画像の面積に基づき、面積円相当粒子径を求め、これを各粒子の粒子径とする。
粒子径分布変動係数は下記の式で求める。
変動係数（％）＝（粒子径分布の標準偏差／平均粒子径）×１００
なお、上記粒子径、分布等の測定は、画像処理測定装置（例えば、ルーゼックス ＡＰ；株式会社ニレコ製）を用いて行うことができる。

また、本発明の研磨材粒子は、球形状であることが好ましい。
ここで、球形状とは、研磨材粒子の走査型顕微鏡写真（ＳＥＭ像）に基づいて規定する。
具体的には、研磨材粒子について、走査型顕微鏡写真の撮影を行い、研磨材粒子１００個を無作為に選択する。選択された研磨材粒子の長径をａ、短径をｂとするとき、ａ／ｂの値の平均値をアスペクト比として求める。なお、各粒子について外接する長方形（「外接長方形」という。）を描いたとき、外接長方形の短辺及び長辺うち、最短の短辺の長さを短径とし、最長の長辺の長さを長径とする。
アスペクト比が、１．００〜１．１５の範囲内、より好ましくは１．００〜１．０５の範囲内である場合に球形状として分類する。１．００〜１．１５の範囲外である場合は不定形として分類する。

アスペクト比が１に近づくほど、球形度が高いことを表している。高い球形度を有する本発明に係る研磨材粒子を含有する研磨材は、精密研磨に適しており、研磨速度も速いため、生産性も高い点で優れている。本発明に係る研磨材粒子の走査型顕微鏡写真（拡大率１０００倍）を図１に示す。また、図１のＳＥＭ像をさらに拡大した、拡大率３００００倍にものを図２に示す。球形状であり、高い単分散度であることがわかる。

（研磨材粒子の平均粒子径Ｄ_５０）
本発明においては、本発明に係る研磨材粒子の平均粒子径Ｄ_５０が、０．５〜０．９μｍの範囲内であることが好ましい態様の一つである。

平均粒子径Ｄ_５０とは、研磨材粒子の粒子径の測定値の全体を１００％累積曲線（積分曲線）として求め、累積曲線が５０％となるときの粒子径を平均粒子径Ｄ_５０と定義する。

粒子径を求める方法としては、上記のようなＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて２００個の粒径を測定し、度数分布を求める方法を用いることができる。その他には、動的光散乱法、レーザ回折法、遠心沈降法、ＦＦＦ法(フィールドフローフラクション法)、電気的検知体法などを用いて求めることが可能である。

さらに、本発明に係る研磨材粒子は、セリウムの含有量が、９０ｍｏｌ％以上であり、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１０ｍｏｌ％以下である球形状の研磨材粒子であることが好ましい。
これにより、セリウムとともに含有されるイットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量を抑制することで、球形状を維持しながら生産コストを抑えることができる。

また、本発明に係る研磨材粒子は、セリウムの含有量が、９５〜１００ｍｏｌ％の範囲内である球形状であることを特徴とする。
セリウムの含有量が、９５〜１００ｍｏｌ％の範囲内である球形状の研磨材粒子を含有する研磨材は、セリウムの割合が高いため、速い研磨速度が得られる。
ここで、研磨速度は、研磨材粒子を含有する研磨材の粉体を水等の溶媒に分散させた研磨材スラリーを、研磨機の研磨対象面に供給しながら、研磨対象面を研磨布で研磨することで測定できる。
研磨速度は、例えば、研磨材スラリーを研磨機に循環供給させて研磨加工を行うことにより測定することができる。研磨前後の厚さをＮｉｋｏｎ Ｄｉｇｉｍｉｃｒｏ（ＭＦ５０１）にて測定し、厚さ変位から１分間当たりの研磨量（μｍ）を算出し、研磨速度とすることができる。

また、本発明に係る研磨材粒子の粒子径の単分散度が、２０．０％以下であることが好ましい。
高い単分散度を示す研磨材粒子を含有する研磨材は、キズ（傷）が発生しにくく、精密研磨に適している。
ここで、傷の発生については、ガラス基板の表面状態を評価することにより求めることができる。
例えば、ガラス基板表面の表面状態（表面粗さＲａ）について、３０分間研磨加工を行ったガラス基板を、光波干渉式表面粗さ計（Ｚｙｇｏ社製Ｄｕａｌ−ｃｈａｎｎｅｌ ＺｅＭａｐｐｅｒ）により表面粗さ評価を行うことができる。なお、Ｒａとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１における算術平均粗さを表している。

（研磨材粒子におけるフッ素元素の含有率）
本発明に係る研磨材粒子は、フッ素元素が混入していないことを特徴とする。本発明でいうフッ素元素が混入していないとは、研磨材粒子を構成する元素のうち、フッ素元素の平均含有率（ｍｏｌ％）が１．０ｍｏｌ％以下であり、好ましくは０．１ｍｏｌ％以下である。

本発明において、研磨材粒子中におけるフッ素元素含有率の測定方法としては、例えば、研磨材粒子１ｇを、硝酸水溶液１０ｍｌと過酸化水素水１．０ｍｌの混合溶液に溶解させ、エスアイアイナノテクノロジー社製のＩＣＰ発光分光プラズマ装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を使用して元素分析を行った。研磨材粒子中のフッ素元素の含有率の平均値を組成比（ｍｏｌ％）として求めた。

（結晶子径）
本発明に係る研磨材粒子においては、平均結晶子径が４２０〜５００Åの範囲内にあることが好ましい。

本発明に係る「結晶子」とは、多結晶粒子中において完全な単結晶として存在する微小結晶の最大の領域をいう。具体的には、図３に示すように、本発明に係る研磨材粒子１は、複数の結晶子２により形成されている。焼成の温度及び時間によって、結晶子２の成長速度が変化するため、本発明においては、例えば、１０５０〜１５００℃の範囲内で焼成することにより、研磨材として適した平均結晶子径Ａが４２０〜５００Åの範囲内にある研磨材粒子１を含有する研磨材を得ることができるものと考えられる。図３に示す３は、研磨材粒子１の粒子径である。

一般に、得られた平均結晶子径Ａは、結晶粒子中で同一方向に成長している結晶の大きさを表している。平均結晶子径Ａが小さいということは、結晶粒子中において、特定の同一方向に成長している結晶子２が小さいということである。一方、適切な焼成温度で適切な時間焼成することで、結晶子２が成長するため、平均結晶子径Ａが大きい結晶粒子ができる。

したがって、結晶子径Ａが大きい場合、同一方向の成長が大きく、研磨材粒子１が硬くなる。また、結晶子径Ａが小さい場合、同一方向の成長が小さく、研磨材粒子１がやわらかくなる。

本発明に係る平均結晶子径Ａは、ＸＲＤ（Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定により、下式に示すシェラー（Ｓｃｈｅｒｒｅｒ）の式を用いて計算することができる。
Ａ＝Ｋλ／βｃｏｓθ
上記式において、Ｋはシェラー定数であり、λはＸ線波長である。βは、回折線の半値幅である。θは回折線に関するブラッグ角である。

また、図４には、本発明に係る結晶子を有する酸化セリウム粒子の走査型電子顕微鏡写真を示す。

本発明に係る平均結晶子径Ａを、４２０〜５００Åの範囲内とする手段としての制限はないが、特には、焼成工程における焼成温度を１０５０〜１５００℃の範囲内に制御することが好ましい手段である。

本発明に係る研磨材粒子においては、平均結晶子径を４２０〜５００Åの範囲内とすることにより、連続研磨を行った際にも、初期の高い研磨速度を維持することができる。

＜研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法＞
以下に好ましい研磨材の製造方法１〜４を示す。

《研磨材の製造方法１》
本発明の研磨材の製造方法においては、研磨材が含有する研磨材粒子が、少なくとも酸化セリウムを主成分とする研磨材粒子前駆体を焼成処理することにより製造され、当該焼成処理が、焼成温度が１０５０〜１５００℃の範囲内で処理する工程であることが好ましい。

本発明においては、研磨材粒子は湿式合成法により調製されることが好ましい。
本発明でいう湿式合成法とは、溶液媒体中で硝酸セリウム、塩酸セリウムまたは硫酸セリウムを含む希土類水溶液と、尿素系化合物の水溶液とを混合して、研磨材粒子前駆体を調製した後、焼成処理により、研磨材粒子を形成する方法である。

本発明でいう研磨材粒子前駆体において、酸化セリウムを主成分とするとは、酸化セリウムの含有率が５５ｍｏｌ％以上であることを意味し、好ましくは８１ｍｏｌ％以上であり、更に好ましくは９０ｍｏｌ％以上であり、特に好ましくは、９５ｍｏｌ％以上である。

本発明の研磨材の製造方法は、湿式合成法により調製されることが好ましく、より詳しくは、図５に示すように、主には、研磨材粒子前駆体の形成工程（Ｉ−Ａ）、固液分離工程（Ｉ−Ｂ）及び焼成工程（Ｉ−Ｃ）から構成される製造方法であることが好ましい。

（１）研磨材粒子前駆体の形成工程
フッ素化合物を含まない研磨材粒子の前駆体の形成工程は、湿式合成法で調製され、フッ素化合物を含有しない状態で、Ｃｅ、又はＣｅとＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素との塩を含有する水溶液に、予め、その一部を加熱分解した尿素系化合物を添加して、前記Ｃｅ、又はＣｅとＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素との塩の塩基性炭酸塩を分散させる分散溶液を調製する。なお、前記Ｃｅ、又はＣｅとＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素との塩としては、硝酸塩、塩酸塩、硫酸塩等を用いることができるが、その中でも硝酸塩を使用することが好ましい。

また、尿素系化合物として、尿素、尿素の塩（例えば、硝酸塩、塩酸塩等）、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアセチル尿素、Ｎ，Ｎ′−ジベンゾイル尿素、ベンゼンスルホニル尿素、ｐ−トルエンスルホニル尿素、トリメチル尿素、テトラエチル尿素、テトラメチル尿素、トリフェニル尿素、テトラフェニル尿素、Ｎ−ベンゾイル尿素、メチルイソ尿素、エチルイソ尿素等が挙げられるが、好ましくは、尿素である。なお、以下の実施例において、尿素を用いて塩基性炭酸塩を形成させる場合について示すが、一例であって、これに限定されるものではない。

研磨材粒子の前駆体の形成においては、Ｃｅ、又はＣｅとＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素との塩の水溶液中でのイオン濃度は、０．００１〜０．１ｍｏｌ／Ｌの範囲内で、尿素は前記イオン濃度の５〜５０倍の範囲内の濃度が好ましい。これは、前記Ｃｅ、又はＣｅとＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素との塩の水溶液中でのイオン濃度及び尿素のイオン濃度を、上記で規定する範囲内とすることで、単分散性を示す球状の研磨材粒子を合成することができるためである。
そして、混合された水溶液は、８０℃以上で加熱撹拌され、水溶液中に分散する塩基性炭酸塩を成長させる。なお、加熱撹拌の際には、十分な撹拌効率を得られれば、特に撹拌機の形状等は指定しないが、より高い撹拌効率を得るためには、ローター・ステータータイプの撹拌機を使用することが好ましい。

本発明に係る研磨材粒子においては、構成する上記金属から構成される金属酸化物のうち、酸化セリウムの占める比率（含有率）が、８１ｍｏｌ％以上であることが、高い研磨速度を得ることができる観点から好ましい。

（２）固液分離工程
固液分離工程は、（１）前駆体粒子形成工程により得られた研磨材粒子前駆体を含む分散溶液から、形成された研磨材粒子前駆体を、固液分離の操作により回収し、研磨材粒子前駆体を得る工程である。

固液分離方法としては、強制的な分離手段は適用せずに、自然沈降による固液分離を行う方法を適用することができる。例えば、研磨材粒子前駆体を含む分散溶液を静置し、上澄み液と、下部に沈殿した研磨材粒子前駆体に分離した後、デカンテーション法、例えば、釜を傾斜させて、上澄み液を排液する方法、あるいは、排液パイプを分離した釜内の上澄み液と濃縮物の界面近くまで挿入し、上澄み液のみを、釜外に排出して、研磨材粒子前駆体を得る方法を挙げることができる。あるいは、フィルター等を用いて、固液分離を行って、研磨材粒子前駆体を分離しても良い。

なお、固液分離工程において、得られた研磨材粒子前駆体を水及びアルコール等で洗浄、乾燥した後に、下記の（３）焼成工程へ移行してもよい。

（３）焼成工程
焼成工程は、固液分離により得られた塩基性炭酸塩の研磨材粒子の前駆体を空気中もしくは酸化性雰囲気中で、４００℃以上、本発明においては好ましくは１０５０〜１５００℃の焼成温度で、１〜５時間の範囲内で焼成処理を行う。研磨材粒子の前駆体は、焼成されることにより二酸化炭素が脱離するため、塩基性炭酸塩から酸化物となり、目的の平均結晶子径が４２０〜５００Åの範囲内にある研磨材粒子が得られる。

研磨材粒子の前駆体に対し、上記の温度範囲及び焼成時間範囲で焼成処理を施すことにより、研磨材として高い研磨速度を実現することができる４２０〜５００Åの範囲内にある平均結晶子径を持つ研磨材粒子が成長し、研磨の際に十分な硬さを持った研磨材粒子が得られるものと考えられる。

本発明において、研磨材粒子の前駆体を焼成する具体的な焼成装置としては、公知のローラーハースキルン又はロータリーキルンであることが好ましい。これにより、研磨材粒子の前駆体に対して均一に熱が加わることとなり、均一な構造を備えた研磨材粒子を得ることができる観点から好ましい。

一般的なローラーハースキルンとしては、例えば、炉内に複数のローラーが設置され、原料をローラーに載せて搬送するので、炉内の領域を仮焼成、焼成、冷却と温度に合わせてわけることもできる。また、一般的なロータリーキルンとしては、例えば、略円筒状で、キルン内では原料はゆっくり回転しながら徐々に送られる。

また、固液分離工程の後であって、焼成工程の前に仮焼成を行うこともできる。具体的には、仮焼成は、焼成温度が３００〜４９０℃の範囲内で、１〜５時間の範囲内で行うことが好ましい。当該条件で仮焼成を行うことで、結晶子が十分に成長し、研磨の際の圧力に対する耐久性が高い研磨材粒子を含有する研磨材が得られると考えられる。特に、３００〜４００℃の範囲内で、２〜３時間の範囲内で仮焼成を行うことが、結晶子が十分に成長する点で好ましい。
なお、仮焼成においても焼成工程と同様に、公知のローラーハースキルン又はロータリーキルンを用いることができる。

さらに、焼成工程における温度を２０〜５０℃／ｍｉｎの範囲内の昇温速度で昇温することが好ましい。これにより、セリウムを多く含有する結晶子が安定して成長すると考えられる。

また、焼成工程の後、５００℃から室温（２５℃）までの温度を１〜２０℃／ｍｉｎの範囲内の降温速度で降温することが好ましい。これにより、研磨材粒子における微小なクラックの発生を抑制することができ、研磨の際の圧力に強く、最表面の凹凸が少ない研磨材粒子を形成させることができると考えられる。

《研磨材の製造方法２》
研磨材の製造方法２はおおむね以下の五つの工程からなる（図６参照）。

１．尿素水溶液調製工程II−Ａ
尿素水溶液調製工程II−Ａは、所定の濃度の尿素水溶液を調製し、密閉容器内で加熱することにより、添加する尿素水溶液を調製する。
例えば、５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ調製（室温）（II−Ａ１）し、密閉容器内で１００℃、６時間加熱（II−Ａ２、II−Ａ３）する。その後、２０℃まで冷ました尿素水溶液（II−Ａ４）を添加する尿素水溶液（II−Ａ５）とすることができる。
尿素水溶液を密閉容器内で加熱することにより、溶媒を保持したまま加水分解を進めることができる。これにより、当該尿素水溶液中には、尿素の加水分解により生じた二酸化炭素及びアンモニアに加え、尿素の三成分が溶存している。
なお、尿素水溶液の代わりに、尿素の塩（例えば、硝酸塩、塩酸塩等）、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアセチル尿素、Ｎ，Ｎ′−ジベンゾイル尿素、ベンゼンスルホニル尿素、ｐ−トルエンスルホニル尿素、トリメチル尿素、テトラエチル尿素、テトラメチル尿素、トリフェニル尿素、テトラフェニル尿素、Ｎ−ベンゾイル尿素、メチルイソ尿素、エチルイソ尿素等を使用することもできる。なお、以下の実施例において、尿素水溶液を用いて塩基性炭酸塩を形成させる場合について示すが、一例であって、これに限定されるものではない。

２．希土類水溶液調製工程II−Ｂ
希土類水溶液調製工程II−Ｂは、セリウムの含有量が９５〜１００ｍｏｌ％である水溶液又はセリウムを必ず含み、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種の元素を含有する水溶液を調製する。
セリウムの含有量が９５〜１００ｍｏｌ％である水溶液又はセリウムを必ず含み、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種の元素を含有する水溶液中でのイオン濃度は、０．００１ｍｏｌ／Ｌから０．１ｍｏｌ／Ｌで、尿素は前記イオン濃度の５〜５０倍の濃度が好ましい。
これは、セリウムのみ、又はセリウムを必ず含み、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種の元素の水溶液中でのイオン濃度及び尿素のイオン濃度を、当該範囲内とすることで、単分散性を示す球状の研磨材粒子を合成することができると考えられるためである。
当該水溶液を調製するために用いることができるこれらの元素の塩として、硝酸塩、塩酸塩、硫酸塩等を用いることができるが、硝酸塩を使用することが好ましい。これにより、不純物の少ない研磨材を製造することができる。

３．尿素水溶液の添加・加熱撹拌工程II−Ｃ
尿素水溶液調製工程II−Ａで調製した尿素水溶液（II−Ａ５）を希土類水溶液調製工程II−Ｂで、希土類水溶液（室温）（II−Ｂ１）を加熱（II−Ｂ２）した溶液（II−Ｂ３）に添加する（II−Ｃ１）。そして、当該混合した溶液を加熱しながら撹拌する（II−Ｃ２）。
尿素水溶液と希土類水溶液を混合することで、研磨材粒子の核が生成し、当該混合溶液に分散する。研磨材粒子の核が分散する混合溶液を加熱撹拌することにより、当該研磨材の核が成長し、研磨材粒子の前駆体が得られる。
ここでの、尿素水溶液の添加は、添加速度が速い方が好ましい。具体的には、尿素水溶液の添加速度が、０．５ｍＬ／ｍｉｎ以上が好ましく、特に１．０ｍＬ／ｍｉｎ以上が好ましい。尿素水溶液の添加速度を速めることで、尿素水溶液により生成した研磨材粒子の核が異方成長することなく球形状に成長することができると考えられる。

当該研磨材粒子の前駆体は、希土類水溶液と尿素水溶液とが反応することで、塩基性炭酸塩として生成する（II−Ｃ３）。
加熱する際の加熱温度は、８０℃以上が好ましく、９０℃以上が特に好ましい。また、撹拌時間は１時間以上１０時間以下が好ましく、１時間以上３時間以下が特に好ましい。なお、加熱温度及び撹拌時間は、目的とする粒子径に合わせて適宜調整することができる。
また、加熱撹拌の際には、十分な撹拌効率を得られれば、特に撹拌機の形状等は指定しないが、より高い撹拌効率を得るためには、ローター・ステータータイプの撹拌機を使用することが好ましい。

４．固液分離工程II−Ｄ
加熱撹拌した後、生成した沈殿（研磨材微粒子の前駆体）を溶液と分離する固液分離を行う。固液分離の方法は、一般的な方法でよく、例えば、フィルター等を使用して濾過により研磨材粒子の前駆体を得ることができる。

５．焼成工程II−Ｅ
焼成工程II−Ｅは、固液分離工程II−Ｄにより得られた研磨材粒子の前駆体を空気中若しくは酸化性雰囲気中で、４００℃以上で焼成する。焼成された研磨材粒子の前駆体は、酸化物となり、酸化セリウムを含有する研磨材粒子となる。
なお、必要に応じて焼成する前に水又はアルコール等で洗浄、乾燥を行ってから焼成してもよい。
焼成を経て冷却することにより、研磨材粒子を安定させた後、当該研磨材粒子を含有する研磨材として回収することができる。
当該研磨材の製造方法を使用して研磨材を製造することで、異方成長した研磨材粒子をほとんど含まない、球形状の研磨材粒子を含有する研磨材を得ることができる。
本発明の研磨材は、当該研磨材粒子を５０質量％以上含有し、好ましくは７０質量％以上含有し、９０質量％以上含有することが特に好ましい。これにより、研磨による表面粗さが小さい研磨材を得ることができる。

《研磨材の製造方法３》
以下に研磨材の製造方法３を示す。
当該研磨材の製造方法は、少なくとも下記工程１〜工程５を含み、かつ少なくとも下記工程２〜工程３までの間、下記水溶液又は反応液に炭酸ガスを連続的若しくは断続的に導入することが好ましい。
工程１：セリウム（Ｃｅ）を含有する水溶液を調製し加熱する工程
工程２：前記工程１において加熱された前記水溶液に沈殿剤を添加して反応液を調製する工程
工程３：前記反応液を加熱撹拌して研磨材粒子前駆体を生成させる工程
工程４：前記工程３において生成した研磨材粒子前駆体を反応液から分離する工程
工程５：前記工程４で分離して得られた前記研磨材粒子前駆体を酸化性雰囲気中で焼成して研磨材粒子を形成させる工程

本発明の研磨材の製造方法はおおむね以下の五つの工程１（III−Ａ）〜工程５（III−Ｅ）からなる（図７参照）。炭酸ガスの導入（III−Ｃ１）は、工程１（III−Ａ）〜工程４（III−Ｄ）までの間、連続的若しくは断続的に導入してもよく、少なくとも工程２（III−Ｂ）〜工程３（III−Ｃ）までの間導入することを特徴とする。
炭酸ガスを連続的若しくは断続的に水溶液又は反応液に導入することで、炭酸イオン濃度を所望の範囲内に制御することができる。
ここで、連続的とは、炭酸ガスの導入を開始から終了までの間、一定の流量及び圧力で反応液に導入することをいう。
一方、断続的とは、炭酸ガスの導入を開始から終了までの間、所定の流量及び圧力で間隔をあけて反応液に導入することをいう。なお、当該間隔は、流量及び圧力に合わせて適宜設定することができる。
具体的には、工程２（III−Ｂ）で沈殿剤を添加する直前の、水溶液又は反応液中の炭酸イオン濃度が、５０〜１６００ｍｇ／Ｌの範囲内であることが、反応液に十分な量の炭酸ガスを導入することができ、炭酸ガスの供給量を制御できる点で好ましい。

また、工程２（III−Ｂ）で沈殿剤を添加する直前の、水溶液又は反応液中の炭酸イオン濃度が、５８〜１５６９ｍｇ／Ｌの範囲内であることが、本発明の効果をより顕著にするために好ましい。

１．工程１（希土類水溶液調製工程III−Ａ）
工程１（希土類水溶液調製工程III−Ａ）は、セリウム（Ｃｅ）を含有する水溶液（III−Ａ１）を調製し、加熱（III−Ａ２）し、９０℃の希土類水溶液（III−Ａ３）を得る。
具体的には、まず、セリウムを含有する水溶液を調製する。
例えば、セリウムの含有量が、水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、９５〜１００ｍｏｌ％である水溶液又はセリウムを必ず含み、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる１４種類の希土類元素のうちから選ばれる少なくとも１種の元素を含有する水溶液を調製する。

工程１（希土類水溶液調製工程III−Ａ）により調製される水溶液は、下記要件１ａ〜要件３ａを満たすことが、速い研磨速度と傷の発生が起こりにくい球形状の研磨材粒子を作製できる点で好ましい。
要件１ａ：前記水溶液が、前記セリウムに加えて、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる１４種類の希土類元素のうちから選ばれる少なくとも１種類の元素を含有する。
要件２ａ：前記水溶液に含有されるセリウムと、当該水溶液に含有される、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム及びユウロピウムから選ばれる少なくとも１種類の元素との含有量の合計が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、８１ｍｏｌ％以上である。
要件３ａ：前記水溶液に含有される、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、１９ｍｏｌ％以下である。

また、工程１（希土類水溶液調製工程III−Ａ）により調製される水溶液は、下記要件１ｂ〜要件３ｂを満たすことが、セリウムの含有量が多く、研磨性能が優れた球形状の研磨材粒子を作製することができる点で好ましい。
要件１ｂ：前記水溶液が、前記セリウムに加えて、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる９種類の希土類元素のうちから選ばれる少なくとも１種類の元素を含有する。
要件２ｂ：前記水溶液のセリウムの含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、８１ｍｏｌ％以上である。
要件３ｂ：前記水溶液に含有される、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、１９ｍｏｌ％以下である。

また、工程１（希土類水溶液調製工程III−Ａ）により調製される水溶液は、下記要件１ｃ〜要件３ｃを満たすことが、セリウムの含有量がさらに多く、研磨性能がより優れた球形状の研磨材粒子を作製することができる点で好ましい。
要件１ｃ：前記水溶液が、前記セリウムに加えて、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる９種類の希土類元素のうちから選ばれる少なくとも１種類の元素を含有する。
要件２ｃ：前記水溶液のセリウムの含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、９０ｍｏｌ％以上である。
要件３ｃ：前記水溶液に含有される、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、１０ｍｏｌ％以下である。

さらに、水溶液のセリウムの含有量は、水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、９５〜１００ｍｏｌ％の範囲内であることが、セリウムの含有量が高く、他の元素を含まないことから、少ない生産工程で研磨材を作製することができる点で好ましい。

また、セリウムの含有量が、水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、９５〜１００ｍｏｌ％である水溶液又はセリウムを必ず含み、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種の元素を含有する水溶液中でのイオン濃度は、０．００１ｍｏｌ／Ｌから０．１ｍｏｌ／Ｌで、尿素は前記イオン濃度の５〜５０倍の濃度が好ましい。
これは、セリウムのみ、又はセリウムを必ず含み、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種の元素の水溶液中でのイオン濃度及び尿素のイオン濃度を、当該範囲内とすることで、単分散性を示す球状の研磨材粒子を合成することができると考えられるためである。
当該水溶液を調製するために用いることができるこれらの元素の塩として、硝酸塩、塩酸塩、硫酸塩等を用いることができるが、硝酸塩を使用することが好ましい。これにより、不純物の少ない研磨材を製造することができる。

２．工程２（沈殿剤添加工程III−Ｂ）
工程２（沈殿剤添加工程III−Ｂ）では、工程１（III−Ａ）において加熱された水溶液（III−Ａ３）に沈殿剤（III−Ｂ３）を添加して反応液を調製する。
沈殿剤は、尿素又は尿素系化合物であることが、加水分解反応により二酸化炭素とアンモニアを供給できる点で好ましい。
具体的には、工程２（沈殿剤添加工程III−Ｂ）では、例えば、所定の濃度の尿素水溶液をあらかじめ室温で調製し（III−Ｂ１）、当該尿素水溶液を加熱（III−Ｂ２）して添加する。
例えば、５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ調製し、６０℃まで加熱する（III−Ｂ３）。
６０℃以下で加熱することにより、尿素を加水分解することなく保持することができ、かつ、工程１において加熱された水溶液に添加する際に反応液の温度を極端に低下させることなく反応を進めることができる。

なお、尿素水溶液の代わりに、尿素の塩（例えば、硝酸塩、塩酸塩等）、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアセチル尿素、Ｎ，Ｎ′−ジベンゾイル尿素、ベンゼンスルホニル尿素、ｐ−トルエンスルホニル尿素、トリメチル尿素、テトラエチル尿素、テトラメチル尿素、トリフェニル尿素、テトラフェニル尿素、Ｎ−ベンゾイル尿素、メチルイソ尿素、エチルイソ尿素、炭酸水素アンモニウム等の尿素系化合物により調製する水溶液を使用することもできる。なお、以下の実施例において、尿素水溶液を用いて塩基性炭酸塩を形成させる場合について示すが、一例であって、これに限定されるものではない。
ここでの、尿素水溶液の添加は、添加速度が速い方が好ましい。具体的には、前記尿素水溶液の添加速度が、０．５Ｌ／ｍｉｎ以上が好ましく、特に１．０Ｌ／ｍｉｎ以上が好ましい。尿素水溶液の添加速度を速めることで、尿素水溶液により生成した研磨材粒子の核が異方成長することなく球形状に成長することができると考えられる。

３．工程３（研磨材粒子前駆体生成工程III−Ｃ）
工程３（研磨材粒子前駆体生成工程III−Ｃ）では、反応液を加熱撹拌（III−Ｃ２）して研磨材粒子前駆体を生成させる。
具体的には、当該混合した溶液を加熱しながら撹拌する。
尿素水溶液と希土類水溶液を混合することで、研磨材粒子の核が生成し、当該混合溶液に分散する。研磨材粒子の核が分散する混合溶液を加熱撹拌することにより、当該研磨材の核が成長し、研磨材粒子の前駆体が得られる。

当該研磨材粒子の前駆体は、希土類水溶液と尿素水溶液とが反応することで、塩基性炭酸塩として生成する（III−Ｃ３）。
加熱する際の加熱温度は、８０℃以上が好ましく、９０℃以上が特に好ましい。また、撹拌時間は１時間以上１０時間以下が好ましく、１時間以上３時間以下が特に好ましい。なお、加熱温度及び撹拌時間は、目的とする粒子径に合わせて適宜調整することができる。
また、加熱撹拌の際（III−Ｃ２）には、十分な撹拌効率を得られれば、特に撹拌機の形状等は指定しないが、より高い撹拌効率を得るためには、ローター・ステータータイプの撹拌機を使用することが好ましい。

４．工程４（固液分離工程III−Ｄ）
工程４（固液分離工程III−Ｄ）では、加熱撹拌した後、生成した沈殿（研磨材微粒子の前駆体）を反応液と分離する固液分離操作を行う。固液分離操作の方法は、一般的な方法でよく、例えば、フィルター等を使用して濾過により研磨材粒子の前駆体を得ることができる。

５．工程５（焼成工程III−Ｅ）
工程５（焼成工程III−Ｅ）では、工程４（固液分離工程III−Ｄ）により得られた研磨材粒子の前駆体を酸化性雰囲気中で、４００℃以上で焼成する。焼成された研磨材粒子の前駆体は、酸化物となり、酸化セリウムを含有する研磨材粒子となる。
なお、必要に応じて焼成する前に水又はアルコール等で洗浄、乾燥を行ってから焼成してもよい。
焼成を経て冷却することにより、研磨材粒子を安定させた後、当該研磨材粒子を含有する研磨材として回収することができる。
当該研磨材の製造方法を使用して研磨材を製造することで、異方成長した研磨材粒子をほとんど含まない、球形状の研磨材粒子を含有する研磨材を得ることができる。
本発明の研磨材は、当該研磨材粒子を５０質量％以上含有し、好ましくは７０質量％以上含有し、９０質量％以上含有することが特に好ましい。これにより、研磨による表面粗さが小さい研磨材を得ることができる。

《研磨材の製造方法４》
本発明の球状研磨材粒子の製造方法は、酸化セリウムを含有する球状研磨材粒子の製造方法であって、
セリウムを含む希土類元素含有化合物の水溶液中に尿素類水溶液を添加して研磨材前駆体粒子を形成する工程と、
当該研磨材前駆体粒子を焼成する工程とを少なくとも有し、かつ
前記研磨材前駆体粒子を形成する工程における反応初期の粒子の核形成過程において加熱分解した尿素類水溶液を添加し、
前記核形成過程の後の粒子の成長過程において尿素類水溶液又は加熱分解した尿素類水溶液を添加することを特徴とする。

本発明は、半導体デバイスやガラスの研磨加工において、高精度に平坦性を維持しつつ、十分な研磨速度を得るために物理的な作用と化学的な作用の両方で研磨を行う、化学機械研磨（ＣＭＰ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）が可能な酸化セリウムを含有する球状研磨材粒子の製造方法である。

本発明において、球状研磨材粒子は、希土類塩水溶液と尿素類水溶液を混合・加熱することにより反応液中に生成する研磨材前駆体粒子を焼成して得られる。なお本発明において反応液とは、希土類塩水溶液と尿素類水溶液を混合した液をいう。

本発明の球状研磨材粒子の製造方法は、少なくとも希土類塩水溶液中に尿素類水溶液を添加して研磨材前駆体粒子を形成する工程と当該研磨材前駆体粒子を焼成する工程とを有するが、以下の５つの工程（１．尿素類水溶液調製工程IV−Ａ、２．希土類塩水溶液調製工程IV−Ｂ、３．研磨材前駆体粒子を形成する工程IV−Ｃ、４．固液分離工程IV−Ｄ、５．焼成する工程IV−Ｅ（図８参照。））からなることが好ましい。

１．尿素類水溶液調製工程IV−Ａ
尿素類水溶液調製工程IV−Ａは、所定の濃度の尿素類水溶液（IV−Ａ１ａ）を調製する、又は、密閉容器内で加熱することにより、添加する加熱分解した尿素類水溶液（分解尿素類水溶液IV−Ａ１ｂ）を調製する工程である。
例えば、尿素水溶液を密閉容器内で加熱することにより、溶媒を保持したまま加水分解を進めることができる。これにより、当該尿素水溶液中には、尿素の加水分解により生じた二酸化炭素及びアンモニアに加え、尿素の三成分が溶存している。
二酸化炭素は、溶液中炭酸イオンとして存在し、後述する塩基性炭酸塩である研磨材前駆体粒子の原料となる。
本発明において「加熱分解した尿素類水溶液」とは、尿素類が加熱により加水分解し炭酸イオンを含む尿素類水溶液をいう。

炭酸イオンは、水溶液中に炭酸イオン濃度として２．５〜５０ｍｍｏｌ／Ｌ含まれることが好ましい。より好ましくは１０〜３０ｍｍｏｌ／Ｌの範囲内である。
例えば、５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素類水溶液を０．５Ｌ調製し、密閉容器内で１００℃、６時間加熱する。その後、２０℃まで冷ました尿素類水溶液を添加する尿素類水溶液とすることができる。
加水分解の程度は、密閉容器内で加熱する温度と時間等で制御することができる。
本発明においては、このような尿素類が加水分解し炭酸イオンを含む水溶液を「分解尿素類液」ともいう。

尿素類としては、尿素の他に、尿素の塩（例えば、硝酸塩、塩酸塩等）、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアセチル尿素、Ｎ，Ｎ′−ジベンゾイル尿素、ベンゼンスルホニル尿素、ｐ−トルエンスルホニル尿素、トリメチル尿素、テトラエチル尿素、テトラメチル尿素、トリフェニル尿素、テトラフェニル尿素、Ｎ−ベンゾイル尿素、メチルイソ尿素、エチルイソ尿素、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム等を挙げることができる。この中では尿素が好ましい。なお、以下の実施例において、尿素水溶液を用いて塩基性炭酸塩を形成させる場合について示すが、一例であって、これに限定されるものではない。

なお、分解尿素類液中の炭酸イオン濃度は、室温（２５℃）で測定した値である。炭酸イオン濃度はイオンクロマトグラフィー法で測定することができる。例えば、ＤＩＯＮＥＸ社製イオンクロマトグラフ、ＤＸ５００等を用いて測定することができる。

２．希土類塩水溶液調製工程IV−Ｂ
希土類塩水溶液調製工程IV−Ｂは、セリウムを含む希土類元素含有化合物の水溶液（希土類塩水溶液）を調製する工程である。室温の希土類塩水溶液（IV−Ｂ１）を加熱し（IV−Ｂ２）、９０℃の希土類塩水溶液を調整する（IV−Ｂ３）。

具体的には、希土類塩水溶液は、セリウムを必ず含み、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム及びユウロピウムから選ばれる少なくとも１種類の元素との、含有量の合計が、８１ｍｏｌ％以上であり、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１９ｍｏｌ％以下となるような組成の水溶液を調製することが好ましい。

具体的には、希土類塩水溶液は、セリウムを必ず含み、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム及びユウロピウムから選ばれる少なくとも１種類の元素との、含有量の合計が全希土類元素に対して、８１ｍｏｌ％以上であり、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、全希土類元素に対して１９ｍｏｌ％以下である組成の水溶液であることが好ましい。

これらの液の水溶液中でのイオン濃度は、０．００１〜５０ｍｏｌ／Ｌであり、尿素類は前記イオン濃度の５〜５０倍の濃度が好ましい。

これは、セリウムのみ、又はセリウムを必ず含み、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種の元素の水溶液中でのイオン濃度及び尿素類のイオン濃度を、当該範囲内とすることで、単分散性を示す球状の研磨材粒子を合成することができると考えられるためである。

当該水溶液を調製するために用いることができるこれらの元素の塩として、硝酸塩、塩酸塩、硫酸塩等を用いることができるが、硝酸塩を使用することが好ましい。これにより、不純物の少ない研磨材を製造することができる。

３．研磨材前駆体粒子を形成する工程IV−Ｃ
研磨材前駆体粒子を形成する工程IV−Ｃは、セリウムを含む希土類元素含有化合物の水溶液（希土類塩水溶液IV−Ｂ３）中に尿素類水溶液等を添加して研磨材前駆体粒子を形成する工程である。

本発明において、研磨材前駆体粒子を形成する工程IV−Ｃでは、反応初期の粒子の核形成過程（IV−Ｃ１ａ）において加熱分解した尿素類水溶液を希土類塩水溶液の添加し、核形成過程（IV−Ｃ１ａ）の後の粒子の成長過程（IV−Ｃ１ｂ）において尿素類水溶液又は加熱分解した尿素類水溶液を添加することを特徴としている。

本発明者は、球形状研磨材粒子の形状と粒子成長の関係等について検討した結果、研磨材前駆体粒子を形成する工程を反応初期の核形成工程（IV−Ｃ１ａ）と生成した核を成長させる粒子の成長過程（IV−Ｃ１ｂ）に分け、核形成過程（IV−Ｃ１ａ）において研磨材前駆体粒子の原料となる加熱分解した尿素類の水溶液を、希土類塩水溶液に添加し、研磨材前駆体粒子形成の早い段階で核を形成しそれを成長させることが、球形度が高く単分散性に優れた球状研磨材粒子を製造する上で重要であることを見出し本発明に至った。

本発明の効果発現の作用機構については、明確にはなっていないが、球状の研磨材前駆体粒子を形成する際、核形成に必要な量の尿素類水溶液を反応のはじめにセリウムを含む希土類塩水溶液に添加することにより、粒径分布の揃った核粒子が生成すると考えられる。引き続き原料となる尿素類水溶液を添加することにより、粒径分布を維持しつつ単分散に優れた球状研磨材前駆体粒子が得られるようになったと考えられる。

（ｉ）核形成過程（IV−Ｃ１ａ）
核形成過程（IV−Ｃ１ａ）では、尿素類が加水分解できる加熱した希土類塩水溶液に分解尿素類液（IV−Ａ１ａ）を添加する。研磨材前駆体粒子形成の反応初期の粒子の核形成過程（IV−Ｃ１ａ）において、原料となる炭酸イオンを多く含有する分解尿素類液を添加して核形成することにより、短時間で核形成を行うことができる。このため従来の希土類塩水溶液と分解尿素類液を混合して、その後加熱することにより研磨材前駆体粒子を形成する場合に比べて、生成した核の粒径分布を従来より狭くできると考えられる。

核の大きさは１０〜３００ｎｍ程度が好ましい。希土類塩水溶液と分解尿素類液の濃度、反応温度、分解尿素類液の分解の程度、分解尿素類液の添加速度及び添加量等を適宜制御することで行うことができる。核が形成したことは反応液が青色〜白色に着色ないし濁ってくることから確認できる。粒子径が小さいときは青色に、大きくなるにつれ白色に観察される。
核形成過程（IV−Ｃ１ａ）において添加する加熱分解した尿素類水溶液の添加速度は、加熱分解前の尿素類濃度に換算して反応液１Ｌに対して１分当たり０．０１〜５０ｍｏｌの範囲内であることが好ましい。より好ましくは、添加速度が０．１０〜３０ｍｏｌの範囲内である。
添加速度は早いほうが生成した核の粒径分布が狭くなるが、早すぎると生成した核が凝集したり、また局所的な濃度分布が大きくなるため核が異方成長し、核の粒径分布が大きくなる場合があるためである。
添加時間としては１０分以内が好ましい。より好ましくは５分以内である。さらに好ましくは１分以内である。

また、添加する加熱分解した尿素類水溶液の炭酸イオン濃度は、２．５〜５０ｍｍｏｌ／Ｌの範囲内であることが好ましい。
分解尿素類液中の尿素類の分解度は、０．５％以上であることが好ましい。さらには３％以上が好ましい。
希土類塩水溶液と分解尿素類液が混合した反応液の温度は、尿素類が加水分解できる温度であることが好ましい。具体的には反応液の温度は７５〜１００℃、好ましくは８０〜１００℃、より好ましくは９０〜１００℃の範囲内である。

（ii）粒子の成長過程（IV−Ｃ１ｂ）
粒子の成長過程（IV−Ｃ１ｂ）では、核形成過程（IV−Ｃ１ａ）で形成した核粒子をより大きな研磨材前駆体粒子に成長させる工程である。粒子成長過程（IV−Ｃ１ａ）は、核形成過程（IV−Ｃ１ａ）のあとに行われる。核形成過程（IV−Ｃ１ａ）で添加した分解尿素類水溶液（IV−Ａ１ａ）の添加終了後、反応液が青色〜白色に着色ないし濁ったあと、尿素類水溶液又は加熱分解した尿素類水溶液（IV−Ａ１ｂ）を添加することで粒子の成長過程を開始する。

具体的には、分解尿素類水溶液（IV−Ａ１ａ）の添加終了後、反応液が青色〜白色に着色ないし濁ったことを確認したあと、約１０分以内に、尿素類水溶液調製工程IV−Ａで調製した尿素類水溶液又は加熱分解した尿素類水溶液を、希土類塩水溶液調製工程IV−Ｂで調製した希土類塩水溶液に添加する。当該混合した溶液を加熱しながら撹拌する。尿素水溶液と希土類塩水溶液を混合することで、当該研磨材の核が成長し、研磨材粒子の前駆体（希土類塩基性炭酸塩）が得られる（IV−Ｃ２）。

粒子の成長過程（IV−Ｃ１ｂ）では、新たな核を生成することは研磨材前駆体粒子の粒径分布を大きくすることになるので好ましくない。
成長過程において添加する尿素類水溶液の濃度は、０．０５〜１０ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることが好ましい。
また粒子の成長過程においてに添加する前記加熱分解した尿素類水溶液の炭酸イオン濃度が０．０１〜３０ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることが成長中の研磨材前駆体粒子の粒径分布を大きくしない観点から好ましい。

希土類塩水溶液と分解尿素類水溶液が混合した反応液の温度は、尿素類が加水分解できる温度であることが好ましい。具体的には反応液の温度は７５〜１００℃、好ましくは８０〜１００℃、より好ましくは９０〜１００℃の範囲内である。
また、撹拌時間は１時間以上１０時間以下が好ましく、１時間以上３時間以下が特に好ましい。なお、加熱温度及び撹拌時間は、目的とする粒子径に合わせて適宜調整することができる。
なお、研磨材前駆体粒子を形成する工程における加熱撹拌の際には、十分な撹拌効率を得られれば、特に撹拌機の形状等は指定しないが、より高い撹拌効率を得るためには、ローター・ステータータイプの撹拌機を使用することが好ましい。

４．固液分離工程IV−Ｄ
加熱撹拌した後、生成した沈殿（研磨材微粒子の前駆体）を溶液と分離する固液分離を行う。固液分離の方法は、一般的な方法でよく、例えば、フィルター等を使用して濾過により研磨材粒子の前駆体を得ることができる。

５．焼成する工程IV−Ｅ
焼成する工程IV−Ｅ（焼成工程ともいう。）は、固液分離工程IV−Ｄにより得られた研磨材粒子の前駆体を空気中若しくは酸化性雰囲気中で、４００℃以上で焼成する。焼成された研磨材粒子の前駆体は、酸化物となり、酸化セリウムを含有する研磨材粒子となる。

なお、必要に応じて焼成する前に水又はアルコール等で洗浄、乾燥を行ってから焼成してもよい。

焼成を経て冷却することにより、研磨材粒子を安定させた後、当該研磨材粒子を含有する研磨材として回収することができる。

当該研磨材の製造方法を使用して研磨材を製造することで、異方成長した研磨材粒子をほとんど含まない、球形状の研磨材粒子を含有する研磨材を得ることができる。

本発明の製造方法で製造した球状研磨材粒子を含有する研磨材は、当該球状研磨材粒子を５０質量％以上含有し、好ましくは７０質量％以上含有し、９０質量％以上含有することが特に好ましい。これにより、研磨による表面粗さが小さい研磨材を得ることができる。

《研磨材の使用方法》
ガラス基板の研磨加工を例にとり、本発明の研磨材の使用方法の一例について説明する。

１．研磨材スラリーの調製
本発明に係る研磨材粒子を含む本発明の研磨材の粉体を水等の溶媒に添加し、研磨材スラリーを調製する。研磨材スラリーには、分散剤等を添加することで、凝集を防止するとともに、撹拌機等を用いて常時撹拌し、分散状態を維持する。研磨材スラリーは供給用ポンプを利用して、研磨機に循環供給される。

２．研磨工程
研磨パット（研磨布）が貼られた研磨機の上下定盤にガラス基板を接触させ、接触面に対して研磨材スラリーを供給しながら、加圧条件下でパットとガラスを相対運動させることで、ガラス基板が研磨される。

３．研磨材の劣化
研磨材は、上記研磨工程にあるように、加圧条件下で使用される。このため、研磨材に含まれる研磨材粒子は、研磨時間が経過するにつれて、徐々に崩壊し微小化してしまう。研磨材粒子の微小化は研磨速度の減少を引き起こすので、研磨前後で粒子径分布の変化が小さい研磨材粒子が望まれる。

本発明に係る平均結晶子径が４２０〜５００Åの範囲内にあり、かつ単分散度が３０％以下である研磨材粒子を含有する研磨材は、その高い研磨速度から、平滑性・研磨均一性が求められる二次研磨工程よりも、研磨速度が重要とされる粗研磨工程（一次研磨工程）において、その特徴を十分に発揮することができる。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。

［実施例Ｉ−１］
《研磨材の調製》
＜研磨材１０１の調製＞
（ステップ１）
５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液の０．５Ｌを準備し、この尿素水溶液を容器に移して、容器を密閉した後、１００℃で６時間の加熱処理を施して、尿素を高温で分解させた後、尿素水溶液を２０℃まで冷却して、分解により生成した二酸化炭素ガスの飛散を抑制し、尿素水溶液中への溶存量を高めた。

（ステップ２）
１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液を１４０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液の６０ｍｏｌ／Ｌとを混合した後、純水で９．５Ｌに仕上げて、希土類水溶液（セリウム：ランタン＝７０：３０（原子数比率））を調製し、この希土類水溶液を９０℃に加熱した。

（ステップ３）
この９０℃の希土類水溶液９．５Ｌを、軸流撹拌機を具備した混合釜に移動し、撹拌しながら、ステップ１で調製した２０℃の尿素水溶液を添加し、９０℃で１２０分間撹拌を行い、塩基性炭酸塩の研磨材粒子前駆体分散液を調製した。

（ステップ４：固液分離工程）
上記調製した塩基性炭酸塩の研磨材粒子前駆体分散液から、塩基性炭酸塩の研磨材粒子前駆体をメンブランフィルターで分離した。

（ステップ５：焼成工程）
次いで、分離した塩基性炭酸塩の研磨材前駆体を、市販のローラーハースキルンを用いて、温度１０５０℃で、１時間の焼成処理を施して、平均粒子径が１．３μｍで、フッ素化合物を含有しない、酸化セリウムの平均含有率が７０ｍｏｌ％、酸化ランタンの平均含有率が３０ｍｏｌ％からなる研磨材粒子１０１を含む研磨材１０１を調製した。研磨材１０１が含有する研磨材粒子の単分散度は、後述の方法で測定した結果、２４％であった。また、研磨材１０１が含有する上記組成の酸化セリウムの含有率は、１００質量％であった。

＜研磨材１０２〜１０８の調製＞
上記研磨材１０１の調製において、ステップ５の焼成工程における焼成温度を、表１に記載の条件に変更した以外は同様にして、酸化セリウムが７０ｍｏｌ％、酸化ランタンが３０ｍｏｌ％からなる研磨材粒子１０２〜１０８を含有する研磨材１０２〜１０８を調製した。

＜研磨材１０９〜１１１の調製＞
上記研磨材１０１の調製において、ステップ３の塩基性炭酸塩の研磨材粒子前駆体形成時の希土類水溶液への尿素水溶液の添加速度、撹拌効率、液温度及び形成時間を適宜調整して、単分散度がそれぞれ１８％、３５％、４２％の研磨材１０９〜１１１を調製した。

＜研磨材１１２の調製＞
特許第３９４９１４７号公報の段落（００７０）〜（００７８）の実施例１に記載の方法に従って、塩基性炭酸塩の研磨材粒子前駆体分散液に対し、フッ素含有率が２７質量％となるようにフッ酸を加え、これを静置した後、デカンテーション法によりイオン交換水で３回洗浄を行って、研磨材（酸化セリウム）フッ素化物前駆体を調製した。

次いで、上記研磨材１０１の調製に用いた塩基性炭酸塩の研磨材粒子前駆体と、上記調製した研磨材（酸化セリウム）フッ素化物前駆体を７６：２４の質量比で混合した後、ステップ５の焼成処理工程で、温度１０５０℃で、１時間の焼成処理を施して、平均粒子径が１．３μｍで、フッ素化合物を含有し、酸化セリウムが７０ｍｏｌ％、酸化ランタンが３０ｍｏｌ％からなる研磨材粒子１１２を含む研磨材１１２を調製した。

《研磨材の評価》
上記調製した各研磨材及び構成している各研磨材粒子について、下記の特性値の測定及び評価を行った。

〔フッ素元素の有無の確認〕
研磨材粒子中におけるフッ素元素含有率の測定方法としては、研磨材粒子１ｇを、硝酸水溶液１０ｍｌと過酸化水素水１．０ｍｌの混合溶液に溶解させ、エスアイアイナノテクノロジー社製のＩＣＰ発光分光プラズマ装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を使用して元素分析を行った。研磨材粒子中のフッ素元素の含有率の平均値を組成比（ｍｏｌ％）として求めた。フッ素元素の含有率が１．１ｍｏｌ％以上であれば「有」、１．０ｍｏｌ％以下であれば「無」と判定した。本発明の研磨材においては、全て、フッ素元素の含有率が０．１ｍｏｌ％以下であった。

〔研磨材粒子中のセリウム含有量の測定〕
研磨材粒子中のセリウム含有量の測定は、得られた研磨材粒子１ｇを硝酸水溶液１０ｍｌと過酸化水素水１．０ｍｌの混合溶液に溶解させ、エスアイアイナノテクノロジー社製のＩＣＰ発光分光プラズマ装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を使用して元素分析を行い、研磨材粒子中のセリウム、ランタン、イットリウム等の希土類元素の総原子数を求め、この希土類元素の総原子数に対するセリウムの比率（ｍｏｌ％）を求め、これを研磨材粒子中におけるセリウムの平均含有率（ｍｏｌ％）とした。

〔平均結晶子径の測定〕
各研磨材が含有している研磨材粒子について、粉末Ｘ線回折装置（リガク社製、ＭｉｎｉＦｌｅｘII）を用いて、平均結晶子径を測定した。Ｘ線源としては、ＣｕＫα線を使用し、平均結晶子径は、Ｘ線回折のメインピーク（（１１１）面）を用いて、下式のシェラーの式により算出した。
Ｄ＝Ｋλ／βｃｏｓθ
上記式において、Ｋはシェラー定数であり、λはＸ線波長である。βは、回折線の半値幅である。θは回折線に関するブラッグ角である。

〔研磨材粒子の平均粒子径Ｄ_５０の測定〕
各研磨材を構成する研磨材粒子について、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いて１００個の粒径を測定し、研磨材粒子の粒子径の測定値の全体を１００％累積曲線（積分曲線）として求め、累積曲線が５０％となるときの粒子径を求め、これを平均粒子径Ｄ_５０（μｍ）とした。なお、粒径は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で撮影した研磨材粒子画像と等しい面積を有する円の直径を、その研磨材粒子の粒子径として求めた。

〔研磨材の単分散度の測定〕
各研磨材を構成する研磨材粒子について、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いて各粒子を撮影し、撮影した研磨材粒子画像と等しい面積を有する円の直径をその研磨材粒子の粒子径として求め、この方法で、２００個のランダムに選択した研磨材粒子の粒子径を測定し、その平均値を研磨材粒子の平均粒子径として求めた。標準偏差は、測定した平均粒子径に対する個々の研磨材粒子の粒子径との差より求めた。

次いで、上記測定した平均粒子径及び標準偏差より、下式に従って単分散度を求めた。
単分散度（％）＝（研磨材粒子の粒子径の標準偏差）／（研磨材粒子の平均粒子径）×１００

〔研磨速度及び研磨速度持続性の評価〕
研磨速度の評価に用いた研磨機は、研磨材粒子を含む研磨材を、溶媒に分散して調製した研磨材スラリーを、研磨対象面に供給しながら、研磨対象面を研磨布で研磨する方式の研磨機を用いた。

研磨材スラリーは、研磨材粒子を分散媒として水のみを用いて分散して調製し、粒子濃度は１００ｇ／Ｌとした。

研磨速度の測定は、研磨材スラリーを１０Ｌ／ｍｉｎの流量で循環供給させて研磨加工を行った。研磨対象物として、６５ｍｍφのガラス基板を使用し、研磨布は、ポリウレタン製の研磨布を使用した。研磨面に対する研磨時の圧力は、９．８ｋＰａ（１００ｇ／ｃｍ^２）とし、研磨試験機の回転速度は５０ｍｉｎ^−１（ｒｐｍ）に設定し、３０分間研磨加工を行った。

次いで、研磨前と３０分研磨後のガラス基板の厚さを、Ｎｉｋｏｎ Ｄｉｇｉｍｉｃｒｏ（ＭＦ５０１）を用いて測定し、厚さ変位から１分間当たりの研磨量（μｍ）を算出し、これを１バッチ目の研磨速度１（μｍ／ｍｉｎ）とした。

次いで、上記３０分間の研磨操作を１０回繰り返し、１０バッチ目における研磨速度２（μｍ／ｍｉｎ）を測定した。
上記測定した研磨速度１及び研磨速度２について、下記の基準で研磨速度を判定した。研磨速度１のランクにより、研磨材の研磨速度を判定し、研磨速度１に対する研磨速度２の判定ランクの変化で、研磨速度持続性を評価した。ランクの変化が小さいほど、研磨速度持続性に優れていることを表す。Ｂ以上のランクであれば、実用上好ましい範囲である。

Ｓ：研磨速度が、０．９０μｍ／ｍｉｎ以上である
Ａ：研磨速度が、０．７０μｍ／ｍｉｎ以上、０．９０μｍ／ｍｉｎ未満である
Ｂ：研磨速度が、０．５０μｍ／ｍｉｎ以上、０．７０μｍ／ｍｉｎ未満である
Ｃ：研磨速度が、０．５０μｍ／ｍｉｎ未満である
以上により得られた結果を、表１に示す。

表１に記載の結果より明らかなように、平均結晶子径が４２０〜５００Åの範囲内にあり、かつ単分散度が３０％以下である研磨材粒子を含有する本発明の研磨材１０１〜１０７は、比較例に対し、連続研磨を行った後でも研磨速度の低下幅が小さく、研磨速度依存性に優れていることが分かる。

これに対し、比較例である研磨材１０８が含有する研磨材粒子は、平均結晶子径が本発明で規定する条件以下であり、研磨時に研磨材粒子自体が圧力に対する耐性が低く、研磨操作の進行に伴い、研磨材粒子の割れが起こり、研磨速度に寄与する粒子が減少し、研磨速度持続性に劣る結果となった。

また、比較例である研磨材１０９が含有する研磨材粒子は、平均結晶子径が本発明で規定する条件を越えるサイズであり、硬い粒子となり、粒子としての安定性が高くなり、ガラス基板との化学反応性が弱まり、研磨速度の低下が起こったと推測される。

また、単分散度が３０％を超える研磨材粒子を含有する研磨材１１０及び１１１は、研磨速度が低く、更に、研磨速度持続性も劣る結果となった。

また、研磨材中にフッ素化合物を含有する研磨材１１２も、研磨速度が低く、更に、研磨速度持続性も劣る結果となった。

［実施例Ｉ−２］
《研磨材の調製》
＜研磨材１１３〜１１７の調製＞
実施例Ｉ−１に記載の研磨材１０２の調製において、ステップ３における希土類水溶液と尿素水溶液との９０℃における反応時間を９０分から適宜短縮して、含有する研磨材粒子の平均粒子径Ｄ_５０を、表２に記載の条件（平均粒子径Ｄ_５０＝０．３〜１．１μｍ）に変更した以外は同様にして、研磨材１１３〜１１７を調製した。

《研磨材の評価》
上記調製した各研磨材と、実施例Ｉ−１で調製した研磨材１０２について、実施例Ｉ−１に記載の方法と同様にして、研磨材粒子の平均結晶子径、平均粒子径Ｄ_５０の測定と、研磨材の単分散度の測定及び研磨速度と研磨速度持続性の評価を行い、得られた結果を表２に示す。

表２に記載の結果より明らかなように、平均粒子径Ｄ_５０の範囲を０．５〜０．９μｍの範囲内とすることにより、研磨工程で研磨に寄与する砥粒子数が増加し、研磨初期より高い研磨速度を発現し、かつ研磨速度持続性にも優れていることがわかる。

なお、平均粒子径Ｄ_５０の範囲が０．５μｍ未満である研磨材１１７では、研磨初期における研磨速度は高いが、研磨操作の進行に伴い、研磨材粒子表面が研磨屑で覆われやすくなり、研磨速度持続性という観点からは若干の低下が見られた。

［実施例Ｉ−３］
《研磨材の調製》
＜研磨材１１８〜１２０の調製＞
実施例Ｉ−２に記載の研磨材１１４の調製において、研磨材粒子中の酸化セリウム含有量を表３に記載の条件に変更した以外は同様にして、研磨材１１８〜１２０を調製した。なお、酸化セリウム含有量の増加に伴い、酸化ランタンの含有量を調整した。

《研磨材の評価》
上記調製した各研磨材と、実施例Ｉ−２で調製した研磨材１１４について、実施例Ｉ−１に記載の方法と同様にして、研磨速度と研磨速度持続性の評価を行い、得られた結果を表３に示す。

表３に記載の結果より明らかなように、酸化セリウム含有量の増加に伴い、化学作用による研磨が支配的となり、形成される研磨材粒子も形状が保ちやすくなり、研磨速度継続性がより向上していることが分かる。

［実施例II］
以下、実施例及び比較例を挙げて研磨材の製造方法を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、表４中の添加元素１は、硝酸セリウム水溶液に他の希土類水溶液を添加する場合に、当該水溶液に含まれる希土類元素を表し、当該元素を含有する水溶液の添加量を添加元素１添加量として表す。同様に、添加元素２は、添加元素１に加え、更に他の種類の希土類水溶液を添加する場合の水溶液に含まれる希土類元素を表し、当該元素を含有する水溶液の添加量を添加元素２添加量として表す。
また、図３に示す研磨材の製造方法のうち、研磨材粒子の合成方法について、あらかじめ加熱した尿素水溶液を、あらかじめ加熱した希土類水溶液に添加する実施例の合成方法を、「分解尿素」による合成方法とする。一方、尿素水溶液と希土類水溶液を混合した後に加熱する比較例の合成方法を、「加熱尿素」による合成方法とする。

＜研磨材２０１：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、密閉容器内で、１００℃で６時間加熱した。その後、当該尿素水溶液を室温まで冷却した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） （２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（４） （３）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した混合液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（５） （４）で加熱撹拌した混合液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（６） （５）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材２０２：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、密閉容器内で、１００℃で６時間加熱した。その後、当該尿素水溶液を室温まで冷却した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１８０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液２０ｍＬとを混合した後、純水を加えて９．５Ｌとし、この混合水溶液を９０℃に加熱した。
（３） （２）で９０℃に加熱した混合水溶液に（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（４） （３）で調製した混合水溶液に尿素水溶液を添加した混合液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（５） （４）で加熱撹拌した混合液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（６） （５）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材２０３〜２１１：実施例＞
研磨材２０３〜２１１の製造方法は、研磨材２の製造方法の（２）で混合した硝酸イットリウム水溶液を、それぞれ、硝酸ガドリニウム水溶液、硝酸テルビウム水溶液、硝酸ジスプロシウム水溶液、硝酸ホルミウム水溶液、硝酸エルビウム水溶液、硝酸ツリウム水溶液、硝酸イッテルビウム水溶液、硝酸ルテチウム水溶液、塩化イットリウム水溶液に変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２１２：実施例＞
研磨材２１２の製造方法は、研磨材２０２の製造方法の（２）の手順を、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１８０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液１０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ガドリニウム水溶液１０ｍＬとの混合に変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２１３及び２１４：実施例＞
研磨材２１３及び２１４の製造方法は、研磨材２０２の製造方法の（２）の手順を、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１６２ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液３８ｍＬとの混合に変更、又は１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１６２ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ガドリニウム水溶液３８ｍＬとの混合に変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２１５：実施例＞
研磨材２１５の製造方法は、研磨材２１２の製造方法の（２）の手順を、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１６２ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液２０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ガドリニウム水溶液１８ｍＬとの混合に変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２１６：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、密閉容器内で、１００℃で６時間加熱した。その後、当該尿素水溶液を室温まで冷却した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１４０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液６０ｍＬを混合した後、純水を加えて９．５Ｌとし、この混合水溶液を９０℃に加熱した。
（３） （２）で９０℃に加熱した混合水溶液に（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（４） （３）で調製した混合水溶液に尿素水溶液を添加した混合液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（５） （４）で加熱撹拌した混合液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（６） （５）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材２１７〜２２０：実施例＞
研磨材２１７〜２２０の製造方法は、研磨材２１６の製造方法の（２）で混合した硝酸ランタン水溶液を、それぞれ、硝酸プラセオジム水溶液、硝酸ネオジム水溶液、硝酸サマリウム水溶液、硝酸ユウロピウム水溶液に変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２２１：実施例＞
研磨材２２１の製造方法は、研磨材２１６の製造方法の（２）で混合した１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液６０ｍＬを、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液４０ｍＬと１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸プラセオジム水溶液２０ｍＬに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２２２：実施例＞
研磨材２２２の製造方法は、研磨材２２１の製造方法の（２）で混合した１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液４０ｍＬと１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸プラセオジム水溶液２０ｍＬを、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液４０ｍＬと１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液２０ｍＬに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２２３：実施例＞
研磨材２２３の製造方法は、研磨材２２２の製造方法の（２）で混合した１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液４０ｍＬと１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液２０ｍＬを、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液２２ｍＬと１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液３８ｍＬに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２２４：実施例＞
研磨材２２４の製造方法は、研磨材２０１の製造方法の（３）で添加する尿素水溶液の添加速度を０．５Ｌ／ｍｉｎに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２２５：実施例＞
研磨材２２５の製造方法は、研磨材２０２の製造方法の（３）で添加する尿素水溶液の添加速度を０．５Ｌ／ｍｉｎに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２２６：実施例＞
研磨材２２６の製造方法は、研磨材２１３の製造方法の（３）で添加する尿素水溶液の添加速度を０．５Ｌ／ｍｉｎに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２２７：実施例＞
研磨材２２７の製造方法は、研磨材２１６の製造方法の（３）で添加する尿素水溶液の添加速度を０．５Ｌ／ｍｉｎに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２２８：実施例＞
研磨材２２８の製造方法は、研磨材２２２の製造方法の（３）で添加する尿素水溶液の添加速度を０．５Ｌ／ｍｉｎに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２２９：比較例＞
（１） ２．５ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を１．０Ｌ用意した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．０Ｌとした。
（３） （２）で調製した硝酸セリウム水溶液に、（１）で用意した尿素水溶液を添加し、１０分間撹拌した。
（４） （３）で撹拌した混合液を９０℃まで加熱し、２時間加熱撹拌した。
（５） （４）で加熱撹拌した混合液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（６） （５）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材２３０：比較例＞
研磨材２３０の製造方法は、研磨材２２９の製造方法の（２）で、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに代えて、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１６２ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液３８ｍＬとを混合した後、純水を加えて９．０Ｌとした以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２３１：比較例＞
研磨材２３１の製造方法は、研磨材２３０の製造方法の（２）で、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１６２ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液３８ｍＬを、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１４０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液６０ｍＬに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材２３２：比較例＞
研磨材２３２の製造方法は、研磨材２３０の製造方法の（２）で、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１６２ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液３８ｍＬを、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１４０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液２２ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液３８ｍＬとに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

以上により、得られた研磨材２０１〜２３２の合成条件を表４に示す。

＜研磨材の評価＞
研磨材２０１から２３２について、以下の方法に従って、その組成、形状及び研磨性能の評価を行った。

１．元素分析
得られた研磨材２０１〜２３２に含有されている研磨材粒子１ｇを硝酸水溶液１０ｍｌと過酸化水素水１．０ｍｌの混合溶液に溶解させ、エスアイアイナノテクノロジー社製のＩＣＰ発光分光プラズマ装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を使用して元素分析を行った。研磨材に含有される研磨材粒子の各希土類元素の平均含有量を組成比（ｍｏｌ％）として求めた。結果を表５に示す。

２．粒子形状・アスペクト比
研磨材粒子について、走査型顕微鏡写真（ＳＥＭ像）の撮影を行い、粒子１００個を無作為に選択し、その長径をａ、短径をｂとするとき、ａ／ｂの値の平均値をアスペクト比として求めた。なお、各粒子について外接する長方形（「外接長方形」という。）を描いたとき、外接長方形の短辺及び長辺うち、最短の短辺の長さを短径とし、最長の長辺の長さを長径とする。
アスペクト比が、１．００〜１．１５の範囲内、より好ましくは１．００〜１．０５の範囲内である場合に球形状として分類する。１．００〜１．１５の範囲外である場合は不定形として分類した。

３．粒子径変動係数（ＣＶ値）
研磨材粒子１００個の走査型顕微鏡写真（ＳＥＭ像）から粒子径分布の変動係数（「単分散度」ともいう。）を求め、単分散性を評価した。なお、粒子径は、各粒子の写真画像の面積に基づき、面積円相当粒子径を求め、これを各粒子の粒子径とする。
粒子径分布変動係数は下記の式で求めた。
変動係数（％）＝（粒子径分布の標準偏差／平均粒子径）×１００

４．研磨速度
研磨速度は、研磨材粒子を用いた研磨材の粉体を水等の溶媒に分散させた研磨材スラリーを、研磨機の研磨対象面に供給しながら、研磨対象面を研磨布で研磨することで測定した。研磨材スラリーは分散媒を水のみとして、濃度は１００ｇ／Ｌとし、孔径５μｍのフィルターに通した。研磨試験においては、研磨材スラリーを５Ｌ／ｍｉｎの流量で循環供給させて研磨加工を行った。研磨対象物として、６５ｍｍΦのガラス基板を使用し、研磨布は、ポリウレタン製の物を使用した。研磨面に対する研磨時の圧力は、９．８ｋＰａ（１００ｇ／ｃｍ^２）とし、研磨試験機の回転速度は１００ｍｉｎ^−１（ｒｐｍ）に設定し、３０分間研磨加工を行った。研磨前後の厚さをＮｉｋｏｎ Ｄｉｇｉｍｉｃｒｏ（ＭＦ５０１）にて測定し、厚さ変位から１分間当たりの研磨量（μｍ）を算出し、研磨速度とした。

５．表面粗さ
ガラス基板表面の表面状態（表面粗さＲａ）については、「４．研磨速度」の測定において、３０分間研磨加工を行ったガラス基板を、光波干渉式表面粗さ計（Ｚｙｇｏ社製Ｄｕａｌ−ｃｈａｎｎｅｌ ＺｅＭａｐｐｅｒ）により表面粗さ評価を行った。なお、Ｒａとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１における算術平均粗さを表している。

＜研磨材の形状・研磨性能の評価＞
以上の評価により得られた結果を表６にまとめた。

表５より、各研磨材に含有される研磨材粒子の各希土類元素の組成比（ｍｏｌ％）は、各研磨材の製造工程で混合した水溶液の濃度及び量に対応する値となっていることがわかった。また、表６より、水溶液を混合した後に加熱撹拌した比較例の研磨材よりも、希土類水溶液及び尿素水溶液をあらかじめ加熱した後に混合した実施例の研磨材の方が、球形度（粒子形状・アスペクト比）及び粒子径変動係数（ＣＶ値）が小さく、研磨速度が速いことがわかった。また、比較例の研磨材よりも実施例の研磨材の方が、表面粗さも小さく、傷が発生しにくいことがわかった。

［実施例III］
以下、実施例及び比較例を挙げて研磨材の製造方法を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において、「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
また、表７中の添加元素１は、硝酸セリウム水溶液に他の希土類水溶液を添加する場合に、当該水溶液に含まれる希土類元素を表し、当該元素を含有する水溶液の添加量を添加元素１添加量として表す。
同様に、添加元素２は、添加元素１に加え、更に他の種類の希土類水溶液を添加する場合の水溶液に含まれる希土類元素を表し、当該元素を含有する水溶液の添加量を添加元素２添加量として表す。

また、表７に示す炭酸ガスの導入方法として、開放系とは、炭酸ガス導入開始から終了まで所定の圧力、流量で一定の期間、連続的若しくは断続的に、容器等を密閉しないで水溶液又は反応液中に炭酸ガスを気泡として吹き出し、溶解させる方法をいう。一方、密閉系とは、炭酸ガス導入開始から終了まで所定の圧力、流量で一定の期間、連続的若しくは断続的に、密閉した容器等の水溶液又は反応液中に炭酸ガスを気泡として吹き出し、溶解させる方法をいう。
なお、研磨材３０１〜３３１では、セリウムを含有する水溶液を加熱した後、反応液を加熱撹拌している間に炭酸ガスを導入しているが、一例であって、尿素水溶液を加熱する前から炭酸ガスを導入してもよく、セリウムを含有する水溶液を加熱する前から炭酸ガスを導入してもよい。
また、表７に示す炭酸イオン濃度は、各研磨材の調製過程の尿素水溶液を添加する直前に測定した９０℃における炭酸イオン濃度を表す。具体的には、液中の炭酸イオン濃度は、尿素水溶液を添加する直前の反応液を採取し、ＤＩＯＮＥＸ社製イオンクロマトグラフ、ＤＸ５００を用いて測定した。
また、表７に示す尿素添加開始時間は、炭酸ガスを水溶液又は反応液中に導入を開始してから尿素水溶液を添加するまでの時間を表している。

＜研磨材３０１：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に、炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、供給を開始した。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を開始してから１５分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した溶液（以下、反応液という。）を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 前記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３０２：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１８０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液２０ｍＬとを混合した後、純水を加えて９．５Ｌとし、この混合水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した混合水溶液に炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、供給を開始した。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を開始してから１５分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した反応液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 前記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３０３〜３１１：実施例＞
研磨材３０３〜３１１の製造方法は、研磨材３０２の製造方法の（２）で混合した硝酸イットリウム水溶液を、それぞれ、硝酸ガドリニウム水溶液、硝酸テルビウム水溶液、硝酸ジスプロシウム水溶液、硝酸ホルミウム水溶液、硝酸エルビウム水溶液、硝酸ツリウム水溶液、硝酸イッテルビウム水溶液、硝酸ルテチウム水溶液、塩化イットリウム水溶液に変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材３１２：実施例＞
研磨材３１２の製造方法は、研磨材３０２の製造方法の（２）の手順を、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１８０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液１０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ガドリニウム水溶液１０ｍＬとの混合に変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材３１３及び３１４：実施例＞
研磨材３１３及び３１４の製造方法は、研磨材３０２の製造方法の（２）の手順を、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１６２ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液３８ｍＬとの混合に変更、又は１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１６２ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ガドリニウム水溶液３８ｍＬとの混合に変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材３１５：実施例＞
研磨材３１５の製造方法は、研磨材３１２の製造方法の（２）の手順を、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１６２ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液２０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ガドリニウム水溶液１８ｍＬとの混合に変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材３１６：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液１４０ｍＬと、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液６０ｍＬとを混合した後、純水を加えて９．５Ｌとし、この混合水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した混合水溶液に炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、供給を開始した。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を開始してから１５分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した反応液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 前記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３１７〜３２０：実施例＞
研磨材３１７〜３２０の製造方法は、研磨材３１６の製造方法の（２）で混合した硝酸ランタン水溶液を、それぞれ、硝酸プラセオジム水溶液、硝酸ネオジム水溶液、硝酸サマリウム水溶液、硝酸ユウロピウム水溶液に変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材３２１：実施例＞
研磨材３２１の製造方法は、研磨材３１６の製造方法の（２）で混合した１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液６０ｍＬを、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液４０ｍＬと１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸プラセオジム水溶液２０ｍＬに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材３２２：実施例＞
研磨材３２２の製造方法は、研磨材３２１の製造方法の（２）で混合した１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液４０ｍＬと１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸プラセオジム水溶液２０ｍＬを、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液４０ｍＬと１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液２０ｍＬに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材３２３：実施例＞
研磨材３２３の製造方法は、研磨材３２２の製造方法の（２）で混合した１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液４０ｍＬと１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液２０ｍＬを、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸ランタン水溶液２２ｍＬと１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸イットリウム水溶液３８ｍＬに変更した以外は、同様の手順で調製を行い、研磨材を得た。

＜研磨材３２４：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に、炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、供給を開始した。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を開始してから１分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した反応液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 前記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３２５：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に、炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、供給を開始した。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を開始してから３分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した反応液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 前記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３２６：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に、炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、供給を開始した。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を開始してから５分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した反応液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 前記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３２７：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に、炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、供給を開始した。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を開始してから３０分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した反応液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 前記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３２８：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） オートクレーブを用いて、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に、炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、供給を開始した。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を開始してから１０分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した反応液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 前記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３２９：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） オートクレーブを用いて、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に、炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、供給を開始した。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を開始してから２０分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した反応液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 前記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３３０：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） オートクレーブを用いて、１．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に、炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、供給を開始した。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を開始してから３０分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した反応液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） （６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３３１：実施例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に、炭酸ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの流量、０．１ＭＰａの供給圧力で、２分間の供給と停止を交互に行った。
（４） 前記（３）で炭酸ガスの供給を最初に開始してから１５分後に、前記（３）で９０℃に加熱し、炭酸ガスが供給された硝酸セリウム水溶液に前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（５） 前記（４）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した溶液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（６） 前記（５）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 前記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

＜研磨材３３２：比較例＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、６０℃まで加熱した。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．５Ｌとし、この水溶液を９０℃に加熱した。
（３） 前記（２）で９０℃に加熱した硝酸セリウム水溶液に、前記（１）で調製した尿素水溶液を、１Ｌ／ｍｉｎの添加速度で添加した。
（４） 前記（３）で硝酸セリウム水溶液に尿素水溶液を添加した反応溶液を９０℃で２時間加熱撹拌した。
（５） 前記（４）で加熱撹拌した反応液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（６） 前記（５）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子を含有する研磨材を得た。

以上により、得られた研磨材３０１〜３３２の合成条件を表７に示す。

＜研磨材の評価＞
研磨材３０１〜３３２について、以下の方法に従って、研磨材の形状・研磨性能の評価を行った。

１．粒子形状・アスペクト比
研磨材粒子について、走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）の撮影を行い、粒子１００個を無作為に選択し、その長径をａ、短径をｂとするとき、ａ／ｂの値の平均値をアスペクト比として求めた。なお、各粒子について外接する長方形（「外接長方形」という。）を描いたとき、外接長方形の短辺及び長辺うち、最短の短辺の長さを短径とし、最長の長辺の長さを長径とする。
アスペクト比が、１．００〜１．１５の範囲内、より好ましくは１．００〜１．０５の範囲内である場合に球形状として分類する。１．００〜１．１５の範囲外である場合は不定形として分類した。

２．粒子径変動係数（ＣＶ値）
研磨材粒子１００個の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）から粒子径分布の変動係数（「単分散度」ともいう。）を求め、単分散性を評価した。なお、粒子径は、各粒子の写真画像の面積に基づき、面積円相当粒子径を求め、これを各粒子の粒子径とする。
粒子径分布変動係数は下記の式で求めた。
変動係数（％）＝（粒子径分布の標準偏差／平均粒子径）×１００

３．研磨速度
研磨速度は、研磨材粒子を用いた研磨材の粉体を水等の溶媒に分散させた研磨材スラリーを、研磨機の研磨対象面に供給しながら、研磨対象面を研磨布で研磨することで測定した。研磨材スラリーは分散媒を水のみとして、濃度は１００ｇ／Ｌとし、孔径５μｍのフィルターに通した。研磨試験においては、研磨材スラリーを５Ｌ／ｍｉｎの流量で循環供給させて研磨加工を行った。研磨対象物として、６５ｍｍΦのガラス基板を使用し、研磨布は、ポリウレタン製の物を使用した。研磨面に対する研磨時の圧力は、９．８ｋＰａ（１００ｇ／ｃｍ^２）とし、研磨試験機の回転速度は１００ｍｉｎ^−１（ｒｐｍ）に設定し、３０分間研磨加工を行った。研磨前後の厚さをＮｉｋｏｎ Ｄｉｇｉｍｉｃｒｏ（ＭＦ５０１）にて測定し、厚さ変位から１分間当たりの研磨量（μｍ）を算出し、研磨速度とした。

４．表面粗さ
ガラス基板表面の表面状態（表面粗さＲａ）については、「３．研磨速度」の測定において、３０分間研磨加工を行ったガラス基板を、光波干渉式表面粗さ計（Ｚｙｇｏ社製Ｄｕａｌ−ｃｈａｎｎｅｌ ＺｅＭａｐｐｅｒ）により表面粗さ評価を行った。なお、Ｒａとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１における算術平均粗さを表している。

５．傷
また、ガラス基板表面の表面状態（傷の個数）について、３０分間研磨加工を行ったガラス基板を、光波干渉式表面粗さ計（Ｚｙｇｏ社製Ｄｕａｌ−ｃｈａｎｎｅｌ ＺｅＭａｐｐｅｒ）を用いて、ガラス基板全面の凹凸を測定することにより傷の個数の評価を行った。
具体的には、３０分間研磨加工を行ったガラス基板の表面を、Ｚｙｇｏ社製Ｄｕａｌ−ｃｈａｎｎｅｌ ＺｅＭａｐｐｅｒを用いて、ガラス基板５枚について、５０〜１００μｍの範囲内の傷の有無を目視で調べ、その一枚あたりの発生数の平均値で表した。

＜研磨材の形状・研磨性能の評価＞
以上の評価により得られた結果を表８にまとめた。

表８より、炭酸ガスを導入して作製した実施例の研磨材３０１〜３３１は、粒子形状が球形状であるのに対し、炭酸ガスを導入しないで作製した比較例の研磨材３３２は、不定形となった。また、炭酸ガスを導入しない比較例の研磨材よりも、炭酸ガスを導入した実施例の研磨材の方が、粒子径変動係数（ＣＶ値）及び表面粗さが小さく、傷も少ないことがわかった。研磨速度については、研磨材の作製に用いたセリウム溶液の量にほぼ比例していることがわかった。

［実施例IV］
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。

〈尿素類水溶液の調製〉
以下の研磨材粒子の製造に用いる、加熱分解しない尿素類水溶液Ａ１〜Ａ５、及び加熱分解したＢ１〜Ｂ５尿素類水溶液を調製した。
（尿素類水溶液Ａ１の調製）
尿素類水溶液Ａ１：２．５ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液
（尿素類水溶液Ａ２からＡ５の調製）
表１０に記載の濃度、すなわち０．０５、０．０３、１０及び１３ｍｏｌ／Ｌの濃度の尿素類水溶液を５Ｌずつ調製してそれぞれＡ２からＡ５の尿素類水溶液とした。

（尿素類水溶液Ｂ１の調製）
１０ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を０．５Ｌ用意し、密閉容器内で、１００℃で６時間加熱した。その後、当該尿素水溶液を室温（２５℃）まで冷却してＢ１の尿素類水溶液とした。室温（２５℃）で炭酸イオン濃度を測定した結果１２ｍｍｏｌ／Ｌであった。
（尿素類水溶液Ｂ３〜５の調製）
尿素類水溶液Ｂ１の調製において、尿素水溶液の濃度を変化させた以外は同様の方法で分解尿素液の濃度が表１０に記載の炭酸イオン濃度となるようにして尿素類水溶液Ｂ３〜５を調製した液を用いた。
（尿素類水溶液Ｂ６〜９の調製）
尿素類水溶液Ｂ１の調製において、尿素の温度と加熱時間を変化させて尿素水溶液を分解し、室温（２５℃）まで冷却して、分解尿素水溶液Ｂ６〜９を調製した。室温（２５℃）で炭酸イオン濃度を測定した結果を表１０に示す。なお、尿素類水溶液Ｂ８及びＢ９の調製においては、耐圧容器を用いて１４０℃に加温して調製した。
（尿素類水溶液Ｂ１０〜１３の調製）
尿素類水溶液Ｂ１の調製において、分解濃度と時間、温度を表１のように変化させて尿素水溶液を分解し、室温（２５℃）まで冷却して、成長過程で用いる分解尿素水溶液Ｂ１０〜１３を調製した。室温（２５℃）で炭酸イオン濃度を測定した結果を表９に示す。

炭酸イオン濃度はイオンクロマトグラフィー法で測定した。ＤＩＯＮＥＸ社製イオンクロマトグラフ、ＤＸ５００を用いて測定した。

＜研磨材粒子４０１の製造＞
以下の手順で比較の研磨材粒子４０１を製造した。
（１） ２．５ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液を１．０Ｌ用意した（尿素類水溶液Ａ１）。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．０Ｌとした。
（３） 上記（２）で調製した硝酸セリウム水溶液を９０℃まで加熱した。
（４） 上記（３）で加熱した硝酸セリウム水溶液に、（１）で用意した尿素水溶液を添加し、１時間加熱撹拌した。
（５） 上記（４）で加熱撹拌した混合液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（６） 上記（５）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子４０１を得た。

＜研磨材粒子４０２の製造＞
以下の手順で本発明に係る研磨材粒子４０２を製造した。
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの分解尿素水溶液を０．５Ｌ用意した（尿素類水溶液Ｂ１）。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．０Ｌとした。
（３） 上記（２）で調製した硝酸セリウム水溶液を９０℃まで加熱した。
（４） 上記（３）で加熱した硝酸セリウム水溶液に、（１）で用意した分解尿素水溶液を添加し、１０分間加熱撹拌した（核形成過程）。
（５） 上記（４）の混合液中に０．０５ｍｏｌ／Ｌの濃度の尿素類水溶液を０．５Ｌ添加し、５０分間過熱撹拌した（成長過程）。
（６） 上記（５）で加熱撹拌した混合液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 上記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子４０２を得た。

＜研磨材粒子４０３〜４０５の製造＞
研磨材粒子４０２の製造において、（１）で使用する分解尿素水溶液をＢ３〜Ｂ５にかえて、研磨材粒子４０３〜４０５を作製した。

＜研磨材粒子４０６〜４０９の製造＞
研磨材粒子４０２の製造において、（１）で使用する分解尿素水溶液をＢ６〜Ｂ９にかえて、研磨材粒子４０６〜４０９を作製した。

＜研磨材粒子４１０〜４１２の製造＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの分解尿素水溶液を０．５Ｌ用意した（尿素類水溶液Ｂ１）。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．０Ｌとした。
（３） 上記（２）で調製した硝酸セリウム水溶液を９０℃まで加熱した。
（４） 上記（３）で加熱した硝酸セリウム水溶液に、（１）で用意した分解尿素水溶液を添加し、１０分間加熱撹拌した。
（５） 上記（４）の混合液中に表１０に記載の濃度の尿素類水溶液（尿素類水溶液Ａ３〜Ａ５）を０．５Ｌ添加し、５０分間加熱撹拌した。
（６） 上記（５）で加熱撹拌した混合液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 上記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子４１０〜４１２を得た。

＜研磨材粒子４１３〜４１６の製造＞
（１） ５．０ｍｏｌ／Ｌの分解尿素水溶液を０．５Ｌ用意した（尿素類水溶液Ｂ１）。
（２） １．０ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液２００ｍＬに純水を加えて９．０Ｌとした。
（３） 上記（２）で調製した硝酸セリウム水溶液を９０℃まで加熱した。
（４） 上記（３）で加熱した硝酸セリウム水溶液に、（１）で用意した分解尿素水溶液を添加し、１０分間加熱撹拌した。
（５） 上記（４）の混合液中に表９に記載の濃度・分解温度・時間で分解させた尿素類水溶液（尿素類水溶液Ｂ１０〜Ｂ１３）を０．５Ｌ添加し、５０分間加熱撹拌した。
（６） 上記（５）で加熱撹拌した混合液中に析出した研磨材粒子の前駆体をメンブランフィルターで分離した。
（７） 上記（６）で分離した研磨材粒子の前駆体を６００℃で焼成して研磨材粒子４１３〜４１６を得た。

＜研磨材粒子４１７〜４２５の製造＞
研磨材粒子４０２の製造において、表９に示したように、希土類塩水溶液中の希土類元素を、総量は変えずに表に示したｍｏｌ％の各々硝酸塩にかえて、及び尿素類水溶液の種類と添加速度及びその濃度さらにその炭酸イオン濃度を表１０のように変えて研磨材粒子４１７〜４２５を作製した。
なお、表１０中、添加速度（ｍｏｌ）は反応液１Ｌに対して１分当たりで添加する尿素類のｍｏｌ数を表している。

《研磨材粒子の評価》
研磨材粒子４０１〜４２５について、以下の方法に従って、その組成、形状及び研磨性能の評価を行った。

１．元素分析
得られた研磨材粒子４０１〜４２５の各々１ｇを硝酸水溶液１０ｍｌと過酸化水素水１．０ｍｌの混合溶液に溶解させ、エスアイアイナノテクノロジー社製のＩＣＰ発光分光プラズマ装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を使用して元素分析を行った。研磨材に含有される研磨材粒子の各希土類元素の平均含有量を組成比（ｍｏｌ％）として求めた。その結果、表１０に示した処方の値と一致していることが分かった。

２．粒子形状・アスペクト比
研磨材粒子について、走査型顕微鏡写真（ＳＥＭ像）の撮影を行い、粒子１００個を無作為に選択し、その長径をａ、短径をｂとするとき、ａ／ｂの値の平均値をアスペクト比として求めた。なお、各粒子について外接する長方形（「外接長方形」という。）を描いたとき、外接長方形の短辺及び長辺うち、最短の短辺の長さを短径とし、最長の長辺の長さを長径とする。

アスペクト比が、１．００〜１．１５の範囲内、より好ましくは１．００〜１．０５の範囲内である場合に球形状として分類する。１．００〜１．１５の範囲外である場合は不定形として分類した。

３．粒子径変動係数（ＣＶ値）
研磨材粒子１００個の走査型顕微鏡写真（ＳＥＭ像）から粒子径分布の変動係数（「単分散度」ともいう。）を求め、単分散性を評価した。なお、粒子径は、各粒子の写真画像の面積に基づき、面積円相当粒子径を求め、これを各粒子の粒子径とする。また、各粒子の粒子径の算術平均を平均粒子径とした。
粒子径分布変動係数は下記の式で求めた。
変動係数（％）＝（粒子径分布の標準偏差／平均粒子径）×１００

４．研磨速度
研磨速度は、研磨材粒子を用いた研磨材の粉体を水等の溶媒に分散させた研磨材スラリーを、研磨機の研磨対象面に供給しながら、研磨対象面を研磨布で研磨することで測定した。研磨材スラリーは分散媒を水のみとして、濃度は１００ｇ／Ｌとし、孔径５μｍのフィルターに通した。研磨試験においては、研磨材スラリーを５Ｌ／ｍｉｎの流量で循環供給させて研磨加工を行った。研磨対象物として、６５ｍｍΦのガラス基板を使用し、研磨布は、ポリウレタン製の物を使用した。研磨面に対する研磨時の圧力は、９．８ｋＰａ（１００ｇ／ｃｍ^２）とし、研磨試験機の回転速度は１００ｍｉｎ^−１（ｒｐｍ）に設定し、３０分間研磨加工を行った。研磨前後の厚さをＮｉｋｏｎ Ｄｉｇｉｍｉｃｒｏ（ＭＦ５０１）にて測定し、厚さ変位から１分間当たりの研磨量（μｍ）を算出し、研磨速度とした。

５．表面粗さ
ガラス基板表面の表面状態（表面粗さＲａ）については、「４．研磨速度」の測定において、３０分間研磨加工を行ったガラス基板を、光波干渉式表面粗さ計（Ｚｙｇｏ社製Ｄｕａｌ−ｃｈａｎｎｅｌ ＺｅＭａｐｐｅｒ）により表面粗さ評価を行った。なお、Ｒａとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１における算術平均粗さを表している。

＜研磨材の形状・研磨性能の評価＞
以上の評価により得られた結果を表１１にまとめた。

表１１より、各研磨材に含有される研磨材粒子の各希土類元素の組成比（ｍｏｌ％）は、各研磨材の製造工程で混合した水溶液の濃度及び量に対応する値となっていることがわかった。また、表１０より、核形成過程と成長過程とを経て製造した本発明に係る研磨材粒子４０２〜４２５は、比較例の研磨材粒子４０１に比べ、球形度（粒子形状・アスペクト比）及び粒子径変動係数（ＣＶ値）が小さく、研磨速度が速いことがわかった。また、比較例の研磨材よりも実施例の研磨材の方が、表面粗さも小さく、傷が発生しにくいことがわかった。

本発明は、ガラス製品や半導体デバイス、水晶発振子等の製造工程において、酸化セリウムを含有する研磨材により研磨する分野において利用可能性がある。

１ 研磨材粒子
２ 結晶子
３ 粒子径
Ａ 平均結晶子径
Ｉ−Ａ 研磨材粒子前駆体形成工程
Ｉ−Ｂ 固液分離工程
Ｉ−Ｃ 焼成工程
II−Ａ 尿素水溶液調整工程
II−Ａ１ 尿素水溶液（室温）
II−Ａ２ 加熱
II−Ａ３ 尿素水溶液（１００℃）
II−Ａ４ 冷却
II−Ａ５ 尿素水溶液（２０℃）
II−Ｂ 希土類水溶液調整工程
II−Ｂ１ 希土類水溶液（室温）
II−Ｂ２ 加熱
II−Ｂ３ 希土類水溶液（９０℃）
II−Ｃ 尿素水溶液の添加・加熱撹拌工程
II−Ｃ１ 尿素水溶液添加
II−Ｃ２ 加熱撹拌
II−Ｃ３ 希土類塩基性炭酸塩生成
II−Ｄ 固液分離工程
II−Ｅ 焼成工程
III−Ａ 希土類水溶液調整工程
III−Ａ１ 希土類水溶液（室温）
III−Ａ２ 加熱
III−Ａ３ 希土類水溶液（９０℃）
III−Ｂ 沈殿剤添加工程
III−Ｂ１ 尿素水溶液（室温）
III−Ｂ２ 加熱
III−Ｂ３ 尿素水溶液（６０℃）
III−Ｃ 研磨材粒子前駆体生成工程
III−Ｃ１ 炭酸ガス導入
III−Ｃ２ 加熱撹拌
III−Ｃ３ 希土類塩基性炭酸塩生成
III−Ｄ 固液分離工程
III−Ｅ 焼成工程
IV−Ａ 尿素類水溶液調整工程
IV−Ａ１ａ 分解尿素類水溶液（２５℃）
IV−Ａ１ｂ 分解尿素類水溶液又は分解尿素類水溶液（２５℃）
IV−Ｂ 希土塩類水溶液調整工程
IV−Ｂ１ 希土類塩水溶液（２５℃）
IV−Ｂ２ 加熱
IV−Ｂ３ 希土類塩水溶液（９０℃）
IV−Ｃ 研磨材前駆体粒子を形成する工程
IV−Ｃ１ 加熱撹拌
IV−Ｃ１ａ 核形成過程
IV−Ｃ１ｂ 成長過程
IV−Ｃ２ 希土類塩基性炭酸塩生成
IV−Ｄ 固液分離工程
IV−Ｅ 焼成工程

Claims (13)

1. 研磨材を製造する製造方法であって、
   前記研磨材が、セリウム（Ｃｅ）と、
   ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）及びユウロピウム（Ｅｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素との、
   含有量の合計が、８１ｍｏｌ％以上であり、
   イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１９ｍｏｌ％以下である研磨材粒子を含有し、
   前記研磨材粒子の粒子径の単分散度が、３０％以下であり、
   少なくとも下記工程１〜工程５を含み、かつ少なくとも下記工程２〜工程３までの間、下記水溶液及び反応液に炭酸ガスを連続的若しくは断続的に導入することを特徴とする研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
   工程１：セリウム（Ｃｅ）を含有する水溶液を調製し加熱する工程
   工程２：前記工程１において加熱された前記水溶液に沈殿剤を添加して反応液を調製する工程
   工程３：前記反応液を加熱撹拌して研磨材粒子前駆体を生成させる工程
   工程４：前記工程３において生成した研磨材粒子前駆体を反応液から分離する工程
   工程５：前記工程４で分離して得られた前記研磨材粒子前駆体を酸化性雰囲気中で焼成して研磨材粒子を形成させる工程
2. 前記水溶液が、下記要件１ａ〜要件３ａを満たすことを特徴とする請求項１に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
   要件１ａ：前記水溶液が、前記セリウムに加えて、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）からなる１４種類の希土類元素のうちから選ばれる少なくとも１種類の元素を含有する。
   要件２ａ：前記水溶液に含有されるセリウムと、当該水溶液に含有される、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウム及びユウロピウムから選ばれる少なくとも１種類の元素との含有量の合計が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、８１ｍｏｌ％以上である。
   要件３ａ：前記水溶液に含有される、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、１９ｍｏｌ％以下である。
3. 前記水溶液が、下記要件１ｂ〜要件３ｂを満たすことを特徴とする請求項２に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
   要件１ｂ：前記水溶液が、前記セリウムに加えて、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる９種類の希土類元素のうちから選ばれる少なくとも１種類の元素を含有する。
   要件２ｂ：前記水溶液のセリウムの含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、８１ｍｏｌ％以上である。
   要件３ｂ：前記水溶液に含有される、イットリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、１９ｍｏｌ％以下である。
4. 前記水溶液のセリウムの含有量が、前記水溶液に含有される希土類元素の全体量に対して、９５〜１００ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
5. 前記工程２で沈殿剤を添加する直前の、前記水溶液又は前記反応液中の炭酸イオン濃度が、５０〜１６００ｍｇ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
6. 前記工程２で沈殿剤を添加する直前の、前記水溶液又は前記反応液中の炭酸イオン濃度が、５８〜１５６９ｍｇ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
7. 前記沈殿剤が、尿素又は尿素系化合物であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
8. 研磨材を製造する製造方法であって、
   前記研磨材が、セリウム（Ｃｅ）と、
   ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）及びユウロピウム（Ｅｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素との、
   含有量の合計が、８１ｍｏｌ％以上であり、
   イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から選ばれる少なくとも１種類の元素の含有量が、１９ｍｏｌ％以下である研磨材粒子を含有し、
   前記研磨材粒子の粒子径の単分散度が、３０％以下であり、
   セリウムを含む希土類元素含有化合物の水溶液中に尿素類水溶液を添加して研磨材前駆体粒子を形成する工程と、
   当該研磨材前駆体粒子を焼成する工程とを少なくとも有し、かつ
   前記研磨材前駆体粒子を形成する工程における反応初期の粒子の核形成過程において加熱分解した尿素類水溶液を添加し、
   前記核形成過程の後の粒子の成長過程において尿素類水溶液又は加熱分解した尿素類水溶液を添加することを特徴とする研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
9. 前記反応初期の粒子の核形成過程において添加する加熱分解した尿素類水溶液の添加速度が、加熱分解前の尿素類濃度に換算して反応液１Ｌに対して１分当たり０．０１〜５０ｍｏｌの範囲内であることを特徴とする請求項８に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
10. 前記反応初期の粒子の核形成過程において添加する加熱分解した尿素類水溶液の炭酸イオン濃度が、２．５〜５０ｍｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
11. 前記粒子の成長過程において添加する尿素類水溶液の濃度が、０．０５〜１０ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項８から請求項１０までのいずれか一項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
12. 前記粒子の成長過程において添加する前記加熱分解した尿素類水溶液の炭酸イオン濃度が、０．１〜３０ｍｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項８から請求項１１までのいずれか一項に記載の研磨材粒子を含有する研磨材の製造方法。
13. 前記研磨材粒子前駆体を１０５０〜１５００℃の範囲内で焼成することを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の研磨材の製造方法。

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