TWI400142B - 相互侵入高分子網目構造體及研磨墊與其製法 - Google Patents

Description

相互侵入高分子網目構造體及研磨墊與其製法

本發明係有關於一種相互侵入高分子網目構造體之製造方法。又，本發明係有關於一種研磨墊與其製造方法。特別是有關於一種研磨墊，用以平坦化形成在矽等半導體基板上之絕緣層表面或金屬配線表面。

在專利文獻1揭示一種研磨墊，係由聚胺甲酸酯與乙烯化合物聚合而成的聚合物所構成。又，在專利文獻2揭示一種研磨墊之製造方法，係包含將高分子成形體浸漬在含有聚合用單體之溶液後，使該單體產生聚合反應的製程之製造方法。

但是，以往的研磨墊，因為墊內及墊間的特性偏差大，研磨時之研磨速度的面內均勻性不充分。又，因為研磨墊的強度低，會有墊的磨耗快、研磨時墊的耐用期限短之問題。

而且，該等研磨墊在製造時，會有將單體浸漬在高分子成形體之浸漬速度變慢、製造所需時間變長之問題。為了避免如此的黏度上升，必須設定較低的浸漬溫度，由於低溫浸漬，必須長時間浸漬。而且，由於在聚合用單體中添加有機溶劑，雖然即使黏度上升浸漬速度亦不會大幅度地下降，但是，聚合結束後必須有除去不需要的有機溶劑之製程。

專利文獻1：WO00/122621號專利文獻2：特開2000－218551號公報

本發明之目的係提供一種均勻性特性優良、且製造效率高之相互侵入高分子網目構造體及其製造方法。又，本發明之目的係提供一種研磨墊與其製造方法，該研磨墊在研磨時之研磨速度的面內均勻性高、能夠在短時間消除段差而具有良好的平坦化特性，能夠減少研磨墊之間之研磨特性差異，改良研磨時之耐用期限、且製造效率高。

為了解決上述課題，本發明之構成如下。

(1)一種相互侵入高分子網目構造體之製造方法，係包含浸漬製程及聚合製程之相互侵入高分子網目構造體之製造方法，該浸漬製程係將含有乙烯性不飽和化合物及自由基聚合引發劑之自由基聚合性組成物浸漬高分子成形體；而該聚合製程係在該浸漬有該自由基聚合性組成物之高分子成形體的膨脹狀態下，使該乙烯性不飽和化合物聚合之製程，其中在使自由基聚合性組成物浸漬高分子成形體之製程前，在該自由基聚合性組成物及/或該高分子成形體中添加鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑。

(2)一種研磨墊之製造方法，係含有使用如(1)之相互侵入高分子網目構造體的方法所得到之相互侵入高分子網目構造體來製造研磨墊之製程。

(3)一種研磨墊，係由含有高分子成形體及乙烯性不飽和化合物的聚合物之相互侵入高分子網目構造體所構成，係厚度1毫米以上、直徑300毫米以上的研磨墊，其中相對於高分子成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的合計重量，使高分子成形體的平均重量比為X(%)時，在研磨墊的任意位置之高分子成形體的重量比係在X±3(%)的範圍內。

依據本發明之相互侵入高分子網目構造體之製造方法，能夠得到一種均勻性特性優良、且製造效率高之相互侵入高分子網目構造體。

又，依據本發明之研磨墊之製造方法，能夠得到一種研磨墊，在研磨時之研磨速度的面內均勻性高、能夠在短時間消除段差而具有平坦化特性優良，能夠減少研磨墊之間之研磨特性差異，改善研磨時之耐用期限、且製造效率高。

在本發明，相互侵入高分子網目構造體係指在由複數高分子所構成的高分子混合系，該由複數高分子所構成的高分子網目，高分子具有相互侵入之結構。又，亦可以是異種高分子之相互形成連續相的結構係藉由形成交聯點來加以安定化之結構。

本發明所稱相互侵入高分子網目構造體，可以藉由將形成他種高分子之乙烯性不飽和化合物浸漬一部分由高分子所構成的高分子成形體，藉由使該乙烯性不飽和化合物聚合而得到。本發明之研磨墊係由相互侵入高分子網目構造體所構成。

在本發明，鏈轉移劑係指在自由基聚合反應時，與成長自由基反應而停止聚合物鏈長度的增加，產生具有再引發能力之低分子自由基之化合物。

鏈轉移劑之例子，可舉出的有正丁基硫醇、異丁基硫醇、正辛基硫醇、正十二基硫醇、第二丁基硫醇、第二－十二基硫醇、第三－丁基硫醇等烷基硫醇、苯基硫醇、甲苯硫酚、4－第三丁基－鄰甲苯硫酚等芳香硫醇、巰乙酸2－乙基己酯、巰乙酸乙酯等巰乙酸乙酯、乙二硫醇等碳數3~18之硫醇、α－甲基苯乙烯二聚物、甲苯、乙苯等芳香族烴系鏈轉移劑、四氯化碳等。在此，烷基硫醇可以是第一級、第二級及第三級中任一種，又，亦可以具有取代烷基。此等可單獨使用或組合2種類以上使用。其中，以使用芳香烴系鏈轉移劑及具有碳數4~12的烷基之硫醇為佳。具體上，可舉出的有α－甲基苯乙烯二聚物或甲苯等芳香烴系鏈轉移劑、第三－丁基硫醇、正丁基硫醇、正辛基硫醇、正十二基硫醇等碳數4~12的烷基硫醇。

在本發明，相對於100重量%乙烯性不飽和化合物，鏈轉移劑之使用量以0.01~20重量%為佳，以0.01~5重量%為更佳，以0.05~3重量%為特佳。使用量比0.01重量%少時，鏈轉移劑的效果變低。又，比5重量%多時，所得到的聚合物之強度、彈性模數等機械特性降低。

在本發明，自由基聚合抑制劑係與自由基聚合反應系統內的自由基具有高反應性之化合物，與自由基反應產生鈍性生成物之物。自由基聚合抑制劑以具有芳香環及至少1個以上羥基之化合物為佳。

自由基聚合引發劑之例子可舉出的有氫醌、氫醌單甲基醚、托帕酚A(topanol A)、兒茶酚、第三丁基兒茶酚、2,6－二－第三丁基－4－甲基苯酚、啡噻、α－生育酚、新戊四醇－肆[3－(3,5－二－第三丁基－4－羥基苯基)丙酸酯]、N,N’－六亞甲基雙(3,5－二－第三丁基－4－羥基－氫化肉桂醯胺、2－(3,5－二－第三丁基－4－羥基苄基)－2－正丁基丙二酸雙(1,2,2,6,6－五甲基－4－哌啶基)等。可從此等化合物中選擇1種或2種以上化合物使用。

在本發明，相對於100重量%乙烯性不飽和化合物，自由基聚合引發劑的使用量以0.001~0.5重量%為佳，以0.001~0.3重量%為更佳，在本發明，乙烯性不飽和化合物係指具有自由基聚合性碳－碳雙鍵之化合物。具體上，可舉出的有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2－乙基己酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸正月桂酯、甲基丙烯酸十三酯、甲基丙烯酸正硬脂酯、甲基丙烯酸2－羥基乙酯、甲基丙烯酸2－羥基丙酯、甲基丙烯酸2－羥基丁酯、甲基丙烯酸二甲基胺基甲酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙基胺基乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2－苯氧基乙酯、甲基丙烯酸異莰酯、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、聚丙二醇單甲基丙烯酸酯等甲基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸異莰酯、丙烯酸2－羥基乙酯、丙烯酸2－羥基丙酯等丙烯酸酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、苯乙烯、α－甲基苯乙烯、羥基苯乙烯、α－甲基苯乙烯二聚物等單官能性乙烯性不飽和化合物、乙二醇單甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、3－甲基－1,5－新戊二醇二丙烯酸酯、1,6－丁二醇二丙烯酸酯、2－丁基－2－乙基－1,3－丙二醇二丙烯酸酯、1,9－壬烷二丙烯酸酯、二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯等多官能性乙烯性不飽和化合物等。此等乙烯性不飽和化合物可使用1種或2種以上。

此等乙烯性不飽和化合物之中，選自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯及甲基丙烯酸第三丁酯之化合物，從容易形成獨立氣泡、單體的浸漬性良好、聚合硬化容易、及所得到之相互侵入高分子網目構造體的硬度高、平坦化特性良好而言，乃是較佳。

本發明之自由基聚合引發劑係指能夠藉由加熱、光照射、放射線照等分解產生自由基之化合物。如此的自由基聚合引發劑可舉出的有偶氮化合物及過氧化物等。具體上，可舉出的有2,2'－偶氮雙異丁烯腈、2,2’－偶氮雙(2－甲基丁烯腈)、2,2’－偶氮雙(2,4－二甲基戊腈)、4,4’－偶氮雙(4－氰基戊酸)、1,1’－偶氮雙(環己烷－1－腈)、2,2’－偶氮雙(4－甲氧基－2,4－二甲基戊腈)等偶氮系聚合引發劑、氫過氧化枯烯、第三丁基過氧化氫、過氧化二枯烯、過氧化二－第三丁烷、第三丁基過氧－2－乙基丁酸酯、第三丁基過氧異丁酸酯、第三丁基過氧三甲基乙酸酯、第三丁基過氧苯甲酯酯、第三丁基過氧乙酸酯、二異丙基過氧二碳酸酯、二－第二丁基過氧二碳酸酯、過氧化苯甲醯、過氧化乙醯、過氧化月桂醯等過氧化物系聚合引發劑。相對於100重量%乙烯性不飽和化合物，自由基聚合抑制劑的添加量以0.01~5重量%為佳，以0.05~3重量%為更佳。

在本發明，有機溶劑係在乙烯性不飽和化合物聚合時實質上不會反應之化合物，在常溫為液體之有機化合物。具體上可使用己烷、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、乙醇、甲醇等。實質上未含有有機溶劑係指在自由基聚合性組成物，相對於100重量%乙烯性不飽和化合物，有機溶劑小於1重量%。已知四氯化碳、甲苯、乙苯等通常作為有機溶劑，但是因為已知此等化合物具有作為鏈轉移劑的效果，在此並非相當於有機溶劑。

在本發明，自由基聚合性組成物係指有上述乙烯性不飽和化合物及上述自由基聚合引發劑之組成物。而且，亦可在自由基聚合性組成物中添加抗氧化劑、抗老化劑、填料、著色劑、防黴劑、抗菌劑、難燃劑、紫外線吸收劑等。相對於100重量%乙烯性不飽和化合物，上述化合物的添加量，合計以使用不超過3重量%的範圍為佳。

從不必有除去有機溶劑的製程之經濟上的觀點，自由基聚合性組成物以實質上未含有有機溶劑之組成物為佳。

在本發明，高分子成形體係指在常溫為固體之高分子物質。成形體可以是內部結實、亦可以是中空、亦可以是發泡體。其特性沒有特別限定，必須是能夠藉由浸漬於自由基聚合性組成物，將該組成物浸漬收容在成形體中。因此，必須是由與自由基聚合性組成物具有親和性的材質所構成，又，高分子成形體必須具有能夠膨脹程度之柔軟性。雖然亦取決於自由基聚合性組成物的密度或浸漬量，浸漬後之高分子成形體的體積膨脹成原來體積之約1.03~5倍左右，多半是膨脹至約1.03~3倍左右。

如此的高分子成形體以由具有聚乙二醇鏈、聚丙二醇鏈或是聚伸丁二醇鏈之高分子所構成之物為佳。具體上可舉出的有聚酯或聚胺甲酸酯。

高分子成形體的形態以含有平均氣泡直徑10~230微米的獨立氣泡之發泡體為佳，以含有平均氣泡直徑10~120微米的獨立氣泡之發泡體為更佳，以含有平均氣泡直徑20~60微米的獨立氣泡為特佳。藉由使用掃描型電子顯微鏡(SEM)以倍率200倍高分子成形體的表面或切面，使用畫像處理裝置解析該畫像，來計測畫像中全部的氣泡直徑，以其數量平均之平均值作為平均氣泡直徑。

又，高分子成形體的表觀密度以0.1~1.2克/立方公分為佳，以0.5~1.0克/立方公分為更佳。表觀密度可依據日本工業規格JIS K 7112之方法來測定。而且，被收容在高分子成形體之自由基聚合性組成物，以不進入高分子成形體中的氣泡中、在高分子成形體的膨脹狀態下，於乙烯性不飽和化合物聚合後，高分子成形體的氣泡亦照原樣殘留為佳。結果，所得到的研磨墊之表觀密度以0.2~1.1克/立方公分為佳，以0.6~1.1克/立方公分為更佳。

本發明之高分子成形體以由聚胺甲酸酯構成為更佳，雙液混合多元醇及聚異氰酸酯所得到的聚胺甲酸酯成形體為特佳。在此，多元醇係指具有2個以上羥基之化合物。可舉出的有例如選自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己內酯多元醇、乙二醇、丙二醇、甘油等其中1種或2種以上的混合物。

又，聚異酸酯可舉出的有甲苯聚異酸酯(TDI)、二苯基甲烷二聚異酸酯(MDI)、聚合MDI、萘二異氰酸酯等芳香族異氰酸酯、伸丁基二異氰酸酯、伸己基二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、氫化TDI、氫化MDI等脂環族二異氰酸酯等。此等可選自此等異氰酸酯中1種或2種以上混合物使用。

調製高分子成形體時，除了多元醇及聚異氰酸酯以外，亦可含有交聯劑、鏈延長劑、氣泡穩定劑、發泡劑、樹脂化觸媒、氣泡化觸媒、抗氧化劑、抗老化劑、填料、可塑劑、著色劑、防黴劑、抗菌劑、難燃劑、紫外線吸收劑。

調製高分子成形體之方法沒有特別限定，可以使用注射成形、反應成形等方法。特別是調製聚胺甲酸酯成形體時以使用在混合頭內使原料之間相撞而瞬間混合之高壓注入機、或是使用攪拌葉等進行機械式混合供給至混合頭的各原料之低壓注入機等，藉由塑模成形或厚塊成形等進行成形為佳。

接著，說明相互侵入高分子網目構造體之製造方法。相互侵入高分子網目構造體可經由浸漬製程及聚合製程製造，該浸漬製程係將含有前述乙烯性不飽和化合物及自由基聚合引發劑之自由基聚合性組成物浸漬高分子成形體；而該聚合製程係在該浸漬有該自由基聚合性組成物之高分子成形體的膨脹狀態下，使該乙烯性不飽和化合物聚合之製程。在此，本發明之相互侵入高分子網目構造體的製造方法係在使自由基聚合性組成物浸漬高分子成形體之製程前，在該自由基聚合性組成物及/或該高分子成形體中添加該鏈轉移劑及/或該自由基聚合抑制劑。

亦即，本發明在將自由基聚合性組成物浸漬高分子成形體中之製程及在聚合乙烯性不飽和化合物之製程，其特徵係使系統內存在有鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑。藉由該方法，所得到的相互侵入高分子網目構造體具有優良的拉伸強度、拉伸延伸性等械機特性均勻性。而且該相互侵入高分子網目構造體作為研磨墊使用時，因為在研磨時之研磨速度的面內均勻性高、平坦化特性優良、能夠改善研磨墊的耐用期限、研磨墊之間的特性差異小，所以CMP研磨製程穩定。

雖然其理由未必明確，推測係添加鏈轉移劑來製造時，因為聚合反應時未出現激烈的發熱，在反應系統內的溫度，經時性大致一定，聚合反應的進行穩定，所生成的相互侵入高分子網目構造體的化學組成或特性均勻，因此由該相互侵入高分子網目構造體所製成的研磨墊，在研磨墊的面內及在複數研磨墊之間顯現穩定的特性。鏈轉移劑在製造相互侵入高分子網目構造體時使厚度方向的化學組成及特性均勻化特別有效。因此，在將相互侵入高分子網目構造體切片製成研磨墊時，使複數研磨墊之間的化學組成及特性均勻化特別有效。

又，添加自由基聚合引發劑來製造時，在聚合反應的開始時刻，反應系統整體統一，從聚合反應的開始至結束的過程，反應系統整體大致相同，結果所到的反應硬化物的特性偏差小，能夠得到均勻性高之相互侵入高分子網目構造體或研磨墊。自由基聚合抑制劑在製造相互侵入高分子網目構造體時使面內方向的化學組成或特性均勻化特別有效。

又，如前述，自由基聚合引發劑實質上係未含有有機溶劑之組成物，不必有除去有機溶劑之製程，從經濟上的觀點，乃是較佳。但是，以往的製造方法時，在自由基聚合性組成物未含有有機溶劑時，在將自由基聚合性組成物浸漬高分子成形體之途中，因為聚合反應開始、黏度上升，會有浸漬於高分子成形體之速度變慢、製造所需要的時間變長的問題點。在本發明，在將自由基聚合性組成物浸漬於高分子成形體之製程，因為藉由存在有鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑，能夠防止組成物的黏度上升。藉此，因為能夠使用實質上未含有有機溶劑之自由基聚合性組成物，所以不必除去有機溶劑之製程，能夠縮短製造時間及製程，提高製造效率。

雖然亦可只添加鏈轉移劑及自由基聚合抑制劑其中一方，但是添加兩方時有相乘效果。

上述鏈轉移劑及自由基聚合抑制劑可添加在高分子成形體，亦可混合在自由基聚合性組成物中使用。在自由基聚合性組成物及高分子成形體的兩方使用鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑時，雙方可使用相同的化合物、亦可使用不同的化合物。

又，使用自由基聚合抑制劑，為了提高抑制聚合效果之目的，以在氧氣或含有氧氣的氣體存在下進行浸漬自由基聚合性組成物及/或聚合為佳。此時，較佳之自由基聚合抑制劑可舉出的有啡噻、氫醌、氫醌單甲基醚、第三丁基兒茶酚、托帕酚A(topanol A)等。上述含有氧氣的氣體可使用以惰性氣體稀釋空氣、氧及其等而成的氣體，惰性氣體可舉出的有氮、氦、氫等。稀釋時之氧濃度沒有特別限定，以1體積%以上為佳。因為價廉，以使用乾燥空氣、或以氮氣稀釋乾燥空氣而成的氣體作為含有氧氣的氣體為佳。

為了具有抑制自由基聚合反應的進行之作用，在反應系統內鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑以均勻濃度的方式存在為佳。

使該等鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑在反應系統內均勻分佈的方法之一，可舉出的有在調製高分子成形體時添加在其原材料中之方法。例如，在調製高分子成形體時，將鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑混合在聚胺甲酸酯的原材料之多元醇中，藉由反應注射成形法(RIM)，藉由使該多元醇與聚異氰酸酯進行反應注射成形，能夠得到鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑以均勻濃度的方式分佈之聚胺甲酸酯高分子成形體。接著，藉由將自由基聚合性組成物浸漬高高分子成形體、使其聚合，能夠到由聚胺甲酸酯與乙烯性不飽和化合物所構成之化學上均勻組成的相互侵入高分子網目構造體。

在調製高分子成形體時混合鏈轉移劑之情況，相對於100重量%高分子成形體，鏈轉移劑的含量以0.01~20重量%為佳，以0.01~5重量%為較佳，以0.05~3重量%為更佳。含量小於0.01重量%時，會有鏈轉移劑的效果無法顯現的情形。又，含量大於20重量%時，會有強度或彈性模數等機械特性降低的情形。

高分子成形體中的鏈轉移劑含量，可藉由粉碎高分子成形體，使用氯仿將藉由索克斯累回流萃取器(Soxhlet’ s extractor)所萃取的溶液，藉由氣體層析儀進行定量分析來測定。

使該等鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑在反應系統內均勻分佈的另外方法，可舉出的有在自由基聚合性組成物中，添加較低分子量的鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑之方法。分子量大的鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑浸漬高分子成形體時之擴散速度較慢，無法均勻地分佈在高分子成形體中。另一方面，較低分子量的鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑，浸漬高分子成形體時之擴散速度快，能夠以均勻濃度的方式分佈在高分子成形體中。因此，所得到之相互侵入高分子網目構造體在化學上變為均質。此種鏈轉移劑或自由基聚合抑制劑以使用分子量350以下之化合物為佳。分子量350以下之鏈轉移劑可舉出的有α－甲基苯乙烯二聚物、乙苯、甲苯等分子量350以下的芳香族烴、及第三丁基硫醇、正丁基硫醇、正辛基硫醇、正十二基硫醇等具有碳數4~12的烷基之硫醇。又，分子量350以下之自由基聚合抑制劑可舉出的有氫醌、氫醌單甲基醚、兒苯酚、第三丁基兒苯酚、第三丁基焦兒苯酚、2,6－二－第三丁基－4－甲基苯酚、2－第三丁基－4,6－二甲基苯酚等。

在相互侵入高分子網目構造體，由高分子成形體與乙烯性不飽和化合物所聚合而成的聚合體之重量比以100/5~100/300為佳，以100/50~100/200為更佳。前述重量比小於100/5時，與只有高分子成形體時的特性變化不多。前述重量比大於100/300時，因為將自由基聚合性組成物浸漬高分子成形體時所需要的時間增長，會有不佳的情形。

將自由基聚合性組成物浸漬高分子成形體之製程，以在15~60℃的溫度3小時~20天為佳，以3小時~10天為更佳。

使用上述方法所得到的相互侵入高分子網目構造體來製造研磨墊。研磨墊可藉由將相互侵入高分子網目構造體形成規定形狀及規定厚度後，按照必要在表面上形成溝等來製造。

研磨墊的厚度以1毫米以上為佳。又，研磨墊的厚度以5毫米以下為佳。研磨墊的直徑以300毫米以上為佳。又，研磨墊的直徑以2公尺以下為佳。研磨墊的厚度小於1毫米、或直徑小於300毫米時，會有研磨墊的耐用期限縮短之可能性。研磨墊的厚度大於5毫米、或直徑大於2公尺時，會有研磨墊的換貼作業困難、無法均勻地貼在研磨平台上之可能性。

如前述，使用本發明之製造方法時，化學組成的偏差較小，能夠得均勻的研磨墊。本發明的研磨墊之一種態樣係由含有高分子成形體及乙烯性不飽和化合物的聚合物之相互侵入高分子網目構造體所構成，係厚度1毫米以上、直徑300毫米以上之研磨墊，其中相對於高分子成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的合計重量，使高分子成形體的平均重量比為X(%)時，在研磨墊的任意位置之高分子成形體的重量比係在X±3(%)的範圍內之研磨墊。亦即，如實施例所述，測定在研磨墊的各位置的組成，求取相對於高分子成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的合計重量之高分子成形體的重量比，以其平均值為X(%)。在此，所測得高分子成形體的重量比中之最小值為X－3(%)以上，最大值為X＋3(%)以下。又，在研磨墊的任意位置，乙烯性不飽和化合物聚合物的重量比為(100－X)±3%的範圍。

高分子成形體與乙烯性不飽和化合物的聚合物的重量比係藉由紅外線吸數光譜測定得到。從在高分子成形體之固有吸收的吸光度與在乙烯性不飽和化合物聚合物之固有吸收的吸光度比，能夠算出高分子成形體與乙烯性不飽和化合物的重量比。依照測定方法、孔徑不同，所得到光譜區域的大小不同。例如通常的紅外線分光法時，孔徑係直徑約1毫米，能夠得到在1毫米等級(order)區域之兩聚合物的重量比。使用顯微紅外分光法時，孔徑係直徑約100微米，能夠得到在100微米等級區域之兩聚合物的重量比。又，使用顯微拉曼分光法時，孔徑能夠得到在1微米等級區域之兩聚合物的重量比。在本發明之相互侵入高分子網目構造體，高分子成形體與乙烯性不飽和化合物的聚合物係非常微細地混合，因為在約1微米~約1毫米等級的區域，兩者的重量比均勻，使用任一種方法都能夠得到相同的結果。

本發明的研磨墊之拉伸斷裂強度以13MPa以上為佳。又，本發明的研磨墊之拉伸斷裂延伸度以150%以上為佳。拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度係在23℃、50%RH環境下，依據JIS K 7113：1995，將1號形小形試片(試片厚度1~2毫米)，以夾頭間距離58毫米、試驗速度50毫米/分鐘的條件進行拉伸試驗所得到的值。拉伸破裂強度小於13MPa時，研磨時之研磨速度的面內均勻性、研磨墊耐用期限等研磨特性下降。拉伸斷裂延伸度小於150%時，研磨時之研磨速度的面內均勻性及耐用期限等研磨特性下降。拉伸破裂強度以50MPa以下為佳。拉伸破裂強度大於50MPa時，研磨墊有變脆的傾向。又，拉伸斷裂延伸度1000%以下為佳，拉伸斷裂延伸度1000%以上時，研磨墊之彈性太強。

本發明之研磨墊之平均氣泡徑以具有10~230微米的獨立氣泡為佳。平均氣泡徑以10~120微米的獨立氣泡為更佳，以20~60微米為特佳。藉由使用倍率200倍之掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察研磨墊表面或切面，使用畫像處理裝置解析該畫像，來計測畫像中全部的氣泡直徑，以其數量平均之平均值作為平均氣泡直徑。在研磨墊的表面，來自平坦面與來自氣泡之開口部係以適當比例存在為佳。在任意切面之氣泡數以10~1000個/平方毫米為佳，以200~600個/平方毫米為更佳。

本發明之研磨墊的表觀密度以0.2~1.1克/立方公分為佳。表觀密度係使用赫伯特型比重瓶，以精製水作為介質所測得的值，可依據日本工業規格JIS K 7112之方法測定。表觀密度小於0.2時，在研磨特性方面，會局部的平坦性不良、整體段差變大之情形。密度大於1.1時，在研磨特性方面，會有容易產生刮傷之情形。表觀密度以0.4~0.9的範圍為較佳，以0.45~0.85的範圍為更佳。

本發明之研磨墊能夠使用於矽晶圓等半導體基板、透鏡等光學零件、磁頭、硬碟等電子材料等之研磨。特別是在以平坦化半導體晶圓為目的、藉由化學機械研磨(CMP；Chemical Mechanical Polishing)技術進行研磨處理被研磨物之半導體晶圓時，使用作為研磨墊。在CMP製程時作為研磨墊，用以使用由研磨劑及藥液所構成的研磨漿體，藉由使半導體晶圓與研磨墊相對運動，來研磨半導體晶圓面達成使半導體晶圓面平坦且光滑之目的。

本發明之研磨墊亦可使用來研磨光學透鏡、光學稜鏡、濾光器、光波導路等光學零件。研磨對象之材質，可舉出的有玻璃、石英、水晶、藍寶石、透明樹脂、鉭酸鋰、鈮酸鋰等。

又，其他用途可以使用在以鉀砷、鉀磷、銦磷、純粒鐵、氧化鋁、碳化矽、氮化矽、陶瓷、合金、樹脂等作為研磨對象之用途。

實施例

以下，藉由實施例更詳細說明本發明，但是本發明未限定於此等實施例。又，評價係如下進行。

[平均氣泡直徑]使用掃描型電子顯微鏡“SEM2400”(日立製作所)，以倍率200倍觀察試樣的表面或切面，使用畫像處理裝置解析該畫像，來計測畫像中全部的氣泡直徑，以其平均值作為平均氣泡直徑。

[表觀密度]依據JIS K 7112之方法，使用比重瓶(赫伯特型)測定。

[拉伸試驗]使用拉伸試驗機RTM－100((股)ORIENTEC製)，使用以下測定條件測定斷裂強度及斷裂延伸度。以5支試片的平均值作為測定值。

試驗室溫度：23℃試驗室濕度：50%試片形狀：JIS K 7113：1995記載之1號形小形試片試片厚度：1~2毫米夾頭之間距離：58毫米試驗速度：50毫米/分鐘

[測定聚胺甲酸酯與聚甲基丙烯酸甲酯之重量比]從所測定薄片切取600毫米×600毫米大小，進而細分化成為30毫米×30毫米之小片400個。在各自小片之小片的中央部，如下測定紅外線吸收光譜，從由來自聚胺甲酸酯與聚甲基丙烯酸甲酯之紅外線吸收的吸光度比，算出聚胺甲酸酯與聚甲基丙烯酸甲酯之重量比。對400個小片，求出相對於聚胺甲酸酯與聚甲基丙烯酸甲酯的合計重量之聚胺甲酸酯的重量比，求得其平均值X、最小值及最大值。

裝置：傅立葉變換紅外線吸收光譜測定裝置“AVATAR360”(Nicolet公司製)配件：水平放置1次反射ATR測定裝置“OMNI－samoler”ATR結晶：Ge、入射角45度測定條件：掃描次數32次、分解能力4cm^{－ 1} 測定處：3公分×3公分×2毫米厚度之試片的表面中央部、正反面都測定解析方法：使用1105cm^{－ 1} 作為來自聚胺甲酸酯之吸收。使用1150cm^{－ 1} 作為來自聚甲基丙烯酸甲酯之吸收。聚胺甲酸酯與聚甲基丙烯酸甲酯(以下稱為PMMA)之重量比PU：PMMA係從2吸收的吸光度比ABS(PU)：ABS(PMMA)算出。在算出時係使用裝置所附屬之解析軟體“OMNICE.S.P.5.1”。光譜數據的處理係實行以下步驟。(1)自動基線修正、(2)自動平滑、(3)Y軸正規化、(4)尖鋒檢測

[研磨評價]使用“Suba400”(Rodel－Nitta(股)製)作為緩衝層，使用雙面黏著帶貼合預定評價的研磨墊，來製成積層研磨墊。將積層研磨墊貼在研磨裝置的平台上，在積層研磨墊上以壓力0.05MPa壓住鑽石調節器，使研磨平台以旋轉數32rpm、調節器以旋轉數30rpm同方向旋轉。邊將精製水以100毫升/分鐘的比率供給至研磨墊上、邊對研磨墊進行調節。

接著，將評價用6英吋矽晶圓安裝在研磨裝置的研磨墊上，使其以40rpm旋轉。將積層研磨墊貼在研磨裝置的研磨平台上，使其以40rpm且與研磨墊的旋轉方向之相同方向旋轉。邊以180毫升/分鐘供給矽系漿體、邊以研磨壓力0.06MPa進行1分鐘研磨，測定矽晶圓表面的氧化膜之研磨速度。研磨後，以不使晶圓表面乾燥的方式邊直接供給精製水邊以聚乙烯醇海綿洗滌晶圓表面，吹乾燥壓縮空氣使其乾燥。

研磨處理20片評價用晶圓，測定第20片的氧化膜研磨速度。接著，繼續研磨，測定第500片的氧化膜研磨速度。

[研磨速度]藉由使用光干涉式膜壓測定裝“RAMUDAES”VM－8000J(DAINIPPON SCREEN MFG(股)製)測定研磨前後之晶圓厚度，算出平均單位時間之研磨量(研磨速度)。使用在6英吋矽晶圓上形成有約1.2微米的熱氧化膜之評價用測試晶圓。

[面內均勻性]測定晶圓的直徑方向49點之研磨速度，其最大值與最小值的差除以49點平均值的2倍後之值，算出該值乘100倍作為面內均勻性(%)面內均勻性(%)＝(最大值－最小值)×100/2×平均值

[平坦化特性]研磨處理評價用晶圓40片後，使用具有圖案高度0.60微米、線與間隙為線300微米、間隙30微米的重複圖案之具有圖案的氧化膜晶圓，如上述進行研磨。在研磨時間30、60、90、120、150及180秒間分別測定，求得段差平坦化至0.10微米以下時之時間。

(比較例1)

在RIM成形機的第1原料槽及第2原料槽各自加入以下的原料組成物，在第1原料槽裝載氮氣後，注入模具中使其硬化，得到850毫米×850毫米、厚度12毫米之聚胺甲酸酯成形體。所得到的聚胺甲酸酯成形體的表觀密度為0.82克/立方公分，觀察到平均氣泡直徑為28微米的獨立氣泡。

<第1原料槽>聚丙二醇 85重量份二伸乙甘醇 15重量份辛酸錫 0.5重量份矽系氣泡穩定劑 3重量份精製水 0.3重量份

<第2原料槽>二苯基甲烷二異氰酸酯 120重量份

接著，調配以下的自由基聚合性組成物，在20℃浸漬上述聚胺甲酸酯成形體7天後，自由基聚合性組成物全量浸漬在聚胺甲酸酯成形體中。聚胺甲酸酯成形體與自由基聚合性組成物的重量比為100/150。

甲基丙烯酸甲酯 300重量份偶氮雙異丁腈 0.9重量份

使氯乙烯製墊片介於中間將因浸漬而膨脹的胺甲酸酯成形體夾在2片玻璃板之間，固定周圍密閉後，在70℃加熱5小時，接著在100℃的烘箱中加熱3小時使其硬化，得到相互侵入高分子網目構造體。將所得到的相互侵入高分子網目構造體從玻璃脫模後，測定重量。進而在50℃乾燥12小時、接著在100℃乾燥12小時，進而在常溫乾燥12小時，緊接著測定重量時，與乾燥前比較重量未減少。

對上述相互侵入高分子網目構造體之厚度方向的中央部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。從該薄片的中央部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為11.6MPa及270%。又，從該薄片的端部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為9.8MPa及240%。

對從上述厚度方向的中央部取出厚度2毫米的薄片，算出相對於聚胺甲酸酯與PMMA的和之聚胺甲酸酯的重量比。結果，在400個小片之聚胺甲酸酯重量比係平均值為43.3%、最小值為37.3%、最大值為49.2%。聚胺甲酸酯成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的比為100/130.9。

對從上述厚度方向的中央部取出厚度2毫米的薄片，沖切直徑600毫米的圓後，在一面形成寬度1.5毫米、深度0.5毫米、間距30毫米之圍棋格子狀的溝，製成研磨墊。研磨墊的表觀密度為0.85克/立方公分、獨立氣泡的平均氣泡直徑為34微米。能夠觀察到在表面有395個/平方毫米之來自氣泡的開口部。

進行研磨評價時，第1片及第20片的研磨速度係各自為1800埃/分鐘及1850埃/分鐘，面內均勻性各自為15%、16%。研磨500片後的研磨速度為800埃/分鐘，面內均勻性為30%。又，平坦化特性係平坦化需要研磨150秒鐘。

(比較例2)

對比較例1之相互侵入高分子網目構造體之厚度方向1/5及4/5的部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。從該等薄膜的中央部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為拉伸斷裂強度9.3MPa及拉伸斷裂延伸度180%、以及拉伸斷裂強度8.9MPa及拉伸斷裂延伸度190%。

在比較例1及比較例2，從相互侵入高分子網目構造體所得到厚度約2毫米的拉伸試片之拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度的值，在薄片內的中央部與周邊部、及在厚度方向的中央薄片與表層片的薄片間有顯著的差異。

接著，對從上述厚度方向1/5部分所得到厚度2毫米的薄片，算出相對於聚胺甲酸酯與PMMA的和之聚胺甲酸酯的重量比。結果，在400個小片之聚胺甲酸酯重量比係平均值為36.4%、最小值為30.6%、最大值為42.4%。聚胺甲酸酯成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的比為100/174.7。

從比較例1及比較例2的結果，得知任一者之薄面內的組成分布寬度大、又，厚度方向之中央薄片與表層薄片之薄片間的組成差異大。

(實施例1)

除了第1原料槽使用以下組成物、相對於100重量%聚胺甲酸酯，使用含有10.2重量%乙苯作為鏈轉移劑之聚胺甲酸酯以外，與比較例1完全同樣地，製造相互侵入高分子網目構造體及研磨墊。

<第1原料槽>聚丙二醇 85重量份二伸乙甘醇 15重量份乙苯 25重量份辛酸錫 0.5重量份矽系氣泡穩定劑 3重量份精製水 0.3重量份

所得到的研磨墊之表觀密度為0.87克/立方公分，獨立氣泡的平均氣泡為35微米。可觀察到表面有400個/立方毫米之來自氣泡的開口部。從相互侵入高分子網目構造體之厚度方向的所得到厚度2毫米的薄片之拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度，各自為拉伸斷裂強度13.2MPa及拉伸斷裂延伸度270%。

進行研磨評價時，第1片及第20片的研磨速度係各自為1820埃/分鐘及1820埃/分鐘，面內均勻性各自為8%及7%。研磨500片後的研磨速度為1810埃/分鐘，面內均勻性為8%。又，平坦化特性係平坦化需要研磨120秒鐘。

(實施例2)

除了第2原料槽使用以下組成物、相對於100重量%聚胺甲酸酯，使用含有2.9重量% α－甲基苯乙烯二聚物作為鏈轉移劑之聚胺甲酸酯以外，與比較例1完全同樣地，製造相互侵入高分子網目構造體及研磨墊。

<第2原料槽>二苯基甲烷二異氰酸酯 120重量份α－甲基苯乙烯二聚物 6.5重量份

相互侵入高分子網目構造體之表觀密度為0.86克/立方公分、獨立氣泡的平均氣泡直徑為35微米。能夠觀察到在表面有367個/平方毫米之來自氣泡的開口部。從相互侵入高分子網目構造體之厚度方向的所得到厚度2毫米的薄片之拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度，各自為拉伸斷裂強度15.8MPa及拉伸斷裂延伸度315%。

接著，對從上述薄片，算出相對於聚胺甲酸酯與PMMA的和之聚胺甲酸酯的重量比。結果，在400個小片之聚胺甲酸酯重量比係平均值為40.3%、最小值為38.1%、最大值為42.3%。聚胺甲酸酯成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的比為100/148.1。

進行研磨評價時，第1片及第20片的研磨速度係各自為1860埃/分鐘及1890埃/分鐘，面內均勻性各自為7%及8%。研磨500片後的研磨速度為1850埃/分鐘，面內均勻性為7%。又，平坦化特性係平坦化需要研磨120秒鐘。

(實施例3)

對實施例2之相互侵入高分子網目構造體之厚度方向1/5及4/5的部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。從該等薄膜的中央部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為拉伸斷裂強度15.7MPa及拉伸斷裂延伸度314%、以及拉伸斷裂強度15.6MPa及拉伸斷裂延伸度310%。

接著，對從上述薄片，算出相對於聚胺甲酸酯與PMMA的和之聚胺甲酸酯的重量比。結果，在400個小片之聚胺甲酸酯重量比係平均值為39.6%、最小值為37.6%、最大值為41.7%。聚胺甲酸酯成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的比為100/152.5。

在實施例2及實施例3，從相同的相互侵入高分子網目構造體所得到厚度約2毫米的拉伸試片之拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度的值，在薄片內及在薄片間的差異小。又，得知厚度方向中央的薄片與表層的薄片之聚胺甲酸酯的重量比的平均值差異小，藉由添加鏈轉移劑，能夠觀察到特別是在厚度方向之減小組成分布的效果。

(實施例4)

除了第1原料槽使用以下組成物以外與比較例1完全同樣地進行，相對於100重量%聚胺甲酸酯，使用含有0.09重量% α－甲基苯乙烯二聚物作為鏈轉移劑，製造具有表觀密度為0.31克/立方公分、平均氣泡直徑80微米的獨立氣泡之聚胺甲酸酯成形體。

<第1原料槽>聚丙二醇 85重量份二伸乙甘醇 15重量份α－甲基苯乙烯二聚物 0.2重量份辛酸錫 0.5重量份矽系氣泡穩定劑 3重量份精製水 0.3重量份

接著，調配以下的自由基聚合性組成物，在20℃浸漬上述聚胺甲酸酯成形體24小時後，自由基聚合性組成物全量浸漬在聚胺甲酸酯成形體中。聚胺甲酸酯成形體與自由基聚合性組成物的重量比為100/30。

甲基丙烯酸甲酯 300重量份偶氮雙(2－甲基丁腈) 1.5重量份

使氯乙烯製墊片介於中間將因浸漬而膨脹的胺甲酸酯成形體夾在2片玻璃板之間，固定周圍密閉後，在70℃加熱5小時，接著在100℃的烘箱中加熱3小時使其硬化，得到相互侵入高分子網目構造體。

對上述相互侵入高分子網目構造體之厚度方向的中央部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。

接著，對從上述薄片，沖切直徑600毫米的圓後，在一面形成寬度1.0毫米、深度0.5毫米、間距18毫米之圍棋格子狀的溝，製成研磨墊。研磨墊的表觀密度為0.32克/立方公分、獨立氣泡的平均氣泡直徑為85微米。能夠觀察到在表面有76個/平方毫米之來自氣泡的開口部。

進行研磨評價時，第1片及第20片的研磨速度係各自為1220埃/分鐘及1240埃/分鐘，面內均勻性各自為9%及10%。研磨500片後的研磨速度為1220埃/分鐘，面內均勻性為9%。

(實施例5)

除了使用以下的組成物作為自由基聚合性組成物以外與比較例1完全同樣地進行，製造相互侵入高分子網目構造體及研磨墊。

甲基丙烯酸甲酯 300重量份偶氮雙異丁腈 0.9重量份正辛基硫醇 0.9重量份

研磨墊之表觀密度為0.88克/立方公分、獨立氣泡的平均氣泡直徑為34微米。能夠觀察到在表面有390個/平方毫米之來自氣泡的開口部。從相互侵入高分子網目構造體之厚度方向的所得到厚度2毫米的薄片之拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度，各自為拉伸斷裂強度16.0MPa及拉伸斷裂延伸度310%。

進行研磨評價時，第1片及第20片的研磨速度係各自為1900埃/分鐘及1900埃/分鐘，面內均勻性各自為7%及8%。研磨500片後的研磨速度為1850埃/分鐘，面內均勻性為8%。又，平坦化特性係平坦化需要研磨120秒鐘。

(實施例6)

除了使用以下的組成物作為自由基聚合性組成物以外與比較例1完全同樣地進行，製造相互侵入高分子網目構造體及研磨墊。

甲基丙烯酸甲酯 300重量份偶氮雙異丁腈 0.9重量份α－甲基苯乙烯二聚物 1.2重量份氫醌單甲基醚 0.06重量份

研磨墊之表觀密度為0.86克/立方公分、獨立氣泡的平均氣泡直徑為34微米。能夠觀察到在表面有391個/平方毫米之來自氣泡的開口部。

從藉由固體NMR(核磁共振)法測定相互侵入高分子網目構造體之鬆弛時間，確認在聚胺甲酸酯成形體中具有PMMA以數十奈米以下的等級分散之結構，聚胺甲酸酯與PMMA之二種高分子鏈相互侵入、高分子鏈互相纏繞。亦即，從相互侵入高分子網目構造體的鬆弛時間比聚胺甲酸酯成形體單獨、及甲基丙烯酸甲酯聚合物單獨之鬆弛時間更長，能夠確認形成了相互侵入高分子網目構造體。

對上述相互侵入高分子網目構造體之厚度方向的中央部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。從該薄片的中央部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為15.5MPa及320%。

接著，對從上述薄片，算出相對於聚胺甲酸酯與PMMA的和之聚胺甲酸酯的重量比。結果，在400個小片之聚胺甲酸酯重量比係平均值為40.1%、最小值為38.6%、最大值為41.4%。聚胺甲酸酯成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的比為100/149.4。

進行研磨評價時，第1片及第20片的研磨速度係各自為1850埃/分鐘及1900埃/分鐘，面內均勻性各自為7%及7%。研磨500片後的研磨速度為1850埃/分鐘，面內均勻性為7%。又，平坦化特性係平坦化需要研磨120秒鐘。

(實施例7)

對實施例6之相互侵入高分子網目構造體之厚度方向1/5及4/5的部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。從該等薄膜的中央部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為拉伸斷裂強度15.6MPa及拉伸斷裂延伸度312%、以及拉伸斷裂強度15.5MPa及拉伸斷裂延伸度316%。

接著，對從上述厚度方向1/5部分所得到厚度2毫米的薄片，算出相對於聚胺甲酸酯與PMMA的和之聚胺甲酸酯的重量比。結果，在400個小片之聚胺甲酸酯重量比係平均值為39.9%、最小值為38.7%、最大值為41.4%。聚胺甲酸酯成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的比為100/150.6。

從實施例6及實施例7的結果，從相同的相互侵入高分子網目構造體所得到厚度約2毫米的拉伸試片之拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度的值，在薄片內及在薄片間的差異小。又，實施例6及實施例7之聚胺甲酸酯重量比的薄片內分布，各自為40.1±1.4(%)及39.9±1.4(%)，薄片面內的組成分布寬度小。又，從厚度方向中央的薄片組成與表層的薄片組成大致相同，得知厚度方向之組成亦均勻。亦即，得知藉由並用鏈轉移劑及聚合抑制劑，能夠同時提升薄一面內組成均勻性及薄片間組成的均勻性。

(實施例8)

使用比較例1之聚胺甲酸酯原料組成物，得到具有表觀密度0.51克/立方公分、平均氣泡77微米之聚胺甲酸酯成形體。

接著，調配以下的自由基聚合性組成物，在20℃浸漬上述聚胺甲酸酯成形體24小時後，自由基聚合性組成物全量浸漬在聚胺甲酸酯成形體中。聚胺甲酸酯成形體與自由基聚合性組成物的重量比為100/50。

甲基丙烯酸甲酯 300重量份偶氮(2－甲基丁腈) 1.5重量份正十二基硫醇 0.7重量份

使氯乙烯製墊片介於中間將因浸漬而膨脹的胺甲酸酯成形體夾在2片玻璃板之間，固定周圍密閉後，在70℃加熱5小時，接著在100℃的烘箱中加熱3小時使其硬化，得到相互侵入高分子網目構造體。

對上述相互侵入高分子網目構造體之厚度方向的中央部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。

對上述薄片，沖切直徑600毫米的圓後，在一面形成寬度1.0毫米、深度0.5毫米、間距18毫米之圍棋格子狀的溝，製成研磨墊。研磨墊的表觀密度為0.55克/立方公分、獨立氣泡的平均氣泡直徑為83微米。能夠觀察到在表面有75個/平方毫米之來自氣泡的開口部。

進行研磨評價時，第1片及第20片的研磨速度係各自為1200埃/分鐘及1230埃/分鐘，面內均勻性各自為10%及9%。研磨500片後的研磨速度為1210埃/分鐘，面內均勻性為9%。

(比較例4)

在RIM成形機的第1原料槽及第2原料槽各自加入以下的原料組成物，在第1原料槽裝載氮氣後，注入模具中使其硬化，得到850毫米×850毫米、厚度12毫米之聚胺甲酸酯成形體。所得到的聚胺甲酸酯成形體的表觀密度為0.77克/立方公分，觀察到平均氣泡直徑為32微米的獨立氣泡。

<第1原料槽>聚丙二醇 85重量份二伸乙甘醇 15重量份辛酸錫 0.5重量份矽系氣泡穩定劑 3重量份精製水 0.3重量份

<第2原料槽>二苯基甲烷二異氰酸酯 120重量份

接著，調配以下的自由基聚合性組成物，在20℃浸漬上述聚胺甲酸酯成形體3天後，進行觀察時，自由基聚合性組成物尚未全量滲進聚胺甲酸酯成形體中，所以繼續浸漬。更在20℃ 4天，合計浸漬7天時，自由基聚合性組成物全量浸漬在聚胺甲酸酯成形體中。聚胺甲酸酯成形體與自由基聚合性組成物的重量比為100/160，但是因為在硬化後除去有機成分，所以聚胺甲酸酯成形體與自由基聚合性組成物的重量比，實質上變為100/120。

甲基丙烯酸甲酯 300重量份偶氮雙異丁腈 1.5重量份正癸烷 100重量份

使氯乙烯製墊片介於中間將因浸漬而膨脹的胺甲酸酯成形體夾在2片玻璃板之間，固定周圍密閉後，在70℃加熱5小時，接著在100℃的烘箱中加熱3小時使其硬化，得到相互侵入高分子網目構造體。將所得到的相互侵入高分子網目構造體從玻璃脫模後，在50℃乾燥12小時、接著在100℃真空乾燥12小時，減壓除去能夠除去的成分。

對上述相互侵入高分子網目構造體之厚度方向的中央部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。從該薄片的中央部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為10.3MPa及260%。又，從該薄片的端部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為9.2MPa及190%。隨後，沖切直徑600毫米的圓後，磨削成厚度2毫米，在一面形成寬度2毫米、深度0.6毫米、間距40毫米之圍棋格子狀的溝，製成研磨墊。研磨墊的表觀密度為0.80克/立方公分、獨立氣泡的平均氣泡直徑為39微米。能夠觀察到在表面有350個/平方毫米之來自氣泡的開口部。

進行研磨評價時，第1片及第10片的研磨速度係各自為1700埃/分鐘及1650埃/分鐘，面內均勻性各自為16%及17%。研磨100片後的研磨速度為1400埃/分鐘，面內均勻性為28%。

(比較例5)

除了使浸漬條件為60℃以外，與比較例1完全同樣地進行，將聚胺甲酸酯成形體浸漬於自由基聚合性組成物5小時後，自由基聚合性組成物在全量浸漬之前硬化，聚胺甲酸酯成形體與自由基聚合性組成物的硬化物無法整一體化。

(實施例9)

調配以下自由基聚合性組成物，在40℃浸漬在比較例4所製造的聚胺甲酸酯成形體3天時，自由基聚合性組成物全量浸漬聚胺甲酸酯成形體。聚胺甲酸酯成形體與自由基聚合性組成物的重量比為100/120。

甲基丙烯酸甲酯 300重量份偶氮雙異丁腈 1.5重量份2,6－二－第三丁基－4－甲基苯酚 0.2重量份

使氯乙烯製墊片介於中間將因浸漬而膨脹的胺甲酸酯成形體夾在2片玻璃板之間，固定周圍密閉後，在70℃加熱5小時，接著在100℃的烘箱中加熱3小時使其硬化，得到相互侵入高分子網目構造體。將所得到的相互侵入高分子網目構造體從玻璃脫模後，對厚度方向的中央部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。

從該薄片的中央部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為10.3MPa及260%。又，從該薄片的端部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為10.2MPa及260%。

對上述薄片，沖切直徑600毫米的圓後，磨削成厚度2毫米，在一面形成寬度2毫米、深度0.6毫米、間距40毫米之圍棋格子狀的溝，製成研磨墊。研磨墊的表觀密度為0.80克/立方公分、獨立氣泡的平均氣泡直徑為39微米。能夠觀察到在表面有350個/平方毫米之來自氣泡的開口部。

進行研磨評價時，第1片及第10片的研磨速度係各自為1700埃/分鐘及1650埃/分鐘，面內均勻性各自為8%及8%。研磨100片後的研磨速度為1700埃/分鐘，面內均勻性為8%。

(實施例10)

在RIM成形機的第1原料槽及第2原料槽各自加入以下的原料組成物，注入模具中使其硬化，得到850毫米×850毫米、厚度12毫米之聚胺甲酸酯成形體。所得到的聚胺甲酸酯成形體的表觀密度為0.77克/立方公分，觀察到平均氣泡直徑為32微米的獨立氣泡。

<第1原料槽>聚丙二醇 85重量份二伸乙甘醇 15重量份辛酸錫 0.5重量份矽系氣泡穩定劑 3重量份精製水 0.3重量份2,6－二－第三丁基－4－甲基苯酚 0.1重量份

<第2原料槽>二苯基甲烷二異氰酸酯 120重量份

接著，調配以下的自由基聚合性組成物，在40℃浸漬上述聚胺甲酸酯成形體3天後，自由基聚合性組成物全量浸漬在聚胺甲酸酯成形體中。聚胺甲酸酯成形體與自由基聚合性組成物的重量比為100/120。

甲基丙烯酸甲酯 300重量份偶氮雙異丁腈 1.5重量份2,6－二－第三丁基4－甲基苯酚 0.1重量份

使氯乙烯製墊片介於中間將因浸漬而膨脹的胺甲酸酯成形體夾在2片玻璃板之間，固定周圍密閉後，在70℃加熱5小時，接著在100℃的烘箱中加熱3小時使其硬化，得到相互侵入高分子網目構造體。將所得到的相互侵入高分子網目構造體從玻璃脫模後，對上述相互侵入高分子網目構造體之厚度方向的中央部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。

從該薄片的中央部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為10.3MPa及260%。又，從該薄片的端部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為10.3MPa及260%。

對上述薄片，沖切直徑600毫米的圓後，在一面形成寬度2毫米、深度0.6毫米、間距40毫米之圍棋格子狀的溝，製成研磨墊。研磨墊的表觀密度為0.80克/立方公分、獨立氣泡的平均氣泡直徑為39微米。能夠觀察到在表面有350個/平方毫米之來自氣泡的開口部。

進行研磨評價時，第1片及第10片的研磨速度係各自為1700埃/分鐘及1700埃/分鐘，面內均勻性各自為8%及8%。研磨100片後的研磨速度為1700埃/分鐘，面內均勻性為7%。

(實施例11)

在RIM成形機的第1原料槽及第2原料槽各自加入以下的原料組成物，在第1原料槽裝載氮氣後，注入模具中使其硬化，得到850毫米×850毫米、厚度12毫米之聚胺甲酸酯成形體。所得到的聚胺甲酸酯成形體的表觀密度為0.82克/立方公分，觀察到平均氣泡直徑為28微米的獨立氣泡。

<第1原料槽>聚丙二醇 85重量份二伸乙甘醇 15重量份α－甲基苯乙烯二聚物 0.4重量份2,6－二－第三丁基－4－甲基苯酚 0.1重量份辛酸錫 0.5重量份矽系氣泡穩定劑 3重量份精製水 0.3重量份

<第2原料槽>二苯基甲烷二異氰酸酯 120重量份

接著，調配以下的自由基聚合性組成物，在20℃浸漬上述聚胺甲酸酯成形體7天後，自由基聚合性組成物全量浸漬在聚胺甲酸酯成形體中。聚胺甲酸酯成形體與自由基聚合性組成物的重量比為100/140。

甲基丙烯酸甲酯 300重量份偶氮雙異丁腈 0.5重量份

使氯乙烯製墊片介於中間將因浸漬而膨脹的胺甲酸酯成形體夾在2片玻璃板之間，固定周圍密閉後，在70℃加熱5小時，接著在100℃的烘箱中加熱3小時使其硬化，得到相互侵入高分子網目構造體。將所得到的相互侵入高分子網目構造體從玻璃脫模後，測定重量。進而在50℃乾燥12小時、接著在100℃乾燥12小時，進而在常溫乾燥12小時，緊接著測定重量時，與乾燥前比較重量未減少。

從藉由固體NMR(核磁共振)法測定相互侵入高分子網目構造體之鬆弛時間，確認在聚胺甲酸酯成形體中具有PMMA以數十奈米以下的等級分散之結構，聚胺甲酸酯與PMMA之二種高分子鏈相互侵入、高分子鏈互相纏繞。亦即，從相互侵入高分子網目構造體的鬆弛時間比聚胺甲酸酯成形體單獨、及甲基丙烯酸甲酯聚合物單獨之鬆弛時間更長，能夠確認形成了相互侵入高分子網目構造體。

對上述相互侵入高分子網目構造體之厚度方向的中央部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。從該薄片的中央部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為16.6MPa及310%。又，從該薄片的端部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為16.5MPa及300%。

接著，對上述薄片，算出相對於聚胺甲酸酯與PMMA的和之聚胺甲酸酯的重量比。結果，在400個小片之聚胺甲酸酯重量比係平均值為43.0%、最小值為41.6%、最大值為44.5%。聚胺甲酸酯成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的比為100/132.5。

接著，對上述薄片，沖切直徑600毫米的圓後，在一面形成寬度1.5毫米、深度0.5毫米、間距30毫米之圍棋格子狀的溝，製成研磨墊。研磨墊的表觀密度為0.84克/立方公分、獨立氣泡的平均氣泡直徑為34微米。能夠觀察到在表面有392個/平方毫米之來自氣泡的開口部。

進行研磨評價時，第1片及第20片的研磨速度係各自為1900埃/分鐘及1900埃/分鐘，面內均勻性各自為7%及8%。研磨500片後的研磨速度為1850埃/分鐘，面內均勻性為8%。又，平坦化特性係平坦化需要研磨120秒鐘。

(實施例12)

對實施例11之相互侵入高分子網目構造體之厚度方向1/5及4/5的部分進行切片及表面磨削，得到厚度2毫米的薄片。從該等薄膜的中央部沖切1號形小形試片，測定拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度時，各自為拉伸斷裂強度17.5MPa及拉伸斷裂延伸度330%、以及拉伸斷裂強度17.3MPa及拉伸斷裂延伸度330%。

接著，對從上述厚度方向1/5部分所得到厚度2毫米的薄片，算出相對於聚胺甲酸酯與PMMA的和之聚胺甲酸酯的重量比。結果，在400個小片之聚胺甲酸酯重量比係平均值為40.4%、最小值為39.0%、最大值為41.8%。聚胺甲酸酯成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的比為100/147.5。

在實施例11及實施例12，從相同的相互侵入高分子網目構造體所得到厚度約2毫米的拉伸試片之拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度的值，在薄片內及在薄片間的差異小。又，實施例11及實施例12之聚胺甲酸酯重量比的薄片內分布，各自為43.0±1.5(%)及40.4±1.4(%)，薄片面內的組成分布寬度小。得知厚度方向之組成亦均勻。得知藉由添加聚合抑制劑，特別是能夠提升薄片面內均勻性。

從上述，在實施例與比較例之相互侵入高分子網目構造體，表觀密度、獨立氣泡的平均氣泡直徑、氣泡數等雖然同等，但在機械特性有差異。實施例之相互侵入高分子網目構造體與比較例之物比較時，拉伸斷裂強度及拉伸斷裂延伸度較高、且拉伸斷裂強度或拉伸斷裂延伸度依照位置之分布較小、均勻較高。而且由實施例之相互侵入高分子網目構造體所得到的研磨墊，CMP研磨時之面內均勻性高、平坦化特性優良，能夠大幅度地改善耐用期限。

產業上之利用可能性

本發明之研磨墊，能夠使用於矽晶圓等半導體基板、透鏡等光學零件、磁頭、硬碟等電子材料等之研磨。特別是在以平坦化半導體晶圓為目的、藉由化學機械研磨(CMP)技術進行研磨處理被研磨物之半導體晶圓時，使用作為研磨墊。

Claims (17)

1. 一種相互侵入高分子網目構造體之製造方法，係包含浸漬製程及聚合製程之相互侵入高分子網目構造體之製造方法，該浸漬製程係將含有乙烯性不飽和化合物及自由基聚合引發劑之自由基聚合性組成物浸漬高分子成形體；而該聚合製程係在該浸漬有該自由基聚合性組成物之高分子成形體的膨脹狀態下，使該乙烯性不飽和化合物聚合之製程，其中在使自由基聚合性組成物浸漬高分子成形體之製程前，在該自由基聚合性組成物及/或該高分子成形體中添加鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑。
2. 如申請專利範圍第1項之相互侵入高分子網目構造體之製造方法，其中係在該高分子成形體中添加鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑。
3. 如申請專利範圍第1項之相互侵入高分子網目構造體之製造方法，其中該鏈轉移劑及/或自由基聚合抑制劑之分子量為350以下。
4. 如申請專利範圍第1項之相互侵入高分子網目構造體之製造方法，其中該鏈轉移劑係選自具有碳數3~12的烷基之硫醇及芳香族烴系鏈轉移劑中一種以上之化合物。
5. 如申請專利範圍第2項之相互侵入高分子網目構造體之製造方法，其中相對於100重量%該高分子成形體，在該 高分子成形體中添加0.01~20重量%鏈轉移劑。
6. 如申請專利範圍第1項之相互侵入網目構造體之製造方法，其中該自由基聚合抑制劑係具有芳香環及至少一個以上羥基之一種以上化合物。
7. 如申請專利範圍第1項之相互侵入網目構造體之製造方法，其中該自由基聚合抑制劑係實質上未含有有機溶劑。
8. 如申請專利範圍第1項之相互侵入網目構造體之製造方法，其中該乙烯性不飽和化合物係選自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、及甲基丙烯酸第三丁酯之化合物。
9. 如申請專利範圍第1項之相互侵入網目構造體之製造方法，其中在氧氣或含有氧氣之氣體存在下，使乙烯性不飽和化合物聚合。
10. 一種研磨墊之製造方法，含有使用藉由如申請專利範圍第1至9項中任一項之相互侵入高分子網目構造體的方法所得到之相互侵入高分子網目構造體來製造研磨墊之製程。
11. 一種研磨墊，係由含有高分子成形體及乙烯性不飽和化合物的聚合物之相互侵入高分子網目構造體所構成，係厚度1毫米以上、直徑300毫米以上的研磨墊，其中相對於高分子成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的合計重量，使高分子成形體的平均重量比為X(%)時，在研磨墊的任意位置之高分子成形體的重量比係在X±3(%)的範圍內。
12. 如申請專利範圍第11項之研磨墊，其中拉伸斷裂強度為13MPa以上。
13. 如申請專利範圍第11項之研磨墊，其中拉伸斷裂延伸度為150%以上。
14. 如申請專利範圍第11項之研磨墊，其中具有平均氣泡直徑為10~230微米之獨立氣泡。
15. 如申請專利範圍第11項之研磨墊，其中表觀密度為0.2~1.1克/立方公分。
16. 如申請專利範圍第11項之研磨墊，其中高分子成形體與乙烯性不飽和化合物聚合物的重量比為100/5~100/300。
17. 一種半導體元件之製造方法，係含有使用如申請專利範圍第11項之研磨墊研磨半導體基板的表面之製程。