JP2008239492A - Method for producing high purity borazine compound, and borazine compound - Google Patents

Method for producing high purity borazine compound, and borazine compound Download PDF

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哲也 山本
Chiho Mizushima
千帆 水島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a high purity borazine compound containing a low level of metallic elements as impurities. <P>SOLUTION: The method for producing a high purity borazine compound comprises a step of synthesizing a borazine compound represented by chemical formula (1) (wherein Rs are mutually independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group and a cycloalkyl group), and a step of allowing the resulting borazine compound into contact with a metal removing agent. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ボラジン化合物の製造方法に関する。ボラジン化合物は、例えば、半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層、エッチストッパー層を形成するために用いられる。   The present invention relates to a method for producing a borazine compound. The borazine compound is used, for example, to form an interlayer insulating film for semiconductor, a barrier metal layer, and an etch stopper layer.

情報機器の高性能化に伴い、LSIのデザインルールは、年々微細になっている。微細なデザインルールのLSI製造においては、LSIを構成する材料も高性能で、微細なLSI上でも機能を果たすものでなければならない。   As the performance of information equipment increases, LSI design rules become finer year by year. In the manufacture of LSIs with fine design rules, the materials that make up LSIs must also have high performance and function on fine LSIs.

例えば、LSI中の層間絶縁膜に用いられる材料に関していえば、高い誘電率は信号遅延の原因となる。微細なLSIにおいては、この信号遅延の影響が特に大きい。このため、層間絶縁膜として用いられうる、新たな低誘電材料の開発が所望されていた。また、層間絶縁膜として使用されるためには、誘電率が低いだけでなく、耐湿性、耐熱性、機械的強度などの特性にも優れている必要がある。   For example, regarding materials used for interlayer insulating films in LSIs, a high dielectric constant causes signal delay. In a fine LSI, the influence of this signal delay is particularly great. For this reason, development of a new low dielectric material that can be used as an interlayer insulating film has been desired. Further, in order to be used as an interlayer insulating film, it is necessary not only to have a low dielectric constant but also to be excellent in characteristics such as moisture resistance, heat resistance and mechanical strength.

かような要望に応えるものとして、分子内にボラジン環骨格を有するボラジン化合物が提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照)。ボラジン環骨格を有するボラジン化合物は分子分極率が小さいため、形成される被膜は低誘電率である。その上、形成される被膜は、耐熱性にも優れる。   As a response to such a demand, borazine compounds having a borazine ring skeleton in the molecule have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). Since a borazine compound having a borazine ring skeleton has a low molecular polarizability, the formed film has a low dielectric constant. In addition, the formed film is excellent in heat resistance.

ボラジン化合物を製造する手法として、水素化ホウ素アルカリ(例えば、水素化ホウ素ナトリウム)とアミン塩(例えば、メチルアミン塩酸塩)とを溶媒中で反応させる手法が知られている(特許文献3)。また、ホウ素部位がアルキル基で置換されたアルキルボラジン化合物は、出発物質としてB,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリアルキルボラジンなどのハロゲン化ボラジン化合物を原料として、グリニャール試薬を用いて該化合物の塩素原子をアルキル基で置換することによって合成されうる(例えば、非特許文献1参照)。
特開2000−340689号公報 特開2003−119289号公報 特開2006−327964号公報 D.T.HAWORTH and L.F.HOHNSTEDT,J.Am.Chem.Soc.,82,3860(1960)
As a method for producing a borazine compound, a method is known in which an alkali borohydride (for example, sodium borohydride) and an amine salt (for example, methylamine hydrochloride) are reacted in a solvent (Patent Document 3). In addition, an alkyl borazine compound in which a boron moiety is substituted with an alkyl group is obtained by using a halogenated borazine compound such as B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -trialkylborazine as a starting material. It can be synthesized by replacing the chlorine atom of the compound with an alkyl group using a Grignard reagent (see, for example, Non-Patent Document 1).
JP 2000-340689 A JP 2003-119289 A JP 2006-327964 A D. T.A. HAWORTH and L.H. F. HOHNSTEDT, J.A. Am. Chem. Soc. , 82, 3860 (1960)

ところで、上記の反応により得られたボラジン化合物を分析すると、当該化合物中には不純物として金属元素が含まれ、ボラジン化合物の純度が低下してしまう。かようなボラジン化合物の純度低下は、最終的にはボラジン化合物を用いて製造された半導体の層間絶縁膜などの性能の低下を引き起こしてしまうという問題がある。   By the way, when the borazine compound obtained by the above reaction is analyzed, the compound contains a metal element as an impurity, and the purity of the borazine compound is lowered. Such a decrease in the purity of the borazine compound has a problem that it ultimately causes a decrease in performance of a semiconductor interlayer insulating film manufactured using the borazine compound.

そこで本発明は、不純物としての金属元素の含量が少なく、高純度のボラジン化合物を製造しうる手段を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide means for producing a high-purity borazine compound with a low content of metal elements as impurities.

前記課題を解決するための本発明のボラジン化合物の製造方法は、化学式1:   The method for producing a borazine compound of the present invention for solving the above-mentioned problem is represented by the chemical formula 1:

Figure 2008239492
Figure 2008239492

(上記式において、Rは互いに独立して、水素原子、アルキル基及びシクロアルキル基からなる群より選択される)で示されるボラジン化合物を合成する段階と、前記ボラジン化合物を金属除去剤と接触させる段階とを含む。 (In the above formula, R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group and a cycloalkyl group) and contacting the borazine compound with a metal remover Including stages.

本発明によれば、不純物としての金属元素の含量が少なく、高純度のボラジン化合物が製造されうる。   According to the present invention, a high-purity borazine compound can be produced with a low content of metal elements as impurities.

本発明は、化学式1:   The present invention is represented by chemical formula 1:

Figure 2008239492
Figure 2008239492

(上記式において、Rは互いに独立して、水素原子、アルキル基及びシクロアルキル基からなる群より選択される)で示されるボラジン化合物を合成する段階と、前記ボラジン化合物を金属除去剤と接触させる段階とを含む、ボラジン化合物の製造方法である。 (In the above formula, R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group and a cycloalkyl group) and contacting the borazine compound with a metal remover A process for producing a borazine compound.

上記式で表される化合物の例として、以下に限定されることはないが、ボラジン、トリアルキルボラジン及びヘキサアルキルボラジンが挙げられる。以下、本発明の製造方法について詳細に説明する。   Examples of the compound represented by the above formula include, but are not limited to, borazine, trialkylborazine and hexaalkylborazine. Hereinafter, the production method of the present invention will be described in detail.

1.ボラジン及びトリアルキルボラジン化合物の製造方法(第1の形態)
まず、ボラジン化合物の合成段階では、水素化ホウ素金属塩と、(RNH(Rは水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であり、Xは硫酸基またはハロゲン原子であり、Xが硫酸基である場合にはmは2であり、Xがハロゲン原子である場合にはmは1である)で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてボラジン化合物を合成する。
1. Method for producing borazine and trialkylborazine compound (first embodiment)
First, in the synthesis step of a borazine compound, a borohydride metal salt and (R 1 NH 3 ) m X 1 (R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, and X 1 is a sulfate group or a halogen atom. And m is 2 when X 1 is a sulfuric acid group, and m is 1 when X 1 is a halogen atom). A compound is synthesized.

前記水素化ホウ素金属塩の金属原子は特に制限されない。なぜなら、後述する金属を除去する段階で、各金属原子を十分に除去することができるからである。前記金属原子の例として、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、ジルコニウム、ハフニウム、アルミニウム、ランタン、スカンジウム、ユウロピウム、鉄、ニッケル、クロムなどが挙げられ、好ましくは1価の金属原子(アルカリ金属原子、すなわちリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム)または2価の金属原子(ベリリウム、マグネシウム、及びアルカリ土類金属原子、すなわちカルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム)である。前記金属原子がかかる範囲の元素である場合、前記水素化ホウ素金属塩は、水素化ホウ素アルカリ金属塩(ABH(Aは1価の金属原子である))または水素化ホウ素アルカリ土類金属塩(M(BH(Mは2価の金属原子である))と表すことができる。より好ましくは、入手上の利点から、ナトリウム、リチウムまたはカルシウムである。 The metal atom of the borohydride metal salt is not particularly limited. This is because each metal atom can be sufficiently removed at the stage of removing the metal described later. Examples of the metal atoms include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, radium, zirconium, hafnium, aluminum, lanthanum, scandium, europium, iron, nickel, chromium, and the like. Preferably monovalent metal atoms (alkali metal atoms, ie lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium) or divalent metal atoms (beryllium, magnesium, and alkaline earth metal atoms, ie calcium, strontium, barium, radium) ). When the metal atom is an element in such a range, the borohydride metal salt is an alkali metal borohydride salt (ABH 4 (A is a monovalent metal atom)) or an alkaline earth metal borohydride salt. (M (BH 4 ) 2 (M is a divalent metal atom)). More preferred is sodium, lithium or calcium from the viewpoint of availability.

一方、前記アミン塩((RNH)において、Rは水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であり、Xは硫酸基またはハロゲン原子である。そして、Xが硫酸基である場合にはmは2であり、Xがハロゲン原子である場合にはmは1である。ハロゲン原子は、好ましくは塩素原子である。m=2のとき、Rは、同一であっても異なっていてもよいが、合成反応の収率や取り扱いの容易性を考慮すると、Rは好ましくは同一である。アルキル基は、直鎖であっても、分岐であってもよい。アルキル基の有する炭素数は、特に限定されないが、好ましくは1〜10個、より好ましくは1〜8個、更に好ましくは1〜4個、特に好ましくは1個である。アルキル基の例としては以下に限定されることはないが、メチル基、エチル基、プロピル基、iso−プロピル基、ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、iso−ペンチル基、2−メチルブチル基、neo−ペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。シクロアルキル基の有する炭素数は、特に限定されないが、好ましくは3〜8個、より好ましくは4〜7個、更に好ましくは5〜6個である。シクロアルキル基の例としては以下に限定されることはないが、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。前記アミン塩の例としては、以下に限定されないが、塩化アンモニウム(NHCl)、モノメチルアミン塩酸塩(CHNHCl)、モノエチルアミン塩酸塩(CHCHNHCl)、モノメチルアミン臭化水素酸塩(CHNHBr)、モノエチルアミンフッ化水素酸塩(CHCHNHF)、硫酸アンモニウム((NHSO)、モノメチルアミン硫酸塩((CHNHSO)などが挙げられる。 On the other hand, in the amine salt ((R 1 NH 3 ) m X 1 ), R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, and X 1 is a sulfate group or a halogen atom. When X 1 is a sulfate group, m is 2, and when X 1 is a halogen atom, m is 1. The halogen atom is preferably a chlorine atom. When m = 2, R 1 may be the same or different, but R 1 is preferably the same considering the yield of the synthesis reaction and ease of handling. The alkyl group may be linear or branched. Although carbon number which an alkyl group has is not specifically limited, Preferably it is 1-10 pieces, More preferably, it is 1-8 pieces, More preferably, it is 1-4 pieces, Especially preferably, it is one piece. Examples of alkyl groups include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl , Iso-pentyl group, 2-methylbutyl group, neo-pentyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and the like. Although carbon number which a cycloalkyl group has is not specifically limited, Preferably it is 3-8, More preferably, it is 4-7, More preferably, it is 5-6. Examples of cycloalkyl groups include, but are not limited to, cyclopropyl groups, cyclobutyl groups, cyclopentyl groups, cyclohexyl groups, and the like. Examples of the amine salt include, but are not limited to, ammonium chloride (NH 4 Cl), monomethylamine hydrochloride (CH 3 NH 3 Cl), monoethylamine hydrochloride (CH 3 CH 2 NH 3 Cl), monomethylamine Hydrobromide (CH 3 NH 3 Br), monoethylamine hydrofluoride (CH 3 CH 2 NH 3 F), ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), monomethylamine sulfate ((CH 3 NH 3) 2 SO 4), and the like.

合成原料としての水素化ホウ素金属塩及びアミン塩の種類は、合成するボラジン化合物の構造に応じて選択すればよい。例えば、ボラジン環を構成する3つの窒素原子にメチル基が結合しているN,N’,N”−メチルボラジンを製造する場合には、アミン塩として、モノメチルアミン塩酸塩などの、Rがメチル基であるアミン塩を用いればよい。 What is necessary is just to select the kind of borohydride metal salt and amine salt as a synthesis raw material according to the structure of the borazine compound to synthesize | combine. For example, when N, N ′, N ″ -methylborazine in which a methyl group is bonded to three nitrogen atoms constituting a borazine ring, R 1 such as monomethylamine hydrochloride is used as an amine salt. An amine salt that is a methyl group may be used.

水素化ホウ素金属塩とアミン塩との混合比は、特に限定されないが、アミン塩の使用量を1モルとした場合に、水素化ホウ素アルカリの使用量を1〜1.5モルとすることが好ましい。   The mixing ratio of the borohydride metal salt and the amine salt is not particularly limited, but when the amount of amine salt used is 1 mol, the amount of alkali borohydride used may be 1 to 1.5 mol. preferable.

合成用の溶媒としては、特に制限されないが、例えば、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル(モノグライム)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグライム)、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(テトラグライム)等が挙げられる。   The solvent for synthesis is not particularly limited, and examples thereof include tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether (monoglyme), diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), and tetraethylene glycol dimethyl ether (tetraglyme). .

水素化ホウ素金属塩とアミン塩との反応条件は、特に限定されない。反応温度は、好ましくは室温(一般に1〜40℃を指す)〜220℃、より好ましくは50〜200℃、更に好ましくは100〜170℃である。上記範囲で反応させると、水素発生量の制御が容易である。反応温度は、K熱電対などの温度センサーを用いて測定されうる。   The reaction conditions between the borohydride metal salt and the amine salt are not particularly limited. The reaction temperature is preferably room temperature (generally 1 to 40 ° C) to 220 ° C, more preferably 50 to 200 ° C, and still more preferably 100 to 170 ° C. When the reaction is performed within the above range, the amount of hydrogen generation can be easily controlled. The reaction temperature can be measured using a temperature sensor such as a K thermocouple.

本発明の第1の形態におけるボラジン化合物は、下記の化学式2または3で表される化合物である。式中、Rは、アミン塩について記載した通りであるため、ここでは説明を省略する。得られるボラジン化合物における各々のRは、全て同一であっても、一部同一であっても、全て異なっていてもよい。ボラジン化合物の例としては、ボラジン、並びにN,N’,N”−トリメチルボラジン、N,N’,N”−トリエチルボラジン、N,N’,N”−トリ(n−プロピル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(iso−プロピル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(n−ブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(sec−ブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(iso−ブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(tert−ブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(1−メチルブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(2−メチルブチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(neo−ペンチル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(1,2−ジメチルプロピル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(1−エチルプロピル)ボラジン、N,N’,N”−トリ(n−ヘキシル)ボラジン及びN,N’,N”−トリシクロヘキシルボラジンなど、並びにN,N’−ジメチル−N”−エチルボラジン、N,N’−ジエチル−N”−メチルボラジン、N,N’−ジメチル−N”−プロピルボラジンなどが挙げられる。なお、製造されるボラジン化合物の耐水性等の安定性を考慮すると、ボラジン化合物は、N,N’,N”−トリアルキルボラジン(1分子中の3つのアルキル基は、各々同じでも異なってもよい)であることが好ましい。 The borazine compound in the 1st form of this invention is a compound represented by following Chemical formula 2 or 3. In the formula, since R 1 is as described for the amine salt, the description is omitted here. Each R in the borazine compound obtained may be the same, partly the same or all different. Examples of borazine compounds include borazine, N, N ′, N ″ -trimethylborazine, N, N ′, N ″ -triethylborazine, N, N ′, N ″ -tri (n-propyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri (iso-propyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri (n-butyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri (sec-butyl) borazine, N, N ′ , N ″ -tri (iso-butyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri (tert-butyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri (1-methylbutyl) borazine, N, N ′, N "-Tri (2-methylbutyl) borazine, N, N ', N" -tri (neo-pentyl) borazine, N, N', N "-tri (1,2-dimethylpropyl) borazine, N, N ', N ″ -tri (1-ethylpropyl) borazine, N, N ′, N ″ -tri ( -Hexyl) borazine and N, N ', N "-tricyclohexylborazine and the like, and N, N'-dimethyl-N" -ethylborazine, N, N'-diethyl-N "-methylborazine, N, N'- Examples include dimethyl-N ″ -propylborazine. In consideration of the stability of the produced borazine compound such as water resistance, the borazine compound is N, N ′, N ″ -trialkylborazine (the three alkyl groups in one molecule may be the same or different. Preferably).

参考までに、ボラジン(化学式2)及びトリアルキルボラジン化合物(化学式3)を表す化学式を以下に挙げる。   For reference, chemical formulas representing borazine (Chemical Formula 2) and trialkylborazine compounds (Chemical Formula 3) are listed below.

Figure 2008239492
Figure 2008239492

Figure 2008239492
Figure 2008239492

2.ヘキサアルキルボラジン化合物の製造方法(第2の形態)
まず、原料として用いられる、下記化学式4で表されるハロゲン化ボラジン化合物を準備する。
2. Method for producing hexaalkylborazine compound (second embodiment)
First, a halogenated borazine compound represented by the following chemical formula 4 used as a raw material is prepared.

Figure 2008239492
Figure 2008239492

上記式中、Rはアルキル基である。上記化学式4において、Rは各々同一であっても異なっていてもよい。合成反応の収率や取り扱いの容易性を考慮すると、Rは好ましくは同一のアルキル基である。ハロゲン化ボラジン化合物としては、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリメチルボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリエチルボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(n−プロピル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(iso−プロピル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(n−ブチル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(sec−ブチル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(iso−ブチル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(tert−ブチル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(1−メチルブチル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(2−メチルブチル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(neo−ペンチル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(1,2−ジメチルプロピル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(1−エチルプロピル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリ(n−ヘキシル)ボラジン、B,B’,B”−トリクロロ−N,N’,N”−トリシクロヘキシルボラジンが挙げられる。また、B,B’,B”−トリフルオロ−N,N’,N”−トリメチルボラジン、B,B’,B”−トリブロモ−N,N’,N”−トリメチルボラジン、B,B’,B”−モノクロロジフルオロ−N,N’,N”−トリメチルボラジンなど、塩素(Cl)以外のハロゲン元素によって、置換されていてもよい。 In the above formula, R 2 is an alkyl group. In the above chemical formula 4, R 2 may be the same or different. Considering the yield of the synthesis reaction and ease of handling, R 2 is preferably the same alkyl group. Examples of halogenated borazine compounds include B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -trimethylborazine, B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -triethylborazine, B , B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -tri (n-propyl) borazine, B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -tri (iso-propyl) borazine B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -tri (n-butyl) borazine, B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -tri (sec-butyl) ) Borazine, B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -tri (iso-butyl) borazine, B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -tri (tert -Butyl) borazine, B, B ', B "-trichloro-N, N', N" -tri (1-methylbutyl) borazi B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -tri (2-methylbutyl) borazine, B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -tri (neo-pentyl) ) Borazine, B, B ', B "-trichloro-N, N', N" -tri (1,2-dimethylpropyl) borazine, B, B ', B "-trichloro-N, N', N"- Tri (1-ethylpropyl) borazine, B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N ″ -tri (n-hexyl) borazine, B, B ′, B ″ -trichloro-N, N ′, N "-tricyclohexylborazine is mentioned. Also, B, B ′, B ″ -trifluoro-N, N ′, N ″ -trimethylborazine, B, B ′, B ″ -tribromo-N, N ′, N ″ -trimethylborazine, B, B ′, B ″ -monochlorodifluoro-N, N ′, N ″ -trimethylborazine may be substituted with a halogen element other than chlorine (Cl).

ハロゲン化ボラジン化合物の入手方法については、特に限定されない。ハロゲン化ボラジン化合物を合成する際には、公知の知見が適宜参照されうる。例えば、D.T.HAWORTH,Inorganic Syntheses,10,43(1971)に記載されている合成方法が採用されうる。自ら合成するのであれば、例えば、三塩化ホウ素(BCl)およびアミン塩((RNH)を反応させる。三塩化ホウ素とアミン塩との反応は、溶媒中に懸濁させたアミン塩に、三塩化ホウ素を添加する態様が好ましい。溶媒としては、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、モノクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼンなどが用いられうる。反応溶液周辺の雰囲気については、特に限定されないが、好ましくは窒素やアルゴンといった不活性ガスで、反応溶液周辺の雰囲気が置換される。 The method for obtaining the halogenated borazine compound is not particularly limited. When synthesizing a halogenated borazine compound, known knowledge can be referred to as appropriate. For example, D.C. T.A. The synthesis method described in HAWORTH, Inorganic Syntheses, 10, 43 (1971) may be employed. If synthesized by itself, for example, boron trichloride (BCl 3 ) and an amine salt ((R 3 NH 3 ) n X 2 ) are reacted. The reaction between boron trichloride and the amine salt is preferably performed by adding boron trichloride to the amine salt suspended in a solvent. As the solvent, o-xylene, m-xylene, p-xylene, monochlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene and the like can be used. The atmosphere around the reaction solution is not particularly limited, but the atmosphere around the reaction solution is preferably replaced with an inert gas such as nitrogen or argon.

前記アミン塩において、Rはアルキル基である。アルキル基は、直鎖であっても、分岐であっても、環状であってもよい。アルキル基の有する炭素数は、特に限定されないが、好ましくは1〜10個、より好ましくは1〜8個、更に好ましくは1〜4個、特に好ましくは1個である。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、iso−プロピル基、ブチル基、iso−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、iso−ペンチル基、2−メチルブチル基、neo−ペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。これら以外のアルキル基が用いられてもよい。X及びnについては、上記第1の形態におけるX及びmと同様であるため、ここでは説明を省略する。 In the amine salt, R 3 is an alkyl group. The alkyl group may be linear, branched or cyclic. Although carbon number which an alkyl group has is not specifically limited, Preferably it is 1-10 pieces, More preferably, it is 1-8 pieces, More preferably, it is 1-4 pieces, Especially preferably, it is one piece. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, iso-propyl group, butyl group, iso-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, pentyl group, iso-pentyl group, 2- Examples include methylbutyl group, neo-pentyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, and cyclohexyl group. . Alkyl groups other than these may be used. Since X 2 and n are the same as X 1 and m in the first embodiment, description thereof is omitted here.

準備されたハロゲン化ボラジン化合物は、グリニャール試薬との反応に用いられ、その結果、下記化学式5で表されるアルキルボラジン化合物が合成される。ハロゲン化ボラジン化合物とグリニャール試薬との反応により、ハロゲン化ボラジン化合物のハロゲン原子を、アルキル基で置換する反応は、上記の非特許文献などに開示されている通り公知の反応であるので、以下で簡単に説明する。   The prepared halogenated borazine compound is used for the reaction with the Grignard reagent, and as a result, an alkyl borazine compound represented by the following chemical formula 5 is synthesized. Since the reaction of substituting the halogen atom of the halogenated borazine compound with an alkyl group by the reaction between the halogenated borazine compound and the Grignard reagent is a known reaction as disclosed in the above non-patent literature, Briefly described.

MgX(Rはアルキル基を表し、Xはハロゲン原子を表す)型に代表されるグリニャール試薬によって引き起こされるグリニャール反応は、所定の化合物に含まれるハロゲン原子をグリニャール試薬に含まれるアルキル基で置換する。ハロゲン化ボラジン化合物に関して言えば、ホウ素に直接結合しているハロゲン原子が、グリニャール試薬に含まれるアルキル基で置換される。 A Grignard reaction caused by a Grignard reagent typified by R 4 MgX 3 (R 4 represents an alkyl group, and X 3 represents a halogen atom) is a form in which a halogen atom contained in a given compound is converted to an alkyl contained in the Grignard reagent. Substitute with group. Regarding the halogenated borazine compound, the halogen atom directly bonded to boron is substituted with an alkyl group contained in the Grignard reagent.

グリニャール試薬としては、CHMgI、CHCHMgBr、CHCHCHMgIなど、種々のグリニャール試薬が用いられうる。グリニャール試薬は、これらに限定されないことは勿論である。 As the Grignard reagent, various Grignard reagents such as CH 3 MgI, CH 3 CH 2 MgBr, and CH 3 CH 2 CH 2 MgI can be used. Of course, the Grignard reagent is not limited to these.

グリニャール試薬とハロゲン化ボラジン化合物との反応条件は、特に限定されない。例えば、窒素雰囲気下、所定のハロゲン化ボラジン化合物及び溶媒としてのジエチルエーテルを反応容器に供給する。反応溶液を撹拌しながら、反応溶液にグリニャール試薬であるCHMgIを徐々に滴下する。理論上の必要量をやや上回る量のグリニャール試薬を滴下し、さらに1時間、反応溶液を撹拌する。 The reaction conditions for the Grignard reagent and the halogenated borazine compound are not particularly limited. For example, a predetermined halogenated borazine compound and diethyl ether as a solvent are supplied to the reaction vessel in a nitrogen atmosphere. While stirring the reaction solution, CH 3 MgI as a Grignard reagent is gradually added dropwise to the reaction solution. An amount of Grignard reagent slightly larger than the theoretical amount is added dropwise, and the reaction solution is stirred for another hour.

製造されるアルキルボラジン化合物は、下記化学式5で表される構造を有する。なお、本願の第2の形態において「アルキルボラジン化合物」とは、特段の断りのない限り、化学式5で表される化合物を意味する。   The alkylborazine compound to be produced has a structure represented by the following chemical formula 5. In the second embodiment of the present application, the “alkyl borazine compound” means a compound represented by the chemical formula 5 unless otherwise specified.

Figure 2008239492
Figure 2008239492

上記式中、Rはアルキル基である。上記式で表されるアルキルボラジン化合物中のRは、各々同一であってもよいし、異なっていてもよい。Rは、化学式4におけるRに由来する基である。Rについては、化学式4のRについて説明した通りであるため、ここでは説明を省略する。 In the above formula, R 2 is an alkyl group. R 2 in the alkyl borazine compound represented by the above formula may be the same or different. R 2 is a group derived from R 2 in Chemical Formula 4. Since R 2 is as described for R 2 in Chemical Formula 4, description thereof is omitted here.

はグリニャール試薬に起因するアルキル基である。グリニャール試薬が、RMgXで表される場合には、RはRに由来する。 R 3 is an alkyl group derived from the Grignard reagent. When the Grignard reagent is represented by R 4 MgX 3 , R 3 is derived from R 4 .

このようなヘキサアルキルボラジン化合物の構造は特に限定されないが、具体例としては、ヘキサメチルボラジン、ヘキサエチルボラジン、ヘキサ(n−プロピル)ボラジン、ヘキサ(iso−プロピル)ボラジン、ヘキサ(n−ブチル)ボラジン、ヘキサ(sec−ブチル)ボラジン、ヘキサ(iso−ブチル)ボラジン、ヘキサ(tert−ブチル)ボラジン、ヘキサ(1−メチルブチル)ボラジン、ヘキサ(2−メチルブチル)ボラジン、ヘキサ(neo−ペンチル)ボラジン、ヘキサ(1,2−ジメチルプロピル)ボラジン、ヘキサ(1−エチルプロピル)ボラジン、ヘキサ(n−ヘキシル)ボラジン、ヘキサシクロヘキシルボラジン、B,B’,B”−トリメチル−N,N’,N”−トリエチルボラジン、B,B’,B”−トリメチル−N,N’,N”−トリ(n−プロピル)ボラジン、B,B’,B”−トリメチル−N,N’,N”−トリ(iso−プロピル)ボラジン、B,B’,B”−トリエチル−N,N’,N”−トリメチルボラジン、B,B’,B”−トリメチル−N,N’,N”−トリ(n−プロピル)ボラジン、B,B’,B”−トリメチル−N,N’,N”−トリ(iso−プロピル)ボラジン、B,B’,B”−トリ(iso−プロピル)−N,N’,N”−トリメチルボラジン、B,B’,B”−トリ(iso−プロピル)−N,N’,N”−トリエチルボラジンなどが挙げられる。   The structure of such a hexaalkylborazine compound is not particularly limited. Specific examples include hexamethylborazine, hexaethylborazine, hexa (n-propyl) borazine, hexa (iso-propyl) borazine, and hexa (n-butyl). Borazine, hexa (sec-butyl) borazine, hexa (iso-butyl) borazine, hexa (tert-butyl) borazine, hexa (1-methylbutyl) borazine, hexa (2-methylbutyl) borazine, hexa (neo-pentyl) borazine, Hexa (1,2-dimethylpropyl) borazine, hexa (1-ethylpropyl) borazine, hexa (n-hexyl) borazine, hexacyclohexylborazine, B, B ′, B ″ -trimethyl-N, N ′, N ″ — Triethylborazine, B, B ', B "-trime Ru-N, N ′, N ″ -tri (n-propyl) borazine, B, B ′, B ″ -trimethyl-N, N ′, N ″ -tri (iso-propyl) borazine, B, B ′, B "-Triethyl-N, N ', N" -trimethylborazine, B, B', B "-trimethyl-N, N ', N" -tri (n-propyl) borazine, B, B', B "-trimethyl -N, N ', N "-tri (iso-propyl) borazine, B, B', B" -tri (iso-propyl) -N, N ', N "-trimethylborazine, B, B', B" -Tri (iso-propyl) -N, N ', N "-triethylborazine and the like.

上記で合成されたアルキルボラジン化合物は水で洗浄される。前記アルキルボラジン化合物は、好ましくは、金属元素含有量が1質量ppb以下、かつハロゲン元素含有量が0.5質量ppm以下である水、より好ましくは、金属元素含有量が0.1質量ppb以下、かつハロゲン元素含有量が0.05質量ppm以下である水で洗浄される。生成物を水で洗浄する場合、通常は、水溶性の不純物の除去を目的とする。本発明においては、洗浄水は、不純物の分解に用いられる。ただし、洗浄水による水溶性の不純物の除去が、同時に図られてもよい。例えば、不純物である金属元素が、水中にイオンとして溶け出し、アルキルボラジン化合物から除去されうる。   The alkyl borazine compound synthesized above is washed with water. The alkyl borazine compound is preferably water having a metal element content of 1 mass ppb or less and a halogen element content of 0.5 mass ppm or less, more preferably a metal element content of 0.1 mass ppb or less. And washing with water having a halogen element content of 0.05 mass ppm or less. When the product is washed with water, it is usually intended to remove water-soluble impurities. In the present invention, the washing water is used for the decomposition of impurities. However, removal of water-soluble impurities with washing water may be performed simultaneously. For example, metallic elements that are impurities can be dissolved in water as ions and removed from the alkylborazine compounds.

水でアルキルボラジン化合物を洗浄する場合には、洗浄水によってアルキルボラジン化合物中に含まれるハロゲン化ボラジン化合物が分解されうるのであれば、洗浄の態様については特に限定されない。例えば、得られたボラジン化合物からなる固形物が溶解したトルエンなどの有機溶媒中と、イオン交換水とが供給された分液ロートを用いて、アルキルボラジン化合物を洗浄する。洗浄水の使用量は、洗浄されるアルキルボラジン化合物の量や、洗浄の態様に応じて決定されればよい。   When the alkylborazine compound is washed with water, the manner of washing is not particularly limited as long as the halogenated borazine compound contained in the alkylborazine compound can be decomposed by the washing water. For example, the alkylborazine compound is washed using a separatory funnel supplied with an organic solvent such as toluene in which a solid material made of the obtained borazine compound is dissolved and ion-exchanged water. The amount of cleaning water used may be determined according to the amount of alkylborazine compound to be cleaned and the mode of cleaning.

3.合成されたボラジン化合物の精製方法(第3の形態)
上記第1の形態で得られたボラジン及びトリアルキルボラジン化合物、並びに上記第2の形態で得られたヘキサアルキルボラジン化合物について、ボラジン化合物の純度をより高くするために精製を行ってもよい。ボラジン化合物の精製方法は特に制限されることはないが、例えば濾過精製、蒸留精製及び昇華精製などを、一種単独でまたは組み合わせて用いることができる。濾過精製、蒸留精製及び昇華精製などの装置や条件については、特に限定されることはなく、当業者であれば、公知の知見に基づいて適宜実施することができる。
3. Method for purifying synthesized borazine compound (third embodiment)
The borazine and trialkylborazine compounds obtained in the first form and the hexaalkylborazine compounds obtained in the second form may be purified to further increase the purity of the borazine compounds. The method for purifying the borazine compound is not particularly limited, and for example, filtration purification, distillation purification, sublimation purification and the like can be used alone or in combination. Apparatuses and conditions such as filtration purification, distillation purification, and sublimation purification are not particularly limited, and those skilled in the art can appropriately implement them based on known knowledge.

上記の精製方法によれば、合成されたボラジン化合物の純度をより高くすることができるが、本発明は更に、上記の合成段階により得られたボラジン化合物を金属除去剤と接触させる点に特徴を有する。ボラジン化合物を金属除去剤と接触させることによって合成系中の金属原子が除去される結果、ボラジン化合物の純度を一層高め、ボラジン化合物を用いて製造された半導体の層間絶縁膜などの性能を向上させうる。   According to the above purification method, the purity of the synthesized borazine compound can be further increased, but the present invention is further characterized in that the borazine compound obtained by the above synthesis step is contacted with a metal removing agent. Have. As a result of removing metal atoms in the synthesis system by bringing the borazine compound into contact with a metal remover, the purity of the borazine compound is further increased, and the performance of a semiconductor interlayer insulating film manufactured using the borazine compound is improved. sell.

本発明における金属除去剤は以下に限定されることはないが、好ましくは、金属イオン捕捉剤、金属イオン封鎖剤(キレート剤)、金属イオン吸着剤、イオン交換樹脂、無機イオン交換体及び界面活性剤ゲルからなる群から選択される一種以上である。前記金属除去剤は、より好ましくは金属イオン封鎖剤(キレート剤)、金属イオン吸着剤またはイオン交換樹脂であり、更に好ましくは金属イオン吸着剤またはイオン交換樹脂である。ここで、前記金属除去剤をフィルターとして用いると、より容易に高純度のボラジン化合物を得ることができる。本願において、以降前記フィルターを金属(イオン)除去フィルターと称する。従って、本発明における金属除去剤は、最も好ましくは、前記金属イオン吸着剤または前記イオン交換樹脂を金属除去剤をフィルターとして用いる金属(イオン)除去フィルターである。前記金属(イオン)除去フィルターの入手経路は特に制限されず、一般に市販されているものでよい。なお、前記金属(イオン)除去フィルターの濾過精度(孔径)は、0.1〜2μmであることが好ましく、0.1〜0.8μmであることがより好ましい。また、前記金属(イオン)除去フィルターの濾過温度は室温(一般に1〜40℃を指す)〜90℃であることが好ましく、室温〜50℃であることがより好ましい。そして、前記金属(イオン)除去フィルターの加圧条件はフィルターの種類によって異なるが、0.2MPa以下であることが好ましく、0.1MPa以下であることがより好ましい。前記濾過精度(孔径)、濾過温度及び濾過時の加圧条件がかかる範囲内にある場合、各金属原子を効果的に除去することができる。なお、他の濾過条件等については、当業者であれば適当な設定が可能であるため、ここでは省略する。なお、除去される金属原子の出所は、主として原料由来の金属原子であるが、大気中に存在する金属原子などもありうる。従って、本発明により除去される対象となる金属原子は特に制限されない。   The metal removing agent in the present invention is not limited to the following, but is preferably a metal ion scavenger, a metal ion sequestering agent (chelating agent), a metal ion adsorbent, an ion exchange resin, an inorganic ion exchanger, and a surface activity. It is 1 or more types selected from the group which consists of agent gel. The metal removing agent is more preferably a metal ion sequestering agent (chelating agent), a metal ion adsorbent or an ion exchange resin, and still more preferably a metal ion adsorbent or an ion exchange resin. Here, when the metal removing agent is used as a filter, a high-purity borazine compound can be obtained more easily. In the present application, the filter is hereinafter referred to as a metal (ion) removal filter. Therefore, the metal removal agent in the present invention is most preferably a metal (ion) removal filter using the metal ion adsorbent or the ion exchange resin as a filter. The route for obtaining the metal (ion) removal filter is not particularly limited, and may be a commercially available one. The filtration accuracy (pore diameter) of the metal (ion) removal filter is preferably 0.1 to 2 μm, and more preferably 0.1 to 0.8 μm. The filtration temperature of the metal (ion) removal filter is preferably room temperature (generally 1 to 40 ° C.) to 90 ° C., more preferably room temperature to 50 ° C. And although the pressurization conditions of the said metal (ion) removal filter change with kinds of filter, it is preferable that it is 0.2 MPa or less, and it is more preferable that it is 0.1 MPa or less. When the filtration accuracy (pore diameter), filtration temperature, and pressure conditions during filtration are within such ranges, each metal atom can be effectively removed. Note that other filtering conditions and the like can be appropriately set by those skilled in the art, and are omitted here. The source of the metal atom to be removed is mainly a metal atom derived from the raw material, but there may also be a metal atom present in the atmosphere. Therefore, the metal atom to be removed by the present invention is not particularly limited.

合成されたボラジン化合物を金属除去剤と接触させる段階においては、ボラジン化合物から金属が除去されるが、前記段階は、
(1)ボラジン化合物の合成後に実行してもよく、(2)合成したボラジン化合物を蒸留(昇華)精製する場合にはその後に実行してもよく、(3)合成したボラジン化合物を蒸留(昇華)精製する場合に、蒸留(昇華)精製されたボラジン化合物を溶媒に溶解した後に実行してもよい。
In the step of bringing the synthesized borazine compound into contact with the metal removing agent, the metal is removed from the borazine compound.
(1) It may be performed after the synthesis of the borazine compound, (2) When the synthesized borazine compound is purified by distillation (sublimation), it may be performed thereafter, and (3) the synthesized borazine compound is distilled (sublimated). In the case of purification, the distillation may be performed after dissolving the distilled (sublimation) purified borazine compound in a solvent.

本発明の製造方法によって製造されるボラジン化合物の質量に対する各金属元素の含有量は、好ましくは20質量ppb以下であり、より好ましくは10質量ppb以下である。前記含有量がかかる範囲内にある場合、ボラジン化合物の純度を高めるとともに、ボラジン化合物を用いて製造された半導体の層間絶縁膜などの性能を十分に向上させうる。なお、前記各金属元素の含有量の測定方法は、後述の実施例に記載の方法である。   The content of each metal element with respect to the mass of the borazine compound produced by the production method of the present invention is preferably 20 mass ppb or less, more preferably 10 mass ppb or less. When the content is within such a range, the purity of the borazine compound can be increased, and the performance of a semiconductor interlayer insulating film manufactured using the borazine compound can be sufficiently improved. In addition, the measuring method of content of each said metal element is a method as described in the below-mentioned Example.

本発明の製造方法によって製造されるボラジン化合物は、好ましくは、純度が99.0質量%以上であり、より好ましくは99.5質量%以上であり、特に好ましくは99.9質量%以上である。ここで、ボラジン化合物の純度の値は、ガスクロマトグラフィーによって測定した値を採用するものとする。このような高純度のボラジン化合物を用いることにより、半導体素子などの製品の性能を向上させることができる。なお、前記ボラジン化合物の純度の測定方法は、後述の実施例に記載の方法である。   The borazine compound produced by the production method of the present invention preferably has a purity of 99.0% by mass or more, more preferably 99.5% by mass or more, and particularly preferably 99.9% by mass or more. . Here, the value measured by gas chromatography is adopted as the purity value of the borazine compound. By using such a high-purity borazine compound, the performance of a product such as a semiconductor element can be improved. In addition, the measuring method of the purity of the said borazine compound is a method as described in the below-mentioned Example.

製造されたボラジン化合物は、特に限定されないが、半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層、エッチストッパー層などの形成に用いられうる。その際には、ボラジン化合物がそのまま用いられてもよいし、ボラジン化合物に改変を加えた化合物が用いられてもよい。ボラジン化合物またはボラジン化合物の誘導体を重合させた重合体を、半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層またはエッチストッパー層の原料として用いてもよい。以下、「ボラジン化合物」、「ボラジン化合物の誘導体」及び「これらに起因する重合体」をまとめて、「ボラジン環含有化合物」と称する。   Although the manufactured borazine compound is not particularly limited, the borazine compound can be used for forming an interlayer insulating film for a semiconductor, a barrier metal layer, an etch stopper layer, and the like. In that case, the borazine compound may be used as it is, or a compound obtained by modifying the borazine compound may be used. A polymer obtained by polymerizing a borazine compound or a borazine compound derivative may be used as a raw material for an interlayer insulating film for a semiconductor, a barrier metal layer, or an etch stopper layer. Hereinafter, “borazine compounds”, “derivatives of borazine compounds”, and “polymers resulting therefrom” are collectively referred to as “borazine ring-containing compounds”.

ボラジン環含有化合物を用いて、半導体用層間絶縁膜、バリアメタル層またはエッチストッパー層を形成する手法としては、例えば、ボラジン環含有化合物を含む溶液状またはスラリー状の組成物を調製し、これを所望の部位に塗布することによって、塗膜を形成する手法が用いられうる。   As a method for forming an interlayer insulating film for semiconductor, a barrier metal layer, or an etch stopper layer using a borazine ring-containing compound, for example, a solution-like or slurry-like composition containing a borazine ring-containing compound is prepared. A technique of forming a coating film by applying to a desired site can be used.

以下、実施例及び比較例を用いて本発明の実施の形態をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は下記の形態のみには制限されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail using examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments.

なお、下記の実施例及び比較例において、ボラジン化合物中の各金属原子の含有量については、ICP−MS(高周波発光質量分析器) ELAN DRCII(株式会社パーキンエルマージャパン製)を用いて測定した。ICP−MS測定は、試料をメタノール(関東化学株式会社製の「メタノール 電子工業用」)で20倍に希釈・分解し、更に2質量%の硝酸水溶液(多摩化学工業株式会社製の「硝酸 TAMAPURE−AA−100」を日本ミリポア株式会社製の超純水「Milli−Q ElementA−10」で希釈し作製)で分解物を10倍に希釈することにより、分析用加水分解液を準備し、測定を行った。   In the following Examples and Comparative Examples, the content of each metal atom in the borazine compound was measured using ICP-MS (high frequency emission mass spectrometer) ELAN DRCII (manufactured by PerkinElmer Japan Co., Ltd.). The ICP-MS measurement was performed by diluting and decomposing the sample 20 times with methanol (“Methanol Electronics Industry” manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), and further 2% by mass nitric acid aqueous solution (“Titanium nitrate TAMAPURE manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd.). -AA-100 "was diluted with ultrapure water" Milli-Q ElementA-10 "manufactured by Nihon Millipore Co., Ltd.) to prepare a hydrolyzed solution for analysis by diluting the degradation product 10 times. Went.

更に、ボラジン化合物の純度は、ガスクロマトグラフィーを用いて測定した。測定条件は以下の通りである。   Furthermore, the purity of the borazine compound was measured using gas chromatography. The measurement conditions are as follows.

Figure 2008239492
Figure 2008239492

<合成例>
滴下漏斗及び冷却管を備えた3つ口丸底フラスコ(4L容)に、窒素置換を行いながらモノメチルアミン塩酸塩(沸点:225〜230℃)(300g)、及びトリグライム(沸点:216℃)(1000g)を仕込み、反応系を150℃まで昇温させた。
<Synthesis example>
To a three-necked round bottom flask (4 L volume) equipped with a dropping funnel and a condenser, monomethylamine hydrochloride (boiling point: 225 to 230 ° C.) (300 g) and triglyme (boiling point: 216 ° C.) 1000 g) and the reaction system was heated to 150 ° C.

一方、水素化ホウ素ナトリウム(188g)を準備し、これを別途準備したトリグライム(1000g)中に添加して、スラリーを調製した。   On the other hand, sodium borohydride (188 g) was prepared and added to separately prepared triglyme (1000 g) to prepare a slurry.

上記で調製した水素化ホウ素ナトリウムのスラリーを150℃に昇温させた反応系の中に90分かけて徐々に添加した。   The sodium borohydride slurry prepared above was gradually added to the reaction system heated to 150 ° C. over 90 minutes.

スラリー添加終了後、反応系を20分かけて170℃にまで昇温させ、2時間熟成して、N,N’,N”−トリメチルボラジン(TMB)(沸点133℃)の合成反応を進行させた。熟成後、冷却管を取り外し、クライゼン連結管及びリービッヒ冷却管を取り付け、反応溶液を3時間かけて170℃から210℃まで昇温させて、蒸留によりTMBを取り出した。このTMBを更に常圧において、蒸留温度155〜160℃で蒸留を行い、留出温度130〜133℃の留分を分取し、精製を行った。   After the addition of the slurry, the reaction system was heated to 170 ° C. over 20 minutes and aged for 2 hours to proceed with the synthesis reaction of N, N ′, N ″ -trimethylborazine (TMB) (boiling point 133 ° C.). After aging, the cooling pipe was removed, a Claisen connecting pipe and a Liebig cooling pipe were attached, the reaction solution was heated from 170 ° C. to 210 ° C. over 3 hours, and TMB was taken out by distillation. In the pressure, distillation was performed at a distillation temperature of 155 to 160 ° C., and a fraction having a distillation temperature of 130 to 133 ° C. was fractionated and purified.

<実施例>
上記合成法により得られたTMBを密閉容器に移し、クリーンな窒素雰囲気下で0.1MPa以下の加圧条件下、市販の微量金属除去用フィルターであるゼータプラスECシリーズ−SHグレード(キュノ株式会社製)を用いて濾過を行った。濾過後のTMB中の各金属含有量をICP−MSで測定したところ、以下の表のような結果を得た。また、濾過後のTMBの純度は99.92質量%であった。
<Example>
TMB obtained by the above synthesis method is transferred to a sealed container, and under a pressurized condition of 0.1 MPa or less under a clean nitrogen atmosphere, a commercially available filter for removing trace metals, Zeta Plus EC series-SH grade (Cuno Co., Ltd.) The product was filtered using When each metal content in TMB after filtration was measured by ICP-MS, the results shown in the following table were obtained. Moreover, the purity of TMB after filtration was 99.92% by mass.

<比較例>
上記合成法により得られたTMBを濾過することなく、TMB中の各金属含有量をICP−MSで測定したところ、以下の表のような結果を得た。また、TMBの純度は99.90質量%であった。
<Comparative example>
When the content of each metal in TMB was measured by ICP-MS without filtering TMB obtained by the above synthesis method, the results shown in the following table were obtained. Moreover, the purity of TMB was 99.90% by mass.

Figure 2008239492
Figure 2008239492

以上の実施例及び比較例に示す結果から、本発明による、金属原子を金属除去剤と接触させて除去すること(濾過)によって、合成で得られたボラジン化合物中の各金属原子の含有量を非常に低い値に制御することが可能となることが示された。従って、本発明によれば、合成されるボラジン化合物の純度をより一層向上し、ひいてはボラジン化合物を用いて製造された半導体の層間絶縁膜などの性能を一層向上させうることが示された。   From the results shown in the above Examples and Comparative Examples, the content of each metal atom in the borazine compound obtained by the synthesis by removing the metal atom in contact with the metal remover (filtration) according to the present invention was determined. It has been shown that it is possible to control to very low values. Therefore, according to the present invention, it has been shown that the purity of the synthesized borazine compound can be further improved, and as a result, the performance of a semiconductor interlayer insulating film manufactured using the borazine compound can be further improved.

ボラジン化合物を用いて製造された層間絶縁膜をLSIに使用する場合、材料中に金属原子が存在すると半導体素子の性能に悪影響を与えるため、極めて純度の高い品質が要求される。従って、材料中の金属原子の含量を数質量ppb程度に制御する必要がある。また、ナトリウム等は大気中にも含まれているため、数質量ppb程度に制御するには、従来の場合厳しい工程管理が必要であり、膨大なコストを要している。しかし、本発明によれば、上記結果の通り、各金属原子が数質量ppb程度まで低減したボラジン化合物を製造することができる。更に、合成したボラジン化合物に前記金属除去剤を添加し、金属を除去するという本発明の製造方法は、従来にない技術であるとともに、非常に簡便に各金属原子の含有量を数質量ppb程度に調節しうるという、極めて優れた技術であることが上記結果から示される。   When an interlayer insulating film manufactured using a borazine compound is used in an LSI, the presence of metal atoms in the material adversely affects the performance of the semiconductor element, and therefore extremely high quality is required. Therefore, it is necessary to control the content of metal atoms in the material to about several mass ppb. Moreover, since sodium etc. are contained also in air | atmosphere, in order to control to about several mass ppb, severe process control is required in the past, and huge cost is required. However, according to the present invention, as described above, a borazine compound in which each metal atom is reduced to about several mass ppb can be produced. Furthermore, the production method of the present invention, in which the metal removing agent is added to the synthesized borazine compound to remove the metal, is an unprecedented technique, and the content of each metal atom is reduced to several mass ppb very easily. From the above results, it is shown that this is a very excellent technique that can be adjusted.

Claims (1)

化学式1:
Figure 2008239492
(上記式において、Rは互いに独立して、水素原子、アルキル基及びシクロアルキル基からなる群より選択される)
で示されるボラジン化合物を合成する段階と、前記ボラジン化合物を金属除去剤と接触させる段階とを含む、ボラジン化合物の製造方法。
Chemical formula 1:
Figure 2008239492
(In the above formula, R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group and a cycloalkyl group)
A method for producing a borazine compound, comprising a step of synthesizing the borazine compound represented by formula (1) and a step of bringing the borazine compound into contact with a metal removing agent.
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