KR20170005305A - Process for the preparation of trisalkylaminosilane - Google Patents

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KR20170005305A
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조수동
전진욱
이상필
이수진
전용석
강일
최승구
김자연
남종원
홍종태
이상진
정회선
정현호
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주식회사 덕산유엠티
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Abstract

The present invention relates to a method of preparing tris(alkylamino)silane comprising the steps in which: (a) an amine represented by chemical formula of R^1R^2NH is made to react with a halosilane represented by chemical formula of SiH_nX_4-n; and (b) tris(alkylamino)silane, a product of the step (a), is made to react with a metal hydride and converted into tris(alkylamino)silane. In the chemical formulas, R^1 and R^2 each independently represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; n is 0 or 1; X is a fluoro-, chloro-, bromo-, or iodo-group; and the step (a) necessarily includes a compound in which n equals zero. According to the present invention, by using a metal hydride to reduce a tris(alkylamino)silane intermediate, which is a reaction product of amine and halosilane, and thus convert the same into tris(alkylamino)silane, tris(alkylamino)silane can be obtained in a high yield and alkylamine hydrochloride produced as a byproduct can be easily removed, and accordingly, the impurity content in the final product can be reduced to a few ppb or less.

Description

트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법 {PROCESS FOR THE PREPARATION OF TRISALKYLAMINOSILANE}PROCESS FOR THE PREPARATION OF TRISALKYLAMINOSILANE < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 아민을 할로실란 1종 이상과 반응시켜 트리스(알킬아미노)할로실란 중간체를 얻는 단계와, 상기 중간체를 환원제와 반응시켜 트리스알칼아미노실란을 얻는 단계를 포함하는, 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing tris (alkylamino) silanes. (Alkylamino) silane intermediate, which comprises reacting an amine with at least one halosilane to obtain a tris (alkylamino) halosilane intermediate, and reacting the intermediate with a reducing agent to obtain a tris And a method for producing the same.

아미노실란은 전자 재료용 필름 형성 재료로 유용한 화합물이다. 아미노실란 전구체들은 반도체 제조 공정에서 화학 기상 증착(CVD) 또는 원자 층 증착(ALD)에 의해 실리콘 함유 막, 예를 들면 질화규소(Silicon nitride) 박막, 탄질화규소(Silicon carbonitride) 박막 또는 옥시질화규소(Silicon oxynitride) 박막을 제조하기 위한 원료로서 주목받고 있다. Aminosilane is a compound useful as a film-forming material for electronic materials. The aminosilane precursors may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) or an atomic layer deposition (ALD) in a semiconductor manufacturing process, such as a silicon-containing film such as a silicon nitride film, a silicon carbonitride film, or a silicon oxynitride ) Thin films. ≪ / RTI >

일본 공개 특허 H06-132284는 암모니아 및 아미노실란 유도체(일반식 (R1R2N)nSiH4-n 에서 R1 및 R2가 -H, -CH3, -C2H5, -C3H7 또는 C4H9인 화합물)를 질소 존재 하에서 플라즈마 화학 기상 증착 또는 열화학 증착으로 질화규소 필름을 형성하는 기술을 개시하였다. Japanese Patent Laid-Open Publication No. H06-132284 discloses a process for producing ammonia and an aminosilane derivative represented by the general formula (R 1 R 2 N) n SiH 4 -n wherein R 1 and R 2 are -H, -CH 3 , -C 2 H 5 , -C 3 H 7 or C 4 H 9 ) is formed by plasma chemical vapor deposition or thermochemical deposition in the presence of nitrogen.

미국 특허 제5,234,869호는 Si(N(CH3)2)4 (TDMASi) 및 암모니아를 700℃의 챔버 온도 및 0.5 토르의 압력에서 화학 증착시키면 질화규소 필름이 형성된다고 보고하였다. 이 외에도 조합된 가스인 암모니아 또는 질소 하에서 SiH(N(CH3)2)3 (tDMASi), SiH2(N(CH3)2)2 (BDMASi) 및 SiH3(N(CH3)2) (MDMASi) 등의 유도체가 다른 반응물로서 선택될 가능성이 제시되었다. U.S. Pat. No. 5,234,869 reports that a silicon nitride film is formed by chemical vapor deposition of Si (N (CH 3 ) 2 ) 4 (TDMASi) and ammonia at a chamber temperature of 700 ° C. and a pressure of 0.5 torr. Under the addition of the combined gas of ammonia or nitrogen SiH (N (CH 3) 2 ) 3 (tDMASi), SiH 2 (N (CH 3) 2) 2 (BDMASi) , and SiH 3 (N (CH 3) 2) ( MDMASi) have been proposed as alternative reactants.

한편, 미국 특허 제5,874,368에서는 비스(t-부틸아미노)실란을 500 ~ 800℃에서 저압 화학 증착(Low temp CVD)으로 질화규소 박막을 증착하기 위한 전구체로 사용하였다. 또한 미국 특허 제5,874,368호 및 제6,153,261호에서도 비스(t-부틸아미노)실란을 사용하여 질화규소 필름을 형성하였다. 미국 특허 제6,391,803호는 Si(N(CH3)2)4, SiH(N(CH3)2)3, SiH2(N(CH3)2)2, SiH3(N(CH3)2) 등의 화합물 중에서 첫 번째 반응물로서 트리스(디메틸아미노)실란을 사용하는 원자 층 증착으로 박막을 형성하였다. In US Patent No. 5,874,368, bis (t-butylamino) silane was used as a precursor for depositing a silicon nitride thin film by low-pressure chemical vapor deposition (CVD) at 500 to 800 ° C. Also in U.S. Patent Nos. 5,874,368 and 6,153,261, a silicon nitride film was formed using bis (t-butylamino) silane. U.S. Patent No. 6,391,803 discloses a Si (N (CH 3) 2 ) 4, SiH (N (CH 3) 2) 3, SiH 2 (N (CH 3) 2) 2, SiH 3 (N (CH 3) 2) , A thin film was formed by atomic layer deposition using tris (dimethylamino) silane as the first reactant.

최근에 상업적으로 트리스(알킬아미노)실란의 사용과 용도가 늘어남에 따라 다양한 합성법으로 효과적이면서 높은 수율로 아미노실란을 생산하는 공정이 관심의 대상이 되고 있다. 아미노실란 유도체를 제조하는 전형적인 방법은 할로실란에 2차 아민을 반응시키고, 형성된 염화암모늄과 아미노실란을 분리한 다음, 증류 정제하여 고순도의 아미노실란을 얻는 것이다. Recently, as commercial use and use of tris (alkylamino) silane has increased, a process for producing aminosilane with high yield and efficiency by various synthesis methods has been of interest. A typical method for producing an aminosilane derivative is to react the halosilane with a secondary amine, separate the formed ammonium chloride and aminosilane, and then distillate and purify to obtain high purity aminosilane.

트리스(알킬아미노)실란의 전형적인 제조 방법은 상업적으로 구입이 용이한 클로로실란과 아민을 저온에서 반응시킨 후, 여과 및 증류 정제 등의 과정을 거쳐 트리스(알킬아미노)실란을 얻는 것이다. A typical preparation method of tris (alkylamino) silane is to obtain tris (alkylamino) silane through a process such as filtration and distillation purification after reacting chlorosilane and amine which are commercially available at a low temperature.

클로로실란과 아민을 반응시키면 트리스(알킬아미노)실란과 흰색 고체이면서 승화성 부산물인 알킬아민 하이드로클로라이드가 생성된다. 순수한 트리스(알킬아미노)실란을 얻기 위해서 증류 정제 과정을 거치는 경우, 얻어지는 트리스(알킬아미노)실란은 알킬아민 하이드로클로라이드 등의 할로겐 함유 불순물이 수 ppm ~ 수백 ppm 농도로 포함된 상태로 얻어진다. Reaction of chlorosilane with amine gives tris (alkylamino) silane and alkylamine hydrochloride which is a white solid and a sublimation byproduct. When a distillation purification process is performed to obtain pure tris (alkylamino) silane, the resulting tris (alkylamino) silane is obtained in the state that a halogen-containing impurity such as an alkylamine hydrochloride is contained in a concentration of several ppm to several hundred ppm.

미국 공개 특허 제2012-0165564호는 알킬리튬, 그리냐르(Grignard) 시약이나, 디메틸아민, 트리에틸아민, 트리헥실아민 등의 아민을 첨가하여 위와 같은 부산물의 농도를 수 ppb ~ 수 ppm로 낮춘 트리스(알킬아미노)실란을 얻는 방법을 보고하였다. U.S. Patent Publication No. 2012-0165564 discloses a method of reducing the concentration of byproducts such as alkyl lithium, Grignard reagent or an amine such as dimethylamine, triethylamine or trihexylamine to several ppb to several ppm, (Alkylamino) silane.

한편, 미국 공개 특허 제2012-0165564호 및 일본 공개 특허 S56-068686호에서는 아민과 트리클로로실란의 반응은 외관상으로는 1 단계 반응으로 보이지만, 실제로는 알킬아민 하이드로클로라이드와 같은 할로겐 불순물을 제거하기 위해 금속수소화물, 그리냐르(Grignard) 시약 및/또는 새로운 아민을 첨가하여 트리스(알킬아미노)실란을 얻는 단계를 포함하는 2 단계 공정으로 트리스(알킬아미노)실란을 제조하는 방법을 보고하였다.On the other hand, although the reaction of amine with trichlorosilane appears to be a one-step reaction in the US patent application publication no. 2012-0165564 and Japanese patent application publication No. S56-068686, in practice, in order to remove halogen impurities such as alkyl amine hydrochloride (Alkylamino) silane by a two-step process comprising adding a metal hydride, a Grignard reagent and / or a new amine to obtain tris (alkylamino) silane.

반도체 제조 공정에서는 암모니아(NH3)와 트리스(알킬아미노)실란의 혼합물로부터 적당한 성장 속도 및 균일성의 질화규소 박막을 증착시켜 최상의 필름 특성을 얻기 위해 700℃ 이상의 온도에서 화학 증착을 한다. 그러나 증류 정제 시에 승화성 염화암모늄(NH4Cl)이나 다른 할로겐 함유 부산물이 존재하는 경우, 필름 제조 공정에서 입자 형성이나 탁한 필름 형성 등의 문제가 유발될 수 있다. 나아가 이들은 튜브의 후부, 배관 라인 및 펌프 시스템에서 입자 형성 및 침착을 일으켜서 웨이퍼 및 펌프의 손상을 야기할 수도 있다.In the semiconductor manufacturing process, chemical vapor deposition is performed at a temperature of 700 ° C or higher to obtain the best film characteristics by depositing a silicon nitride thin film having a proper growth rate and uniformity from a mixture of ammonia (NH 3 ) and tris (alkylamino) silane. However, when sublimating ammonium chloride (NH 4 Cl) or other halogen-containing by-products are present at the time of distillation purification, problems such as particle formation or turbid film formation may occur in the film production process. Furthermore, they may cause particle formation and deposition in the back of the tubes, piping lines and pump systems, which may cause damage to the wafer and the pump.

따라서 최종 생성물 중에 저렴한 비용으로 높은 수율로 반도체 제조 공정에 사용하기에 적합한 정도로 할로겐 원자 함유 불순물의 함량을 낮춘 트리스(알킬아미노)실란을 제조하는 방법을 개발하는 것이 필요하다. Accordingly, there is a need to develop a method for producing tris (alkylamino) silane which has a low content of halogen atom-containing impurities at a low cost and at a high yield to an extent suitable for use in a semiconductor manufacturing process.

미국 공개 특허 제2012-0165564호U.S. Published Patent Application No. 2012-0165564 미국 공개 특허 제2012-0165564호U.S. Published Patent Application No. 2012-0165564 일본 공개 특허 S56-068686호Japanese Laid-Open Patent S56-068686

본 발명의 목적은 상업적으로 구입이 용이하고 저렴한 원료를 사용하여 높은 수율로 트리스(알킬아미노)실란을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for producing tris (alkylamino) silane in high yield using commercially available and inexpensive raw materials.

본 발명의 다른 한 가지 목적은 할로겐 함유 불순물, 특히 알킬아민하이드로클로라이드의 염의 함량이 수 ppb 이하로 저감된 고순도의 트리스(알킬아미노)실란을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing a high-purity tris (alkylamino) silane in which the content of a halogen-containing impurity, particularly a salt of alkylamine hydrochloride, is reduced to several ppb or less.

상술한 본 발명의 기술적 과제는 The technical problem of the present invention described above

(a) 하기 화학식 1로 표시되는 아민과 화학식 2로 표시되는 할로실란을 반응시키는 단계; 및 (a) reacting an amine represented by the following formula (1) with a halosilane represented by the formula (2); And

(b) 단계 (a)의 생성물 중의 트리스(알킬아미노)할로실란을 금속수소화물과 반응시켜 트리스(알킬아미노)실란으로 전환하는 단계를 포함하는,(alkylamino) silane in the product of step (a) with a metal hydride to convert the tris (alkylamino) halosilane to a tris (alkylamino)

하기 화학식 3으로 표시되는 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법에 의해 해결된다.(Alkylamino) silane represented by the following formula (3).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 2] (2)

SiHnX4 -n SiH n X 4 -n

[화학식 3](3)

Figure pat00002
Figure pat00002

식 중에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소 수 1 내지 6개의 직선형, 가지형 또는 고리형 알킬기이고, n은 0 또는 1이고, X는 플루오로, 클로로, 브로모 또는 요오도이며, 단계 (a)에서 n=0인 화합물을 반드시 포함한다.Wherein R 1 and R 2 are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n is 0 or 1, X is fluoro, chloro, bromo, or iodo, (a) in which n = 0.

본 발명에 따라 상업적으로 구입이 용이하고 저렴한 원료를 사용하면서도 할로겐 함유 불순물의 함량이 수 ppb 이하로 저감된 고순도의 트리스(알킬아미노)실란을 높은 수율로 제조하는 방법이 제공되었다. According to the present invention, there is provided a method for producing a high-purity tris (alkylamino) silane having a content of halogen-containing impurities reduced to several ppb or less while using a commercially available and inexpensive raw material in a high yield.

본 발명에서는 아민과 할로 실란의 반응에 의해 생성되는 트리스(알킬아미노)할로실란 중간체를 금속수소화물과 반응시켜 높은 수율로 트리스 알킬아미노실란을 수득할 수 있을 뿐 아니라, 부산물로서 생성되는 알킬아민 하이드로클로라이드를 용이하게 제거할 수 있고, 이를 통해 최종 생성물 내의 불순물 함량을 수 ppb 이하로 감소시키는 효과를 달성하였다.In the present invention, the tris (alkylamino) halosilane intermediate produced by the reaction of an amine with halosilane is reacted with a metal hydride to obtain trisalkylaminosilane in a high yield, and the alkylamine hydrogens Chloride can be easily removed, thereby achieving the effect of reducing the impurity content in the final product to several ppb or less.

도 1은 본 발명의 실시예 3의 중간체인 트리스(디메틸아미노)클로로실란과 트리스(디메틸아미노)실란의 혼합물의 기체 크로마토그래피 (GC) 분석 결과이다.
도 2는 본 발명의 실시예 3의 중간체인 트리스(디메틸아미노)클로로실란과 트리스(디메틸아미노)실란의 혼합물의 질량분석(GC-MS) 결과이다.(a: 트리스(디메틸아미노)클로로실란, b: 트리스(디메틸아미노)실란)
도 3은 본 발명의 실시예 3에서 제조한 트리스(디메틸아미노)실란의 수소 핵자기공명(H-NMR) 스펙트럼이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에서 제조한 트리스(디메틸아미노)실란의 탄소 핵자기공명(C-NMR) 스펙트럼이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에서 제조한 트리스(디메틸아미노)실란의 규소 핵자기공명(Si-NMR) 스펙트럼이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에서 얻은 순수한 트리스(디메틸아미노)실란의 GC 분석 결과이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에서 얻은 순수한 트리스(디메틸아미노)실란의 질량분석(GC-MS) 결과이다.
도 8은 본 발명의 실시예 3에서 얻은 순수한 트리스(디메틸아미노)실란의 TG-DSC 분석 결과이다.
1 is a gas chromatographic (GC) analysis result of a mixture of tris (dimethylamino) chlorosilane and tris (dimethylamino) silane, which is an intermediate of Example 3 of the present invention.
2 shows the results of mass spectrometry (GC-MS) of a mixture of tris (dimethylamino) chlorosilane and tris (dimethylamino) silane, which are intermediates of Example 3 of the present invention. (A: tris (dimethylamino) b: tris (dimethylamino) silane)
3 is a hydrogen nuclear magnetic resonance (H-NMR) spectrum of the tris (dimethylamino) silane prepared in Example 3 of the present invention.
4 is a carbon nuclear magnetic resonance (C-NMR) spectrum of the tris (dimethylamino) silane prepared in Example 3 of the present invention.
5 is a silicon nuclear magnetic resonance (Si-NMR) spectrum of the tris (dimethylamino) silane prepared in Example 3 of the present invention.
6 is a GC analysis result of the pure tris (dimethylamino) silane obtained in Example 3 of the present invention.
7 is a mass analysis (GC-MS) result of the pure tris (dimethylamino) silane obtained in Example 3 of the present invention.
8 is a TG-DSC analysis result of the pure tris (dimethylamino) silane obtained in Example 3 of the present invention.

본 발명은 트리스 알킬아미노실란의 제조방법 및 알킬아민 하이드로클로라이드의 염을 효과적으로 제거하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법에 의하면 반응물로서 상업적으로 구입이 용이하고 가격이 저렴한 테트라할로실란을 단독으로 또는 이를 트리할로실란과 조합하여 사용함으로써 할로겐 불순물 함량이 수 ppb 이하인 트리스 알킬아미노실란을 제조할 수 있다.The present invention relates to a process for the preparation of trisalkylaminosilanes and a process for the effective removal of salts of alkylamine hydrochlorides. According to the process for producing tris (alkylamino) silane according to the present invention, tetrahalosilane, which is commercially available and cheap in price, can be used singly or in combination with trihalosilane as a reactant, whereby the content of halogen impurities is several ppb Lt; / RTI > can be prepared.

따라서 본 발명은 Therefore,

(a) 하기 화학식 1로 표시되는 아민과 화학식 2로 표시되는 할로실란을 반응시키는 단계; 및 (a) reacting an amine represented by the following formula (1) with a halosilane represented by the formula (2); And

(b) 단계 (a)의 반응 혼합물의 여과액에 금속수소화물을 첨가하고 교반하여 하기 화학식 3으로 표시되는 트리스(알킬아미노)실란을 얻는 단계를 포함하는,(b) adding a metal hydride to the filtrate of the reaction mixture of step (a) and stirring to obtain a tris (alkylamino) silane represented by the following formula (3)

트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법에 관한 것이다.Tris (alkylamino) silane.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 2] (2)

SiHnX4-n SiH n X 4-n

[화학식 3](3)

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 1 내지 3에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소 수 1 내지 6개의 직선형, 가지형 또는 고리형 알킬기이고, 바람직하게는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, 펜틸, 메틸시클로펜틸, 헥실 및 시클로헥실로 구성된 군에서 선택되는 것이며, 화학식 2에서, n은 0 또는 1이고, X는 플루오로, 클로로, 브로모 또는 요오도이며, 단계 (a)에서 n=0인 화합물을 반드시 포함한다.In the above Chemical Formulas 1 to 3, R 1 and R 2 are each independently a straight, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably independently methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n Wherein n is 0 or 1 and X is selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert- butyl, pentyl, methylcyclopentyl, hexyl and cyclohexyl, Iodo, and in step (a) n = 0.

상기 단계 (a)에서 화학식 1의 아민과 화학식 2의 할로실란은 화학 양론적 비율로, 즉 6.0 ~ 6.4 : 1의 몰비로 반응시키는 것이 수율적 측면에서 바람직하며, 6.2:1.0인 경우에 단계 (a)의 주생성물인 트리스(알킬아미노)할로실란이 가장 높은 수율로 얻어진다. In the step (a), it is preferable in terms of yield to react the amine of the formula (1) and the halosilane of the formula (2) in a stoichiometric ratio, that is, a molar ratio of 6.0 to 6.4: 1, Tris (alkylamino) halosilane, which is the main product of a), is obtained in the highest yield.

단계 (a)에서 할로실란으로서 트리할로실란과 테트라할로실란을 조합하여 사용하는 경우에도 아민과 할로실란의 몰비는 상기와 같으며, 이때 트리할로실란의 몰%와 테트라할로실란의 몰%의 합은 100%를 초과하지 않도록 한다. When the trihalosilane and the tetrahalosilane are used in combination as the halosilane in the step (a), the molar ratio of the amine to the halosilane is the same as described above. In this case, the molar ratio of the trihalosilane and the tetrahalosilane The sum of mole% should not exceed 100%.

테트라할로실란, 예를 들면 테트라클로로실란은 트리클로로실란과 같은 트리할로실란에 비해 전자 재료 분야에서 많이 사용되는 원료이면서 가격도 상대적으로 저렴하다. 트리클로로실란은 끓는점이 32 ~ 34℃이기 때문에 저온에서 반응시켜야 하는 불편함이 있지만, 테트라클로로실란은 끓는점이 58℃ 정도로, 온화한 반응 조건에서 아미노실란을 제조할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 발명에서는 테트라할로실란을 단독으로 또는 이를 트리할로실란과 조합하여 사용함으로써 트리스(알킬아미노)실란의 제조 원가를 낮추는 것이 가능해진다.Tetrahalosilanes, such as tetrachlorosilane, are a raw material widely used in the field of electronic materials and are relatively inexpensive compared to trihalosilanes such as trichlorosilane. Since trichlorosilane has a boiling point of 32 to 34 캜, it is inconvenient to react at a low temperature. However, tetrachlorosilane has an advantage of being able to produce aminosilane under mild reaction conditions at a boiling point of about 58 캜. Thus, in the present invention, it is possible to lower the manufacturing cost of tris (alkylamino) silane by using tetrahalosilane alone or in combination with trihalosilane.

상기 단계 (a)에서 반응물로서 테트라할로실란을 단독으로 사용하는 경우 트리스(알킬아미노)할로실란이 생성된다. 이 경우 반응 혼합물을 여과하고 여액에 금속수소화물을 가하고 반응시키면 미량의 알킬아민 하이드로할라이드가 아민과 금속 할로겐화물 등의 염으로 전환되므로, 염을 여과하여 제거하고 여액을 증류 등의 방법으로 정제하면 순도 높은 트리스(알킬아미노)실란을 얻을 수 있게 된다. Tris (alkylamino) halosilane is produced when tetrahalosilane alone is used as the reactant in the step (a). In this case, when the reaction mixture is filtered and a metal hydride is added to the filtrate, a trace amount of alkylamine hydrohalide is converted into a salt such as an amine and a metal halide. Therefore, the salt is removed by filtration, and the filtrate is purified by distillation High-purity tris (alkylamino) silane can be obtained.

본 발명의 한 가지 구체례에 따라 할로실란으로서 트리클로로실란과 테트라클로로실란을 조합하여 사용하는 경우, 상기 단계 (a) 및 (b) 반응의 반응식은 하기 반응식 1 및 2로 표시될 수 있다. When trichlorosilane and tetrachlorosilane are used in combination as the halosilane according to one embodiment of the present invention, the reaction formulas of the above-mentioned steps (a) and (b) can be represented by the following Reaction Schemes 1 and 2.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 반응식 1 및 2에서 R1 및 R2는 화학식 1 내지 3에서 정의된 것과 같다. In the above Reaction Schemes 1 and 2, R 1 and R 2 are as defined in Chemical Formulas 1 to 3.

본 발명의 한 가지 실시예에서 상기 단계 (a)에서 할로실란으로서 트리클로로실란과 테트라클로로실란을 50:50의 몰%로 혼합하여 디메틸아민과 반응시키고 기체 크로마토그래피로 분석한 결과, 46%의 트리스(디메틸아미노)실란과 54%의 트리스(디메틸아미노)클로로실란이 생성된 것으로 확인되었다. In one embodiment of the present invention, in step (a), trichlorosilane and tetrachlorosilane were mixed as halosilane in a molar ratio of 50:50 and reacted with dimethylamine, and analyzed by gas chromatography. As a result, 46% It was confirmed that tris (dimethylamino) silane and 54% tris (dimethylamino) chlorosilane were produced.

이처럼 두 생성물의 비율이 다르게 나타난 이유는 하기 반응식 3에서 보는 것과 같이, 아민이 트리클로로실란과 반응할 때 아민이 Si를 공격하여 경로 A처럼 Si-Cl 결합의 염소 원자가 이탈되면서 주생성물로서 트리스(디메틸아미노)실란이 생성되지만, 1 ~ 8% 정도는 경로 B와 같이 Si-H 결합의 수소 원자가 이탈되면서 트리스(디메틸아미노)클로로실란이 생성되기 때문이다. When the amine reacts with trichlorosilane as shown in Reaction Scheme 3 below, the amine attacks Si and the chlorine atom of the Si-Cl bond is released as in Path A. As a result, tris Dimethylamino) silane is produced. However, tris (dimethylamino) chlorosilane is produced in a proportion of 1 to 8% as the hydrogen atoms of the Si-H bond are released as in the case of the path B.

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

Figure pat00007
Figure pat00007

따라서, 본 발명에서는 단계 (a)의 반응 생성물 중의 트리스(알킬아미노)할로실란을 단계 (b)에서 금속수소화물과 반응시켜 트리스(알킬아미노)실란으로 환원시킴으로써 높은 수율로 트리스(알킬아미노)실란을 얻는다.Thus, in the present invention, the tris (alkylamino) silane in the reaction product of step (a) is reduced to tris (alkylamino) silane by reacting with the metal hydride in step (b) .

본 발명에 있어서, 상기 단계 (a)의 반응 온도는 -30 내지 80℃, 바람직하게는 -20 내지 60℃ 범위의 온도에서 수행하는 것이 효과적이다. 반응 중에 발생하는 열을 제어할 필요가 있는 경우 자켓 반응기 내에 순환 냉매를 도입하거나 냉각 온도 조절 장치를 설치할 수 있다. In the present invention, it is effective that the reaction temperature of step (a) is carried out at a temperature in the range of -30 to 80 ° C, preferably -20 to 60 ° C. If it is necessary to control the heat generated during the reaction, circulating refrigerant may be introduced into the jacket reactor or a cooling temperature control device may be installed.

단계 (a) 반응에서 생성되는 (트리스알킬아미노)할로실란과 부산물로서 생성되는 알킬아민 하이드로할라이드 염을 효과적으로 분리하기 위해서는 1개 이상의 필터를 사용하는 것이 좋다. 적합한 여과 매질은 0.5 내지 5 미크론 메쉬 필터이고, 이때의 감압은 500 ~ 750 토르에서 수행하는 것이 적절하다. 염화암모늄을 효과적으로 제거하기 위해 여과는 0 내지 30℃ 범위의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.In order to effectively separate the (trisalkylamino) halosilane produced in the step (a) reaction and the alkylamine hydrohalide salt produced as a by-product, it is preferable to use at least one filter. A suitable filtration medium is a 0.5 to 5 micron mesh filter, wherein the reduced pressure is suitably performed at 500 to 750 Torr. In order to effectively remove ammonium chloride, filtration is preferably carried out at a temperature in the range of 0 to 30 ° C.

상기 단계 (b)는 단계 (a)의 생성물인 트리스(알킬아미노)할로실란의 할로겐을 수소로 치환하는 환원 반응이다. 따라서 단계 (b)에서 사용하는 금속수소화물은 본 발명 분야에 환원제로서 알려져 있는 금속수소화물, 예를 들면, LiH, NaH, KH, NaBH4, KBH4, LiAlH4 및 NaAlH4로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것일 수 있다. The step (b) is a reduction reaction in which the halogen of tris (alkylamino) halosilane, which is the product of step (a), is replaced with hydrogen. Thus the metal hydride used in step (b) is a metal hydride which is known as a reducing agent in the art, for example, LiH, NaH, KH, NaBH 4, KBH 4, LiAlH 4 and NaAlH 4 from the group consisting of: 1 More than one species can be selected.

단계 (b)에서는 단계 (a)의 반응 혼합물을 여과한 여액에 함유되어 있는 생성물인 트리스(알킬아미노)할로실란, 트리스(알킬아미노)실란 또는 이들의 혼합물과 금속수소화물 사이의 몰비가 1.0 : 0.25 - 1.0 이 되도록 금속수소화물을 첨가하여 반응시킨다. 다만, 상기 단계 (a)에서 할로실란으로서 트리할로실란과 테트라클로로실란의 조합을 사용하여 아민과 반응시키는 경우, 단계 (b)에서 금속수소화물의 첨가량은 단계 (a)에서 사용한 테트라할로실란에 대해 몰비로 1.0배를 초과하지 않는 양으로 첨가한다. In step (b), the reaction mixture of step (a) is heated to a molar ratio of tris (alkylamino) halosilane, tris (alkylamino) silane or a mixture thereof and metal hydride, 0.25 - 1.0 by adding a metal hydride. However, when reacting with an amine using a combination of trihalosilane and tetrachlorosilane as the halosilane in the step (a), the amount of the metal hydride added in the step (b) Lt; RTI ID = 0.0 > 1.0 < / RTI >

상기 단계 (b)의 반응에서 할로겐이 수소로 치환되는 반응의 속도가 느린 경우, 금속수소화물(예컨대, LAlH4)가 반응물속에 남아 있을 때 환류하거나 또는 1/10정도의 금속수소화물(예컨대, LAlH4)를 투입하고 반응 혼합물을 환류하여 생성물로 진행하게 할 수 있다. 그러나, 단계 (b)의 반응 온도는 0℃ 내지 80℃ 범위를 넘지 않도록 유지하는 것이 효과적이며, 가장 적절한 반응 온도는 30℃ 내지 40℃이다. 이와 같은 조건에서 4 내지 24 시간 동안 반응시키면 환원 반응이 완결된다. If the reaction of substituting the halogen with hydrogen in the reaction of step (b) is slow, refluxing when the metal hydride (e.g., LAlH 4 ) remains in the reactant, or refluxing about 1/10 of the metal hydride (e.g., LAlH 4 ) may be added and the reaction mixture may be refluxed to proceed to the product. However, it is effective to keep the reaction temperature in the step (b) not to exceed the range of 0 ° C to 80 ° C, and the most suitable reaction temperature is 30 ° C to 40 ° C. When the reaction is carried out under such conditions for 4 to 24 hours, the reduction reaction is completed.

상기 단계 (a) 및 (b)에서 용매로는 직선형, 가지형 및 고리형 포화 탄화수소계 용매, 방향족 탄화수소계 용매, 케톤계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 및 시아노계 용매로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것, 바람직하게는 n-펜탄, i-펜탄, n-헥산, i-헥산, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 트리메틸벤젠, 에틸벤젠, 메틸에틸벤젠, 테트라하이드로퓨란, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 디메톡시메탄, 디이소프로필에테르, 디글라임 및 아세토니트릴로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있다. In the above steps (a) and (b), the solvent may be selected from the group consisting of linear, branched and cyclic saturated hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, Preferably selected from the group consisting of n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, ethylbenzene, methylethylbenzene, tetrahydrofuran, dimethylether, diethyl Ether, dimethoxy methane, diisopropyl ether, diglyme, and acetonitrile.

최종 생성물 내에 불순물의 도입을 방지하고, 수분에 의해 원료가 분해되어 실록산이 생성되는 것을 방지하고, 또한 각각의 아민으로부터 가수분해되는 것을 방지하기 위해서는 순도가 높고, 가능한 한 수분 함량이 낮으며, 생성물을 정제할 때 금속 불순물 문제를 일으키지 않는 전자급 용매를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. In order to prevent the introduction of impurities into the final product, to prevent the raw material from being decomposed by the water to generate siloxane, and to prevent hydrolysis from each amine, the purity is high, the moisture content is as low as possible, It may be preferable to use an electronic grade solvent which does not cause a metal impurity problem when purifying the organic solvent.

반도체 소자 물질로 이용될 수 있는 고순도의 트리스(알킬아미노)실란을 제조하는 경우, 반응물인 테트라할로실란은 순도가 99.99% 이상인 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있고, 알킬아민 화합물도 순도가 99.98% 이상인 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.When producing high purity tris (alkylamino) silane that can be used as a semiconductor device material, it is preferable to use a tetrahalosilane having a purity of 99.99% or more as a reactant, and an alkylamine compound having a purity of 99.98% Or more, but the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따른 트리스(알킬아미노)실란을 제조할 때 사용하는 반응기에 시약을 도입할 때에는 공기 또는 수분에 노출되지 않도록 비활성 기체를 운반가스로서 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 이러한 비활성 기체로는 본 발명 분야에 잘 알려져 있는 비활성 기체, 예를 들면, 질소, 아르곤, 헬륨 및 이들의 조합 중 어떤 것을 사용할 수 있다.When introducing a reagent into a reactor used for producing tris (alkylamino) silane according to the present invention, it may be preferable to use an inert gas as a carrier gas so as not to be exposed to air or water. As such an inert gas, Any inert gas well known in the art, for example, nitrogen, argon, helium, and combinations thereof, may be used.

상술한 방법으로 본 발명에서는 최종 생성물을 80% 이상의 수율로 얻을 수 있으며, 2회의 증류 정제 과정을 거치면 순도가 99.99% 이상 트리스(알킬아미노)실란을 얻을 수 있다.In the present invention, the final product can be obtained in a yield of 80% or more in the present invention, and tris (alkylamino) silane having a purity of 99.99% or more can be obtained through two distillation purification steps.

실시예Example

이하에서는 본 발명을 하기 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 실시예는 본 발명의 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the examples are merely examples of the present invention and the scope of the present invention should not be construed as being limited to these examples.

<< 실시예Example 1>  1> 테트라클로로실란으로부터From tetrachlorosilane 트리스(디메틸아미노)실란의Of tris (dimethylamino) silane 제조 Produce

(1) 중간체 제조(1) Preparation of intermediate

질소 기류 하에서 건조한 5구 20 L 둥근 플라스크에 기계 교반기, 디지털 온도계 및 냉각기를 설치한 다음, 이소프로필에테르 6,000 mL를 넣고, -20℃로 냉각한 다음, 30분간 교반하였다. -20℃로 유지한 채 디메틸아민(2,000 g, 44.3424 mol)을 첨가한 후, 이소프로필에테르 1,000 mL에 테트라클로로실란(1,215 g, 7.152 mol)을 녹인 용액을 상기의 반응 용액에 서서히 첨가하였다. 테트라클로로실란의 투입을 끝낸 후, 반응물의 온도를 실온까지 승온하였다. 이 반응물을 2 시간 동안 실온에서 교반하고, 다시 40℃에서 3시간 교반하였다. 반응 혼합물을 채취하여 기체 크로마토그래피로 분석하여 반응 전환율 및 종말점을 확인하였다. A mechanical stirrer, a digital thermometer and a condenser were installed in a 5-necked 20 L round-bottomed flask which was dried under a nitrogen stream, 6,000 mL of isopropyl ether was added, cooled to -20 ° C, and stirred for 30 minutes. Dimethylamine (2,000 g, 44.3424 mol) was added while keeping the temperature at -20 ° C, and then a solution of tetrachlorosilane (1,215 g, 7.152 mol) dissolved in 1,000 mL of isopropyl ether was slowly added to the above reaction solution. After the introduction of tetrachlorosilane was completed, the temperature of the reaction product was raised to room temperature. The reaction was stirred at room temperature for 2 hours and then at 40 ° C for 3 hours. The reaction mixture was sampled and analyzed by gas chromatography to confirm reaction conversion ratio and end point.

이후, 생성된 흰색 고체를 여과하고, 이소프로필에테르로 200 mL 씩 3회 세척하였다. 여과기에서 흰색의 고체를 제거하고, 여과액을 얻었다. The resulting white solid was then filtered and washed with isopropyl ether three times with 200 mL each. The white solid was removed from the filter, and a filtrate was obtained.

(2) 트리스(디메틸아미노)실란 제조(2) Production of tris (dimethylamino) silane

여과액을 상온으로 유지하면서 LiAlH4 (135.86 g, 3.577 mol)을 서서히 첨가하였다. 첨가를 끝낸 후 온도를 50℃로 승온하고 6시간 동안 환류시켰다. 환류 후, 반응물을 상온으로 냉각시키고, 여과하고, 이소프로필에테르로 200 mL 씩 3회 세척하여 맑은 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액에서 샘플을 채취하여 기체 크로마토그래피로 분석하여 반응 전환율 및 종말점을 확인하였다. LiAlH 4 (135.86 g, 3.577 mol) was slowly added while maintaining the filtrate at room temperature. After the addition, the temperature was raised to 50 DEG C and refluxed for 6 hours. After refluxing, the reaction was cooled to room temperature, filtered and washed with isopropyl ether three times with 200 mL each to give a clear filtrate. Samples were taken from the obtained filtrate and analyzed by gas chromatography to confirm the reaction conversion ratio and the end point.

증류 헤드, 칼럼, 냉각기 및 다이아프램 펌프 (diaphram pump)가 설치된 분별증류장치의 2 L 플라스크에 여과액을 조금씩 이송하고 농축 반복적으로 작업하여 용매를 제거하였다. 용매를 제거한 다음, 잔여물을 진공 증류하여 74℃ ~ 75℃, 100 토르 (760 토르에서 142℃(문헌값))에서 트리스(디메틸아미노)실란을 946 g(수율: 82%) 수득하였다. 얻어진 트리스(디메틸아미노)실란의 잔류 염소 함량을 이온 크로마토그래피로 측정하여 7.1 ppb의 결과를 얻었다.The filtrate was transferred little by little to a 2 L flask of a fractionation distillation apparatus equipped with distillation head, column, condenser and diaphram pump, and concentrated and repeatedly worked to remove the solvent. After removing the solvent, the residue was vacuum distilled to obtain 946 g (yield: 82%) of tris (dimethylamino) silane at 74 DEG C to 75 DEG C at 100 Torr (760 Torr to 142 DEG C (Document Value)). The residual chlorine content of the obtained tris (dimethylamino) silane was measured by ion chromatography to obtain 7.1 ppb.

<< 실시예Example 2>  2> 테트라클로로실란으로부터From tetrachlorosilane 트리스(디메틸아미노)실란의Of tris (dimethylamino) silane 제조 Produce

실시예 1의 (1)에서와 마찬가지 방법으로 중간체를 제조한 이후, 여과액을 상온으로 유지하면서 60% NaH (21.5 g, 0.5366 mol)와 LiAlH4 (135.86 g, 3.577 mol)을 서서히 첨가하였다. 첨가를 끝낸 후 온도를 50℃로 승온하고 7시간 동안 환류시켰다. 환류 후, 반응물을 상온으로 냉각시키고, 여과하고, 이소프로필에테르로 200 mL 씩 3회 세척하여 맑은 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액에서 샘플을 채취하여 기체 크로마토그래피로 분석하여 반응 전환율 및 종말점을 확인하였다. 60% NaH (21.5 g, 0.5366 mol) and LiAlH 4 (135.86 g, 3.577 mol) were slowly added while maintaining the filtrate at room temperature after an intermediate was prepared in the same manner as in (1) After the addition was completed, the temperature was raised to 50 DEG C and refluxed for 7 hours. After refluxing, the reaction was cooled to room temperature, filtered and washed with isopropyl ether three times with 200 mL each to give a clear filtrate. Samples were taken from the obtained filtrate and analyzed by gas chromatography to confirm the reaction conversion ratio and the end point.

증류 헤드, 칼럼, 냉각기 및 다이아프램 펌프 (diaphram pump)가 설치된 분별증류장치의 2 L 플라스크에 여과액을 조금씩 이송하고 농축 반복적으로 작업하여 용매를 제거하였다. 용매를 제거한 다음, 잔여물을 진공 증류하여 74℃ ~ 75℃, 100 토르 (760 토르에서 142℃(문헌값))에서 트리스(디메틸아미노)실란을 992 g(수율: 86%) 수득하였다. 얻어진 트리스(디메틸아미노)실란의 잔류 염소 함량을 이온 크로마토그래피로 측정하여 6.9 ppb의 결과를 얻었다.The filtrate was transferred little by little to a 2 L flask of a fractionation distillation apparatus equipped with distillation head, column, condenser and diaphram pump, and concentrated and repeatedly worked to remove the solvent. After removal of the solvent, the residue was vacuum distilled to give 992 g (yield: 86%) of tris (dimethylamino) silane at 74 ° C to 75 ° C and 100 torr (760 torr to 142 ° C (literature value)). The residual chlorine content of the obtained tris (dimethylamino) silane was measured by ion chromatography to obtain a result of 6.9 ppb.

<< 실시예Example 3> 50:50의 비율로 혼합된  3 > 50:50 테트라클로로실란과Tetrachlorosilane and 트리클로로실란으로부터From trichlorosilane 트리스(디메틸아미노)실란의Of tris (dimethylamino) silane 제조 Produce

(1) 중간체 제조(1) Preparation of intermediate

질소 기류 하에서 건조한 5구 20 L 둥근 플라스크에 기계 교반기, 디지털 온도계 및 냉각기를 설치한 다음, 이소프로필에테르 6,000 mL를 넣고, -20℃로 냉각한 다음, 30분간 교반하였다. -20℃로 유지한 채 디메틸아민(2,000 g, 44.3424 mol)을 첨가한 후, 이소프로필에테르 1,000 mL에 테트라클로로실란(607.5 g, 3.576 mol)과 트리클로로실란(484.33 g, 3.576 mol)을 녹인 혼합 용액을 상기의 반응 용액에 서서히 첨가하였다. 클로로실란의 첨가를 끝낸 후, 반응물의 온도를 실온까지 승온하였다. 이 반응물을 2 시간 동안 실온에서 교반하고, 다시 40℃에서 2시간 교반하였다. 반응 혼합물을 채취하여 기체 크로마토그래피로 분석하여 반응 전환율 및 종말점을 확인하였다. A mechanical stirrer, a digital thermometer and a condenser were installed in a 5-necked 20 L round-bottomed flask which was dried under a nitrogen stream, 6,000 mL of isopropyl ether was added, cooled to -20 ° C, and stirred for 30 minutes. Dimethylamine (2,000 g, 44.3424 mol) was added while maintaining the temperature at -20 ° C, and then tetrachlorosilane (607.5 g, 3.576 mol) and trichlorosilane (484.33 g, 3.576 mol) were dissolved in 1,000 mL of isopropyl ether The mixed solution was gradually added to the above reaction solution. After the addition of chlorosilane was completed, the temperature of the reaction was raised to room temperature. The reaction was stirred at room temperature for 2 hours and then at 2O &lt; 0 &gt; C for 2 hours. The reaction mixture was sampled and analyzed by gas chromatography to confirm reaction conversion ratio and end point.

그 다음, 생성된 흰색 고체를 여과하고, 이소프로필에테르로 200 mL 씩 3회 세척하였다. 여과기에서 흰색의 고체를 제거하고, 여과액을 얻었다. 여액에 대하여 GC 데이터로 화합물을 동정한 결과 도 1에 도시된 GC 결과, 및 도 2에 도시된 GC-MS의 MS 결과를 얻었다.The resulting white solid was then filtered and washed with isopropyl ether three times with 200 mL each. The white solid was removed from the filter, and a filtrate was obtained. The GC analysis of the filtrate yielded the results of the GC shown in FIG. 1 and the GC-MS shown in FIG. 2.

도 2의 (a)는 중간체인 트리스(디메틸아미노)클로로실란의 질량분석(GC-MS) 결과이고, (b)는 트리스(디메틸아미노)실란의 질량분석(GC-MS) 결과이다.FIG. 2 (a) is a mass spectrometry (GC-MS) result of an intermediate tris (dimethylamino) chlorosilane and FIG. 2 (b) is a mass spectrometry (GC-MS) result of tris (dimethylamino) silane.

따라서, 여액에는 중간체인 트리스(디메틸아미노)클로로실란과 트리스(디메틸아미노)실란이 함유되어 있다는 것을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that the filtrate contained the intermediate tris (dimethylamino) chlorosilane and tris (dimethylamino) silane.

(2) 트리스(디메틸아미노)실란 제조(2) Production of tris (dimethylamino) silane

여과액을 상온으로 유지하면서 60% NaH (21.5 g, 0.5366 mol)와 LiAlH4 (135.86 g, 1.788 mol)을 서서히 첨가하였다. 첨가를 끝낸 후 온도를 50℃로 승온하고 6시간 동안 환류시켰다. 환류 후, 반응물을 상온으로 냉각시키고, 여과하고, 이소프로필에테르로 200 mL 씩 3회 세척하여 맑은 여과액을 얻었다. 얻어진 여과액에서 샘플을 채취하여 기체 크로마토그래피로 분석하여 반응 전환율 및 종말점을 확인하였다. 60% NaH (21.5 g, 0.5366 mol) and LiAlH 4 (135.86 g, 1.788 mol) were slowly added while maintaining the filtrate at room temperature. After the addition, the temperature was raised to 50 DEG C and refluxed for 6 hours. After refluxing, the reaction was cooled to room temperature, filtered and washed with isopropyl ether three times with 200 mL each to give a clear filtrate. Samples were taken from the obtained filtrate and analyzed by gas chromatography to confirm the reaction conversion ratio and the end point.

증류 헤드, 칼럼, 냉각기 및 다이아프램 펌프(diaphram pump)가 설치된 분별증류장치의 2 L 플라스크에 여과액을 조금씩 이송하고 농축 반복적으로 작업하여 용매를 제거하였다. 용매를 제거한 다음, 잔여물을 진공 증류하여 74℃ ~ 75℃, 100 토르 (760 토르에서 142℃(문헌값))에서 트리스(디메틸아미노)실란을 969 g(수율: 84%) 수득하였다. 얻어진 트리스(디메틸아미노)실란의 잔류 염소 함량을 이온 크로마토그래피로 측정하여 6.6 ppb의 결과를 얻었다.The filtrate was transferred little by little to a 2 L flask of a fractionation distillation apparatus equipped with distillation head, column, condenser and diaphram pump, and concentrated and repeatedly worked to remove the solvent. The solvent was removed and the residue was subjected to vacuum distillation to obtain 969 g (yield: 84%) of tris (dimethylamino) silane at 74 DEG C to 75 DEG C at 100 Torr (760 Torr to 142 DEG C (Document Value)). The residual chlorine content of the obtained tris (dimethylamino) silane was measured by ion chromatography to obtain a result of 6.6 ppb.

상기에서 채취한 여과액에 대한 수소핵자기공명(H-NMR), 탄소핵자기공명(C-NMR), 규소핵자기공명(Si-NMR), 및 기체 크로마토그래피(GC) 분석을 실시하고, 최종적으로 수득한 순수한 화합물에 대해 GC 분석, 질량분석(GC-MS), 및 TG-DSC 분석을 수행한 결과, 채취한 여과액 및 최종 수득한 화합물이 트리스(디메틸아미노)실란이라는 것을 확인하였다. 도 3은 수소핵자기공명(H-NMR) 스펙트럼을, 도 4는 탄소핵자기공명(C-NMR) 스펙트럼을, 도 5는 규소핵자기공명(Si-NMR) 스펙트럼을, 최종 수득한 화합물에 대한 GC 분석 결과는 도 6에, GC-MS 분석의 MS 결과는 도 7에, 열 중량(TG) 분석 결과는 도 8에 도시되어 있다.Hydrogen nuclear magnetic resonance (H-NMR), carbon nuclear magnetic resonance (C-NMR), silicon nuclear magnetic resonance (Si-NMR) and gas chromatography (GC) analyzes of the filtrate collected in the above- GC analysis, mass spectrometry (GC-MS), and TG-DSC analysis were performed on the finally obtained pure compound. As a result, it was confirmed that the collected filtrate and the final compound obtained were tris (dimethylamino) silane. FIG. 3 shows the nuclear magnetic resonance (H-NMR) spectrum of the hydrogen atom, FIG. 4 shows the carbon nuclear magnetic resonance (C-NMR) spectrum and FIG. 5 shows the spectrum of the silicon nuclear magnetic resonance The GC analysis results are shown in Fig. 6, the GC-MS analysis results are shown in Fig. 7, and the thermogravimetric (TG) analysis results are shown in Fig.

이상과 같이 본 발명을 실시예를 통하여 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서 상술한 실시예들은 본 발명의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아님을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The present invention has been described above by way of examples. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are only illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the invention. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (9)

(a) 하기 화학식 1로 표시되는 아민과 하기 화학식 2로 표시되는 할로실란을 반응시키는 단계; 및
(b) 단계 (a)의 생성물 중의 트리스(알킬아미노)할로실란을 금속수소화물과 반응시켜 하기 화학식 3으로 표시되는 트리스(알킬아미노)실란으로 전환하는 단계를 포함하는, 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법:
[화학식 1]
Figure pat00008

[화학식 2]
SiHnX4 -n
[화학식 3]
Figure pat00009

식 중에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소 수 1 내지 6개의 직선형, 가지형 또는 고리형 알킬기이고, X는 플루오로, 클로로, 브로모 또는 요오도이고, n은 0 또는 1이며, 단 단계 (a)에서 n=0인 화합물을 반드시 포함한다.
(a) reacting an amine represented by the following formula (1) with halosilane represented by the following formula (2); And
(alkylamino) silane, which comprises reacting tris (alkylamino) halosilane in the product of step (a) with a metal hydride to form tris (alkylamino) : &Lt;
[Chemical Formula 1]
Figure pat00008

(2)
SiH n X 4 -n
(3)
Figure pat00009

R 1 and R 2 are each independently a straight, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, X is fluoro, chloro, bromo or iodo, n is 0 or 1, It necessarily contains a compound in which n = 0 in step (a).
제 1항에 있어서,
상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, 펜틸, 메틸시클로펜틸, 헥실 및 시클로헥실로 구성된 군에서 선택되는 것인, 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, pentyl, methylcyclopentyl, hexyl and cyclohexyl (Alkylamino) silane.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (a)에서 2차 아민과 할로실란을 6.0 - 6.4 : 1의 몰비로 반응시키는 것인, 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the secondary amine and halosilane are reacted in a molar ratio of 6.0 to 6.4: 1 in the step (a).
제 1항에 있어서,
상기 단계 (a)에서 할로실란은 테트라할로실란 단독 또는 트리할로실란과 테트라할로실란의 조합인 것인, 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the halosilane in step (a) is a tetrahalosilane alone or a combination of trihalosilane and tetrahalosilane.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (b)에서 단계 (a)에서의 할로실란과 금속수소화물 사이의 몰비가 1.0 : 0.25 - 1.0 이 되도록 금속수소화물을 첨가하는 것인, 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal hydride is added such that the molar ratio between halosilane and metal hydride in step (a) in step (b) is 1.0: 0.25-1.0.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (b)에서, 단계 (a)에서 사용되는 테트라할로실란의 몰비 대비 1.0 이하로 상기 금속수소화물을 반응시키는 것인, 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal hydride is reacted in step (b) to a molar ratio of tetrahalosilane used in step (a) of not more than 1.0 to the tris (alkylamino) silane.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (a) 및 (b)에서 용매로서 직선형, 가지형 및 고리형 포화 탄화수소계 용매, 방향족 탄화수소계 용매, 케톤계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 및 시아노계 용매로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 사용하는 것인 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the steps (a) and (b), one kind or two or more species selected from the group consisting of linear, branched and cyclic saturated hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents and cyano solvents (Alkylamino) silane is used.
제 7항에 있어서,
상기 용매는 n-펜탄, i-펜탄, n-헥산, i-헥산, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 트리메틸벤젠, 에틸벤젠, 메틸에틸벤젠, 테트라하이드로퓨란, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 디메톡시메탄, 디이소프로필에테르, 디글라임 및 아세토니트릴로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것인 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
The solvent is selected from the group consisting of n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, ethylbenzene, methylethylbenzene, tetrahydrofuran, dimethylether, diethylether, Diisopropyl ether, diglyme, and acetonitrile. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
제 1항에 있어서,
상기 금속수소화물은 LiH, NaH, KH, NaBH4, KBH4, LiAlH4 및 NaAlH4로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것인 트리스(알킬아미노)실란의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The metal hydride is LiH, NaH, KH, NaBH 4 , KBH 4, LiAlH the method for producing a tris (dialkylamino) silane to 4 and NaAlH 4, which is at least one selected from the group consisting of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5668686A (en) 1979-10-24 1981-06-09 Union Carbide Corp Manufacture of dimethylaminosilane
US20120165564A1 (en) 2010-12-27 2012-06-28 Yoshitaka Hamada Method for preparing purified aminosilane

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