專利名稱：環(huán)硼氮烷化合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)硼氮烷化合物的制備方法。環(huán)硼氮烷化合物用于形成例如半導(dǎo)體用層間絕緣膜、障壁金屬層、蝕刻阻止層。
背景技術(shù)：
隨著信息設(shè)備的高性能化，LSI的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)正在逐年精細(xì)化。在精細(xì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的 LSI制造中，構(gòu)成LSI的材料也必須是高性能的，并且即使在精細(xì)LSI上也能發(fā)揮功能。例如，就用于LSI中的層間絕緣膜的材料而言，高介電常數(shù)成為其信號(hào)延遲的原因。在精細(xì)的LSI中，該信號(hào)延遲的影響特別大。因此，希望開發(fā)能用作層間絕緣膜的新型低介電材料。另外，為了能夠用作層間絕緣膜，不僅要求介電常數(shù)低，而且還要求耐濕性、耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度等特性優(yōu)良。作為適應(yīng)這種要求的物質(zhì)，提出了分子內(nèi)具有環(huán)硼氮烷環(huán)骨架的環(huán)硼氮烷化合物 (例如，參照US申請(qǐng)公開2002-58142A號(hào))。由于具有環(huán)硼氮烷環(huán)骨架的環(huán)硼氮烷化合物的分子極化率小，因而形成的覆膜介電常數(shù)低。而且，形成的覆膜的耐熱性也優(yōu)良。作為環(huán)硼氮烷化合物之一，有構(gòu)成環(huán)硼氮烷環(huán)的氮原子與烷基結(jié)合的N-烷基環(huán)硼氮烷。N-烷基環(huán)硼氮烷本身可以用作半導(dǎo)體用層間絕緣膜等的原料。另外，也可以作為制備其它環(huán)硼氮烷化合物時(shí)的中間體。例如，通過用烷基取代結(jié)合在N-烷基環(huán)硼氮烷的硼上的氫原子，可以制備六烷基環(huán)硼氮烷。作為制備環(huán)硼氮烷化合物的方法，已知有1)使堿金屬硼氫化物(例如，硼氫化鈉 (NaBH4))與胺鹽(例如，甲胺鹽酸鹽(CH3NH3Cl))在溶劑中反應(yīng)的方法；2)使乙硼烷(B2H6) 與胺(例如，甲胺(CH3NH2))在溶劑中反應(yīng)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人對(duì)通過上述合成方法得到的環(huán)硼氮烷化合物進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該環(huán)硼氮烷化合物中含有各種雜質(zhì)，這是使所需的環(huán)硼氮烷化合物純度降低的原因。具體來講，除被視為環(huán)硼氮烷化合物的分解物的化合物(例如，胺和硼酸)以及由于溶劑中的微量成分生成的硼醚(*' π >工-^ )化合物之外，在合成N-烷基環(huán)硼氮烷化合物時(shí)， 其副產(chǎn)物N-烷基環(huán)硼烷氨(*' 9 V > )也可以作為雜質(zhì)摻雜在其中。當(dāng)考慮用于層間絕緣膜等精密儀器時(shí)，優(yōu)選作為雜質(zhì)含有的這些化合物的含量降低至最低限度。另外，如果合成環(huán)硼氮烷化合物時(shí)產(chǎn)生副產(chǎn)物N-烷基環(huán)硼烷氨，還會(huì)產(chǎn)生別的問題。即，當(dāng)環(huán)硼氮烷化合物的合成進(jìn)行時(shí)，具有升華性的N-烷基環(huán)硼烷氨會(huì)在合成裝置的冷凝部析出。當(dāng)N-烷基環(huán)硼烷氨的析出持續(xù)下去時(shí)，根據(jù)情況冷凝部恐怕會(huì)閉塞，不可能繼續(xù)合成。另外，因合成裝置的壓力上升，其安全性恐怕會(huì)受損。即使在冷凝部閉塞前將其除去，也必須定期停止
3合成，從而導(dǎo)致其合成效率下降。作為參考，N-烷基環(huán)硼氮烷、硼醚化合物及N-烷基環(huán)硼燒氣的結(jié)構(gòu)如下所不。另外，式中，R表不燒基。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)硼氮烷化合物的制備方法，其中，包括以下階段準(zhǔn)備階段，準(zhǔn)備a) ABH4表示的堿金屬硼氫化物及(RNH3)nX表示的含水量為I質(zhì)量％以下的胺鹽，或者b)乙硼燒(B2H6)及RNH2表示的含水量為I質(zhì)量％以下的胺，其中式ABH4中的A是鋰原子、鈉原子或鉀原子，式(RNH3)nX中的R是氫原子或烷基，X是硫酸根或鹵素原子，η為I或2，式RNH2中的R是氫原子或烷基；合成階段，使上述堿金屬硼氫化物與上述胺鹽、或者上述乙硼烷與上述胺在溶劑中反應(yīng)，合成環(huán)硼氮烷化合物。
2.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其中，反應(yīng)使用含水量為I質(zhì)量％以下的上述堿金屬硼氫化物或乙硼烷。
3.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其中，反應(yīng)使用含水量為I質(zhì)量％以下的上述溶劑。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的制備方法，其中，通過在20 150°C下加熱干燥使上述胺鹽或上述胺的含水量達(dá)到I質(zhì)量％以下。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，上述加熱干燥時(shí)的壓力條件為0.0001 O. 7Pa的減壓條件。
6.一種環(huán)硼氮烷化合物的制備方法，其中，包括以下階段準(zhǔn)備階段，準(zhǔn)備a)ABH4表示的堿金屬硼氫化物及(RNH3)nX表示的胺鹽，或者b)乙硼烷 (B2H6)及RNH2表示的胺，其中，式ABH4中的A是鋰原子、鈉原子或鉀原子，式(RNH3)nX中的 R是氫原子或烷基，X是硫酸根或鹵素原子，η為I或2，式RNH2中的R是氫原子或烷基；合成階段，將i)上述堿金屬硼氫化物或上述乙硼烷、以及ii)上述胺鹽或上述胺中的至少一方緩緩供給反應(yīng)容器，使上述堿金屬硼氫化物與上述胺鹽、或者上述乙硼烷與上述胺在溶劑中反應(yīng)，合成環(huán)硼氮烷化合物。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，包括下述階段在上述反應(yīng)容器中，加入上述堿金屬硼氫化物或上述乙硼烷的階段；將上述胺鹽或上述胺緩緩供給上述反應(yīng)容器的階段。
8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，包括下述階段在上述反應(yīng)容器中，加入上述胺鹽或上述胺的階段；將上述堿金屬硼氫化物或上述乙硼烷緩緩供給上述反應(yīng)容器的階段。
9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，包括下述階段將上述堿金屬硼氫化物及上述胺鹽兩者、或者將上述乙硼烷及上述胺兩者緩緩供給上述反應(yīng)容器的階段。
全文摘要
通過a)ABH4(A是鋰原子、鈉原子或鉀原子)表示的堿金屬硼氫化物與(RNH3)nX(R是氫原子或烷基，X是硫酸根或鹵素原子，n為1或2)表示的胺鹽的反應(yīng)，或者b)乙硼烷(B2H6)和RNH2(R是氫原子或烷基)表示的胺的反應(yīng)合成環(huán)硼氮烷化合物時(shí)，將原料的含水量控制在規(guī)定值以下，使用具有規(guī)定沸點(diǎn)的不同溶劑的混合溶劑作為反應(yīng)用溶劑，或者在反應(yīng)時(shí)將原料緩緩供給反應(yīng)容器。或者，對(duì)環(huán)硼氮烷化合物進(jìn)行蒸餾精制處理及過濾處理。這樣，可以安全且高收率地制備高純度的環(huán)硼氮烷化合物。
文檔編號(hào)C07F5/05GK102584877SQ20121000459
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2006年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月3日
發(fā)明者山本哲也, 神山卓也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日本觸媒