(57)【要約】【課題】ボラジン化合物を保存する際に、保存用容器の水分を除去し、保存中のボラジン化合物の分解および反応を防止する手段を提供する。【解決手段】ボラジン化合物保存用容器の洗浄方法であって、ボラジン化合物保存用容器を純水で洗浄後、窒素ガスでフローしたときの窒素ガスの露点が−３０℃以下になるまで乾燥する段階を有する、ボラジン化合物保存用容器の洗浄方法により、上記課題は解決される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボラジン化合物保存用容器の洗浄方法であって、
ボラジン化合物保存用容器を純水で洗浄後、窒素ガスでフローしたときの窒素ガスの露点が−３０℃以下になるまで乾燥する段階を有する、ボラジン化合物保存用容器の洗浄方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法で洗浄されたボラジン化合物保存用容器。
【請求項３】
請求項２に記載のボラジン化合物保存用容器を用いてボラジン化合物を保存する段階を有する、ボラジン化合物の保存方法。
【請求項４】
下記化学式１で表される化合物の含有量が５００ｐｐｍ以下である、化学式２で表されるボラジン化合物：
【化１】
2008110940.tif 000009
（化学式１中、各Ｒ１および各Ｒ２は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、水素原子またはアルキル基である）
【化２】
2008110940.tif 000010
（化学式２中、各Ｒ１および各Ｒ３は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、水素原子またはアルキル基であり、少なくとも１つのＲ３が水素原子である）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボラジン化合物に関する。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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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得る、新たな低誘電率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。
【０００４】
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を参照）。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を示す。その上、形成される被膜は、耐熱性にも優れる。
【０００５】
ボラジン化合物としては、これまでに種々の化合物が提案されている。例えば、ホウ素原子上の水素原子がアルキル基で置換されたアルキルボラジン化合物は、低誘電率材料として非常に優れた特性を有する（例えば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２０００−３４０６８９号公報
【特許文献２】特開２００３−１１９２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ボラジン化合物は水分に弱い。すなわちボラジン化合物（例えば、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジン）は、水分と接触するとＮ−Ｂ結合が加水分解され、分解物（例えば、メチルアミンおよびホウ酸）が生成してしまう。または、水分と接触することで水との反応が起こり、ボロンエーテル化合物が生成してしまう。
【０００７】
従来、ボラジン化合物は実験室レベルで少量のみ合成され、試薬瓶等に保存されるのが通常であった。一方、今後の大量生産を念頭に置くと、より大きな容器中で長期間に亘って保存する必要が生じてくるものと考えられる。
【０００８】
一般に、保存容器は洗浄後、熱乾燥や窒素フローによる乾燥をしたものが用いられるが、このような乾燥手段では、容器内に吸着した水分を十分に除去することが難しい。上述のようにボラジン化合物、特にＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリアルキルボラジンは加水分解しやすいため、容器内に残留した水分と反応して純度が低下してしまうおそれがある。さらに、上述のような乾燥手段では、乾燥に必要な温度や加熱時間、窒素ガスの量やフロー時間は、容器の材質、大きさ、形状、および乾燥の際の雰囲気などの条件によって変化するため、容器内に残留する水分量を一定値以下に制御することは困難である。
【０００９】
そこで本発明は、ボラジン化合物を保存する際の保存容器中に含まれる水分を十分に除去し、保存中のボラジン化合物の分解および反応を防止する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ボラジン化合物保存用容器の洗浄方法であって、ボラジン化合物保存用容器を純水で洗浄後、窒素ガスでフローしたときの窒素ガスの露点が−３０℃以下になるまで乾燥する段階を有する、ボラジン化合物保存用容器の洗浄方法である。
【００１１】
また本発明は、上述の方法で洗浄されたボラジン化合物保存用容器である。
【００１２】
さらに本発明は、上述のボラジン化合物保存用容器を用いてボラジン化合物を保存する段階を有する、ボラジン化合物の保存方法である。
【００１３】
さらに本発明は、下記化学式１で表される化合物の含有量が５００ｐｐｍ以下である、下記化学式２で表されるボラジン化合物である。
【００１４】
【化１】
2008110940.tif 000002
【００１５】
（化学式１中、各Ｒ１および各Ｒ２は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、水素原子またはアルキル基である）
【００１６】
【化２】
2008110940.tif 000003
【００１７】
（化学式２中、各Ｒ１および各Ｒ３は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、水素原子またはアルキル基であり、少なくとも１つのＲ３が水素原子である）。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ボラジン化合物を保存する際に、保存容器内に残存する水分量が低減され、保存中のボラジン化合物の分解および反応が防止されうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１は、保存時における水分との接触によるボラジン化合物の分解および反応を抑制するための技術に関する。具体的には、本発明の第１は、ボラジン化合物保存用容器の洗浄方法であって、ボラジン化合物保存用容器を純水で洗浄後、窒素ガスでフローしたときの窒素ガスの露点が−３０℃以下になるまで乾燥する、ボラジン化合物保存用容器の洗浄方法である。
【００２０】
本発明の洗浄方法によれば、保存容器内に残存する不純物や水を取り除くことができ、保存中のボラジン化合物の分解が防止されうる。その結果、保存されるボラジン化合物の純度低下が、長期間に亘って抑制されうる。
【００２１】
続いて、本発明の第１の洗浄方法について、詳細に説明する。
【００２２】
本発明の保存方法において保存の対象とされるボラジン化合物の具体的な形態は特に制限されず、従来公知の知見が適宜参照されうる。ボラジン化合物は、例えば下記化学式３で表される。
【００２３】
【化３】
2008110940.tif 000004
【００２４】
化学式３中、各Ｒ１および各Ｒ２は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、水素原子またはアルキル基である。ボラジン化合物の例としては、ボラジン、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（イソプロピル）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（イソブチル）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（ネオペンチル）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、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリシクロヘキシルボラジン、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、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリメチルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリエチルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（ｎ−プロピル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（イソプロピル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（ｎ−ブチル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（イソブチル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（１−メチルブチル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（２−メチルブチル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（ネオペンチル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（１，２−ジメチルプロピル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（１−エチルプロピル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリ（ｎ−ヘキシル）ボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリシクロヘキシルボラジン、Ｂ，Ｂ’−ジメチル−Ｂ”−エチルボラジン、Ｂ，Ｂ’−ジエチル−Ｂ”−メチルボラジン、Ｂ，Ｂ’−ジメチル−Ｂ”−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や取扱い性を考慮すると、ボラジン化合物は、Ｎ−アルキルボラジンであることが好ましい。
【００２５】
また、準備されるボラジン化合物は、ホウ素原子上の水素原子がアルキル基で置換された、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリメチル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリメチル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリエチルボラジン、Ｂ，Ｂ’，Ｂ”−トリエチル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンなどのアルキルボラジン化合物であってもよい。
【００２６】
準備するボラジン化合物の入手経路は、特に制限されない。ボラジン化合物の商品が市販されている場合には当該商品を購入したものを用いてもよいし、自ら調製したボラジン化合物を用いてもよい。
【００２７】
ボラジン化合物を自ら調製する手法についても特に制限されない。上記の化学式１で表されるボラジン化合物の調製方法の一例を挙げると、ＡＢＨ４（Ａは、リチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子である）で表される水素化ホウ素アルカリと、（ＲＮＨ３）ｎＸ（Ｒは水素原子またはアルキル基であり、Ｘは硫酸基またはハロゲン原子であり、ｎは１または２である）で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させる手法が例示される。
【００２８】
水素化ホウ素アルカリ（ＡＢＨ４）の例としては、水素化ホウ素ナトリウムおよび水素化ホウ素リチウムが挙げられる。
【００２９】
アミン塩（（ＲＮＨ３）ｎＸ）において、Ｘが硫酸基である場合にはｎは２であり、Ｘがハロゲン原子である場合にはｎは１である。ｎが２である場合に、Ｒは、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。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１〜４個、さらに好ましくは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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、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。アミン塩の例としては、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）、モノメチルアミン塩酸塩（ＣＨ３ＮＨ３Ｃｌ）、モノエチルアミン塩酸塩（ＣＨ３ＣＨ２ＮＨ３Ｃｌ）、モノメチルアミン臭化水素酸塩（ＣＨ３ＮＨ３Ｂｒ）、モノエチルアミンフッ化水素酸塩（ＣＨ３ＣＨ２ＮＨ３Ｆ）、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）、モノメチルアミン硫酸塩（（ＣＨ３ＮＨ３）２ＳＯ４）などが挙げられる。
【００３０】
使用する水素化ホウ素アルカリおよびアミン塩は、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窒素原子にメチル基が結合している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。
【００３１】
水素化ホウ素アルカリ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。
【００３２】
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。
【００３３】
水素化ホウ素アルカリ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２０〜２５０℃、より好ましくは５０〜２４０℃、さらに好ましくは１００〜２２０℃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。
【００３４】
一方、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当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（Ｄ．Ｔ．ＨＯＷＯＲＴＨ  ａｎｄ  Ｌ．Ｆ．ＨＯＨＮＳＴＥＤＴ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，８２，３８６０（１９６０）を参照）。
【００３５】
本発明の第１の洗浄方法は、ボラジン化合物保存用容器を純水で洗浄後、窒素ガスでフローしたときの窒素ガスの露点が−３０℃以下になるまで乾燥することに特徴を有する。
【００３６】
ボラジン化合物保存用容器は、好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．２ＭＰａ以上、さらに好ましくは０．３ＭＰａ以上の耐圧圧力を有する。「耐圧圧力」とは、密閉された容器をある一定の初期圧力を有する雰囲気下に置いて当該雰囲気の圧力を上昇させた場合に、当該雰囲気が当該容器の内部に流入しうる時点の雰囲気圧力から、初期圧力を減じた圧力を意味する。容器の耐圧圧力が０．１ＭＰａ未満であると、ボラジン化合物の保存時の雰囲気が容器内部に流入し、雰囲気中に含まれる水分との接触によりボラジン化合物が分解または反応するおそれがある。ここで、ボラジン化合物保存用容器の耐圧圧力は、当該容器にリークバルブを設置し、２３℃にて当該容器に窒素ガスを充填して、当該容器からリークバルブを介して窒素ガスがリークを開始する際の充填圧力を圧力計を用いて測定し、測定値から雰囲気圧力を減じることによって算出される値を採用するものとする。
【００３７】
ここで、保存用容器の内部への保存雰囲気の流入防止という観点からは、保存用容器の耐圧圧力の上限値は特に制限されない。ただし、容器の質量等の取扱い易さという観点からは、保存用容器の耐圧圧力は、好ましくは２．０ＭＰａ以下であり、より好ましくは０．５ＭＰａ以下である。ただし、これらの範囲を外れる形態もまた、採用されうる。
【００３８】
保存用容器のサイズや材質等の具体的な形態については特に制限はない。実験室レベルで合成された少量のボラジン化合物を保存するためには、小さい保存用容器を用いればよい。また、工業レベルで合成された大量のボラジン化合物を保存するためには、大きい保存用容器を用いればよい。
【００３９】
保存用容器の材質については、例えば、ステンレス、ハステロイなどの金属材料、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのプラスチック材料等が採用されうる。なかでも、耐圧圧力が高いという観点からは、容器はステンレスから構成されることが好ましい。また、保存用容器の耐蝕性をより一層向上させる目的で、上記の金属等の材料から構成される容器の内面を樹脂でコーティングするとよい。この際、コーティングに用いられる樹脂は特に制限されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレンなどが例示される。なかでも、耐蝕性の向上効果が優れるという観点からは、ＰＴＦＥを用いてコーティングすることが好ましい。ここで、樹脂コーティングのコーティング厚さについては特に制限はないが、好ましくは１０〜３０００μｍであり、より好ましくは５００〜１０００μｍである。
【００４０】
本発明のボラジン化合物保存用容器の洗浄方法では、はじめに、上述のボラジン化合物保存用容器を、純水で洗浄する。本発明において、純水とは、２５℃での電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下である水を意味する。純水は、通常の純水製造装置を用いて製造することができる。本発明の洗浄方法で用いられる純水は、好ましくは、２５℃での電気伝導率が０．５ｍＳ／ｍ以下、より好ましくは０．１ｍＳ／ｍ以下、さらに好ましくは０．０５ｍＳ／ｍ以下である。また、不純物として含まれるシリカの量が、好ましくは５０μｇ／Ｌ以下、より好ましくは５μｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは０．５μｇ／Ｌ以下である。
【００４１】
好ましくは、ボラジン化合物保存用容器を純水で洗浄する前に、あらかじめ容器をイソプロピルアルコール、ヘキサン、トルエンなどの有機溶剤で１〜３回洗浄し、容器内に付着した有機物を除去する。
【００４２】
純水で洗浄した後、上述のボラジン化合物保存用容器を、例えば、前記ボラジン化合物保存用容器の両端を開放し、内部を不活性ガスでフローすることによって乾燥させる。不活性ガスのフローの行われる雰囲気の具体的な形態については特に制限されないが、好ましくは、温度１０〜３０℃、より好ましくは２０〜２５℃の条件下で行う。また、クリーン度が、好ましくは１０００以下、より好ましくは１００以下、さらに好ましくは１０以下、特に好ましくは１以下の雰囲気条件下で行う。ここで、クリーン度は、１立方フィートあたりに存在する０．５μｍ以上のサイズを有する異物の個数である。ここで、雰囲気のクリーン度の値は、パーティクルカウンターを用いて測定した値を採用するものとする。
【００４３】
乾燥に用いる不活性ガスは、特に制限されないが、好ましくは、窒素、アルゴン、ヘリウムなどが用いられうる。好ましくは、ボラジン化合物保存用容器の入り口側における前記不活性ガスの露点は−５０℃以下、より好ましくは−７０℃以下である。なお、露点の値としては、後述する実施例において採用される手法により測定される値を採用するものとする。また、乾燥に用いる不活性ガス中の酸素の含有量は、好ましくは１ｐｐｍ以下である。好ましくは、前記不活性ガスは、フィルターを通して粒子状の不純物を取り除いたものを用いる。前記不活性ガスは、シリカゲルなどの乾燥剤を通して乾燥させたものを用いることが好ましい。
【００４４】
不活性ガスの流量は、好ましくは、０．００１〜１０ｍ３／ｈ、より好ましくは０．０１〜５ｍ３／ｈ、特に好ましくは０．１〜１ｍ３／ｈである。不活性ガスのフローによる乾燥時間は、好ましくは０．０５〜１時間、より好ましくは０．１〜０．５時間である。
【００４５】
本発明の洗浄方法において、上述のボラジン化合物保存用容器を乾燥させる方法は、不活性ガスのフローに限定されず、加熱乾燥、減圧乾燥などの任意の方法を用いることができる。また、複数の乾燥方法を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
水分が吸着したボラジン化合物保存用容器の両端を開放し、内部を窒素ガスでフローすると、出口側における窒素ガスは、保存用容器内の水分を含むため、入口側に比べて露点が高くなる。本発明の洗浄方法では、前記保存用容器を窒素ガスでフローした場合に、出口側において、窒素ガスの露点が−３０℃以下、より好ましくは−４０℃以下、特に好ましくは−５０℃以下になるまで乾燥する。窒素ガスの露点が−３０℃以下になるまで乾燥すると、容器内に吸着した水分によるボラジン化合物の分解および反応を抑制できるため、長期保存した場合でもボラジン化合物の純度が保たれる。ここで、入り口側における前記窒素ガスの露点は好ましくは−５０℃以下、より好ましくは−７０℃以下である。また、前記窒素ガス中の酸素の含有量は、好ましくは１ｐｐｍ以下である。好ましくは、前記窒素ガスは、フィルターを通して粒子状の不純物を取り除いたものを用いる。
【００４７】
本発明の第２は、上述の方法で洗浄されたボラジン化合物保存用容器を提供する。さらに、本発明の第３は、前記ボラジン化合物保存用容器を用いたボラジン化合物の保存方法を提供する。
【００４８】
ボラジン化合物の「保存」とは、ボラジン化合物の合成後に保存用容器に当該化合物が充填された時点から、ある特定の用途に使用される時点までのいずれの時点をも包含する概念である。従って、例えばボラジン化合物が容器中に充填された状態で倉庫内に保管されている場合のみならず、出荷に伴ってトラックなどにより輸送されている場合もまた、本発明でいう「保存」の概念に含まれる。また、ボラジン化合物は、単独で保存用容器中に保存されてもよいが、場合によっては、適当な溶媒等に溶解させた状態で、保存用容器中に保存されてもよい。
【００４９】
本発明の第１のボラジン化合物保存用容器の洗浄方法または本発明の第２のボラジン化合物保存用容器、または本発明の第３の保存方法によれば、保存時のボラジン化合物の分解が抑制され、ボラジン化合物の純度低下が極めて低い割合に防止されうる。すなわち、本発明は、３０日間保存した場合の純度低下が０．１質量％以下のボラジン化合物をも提供する。３０日間保存した場合の純度低下は、好ましくは０．０５質量％以下であり、さらに好ましくは０．０１質量％以下である。なお、「ボラジン化合物の純度低下が０．１質量％以下である」とは、例えば保存開始時のボラジン化合物の純度が９９．９質量％である場合には、３０日間保存後のボラジン化合物の純度が９９．８質量％以上であることを意味する。つまり、「純度低下」とは、保存前後の相対値ではなく、ボラジン化合物の絶対純度の低下を意味する。なお、ボラジン化合物の純度の値としては、後述する実施例において採用される手法により測定される値を採用するものとする。
【００５０】
純度の点から好ましいボラジン化合物を規定すると、蒸留精製および濾過によって得られるボラジン化合物は、好ましくは、純度が９９．９質量％以上であり、より好ましくは９９．９９質量％以上である。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品質を向上させることが可能である。
【００５１】
本発明において提供される下記化学式２で表されるボラジン化合物は、下記化学式１で表されるボロンエーテル化合物の含有量が、好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは２００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１００ｐｐｍ以下である。
【００５２】
【化４】
2008110940.tif 000005
【００５３】
化学式１中、各Ｒ１および各Ｒ２は、化学式３のボラジン化合物について記載した通りである。
【００５４】
【化５】
2008110940.tif 000006
【００５５】
化学式２中、各Ｒ１は、化学式３のボラジン化合物について記載した通りである。各Ｒ３は、少なくとも１つのＲ３が水素原子であることを除いては、化学式３のボラジン化合物について記載したＲ２と同様である。
ボロンエーテル化合物は、ホウ素原子に結合した水素原子を有するボラジン化合物が水と反応することによって生成すると考えられる。例えば、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，−トリエチルボラジンを例に挙げると、ボロンエーテル化合物は下記反応式によって生成すると考えられる。
【００５６】
【化６】
2008110940.tif 000007
【００５７】
ボロンエーテル化合物の含有量が少ないほど、半導体用層間絶縁膜などの高純度が要求される用途に適しているといえる。
【００５８】
ボラジン化合物中のボロンエーテル化合物の含有量は、ガスクロマトグラフィなどの公知の分析装置を用いて算出することができる。上述したように、蒸留精製と濾過を組み合わせることによって、ボロンエーテル化合物の含有量が極めて低いボラジン化合物を得ることができる。
【００５９】
本発明のボラジン化合物は、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、エッチストッパー層など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」および「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。
【００６０】
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、エッチストッパー層など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。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例およ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。
【００６２】
＜実施例１＞
冷却器を備えた反応容器に、露点−７０℃以下に管理された窒素ガスで置換しながら、脱水処理したアミン塩であるメチルアミン塩酸塩（３３．５ｇ）、および溶媒であるトリグライム（９８．６ｇ）を仕込み、反応系を１００℃まで昇温した。
【００６３】
一方、水素化ホウ素アルカリである水素化ホウ素ナトリウム（２１．０ｇ）を準備し、これを別途準備したトリグライム（８８．７ｇ）中に添加して、スラリーを調製した。
【００６４】
上記で調製した水素化ホウ素ナトリウムのスラリーを、上記で１００℃に昇温した反応系に１時間かけてゆっくりと添加した。
【００６５】
スラリー添加終了後、反応系を２００℃まで２時間かけて昇温し、さらに２００℃にて２時間熟成して、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンを合成した。
【００６６】
得られたＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンを１５０〜２２０℃にて蒸留して、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンを精製した。得られた精製Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンの純度を測定したところ、９９．９質量％であった。なお、ボラジン化合物の純度は、ガスクロマトグラフィを用いて測定した。測定条件は以下の通りである。
【００６７】
【表１】
2008110940.tif 000008
【００６８】
ボラジン化合物保存用容器として、密閉可能な入口用および出口用のバルブを有するステンレス容器を準備し、２５℃での電気伝導率が０．０５ｍＳ／ｍである純水で洗浄した。その後、保存用容器を６０℃で１時間乾燥した後、バルブを開けた状態で、露点−７０℃の窒素ガスを入口から送り込み、出口側の窒素ガスの露点が−４０℃になるまでフローした。この際、窒素ガスの露点は、オンライン露点計（永野電機産業社製）で測定した。
【００６９】
上記で得られた精製Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンを、上述の保存用容器中に充填して、バルブを密封して、３０日間保存した。保存後のＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンの純度をガスクロマトグラフィを用いて測定したところ、９９．９質量％であり、ボラジン化合物の純度低下は観察されなかった。Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンに含まれるボロンエーテルの含有量は、２００ｐｐｍであった。
【００７０】
＜比較例＞
上記の実施例１と同様の手法によりＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンを合成し、蒸留により精製した。
【００７１】
ボラジン化合物保存用容器として、密閉可能な入口用および出口用のバルブを有するステンレス容器を準備し、２５℃での電気伝導率が０．０５ｍＳ／ｍである純水で洗浄した。その後、保存用容器を６０℃で１時間乾燥した後、バルブを開けた状態で、露点−７０℃の窒素ガスを入口から送り込み、出口側の窒素ガスの露点が−１０℃になるまでフローした。この際、窒素ガスの露点は、オンライン露点計（永野電機産業社製）で測定した。
【００７２】
上記で得られた精製Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンを、上述の保存用容器中に充填して、バルブを密封して３０日間保存した。保存後のＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンの純度を測定したところ、９９．７質量％であり、０．２質量％のボラジン化合物の純度低下が観察された。Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンに含まれるボロンエーテルの含有量は、９００ｐｐｍであった。
【００７３】
以上の実施例および比較例に示す結果から、ボラジン化合物を所定の温度条件下にて、所定の耐圧圧力を有する保存用容器中で保存することで、ボラジン化合物の分解および反応が効果的に抑制されうることが示される。
【００７４】
従って、本発明によれば、ボラジン化合物が用いられる用途（例えば、半導体用層間絶縁膜）の品質のより一層の向上が図られる。