(57)【要約】【課題】不純物としての金属元素の含量が少なく、半導体装置の素子膜などに用いても問題のない高純度のボラジン化合物を製造しうる手段を提供する。【解決手段】水素化ホウ素金属塩と、（ＲＮＨ３）ｎＸ（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、ｎは１または２である）で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてボラジン化合物を合成する段階を有する、ボラジン化合物の製造方法において、各金属元素（ただし、水素化ホウ素金属塩の構成元素の含有量を除く）の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下の水素化ホウ素金属塩、または各金属元素の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下のアミン塩の少なくとも一方を反応に用いるか、あるいは、アルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量（ただし、水素化ホウ素金属塩の構成元素の含有量を除く）が２０質量ｐｐｍ以下の水素化ホウ素金属塩、またはアルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量が１００質量ｐｐｍ以下のアミン塩の少なくとも一方を反応に用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素化ホウ素金属塩と、（ＲＮＨ３）ｎＸ（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、ｎは１または２である）で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてボラジン化合物を合成する段階を有する、ボラジン化合物の製造方法であって、
各金属元素（ただし、水素化ホウ素金属塩の構成元素の含有量を除く）の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下の前記水素化ホウ素金属塩、または各金属元素の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下の前記アミン塩の少なくとも一方を反応に用いることを特徴とする、ボラジン化合物の製造方法。
【請求項２】
各金属元素の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下の前記水素化ホウ素金属塩、および各金属元素の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下の前記アミン塩の双方を反応に用いる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
水素化ホウ素金属塩と、（ＲＮＨ３）ｎＸ（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、ｎは１または２である）で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてボラジン化合物を合成する段階を有する、ボラジン化合物の製造方法であって、
アルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量（ただし、水素化ホウ素金属塩の構成元素の含有量を除く）が２０質量ｐｐｍ以下の前記水素化ホウ素金属塩、またはアルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量が１００質量ｐｐｍ以下の前記アミン塩の少なくとも一方を反応に用いることを特徴とする、ボラジン化合物の製造方法。
【請求項４】
前記総含有量が２０質量ｐｐｍ以下の前記水素化ホウ素金属塩、および前記総含有量が１００質量ｐｐｍ以下の前記アミン塩の双方を反応に用いる、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
反応に用いる前記水素化ホウ素金属塩における鉄元素含有量が５質量ｐｐｍ以下であり、鉛元素含有量が１質量ｐｐｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
反応に用いる前記アミン塩における鉄元素含有量が１０質量ｐｐｍ以下であり、鉛元素含有量が５０質量ｐｐｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【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および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。
【０００５】
ボラジン化合物を製造する手法としては、水素化ホウ素金属塩（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（例えば、特許文献３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
【特許文献３】特開２００６−３２７９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、当該ボラジン化合物中には、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。
【０００７】
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、半導体装置の素子膜などに用いても問題のない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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題に鑑み、鋭意研究を行った。その結果、ボラジン化合物の合成原料における不純物としての金属元素の含有量を低い値に制御することで、不純物としての金属元素の含量が少なく、半導体装置の素子膜などに用いても問題のない高純度のボラジン化合物が製造されうることを見出した。
【０００９】
具体的には、ボラジン化合物の合成原料に含まれる各金属元素の含有量が、いずれも所定の値以下の値であると、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の第１は、水素化ホウ素金属塩と、（ＲＮＨ３）ｎＸ（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、ｎは１または２である）で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてボラジン化合物を合成する段階を有する、ボラジン化合物の製造方法であって、各金属元素（ただし、水素化ホウ素金属塩の構成元素の含有量を除く）の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下の前記水素化ホウ素金属塩、または各金属元素の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下の前記アミン塩の少なくとも一方を反応に用いることを特徴とする、ボラジン化合物の製造方法である。
【００１１】
また、本発明者らは、ボラジン化合物の合成原料における不純物としての特定の金属元素（具体的には、アルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガン）の総含有量が所定の値以下の値であっても同様に上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の第２は、水素化ホウ素金属塩と、（ＲＮＨ３）ｎＸ（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、ｎは１または２である）で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてボラジン化合物を合成する段階を有する、ボラジン化合物の製造方法であって、アルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量（ただし、水素化ホウ素金属塩の構成元素の含有量を除く）が２０質量ｐｐｍ以下の前記水素化ホウ素金属塩、またはアルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量が１００質量ｐｐｍ以下の前記アミン塩の少なくとも一方を反応に用いることを特徴とする、ボラジン化合物の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
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、半導体装置の素子膜などに用いても問題のない高純度のボラジン化合物が製造されうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１は、水素化ホウ素金属塩と、（ＲＮＨ３）ｎＸ（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、ｎは１または２である）で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてボラジン化合物を合成する段階を有する、ボラジン化合物の製造方法であって、各金属元素（ただし、水素化ホウ素金属塩の構成元素の含有量を除く）の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下の前記水素化ホウ素金属塩、または各金属元素の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下の前記アミン塩の少なくとも一方を反応に用いることを特徴とする、ボラジン化合物の製造方法である。
【００１５】
また、本発明の第２は、水素化ホウ素金属塩と、（ＲＮＨ３）ｎＸ（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、ｎは１または２である）で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてボラジン化合物を合成する段階を有する、ボラジン化合物の製造方法であって、アルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量（ただし、水素化ホウ素金属塩の構成元素の含有量を除く）が２０質量ｐｐｍ以下の前記水素化ホウ素金属塩、またはアルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量が１００質量ｐｐｍ以下の前記アミン塩の少なくとも一方を反応に用いることを特徴とする、ボラジン化合物の製造方法である。
【００１６】
以下、本発明の製造方法について、詳細に説明する。
【００１７】
ボラジン化合物の合成段階では、水素化ホウ素金属塩と、（ＲＮＨ３）ｎＸ（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、ｎは１または２である）で表されるアミン塩とを、溶媒中で反応させてボラジン化合物を合成する。
【００１８】
水素化ホウ素金属塩を構成する金属元素は、特に制限されない。前記金属元素の例としては、例えば、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価の金属元素（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価の金属元素（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）である。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。換言すれば、水素化ホウ素金属塩は、好ましくは水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウムまたは水素化ホウ素カルシウムである。
【００１９】
一方、アミン塩（（ＲＮＨ３）ｎＸ）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（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子）である。そして、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。ハロゲン原子は、好ましくは塩素原子である。ｎ＝２のとき、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または同一のシクロアルキル基である。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１〜８個であり、より好ましくは１〜４個であり、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、例えば、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、デシル基などが挙げられる。また、シクロアルキル基の例としては、例えば、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。なお、これら以外のアルキル基やシクロアルキル基が用いられてもよい。従って、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。
【００２０】
合成原料としての水素化ホウ素金属塩およ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されうる。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”−トリ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。
【００２１】
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、水素化ホウ素金属塩の使用量を１〜１．５モルとすることが好ましい。
【００２２】
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。
【００２３】
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〜２５０℃であり、より好ましくは５０〜２４０℃であり、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。
【００２４】
ボラジン化合物は、下記式で表される化合物である。
【００２５】
【化１】
2008266196.tif 000002
【００２６】
式中、Ｒは、合成原料の説明の欄で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。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であることが好ましい。
【００２７】
本発明は、ボラジン化合物を合成する際の原料として、金属元素含有量の少ない水素化ホウ素金属塩またはアミン塩を用いる点に特徴を有する。
【００２８】
具体的には、本発明の第１においては、各金属元素（ただし、水素化ホウ素金属塩の構成元素の含有量を除く）の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下の水素化ホウ素金属塩、または各金属元素の含有量がいずれも１００質量ｐｐｍ以下のアミン塩の少なくとも一方を反応に用いる。なお、水素化ホウ素金属塩はその構成元素として上述したような金属元素を含むが、「金属元素含有量」は不純物としての値であるため、水素化ホウ素金属塩の構成元素としての当該金属元素の量は「金属元素含有量」には含まれないことは当然である。また、「金属元素含有量」の値としては、後述する実施例に記載の手法により得られる値を採用するものとする。
【００２９】
本発明の第１においては、各金属元素の含有量がいずれも８０質量ｐｐｍ以下の水素化ホウ素金属塩またはアミン塩を用いることが好ましく、各金属元素の含有量がいずれも５０質量ｐｐｍ以下の水素化ホウ素金属塩またはアミン塩を用いることがより好ましい。他の好ましい形態では、反応に用いられる水素化ホウ素金属塩およびアミン塩の双方において、各金属元素の含有量が、いずれも好ましくは１００質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは８０質量ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０質量ｐｐｍ以下である。かような形態によれば、製造されるボラジン化合物に不純物として含まれる金属元素の含有量がより一層低減され、より高純度のボラジン化合物が製造されうる。
【００３０】
また、本発明の第２においては、アルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量（ただし、水素化ホウ素金属塩の構成元素の含有量を除く）が２０質量ｐｐｍ以下の水素化ホウ素金属塩、またはアルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量が１００質量ｐｐｍ以下のアミン塩の少なくとも一方を反応に用いる。なお、本発明の第２においても本発明の第１と同様に、水素化ホウ素金属塩の構成元素としての当該金属元素の量は上記「総含有量」には含まれない。また、上述した金属元素の「総含有量」の値についても、後述する実施例に記載の手法により得られる値を採用するものとする。
【００３１】
本発明の第２において、水素ホウ素金属塩における上述した９種の金属元素の総含有量は、好ましくは１５質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは１０質量ｐｐｍ以下である。また、アミン塩における上述した９種の金属元素の総含有量は、好ましくは８０質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは６０質量ｐｐｍ以下である。他の好ましい形態においては、水素化ホウ素金属塩およびアミン塩の双方において、上述した９種の金属元素の総含有量が上述した好ましい範囲内の値である。かような形態によれば、製造されるボラジン化合物に不純物として含まれる金属元素の含有量がより一層低減され、より高純度のボラジン化合物が製造されうる。
【００３２】
ここで特に、本発明の第１および第２において、水素化ホウ素金属塩における鉄元素含有量は、好ましくは５質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは４質量ｐｐｍ以下である。また、水素化ホウ素金属塩における鉛元素含有量は、好ましくは１質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは０．８質量ｐｐｍ以下である。
【００３３】
また、本発明の第１および第２において、アミン塩における鉄元素含有量は、好ましくは１０質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５質量ｐｐｍ以下である。また、アミン塩における鉛元素含有量は、好ましくは５０質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは３０質量ｐｐｍ以下である。
【００３４】
金属元素含有量がこのように少ない水素化ホウ素金属塩やアミン塩を用いてボラジン化合物を合成することで、合成されたボラジン化合物における不純物としての金属元素の含有量が低減され、半導体装置の素子膜として用いても問題ない高純度のボラジン化合物の合成が可能となる。上記の観点からは、水素化ホウ素金属塩やアミン塩における各金属元素の含有量や金属元素の総含有量は少ないほど好ましく、下限値は特に限定されない。
【００３５】
金属元素含有量が低減された水素化ホウ素金属塩やアミン塩の入手経路は、特に制限されない。金属元素含有量が少ない水素化ホウ素金属塩やアミン塩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、一般に市販されている比較的金属元素の含有量の多い商品を購入した後に、自ら当該商品中の金属元素の含有量を低減させて、ボラジン化合物の合成に用いてもよい。
【００３６】
水素化ホウ素金属塩やアミン塩の金属元素の含有量を自ら低減させる手法についても特に制限されず、化学合成の分野において従来公知の知見が適宜参照されうる。水素化ホウ素金属塩やアミン塩の金属元素の含有量を自ら低減させる手法の一例としては、例えば、昇華精製法や再結晶法などが挙げられる。なかでも、好ましくは再結晶法が採用されうる。
【００３７】
合成されたボラジン化合物は、必要に応じて精製されうる。ボラジン化合物の精製方法としては、例えば、蒸留精製が用いられる。
【００３８】
蒸留精製装置の大きさや種類は、環境や規模に応じて決定されればよい。例えば、大量のボラジン化合物を処理するのであれば、工業的規模の蒸留塔が用いられうる。少量のボラジン化合物を処理するのであれば、蒸留管を用いた蒸留精製が用いられうる。例えば、少量のボラジン化合物を処理する蒸留装置の具体例としては、３つ口フラスコにクライゼン型の連結管でリービッヒ冷却管を取り付けた蒸留装置が用いられうる。ただし、このような蒸留装置を用いる実施形態に、本発明の技術的範囲が限定されるわけではない。
【００３９】
蒸留精製の際の温度や圧力等の条件は特に制限されず、合成されたボラジン化合物の種類に応じて適宜設定されうる。これらの条件の一例としては、減圧条件（２２ｋＰａ程度）下で７０〜１００℃程度で蒸留後、さらに常圧条件下で１００〜１７０℃程度で蒸留精製を行うという形態が例示されうる。
【００４０】
上述したように、本発明の製造方法によれば、不純物としての金属元素の含有量が低減され、高純度のボラジン化合物が製造されうる。ここで、製造されるボラジン化合物における金属元素含有量について特に制限はないが、好ましくはアルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの総含有量が１質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは０．５質量ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは０．３質量ｐｐｍ以下である。さらに、製造されたボラジン化合物における各金属元素の含有量についても特に制限はないが、製造されたボラジン化合物における鉄元素含有量は、好ましくは２０質量ｐｐｂ以下であり、より好ましくは１５質量ｐｐｂ以下である。また、製造されたボラジン化合物における鉛元素含有量は、好ましくは２０質量ｐｐｂ以下であり、より好ましくは１５質量ｐｐｂ以下である。ただし、金属元素の含有量がこれらの範囲内の値となる形態のみに、本発明の製造方法の技術的範囲が限定されるわけではない。
【００４１】
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」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。
【００４２】
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。
【実施例】
【００４３】
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。
【００４４】
なお、下記の実施例および比較例において、原料である水素化ホウ素金属塩およびアミン塩における金属元素の含有量は、ＩＣＰ（発光分光分析器、セイコー電子工業株式会社製）を用いて測定した。また、製造されたボラジン化合物における金属元素の含有量は、ＩＣＰ−ＭＳ（高周波発光質量分析器、株式会社パーキンエルマージャパン製、ＥＬＡＮ  ＤＲＣＩＩ）を用いて測定した。
【００４５】
＜実施例＞
まず、反応原料である水素化ホウ素金属塩として、水素化ホウ素ナトリウムを準備した。また、同様の反応原料であるアミン塩として、メチルアミン塩酸塩を準備した。準備した水素化ホウ素ナトリウムおよびメチルアミン塩酸塩におけるアルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの９種の金属元素の含有量は、下記の表１に示す通りであった。また、水素化ホウ素ナトリウムについて、他の金属元素の含有量を同様に測定した結果、８０質量ｐｐｍ以上含有される金属元素は存在しなかった。さらに、メチルアミン塩酸塩について、他の金属元素の含有量を同様に測定した結果、５０質量ｐｐｍ以上含有される金属元素は存在しなかった。
【００４６】
【表１】
2008266196.tif 000003
【００４７】
滴下漏斗および冷却管を備えた３つ口丸底フラスコ（１０００ｍＬ）に、窒素置換しながら、上記で準備したメチルアミン塩酸塩（６０ｇ）および溶媒であるトリグライム（２００ｇ）を仕込み、反応系を１５０℃まで昇温した。
【００４８】
一方、上記で準備した水素化ホウ素ナトリウム（３８ｇ）を別途準備したトリグライム（２００ｇ）中に添加して、スラリーを調製した。
【００４９】
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１５０℃に昇温した反応容器に９０分間かけてゆっくりと添加した。
【００５０】
スラリー添加終了後、反応系を１７０℃まで２０分間かけて昇温し、さらに１７０℃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。
【００５１】
その後、冷却管を取り外し、クライゼン連結管およ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、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンを蒸留により取り出した。このＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンをさらに常圧において１５５〜１６０℃の蒸留温度で蒸留し、留出温度１３０〜１３３℃の留分を分取して、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンを精製した。この精製操作を合計２回行った。
【００５２】
＜比較例＞
反応原料である水素化ホウ素金属塩（水素化ホウ素ナトリウム）およびアミン塩（メチルアミン塩酸塩）として、アルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、銅、鉛、ニッケル、およびマンガンの９種の金属元素の含有量が下記の表２に示す値のものを用いたこと以外は、上述した実施例と同様の手法により、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンを得た。また、水素化ホウ素ナトリウムについて、他の金属元素の含有量を同様に測定した結果、カリウムおよびスズがいずれも１００質量ｐｐｍ以上含有されていることが判明した。さらに、メチルアミン塩酸塩について、他の金属元素の含有量を同様に測定した結果、カルシウムが１００質量ｐｐｍ以上含有されていることが判明した。
【００５３】
【表２】
2008266196.tif 000004
【００５４】
＜評価＞
上記の実施例および比較例において得られたＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルボラジンにおける金属元素含有量を測定した。結果を下記の表３に示す。
【００５５】
【表３】
2008266196.tif 000005
【００５６】
以上の実施例および比較例に示す結果から、ボラジン化合物の合成原料である水素化ホウ素金属塩および／アミン塩の金属元素の含有量を低い値に制御することにより、合成されるボラジン化合物に含まれる金属元素の含有量を低減させうることが示される。