[发明专利]三甲基硅烷的纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为半导体制造中的成膜原料而有用的三甲基硅烷的纯化方法。

背景技术

三甲基硅烷((CH₃)₃SiH)近年来作为半导体领域中的层间绝缘膜、作为成膜原料其用途扩大。

作为三甲基硅烷的制造法，通常为使用适当的氢化剂将三甲基氯硅烷((CH₃)₃SiCl)还原的方法。

例如，公开了使三甲基氯硅烷与氢化铝锂(LiAlH₄)在二甲氧基乙烷(DME)的溶剂中反应从而合成的方法(非专利文献1)。此外，公开了作为氢化剂使用氢化锂(LiH)的方法(专利文献1)、使用二乙基氢化铝((C₂H₅)₂AlH)的方法(专利文献2)。此外，公开了氢化剂使用氢化铝锂、溶剂使用芳香族烃系有机溶剂的方法(专利文献3)。

这些合成法中，作为共同的原料的三甲基氯硅烷中通常混入数十～数千ppm的甲基三氯硅烷(CH₃SiCl₃)、二甲基二氯硅烷((CH₃)₂SiCl₂)、四氯化硅(SiCl₄)等杂质，这些杂质通过与氢化剂反应而生成对应的硅烷类、即甲基硅烷(CH₃SiH₃)、二甲基硅烷((CH₃)₂SiH₂)、或者硅烷(SiH₄)。此外，即便在完全不含这些氯硅烷系的杂质的情况下，在与氢化剂反应的过程中，也产生歧化反应从而使这些硅烷类作为杂质混入到三甲基硅烷中。或者，也发现未反应的氯硅烷系杂质的残存、副产杂质。

最近，半导体制造中的成膜原料需要非常高纯度的物质，为了将合成的三甲基硅烷供给到半导体用途中，将这些杂质降低是必不可少的。

作为去除这些杂质的方法，通常利用蒸馏操作的纯化是一般的，此外也可以使用利用重结晶、再沉淀、升华的方法。进而，公开了利用活性碳的方法(专利文献4)、用吸收溶液清洗气体那样的方法(专利文献5)。

使用最通常的蒸馏方法时，为了完全去除与三甲基硅烷的沸点比较接近的二甲基硅烷需要高塔板数的蒸馏塔，存在不经济的问题。此外，为了利用蒸馏完全去除沸点接近的微量的杂质，导致制品的损失增多、收率降低。

与之相对，通过上述的利用活性碳的专利文献4中所述的方法，可以高效的去除杂质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-221110号公报

专利文献2：日本特开2004-115388号公报

专利文献3：日本特开2005-154336号公报

专利文献4：日本特开2006-117559号公报

专利文献5：日本特开2006-206444号公报

非专利文献

非专利文献1：J.Amer.Chem.Soc.，83，1916(1961)

发明内容

以往的利用活性碳的方法中，以杂质的去除为目的使作为被纯化物的三甲基硅烷接触活性碳时，存在由于吸附热导致活性碳成为高温，由于该热，引起由填充有该活性碳的设备的机械问题导致的不良，此外，吸附的杂质解吸、或引起三甲基硅烷的歧化反应，结果引起被纯化物中的杂质浓度上升等不良的情况。

这是由于不仅杂质而且作为被纯化物的三甲基硅烷也吸附于活性碳而产生吸附热。活性碳为多孔结构，其自身也起绝热材料的作用，因此填充活性碳的填充塔内产生的热容易累积。此外，除吸附热之外，由产生的吸附热而引起的歧化反应产生的反应热使该填充塔内的活性碳的温度进一步提高。

本发明的目的在于，提供使用活性碳去除作为三甲基硅烷中的杂质的二甲基硅烷等杂质的纯化方法中，可以抑制该活性碳的发热，高效地去除杂质的三甲基硅烷的纯化方法。

本发明人等为了达成上述目的，反复深入研究，结果发现在含有氧化铜(II)以及氧化锌的活性碳中预先吸附三甲基硅烷，使包含杂质的三甲基硅烷接触该活性碳，从而可以抑制活性碳的发热、高效地去除二甲基硅烷等杂质，从而达成本发明。