离子液体及其制造方法与流程

本发明涉及离子液体及其制造方法，更详细地说，涉及使金属离子的含量减少的高纯度离子液体及其制造方法。

背景技术：

1、离子液体是只由离子构成的盐，具有不挥发性、阻燃性、高离子导电性等优异的特性，另外，由于能够对物理性质、功能进行各种各样的设计，因此受到关注。由于这些性质，离子液体有望例如作为对环境友好的绿色化学中的溶剂、另外作为蓄电器件的电解质等应用。

2、另一方面，已知离子液体由于其物理性质，不能进行采用蒸馏、重结晶的精制，因此是高纯度化困难的物质。

3、例如，在专利文献1和2中公开了氟离子的含量减少到100ppm以下的高纯度的双(氟磺酰基)亚胺盐，但目前金属离子含量低到能够在不希望混入金属离子的半导体制造工序中使用的高纯度离子液体及其制造方法尚属未知。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2013-199480号公报

7、专利文献2：日本特开2014-40369号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、本发明鉴于这样的实际情况而完成，目的在于提供可在半导体制造工序中使用的金属离子含量低的离子液体及其制造方法以及新型离子液体。

3、用于解决课题的手段

4、本发明人为了实现上述目的，反复深入研究，结果发现特定的金属种的含量低的离子液体及其制造方法，完成了本发明。

5、即，本发明提供：

6、1.离子液体，其由阳离子和阴离子构成，包含其中任一种均为100ppb以下的由以下的元素符号表示的16种元素的金属离子：li、na、ca、mg、al、k、ti、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ba和w；

7、2.根据1所述的离子液体，其中，包含其中任一种均为10ppb以下的所述16种元素的金属离子；

8、3.根据1所述的离子液体，其中，包含其中任一种均为100ppb以下的由以下的元素符号表示的26种元素的金属离子：li、na、ca、mg、al、k、ti、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ba、w、v、sr、zr、mo、ag、cd、ta、tl、pb和bi；

9、4.根据3所述的离子液体，其中，包含其中任一种均为10ppb以下的所述26种元素的金属离子；

10、5.根据1～4中任一项所述的离子液体，其中，所述阳离子为选自季铵离子、吡啶鎓离子、环状脒鎓离子和季鏻离子中的一价的阳离子；

11、6.根据1～5中任一项所述的离子液体，其中，所述阴离子为选自含有三烷基甲硅烷基的烷基磺酸根离子、四氟硼酸根离子、烷基硫酸酯离子、六氟磷酸根离子、双(三氟甲磺酰基)胺离子、双(氟磺酰基)胺离子、烷基磺酸根离子、芳基磺酸根离子、三氟甲磺酸根离子、醋酸根离子和烷基磷酸酯离子中的一价的阴离子；

12、7.根据1～6中任一项所述的离子液体，其用于半导体制造工序；

13、8.离子液体的制造方法，所述离子液体包含均为100ppb以下的由以下的元素符号表示的16种元素的金属离子：li、na、ca、mg、al、k、ti、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ba和w，所述制造方法是使由阳离子和阴离子构成的离子液体与螯合树脂材料接触；

14、9.离子液体的制造方法，所述离子液体包含均为100ppb以下的由以下的元素符号表示的16种元素的金属离子：li、na、ca、mg、al、k、ti、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ba和w，所述制造方法是将叔烷基胺或n-烷基咪唑用硫酸二烷基酯、烷基磺酸酯、芳基磺酸酯、三氟甲磺酸烷基酯或磷酸三烷基酯进行烷基化；

15、10.根据9所述的离子液体的制造方法，其中，作为所述叔烷基胺或n-烷基咪唑、和硫酸二烷基酯、烷基磺酸酯、芳基磺酸酯、三氟甲磺酸烷基酯、三氟甲磺酸烷基酯或磷酸三烷基酯，使用包含其中任一种均为100ppb以下的由以下的元素符号表示的16种元素的金属离子的物质：li、na、ca、mg、al、k、ti、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ba和w；

16、11.离子液体的制造方法，是通过酸和碱的中和制造离子液体的方法，其中，作为所述酸和碱，使用包含其中任一种均为100ppb以下的由以下的元素符号表示的16种元素的金属离子的酸和碱，所述离子液体包含均为100ppb以下的该16种元素的金属离子：li、na、ca、mg、al、k、ti、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ba和w；

17、12.离子液体的制造方法，其中，在使季阳离子的盐与螯合树脂材料接触以将其所含的金属离子除去后，采用阴离子交换树脂将得到的季阳离子的盐的阴离子变为氢氧根离子后，将变为该氢氧根离子的盐与提供所需的离子液体的阴离子的质子加成物当量混合而中和，所述离子液体包含其中任一种均为100ppb以下的由以下的元素符号表示的16种元素的金属离子：li、na、ca、mg、al、k、ti、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ba和w；

18、13.根据8～12中任一项所述的离子液体的制造方法，其中，所述16种元素的金属离子的含量均为10ppb以下；

19、14.根据8～12中任一项所述的离子液体的制造方法，其中，用以下的元素符号表示的26种元素的金属离子的含量均为100ppb以下：li、na、ca、mg、al、k、ti、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ba、w、v、sr、zr、mo、ag、cd、ta、tl、pb和bi；

20、15.根据14所述的离子液体的制造方法，其中，所述26种元素的金属离子的含量均为10ppb以下；

21、16.离子液体，其由下述式(a)表示：

22、[化1]

23、

24、(式中，r3、r4和r9相互独立地表示碳原子数1～3的烷基，r10表示碳原子数1～4的烷基，r2表示甲基或乙基，m表示1或2的整数。)；

25、17.根据16所述的离子液体，其由下述式(a1)表示：

26、[化2]

27、

28、(式中，m表示1或2的整数。)；

29、18.离子液体，其由下述式(b)表示：

30、[化3]

31、

32、(式中，r9表示碳原子数1～3的烷基，r2表示甲基或乙基，r10表示碳原子数1～4的烷基，m表示1或2的整数。)；

33、19.根据18所述的离子液体，其由下述式(b1)表示：

34、[化4]

35、

36、(式中，m表示1或2的整数。)；

37、20.离子液体，其由下述式(c)表示：

38、[化5]

39、

40、(式中，r9表示碳原子数1～3的烷基，r2表示甲基或乙基，m表示1或2的整数。)；

41、21.根据20所述的离子液体，其中，所述r2为甲基，所述r9为甲基或乙基。

42、发明的效果

43、本发明的离子液体由于规定的金属离子的含量少，为高纯度，因此在半导体制造工序中也能够使用。