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WO2025070302A1 - 樹脂組成物、及び再配線層用層間絶縁膜の製造方法 - Google Patents

樹脂組成物、及び再配線層用層間絶縁膜の製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2025070302A1
WO2025070302A1 PCT/JP2024/033668 JP2024033668W WO2025070302A1 WO 2025070302 A1 WO2025070302 A1 WO 2025070302A1 JP 2024033668 W JP2024033668 W JP 2024033668W WO 2025070302 A1 WO2025070302 A1 WO 2025070302A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
formula
resin composition
carbon atoms
compounds
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/033668
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓介 野越
倫弘 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of WO2025070302A1 publication Critical patent/WO2025070302A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/08Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated side groups
    • C08F290/14Polymers provided for in subclass C08G
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/12Unsaturated polyimide precursors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/037Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polyamides or polyimides
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition and a method for producing an interlayer insulating film for a redistribution layer.
  • Polyimides and polyimide precursors are used in a variety of fields, including semiconductor devices and the aerospace industry.
  • Patent Document 1 describes a varnish composition containing a polyimide resin having a radically polymerizable group or a cationic polymerizable group bonded to the main chain of the polyimide resin and containing a skeleton derived from a bisphenol having a specific structure in the constituent units constituting the main chain of the polyimide resin, and an organic solvent.
  • Patent Document 2 describes a photosensitive resin composition containing a polyimide precursor having a specific structure, a photosensitizer, and a solvent.
  • polyimides and polyimide precursors are a film used in a semiconductor device (for example, an insulating film such as an interlayer insulating film for a redistribution layer).
  • a semiconductor device for example, an insulating film such as an interlayer insulating film for a redistribution layer.
  • resin compositions that are materials for forming films are required to have high resolution and mechanical properties (particularly breaking elongation).
  • the objective of the present invention is to provide a resin composition capable of forming a film having excellent resolution and breaking elongation, and a method for manufacturing an interlayer insulating film for a redistribution layer using the resin composition.
  • a resin composition containing at least one resin selected from the group consisting of polyimides and polyimide precursors The resin composition is formed into a film, exposed to light at 100 mJ/ cm2 , and heated at 230°C for 1 hour, and the breaking elongation of the film after heating is greater than the breaking elongation of the film before heating.
  • a resin composition comprising at least one resin selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (1) and a structure represented by the following formula (2):
  • X 1 , X 2 , Y 1 and Y 2 each independently represent an organic group.
  • W 1 , W 2 , W 3 and W 4 each independently represent a single bond or a divalent organic group.
  • P 1 , P 2 , P 3 and P 4 each independently represent a group containing a moiety having an activation energy of 40 to 60 kcal/mol upon dissociation.
  • Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 each independently represent a monovalent organic group, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, a thiol group or a hydrogen atom.
  • a resin composition comprising at least one resin selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (1) and a structure represented by the following formula (2):
  • X 1 , X 2 , Y 1 and Y 2 each independently represent an organic group.
  • W 1 , W 2 , W 3 and W 4 each independently represent a single bond or a divalent organic group.
  • P 1 , P 2 , P 3 and P 4 each independently represent a group having at least one type of structure selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (3) and a structure represented by the following formula (4).
  • Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 each independently represent a monovalent organic group, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, a thiol group or a hydrogen atom.
  • a, b, c, and d each independently represent an integer of 0 or more, provided that at least one of a and b represents an integer of 1 or more, and at least one of c and d represents an integer of 1 or more.
  • m, n, p and q each independently represent an integer of 1 or more.
  • A1 and B1 each independently represent an oxygen atom or NR4 .
  • R4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • A2 and B2 each independently represent an oxygen atom or NH.
  • R3 represents a divalent hydrocarbon group.
  • * 1 and * 2 indicate binding positions.
  • At least one of A 1 and B 1 in the above formula (3) represents an oxygen atom;
  • [6] The resin composition according to any one of [3] to [5], wherein the resin has a structure represented by the formula (1).
  • a resin composition comprising at least one resin selected from the group consisting of polyimides and polyimide precursors, and a polymerizable compound,
  • the polymerizable compound is a resin composition containing a moiety having an activation energy of 40 to 60 kcal/mol upon dissociation.
  • a resin composition comprising at least one resin selected from the group consisting of polyimides and polyimide precursors, and a polymerizable compound,
  • the polymerizable compound is a resin composition having at least one structure selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (3) and a structure represented by the following formula (4):
  • A1 and B1 each independently represent an oxygen atom or NR4 , where R4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that at least one of A1 and B1 represents an oxygen atom.
  • R4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that at least one of A1 and B1 represents an oxygen atom.
  • A2 and B2 each independently represent an oxygen atom or NH.
  • R3 represents a divalent hydrocarbon group.
  • * 1 and * 2 indicate binding positions.
  • the polymerizable compound has a structure represented by formula (4), The resin composition according to any one of [11] to [13], wherein one of A2 and B2 in the formula (4) represents an oxygen atom, and the other represents NH.
  • the polymerizable compound has a structure represented by formula (4), The resin composition according to any one of [11] to [14], wherein R 3 in the formula (4) represents a divalent hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms.
  • the resin composition according to any one of [1] to [16] further comprising a light absorbing agent.
  • the method for producing an interlayer insulating film for a redistribution layer includes the steps of:
  • the present invention provides a resin composition capable of forming a film having excellent resolution and breaking elongation, and a method for manufacturing an interlayer insulating film for a redistribution layer using the resin composition.
  • a numerical range expressed using the symbol "to” means a range that includes the numerical values before and after "to” as the lower limit and upper limit, respectively.
  • the term “process” includes not only an independent process but also a process that cannot be clearly distinguished from other processes, so long as the process can achieve its intended effect.
  • groups (atomic groups) when there is no indication of whether they are substituted or unsubstituted, the term encompasses both unsubstituted groups (atomic groups) and substituted groups (atomic groups).
  • an "alkyl group” encompasses not only alkyl groups that have no substituents (unsubstituted alkyl groups) but also alkyl groups that have substituents (substituted alkyl groups).
  • exposure includes not only exposure using light but also exposure using particle beams such as electron beams, ion beams, etc. Examples of light used for exposure include the bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet light represented by an excimer laser, extreme ultraviolet light (EUV light), X-rays, electron beams, and other actinic rays or radiation.
  • (meth)acrylate means both or either of “acrylate” and “methacrylate”
  • (meth)acrylic means both or either of “acrylic” and “methacrylic”
  • (meth)acryloyl means both or either of “acryloyl” and “methacryloyl”.
  • Me represents a methyl group
  • Et represents an ethyl group
  • Bu represents a butyl group
  • Ph represents a phenyl group.
  • the total solid content refers to the total mass of all components of the composition excluding the solvent
  • the solid content concentration refers to the mass percentage of the other components excluding the solvent with respect to the total mass of the composition.
  • the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are values measured using gel permeation chromatography (GPC) method, and are defined as polystyrene equivalent values, unless otherwise stated.
  • the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) can be determined, for example, by using HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation) and using guard columns HZ-L, TSKgel Super HZM-M, TSKgel Super HZ4000, TSKgel Super HZ3000, and TSKgel Super HZ2000 (all manufactured by Tosoh Corporation) connected in series as columns.
  • these molecular weights are measured using THF (tetrahydrofuran) as an eluent.
  • THF tetrahydrofuran
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • detection in GPC measurement is performed using a UV (ultraviolet) light detector with a wavelength of 254 nm.
  • a third layer or element may be interposed between the reference layer and the other layer, and the reference layer does not need to be in contact with the other layer.
  • the direction in which the layers are stacked on the substrate is referred to as "upper", or, in the case of a resin composition layer, the direction from the substrate to the resin composition layer is referred to as “upper”, and the opposite direction is referred to as "lower”. Note that such a vertical direction is set for the convenience of this specification, and in an actual embodiment, the "upper” direction in this specification may be different from the vertical upward direction.
  • the composition may contain, as each component contained in the composition, two or more compounds corresponding to that component.
  • the content of each component in the composition means the total content of all compounds corresponding to that component.
  • the temperature is 23° C.
  • the pressure is 101,325 Pa (1 atm)
  • the relative humidity is 50% RH.
  • combinations of preferred aspects are more preferred aspects.
  • an "organic group” refers to a group containing at least one carbon atom.
  • the resin composition of the present invention will be described.
  • One embodiment (first aspect) of the resin composition of the present invention is a resin composition containing at least one resin selected from the group consisting of polyimides and polyimide precursors,
  • the breaking elongation of the film after heating is greater than the breaking elongation of the film before heating.
  • the breaking elongation of the film after heating is preferably at least 5 percentage points greater than the breaking elongation of the film before heating, more preferably at least 10 percentage points greater, even more preferably at least 15 percentage points greater, and particularly preferably at least 20 percentage points greater.
  • the resin composition of the present invention a film having excellent resolution and breaking elongation can be formed.
  • the present inventors presume as follows. However, the present invention is not limited in any way by the presumed mechanism below.
  • breakage tends to progress from the crosslinking point, and the breaking elongation tends to be small.
  • the film formed from the resin composition of the present invention can progress three-dimensional crosslinking by exposure, while the three-dimensional crosslinking can be released by subsequent heating, so it is considered that the film has excellent resolution and breaking elongation.
  • the breaking elongation is measured by the following method.
  • the resin composition is applied onto a silicon wafer by spin coating to form a coating film, and the silicon wafer having the coating film is dried on a hot plate at 100° C. for 5 minutes to obtain a uniform film having a thickness of 15 ⁇ m on the silicon wafer.
  • the entire surface of the obtained film is exposed to i-line light using a stepper (Nikon NSR 2005 i9C) with an exposure energy of 100 mJ/cm 2.
  • the film at this point is referred to as the "film before heating.”
  • the exposed film is heated at a rate of 10° C./min in a nitrogen atmosphere, and after reaching 230° C., is heated at 230° C. for 1 hour.
  • the film at this point is referred to as the "film after heating.”
  • the silicon wafer with the film before heating and the silicon wafer with the film after heating are each immersed in a 3 mass % hydrofluoric acid aqueous solution to peel the film from the silicon wafer.
  • the peeled film is shaped into a dumbbell shape (Type V) according to ASTM D638-00, and pulled at a chuck distance of 20 mm and a speed of 5 mm/min, and the elongation (%) until breakage is defined as the breaking elongation.
  • the resin composition of the present invention preferably contains a resin (also referred to as “resin (A)”) having at least one selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (1) and a structure represented by the following formula (2):
  • X 1 , X 2 , Y 1 and Y 2 each independently represent an organic group.
  • W 1 , W 2 , W 3 and W 4 each independently represent a single bond or a divalent organic group.
  • P 1 , P 2 , P 3 and P 4 each independently represent a group containing a moiety having an activation energy of 40 to 60 kcal/mol upon dissociation.
  • Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 each independently represent a monovalent organic group, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, a thiol group or a hydrogen atom.
  • a, b, c, and d each independently represent an integer of 0 or more, provided that at least one of a and b represents an integer of 1 or more, and at least one of c and d represents an integer of 1 or more.
  • m, n, p and q each independently represent an integer of 1 or more.
  • the resin (A) is a resin having at least one structure selected from the group consisting of the structure represented by the above formula (1) and the structure represented by the above formula (2).
  • the resin (A) may have a structure represented by formula (1).
  • the resin (A) may have a structure represented by formula (2).
  • the resin (A) may have a structure represented by formula (1) and a structure represented by formula (2).
  • Resin (A) is preferably a resin having two or more of at least one selected from the group consisting of the structure represented by formula (1) and the structure represented by formula (2), and more preferably a resin having at least one selected from the group consisting of the repeating unit represented by formula (1) and the repeating unit represented by formula (2).
  • resin (A) preferably has at least one of the structure represented by formula (1) and the structure represented by formula (2) as a repeating unit.
  • the resin (A) may be a polyimide or a polyamide.
  • the resin (A) may further have a structure other than the structure represented by formula (1) and the structure represented by formula (2).
  • Resin (A) may be a precursor of cyclized resin.
  • the precursor of cyclized resin refers to a resin that undergoes a change in chemical structure due to an external stimulus to become a cyclized resin, and is preferably a resin that undergoes a change in chemical structure due to heat to become a cyclized resin, and more preferably a resin that undergoes a ring-closing reaction due to heat to form a ring structure to become a cyclized resin.
  • the precursor of cyclized resin may be, for example, a polyimide precursor, a polybenzoxazole precursor, a polyamideimide precursor, etc., and is preferably a polyimide precursor.
  • resin (A) is a resin having a repeating unit represented by formula (1)
  • resin (A) is a polyimide, and therefore, in the following description, resin (A) having a repeating unit represented by formula (1) is also referred to as "polyimide”.
  • X1 in formula (1) represents an organic group, more specifically, an organic group having a valence of 4+a. Since a represents an integer of 0 or more, the following description will be given taking as an example a case where a represents 0 (i.e., X1 represents a tetravalent organic group ) (when a represents an integer of 1 or more, X1 is obtained by substituting a number of -W1- ( P1 - Q1 ) m for a number of arbitrary hydrogen atoms of X1 described below).
  • the tetravalent organic group represented by X1 is preferably a tetravalent organic group containing an aromatic ring, and more preferably a group represented by the following formula (5) or formula (6):
  • R 112 is a single bond or a divalent linking group, and is preferably a single bond, or a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, an aromatic group (which may be an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group), -O-, -CO-, -S-, -SO 2 -, -NHCO-, and a combination thereof, more preferably a single bond, or a group selected from an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, -O-, -CO-, -S-, and -SO 2 -, and even more preferably a divalent group selected from the group consisting of -CH 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, a phenylene group,
  • X1 examples include tetracarboxylic acid residues remaining after removal of anhydride groups from tetracarboxylic dianhydride, etc.
  • the structure corresponding to X1 may contain only one type of tetracarboxylic acid residue, or may contain two or more types of tetracarboxylic acid residues.
  • the tetracarboxylic dianhydride is preferably represented by the following formula (O).
  • R 115 represents a tetravalent organic group.
  • the preferred range of R 115 is the same as that of X 1 .
  • tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfide tetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylmethane tetracarboxylic dianhydride, 2, 2',3,3'-diphenylmethane tetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyl tetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dian
  • tetracarboxylic dianhydrides (DAA-1) to (DAA-5) described in paragraph 0038 of WO 2017/038598 are also preferred examples.
  • X 1 is preferably a tetracarboxylic acid residue having 1 to 4 aromatic rings.
  • Y1 represents an organic group, more specifically, an organic group having a valence of 2+b. Since b represents an integer of 0 or more, the following description will be given taking as an example a case where b represents 0 (i.e., a case where Y1 represents a divalent organic group) (when b represents an integer of 1 or more, Y1 is obtained by substituting b arbitrary hydrogen atoms of Y1 described below with b -W2- ( P2 - Q2 ) n ).
  • Examples of the divalent organic group represented by Y 1 include a linear or branched aliphatic group, a cyclic aliphatic group, and a group containing an aromatic group.
  • a linear or branched aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms, or a group consisting of a combination thereof is preferred, and a group containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms is more preferred.
  • the aromatic group may be an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group.
  • the aromatic heterocyclic group preferably contains one or more heteroatoms selected from the group consisting of nitrogen atoms, sulfur atoms, and oxygen atoms in the ring members.
  • the number of ring members of the aromatic group is preferably 5 to 20, and more preferably 6 to 15.
  • the linear or branched aliphatic group may have a hydrocarbon group in the chain substituted with a group containing a heteroatom, and the cyclic aliphatic group and aromatic group may have a hydrocarbon group in the ring substituted with a group containing a heteroatom.
  • Y1 include groups represented by -Ar- and -Ar-L-Ar-, and the group represented by -Ar-L-Ar- is preferred.
  • each Ar is independently an aromatic group
  • L is a single bond, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S-, -SO 2 - or -NHCO-, or a group consisting of a combination of two or more of the above.
  • the preferred ranges for these are as described above.
  • Y1 is preferably derived from a diamine.
  • the diamine include linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic or aromatic diamines. Only one type of diamine may be used, or two or more types of diamines may be used.
  • Y1 is preferably a diamine containing a linear or branched aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms, or a group consisting of a combination thereof, and more preferably a diamine containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms.
  • the linear or branched aliphatic group may have a hydrocarbon group in the chain substituted with a group containing a hetero atom
  • the cyclic aliphatic group and aromatic group may have a hydrocarbon group in the ring substituted with a group containing a hetero atom.
  • groups containing an aromatic group include the following.
  • * represents a bonding site with other structures.
  • diamines include 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, and 1,6-diaminohexane; 1,2- or 1,3-diaminocyclopentane, 1,2-, 1,3-, or 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-, 1,3-, or 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, bis-(4-aminocyclohexyl)methane, bis-(3-aminocyclohexyl)methane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethylcyclohexylmethane, and isophoronediamine; m- or p-phenylenediamine, diaminotoluene, 4,4'- or 3,3'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino
  • diamines (DA-1) to (DA-18) described in paragraphs 0030 to 0031 of WO 2017/038598.
  • diamines having two or more alkylene glycol units in the main chain are also preferably used.
  • diamines having two or more alkylene glycol units in the main chain as described in paragraphs 0032 to 0034 of WO 2017/038598.
  • Y1 is preferably represented by -Ar-L-Ar-.
  • each Ar is independently an aromatic group
  • L is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S-, -SO 2 - or -NHCO-, or a group consisting of a combination of two or more of the above.
  • Ar is preferably a phenylene group
  • L is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S- or -SO 2 -.
  • the aliphatic hydrocarbon group here is preferably an alkylene group.
  • Y1 is preferably a divalent organic group represented by the following formula (51) or formula (61).
  • Y1 is more preferably a divalent organic group represented by formula (61).
  • R 50 to R 57 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group, at least one of R 50 to R 57 is a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and * each independently represents a bonding site with a nitrogen atom.
  • the monovalent organic group for R 50 to R 57 include an unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms) and a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms).
  • R 58 and R 59 each independently represent a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and each * independently represents a bonding site to the nitrogen atom.
  • diamines that give the structure of formula (51) or formula (61) include 2,2'-dimethylbenzidine, 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis(fluoro)-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminooctafluorobiphenyl, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Y1 is also preferably a diamine residue having at least two alkylene glycol units in the main chain (a group remaining after removal of the amino groups of the diamine) in order to more effectively suppress the occurrence of warping during firing. It is also preferably a diamine residue containing two or more ethylene glycol chains, propylene glycol chains, or both in one molecule, and more preferably a diamine residue of the above diamine that does not contain an aromatic ring.
  • Diamines containing two or more ethylene glycol chains, propylene glycol chains, or both in one molecule include, but are not limited to, Jeffamine (registered trademark) KH-511, ED-600, ED-900, ED-2003, EDR-148, EDR-176, D-200, D-400, D-2000, D-4000 (all trade names, manufactured by HUNTSMAN Co., Ltd.), 1-(2-(2-(2-aminopropoxy)ethoxy)propoxy)propan-2-amine, 1-(1-(1-(2-aminopropoxy)propan-2-yl)oxy)propan-2-amine, etc.
  • P1 and P2 each independently represent a group containing a site (bond) having an activation energy (also referred to as "Ea") upon dissociation of 40 to 60 kcal/mol.
  • P1 and P2 have a moiety with Ea of 40 to 60 kcal/mol, and therefore are easily dissociated (decomposed), for example, when heated at 230° C. for 1 hour.
  • a resin composition containing a resin (A) having a structure represented by formula (1) is formed into a film, exposed to light at 100 mJ/cm 2 , and heated at 230° C.
  • P1 and P2 preferably have a moiety with Ea of 42 to 58 kcal/mol, more preferably have a moiety with Ea of 45 to 55 kcal/mol, and even more preferably have a moiety with Ea of 48 to 52 kcal/mol.
  • the method for calculating the activation energy (Ea) will be described below. All calculations were performed using Gaussian 09 (rev. C), and the default settings of Gaussian 09 (rev. C) were used except for the following settings.
  • Ea was obtained from the difference in Gibbs free energy between the stable structure before dissociation of the bond for which Ea was to be calculated and the transition state of dissociation.
  • the dissociation energy of the bond for which Ea is to be calculated calculated using the following method, is used as Ea. All calculations were performed using Gaussian 09 (rev. C), and the default settings of Gaussian 09 (rev. C) were used except for the following settings. Structure optimization and vibration calculations were performed using density functional theory (DFT), and calculations were performed in a vacuum state using ⁇ B97XD as the functional and 6-31G* as the basis function.
  • DFT density functional theory
  • P1 and P2 are not particularly limited as long as they are groups having a moiety with Ea of 40 to 60 kcal/mol, but each of them preferably independently represents a group having at least one selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (3) and a structure represented by the following formula (4):
  • the structure represented by the following formula (3) and the structure represented by the following formula (4) preferably have a moiety having Ea of 40 to 60 kcal/mol.
  • A1 and B1 each independently represent an oxygen atom or NR4 .
  • R4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • A2 and B2 each independently represent an oxygen atom or NH.
  • R3 represents a divalent hydrocarbon group.
  • * 1 and * 2 indicate binding positions.
  • R4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • the monovalent organic group represented by R4 is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.
  • the number of carbon atoms in the monovalent organic group represented by R4 may be 1 to 20.
  • R4 represents a hydrogen atom.
  • R 3 represents a divalent hydrocarbon group.
  • the divalent hydrocarbon group represented by R 3 is not particularly limited, and examples thereof include an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, and a group formed by combining two or more of these.
  • the number of carbon atoms in the divalent hydrocarbon group represented by R 3 may be 1 to 30, or 1 to 20. It is preferable that R 3 represents a divalent hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms.
  • At least one of A 1 and B 1 in formula (3) represents an oxygen atom
  • at least one of A 2 and B 2 in formula (4) represents an oxygen atom
  • the structure represented by formula (3) satisfies at least one of the following (i) and (ii), and the structure represented by formula (4) satisfies at least one of the following (iii) and (iv).
  • A1 represents an oxygen atom, and * 1 indicates the bonding position to the aromatic ring.
  • B1 represents an oxygen atom, and * 2 indicates the bonding position to the aromatic ring.
  • A2 represents an oxygen atom, and * 1 indicates the bonding position to the aromatic ring.
  • B2 represents an oxygen atom, and * 2 indicates the bonding position to the aromatic ring.
  • A1 and B1 in formula (3) represent an oxygen atom, or one of A1 and B1 represents an oxygen atom and the other represents NH, and it is more preferable that one of A1 and B1 represents an oxygen atom and the other represents NH.
  • * 1 may indicate a bonding position closer to W1 or W2 than * 2 .
  • * 1 is closer to W1 or W2 than * 2
  • * 1 represents a bonding position with W1 or W2 , or the minimum value of the number of atoms present between the atom to which * 1 is bonded and the atom constituting W1 or W2 is smaller than the minimum value of the number of atoms present between the atom to which * 2 is bonded and the atom constituting W1 or W2 .
  • * 2 may represent a bonding position closer to W1 or W2 than * 1 .
  • * 2 is closer to W1 or W2 than * 1 " means that * 2 represents a bonding position with W1 or W2 , or that the minimum number of atoms between the atom to which * 2 is bonded and an atom constituting W1 or W2 is smaller than the minimum number of atoms between the atom to which * 1 is bonded and an atom constituting W1 or W2 .
  • one of A2 and B2 in formula (4) is an oxygen atom and the other is NH.
  • A2 represents an oxygen atom
  • B2 represents NH
  • * 1 may indicate a bonding position closer to W1 or W2 than * 2 .
  • * 2 may indicate a bonding position closer to W1 or W2 than * 1 .
  • W 1 and W 2 each independently represent a single bond or a divalent organic group.
  • the divalent organic group represented by W1 and W2 is not particularly limited, and examples thereof include a carbonyl group, an ester group, an amide group, an alkylene group, an arylene group, a cycloalkylene group, an alkyleneoxy group, an aryleneoxy group, a cycloalkyleneoxy group, and a group formed by combining two or more of these groups. These organic groups may further have a substituent.
  • the number of carbon atoms of the divalent organic groups represented by W 1 and W 2 is not particularly limited, and may be, for example, 1 to 100 carbon atoms.
  • Q 1 and Q 2 each independently represent a monovalent organic group, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, a thiol group, or a hydrogen atom.
  • the monovalent organic group represented by Q1 and Q2 is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, an aryl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a cycloalkyloxy group, an acyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, an alkynyl group, and a group formed by combining two or more of these groups. These organic groups may further have a substituent.
  • At least one of Q1 and Q2 in formula (1) preferably represents a monovalent organic group containing at least one selected from the group consisting of an ethylenically unsaturated group, a carboxy group, an epoxy group, and a hydroxy group.
  • the ethylenically unsaturated group include a vinyl group, an allyl group, a vinylphenyl group, a (meth)acryloyl group, a maleimide group, and a (meth)acrylamide group.
  • a (meth)acryloyl group, a (meth)acrylamide group, and a vinylphenyl group are preferred.
  • a and b each independently represent an integer of 0 or more, provided that at least one of a and b represents an integer of 1 or more.
  • a and b each independently may represent an integer of 0 or more and 100 or less.
  • m and n each independently represent an integer of 1 or more, and may represent an integer of 1 or more and 100 or less.
  • At least one of X 1 and Y 1 has an OH group. More specifically, preferred examples of Y 1 include 2,2-bis(3-hydroxy-4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(3-hydroxy-4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, and the above (DA-1) to (DA-18), and more preferred examples of X 1 include the above (DAA-1) to (DAA-5).
  • the polyimide may be an alkali-soluble polyimide, or may be a polyimide that is soluble in a developer containing an organic solvent as a main component.
  • the alkali-soluble polyimide refers to a polyimide that dissolves at 0.1 g or more in 100 g of a 2.38 mass % aqueous tetramethylammonium solution at 23° C., and from the viewpoint of pattern formability, a polyimide that dissolves at 0.5 g or more is preferable, and a polyimide that dissolves at 1.0 g or more is more preferable.
  • the upper limit of the dissolution amount is not particularly limited, but it is preferably 100 g or less.
  • the polyimide is preferably a polyimide having a plurality of imide structures in the main chain.
  • the term "main chain” refers to the relatively longest bonding chain in a resin molecule, and the term “side chain” refers to any other bonding chain.
  • the polyimide contains fluorine atoms.
  • the fluorine atom is, for example, preferably contained in X1 or Y1 , and more preferably contained in X1 or Y1 as a fluorinated alkyl group.
  • the amount of fluorine atoms relative to the total mass of the polyimide is preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less.
  • the polyimide contains a silicon atom. It is more preferable that the silicon atom is contained in, for example, X1 or Y1 as an organically modified (poly)siloxane structure.
  • the silicon atom or the organic modified (poly)siloxane structure may be contained in a side chain of the polyimide, but is preferably contained in the main chain of the polyimide.
  • the amount of silicon atoms relative to the total mass of the polyimide is preferably 1 mass % or more, and more preferably 20 mass % or less.
  • the polyimide preferably has an ethylenically unsaturated bond.
  • the ethylenically unsaturated bond preferably has radical polymerizability.
  • An ethylenically unsaturated bond is preferably contained in at least one of X1 and Y1 , and more preferably contained as a group having an ethylenically unsaturated bond in at least one of X1 and Y1 .
  • the ethylenically unsaturated bond is more preferably contained in Y1 , and further preferably contained in Y1 as a group having an ethylenically unsaturated bond.
  • Examples of the group having an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, an allyl group, a group having an optionally substituted vinyl group directly bonded to an aromatic ring such as a vinylphenyl group, a (meth)acrylamide group, a (meth)acryloyloxy group, and a group represented by the following formula (IV).
  • R 20 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a methylol group, and is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 21 represents an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, -O-CH 2 CH(OH)CH 2 -, -C( ⁇ O)O-, -O(C ⁇ O)NH-, a (poly)alkyleneoxy group having 2 to 30 carbon atoms (the number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 2 to 12, more preferably 2 to 6, and particularly preferably 2 or 3; the number of repetitions in the alkyleneoxy group is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 3), or a group consisting of a combination of two or more of these.
  • the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms may be any of linear, branched, and cyclic alkylene groups, and alkylene groups represented by a combination thereof.
  • the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms is preferably an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
  • R 21 is preferably a group represented by any one of the following formulae (R1) to (R3), and more preferably a group represented by formula (R1).
  • L represents a single bond, an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, a (poly)alkyleneoxy group having 2 to 30 carbon atoms, or a group in which two or more of these are bonded together;
  • X represents an oxygen atom or a sulfur atom; * represents a bonding site with another structure; and
  • represents a bonding site with the oxygen atom to which R21 in formula (IV) is bonded.
  • formulas (R1) to (R3) preferred embodiments of the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms or the (poly)alkyleneoxy group having 2 to 30 carbon atoms as L are the same as the preferred embodiments of the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms or the (poly)alkyleneoxy group having 2 to 30 carbon atoms as R 21 in formula (IV).
  • X is preferably an oxygen atom.
  • * has the same meaning as * in formula (IV), and preferred embodiments are also the same.
  • the structure represented by formula (R1) can be obtained, for example, by reacting a polyimide having a hydroxy group such as a phenolic hydroxy group with a compound having an isocyanato group and an ethylenically unsaturated bond (for example, 2-isocyanatoethyl methacrylate).
  • the structure represented by formula (R2) can be obtained, for example, by reacting a polyimide having a carboxy group with a compound having a hydroxy group and an ethylenically unsaturated bond (for example, 2-hydroxyethyl methacrylate, etc.).
  • the structure represented by formula (R3) can be obtained, for example, by reacting a polyimide having a hydroxy group such as a phenolic hydroxy group with a compound having a glycidyl group and an ethylenically unsaturated bond (for example, glycidyl methacrylate, etc.).
  • * represents a bonding site with another structure, and is preferably a bonding site with the main chain of the polyimide.
  • the amount of ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of the polyimide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, and more preferably 0.0005 to 0.05 mol/g.
  • the polyimide may have a polymerizable group other than the group having an ethylenically unsaturated bond.
  • the polymerizable group other than the group having an ethylenically unsaturated bond include an epoxy group, a cyclic ether group such as an oxetanyl group, an alkoxymethyl group such as a methoxymethyl group, and a methylol group.
  • the polymerizable group other than the group having an ethylenically unsaturated bond is preferably included in Y1 , for example.
  • the amount of polymerizable groups other than groups having ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of the polyimide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, and more preferably 0.001 to 0.05 mol/g.
  • the polyimide may have a polarity conversion group such as an acid-decomposable group.
  • the acid-decomposable group in the polyimide is not particularly limited as long as it is decomposed by the action of an acid to generate an alkali-soluble group such as a phenolic hydroxy group or a carboxy group, but is preferably an acetal group, a ketal group, a silyl group, a silyl ether group, a tertiary alkyl ester group, or the like, and is more preferably an acetal group or a ketal group from the viewpoint of exposure sensitivity.
  • the acid-decomposable group examples include a tert-butoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, an ethoxyethyl group, a methoxyethyl group, an ethoxymethyl group, a trimethylsilyl group, a tert-butoxycarbonylmethyl group, a trimethylsilyl ether group, etc. From the viewpoint of exposure sensitivity, an ethoxyethyl group or a tetrahydrofuranyl group is preferred.
  • the polarity conversion group is contained in, for example, X 1 , Y 1 , or the terminal of the polyimide.
  • the acid value of the polyimide is preferably 30 mgKOH/g or more, more preferably 50 mgKOH/g or more, and even more preferably 70 mgKOH/g or more.
  • the acid value is preferably 500 mgKOH/g or less, more preferably 400 mgKOH/g or less, and even more preferably 200 mgKOH/g or less.
  • the acid value of the polyimide is preferably from 1 to 35 mgKOH/g, more preferably from 2 to 30 mgKOH/g, and even more preferably from 5 to 20 mgKOH/g.
  • the acid value is measured by a known method, for example, the method described in JIS K 0070:1992.
  • the acid group contained in the polyimide is preferably an acid group having a pKa of 0 to 10, more preferably 3 to 8, from the viewpoint of achieving both storage stability and developability.
  • pKa is the equilibrium constant Ka of a dissociation reaction in which a hydrogen ion is released from an acid, expressed as its negative common logarithm pKa.
  • pKa is a value calculated using ACD/ChemSketch (registered trademark) unless otherwise specified.
  • ACD/ChemSketch registered trademark
  • pKa the value listed in "Revised 5th Edition Chemistry Handbook: Basics" compiled by the Chemical Society of Japan may be referred to.
  • the acid group is a polyacid, such as phosphoric acid
  • the pKa is the first dissociation constant.
  • the polyimide preferably contains at least one type selected from the group consisting of a carboxy group and a phenolic hydroxy group, and more preferably contains a phenolic hydroxy group.
  • the polyimide preferably has a phenolic hydroxy group.
  • the polyimide may have a phenolic hydroxy group at the end of the main chain or on a side chain.
  • the phenolic hydroxy group is preferably contained in, for example, X1 or Y1 .
  • the amount of the phenolic hydroxy group relative to the total mass of the polyimide is preferably 0.1 to 30 mol/g, and more preferably 1 to 20 mol/g.
  • the polyimide has fluorine atoms in its structure.
  • the content of fluorine atoms in the polyimide is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or less.
  • the polyimide may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure.
  • diamine components include bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane and bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane.
  • the main chain ends of the polyimide are blocked with a terminal blocking agent such as a monoamine, an acid anhydride, a monocarboxylic acid, a monoacid chloride compound, or a monoactive ester compound.
  • a terminal blocking agent such as a monoamine, an acid anhydride, a monocarboxylic acid, a monoacid chloride compound, or a monoactive ester compound.
  • monoamine compounds include aniline, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 5-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-7-aminonaphthalene, 1-hydroxy-6-aminonaphthalene, 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-7-aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-carboxy-7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6-aminonaphthalene, 1-carboxy -5-aminonaphthalene, 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminonaphthalene, 2-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4-amino
  • the imidization rate of the polyimide (also referred to as the "ring closure rate") is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 90% or more. There is no particular upper limit to the imidization rate, and it is sufficient if it is 100% or less.
  • the imidization rate is measured, for example, by the following method. The infrared absorption spectrum of the polyimide is measured to determine the peak intensity P1 near 1377 cm ⁇ 1 , which is an absorption peak derived from the imide structure. Next, the polyimide is heat-treated at 350° C.
  • the polyimide may contain only one type of repeating unit represented by formula (1), or may contain two or more types. In addition to the repeating unit represented by formula (1), the polyimide may contain other types of repeating units. Examples of other types of repeating units include repeating units represented by formula (2).
  • Polyimides can be synthesized, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride with diamine (partially substituted with a terminal blocking agent that is a monoamine) at low temperature, by reacting tetracarboxylic dianhydride (partially substituted with a terminal blocking agent that is an acid anhydride, a monoacid chloride compound, or a monoactive ester compound) with diamine at low temperature, by obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride with alcohol and then reacting it with diamine (partially substituted with a terminal blocking agent that is a monoamine) in the presence of a condensing agent, by obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride with alcohol and then converting the remaining dicarboxylic acid into an acid chloride and reacting it with diamine (partially substituted with a terminal blocking agent that is a monoamine), or by using a method in which a polyimide precursor is
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polyimide is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 50,000, and even more preferably 15,000 to 40,000. By making the weight average molecular weight 5,000 or more, the folding resistance of the film after curing can be improved. In order to obtain an organic film having excellent mechanical properties (e.g., breaking elongation), the weight average molecular weight is particularly preferably 15,000 or more.
  • the number average molecular weight (Mn) of the polyimide is preferably from 2,000 to 40,000, more preferably from 3,000 to 30,000, and even more preferably from 4,000 to 20,000.
  • the polyimide preferably has a molecular weight dispersity of 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, and even more preferably 2.0 or more.
  • the upper limit of the polyimide molecular weight dispersity is not particularly limited, but is, for example, preferably 7.0 or less, more preferably 6.5 or less, and even more preferably 6.0 or less.
  • the dispersity of molecular weight is a value calculated by weight average molecular weight/number average molecular weight.
  • the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity of at least one of the polyimides are within the above ranges. It is also preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity calculated by treating the multiple polyimides as one resin are each within the above ranges.
  • the repeating unit represented by formula (2) will be described.
  • the resin (A) is a resin having a repeating unit represented by formula (2)
  • the resin (A) is a polyamide, and therefore in the following description, the resin (A) having a repeating unit represented by formula (2) is also referred to as "polyamide.”
  • the resin (A) is preferably a polyimide precursor.
  • X2 in formula (2) represents an organic group, more specifically, a 4+c-valent organic group, where c represents an integer of 0 or more, and therefore, hereinafter, a case where c represents 0 (i.e., a case where X2 represents a tetravalent organic group) will be described as an example (when c represents an integer of 1 or more, X2 is obtained by substituting c arbitrary hydrogen atoms of X2 described below with c -W3- ( P3 - Q3 ) p ).
  • the description, specific examples and preferred ranges of the tetravalent organic group represented by X2 are the same as those of the tetravalent organic group represented by X1 in the above-mentioned formula (1).
  • Y2 represents an organic group, more specifically, an organic group having a valence of 2+d. Since d represents an integer of 0 or more, the following description will be given taking as an example a case where d represents 0 (i.e., a case where Y2 represents a divalent organic group) (when d represents an integer of 1 or more, Y2 is obtained by substituting d arbitrary hydrogen atoms of Y2 described below with d -W4- ( P4 - Q4 ) q ). The description, specific examples and preferred range of the divalent organic group represented by Y2 are the same as those for Y1 in the above formula (1).
  • R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • the monovalent organic group is preferably a group containing an alkyl group (which may be linear or branched), a cycloalkyl group, an aromatic group, or a polyalkyleneoxy group.
  • the monovalent organic group represented by R 1 and R 2 may further have a substituent.
  • the number of carbon atoms of the monovalent organic group represented by R 1 and R 2 may be 1 to 50 or 1 to 30.
  • R1 and R2 represent a hydrogen atom.
  • At least one of Q1 and Q2 in formula (1) represents a monovalent organic group containing at least one group selected from the group consisting of an ethylenically unsaturated group, a carboxy group, an epoxy group, and a hydroxy group; At least one of Q 3 and Q 4 in formula (2) preferably represents a monovalent organic group containing at least one group selected from the group consisting of an ethylenically unsaturated group, a carboxy group, an epoxy group, and a hydroxy group.
  • c and d each independently represent an integer of 0 or more, provided that at least one of c and d represents an integer of 1 or more.
  • c and d each independently may represent an integer of 0 or more and 100 or less.
  • p and q each independently represent an integer of 1 or more, and may represent an integer of 1 or more and 100 or less.
  • At least one of X2 and Y2 may have an OH group. More specifically, Y2 may be a residue of a bisaminophenol derivative. It is also possible that at least one of R1 and R2 has an OH group.
  • At least one of X2 and Y2 preferably contains a polymerizable group, and both preferably contain a polymerizable group. It is also preferable that at least one of X2 and Y2 contains two or more polymerizable groups. It is also preferred that at least one of R1 and R2 contains a polymerizable group, or that both of them contain a polymerizable group. It is also preferred that at least one of R1 and R2 contains two or more polymerizable groups.
  • the polymerizable group is a group (crosslinkable group) capable of crosslinking by the action of heat, radicals, etc., and is preferably a radically polymerizable group.
  • the polymerizable group examples include a group having an ethylenically unsaturated bond, an alkoxymethyl group, a hydroxymethyl group, an acyloxymethyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, a benzoxazolyl group, a blocked isocyanate group, and an amino group.
  • a group having an ethylenically unsaturated bond is preferable.
  • Examples of the group having an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, an allyl group, an isoallyl group, a 2-methylallyl group, a group having an aromatic ring directly bonded to a vinyl group (for example, a vinylphenyl group), a (meth)acrylamide group, a (meth)acryloyloxy group, and a group represented by the following formula (III), and the group represented by the following formula (III) is preferred.
  • R 200 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a methylol group, and is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • * represents a bonding site with another structure.
  • R 201 represents an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, —CH 2 CH(OH)CH 2 —, a cycloalkylene group or a polyalkyleneoxy group.
  • R 201 examples include alkylene groups such as ethylene group, propylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, and dodecamethylene group, 1,2-butanediyl group, 1,3-butanediyl group, -CH 2 CH(OH)CH 2 -, and polyalkyleneoxy groups, of which alkylene groups such as ethylene group and propylene group, -CH 2 CH(OH)CH 2 -, cyclohexyl group, and polyalkyleneoxy groups are more preferred, and alkylene groups such as ethylene group and propylene group, or polyalkyleneoxy groups are even more preferred.
  • alkylene groups such as ethylene group, propylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, and dodecamethylene group, 1,2-butanediyl group, 1,3-but
  • the polyalkyleneoxy group refers to a group in which two or more alkyleneoxy groups are directly bonded.
  • the alkylene groups in the multiple alkyleneoxy groups contained in the polyalkyleneoxy group may be the same or different.
  • the arrangement of the alkyleneoxy groups in the polyalkyleneoxy group may be a random arrangement, an arrangement having blocks, or an arrangement having a pattern such as alternating.
  • the number of carbon atoms in the alkylene group (including the number of carbon atoms in the substituent, when the alkylene group has a substituent) is preferably 2 or more, more preferably 2 to 10, more preferably 2 to 6, even more preferably 2 to 5, still more preferably 2 to 4, still more preferably 2 or 3, and particularly preferably 2.
  • the alkylene group may have a substituent, and preferred examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, and a halogen atom.
  • the number of alkyleneoxy groups contained in the polyalkyleneoxy group (the number of repetitions of the polyalkyleneoxy group) is preferably 2-20, more preferably 2-10, and even more preferably 2-6.
  • the polyalkyleneoxy group is preferably a polyethyleneoxy group, a polypropyleneoxy group, a polytrimethyleneoxy group, a polytetramethyleneoxy group, or a group in which multiple ethyleneoxy groups and multiple propyleneoxy groups are bonded, more preferably a polyethyleneoxy group or a polypropyleneoxy group, and even more preferably a polyethyleneoxy group.
  • the ethyleneoxy groups and the propyleneoxy groups may be arranged randomly, may be arranged in blocks, or may be arranged in a pattern such as alternating. The preferred embodiment of the number of repetitions of the ethyleneoxy group in these groups is as described above.
  • At least one of X2 and Y2 may have a polarity conversion group such as an acid-decomposable group.
  • a polarity conversion group such as an acid-decomposable group.
  • the description, specific examples and preferred range of the acid-decomposable group are the same as those for X1 and Y1 described above.
  • the polyamide has fluorine atoms in its structure.
  • the fluorine atom content in the polyamide is preferably 10% by mass or more, and 20% by mass or less.
  • the polyamide may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure.
  • Specific examples include those using bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, etc. as the diamine.
  • the polyamide may contain only one type of repeating unit represented by formula (2), or may contain two or more types.
  • the polyamide may contain other types of repeating units in addition to the repeating unit represented by formula (2).
  • One embodiment of the polyamide is one in which the content of the repeating units represented by formula (2) is 50 mol% or more of the total repeating units.
  • the total content is more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably more than 90 mol%.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polyamide is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 50,000, and even more preferably 15,000 to 40,000.
  • the number average molecular weight (Mn) of the polyamide is preferably 2,000 to 40,000, more preferably 3,000 to 30,000, and even more preferably 4,000 to 20,000.
  • the polyamide molecular weight dispersity is preferably 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, and even more preferably 2.0 or more.
  • the upper limit of the polyamide molecular weight dispersity is not particularly specified, but is, for example, preferably 7.0 or less, more preferably 6.5 or less, and even more preferably 6.0 or less.
  • the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity of at least one of the polyamides are within the above ranges. It is also preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and dispersity calculated by treating the multiple polyamides as one resin are each within the above ranges.
  • Polyamides can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride with a diamine at low temperature, by reacting tetracarboxylic dianhydride with a diamine at low temperature to obtain a polyamic acid, and then esterifying the polyamic acid with a condensing agent or an alkylating agent, by obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride with an alcohol, and then reacting the diamine in the presence of a condensing agent, by obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride with an alcohol, and then acid-halogenating the remaining dicarboxylic acid with a halogenating agent, and then reacting the diamine, etc.
  • the method of obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride with an alcohol, and then acid-halogenating the remaining dicarboxylic acid with a halogenating agent, and then reacting the diamine is more preferable.
  • the condensing agent include dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, 1-ethoxycarbonyl-2-ethoxy-1,2-dihydroquinoline, 1,1-carbonyldioxy-di-1,2,3-benzotriazole, N,N'-disuccinimidyl carbonate, and trifluoroacetic anhydride.
  • alkylating agent examples include N,N-dimethylformamide dimethyl acetal, N,N-dimethylformamide diethyl acetal, N,N-dialkylformamide dialkyl acetal, trimethyl orthoformate, and triethyl orthoformate.
  • halogenating agent examples include thionyl chloride, oxalyl chloride, phosphorus oxychloride, and the like.
  • the organic solvent may be one type or two or more types.
  • the organic solvent can be appropriately selected depending on the raw material, and examples thereof include pyridine, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, ethyl propionate, dimethylacetamide, dimethylformamide, tetrahydrofuran, and ⁇ -butyrolactone.
  • a basic compound may be one type or two or more types.
  • the basic compound can be appropriately selected depending on the raw material, and examples thereof include triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene, and N,N-dimethyl-4-aminopyridine.
  • -End-capping agent- In the method for producing polyamide, it is preferable to cap the carboxylic acid anhydride, acid anhydride derivative, or amino group remaining at the resin terminal of the polyamide in order to further improve storage stability.
  • examples of the terminal capping agent include monoalcohols, phenols, thiols, thiophenols, monoamines, etc., and it is more preferable to use monoalcohols, phenols, or monoamines in terms of reactivity and film stability.
  • Examples of preferred monoalcohol compounds include primary alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol, dodecinol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol, 2-methoxyethanol, 2-chloromethanol, and furfuryl alcohol; secondary alcohols such as isopropanol, 2-butanol, cyclohexyl alcohol, cyclopentanol, and 1-methoxy-2-propanol; and tertiary alcohols such as t-butyl alcohol and adamantane alcohol.
  • primary alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol, dodecinol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol, 2-methoxyethanol, 2-chloromethanol, and furfuryl alcohol
  • secondary alcohols such as isopropanol, 2-butanol, cyclo
  • Preferred phenolic compounds include phenols such as phenol, methoxyphenol, methylphenol, naphthalene-1-ol, naphthalene-2-ol, and hydroxystyrene.
  • Preferred monoamine compounds include aniline, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 5-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-7-aminonaphthalene, 1-hydroxy-6-aminonaphthalene, 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-7-aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-carboxy-7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6-aminonaphthalene, 1-carboxy-5-aminonaphthalene, Examples of such an acid include 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-car
  • blocking agents for the amino group include carboxylic acid anhydrides, carboxylic acid chlorides, carboxylic acid bromides, sulfonic acid chlorides, sulfonic acid anhydrides, sulfonic acid carboxylic acid anhydrides, and the like, and more preferred are carboxylic acid anhydrides and carboxylic acid chlorides.
  • Preferred compounds of carboxylic acid anhydrides include acetic anhydride, propionic anhydride, oxalic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, benzoic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, and the like.
  • carboxylic acid chloride examples include acetyl chloride, acrylic acid chloride, propionyl chloride, methacrylic acid chloride, pivaloyl chloride, cyclohexanecarbonyl chloride, 2-ethylhexanoyl chloride, cinnamoyl chloride, 1-adamantanecarbonyl chloride, heptafluorobutyryl chloride, stearic acid chloride, and benzoyl chloride.
  • the method for producing polyamide may include a step of precipitating a solid. Specifically, after filtering off the water-absorbing by-product of the dehydration condensation agent coexisting in the reaction liquid as necessary, the obtained polymer component is poured into a poor solvent such as water, aliphatic lower alcohol, or a mixture thereof to precipitate the polymer component as a solid, and then dried to obtain polyamide. In order to improve the degree of purification, the polyamide may be repeatedly subjected to operations such as redissolving, reprecipitating, and drying. Furthermore, the method may include a step of removing ionic impurities using an ion exchange resin.
  • At least one terminal of the resin (A) may have at least one crosslinkable group.
  • the crosslinkable group may contain at least one selected from the group consisting of an ethylenically unsaturated group, a carboxy group, an epoxy group, and a hydroxy group.
  • the content of the resin (A) in the resin composition of the present invention is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more, based on the total solid content of the resin composition.
  • the content of the resin (A) in the resin composition of the present invention is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, even more preferably 98% by mass or less, even more preferably 97% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less, based on the total solid content of the resin composition.
  • the resin composition of the present invention may contain only one type of resin (A), or may contain two or more types. When two or more types are contained, the total amount is preferably in the above range.
  • the resin composition of the present invention may contain a resin (also referred to as “resin (Ab)”) having at least one selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (1) and a structure represented by the following formula (2).
  • X 1 , X 2 , Y 1 and Y 2 each independently represent an organic group.
  • W 1 , W 2 , W 3 and W 4 each independently represent a single bond or a divalent organic group.
  • P 1 , P 2 , P 3 and P 4 each independently represent a group having at least one type of structure selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (3) and a structure represented by the following formula (4).
  • Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 each independently represent a monovalent organic group, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, a thiol group or a hydrogen atom.
  • a, b, c, and d each independently represent an integer of 0 or more, provided that at least one of a and b represents an integer of 1 or more, and at least one of c and d represents an integer of 1 or more.
  • m, n, p and q each independently represent an integer of 1 or more.
  • A1 and B1 each independently represent an oxygen atom or NR4 .
  • R4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • A2 and B2 each independently represent an oxygen atom or NH.
  • R3 represents a divalent hydrocarbon group.
  • * 1 and * 2 indicate binding positions.
  • Resin (Ab) is the same as Resin (A) described above, except that the definition of P 1 , P 2 , P 3 and P 4 in formulas (1) and (2) of Resin (A) has been changed from "representing a group containing a moiety having an activation energy of 40 to 60 kcal/mol upon dissociation" to "representing a group having at least one selected from the group consisting of a structure represented by formula (3) and a structure represented by formula (4)".
  • the explanation of resin (Ab) is the same as that of resin (A) described above, except for "P 1 , P 2 , P 3 and P 4 " in formulas (1) and (2).
  • the explanation of the structure represented by formula (3) and the structure represented by formula (4) in resin (Ab) is the same as that of the structure represented by formula (3) and the structure represented by formula (4) described in the explanation of resin (A) above.
  • Resin (Ab) is represented by the formula (1), wherein at least one of Q1 and Q2 represents a monovalent organic group containing at least one group selected from the group consisting of an ethylenically unsaturated group, a carboxy group, an epoxy group, and a hydroxy group; At least one of Q 3 and Q 4 in formula (2) preferably represents a monovalent organic group containing at least one group selected from the group consisting of an ethylenically unsaturated group, a carboxy group, an epoxy group, and a hydroxy group.
  • the content of the resin (Ab) in the resin composition of the present invention is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more, based on the total solid content of the resin composition.
  • the content of the resin (Ab) in the resin composition of the present invention is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, even more preferably 98% by mass or less, even more preferably 97% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less, based on the total solid content of the resin composition.
  • the resin composition of the present invention may contain only one type of resin (Ab), or may contain two or more types. When two or more types are contained, the total amount is preferably in the above range.
  • a resin corresponding to at least one of resin (A) and resin (Ab) is also referred to as a "specific resin".
  • the content of the specific resin in the resin composition of the present invention is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more, based on the total solid content of the resin composition.
  • the content of the specific resin in the resin composition of the present invention is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, even more preferably 98% by mass or less, even more preferably 97% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less, based on the total solid content of the resin composition.
  • the resin composition of the present invention may contain only one type of specific resin, or may contain two or more types. When two or more types are contained, it is preferable that the total amount is within the above range.
  • the resin composition of the present invention contains at least two types of resins.
  • the resin composition of the present invention may contain a total of two or more types of the specific resin and the other resin described below, or may contain two or more types of the specific resin, but it is preferable that the resin composition contains two or more types of the specific resin.
  • the resin composition of the present invention contains two or more specific resins, it is preferable that the resin composition contains, for example, two or more polyamides having different dianhydride-derived structures (X 2 in formula (2)).
  • the resin composition of the present invention may contain the specific resin and another resin different from the specific resin (hereinafter, simply referred to as "another resin").
  • the other resins include phenolic resins, polyamides, epoxy resins, polysiloxanes, resins containing a siloxane structure, (meth)acrylic resins, (meth)acrylamide resins, urethane resins, butyral resins, styryl resins, polyether resins, polyester resins, polybenzoxazoles, polyimides, polyamides, and polyimide amides.
  • a resin composition having excellent coatability can be obtained, and a pattern (cured product) having excellent solvent resistance can be obtained.
  • a (meth)acrylic resin having a weight average molecular weight of 20,000 or less and a high polymerizable group value for example, the molar amount of polymerizable groups per 1 g of resin is 1 ⁇ 10 ⁇ 3 mol/g or more
  • the coatability of the resin composition and the solvent resistance of the pattern (cured product) can be improved.
  • the content of the other resins is preferably 0.01 mass% or more, more preferably 0.05 mass% or more, even more preferably 1 mass% or more, still more preferably 2 mass% or more, even more preferably 5 mass% or more, and even more preferably 10 mass% or more, based on the total solid content of the resin composition.
  • the content of other resins in the resin composition of the present invention is preferably 80 mass% or less, more preferably 75 mass% or less, even more preferably 70 mass% or less, still more preferably 60 mass% or less, and even more preferably 50 mass% or less, based on the total solid content of the resin composition.
  • the content of the other resin may be low.
  • the content of the other resin is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, even more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less, based on the total solid content of the resin composition.
  • the lower limit of the content is not particularly limited, and may be 0% by mass or more.
  • the resin composition of the present invention may contain only one type of other resin, or may contain two or more types. When two or more types are contained, the total amount is preferably in the above range.
  • the resin composition of the present invention preferably contains a polymerizable compound (crosslinking agent).
  • the polymerizable compound may include a radical crosslinking agent or other crosslinking agents.
  • the resin composition of the present invention preferably contains a radical crosslinking agent.
  • the radical crosslinking agent is a compound having a radical polymerizable group.
  • the radical polymerizable group is preferably a group containing an ethylenically unsaturated bond.
  • Examples of the group containing an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, an allyl group, a vinylphenyl group, a (meth)acryloyl group, a maleimide group, and a (meth)acrylamide group.
  • a (meth)acryloyl group, a (meth)acrylamide group, and a vinylphenyl group are preferred, and from the viewpoint of reactivity, a (meth)acryloyl group is more preferred.
  • the radical crosslinking agent is preferably a compound having one or more ethylenically unsaturated bonds, more preferably a compound having two or more ethylenically unsaturated bonds.
  • the radical crosslinking agent may have three or more ethylenically unsaturated bonds.
  • a compound having 2 to 15 ethylenically unsaturated bonds is preferable, a compound having 2 to 10 ethylenically unsaturated bonds is more preferable, and a compound having 2 to 6 ethylenically unsaturated bonds is even more preferable.
  • the resin composition of the present invention contains a compound having two ethylenically unsaturated bonds and the above-mentioned compound having three or more ethylenically unsaturated bonds.
  • the molecular weight of the radical crosslinking agent is preferably 2,000 or less, more preferably 1,500 or less, and even more preferably 900 or less.
  • the lower limit of the molecular weight of the radical crosslinking agent is preferably 100 or more.
  • radical crosslinking agents include unsaturated carboxylic acids (e.g., acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.) and their esters and amides, preferably esters of unsaturated carboxylic acids and polyhydric alcohol compounds, and amides of unsaturated carboxylic acids and polyamine compounds.
  • unsaturated carboxylic acids e.g., acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.
  • esters and amides preferably esters of unsaturated carboxylic acids and polyhydric alcohol compounds
  • amides of unsaturated carboxylic acids and polyamine compounds amides of unsaturated carboxylic acids and polyamine compounds.
  • addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having nucleophilic substituents such as hydroxyl groups, amino groups, and sulfanyl groups with mono
  • addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having electrophilic substituents such as isocyanate groups and epoxy groups with monofunctional or polyfunctional alcohols, amines, and thiols, and substitution reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having eliminable substituents such as halogeno groups and tosyloxy groups with monofunctional or polyfunctional alcohols, amines, and thiols are also suitable.
  • the radical crosslinking agent is preferably a compound having a boiling point of 100°C or higher under normal pressure.
  • Examples of compounds having a boiling point of 100°C or higher under normal pressure include the compounds described in paragraph 0203 of WO 2021/112189, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • radical crosslinking agents other than those mentioned above include the radical polymerizable compounds described in paragraphs 0204 to 0208 of WO 2021/112189, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the radical crosslinking agent is preferably dipentaerythritol triacrylate (commercially available products include KAYARAD D-330 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)), dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available products include KAYARAD D-320 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and A-TMMT (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)), dipentaerythritol penta(meth)acrylate (commercially available products include KAYARAD D-310 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)), dipentaerythritol hexa(meth)acrylate (commercially available products include KAYARAD DPHA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and A-DPH (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)), and structures in
  • radical crosslinking agents include, for example, SR-494, a tetrafunctional acrylate with four ethyleneoxy chains, SR-209, 231, and 239, which are difunctional methacrylates with four ethyleneoxy chains (all manufactured by Sartomer Corporation), DPCA-60, a hexafunctional acrylate with six pentyleneoxy chains, TPA-330, a trifunctional acrylate with three isobutyleneoxy chains (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and urethane oligomers.
  • SR-494 a tetrafunctional acrylate with four ethyleneoxy chains
  • SR-209, 231, and 239 which are difunctional methacrylates with four ethyleneoxy chains (all manufactured by Sartomer Corporation)
  • DPCA-60 a hexafunctional acrylate with six pentyleneoxy chains
  • TPA-330 a trifunctional acrylate with three isobutyleneoxy chains (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
  • esters examples include UAS-10 and UAB-140 (all manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.), NK Ester M-40G, NK Ester 4G, NK Ester M-9300, NK Ester A-9300, and UA-7200 (all manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), DPHA-40H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, and AI-600 (all manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), and Blenmar PME 400 (manufactured by NOF Corp.).
  • radical crosslinking agents urethane acrylates such as those described in JP-B-48-041708, JP-A-51-037193, JP-B-02-032293, and JP-B-02-016765, and urethane compounds having an ethylene oxide skeleton described in JP-B-58-049860, JP-B-56-017654, JP-B-62-039417, and JP-B-62-039418 are also suitable.
  • radical crosslinking agents compounds having an amino structure or sulfide structure in the molecule, as described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-01-105238, can also be used.
  • the radical crosslinking agent may be a radical crosslinking agent having an acid group such as a carboxy group or a phosphate group.
  • the radical crosslinking agent having an acid group is preferably an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid, and more preferably a radical crosslinking agent in which an acid group is provided by reacting an unreacted hydroxy group of an aliphatic polyhydroxy compound with a non-aromatic carboxylic anhydride.
  • a radical crosslinking agent in which an acid group is provided by reacting an unreacted hydroxy group of an aliphatic polyhydroxy compound with a non-aromatic carboxylic anhydride, in which the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol or dipentaerythritol.
  • examples of commercially available products include polybasic acid modified acrylic oligomers manufactured by Toagosei Co., Ltd., such as M-510 and M-520.
  • the acid value of the radical crosslinking agent having an acid group is preferably 0.1 to 300 mgKOH/g, more preferably 1 to 100 mgKOH/g. If the acid value of the radical crosslinking agent is within the above range, the agent has excellent handling properties during production and developability. In addition, the agent has good polymerizability. The acid value is measured in accordance with the description of JIS K 0070:1992.
  • the radical crosslinking agent a radical crosslinking agent having at least one bond selected from the group consisting of a urea bond and a urethane bond (hereinafter, also referred to as "crosslinking agent U") is also preferred.
  • a urethane bond is a bond represented by *--O--C(.dbd.O)-- NR.sub.N --*, where R.sub.N represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and * represents a bonding site with a carbon atom.
  • R.sub.N represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • * represents a bonding site with a carbon atom.
  • the crosslinking agent U may have only one urea bond or one urethane bond, may have one or more urea bonds and one or more urethane bonds, may have no urethane bonds but two or more urea bonds, or may have no urea bonds but two or more urethane bonds.
  • the total number of urea bonds and urethane bonds in the crosslinking agent U is 1 or more, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 or 2.
  • crosslinking agent U When crosslinking agent U has no urethane bond, the number of urea bonds in crosslinking agent U is 1 or more, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 or 2. When crosslinking agent U has no urea bond, the number of urethane bonds in crosslinking agent U is 1 or more, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 or 2.
  • the radical polymerizable group in the crosslinking agent U is not particularly limited, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a (meth)acryloyl group, a (meth)acryloxy group, a (meth)acrylamide group, a vinylphenyl group, and a maleimide group. Of these, a (meth)acryloxy group, a (meth)acrylamide group, a vinylphenyl group, or a maleimide group is preferred, and a (meth)acryloxy group is more preferred.
  • the crosslinking agent U has two or more radically polymerizable groups, the structures of the respective radically polymerizable groups may be the same or different.
  • the number of radical polymerizable groups in the crosslinking agent U may be only one or may be two or more, and is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 4.
  • the radically polymerizable group value (mass of compound per mole of radically polymerizable group) in the crosslinking agent U is preferably 150 to 400 g/mol.
  • the lower limit of the radically polymerizable group value is more preferably 200 g/mol or more, even more preferably 210 g/mol or more, even more preferably 220 g/mol or more, even more preferably 230 g/mol or more, even more preferably 240 g/mol or more, and particularly preferably 250 g/mol or more.
  • the upper limit of the radically polymerizable group value is more preferably 350 g/mol or less, further preferably 330 g/mol or less, and particularly preferably 300 g/mol or less.
  • the polymerizable group value of the crosslinking agent U is preferably from 210 to 400 g/mol, and more preferably from 220 to 400 g/mol.
  • the crosslinking agent U preferably has a structure represented by the following formula (U-1):
  • R U1 is a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • A is -O- or -NR N -
  • R N is a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • Z U1 is an m-valent organic group
  • Z U2 is an (n+1)-valent organic group
  • X is a radical polymerizable group
  • n is an integer of 1 or more
  • m is an integer of 1 or more.
  • R U1 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group, and more preferably a hydrogen atom.
  • R 3 N is preferably a hydrogen atom, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group, and more preferably a hydrogen atom.
  • the above-mentioned hydrocarbon group is preferably a hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 18 or less carbon atoms, and even more preferably a hydrocarbon group having 16 or less carbon atoms.
  • the above-mentioned hydrocarbon group includes a saturated aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or a group represented by a combination thereof.
  • R N represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and is preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and even more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • the hydrocarbon group includes the same ones as those exemplified for ZU1 , and preferred embodiments are also the same.
  • X is not particularly limited, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a (meth)acryloyl group, a (meth)acryloxy group, a (meth)acrylamide group, a vinylphenyl group, and a maleimide group.
  • a (meth)acryloxy group, a (meth)acrylamide group, a vinylphenyl group, or a maleimide group is preferable, and a (meth)acryloxy group is more preferable.
  • n is preferably an integer of 1 to 10, more preferably an integer of 1 to 4, even more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.
  • m is preferably an integer of 1 to 10, more preferably an integer of 1 to 4, and further preferably 1 or 2.
  • the cross-linking agent U has at least one of a hydroxy group, an alkyleneoxy group, an amide group, and a cyano group.
  • the hydroxy group may be an alcoholic hydroxy group or a phenolic hydroxy group, but is preferably an alcoholic hydroxy group.
  • the alkyleneoxy group is preferably an alkyleneoxy group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyleneoxy group having 2 to 10 carbon atoms, even more preferably an alkyleneoxy group having 2 to 4 carbon atoms, still more preferably an ethylene group or a propylene group, and particularly preferably an ethylene group.
  • the alkyleneoxy group may be contained as a polyalkyleneoxy group in the crosslinking agent U.
  • the number of repetitions of the alkyleneoxy group is preferably 2 to 10, and more preferably 2 to 6.
  • crosslinking agent U has an amide group
  • R represents a hydrogen atom or a monovalent substituent, preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and more preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an aromatic hydrocarbon group.
  • the crosslinking agent U may have, in the molecule, two or more structures selected from the group consisting of a hydroxy group, an alkyleneoxy group (when a polyalkyleneoxy group is formed, the group is a polyalkyleneoxy group), an amide group, and a cyano group. An embodiment having only one such structure in the molecule is also preferred.
  • the hydroxy group, alkyleneoxy group, amide group and cyano group may be present at any position of the crosslinking agent U.
  • the crosslinking agent U is such that at least one selected from the group consisting of the hydroxy group, alkyleneoxy group, amide group and cyano group and at least one radical polymerizable group contained in the crosslinking agent U are linked via a linking group containing a urea bond or a urethane bond (hereinafter, also referred to as "linking group L2-1").
  • the crosslinking agent U contains only one radically polymerizable group
  • the radically polymerizable group contained in the crosslinking agent U and at least one selected from the group consisting of a hydroxy group, an alkyleneoxy group, an amide group, and a cyano group are linked via a linking group containing a urea bond or a urethane bond (hereinafter also referred to as "linking group L2-2").
  • the crosslinking agent U contains an alkyleneoxy group (however, when a polyalkyleneoxy group is constituted, a polyalkyleneoxy group) and has the linking group L2-1 or the linking group L2-2
  • the structure bonded to the side of the alkyleneoxy group (however, when a polyalkyleneoxy group is constituted, a polyalkyleneoxy group) opposite to the linking group L2-1 or the linking group L2-2 is not particularly limited, but is preferably a hydrocarbon group, a radically polymerizable group, or a group represented by a combination thereof.
  • hydrocarbon group a hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms is preferable, a hydrocarbon group having 18 or less carbon atoms is more preferable, and a hydrocarbon group having 16 or less carbon atoms is even more preferable.
  • hydrocarbon group a saturated aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or a group represented by a bond thereof can be mentioned.
  • a preferred embodiment of the radically polymerizable group is the same as the preferred embodiment of the radically polymerizable group in the crosslinking agent U described above.
  • the structure bonded to the side of the amide group opposite to the linking group L2-1 or the linking group L2-2 is not particularly limited, but is preferably a hydrocarbon group, a radically polymerizable group, or a group represented by a combination thereof.
  • the hydrocarbon group is preferably a hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 18 or less carbon atoms, and even more preferably a hydrocarbon group having 16 or less carbon atoms.
  • examples of the hydrocarbon group include saturated aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, and groups represented by a bond between these groups.
  • a preferred embodiment of the radically polymerizable group is the same as the preferred embodiment of the radically polymerizable group in the crosslinking agent U described above.
  • the carbon atom side of the amide group may be bonded to the linking group L2-1 or the linking group L2-2, or the nitrogen atom side of the amide group may be bonded to the linking group L2-1 or the linking group L2-2.
  • the crosslinking agent U has a hydroxy group.
  • the crosslinking agent U preferably contains an aromatic group.
  • the aromatic group is preferably directly bonded to a urea bond or a urethane bond contained in the crosslinking agent U.
  • the crosslinking agent U contains two or more urea bonds or urethane bonds, it is preferable that one of the urea bonds or urethane bonds is directly bonded to the aromatic group.
  • the aromatic group may be an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, or may have a structure in which these form a condensed ring, but is preferably an aromatic hydrocarbon group.
  • the aromatic hydrocarbon group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and even more preferably a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from a benzene ring structure.
  • the aromatic heterocyclic group is preferably a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic group.
  • aromatic heterocyclic ring in such an aromatic heterocyclic group examples include pyrrole, imidazole, triazole, tetrazole, pyrazole, furan, thiophene, oxazole, isoxazole, thiazole, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, etc. These rings may be further condensed with other rings, such as indole and benzimidazole.
  • the heteroatom contained in the aromatic heterocyclic group is preferably a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom.
  • the aromatic group is preferably contained in a linking group that links two or more radically polymerizable groups and contains a urea bond or a urethane bond, or a linking group that links at least one selected from the group consisting of the above-mentioned hydroxy group, alkyleneoxy group, amide group, and cyano group to at least one radically polymerizable group contained in the crosslinking agent U.
  • the number of atoms (linking chain length) between the urea bond or urethane bond and the radical polymerizable group in the crosslinking agent U is not particularly limited, but is preferably 30 or less, more preferably 2 to 20, and even more preferably 2 to 10.
  • the crosslinking agent U contains two or more urea bonds or urethane bonds in total, when it contains two or more radically polymerizable groups, or when it contains two or more urea bonds or urethane bonds and two or more radically polymerizable groups, the minimum number of atoms (linking chain length) between the urea bond or urethane bond and the radically polymerizable group may be within the above range.
  • the "number of atoms (linking chain length) between a urea bond or a urethane bond and a polymerizable group” refers to the chain of atoms on the path connecting two atoms or groups of atoms to be linked that links these objects with the shortest length (minimum number of atoms).
  • the number of atoms (linking chain length) between the urea bond and the radical polymerizable group (methacryloyloxy group) is 2.
  • the crosslinking agent U is a compound having a structure that does not have an axis of symmetry.
  • the fact that the crosslinking agent U does not have an axis of symmetry means that the compound is a bilaterally asymmetric compound that does not have an axis that would produce an identical molecule to the original molecule by rotating the entire compound.
  • the structural formula of the crosslinking agent U is written on paper, the fact that the crosslinking agent U does not have an axis of symmetry means that the structural formula of the crosslinking agent U cannot be written in a form that has an axis of symmetry. It is believed that since the crosslinking agent U does not have an axis of symmetry, aggregation of the crosslinking agents U within the composition film is suppressed.
  • the molecular weight of the crosslinking agent U is preferably 100-2,000, more preferably 150-1500, and even more preferably 200-900.
  • the monofunctional radical crosslinking agent a compound having a boiling point of 100° C. or more under normal pressure is also preferred in order to suppress volatilization before exposure.
  • the difunctional or higher radical crosslinking agent include allyl compounds such as diallyl phthalate and triallyl trimellitate.
  • X represents a single bond or a divalent organic group
  • each of R104 independently represents an alkyl group or an acyl group
  • R103 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a group that decomposes by the action of an acid to produce an alkali-soluble group (for example, a group that is eliminated by the action of an acid, a group represented by -C ( R4 ) 2COOR5 (each of R4 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R5 represents a group that is eliminated by the action of an acid)).
  • Each R 105 independently represents an alkyl group or an alkenyl group; each of a, b, and c independently represents 1 to 3; d represents 0 to 4; e represents 0 to 3; f represents 0 to 3; a+d is 5 or less; b+e is 4 or less; and c+f is 4 or less.
  • R 5 in a group that decomposes under the action of an acid to generate an alkali-soluble group, a group that is eliminated by the action of an acid, and a group represented by -C(R 4 ) 2 COOR 5 include -C(R 36 )(R 37 )(R 38 ), -C(R 36 )(R 37 )(OR 39 ), -C(R 01 )(R 02 )(OR 39 ), etc.
  • R 36 to R 39 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group, and R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
  • the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the alkyl group may be either linear or branched.
  • the above cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and more preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms.
  • the cycloalkyl group may be a monocyclic structure or a polycyclic structure such as a condensed ring.
  • the aryl group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, and more preferably a phenyl group.
  • the aralkyl group is preferably an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and more preferably an aralkyl group having 7 to 16 carbon atoms.
  • the above aralkyl group is intended to be an aryl group substituted with an alkyl group, and preferred embodiments of these alkyl and aryl groups are the same as the preferred embodiments of the alkyl and aryl groups described above.
  • the alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms, and more preferably an alkenyl group having 3 to 16 carbon atoms. These groups may further have known substituents.
  • R 01 and R 02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group.
  • the group that decomposes under the action of an acid to generate an alkali-soluble group, or the group that is eliminated under the action of an acid is preferably a tertiary alkyl ester group, an acetal group, a cumyl ester group, an enol ester group, etc. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group or an acetal group.
  • a compound having at least one group selected from the group consisting of an acyloxymethyl group, a methylol group, an ethylol group, and an alkoxymethyl group a compound having at least one group selected from the group consisting of a urea bond and a urethane bond is also preferred.
  • the preferred aspects of the above compounds are the same as the preferred aspects of the crosslinking agent U described above, except that the polymerizable group is not a radically polymerizable group but is at least one group selected from the group consisting of an acyloxymethyl group, a methylol group, an ethylol group, and an alkoxymethyl group.
  • Specific examples of compounds having at least one group selected from the group consisting of an acyloxymethyl group, a methylol group, and an ethylol group include the following structures.
  • Compounds having an acyloxymethyl group include compounds in which the alkoxymethyl group in the following compounds has been changed to an acyloxymethyl group.
  • Compounds having an alkoxymethyl group or acyloxymethyl in the molecule include, but are not limited to, the following compounds.
  • the compound containing at least one of an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group may be a commercially available compound or may be synthesized by a known method. From the viewpoint of heat resistance, compounds in which an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group is directly substituted on an aromatic ring or a triazine ring are preferred.
  • melamine-based crosslinking agents include hexamethoxymethylmelamine, hexaethoxymethylmelamine, hexapropoxymethylmelamine, and hexabutoxybutylmelamine.
  • urea-based crosslinking agents include glycoluril-based crosslinking agents such as monohydroxymethylated glycoluril, dihydroxymethylated glycoluril, trihydroxymethylated glycoluril, tetrahydroxymethylated glycoluril, monomethoxymethylated glycoluril, dimethoxymethylated glycoluril, trimethoxymethylated glycoluril, tetramethoxymethylated glycoluril, monoethoxymethylated glycoluril, diethoxymethylated glycoluril, triethoxymethylated glycoluril, tetraethoxymethylated glycoluril, monopropoxymethylated glycoluril, dipropoxymethylated glycoluril, tripropoxymethylated glycoluril, tetrapropoxymethylated glycoluril, monobutoxymethylated glycoluril, dibutoxymethylated glycoluril, tributoxymethylated glycoluril, and tetrabutoxymethylated glycoluril; Urea-based crosslinking agents such as
  • benzoguanamine-based crosslinking agents include monohydroxymethylated benzoguanamine, dihydroxymethylated benzoguanamine, trihydroxymethylated benzoguanamine, tetrahydroxymethylated benzoguanamine, monomethoxymethylated benzoguanamine, dimethoxymethylated benzoguanamine, trimethoxymethylated benzoguanamine, tetramethoxymethylated benzoguanamine, monoethoxymethylated benzoguanamine, diethoxymethylated benzoguanamine, triethoxymethylated benzoguanamine, tetraethoxymethylated benzoguanamine, monopropoxymethylated benzoguanamine, dipropoxymethylated benzoguanamine, tripropoxymethylated benzoguanamine, tetrapropoxymethylated benzoguanamine, monobutoxymethylated benzoguanamine, dibutoxymethylated benzoguanamine, tributoxymethylated benzoguanamine, and tetrabutoxymethylated benzoguanamine.
  • a compound having at least one group selected from the group consisting of a methylol group and an alkoxymethyl group a compound in which at least one group selected from the group consisting of a methylol group and an alkoxymethyl group is directly bonded to an aromatic ring (preferably a benzene ring) is also preferably used.
  • Such compounds include benzenedimethanol, bis(hydroxymethyl)cresol, bis(hydroxymethyl)dimethoxybenzene, bis(hydroxymethyl)diphenyl ether, bis(hydroxymethyl)benzophenone, hydroxymethylphenyl hydroxymethylbenzoate, bis(hydroxymethyl)biphenyl, dimethylbis(hydroxymethyl)biphenyl, bis(methoxymethyl)benzene, bis(methoxymethyl)cresol, bis(methoxymethyl)dimethoxybenzene, bis(methoxymethyl)diphenyl ether, bis(methoxymethyl)benzophenone, methoxymethylphenyl methoxymethylbenzoate, bis(methoxymethyl)biphenyl, dimethylbis(methoxymethyl)biphenyl, 4,4',4''-ethylidene tris[2,6-bis(methoxymethyl)phenol], 5,5'-[2,2,2-trifluoro-1-(trifluoromethyl)ethylidene]bis
  • crosslinking agents may be commercially available, and suitable commercially available products include 46DMOC, 46DMOEP (both manufactured by Asahi Organic Chemicals Co., Ltd.), DML-PC, DML-PEP, DML-OC, DML-OEP, DML-34X, DML-PTBP, DML-PCHP, DML-OCHP, DML-PFP, DML-PSBP, DML-POP, DML-MBOC, DML-MBPC, DML-MTrisPC, DML-BisOC-Z, DML-BisOCHP-Z, DML-BPC, DMLBisOC-P, DMOM-PC, DMOM-PTBP, DMOM-MBPC, TriML-P, and TriML-35XL.
  • 46DMOC 46DMOEP (both manufactured by Asahi Organic Chemicals Co., Ltd.)
  • DML-PC DML-PEP
  • DML-OC DML-OEP
  • DML-34X DML-PTBP
  • the resin composition of the present invention also preferably contains at least one compound selected from the group consisting of epoxy compounds, oxetane compounds, and benzoxazine compounds as another crosslinking agent.
  • the epoxy compound is preferably a compound having two or more epoxy groups in one molecule.
  • the epoxy group undergoes a crosslinking reaction at 200° C. or less, and does not undergo a dehydration reaction due to the crosslinking, so that film shrinkage is unlikely to occur. Therefore, the inclusion of the epoxy compound is effective in curing the resin composition at low temperatures and suppressing warping.
  • the epoxy compound preferably contains a polyethylene oxide group. This further reduces the elastic modulus and suppresses warping.
  • a polyethylene oxide group refers to a group having 2 or more repeating ethylene oxide units, and the number of repeating units is preferably 2 to 15.
  • epoxy compounds include, but are not limited to, bisphenol A type epoxy resins; bisphenol F type epoxy resins; alkylene glycol type epoxy resins or polyhydric alcohol hydrocarbon type epoxy resins such as propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, butylene glycol diglycidyl ether, hexamethylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether; polyalkylene glycol type epoxy resins such as polypropylene glycol diglycidyl ether; and epoxy group-containing silicones such as polymethyl(glycidyloxypropyl)siloxane.
  • bisphenol A type epoxy resins bisphenol F type epoxy resins
  • alkylene glycol type epoxy resins or polyhydric alcohol hydrocarbon type epoxy resins such as propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycid
  • Epicron registered trademark, the same applies below
  • Epicron HP-4032 Epicron HP-7200, Epicron HP-820, Epicron HP-4700, Epicron HP-4770, Epicron EXA-830LVP, Epicron EXA-8183, Epicron EXA-8169, Epicron N-660, Epicron N-665-EXP-S, Epicron N-740 (all trade names, manufactured by DIC Corporation), Likaresin (registered trademark, the same applies below) BEO-20E, Likaresin BEO-60E, Likaresin HBE-100, Likaresin DME-100, Likaresin L-200 (all trade names, manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.), EP-4003S, EP-4000S, EP-4088S, EP-3950S (all trade names, manufactured by ADEKA Corporation), Ceroxa Celoxide (registered trademark, the same applies below) 2021P, Celloxide 2081, Celloxide 2000, EHPE3150,
  • n is an integer from 1 to 5
  • m is an integer from 1 to 20.
  • n 1 to 2 and m is 3 to 7 in order to achieve both heat resistance and improved elongation.
  • --Oxetane compound compound having an oxetanyl group
  • the oxetane compound include compounds having two or more oxetane rings in one molecule, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 1,4-bis ⁇ [(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy]methyl ⁇ benzene, 3-ethyl-3-(2-ethylhexylmethyl)oxetane, 1,4-benzenedicarboxylic acid-bis[(3-ethyl-3-oxetanyl)methyl]ester, etc.
  • Specific examples include the Aron Oxetane series (e.g., OXT-121, OXT-221) manufactured by Toagosei Co., Ltd., which may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • -Benzoxazine compound compound having a benzoxazolyl group
  • Benzoxazine compounds are preferred because they undergo a crosslinking reaction derived from a ring-opening addition reaction, so that degassing does not occur during curing, and further, they reduce thermal shrinkage and suppress the occurrence of warping.
  • benzoxazine compounds include P-d type benzoxazine, F-a type benzoxazine (all trade names, manufactured by Shikoku Kasei Corporation), benzoxazine adducts of polyhydroxystyrene resins, and phenol novolac type dihydrobenzoxazine compounds. These may be used alone or in combination of two or more types.
  • the content of the other crosslinking agent is preferably 0.1 to 30 mass% relative to the total solid content of the resin composition, more preferably 0.1 to 20 mass%, even more preferably 0.5 to 15 mass%, and particularly preferably 1.0 to 10 mass%. Only one type of other crosslinking agent may be contained, or two or more types may be contained. When two or more types of other crosslinking agents are contained, the total is preferably within the above range.
  • the polymerizable compound includes a moiety having an activation energy (Ea) of 40 to 60 kcal/mol upon dissociation.
  • the polymerizable compound including a moiety having an Ea of 40 to 60 kcal/mol is also referred to as a "polymerizable compound (K)."
  • the polymerizable compound (K) has a moiety with an Ea of 40 to 60 kcal/mol, and is therefore easily dissociated (decomposed), for example, when heated at 230°C for 1 hour.
  • a resin composition containing the polymerizable compound (K) is made into a film, and when exposed to light at 100 mJ/ cm2 , the polymerizable group is polymerized to form a three-dimensional crosslink. Then, when heated at 230°C for 1 hour, the three-dimensional crosslink is released.
  • This embodiment is preferred because it is easy to make the breaking elongation of the film after heating larger than the breaking elongation of the film before heating.
  • the polymerizable compound (K) preferably has a moiety having an Ea of 42 to 58 kcal/mol, more preferably has a moiety having an Ea of 45 to 55 kcal/mol, and further preferably has a moiety having an Ea of 48 to 52 kcal/mol.
  • the method for measuring Ea is the same as that described above.
  • the polymerizable compound (K) is not particularly limited as long as it has a moiety having Ea of 40 to 60 kcal/mol, but it preferably has at least one structure selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (3) and a structure represented by the following formula (4):
  • the structure represented by the following formula (3) and the structure represented by the following formula (4) preferably have a moiety having Ea of 40 to 60 kcal/mol.
  • A1 and B1 each independently represent an oxygen atom or NR4 .
  • R4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • A2 and B2 each independently represent an oxygen atom or NH.
  • R3 represents a divalent hydrocarbon group.
  • * 1 and * 2 indicate binding positions.
  • the resin composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator (also referred to as "initiator").
  • the polymerization initiator may be a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator, but it is particularly preferable to contain a photopolymerization initiator.
  • the photopolymerization initiator may be a photoradical polymerization initiator or a photoacid generator.
  • oxime compounds OX include the compounds described in paragraphs 0083 to 0105 of Japanese Patent No. 4600600, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • oxime compounds include oxime compounds having specific substituents as disclosed in JP 2007-269779 A and oxime compounds having thioaryl groups as disclosed in JP 2009-191061 A, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • At least one compound selected from the group consisting of a trihalomethyltriazine compound, an ⁇ -aminoketone compound, a metallocene compound, an oxime compound, a triarylimidazole dimer, or a benzophenone compound is more preferred, and a metallocene compound or an oxime compound is even more preferred.
  • a bifunctional or trifunctional or higher functional photoradical polymerization initiator may be used as the photoradical polymerization initiator.
  • two or more radicals are generated from one molecule of the photoradical polymerization initiator, resulting in good sensitivity.
  • crystallinity decreases and solubility in solvents improves, making it less likely to precipitate over time, and improving the stability of the resin composition over time.
  • bifunctional or trifunctional or higher functional photoradical polymerization initiator include dimers of oxime compounds described in JP-T-2010-527339, JP-T-2011-524436, WO-2015/004565, WO-2016-532675, paragraphs 0407 to 0412, and WO-2017/033680, paragraphs 0039 to 0055; compound (E) and compound (G) described in JP-T-2013-522445; Examples of such initiators include Cmpd1 to 7 described in Japanese Patent Publication No.
  • the content is preferably 0.1 to 30 mass% based on the total solid content of the resin composition, more preferably 0.1 to 20 mass%, even more preferably 0.5 to 15 mass%, and even more preferably 1.0 to 10 mass%. Only one type of photopolymerization initiator may be contained, or two or more types may be contained. When two or more types of photopolymerization initiators are contained, the total amount is preferably within the above range. In addition, since the photopolymerization initiator may also function as a thermal polymerization initiator, the crosslinking caused by the photopolymerization initiator may be further promoted by heating in an oven, a hot plate, or the like.
  • the polymerization initiator may be a photoacid generator.
  • the photoacid generator refers to a compound that generates at least one of a Bronsted acid and a Lewis acid when irradiated with light having a wavelength of 200 nm to 900 nm.
  • the light to be irradiated is preferably light having a wavelength of 300 nm to 450 nm, more preferably light having a wavelength of 330 nm to 420 nm.
  • the photoacid generator is preferably capable of generating an acid by being exposed to light, either alone or in combination with a sensitizer.
  • Preferred examples of the acid to be generated include hydrogen halides, carboxylic acids, sulfonic acids, sulfinic acids, thiosulfinic acids, phosphoric acids, phosphoric acid monoesters, phosphoric acid diesters, boron derivatives, phosphorus derivatives, antimony derivatives, halogen peroxides, and sulfonamides.
  • photoacid generators examples include quinone diazide compounds, oxime sulfonate compounds, organic halide compounds, organic borate compounds, disulfone compounds, and onium salt compounds. From the viewpoints of sensitivity and storage stability, organic halogen compounds, oxime sulfonate compounds, and onium salt compounds are preferred, and from the viewpoints of the mechanical properties of the film to be formed, oxime esters are preferred.
  • Quinone diazide compounds include those in which the sulfonic acid of quinone diazide is ester-bonded to a monovalent or polyvalent hydroxy compound, those in which the sulfonic acid of quinone diazide is ester-bonded to a monovalent or polyvalent amino compound, and those in which the sulfonic acid of quinone diazide is ester-bonded and/or sulfonamide-bonded to a polyhydroxy polyamino compound.
  • hydroxy compounds include phenol, trihydroxybenzophenone, 4-methoxyphenol, isopropanol, octanol, t-Bu alcohol, cyclohexanol, naphthol, Bis-Z, BisP-EZ, TekP-4HBPA, TrisP-HAP, TrisP-PA, TrisP-SA, TrisOCR-PA, BisOCHP-Z, BisP-MZ, BisP-PZ, BisP-IPZ, and BisOC P-IPZ, BisP-CP, BisRS-2P, BisRS-3P, BisP-OCHP, Methylene Tris-FR-CR, BisRS-26X, DML-MBPC, DML-MBOC, DML-OCHP, DML-P CHP, DML-PC, DML-PTBP, DML-34X, DML-EP, DML-POP, Dimethylol-BisOC-P, DML-PFP, DML-PSBP, DML-MTrisPC, TriML-HAP
  • the quinone diazide compound contains an ester of a phenol compound and a 4-naphthoquinone diazide sulfonyl group. This allows for higher sensitivity to i-line exposure and higher resolution.
  • the photoacid generator is preferably a compound containing an oxime sulfonate group (hereinafter, also simply referred to as an "oxime sulfonate compound").
  • the oxime sulfonate compound is not particularly limited as long as it has an oxime sulfonate group, but is preferably a compound represented by the following formula (OS-1), formula (OS-103), formula (OS-104), or formula (OS-105).
  • X3 represents an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. When a plurality of X3s are present, they may be the same or different.
  • the alkyl group and alkoxy group in X3 may have a substituent.
  • the alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkoxy group is preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the halogen atom is preferably a chlorine atom or a fluorine atom.
  • m3 represents an integer of 0 to 3, and is preferably 0 or 1. When m3 is 2 or 3, multiple X3s may be the same or different.
  • R 34 represents an alkyl group or an aryl group, and is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogenated alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group which may be substituted with W, a naphthyl group which may be substituted with W, or an anthranyl group which may be substituted with W.
  • W represents a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • a compound in which m3 is 3, X3 is a methyl group, the substitution position of X3 is the ortho position, and R34 is a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a 7,7-dimethyl-2-oxonorbornylmethyl group, or a p-tolyl group is particularly preferred.
  • oxime sulfonate compound represented by formula (OS-1) include the following compounds described in paragraphs [0064] to [0068] of JP2011-209692A and paragraphs [0158] to [0167] of JP2015-194674A, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • R s1 represents an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group
  • R s2 which may be present in plurality, each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a halogen atom
  • R s6 which may be present in plurality, each independently represents a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, a sulfonic acid group, an aminosulfonyl group, or an alkoxysulfonyl group
  • Xs represents O or S
  • ns represents 1 or 2
  • ms represents an integer of 0 to 6.
  • the alkyl group (preferably having 1 to 30 carbon atoms), aryl group (preferably having 6 to 30 carbon atoms) or heteroaryl group (preferably having 4 to 30 carbon atoms) represented by R s1 may have a substituent.
  • R s2 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 6 to 30 carbon atoms), more preferably a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R s2 which may be present in two or more, it is preferable that one or two are an alkyl group, an aryl group or a halogen atom, more preferably one is an alkyl group, an aryl group or a halogen atom, and particularly preferably one is an alkyl group and the remaining are hydrogen atoms.
  • the alkyl group or aryl group represented by R s2 may have a substituent.
  • Xs represents O or S, and is preferably O. In the above formulae (OS-103) to (OS-105), the ring containing Xs as a ring member is a 5-membered or 6-membered ring.
  • ns represents 1 or 2, and when Xs is O, ns is preferably 1, and when Xs is S, ns is preferably 2.
  • the alkyl group (preferably having 1 to 30 carbon atoms) and the alkyloxy group (preferably having 1 to 30 carbon atoms) represented by R s6 may have a substituent.
  • ms represents an integer of 0 to 6, preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.
  • the compound represented by formula (OS-103) is preferably a compound represented by the following formula (OS-106), formula (OS-110) or formula (OS-111), the compound represented by formula (OS-104) is preferably a compound represented by the following formula (OS-107), and the compound represented by formula (OS-105) is particularly preferably a compound represented by the following formula (OS-108) or formula (OS-109).
  • R u9 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, a carbamoyl group, a sulfamoyl group, a sulfo group, a cyano group, an aryl group, or a heteroaryl group.
  • R u9 is preferably a cyano group or an aryl group, and more preferably a cyano group, a phenyl group, or a naphthyl group.
  • R u2a represents an alkyl group or an aryl group.
  • Xu represents —O—, —S—, —NH—, —NR u5 —, —CH 2 —, —CR u6 H— or —CR u6 R u7 —, and R u5 to R u7 each independently represent an alkyl group or an aryl group.
  • R u1 to R u4 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an amino group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an amide group, a sulfo group, a cyano group, or an aryl group.
  • Two of R u1 to R u4 may be bonded to each other to form a ring. In this case, the ring may be condensed to form a condensed ring with the benzene ring.
  • R u1 to R u4 are preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group.
  • R u1 to R u4 may be bonded to each other to form an aryl group.
  • R u1 to R u4 are all hydrogen atoms. Any of the above-mentioned substituents may further have a substituent.
  • the compound containing at least one oxime sulfonate group is more preferably a compound represented by formula (OS-102).
  • the stereochemical structures (E, Z, etc.) of the oxime and benzothiazole rings may each be either one or a mixture.
  • Specific examples of the compound represented by formula (OS-101) include the compounds described in paragraphs [0102] to [0106] of JP-A-2011-209692 and paragraphs [0195] to [0207] of JP-A-2015-194674, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the following b-9, b-16, b-31, and b-33 are preferable.
  • WPAG-336 manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • WPAG-443 manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • MBZ-101 manufactured by Midori Chemical Industries, Ltd.
  • organic halogenated compounds include the compounds described in paragraphs 0042 to 0043 of JP 2015-087409 A, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the content of the photoacid generator is preferably 0.1 to 20 mass%, more preferably 0.5 to 18 mass%, even more preferably 0.5 to 10 mass%, still more preferably 0.5 to 3 mass%, and even more preferably 0.5 to 1.2 mass%, based on the total solid content of the resin composition.
  • the photoacid generator may be used alone or in combination of two or more kinds. In the case of using a combination of two or more kinds, the total amount thereof is preferably within the above range. It is also preferable to use a sensitizer in combination in order to impart photosensitivity to a desired light source.
  • the resin composition may contain a sensitizer.
  • the sensitizer absorbs specific active radiation and becomes electronically excited.
  • the sensitizer in the electronically excited state comes into contact with a thermal radical polymerization initiator, a photoradical polymerization initiator, or the like, and effects such as electron transfer, energy transfer, and heat generation occur.
  • the thermal radical polymerization initiator and the photoradical polymerization initiator undergo a chemical change and are decomposed to generate a radical, an acid, or a base.
  • Usable sensitizers include benzophenone-based, Michler's ketone-based, coumarin-based, pyrazole azo-based, anilino azo-based, triphenylmethane-based, anthraquinone-based, anthracene-based, anthrapyridone-based, benzylidene-based, oxonol-based, pyrazolotriazole azo-based, pyridone azo-based, cyanine-based, phenothiazine-based, pyrrolopyrazole azomethine-based, xanthene-based, phthalocyanine-based, benzopyran-based, indigo-based compounds, and the like.
  • sensitizer examples include Michler's ketone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 2,5-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclopentane, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclohexanone, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)-4-methylcyclohexanone, 4,4'-bis(dimethylamino)chalcone, 4,4'-bis(diethylamino)chalcone, p-dimethylaminocinnamylidene indanone, and p-dimethylaminobenzylidene indanone.
  • the content of the sensitizer is preferably 0.01 to 20 mass % relative to the total solid content of the resin composition, more preferably 0.1 to 15 mass %, and even more preferably 0.5 to 10 mass %.
  • the sensitizer may be used alone or in combination of two or more types.
  • dimethyl sulfoxide is preferred.
  • an embodiment containing ⁇ -valerolactone as a solvent is one of the preferred embodiments of the present invention.
  • the content of ⁇ -valerolactone relative to the total mass of the solvent is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and even more preferably 70% by mass or more.
  • the upper limit of the content is not particularly limited and may be 100% by mass.
  • the content may be determined taking into consideration the solubility of components such as a specific resin contained in the resin composition, and the like.
  • the solvent preferably contains 60 to 90% by mass of ⁇ -valerolactone and 10 to 40% by mass of dimethyl sulfoxide, more preferably 70 to 90% by mass of ⁇ -valerolactone and 10 to 30% by mass of dimethyl sulfoxide, and even more preferably 75 to 85% by mass of ⁇ -valerolactone and 15 to 25% by mass of dimethyl sulfoxide, relative to the total mass of the solvent.
  • the content of the solvent is preferably an amount that results in a total solids concentration of the resin composition of the present invention of 5 to 80 mass%, more preferably an amount that results in a total solids concentration of 5 to 75 mass%, even more preferably an amount that results in a total solids concentration of 10 to 70 mass%, and even more preferably an amount that results in a total solids concentration of 20 to 70 mass%.
  • the content of the solvent may be adjusted according to the desired thickness of the coating film and the coating method. When two or more types of solvents are contained, it is preferable that the total amount is within the above range.
  • the resin composition of the present invention preferably contains a metal adhesion improver from the viewpoint of improving adhesion to metal materials used in electrodes, wiring, etc.
  • the metal adhesion improver include a silane coupling agent having an alkoxysilyl group, an aluminum-based adhesion aid, a titanium-based adhesion aid, a compound having a sulfonamide structure, a compound having a thiourea structure, a phosphoric acid derivative compound, a ⁇ -ketoester compound, and an amino compound.
  • silane coupling agent examples include compounds described in paragraph 0316 of International Publication No. 2021/112189 and compounds described in paragraphs 0067 to 0078 of JP-A-2018-173573, the contents of which are incorporated herein by reference. It is also preferable to use two or more different silane coupling agents as described in paragraphs 0050 to 0058 of JP-A-2011-128358. It is also preferable to use the following compound as the silane coupling agent. In the following formula, Me represents a methyl group and Et represents an ethyl group.
  • silane coupling agents include, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2 -(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethy
  • Aluminum-based adhesion promoter examples include aluminum tris(ethylacetoacetate), aluminum tris(acetylacetonate), and ethylacetoacetate aluminum diisopropylate.
  • metal adhesion improvers that can be used include the compounds described in paragraphs 0046 to 0049 of JP 2014-186186 A and the sulfide-based compounds described in paragraphs 0032 to 0043 of JP 2013-072935 A, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the content of the metal adhesion improver is preferably 0.01 to 30 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the specific resin. By making the content equal to or greater than the lower limit above, the adhesion between the pattern and the metal layer will be good, and by making the content equal to or less than the upper limit above, the heat resistance and mechanical properties of the pattern will be good. Only one type of metal adhesion improver may be used, or two or more types may be used. When two or more types are used, it is preferable that the total is within the above range.
  • the resin composition of the present invention preferably contains a polymerization inhibitor, such as a phenolic compound, a quinone compound, an amino compound, an N-oxyl free radical compound, a nitro compound, a nitroso compound, a heteroaromatic ring compound, or a metal compound.
  • a polymerization inhibitor such as a phenolic compound, a quinone compound, an amino compound, an N-oxyl free radical compound, a nitro compound, a nitroso compound, a heteroaromatic ring compound, or a metal compound.
  • polymerization inhibitor examples include the compounds described in paragraph 0310 of WO 2021/112189, p-hydroquinone, o-hydroquinone, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl free radical, and phenoxazine. The contents of this specification are incorporated herein.
  • the content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 20 mass % relative to the total solid content of the resin composition, more preferably 0.02 to 15 mass %, and even more preferably 0.05 to 10 mass %.
  • the polymerization inhibitor may be one type or two or more types. When two or more types of polymerization inhibitors are used, it is preferable that the total is within the above range.
  • the acid scavenger has an onium structure
  • the acid scavenger is a salt having a cation selected from ammonium, diazonium, iodonium, sulfonium, phosphonium, pyridinium, etc., and an anion of an acid having a lower acidity than the acid generated by the acid generator.
  • acid scavengers having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, benzimidazole, and 2-phenylbenzimidazole.
  • acid scavengers having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane, 1,5-diazabicyclo[4,3,0]non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene.
  • acid scavengers having an onium structure include tetrabutylammonium hydroxide, triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, and sulfonium hydroxides having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris(t-butylphenyl)sulfonium hydroxide, bis(t-butylphenyl)iodonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide.
  • Examples of acid scavengers having a trialkylamine structure include tri(n-butyl)amine and tri(n-octyl)amine.
  • Examples of acid scavengers having an aniline structure include 2,6-diisopropylaniline, N,N-dimethylaniline, N,N-dibutylaniline, and N,N-dihexylaniline.
  • Examples of acid scavengers having a pyridine structure include pyridine and 4-methylpyridine.
  • Examples of alkylamine derivatives having a hydroxyl group and/or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-phenyldiethanolamine, and tris(methoxyethoxyethyl)amine.
  • Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and/or an ether bond include N,N-bis(hydroxyethyl)aniline.
  • preferred acid scavengers include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, hexylamine, dodecylamine, cyclohexylamine, cyclohexylmethylamine, cyclohexyldimethylamine, aniline, N-methylaniline, N,N-dimethylaniline, diphenylamine, pyridine, butylamine, isobutylamine, dibutylamine, tributylamine, dicyclohexylamine, DBU (diazabicycloundecene), DABCO (1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane), N,N-diisopropylethylamine, tetramethylammonium hydroxide, ethylenediamine, 1,5-diaminopentane, N- Examples include methylhexylamine, N-methyldicyclohex,
  • the acid scavenger may be used alone or in combination of two or more types.
  • the composition according to the present invention may or may not contain an acid scavenger, but if it does contain one, the content of the acid scavenger is preferably 0.001 to 10 mass %, and more preferably 0.01 to 5 mass %, based on the total solid content of the composition.
  • the acid generator/acid scavenger (molar ratio) is preferably 5.0 to 200, and more preferably 7.0 to 150.
  • the resin composition of the present invention may contain various additives, such as surfactants, higher fatty acid derivatives, thermal polymerization initiators, inorganic particles, ultraviolet absorbers, organic titanium compounds, antioxidants, aggregation inhibitors, phenolic compounds, other polymer compounds, light absorbers, plasticizers, and other auxiliaries (e.g., defoamers, flame retardants, etc.), as necessary, within the scope in which the effects of the present invention can be obtained.
  • additives such as surfactants, higher fatty acid derivatives, thermal polymerization initiators, inorganic particles, ultraviolet absorbers, organic titanium compounds, antioxidants, aggregation inhibitors, phenolic compounds, other polymer compounds, light absorbers, plasticizers, and other auxiliaries (e.g., defoamers, flame retardants, etc.), as necessary, within the scope in which the effects of the present invention can be obtained.
  • auxiliaries e.g., defoamers, flame retardants, etc.
  • surfactant various surfactants such as a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, a hydrocarbon-based surfactant, etc.
  • the surfactant may be a nonionic surfactant, a cationic surfactant, or an anionic surfactant.
  • the liquid properties (particularly fluidity) when the coating liquid composition is prepared can be further improved, and the uniformity of the coating thickness and liquid saving can be further improved.
  • the interfacial tension between the surface to be coated and the coating liquid is reduced, improving the wettability of the surface to be coated and improving the coatability of the surface to be coated. This makes it possible to more suitably form a uniform film with minimal thickness unevenness.
  • fluorosurfactants examples include compounds described in paragraph 0328 of WO 2021/112189, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a fluorine-based surfactant a fluorine-containing polymer compound containing a repeating unit derived from a (meth)acrylate compound having a fluorine atom and a repeating unit derived from a (meth)acrylate compound having two or more (preferably five or more) alkyleneoxy groups (preferably ethyleneoxy groups, propyleneoxy groups) can also be preferably used, and examples thereof include the following compounds.
  • the weight average molecular weight of the above compound is preferably from 3,000 to 50,000, and more preferably from 5,000 to 30,000.
  • a fluorine-containing polymer having an ethylenically unsaturated group in the side chain can also be used as the fluorosurfactant.
  • Specific examples include the compounds described in paragraphs 0050 to 0090 and 0289 to 0295 of JP-A-2010-164965, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • examples of commercially available products include Megafac RS-101, RS-102, RS-718K, etc., manufactured by DIC Corporation.
  • the fluorine content in the fluorosurfactant is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 7 to 25% by mass. Fluorine surfactants with a fluorine content within this range are effective in terms of uniformity of the coating film thickness and liquid saving, and also have good solubility in the composition.
  • silicone surfactants examples include the compounds described in paragraphs 0329 to 0334 of WO 2021/112189, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Higher fatty acid derivative In order to prevent polymerization inhibition caused by oxygen, a higher fatty acid derivative such as behenic acid or behenic acid amide may be added to the resin composition of the present invention, and the higher fatty acid derivative may be unevenly distributed on the surface of the resin composition of the present invention during drying after application.
  • the higher fatty acid derivative may be a compound described in paragraph 0155 of International Publication No. 2015/199219, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the content of the higher fatty acid derivative is preferably 0.1 to 10 mass% based on the total solid content of the resin composition. There may be only one type of higher fatty acid derivative, or two or more types. When there are two or more types of higher fatty acid derivatives, the total is preferably within the above range.
  • titanium bis(triethanolamine) diisopropoxide titanium di(n-butoxide) bis(2,4-pentanedionate), titanium diisopropoxide bis(2,4-pentanedionate), titanium diisopropoxide bis(tetramethylheptanedionate), titanium diisopropoxide bis(ethylacetoacetate), etc.
  • the organic titanium compound is preferably at least one compound selected from the group consisting of I) titanium chelate compounds, II) tetraalkoxytitanium compounds, and III) titanocene compounds.
  • titanium diisopropoxide bis(ethylacetoacetate), titanium tetra(n-butoxide), and bis( ⁇ 5-2,4-cyclopentadiene-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl)titanium are preferred.
  • the content of the antioxidant is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the specific resin.
  • the content of the antioxidant is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the specific resin.
  • the anti-aggregating agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the anti-aggregating agent is preferably 0.01 mass % or more and 10 mass % or less, and more preferably 0.02 mass % or more and 5 mass % or less, relative to the total solid mass of the resin composition.
  • the phenol-based compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the phenol-based compound is preferably 0.01 mass % or more and 30 mass % or less, and more preferably 0.02 mass % or more and 20 mass % or less, relative to the total solid mass of the resin composition.
  • Examples of the other polymer compounds include siloxane resins, (meth)acrylic polymers copolymerized with (meth)acrylic acid, novolac resins, resol resins, polyhydroxystyrene resins, and copolymers thereof, etc.
  • the other polymer compounds may be modified by introducing a crosslinking group such as a methylol group, an alkoxymethyl group, or an epoxy group.
  • the other polymer compounds may be used either individually or in combination of two or more.
  • the content of the other polymer compounds is preferably 0.01 mass % or more and 30 mass % or less, and more preferably 0.02 mass % or more and 20 mass % or less, relative to the total solid mass of the resin composition.
  • the resin composition of the present invention may further contain a light absorber (a compound whose absorbance at the exposure wavelength decreases upon exposure).
  • a light absorber a compound whose absorbance at the exposure wavelength decreases upon exposure.
  • Examples of the light absorber include the compounds described in paragraphs 0159 to 0183 of WO 2022/202647 and the compounds described in paragraphs 0088 to 0108 of JP 2019-206689 A. The contents of which are incorporated herein by reference.
  • a photochromic compound is a compound whose absorption spectrum changes as a result of the molecular geometric structure being changed by the absorption of light. Specific examples of photochromic compounds are shown below, but the present invention is not limited to these.
  • the light absorber is preferably at least one selected from the group consisting of naphthoquinone diazide compounds, spiropyran compounds, diarylethene compounds, azobenzene compounds, nifedipine compounds, and coumarin compounds.
  • the content of the light absorber relative to the total solid content of the resin composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 mass%, more preferably 0.5 to 10 mass%, and even more preferably 1 to 5 mass%.
  • One embodiment (second aspect) of the resin composition of the present invention is a resin composition containing at least one resin selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (1) and a structure represented by the following formula (2).
  • X 1 , X 2 , Y 1 and Y 2 each independently represent an organic group.
  • W 1 , W 2 , W 3 and W 4 each independently represent a single bond or a divalent organic group.
  • P 1 , P 2 , P 3 and P 4 each independently represent a group containing a moiety having an activation energy of 40 to 60 kcal/mol upon dissociation.
  • Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 each independently represent a monovalent organic group, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, a thiol group or a hydrogen atom.
  • a, b, c, and d each independently represent an integer of 0 or more, provided that at least one of a and b represents an integer of 1 or more, and at least one of c and d represents an integer of 1 or more.
  • m, n, p and q each independently represent an integer of 1 or more.
  • the resin in the resin composition of the second embodiment is the resin (A) in the first embodiment.
  • the resin (A) is as described above.
  • the resin composition of the second embodiment may contain components other than the resin (A), and the explanation of the components other than the resin (A) is the same as that in the first embodiment described above.
  • One embodiment (third aspect) of the resin composition of the present invention is a resin composition containing at least one resin selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (1) and a structure represented by the following formula (2).
  • X 1 , X 2 , Y 1 and Y 2 each independently represent an organic group.
  • W 1 , W 2 , W 3 and W 4 each independently represent a single bond or a divalent organic group.
  • P 1 , P 2 , P 3 and P 4 each independently represent a group having at least one type of structure selected from the group consisting of a structure represented by the following formula (3) and a structure represented by the following formula (4).
  • Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 each independently represent a monovalent organic group, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, a thiol group or a hydrogen atom.
  • a, b, c, and d each independently represent an integer of 0 or more, provided that at least one of a and b represents an integer of 1 or more, and at least one of c and d represents an integer of 1 or more.
  • m, n, p and q each independently represent an integer of 1 or more.
  • A1 and B1 each independently represent an oxygen atom or NR4 .
  • R4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • A2 and B2 each independently represent an oxygen atom or NH.
  • R3 represents a divalent hydrocarbon group.
  • * 1 and * 2 indicate binding positions.
  • the resin in the resin composition of the third embodiment is the resin (Ab) in the first embodiment.
  • the resin (Ab) is as described above.
  • the resin composition of the third embodiment may contain components other than the resin (Ab), and the description of the components other than the resin (Ab) is the same as that in the first embodiment described above.
  • One embodiment (fourth aspect) of the resin composition of the present invention is a resin composition containing at least one resin selected from the group consisting of polyimides and polyimide precursors, and a polymerizable compound,
  • the polymerizable compound is a resin composition containing a moiety having an activation energy of 40 to 60 kcal/mol upon dissociation.
  • the polymerizable compound in the resin composition of the fourth embodiment is preferably the polymerizable compound (K) described in the first embodiment.
  • the resin composition of the fourth embodiment may contain at least one resin selected from the group consisting of polyimides and polyimide precursors, and a component other than the polymerizable compound.
  • the at least one resin selected from the group consisting of polyimides and polyimide precursors, and the component other than the polymerizable compound are the same as those in the first embodiment described above.
  • the content of at least one resin selected from the group consisting of polyimide and polyimide precursor in the resin composition of the fourth embodiment is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more, based on the total solid content of the resin composition.
  • the content of at least one resin selected from the group consisting of polyimide and polyimide precursor in the resin composition of the fourth embodiment is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, even more preferably 98% by mass or less, even more preferably 97% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less, based on the total solid content of the resin composition.
  • the resin composition of the fourth aspect may contain only one of the above resins, or may contain two or more of them. When two or more of them are contained, it is preferable that the total amount is in the above range.
  • the content of the polymerizable compound containing a moiety having an activation energy of 40 to 60 kcal/mol upon dissociation is preferably more than 0% by mass and not more than 60% by mass, based on the total solid content of the resin composition.
  • the lower limit is more preferably 5% by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less.
  • the polymerizable compound containing a moiety having an activation energy of 40 to 60 kcal/mol upon dissociation may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the total amount is preferably within the above range.
  • the content of at least one resin selected from the group consisting of polyimide and polyimide precursor in the resin composition of the fifth embodiment is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more, based on the total solid content of the resin composition.
  • the content of at least one resin selected from the group consisting of polyimide and polyimide precursor in the resin composition of the fifth embodiment is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, even more preferably 98% by mass or less, even more preferably 97% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less, based on the total solid content of the resin composition.
  • the resin composition of the fifth aspect may contain only one of the above resins, or may contain two or more of them. When two or more of them are contained, it is preferable that the total amount is in the above range.
  • the viscosity of the resin composition of the present invention can be adjusted by the solid content concentration of the resin composition. From the viewpoint of the coating film thickness, 1,000 mm 2 /s to 12,000 mm 2 /s is preferable, 2,000 mm 2 /s to 10,000 mm 2 /s is more preferable, and 2,500 mm 2 /s to 8,000 mm 2 /s is even more preferable. If it is within the above range, it is easy to obtain a coating film with high uniformity.
  • the rinse liquid may be supplied using a shower nozzle, a straight nozzle, a spray nozzle, etc., and the method of continuously supplying the rinse liquid using a spray nozzle is preferred, while from the viewpoint of the permeability of the rinse liquid into the image areas, the method of supplying the rinse liquid using a spray nozzle is more preferred.
  • the type of nozzle is not particularly limited, and examples thereof include a straight nozzle, a shower nozzle, a spray nozzle, etc.
  • the rinsing step is preferably a step of supplying a rinsing liquid to the exposed film through a straight nozzle or continuously supplying the rinsing liquid to the exposed film, and more preferably a step of supplying the rinsing liquid through a spray nozzle.
  • the method of supplying the rinsing liquid in the rinsing step may be a step in which the rinsing liquid is continuously supplied to the substrate, a step in which the rinsing liquid is kept substantially stationary on the substrate, a step in which the rinsing liquid is vibrated on the substrate by ultrasonic waves or the like, or a combination of these steps.
  • the rinsing time is preferably 10 seconds to 10 minutes, and more preferably 20 seconds to 5 minutes.
  • the temperature of the rinsing liquid during rinsing is not particularly specified, but is preferably 10 to 45°C, and more preferably 18°C to 30°C.
  • the development process may include a step of contacting the pattern with a processing liquid after the treatment with the developer or after the pattern is washed with a rinsing liquid. Also, a method may be adopted in which the processing liquid is supplied before the developer or rinsing liquid in contact with the pattern is completely dried.
  • the treatment liquid includes a treatment liquid containing at least one of water and an organic solvent, and at least one of a basic compound and a base generator.
  • Preferred aspects of the organic solvent, and at least one of the basic compound and the base generator are the same as the preferred aspects of the organic solvent, and at least one of the basic compound and the base generator used in the above-mentioned rinse solution.
  • the method of supplying the processing liquid to the pattern can be the same as the above-mentioned method of supplying the rinsing liquid, and the preferred embodiments are also the same.
  • the content of the basic compound or base generator in the treatment liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the total mass of the treatment liquid.
  • the lower limit of the content is not particularly limited, but is preferably, for example, 0.1% by mass or more.
  • the content of the basic compound or base generator is preferably 70 to 100 mass % based on the total solid content of the treatment liquid.
  • the treatment liquid may contain only one kind of at least one of the basic compound and the base generator, or may contain two or more kinds.
  • the total amount thereof is preferably within the above range.
  • the pattern obtained by the development step (if a rinsing step is performed, the pattern after rinsing) is preferably subjected to a heating step in which the pattern obtained by the development step is heated. That is, the method for producing a cured product of the present invention preferably includes a heating step of heating the pattern obtained in the developing step. The method for producing a cured product of the present invention may also include a heating step of heating a pattern obtained by another method without carrying out a development step, or a film obtained in a film formation step. In the heating step, the resin such as the polyimide precursor is cyclized to become a resin such as a polyimide.
  • the heating temperature (maximum heating temperature) in the heating step is preferably 50 to 450°C, more preferably 150 to 350°C, further preferably 150 to 250°C, even more preferably 160 to 250°C, and particularly preferably 160 to 230°C.
  • the heating step is preferably a step in which the cyclization reaction of the polyimide precursor is promoted within the pattern by the action of the base generated from the base generator through heating.
  • the heating step is preferably performed at a temperature rise rate of 1 to 12° C./min from the starting temperature to the maximum heating temperature.
  • the temperature rise rate is more preferably 2 to 10° C./min, and even more preferably 3 to 10° C./min.
  • the temperature is increased from the starting temperature to the maximum heating temperature at a rate of preferably 1 to 8° C./sec, more preferably 2 to 7° C./sec, and even more preferably 3 to 6° C./sec.
  • the temperature at the start of heating is preferably 20°C to 150°C, more preferably 20°C to 130°C, and even more preferably 25°C to 120°C.
  • the temperature at the start of heating refers to the temperature at which the process of heating to the maximum heating temperature begins.
  • the resin composition of the present invention when applied to a substrate and then dried, it is the temperature of the film (layer) after drying, and it is preferable to raise the temperature from a temperature 30 to 200°C lower than the boiling point of the solvent contained in the resin composition.
  • the heating time (heating time at the maximum heating temperature) is preferably 5 to 360 minutes, more preferably 10 to 300 minutes, and even more preferably 15 to 240 minutes.
  • the heating temperature is preferably 30° C. or higher, more preferably 80° C. or higher, even more preferably 100° C. or higher, and particularly preferably 120° C. or higher.
  • the upper limit of the heating temperature is preferably 350° C. or less, more preferably 250° C. or less, and even more preferably 240° C. or less.
  • Heating may be performed stepwise. For example, a process may be performed in which the temperature is increased from 25°C to 120°C at 3°C/min, held at 120°C for 60 minutes, increased from 120°C to 180°C at 2°C/min, and held at 180°C for 120 minutes. It is also preferable to perform the process while irradiating ultraviolet rays as described in U.S. Pat. No. 9,159,547. Such a pretreatment process can improve the properties of the film. The pretreatment process is preferably performed for a short time of about 10 seconds to 2 hours, more preferably 15 seconds to 30 minutes.
  • the pretreatment may be performed in two or more steps, for example, a first pretreatment process may be performed in the range of 100 to 150°C, and then a second pretreatment process may be performed in the range of 150 to 200°C. Furthermore, after heating, the material may be cooled, and in this case, the cooling rate is preferably 1 to 5° C./min.
  • the heating step is preferably performed in an atmosphere with a low oxygen concentration by flowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon, or by performing the heating step under reduced pressure, etc.
  • the oxygen concentration is preferably 50 ppm (volume ratio) or less, and more preferably 20 ppm (volume ratio) or less.
  • the heating means in the heating step is not particularly limited, but examples thereof include a hot plate, an infrared oven, an electric heating oven, a hot air oven, and an infrared oven.
  • the pattern obtained by the development step (if a rinsing step is performed, the pattern after rinsing) may be subjected to a post-development exposure step in which the pattern after the development step is exposed to light instead of or in addition to the heating step. That is, the method for producing a cured product of the present invention may include a post-development exposure step of exposing the pattern obtained by the development step.
  • the method for producing a cured product of the present invention may include a heating step and a post-development exposure step, or may include only one of the heating step and the post-development exposure step.
  • the post-development exposure step for example, a reaction in which cyclization of a polyimide precursor or the like proceeds due to exposure of a photobase generator to light, or a reaction in which elimination of an acid-decomposable group proceeds due to exposure of a photoacid generator to light, can be promoted.
  • the post-development exposure step it is sufficient that at least a part of the pattern obtained in the development step is exposed, but it is preferable that the entire pattern is exposed.
  • the exposure dose in the post-development exposure step is preferably 50 to 20,000 mJ/cm 2 , and more preferably 100 to 15,000 mJ/cm 2 , calculated as exposure energy at a wavelength to which the photosensitive compound has sensitivity.
  • the post-development exposure step can be carried out, for example, using the light source in the exposure step described above, and it is preferable to use broadband light.
  • the pattern obtained by the development step may be subjected to a metal layer forming step in which a metal layer is formed on the pattern. That is, the method for producing a cured product of the present invention preferably includes a metal layer forming step of forming a metal layer on the pattern obtained by the development step (preferably subjected to at least one of a heating step and a post-development exposure step).
  • the metal layer can be made of any existing metal type without any particular limitations, and examples include copper, aluminum, nickel, vanadium, titanium, chromium, cobalt, gold, tungsten, tin, silver, and alloys containing these metals, with copper and aluminum being more preferred, and copper being even more preferred.
  • the method for forming the metal layer is not particularly limited, and existing methods can be applied.
  • the methods described in JP 2007-157879 A, JP 2001-521288 A, JP 2004-214501 A, JP 2004-101850 A, U.S. Patent No. 7,888,181 B2, and U.S. Patent No. 9,177,926 B2 can be used.
  • photolithography, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), lift-off, electrolytic plating, electroless plating, etching, printing, and combinations of these methods are possible.
  • examples of the method include a patterning method that combines sputtering, photolithography, and etching, and a patterning method that combines photolithography and electrolytic plating.
  • a preferred embodiment of plating is electrolytic plating using a copper sulfate or copper cyanide plating solution.
  • the thickness of the metal layer at its thickest point is preferably 0.01 to 50 ⁇ m, and more preferably 1 to 10 ⁇ m.
  • Examples of the field of application of the method for producing the cured product of the present invention or the cured product include insulating films for electronic devices, interlayer insulating films for rewiring layers, stress buffer films, etc.
  • Other examples include etching patterns of sealing films, substrate materials (base films and coverlays for flexible printed circuit boards, interlayer insulating films), or insulating films for mounting applications such as those described above.
  • the method for producing the cured product of the present invention or the cured product of the present invention can also be used for producing printing plates such as offset printing plates or screen printing plates, for etching molded parts, and for producing protective lacquers and dielectric layers in electronics, especially microelectronics.
  • the laminate of the present invention refers to a structure having a plurality of layers each made of the cured product of the present invention.
  • the laminate is a laminate including two or more layers made of a cured product, and may be a laminate including three or more layers.
  • at least one is a layer made of the cured product of the present invention, and from the viewpoint of suppressing shrinkage of the cured product or deformation of the cured product associated with the shrinkage, it is also preferable that all of the layers made of the cured product contained in the laminate are layers made of the cured product of the present invention.
  • the method for producing the laminate of the present invention preferably includes the method for producing the cured product of the present invention, and more preferably includes repeating the method for producing the cured product of the present invention multiple times.
  • the laminate of the present invention preferably includes two or more layers made of a cured product, and includes a metal layer between any two of the layers made of the cured product.
  • the metal layer is preferably formed by the metal layer forming step. That is, the method for producing a laminate of the present invention preferably further includes a metal layer forming step of forming a metal layer on a layer made of a cured product between the steps for producing a cured product which are performed multiple times.
  • a preferred embodiment of the metal layer forming step is as described above.
  • a laminate having at least a layer structure in which three layers, a layer made of a first cured product, a metal layer, and a layer made of a second cured product, are laminated in this order can be mentioned as a preferred example.
  • the layer made of the first cured product and the layer made of the second cured product are preferably layers made of the cured product of the present invention.
  • the resin composition of the present invention used to form the layer made of the first cured product and the resin composition of the present invention used to form the layer made of the second cured product may have the same composition or different compositions.
  • the metal layer in the laminate of the present invention is preferably used as metal wiring such as a rewiring layer.
  • the method for producing the laminate of the present invention preferably includes a lamination step.
  • the lamination process is a series of processes including performing at least one of (a) a film formation process (layer formation process), (b) an exposure process, (c) a development process, and (d) a heating process and a post-development exposure process again on the surface of the pattern (resin layer) or metal layer in this order.
  • at least one of (a) the film formation process and (d) the heating process and the post-development exposure process may be repeated.
  • a metal layer formation process may be included. It goes without saying that the lamination process may further include the above-mentioned drying process and the like as appropriate.
  • a surface activation treatment step may be performed after the exposure step, the heating step, or the metal layer formation step.
  • An example of the surface activation treatment is a plasma treatment. Details of the surface activation treatment will be described later.
  • the lamination step is preferably carried out 2 to 20 times, and more preferably 2 to 9 times.
  • a structure of 2 to 20 resin layers such as resin layer/metal layer/resin layer/metal layer/resin layer/metal layer, is preferred, and a structure of 2 to 9 resin layers is more preferred.
  • the layers may be the same or different in composition, shape, film thickness, etc.
  • a particularly preferred embodiment is one in which, after providing a metal layer, a cured product (resin layer) of the resin composition of the present invention is further formed so as to cover the metal layer.
  • a cured product (resin layer) of the resin composition of the present invention is further formed so as to cover the metal layer.
  • the following may be repeated in this order: (a) film formation step, (b) exposure step, (c) development step, (d) at least one of a heating step and a post-development exposure step, and (e) metal layer formation step; or (a) film formation step, (d) at least one of a heating step and a post-development exposure step, and (e) metal layer formation step.
  • the method for producing a laminate of the present invention preferably includes a surface activation treatment step of subjecting at least a portion of the metal layer and the resin composition layer to a surface activation treatment.
  • the surface activation treatment step is usually carried out after the metal layer formation step, but after the above-mentioned development step (preferably after at least one of the heating step and the post-development exposure step), the resin composition layer may be subjected to a surface activation treatment step before the metal layer formation step is carried out.
  • the surface activation treatment may be performed on at least a part of the metal layer, or on at least a part of the resin composition layer after exposure, or on at least a part of both the metal layer and the resin composition layer after exposure.
  • the surface activation treatment is preferably performed on at least a part of the metal layer, and it is preferable to perform the surface activation treatment on a part or all of the area of the metal layer on which the resin composition layer is formed on the surface. In this way, by performing the surface activation treatment on the surface of the metal layer, the adhesion with the resin composition layer (film) provided on the surface can be improved. It is preferable to perform the surface activation treatment on a part or the whole of the resin composition layer (resin layer) after exposure. In this way, by performing the surface activation treatment on the surface of the resin composition layer, it is possible to improve the adhesion with the metal layer or the resin layer provided on the surface that has been surface-activated.
  • the resin composition layer when performing negative development, etc., when the resin composition layer is cured, it is less likely to be damaged by the surface treatment, and the adhesion is likely to be improved.
  • the surface activation treatment can be carried out, for example, by the method described in paragraph 0415 of WO 2021/112189, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the present invention also discloses a method for manufacturing an interlayer insulating film for a redistribution layer.
  • the method for producing an interlayer insulating film for a rewiring layer of the present invention comprises the steps of: a photosensitive film forming step of applying the resin composition of the present invention onto a substrate to form a photosensitive film; an exposure step of exposing the photosensitive film to light to form an exposed film; a pattern forming step of developing the exposed film with a developer to form an insulating pattern; a heating step of heating the insulating pattern; Includes.
  • the photosensitive film forming step is the same as the film forming step in the above-mentioned method for producing a cured product.
  • the exposure step is the same as the exposure step in the above-mentioned method for producing a cured product.
  • the exposure step can promote three-dimensional crosslinking of the resin.
  • the pattern forming step is the same as the developing step in the above-mentioned method for producing a cured product.
  • the heating step is the same as the heating step in the above-mentioned method for producing a cured product.
  • the heating step can release the three-dimensional crosslinking of the resin promoted in the exposure step.
  • the method for producing an interlayer insulating film for a redistribution layer of the present invention may include steps other than those described above. Examples of the steps other than those described above include the steps described in the method for producing a cured product.
  • the present invention also discloses a semiconductor device comprising the cured product or laminate of the present invention.
  • the present invention also discloses a method for producing a semiconductor device, which includes the method for producing the cured product or the method for producing the laminate of the present invention.
  • semiconductor devices using the resin composition of the present invention for forming an interlayer insulating film for a rewiring layer the descriptions in paragraphs 0213 to 0218 and FIG. 1 of JP-A-2016-027357 can be referred to, and the contents of these are incorporated herein by reference.
  • the present invention also relates to the above-mentioned resin (Ab).
  • the resin (Ab) has been described above.
  • TEMPO 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl
  • 4-aminostyrene 1.66 g (1.66 mmol) of 4-aminostyrene were added at room temperature (23°C) and stirred for 2 hours, after which 49.0 g (354 mmol) of pyridine and 13.9 g (142 mmol) of maleic anhydride were added and stirred at 60°C for 3 hours.
  • EDCI 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide
  • the mixture was extracted with 150 ml of ethyl acetate, and the organic layer was removed.
  • 500 ml of ethyl acetate was added, and the mixture was extracted with concentrated hydrochloric acid to adjust the pH to 2 to 3.
  • the obtained ethyl acetate solution was washed three times with saturated saline and dried over magnesium sulfate. After filtering to remove magnesium sulfate, 0.1 TEMPO was added, and the ethyl acetate was concentrated under reduced pressure to obtain a carboxylic acid.
  • the resulting carboxylic acid was then dissolved in 50 ml of acetonitrile, and 69.0 g (360 mmol) of 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDCI) hydrochloride and 60.1 g (360 mmol) of aminoethoxy methacrylate hydrochloride were added.
  • the mixture was cooled to 0°C, and 36.4 g (360 mmol) of triethylamine was added dropwise over 15 minutes, followed by stirring at room temperature for 3 hours.
  • the ethyl acetate solution was washed three times with saturated saline and dried over magnesium sulfate. After filtering to remove the magnesium sulfate, 0.1 g of TEMPO was added and the ethyl acetate was concentrated under reduced pressure to obtain G-2.
  • Examples and Comparative Examples> In each of the Examples and Comparative Examples, the components shown in Tables 1 to 3 below were mixed to obtain a resin composition. Specifically, the content of each component other than the solvent shown in Tables 1 to 3 was the amount (parts by mass) shown in the "parts by mass” row. When two or more compounds were used as each component, the "type” and “parts by mass” were listed separated by "/". In these columns, the order of listing separated by "/" corresponds to each other. The amount of the solvent used was adjusted so that the solid content concentration was as shown in the "Solid content concentration (mass %)" column of Tables 1 to 3. The "type” and “mass ratio” of the solvents used are shown in Tables 1 to 3.
  • the “mass ratio” of the solvent is the content (mass %) of each type of solvent relative to the total solvent.
  • the notation "-" indicates that the resin composition does not contain the corresponding component.
  • the obtained resin composition was pressure filtered using a polytetrafluoroethylene filter having a pore width of 0.5 ⁇ m.
  • A-1 is a polyimide having a main chain made up of repeating units bracketed in [ ].
  • A-1 has a crosslinkable group represented by formula (EC1) and a crosslinkable group represented by formula (EC2) at the ends of the main chain.
  • *a to *d represent bonding positions.
  • the repeating units are bonded to each other at *a and *b.
  • the crosslinkable group represented by formula (EC1) is bonded to *a at *c.
  • the crosslinkable group represented by formula (EC2) is bonded to *b at *d.
  • A-2 is a polyimide having a main chain made up of repeating units bracketed in [ ].
  • A-2 has a crosslinkable group represented by formula (EC3) and a crosslinkable group represented by formula (EC4) at the ends of the main chain.
  • *a to *d represent bonding positions.
  • the repeating units are bonded to each other at *a and *b.
  • the crosslinkable group represented by formula (EC3) is bonded to *a at *c.
  • the crosslinkable group represented by formula (EC4) is bonded to *b at *d.
  • A-3 is a polyimide having a main chain made up of repeating units bracketed in [ ].
  • A-3 has a crosslinkable group represented by formula (EC5) and a crosslinkable group represented by formula (EC6) at the ends of the main chain.
  • *a to *d represent bonding positions.
  • the repeating units are bonded to each other at *a and *b.
  • the crosslinkable group represented by formula (EC5) is bonded to *a at *c.
  • the crosslinkable group represented by formula (EC6) is bonded to *b at *d.
  • A-4 is a polyamide (polyimide precursor) with a main chain consisting of repeating units enclosed in [ ].
  • *a and *b represent bonding positions. Repeating units are bonded to each other at *a and *b.
  • A-5 is a polyamide (polyimide precursor) with a main chain consisting of repeating units enclosed in [ ].
  • *a and *b represent bonding positions. Repeating units are bonded to each other at *a and *b.
  • A-6 is a polyimide having a main chain made up of repeating units bracketed in [ ].
  • A-6 has a crosslinkable group represented by formula (EC7) and a crosslinkable group represented by formula (EC8) at the ends of the main chain.
  • *a to *d represent bonding positions.
  • the repeating units are bonded to each other at *a and *b.
  • the crosslinkable group represented by formula (EC7) is bonded to *a at *c.
  • the crosslinkable group represented by formula (EC8) is bonded to *b at *d.
  • A-7 is a polyamide (polyimide precursor) with a main chain in which repeating units enclosed in [ ] are randomly bonded.
  • *a to *d represent the bonding positions. Repeating units are bonded together at *a or *c and *b or *d.
  • A-8 is a polyamideimide having a main chain in which repeating units enclosed in [ ] are randomly bonded, and is also a polyimide precursor.
  • *a to *d represent the bonding positions. Repeating units are bonded together at *a or *c and *b or *d.
  • A-9 is a polyimide having a main chain made up of repeating units bracketed in [ ].
  • A-9 has a crosslinkable group represented by formula (EC9) and a crosslinkable group represented by formula (EC10) at the ends of the main chain.
  • *a to *f represent bonding positions.
  • the repeating units are bonded to each other at *a or *c and *b or *d.
  • the crosslinkable group represented by formula (EC9) is bonded to *a or *c at *e.
  • the crosslinkable group represented by formula (EC10) is bonded to *b or *d at *f.
  • B-1 is a polyimide with a main chain in which repeating units enclosed in [ ] are randomly bonded.
  • *a to *d represent the bonding positions. Repeating units are bonded together at *a or *c and *b or *d.
  • B-2 is a polyamide with a main chain made up of repeating units enclosed in [ ].
  • *a and *b represent bonding positions. Repeating units are bonded to each other at *a and *b.
  • B-4 is a polyamide (polyimide precursor) with a main chain consisting of repeating units enclosed in [ ].
  • *a and *b represent bonding positions. Repeating units are bonded to each other at *a and *b.
  • the Mn and Mw of each resin are shown in Table 4 below.
  • thermo base generator The structural formula of the compound used as the thermal base generator is shown below.

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Abstract

ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂を含有する樹脂組成物であって、上記樹脂組成物を膜とし、100mJ/cm2で露光し、230℃で1時間加熱した際に、加熱後の膜の破断伸びが、加熱前の膜の破断伸びより大きい、樹脂組成物、及び上記樹脂組成物を用いる再配線層用層間絶縁膜の製造方法。

Description

樹脂組成物、及び再配線層用層間絶縁膜の製造方法
 本発明は、樹脂組成物、及び再配線層用層間絶縁膜の製造方法に関する。
 ポリイミド及びポリイミド前駆体は、例えば、半導体デバイスや航空宇宙分野など、様々な分野で活用されている。
 特許文献1には、ポリイミド樹脂の主鎖上にラジカル重合性基、又はカチオン重合性基を結合させるとともに、ポリイミド樹脂の主鎖を構成する構成単位中に、特定の構造のビスフェノール類に由来する骨格を含ませたポリイミド樹脂と、有機溶媒とを含むワニス組成物が記載されている。
 また、特許文献2には、特定の構造を有するポリイミド前駆体、感光剤、及び溶媒を含む感光性樹脂組成物が記載されている。
日本国特開2022-73127号公報 日本国特開2022-54416号公報
 ポリイミド及びポリイミド前駆体の1つの用途として、半導体デバイスに用いられる膜(例えば、再配線層用層間絶縁膜などの絶縁膜)がある。
 昨今、半導体デバイスのますますの微細化及び高集積化によって、膜を形成するための材料である樹脂組成物には、高い解像性及び機械物性(特に破断伸び)が求められている。
 本発明は、解像性及び破断伸びに優れる膜を形成することができる樹脂組成物、及び上記樹脂組成物を用いる再配線層用層間絶縁膜の製造方法を提供することを課題とする。
 本発明の代表的な実施態様の例を以下に示す。
[1]
 ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂を含有する樹脂組成物であって、
 上記樹脂組成物を膜とし、100mJ/cmで露光し、230℃で1時間加熱した際に、加熱後の膜の破断伸びが、加熱前の膜の破断伸びより大きい、樹脂組成物。
[2]
 上記加熱後の膜の破断伸びが、上記加熱前の膜の破断伸びより15パーセントポイント以上大きい、[1]に記載の樹脂組成物。
[3]
 下記式(1)で表される構造及び下記式(2)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する樹脂を含有する樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式(1)及び式(2)中、
 X、X、Y及びYはそれぞれ独立に、有機基を表す。
 W、W、W及びWはそれぞれ独立に、単結合又は2価の有機基を表す。
 P、P、P及びPはそれぞれ独立に、解離する際の活性化エネルギーが40~60kcal/molである部位を含む基を表す。
 Q、Q、Q及びQはそれぞれ独立に、1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、チオール基又は水素原子を表す。
 a、b、c及びdはそれぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、aとbの少なくとも一方は1以上の整数を表し、cとdの少なくとも一方は1以上の整数を表す。
 m、n、p及びqはそれぞれ独立に、1以上の整数を表す。
 W、W、W、W、P、P、P、P、Q、Q、Q及びQはそれぞれ複数存在する場合、同じでも異なっていてもよい。
 *は結合位置を表す。
 式(2)中のR及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。
[4]
 下記式(1)で表される構造及び下記式(2)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する樹脂を含有する樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(1)及び式(2)中、
 X、X、Y及びYはそれぞれ独立に、有機基を表す。
 W、W、W及びWはそれぞれ独立に、単結合又は2価の有機基を表す。
 P、P、P及びPはそれぞれ独立に、下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する基を表す。
 Q、Q、Q及びQはそれぞれ独立に、1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、チオール基又は水素原子を表す。
 a、b、c及びdはそれぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、aとbの少なくとも一方は1以上の整数を表し、cとdの少なくとも一方は1以上の整数を表す。
 m、n、p及びqはそれぞれ独立に、1以上の整数を表す。
 W、W、W、W、P、P、P、P、Q、Q、Q及びQはそれぞれ複数存在する場合、同じでも異なっていてもよい。
 *は結合位置を示す。
 式(2)中のR及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式(3)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNRを表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表す。
 式(4)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNHを表す。Rは2価の炭化水素基を表す。
 式(3)及び式(4)中、*及び*は結合位置を示す。
[5]
 上記式(3)中のA及びBの少なくとも1つが酸素原子を表し、
 上記式(4)中のA及びBの少なくとも1つが酸素原子を表す、[4]に記載の樹脂組成物。
[6]
 上記樹脂が、上記式(1)で表される構造を有する、[3]~[5]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[7]
 上記樹脂が、上記式(2)で表される構造を有する、[3]~[6]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[8]
 上記樹脂が、上記式(1)で表される構造と、上記式(2)で表される構造とを有する、[3]~[7]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[9]
 さらに、重合性化合物を含有する、[1]~[8]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[10]
 ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、重合性化合物とを含有する樹脂組成物であって、
 上記重合性化合物は、解離する際の活性化エネルギーが40~60kcal/molである部位を含む、樹脂組成物。
[11]
 ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、重合性化合物とを含有する樹脂組成物であって、
 上記重合性化合物は、下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する、樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式(3)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNRを表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表す。ただし、A及びBの少なくとも1つは酸素原子を表す。
 式(4)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNHを表す。Rは2価の炭化水素基を表す。
 式(3)及び式(4)中、*及び*は結合位置を示す。
[12]
 上記式(4)中のA及びBの少なくとも1つが酸素原子を表す、[11]に記載の樹脂組成物。
[13]
 上記式(3)で表される構造が下記(i)及び(ii)の少なくとも一方を満たし、上記式(4)で表される構造が下記(iii)及び(iv)の少なくとも一方を満たす、[11]又は[12]に記載の樹脂組成物。
 (i):Aが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
 (ii):Bが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
 (iii):Aが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
 (iv):Bが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
[14]
 上記重合性化合物が、上記式(4)で表される構造を有し、
 上記式(4)中のA及びBの一方が酸素原子し、他方がNHを表す、[11]~[13]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[15]
 上記重合性化合物が、上記式(4)で表される構造を有し、
 上記式(4)中のRが、炭素数6以下の2価の炭化水素基を表す、[11]~[14]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[16]
 さらに、重合開始剤を含有する、[1]~[15]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[17]
 さらに、光吸収剤を含有する、[1]~[16]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。[18]
 上記光吸収剤は、ナフトキノンジアジド化合物、スピロピラン化合物、ジアリールエテン化合物、アゾベンゼン化合物、ニフェジピン化合物及びクマリン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[17]に記載の樹脂組成物。
[19]
 絶縁膜の形成に用いられる、[1]~[18]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[20]
 再配線層用層間絶縁膜の形成に用いられる、[1]~[19]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[21]
 基板上に[1]~[20]のいずれか1つに記載の樹脂組成物を塗布し、感光膜を形成する感光膜形成工程と、
 上記感光膜を露光し、露光膜を形成する露光工程と、
 上記露光膜を現像液で現像し、絶縁パターンを形成する、パターン形成工程と、
 上記絶縁パターンを加熱する加熱工程と、
を含む、再配線層用層間絶縁膜の製造方法。
 本発明によれば、解像性及び破断伸びに優れる膜を形成することができる樹脂組成物、及び上記樹脂組成物を用いる再配線層用層間絶縁膜の製造方法を提供することができる。
 以下、本発明の主要な実施形態について説明する。しかしながら、本発明は、明示した実施形態に限られるものではない。
 本明細書において「~」という記号を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、その工程の所期の作用が達成できる限りにおいて、他の工程と明確に区別できない工程も含む意味である。
 本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有しない基(原子団)と共に置換基を有する基(原子団)をも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
 本明細書において「露光」とは、特に断らない限り、光を用いた露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線を用いた露光も含む。また、露光に用いられる光としては、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等の活性光線又は放射線が挙げられる。
 本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方、又は、いずれかを意味し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」及び「メタクリル」の両方、又は、いずれかを意味し、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」及び「メタクリロイル」の両方、又は、いずれかを意味する。
 本明細書において、構造式中のMeはメチル基を表し、Etはエチル基を表し、Buはブチル基を表し、Phはフェニル基を表す。
 本明細書において、全固形分とは、組成物の全成分から溶剤を除いた成分の総質量をいう。また本明細書において、固形分濃度とは、組成物の総質量に対する、溶剤を除く他の成分の質量百分率である。
 本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、特に述べない限り、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法を用いて測定した値であり、ポリスチレン換算値として定義される。本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、例えば、HLC-8220GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてガードカラムHZ-L、TSKgel Super HZM-M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000、及び、TSKgel Super HZ2000(以上、東ソー(株)製)を直列に連結して用いることによって求めることができる。それらの分子量は特に述べない限り、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いて測定したものとする。ただし、溶解性が低い場合など、溶離液としてTHFが適していない場合にはNMP(N-メチル-2-ピロリドン)を用いることもできる。また、GPC測定における検出は特に述べない限り、UV線(紫外線)の波長254nm検出器を使用したものとする。
 本明細書において、積層体を構成する各層の位置関係について、「上」又は「下」と記載したときには、注目している複数の層のうち基準となる層の上側又は下側に他の層があればよい。すなわち、基準となる層と上記他の層の間に、更に第3の層や要素が介在していてもよく、基準となる層と上記他の層は接している必要はない。特に断らない限り、基材に対し層が積み重なっていく方向を「上」と称し、又は、樹脂組成物層がある場合には、基材から樹脂組成物層へ向かう方向を「上」と称し、その反対方向を「下」と称する。なお、このような上下方向の設定は、本明細書中における便宜のためであり、実際の態様においては、本明細書における「上」方向は、鉛直上向きと異なることもありうる。
 本明細書において、特段の記載がない限り、組成物は、組成物に含まれる各成分として、その成分に該当する2種以上の化合物を含んでもよい。また、特段の記載がない限り、組成物における各成分の含有量とは、その成分に該当する全ての化合物の合計含有量を意味する。
 本明細書において、特に述べない限り、温度は23℃、気圧は101,325Pa(1気圧)、相対湿度は50%RHである。
 本明細書において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
 本明細書における「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。
[樹脂組成物]
 本発明の樹脂組成物について説明する。
 本発明の樹脂組成物の一実施形態(第一の態様)は、ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂を含有する樹脂組成物であって、
 上記樹脂組成物を膜とし、100mJ/cmで露光し、230℃で1時間加熱した際に、加熱後の膜の破断伸びが、加熱前の膜の破断伸びより大きい、樹脂組成物である。
 上記加熱後の膜の破断伸びが、上記加熱前の膜の破断伸びより5パーセントポイント以上大きいことが好ましく、10パーセントポイント以上大きいことがより好ましく、15パーセントポイント以上大きいことが更に好ましく、20パーセントポイント以上大きいことが特に好ましい。
 本発明の樹脂組成物によれば、解像性及び破断伸びに優れる膜を形成することができる。本発明により上記効果が得られるメカニズムは完全には明らかになっていないが、本発明者らは以下のように推定している。ただし、本発明は以下の推定メカニズムによって何ら制限されない。
 高い解像性を付与するためには露光時に樹脂の三次元架橋を促進し、膜を硬化させることが望ましい。一方で、三次元架橋が促進されると架橋点から破断が進行しやすくなり、破断伸びが小さくなる傾向がある。そこで、露光で三次元架橋が進行する一方、現像後の加熱工程で三次元架橋が解除されれば、解像性及び破断伸びに優れる膜とすることができると考えられる。本発明の樹脂組成物から形成した膜は、露光で三次元架橋を進行させることができる一方、その後の加熱で三次元架橋を解除することができるので、解像性及び破断伸びに優れると考えられる。
〔破断伸び〕
 破断伸びは、下記方法で測定する。
 樹脂組成物をスピンコート法でシリコンウエハ上に塗布して塗布膜を形成する。上記塗布膜を有するシリコンウエハをホットプレート上で、100℃で5分間乾燥し、シリコンウエハ上に15μmの厚さの均一な膜を得る。
 得られた膜の全面に対して、ステッパー(Nikon NSR 2005 i9C)を用いて、100mJ/cmの露光エネルギーでi線露光する。この時点での膜を「加熱前の膜」という。
 上記露光後の膜を、窒素雰囲気下で、10℃/分の昇温速度で昇温し、230℃に達した後、230℃で1時間加熱する。この時点での膜を「加熱後の膜」という。
 加熱前の膜を有するシリコンウエハ及び加熱後の膜を有するシリコンウエハを、それぞれ3質量%フッ化水素酸水溶液に浸漬することで、シリコンウエハから膜を剥離する。剥離した膜をASTM D638-00に準じ、ダンベル形状(TypeV)とし、チャック間距離20mm、速度5mm/分で引っ張り、破断するまでの伸び率(%)を破断伸びとする。なお、伸び率(%)は、下記式で求められる。
 伸び率(%)=100×(破断時の標線間距離-引張り前の標線間距離)/引張り前の標線間距離
<樹脂(A)>
 本発明の樹脂組成物は、下記式(1)で表される構造及び下記式(2)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する樹脂(「樹脂(A)」ともいう)を含有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式(1)及び式(2)中、
 X、X、Y及びYはそれぞれ独立に、有機基を表す。
 W、W、W及びWはそれぞれ独立に、単結合又は2価の有機基を表す。
 P、P、P及びPはそれぞれ独立に、解離する際の活性化エネルギーが40~60kcal/molである部位を含む基を表す。
 Q、Q、Q及びQはそれぞれ独立に、1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、チオール基又は水素原子を表す。
 a、b、c及びdはそれぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、aとbの少なくとも一方は1以上の整数を表し、cとdの少なくとも一方は1以上の整数を表す。
 m、n、p及びqはそれぞれ独立に、1以上の整数を表す。
 W、W、W、W、P、P、P、P、Q、Q、Q及びQはそれぞれ複数存在する場合、同じでも異なっていてもよい。
 *は結合位置を表す。
 式(2)中のR及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。
 樹脂(A)は、上記式(1)で表される構造及び上記式(2)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する樹脂である。
 樹脂(A)は、式(1)で表される構造を有するものであってもよい。
 樹脂(A)は、式(2)で表される構造を有するものであってもよい。
 樹脂(A)は、式(1)で表される構造と、式(2)で表される構造とを有するものであってもよい。
 樹脂(A)は、式(1)で表される構造及び式(2)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を2つ以上有する樹脂であることが好ましく、式(1)で表される繰り返し単位及び式(2)で表される繰り返し単位からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する樹脂であることが更に好ましい。すなわち、樹脂(A)は、式(1)で表される構造及び式(2)で表される構造の少なくとも一方を、繰り返し単位として有することが好ましい。
 樹脂(A)は、ポリイミドであってもよいし、ポリアミドであってもよい。
 樹脂(A)は、式(1)で表される構造及び式(2)で表される構造以外の構造を更に有していてもよい。
 樹脂(A)は、環化樹脂の前駆体であってもよい。環化樹脂の前駆体とは、外部刺激により化学構造の変化を生じて環化樹脂となる樹脂をいい、熱により化学構造の変化を生じて環化樹脂となる樹脂が好ましく、熱により閉環反応を生じて環構造が形成されることにより環化樹脂となる樹脂がより好ましい。環化樹脂の前駆体としては、例えば、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体等が挙げられるが、ポリイミド前駆体であることが好ましい。
 式(1)で表される繰り返し単位について説明する。
 樹脂(A)が式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂である場合、樹脂(A)はポリイミドであるため、以下の説明において、式(1)で表される繰り返し単位を有する樹脂(A)を「ポリイミド」ともいう。
 式(1)中のXは有機基を表し、より詳細には、4+a価の有機基を表す。aは0以上の整数を表すため、以下では、aが0を表す場合(すなわち、Xが4価の有機基を表す場合)を例として説明する(aが1以上の整数を表す場合は、以下で説明するXのa個の任意の水素原子に、a個の-W-(P-Qが置換したものがXとなる)。
 Xが表す4価の有機基としては、芳香環を含む4価の有機基が好ましく、下記式(5)又は式(6)で表される基がより好ましい。式(5)及び式(6)中、*はそれぞれ式(1)中の-C(=O)-との結合部位を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 式(5)中、R112は単結合又は2価の連結基であり、単結合、又は、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、芳香族基(芳香族炭化水素基でも芳香族ヘテロ環基でもよい。)、-O-、-CO-、-S-、-SO-、及び-NHCO-、ならびに、これらの組み合わせから選択される基であることが好ましく、単結合、又は、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキレン基、炭素数6~10の芳香族炭化水素基、-O-、-CO-、-S-及び-SO-から選択される基であることがより好ましく、-CH-、-C(CF-、-C(CH-、フェニレン基、-O-、-CO-、-S-及び-SO-からなる群より選択される2価の基であることが更に好ましい。
 Xは、具体的には、テトラカルボン酸二無水物から無水物基の除去後に残存するテトラカルボン酸残基などが挙げられる。Xに該当する構造として、テトラカルボン酸残基を、1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
 テトラカルボン酸二無水物は、下記式(O)で表されることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 式(O)中、R115は、4価の有機基を表す。R115の好ましい範囲はXと同様である。
 テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ジフェニルヘキサフルオロプロパン-3,3,4,4-テトラカルボン酸二無水物、1,4,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,8,9,10-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、ならびに、これらの炭素数1~6のアルキル及び炭素数1~6のアルコキシ誘導体が挙げられる。
 また、国際公開第2017/038598号の段落0038に記載のテトラカルボン酸二無水物(DAA-1)~(DAA-5)も好ましい例として挙げられる。
 膜の強度の観点から、Xは1~4つの芳香環を有するテトラカルボン酸残基であることが好ましい。
 式(1)中のYは有機基を表し、より詳細には、2+b価の有機基を表す。bは0以上の整数を表すため、以下では、bが0を表す場合(すなわち、Yが2価の有機基を表す場合)を例として説明する(bが1以上の整数を表す場合は、以下で説明するYのb個の任意の水素原子に、b個の-W-(P-Qが置換したものがYとなる)。
 Yが表す2価の有機基としては、直鎖又は分岐の脂肪族基、環状の脂肪族基及び芳香族基を含む基が例示され、炭素数2~20の直鎖又は分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数3~20の芳香族基、又は、これらの組み合わせからなる基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基を含む基がより好ましい。芳香族基は、芳香族炭化水素基でもよいし、芳香族ヘテロ環基でもよい。芳香族ヘテロ環基は窒素原子、硫黄原子及び酸素原子からなる群より選ばれるヘテロ原子を環員に1つ以上含むことが好ましい。芳香族基の環員数は5~20が好ましく、6~15がより好ましい。上記直鎖又は分岐の脂肪族基は鎖中の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、上記環状の脂肪族基および芳香族基は環員の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよい。
 Yの例としては、-Ar-および-Ar-L-Ar-で表される基が挙げられ、-Ar-L-Ar-で表される基が好ましい。但し、Arは、それぞれ独立に、芳香族基であり、Lは、単結合、又は、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、-O-、-CO-、-S-、-SO-若しくは-NHCO-、あるいは、上記の2つ以上の組み合わせからなる基である。これらの好ましい範囲は、上述のとおりである。
 Yは、ジアミンから誘導されることが好ましい。ジアミンとしては、直鎖又は分岐の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族ジアミンなどが挙げられる。ジアミンは、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
 具体的には、Yは、炭素数2~20の直鎖又は分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数3~20の芳香族基、又は、これらの組み合わせからなる基を含むジアミンであることが好ましく、炭素数6~20の芳香族基を含むジアミンであることがより好ましい。上記直鎖又は分岐の脂肪族基は鎖中の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく上記環状の脂肪族基および芳香族基は環員の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよい。芳香族基を含む基の例としては、下記が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 式中、Aは単結合又は2価の連結基を表し、単結合、又は、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、-O-、-C(=O)-、-S-、-SO-、-NHCO-、又は、これらの組み合わせから選択される基であることが好ましく、単結合、又は、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキレン基、-O-、-C(=O)-、-S-、若しくは、-SO-から選択される基であることがより好ましく、-CH-、-O-、-S-、-SO-、-C(CF-、又は、-C(CH-であることが更に好ましい。
 式中、*は他の構造との結合部位を表す。
 ジアミンとしては、具体的には、1,2-ジアミノエタン、1,2-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン又は1,6-ジアミノヘキサン;1,2-又は1,3-ジアミノシクロペンタン、1,2-、1,3-又は1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,2-、1,3-又は1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス-(3-アミノシクロヘキシル)メタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルシクロヘキシルメタン及びイソホロンジアミン;
m-又はp-フェニレンジアミン、ジアミノトルエン、4,4’-又は3,3’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-又は3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-又は3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-又は3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-又は3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)スルホン、4,4’-ジアミノパラテルフェニル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(2-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、9,10-ビス(4-アミノフェニル)アントラセン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノオクタフルオロビフェニル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)-10-ヒドロアントラセン、3,3’,4,4’-テトラアミノビフェニル、3,3’,4,4’-テトラアミノジフェニルエーテル、1,4-ジアミノアントラキノン、1,5-ジアミノアントラキノン、3,3-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、9,9’-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-ジメチル-3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,4-及び2,5-ジアミノクメン、2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミン、アセトグアナミン、2,3,5,6-テトラメチル-p-フェニレンジアミン、2,4,6-トリメチル-m-フェニレンジアミン、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサン、2,7-ジアミノフルオレン、2,5-ジアミノピリジン、1,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン、ジアミノベンズアニリド、ジアミノ安息香酸のエステル、1,5-ジアミノナフタレン、ジアミノベンゾトリフルオライド、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)オクタフルオロブタン、1,5-ビス(4-アミノフェニル)デカフルオロペンタン、1,7-ビス(4-アミノフェニル)テトラデカフルオロヘプタン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(2-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ジメチルフェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、p-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(4-アミノ-3-トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’-ビス(3-アミノ-5-トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,2’,5,5’,6,6’-ヘキサフルオロトリジン及び4,4’-ジアミノクアテルフェニルから選ばれる少なくとも1種のジアミンが挙げられる。
 また、国際公開第2017/038598号の段落0030~0031に記載のジアミン(DA-1)~(DA-18)も好ましい。
 また、国際公開第2017/038598号の段落0032~0034に記載の2つ以上のアルキレングリコール単位を主鎖にもつジアミンも好ましく用いられる。
 Yは、得られる膜の柔軟性の観点から、-Ar-L-Ar-で表されることが好ましい。但し、Arは、それぞれ独立に、芳香族基であり、Lは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、-O-、-CO-、-S-、-SO-又は-NHCO-、あるいは、上記の2つ以上の組み合わせからなる基である。Arは、フェニレン基が好ましく、Lは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1又は2の脂肪族炭化水素基、-O-、-CO-、-S-又は-SO-が好ましい。ここでの脂肪族炭化水素基は、アルキレン基が好ましい。
 また、Yは、i線透過率の観点から、下記式(51)又は式(61)で表される2価の有機基であることが好ましい。特に、i線透過率、入手のし易さの観点から、式(61)で表される2価の有機基であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 式(51)中、R50~R57は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又は1価の有機基であり、R50~R57の少なくとも1つは、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基であり、*はそれぞれ独立に、窒素原子との結合部位を表す。
 R50~R57の1価の有機基としては、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~6)の無置換のアルキル基、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~6)のフッ化アルキル基等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 式(61)中、R58及びR59は、それぞれ独立に、フッ素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基であり、*はそれぞれ独立に、窒素原子との結合部位を表す。
 式(51)又は式(61)の構造を与えるジアミンとしては、2,2’-ジメチルベンジジン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(フルオロ)-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノオクタフルオロビフェニル等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 Yは、少なくとも2つのアルキレングリコール単位を主鎖にもつジアミン残基(ジアミンのアミノ基の除去後に残存する基)であることも、焼成時における反りの発生をより効果的に抑制する点で好ましい。エチレングリコール鎖、プロピレングリコール鎖のいずれか又は両方を一分子中にあわせて2つ以上含むジアミン残基であり、更に好ましくは上記ジアミンであって、芳香環を含まないジアミン残基であることも好ましい。
 エチレングリコール鎖、プロピレングリコール鎖のいずれか又は両方を一分子中にあわせて2つ以上含むジアミンとしては、ジェファーミン(登録商標)KH-511、ED-600、ED-900、ED-2003、EDR-148、EDR-176、D-200、D-400、D-2000、D-4000(以上商品名、HUNTSMAN(株)製)、1-(2-(2-(2-アミノプロポキシ)エトキシ)プロポキシ)プロパン-2-アミン、1-(1-(1-(2-アミノプロポキシ)プロパン-2-イル)オキシ)プロパン-2-アミンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
 式(1)中のP及びPはそれぞれ独立に、解離する際の活性化エネルギー(「Ea」ともいう)が40~60kcal/molである部位(結合)を含む基を表す。
 P及びPは、Eaが40~60kcal/molである部位を有するため、例えば、230℃で1時間加熱した際などに、解離(分解)しやすい。本発明の樹脂組成物の好ましい一態様では、式(1)で表される構造を有する樹脂(A)を含有する樹脂組成物を膜とし、100mJ/cmで露光し、230℃で1時間加熱すると、P及びPが分解することで三次元架橋が解除される。この態様によれば、加熱後の膜の破断伸びを、加熱前の膜の破断伸びより大きくしやすいため好ましい。
 P及びPは、Eaが42~58kcal/molである部位を有することが好ましく、45~55kcal/molである部位を有することがより好ましく、48~52kcal/molである部位を有することが更に好ましい。
 活性化エネルギー(Ea)の算出方法を以下に説明する。
 全ての計算はGaussian 09(rev.C)を用いて行い、下記の設定以外はGaussian 09(rev.C)のデフォルトを用いた。構造最適化と振動計算は密度汎関数法(DFT)を用いて行い、汎関数にωB97XD、基底関数に6-31G*を使用して真空状態で計算した。また、全ての計算で、Stable計算を用いて波動関数が安定であることを確かめた。安定構造を求める計算では、最適化後の構造に対して振動計算を行い、虚の振動が存在しないことを確かめ、Gibbs自由エネルギーを計算した。遷移状態を求める計算では、最適化後の構造に対して振動計算を行い、虚の振動が1つであることを確かめ、IRC経路がEaを算出したい結合の解離前と解離後の構造に接続していることを確かめ、Gibbs自由エネルギーを計算した。Eaを算出したい結合の解離前の安定構造と解離の遷移状態のGibbs自由エネルギーの差からEaを得た。
 また、Eaを算出したい結合の切断に遷移状態が存在しない場合には、以下の方法を用いて計算したEaを算出したい結合の解離エネルギーをEaとして用いる。
 全ての計算はGaussian 09(rev.C)を用いて行い、下記の設定以外はGaussian 09(rev.C)のデフォルトを用いた。構造最適化と振動計算は密度汎関数法(DFT)を用いて行い、汎関数にωB97XD、基底関数に6-31G*を使用して真空状態で計算した。また、全ての計算で、Stable計算を用いて波動関数が安定であることを確かめた。安定構造を求める計算では、最適化後の構造に対して振動計算を行い、虚の振動が存在しないことを確かめ、Gibbs自由エネルギーを計算した。Eaを算出したい結合の解離前と解離後の安定構造のGibbs自由エネルギーの差からEaを得た。
 P及びPは、Eaが40~60kcal/molである部位を有する基であれば特に限定されないが、それぞれ独立に、下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する基を表すことが好ましい。
 下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造は、Eaが40~60kcal/molである部位を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 式(3)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNRを表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表す。
 式(4)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNHを表す。Rは2価の炭化水素基を表す。
 式(3)及び式(4)中、*及び*は結合位置を示す。
 Rは水素原子又は1価の有機基を表す。Rが表す1価の有機基は特に限定されず、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基などが挙げられる。Rが表す1価の有機基の炭素数は1~20であってもよい。
 Rは水素原子を表すことが好ましい。
 式(4)中のRは2価の炭化水素基を表す。Rが表す2価の炭化水素基は特に限定されず、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、及びこれらの2種以上を組み合わせてなる基などが挙げられる。Rが表す2価の炭化水素基の炭素数は1~30であってもよく、1~20であってもよい。Rは炭素数6以下の2価の炭化水素基を表すことが好ましい。
 式(3)中のA及びBの少なくとも1つが酸素原子を表し、式(4)中のA及びBの少なくとも1つが酸素原子を表すことが好ましい。
 式(3)で表される構造が下記(i)及び(ii)の少なくとも一方を満たし、式(4)で表される構造が下記(iii)及び(iv)の少なくとも一方を満たすことが好ましい。
 (i):Aが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
 (ii):Bが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
 (iii):Aが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
 (iv):Bが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
 P及びPが式(3)で表される構造を有する場合、式(3)中のA及びBが酸素原子を表すか、又は、A及びBの一方が酸素原子を表し、他方がNHを表すことが好ましく、A及びBの一方が酸素原子を表し、他方がNHを表すことがより好ましい。例えば、Aが酸素原子を表し、BがNHを表す場合、*は*よりもW又はWに近い結合位置を示してもよい。ここで、「*は*よりもW又はWに近い」とは、*がW若しくはWとの結合位置を表すか、又は、*が結合する原子からW若しくはWを構成する原子までの間に存在する原子の数の最小値が、*が結合する原子からW若しくはWを構成する原子までの間に存在する原子の数の最小値よりも小さいことを表す。
 また、Aが酸素原子を表し、BがNHを表す場合、*は*よりもW又はWに近い結合位置を示してもよい。ここで、「*は*よりもW又はWに近い」とは、*がW若しくはWとの結合位置を表すか、又は、*が結合する原子からW若しくはWを構成する原子までの間に存在する原子の数の最小値が、*が結合する原子からW若しくはWを構成する原子までの間に存在する原子の数の最小値よりも小さいことを表す。
 P及びPが式(4)で表される構造を有する場合、式(4)中のA及びBの一方が酸素原子し、他方がNHを表すことが好ましい。例えば、Aが酸素原子を表し、BがNHを表す場合、*は*よりもW又はWに近い結合位置を示してもよい。また、*は*よりもW又はWに近い結合位置を示してもよい。
 式(1)中のW及びWはそれぞれ独立に、単結合又は2価の有機基を表す。
 W及びWが表す2価の有機基としては特に制限はなく、例えば、カルボニル基、エステル基、アミド基、アルキレン基、アリーレン基、シクロアルキレン基、アルキレンオキシ基、アリーレンオキシ基、シクロアルキレンオキシ基、及びこれらの2種以上を組み合わせてなる基などが挙げられる。これらの有機基は更に置換基を有していてもよい。
 W及びWが表す2価の有機基の炭素数には特に制限はないが、例えば、炭素数が1~100であってもよい。
 式(1)中のQ及びQはそれぞれ独立に、1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、チオール基又は水素原子を表す。
 Q及びQが表す1価の有機基としては特に制限はなく、例えば、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アシル基、ヘテロ環基、アルケニル基、アルキニル基、及びこれらの2種以上を組み合わせてなる基などが挙げられる。これらの有機基は更に置換基を有していてもよい。
 式(1)中のQ及びQの少なくとも1つが、エチレン性不飽和基、カルボキシ基、エポキシ基及びヒドロキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む1価の有機基を表すことが好ましい。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリロイル基、マレイミド基、(メタ)アクリルアミド基などが挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基が好ましい。
 式(1)中のa及びbはそれぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、aとbの少なくとも一方は1以上の整数を表す。a及びbはそれぞれ独立に、0以上100以下の整数を表してもよい。
 式(1)中のm及びnはそれぞれ独立に、1以上の整数を表し、1以上100以下の整数を表してもよい。
 XとYの少なくとも一方にOH基を有することも好ましい。より具体的には、Yとして、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、上記の(DA-1)~(DA-18)が好ましい例として挙げられ、Xとして、上記の(DAA-1)~(DAA-5)がより好ましい例として挙げられる。
 ポリイミドは、アルカリ可溶性ポリイミドであってもよく、有機溶剤を主成分とする現像液に対して可溶なポリイミドであってもよい。
 本明細書において、アルカリ可溶性ポリイミドとは、100gの2.38質量%テトラメチルアンモニウム水溶液に対し、23℃で0.1g以上溶解するポリイミドをいい、パターン形成性の観点からは、0.5g以上溶解するポリイミドであることが好ましく、1.0g以上溶解するポリイミドであることが更に好ましい。上記溶解量の上限は特に限定されないが、100g以下であることが好ましい。
 ポリイミドは、得られる膜の膜強度及び絶縁性の観点からは、複数個のイミド構造を主鎖に有するポリイミドであることが好ましい。
 本発明において、「主鎖」とは、樹脂分子中で相対的に最も長い結合鎖を表し、「側鎖」とはそれ以外の結合鎖をいう。
-フッ素原子-
 得られる膜の強度の観点からは、ポリイミドは、フッ素原子を有することも好ましい。
 フッ素原子は、例えば、X又はYに含まれることが好ましく、X又はYにフッ化アルキル基として含まれることがより好ましい。
 ポリイミドの全質量に対するフッ素原子の量は、5質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。
-ケイ素原子-
 得られる膜の強度の観点からは、ポリイミドは、ケイ素原子を有することも好ましい。
 ケイ素原子は、例えば、X又はYに有機変性(ポリ)シロキサン構造として含まれることがより好ましい。
 上記ケイ素原子又は上記有機変性(ポリ)シロキサン構造はポリイミドの側鎖に含まれていてもよいが、ポリイミドの主鎖に含まれることが好ましい。
 ポリイミドの全質量に対するケイ素原子の量は、1質量%以上が好ましく、20質量%以下がより好ましい。
-エチレン性不飽和結合-
 得られる膜の膜強度の観点からは、ポリイミドは、エチレン性不飽和結合を有することが好ましい。
 エチレン性不飽和結合は、ラジカル重合性を有することが好ましい。
 エチレン性不飽和結合は、XとYの少なくとも一方に含まれることが好ましく、XとYの少なくとも一方にエチレン性不飽和結合を有する基として含まれることがより好ましい。
 エチレン性不飽和結合は、Yに含まれることがより好ましく、Yにエチレン性不飽和結合を有する基として含まれることが更に好ましい。
 エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、ビニルフェニル基等の芳香環に直接結合した、置換されていてもよいビニル基を有する基、(メタ)アクリルアミド基、(メタ)アクリロイルオキシ基、下記式(IV)で表される基などが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式(IV)中、R20は、水素原子、メチル基、エチル基又はメチロール基を表し、水素原子又はメチル基が好ましい。
 式(IV)中、R21は、炭素数2~12のアルキレン基、-O-CHCH(OH)CH-、-C(=O)O-、-O(C=O)NH-、炭素数2~30の(ポリ)アルキレンオキシ基(アルキレン基の炭素数は2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2又は3が特に好ましい、アルキレンオキシ基の繰返し数は1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が特に好ましい)、又はこれらを2以上組み合わせた基を表す。
 上記炭素数2~12のアルキレン基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状又はこれらの組み合わせにより表されるアルキレン基のいずれであってもよい。
 上記炭素数2~12のアルキレン基としては、炭素数2~8のアルキレン基が好ましく、炭素数2~4のアルキレン基がより好ましい。
 これらの中でも、R21は下記式(R1)~式(R3)のいずれかで表される基であることが好ましく、式(R1)で表される基であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式(R1)~(R3)中、Lは単結合、又は、炭素数2~12のアルキレン基、炭素数2~30の(ポリ)アルキレンオキシ基若しくはこれらを2以上結合した基を表し、Xは酸素原子又は硫黄原子を表し、*は他の構造との結合部位を表し、●は式(IV)中のR21が結合する酸素原子との結合部位を表す。
 式(R1)~(R3)中、Lとしての炭素数2~12のアルキレン基、又は、炭素数2~30の(ポリ)アルキレンオキシ基の好ましい態様は、式(IV)のR21としての炭素数2~12のアルキレン基、又は、炭素数2~30の(ポリ)アルキレンオキシ基の好ましい態様と同様である。
 式(R1)中、Xは酸素原子であることが好ましい。
 式(R1)~(R3)中、*は式(IV)中の*と同義であり、好ましい態様も同様である。
 式(R1)で表される構造は、例えば、フェノール性ヒドロキシ基等のヒドロキシ基を有するポリイミドと、イソシアナト基及びエチレン性不飽和結合を有する化合物(例えば、2-イソシアナトエチルメタクリレート等)とを反応することにより得られる。
 式(R2)で表される構造は、例えば、カルボキシ基を有するポリイミドと、ヒドロキシ基及びエチレン性不飽和結合を有する化合物(例えば、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等)とを反応することにより得られる。
 式(R3)で表される構造は、例えば、フェノール性ヒドロキシ基等のヒドロキシ基を有するポリイミドと、グリシジル基及びエチレン性不飽和結合を有する化合物(例えば、グリシジルメタクリレート等)とを反応することにより得られる。
 式(IV)中、*は他の構造との結合部位を表し、ポリイミドの主鎖との結合部位であることが好ましい。
 ポリイミドの全質量に対するエチレン性不飽和結合の量は、0.0001~0.1mol/gであることが好ましく、0.0005~0.05mol/gであることがより好ましい。
-エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基-
 ポリイミドは、エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基を有していてもよい。
 エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基としては、エポキシ基、オキセタニル基等の環状エーテル基、メトキシメチル基等のアルコキシメチル基、メチロール基等が挙げられる。
 エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基は、例えば、Yに含まれることが好ましい。
 ポリイミドの全質量に対するエチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基の量は、0.0001~0.1mol/gであることが好ましく、0.001~0.05mol/gであることがより好ましい。
-極性変換基-
 ポリイミドは、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。ポリイミドにおける酸分解性基としては、酸の作用で分解して、フェノール性ヒドロキシ基、カルボキシ基等のアルカリ可溶性基を生じるものであれば特に限定されないが、アセタール基、ケタール基、シリル基、シリルエーテル基、第三級アルキルエステル基等が好ましく、露光感度の観点からは、アセタール基又はケタール基がより好ましい。
 酸分解性基の具体例としては、tert-ブトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、エトキシエチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、トリメチルシリル基、tert-ブトキシカルボニルメチル基、トリメチルシリルエーテル基などが挙げられる。露光感度の観点からは、エトキシエチル基、又は、テトラヒドロフラニル基が好ましい。
 極性変換基は、例えば、X、Y、ポリイミドの末端などに含まれる。
-酸価-
 ポリイミドがアルカリ現像に供される場合、現像性を向上する観点からは、ポリイミドの酸価は、30mgKOH/g以上であることが好ましく、50mgKOH/g以上であることがより好ましく、70mgKOH/g以上であることが更に好ましい。
 上記酸価は500mgKOH/g以下であることが好ましく、400mgKOH/g以下であることがより好ましく、200mgKOH/g以下であることが更に好ましい。
 ポリイミドが有機溶剤を主成分とする現像液を用いた現像(例えば、「溶剤現像」)に供される場合、ポリイミドの酸価は、1~35mgKOH/gが好ましく、2~30mgKOH/gがより好ましく、5~20mgKOH/gが更に好ましい。
 上記酸価は、公知の方法により測定され、例えば、JIS K 0070:1992に記載の方法により測定される。
 ポリイミドに含まれる酸基としては、保存安定性及び現像性の両立の観点から、pKaが0~10である酸基が好ましく、3~8である酸基がより好ましい。
 pKaとは、酸から水素イオンが放出される解離反応を考え、その平衡定数Kaをその負の常用対数pKaによって表したものである。本明細書において、pKaは、特に断らない限り、ACD/ChemSketch(登録商標)による計算値とする。pKaは、日本化学会編「改定5版 化学便覧 基礎編」に掲載の値を参照してもよい。
 酸基が例えばリン酸等の多価の酸である場合、上記pKaは第一解離定数である。
 このような酸基として、ポリイミドは、カルボキシ基、及び、フェノール性ヒドロキシ基からなる群より選ばれた少なくとも1種を含むことが好ましく、フェノール性ヒドロキシ基を含むことがより好ましい。
-フェノール性ヒドロキシ基-
 アルカリ現像液による現像速度を適切なものとする観点からは、ポリイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を有することが好ましい。
 ポリイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を主鎖末端に有してもよいし、側鎖に有してもよい。
 フェノール性ヒドロキシ基は、例えば、X又はYに含まれることが好ましい。
 ポリイミドの全質量に対するフェノール性ヒドロキシ基の量は、0.1~30mol/gであることが好ましく、1~20mol/gであることがより好ましい。
 ポリイミドは、構造中にフッ素原子を有することも好ましい。ポリイミド中のフッ素原子の含有量は10質量%以上が好ましく、20質量%以下がより好ましい。
 基板との密着性を向上させる目的で、ポリイミドは、シロキサン構造を有する脂肪族の基を共重合してもよい。具体的には、ジアミン成分として、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどが挙げられる。
 樹脂組成物の保存安定性を向上させるため、ポリイミドの主鎖末端はモノアミン、酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物などの末端封止剤により封止されていることも好ましい。これらのうち、モノアミンを用いることがより好ましく、モノアミンの好ましい化合物としては、アニリン、2-エチニルアニリン、3-エチニルアニリン、4-エチニルアニリン、5-アミノ-8-ヒドロキシキノリン、1-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-4-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-カルボキシ-7-アミノナフタレン、1-カルボキシ-6-アミノナフタレン、1-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-カルボキシ-7-アミノナフタレン、2-カルボキシ-6-アミノナフタレン、2-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸、6-アミノサリチル酸、2-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノベンゼンスルホン酸、4-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノ-4,6-ジヒドロキシピリミジン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、2-アミノチオフェノール、3-アミノチオフェノール、4-アミノチオフェノールなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよく、複数の末端封止剤を反応させることにより、複数の異なる末端基を導入してもよい。
-イミド化率(閉環率)-
 ポリイミドのイミド化率(「閉環率」ともいう)は、得られる膜の強度、絶縁性等の観点からは、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがより好ましい。
 上記イミド化率の上限は特に限定されず、100%以下であればよい。
 上記イミド化率は、例えば下記方法により測定される。
 ポリイミドの赤外吸収スペクトルを測定し、イミド構造由来の吸収ピークである1377cm-1付近のピーク強度P1を求める。次に、そのポリイミドを350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定し、1377cm-1付近のピーク強度P2を求める。得られたピーク強度P1、P2を用い、下記式に基づいて、ポリイミドのイミド化率を求めることができる。
 イミド化率(%)=(ピーク強度P1/ピーク強度P2)×100
 ポリイミドは、式(1)で表される繰り返し単位を1種のみ含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。ポリイミドは、式(1)で表される繰り返し単位のほかに、他の種類の繰り返し単位を含んでいてもよい。他の種類の繰り返し単位としては、例えば、式(2)で表される繰り返し単位等が挙げられる。
 ポリイミドは、例えば、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミン(一部をモノアミンである末端封止剤に置換)を反応させる方法、低温中でテトラカルボン酸二無水物(一部を酸無水物又はモノ酸クロリド化合物又はモノ活性エステル化合物である末端封止剤に置換)とジアミンを反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後ジアミン(一部をモノアミンである末端封止剤に置換)と縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸を酸クロリド化し、ジアミン(一部をモノアミンである末端封止剤に置換)と反応させる方法などの方法を利用して、ポリイミド前駆体を得、これを、既知のイミド化反応法を用いて完全イミド化させる方法、又は、途中でイミド化反応を停止し、一部イミド構造を導入する方法、更には、完全イミド化したポリマーと、そのポリイミド前駆体をブレンドする事によって、一部イミド構造を導入する方法を利用して合成することができる。また、その他公知のポリイミドの合成方法を適用することもできる。
 ポリイミド前駆体としては、例えば、式(2)で表される繰り返し単位を有するポリアミドが挙げられる。
 ポリイミドの重量平均分子量(Mw)は、5,000~100,000が好ましく、10,000~50,000がより好ましく、15,000~40,000が更に好ましい。重量平均分子量を5,000以上とすることにより、硬化後の膜の耐折れ性を向上させることができる。機械特性(例えば、破断伸び)に優れた有機膜を得るため、重量平均分子量は、15,000以上が特に好ましい。
 ポリイミドの数平均分子量(Mn)は、2,000~40,000が好ましく、3,000~30,000がより好ましく、4,000~20,000が更に好ましい。
 上記ポリイミドの分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上が更に好ましい。ポリイミドの分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。
 本明細書において、分子量の分散度とは、重量平均分子量/数平均分子量により算出される値である。
 樹脂組成物が複数種のポリイミドを含む場合、少なくとも1種のポリイミドの重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。複数種のポリイミドを1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
 式(2)で表される繰り返し単位について説明する。
 樹脂(A)が式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂である場合、樹脂(A)はポリアミドであるため、以下の説明において、式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂(A)を「ポリアミド」ともいう。樹脂(A)が式(2)で表される繰り返し単位を有する場合、樹脂(A)はポリイミド前駆体であることが好ましい。
 式(2)中のXは有機基を表し、より詳細には、4+c価の有機基を表す。ただし、cは0以上の整数を表すため、以下では、cが0を表す場合(すなわち、Xが4価の有機基を表す場合)を例として説明する(cが1以上の整数を表す場合は、以下で説明するXのc個の任意の水素原子に、c個の-W-(P-Qが置換したものがXとなる)。
 Xが表す4価の有機基の説明、具体例及び好ましい範囲は、前述した式(1)中のXが表す4価の有機基におけるものと同様である。
 式(2)中のYは有機基を表し、より詳細には、2+d価の有機基を表す。dは0以上の整数を表すため、以下では、dが0を表す場合(すなわち、Yが2価の有機基を表す場合)を例として説明する(dが1以上の整数を表す場合は、以下で説明するYのd個の任意の水素原子に、d個の-W-(P-Qが置換したものがYとなる)。
 Yが表す2価の有機基の説明、具体例及び好ましい範囲は、前述の式(1)中のYにおけるものと同じである。
 式(2)中のP及びPの説明、具体例及び好ましい範囲は、前述の式(1)中のP及びPにおけるものと同じである。
 式(2)中のW及びWの説明、具体例及び好ましい範囲は、前述の式(1)中のW及びWにおけるものと同じである。
 式(2)中のR及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、アルキル基(直鎖状でも分岐鎖状でもよい)、シクロアルキル基、芳香族基又はポリアルキレンオキシ基を含む基であることが好ましい。R及びRが表す1価の有機基は更に置換基を有していてもよい。R及びRが表す1価の有機基の炭素数は1~50であってもよいし、1~30であってもよい。
 R及びRは水素原子を表すことが好ましい。
 式(2)中のQ及びQの説明、具体例及び好ましい範囲は、前述の式(1)中のQ及びQにおけるものと同じである。
 式(1)中のQ及びQの少なくとも1つが、エチレン性不飽和基、カルボキシ基、エポキシ基及びヒドロキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む1価の有機基を表し、
 式(2)中のQ及びQの少なくとも1つが、エチレン性不飽和基、カルボキシ基、エポキシ基及びヒドロキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む1価の有機基を表すことが、好ましい。
 式(2)中のc及びdはそれぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、cとdの少なくとも一方は1以上の整数を表す。c及びdはそれぞれ独立に、0以上100以下の整数を表してもよい。
 式(2)中のp及びqはそれぞれ独立に、1以上の整数を表し、1以上100以下の整数を表してもよい。
 XとYの少なくとも一方がOH基を有することも可能である。より具体的には、Yとして、ビスアミノフェノール誘導体の残基が挙げられる。
 また、RとRの少なくとも一方がOH基を有することも可能である。
 XとYの少なくとも一方が重合性基を含むことも好ましく、両方が重合性基を含むことも好ましい。また、XとYの少なくとも一方が2以上の重合性基を含むことも好ましい。
 また、RとRの少なくとも一方が重合性基を含むことも好ましく、両方が重合性基を含むことも好ましい。また、RとRの少なくとも一方が2以上の重合性基を含むことも好ましい。
 重合性基は、熱、ラジカル等の作用により、架橋反応することが可能な基(架橋性基)であって、ラジカル重合性基が好ましい。重合性基の具体例としては、エチレン性不飽和結合を有する基、アルコキシメチル基、ヒドロキシメチル基、アシルオキシメチル基、エポキシ基、オキセタニル基、ベンゾオキサゾリル基、ブロックイソシアネート基、アミノ基が挙げられる。ポリアミドが有するラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基が好ましい。
 エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、イソアリル基、2-メチルアリル基、ビニル基と直接結合した芳香環を有する基(例えば、ビニルフェニル基など)、(メタ)アクリルアミド基、(メタ)アクリロイルオキシ基、下記式(III)で表される基などが挙げられ、下記式(III)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 式(III)において、R200は、水素原子、メチル基、エチル基又はメチロール基を表し、水素原子又はメチル基が好ましい。
 式(III)において、*は他の構造との結合部位を表す。
 式(III)において、R201は、炭素数2~12のアルキレン基、-CHCH(OH)CH-、シクロアルキレン基又はポリアルキレンオキシ基を表す。
 好適なR201の例は、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、ドデカメチレン基等のアルキレン基、1,2-ブタンジイル基、1,3-ブタンジイル基、-CHCH(OH)CH-、ポリアルキレンオキシ基が挙げられ、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基、-CHCH(OH)CH-、シクロヘキシル基、ポリアルキレンオキシ基がより好ましく、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基、又はポリアルキレンオキシ基が更に好ましい。
 本発明において、ポリアルキレンオキシ基とは、アルキレンオキシ基が2以上直接結合した基をいう。ポリアルキレンオキシ基に含まれる複数のアルキレンオキシ基におけるアルキレン基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
 ポリアルキレンオキシ基が、アルキレン基が異なる複数種のアルキレンオキシ基を含む場合、ポリアルキレンオキシ基におけるアルキレンオキシ基の配列は、ランダムな配列であってもよいし、ブロックを有する配列であってもよいし、交互等のパターンを有する配列であってもよい。
 上記アルキレン基の炭素数(アルキレン基が置換基を有する場合、置換基の炭素数を含む)は、2以上であることが好ましく、2~10であることがより好ましく、2~6であることがより好ましく、2~5であることが更に好ましく、2~4であることが一層好ましく、2又は3であることがより更に好ましく、2であることが特に好ましい。
 また、上記アルキレン基は、置換基を有していてもよい。好ましい置換基としては、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。
 また、ポリアルキレンオキシ基に含まれるアルキレンオキシ基の数(ポリアルキレンオキシ基の繰返し数)は、2~20が好ましく、2~10がより好ましく、2~6が更に好ましい。
 ポリアルキレンオキシ基としては、溶剤溶解性及び耐溶剤性の観点からは、ポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基、ポリトリメチレンオキシ基、ポリテトラメチレンオキシ基、又は、複数のエチレンオキシ基と複数のプロピレンオキシ基とが結合した基が好ましく、ポリエチレンオキシ基又はポリプロピレンオキシ基がより好ましく、ポリエチレンオキシ基が更に好ましい。上記複数のエチレンオキシ基と複数のプロピレンオキシ基とが結合した基において、エチレンオキシ基とプロピレンオキシ基とはランダムに配列していてもよいし、ブロックを形成して配列していてもよいし、交互等のパターン状に配列していてもよい。これらの基におけるエチレンオキシ基等の繰返し数の好ましい態様は上述の通りである。
 XとYの少なくとも一方が、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。酸分解性基の説明、具体例及び好ましい範囲は前述したX及びYにおけるものと同じである。
 ポリアミドは、構造中にフッ素原子を有することも好ましい。ポリアミド中のフッ素原子含有量は、10質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。
 また、基板との密着性を向上させる目的で、ポリアミドは、シロキサン構造を有する脂肪族基と共重合していてもよい。具体的には、ジアミンとして、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどを用いる態様が挙げられる。
 ポリアミドは、式(2)で表される繰り返し単位を1種のみ含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。ポリアミドは、式(2)で表される繰り返し単位のほかに、他の種類の繰り返し単位を含んでいてもよい。
 ポリアミドの一実施形態として、式(2)で表される繰り返し単位の含有量が、全繰り返し単位の50モル%以上である態様が挙げられる。上記合計含有量は、70モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが更に好ましく、90モル%超であることが特に好ましい。上記合計含有量の上限は、特に限定されず、末端を除くポリアミドにおける全ての繰り返し単位が、式(2)で表される繰返し単位であってもよい。
 ポリアミドの重量平均分子量(Mw)は、5,000~100,000が好ましく、10,000~50,000がより好ましく、15,000~40,000が更に好ましい。ポリアミドの数平均分子量(Mn)は、2,000~40,000が好ましく、3,000~30,000がより好ましく、4,000~20,000が更に好ましい。
 ポリアミドの分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。ポリアミドの分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。
 樹脂組成物が複数種のポリアミドを含む場合、少なくとも1種のポリアミドの重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、複数種のポリアミドを1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
〔ポリアミドの製造方法〕
 ポリアミドは、例えば、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させる方法、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させてポリアミック酸を得、縮合剤又はアルキル化剤を用いてエステル化する方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得て、その後ジアミンと縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸をハロゲン化剤を用いて酸ハロゲン化し、ジアミンと反応させる方法、などの方法を利用して得ることができる。上記製造方法のうち、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸をハロゲン化剤を用いて酸ハロゲン化し、ジアミンと反応させる方法がより好ましい。
 上記縮合剤としては、例えばジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、1-エトキシカルボニル-2-エトキシ-1,2-ジヒドロキノリン、1,1-カルボニルジオキシ-ジ-1,2,3-ベンゾトリアゾール、N,N’-ジスクシンイミジルカーボネート、無水トリフルオロ酢酸等が挙げられる。
 上記アルキル化剤としては、N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N-ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N-ジアルキルホルムアミドジアルキルアセタール、オルトギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル等が挙げられる。
 上記ハロゲン化剤としては、塩化チオニル、塩化オキサリル、オキシ塩化リン等が挙げられる。
 ポリアミドの製造方法では、反応に際し、有機溶剤を用いることが好ましい。有機溶剤は1種でもよいし、2種以上でもよい。
 有機溶剤としては、原料に応じて適宜定めることができるが、ピリジン、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、プロピオン酸エチル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、γ-ブチロラクトン等が例示される。
 ポリアミドの製造方法では、反応に際し、塩基性化合物を添加することが好ましい。塩基性化合物は1種でもよいし、2種以上でもよい。
 塩基性化合物は、原料に応じて適宜定めることができるが、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン等が例示される。
-末端封止剤-
 ポリアミドの製造方法に際し、保存安定性をより向上させるため、ポリアミドの樹脂末端に残存するカルボン酸無水物、酸無水物誘導体、或いは、アミノ基を封止することが好ましい。樹脂末端に残存するカルボン酸無水物、及び酸無水物誘導体を封止する際、末端封止剤としては、モノアルコール、フェノール、チオール、チオフェノール、モノアミン等が挙げられ、反応性、膜の安定性から、モノアルコール、フェノール類やモノアミンを用いることがより好ましい。モノアルコールの好ましい化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、ドデシノール、ベンジルアルコール、2-フェニルエタノール、2-メトキシエタノール、2-クロロメタノール、フルフリルアルコール等の1級アルコール、イソプロパノール、2-ブタノール、シクロヘキシルアルコール、シクロペンタノール、1-メトキシ-2-プロパノール等の2級アルコール、t-ブチルアルコール、アダマンタンアルコール等の3級アルコールが挙げられる。フェノール類の好ましい化合物としては、フェノール、メトキシフェノール、メチルフェノール、ナフタレン-1-オール、ナフタレン-2-オール、ヒドロキシスチレン等のフェノール類などが挙げられる。また、モノアミンの好ましい化合物としては、アニリン、2-エチニルアニリン、3-エチニルアニリン、4-エチニルアニリン、5-アミノ-8-ヒドロキシキノリン、1-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-4-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-カルボキシ-7-アミノナフタレン、1-カルボキシ-6-アミノナフタレン、1-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-カルボキシ-7-アミノナフタレン、2-カルボキシ-6-アミノナフタレン、2-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸、6-アミノサリチル酸、2-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノベンゼンスルホン酸、4-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノ-4,6-ジヒドロキシピリミジン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、2-アミノチオフェノール、3-アミノチオフェノール、4-アミノチオフェノールなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよく、複数の末端封止剤を反応させることにより、複数の異なる末端基を導入してもよい。
 また、樹脂末端のアミノ基を封止する際、アミノ基と反応可能な官能基を有する化合物で封止することが可能である。アミノ基に対する好ましい封止剤は、カルボン酸無水物、カルボン酸クロリド、カルボン酸ブロミド、スルホン酸クロリド、無水スルホン酸、スルホン酸カルボン酸無水物などが好ましく、カルボン酸無水物、カルボン酸クロリドがより好ましい。カルボン酸無水物の好ましい化合物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水シュウ酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水安息香酸、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物などが挙げられる。また、カルボン酸クロリドの好ましい化合物としては、塩化アセチル、アクリル酸クロリド、プロピオニルクロリド、メタクリル酸クロリド、ピバロイルクロリド、シクロヘキサンカルボニルクロリド、2-エチルヘキサノイルクロリド、シンナモイルクロリド、1-アダマンタンカルボニルクロリド、ヘプタフルオロブチリルクロリド、ステアリン酸クロリド、ベンゾイルクロリド、などが挙げられる。
-固体析出-
 ポリアミドの製造方法に際し、固体を析出する工程を含んでいてもよい。具体的には、反応液中に共存している脱水縮合剤の吸水副生物を必要に応じて濾別した後、水、脂肪族低級アルコール、又はその混合液等の貧溶媒に、得られた重合体成分を投入し、重合体成分を析出させることで、固体として析出させ、乾燥させることでポリアミドを得ることができる。精製度を向上させるために、ポリアミドを再溶解、再沈析出、乾燥等の操作を繰返してもよい。さらに、イオン交換樹脂を用いてイオン性不純物を除去する工程を含んでいてもよい。
 樹脂(A)の少なくとも1つの末端に、少なくとも1つの架橋性基を有していてもよい。
 架橋性基は、エチレン性不飽和基、カルボキシ基、エポキシ基及びヒドロキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでいてもよい。
〔含有量〕
 本発明の樹脂組成物における樹脂(A)の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以上であることが一層好ましい。また、本発明の樹脂組成物における樹脂(A)の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、99.5質量%以下であることが好ましく、99質量%以下であることがより好ましく、98質量%以下であることが更に好ましく、97質量%以下であることが一層好ましく、95質量%以下であることがより一層好ましい。
 本発明の樹脂組成物は、樹脂(A)を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<樹脂(Ab)>
 本発明の樹脂組成物は、下記式(1)で表される構造及び下記式(2)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する樹脂(「樹脂(Ab)」ともいう)を含有してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 式(1)及び式(2)中、
 X、X、Y及びYはそれぞれ独立に、有機基を表す。
 W、W、W及びWはそれぞれ独立に、単結合又は2価の有機基を表す。
 P、P、P及びPはそれぞれ独立に、下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する基を表す。
 Q、Q、Q及びQはそれぞれ独立に、1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、チオール基又は水素原子を表す。
 a、b、c及びdはそれぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、aとbの少なくとも一方は1以上の整数を表し、cとdの少なくとも一方は1以上の整数を表す。
 m、n、p及びqはそれぞれ独立に、1以上の整数を表す。
 W、W、W、W、P、P、P、P、Q、Q、Q及びQはそれぞれ複数存在する場合、同じでも異なっていてもよい。
 *は結合位置を示す。
 式(2)中のR及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 式(3)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNRを表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表す。
 式(4)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNHを表す。Rは2価の炭化水素基を表す。
 式(3)及び式(4)中、*及び*は結合位置を示す。
 樹脂(Ab)は、前述した樹脂(A)の式(1)及び式(2)中のP、P、P及びPが「解離する際の活性化エネルギーが40~60kcal/molである部位を含む基を表す」という定義から、「式(3)で表される構造及び式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する基を表す」という定義に変更されていること以外は、同じである。
 樹脂(Ab)についての説明は、式(1)及び式(2)中の「P、P、P及びP」以外の説明は、前述した樹脂(A)におけるものと同じである。
 樹脂(Ab)における式(3)で表される構造及び式(4)で表される構造の説明は、前述した樹脂(A)の説明において記載した式(3)で表される構造及び式(4)で表される構造におけるものと同じである。
 樹脂(Ab)は、式(1)中のQ及びQの少なくとも1つが、エチレン性不飽和基、カルボキシ基、エポキシ基及びヒドロキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む1価の有機基を表し、
 式(2)中のQ及びQの少なくとも1つが、エチレン性不飽和基、カルボキシ基、エポキシ基及びヒドロキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む1価の有機基を表すことが、好ましい。
〔含有量〕
 本発明の樹脂組成物における樹脂(Ab)の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以上であることが一層好ましい。また、本発明の樹脂組成物における樹脂(Ab)の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、99.5質量%以下であることが好ましく、99質量%以下であることがより好ましく、98質量%以下であることが更に好ましく、97質量%以下であることが一層好ましく、95質量%以下であることがより一層好ましい。
 本発明の樹脂組成物は、樹脂(Ab)を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
 樹脂(A)及び樹脂(Ab)の少なくとも一方に該当する樹脂を「特定樹脂」ともいう。
 本発明の樹脂組成物における特定樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以上であることが一層好ましい。また、本発明の樹脂組成物における特定樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、99.5質量%以下であることが好ましく、99質量%以下であることがより好ましく、98質量%以下であることが更に好ましく、97質量%以下であることが一層好ましく、95質量%以下であることがより一層好ましい。
 本発明の樹脂組成物は、特定樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
 本発明の樹脂組成物は、少なくとも2種の樹脂を含むことも好ましい。
 具体的には、本発明の樹脂組成物は、特定樹脂と、後述する他の樹脂とを合計で2種以上含んでもよいし、特定樹脂を2種以上含んでいてもよいが、特定樹脂を2種以上含むことが好ましい。
 本発明の樹脂組成物が特定樹脂を2種以上含む場合、例えば、ポリアミドであって、二無水物由来の構造(式(2)中のX)が異なる2種以上のポリアミドを含むことが好ましい。
<他の樹脂>
 本発明の樹脂組成物は、特定樹脂と、特定樹脂とは異なる他の樹脂(以下、単に「他の樹脂」ともいう)とを含んでもよい。
 他の樹脂としては、フェノール樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリシロキサン、シロキサン構造を含む樹脂、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリルアミド樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、スチリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリベンゾオキサゾール、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等が挙げられる。
 例えば、(メタ)アクリル樹脂を更に加えることにより、塗布性に優れた樹脂組成物が得られ、また、耐溶剤性に優れたパターン(硬化物)が得られる。
 例えば、後述する重合性化合物に代えて、又は、後述する重合性化合物に加えて、重量平均分子量が20,000以下の重合性基価の高い(例えば、樹脂1gにおける重合性基の含有モル量が1×10-3モル/g以上である)(メタ)アクリル樹脂を樹脂組成物に添加することにより、樹脂組成物の塗布性、パターン(硬化物)の耐溶剤性等を向上させることができる。
 本発明の樹脂組成物が他の樹脂を含む場合、他の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることが更に好ましく、2質量%以上であることが一層好ましく、5質量%以上であることがより一層好ましく、10質量%以上であることが更に一層好ましい。
 本発明の樹脂組成物における、他の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、80質量%以下であることが好ましく、75質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが更に好ましく、60質量%以下であることが一層好ましく、50質量%以下であることがより一層好ましい。
 本発明の樹脂組成物の好ましい一態様として、他の樹脂の含有量が低含有量である態様とすることもできる。上記態様において、他の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましく、5質量%以下であることが一層好ましく、1質量%以下であることがより一層好ましい。上記含有量の下限は特に限定されず、0質量%以上であればよい。
 本発明の樹脂組成物は、他の樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<重合性化合物>
 本発明の樹脂組成物は、重合性化合物(架橋剤)を含むことが好ましい。
 重合性化合物としては、ラジカル架橋剤、又は、他の架橋剤が挙げられる。
〔ラジカル架橋剤〕
 本発明の樹脂組成物は、ラジカル架橋剤を含むことが好ましい。
 ラジカル架橋剤は、ラジカル重合性基を有する化合物である。ラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を含む基が好ましい。上記エチレン性不飽和結合を含む基としては、ビニル基、アリル基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリロイル基、マレイミド基、(メタ)アクリルアミド基などが挙げられる。
 これらの中でも、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基が好ましく、反応性の観点からは、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。
 ラジカル架橋剤は、エチレン性不飽和結合を1個以上有する化合物であることが好ましいが、2個以上有する化合物であることがより好ましい。ラジカル架橋剤は、エチレン性不飽和結合を3個以上有していてもよい。
 上記エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物としては、エチレン性不飽和結合を2~15個有する化合物が好ましく、エチレン性不飽和結合を2~10個有する化合物がより好ましく、2~6個有する化合物が更に好ましい。
 得られるパターン(硬化物)の膜強度の観点からは、本発明の樹脂組成物は、エチレン性不飽和結合を2個有する化合物と、上記エチレン性不飽和結合を3個以上有する化合物とを含むことも好ましい。
 ラジカル架橋剤の分子量は、2,000以下が好ましく、1,500以下がより好ましく、900以下が更に好ましい。ラジカル架橋剤の分子量の下限は、100以上が好ましい。
 ラジカル架橋剤の具体例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と多価アルコール化合物とのエステル、及び不飽和カルボン酸と多価アミン化合物とのアミド類である。また、ヒドロキシ基やアミノ基、スルファニル基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類又はエポキシ類との付加反応物や、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更に、ハロゲノ基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。具体例としては、特開2016-027357号公報の段落0113~0122の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 ラジカル架橋剤は、常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物も好ましい。常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物としては、国際公開第2021/112189号公報の段落0203に記載の化合物等が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれる。
 上述以外の好ましいラジカル架橋剤としては、国際公開第2021/112189号公報の段落0204~0208に記載のラジカル重合性化合物等が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれる。
 ラジカル架橋剤としては、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としては KAYARAD D-330(日本化薬(株)製))、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては KAYARAD D-320(日本化薬(株)製)、A-TMMT(新中村化学工業(株)製))、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD D-310(日本化薬(株)製))、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製)、A-DPH(新中村化学工業社製))、及びこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール残基又はプロピレングリコール残基を介して結合している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。
 ラジカル架橋剤の市販品としては、例えばエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR-494、エチレンオキシ鎖を4個有する2官能メタクリレートであるSR-209、231、239(以上、サートマー社製)、ペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA-60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA-330(以上、日本化薬(株)製)、ウレタンオリゴマーであるUAS-10、UAB-140(以上、日本製紙社製)、NKエステルM-40G、NKエステル4G、NKエステルM-9300、NKエステルA-9300、UA-7200(以上、新中村化学工業社製)、DPHA-40H(日本化薬(株)製)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(以上、共栄社化学社製)、ブレンマーPME400(日油(株)製)などが挙げられる。
 ラジカル架橋剤としては、特公昭48-041708号公報、特開昭51-037193号公報、特公平02-032293号公報、特公平02-016765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58-049860号公報、特公昭56-017654号公報、特公昭62-039417号公報、特公昭62-039418号公報に記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。ラジカル架橋剤として、特開昭63-277653号公報、特開昭63-260909号公報、特開平01-105238号公報に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する化合物を用いることもできる。
 ラジカル架橋剤は、カルボキシ基、リン酸基等の酸基を有するラジカル架橋剤であってもよい。酸基を有するラジカル架橋剤は、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルが好ましく、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシ基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせたラジカル架橋剤がより好ましい。特に好ましくは、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシ基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせたラジカル架橋剤において、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールである化合物である。市販品としては、例えば、東亞合成(株)製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーとして、M-510、M-520などが挙げられる。
 酸基を有するラジカル架橋剤の酸価は、0.1~300mgKOH/gが好ましく、1~100mgKOH/gがより好ましい。ラジカル架橋剤の酸価が上記範囲であれば、製造上の取扱性に優れ、現像性に優れる。また、重合性が良好である。上記酸価は、JIS K 0070:1992の記載に準拠して測定される。
 ラジカル架橋剤としては、ウレア結合、及び、ウレタン結合からなる群より選ばれた少なくとも一方を有するラジカル架橋剤(以下、「架橋剤U」ともいう。)も好ましい。
 本発明において、ウレア結合とは、*-NR-C(=O)-NR-*で表される結合であり、Rはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、*はそれぞれ、炭素原子との結合部位を表す。
 本発明において、ウレタン結合とは*-O-C(=O)-NR-*で表される結合であり、Rは水素原子又は1価の有機基を表し、*はそれぞれ、炭素原子との結合部位を表す。
 樹脂組成物が架橋剤Uを含むことにより、耐薬品性、解像性等が向上する場合が有る。
 上記効果が得られるメカニズムは不明だが、例えば、加熱等による硬化時に架橋剤Uの一部が熱分解することにより、アミンなどが発生し、上記アミン等がポリイミド前駆体等の環化樹脂の前駆体の環化を促進すると考えられる。
 架橋剤Uはウレア結合又はウレタン結合を1つのみ有してもよいし、1以上のウレア結合と1以上のウレタン結合とを有してもよいし、ウレタン結合を有さず2以上のウレア結合を有してもよいし、ウレア結合を有さず2以上のウレタン結合を有してもよい。
 架橋剤Uにおけるウレア結合及びウレタン結合の合計数は、1以上であり、1~10であることが好ましく、1~4であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。
 架橋剤Uがウレタン結合を有しない場合、架橋剤Uにおけるウレア結合の数は1以上であり、1~10であることが好ましく、1~4であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。
 架橋剤Uがウレア結合を有しない場合、架橋剤Uにおけるウレタン結合の数は1以上であり、1~10であることが好ましく、1~4であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。
 架橋剤Uにおけるラジカル重合性基は、特に限定されないが、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基、マレイミド基等が挙げられ、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基、又は、マレイミド基が好ましく、(メタ)アクリロキシ基がより好ましい。
 架橋剤Uがラジカル重合性基を2以上有する場合、それぞれのラジカル重合性基の構造は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 架橋剤Uにおけるラジカル重合性基の数は、1つのみであってもよいし、2以上であってもよく、1~10が好ましく、1~6が更に好ましく、1~4が特に好ましい。
 架橋剤Uにおけるラジカル重合性基価(ラジカル重合性基1モル当たりの化合物の質量)は、150~400g/molであることが好ましい。
 上記ラジカル重合性基価の下限は、硬化物の耐薬品性の観点より、200g/mol以上であることがより好ましく、210g/mol以上であることが更に好ましく、220g/mol以上であることが一層好ましく、230g/mol以上であることがより一層好ましく、240g/mol以上であることがより更に好ましく、250g/mol以上であることが特に好ましい。
 上記ラジカル重合性基価の上限は、現像性の観点より、350g/mol以下であることがより好ましく、330g/mol以下であることが更に好ましく、300g/mol以下であることが特に好ましい。
 中でも、架橋剤Uの重合性基価は、210~400g/molであることが好ましく、220~400g/molであることがより好ましい。
 架橋剤Uは、例えば下記式(U-1)で表される構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 式(U-1)中、RU1は水素原子又は1価の有機基であり、Aは-O-又は-NR-であり、Rは水素原子又は1価の有機基であり、ZU1はm価の有機基であり、ZU2はn+1価の有機基であり、Xはラジカル重合性基であり、nは1以上の整数であり、mは1以上の整数である。
 RU1は水素原子、アルキル基又は芳香族炭化水素基が好ましく、水素原子がより好ましい。
 Rは水素原子、アルキル基又は芳香族炭化水素基が好ましく、水素原子がより好ましい。
 ZU1は炭化水素基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)-、-NR-、若しくは、これらが2以上結合した基が好ましく、炭化水素基、又は、炭化水素基と、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)-、及び、-NR-からなる群より選ばれた少なくとも1種の基とが結合した基がより好ましい。
 上記炭化水素基としては、炭素数20以下の炭化水素基が好ましく、18以下の炭化水素基がより好ましく、16以下の炭化水素基が更に好ましい。上記炭化水素基としては、飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は、これらの結合により表される基などが挙げられる。Rは水素原子又は1価の有機基を表し、水素原子又は炭化水素基であることが好ましく、水素原子又はアルキル基であることがより好ましく、水素原子又はメチル基であることが更に好ましい。
 ZU2は炭化水素基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)-、-NR-、若しくは、これらが2以上結合した基が好ましく、炭化水素基、又は、炭化水素基と、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)-、及び、-NR-からなる群より選ばれた少なくとも1種の基とが結合した基がより好ましい。
 上記炭化水素基としては、ZU1において挙げられたものと同様のものが挙げられ、好ましい態様も同様である。
 Xは特に限定されないが、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基、マレイミド基等が挙げられ、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基、又は、マレイミド基が好ましく、(メタ)アクリロキシ基がより好ましい。
 nは1~10の整数であることが好ましく、1~4の整数であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましく、1であることが特に好ましい。
 mは1~10の整数であることが好ましく、1~4の整数であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。
 架橋剤Uは、ヒドロキシ基、アルキレンオキシ基、アミド基及びシアノ基の少なくとも1つを有することも好ましい。
 得られる硬化膜の耐薬品性の観点から、ヒドロキシ基は、アルコール性ヒドロキシ基であってもフェノール性ヒドロキシ基であってもよいが、アルコール性ヒドロキシ基であることが好ましい。
 得られる硬化膜の耐薬品性の観点から、アルキレンオキシ基としては、炭素数2~20のアルキレンオキシ基が好ましく、炭素数2~10のアルキレンオキシ基がより好ましく、炭素数2~4のアルキレンオキシ基が更に好ましく、エチレン基又はプロピレン基が更により好ましく、エチレン基が特に好ましい。
 アルキレンオキシ基は、ポリアルキレンオキシ基として架橋剤Uに含まれてもよい。この場合のアルキレンオキシ基の繰返し数は、2~10であることが好ましく、2~6であることがより好ましい。
 アミド基は、-C(=O)-NR-により表される結合をいう。Rは上述の通りである。架橋剤Uがアミド基を有する場合、架橋剤Uは、例えば、R-C(=O)-NR-*で表される基、又は、*-C(=O)-NR-Rで表される基として含むことができる。Rは水素原子又は1価の置換基を表し、水素原子又は炭化水素基であることが好ましく、水素原子、アルキル基又は芳香族炭化水素基であることがより好ましい。
 架橋剤Uは、ヒドロキシ基、アルキレンオキシ基(ただし、ポリアルキレンオキシ基を構成する場合は、ポリアルキレンオキシ基)、アミド基及びシアノ基からなる群より選ばれた構造を、分子内に2以上有してもよいが、分子内に1つのみ有する態様も好ましい。
 上記ヒドロキシ基、アルキレンオキシ基、アミド基及びシアノ基は架橋剤Uのいずれの位置に存在してもよいが、耐薬品性の観点からは、架橋剤Uは、上記ヒドロキシ基、アルキレンオキシ基、アミド基及びシアノ基からなる群より選ばれた少なくとも1つと、架橋剤Uに含まれる少なくとも1つのラジカル重合性基とが、ウレア結合又はウレタン結合を含む連結基(以下、「連結基L2-1」ともいう。)により連結されていることも好ましい。
 特に、架橋剤Uがラジカル重合性基を1つのみ含む場合、架橋剤Uに含まれるラジカル重合性基と、ヒドロキシ基、アルキレンオキシ基、アミド基及びシアノ基からなる群より選ばれた少なくとも1つとが、ウレア結合又はウレタン結合を含む連結基(以下、「連結基L2-2」ともいう。)により連結されていることが好ましい。
 架橋剤Uがアルキレンオキシ基(ただし、ポリアルキレンオキシ基を構成する場合は、ポリアルキレンオキシ基)を含み、かつ、上記連結基L2-1又は上記連結基L2-2を有する場合、アルキレンオキシ基(ただし、ポリアルキレンオキシ基を構成する場合は、ポリアルキレンオキシ基)の連結基L2-1又は連結基L2-2とは反対の側に結合する構造は、特に限定されないが、炭化水素基、ラジカル重合性基又はこれらの組み合わせにより表される基が好ましい。上記炭化水素基としては、炭素数20以下の炭化水素基が好ましく、18以下の炭化水素基がより好ましく、16以下の炭化水素基が更に好ましい。上記炭化水素基としては、飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は、これらの結合により表される基などが挙げられる。また、ラジカル重合性基の好ましい態様は上述の架橋剤Uにおけるラジカル重合性基の好ましい態様と同様である。
 架橋剤Uがアミド基を含み、かつ、上記連結基L2-1又は上記連結基L2-2を有する場合、アミド基の連結基L2-1又は連結基L2-2とは反対の側に結合する構造は、特に限定されないが、炭化水素基、ラジカル重合性基又はこれらの組み合わせにより表される基が好ましい。上記炭化水素基としては、炭素数20以下の炭化水素基が好ましく、18以下の炭化水素基がより好ましく、16以下の炭化水素基が更に好ましい。また、上記炭化水素基としては、飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は、これらの結合により表される基などが挙げられる。ラジカル重合性基の好ましい態様は上述の架橋剤Uにおけるラジカル重合性基の好ましい態様と同様である。また、上記態様において、アミド基の炭素原子側が連結基L2-1又は連結基L2-2と結合してもよいし、アミド基の窒素原子側が連結基L2-1又は連結基L2-2と結合してもよい。
 これらの中でも、基材との密着性、耐薬品性、及び、Cuボイド抑制の観点からは、架橋剤Uはヒドロキシ基を有することが好ましい。
 架橋剤Uは、特定樹脂との相溶性等の観点より、芳香族基を含むことが好ましい。
 上記芳香族基は、架橋剤Uに含まれるウレア結合又はウレタン結合と直接結合することが好ましい。架橋剤Uがウレア結合又はウレタン結合を2以上含む場合、ウレア結合又はウレタン結合のうち1つと、芳香族基とが直接結合することが好ましい。
 芳香族基は、芳香族炭化水素基であっても、芳香族ヘテロ環基であってもよく、これらが縮合環を形成した構造でもよいが、芳香族炭化水素基であることが好ましい。
 上記芳香族炭化水素基としては、炭素数6~30の芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数6~20の芳香族炭化水素基がより好ましく、ベンゼン環構造から2以上の水素原子を除いた基が更に好ましい。
 上記芳香族ヘテロ環基としては、5員環又は6員環の芳香族ヘテロ環基が好ましい。このような芳香族ヘテロ環基における芳香族ヘテロ環としては、ピロール、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、ピラゾール、フラン、チオフェン、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン等が挙げられる。これらの環は、例えば、インドール、ベンゾイミダゾールのように更に他の環と縮合していてもよい。
 上記芳香族ヘテロ環基に含まれるヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が好ましい。
 上記芳香族基は、例えば、2以上のラジカル重合性基を連結し、ウレア結合又はウレタン結合を含む連結基、又は、上述のヒドロキシ基、アルキレンオキシ基、アミド基及びシアノ基からなる群より選ばれた少なくとも1つと、架橋剤Uに含まれる少なくとも1つのラジカル重合性基とを連結する連結基に含まれることが好ましい。
 架橋剤Uにおけるウレア結合又はウレタン結合とラジカル重合性基との間の原子数(連結鎖長)は、特に限定されないが、30以下であることが好ましく、2~20であることがより好ましく、2~10であることが更に好ましい。
 架橋剤Uがウレア結合又はウレタン結合を合計で2以上含む場合、ラジカル重合性基を2以上含む場合、又は、ウレア結合若しくはウレタン結合を2以上含み、かつ、ラジカル重合性基を2以上含む場合、ウレア結合又はウレタン結合とラジカル重合性基の間の原子数(連結鎖長)のうち、最小のものが上記範囲内であればよい。
 本明細書において、「ウレア結合又はウレタン結合と重合性基との間の原子数(連結鎖長)」とは、連結対象の2つの原子または原子群の間を結ぶ経路上の原子鎖のうち、これらの連結対象を最短(最小原子数)で結ぶものをいう。例えば、下記式で表される構造において、ウレア結合とラジカル重合性基(メタクリロイルオキシ基)との間の原子数(連結鎖長)は2である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
〔対称軸〕
 架橋剤Uは対称軸を有しない構造の化合物であることも好ましい。
 架橋剤Uが対称軸を有しないとは、化合物全体を回転させることにより元の分子と同一の分子を生じる軸を有さず、左右非対称の化合物である事をいう。また、架橋剤Uの構造式を紙面上に表記した場合において、架橋剤Uが対称軸を有しないとは、架橋剤Uの構造式を、対称軸を有する形に表記することができないことをいう。
 架橋剤Uが対称軸を有しないことにより、組成物膜中では架橋剤U同士の凝集が抑制されると考えられる。
〔分子量〕
 架橋剤Uの分子量は、100~2,000であることが好ましく、150~1500であることが好ましく、200~900であることがより好ましい。
 架橋剤Uの製造方法は特に限定されないが、例えば、ラジカル重合性化合物とイソシアネート基とを有する化合物と、ヒドロキシ基又はアミノ基の少なくとも一方を有する化合物とを反応することにより得ることができる。
 架橋剤Uの具体例を以下に示すが、架橋剤Uはこれに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 樹脂組成物は、パターンの解像性と膜の伸縮性の観点から、2官能のメタアクリレート又はアクリレートを用いることが好ましい。
 具体的な化合物としては、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、PEG(ポリエチレングリコール)200ジアクリレート、PEG200ジメタクリレート、PEG600ジアクリレート、PEG600ジメタクリレート、ポリテトラエチレングリコールジアクリレート、ポリテトラエチレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジメタクリレート、ビスフェノールAのEO(エチレンオキシド)付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ジメタクリレート、ビスフェノールAのPO(プロピレンオキシド)付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジメタクリレート、2-ヒドロキシー3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート、イソシアヌル酸変性ジメタクリレート、その他ウレタン結合を有する2官能アクリレート、ウレタン結合を有する2官能メタクリレートを使用することができる。これらは必要に応じ、2種以上を混合し使用することができる。
 なお、例えばPEG200ジアクリレートとは、ポリエチレングリコールジアクリレートであって、ポリエチレングリコール鎖の式量が200程度のものをいう。
 本発明の樹脂組成物は、パターン(硬化物)の反り抑制の観点から、ラジカル架橋剤として、単官能ラジカル架橋剤を好ましく用いることができる。単官能ラジカル架橋剤としては、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸誘導体、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム等のN-ビニル化合物類、アリルグリシジルエーテル等が好ましく用いられる。単官能ラジカル架橋剤としては、露光前の揮発を抑制するため、常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物も好ましい。
 その他、2官能以上のラジカル架橋剤としては、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物類が挙げられる。
 ラジカル架橋剤を含有する場合、ラジカル架橋剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対して、0質量%超60質量%以下であることが好ましい。下限は5質量%以上がより好ましい。上限は、50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。
 ラジカル架橋剤は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を併用する場合にはその合計量が上記の範囲となることが好ましい。
〔他の架橋剤〕
 本発明の樹脂組成物は、上述したラジカル架橋剤とは異なる、他の架橋剤を含むことも好ましい。
 他の架橋剤とは、上述したラジカル架橋剤以外の架橋剤をいい、光酸発生剤、又は、光塩基発生剤の感光により、組成物中の他の化合物又はその反応生成物との間で共有結合を形成する反応が促進される基を分子内に複数個有する化合物であることが好ましく、組成物中の他の化合物又はその反応生成物との間で共有結合を形成する反応が酸又は塩基の作用によって促進される基を分子内に複数個有する化合物が好ましい。
 上記酸又は塩基は、露光工程において、光酸発生剤又は光塩基発生剤から発生する酸又は塩基であることが好ましい。
 他の架橋剤としては、アシルオキシメチル基、メチロール基、エチロール基及びアルコキシメチル基からなる群より選ばれた少なくとも1種の基を有する化合物が好ましく、アシルオキシメチル基、メチロール基、エチロール基及びアルコキシメチル基からなる群より選ばれた少なくとも1種の基が窒素原子に直接結合した構造を有する化合物がより好ましい。また、他の架橋剤としては、アシルオキシメチル基、メチロール基、エチロール基及びアルコキシメチル基を合計で2以上有することが好ましい。中でも、アシルオキシメチル基を2以上有する化合物、メチロール基を2以上有する化合物、エチロール基を2以上有する化合物又はアルコキシメチル基を2以上有する化合物がより好ましい。
 他の架橋剤としては、例えば、メラミン、グリコールウリル、尿素、アルキレン尿素、ベンゾグアナミンなどのアミノ基含有化合物にホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドとアルコールを反応させ、上記アミノ基の水素原子をアシルオキシメチル基、メチロール基、エチロール基又はアルコキシメチル基で置換した構造を有する化合物が挙げられる。これらの化合物の製造方法は特に限定されず、上記方法により製造された化合物と同様の構造を有する化合物であればよい。これらの化合物のメチロール基同士が自己縮合してなるオリゴマーであってもよい。
 上記のアミノ基含有化合物として、メラミンを用いた架橋剤をメラミン系架橋剤、グリコールウリル、尿素又はアルキレン尿素を用いた架橋剤を尿素系架橋剤、アルキレン尿素を用いた架橋剤をアルキレン尿素系架橋剤、ベンゾグアナミンを用いた架橋剤をベンゾグアナミン系架橋剤という。
 これらの中でも、本発明の樹脂組成物は、尿素系架橋剤及びメラミン系架橋剤からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことが好ましく、後述するグリコールウリル系架橋剤及びメラミン系架橋剤からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことがより好ましい。
 本発明におけるアルコキシメチル基及びアシルオキシメチル基の少なくとも1つを含有する化合物としては、アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基が、直接芳香族基や下記ウレア構造の窒素原子上に、又は、トリアジン上に置換した化合物を構造例として挙げることができる。
 上記化合物が有するアルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基は、炭素数2~5が好ましく、炭素数2又は3が好ましく、炭素数2がより好ましい。
 上記化合物が有するアルコキシメチル基及びアシルオキシメチル基の総数は1~10が好ましく、2~8がより好ましく、3~6が特に好ましい。
 上記化合物の分子量は1500以下が好ましく、180~1200よりが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 R100は、アルキル基又はアシル基を表す。
 R101及びR102は、それぞれ独立に、一価の有機基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。
 アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基が直接芳香族基に置換した化合物としては、例えば下記一般式の様な化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 式中、Xは単結合又は2価の有機基を示し、個々のR104はそれぞれ独立にアルキル基又はアシル基を示し、R103は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、又は、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(例えば、酸の作用により脱離する基、-C(RCOORで表される基(Rはそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、Rは酸の作用により脱離する基を表す。))を示す。
 R105は各々独立にアルキル基又はアルケニル基を示し、a、b及びcは各々独立に1~3であり、dは0~4であり、eは0~3であり、fは0~3であり、a+dは5以下であり、b+eは4以下であり、c+fは4以下である。
 酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基、酸の作用により脱離する基、-C(RCOORで表される基におけるRについては、例えば、-C(R36)(R37)(R38)、-C(R36)(R37)(OR39)、-C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
 式中、R36~R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
 上記アルキル基としては、炭素数1~10のアルキル基が好ましく、炭素数1~5のアルキル基がより好ましい。
 上記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状のいずれであってもよい。
 上記シクロアルキル基としては、炭素数3~12のシクロアルキル基が好ましく、炭素数3~8のシクロアルキル基がより好ましい。
 上記シクロアルキル基は単環構造であってもよいし、縮合環等の多環構造であってもよい。
 上記アリール基は炭素数6~30の芳香族炭化水素基であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
 上記アラルキル基としては、炭素数7~20のアラルキル基が好ましく、炭素数7~16のアラルキル基がより好ましい。
 上記アラルキル基はアルキル基により置換されたアリール基を意図しており、これらのアルキル基及びアリール基の好ましい態様は、上述のアルキル基及びアリール基の好ましい態様と同様である。
 上記アルケニル基は炭素数3~20のアルケニル基が好ましく、炭素数3~16のアルケニル基がより好ましい。
 これらの基は、公知の置換基を更に有していてもよい。
 R01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
 酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基、または酸の作用により脱離する基としては好ましくは、第3級アルキルエステル基、アセタール基、クミルエステル基、エノールエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基、アセタール基である。
 また、アシルオキシメチル基、メチロール基、エチロール基及びアルコキシメチル基からなる群より選ばれた少なくとも1種の基を有する化合物としては、ウレア結合及びウレタン結合からなる群より選ばれた少なくとも一方の基を有する化合物も好ましい。上記化合物の好ましい態様は、重合性基がラジカル重合性基ではなくアシルオキシメチル基、メチロール基、エチロール基及びアルコキシメチル基からなる群より選ばれた少なくとも1種の基である以外は、上述の架橋剤Uの好ましい態様と同様である。
 アシルオキシメチル基、メチロール基及びエチロール基からなる群より選ばれた少なくとも1種の基を有する化合物としては具体的に以下の構造を挙げることができる。アシルオキシメチル基を有する化合物は下記化合物のアルコキシメチル基をアシルオキシメチル基に変更した化合物を挙げることができる。アルコキシメチル基又はアシルオキシメチルを分子内に有する化合物としては以下の様な化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 アルコキシメチル基及びアシルオキシメチル基の少なくとも1つを含有する化合物は、市販のものを用いても、公知の方法により合成したものを用いてもよい。
 耐熱性の観点で、アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基が、直接芳香環やトリアジン環上に置換した化合物が好ましい。
 メラミン系架橋剤の具体例としては、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサブトキシブチルメラミンなどが挙げられる。
 尿素系架橋剤の具体例としては、例えば、モノヒドロキシメチル化グリコールウリル、ジヒドロキシメチル化グリコールウリル、トリヒドロキシメチル化グリコールウリル、テトラヒドロキシメチル化グリコールウリル、モノメトキシメチル化グリコールウリル、ジメトキシメチル化グリコールウリル、トリメトキシメチル化グリコールウリル、テトラメトキシメチル化グリコールウリル、モノエトキシメチル化グリコールウリル、ジエトキシメチル化グリコールウリル、トリエトキシメチル化グリコールウリル、テトラエトキシメチル化グリコールウリル、モノプロポキシメチル化グリコールウリル、ジプロポキシメチル化グリコールウリル、トリプロポキシメチル化グリコールウリル、テトラプロポキシメチル化グリコールウリル、モノブトキシメチル化グリコールウリル、ジブトキシメチル化グリコールウリル、トリブトキシメチル化グリコールウリル、又は、テトラブトキシメチル化グリコールウリルなどのグリコールウリル系架橋剤、
 ビスメトキシメチル尿素、ビスエトキシメチル尿素、ビスプロポキシメチル尿素、ビスブトキシメチル尿素等の尿素系架橋剤、
 モノヒドロキシメチル化エチレン尿素又はジヒドロキシメチル化エチレン尿素、モノメトキシメチル化エチレン尿素、ジメトキシメチル化エチレン尿素、モノエトキシメチル化エチレン尿素、ジエトキシメチル化エチレン尿素、モノプロポキシメチル化エチレン尿素、ジプロポキシメチル化エチレン尿素、モノブトキシメチル化エチレン尿素、又は、ジブトキシメチル化エチレン尿素などのエチレン尿素系架橋剤、
 モノヒドロキシメチル化プロピレン尿素、ジヒドロキシメチル化プロピレン尿素、モノメトキシメチル化プロピレン尿素、ジメトキシメチル化プロピレン尿素、モノエトキシメチル化プロピレン尿素、ジエトキシメチル化プロピレン尿素、モノプロポキシメチル化プロピレン尿素、ジプロポキシメチル化プロピレン尿素、モノブトキシメチル化プロピレン尿素、又は、ジブトキシメチル化プロピレン尿素などのプロピレン尿素系架橋剤、
 1,3-ジ(メトキシメチル)4,5-ジヒドロキシ-2-イミダゾリジノン、1,3-ジ(メトキシメチル)-4,5-ジメトキシ-2-イミダゾリジノンなどが挙げられる。
 ベンゾグアナミン系架橋剤の具体例としては、例えばモノヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、ジヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、トリヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、モノメトキシメチル化ベンゾグアナミン、ジメトキシメチル化ベンゾグアナミン、トリメトキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラメトキシメチル化ベンゾグアナミン、モノエトキシメチル化ベンゾグアナミン、ジエトキシメチル化ベンゾグアナミン、トリエトキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラエトキシメチル化ベンゾグアナミン、モノプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、ジプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、トリプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、モノブトキシメチル化ベンゾグアナミン、ジブトキシメチル化ベンゾグアナミン、トリブトキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラブトキシメチル化ベンゾグアナミンなどが挙げられる。
 その他、メチロール基及びアルコキシメチル基からなる群より選ばれた少なくとも1種の基を有する化合物としては、芳香環(好ましくはベンゼン環)にメチロール基及びアルコキシメチル基からなる群より選ばれた少なくとも1種の基が直接結合した化合物も好適に用いられる。
 このような化合物の具体例としては、ベンゼンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、ビス(ヒドロキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(ヒドロキシメチル)ベンゾフェノン、ヒドロキシメチル安息香酸ヒドロキシメチルフェニル、ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ビス(メトキシメチル)ベンゼン、ビス(メトキシメチル)クレゾール、ビス(メトキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(メトキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(メトキシメチル)ベンゾフェノン、メトキシメチル安息香酸メトキシメチルフェニル、ビス(メトキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(メトキシメチル)ビフェニル、4,4’,4’’-エチリデントリス[2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール]、5,5’-[2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチリデン]ビス[2-ヒドロキシ-1,3-ベンゼンジメタノール]、3,3’,5,5’-テトラキス(メトキシメチル)-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジオール等が挙げられる。
 他の架橋剤としては市販品を用いてもよく、好適な市販品としては、46DMOC、46DMOEP(以上、旭有機材工業社製)、DML-PC、DML-PEP、DML-OC、DML-OEP、DML-34X、DML-PTBP、DML-PCHP、DML-OCHP、DML-PFP、DML-PSBP、DML-POP、DML-MBOC、DML-MBPC、DML-MTrisPC、DML-BisOC-Z、DML-BisOCHP-Z、DML-BPC、DMLBisOC-P、DMOM-PC、DMOM-PTBP、DMOM-MBPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-HQ、TML-BP、TML-pp-BPF、TML-BPE、TML-BPA、TML-BPAF、TML-BPAP、TMOM-BP、TMOM-BPE、TMOM-BPA、TMOM-BPAF、TMOM-BPAP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(以上、本州化学工業社製)、ニカラック(登録商標、以下同様)MX-290、ニカラックMX-280、ニカラックMX-270、ニカラックMX-279、ニカラックMW-100LM、ニカラックMX-750LM(以上、三和ケミカル社製)などが挙げられる。
 本発明の樹脂組成物は、他の架橋剤として、エポキシ化合物、オキセタン化合物、及び、ベンゾオキサジン化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことも好ましい。
-エポキシ化合物(エポキシ基を有する化合物)-
 エポキシ化合物としては、一分子中にエポキシ基を2以上有する化合物であることが好ましい。エポキシ基は、200℃以下で架橋反応し、かつ、架橋に由来する脱水反応が起こらないため膜収縮が起きにくい。このため、エポキシ化合物を含有することは、樹脂組成物の低温硬化及び反りの抑制に効果的である。
 エポキシ化合物は、ポリエチレンオキサイド基を含有することが好ましい。これにより、より弾性率が低下し、反りを抑制することができる。ポリエチレンオキサイド基は、エチレンオキサイドの繰返し単位数が2以上のものを意味し、繰返し単位数が2~15であることが好ましい。
 エポキシ化合物の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂;ビスフェノールF型エポキシ樹脂;プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ブチレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等のアルキレングリコール型エポキシ樹脂又は多価アルコール炭化水素型エポキシ樹脂;ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂;ポリメチル(グリシジロキシプロピル)シロキサン等のエポキシ基含有シリコーンなどを挙げることができるが、これらに限定されない。具体的には、エピクロン(登録商標、以下同様)850-S、エピクロンHP-4032、エピクロンHP-7200、エピクロンHP-820、エピクロンHP-4700、エピクロンHP-4770、エピクロンEXA-830LVP、エピクロンEXA-8183、エピクロンEXA-8169、エピクロンN-660、エピクロンN-665-EXP-S、エピクロンN-740(以上商品名、DIC(株)製)、リカレジン(登録商標、以下同様)BEO-20E、リカレジンBEO-60E、リカレジンHBE-100、リカレジンDME-100、リカレジンL-200(以上商品名、新日本理化(株)製)、EP-4003S、EP-4000S、EP-4088S、EP-3950S(以上商品名、(株)ADEKA製)、セロキサイド(登録商標、以下同様)2021P、セロキサイド2081、セロキサイド2000、EHPE3150、エポリード(登録商標、以下同様)GT401、エポリードPB4700、エポリードPB3600(以上商品名、(株)ダイセル製)、NC-3000、NC-3000-L、NC-3000-H、NC-3000-FH-75M、NC-3100、CER-3000-L、NC-2000-L、XD-1000、NC-7000L、NC-7300L、EPPN-501H、EPPN-501HY、EPPN-502H、EOCN-1020、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、CER-1020、EPPN-201、BREN-S、BREN-10S(以上商品名、日本化薬(株)製)などが挙げられる。また以下の化合物も好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 式中nは1~5の整数、mは1~20の整数である。 
 上記構造の中でも、耐熱性と伸度向上を両立する点から、nは1~2、mは3~7であることが好ましい。
-オキセタン化合物(オキセタニル基を有する化合物)-
 オキセタン化合物としては、一分子中にオキセタン環を2つ以上有する化合物、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、1,4-ビス{[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシルメチル)オキセタン、1,4-ベンゼンジカルボン酸-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メチル]エステル等を挙げることができる。具体的な例としては、東亞合成(株)製のアロンオキセタンシリーズ(例えば、OXT-121、OXT-221)が好適に使用することができ、これらは単独で、又は2種以上混合してもよい。
-ベンゾオキサジン化合物(ベンゾオキサゾリル基を有する化合物)-
 ベンゾオキサジン化合物は、開環付加反応に由来する架橋反応のため、硬化時に脱ガスが発生せず、更に熱収縮を小さくして反りの発生が抑えられることから好ましい。
 ベンゾオキサジン化合物の好ましい例としては、P-d型ベンゾオキサジン、F-a型ベンゾオキサジン(以上、商品名、四国化成工業社製)、ポリヒドロキシスチレン樹脂のベンゾオキサジン付加物、フェノールノボラック型ジヒドロベンゾオキサジン化合物が挙げられる。これらは単独で用いるか、又は2種以上混合してもよい。
 他の架橋剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%であることが好ましく、0.1~20質量%であることがより好ましく、0.5~15質量%であることが更に好ましく、1.0~10質量%であることが特に好ましい。他の架橋剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。他の架橋剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
(重合性化合物の好ましい一態様)
 重合性化合物が、解離する際の活性化エネルギー(Ea)が40~60kcal/molである部位を含むことは好ましい一態様である。Eaが40~60kcal/molである部位を含む重合性化合物を、「重合性化合物(K)」ともいう。
 重合性化合物(K)は、Eaが40~60kcal/molである部位を有するため、例えば、230℃で1時間加熱した際などに、解離(分解)しやすい。本発明の樹脂組成物の好ましい一態様では、重合性化合物(K)を含有する樹脂組成物を膜とし、100mJ/cmで露光すると重合性基が重合し三次元架橋が形成される。その後、230℃で1時間加熱すると、三次元架橋が解除される。この態様によれば、加熱後の膜の破断伸びを、加熱前の膜の破断伸びより大きくしやすいため好ましい。
 重合性化合物(K)は、Eaが42~58kcal/molである部位を有することが好ましく、45~55kcal/molである部位を有することがより好ましく、48~52kcal/molである部位を有することが更に好ましい。
 Eaの測定方法は、前述したものと同じである。
 重合性化合物(K)は、Eaが40~60kcal/molである部位を有していれば特に限定されないが、下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有することが好ましい。
 下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造は、Eaが40~60kcal/molである部位を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 式(3)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNRを表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表す。
 式(4)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNHを表す。Rは2価の炭化水素基を表す。
 式(3)及び式(4)中、*及び*は結合位置を示す。
 式(3)で表される構造及び式(4)で表される構造についての説明は、前述したものと同じである。
〔重合開始剤〕
 本発明の樹脂組成物は、重合開始剤(「開始剤」ともいう。)を含むことが好ましい。重合開始剤は熱重合開始剤であっても光重合開始剤であってもよいが、特に光重合開始剤を含むことが好ましい。
 光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤であってもよいし、光酸発生剤であってもよい。
(光ラジカル重合開始剤)
 光ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、公知の光ラジカル重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視領域の光線に対して感光性を有する光ラジカル重合開始剤が好ましい。また、光励起された増感剤と作用し、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよい。
 光ラジカル重合開始剤は、波長約240~800nm(好ましくは330~500nm)の範囲内で少なくとも約50L・mol-1・cm-1のモル吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いて測定することができる。例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Cary-5 spectrophotometer)にて、酢酸エチル溶剤を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。
 光ラジカル重合開始剤としては、公知の化合物を任意に使用できる。例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有する化合物、オキサジアゾール骨格を有する化合物、トリハロメチル基を有する化合物など)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノンなどのα-アミノケトン化合物、ヒドロキシアセトフェノンなどのα-ヒドロキシケトン化合物、アゾ系化合物、アジド化合物、メタロセン化合物、有機ホウ素化合物、鉄アレーン錯体などが挙げられる。これらの詳細については、特開2016-027357号公報の段落0165~0182、国際公開第2015/199219号の段落0138~0151の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。また、特開2014-130173号公報の段落0065~0111、特許第6301489号公報に記載された化合物、MATERIAL STAGE 37~60p,vol.19,No.3,2019に記載されたパーオキサイド系光重合開始剤、国際公開第2018/221177号に記載の光重合開始剤、国際公開第2018/110179号に記載の光重合開始剤、特開2019-043864号公報に記載の光重合開始剤、特開2019-044030号公報に記載の光重合開始剤、特開2019-167313号公報に記載の過酸化物系開始剤が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 ケトン化合物としては、例えば、特開2015-087611号公報の段落0087に記載の化合物が例示され、この内容は本明細書に組み込まれる。市販品では、カヤキュア-DETX-S(日本化薬(株)製)も好適に用いられる。
 本発明の一実施態様において、光ラジカル重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、及び、アシルホスフィン化合物を好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10-291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号に記載のアシルホスフィンオキシド系開始剤を用いることができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 α-ヒドロキシケトン系開始剤としては、Omnirad 184、Omnirad 1173、Omnirad 2959、Omnirad 127(以上、IGM Resins B.V.社製)、IRGACURE 184(IRGACUREは登録商標)、DAROCUR 1173、IRGACURE 500、IRGACURE-2959、IRGACURE 127(以上、BASF社製)を用いることができる。
 α-アミノケトン系開始剤としては、Omnirad 907、Omnirad 369、Omnirad 369E、Omnirad 379EG(以上、IGM Resins B.V.社製)、IRGACURE 907、IRGACURE 369、及び、IRGACURE 379(以上、BASF社製)を用いることができる。
 アミノアセトフェノン系開始剤、アシルホスフィンオキシド系開始剤、メタロセン化合物としては、例えば、国際公開第2021/112189号の段落0161~0163に記載の化合物も好適に使用することができる。この内容は本明細書に組み込まれる。
 光ラジカル重合開始剤として、より好ましくはオキシム化合物が挙げられる。オキシム化合物を用いることにより、露光ラチチュードをより効果的に向上させることが可能になる。オキシム化合物は、露光ラチチュード(露光マージン)が広く、かつ、光硬化促進剤としても働くため、特に好ましい。
 オキシム化合物の具体例としては、特開2001-233842号公報に記載の化合物、特開2000-080068号公報に記載の化合物、特開2006-342166号公報に記載の化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.1653-1660)に記載の化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.156-162)に記載の化合物、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年、pp.202-232)に記載の化合物、特開2000-066385号公報に記載の化合物、特表2004-534797号公報に記載の化合物、特開2017-019766号公報に記載の化合物、特許第6065596号公報に記載の化合物、国際公開第2015/152153号に記載の化合物、国際公開第2017/051680号に記載の化合物、特開2017-198865号公報に記載の化合物、国際公開第2017/164127号の段落番号0025~0038に記載の化合物、国際公開第2013/167515号に記載の化合物などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 好ましいオキシム化合物としては、例えば、下記の構造の化合物や、3-(ベンゾイルオキシ(イミノ))ブタン-2-オン、3-(アセトキシ(イミノ))ブタン-2-オン、3-(プロピオニルオキシ(イミノ))ブタン-2-オン、2-(アセトキシ(イミノ))ペンタン-3-オン、2-(アセトキシ(イミノ))-1-フェニルプロパン-1-オン、2-(ベンゾイルオキシ(イミノ))-1-フェニルプロパン-1-オン、3-((4-トルエンスルホニルオキシ)イミノ)ブタン-2-オン、及び2-(エトキシカルボニルオキシ(イミノ))-1-フェニルプロパン-1-オンなどが挙げられる。樹脂組成物においては、特に光ラジカル重合開始剤としてオキシム化合物を用いることが好ましい。光ラジカル重合開始剤としてのオキシム化合物は、分子内に>C=N-O-C(=O)-の連結基を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 オキシム化合物の市販品としては、IRGACURE OXE 01、IRGACURE OXE 02、IRGACURE OXE 03、IRGACURE OXE 04(以上、BASF社製)、アデカオプトマーN-1919((株)ADEKA製、特開2012-014052号公報に記載の光ラジカル重合開始剤2)、TR-PBG-304、TR-PBG-305(常州強力電子新材料有限公司製)、アデカアークルズNCI-730、NCI-831及びアデカアークルズNCI-930((株)ADEKA製)、DFI-091(ダイトーケミックス(株)製)、SpeedCure PDO(SARTOMER ARKEMA製)が挙げられる。また、下記の構造のオキシム化合物を用いることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 光ラジカル重合開始剤としては、例えば、国際公開第2021/112189号の段落0169~0171に記載のフルオレン環を有するオキシム化合物、カルバゾール環の少なくとも1つのベンゼン環がナフタレン環となった骨格を有するオキシム化合物、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることもできる。
 また、国際公開第2021/020359号に記載の段落0208~0210に記載のニトロ基を有するオキシム化合物、ベンゾフラン骨格を有するオキシム化合物、カルバゾール骨格にヒドロキシ基を有する置換基が結合したオキシム化合物を用いることもできる。これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 光重合開始剤としては、芳香族環に電子求引性基が導入された芳香族環基ArOX1を有するオキシム化合物(以下、オキシム化合物OXともいう)を用いることもできる。上記芳香族環基ArOX1が有する電子求引性基としては、アシル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、シアノ基が挙げられ、アシル基およびニトロ基が好ましく、耐光性に優れた膜を形成しやすいという理由からアシル基であることがより好ましく、ベンゾイル基であることが更に好ましい。ベンゾイル基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アルケニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アシル基またはアミノ基であることが好ましく、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基またはアミノ基であることがより好ましく、アルコキシ基、アルキルスルファニル基またはアミノ基であることが更に好ましい。
 オキシム化合物OXは、式(OX1)で表される化合物および式(OX2)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、式(OX2)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 式中、RX1は、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミノ基、ホスフィノイル基、カルバモイル基またはスルファモイル基を表し、
 RX2は、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシルオキシ基またはアミノ基を表し、
 RX3~RX14は、それぞれ独立して水素原子または置換基を表す。
 ただし、RX10~RX14のうち少なくとも一つは、電子求引性基である。
 上記式において、RX12が電子求引性基であり、RX10、RX11、RX13、RX14は水素原子であることが好ましい。
 オキシム化合物OXの具体例としては、特許第4600600号公報の段落番号0083~0105に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 特に好ましいオキシム化合物としては、特開2007-269779号公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009-191061号公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 光ラジカル重合開始剤は、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α-ヒドロキシケトン化合物、α-アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム塩化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物及びその誘導体、シクロペンタジエン-ベンゼン-鉄錯体及びその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、3-アリール置換クマリン化合物からなる群より選択される化合物が好ましい。
 また、光ラジカル重合開始剤は、トリハロメチルトリアジン化合物、α-アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム塩化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物であり、トリハロメチルトリアジン化合物、α-アミノケトン化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、ベンゾフェノン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物がより好ましく、メタロセン化合物又はオキシム化合物が更に好ましい。
 光ラジカル重合開始剤としては、国際公開第2021/020359号に記載の段落0175~0179に記載の化合物、国際公開第2015/125469号の段落0048~0055に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。
 光ラジカル重合開始剤としては、2官能あるいは3官能以上の光ラジカル重合開始剤を用いてもよい。そのような光ラジカル重合開始剤を用いることにより、光ラジカル重合開始剤の1分子から2つ以上のラジカルが発生するため、良好な感度が得られる。また、非対称構造の化合物を用いた場合においては、結晶性が低下して溶剤などへの溶解性が向上して、経時で析出しにくくなり、樹脂組成物の経時安定性を向上させることができる。2官能あるいは3官能以上の光ラジカル重合開始剤の具体例としては、特表2010-527339号公報、特表2011-524436号公報、国際公開第2015/004565号、特表2016-532675号公報の段落番号0407~0412、国際公開第2017/033680号の段落番号0039~0055に記載されているオキシム化合物の2量体、特表2013-522445号公報に記載されている化合物(E)および化合物(G)、国際公開第2016/034963号に記載されているCmpd1~7、特表2017-523465号公報の段落番号0007に記載されているオキシムエステル類光開始剤、特開2017-167399号公報の段落番号0020~0033に記載されている光開始剤、特開2017-151342号公報の段落番号0017~0026に記載されている光重合開始剤(A)、特許第6469669号公報に記載されているオキシムエステル光開始剤などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 樹脂組成物が光重合開始剤を含む場合、その含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%が好ましく、0.1~20質量%がより好ましく、0.5~15質量%が更に好ましく、1.0~10質量%が更により好ましい。光重合開始剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。光重合開始剤を2種以上含有する場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。
 なお、光重合開始剤は熱重合開始剤としても機能する場合があるため、オーブンやホットプレート等の加熱によって光重合開始剤による架橋を更に進行させられる場合がある。
(光酸発生剤)
 重合開始剤は、光酸発生剤であってもよい。
 光酸発生剤とは、波長200nm~900nmの光照射により、ブレンステッド酸、及び、ルイス酸の少なくとも一方を発生させる化合物を表す。照射される光は、波長300nm~450nmの光が好ましく、波長330nm~420nmの光がより好ましい。光酸発生剤単独または増感剤との併用において、感光して酸を発生させることが可能な光酸発生剤であることが好ましい。
 発生する酸の例としては、ハロゲン化水素、カルボン酸、スルホン酸、スルフィン酸、チオスルフィン酸、リン酸、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、ホウ素誘導体、リン誘導体、アンチモン誘導体、過酸化ハロゲン、スルホンアミド等が好ましく挙げられる。
 光酸発生剤としては、例えば、キノンジアジド化合物、オキシムスルホネート化合物、有機ハロゲン化化合物、有機ホウ酸塩化合物、ジスルホン化合物、オニウム塩化合物等が挙げられる。
 感度、保存安定性の観点から、有機ハロゲン化合物、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩化合物が好ましく、形成する膜の機械特性等から、オキシムエステルが好ましい。
 キノンジアジド化合物としては、1価または多価のヒドロキシ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステル結合したもの、1価または多価のアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がスルホンアミドで結合したもの、ポリヒドロキシポリアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステル結合および/またはスルホンアミドで結合したものなどが挙げられる。これらポリヒドロキシ化合物、ポリアミノ化合物、ポリヒドロキシポリアミノ化合物の全ての官能基がキノンジアジドで置換されていなくてもよいが、平均して官能基全体の40モル%以上がキノンジアジドで置換されていることが好ましい。このようなキノンジアジド化合物を含有させることで、一般的な紫外線である水銀灯のi線(波長365nm)、h線(波長405nm)、g線(波長436nm)に感光する樹脂組成物を得ることができる。
 ヒドロキシ化合物として具体的には、フェノール、トリヒドロキシベンゾフェノン、4メトキシフェノール、イソプロパノール、オクタノール、t-Buアルコール、シクロヘキサノール、ナフトール、Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、TrisP-SA、TrisOCR-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、メチレントリス-FR-CR、BisRS-26X、DML-MBPC、DML-MBOC、DML-OCHP、DML-PCHP、DML-PC、DML-PTBP、DML-34X、DML-EP、DML-POP、ジメチロール-BisOC-P、DML-PFP、DML-PSBP、DML-MTrisPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-BP、TML-HQ、TML-pp-BPF、TML-BPA、TMOM-BP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP(以上、商品名、本州化学工業(株)製)、BIR-OC、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-PCHP、BIP-BIOC-F、4PC、BIR-BIPC-F、TEP-BIP-A、46DMOC、46DMOEP、TM-BIP-A(以上、商品名、旭有機材(株)製)、2,6-ジメトキシメチル-4-t-ブチルフェノール、2,6-ジメトキシメチル-p-クレゾール、2,6-ジアセトキシメチル-p-クレゾール、ナフトール、テトラヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸メチルエステル、ビスフェノールA、ビスフェノールE、メチレンビスフェノール、BisP-AP(商品名、本州化学工業(株)製)、ノボラック樹脂などを挙げることができるが、これらに限定されない。
 アミノ化合物として具体的には、アニリン、メチルアニリン、ジエチルアミン、ブチルアミン、1,4-フェニレンジアミン、1,3-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィドなどを挙げることができるが、これらに限定されない。
 また、ポリヒドロキシポリアミノ化合物として具体的には、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3’-ジヒドロキシベンジジンなどを挙げることができるが、これらに限定されない。
 これらの中でも、キノンジアジド化合物として、フェノール化合物および4-ナフトキノンジアジドスルホニル基とのエステルを含むことが好ましい。これによりi線露光に対するより高い感度と、より高い解像度を得ることができる。
 本発明の樹脂組成物に用いるキノンジアジド化合物の含有量は、樹脂100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、10~40質量部がより好ましい。キノンジアジド化合物の含有量をこの範囲とすることにより、露光部と未露光部のコントラストが得られることでより高感度化を図ることができるため好ましい。さらに増感剤などを必要に応じて添加してもよい。
 光酸発生剤は、オキシムスルホネート基を含む化合物(以下、単に「オキシムスルホネート化合物」ともいう)であることが好ましい。
 オキシムスルホネート化合物は、オキシムスルホネート基を有していれば特に限定されないが、下記式(OS-1)、式(OS-103)、式(OS-104)、又は、式(OS-105)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 式(OS-1)中、Xは、アルキル基、アルコキシ基、又は、ハロゲン原子を表す。Xが複数存在する場合は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。Xにおけるアルキル基及びアルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルキル基は、炭素数1~4の直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましい。アルコキシ基は、炭素数1~4の直鎖状又は分岐状のアルコキシ基が好ましい。ハロゲン原子は、塩素原子又はフッ素原子が好ましい。
 m3は、0~3の整数を表し、0又は1が好ましい。m3が2又は3である場合、複数のXは同一でも異なっていてもよい。
 R34は、アルキル基又はアリール基を表し、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~5のハロゲン化アルキル基、炭素数1~5のハロゲン化アルコキシ基、Wで置換されていてもよいフェニル基、Wで置換されていてもよいナフチル基又はWで置換されていてもよいアントラニル基であることが好ましい。Wは、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~5のハロゲン化アルキル基又は炭素数1~5のハロゲン化アルコキシ基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のハロゲン化アリール基を表す。
 式(OS-1)中、m3が3であり、Xがメチル基であり、Xの置換位置がオルト位であり、R34が炭素数1~10の直鎖状アルキル基、7,7-ジメチル-2-オキソノルボルニルメチル基、又は、p-トリル基である化合物が特に好ましい。
 式(OS-1)で表されるオキシムスルホネート化合物の具体例としては、特開2011-209692号公報の段落番号0064~0068、特開2015-194674号公報の段落番号0158~0167に記載された以下の化合物が例示され、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 式(OS-103)~式(OS-105)中、Rs1はアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、複数存在する場合のあるRs2はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子を表し、複数存在する場合のあるRs6はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、スルホン酸基、アミノスルホニル基又はアルコキシスルホニル基を表し、XsはO又はSを表し、nsは1又は2を表し、msは0~6の整数を表す。
 Rs1で表されるアルキル基(炭素数1~30が好ましい)、アリール基(炭素数6~30が好ましい)又はヘテロアリール基(炭素数4~30が好ましい)は、置換基を有していてもよい。
 Rs2は、水素原子、アルキル基(炭素数1~12が好ましい)又はアリール基(炭素数6~30が好ましい)であることが好ましく、水素原子又はアルキル基であることがより好ましい。2以上存在する場合のあるRs2のうち、1つ又は2つがアルキル基、アリール基又はハロゲン原子であることが好ましく、1つがアルキル基、アリール基又はハロゲン原子であることがより好ましく、1つがアルキル基であり、かつ残りが水素原子であることが特に好ましい。Rs2で表されるアルキル基又はアリール基は、置換基を有していてもよい。
 XsはO又はSを表し、Oであることが好ましい。上記式(OS-103)~式(OS-105)において、Xsを環員として含む環は、5員環又は6員環である。
 nsは1又は2を表し、XsがOである場合、nsは1であることが好ましく、XsがSである場合、nsは2であることが好ましい。
 Rs6で表されるアルキル基(炭素数1~30が好ましい)及びアルキルオキシ基(炭素数1~30が好ましい)は、置換基を有していてもよい。
 msは0~6の整数を表し、0~2の整数であることが好ましく、0又は1であることがより好ましく、0であることが特に好ましい。
 式(OS-103)で表される化合物は、下記式(OS-106)、式(OS-110)又は式(OS-111)で表される化合物であることが好ましく、式(OS-104)で表される化合物は、下記式(OS-107)で表される化合物であることが好ましく、式(OS-105)で表される化合物は、下記式(OS-108)又は式(OS-109)で表される化合物であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 式(OS-106)~式(OS-111)中、Rt1はアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、Rt7は、水素原子又は臭素原子を表し、Rt8は水素原子、炭素数1~8のアルキル基、ハロゲン原子、クロロメチル基、ブロモメチル基、ブロモエチル基、メトキシメチル基、フェニル基又はクロロフェニル基を表し、Rt9は水素原子、ハロゲン原子、メチル基又はメトキシ基を表し、Rt2は水素原子又はメチル基を表す。
 Rt7は、水素原子又は臭素原子を表し、水素原子であることが好ましい。
 Rt8は、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、ハロゲン原子、クロロメチル基、ブロモメチル基、ブロモエチル基、メトキシメチル基、フェニル基又はクロロフェニル基を表し、炭素数1~8のアルキル基、ハロゲン原子又はフェニル基であることが好ましく、炭素数1~8のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1~6のアルキル基であることが更に好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
 Rt9は、水素原子、ハロゲン原子、メチル基又はメトキシ基を表し、水素原子であることが好ましい。
 Rt2は、水素原子又はメチル基を表し、水素原子であることが好ましい。
 また、上記オキシムスルホネート化合物において、オキシムの立体構造(E,Z)については、いずれか一方であっても、混合物であってもよい。
 式(OS-103)~式(OS-105)で表されるオキシムスルホネート化合物の具体例としては、特開2011-209692号公報の段落番号0088~0095、特開2015-194674号公報の段落番号0168~0194に記載の化合物が例示され、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 オキシムスルホネート基を少なくとも1つを含む化合物の好適な他の態様としては、下記式(OS-101)、式(OS-102)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 式(OS-101)及び式(OS-102)中、Ru9は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、スルホ基、シアノ基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。Ru9は、シアノ基又はアリール基であることが好ましく、シアノ基、フェニル基又はナフチル基であることがより好ましい。
 Ru2aは、アルキル基又はアリール基を表す。
 Xuは、-O-、-S-、-NH-、-NRu5-、-CH-、-CRu6H-又はCRu6u7-を表し、Ru5~Ru7はそれぞれ独立に、アルキル基又はアリール基を表す。
 Ru1~Ru4はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アミド基、スルホ基、シアノ基又はアリール基を表す。Ru1~Ru4のうちの2つがそれぞれ互いに結合して環を形成してもよい。このとき、環が縮環してベンゼン環とともに縮合環を形成していてもよい。Ru1~Ru4は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基が好ましい。Ru1~Ru4のうちの少なくとも2つが互いに結合してアリール基を形成していてもよい。中でも、Ru1~Ru4がいずれも水素原子であることが好ましい。上記した置換基は、いずれも、更に置換基を有していてもよい。
 オキシムスルホネート基を少なくとも1つを含む化合物は、式(OS-102)で表される化合物であることがより好ましい。
 また、オキシムスルホネート化合物において、オキシムやベンゾチアゾール環の立体構造(E,Z等)についてはそれぞれ、いずれか一方であっても、混合物であってもよい。
 式(OS-101)で表される化合物の具体例としては、特開2011-209692号公報の段落番号0102~0106、特開2015-194674号公報の段落番号0195~0207に記載の化合物が例示され、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 上記化合物の中でも、下記b-9、b-16、b-31、b-33が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 市販品としては、WPAG-336(富士フイルム和光純薬(株)製)、WPAG-443(富士フイルム和光純薬(株)製)、MBZ-101(みどり化学(株)製)等を挙げることができる。
 また、下記構造式で表される化合物も好ましい例として挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 有機ハロゲン化化合物としては、例えば、特開2015-087409号公報の段落0042~0043に記載の化合物が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれる。
 光酸発生剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、0.1~20質量%が好ましく、0.5~18質量%がより好ましく、0.5~10質量%が更に好ましく、0.5~3質量%が更により好ましく、0.5~1.2質量%がより一層好ましい。
 光酸発生剤は、1種単独で使用されても、複数種の組み合わせで使用されてもよい。複数種の組み合わせの場合には、それらの合計量が上記範囲にあることが好ましい。
 また、所望の光源に対して、感光性を付与するため、増感剤と併用することも好ましい。
〔増感剤〕
 樹脂組成物は、増感剤を含んでいてもよい。増感剤は、特定の活性放射線を吸収して電子励起状態となる。電子励起状態となった増感剤は、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤などと接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用が生じる。これにより、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤は化学変化を起こして分解し、ラジカル、酸又は塩基を生成する。
 使用可能な増感剤として、ベンゾフェノン系、ミヒラーズケトン系、クマリン系、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アントラセン系、アントラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、ペンゾピラン系、インジゴ系等の化合物を使用することができる。
 増感剤としては、例えば、ミヒラーズケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,5-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロペンタン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p-ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p-ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2-(p-ジメチルアミノフェニルビフェニレン)-ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)イソナフトチアゾール、1,3-ビス(4’-ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)アセトン、3,3’-カルボニル-ビス(7-ジエチルアミノクマリン)、3-アセチル-7-ジメチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-ベンジロキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-メトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン(7-(ジエチルアミノ)クマリン-3-カルボン酸エチル)、N-フェニル-N’-エチルエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、N-p-トリルジエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、4-モルホリノベンゾフェノン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、2-メルカプトベンズイミダゾール、1-フェニル-5-メルカプトテトラゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ナフト(1,2-d)チアゾール、2-(p-ジメチルアミノベンゾイル)スチレン、ジフェニルアセトアミド、ベンズアニリド、N-メチルアセトアニリド、3’,4’-ジメチルアセトアニリド等が挙げられる。
 また、他の増感色素を用いてもよい。
 増感色素の詳細については、特開2016-027357号公報の段落0161~0163の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
 樹脂組成物が増感剤を含む場合、増感剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、0.01~20質量%が好ましく、0.1~15質量%がより好ましく、0.5~10質量%が更に好ましい。増感剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
〔連鎖移動剤〕
 本発明の樹脂組成物は、連鎖移動剤を含有してもよい。連鎖移動剤は、例えば高分子辞典第三版(高分子学会編、2005年)683-684頁に定義されている。連鎖移動剤としては、例えば、分子内に-S-S-、-SO-S-、-N-O-、SH、PH、SiH、及びGeHを有する化合物群、RAFT(Reversible Addition Fragmentation chain Transfer)重合に用いられるチオカルボニルチオ基を有するジチオベンゾアート、トリチオカルボナート、ジチオカルバマート、キサンタート化合物等が用いられる。これらは、低活性のラジカルに水素を供与して、ラジカルを生成するか、若しくは、酸化された後、脱プロトンすることによりラジカルを生成しうる。特に、チオール化合物を好ましく用いることができる。
 また、連鎖移動剤は、国際公開第2015/199219号の段落0152~0153に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。
 樹脂組成物が連鎖移動剤を有する場合、連鎖移動剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分100質量部に対し、0.01~20質量部が好ましく、0.1~10質量部がより好ましく、0.5~5質量部が更に好ましい。連鎖移動剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。連鎖移動剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
<塩基発生剤>
 本発明の樹脂組成物は、塩基発生剤を含んでもよい。ここで、塩基発生剤とは、物理的または化学的な作用によって塩基を発生することができる化合物である。好ましい塩基発生剤としては、熱塩基発生剤および光塩基発生剤が挙げられる。
 特に、樹脂組成物が環化樹脂の前駆体を含む場合、樹脂組成物は塩基発生剤を含むことが好ましい。樹脂組成物が熱塩基発生剤を含有することによって、例えば加熱により前駆体の環化反応を促進でき、硬化物の機械特性や耐薬品性が良好なものとなり、例えば半導体パッケージ中に含まれる再配線層用層間絶縁膜としての性能が良好となる。
 塩基発生剤としては、イオン型塩基発生剤でもよく、非イオン型塩基発生剤でもよい。塩基発生剤から発生する塩基としては、例えば、2級アミン、3級アミンが挙げられる。
 塩基発生剤は特に限定されず、公知の塩基発生剤を用いることができる。公知の塩基発生剤としては、例えば、カルバモイルオキシム化合物、カルバモイルヒドロキシルアミン化合物、カルバミン酸化合物、ホルムアミド化合物、アセトアミド化合物、カルバメート化合物、ベンジルカルバメート化合物、ニトロベンジルカルバメート化合物、スルホンアミド化合物、イミダゾール誘導体化合物、アミンイミド化合物、ピリジン誘導体化合物、α-アミノアセトフェノン誘導体化合物、4級アンモニウム塩誘導体化合物、イミニウム塩、ピリジニウム塩、α-ラクトン環誘導体化合物、アミンイミド化合物、フタルイミド誘導体化合物、アシルオキシイミノ化合物等が挙げられる。
 非イオン型塩基発生剤の具体的な化合物としては、式(B1)、式(B2)、又は式(B3)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 式(B1)及び式(B2)中、Rb、Rb及びRbはそれぞれ独立に、第三級アミン構造を有しない有機基、ハロゲン原子又は水素原子を表す。ただし、Rb及びRbが同時に水素原子となることはない。また、Rb、Rb及びRbはいずれもカルボキシ基を有することはない。なお、本明細書において第三級アミン構造とは、3価の窒素原子の3つの結合手がいずれも炭化水素基の炭素原子と共有結合している構造を指す。したがって、3価の窒素原子と結合した炭素原子が、カルボニル基を構成する炭素原子である場合、すなわち窒素原子とともにアミド基を形成する場合、第三級アミン構造ではない。
 式(B1)及び式(B2)中、Rb、Rb及びRbは、これらのうち少なくとも1つが環状構造を含むことが好ましく、少なくとも2つが環状構造を含むことがより好ましい。環状構造としては、単環及び縮合環のいずれであってもよく、単環又は単環が2つ縮合した縮合環が好ましい。単環は、5員環又は6員環が好ましく、6員環がより好ましい。単環は、シクロヘキサン環及びベンゼン環が好ましく、シクロヘキサン環がより好ましい。
 より具体的にRb及びRbは、水素原子、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、又はアリールアルキル基(炭素数7~25が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であることが好ましい。これらの基は、置換基を有していてもよい。RbとRbとは互いに結合して環を形成していてもよい。形成される環としては、4~7員の含窒素複素環が好ましい。Rb及びRbは、置換基を有してもよい直鎖、分岐、又は環状のアルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)であることが好ましく、置換基を有してもよいシクロアルキル基(炭素数3~24が好ましく、3~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)であることがより好ましく、置換基を有してもよいシクロヘキシル基が更に好ましい。
 Rbとしては、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~12がより好ましく、2~6が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)、アリールアルケニル基(炭素数8~24が好ましく、8~20がより好ましく、8~16が更に好ましい)、アルコキシル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリールオキシ基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、又はアリールアルキルオキシ基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)が挙げられる。中でも、シクロアルキル基(炭素数3~24が好ましく、3~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリールアルケニル基、アリールアルキルオキシ基が好ましい。Rbは更に置換基を有していてもよい。
 式(B1)で表される化合物は、下記式(B1-1)又は下記式(B1-2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 式中、Rb11及びRb12、並びに、Rb31及びRb32は、それぞれ、式(B1)におけるRb及びRbと同じである。
 Rb13はアルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であり、置換基を有していてもよい。中でも、Rb13はアリールアルキル基が好ましい。
 Rb33及びRb34は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、1~8がより好ましく、1~3が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~8がより好ましく、2~3が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~11が更に好ましい)であり、水素原子が好ましい。
 Rb35は、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~10がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であり、アリール基が好ましい。
 式(B1-1)で表される化合物は、式(B1-1a)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 Rb11及びRb12は式(B1-1)におけるRb11及びRb12と同義である。
 Rb15及びRb16は水素原子、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~3が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~11が更に好ましい)であり、水素原子又はメチル基が好ましい。
 Rb17はアルキル基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~10がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であり、中でもアリール基が好ましい。
(B3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 式(B3)において、Lは、隣接する酸素原子と炭素原子を連結する連結鎖の経路上に飽和炭化水素基を有する2価の炭化水素基であって、連結鎖の経路上の原子数が3以上である炭化水素基を表す。また、RN1およびRN2は、それぞれ独立に1価の有機基を表す。  
 本明細書において、「連結鎖」とは、連結対象の2つの原子または原子群の間を結ぶ経路上の原子鎖のうち、これらの連結対象を最短(最小原子数)で結ぶものをいう。例えば、下記式で表される化合物において、Lは、フェニレンエチレン基から構成され、飽和炭化水素基としてエチレン基を有し、連結鎖は4つの炭素原子から構成されており、連結鎖の経路上の原子数(つまり、連結鎖を構成する原子の数であり、以下、「連結鎖長」あるいは「連結鎖の長さ」ともいう。)は4である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 式(B3)におけるL中の炭素数(連結鎖中の炭素原子以外の炭素原子も含む)は、3~24であることが好ましい。上限は、12以下であることがより好ましく、10以下であることがさらに好ましく、8以下であることが特に好ましい。下限は、4以上であることがより好ましい。上記分子内環化反応を速やかに進行させる観点から、Lの連結鎖長の上限は、12以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましく、6以下であることがさらに好ましく、5以下であることが特に好ましい。特に、Lの連結鎖長は、4または5であることが好ましく、4であることが最も好ましい。塩基発生剤の具体的な好ましい化合物としては、例えば、国際公開第2020/066416号の段落番号0102~0168に記載の化合物、国際公開第2018/038002号の段落番号0143~0177に記載の化合物も挙げられる。
 また、塩基発生剤は下記式(N1)で表される化合物を含むことも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 式(N1)中、RN1およびRN2はそれぞれ独立に1価の有機基を表し、RC1は水素原子または保護基を表し、Lは2価の連結基を表す。
 Lは2価の連結基であり、2価の有機基であることが好ましい。連結基の連結鎖長は1以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましい。上限としては、12以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましく、5以下であることがさらに好ましい。連結鎖長とは、式中の2つのカルボニル基の間において最短の道程となる原子配列に存在する原子の数である。
 式(N1)中、RN1およびRN2はそれぞれ独立に1価の有機基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)を表し、炭化水素基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、1~10がさらに好ましい)であることが好ましく、具体的には、脂肪族炭化水素基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、1~10がさらに好ましい)または芳香族炭化水素基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい)を挙げることができ、脂肪族炭化水素基が好ましい。RN1およびRN2として、脂肪族炭化水素基を用いると、発生する塩基の塩基性が高く好ましい。なお、脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、また、脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基が脂肪族炭化水素鎖中や芳香環中、置換基中に酸素原子を有していてもよい。特に、脂肪族炭化水素基が炭化水素鎖中に酸素原子を有している態様が例示される。
 RN1およびRN2を構成する脂肪族炭化水素基としては、直鎖または分岐の鎖状アルキル基、環状アルキル基、鎖状アルキル基と環状アルキル基との組み合わせを含む基、酸素原子を鎖中に有するアルキル基が挙げられる。直鎖または分岐の鎖状アルキル基は、炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい。直鎖または分岐の鎖状アルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、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、ウンデシル基、ドデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ターシャリーペンチル基、イソヘキシル基等が挙げられる。
 環状アルキル基は、炭素数3~12が好ましく、3~6がより好ましい。環状アルキル基は、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、シクロオクチル基等が挙げられる。
 鎖状アルキル基と環状アルキル基との組み合わせを含む基は、炭素数4~24が好ましく、4~18がより好ましく、4~12がさらに好ましい。鎖状アルキル基と環状アルキル基との組み合わせを含む基は、例えば、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロヘキシルプロピル基、メチルシクロヘキシルメチル基、エチルシクロヘキシルエチル基等が挙げられる。
 酸素原子を鎖中に有するアルキル基は、炭素数2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。酸素原子を鎖中に有するアルキル基は、鎖状でも環状でもよく、直鎖でも分岐でもよい。
 なかでも、後述する分解生成塩基の沸点を高める観点で、RN1およびRN2は炭素数5~12のアルキル基が好ましい。ただし、金属(例えば銅)の層と積層する際の密着性を重視する処方においては、環状のアルキル基を有する基や炭素数1~8のアルキル基であることが好ましい。
 RN1およびRN2は互いに連結して環状構造を形成していてもよい。環状構造は、鎖中に酸素原子等を有していてもよい。また、RN1およびRN2が形成する環状構造は、単環であっても、縮合環であってもよいが、単環が好ましい。形成される環状構造としては、式(N1)中の窒素原子を含有する5員環または6員環が好ましく、例えば、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、ピロリン環、ピロリジン環、イミダゾリジン環、ピラゾリジン環、ピぺリジン環、ピペラジン環、モルホリン環などが挙げられ、ピロリン環、ピロリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環が好ましく挙げられる。
 RC1は水素原子または保護基を表し、水素原子が好ましい。
 保護基としては、酸または塩基の作用により分解する保護基が好ましく、酸で分解する保護基が好ましく挙げられる。
 保護基の具体例としては、鎖状もしくは環状のアルキル基または鎖中に酸素原子を有する鎖状もしくは環状のアルキル基が挙げられる。鎖状もしくは環状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。鎖中に酸素原子を有する鎖状のアルキル基としては、アルキルオキシアルキル基が挙げられ、メチルオキシメチル(MOM)基、エチルオキシエチル(EE)基等が好ましい。鎖中に酸素原子を有する環状のアルキル基としては、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル(THP)基等が挙げられる。
 式(N1)中、Lを構成する2価の連結基は、特に限定されないが、炭化水素基が好ましく、脂肪族炭化水素基がより好ましい。炭化水素基は、置換基を有していてもよく、炭化水素鎖の中に炭素原子以外の原子を有していてもよい。2価の連結基は、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の炭化水素連結基であることがより好ましく、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、または鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基と2価の芳香族炭化水素基との組み合わせを含む基が更に好ましく、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基が更により好ましい。これらの基は、酸素原子を有していなくてもよい。
 2価の炭化水素連結基は、炭素数1~24が好ましく、2~12がより好ましく、2~6がさらに好ましい。2価の脂肪族炭化水素基は、炭素数1~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。2価の芳香族炭化水素基は、炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい。2価の脂肪族炭化水素基と2価の芳香族炭化水素基との組み合わせを含む基(例えば、アリーレンアルキル基)は、炭素数7~22が好ましく、7~18がより好ましく、7~10がさらに好ましい。
 連結基Lは、具体的には、直鎖または分岐の鎖状アルキレン基、環状アルキレン基、鎖状アルキレン基と環状アルキレン基との組み合わせを含む基、酸素原子を鎖中に有するアルキレン基、直鎖または分岐の鎖状のアルケニレン基、環状のアルケニレン基、アリーレン基、アリーレンアルキレン基が好ましい。
 直鎖または分岐の鎖状アルキレン基は、炭素数1~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。
 環状アルキレン基は、炭素数3~12が好ましく、3~6がより好ましい。
 鎖状アルキレン基と環状アルキレン基との組み合わせを含む基は、炭素数4~24が好ましく、4~12がより好ましく、4~6がさらに好ましい。
 酸素原子を鎖中に有するアルキレン基は、鎖状でも環状でもよく、直鎖でも分岐でもよい。酸素原子を鎖中に有するアルキレン基は、炭素数1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
 直鎖または分岐の鎖状のアルケニレン基は、炭素数2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~3がさらに好ましい。直鎖または分岐の鎖状のアルケニレン基は、C=C結合の数は1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
 環状のアルケニレン基は、炭素数3~12が好ましく、3~6がより好ましい。環状のアルケニレン基は、C=C結合の数は1~6が好ましく、1~4がより好ましく、1~2がさらに好ましい。
 アリーレン基は、炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい。
 アリーレンアルキレン基は、炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~11がさらに好ましい。
 中でも、鎖状アルキレン基、環状アルキレン基、酸素原子を鎖中に有するアルキレン基、鎖状のアルケニレン基、アリーレン基、アリーレンアルキレン基が好ましく、1,2-エチレン基、プロパンジイル基(特に1,3-プロパンジイル基)、シクロヘキサンジイル基(特に1,2-シクロヘキサンジイル基)、ビニレン基(特にシスビニレン基)、フェニレン基(1,2-フェニレン基)、フェニレンメチレン基(特に1,2-フェニレンメチレン基)、エチレンオキシエチレン基(特に1,2-エチレンオキシ-1,2-エチレン基)がより好ましい。
 塩基発生剤としては、下記の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 非イオン型塩基発生剤の分子量は、800以下が好ましく、600以下がより好ましく、500以下が更に好ましい。下限は、100以上が好ましく、200以上がより好ましく、300以上が更に好ましい。
 イオン型塩基発生剤の具体的な好ましい化合物としては、例えば、国際公開第2018/038002号の段落番号0148~0163に記載の化合物が挙げられる。
 アンモニウム塩の具体例としては、下記の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 イミニウム塩の具体例としては、下記の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 樹脂組成物が塩基発生剤を含む場合、塩基発生剤の含有量は、樹脂組成物中の樹脂100質量部に対し、0.1~50質量部が好ましい。下限は、0.3質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上が更に好ましい。上限は、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましく、10質量部以下が一層好ましく、5質量部以下がより一層好ましく、4質量部以下が特に好ましい。
 塩基発生剤は、1種又は2種以上を用いることができる。2種以上を用いる場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。
<溶剤>
 本発明の樹脂組成物は、溶剤を含むことが好ましい。
 溶剤は、公知の溶剤を任意に使用できる。溶剤は有機溶剤が好ましい。有機溶剤としては、エステル類、エーテル類、ケトン類、環状炭化水素類、スルホキシド類、アミド類、ウレア類、アルコール類などの化合物が挙げられる。
 エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸へキシル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、アルキルオキシ酢酸アルキル(例えば、アルキルオキシ酢酸メチル、アルキルオキシ酢酸エチル、アルキルオキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、3-アルキルオキシプロピオン酸メチル、3-アルキルオキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、2-アルキルオキシプロピオン酸メチル、2-アルキルオキシプロピオン酸エチル、2-アルキルオキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸メチル及び2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル、ヘキサン酸エチル、ヘプタン酸エチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル等が好適なものとして挙げられる。
 エーテル類として、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等が好適なものとして挙げられる。
 ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、3-メチルシクロヘキサノン、レボグルコセノン、ジヒドロレボグルコセノン等が好適なものとして挙げられる。
 環状炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族炭化水素類、リモネン等の環式テルペン類が好適なものとして挙げられる。
 スルホキシド類として、例えば、ジメチルスルホキシドが好適なものとして挙げられる。
 アミド類として、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルイソブチルアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、N-ホルミルモルホリン、N-アセチルモルホリン等が好適なものとして挙げられる。
 ウレア類として、N,N,N’,N’-テトラメチルウレア、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が好適なものとして挙げられる。
アルコール類として、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、1-ペンタノール、1-ヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール、2-エトキシエタノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メチルフェニルカルビノール、n-アミルアルコール、メチルアミルアルコール、および、ダイアセトンアルコール等が挙げられる。
 溶剤は、塗布面性状の改良などの観点から、2種以上を混合する形態も好ましい。
 本発明では、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、トルエン、ジメチルスルホキシド、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、N-メチル-2-ピロリドン、プロピレングリコールメチルエーテル、及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、レボグルコセノン、ジヒドロレボグルコセノンから選択される1種の溶剤、又は、2種以上で構成される混合溶剤が好ましい。ジメチルスルホキシドとγ-ブチロラクトンとの併用、ジメチルスルホキシドとγ-バレロラクトンとの併用、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドとγ-ブチロラクトンとの併用、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドとγ-ブチロラクトンとジメチルスルホキシドとの併用、又は、N-メチル-2-ピロリドンと乳酸エチルとの併用が特に好ましい。これらの併用された溶剤に、更にトルエンを溶剤の全質量に対して1~10質量%程度添加する態様も、本発明の好ましい態様の1つである。
 特に、樹脂組成物の保存安定性等の観点からは、溶剤としてγ-バレロラクトンを含む態様も、本発明の好ましい態様の1つである。このような態様において、溶剤の全質量に対するγ-バレロラクトンの含有量は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。また、上記含有量の上限は、特に限定されず100質量%であってもよい。上記含有量は、樹脂組成物に含まれる特定樹脂などの成分の溶解度等を考慮して決定すればよい。
 また、ジメチルスルホキシドとγ-バレロラクトンとを併用する場合、溶剤の全質量に対して、60~90質量%のγ-バレロラクトンと10~40質量%のジメチルスルホキシドとを含むことが好ましく、70~90質量%のγ-バレロラクトンと10~30質量%のジメチルスルホキシドとを含むことがより好ましく、75~85質量%のγ-バレロラクトンと15~25質量%のジメチルスルホキシドとを含むことが更に好ましい。
 溶剤の含有量は、塗布性の観点から、本発明の樹脂組成物の全固形分濃度が5~80質量%になる量とすることが好ましく、5~75質量%となる量にすることがより好ましく、10~70質量%となる量にすることが更に好ましく、20~70質量%となるようにすることが一層好ましい。溶剤含有量は、塗膜の所望の厚さと塗布方法に応じて調節すればよい。溶剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
<金属接着性改良剤>
 本発明の樹脂組成物は、電極や配線などに用いられる金属材料との接着性を向上させる観点から、金属接着性改良剤を含むことが好ましい。金属接着性改良剤としては、アルコキシシリル基を有するシランカップリング剤、アルミニウム系接着助剤、チタン系接着助剤、スルホンアミド構造を有する化合物及びチオウレア構造を有する化合物、リン酸誘導体化合物、βケトエステル化合物、アミノ化合物等が挙げられる。
〔シランカップリング剤〕
 シランカップリング剤としては、例えば、国際公開第2021/112189号の段落0316に記載の化合物、特開2018-173573の段落0067~0078に記載の化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。また、特開2011-128358号公報の段落0050~0058に記載のように異なる2種以上のシランカップリング剤を用いることも好ましい。シランカップリング剤は、下記化合物を用いることも好ましい。以下の式中、Meはメチル基を、Etはエチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 
 他のシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物が挙げられる。これらは1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
〔アルミニウム系接着助剤〕
 アルミニウム系接着助剤としては、例えば、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート等を挙げることができる。
 その他の金属接着性改良剤としては、特開2014-186186号公報の段落0046~0049に記載の化合物、特開2013-072935号公報の段落0032~0043に記載のスルフィド系化合物を用いることもでき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 金属接着性改良剤の含有量は特定樹脂100質量部に対して、0.01~30質量部が好ましく、0.1~10質量部がより好ましく、0.5~5質量部が更に好ましい。上記下限値以上とすることでパターンと金属層との接着性が良好となり、上記上限値以下とすることでパターンの耐熱性、機械特性が良好となる。金属接着性改良剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。2種以上用いる場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
<重合禁止剤>
 本発明の樹脂組成物は、重合禁止剤を含むことが好ましい。重合禁止剤としてはフェノール系化合物、キノン系化合物、アミノ系化合物、N-オキシルフリーラジカル化合物系化合物、ニトロ系化合物、ニトロソ系化合物、ヘテロ芳香環系化合物、金属化合物などが挙げられる。
 重合禁止剤の具体的な化合物としては、国際公開第2021/112189の段落0310に記載の化合物、p-ヒドロキノン、o-ヒドロキノン、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル、フェノキサジン等が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれる。
 本発明の樹脂組成物が重合禁止剤を有する場合、重合禁止剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%であることが好ましく、0.02~15質量%であることがより好ましく、0.05~10質量%であることが更に好ましい。
 重合禁止剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。重合禁止剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
<酸捕捉剤>
 本発明の樹脂組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、酸捕捉剤を含有することが好ましい。ここで酸捕捉剤とは、系中に存在することで発生酸を捕捉することができる化合物を指し、酸性度が低くpKaの高い化合物であることが好ましい。酸捕捉剤としては、アミノ基を有する化合物が好ましく、1級アミン、2級アミン、3級アミン、アンモニウム塩、3級アミドなどが好ましく、1級アミン、2級アミン、3級アミン、アンモニウム塩が好ましく、2級アミン、3級アミン、アンモニウム塩がより好ましい。
 酸捕捉剤としては、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウム構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を好ましく挙げることができる。オニウム構造を有する場合、酸捕捉剤はアンモニウム、ジアゾニウム、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウム、ピリジニウムなどから選択されるカチオンと、酸発生剤が発生する酸より酸性度の低い酸のアニオンとを有する塩であることが好ましい。
 イミダゾール構造を有する酸捕捉剤としてはイミダゾール、2、4、5-トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2-フェニルベンゾイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する酸捕捉剤としては1、4-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5-ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ-5-エン、1、8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカ-7-エン等が挙げられる。オニウム構造を有する酸捕捉剤としてはテトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2-オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t-ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t-ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2-オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する酸捕捉剤としては、トリ(n-ブチル)アミン、トリ(n-オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン構造を有する酸捕捉剤としては、2,6-ジイソプロピルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジブチルアニリン、N,N-ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。ピリジン構造を有する酸捕捉剤としては、ピリジン、4-メチルピリジン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N-ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。
 好ましい酸捕捉剤の具体例としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ヘキシルアミン、ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、アニリン、N-メチルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ピリジン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、DBU(ジアザビシクロウンデセン)、DABCO(1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、エチレンジアミン、1,5-ジアミノペンタン、N-メチルヘキシルアミン、N-メチルジシクロヘキシルアミン、トリオクチルアミン、N-エチルエチレンジアミン、N,N―ジエチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラブチルー1,6-ヘキサンジアミン、スペルミジン、ジアミノシクロヘキサン、ビス(2-メトキシエチル)アミン、ピペリジン、メチルピペリジン、ピペラジン、トロパン、N-フェニルベンジルアミン、1,2-ジアニリノエタン、2-アミノエタノール、トルイジン、アミノフェノール、ヘキシルアニリン、フェニレンジアミン、フェニルエチルアミン、ジベンジルアミン、ピロール、N-メチルピロール、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。
 酸捕捉剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。本発明に係る組成物は、酸捕捉剤を含有してもしなくてもよいが、含有する場合、酸捕捉剤の含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.001~10質量%が好ましく、0.01~5質量%がより好ましい。
 酸発生剤と酸捕捉剤との使用割合は、酸発生剤/酸捕捉剤(モル比)=2.5~300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の観点からモル比が2.5以上であることが好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレリーフパターンの太りによる解像度の低下抑制の観点から300以下が好ましい。酸発生剤/酸捕捉剤(モル比)は、5.0~200が好ましく、7.0~150がより好ましい。
<その他の添加剤>
 本発明の樹脂組成物は、本発明の効果が得られる範囲で、必要に応じて、各種の添加物、例えば、界面活性剤、高級脂肪酸誘導体、熱重合開始剤、無機粒子、紫外線吸収剤、有機チタン化合物、酸化防止剤、凝集防止剤、フェノール系化合物、他の高分子化合物、光吸収剤、可塑剤及びその他の助剤類(例えば、消泡剤、難燃剤など)等を含んでいてもよい。これらの成分を適宜含有させることにより、膜物性などの性質を調整することができる。これらの成分は、例えば、特開2012-003225号公報の段落番号0183以降(対応する米国特許出願公開第2013/0034812号明細書の段落番号0237)の記載、特開2008-250074号公報の段落番号0101~0104、0107~0109等の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。これらの添加剤を配合する場合、その合計含有量は本発明の樹脂組成物の固形分の3質量%以下とすることが好ましい。
〔界面活性剤〕
 界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、炭化水素系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。界面活性剤はノニオン型界面活性剤であってもよく、カチオン型界面活性剤であってもよく、アニオン型界面活性剤であってもよい。
 本発明の感光性樹脂組成物に界面活性剤を含有させることで、塗布液組成物を調製したときの液特性(特に、流動性)がより向上し、塗布厚の均一性や省液性をより改善することができる。即ち、界面活性剤を含有する塗布液を用いて膜形成する場合、被塗布面と塗布液との界面張力が低下して、被塗布面への濡れ性が改善され、被塗布面への塗布性が向上する。このため、厚みムラが小さい均一な膜の形成をより好適に行うことができる。
 フッ素系界面活性剤としては、国際公開第2021/112189号の段落0328に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 フッ素系界面活性剤としては、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく用いることができ、例えば、下記化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 上記化合物の重量平均分子量は、3,000~50,000であることが好ましく、5,000~30,000であることがより好ましい。
 フッ素系界面活性剤は、エチレン性不飽和基を側鎖に有する含フッ素重合体をフッ素系界面活性剤として用いることもできる。具体例としては、特開2010-164965号公報の段落0050~0090および段落0289~0295に記載された化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。また、市販品としては、例えばDIC(株)製のメガファックRS-101、RS-102、RS-718K等が挙げられる。
 フッ素系界面活性剤中のフッ素含有率は、3~40質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましく、7~25質量%が特に好ましい。フッ素含有率がこの範囲内であるフッ素系界面活性剤は、塗布膜の厚さの均一性や省液性の点で効果的であり、組成物中における溶解性も良好である。
 シリコーン系界面活性剤、炭化水素系界面活性剤、ノニオン型界面活性剤、カチオン型界面活性剤、アニオン型界面活性剤としては、それぞれ、国際公開第2021/112189号の段落0329~0334に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。
界面活性剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.001~2.0質量%が好ましく、0.005~1.0質量%がより好ましい。
〔高級脂肪酸誘導体〕
 本発明の樹脂組成物は、酸素に起因する重合阻害を防止するために、ベヘン酸やベヘン酸アミドのような高級脂肪酸誘導体を添加して、塗布後の乾燥の過程で本発明の樹脂組成物の表面に偏在させてもよい。
 また、高級脂肪酸誘導体は、国際公開第2015/199219号の段落0155に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。
 樹脂組成物が高級脂肪酸誘導体を有する場合、高級脂肪酸誘導体の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対して、0.1~10質量%であることが好ましい。高級脂肪酸誘導体は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。高級脂肪酸誘導体が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
〔熱重合開始剤〕
 熱重合開始剤としては、例えば、熱ラジカル重合開始剤が挙げられる。熱ラジカル重合開始剤は、熱のエネルギーによってラジカルを発生し、重合性を有する化合物の重合反応を開始又は促進させる化合物である。熱ラジカル重合開始剤を添加することによって樹脂及び重合性化合物の重合反応を進行させることもできるので、より耐溶剤性を向上できる。また、光重合開始剤も熱により重合を開始する機能を有する場合があり、熱重合開始剤として添加することができる場合がある。
 熱ラジカル重合開始剤として、具体的には、特開2008-063554号公報の段落0074~0118に記載されている化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 熱重合開始剤を含む場合、その含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%であることが好ましく、0.1~20質量%であることがより好ましく、0.5~15質量%であることが更に好ましい。熱重合開始剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。熱重合開始剤を2種以上含有する場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。
〔無機粒子〕
 無機粒子として、具体的には、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン、ガラス等が挙げられる。
 無機粒子の平均粒子径は、0.01~2.0μmが好ましく、0.02~1.5μmがより好ましく、0.03~1.0μmがさらに好ましく、0.04~0.5μmが特に好ましい。
 無機粒子の上記平均粒子径は、一次粒子径であり、また体積平均粒子径である。体積平均粒子径は、例えば、Nanotrac WAVE II EX-150(日機装社製)による動的光散乱法で測定できる。
 上記測定が困難である場合は、遠心沈降光透過法、X線透過法、レーザー回折・散乱法で測定することもできる。
〔紫外線吸収剤〕
 紫外線吸収剤としては、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、置換アクリロニトリル系、トリアジン系などの紫外線吸収剤が挙げられる。
 紫外線吸収剤の具体例としては、国際公開第2021/112189号の段落0341~0342に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 紫外線吸収剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 樹脂組成物が紫外線吸収剤を含む場合、紫外線吸収剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分質量に対して、0.001質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上0.1質量%以下であることがより好ましい。
〔有機チタン化合物〕 
 樹脂組成物が有機チタン化合物を含有することにより、低温で硬化した場合であっても耐薬品性に優れる樹脂層を形成できる。
 使用可能な有機チタン化合物としては、チタン原子に有機基が共有結合又はイオン結合を介して結合しているものが挙げられる。
 有機チタン化合物の具体例を、以下のI)~VII)に示す:
 I)チタンキレート化合物:樹脂組成物の保存安定性がよく、良好な硬化パターンが得られることから、アルコキシ基を2個以上有するチタンキレート化合物がより好ましい。具体的な例は、チタニウムビス(トリエタノールアミン)ジイソプロポキサイド、チタニウムジ(n-ブトキサイド)ビス(2,4-ペンタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(2,4-ペンタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテート)等である。
 II)テトラアルコキシチタン化合物:例えば、チタニウムテトラ(n-ブトキサイド)、チタニウムテトラエトキサイド、チタニウムテトラ(2-エチルヘキソキサイド)、チタニウムテトライソブトキサイド、チタニウムテトライソプロポキサイド、チタニウムテトラメトキサイド、チタニウムテトラメトキシプロポキサイド、チタニウムテトラメチルフェノキサイド、チタニウムテトラ(n-ノニロキサイド)、チタニウムテトラ(n-プロポキサイド)、チタニウムテトラステアリロキサイド、チタニウムテトラキス[ビス{2,2-(アリロキシメチル)ブトキサイド}]等である。
 III)チタノセン化合物:例えば、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムトリメトキサイド、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロフェニル)チタニウム、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウム等である。
 IV)モノアルコキシチタン化合物:例えば、チタニウムトリス(ジオクチルホスフェート)イソプロポキサイド、チタニウムトリス(ドデシルベンゼンスルホネート)イソプロポキサイド等である。
 V)チタニウムオキサイド化合物:例えば、チタニウムオキサイドビス(ペンタンジオネート)、チタニウムオキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、フタロシアニンチタニウムオキサイド等である。
 VI)チタニウムテトラアセチルアセトネート化合物:例えば、チタニウムテトラアセチルアセトネート等である。
 VII)チタネートカップリング剤:例えば、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート等である。
 なかでも、有機チタン化合物としては、より良好な耐薬品性の観点から、上記I)チタンキレート化合物、II)テトラアルコキシチタン化合物、及びIII)チタノセン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましい。特に、チタニウムジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテート)、チタニウムテトラ(n-ブトキサイド)、及びビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウムが好ましい。
 有機チタン化合物を含む場合、その含有量は、特定樹脂100質量部に対し、0.05~10質量部であることが好ましく、0.1~2質量部であることがより好ましい。含有量が0.05質量部以上である場合、得られる硬化パターンの耐熱性及び耐薬品性がより良好となり、10質量部以下である場合、組成物の保存安定性により優れる。
〔酸化防止剤〕
 添加剤として酸化防止剤を含有することで、硬化後の膜の伸度特性や、金属材料との密着性を向上させることができる。酸化防止剤としては、フェノール化合物、亜リン酸エステル化合物、チオエーテル化合物などが挙げられる。酸化防止剤の具体例としては、国際公開第2021/112189号の段落0348~0357に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 酸化防止剤の含有量は、特定樹脂100質量部に対し、0.1~10質量部が好ましく、0.5~5質量部がより好ましい。添加量を0.1質量部以上とすることにより、高温高湿環境下においても伸度特性や金属材料に対する密着性向上の効果が得られやすく、また10質量部以下とすることにより、例えば感光剤との相互作用により、樹脂組成物の感度が向上する。酸化防止剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を用いてもよい。2種以上を用いる場合は、それらの合計量が上記範囲となることが好ましい。
〔凝集防止剤〕
 凝集防止剤としては、ポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。
 凝集防止剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 樹脂組成物が凝集防止剤を含む場合、凝集防止剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。
〔フェノール系化合物〕
 フェノール系化合物としては、Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、メチレントリス-FR-CR、BisRS-26X(以上、商品名、本州化学工業(株)製)、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-BIPC-F(以上、商品名、旭有機材(株)製)等が挙げられる。
 フェノール系化合物は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 樹脂組成物がフェノール系化合物を含む場合、フェノール系化合物の含有量は、樹脂組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
〔他の高分子化合物〕
 他の高分子化合物としては、シロキサン樹脂、(メタ)アクリル酸を共重合した(メタ)アクリルポリマー、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂およびそれらの共重合体などが挙げられる。他の高分子化合物はメチロール基、アルコキシメチル基、エポキシ基などの架橋基が導入された変性体であってもよい。
 他の高分子化合物は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 樹脂組成物が他の高分子化合物を含む場合、他の高分子化合物の含有量は、樹脂組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
〔光吸収剤〕
 本発明の樹脂組成物は、さらに、光吸収剤(露光によりその露光波長の吸光度が小さくなる化合物)を含有してもよい。
 光吸収剤としては、国際公開第2022/202647号の段落0159~0183に記載の化合物、特開2019-206689号公報の段落0088~0108に記載の化合物等が挙げられる。これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 また、光吸収剤としてフォトクロミック化合物を含むことも、本発明の好ましい態様の1つである。フォトクロミック化合物とは、光の吸収により分子の幾何学構造が変化することにより、吸収スペクトルが変化する化合物をいう。フォトクロミック化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 光吸収剤は、ナフトキノンジアジド化合物、スピロピラン化合物、ジアリールエテン化合物、アゾベンゼン化合物、ニフェジピン化合物及びクマリン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
 本発明の樹脂組成物が光吸収剤を含有する場合、本発明の樹脂組成物の全固形分に対する光吸収剤の含有量は、特に限定されないが、0.1~20質量%であることが好ましく、0.5~10質量%であることがより好ましく、1~5質量%であることが更に好ましい。
<樹脂組成物の第二の態様>
 本発明の樹脂組成物の一実施形態(第二の態様)は、下記式(1)で表される構造及び下記式(2)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する樹脂を含有する樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 式(1)及び式(2)中、
 X、X、Y及びYはそれぞれ独立に、有機基を表す。
 W、W、W及びWはそれぞれ独立に、単結合又は2価の有機基を表す。
 P、P、P及びPはそれぞれ独立に、解離する際の活性化エネルギーが40~60kcal/molである部位を含む基を表す。
 Q、Q、Q及びQはそれぞれ独立に、1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、チオール基又は水素原子を表す。
 a、b、c及びdはそれぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、aとbの少なくとも一方は1以上の整数を表し、cとdの少なくとも一方は1以上の整数を表す。
 m、n、p及びqはそれぞれ独立に、1以上の整数を表す。
 W、W、W、W、P、P、P、P、Q、Q、Q及びQはそれぞれ複数存在する場合、同じでも異なっていてもよい。
 *は結合位置を表す。
 式(2)中のR及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。
 第二の態様の樹脂組成物中の上記樹脂は、前述の第一の態様における樹脂(A)である。樹脂(A)の説明は前述したとおりである。
 第二の態様の樹脂組成物は、樹脂(A)以外の成分を含有してもよく、樹脂(A)以外の成分の説明は、前述の第一の態様におけるものと同じである。
<樹脂組成物の第三の態様>
 本発明の樹脂組成物の一実施形態(第三の態様)は、下記式(1)で表される構造及び下記式(2)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する樹脂を含有する樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 式(1)及び式(2)中、
 X、X、Y及びYはそれぞれ独立に、有機基を表す。
 W、W、W及びWはそれぞれ独立に、単結合又は2価の有機基を表す。
 P、P、P及びPはそれぞれ独立に、下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する基を表す。
 Q、Q、Q及びQはそれぞれ独立に、1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、チオール基又は水素原子を表す。
 a、b、c及びdはそれぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、aとbの少なくとも一方は1以上の整数を表し、cとdの少なくとも一方は1以上の整数を表す。
 m、n、p及びqはそれぞれ独立に、1以上の整数を表す。
 W、W、W、W、P、P、P、P、Q、Q、Q及びQはそれぞれ複数存在する場合、同じでも異なっていてもよい。
 *は結合位置を示す。
 式(2)中のR及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 式(3)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNRを表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表す。
 式(4)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNHを表す。Rは2価の炭化水素基を表す。
 式(3)及び式(4)中、*及び*は結合位置を示す。
 第三の態様の樹脂組成物中の上記樹脂は、前述の第一の態様における樹脂(Ab)である。樹脂(Ab)の説明は前述したとおりである。
 第三の態様の樹脂組成物は、樹脂(Ab)以外の成分を含有してもよく、樹脂(Ab)以外の成分の説明は、前述の第一の態様におけるものと同じである。
<樹脂組成物の第四の態様>
 本発明の樹脂組成物の一実施形態(第四の態様)は、ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、重合性化合物とを含有する樹脂組成物であって、
 上記重合性化合物は、解離する際の活性化エネルギーが40~60kcal/molである部位を含む、樹脂組成物である。
 第四の態様の樹脂組成物中の上記重合性化合物としては、前述の第一の態様において記載した重合性化合物(K)が好ましい。
 第四の態様の樹脂組成物は、ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、重合性化合物以外の成分を含有してもよく、ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、重合性化合物以外の成分の説明は、前述の第一の態様におけるものと同じである。
 第四の態様の樹脂組成物におけるポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以上であることが一層好ましい。また、第四の態様の樹脂組成物におけるポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、99.5質量%以下であることが好ましく、99質量%以下であることがより好ましく、98質量%以下であることが更に好ましく、97質量%以下であることが一層好ましく、95質量%以下であることがより一層好ましい。
 第四の態様の樹脂組成物は、上記樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
 第四の態様の樹脂組成物における、解離する際の活性化エネルギーが40~60kcal/molである部位を含む重合性化合物の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対して、0質量%超60質量%以下であることが好ましい。下限は5質量%以上がより好ましい。上限は、50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。
 解離する際の活性化エネルギーが40~60kcal/molである部位を含む重合性化合物は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を併用する場合にはその合計量が上記の範囲となることが好ましい。
<樹脂組成物の第五の態様>
 本発明の樹脂組成物の一実施形態(第五の態様)は、ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、重合性化合物とを含有する樹脂組成物であって、
 上記重合性化合物は、下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する、樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 式(3)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNRを表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表す。
 式(4)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNHを表す。Rは2価の炭化水素基を表す。
 式(3)及び式(4)中、*及び*は結合位置を示す。
 第五の態様の樹脂組成物中の上記重合性化合物としては、前述の第一の態様において記載した重合性化合物(K)が好ましい。
 第五の態様における式(3)で表される構造及び式(4)で表される構造の説明は、前述した重合性化合物(K)の説明において記載した式(3)で表される構造及び式(4)で表される構造におけるものと同じである。
 第五の態様の樹脂組成物は、ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、重合性化合物以外の成分を含有してもよく、ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、重合性化合物以外の成分の説明は、前述の第一の態様におけるものと同じである。
 第五の態様の樹脂組成物におけるポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以上であることが一層好ましい。また、第五の態様の樹脂組成物におけるポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、99.5質量%以下であることが好ましく、99質量%以下であることがより好ましく、98質量%以下であることが更に好ましく、97質量%以下であることが一層好ましく、95質量%以下であることがより一層好ましい。
 第五の態様の樹脂組成物は、上記樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
 第五の態様の樹脂組成物における、式(3)で表される構造及び式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する重合性化合物の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対して、0質量%超60質量%以下であることが好ましい。下限は5質量%以上がより好ましい。上限は、50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。
 式(3)で表される構造及び式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する重合性化合物は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を併用する場合にはその合計量が上記の範囲となることが好ましい。
<樹脂組成物の特性>
 本発明の樹脂組成物の粘度は、樹脂組成物の固形分濃度により調整できる。塗布膜厚の観点から、1,000mm/s~12,000mm/sが好ましく、2,000mm/s~10,000mm/sがより好ましく、2,500mm/s~8,000mm/sが更に好ましい。上記範囲であれば、均一性の高い塗布膜を得ることが容易になる。1,000mm/s以上であれば、例えば再配線用絶縁膜として必要とされる膜厚で塗布することが容易であり、12,000mm/s以下であれば、塗布面状に優れた塗膜が得られる。
<樹脂組成物の含有物質についての制限>
 本発明の樹脂組成物の含水率は、2.0質量%未満であることが好ましく、1.5質量%未満であることがより好ましく、1.0質量%未満であることが更に好ましい。2.0%未満であれば、樹脂組成物の保存安定性が向上する。また、樹脂組成物の含水率の下限は、保管条件管理の手間削減、密着性、現像性等の観点から、0.001質量%以上が好ましく、0.05質量%以上とすることができ、0.5質量%以上とすることができる。樹脂組成物の含水率の具体例としては、例えば、0.05質量%、0.2質量%、1.4質量%、を挙げることができる。
 水分の含有量を維持する方法としては、保管条件における湿度の調整、保管時の収容容器の空隙率低減などが挙げられる。 
 本発明の樹脂組成物の金属含有量は、絶縁性の観点から、5質量ppm(parts per million)未満が好ましく、1質量ppm未満がより好ましく、0.5質量ppm未満が更に好ましい。また、金属含有量低減にかかる手間削減、機械特性、密着性などの観点から、樹脂組成物中の金属含有量の下限は、0.001質量ppm以上とすることができ、0.01質量ppm以上とすることもできる。金属としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、銅、クロム、ニッケル、マンガン、アルミニウム、チタン、コバルト、亜鉛、スズなどが挙げられるが、有機化合物と金属との錯体として含まれる金属は除く。金属を複数含む場合は、これらの金属の合計が上記範囲であることが好ましい。金属含有量の具体例としては、例えば、0.002質量ppm、0.05質量ppm、0.3質量ppmなどを挙げることができる。
 また、本発明の樹脂組成物に意図せずに含まれる金属不純物を低減する方法としては、本発明の樹脂組成物を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、本発明の樹脂組成物を構成する原料に対してフィルターろ過を行う、装置内をポリテトラフルオロエチレン等でライニングしてコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。
 本発明の樹脂組成物は、半導体材料としての用途を考慮すると、ハロゲン原子の含有量が、配線腐食性の観点から、500質量ppm未満が好ましく、300質量ppm未満がより好ましく、200質量ppm未満が更に好ましい。中でも、ハロゲンイオンの状態で存在するものは、5質量ppm未満が好ましく、1質量ppm未満がより好ましく、0.5質量ppm未満が更に好ましい。また、ハロゲンイオン低減にかかる手間削減などの観点から、樹脂組成物中のハロゲンイオンの下限は、0.01質量ppm以上とすることができ、0.1質量ppm以上とすることもできる。ハロゲンイオン量の具体例としては、例えば、0.02質量ppm、0.5質量ppm、1.3質量ppmなどを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子及び臭素原子が挙げられる。塩素原子及び臭素原子、又は塩素イオン及び臭素イオンの合計がそれぞれ上記範囲であることが好ましい。
 ハロゲン原子の含有量を調節する方法としては、イオン交換処理などが好ましく挙げられる。
 本発明の樹脂組成物の収容容器としては従来公知の収容容器を用いることができる。収容容器としては、原材料や本発明の樹脂組成物中への不純物混入を抑制することを目的に、容器内壁を6種6層の樹脂で構成された多層ボトルや、6種の樹脂を7層構造にしたボトルを使用することも好ましい。このような容器としては例えば特開2015-123351号公報に記載の容器が挙げられる。
<樹脂組成物の硬化物>
 本発明の樹脂組成物を硬化することにより、樹脂組成物の硬化物を得ることができる。
 本発明の硬化物は、樹脂組成物を硬化してなる硬化物である。
 樹脂組成物の硬化は加熱によるものであることが好ましく、加熱温度が120℃~400℃がより好ましく、140℃~380℃が更に好ましく、170℃~350℃が特に好ましい。樹脂組成物の硬化物の形態は、特に限定されず、フィルム状、棒状、球状、ペレット状など、用途に合わせて選択することができる。本発明において、硬化物は、フィルム状であることが好ましい。樹脂組成物のパターン加工によって、壁面への保護膜の形成、導通のためのビアホール形成、インピーダンスや静電容量あるいは内部応力の調整、放熱機能付与など、用途にあわせて、硬化物の形状を選択することもできる。硬化物(硬化物からなる膜)の膜厚は、0.5μm以上150μm以下であることが好ましい。
 本発明の樹脂組成物を硬化した際の収縮率は、50%以下が好ましく、45%以下がより好ましく、40%以下が更に好ましい。ここで、収縮率は、樹脂組成物の硬化前後の体積変化の百分率を指し、下記の式より算出することができる。
 収縮率[%]=100-(硬化後の体積÷硬化前の体積)×100
<樹脂組成物の硬化物の特性> 
 本発明の樹脂組成物の硬化物のイミド化反応率は、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上が更に好ましい。70%以上であれば、機械特性に優れた硬化物となる場合がある。
 本発明の樹脂組成物の硬化物の破断伸びは、30%以上が好ましく、40%以上がより好ましく、50%以上が更に好ましい。
 本発明の樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度(Tg)は、180℃以上であることが好ましく、210℃以上であることがより好ましく、230℃以上であることがさらに好ましい。
<樹脂組成物の調製>
 本発明の樹脂組成物は、上記各成分を混合して調製することができる。混合方法は特に限定はなく、従来公知の方法で行うことができる。
 混合方法としては、撹拌羽による混合、ボールミルによる混合、タンクを回転させる混合などが挙げられる。
 混合中の温度は10~30℃が好ましく、15~25℃がより好ましい。
 本発明の樹脂組成物中のゴミや微粒子等の異物を除去する目的で、フィルターを用いたろ過を行うことが好ましい。フィルター孔径は、例えば5μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましく、0.5μm以下が更に好ましく、0.1μm以下が更により好ましい。フィルターの材質は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン又はナイロンが好ましい。フィルターの材質がポリエチレンである場合はHDPE(高密度ポリエチレン)であることがより好ましい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルターろ過工程では、複数種のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種のフィルターを使用する場合は、孔径又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用してもよい。接続態様としては、例えば、1段目として孔径1μmのHDPEフィルターを、2段目として孔径0.2μmのHDPEフィルターを、直列に接続した態様が挙げられる。また、各種材料を複数回ろ過してもよい。複数回ろ過する場合は、循環ろ過であってもよい。また、加圧してろ過を行ってもよい。加圧してろ過を行う場合、加圧する圧力は例えば0.01MPa以上1.0MPa以下が好ましく、0.03MPa以上0.9MPa以下がより好ましく、0.05MPa以上0.7MPa以下が更に好ましく、0.05MPa以上0.5MPa以下が更により好ましい。
 フィルターを用いたろ過の他、吸着材を用いた不純物の除去処理を行ってもよい。フィルターろ過と吸着材を用いた不純物除去処理とを組み合わせてもよい。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができる。例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材が挙げられる。
 フィルターを用いたろ過後、ボトルに充填した樹脂組成物を減圧下に置き、脱気する工程を施しても良い。
(硬化物の製造方法)
 本発明の硬化物の製造方法は、樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程を含むことが好ましい。
 硬化物の製造方法は、上記膜形成工程、膜形成工程により形成された膜を選択的に露光する露光工程、及び、露光工程により露光された膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程を含むことがより好ましい。
 硬化物の製造方法は、上記膜形成工程、上記露光工程、上記現像工程、並びに、現像工程により得られたパターンを加熱する加熱工程及び現像工程により得られたパターンを露光する現像後露光工程の少なくとも一方を含むことが特に好ましい。
 また、硬化物の製造方法は、上記膜形成工程、及び、上記膜を加熱する工程を含むことも好ましい。
 以下、各工程の詳細について説明する。
<膜形成工程>
 本発明の樹脂組成物は、基材上に適用して膜を形成する膜形成工程に用いることができる。
 本発明の硬化物の製造方法は、樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程を含むことが好ましい。
〔基材〕
 基材の種類は、用途に応じて適宜定めることができ、特に限定されない。基材としては、例えば、シリコン、窒化シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、アモルファスシリコンなどの半導体作製基材、石英、ガラス、光学フィルム、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Feなどの金属基材(例えば、金属から形成された基材、及び、金属層が例えばめっきや蒸着等により形成された基材のいずれであってもよい)、紙、SOG(Spin On Glass)、TFT(薄膜トランジスタ)アレイ基材、モールド基材、プラズマディスプレイパネル(PDP)の電極板などが挙げられる。基材は、特に、半導体作製基材が好ましく、シリコン基材、Cu基材およびモールド基材がより好ましい。
 これらの基材にはヘキサメチルジシラザン(HMDS)等による密着層や酸化層などの層が表面に設けられていてもよい。
 基材の形状は特に限定されず、円形状であってもよく、矩形状であってもよい。
 基材のサイズは、円形状であれば、例えば直径が100~450mmが好ましく、200~450mmがより好ましい。矩形状であれば、例えば短辺の長さが100~1000mmが好ましく、200~700mmがより好ましい。
基材としては、例えば板状、好ましくはパネル状の基材(基板)が用いられる。
 樹脂層(例えば、硬化物からなる層)の表面や金属層の表面に樹脂組成物を適用して膜を形成する場合は、樹脂層や金属層が基材となる。
 樹脂組成物を基材上に適用する手段としては、塗布が好ましい。
 適用する手段としては、具体的には、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スプレーコート法、スピンコート法、スリットコート法、インクジェット法などが挙げられる。膜の厚さの均一性の観点から、スピンコート法、スリットコート法、スプレーコート法、又は、インクジェット法が好ましく、膜の厚さの均一性の観点および生産性の観点からスピンコート法およびスリットコート法がより好ましい。適用する手段に応じて樹脂組成物の固形分濃度や塗布条件を調整することで、所望の厚さの膜を得ることができる。また、基材の形状によっても塗布方法を適宜選択でき、ウエハ等の円形基材であればスピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法等が好ましく、矩形基材であればスリットコート法、スプレーコート法、インクジェット法等が好ましい。スピンコート法の場合は、例えば、500~3,500rpmの回転数で、10秒~3分程度適用することができる。
 また、あらかじめ仮支持体上に上記付与方法によって付与して形成した塗膜を、基材上に転写する方法を適用することもできる。
 転写方法に関しては特開2006-023696号公報の段落0023、0036~0051や、特開2006-047592号公報の段落0096~0108に記載の作製方法を好適に用いることができる。
 また、基材の端部において余分な膜の除去を行なう工程を行なってもよい。このような工程の例には、エッジビードリンス(EBR)、バックリンスなどが挙げられる。
 樹脂組成物を基材に塗布する前に基材を種々の溶剤を塗布し、基材の濡れ性を向上させた後に樹脂組成物を塗布するプリウェット工程を採用しても良い。
<乾燥工程>
 上記膜は、膜形成工程(層形成工程)の後に、溶剤を除去するため、形成された膜(層)を乾燥する工程(乾燥工程)に供されてもよい。
 すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、膜形成工程により形成された膜を乾燥する乾燥工程を含んでもよい。
 上記乾燥工程は膜形成工程の後、露光工程の前に行われることが好ましい。
 乾燥工程における膜の乾燥温度は50~150℃が好ましく、70℃~130℃がより好ましく、90℃~110℃が更に好ましい。また、減圧により乾燥を行っても良い。乾燥時間としては、30秒~20分が例示され、1分~10分が好ましく、2分~7分がより好ましい。
<露光工程>
 上記膜は、膜を選択的に露光する露光工程に供されてもよい。
 硬化物の製造方法は、膜形成工程により形成された膜を選択的に露光する露光工程を含んでもよい。
 選択的に露光するとは、膜の一部を露光することを意味している。また、選択的に露光することにより、膜には露光された領域(露光部)と露光されていない領域(非露光部)が形成される。
 露光量は、本発明の樹脂組成物を硬化できる限り特に限定されないが、例えば、波長365nmでの露光エネルギー換算で50~10,000mJ/cmが好ましく、200~8,000mJ/cmがより好ましい。
 露光波長は、190~1,000nmの範囲で適宜定めることができ、240~550nmが好ましい。
 露光波長は、光源との関係でいうと、(1)半導体レーザー(波長 830nm、532nm、488nm、405nm、375nm、355nm etc.)、(2)メタルハライドランプ、(3)高圧水銀灯、g線(波長 436nm)、h線(波長 405nm)、i線(波長 365nm)、ブロード(g,h,i線の3波長)、(4)エキシマレーザー、KrFエキシマレーザー(波長 248nm)、ArFエキシマレーザー(波長 193nm)、Fエキシマレーザー(波長 157nm)、(5)極紫外線;EUV(波長 13.6nm)、(6)電子線、(7)YAGレーザーの第二高調波532nm、第三高調波355nm等が挙げられる。本発明の樹脂組成物については、特に高圧水銀灯による露光が好ましく、露光感度の観点で、i線による露光がより好ましい。
 露光の方式は特に限定されず、本発明の樹脂組成物からなる膜の少なくとも一部が露光される方式であればよいが、フォトマスクを使用した露光、レーザーダイレクトイメージング法による露光等が挙げられる。
<露光後加熱工程>
 上記膜は、露光後に加熱する工程(露光後加熱工程)に供されてもよい。
 すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、露光工程により露光された膜を加熱する露光後加熱工程を含んでもよい。
 露光後加熱工程は、露光工程後、現像工程前に行うことができる。
 露光後加熱工程における加熱温度は、50℃~140℃が好ましく、60℃~120℃がより好ましい。
 露光後加熱工程における加熱時間は、30秒間~300分間が好ましく、1分間~10分間がより好ましい。
 露光後加熱工程における昇温速度は、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~12℃/分が好ましく、2~10℃/分がより好ましく、3~10℃/分が更に好ましい。
 また、昇温速度は加熱途中で適宜変更してもよい。
 露光後加熱工程における加熱手段としては、特に限定されず、公知のホットプレート、オーブン、赤外線ヒーター等を用いることができる。
 また、加熱に際し、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを流す等により、低酸素濃度の雰囲気下で行うことも好ましい。
<現像工程>
 露光後の上記膜は、現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程に供されてもよい。
 すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、露光工程により露光された膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程を含んでもよい。
 現像を行うことにより、膜の露光部及び非露光部のうち一方が除去され、パターンが形成される。
 ここで、膜の非露光部が現像工程により除去される現像をネガ型現像といい、膜の露光部が現像工程により除去される現像をポジ型現像という。
〔現像液〕
 現像工程において用いられる現像液としては、アルカリ水溶液、又は、有機溶剤を含む現像液が挙げられる。
 現像液がアルカリ水溶液である場合、アルカリ水溶液が含みうる塩基性化合物としては、無機アルカリ類、第一級アミン類、第二級アミン類、第三級アミン類、第四級アンモニウム塩が挙げられ、TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n-プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-ブチルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドドキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリアミルアンモニウムヒドロキシド、ジブチルジペンチルアンモニウムヒドロキシド、ジメチルビス(2-ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジンが好ましく、より好ましくはTMAHである。現像液における塩基性化合物の含有量は、現像液全質量中0.01~10質量%が好ましく、0.1~5質量%がより好ましく、0.3~3質量%が更に好ましい。
 現像液が有機溶剤を含む場合、有機溶剤としては、国際公開第2021/112189号の段落0387に記載の化合物を用いることができる。この内容は本明細書に組み込まれる。また、アルコール類として、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、オクタノール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、メチルイソブチルカルビノール、トリエチレングリコール等、アミド類として、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等も好適に挙げられる。
 現像液が有機溶剤を含む場合、有機溶剤は1種又は、2種以上を混合して使用することができる。本発明では特にシクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、及び、シクロヘキサノンよりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む現像液が好ましく、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン及びジメチルスルホキシドよりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む現像液がより好ましく、シクロペンタノンを含む現像液が特に好ましい。
 現像液が有機溶剤を含む場合、現像液の全質量に対する有機溶剤の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。また、上記含有量は、100質量%であってもよい。
 現像液が有機溶剤を含む場合、現像液は塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を更に含んでもよい。現像液中の塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方がパターンに浸透することにより、パターンの破断伸び等の性能が向上する場合がある。
 塩基性化合物としては、硬化後の膜に残存した場合の信頼性(硬化物を更に加熱した場合の基材との密着性)の観点からは、有機塩基が好ましい。
 塩基性化合物としては、アミノ基を有する塩基性化合物が好ましく、1級アミン、2級アミン、3級アミン、アンモニウム塩、3級アミドなどが好ましいが、イミド化反応を促進する為には、1級アミン、2級アミン、3級アミン又はアンモニウム塩が好ましく、2級アミン、3級アミン又はアンモニウム塩がより好ましく、2級アミン又は3級アミンが更に好ましく、3級アミンが特に好ましい。
 塩基性化合物としては、硬化物の機械特性(破断伸び)の観点からは、硬化膜(得られる硬化物)中に残存しにくいものが好ましく、環化の促進の観点からは、気化等により、加熱前に残存量が減少しにくいものであることが好ましい。
 したがって、塩基性化合物の沸点は、常圧(101,325Pa)で30℃~350℃が好ましく、80℃~270℃がより好ましく、100℃~230℃が更に好ましい。
 塩基性化合物の沸点は、現像液に含まれる有機溶剤の沸点から20℃を減算した温度よりも高いことが好ましく、現像液に含まれる有機溶剤の沸点よりも高いことがより好ましい。
 例えば、有機溶剤の沸点が100℃である場合、使用される塩基性化合物は、沸点が80℃以上が好ましく、沸点が100℃以上がより好ましい。
 現像液は塩基性化合物を1種のみ含有してもよいし、2種以上を含有してもよい。
 塩基性化合物の具体例としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ヘキシルアミン、ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、アニリン、N-メチルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ピリジン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、DBU(ジアザビシクロウンデセン)、DABCO(1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、エチレンジアミン、ブタンジアミン、1,5-ジアミノペンタン、N-メチルヘキシルアミン、N-メチルジシクロヘキシルアミン、トリオクチルアミン、N-エチルエチレンジアミン、N,N―ジエチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラブチルー1,6-ヘキサンジアミン、スペルミジン、ジアミノシクロヘキサン、ビス(2-メトキシエチル)アミン、ピペリジン、メチルピペリジン、ジメチルピペリジン、ピペラジン、トロパン、N-フェニルベンジルアミン、1,2-ジアニリノエタン、2-アミノエタノール、トルイジン、アミノフェノール、ヘキシルアニリン、フェニレンジアミン、フェニルエチルアミン、ジベンジルアミン、ピロール、N-メチルピロール、N,N,N,Nテトラメチルエチレンジアミン、N,N,N,N-テトラメチル-1,3-プロパンジアミン等が挙げられる。
 塩基発生剤の好ましい態様は、上述の組成物に含まれる塩基発生剤の好ましい態様と同様である。特に、塩基発生剤は熱塩基発生剤であることが好ましい。
 現像液が塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を含む場合、塩基性化合物又は塩基発生剤の含有量は、現像液の全質量に対して、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。上記含有量の下限は特に限定されないが、例えば0.1質量%以上が好ましい。
 塩基性化合物又は塩基発生剤が現像液が用いられる環境で固体である場合、塩基性化合物又は塩基発生剤の含有量は、現像液の全固形分に対して、70~100質量%であることも好ましい。
 現像液は塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を1種のみ含有してもよいし、2種以上を含有してもよい。塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方が2種以上である場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
 現像液は、他の成分を更に含んでもよい。
 他の成分としては、例えば、公知の界面活性剤や公知の消泡剤等が挙げられる。
〔現像液の供給方法〕
 現像液の供給方法は、所望のパターンを形成できれば特に制限は無く、膜が形成された基材を現像液に浸漬する方法、基材上に形成された膜にノズルを用いて現像液を供給するパドル現像、または、現像液を連続供給する方法がある。ノズルの種類は特に制限は無く、ストレートノズル、シャワーノズル、スプレーノズル等が挙げられる。
 現像液の浸透性、非画像部の除去性、製造上の効率の観点から、現像液をストレートノズルで供給する方法、又はスプレーノズルにて連続供給する方法が好ましく、画像部への現像液の浸透性の観点からは、スプレーノズルで供給する方法がより好ましい。
 また、現像液をストレートノズルにて連続供給後、基材をスピンし現像液を基材上から除去し、スピン乾燥後に再度ストレートノズルにて連続供給後、基材をスピンし現像液を基材上から除去する工程を採用してもよく、この工程を複数回繰り返しても良い。
 現像工程における現像液の供給方法としては、現像液が連続的に基材に供給され続ける工程、基材上で現像液が略静止状態で保たれる工程、基材上で現像液を超音波等で振動させる工程及びそれらを組み合わせた工程などが挙げられる。
 現像時間としては、10秒~10分間が好ましく、20秒~5分間がより好ましい。現像時の現像液の温度は、特に定めるものではないが、10~45℃が好ましく、18℃~30℃がより好ましい。
 現像工程において、現像液を用いた処理の後、更に、リンス液によるパターンの洗浄(リンス)を行ってもよい。また、パターン上に接する現像液が乾燥しきらないうちにリンス液を供給するなどの方法を採用しても良い。
〔リンス液〕
 現像液がアルカリ水溶液である場合、リンス液としては、例えば水を用いることができる。現像液が有機溶剤を含む現像液である場合、リンス液としては、例えば、現像液に含まれる溶剤とは異なる溶剤(例えば、水、現像液に含まれる有機溶剤とは異なる有機溶剤)を用いることができる。
 リンス液が有機溶剤を含む場合の有機溶剤としては、上述の現像液が有機溶剤を含む場合において例示した有機溶剤と同様の有機溶剤が挙げられる。
 リンス液に含まれる有機溶剤は、現像液に含まれる有機溶剤とは異なる有機溶剤であることが好ましく、現像液に含まれる有機溶剤よりも、パターンの溶解度が小さい有機溶剤がより好ましい。
 リンス液が有機溶剤を含む場合、有機溶剤は1種又は、2種以上を混合して使用することができる。有機溶剤は、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA:propylene glycol monomethylether acetate)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME:propylene glycol monomethylether)が好ましく、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、PGMEA、PGMEがより好ましく、シクロヘキサノン、PGMEAがさらに好ましい。
 リンス液が有機溶剤を含む場合、リンス液の全質量に対し、有機溶剤は50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましい。また、リンス液の全質量に対し、有機溶剤は100質量%であってもよい。
 リンス液は塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を含んでもよい。
 特に限定されないが、現像液が有機溶剤を含む場合、リンス液が有機溶剤と塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方とを含む態様も、本発明の好ましい態様の一つである。
 リンス液に含まれる塩基性化合物及び塩基発生剤としては、上述の現像液が有機溶剤を含む場合に含まれてもよい塩基性化合物及び塩基発生剤として例示された化合物が挙げられ、好ましい態様も同様である。
 リンス液に含まれる塩基性化合物及び塩基発生剤は、リンス液における溶剤への溶解度等を考慮して選択すればよい。
 リンス液が塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を含む場合、塩基性化合物又は塩基発生剤の含有量はリンス液の全質量に対して、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。上記含有量の下限は特に限定されないが、例えば0.1質量%以上が好ましい。
 塩基性化合物又は塩基発生剤がリンス液が用いられる環境で固体である場合、塩基性化合物又は塩基発生剤の含有量は、リンス液の全固形分に対して、70~100質量%であることも好ましい。
 リンス液が塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を含む場合、リンス液は塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を1種のみ含有してもよいし、2種以上を含有してもよい。塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方が2種以上である場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
 リンス液は、他の成分を更に含んでもよい。
 他の成分としては、例えば、公知の界面活性剤や公知の消泡剤等が挙げられる。
〔リンス液の供給方法〕
 リンス液の供給方法は、所望のパターンを形成できれば特に制限は無く、基材をリンス液に浸漬する方法、基材に液盛りによりリンス液を供給する方法、基材にリンス液をシャワーで供給する方法、基材上にストレートノズル等の手段によりリンス液を連続供給する方法がある。
 リンス液の浸透性、非画像部の除去性、製造上の効率の観点から、リンス液をシャワーノズル、ストレートノズル、スプレーノズルなどで供給する方法があり、スプレーノズルにて連続供給する方法が好ましく、画像部へのリンス液の浸透性の観点からは、スプレーノズルで供給する方法がより好ましい。ノズルの種類は特に制限は無く、ストレートノズル、シャワーノズル、スプレーノズル等が挙げられる。
 すなわち、リンス工程は、リンス液を上記露光後の膜に対してストレートノズルにより供給、又は、連続供給する工程であることが好ましく、リンス液をスプレーノズルにより供給する工程であることがより好ましい。
 リンス工程におけるリンス液の供給方法としては、リンス液が連続的に基材に供給され続ける工程、基材上でリンス液が略静止状態で保たれる工程、基材上でリンス液を超音波等で振動させる工程及びそれらを組み合わせた工程などが採用可能である。
 リンス時間としては、10秒~10分間が好ましく、20秒~5分間がより好ましい。リンス時のリンス液の温度は、特に定めるものではないが、10~45℃が好ましく、18℃~30℃がより好ましい。
 現像工程において、現像液を用いた処理の後、又は、リンス液によるパターンの洗浄の後に、処理液とパターンとを接触させる工程を含んでもよい。また、パターン上に接する現像液又はリンス液が乾燥しきらないうちに処理液を供給するなどの方法を採用しても良い。
 上記処理液としては、水及び有機溶剤の少なくとも一方と、塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方とを含む処理液が挙げられる。
 上記有機溶剤、及び、塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方の好ましい態様は、上述のリンス液において用いられる有機溶剤、及び、塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方の好ましい態様と同様である。
 処理液のパターンへの供給方法は、上述のリンス液の供給方法と同様の方法を用いることができ、好ましい態様も同様である。
 処理液における塩基性化合物又は塩基発生剤の含有量は、処理液の全質量に対して、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。上記含有量の下限は特に限定されないが、例えば0.1質量%以上であることが好ましい。
 また、塩基性化合物又は塩基発生剤が処理液が用いられる環境で固体である場合、塩基性化合物又は塩基発生剤の含有量は、処理液の全固形分に対して、70~100質量%であることも好ましい。
 処理液が塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を含む場合、処理液は塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を1種のみ含有してもよいし、2種以上を含有してもよい。塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方が2種以上である場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
<加熱工程>
 現像工程により得られたパターン(リンス工程を行う場合は、リンス後のパターン)は、上記現像により得られたパターンを加熱する加熱工程に供されることが好ましい。
 すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターンを加熱する加熱工程を含むことが好ましい。
 また、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程を行わずに他の方法で得られたパターン、又は、膜形成工程により得られた膜を加熱する加熱工程を含んでもよい。
 加熱工程において、ポリイミド前駆体等の樹脂は環化してポリイミド等の樹脂となる。
 また、特定樹脂、又は特定樹脂以外の架橋剤における未反応の架橋性基の架橋なども進行する。
 さらに、露光工程で促進された樹脂の三次元架橋が解除されるため、硬化物の破断伸びを向上させることができる。
 加熱工程における加熱温度(最高加熱温度)としては、50~450℃が好ましく、150~350℃がより好ましく、150~250℃が更に好ましく、160~250℃が一層好ましく、160~230℃が特に好ましい。
 加熱工程は、加熱により、上記塩基発生剤から発生した塩基等の作用により、上記パターン内で上記ポリイミド前駆体の環化反応を促進する工程であることが好ましい。
 加熱工程における加熱は、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~12℃/分の昇温速度で行うことが好ましい。上記昇温速度は2~10℃/分がより好ましく、3~10℃/分が更に好ましい。昇温速度を1℃/分以上とすることにより、生産性を確保しつつ、酸又は溶剤の過剰な揮発を防止することができ、昇温速度を12℃/分以下とすることにより、硬化物の残存応力を緩和することができる。
 加えて、急速加熱可能なオーブンの場合、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~8℃/秒の昇温速度で行うことが好ましく、2~7℃/秒がより好ましく、3~6℃/秒が更に好ましい。
 加熱開始時の温度は、20℃~150℃が好ましく、20℃~130℃がより好ましく、25℃~120℃が更に好ましい。加熱開始時の温度は、最高加熱温度まで加熱する工程を開始する際の温度のことをいう。例えば、本発明の樹脂組成物を基材の上に適用した後、乾燥させる場合、この乾燥後の膜(層)の温度であり、例えば、樹脂組成物に含まれる溶剤の沸点よりも、30~200℃低い温度から昇温させることが好ましい。
 加熱時間(最高加熱温度での加熱時間)は、5~360分が好ましく、10~300分がより好ましく、15~240分が更に好ましい。
 特に多層の積層体を形成する場合、層間の密着性の観点から、加熱温度は30℃以上であることが好ましく、80℃以上がより好ましく、100℃以上が更に好ましく、120℃以上が特に好ましい。
 上記加熱温度の上限は、350℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましく、240℃以下が更に好ましい。
 加熱は段階的に行ってもよい。例として、25℃から120℃まで3℃/分で昇温し、120℃にて60分保持し、120℃から180℃まで2℃/分で昇温し、180℃にて120分保持する、といった工程を行ってもよい。また、米国特許第9159547号明細書に記載のように紫外線を照射しながら処理することも好ましい。このような前処理工程により膜の特性を向上させることが可能である。前処理工程は10秒間~2時間程度の短い時間で行うとよく、15秒~30分間がより好ましい。前処理は2段階以上のステップとしてもよく、例えば100~150℃の範囲で1段階目の前処理工程を行い、その後に150~200℃の範囲で2段階目の前処理工程を行ってもよい。
 更に、加熱後冷却してもよく、この場合の冷却速度としては、1~5℃/分であることが好ましい。
 加熱工程は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを流す、減圧下で行う等により、低酸素濃度の雰囲気で行うことが特定樹脂の分解を防ぐ観点で好ましい。酸素濃度は、50ppm(体積比)以下が好ましく、20ppm(体積比)以下がより好ましい。
 加熱工程における加熱手段としては、特に限定されないが、例えばホットプレート、赤外炉、電熱式オーブン、熱風式オーブン、赤外線オーブンなどが挙げられる。
<現像後露光工程>
 現像工程により得られたパターン(リンス工程を行う場合は、リンス後のパターン)は、上記加熱工程に代えて、又は、上記加熱工程に加えて、現像工程後のパターンを露光する現像後露光工程に供されてもよい。
 すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターンを露光する現像後露光工程を含んでもよい。本発明の硬化物の製造方法は、加熱工程及び現像後露光工程を含んでもよいし、加熱工程及び現像後露光工程の一方のみを含んでもよい。
 現像後露光工程においては、例えば、光塩基発生剤の感光によってポリイミド前駆体等の環化が進行する反応や、光酸発生剤の感光によって酸分解性基の脱離が進行する反応などを促進することができる。
 現像後露光工程においては、現像工程において得られたパターンの少なくとも一部が露光されればよいが、上記パターンの全部が露光されることが好ましい。
 現像後露光工程における露光量は、感光性化合物が感度を有する波長における露光エネルギー換算で、50~20,000mJ/cmが好ましく、100~15,000mJ/cmがより好ましい。
 現像後露光工程は、例えば、上述の露光工程における光源を用いて行うことができ、ブロードバンド光を用いることが好ましい。
<金属層形成工程>
 現像工程により得られたパターン(加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方に供されたものが好ましい)は、パターン上に金属層を形成する金属層形成工程に供されてもよい。
 すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターン(加熱工程及び現像後露光工程少なくとも一方に供されたものが好ましい)上に金属層を形成する金属層形成工程を含むことが好ましい。
 金属層としては、特に限定なく、既存の金属種を使用することができ、銅、アルミニウム、ニッケル、バナジウム、チタン、クロム、コバルト、金、タングステン、錫、銀及びこれらの金属を含む合金が例示され、銅及びアルミニウムがより好ましく、銅が更に好ましい。
 金属層の形成方法は、特に限定なく、既存の方法を適用することができる。例えば、特開2007-157879号公報、特表2001-521288号公報、特開2004-214501号公報、特開2004-101850号公報、米国特許第7888181B2、米国特許第9177926B2に記載された方法を使用することができる。例えば、フォトリソグラフィ、PVD(物理蒸着法)、CVD(化学気相成長法)、リフトオフ、電解めっき、無電解めっき、エッチング、印刷、及びこれらを組み合わせた方法などが考えられる。より具体的には、スパッタリング、フォトリソグラフィ及びエッチングを組み合わせたパターニング方法、フォトリソグラフィと電解めっきを組み合わせたパターニング方法が挙げられる。めっきの好ましい態様としては、硫酸銅やシアン化銅めっき液を用いた電解めっきが挙げられる。
 金属層の厚さとしては、最も厚肉の部分で、0.01~50μmが好ましく、1~10μmがより好ましい。
<用途>
 本発明の硬化物の製造方法、又は、硬化物の適用可能な分野としては、電子デバイスの絶縁膜、再配線層用層間絶縁膜、ストレスバッファ膜などが挙げられる。そのほか、封止フィルム、基板材料(フレキシブルプリント基板のベースフィルムやカバーレイ、層間絶縁膜)、又は上記のような実装用途の絶縁膜をエッチングでパターン形成することなどが挙げられる。これらの用途については、例えば、サイエンス&テクノロジー(株)「ポリイミドの高機能化と応用技術」2008年4月、柿本雅明/監修、CMCテクニカルライブラリー「ポリイミド材料の基礎と開発」2011年11月発行、日本ポリイミド・芳香族系高分子研究会/編「最新ポリイミド 基礎と応用」エヌ・ティー・エス,2010年8月等を参照することができる。
 本発明の硬化物の製造方法、又は、本発明の硬化物は、オフセット版面又はスクリーン版面などの版面の製造、成形部品のエッチングへの使用、エレクトロニクス、特に、マイクロエレクトロニクスにおける保護ラッカー及び誘電層の製造などにも用いることもできる。
(積層体、及び、積層体の製造方法)
 本発明の積層体とは、本発明の硬化物からなる層を複数層有する構造体をいう。
 積層体は、硬化物からなる層を2層以上含む積層体であり、3層以上積層した積層体としてもよい。
 上記積層体に含まれる2層以上の上記硬化物からなる層のうち、少なくとも1つが本発明の硬化物からなる層であり、硬化物の収縮、又は、上記収縮に伴う硬化物の変形等を抑制する観点からは、上記積層体に含まれる全ての硬化物からなる層が本発明の硬化物からなる層であることも好ましい。
 すなわち、本発明の積層体の製造方法は、本発明の硬化物の製造方法を含むことが好ましく、本発明の硬化物の製造方法を複数回繰り返すことを含むことがより好ましい。
 本発明の積層体は、硬化物からなる層を2層以上含み、上記硬化物からなる層同士のいずれかの間に金属層を含む態様が好ましい。上記金属層は、上記金属層形成工程により形成されることが好ましい。
 すなわち、本発明の積層体の製造方法は、複数回行われる硬化物の製造方法の間に、硬化物からなる層上に金属層を形成する金属層形成工程を更に含むことが好ましい。金属層形成工程の好ましい態様は上述の通りである。
 上記積層体としては、例えば、第一の硬化物からなる層、金属層、第二の硬化物からなる層の3つの層がこの順に積層された層構造を少なくとも含む積層体が好ましいものとして挙げられる。
 上記第一の硬化物からなる層及び上記第二の硬化物からなる層は、いずれも本発明の硬化物からなる層であることが好ましい。上記第一の硬化物からなる層の形成に用いられる本発明の樹脂組成物と、上記第二の硬化物からなる層の形成に用いられる本発明の樹脂組成物とは、組成が同一の組成物であってもよいし、組成が異なる組成物であってもよい。本発明の積層体における金属層は、再配線層などの金属配線として好ましく用いられる。
<積層工程>
 本発明の積層体の製造方法は、積層工程を含むことが好ましい。
 積層工程とは、パターン(樹脂層)又は金属層の表面に、再度、(a)膜形成工程(層形成工程)、(b)露光工程、(c)現像工程、(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方を、この順に行うことを含む一連の工程である。ただし、(a)膜形成工程および(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方を繰り返す態様であってもよい。また、(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方の後には(e)金属層形成工程を含んでもよい。積層工程には、更に、上記乾燥工程等を適宜含んでいてもよいことは言うまでもない。
 積層工程後、更に積層工程を行う場合には、上記露光工程後、上記加熱工程の後、又は、上記金属層形成工程後に、更に、表面活性化処理工程を行ってもよい。表面活性化処理としては、プラズマ処理が例示される。表面活性化処理の詳細については後述する。
 上記積層工程は、2~20回行うことが好ましく、2~9回行うことがより好ましい。
 例えば、樹脂層/金属層/樹脂層/金属層/樹脂層/金属層のように、樹脂層を2層以上20層以下とする構成が好ましく、2層以上9層以下とする構成が更に好ましい。
 上記各層はそれぞれ、組成、形状、膜厚等が同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 本発明では特に、金属層を設けた後、更に、上記金属層を覆うように、上記本発明の樹脂組成物の硬化物(樹脂層)を形成する態様が好ましい。具体的には、(a)膜形成工程、(b)露光工程、(c)現像工程、(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方、(e)金属層形成工程、の順序で繰り返す態様、又は、(a)膜形成工程、(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方、(e)金属層形成工程の順序で繰り返す態様が挙げられる。本発明の樹脂組成物層(樹脂層)を積層する積層工程と、金属層形成工程を交互に行うことにより、本発明の樹脂組成物層(樹脂層)と金属層を交互に積層することができる。
(表面活性化処理工程)
 本発明の積層体の製造方法は、上記金属層および樹脂組成物層の少なくとも一部を表面活性化処理する、表面活性化処理工程を含むことが好ましい。
 表面活性化処理工程は、通常、金属層形成工程の後に行うが、上記現像工程の後(好ましくは、加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方の後)、樹脂組成物層に表面活性化処理工程を行ってから、金属層形成工程を行ってもよい。
 表面活性化処理は、金属層の少なくとも一部のみに行ってもよいし、露光後の樹脂組成物層の少なくとも一部のみに行ってもよいし、金属層および露光後の樹脂組成物層の両方について、それぞれ、少なくとも一部に行ってもよい。表面活性化処理は、金属層の少なくとも一部について行うことが好ましく、金属層のうち、表面に樹脂組成物層を形成する領域の一部または全部に表面活性化処理を行うことが好ましい。このように、金属層の表面に表面活性化処理を行うことにより、その表面に設けられる樹脂組成物層(膜)との密着性を向上させることができる。
 表面活性化処理は、露光後の樹脂組成物層(樹脂層)の一部または全部についても行うことが好ましい。このように、樹脂組成物層の表面に表面活性化処理を行うことにより、表面活性化処理した表面に設けられる金属層や樹脂層との密着性を向上させることができる。特にネガ型現像を行う場合など、樹脂組成物層が硬化されている場合には、表面処理によるダメージを受けにくく、密着性が向上しやすい。
 表面活性化処理は、例えば、国際公開第第2021/112189号の段落0415に記載の方法により実施することができる。この内容は本明細書に組み込まれる。
(再配線層用層間絶縁膜の製造方法)
 本発明は、再配線層用層間絶縁膜の製造方法も開示する。
 本発明の再配線層用層間絶縁膜の製造方法は、
 基板上に本発明の樹脂組成物を塗布し、感光膜を形成する感光膜形成工程と、
 感光膜を露光し、露光膜を形成する露光工程と、
 露光膜を現像液で現像し、絶縁パターンを形成する、パターン形成工程と、
 絶縁パターンを加熱する加熱工程と、
を含む。
 感光膜形成工程は、前述した硬化物の製造方法の膜形成工程と同様である。
 露光工程は、前述した硬化物の製造方法の露光工程と同様である。露光工程により、樹脂の三次元架橋を促進することができる。
 パターン形成工程は、前述した硬化物の製造方法の現像工程と同様である。
 加熱工程は、前述した硬化物の製造方法の加熱工程と同様である。加熱工程により、露光工程で促進された樹脂の三次元架橋を解除することができる。
 本発明の再配線層用層間絶縁膜の製造方法は上記した以外の工程を含んでいてもよい。上記した以外の工程としては、前述した硬化物の製造方法で記載した工程が挙げられる。
(半導体デバイス及びその製造方法)
 本発明は、本発明の硬化物、又は、積層体を含む半導体デバイスも開示する。
 また、本発明は、本発明の硬化物の製造方法、又は、積層体の製造方法を含む半導体デバイスの製造方法も開示する。
 本発明の樹脂組成物を再配線層用層間絶縁膜の形成に用いた半導体デバイスの具体例としては、特開2016-027357号公報の段落0213~0218の記載及び図1の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
(樹脂)
 本発明は、前述した樹脂(Ab)にも関する。樹脂(Ab)の説明は前述したとおりである。
 以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。「部」、「%」は特に述べない限り、質量基準である。
<樹脂の合成例>
(A-1の合成)
 4,4’-オキシジフタル酸二無水物20.0g(64.5mmol)と4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル12.5g(57.6mmol)をNMP125ml中に溶解させたものを、窒素雰囲気下、200℃で3時間攪拌し、ポリイミドを得た。次いで室温(23℃)で2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)0.1gと4-アミノスチレン1.66g(1.66mmol)を添加し、2時間攪拌した後に、ピリジン49.0g(354mmol)と無水マレイン酸13.9g(142mmol)を添加して60℃で3時間攪拌した。次いで室温にて1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDCI)塩酸塩40.8g(213mmol)と4-アミノスチレン18.6g(156mmol)を添加し、20時間攪拌した。得られたポリイミド溶液にTHF375mlを加え、水1500mlに滴下し、ポリマーを沈殿させた。ろ過して採取したポリマーを減圧下、40℃で1日間乾燥し粉体としてポリイミド(A-1)を得た。
(A-2の合成)
 4,4’-オキシジフタル酸二無水物20.0g(64.5mmol)と4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル12.5g(57.6mmol)と4-アミノフェノール1.52g(13.9mmol)をNMP125ml中に溶解させたものを、窒素雰囲気下、200℃で3時間攪拌し、ポリイミドを得た。次いで室温でTEMPO0.1gとMOI(2-イソシアナトエチルメタクリレート)30.0g(193mmol)を添加し、60℃に昇温した後にネオスタンU-600(日東化成株式会社製、無機ビスマス)0.1gを加え、3時間攪拌した。得られたポリイミド溶液にTHF375mlを加え、メタノール1500mlに滴下し、ポリマーを沈殿させた。ろ過して採取したポリマーを減圧下、40℃で1日間乾燥し粉体としてポリイミド(A-2)を得た。
(A-3、A-6、B-1、B-3の合成)
 A-1と同様の方法で合成した。
(A-4の合成)
 4,4’-オキシジフタル酸二無水物10.0g(32.2mmol)と2-ヒドロキシエチルメタクリレート8.38g(64.4mmol)をダイグライム50mlに溶解し、さらにピリジン18.7g(135mmol)を加えて60℃で4時間攪拌した。次いで、混合物を0℃まで冷却した後、塩化チオニル8.44g(70.9mmol)を15分かけて滴下し、1時間攪拌し、ピリジニウムヒドロクロリドの白色沈澱を得た。次いでトリアミノピリミジン3.43g(27.4mmol)をNMP50mlに溶解させたものを30分かけて滴下した。室温で1時間攪拌し、エタノール8mlを加え、さらに1時間攪拌した。得られた溶液を水1000mlに滴下し、ポリマーを沈殿させた。ろ過して採取したポリマーを減圧下、40℃で1日間乾燥し粉体としてポリアミドを得た。次いで得られたポリアミドと2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)0.1gをTHF100mlに溶解させ、ピリジン8.29g(60.0mmol)と無水フタル酸4.15g(28.0mmol)を添加して60℃で3時間攪拌した。次いで室温にて1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDCI)塩酸塩11.1g(58.0mmol)を添加し、20時間攪拌した。得られたポリイミド溶液を水1500mlに滴下し、ポリマーを沈殿させた。ろ過して採取したポリマーを減圧下、40℃で1日間乾燥し粉体としてポリアミド(A-4)を得た。
(A-5の合成)
 N,N’-[[2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチリデン]ビス(6-ヒドロキシ-3,1-フェニレン)]ビス[1,3-ジヒドロ-1,3-ジオキソ-5-イソベンゾフランカルボキサミド]21.4g(30.0mmol)と1,4-フェニレンジアミン3.08g(28.5mmol)をNMP200ml中に溶解させたものを、室温で3時間攪拌し、ポリアミドを得た。次いで1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDCI)塩酸塩13.4g(70.0mmol)を添加し、室温で4時間攪拌した後にtrans-o-クマル酸9.93g(60.5mmol)を加えさらに2時間攪拌した。得られたポリアミド溶液を水3000mlに滴下し、ポリマーを沈殿させた。ろ過して採取したポリマーを減圧下、40℃で1日間乾燥し粉体としてポリアミド(A-5)を得た。
(A-7の合成)
 A-4と同様の方法で合成した。
(A-8の合成)
 「200℃で3時間攪拌」を、「150℃で1時間攪拌」に変更したこと以外はA-1と同様の方法で合成した。
(A-9の合成)
 A-2と同様の方法で合成した。
(B-2の合成)
 A-5と同様の方法で合成した。
(B-4の合成)
 A-4と同様の方法で合成した。
<架橋剤の合成例>
(G-1の合成)
 無水コハク酸35.0g(350mmol)と2-ヒドロキシエチルメタクリレート52.1g(400mmol)に2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)0.1gとジメチルアミノピリジン2.00gを加えて60℃で2時間攪拌した。室温に冷却して炭酸水素ナトリウム飽和水溶液500mlと酢酸エチル200mlを加え、30分攪拌し有機層を除去した。さらに酢酸エチル150mlで抽出して有機層を除去した後に得られた水層に酢酸エチル500mlを加え、濃塩酸でpH=2~3にして抽出した。得られた酢酸エチル溶液を飽和食塩水で3回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過して硫酸マグネシウムを除いた後にTEMPO 0.1gを加え減圧下で酢酸エチルを濃縮し、カルボン酸を得た。ついで得られたカルボン酸をアセトニトリル50mlに溶解させ、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDCI)塩酸塩69.0g(360mmol)とアミノエトキシメタクリレート塩酸塩60.1g(360mmol)を加えた。0℃に冷却してトリエチルアミン36.4g(360mmol)を15分かけて滴下し、室温で3時間攪拌した。3%塩酸水溶液150mlと酢酸エチル150mlを加え、30分攪拌し水層を除去した。酢酸エチル溶液を飽和食塩水で3回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過して硫酸マグネシウムを除いた後にTEMPO 0.1gを加え減圧下で酢酸エチルを濃縮し、G-1を得た。
(G-2の合成)
 ヒドロキノン11.0g(100mmol)とAOI(2-(アクリロイルオキシ)エチルイソシアナート)27.5g(195mmol)をアセトニトリル30mlに溶解させ、60℃に昇温した後にネオスタンU-600(日東化成株式会社製、無機ビスマス)0.1gを加え、3時間攪拌した。炭酸カリウム飽和水溶液100mlと酢酸エチル100mlを加え、30分攪拌し水層を除去した。酢酸エチル溶液を飽和食塩水で3回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過して硫酸マグネシウムを除いた後にTEMPO 0.1gを加え減圧下で酢酸エチルを濃縮し、G-2を得た。
(G-3の合成)
 プロパノールアミン4.51g(60.0mmol)と無水マレイン酸5.88g(60.0mmol)をアセトニトリル10mlに溶解させ、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)0.1gとジメチルアミノピリジン7.33g(60.0mmol)を加えて80℃で2時間攪拌した。得られた溶液に炭酸ジフェニル12.9g(60.0mmol)を加え、50℃で4時間攪拌した。さらにトリメチロールプロパン2.68g(20.0mmol)とジメチルアミノピリジン7.33g(60.0mmol)を加えて、80℃で3時間攪拌した。飽和食塩水100mlと酢酸エチル100mlを加え、30分攪拌し水層を除去した。さらに3%塩酸水溶液100mlを加え、30分攪拌し水層を除去した後に、酢酸エチル溶液を飽和食塩水で3回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過して硫酸マグネシウムを除いた後にTEMPO 0.1gを加え減圧下で酢酸エチルを濃縮し、G-3を得た。
<実施例及び比較例>
 各実施例及び比較例において、それぞれ、下記表1~表3に記載の成分を混合し、樹脂組成物を得た。
 具体的には、表1~表3に記載の溶剤以外の各成分の含有量は、「質量部」の行に記載の量(質量部)とした。
 各成分として2種以上の化合物を用いた場合は、「種類」及び「質量部」を「/」で区切って記載した。これらの欄において、「/」で区切られた記載順はそれぞれ対応している。
 溶剤は、表1~表3の「固形分濃度(質量%)」に記載の固形分濃度になるように使用量を調節した。
 表1~表3には、使用した溶剤の「種類」と「質量比率」を記載した。溶剤の「質量比率」は溶剤全体に対する各種類の溶剤の含有率(質量%)である。
 表1~表3中、「-」の記載は該当する成分を樹脂組成物が含有していないことを示している。
 得られた樹脂組成物を、細孔の幅が0.5μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターを用いて加圧ろ過した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000060
 上記表に記載した各成分の詳細は下記の通りである。
<樹脂>
 樹脂として使用した化合物の構造式を以下に示す。[ ]で括られた繰り返し単位を2種以上有する樹脂については、全繰り返し単位に対する、各繰り返し単位の含有モル比率(モル%)を[ ]の右に添え字で記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 A-1は[ ]で括られた繰り返し単位からなる主鎖を有するポリイミドである。A-1は主鎖の末端に、式(EC1)で表される架橋性基及び式(EC2)で表される架橋性基を有する。上記式中、*a~*dは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*aと*bとで結合する。式(EC1)で表される架橋性基は*cで*aと結合する。式(EC2)で表される架橋性基は*dで*bと結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 A-2は[ ]で括られた繰り返し単位からなる主鎖を有するポリイミドである。A-2は主鎖の末端に、式(EC3)で表される架橋性基及び式(EC4)で表される架橋性基を有する。上記式中、*a~*dは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*aと*bとで結合する。式(EC3)で表される架橋性基は*cで*aと結合する。式(EC4)で表される架橋性基は*dで*bと結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 A-3は[ ]で括られた繰り返し単位からなる主鎖を有するポリイミドである。A-3は主鎖の末端に、式(EC5)で表される架橋性基及び式(EC6)で表される架橋性基を有する。上記式中、*a~*dは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*aと*bとで結合する。式(EC5)で表される架橋性基は*cで*aと結合する。式(EC6)で表される架橋性基は*dで*bと結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 A-4は[ ]で括られた繰り返し単位からなる主鎖を有するポリアミド(ポリイミド前駆体)である。上記式中、*a及び*bは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*aと*bとで結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 A-5は[ ]で括られた繰り返し単位からなる主鎖を有するポリアミド(ポリイミド前駆体)である。上記式中、*a及び*bは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*aと*bとで結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 A-6は[ ]で括られた繰り返し単位からなる主鎖を有するポリイミドである。A-6は主鎖の末端に、式(EC7)で表される架橋性基及び式(EC8)で表される架橋性基を有する。上記式中、*a~*dは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*aと*bとで結合する。式(EC7)で表される架橋性基は*cで*aと結合する。式(EC8)で表される架橋性基は*dで*bと結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 A-7は[ ]で括られた繰り返し単位がランダムに結合してなる主鎖を有するポリアミド(ポリイミド前駆体)である。上記式中、*a~*dは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*a又は*cと、*b又は*dとで結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 A-8は[ ]で括られた繰り返し単位がランダムに結合してなる主鎖を有するポリアミドイミドであり、かつ、ポリイミド前駆体でもある。上記式中、*a~*dは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*a又は*cと、*b又は*dとで結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 A-9は[ ]で括られた繰り返し単位からなる主鎖を有するポリイミドである。A-9は主鎖の末端に、式(EC9)で表される架橋性基及び式(EC10)で表される架橋性基を有する。上記式中、*a~*fは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*a又は*cと、*b又は*dとで結合する。式(EC9)で表される架橋性基は*eで*a又は*cと結合する。式(EC10)で表される架橋性基は*fで*b又は*dと結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 B-1は[ ]で括られた繰り返し単位がランダムに結合してなる主鎖を有するポリイミドである。上記式中、*a~*dは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*a又は*cと、*b又は*dとで結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 B-2は[ ]で括られた繰り返し単位からなる主鎖を有するポリアミドである。上記式中、*a及び*bは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*aと*bとで結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 B-3は[ ]で括られた繰り返し単位からなる主鎖を有するポリイミドである。B-3は主鎖の末端に、式(EC11)で表される架橋性基及び式(EC12)で表される架橋性基を有する。上記式中、*a~*dは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*aと*bとで結合する。式(EC11)で表される架橋性基は*cで*aと結合する。式(EC12)で表される架橋性基は*dで*bと結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 B-4は[ ]で括られた繰り返し単位からなる主鎖を有するポリアミド(ポリイミド前駆体)である。上記式中、*a及び*bは結合位置を表す。繰り返し単位同士は、*aと*bとで結合する。
 各樹脂のMn及びMwを下記表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000074
<開始剤>
 開始剤として使用した化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
<架橋剤>
 架橋剤として使用した化合物の構造式を以下に示す。Prは、n-プロピル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
<シランカップリング剤>
 シランカップリング剤として使用した化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
<マイグレーション抑制剤>
 マイグレーション抑制剤として使用した化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
<熱塩基発生剤>
 熱塩基発生剤として使用した化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
<光吸収剤>
 光吸収剤として使用した化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
<重合禁止剤>
 重合禁止剤として使用した化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
 なお、H-1、H-2及びH-3は表1~表3中の「添加剤」の欄に記載した。
<溶剤>
 使用した溶剤を以下に示す。
 DMSO:ジメチルスルホキシド
 GBL:γ-ブチロラクトン
 NMP:N-メチル-2-ピロリドン
<現像液>
 使用した現像液を以下に示す。
 S-1:シクロペンタノン
 S-2:2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液
<リンス液>
 使用した現像液を以下に示す。
 S-3:PGMEA
 S-4:水
<Eaの計算>
 A-1~A-9、B-1~B-4、及びG-1~G-3が有する構造について、解離する際の活性化エネルギー(Ea)を計算した。Eaを計算した構造と、Eaの値を下記表5に示す。より具体的には、「Eaを計算した構造」中の波線(下記(w)で表される記号)が掛かっている結合が切断(解離)する際の活性化エネルギー(Ea)を算出した。
 Eaの算出方法を以下に説明する。
 全ての計算はGaussian 09(rev.C)を用いて行い、下記の設定以外はGaussian 09(rev.C)のデフォルトを用いた。構造最適化と振動計算は密度汎関数法(DFT)を用いて行い、汎関数にωB97XD、基底関数に6-31G*を使用して真空状態で計算した。また、全ての計算で、Stable計算を用いて波動関数が安定であることを確かめた。安定構造を求める計算では、最適化後の構造に対して振動計算を行い、虚の振動が存在しないことを確かめ、Gibbs自由エネルギーを計算した。遷移状態を求める計算では、最適化後の構造に対して振動計算を行い、虚の振動が1つであることを確かめ、IRC経路がEaを算出したい結合の解離前と解離後の構造に接続していることを確かめ、Gibbs自由エネルギーを計算した。Eaを算出したい結合の解離前の安定構造と解離の遷移状態のGibbs自由エネルギーの差からEaを得た。
 また、Eaを算出したい結合の切断に遷移状態が存在しない場合には、以下の方法を用いて計算したEaを算出したい結合の解離エネルギーをEaとして用いる。
 全ての計算はGaussian 09(rev.C)を用いて行い、下記の設定以外はGaussian 09(rev.C)のデフォルトを用いた。構造最適化と振動計算は密度汎関数法(DFT)を用いて行い、汎関数にωB97XD、基底関数に6-31G*を使用して真空状態で計算した。また、全ての計算で、Stable計算を用いて波動関数が安定であることを確かめた。安定構造を求める計算では、最適化後の構造に対して振動計算を行い、虚の振動が存在しないことを確かめ、Gibbs自由エネルギーを計算した。Eaを算出したい結合の解離前と解離後の安定構造のGibbs自由エネルギーの差からEaを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000084
 表5に示した結果より、A-1~A-9は、解離する際のEaが40~60kcal/molである部位を有しており、樹脂(A)に該当する。
<評価>
 以下のように評価を行い、結果を上記表1~表3に記載した。
〔解像性〕
 各実施例及び比較例において調製した樹脂組成物を、それぞれ、表面に銅薄層が形成された樹脂基材の銅薄層の表面にスピンコート法により塗布して、ホットプレート上で110℃で3分間乾燥し、製膜後の膜厚が5μmの樹脂組成物層を形成した後、ステッパー(FPA-3000 i5(Canon(株)製)を用いて露光した。露光は直径0.5~20μmのホールパターンが1μm刻みで形成されたマスクを介して、波長365nm、100mJ/cmで行った。得られた露光後の膜に、必要に応じてホットプレート上で、表1~表3の「露光後加熱」の欄に記載の温度と時間で加熱した。表中の「min」は「分」を表す。
 続いて表1~表3の「現像液」の欄に記載の現像液で15秒間現像し、表1~表3の「リンス液」の欄に記載のリンス液で30秒間リンスし、さらに窒素雰囲気下で10℃/分の昇温速度で昇温し、230℃に達した後、230℃で1時間加熱しホールパターンを得た。形成できたホールパターンのうち最小サイズのパターンを表1~表3の「解像性」の欄に記載した。直径が小さいホールパターンが形成できるほど解像性に優れている。
〔破断伸び〕
 各実施例及び比較例において調製した樹脂組成物をスピンコート法でシリコンウエハ上に塗布して塗布膜を形成した。上記塗布膜を有するシリコンウエハをホットプレート上で、100℃で5分間乾燥し、シリコンウエハ上に15μmの厚さの均一な膜を得た。
 得られた膜の全面に対して、ステッパー(Nikon NSR 2005 i9C)を用いて、100mJ/cmの露光エネルギーでi線露光した。この時点での膜を「加熱前の膜」という。
 上記露光後の膜を、窒素雰囲気下で、10℃/分の昇温速度で昇温し、230℃に達した後、230℃で1時間加熱した。この時点での膜を「加熱後の膜」という。
 加熱前の膜を有するシリコンウエハ及び加熱後の膜を有するシリコンウエハを、それぞれ3質量%フッ化水素酸水溶液に浸漬することで、シリコンウエハから膜を剥離した。剥離した膜をASTM D638-00に準じ、ダンベル形状(TypeV)とし、チャック間距離20mm、速度5mm/分で引っ張り、破断するまでの伸び率(%)を破断伸びとした。なお、伸び率(%)は、下記式で求めた。
 伸び率(%)=100×(破断時の標線間距離-引張り前の標線間距離)/引張り前の標線間距離
 加熱前の膜の判断伸び及び加熱後の膜の破断伸びを、表1~表3の「破断伸び(%)」の「加熱前」及び「加熱後」の欄にそれぞれ記載した。破断伸びの値が大きいほど破断伸びに優れている。
 以上の結果から、本発明の実施例の樹脂組成物は、解像性及び破断伸びに優れる膜を形成することができることが分かった。また、実施例で使用した樹脂は、解像性及び破断伸びに優れる膜を形成することができることが分かった。
 本発明によれば、解像性及び破断伸びに優れる膜を形成することができる樹脂組成物、及び上記樹脂組成物を用いる再配線層用層間絶縁膜の製造方法を提供することができる。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は、2023年9月29日出願の日本特許出願(特願2023-170422)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (21)

  1.  ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂を含有する樹脂組成物であって、
     前記樹脂組成物を膜とし、100mJ/cmで露光し、230℃で1時間加熱した際に、加熱後の膜の破断伸びが、加熱前の膜の破断伸びより大きい、樹脂組成物。
  2.  前記加熱後の膜の破断伸びが、前記加熱前の膜の破断伸びより15パーセントポイント以上大きい、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3.  下記式(1)で表される構造及び下記式(2)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する樹脂を含有する樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     式(1)及び式(2)中、
     X、X、Y及びYはそれぞれ独立に、有機基を表す。
     W、W、W及びWはそれぞれ独立に、単結合又は2価の有機基を表す。
     P、P、P及びPはそれぞれ独立に、解離する際の活性化エネルギーが40~60kcal/molである部位を含む基を表す。
     Q、Q、Q及びQはそれぞれ独立に、1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、チオール基又は水素原子を表す。
     a、b、c及びdはそれぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、aとbの少なくとも一方は1以上の整数を表し、cとdの少なくとも一方は1以上の整数を表す。
     m、n、p及びqはそれぞれ独立に、1以上の整数を表す。
     W、W、W、W、P、P、P、P、Q、Q、Q及びQはそれぞれ複数存在する場合、同じでも異なっていてもよい。
     *は結合位置を表す。
     式(2)中のR及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。
  4.  下記式(1)で表される構造及び下記式(2)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する樹脂を含有する樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     式(1)及び式(2)中、
     X、X、Y及びYはそれぞれ独立に、有機基を表す。
     W、W、W及びWはそれぞれ独立に、単結合又は2価の有機基を表す。
     P、P、P及びPはそれぞれ独立に、下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する基を表す。
     Q、Q、Q及びQはそれぞれ独立に、1価の有機基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、チオール基又は水素原子を表す。
     a、b、c及びdはそれぞれ独立に、0以上の整数を表す。ただし、aとbの少なくとも一方は1以上の整数を表し、cとdの少なくとも一方は1以上の整数を表す。
     m、n、p及びqはそれぞれ独立に、1以上の整数を表す。
     W、W、W、W、P、P、P、P、Q、Q、Q及びQはそれぞれ複数存在する場合、同じでも異なっていてもよい。
     *は結合位置を示す。
     式(2)中のR及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     式(3)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNRを表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表す。
     式(4)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNHを表す。Rは2価の炭化水素基を表す。
     式(3)及び式(4)中、*及び*は結合位置を示す。
  5.  前記式(3)中のA及びBの少なくとも1つが酸素原子を表し、
     前記式(4)中のA及びBの少なくとも1つが酸素原子を表す、請求項4に記載の樹脂組成物。
  6.  前記樹脂が、前記式(1)で表される構造を有する、請求項4に記載の樹脂組成物。
  7.  前記樹脂が、前記式(2)で表される構造を有する、請求項4に記載の樹脂組成物。
  8.  前記樹脂が、前記式(1)で表される構造と、前記式(2)で表される構造とを有する、請求項4に記載の樹脂組成物。
  9.  さらに、重合性化合物を含有する、請求項4に記載の樹脂組成物。
  10.  ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、重合性化合物とを含有する樹脂組成物であって、
     前記重合性化合物は、解離する際の活性化エネルギーが40~60kcal/molである部位を含む、樹脂組成物。
  11.  ポリイミド及びポリイミド前駆体からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、重合性化合物とを含有する樹脂組成物であって、
     前記重合性化合物は、下記式(3)で表される構造及び下記式(4)で表される構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する、樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     式(3)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNRを表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表す。ただし、A及びBの少なくとも1つは酸素原子を表す。
     式(4)中、A及びBはそれぞれ独立に、酸素原子又はNHを表す。Rは2価の炭化水素基を表す。
     式(3)及び式(4)中、*及び*は結合位置を示す。
  12.  前記式(4)中のA及びBの少なくとも1つが酸素原子を表す、請求項11に記載の樹脂組成物。
  13.  前記式(3)で表される構造が下記(i)及び(ii)の少なくとも一方を満たし、前記式(4)で表される構造が下記(iii)及び(iv)の少なくとも一方を満たす、請求項11に記載の樹脂組成物。
     (i):Aが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
     (ii):Bが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
     (iii):Aが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
     (iv):Bが酸素原子を表し、かつ、*が芳香環との結合位置を示す。
  14.  前記重合性化合物が、前記式(4)で表される構造を有し、
     前記式(4)中のA及びBの一方が酸素原子し、他方がNHを表す、請求項11に記載の樹脂組成物。
  15.  前記重合性化合物が、前記式(4)で表される構造を有し、
     前記式(4)中のRが、炭素数6以下の2価の炭化水素基を表す、請求項11に記載の樹脂組成物。
  16.  さらに、重合開始剤を含有する、請求項4に記載の樹脂組成物。
  17.  さらに、光吸収剤を含有する、請求項4に記載の樹脂組成物。
  18.  前記光吸収剤は、ナフトキノンジアジド化合物、スピロピラン化合物、ジアリールエテン化合物、アゾベンゼン化合物、ニフェジピン化合物及びクマリン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項17に記載の樹脂組成物。
  19.  絶縁膜の形成に用いられる、請求項1~18のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  20.  再配線層用層間絶縁膜の形成に用いられる、請求項1~18のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  21.  基板上に請求項1~18のいずれか1項に記載の樹脂組成物を塗布し、感光膜を形成する感光膜形成工程と、
     前記感光膜を露光し、露光膜を形成する露光工程と、
     前記露光膜を現像液で現像し、絶縁パターンを形成する、パターン形成工程と、
     前記絶縁パターンを加熱する加熱工程と、
    を含む、再配線層用層間絶縁膜の製造方法。
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