WO2023243613A1 - 組成物、熱伝導材料、デバイス、及び、改質された無機粒子の製造方法 - Google Patents

組成物、熱伝導材料、デバイス、及び、改質された無機粒子の製造方法 Download PDF

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WO2023243613A1
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compounds
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英太郎 戸谷
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富士フイルム株式会社
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    • 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
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    • 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
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28Nitrogen-containing compounds
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Definitions

  • the present invention relates to a composition, a thermally conductive material, a device, and a method for producing modified inorganic particles.
  • compositions containing inorganic particles are utilized in various fields.
  • materials manufactured from compositions containing inorganic particles are used as thermally conductive materials that promote the dissipation of heat generated from the devices.
  • materials manufactured from compositions containing inorganic particles are also being considered for application as low dielectric materials.
  • Patent Document 1 describes a composition containing boron nitride and a compound with a specific structure.
  • a composition containing inorganic particles is required to have excellent dispersion stability of the inorganic particles in the composition.
  • the present invention provides a composition with excellent dispersion stability of inorganic particles, a thermally conductive material formed from the composition, a device equipped with the thermally conductive material, and a method for producing modified inorganic particles. With the goal.
  • M is a metal atom
  • each R is independently a monovalent organic group, from the atom that is the bonding site with the benzene ring described in the above formula in the above organic group.
  • each R is independently a monovalent organic group, which is a monovalent organic group that is a bonding site with the benzene ring described in the above formula in the above organic group.
  • the number of atoms in the shortest path to the farthest terminal atom is 10 or more, n1, n2, n3 and n4 each independently represent an integer from 0 to 4, and at least one of n1, n2, n3 and n4 is an integer greater than or equal to 1.
  • the dispersion medium contains at least one solvent selected from the group consisting of ⁇ -butyrolactone, dimethyl sulfoxide, propylene glycol monomethyl ether acetate, N-methylpyrrolidone, and ethyl lactate. thing.
  • M is a metal atom
  • each R is independently a monovalent organic group, from the atom that is the bonding site with the benzene ring described in the above formula in the above organic group.
  • the number of atoms in the shortest path to the farthest terminal atom contained in the organic group is 10 or more
  • n1, n2, n3 and n4 each independently represent an integer from 0 to 4, n1, n2, n3 and at least one of n4 is an integer of 1 or more.
  • each R is independently a monovalent organic group, which is a monovalent organic group that is a bonding site with the benzene ring described in the above formula in the above organic group.
  • the number of atoms in the shortest path to the farthest terminal atom is 10 or more, n1, n2, n3 and n4 each independently represent an integer from 0 to 4, and at least one of n1, n2, n3 and n4 is an integer greater than or equal to 1.
  • ⁇ 4> The composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein M in the above formula (1-1) is a copper atom.
  • compositions according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4> which contains a compound represented by the above formula (1-1) as the compound.
  • ⁇ 6> The composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein R in the above formula (1-1) and the above formula (1-2) is an organic group having 6 or more carbon atoms.
  • R in the above formula (1-1) and the above formula (1-2) contains a sulfonyl group.
  • R in the above formula (1-1) and the above formula (1-2) is a group represented by the following formula (2-1). Compositions as described.
  • L 1 represents an alkylene group
  • R 2 represents an organic group containing a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group
  • R 3 represents an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group.
  • R 2 and R 3 may be combined to form a ring structure, and * represents a bonding site with another structure.
  • R 2 in the above formula (2-1) is a hydrogen atom
  • R 3 is an organic group containing an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group.
  • the HSP distance of at least one compound selected from the group consisting of the compound represented by formula (1-1) and the compound represented by formula (1-2) is 20.0 or less , the composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>.
  • ⁇ 13> Containment of at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by formula (1-1) and a compound represented by formula (1-2) with respect to 100 parts by mass of the above inorganic particles.
  • ⁇ 14> The composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>, further comprising a resin.
  • ⁇ 15> The composition according to ⁇ 14>, wherein the resin is polyimide or a polyimide precursor.
  • ⁇ 17> A device comprising the thermally conductive material according to ⁇ 16>.
  • a method for producing modified inorganic particles comprising: In formula (1-1), M is a metal atom, and each R is independently a monovalent organic group, from the atom that is the bonding site with the benzene ring described in the above formula in the above organic group. , the number of atoms in the shortest path to the farthest terminal atom contained in the organic group is 10 or more, n1, n2, n3 and n4 each independently represent an integer from 0 to 4, n1, n2, n3 and at least one of n4 is an integer of 1 or more.
  • each R is independently a monovalent organic group, which is a monovalent organic group that is a bonding site with the benzene ring described in the above formula in the above organic group.
  • the number of atoms in the shortest path to the farthest terminal atom is 10 or more, n1, n2, n3 and n4 each independently represent an integer from 0 to 4, and at least one of n1, n2, n3 and n4 is an integer greater than or equal to 1.
  • a composition with excellent dispersion stability of inorganic particles a thermally conductive material formed from the composition, a device equipped with the thermally conductive material, and a method for producing modified inorganic particles. be done.
  • a numerical range expressed using the symbol " ⁇ ” means a range that includes the numerical values written before and after " ⁇ " as the lower limit and upper limit, respectively.
  • the term “step” includes not only independent steps but also steps that cannot be clearly distinguished from other steps as long as the intended effect of the step can be achieved.
  • substitution or unsubstitution includes a group having a substituent (atomic group) as well as a group having no substituent (atomic group).
  • alkyl group includes not only an alkyl group without a substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
  • exposure includes not only exposure using light but also exposure using particle beams such as electron beams and ion beams, unless otherwise specified. Examples of the light used for exposure include actinic rays or radiation such as the bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by excimer lasers, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, and electron beams.
  • (meth)acrylate means both “acrylate” and “methacrylate”, or either “(meth)acrylate”
  • (meth)acrylic means both “acrylic” and “methacrylic”
  • (meth)acryloyl means either or both of "acryloyl” and “methacryloyl.”
  • Me in the structural formula 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 is the mass percentage of other components excluding the solvent with respect to the total mass of the composition.
  • weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) are values measured using gel permeation chromatography (GPC), and are defined as polystyrene equivalent values.
  • weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) are expressed using, for example, HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation) and guard column HZ-L, TSKgel Super HZM-M, TSKgel.
  • THF tetrahydrofuran
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • a detector with a wavelength of 254 nm of UV rays is used for detection in the GPC measurement.
  • each layer constituting a laminate when the positional relationship of each layer constituting a laminate is described as "upper” or “lower", there is another layer above or below the reference layer among the plurality of layers of interest. It would be good if there was. That is, a third layer or element may be further interposed between the reference layer and the other layer, and the reference layer and the other layer do not need to be in contact with each other.
  • the direction in which layers are stacked relative to the base material is referred to as "top”, or if there is a composition layer, the direction from the base material to the composition layer is referred to as "top”. , the opposite direction is called "down".
  • the composition may contain, as each component contained in the composition, two or more compounds corresponding to that component. Further, unless otherwise specified, 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 atmospheric pressure is 101,325 Pa (1 atm)
  • the relative humidity is 50% RH. In this specification, combinations of preferred aspects are more preferred aspects.
  • composition comprises at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by formula (1-1) and a compound represented by formula (1-2). , inorganic particles, and a dispersion medium.
  • M is a metal atom
  • each R is independently a monovalent organic group, from the atom that is the bonding site with the benzene ring described in the above formula in the above organic group.
  • each R is independently a monovalent organic group, which is a monovalent organic group that is a bonding site with the benzene ring described in the above formula in the above organic group.
  • the number of atoms in the shortest path to the farthest terminal atom is 10 or more, n1, n2, n3 and n4 each independently represent an integer from 0 to 4, and at least one of n1, n2, n3 and n4 is an integer greater than or equal to 1.
  • composition according to the second aspect of the present invention comprises at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by formula (1-1) and a compound represented by formula (1-2). , inorganic particles and a solvent.
  • composition according to the first aspect and the composition according to the second aspect are also simply referred to as “composition”.
  • compound represented by formula (1-1) and the compound represented by formula (1-2) are also simply referred to as a "specific compound.”
  • the composition of the present invention can be used to form a photosensitive film that is subjected to exposure and development, for example, can be used to form a film that is subjected to exposure and development using a developer containing an organic solvent. .
  • the composition of the present invention can be used, for example, to form a thermally conductive material, an insulating film, an interlayer insulating film for a redistribution layer, a stress buffer film, etc., and is preferably used to form a thermally conductive material.
  • the composition of the present invention is used for forming an interlayer insulating film for a redistribution layer.
  • composition of the present invention can be used to form a photosensitive film subjected to negative development.
  • negative development refers to development in which non-exposed areas are removed by development during exposure and development
  • positive development refers to development in which exposed areas are removed by development.
  • the above-mentioned exposure method, the above-mentioned developer, and the above-mentioned development method include, for example, the exposure method explained in the exposure step in the explanation of the method for producing a cured product, and the developer and development method explained in the development step. is used.
  • composition of the present invention has excellent dispersion stability of inorganic particles. Although the mechanism by which the above effect is obtained is unknown, it is presumed as follows.
  • compositions containing inorganic particles compounds have been added to assist in dispersing the inorganic particles.
  • a compound having a pyrene skeleton or perylene skeleton is used as an adsorption group for boron nitride.
  • the specific compound of the present invention is a compound having a phthalocyanine skeleton. Since the phthalocyanine skeleton has a larger molecular weight than the above-mentioned pyrene skeleton and perylene skeleton, it is thought that the intermolecular force is strong and it is easily physically adsorbed to inorganic particles.
  • the organic group has 10 or more atoms in the shortest path from the atom that is the bonding site with the benzene ring described in the above formula to the farthest terminal atom included in the organic group. It is thought that it has excellent dispersibility because it forms a molecular chain with a relatively long structure.
  • the compound described in the above-mentioned prior art document has only one molecular chain corresponding to the above-mentioned R for one above-mentioned adsorption group, but the compound described in the above-mentioned prior art document has only one molecular chain corresponding to the above-mentioned R. )
  • a plurality of molecular chains can be introduced into one phthalocyanine skeleton.
  • the total number of n1, n2, n3, and n4 can be 2 or more. In that case, it is possible to increase the number of substituents in the compound, and therefore it is considered that the dispersibility is even better.
  • the inorganic particle is a plate-like particle with a certain plane, the phthalocyanine skeleton also has planarity, so interactions such as intermolecular interactions and ⁇ -electron interactions can act as a surface. It is assumed that this is for a reason. However, even if the inorganic particles are, for example, spherical, they can be considered to be substantially planar in view of the size of the phthalocyanine skeleton, and it is considered that sufficient adsorption is possible.
  • the inorganic particles are inorganic particles such as boron nitride that have lone electron pairs derived from nitrogen elements or empty p orbitals derived from boron elements, the phthalocyanine skeleton and the inorganic particles are strongly adsorbed due to ⁇ -electron interaction. It is presumed that. Further, as mentioned above, it is thought that aggregation of inorganic particles with each other is also suppressed by containing a specific compound that is a compound that has excellent adsorption properties and excellent dispersibility of inorganic particles.
  • the film formed from the composition of the present invention has a reduced surface roughness (improved surface condition), and as a result of the improved surface condition, it can be easily bonded with other bonding parts. adhesion may be improved. Furthermore, modification of the surface of inorganic particles by adsorption of phthalocyanine may reduce voids within the cured film and improve insulation reliability and thermal conductivity.
  • Patent Document 1 does not describe a composition containing a compound that corresponds to a specific compound.
  • the composition of the present invention contains at least one compound (specific compound) selected from the group consisting of a compound represented by formula (1-1) and a compound represented by formula (1-2).
  • M is a metal atom
  • R is each independently a monovalent organic group
  • the number of atoms in the shortest path to the farthest terminal atom contained in the organic group is 10 or more
  • n1, n2, n3 and n4 each independently represent an integer from 0 to 4, n1, n2, At least one of n3 and n4 is an integer of 1 or more.
  • each R is independently a monovalent organic group, which is a monovalent organic group that is a bonding site with the benzene ring described in the above formula in the above organic group.
  • the number of atoms in the shortest path to the farthest terminal atom is 10 or more, n1, n2, n3 and n4 each independently represent an integer from 0 to 4, and at least one of n1, n2, n3 and n4 is an integer greater than or equal to 1.
  • a group in which a bond is described crossing the sides of a cyclic structure indicates that the group substitutes any of the hydrogen atoms present in the cyclic structure. That is, for example, when n1 is 1, R may be bonded to either the ⁇ -position or the ⁇ -position of the phthalocyanine skeleton.
  • the composition preferably contains a compound represented by formula (1-1) as the specific compound from the viewpoint of stability of the specific compound itself and ease of synthesis. Further, the composition preferably contains a compound represented by formula (1-2) as the specific compound from the viewpoint of suppressing migration of metal ions from the specific compound in order to ensure insulation reliability.
  • M is preferably a copper atom, zinc atom, chromium atom, iron atom, cobalt atom, nickel atom, aluminum atom, magnesium atom, tin atom, lead atom, titanium atom, or manganese atom, From the viewpoint of stability of the specific compound itself and ease of synthesis, a copper atom, a zinc atom, a nickel atom or a magnesium atom is more preferable, and a copper atom is even more preferable.
  • each R is independently a monovalent organic group, and from the atom that is the bonding site with the benzene ring described in the above formula in the above organic group,
  • the number of atoms in the shortest path to the farthest terminal atom is 10 or more.
  • the number of atoms is preferably 10 or more, more preferably 15 or more, and still more preferably 30 or more, although it depends on the particle size of the inorganic particles. preferable.
  • the upper limit of the number of atoms is not particularly limited, and is preferably, for example, 1,000 or less, more preferably 800 or less, and even more preferably 500 or less.
  • the number of atoms in the shortest path to the farthest terminal atom contained in the organic group is 371.
  • * represents a bonding site with the benzene ring in formula (1-1).
  • R N 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 hydrocarbon group is preferably an aliphatic hydrocarbon group.
  • the above-mentioned hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, but an aliphatic hydrocarbon group is preferable, and a saturated aliphatic hydrocarbon group is more preferable. preferable.
  • R is preferably an organic group having 6 or more carbon atoms.
  • the number of carbon atoms is preferably 10 or more, more preferably 30 or more, although it depends on the particle size of the inorganic particles.
  • the number of sulfonyl groups in R is not particularly limited, but is preferably 1 to 4, more preferably 1 or 2.
  • An embodiment in which one terminal of the sulfonyl group in R is directly bonded to the benzene ring in formula (1-1) is also one of the preferred embodiments of the present invention.
  • a directly bonds with B means that A and B are bonded without including a linking group between A and B.
  • an embodiment in which one terminal of the sulfonyl group in R is directly bonded to -NR N - is also one of the preferred embodiments of the present invention. Preferred embodiments of the above R N are as described above.
  • R is preferably a group represented by the following formula (2-1).
  • L 1 represents an alkylene group
  • R 2 represents an organic group containing a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group
  • R 3 represents an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group.
  • R 2 and R 3 may be combined to form a ring structure, and * represents a bonding site with another structure.
  • L 1 is preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and L 1 is an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group, or a tetramethylene group.
  • a methylene group is more preferred, and a trimethylene group is particularly preferred.
  • R 2 in formula (2-1) is preferably a hydrogen atom. Preferred embodiments when R 2 is not a hydrogen atom are the same as the preferred embodiments of R 3 in formula (2-1).
  • R 3 in formula (2-1) is preferably an organic group containing an alkyl group.
  • R 3 is preferably an alkyl group having 2 or more carbon atoms, more preferably an alkyl group having 5 or more carbon atoms, even more preferably an alkyl group having 10 or more carbon atoms, and R 3 is preferably an alkyl group having 20 or more carbon atoms.
  • Particularly preferred are alkyl groups.
  • the upper limit of the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1000 or less, for example.
  • the alkyl group may have a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or a combination thereof, but is preferably linear.
  • R 3 is preferably a group represented by the following formula (R-1).
  • L R11 represents an alkylene group, preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and an ethylene group or a 1,6-hexanediyl group. More preferred. Further, L R11 and R 2 in formula (2-1) may be combined to form a ring structure.
  • the ring structure formed is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, more preferably a 6-membered ring structure. Further, the ring structure may be an aromatic ring structure or an aliphatic ring structure, but an aliphatic ring structure is more preferable.
  • X 1 represents -O- or -NR X -
  • R X represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and a hydrogen atom or an alkyl group, and even more preferably a hydrogen atom.
  • L R12 represents an alkylene group, preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group, or a tetramethylene group. or pentamethylene group is more preferred, and tetramethylene group is particularly preferred.
  • X 1 is an O atom
  • a tetramethylene group is particularly preferred, and when both ends are N atoms, a pentamethylene group is particularly preferred.
  • X 2 represents -O- or -NR X -
  • R X represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and a hydrogen atom or an alkyl group, and even more preferably a hydrogen atom.
  • an embodiment in which both X 1 and X 2 are -O- and an embodiment in which both X 1 and X 2 are -NR x - are also preferred embodiments of the present invention.
  • R X in X 2 and R 11 in formula (R-1) may be bonded to form a ring structure.
  • the ring structure formed is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, and the 5-membered ring or 6-membered ring may be further fused with another ring structure.
  • Examples of the ring structure formed include a phthalimide ring structure in which the nitrogen atom contained in X 2 is included in the imide structure.
  • R R11 represents a monovalent organic group.
  • R 11 is not particularly limited, its structure may be selected by considering, for example, the solubility of the specific compound in a solvent, the adsorption property of the specific compound to inorganic particles, and the like.
  • R 11 is preferably a hydrocarbon group, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, even more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • n represents the number of repetitions of the structure separated by square brackets, and is preferably from 1 to 200, more preferably from 5 to 150, and even more preferably from 10 to 100. preferable. When n is 2 or more, two or more L R12s may be the same or different.
  • * represents a bonding site with the nitrogen atom in formula (2-1).
  • R 3 in formula (2-1) is an organic group containing an aryl group
  • the aryl group may be an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group; It is preferably a hydrogen group, and more preferably a group containing a benzene ring structure.
  • the heterocycle in the heterocyclic group is preferably a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure, more preferably a 6-membered ring structure.
  • the above-mentioned heterocycle may be an aromatic ring structure or an aliphatic ring structure, but an aliphatic ring structure is more preferable.
  • the heteroatom in the heterocycle include a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and the like.
  • the number of the above-mentioned heteroatoms is not particularly limited, but is preferably 1 or 2.
  • the ring structure formed is preferably a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure; More preferred.
  • the ring structure may be an aromatic ring structure or an aliphatic ring structure, but an aliphatic ring structure is more preferable.
  • the above ring structure may have a substituent, and may further form a condensed ring with another ring structure.
  • R 2 in formula (2-1) is a hydrogen atom
  • R 3 is an organic group containing an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group. Preferred embodiments of these R 2 and R 3 are as described above.
  • R 21 is represented by the following formula (2-2).
  • X 21 is preferably an electron-withdrawing group such as a sulfonyl group.
  • the dispersion stability may be improved by using the electron-withdrawing group because the affinity of the side chain is improved.
  • preferred embodiments of the above RN are as described above.
  • the bonding site between R 21 and X 21 in formula (2-2) is preferably a nitrogen atom.
  • R21 is preferably an alkyl group having 2 or more carbon atoms, more preferably an alkyl group having 5 or more carbon atoms, even more preferably an alkyl group having 10 or more carbon atoms, and particularly an alkyl group having 20 or more carbon atoms.
  • the upper limit of the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1000 or less.
  • the alkyl group may have a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or a combination thereof, but a linear structure is preferable.
  • R 21 is also preferably a group represented by the above formula (R-1).
  • n1, n2, n3 and n4 each independently represent an integer of 0 to 4, preferably 1 or 2, and more preferably 1. At least one of n1, n2, n3 and n4 is an integer of 1 or more, preferably at least two of n1, n2, n3 and n4 is an integer of 1 or more, and of n1, n2, n3 and n4, It is more preferable that at least three are integers of 1 or more, and even more preferable that all of n1, n2, n3, and n4 are integers of 1 or more.
  • n1, n2, n3 and n4 are all 1.
  • the two or more R's contained in the compound represented by formula (1-1) may each have the same structure or different structures. It's okay.
  • the compound represented by formula (1-1) may have other substituents in addition to R in the formula.
  • Other substituents include halogen atoms and the like.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and the like, with a chlorine atom being preferred.
  • the HSP distance in the specific compound is preferably 20.0 or less, more preferably 10.0 or less, and even more preferably 5 or less.
  • each ⁇ value ( ⁇ d1 , ⁇ p1 , ⁇ h1 , ⁇ d2 , ⁇ p2 , ⁇ h2 ) is calculated using HSPiP 5th Edition 5.1.02.
  • R in the above formula (1-1) or formula (1-2) is used, and as the solvent, the dispersion medium is used in the composition according to the first embodiment, and the composition according to the second embodiment is used as the solvent.
  • the solvent is used in the calculation.
  • the above R includes n repeating structures (n is an integer of 2 or more) as in the following formula (Ex1), in order to avoid the molecular weight restriction in HSPiP 5th Edition 5.1.02, the following formula (Ex2 ), the number of repetitions of this repeating unit is assumed to be 1 and used for calculation.
  • the HSP distance value for one of them may be within the above range, and it is preferable that the HSP distance value for the one containing the largest amount is within the above range.
  • the composition contains multiple types of dispersion medium or solvent
  • the ⁇ value of each dispersion medium or solvent is calculated, and the average ⁇ value ( ⁇ d2 , ⁇ p2 , ⁇ h2 ) is calculated according to the content mass ratio.
  • the composition contains m types of dispersion media at a content ratio (R 1 , R 2 , ..., R m ), and the value of ⁇ d2 of each dispersion medium is ⁇ d21 , ⁇ d22 , ...
  • ⁇ d2 R 1 ⁇ d21 + R 2 ⁇ d22 + . . . +R m ⁇ d2m .
  • ⁇ p2 and ⁇ h2 R 1 ⁇ d21 + R 2 ⁇ d22 + . . . +R m ⁇ d2m .
  • the molecular weight of the specific compound is preferably 1,200 to 120,000, more preferably 1,400 to 100,000, and even more preferably 1,700 to 70,000.
  • Specific examples of the specific compound include, but are not limited to, H-1 to H-33 used in Examples.
  • the content of the specific compound based on the total solid content of the composition of the present invention is preferably 0.01 to 40% by mass.
  • the lower limit is more preferably 0.03% by mass or more, even more preferably 0.1% by mass or more, and particularly preferably 0.3% by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 30% by mass or less, even more preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 15% by mass or less.
  • One type of specific compound may be used alone, or two or more types may be used in combination. When two or more types are used together, it is preferable that the total amount falls within the above range.
  • the content of the specific compound relative to 100 parts by mass of the inorganic particles is preferably 0.03 to 30 parts by mass.
  • the lower limit is preferably 0.3 parts by mass or more.
  • the upper limit is preferably 15 parts by mass or less.
  • the composition of the invention includes inorganic particles.
  • inorganic particles include boron nitride, alumina (aluminum oxide), aluminum nitride, silica, zirconium oxide, titanium oxide, iron oxide, copper oxide, zinc oxide, yttrium oxide, niobium oxide, molybdenum oxide, indium oxide, Tin oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, lead oxide, bismuth oxide, cerium oxide, antimony oxide, germanium oxide, lanthanum oxide, ruthenium oxide, carbon nitride, silicon nitride, gallium nitride, indium nitride, chromium nitride, copper nitride, iron nitride , iron nitride, lanthanum nitride, lithium nitride, magnesium nitride, molybdenum nitride, niobium nitride, tantalum
  • the shape of the inorganic particles is not particularly limited, and fibrous, plate-like, scale-like, rod-like, spherical, tube-like, curved plate-like, and needle-like shapes can be used without particular limitation.
  • the inorganic particles have a shape having a fixed plane such as a plate shape, a scale shape, a curved plate shape, etc., adsorption with a specific compound is strong and dispersion stability may be easily improved.
  • the average primary particle diameter of the inorganic particles is preferably 0.005 to 2.0 ⁇ m, more preferably 0.01 to 1.5 ⁇ m, even more preferably 0.02 to 1.0 ⁇ m, and even more preferably 0.03 to 0.5 ⁇ m. is particularly preferred.
  • the "average primary particle diameter" of the inorganic particles was calculated by observing the inorganic particles in the composition with a transmission electron microscope (TEM) and observing the portions (primary particles) where the inorganic particles were not aggregated. Specifically, after taking a transmission electron micrograph of a primary particle of an inorganic particle using a transmission electron microscope, the photograph is subjected to image processing using an image processing device to measure the particle size distribution of the inorganic particle. did.
  • the number-based arithmetic mean diameter calculated from the particle size distribution was employed as the "average primary particle diameter" of the inorganic particles.
  • an electron microscope (H-7000) manufactured by Hitachi, Ltd. was used as a transmission electron microscope, and Luzex AP manufactured by Nireco Co., Ltd. was used as an image processing device. If the above measurement is difficult, measurement can also be performed by centrifugal sedimentation light transmission method, X-ray transmission method, or laser diffraction/scattering method.
  • the aspect ratio of the inorganic particles is preferably 4 or more, more preferably 5 or more, and particularly preferably 10 or more. Further, the upper limit of this aspect ratio is preferably 1000 or less, more preferably 700 or less, and particularly preferably 500 or less.
  • the "aspect ratio" of the filler is the ratio of the minimum length to the maximum length (maximum length/minimum length) among the three-dimensional lengths.
  • the thermal conductivity of the inorganic particles is preferably 50 W/m ⁇ K or more, more preferably 100 W/m ⁇ K or more, and even more preferably 150 W/m ⁇ K or more.
  • information disclosed by the vendor or a known thermal conductivity value for the material can be used. If there is no disclosure by the vendor, please refer to ⁇ Japan Society of Mechanical Engineers, Heat Transfer Engineering Materials, Revised 4th Edition (1986), Science Chronology Volume 84, Mono 54 (410), IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 3 [12], 1994-2005 (2013), etc. If the above document does not contain any description, other known documents may be referred to.
  • the thermal expansion coefficient, dielectric constant, and dielectric loss tangent of the inorganic particles may be determined in consideration of the physical properties of the formed product finally obtained from the composition.
  • the thermal expansion coefficient, dielectric constant, and dielectric loss tangent of the inorganic particles can be adjusted, for example, by compounding the inorganic particles.
  • the inorganic particles are preferably electrically insulating particles.
  • the degree of electrical insulation is appropriately selected depending on the design and purpose.
  • the lower limit of the volume resistivity of the inorganic particles is preferably 1.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm or more, more preferably 3.0 ⁇ 10 11 ⁇ cm or more, and 1. It is particularly preferable that it is 0 ⁇ 10 12 ⁇ cm or more.
  • the upper limit of the volume resistivity is not particularly limited, but is preferably, for example, 1.0 ⁇ 10 19 ⁇ cm or less.
  • the inorganic particles have a specific compound adsorbed on their surfaces.
  • the form of adsorption is not particularly limited, as long as it is in a bonded state.
  • the phthalocyanine skeleton of the specific compound is physically adsorbed to the inorganic particles.
  • the content of inorganic particles relative to the total solid content of the composition of the present invention may be determined depending on the intended use, but is preferably 10 to 95% by mass.
  • the lower limit is more preferably 15% by mass or more, even more preferably 20% by mass or more, and particularly preferably 30% by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 90% by mass or less, and even more preferably 80% by mass or less.
  • the total amount of inorganic particles and specific compounds based on the total solid content of the composition of the present invention may be determined depending on the intended use, but is preferably 10 to 98% by mass.
  • the lower limit is more preferably 15% by mass or more, even more preferably 20% by mass or more, and particularly preferably 30% by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 90% by mass or less, and even more preferably 80% by mass or less.
  • the total amount of the colored inorganic particles and the colored specific compound relative to the total solid content of the composition of the present invention may be determined depending on the intended use, but is preferably 0 to 60% by mass. .
  • the upper limit is more preferably 55% by mass or less, and even more preferably 25% by mass or less.
  • being colored means having a molar extinction coefficient of 10,000 L ⁇ mol ⁇ 1 ⁇ cm ⁇ 1 or more at a wavelength of 400 to 800 nm.
  • the molar extinction coefficient is preferably 15,000 L ⁇ mol ⁇ 1 ⁇ cm ⁇ 1 or more.
  • One type of inorganic particles may be used alone, or two or more types may be used in combination. When two or more types are used together, it is preferable that the total amount falls within the above range.
  • the composition according to the first aspect of the present invention includes a dispersion medium.
  • the dispersion medium refers to a continuous phase in a composition that can disperse inorganic particles throughout the system as a discontinuous phase.
  • the inorganic particles have a specific compound adsorbed on their surfaces.
  • the dispersion medium include solvents, resins, polymerizable compounds, etc., and it is preferable that the dispersion medium contains at least a solvent.
  • the dispersion medium contains at least one solvent selected from the group consisting of ⁇ -butyrolactone, dimethyl sulfoxide, propylene glycol monomethyl ether acetate, N-methylpyrrolidone, and ethyl lactate. Preferred embodiments of these compounds will be described later.
  • the composition according to the second aspect of the invention includes a solvent.
  • the solvent include solvents, resins, polymerizable compounds, etc., and it is preferable that at least a solvent is included. Preferred embodiments of these compounds will be described later.
  • the composition of the present invention further contains a resin.
  • the resin is not particularly limited, but a cyclized resin or a precursor thereof, or an epoxy resin is preferred, a cyclized resin or a precursor thereof is preferred, and a polyimide or a polyimide precursor is more preferred.
  • the composition of the present invention preferably contains at least one resin (specific resin) selected from the group consisting of cyclized resins and precursors thereof.
  • the cyclized resin is preferably a resin containing an imide ring structure or an oxazole ring structure in its main chain structure.
  • the "main chain” refers to the relatively longest bond chain in the resin molecule, and the "side chain” refers to other bond chains.
  • the cyclized resin include polyimide, polybenzoxazole, polyamideimide, and the like.
  • the precursor of cyclized resin refers to a resin that undergoes a chemical structure change due to external stimulation to become a cyclized resin.
  • a resin that undergoes a chemical structure change due to heat to become a cyclized resin, and that undergoes a ring-closing reaction due to heat More preferred is a resin that becomes a cyclized resin by forming a ring structure.
  • the precursor of the cyclized resin include a polyimide precursor, a polybenzoxazole precursor, a polyamideimide precursor, and the like. That is, the composition includes, as the specific resin, at least one resin selected from the group consisting of polyimide, polyimide precursor, polybenzoxazole, polybenzoxazole precursor, polyamideimide, and polyamideimide precursor. is preferred.
  • the composition contains polyimide or a polyimide precursor as the specific resin. It is preferable that the specific resin has a polymerizable group, and more preferably a radically polymerizable group.
  • the composition of the present invention preferably contains a radical polymerization initiator, and more preferably contains a radical polymerization initiator and a radical crosslinking agent.
  • a sensitizer can be included if necessary.
  • a negative photosensitive film is formed from such a composition.
  • the specific resin may have a polarity converting group such as an acid-decomposable group.
  • the composition preferably contains a photoacid generator. From such a composition, for example, a chemically amplified positive-type photoresist film or a negative-type photoresist film is formed.
  • the polyimide precursor used in the present invention is not particularly limited in its type, but preferably contains a repeating unit represented by the following formula (2).
  • a 1 and A 2 each independently represent an oxygen atom or -NR z -
  • R 111 represents a divalent organic group
  • R 115 represents a tetravalent organic group
  • R 113 and R 114 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • R z represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • a 1 and A 2 in formula (2) each independently represent an oxygen atom or -NR z -, and preferably an oxygen atom.
  • Rz represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, preferably a hydrogen atom.
  • R 111 in formula (2) represents a divalent organic group. Examples of divalent organic groups include straight-chain or branched aliphatic groups, cyclic aliphatic groups, and aromatic groups, including straight-chain or branched aliphatic groups having 2 to 20 carbon atoms, A group consisting of a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms, or a combination thereof is preferable, and a group containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms is more preferable.
  • the hydrocarbon group in the chain may be substituted with a group containing a hetero atom, and in the above cyclic aliphatic group and aromatic group, the hydrocarbon group in the chain may be substituted with a hetero atom. may be substituted with a group containing.
  • R 111 in formula (2) include groups represented by -Ar- and -Ar-L-Ar-, with a group represented by -Ar-L-Ar- being preferred.
  • Ar is each independently an aromatic group
  • L is a single bond or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO -, -S-, -SO 2 -, -NHCO-, or a combination of two or more of the above.
  • R 111 is derived from a diamine.
  • diamines used in the production of polyimide precursors include linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic, and aromatic diamines.
  • One type of diamine may be used, or two or more types may be used.
  • R 111 is 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 any of these.
  • a diamine containing a combination of groups is preferable, and a diamine containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms is more preferable.
  • the above straight chain or branched aliphatic group may have a hydrocarbon group in the chain substituted with a group containing a hetero atom.
  • the above cyclic aliphatic group and aromatic group may have a ring member hydrocarbon group substituted with a hetero atom. may be substituted with a group containing.
  • groups containing aromatic groups include the following.
  • diamine specifically, 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane or 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'-diaminodipheny
  • diamines (DA-1) to (DA-18) described in paragraphs 0030 to 0031 of International Publication No. 2017/038598.
  • diamines having two or more alkylene glycol units in the main chain described in paragraphs 0032 to 0034 of International Publication No. 2017/038598 are also preferably used.
  • R 111 is preferably represented by -Ar-L-Ar-.
  • Ar is each 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 -, -NHCO-, or 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 optionally substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S- or -SO 2 - .
  • the aliphatic hydrocarbon group here is preferably an alkylene group.
  • R 111 is preferably a divalent organic group represented by the following formula (51) or formula (61).
  • a divalent organic group represented by formula (61) is more preferable.
  • R 50 to R 57 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group, and at least one of R 50 to R 57 is a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoro It is a methyl group, and * each independently represents a bonding site with the nitrogen atom in formula (2).
  • the monovalent organic groups R 50 to R 57 include unsubstituted alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), and unsubstituted alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms). Examples include fluorinated alkyl groups.
  • 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 with the nitrogen atom in formula (2). represent.
  • Examples of the diamine giving 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'-diaminoctafluorobiphenyl, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • R 115 in formula (2) represents a tetravalent organic group.
  • a tetravalent organic group containing an aromatic ring is preferable, and a group represented by the following formula (5) or formula (6) is more preferable.
  • * each independently represents a bonding site with another structure.
  • R 112 is a single bond or a divalent linking group, and is a single bond or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, which may be substituted with a fluorine atom, -O-, A group selected from -CO-, -S-, -SO 2 -, -NHCO-, and combinations thereof is preferable, and the number of carbon atoms optionally substituted with a single bond or a fluorine atom is preferable.
  • it is a group selected from 1 to 3 alkylene groups, -O-, -CO-, -S- and -SO 2 -, including -CH 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, - More preferably, it is a divalent group selected from the group consisting of C(CH 3 ) 2 -, -O-, -CO-, -S- and -SO 2 -.
  • R 115 include a tetracarboxylic acid residue remaining after removal of an anhydride group from a tetracarboxylic dianhydride.
  • the polyimide precursor may contain only one type of tetracarboxylic dianhydride residue, or may contain two or more types of tetracarboxylic dianhydride residues as the structure corresponding to R115 .
  • the tetracarboxylic dianhydride is represented by the following formula (O).
  • R 115 represents a tetravalent organic group.
  • the preferred range of R 115 is the same as R 115 in formula (2), and the preferred range is also the same.
  • tetracarboxylic dianhydride examples include pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'- Diphenylsulfidetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3' , 4,4'-diphenylmethanetetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-diphenylmethanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 2,3,
  • preferred examples include tetracarboxylic dianhydrides (DAA-1) to (DAA-5) described in paragraph 0038 of International Publication No. 2017/038598.
  • R 111 and R 115 may have an OH group. More specifically, R 111 includes a residue of a bisaminophenol derivative.
  • R 113 and R 114 in formula (2) each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • the monovalent organic group preferably includes a linear or branched alkyl group, a cyclic alkyl group, an aromatic group, or a polyalkyleneoxy group.
  • at least one of R 113 and R 114 contains a polymerizable group, and it is more preferable that both of them contain a polymerizable group.
  • the polymerizable group is a group that can undergo a crosslinking reaction by the action of heat, radicals, etc., and a radically polymerizable group is preferable.
  • 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. It will be done.
  • the radically polymerizable group contained in the polyimide precursor is preferably a group having an ethylenically unsaturated bond.
  • 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 vinyl phenyl group, etc.), and a (meth)acrylamide group.
  • (meth)acryloyloxy group, a group represented by the following formula (III), etc., and a 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 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, Examples include 3-butanediyl group, -CH 2 CH (OH) CH 2 -, polyalkyleneoxy group, alkylene groups such as ethylene group and propylene group, -CH 2 CH (OH) CH 2 -, cyclohexyl group, polyalkylene group.
  • An oxy group is more preferred, and an alkylene group such as an ethylene group or a propylene group, or a polyalkyleneoxy group is even more preferred.
  • a polyalkyleneoxy group refers to a group in which two or more alkyleneoxy groups are directly bonded.
  • the alkylene groups in the plurality of 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 or an arrangement having blocks. Alternatively, an arrangement having an alternating pattern or the like may be used.
  • 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, and 2 to 6.
  • the alkylene group may have a substituent.
  • Preferred substituents include alkyl groups, aryl groups, halogen atoms, and the like.
  • the number of alkyleneoxy groups contained in the polyalkyleneoxy group is preferably 2 to 20, more preferably 2 to 10, and even more preferably 2 to 6.
  • polyalkyleneoxy groups include polyethyleneoxy groups, polypropyleneoxy groups, polytrimethyleneoxy groups, polytetramethyleneoxy groups, or multiple ethyleneoxy groups and multiple propyleneoxy groups.
  • a group bonded to an oxy group is preferable, a polyethyleneoxy group or a polypropyleneoxy group is more preferable, and a polyethyleneoxy group is even more preferable.
  • the ethyleneoxy groups and propyleneoxy groups may be arranged randomly, or may be arranged to form blocks. , may be arranged in an alternating pattern. Preferred embodiments of the repeating number of ethyleneoxy groups, etc. in these groups are as described above.
  • R 113 is a hydrogen atom or when R 114 is a hydrogen atom, even if the polyimide precursor forms a counter salt with a tertiary amine compound having an ethylenically unsaturated bond.
  • a tertiary amine compound having such an ethylenically unsaturated bond is N,N-dimethylaminopropyl methacrylate.
  • R 113 and R 114 may be a polarity converting group such as an acid-decomposable group.
  • the acid-decomposable group is not particularly limited as long as it decomposes under the action of an acid to produce an alkali-soluble group such as a phenolic hydroxy group or a carboxy group, but examples include an acetal group, a ketal group, a silyl group, and a silyl ether group. , a tertiary alkyl ester group, etc. are preferable, and from the viewpoint of exposure sensitivity, an acetal group or a ketal group is more preferable.
  • acid-decomposable groups include tert-butoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, ethoxyethyl group, methoxyethyl group, ethoxymethyl group, trimethylsilyl group, tert-butoxycarbonylmethyl group. group, trimethylsilyl ether group, etc. From the viewpoint of exposure sensitivity, an ethoxyethyl group or a tetrahydrofuranyl group is preferred.
  • the polyimide precursor has a fluorine atom in its structure.
  • the fluorine atom content in the polyimide precursor is preferably 10% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
  • the polyimide precursor may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure.
  • examples include embodiments in which bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, etc. are used as the diamine.
  • the repeating unit represented by formula (2) is preferably a repeating unit represented by formula (2-A). That is, it is preferable that at least one type of polyimide precursor used in the present invention is a precursor having a repeating unit represented by formula (2-A). When the polyimide precursor contains a repeating unit represented by formula (2-A), it becomes possible to further widen the exposure latitude.
  • a 1 and A 2 represent an oxygen atom
  • R 111 and R 112 each independently represent a divalent organic group
  • R 113 and R 114 each independently, It represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • at least one of R 113 and R 114 is a group containing a polymerizable group, and preferably both are groups containing a polymerizable group.
  • a 1 , A 2 , R 111 , R 113 and R 114 each independently have the same meaning as A 1 , A 2 , R 111 , R 113 and R 114 in formula (2), and their preferred ranges are also the same.
  • R 112 has the same meaning as R 112 in formula (5), and the preferred ranges are also the same.
  • the polyimide precursor may contain one type of repeating unit represented by formula (2), or may contain two or more types. Furthermore, it may contain structural isomers of the repeating unit represented by formula (2). In addition to the repeating unit of formula (2) above, the polyimide precursor may also contain other types of repeating units.
  • An embodiment of the polyimide precursor in the present invention includes an embodiment in which the content of the repeating unit represented by formula (2) is 50 mol% or more of the total repeating units.
  • the total content is more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably more than 90 mol%.
  • the upper limit of the total content is not particularly limited, and all repeating units in the polyimide precursor excluding the terminal may be repeating units represented by formula (2).
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polyimide precursor 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 polyimide precursor is preferably 2,000 to 40,000, more preferably 3,000 to 30,000, and even more preferably 4,000 to 20,000.
  • the molecular weight dispersity of the polyimide precursor 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 degree of molecular weight dispersion of the polyimide precursor is not particularly determined, for example, it is preferably 7.0 or less, more preferably 6.5 or less, and even more preferably 6.0 or less.
  • the molecular weight dispersity is a value calculated by weight average molecular weight/number average molecular weight.
  • the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion of at least one type of polyimide precursor are within the above ranges.
  • the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated from the plurality of types of polyimide precursors as one resin are each within the above ranges.
  • the polyimide used in the present invention may be an alkali-soluble polyimide, or may be a polyimide soluble in a developer containing an organic solvent as a main component.
  • the alkali-soluble polyimide refers to a polyimide that dissolves 0.1 g or more at 23°C in 100 g of a 2.38 mass% tetramethylammonium aqueous solution, and from the viewpoint of pattern formation, 0.5 g or more. It is preferably a polyimide that dissolves, and more preferably a polyimide that dissolves 1.0 g or more. The upper limit of the amount dissolved is not particularly limited, but is preferably 100 g or less.
  • the polyimide is preferably a polyimide having a plurality of imide structures in its main chain from the viewpoint of film strength and insulation properties of the organic film obtained.
  • the polyimide has a fluorine atom.
  • the fluorine atom is preferably included in, for example, R 132 in the repeating unit represented by formula (4) described later or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later, and is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later. It is more preferable that R 132 in the repeating unit represented by formula (4) or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described below be included as a fluorinated alkyl group.
  • the amount of fluorine atoms based on the total mass of the polyimide is preferably 5% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
  • the polyimide contains silicon atoms.
  • the silicon atom is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later, and is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later.
  • the silicon atom or the organically modified (poly)siloxane structure may be included in the side chain of the polyimide, but is preferably included in the main chain of the polyimide.
  • the amount of silicon atoms based on the total mass of the polyimide is preferably 1% by mass or more, and more preferably 20% by mass or less.
  • the polyimide preferably has ethylenically unsaturated bonds.
  • Polyimide may have an ethylenically unsaturated bond at the end of the main chain or in a side chain, but it is preferable to have it in a side chain.
  • the ethylenically unsaturated bond preferably has radical polymerizability.
  • the ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 132 or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described below, and is preferably included in R 132 or R 131 as a group having an ethylenically unsaturated bond. is more preferable.
  • the ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described below, and more preferably included in R 131 as a group having an ethylenically unsaturated bond.
  • groups having an ethylenically unsaturated bond include groups having an optionally substituted vinyl group directly bonded to an aromatic ring such as a vinyl group, an allyl group, or a vinyl phenyl group, a (meth)acrylamide group, and a (meth)acrylamide group.
  • examples include an 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 preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms may be linear, branched, cyclic, or a combination thereof.
  • the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms is preferably an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
  • R 21 is preferably a group represented by any of the following formulas (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 combining two or more of these; 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 R 21 in formula (IV) is bonded.
  • a preferred embodiment of the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms or the (poly)alkyleneoxy group having 2 to 30 carbon atoms as L is R 21 in formula (IV).
  • the preferred embodiments are the same as the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms or the (poly)alkyleneoxy group having 2 to 30 carbon atoms.
  • 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) includes, for example, a polyimide having a hydroxy group such as a phenolic hydroxy group, and a compound having an isocyanato group and an ethylenically unsaturated bond (for example, 2-isocyanatoethyl methacrylate). Obtained by reaction.
  • the structure represented by formula (R2) can be obtained, for example, by reacting a polyimide having a carboxyl group with a compound having a hydroxyl group and an ethylenically unsaturated bond (for example, 2-hydroxyethyl methacrylate, etc.).
  • the structure represented by formula (R3) can be obtained by, for example, 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). can get.
  • * represents a bonding site with another structure, and is preferably a bonding site with the main chain of polyimide.
  • the amount of ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of the polyimide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, 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.
  • examples of polymerizable groups other than groups having ethylenically unsaturated bonds include cyclic ether groups such as epoxy groups and oxetanyl groups, alkoxymethyl groups such as methoxymethyl groups, and methylol groups.
  • a polymerizable group other than the group having an ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described below, for example.
  • the amount of polymerizable groups other than the group having an ethylenically unsaturated bond relative to the total mass of the polyimide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, and preferably 0.001 to 0.05 mol/g. More preferred.
  • the polyimide may have a polarity converting group such as an acid-decomposable group.
  • the acid-decomposable group in the polyimide is the same as the acid-decomposable group explained for R 113 and R 114 in the above formula (2), and the preferred embodiments are also the same.
  • the polarity converting group is contained, for example, in R 131 and R 132 in the repeating unit represented by formula (4) described below, the terminal of polyimide, and the like.
  • the acid value of the polyimide is preferably 30 mgKOH/g or more, more preferably 50 mgKOH/g or more, and 70 mgKOH/g or more. It is more preferable that 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 1 to 35 mgKOH/g, more preferably 2 to 30 mgKOH/g.
  • the acid value is measured by a known method, for example, by 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 an acid group having a pKa of 3 to 8, from the viewpoint of achieving both storage stability and developability.
  • pKa is a dissociation reaction in which hydrogen ions are released from an acid, and its equilibrium constant Ka is expressed by its negative common logarithm pKa.
  • pKa is a value calculated by ACD/ChemSketch (registered trademark) unless otherwise specified.
  • the acid group is a polyhydric acid such as phosphoric acid
  • the above pKa is the first dissociation constant.
  • the polyimide preferably contains at least one selected from the group consisting of a carboxy group and a phenolic hydroxy group, and more preferably a phenolic hydroxy group.
  • the polyimide has a phenolic hydroxy group.
  • the polyimide may have a phenolic hydroxy group at the end of the main chain or at the side chain.
  • the phenolic hydroxy group is preferably included, for example, in R 132 or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described below.
  • the amount of phenolic hydroxy groups based on the total mass of the polyimide is preferably 0.1 to 30 mol/g, more preferably 1 to 20 mol/g.
  • the polyimide used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer compound having an imide structure, but it preferably contains a repeating unit represented by the following formula (4).
  • R 131 represents a divalent organic group
  • R 132 represents a tetravalent organic group.
  • the polymerizable group may be located at at least one of R 131 and R 132 , or may be located at the terminal end of the polyimide as shown in the following formula (4-1) or formula (4-2). It may be located in Formula (4-1)
  • R 133 is a polymerizable group, and the other groups have the same meanings as in formula (4).
  • Formula (4-2) At least one of R 134 and R 135 is a polymerizable group, and if it is not a polymerizable group, it is an organic group, and the other groups have the same meanings as in formula (4).
  • R 131 represents a divalent organic group.
  • the divalent organic group include those similar to R 111 in formula (2), and the preferred ranges are also the same.
  • R 131 include diamine residues remaining after removal of the amino group of diamine. Examples of diamines include aliphatic, cycloaliphatic, and aromatic diamines. A specific example is R 111 in formula (2) of the polyimide precursor.
  • R 131 is preferably a diamine residue having at least two alkylene glycol units in its main chain in order to more effectively suppress the occurrence of warpage during firing. More preferred are diamine residues containing two or more of either or both of ethylene glycol chains and propylene glycol chains in one molecule, and even more preferred are diamine residues that do not contain an aromatic ring. It is.
  • diamines containing two or more ethylene glycol chains, propylene glycol chains, or both in one molecule include Jeffamine (registered trademark) KH-511, ED-600, ED-900, ED-2003, and EDR.
  • 1-(2-(2-(2-aminopropoxy)ethoxy) Examples include, but are not limited to, propoxy)propan-2-amine, 1-(1-(1-(2-aminopropoxy)propan-2-yl)oxy)propan-2-amine, and the like.
  • R 132 represents a tetravalent organic group.
  • examples of the tetravalent organic group include those similar to R 115 in formula (2), and the preferred ranges are also the same.
  • R 132 examples include a tetracarboxylic acid residue remaining after the anhydride group is removed from the tetracarboxylic dianhydride.
  • a specific example is R 115 in formula (2) of the polyimide precursor. From the viewpoint of the strength of the organic film, R 132 is preferably an aromatic diamine residue having 1 to 4 aromatic rings.
  • R 131 and R 132 has an OH group. More specifically, as R 131 , 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) are listed as preferred examples. As R 132 , the above (DAA-1) to (DAA-5) are mentioned as more preferable examples.
  • the polyimide has a fluorine atom 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.
  • the diamine component include bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane and bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane.
  • the main chain end of the polyimide may be capped with a terminal capping agent such as a monoamine, an acid anhydride, a monocarboxylic acid, a monoacid chloride compound, or a monoactive ester compound. preferable.
  • monoamines 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-aminobenzo
  • the imidization rate (also referred to as "ring closure rate") of polyimide is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, from the viewpoint of film strength, insulation properties, etc. of the organic film obtained. More preferably, it is 90% or more.
  • the upper limit of the imidization rate is not particularly limited, and may be 100% or less.
  • the above imidization rate is measured, for example, by the following method. The infrared absorption spectrum of polyimide is measured, and the peak intensity P1 near 1377 cm ⁇ 1 , which is an absorption peak derived from the imide structure, is determined. Next, the polyimide is heat-treated at 350° C.
  • the polyimide may contain repeating units represented by the above formula (4) in which all of the repeating units have the same combination of R 131 and R 132 , or two or more repeating units with different combinations of R 131 and R 132 .
  • the repeating unit represented by the above formula (4) may be included.
  • the polyimide may contain other types of repeating units.
  • Other types of repeating units include, for example, the repeating unit represented by the above formula (2).
  • Polyimide can be produced, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine (partly replaced with an acid anhydride) at low temperature; A method of reacting a diester with a diamine (substituted with an end-capping agent that is a compound or a monoacid chloride compound or a monoactive ester compound) with a diamine, and a diester is obtained with a tetracarboxylic dianhydride and an alcohol, and then a diamine (partly of which is a monoamine) is reacted with a diamine.
  • a diester is obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and alcohol in the presence of a condensing agent, and then the remaining dicarboxylic acid is converted into an acid chloride, and a diamine (some of which is substituted with a monoamine) is reacted with a condensing agent.
  • a polyimide precursor is obtained using a method such as reacting with a terminal capping agent), and this is completely imidized using a known imidization reaction method, or an imidization reaction is performed during the process. It can be synthesized by stopping the polymer and introducing a partial imide structure, or by blending a fully imidized polymer with its polyimide precursor to introduce a partial imide structure. . Further, other known polyimide synthesis methods can also be applied.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polyimide is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 50,000, even more preferably 15,000 to 40,000. By setting the weight average molecular weight to 5,000 or more, the bending resistance of the cured film can be improved. In order to obtain an organic film with excellent mechanical properties (for example, elongation at break), the weight average molecular weight is particularly preferably 15,000 or more.
  • the number average molecular weight (Mn) of the polyimide is preferably 2,000 to 40,000, more preferably 3,000 to 30,000, and even more preferably 4,000 to 20,000.
  • the molecular weight dispersity of the polyimide 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 degree of dispersion of the molecular weight of polyimide is not particularly determined, for example, it is 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 degree of dispersion of at least one type of polyimide are within the above ranges. It is also preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated by considering the plurality of types of polyimides as one resin are each within the above ranges.
  • polybenzoxazole precursor Although the structure of the polybenzoxazole precursor used in the present invention is not particularly limited, it preferably contains a repeating unit represented by the following formula (3).
  • R 121 represents a divalent organic group
  • R 122 represents a tetravalent organic group
  • R 123 and R 124 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. represent.
  • R 123 and R 124 each have the same meaning as R 113 in formula (2), and the preferred ranges are also the same. That is, at least one of them is preferably a polymerizable group.
  • R 121 represents a divalent organic group.
  • the divalent organic group is preferably a group containing at least one of an aliphatic group and an aromatic group. As the aliphatic group, a straight chain aliphatic group is preferable.
  • R 121 is preferably a dicarboxylic acid residue. One type of dicarboxylic acid residue may be used, or two or more types may be used.
  • a dicarboxylic acid residue containing an aliphatic group and a dicarboxylic acid residue containing an aromatic group are preferable, and a dicarboxylic acid residue containing an aromatic group is more preferable.
  • the dicarboxylic acid containing an aliphatic group is preferably a dicarboxylic acid containing a linear or branched (preferably linear) aliphatic group, and a dicarboxylic acid containing a linear or branched (preferably linear) aliphatic group and two -COOH A dicarboxylic acid consisting of is more preferred.
  • the straight chain or branched (preferably straight chain) aliphatic group preferably has 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 25 carbon atoms, even more preferably 3 to 20 carbon atoms, and 4 to 30 carbon atoms. It is more preferably 15, and particularly preferably 5-10.
  • the straight chain aliphatic group is an alkylene group.
  • dicarboxylic acids containing linear aliphatic groups include malonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, 2, 2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutaric acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid, suberin Acid, dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacic acid, hexadecafluo
  • Z is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 6.
  • the dicarboxylic acid containing an aromatic group the dicarboxylic acid having the following aromatic group is preferable, and the dicarboxylic acid consisting of only the group having the following aromatic group and two -COOH is more preferable.
  • A is -CH 2 -, -O-, -S-, -SO 2 -, -CO-, -NHCO-, -C(CF 3 ) 2 -, and -C(CH 3 ) 2 - represents a divalent group selected from the group consisting of, and * each independently represents a bonding site with another structure.
  • dicarboxylic acids containing aromatic groups include 4,4'-carbonyl dibenzoic acid, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether, and terephthalic acid.
  • R 122 represents a tetravalent organic group.
  • the tetravalent organic group has the same meaning as R 115 in the above formula (2), and the preferred range is also the same.
  • R 122 is preferably a group derived from a bisaminophenol derivative, and examples of the group derived from a bisaminophenol derivative include 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino -3,3'-dihydroxybiphenyl, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxydiphenylsulfone, bis-(3-amino-4- hydroxyphenyl)methane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis-(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 2,
  • bisaminophenol derivatives having the following aromatic group are preferred.
  • X 1 represents -O-, -S-, -C(CF 3 ) 2 -, -CH 2 -, -SO 2 -, -NHCO-, and * and # each represent other structures represents the binding site of R represents a hydrogen atom or a monovalent substituent, preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and more preferably a hydrogen atom or an alkyl group. Further, it is also preferable that R 122 has a structure represented by the above formula.
  • any two of the four * and # are bonding sites with the nitrogen atom to which R 122 in formula (3) is bonded, and The other two are preferably bonding sites with the oxygen atom to which R 122 in formula (3) is bonded, and the two * are bonding sites with the oxygen atom to which R 122 in formula (3) is bonded.
  • two #s are bonding sites with the nitrogen atom to which R 122 in formula (3) is bonded, or two * are bonding sites with the nitrogen atom to which R 122 in formula (3) is bonded.
  • two #s are bonding sites with the oxygen atom to which R 122 in formula (3) is bonded, and two * are bonding sites to the oxygen atom to which R 122 in formula (3) is bonded. More preferably, it is a bonding site with an atom, and the two #s are bonding sites with a nitrogen atom to which R 122 in formula (3) is bonded.
  • the bisaminophenol derivative is a compound represented by formula (A-s).
  • R 1 is a hydrogen atom, alkylene, substituted alkylene, -O-, -S-, -SO 2 -, -CO-, -NHCO-, a single bond, or the following formula (A- It is an organic group selected from the group of sc).
  • R 2 is any one of a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, and a cyclic alkyl group, and may be the same or different.
  • R 3 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, or a cyclic alkyl group, and may be the same or different.
  • R 2 is an alkyl group and R 3 is an alkyl group, which maintains the effects of high transparency to i-rays and a high cyclization rate when cured at low temperature. possible and preferred.
  • R 1 is alkylene or substituted alkylene.
  • alkylene and substituted alkylene for R 1 include linear or branched alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, among which -CH 2 -, -CH(CH 3 ) -, -C(CH 3 ) 2 - has a balance of sufficient solubility in solvents while maintaining the effects of high transparency to i-rays and high cyclization rate when cured at low temperatures. This is more preferred in that a polybenzoxazole precursor having excellent properties can be obtained.
  • the polybenzoxazole precursor may also contain other types of repeating units.
  • the polybenzoxazole precursor preferably contains a diamine residue represented by the following formula (SL) as another type of repeating unit, since it can suppress the occurrence of warpage due to ring closure.
  • Z has an a structure and a b structure
  • R 1s is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 2s is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • At least one of R 3s , R 4s , R 5s , and R 6s is an aromatic group, and the rest are hydrogen atoms or organic groups having 1 to 30 carbon atoms, which may be the same or different.
  • the polymerization of the a structure and b structure may be block polymerization or random polymerization.
  • the mol% of the Z portion is 5 to 95 mol% for the a structure, 95 to 5 mol% for the b structure, and 100 mol% for a+b.
  • Z include those in which R 5s and R 6s in the b structure are phenyl groups.
  • the molecular weight of the structure represented by formula (SL) is preferably 400 to 4,000, more preferably 500 to 3,000. By setting the molecular weight within the above range, it is possible to more effectively lower the elastic modulus of the polybenzoxazole precursor after dehydration and ring closure, thereby achieving both the effect of suppressing warpage and the effect of improving solvent solubility.
  • the repeating unit When containing a diamine residue represented by formula (SL) as another type of repeating unit, the repeating unit further includes a tetracarboxylic acid residue remaining after the anhydride group is removed from the tetracarboxylic dianhydride. is also preferable.
  • a tetracarboxylic acid residue is R 115 in formula (2).
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polybenzoxazole precursor is preferably 18,000 to 30,000, more preferably 20,000 to 29,000, even more preferably 22,000 to 28,000.
  • the number average molecular weight (Mn) is preferably 7,200 to 14,000, more preferably 8,000 to 12,000, and even more preferably 9,200 to 11,200.
  • the molecular weight dispersity of the polybenzoxazole precursor is preferably 1.4 or more, more preferably 1.5 or more, and even more preferably 1.6 or more.
  • the upper limit of the molecular weight dispersity of the polybenzoxazole precursor is not particularly determined, but for example, it is preferably 2.6 or less, more preferably 2.5 or less, even more preferably 2.4 or less, and 2.3 or less.
  • the composition contains multiple types of polybenzoxazole precursors as the specific resin, it is preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion of at least one type of polybenzoxazole precursor are within the above ranges. Further, it is also preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated from the plurality of types of polybenzoxazole precursors as one resin are each within the above ranges.
  • the polybenzoxazole is not particularly limited as long as it is a polymeric compound having a benzoxazole ring, but it is preferably a compound represented by the following formula (X), and a compound represented by the following formula (X) More preferably, it is a compound having a polymerizable group.
  • the above polymerizable group is preferably a radically polymerizable group.
  • the compound represented by the following formula (X) may be a compound having a polarity converting group such as an acid-decomposable group.
  • R 133 represents a divalent organic group
  • R 134 represents a tetravalent organic group.
  • the polar converting group such as a polymerizable group or an acid-decomposable group
  • the polar converting group may be located at at least one of R 133 and R 134 , or the following It may be located at the end of the polybenzoxazole as shown in formula (X-1) or formula (X-2).
  • Formula (X-1) In formula (X-1), at least one of R 135 and R 136 is a polar converting group such as a polymerizable group or an acid-decomposable group, and when it is not a polar converting group such as a polymerizable group or an acid-decomposable group, It is an organic group, and the other groups have the same meanings as in formula (X).
  • the polarity converting group such as a polymerizable group or an acid-decomposable group has the same meaning as the polymerizable group described in the above-mentioned polymerizable group possessed by the polyimide precursor.
  • R 133 represents a divalent organic group.
  • divalent organic groups include aliphatic groups and aromatic groups.
  • Specific examples include R 121 in formula (3) of the polybenzoxazole precursor, and preferred examples are the same as R 121 .
  • R 134 represents a tetravalent organic group.
  • the tetravalent organic group include R 122 in formula (3) of the polybenzoxazole precursor, and preferred examples are the same as R 122 .
  • four bonds of a tetravalent organic group exemplified as R 122 combine with the nitrogen atom and oxygen atom in the above formula (X) to form a condensed ring.
  • R 134 is the following organic group, the following structure is formed.
  • * represents a bonding site with the nitrogen atom or oxygen atom in formula (X), respectively.
  • the oxazole conversion rate of polybenzoxazole is preferably 85% or more, more preferably 90% or more.
  • the upper limit is not particularly limited and may be 100%.
  • the oxazolization rate is measured, for example, by the following method.
  • the infrared absorption spectrum of polybenzoxazole is measured, and the peak intensity Q1 near 1650 cm ⁇ 1 , which is an absorption peak derived from the amide structure of the precursor, is determined. Next, it is normalized by the absorption intensity of the aromatic ring observed around 1490 cm -1 .
  • the infrared absorption spectrum was measured again to determine the peak intensity Q2 near 1650 cm -1 , which was normalized by the absorption intensity of the aromatic ring observed near 1490 cm -1. do.
  • the polybenzoxazole may contain a repeating unit of the above formula (X) in which the combination of R 133 and R 134 is the same, or the above formula (X) may contain two or more types in which the combination of R 133 and R 134 is different. may contain repeating units. Moreover, the polybenzoxazole may also contain other types of repeating units in addition to the repeating units of the above formula (X).
  • Polybenzoxazole can be obtained by, for example, reacting a bisaminophenol derivative with a compound selected from a dicarboxylic acid containing R 133 or a dicarboxylic acid dichloride and a dicarboxylic acid derivative of the dicarboxylic acid, to obtain a polybenzoxazole precursor. , can be obtained by oxazolizing this using a known oxazolization reaction method. In the case of a dicarboxylic acid, in order to increase the reaction yield, an active ester type dicarboxylic acid derivative which has been reacted with 1-hydroxy-1,2,3-benzotriazole or the like may be used.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polybenzoxazole is preferably from 5,000 to 70,000, more preferably from 8,000 to 50,000, even more preferably from 10,000 to 30,000. By setting the weight average molecular weight to 5,000 or more, the bending resistance of the cured film can be improved. In order to obtain an organic film with excellent mechanical properties, the weight average molecular weight is particularly preferably 20,000 or more. When containing two or more types of polybenzoxazole, it is preferable that the weight average molecular weight of at least one type of polybenzoxazole is within the above range.
  • the number average molecular weight (Mn) of the polybenzoxazole is preferably 7,200 to 14,000, more preferably 8,000 to 12,000, even more preferably 9,200 to 11,200.
  • the molecular weight dispersity of the polybenzoxazole is preferably 1.4 or more, more preferably 1.5 or more, and even more preferably 1.6 or more.
  • the upper limit of the molecular weight dispersity of polybenzoxazole is not particularly determined, but for example, it is preferably 2.6 or less, more preferably 2.5 or less, even more preferably 2.4 or less, and even more preferably 2.3 or less. Preferably, 2.2 or less is even more preferable.
  • the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion of at least one type of polybenzoxazole are within the above ranges. Further, it is also preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated from the plurality of types of polybenzoxazole as one resin are each within the above ranges.
  • the polyamide-imide precursor preferably contains a repeating unit represented by the following formula (PAI-2).
  • R 117 represents a trivalent organic group
  • R 111 represents a divalent organic group
  • a 2 represents an oxygen atom or -NH-
  • R 113 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group. represents an organic group.
  • R 117 is a linear or branched aliphatic group, a cyclic aliphatic group, an aromatic group, a heteroaromatic group, or a single bond or a linking group that binds these two groups.
  • the above-linked groups include linear aliphatic groups having 2 to 20 carbon atoms, branched aliphatic groups having 3 to 20 carbon atoms, cyclic aliphatic groups having 3 to 20 carbon atoms, and 6 to 20 carbon atoms.
  • An aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group having 6 to 20 carbon atoms combined with a single bond or a connecting group is preferable. A group combining two or more of these is more preferable.
  • the group is preferably a group such as -O-, -S-, an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group, or a linking group in which two or more of these are bonded together.
  • the alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the above halogenated alkylene group is preferably a halogenated alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • examples of the halogen atom in the halogenated alkylene group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and the like, with a fluorine atom being preferred.
  • the halogenated alkylene group may have a hydrogen atom or all of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms, but it is preferable that all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms.
  • An example of a preferable halogenated alkylene group includes a (ditrifluoromethyl)methylene group.
  • the arylene group is preferably a phenylene group or a naphthylene group, more preferably a phenylene group, and even more preferably a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group.
  • R 117 is preferably derived from a tricarboxylic acid compound in which at least one carboxy group may be halogenated.
  • the above halogenation is preferably chlorination.
  • a compound having three carboxy groups is referred to as a tricarboxylic acid compound. Two of the three carboxy groups of the tricarboxylic acid compound may be converted into acid anhydrides.
  • the optionally halogenated tricarboxylic acid compound used in the production of the polyamideimide precursor include branched aliphatic, cyclic aliphatic, or aromatic tricarboxylic acid compounds. These tricarboxylic acid compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the tricarboxylic acid compound includes a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms.
  • a tricarboxylic acid compound containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms or a combination of two or more of these through a single bond or a connecting group is preferred;
  • a tricarboxylic acid compound containing a combination of two or more aromatic groups of 6 to 20 is more preferred.
  • tricarboxylic acid compounds include 1,2,3-propanetricarboxylic acid, 1,3,5-pentanetricarboxylic acid, citric acid, trimellitic acid, 2,3,6-naphthalenetricarboxylic acid, and phthalic acid. (or phthalic anhydride) and benzoic acid have a single bond, -O-, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, -SO 2 - or a phenylene group. Examples include linked compounds. These compounds may be compounds in which two carboxyl groups are anhydrides (for example, trimellitic anhydride), or compounds in which at least one carboxyl group is halogenated (for example, trimellitic anhydride). There may be.
  • R 111 , A 2 and R 113 have the same meanings as R 111 , A 2 and R 113 in formula (2) above, respectively, and preferred embodiments are also the same.
  • the polyamideimide precursor may further include other repeating units.
  • Other repeating units include the repeating unit represented by the above formula (2), the repeating unit represented by the following formula (PAI-1), and the like.
  • R 116 represents a divalent organic group
  • R 111 represents a divalent organic group
  • R 116 is a linear or branched aliphatic group, a cyclic aliphatic group, an aromatic group, a heteroaromatic group, or a single bond or a linking group that connects these two groups. Examples of the above-linked groups include linear aliphatic groups having 2 to 20 carbon atoms, branched aliphatic groups having 3 to 20 carbon atoms, cyclic aliphatic groups having 3 to 20 carbon atoms, and 6 to 20 carbon atoms.
  • An aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group having 6 to 20 carbon atoms combined with a single bond or a connecting group is preferable.
  • a group combining two or more of these is more preferable.
  • the group is preferably a group such as -O-, -S-, an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group, or a linking group in which two or more of these are bonded together.
  • the alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the above halogenated alkylene group is preferably a halogenated alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • examples of the halogen atom in the halogenated alkylene group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and the like, with a fluorine atom being preferred.
  • the halogenated alkylene group may have a hydrogen atom or all of the hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom, but it is preferable that all of the hydrogen atoms are substituted with a halogen atom.
  • An example of a preferable halogenated alkylene group includes a (ditrifluoromethyl)methylene group.
  • the arylene group is preferably a phenylene group or a naphthylene group, more preferably a phenylene group, and even more preferably a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group.
  • R 116 is preferably derived from a dicarboxylic acid compound or a dicarboxylic acid dihalide compound.
  • a compound having two carboxy groups is referred to as a dicarboxylic acid compound
  • a compound having two halogenated carboxy groups is referred to as a dicarboxylic acid dihalide compound.
  • the carboxy group in the dicarboxylic acid dihalide compound may be halogenated, but is preferably chlorinated, for example. That is, the dicarboxylic acid dihalide compound is preferably a dicarboxylic acid dichloride compound.
  • the optionally halogenated dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound used in the production of the polyamide-imide precursor includes linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic or aromatic dicarboxylic acid compounds or dicarboxylic acid compounds. Examples include acid dihalide compounds. These dicarboxylic acid compounds or dicarboxylic acid dihalide compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound includes a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms.
  • a dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound containing a group group, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination of two or more of these through a single bond or a connecting group is preferable, and an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms
  • a dicarboxylic acid compound or a dicarboxylic acid dihalide compound containing a group in which two or more aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms are combined via a single bond or a connecting group is more preferable.
  • dicarboxylic acid compounds include malonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, 2,2- Dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3, 3-dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutaric acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid, suberic acid, Dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacic acid, hexadecafluorosebacic acid, 1,9
  • R 111 has the same meaning as R 111 in formula (2) above, and preferred embodiments are also the same.
  • the polyamide-imide precursor has a fluorine atom in its structure.
  • the fluorine atom content in the polyamide-imide precursor is preferably 10% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
  • the polyamideimide precursor may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure.
  • examples include embodiments in which bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, etc. are used as the diamine component.
  • a repeating unit represented by formula (PAI-2), a repeating unit represented by formula (PAI-1), and a repeating unit represented by formula (2) examples include embodiments containing units.
  • the total content of the repeating units is preferably 50 mol% or more of all repeating units, more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and more than 90 mol%. It is particularly preferable that there be.
  • the upper limit of the total content is not particularly limited, and is 100 mol% or less.
  • All repeating units in the polyamideimide precursor except for the terminals are a repeating unit represented by formula (PAI-2), a repeating unit represented by formula (PAI-1), and a repeating unit represented by formula (2). It may be any repeating unit.
  • another embodiment of the polyamide-imide precursor in the present invention includes an embodiment including a repeating unit represented by formula (PAI-2) and a repeating unit represented by formula (PAI-1). .
  • the total content of the repeating units is preferably 50 mol% or more of all repeating units, more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and more than 90 mol%. It is particularly preferable that there be.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polyamide-imide precursor is preferably 2,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 100,000, even more preferably 10,000 to 50,000. Further, the number average molecular weight (Mn) is preferably 800 to 250,000, more preferably 2,000 to 50,000, and even more preferably 4,000 to 25,000.
  • the molecular weight dispersity of the polyamide-imide precursor 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 degree of molecular weight dispersion of the polyamide-imide precursor is not particularly determined, for example, it is 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 degree of dispersion of at least one type of polyamideimide precursor are within the above ranges.
  • the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated from the plurality of types of polyamide-imide precursors as one resin are each within the above ranges.
  • the polyamide-imide used in the present invention may be an alkali-soluble polyamide-imide, or may be a polyamide-imide soluble in a developer containing an organic solvent as a main component.
  • the alkali-soluble polyamide-imide refers to a polyamide-imide that dissolves 0.1 g or more at 23° C. in 100 g of a 2.38% by mass tetramethylammonium aqueous solution, and from the viewpoint of pattern formation properties, it is 0.1 g or more.
  • a polyamide-imide that dissolves 5 g or more is preferable, and a polyamide-imide that dissolves 1.0 g or more is more preferable.
  • the polyamide-imide is preferably a polyamide-imide having a plurality of amide bonds and a plurality of imide structures in the main chain.
  • the polyamideimide has a fluorine atom.
  • the fluorine atom is preferably included in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by the formula (PAI-3) described below, for example, and in the repeating unit represented by the formula (PAI-3) described later. It is more preferable that R 117 or R 111 be included as a fluorinated alkyl group.
  • the amount of fluorine atoms based on the total mass of polyamide-imide is preferably 5% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
  • polyamideimide may have ethylenically unsaturated bonds.
  • Polyamideimide may have an ethylenically unsaturated bond at the end of the main chain or in a side chain, but it is preferable to have it in a side chain.
  • the ethylenically unsaturated bond preferably has radical polymerizability.
  • the ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by the formula (PAI-3) described later, and the ethylenically unsaturated bond is preferably included in the repeating unit represented by the formula (PAI-3) described later.
  • R 117 or R 111 is included as a group having an ethylenically unsaturated bond.
  • Preferred embodiments of the group having an ethylenically unsaturated bond are the same as the preferred embodiments of the group having an ethylenically unsaturated bond in the polyimide described above.
  • the amount of ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of polyamide-imide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, more preferably 0.001 to 0.05 mol/g.
  • Polyamideimide may have polymerizable groups other than ethylenically unsaturated bonds.
  • Examples of the polymerizable group other than the ethylenically unsaturated bond in the polyamide-imide include the same groups as the polymerizable group other than the ethylenically unsaturated bond in the above-mentioned polyimide.
  • a polymerizable group other than an ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 111 in the repeating unit represented by the formula (PAI-3) described below, for example.
  • the amount of polymerizable groups other than ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of polyamide-imide is preferably 0.05 to 10 mol/g, more preferably 0.1 to 5 mol/g.
  • the polyamideimide may have a polarity converting group such as an acid-decomposable group.
  • the acid-decomposable group in polyamide-imide is the same as the acid-decomposable group explained for R 113 and R 114 in the above formula (2), and the preferred embodiments are also the same.
  • the acid value of polyamide-imide is preferably 30 mgKOH/g or more, more preferably 50 mgKOH/g or more, and 70 mgKOH/g. It is more preferable that it is not less than g. Further, 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 polyamide-imide is preferably 2 to 35 mgKOH/g, and 3 to 30 mgKOH/g. /g is more preferable, and 5 to 20 mgKOH/g is even more preferable.
  • the acid value is measured by a known method, for example, by the method described in JIS K 0070:1992.
  • the acid group contained in the polyamide-imide the same groups as the acid group in the above-mentioned polyimide can be mentioned, and the preferred embodiments are also the same.
  • the polyamideimide has a phenolic hydroxy group.
  • Polyamideimide may have a phenolic hydroxy group at the end of the main chain or in a side chain.
  • the phenolic hydroxy group is preferably included, for example, in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by formula (PAI-3) described below.
  • the amount of phenolic hydroxy groups based on the total mass of polyamide-imide is preferably 0.1 to 30 mol/g, more preferably 1 to 20 mol/g.
  • the polyamide-imide used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer compound having an imide structure and an amide bond, but it preferably contains a repeating unit represented by the following formula (PAI-3).
  • R 111 and R 117 have the same meanings as R 111 and R 117 in formula (PAI-2), respectively, and preferred embodiments are also the same.
  • the polymerizable group may be located at at least one of R 111 and R 117 , or may be located at the end of the polyamideimide.
  • the main chain ends of polyamide-imide may be capped with a terminal capping agent such as a monoamine, an acid anhydride, a monocarboxylic acid, a monoacid chloride compound, or a monoactive ester compound. is preferred.
  • a terminal capping agent such as a monoamine, an acid anhydride, a monocarboxylic acid, a monoacid chloride compound, or a monoactive ester compound. is preferred.
  • Preferred embodiments of the terminal capping agent are the same as those for the above-mentioned polyimide.
  • the imidization rate (also referred to as "ring closure rate") of polyamide-imide is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, from the viewpoint of film strength, insulation properties, etc. of the organic film obtained. More preferably, it is 90% or more.
  • the upper limit of the imidization rate is not particularly limited, and may be 100% or less.
  • the imidization rate is measured by the same method as the ring closure rate of the polyimide described above.
  • the polyamideimide may contain a repeating unit represented by the above formula (PAI-3) in which the combination of R 111 and R 117 is the same, or the above repeating unit containing two or more types in which the combination of R 111 and R 117 is different. It may contain a repeating unit represented by formula (PAI-3). In addition to the repeating unit represented by the above formula (PAI-3), the polyamideimide may also contain other types of repeating units. Other types of repeating units include repeating units represented by the above formula (PAI-1) or formula (PAI-2).
  • Polyamide-imide can be produced, for example, by obtaining a polyamide-imide precursor by a known method and completely imidizing it using a known imidization reaction method, or by stopping the imidization reaction midway and forming a partial imide structure. Furthermore, it can be synthesized by using a method of introducing a partially imide structure by blending a completely imidized polymer and its polyamide-imide precursor.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polyamideimide is preferably 5,000 to 70,000, more preferably 8,000 to 50,000, and even more preferably 10,000 to 30,000. By setting the weight average molecular weight to 5,000 or more, the bending resistance of the cured film can be improved. In order to obtain an organic film with excellent mechanical properties, the weight average molecular weight is particularly preferably 20,000 or more. Further, the number average molecular weight (Mn) of the polyamideimide is preferably 800 to 250,000, more preferably 2,000 to 50,000, and even more preferably 4,000 to 25,000. The molecular weight dispersity of the polyamideimide 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 degree of molecular weight dispersion of polyamideimide is not particularly determined, for example, it is 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 degree of dispersion of at least one type of polyamideimide are within the above ranges.
  • the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated from the plurality of types of polyamideimides as one resin are each within the above ranges.
  • polyimide precursors can be obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine at low temperature, by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine at low temperature to obtain polyamic acid, and by using a condensing agent or an alkylating agent.
  • a method of esterifying using a tetracarboxylic dianhydride and an alcohol a method of obtaining a diester with a tetracarboxylic dianhydride and an alcohol, and then reacting it with a diamine in the presence of a condensing agent, a method of obtaining a diester with a tetracarboxylic dianhydride and an alcohol, The remaining dicarboxylic acid can then be acid-halogenated using a halogenating agent and reacted with a diamine.
  • a method in which a diester is obtained from a tetracarboxylic dianhydride and an alcohol, and then the remaining dicarboxylic acid is acid-halogenated using a halogenating agent and reacted with a 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, Examples include 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.
  • an organic solvent In the method for producing polyimide precursors, etc., it is preferable to use an organic solvent during the reaction.
  • the number of organic solvents may be one or two or more.
  • the organic solvent can be determined as appropriate depending on the raw material, and examples include pyridine, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, ethyl propionate, dimethylacetamide, dimethylformamide, tetrahydrofuran, ⁇ -butyrolactone, etc. is exemplified.
  • a basic compound In the method for producing polyimide precursors, etc., it is preferable to add a basic compound during the reaction.
  • the number of basic compounds may be one or two or more.
  • the basic compound can be determined as appropriate depending on the raw material, but triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene, N,N-dimethyl-4-amino Examples include pyridine.
  • -Terminal sealing agent- In the production method of polyimide precursors, etc., in order to further improve storage stability, it is preferable to seal the carboxylic acid anhydride, acid anhydride derivative, or amino group remaining at the end of the resin such as the polyimide precursor.
  • examples of the terminal capping agent include monoalcohol, phenol, thiol, thiophenol, monoamine, etc. From the viewpoint of properties, it is more preferable to use monoalcohols, phenols, and monoamines.
  • Preferred monoalcohol compounds include primary alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol, dodecinol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol, 2-methoxyethanol, 2-chloromethanol, furfuryl alcohol, and isopropanol. , 2-butanol, cyclohexyl alcohol, cyclopentanol, secondary alcohols such as 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, furfuryl alcohol, and isopropanol.
  • 2-butanol cyclohexyl alcohol
  • Preferred phenolic compounds include phenols such as phenol, methoxyphenol, methylphenol, naphthalen-1-ol, naphthalen-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, 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminona
  • sealing agents for amino groups include carboxylic acid anhydrides, carboxylic acid chlorides, carboxylic acid bromides, sulfonic acid chlorides, sulfonic anhydrides, and sulfonic acid carboxylic acid anhydrides, with carboxylic acid anhydrides and carboxylic acid chlorides being more preferred. preferable.
  • Preferred carboxylic anhydride compounds include acetic anhydride, propionic anhydride, oxalic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, benzoic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, and the like.
  • Preferred carboxylic acid chloride compounds include acetyl chloride, acrylic acid chloride, propionyl chloride, methacrylic acid chloride, pivaloyl chloride, cyclohexane carbonyl chloride, 2-ethylhexanoyl chloride, cinnamoyl chloride, and 1-adamantane carbonyl chloride. , heptafluorobutyryl chloride, stearic acid chloride, benzoyl chloride, and the like.
  • the method for producing a polyimide precursor or the like may include a step of precipitating a solid. Specifically, after removing the water-absorbed by-products of the dehydration condensation agent coexisting in the reaction solution by filtration as necessary, the obtained product is added to a poor solvent such as water, aliphatic lower alcohol, or a mixture thereof.
  • a polyimide precursor or the like can be obtained by depositing the polymer component as a solid and drying it. In order to improve the degree of purification, operations such as redissolving the polyimide precursor, reprecipitation, drying, etc. may be repeated.
  • the method may include a step of removing ionic impurities using an ion exchange resin.
  • the content of the specific resin in the composition of the present invention is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and 40% by mass based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles.
  • the content is more preferably at least 50% by mass, even more preferably at least 50% by mass.
  • the content of the resin in the composition of the present invention is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles. , more preferably 98% by mass or less, even more preferably 97% by mass or less, even more preferably 95% by mass or less.
  • the composition of the present invention may contain only one type of specific resin, or may contain two or more types of specific resin. When two or more types are included, it is preferable that the total amount falls within the above range.
  • the composition of the invention comprises at least two resins.
  • the composition of the present invention may contain a total of two or more types of specific resin and other resins described below, or may contain two or more types of specific resin, but may contain two or more specific resins. It is preferable to include more than one species.
  • the composition of the present invention contains two or more types of specific resins, for example, two or more types of polyimide precursors having different dianhydride-derived structures (R 115 in the above formula (2))
  • it includes a body.
  • the composition of the present invention may also contain other resins (hereinafter also simply referred to as "other resins") different from the above-mentioned specific resins.
  • the composition of the present invention may contain the specific resin and other resins, or may contain only other resins.
  • Other resins include epoxy resins, phenolic resins, polyamides, epoxy resins, polysiloxanes, resins containing siloxane structures, (meth)acrylic resins, (meth)acrylamide resins, urethane resins, butyral resins, styryl resins, and polyether resins. , polyester resin, etc., and epoxy resin is preferable.
  • the epoxy resin for example, the epoxy compounds and phenol compounds described in paragraphs 0018 to 0074 of JP-A-2021-054922 can be used. Further, an epoxy resin may be made using an epoxy compound described in the polymerizable compound described below and a phenol compound described in JP-A-2021-054922. When the composition contains an epoxy resin, the composition may further contain a curing accelerator described in paragraph 0087 of JP 2021-054922A. Moreover, a dispersant may be further included as another resin. Examples of the dispersant include compounds described in paragraphs 0088 to 0089 of JP-A-2021-054922.
  • the composition of the present invention has excellent dispersion stability by containing the specific compound
  • an embodiment in which the composition does not substantially contain a dispersant is also one of the preferred embodiments.
  • the content of the dispersant can be less than 0.01% by mass based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles.
  • the mechanical properties, insulation properties, etc. of the obtained cured product can be improved in some cases.
  • by further adding a (meth)acrylic resin a composition with excellent coating properties can be obtained, and a pattern (cured product) with excellent solvent resistance can be obtained.
  • a polymerizable group having a high polymerizable group value with a weight average molecular weight of 20,000 or less may be used instead of or in addition to the polymerizable compound described below.
  • a polymerizable group having a high polymerizable group value with a weight average molecular weight of 20,000 or less for example, the molar amount of polymerizable groups contained in 1 g of resin
  • a (meth)acrylic resin having an amount of 1 ⁇ 10 -3 mol/g or more
  • the content of the other resin is preferably 0.01% by mass or more, and 0.05% by mass or more based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles. It is more preferably at least 1% by mass, even more preferably at least 2% by mass, even more preferably at least 5% by mass, and even more preferably at least 10% by mass. It is even more preferable.
  • the content of other resins in the composition of the present invention is preferably 80% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles, It is more preferably 70% by mass or less, even more preferably 60% by mass or less, even more preferably 50% by mass or less.
  • the content of other resins may be low.
  • the content of the other resin is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and 10% by mass based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles. It is more preferably at most 5% by mass, even more preferably at most 1% by mass.
  • the lower limit of the content is not particularly limited, and may be 0% by mass or more.
  • the composition of the present invention may contain only one type of other resin, or may contain two or more types of other resins. When two or more types are included, it is preferable that the total amount falls within the above range.
  • composition of the present invention preferably contains a polymerizable compound.
  • examples of the polymerizable compound include radical crosslinking agents and other crosslinking agents.
  • the composition of the present invention contains a radical crosslinking agent.
  • a radical crosslinking agent is a compound having a radically polymerizable group.
  • the radically polymerizable group a group containing an ethylenically unsaturated bond is preferable.
  • the group containing an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, an allyl group, a vinyl phenyl group, a (meth)acryloyl group, a maleimide group, and a (meth)acrylamide group.
  • (meth)acryloyl group, (meth)acrylamide group, and vinylphenyl group are preferable, and from the viewpoint of reactivity, (meth)acryloyl group is more preferable.
  • 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.
  • the compound having two or more ethylenically unsaturated bonds is preferably a compound having 2 to 15 ethylenically unsaturated bonds, more preferably a compound having 2 to 10 ethylenically unsaturated bonds, and more preferably a compound having 2 to 6 ethylenically unsaturated bonds. More preferred are compounds having the following.
  • the composition of the present invention includes a compound having two ethylenically unsaturated bonds and a compound having three or more of the above ethylenically unsaturated bonds. is also preferable.
  • 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 (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), their esters, and amides. These are esters of saturated carboxylic acids and polyhydric alcohol compounds, and amides of unsaturated carboxylic acids and polyhydric amine compounds.
  • addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having nucleophilic substituents such as hydroxy groups, amino groups, and sulfanyl groups with monofunctional or polyfunctional isocyanates or epoxies, and monofunctional or polyfunctional A dehydration condensation reaction product with a functional carboxylic acid is also preferably used.
  • the radical crosslinking agent is also preferably a compound having a boiling point of 100°C or higher under normal pressure.
  • Examples of the compound having a boiling point of 100° C. or higher under normal pressure include the compounds described in paragraph 0203 of International Publication No. 2021/112189. This content is incorporated herein.
  • Preferred radical crosslinking agents other than those mentioned above include radically polymerizable compounds described in paragraphs 0204 to 0208 of International Publication No. 2021/112189. This content is incorporated herein.
  • radical crosslinking agents examples include dipentaerythritol triacrylate (commercially available product: KAYARAD D-330 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)), dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available product: KAYARAD D-320 (made by Nippon Kayaku Co., Ltd.) Co., Ltd.), A-TMMT (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.)), dipentaerythritol penta(meth)acrylate (commercially available products include KAYARAD D-310 (Nippon Kayaku Co., Ltd.)), dipenta Erythritol hexa(meth)acrylate (commercially available products are KAYARAD DPHA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and A-DPH (manufactured by Shin Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.)), and these (meth)acryloyl groups are ethylene glyco
  • radical crosslinking agents include, for example, SR-494, which is a tetrafunctional acrylate with four ethyleneoxy chains, and SR-209, 231, and 239, which are difunctional methacrylates with four ethyleneoxy chains (all of which are sold by Sartomer Co., Ltd.). (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), DPCA-60, a hexafunctional acrylate with six pentyleneoxy chains, TPA-330, a trifunctional acrylate with three isobutyleneoxy chains (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and urethane oligomers.
  • SR-494 which is a tetrafunctional acrylate with four ethyleneoxy chains
  • SR-209, 231, and 239 which are difunctional methacrylates with four ethyleneoxy chains (all of which are sold by Sartomer Co., Ltd.).
  • DPCA-60 a hexafunctional acrylate with six penty
  • urethane acrylates as described in Japanese Patent Publication No. 48-041708, Japanese Patent Application Publication No. 51-037193, Japanese Patent Publication No. 02-032293, and Japanese Patent Publication No. 02-016765, Urethane compounds having an ethylene oxide skeleton described in Japanese Patent Publication No. 58-049860, Japanese Patent Publication No. 56-017654, Japanese Patent Publication No. 62-039417, and Japanese Patent Publication No. 62-039418 are also suitable.
  • radical crosslinking agent compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule, which are described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-01-105238, can also be used. can.
  • the radical crosslinking agent may be a radical crosslinking agent having an acid group such as a carboxy group or a phosphoric acid group.
  • the radical crosslinking agent having an acid group is preferably an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid, and the unreacted hydroxy group of the aliphatic polyhydroxy compound is reacted with a non-aromatic carboxylic acid anhydride to form an acid group.
  • a radical crosslinking agent having the following is more preferable.
  • the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol or dipentaerythritol. It is a compound that is Commercially available products include, for example, 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, it will have excellent handling properties during production and excellent developability. Moreover, it has good polymerizability. The above acid value is measured in accordance with the description of JIS K 0070:1992.
  • bifunctional methacrylate or acrylate from the viewpoint of pattern resolution and film stretchability.
  • Specific compounds include triethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, PEG (polyethylene glycol) 200 diacrylate, PEG 200 dimethacrylate, PEG 600 diacrylate, and PEG 600 diacrylate.
  • Methacrylate polytetraethylene glycol diacrylate, polytetraethylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, 3-methyl-1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, dimethylol-tricyclodecane diacrylate, dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate, EO (ethylene oxide) adduct diacrylate of bisphenol A, EO adduct dimethacrylate of bisphenol A, PO of bisphenol A (Propylene oxide) adduct diacrylate, bisphenol A PO adduct dimethacrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, isocyanuric acid EO-modified diacrylate, isocyanuric acid-modified dimethacrylate, and
  • a difunctional methacrylate having a urethane bond can be used. These can be used as a mixture of two or more types, if necessary.
  • PEG200 diacrylate refers to polyethylene glycol diacrylate in which the formula weight of polyethylene glycol chains is about 200.
  • a monofunctional radical crosslinking agent can be preferably used as the radical crosslinking agent from the viewpoint of suppressing warping of the pattern (cured product).
  • monofunctional radical crosslinking agents examples include n-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, butoxyethyl (meth)acrylate, carbitol (meth)acrylate, and cyclohexyl (meth)acrylate.
  • acrylate benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, N-methylol (meth)acrylamide, glycidyl (meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, polypropylene glycol mono(meth)acrylate, etc.
  • N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam, allyl glycidyl ether, and the like are preferably used.
  • the monofunctional radical crosslinking agent a compound having a boiling point of 100° C. or higher at normal pressure is also preferred in order to suppress volatilization before exposure.
  • examples of the radical crosslinking agent having two or more functionalities include allyl compounds such as diallyl phthalate and triallyl trimellitate.
  • the content of the radical crosslinking agent is preferably more than 0% by mass and 60% by mass or less based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles.
  • 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.
  • One type of radical crosslinking agent may be used alone, or a mixture of two or more types may be used. When two or more types are used together, it is preferable that the total amount falls within the above range.
  • the composition of the present invention contains another crosslinking agent different from the above-mentioned radical crosslinking agent.
  • Other crosslinking agents refer to crosslinking agents other than the above-mentioned radical crosslinking agents, and the above-mentioned photoacid generators or photobase generators can be used to interact with other compounds in the composition or their reaction products.
  • the compound has a plurality of groups in its molecule that promote the reaction of forming a covalent bond between the two, and the reaction of forming a covalent bond with other compounds in the composition or the reaction product thereof is preferably a compound that has a plurality of groups in the molecule.
  • the acid or base is preferably an acid or base generated from a photoacid generator or a photobase generator in the exposure step.
  • the other crosslinking agent is preferably 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 a structure in which at least one group selected from the group consisting of groups is directly bonded to a nitrogen atom is more preferable.
  • crosslinking agents include, for example, reacting an amino group-containing compound such as melamine, glycoluril, urea, alkylene urea, benzoguanamine with formaldehyde or formaldehyde and alcohol to convert the hydrogen atom of the amino group into an acyloxymethyl group, methylol group, etc.
  • Examples include compounds having a structure substituted with an ethylol group or an alkoxymethyl group.
  • the method for producing these compounds is not particularly limited, and any compound having the same structure as the compound produced by the above method may be used. An oligomer formed by self-condensation of the methylol groups of these compounds may also be used.
  • a crosslinking agent using melamine is a melamine crosslinking agent
  • a crosslinking agent using glycoluril, urea or alkylene urea is a urea crosslinking agent
  • a crosslinking agent using alkylene urea is an alkylene urea crosslinking agent.
  • a crosslinking agent using benzoguanamine is called a benzoguanamine-based crosslinking agent.
  • the composition of the present invention preferably contains at least one compound selected from the group consisting of a urea-based crosslinking agent and a melamine-based crosslinking agent, and includes a glycoluril-based crosslinking agent and a melamine-based crosslinking agent described below. It is more preferable that at least one compound selected from the group consisting of:
  • the compound containing at least one of an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group has an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group substituted directly on an aromatic group, a nitrogen atom of the urea structure shown below, or on a triazine.
  • Examples of the structure include the following compounds.
  • the alkoxymethyl group or acyloxymethyl group possessed by the above compound preferably has 2 to 5 carbon atoms, preferably 2 or 3 carbon atoms, and more preferably 2 carbon atoms.
  • the total number of alkoxymethyl groups and acyloxymethyl groups possessed by the above compound is preferably 1 to 10, more preferably 2 to 8, particularly preferably 3 to 6.
  • the molecular weight of the above compound is preferably 1,500 or less, more preferably from 180 to 1,200.
  • R 100 represents an alkyl group or an acyl group.
  • R 101 and R 102 each independently represent a monovalent organic group, and may be bonded to each other to form a ring.
  • Examples of compounds in which an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group is directly substituted with an aromatic group include compounds represented by the following general formula.
  • R 4 is each independently, It represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • R 5 represents a group that is eliminated by the action of an acid.
  • R 105 each independently represents an alkyl group or an alkenyl group
  • a, b and c each independently represent 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
  • c+f is 4 or less.
  • R 5 in a group that decomposes under the action of an acid to produce an alkali-soluble group a group that leaves under the action of an acid, and a group represented by -C(R 4 ) 2 COOR 5 , for example, -C(R 36 )(R 37 )(R 38 ), -C(R 36 )(R 37 )(OR 39 ), and -C(R 01 )(R 02 )(OR 39 ).
  • R 36 to R 39 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group.
  • R 36 and R 37 may be combined with each other to form a ring.
  • the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the alkyl group may be linear or branched.
  • the above-mentioned cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, more preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms.
  • the above cycloalkyl group may have a monocyclic structure or a polycyclic structure such as a condensed ring.
  • the above 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, 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 the preferred embodiments of these alkyl groups and aryl groups are the same as the preferred embodiments of the alkyl group and aryl group described above.
  • the above alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms, 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.
  • Preferable examples of the group that decomposes under the action of an acid to produce an alkali-soluble group, or the group that leaves the group under the action of an acid include a tertiary alkyl ester group, an acetal group, a cumyl ester group, and an enol ester group. More preferred are tertiary alkyl ester groups and acetal groups.
  • the 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 may include at least one group selected from the group consisting of a urea bond and a urethane bond.
  • Compounds having the following are also preferred.
  • a preferred embodiment of the above compound is the above-mentioned crosslinked compound, 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. This is the same as the preferred embodiment of agent U.
  • the compound 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.
  • Examples of the compound having an acyloxymethyl group include the following compounds in which the alkoxymethyl group is 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 a commercially available compound may be used, or a compound synthesized by a known method may be used. From the viewpoint of heat resistance, compounds in which an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group is directly substituted on an aromatic ring or triazine ring are preferred.
  • melamine-based crosslinking agents include hexamethoxymethylmelamine, hexaethoxymethylmelamine, hexapropoxymethylmelamine, hexabutoxybutylmelamine, and the like.
  • urea-based crosslinking agents include monohydroxymethylated glycoluril, dihydroxymethylated glycoluril, trihydroxymethylated glycoluril, tetrahydroxymethylated glycoluril, monomethoxymethylated glycoluril, and dimethoxymethylated glycoluril.
  • uril 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, or tetrabutoxymethylated glycoluril
  • Glycoluril crosslinking agents such as uril, Urea-based crosslinking agents such as bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, bisbutoxymethylurea, Monohydroxymethylated ethyleneurea or dihydroxymethylated ethyleneurea, monomethoxymethylated ethyleneurea, dimethoxymethylated
  • benzoguanamine-based crosslinking agents include monohydroxymethylated benzoguanamine, dihydroxymethylated benzoguanamine, trihydroxymethylated benzoguanamine, tetrahydroxymethylated benzoguanamine, monomethoxymethylated benzoguanamine, dimethoxymethylated benzoguanamine, and trimethoxymethylated benzoguanamine.
  • tetramethoxymethylated benzoguanamine monoethoxymethylated benzoguanamine, diethoxymethylated benzoguanamine, triethoxymethylated benzoguanamine, tetraethoxymethylated benzoguanamine, monopropoxymethylated benzoguanamine, dipropoxymethylated benzoguanamine, tripropoxymethylated benzoguanamine, tetra Examples include propoxymethylated 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 at least one group selected from the group consisting of a methylol group and an alkoxymethyl group is added to an aromatic ring (preferably a benzene ring).
  • aromatic ring preferably a benzene ring
  • Compounds in which species groups are directly bonded are also preferably used. Specific examples of such compounds include benzenedimethanol, bis(hydroxymethyl)cresol, bis(hydroxymethyl)dimethoxybenzene, bis(hydroxymethyl)diphenyl ether, bis(hydroxymethyl)benzophenone, hydroxymethylphenyl hydroxymethylbenzoate.
  • suitable commercial products include 46DMOC, 46DMOEP (manufactured by Asahi Yokuzai Kogyo Co., Ltd.), DML-PC, DML-PEP, DML-OC, and DML-OEP.
  • composition of the present invention contains at least one compound selected from the group consisting of epoxy compounds, oxetane compounds, and benzoxazine compounds as another crosslinking agent.
  • Epoxy compounds compounds with epoxy groups
  • the epoxy compound is preferably a compound having two or more epoxy groups in one molecule. Epoxy groups undergo a crosslinking reaction at temperatures below 200° C., and no dehydration reaction due to crosslinking occurs, so membrane shrinkage is less likely to occur. Therefore, containing an epoxy compound is effective in curing the composition at low temperatures and suppressing warping.
  • the epoxy compound contains a polyethylene oxide group. This further reduces the elastic modulus and suppresses warping.
  • the polyethylene oxide group means one in which the number of ethylene oxide repeating units is 2 or more, and the number of repeating units is preferably 2 to 15.
  • epoxy compounds include bisphenol A type epoxy resin; bisphenol F type epoxy resin; propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, butylene glycol diglycidyl ether, and hexamethylene glycol diglycidyl ether.
  • alkylene glycol type epoxy resin or polyhydric alcohol hydrocarbon type epoxy resin such as trimethylolpropane triglycidyl ether
  • polyalkylene glycol type epoxy resin such as polypropylene glycol diglycidyl ether
  • epoxy group such as polymethyl (glycidyloxypropyl) siloxane Examples include, but are not limited to, silicone containing silicone.
  • n is an integer of 1 to 5
  • m is an integer of 1 to 20.
  • n is preferably 1 to 2 and m is preferably 3 to 7 in order to achieve both heat resistance and elongation improvement.
  • Oxetane compounds 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, Examples include 3-ethyl-3-(2-ethylhexylmethyl)oxetane and 1,4-benzenedicarboxylic acid-bis[(3-ethyl-3-oxetanyl)methyl]ester.
  • the Aronoxetane series (for example, OXT-121, OXT-221) manufactured by Toagosei Co., Ltd. can be suitably used, and these may be used alone or in combination of two or more. good.
  • a benzoxazine compound (compound having benzoxazolyl group)- A benzoxazine compound is preferable because it does not generate outgassing during curing due to a crosslinking reaction derived from a ring-opening addition reaction, and furthermore, it reduces thermal shrinkage and suppresses the occurrence of warpage.
  • benzoxazine compounds include P-d type benzoxazine, F-a type benzoxazine (trade name, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), benzoxazine adduct of polyhydroxystyrene resin, and phenol novolak type dihydrobenzo. Examples include oxazine compounds. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of other crosslinking agents is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles, and 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, It is more preferably .5 to 15% by weight, particularly preferably 1.0 to 10% by weight. Only one type of other crosslinking agent may be contained, or two or more types thereof may be contained. When two or more types of other crosslinking agents are contained, it is preferable that the total amount is within the above range.
  • the composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator may be a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator, but it is particularly preferable to include a photopolymerization initiator.
  • the photopolymerization initiator is preferably a radical photopolymerization initiator.
  • the radical photopolymerization initiator is not particularly limited and can be appropriately selected from known radical photopolymerization initiators. For example, a photoradical polymerization initiator that is sensitive to light in the ultraviolet to visible range is preferred. Alternatively, it may be an activator that acts with a photoexcited sensitizer to generate active radicals.
  • the photoradical polymerization initiator contains at least one compound having a molar absorption coefficient of at least about 50 L ⁇ mol ⁇ 1 ⁇ cm ⁇ 1 within the wavelength range of about 240 to 800 nm (preferably 330 to 500 nm). It is preferable.
  • the molar extinction coefficient of a compound can be measured using a known method. For example, it is preferable to measure at a concentration of 0.01 g/L using an ethyl acetate solvent with an ultraviolet-visible spectrophotometer (Cary-5 spectrophotometer manufactured by Varian).
  • any known compound can be used.
  • halogenated hydrocarbon derivatives e.g., compounds having a triazine skeleton, compounds having an oxadiazole skeleton, compounds having a trihalomethyl group, etc.
  • acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide, hexaarylbiimidazole, oxime derivatives, etc.
  • ketone compound examples include compounds described in paragraph 0087 of JP-A-2015-087611, the contents of which are incorporated herein.
  • Kayacure-DETX-S manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. is also suitably used.
  • a hydroxyacetophenone compound, an aminoacetophenone compound, and an acylphosphine compound can be suitably used as the photoradical polymerization initiator. More specifically, for example, the aminoacetophenone-based initiator described in JP-A-10-291969 and the acylphosphine oxide-based initiator described in Japanese Patent No. 4225898 can be used, the content of which is herein incorporated by reference. Incorporated. Furthermore, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and the like can also be suitably used as the acylphosphine oxide. Further, as a commercially available acylphosphine oxide initiator, Omnirad TPO H and the like can be mentioned.
  • ⁇ -hydroxyketone initiators examples include Omnirad 184, Omnirad 1173, Omnirad 2959, Omnirad 127 (manufactured by IGM Resins B.V.), IRGACURE 184 (IRGACURE is a registered trademark), DA ROCUR 1173, IRGACURE 500, IRGACURE -2959 and IRGACURE 127 (manufactured by BASF) can be used.
  • ⁇ -aminoketone initiators examples include Omnirad 907, Omnirad 369, Omnirad 369E, Omnirad 379EG (manufactured by IGM Resins B.V.), IRGACURE 907, IRGACURE 369. , and IRGACURE 379 (manufactured by BASF) can be used.
  • aminoacetophenone initiator the acylphosphine oxide initiator, and the metallocene compound, for example, the compounds described in paragraphs 0161 to 0163 of International Publication No. 2021/112189 can also be suitably used. This content is incorporated herein.
  • photoradical polymerization initiator include oxime compounds.
  • an oxime compound By using an oxime compound, it becomes possible to improve exposure latitude more effectively.
  • Oxime compounds are particularly preferred because they have a wide exposure latitude (exposure margin) and also act as photocuring accelerators.
  • oxime compounds include compounds described in JP-A-2001-233842, compounds described in JP-A 2000-080068, compounds described in JP-A 2006-342166, J. C. S. Perkin II (1979, pp. 1653-1660); C. S. Compounds described in Perkin II (1979, pp. 156-162), compounds described in Journal of Photopolymer Science and Technology (1995, pp. 202-232), JP-A-2000-0 Compounds described in Publication No. 66385, Compounds described in Japanese Patent Publication No. 2004-534797, compounds described in Japanese Patent Application Publication No. 2017-019766, compounds described in Patent No. 6065596, compounds described in International Publication No. 2015/152153, International Publication No.
  • Preferred oxime compounds include, for example, compounds with the following structures, 3-(benzoyloxy(imino))butan-2-one, 3-(acetoxy(imino))butan-2-one, 3-(propionyloxy( imino))butan-2-one, 2-(acetoxy(imino))pentan-3-one, 2-(acetoxy(imino))-1-phenylpropan-1-one, 2-(benzoyloxy(imino)) -1-phenylpropan-1-one, 3-((4-toluenesulfonyloxy)imino)butan-2-one, and 2-(ethoxycarbonyloxy(imino))-1-phenylpropan-1-one, 5 -(4-isopropylphenylthio)-1,2-indanedione, 2-(O-acetyl)oxime and the like.
  • oxime compounds include IRGACURE OXE 01, IRGACURE OXE 02, IRGACURE OXE 03, IRGACURE OXE 04 (manufactured by BASF), Omnirad 1312 (manufactured by IGM Resins B.V.), and Adeka Optomer N-19.
  • ADEKA Arcles examples include NCI-730, NCI-831, ADEKA Arkles NCI-930 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.), DFI-091 (manufactured by Daito Chemix Co., Ltd.), and SpeedCure PDO (manufactured by SARTOMER ARKEMA).
  • oxime compounds having the following structures can also be used.
  • Examples of the photoradical polymerization initiator include oxime compounds having a fluorene ring described in paragraphs 0169 to 0171 of International Publication No. 2021/112189, and oximes having a skeleton in which at least one benzene ring of a carbazole ring is a naphthalene ring.
  • Compounds, oxime compounds having a fluorine atom can also be used.
  • oxime compounds having a nitro group, oxime compounds having a benzofuran skeleton, and oxime compounds having a substituent having a hydroxy group bonded to a carbazole skeleton described in paragraphs 0208 to 0210 of International Publication No. 2021/020359 can also be used. . Their contents are incorporated herein.
  • oxime compound OX an oxime compound having an aromatic ring group Ar OX1 (hereinafter also referred to as oxime compound OX) in which an electron-withdrawing group is introduced into the aromatic ring.
  • Examples of the electron-withdrawing group possessed by the aromatic ring group Ar OX1 include an acyl group, a nitro group, a trifluoromethyl group, an alkylsulfinyl group, an arylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, and a cyano group,
  • An acyl group and a nitro group are preferred, an acyl group is more preferred because a film with excellent light resistance can be easily formed, and a benzoyl group is even more preferred.
  • the benzoyl group may have a substituent.
  • substituents include halogen atoms, cyano groups, nitro groups, hydroxy groups, alkyl groups, alkoxy groups, aryl groups, aryloxy groups, heterocyclic groups, heterocyclic oxy groups, alkenyl groups, alkylsulfanyl groups, arylsulfanyl groups, It is preferably an acyl group or an amino group, and more preferably an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, a heterocyclicoxy group, an alkylsulfanyl group, an arylsulfanyl group, or an amino group. More preferably, it is a sulfanyl group or an amino group.
  • the oxime compound OX is preferably at least one selected from a compound represented by formula (OX1) and a compound represented by formula (OX2), and more preferably a compound represented by formula (OX2). preferable.
  • R X3 to R X14 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. However, at least one of R X10 to R X14 is an electron-withdrawing group.
  • R X12 is preferably an electron-withdrawing group
  • R X10 , R X11 , R X13 , and R X14 are preferably hydrogen atoms.
  • oxime compound OX examples include compounds described in paragraph numbers 0083 to 0105 of Japanese Patent No. 4,600,600, the contents of which are incorporated herein.
  • Particularly preferable oxime compounds include oxime compounds having a specific substituent group as shown in JP-A No. 2007-269779, and oxime compounds having a thioaryl group as shown in JP-A No. 2009-191061. Incorporated herein.
  • photoradical polymerization initiators include trihalomethyltriazine compounds, benzyl dimethyl ketal compounds, ⁇ -hydroxyketone compounds, ⁇ -aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime compounds, and triaryl compounds. selected from the group consisting of imidazole dimers, onium salt compounds, benzothiazole compounds, benzophenone compounds, acetophenone compounds and derivatives thereof, cyclopentadiene-benzene-iron complexes and salts thereof, halomethyloxadiazole compounds, and 3-aryl substituted coumarin compounds.
  • Compounds such as
  • the photoradical polymerization initiator is a trihalomethyltriazine compound, an ⁇ -aminoketone compound, an acylphosphine compound, a phosphine oxide compound, a metallocene compound, an oxime compound, a triarylimidazole dimer, an onium salt compound, a benzophenone compound, an acetophenone compound, At least one compound selected from the group consisting of trihalomethyltriazine compounds, ⁇ -aminoketone compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, and benzophenone compounds is more preferred, and metallocene compounds or oxime compounds are even more preferred.
  • a difunctional, trifunctional or more functional photoradical polymerization initiator may be used as the photoradical polymerization initiator.
  • a radical photopolymerization initiator two or more radicals are generated from one molecule of the radical photopolymerization initiator, so that good sensitivity can be obtained.
  • the crystallinity decreases and the solubility in solvents and the like improves, making it difficult to precipitate over time, thereby improving the stability of the composition over time.
  • Specific examples of bifunctional or trifunctional or more functional photoradical polymerization initiators include those listed in Japanese Patent Publication No. 2010-527339, Japanese Patent Publication No. 2011-524436, International Publication No.
  • the composition contains a photopolymerization initiator
  • its content is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles. It is more preferably 0.5 to 15% by weight, and even more preferably 1.0 to 10% by weight.
  • the photopolymerization initiator may contain only one type, or may contain two or more types. When containing two or more types of photopolymerization initiators, it is preferable that the total amount is within the above range. Note that since the photopolymerization initiator may also function as a thermal polymerization initiator, crosslinking by the photopolymerization initiator may be further promoted by heating with an oven, a hot plate, or the like.
  • the composition may also include a sensitizer.
  • a sensitizer absorbs specific actinic radiation and becomes electronically excited.
  • the sensitizer in an electronically excited state comes into contact with a thermal radical polymerization initiator, a photoradical polymerization initiator, etc., and effects such as electron transfer, energy transfer, and heat generation occur.
  • the thermal radical polymerization initiator and the photo radical polymerization initiator undergo a chemical change and are decomposed to generate radicals, acids, or bases.
  • Usable sensitizers include benzophenone series, Michler's ketone series, coumarin series, pyrazole azo series, anilinoazo series, triphenylmethane series, anthraquinone series, anthracene series, anthrapyridone series, benzylidene series, oxonol series, and pyrazolotriazole azo series.
  • pyridone azo type cyanine type, phenothiazine type, pyrrolopyrazole azomethine type, xanthene type, phthalocyanine type, benzopyran type, indigo type, and other compounds can be used.
  • 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-dimethylaminocinnamyl Denindanone, p-dimethylaminobenzylideneindanone, 2-(p-dimethylaminophenylbiphenylene)-benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)iso Naphthothiazole, 1,3-
  • the content of the sensitizer is preferably 0.01 to 20% by mass, and 0.1 to 15% by mass, based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles. More preferably, 0.5 to 10% by mass is even more preferred.
  • the sensitizers may be used alone or in combination of two or more.
  • the composition of the invention may also contain a chain transfer agent.
  • Chain transfer agents are defined, for example, in the Polymer Dictionary, 3rd edition (edited by the Society of Polymer Science and Technology, 2005), pages 683-684.
  • Examples of chain transfer agents include compounds having -S-S-, -SO 2 -S-, -N-O-, SH, PH, SiH, and GeH in the molecule, and RAFT (Reversible Addition Fragmentation chain Transfer).
  • Dithiobenzoate, trithiocarbonate, dithiocarbamate, xanthate compounds and the like having a thiocarbonylthio group used in polymerization are used. These can generate radicals by donating hydrogen to low-activity radicals, or can generate radicals by being oxidized and then deprotonated.
  • thiol compounds can be preferably used.
  • the content of the chain transfer agent is preferably 0.01 to 20 parts by mass, and 0.1 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total solid content of the composition excluding inorganic particles. Parts by mass are more preferred, and 0.5 to 5 parts by mass are even more preferred.
  • the number of chain transfer agents may be one, or two or more. When there are two or more types of chain transfer agents, it is preferable that the total is within the above range.
  • the composition of the present invention may also include a base generator.
  • the base generator is a compound that can generate a base by physical or chemical action.
  • Preferred base generators include thermal base generators and photobase generators.
  • the composition contains a base generator.
  • the cyclization reaction of the precursor can be promoted by heating, for example, and the cured product has good mechanical properties and chemical resistance, and can be used, for example, for rewiring included in semiconductor packages. The performance as an interlayer insulating film is improved.
  • the base generator may be an ionic base generator or a nonionic base generator.
  • Examples of the base generated from the base generator include secondary amines and tertiary amines.
  • the base generator is not particularly limited, and any known base generator can be used.
  • Known base generators include, for example, carbamoyloxime compounds, carbamoylhydroxylamine compounds, carbamic acid compounds, formamide compounds, acetamide compounds, carbamate compounds, benzyl carbamate compounds, nitrobenzyl carbamate compounds, sulfonamide compounds, imidazole derivative compounds, and amine imides.
  • nonionic base generators include compounds represented by formula (B1) or formula (B2) described in paragraphs 0275 to 0285 of WO 2021/112189, and WO 2020/066416.
  • the compound represented by formula (N1) described in paragraphs 0102 to 00162 or the base generator is preferably a thermal base generator described in paragraphs 0013 to 0041 of WO 2020/054226. Their contents are incorporated herein.
  • Specific preferred compounds of the ionic base generator include, for example, the compounds described in paragraph numbers 0148 to 0163 of International Publication No. 2018/038002.
  • ammonium salts include, but are not limited to, the following compounds.
  • iminium salts include, but are not limited to, the following compounds.
  • the content of the base generator is preferably 0.1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin in the composition.
  • the lower limit is more preferably 0.3 parts by mass or more, and even more preferably 0.5 parts by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 30 parts by mass or less, even more preferably 20 parts by mass or less, even more preferably 10 parts by mass or less, even more preferably 5 parts by mass or less, and particularly preferably 4 parts by mass or less.
  • One type or two or more types of base generators can be used. When two or more types are used, the total amount is preferably within the above range.
  • the composition of the present invention contains a solvent.
  • Any known solvent can be used as the solvent.
  • the solvent is preferably an organic solvent.
  • the organic solvent include compounds such as esters, ethers, ketones, cyclic hydrocarbons, sulfoxides, amides, ureas, and alcohols.
  • esters include ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, hexyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, ⁇ -butyrolactone.
  • alkyloxyacetate e.g., methyl alkyloxyacetate, ethyl alkyloxyacetate, butyl alkyloxyacetate (e.g., methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, 3-alkyloxypropionate alkyl esters (e.g., methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc.), 3-alkyloxypropionate alkyl esters (e.g., methyl 3-methoxypropionate, 3-methoxypropionate), ethyl, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.), 2-alkyloxypropionate alkyl esters (e.g., methyl 2-alkyloxypropionate, ethyl), 2-alkyloxypropionate alkyl esters (e.g
  • ethers include ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol Suitable examples include monobutyl ether acetate
  • Suitable ketones include, for example, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 3-methylcyclohexanone, levoglucosenone, dihydrolevoglucosenone, and the like.
  • Suitable examples of cyclic hydrocarbons include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and anisole, and cyclic terpenes such as limonene.
  • Suitable examples of sulfoxides include dimethyl sulfoxide.
  • Amides include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylisobutyramide, Preferred examples include 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropionamide, N-formylmorpholine, and N-acetylmorpholine.
  • Suitable ureas include N,N,N',N'-tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like.
  • Alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol, 2-ethoxyethanol, Diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol, tetraethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, Examples include ethylene glycol monophenyl ether, methylphenyl carbinol, n-amyl alcohol, methyl amyl alcohol, and diacetone alcohol.
  • the content of the solvent is preferably such that the total solids concentration of the composition of the present invention is 5 to 80% by mass, more preferably 5 to 75% by mass.
  • the amount is preferably 10 to 70% by weight, more preferably 20 to 70% by weight.
  • the solvent content may be adjusted depending on the desired thickness of the coating and the application method. When two or more types of solvents are contained, it is preferable that the total amount is within the above range.
  • the composition of the present invention preferably contains a metal adhesion improver from the viewpoint of improving adhesion to metal materials used for electrodes, wiring, etc.
  • metal adhesion improvers include silane coupling agents having alkoxysilyl groups, aluminum adhesion aids, titanium adhesion aids, compounds having a sulfonamide structure and thiourea structure, phosphoric acid derivative compounds, and ⁇ -keto esters. compounds, amino compounds, etc.
  • silane coupling agent examples include the compounds described in paragraph 0316 of International Publication No. 2021/112189 and the compounds described in paragraphs 0067 to 0078 of JP 2018-173573, the contents of which are not included herein. Incorporated. 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 compounds as the silane coupling agent. In the following formula, Me represents a methyl group and Et represents an ethyl group. Further, the following R includes a structure derived from a blocking agent in a blocked isocyanate group.
  • the blocking agent may be selected depending on the desorption temperature, and includes alcohol compounds, phenol compounds, pyrazole compounds, triazole compounds, lactam compounds, active methylene compounds, and the like. For example, from the viewpoint of desiring a desorption temperature of 160 to 180°C, caprolactam and the like are preferred. Commercially available products of such compounds include X-12-1293 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
  • silane coupling agents examples include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane.
  • an oligomer type compound having a plurality of alkoxysilyl groups can also be used as the silane coupling agent.
  • examples of such oligomer type compounds include compounds containing a repeating unit represented by the following formula (S-1).
  • R S1 represents a monovalent organic group
  • R S2 represents a hydrogen atom, a hydroxy group, or an alkoxy group
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • R S1 preferably has a structure containing a polymerizable group.
  • Examples of the polymerizable group include a group having an ethylenically unsaturated bond, an epoxy group, an oxetanyl group, a benzoxazolyl group, a blocked isocyanate group, and an amino group.
  • 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 vinyl phenyl group, etc.), and a (meth)acrylamide group.
  • R S2 is preferably an alkoxy group, more preferably a methoxy group or an ethoxy group.
  • n represents an integer from 0 to 2, preferably 1.
  • n is 1 or 2 in at least one of the plurality of repeating units represented by formula (S-1) contained in the oligomer type compound, and n is 1 or 2 in at least two. More preferably, n is 2, and even more preferably n is 1 in at least two cases.
  • Commercially available products can be used as such oligomer type compounds, and examples of commercially available products include KR-513 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
  • Aluminum-based adhesion aid examples include aluminum tris (ethyl acetoacetate), aluminum tris (acetylacetonate), ethylacetoacetate aluminum diisopropylate, and the like.
  • the content of the metal adhesion improver is preferably 0.01 to 30 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, and even more preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin.
  • the content of the metal adhesion improver is preferably 0.01 to 30 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, and even more preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin.
  • the composition of the present invention further contains a migration inhibitor.
  • a migration inhibitor for example, when a film is formed by applying the composition to a metal layer (or metal wiring), metal ions derived from the metal layer (or metal wiring) can be prevented from migrating into the film. can be effectively suppressed.
  • Migration inhibitors are not particularly limited, but include heterocycles (pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazole ring, isoxazole ring, isothiazole ring, tetrazole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, piperidine ring, piperazine ring, morpholine ring, 2H-pyran ring, 6H-pyran ring, triazine ring), compounds having thioureas and sulfanyl groups, hindered phenol compounds , salicylic acid derivative compounds, and hydrazide derivative compounds.
  • heterocycles pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazole ring
  • triazole compounds such as 1,2,4-triazole, benzotriazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 1H-tetrazole, 5- Tetrazole compounds such as phenyltetrazole and 5-amino-1H-tetrazole can be preferably used.
  • an ion trapping agent that traps anions such as halogen ions can also be used.
  • the migration inhibitor includes a compound represented by any one of the following formulas (B1-1) to (B1-3).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • R 2 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • R 3 represents a monovalent organic group.
  • R 4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • R 5 represents a monovalent organic group.
  • R 6 represents a monovalent organic group
  • R 7 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • R 8 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • R 1 is preferably a hydrogen atom.
  • R 1 is not particularly limited, and examples include an alkyl group and an aryl group.
  • R 2 is preferably a hydrogen atom.
  • R 2 is not particularly limited, and examples include an alkyl group and an aryl group.
  • R N is as described above.
  • the above-mentioned hydrocarbon group may be any group represented by an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic group, or a combination thereof; More preferred are groups represented by a combination of a hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group may be either a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group, and must be a saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an unsaturated hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. is preferable, a saturated hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms or an unsaturated hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms is more preferable, a saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsaturated hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms.
  • the aromatic hydrocarbon group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, and more preferably a group having a benzene ring structure.
  • the above-mentioned heterocyclic group is preferably a 5-membered or 6-membered heterocyclic group, or a heterocyclic group represented by a condensation thereof.
  • the heteroatom a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom is preferred.
  • the above-mentioned heterocyclic group may be an aromatic heterocyclic group or an aliphatic heterocyclic group.
  • R 3 is preferably an alkylcarbonyl group or an alkenylarylcarbonyl group, and more preferably an alkylcarbonyl group having 4 to 20 carbon atoms or a vinylphenylcarbonyl group. Further, R 3 may have a substituent such as a hydroxy group.
  • R 4 is preferably a hydrogen atom.
  • R 1 is not particularly limited, and examples include an alkyl group and an aryl group.
  • preferred embodiments of R 5 are the same as those of R 3 in formula (B1-1).
  • R 7 is preferably a hydrogen atom.
  • R 7 is not particularly limited, and examples include an alkyl group and an aryl group.
  • R 8 is preferably a hydrogen atom.
  • R 8 is not particularly limited, and examples include an alkyl group and an aryl group.
  • preferred embodiments of R 6 are the same as those of R 3 in formula (B1-1).
  • Other migration inhibitors include, for example, the rust inhibitors described in paragraph 0094 of JP-A No. 2013-015701, and the rust inhibitors described in paragraphs 0073 to 0076 of JP-A-2009-283711.
  • migration inhibitors include the following compounds.
  • the content of the migration inhibitor is preferably 0.01 to 5.0% by mass based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles. , more preferably 0.05 to 2.0% by mass, and still more preferably 0.1 to 1.0% by mass.
  • Only one type of migration inhibitor may be used, or two or more types may be used. When there are two or more types of migration inhibitors, it is preferable that the total is within the above range.
  • the composition of the present invention preferably contains a polymerization inhibitor.
  • the polymerization inhibitor include phenolic compounds, quinone compounds, amino compounds, N-oxyl free radical compounds, nitro compounds, nitroso compounds, heteroaromatic compounds, and metal compounds.
  • Specific compounds of the polymerization inhibitor include the compound described in paragraph 0310 of International Publication No. 2021/112189, p-hydroquinone, o-hydroquinone, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1- Examples include oxyl free radical and phenoxazine. This content is incorporated herein.
  • the content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 20% by mass, based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles.
  • the amount is more preferably 0.02 to 15% by weight, and even more preferably 0.05 to 10% by weight.
  • Only one type of polymerization inhibitor may be used, or two or more types may be used. When there are two or more types of polymerization inhibitors, it is preferable that the total is within the above range.
  • the composition of the present invention may optionally contain various additives, such as surfactants, higher fatty acid derivatives, thermal polymerization initiators, ultraviolet absorbers, organic titanium compounds, etc., as long as the effects of the present invention can be obtained. It may also contain antioxidants, anti-aggregation agents, phenolic compounds, other polymer compounds, plasticizers, and other auxiliary agents (for example, antifoaming agents, flame retardants, etc.). By appropriately containing these components, properties such as film physical properties can be adjusted. These components are described, for example, in paragraphs 0183 and after of JP-A-2012-003225 (corresponding paragraph 0237 of U.S. Patent Application Publication No.
  • surfactant various surfactants such as fluorine surfactants, silicone surfactants, and hydrocarbon surfactants can be used.
  • the surfactant may be a nonionic surfactant, a cationic surfactant, or an anionic surfactant.
  • the liquid properties (especially fluidity) when preparing a coating liquid composition are further improved, and the uniformity of coating thickness and liquid saving properties are further improved. It can be improved. That is, when forming a film using a coating solution containing a surfactant, the interfacial tension between the surface to be coated and the coating solution is reduced, improving the wettability of the surface to be coated, and making it easier to coat the surface. Improves sex. Therefore, a uniform film with small thickness unevenness can be more suitably formed.
  • fluorine-based surfactant examples include compounds described in paragraph 0328 of International Publication No. 2021/112189, the content of which is incorporated herein.
  • a repeating unit derived from a (meth)acrylate compound having a fluorine atom and a (meth) having 2 or more (preferably 5 or more) alkyleneoxy groups (preferably ethyleneoxy group, propyleneoxy group) are used.
  • a fluorine-containing polymer compound containing a repeating unit derived from an acrylate compound can also be preferably used, and examples thereof include the following compounds.
  • the weight average molecular weight of the above compound is preferably 3,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 30,000.
  • a fluorine-containing polymer having an ethylenically unsaturated group in its side chain can also be used as the fluorine-containing surfactant.
  • Specific examples include compounds described in paragraphs 0050 to 0090 and paragraphs 0289 to 0295 of JP-A No. 2010-164965, the contents of which are incorporated herein.
  • Commercially available products include, for example, Megafac RS-101, RS-102, and RS-718K manufactured by DIC Corporation.
  • the fluorine content in the fluorine surfactant is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 7 to 25% by mass.
  • a fluorine-based surfactant having a fluorine content within this range is effective in terms of uniformity of coating film thickness and liquid saving, and has good solubility in the composition.
  • Silicone surfactants, hydrocarbon surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, and anionic surfactants are each described in paragraphs 0329 to 0334 of International Publication No. 2021/112189. compounds, the contents of which are incorporated herein.
  • the content of the surfactant is preferably 0.001 to 2.0% by mass, more preferably 0.005 to 1.0% by mass, based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles.
  • the composition of the present invention is prepared by adding a higher fatty acid derivative such as behenic acid or behenic acid amide to the surface of the composition of the present invention during the drying process after application. It may be unevenly distributed.
  • the content of the higher fatty acid derivative is preferably 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles.
  • the content of the higher fatty acid derivative is preferably 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles.
  • thermal polymerization initiator examples include thermal radical polymerization initiators.
  • a thermal radical polymerization initiator is a compound that generates radicals using thermal energy and initiates or accelerates the polymerization reaction of a compound having polymerizability. By adding a thermal radical polymerization initiator, the polymerization reaction between the resin and the polymerizable compound can be advanced, so that the solvent resistance can be further improved. Further, a photopolymerization initiator may also have a function of initiating polymerization by heat, and may be added as a thermal polymerization initiator.
  • thermal radical polymerization initiator examples include compounds described in paragraphs 0074 to 0118 of JP-A No. 2008-063554, the contents of which are incorporated herein.
  • thermal polymerization initiator When a thermal polymerization initiator is included, its content is preferably 0.1 to 30% by mass, and preferably 0.1 to 20% by mass, based on the total solid content of the composition excluding inorganic particles. The amount is more preferably 0.5 to 15% by mass.
  • the thermal polymerization initiator may contain only one type, or may contain two or more types. When containing two or more types of thermal polymerization initiators, it is preferable that the total amount is within the above range.
  • UV absorber examples include salicylate-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, substituted acrylonitrile-based, and triazine-based ultraviolet absorbers.
  • Specific examples of ultraviolet absorbers include compounds described in paragraphs 0341 to 0342 of International Publication No. 2021/112189, the contents of which are incorporated herein.
  • One type of ultraviolet absorber may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the ultraviolet absorber is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less based on the total solid mass of the composition excluding inorganic particles, More preferably, it is 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less.
  • composition contains an organic titanium compound, a resin layer with excellent chemical resistance can be formed even when cured at a low temperature.
  • organic titanium compounds examples include those in which an organic group is bonded to a titanium atom via a covalent bond or an ionic bond. Specific examples of organic titanium compounds are shown in I) to VII) below:
  • I) Titanium chelate compound A titanium chelate compound having two or more alkoxy groups is more preferable because the composition has good storage stability and a good curing pattern can be obtained. Specific examples include titanium bis(triethanolamine) diisopropoxide, titanium di(n-butoxide) bis(2,4-pentanedionate), titanium diisopropoxide bis(2,4-pentanedionate).
  • Tetraalkoxytitanium compounds for example, titanium tetra(n-butoxide), titanium tetraethoxide, titanium tetra(2-ethylhexoxide), titanium tetraisobutoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetramethoxide , titanium tetramethoxypropoxide, titanium tetramethyl phenoxide, titanium tetra(n-nonyloxide), titanium tetra(n-propoxide), titanium tetrastearyloxide, titanium tetrakis[bis ⁇ 2,2-(allyloxymethyl)] butoxide ⁇ ], etc.
  • Titanocene compounds for example, pentamethylcyclopentadienyl titanium trimethoxide, bis( ⁇ 5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluorophenyl)titanium, bis( ⁇ 5-2, 4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl)titanium and the like.
  • Monoalkoxytitanium compounds For example, titanium tris(dioctyl phosphate) isopropoxide, titanium tris(dodecylbenzenesulfonate) isopropoxide, and the like.
  • Titanium oxide compound For example, titanium oxide bis(pentanedionate), titanium oxide bis(tetramethylheptanedionate), phthalocyanine titanium oxide, etc.
  • the organic titanium compound is at least one compound selected from the group consisting of the above I) titanium chelate compounds, II) tetraalkoxytitanium compounds, and III) titanocene compounds. It is preferable that there be.
  • titanium diisopropoxide bis(ethylacetoacetate), titanium tetra(n-butoxide), and bis( ⁇ 5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H -pyrrol-1-yl)phenyl)titanium is preferred.
  • an organic titanium compound When an organic titanium compound is included, its content is preferably 0.05 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin. When the content is 0.05 parts by mass or more, the resulting cured pattern has better heat resistance and chemical resistance, and when the content is 10 parts by mass or less, the storage stability of the composition is better.
  • antioxidants include phenol compounds, phosphite compounds, thioether compounds, and the like. Specific examples of antioxidants include compounds described in paragraphs 0348 to 0357 of International Publication No. 2021/112189, the contents of which are incorporated herein.
  • the content of the antioxidant is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the specific resin.
  • the addition amount is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the specific resin.
  • anti-aggregation agents examples include sodium polyacrylate.
  • the anti-aggregation agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the anti-agglomerating agent is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less based on the total solid mass of the composition excluding inorganic particles, More preferably, it is 0.02% by mass or more and 5% by mass or less.
  • One type of phenol compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the phenolic compound is preferably 0.01% by mass or more and 30% by mass or less based on the total solid mass of the composition excluding inorganic particles, More preferably, it is 0.02% by mass or more and 20% by mass or less.
  • polymeric compounds include siloxane resins, (meth)acrylic polymers copolymerized with (meth)acrylic acid, novolac resins, resol resins, polyhydroxystyrene resins, and copolymers thereof.
  • Other polymer compounds may be modified products into which crosslinking groups such as methylol groups, alkoxymethyl groups, and epoxy groups are introduced.
  • One type of other polymer compounds may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the other polymer compounds is 0.01% by mass or more and 30% by mass or less based on the total solid mass of the composition excluding inorganic particles.
  • the content is preferably 0.02% by mass or more and 20% by mass or less.
  • the viscosity of the composition of the present invention can be adjusted by adjusting the solid content concentration of the composition.
  • it is preferably 1,000 mm 2 /s to 12,000 mm 2 /s, more preferably 2,000 mm 2 /s to 10,000 mm 2 /s, and 2,500 mm 2 /s to 8,000 mm. 2 /s is more preferable.
  • it becomes easy to obtain a coating film with high uniformity. If it is 1,000 mm 2 /s or more, it is easy to coat the film with the thickness required for, for example, an insulating film for rewiring, and if it is 12,000 mm 2 /s or less, the coating surface quality is excellent. A coating film is obtained.
  • the water content of the composition of the present invention is preferably less than 2.0% by mass, more preferably less than 1.5% by mass, and even more preferably less than 1.0% by mass. If it is less than 2.0%, the storage stability of the composition will improve.
  • Methods for maintaining the moisture content include adjusting the humidity during storage conditions and reducing the porosity of the storage container during storage.
  • the metal content of the composition of the present invention is preferably less than 5 parts per million, more preferably less than 1 ppm, and even more preferably less than 0.5 ppm.
  • metals include sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, copper, chromium, and nickel, but metals included as complexes of organic compounds and metals are excluded. When a plurality of metals are included, the total of these metals is preferably within the above range.
  • a method for forming the composition of the present invention is to select a raw material with a low metal content as a raw material constituting the composition of the present invention. Methods include filtering the raw material to be used, lining the inside of the apparatus with polytetrafluoroethylene, etc., and performing distillation under conditions where contamination is suppressed as much as possible.
  • the composition of the present invention has a halogen atom content of preferably less than 500 mass ppm, more preferably less than 300 mass ppm, and less than 200 mass ppm from the viewpoint of wiring corrosion. More preferred. Among these, those present in the form of halogen ions are preferably less than 5 ppm by mass, more preferably less than 1 ppm by mass, and even more preferably less than 0.5 ppm by mass.
  • the halogen atom include a chlorine atom and a bromine atom. It is preferable that the total of chlorine atoms and bromine atoms, or the total of chlorine ions and bromine ions, is each within the above range.
  • Preferred methods for adjusting the content of halogen atoms include ion exchange treatment.
  • the storage container may be a multilayer bottle whose inner wall is composed of 6 types of 6 layers of resin, or a 7-layer structure made of 6 types of resin. It is also preferable to use a bottle made of Examples of such a container include the container described in JP-A No. 2015-123351.
  • a cured product of the composition By curing the composition of the present invention, a cured product of the composition can be obtained.
  • the cured product according to the present invention is a cured product obtained by curing a composition.
  • the composition is preferably cured by heating, and the heating temperature is more preferably 120°C to 400°C, even more preferably 140°C to 380°C, and particularly preferably 170°C to 350°C.
  • the form of the cured product of the composition is not particularly limited, and can be selected depending on the purpose, such as film, rod, sphere, or pellet form. In the present invention, the cured product is preferably in the form of a film.
  • the shape of the cured product is selected according to the application, such as forming a protective film on the wall surface, forming via holes for conduction, adjusting impedance, capacitance or internal stress, and imparting heat dissipation function. You can also do that.
  • the thickness of the cured product (film made of the cured product) is preferably 0.5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the shrinkage rate when the composition of the present invention is cured is preferably 50% or less, more preferably 45% or less, and even more preferably 40% or less.
  • the imidization reaction rate of the cured product of the composition of the present invention is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 90% or more. If it is 70% or more, the cured product may have excellent mechanical properties.
  • the elongation at break of the cured product of the composition of the present invention is preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 50% or more.
  • the glass transition temperature (Tg) of the cured product of the composition of the present invention is preferably 180°C or higher, more preferably 210°C or higher, and even more preferably 230°C or higher.
  • the composition of the present invention can be prepared by mixing the above components.
  • the mixing method is not particularly limited and can be performed by a conventionally known method. Examples of the mixing method include mixing using a stirring blade, mixing using a ball mill, mixing using a rotating tank, and mixing using a paint shaker. Alternatively, they may be mixed using a submerged dispersion machine, which will be described later.
  • examples of methods for preparing the composition of the present invention include, but are not limited to, the following (1) to (4). (1) Prepared by simultaneously mixing the specific compound, inorganic particles, and other components contained in the composition.
  • the filter pore diameter is, for example, preferably 40 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less.
  • the material of the filter is preferably polytetrafluoroethylene, polyethylene or nylon. When the material of the filter is polyethylene, it is more preferably HDPE (high density polyethylene).
  • the filter may be washed in advance with an organic solvent. In the filter filtration step, a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel. When using multiple types of filters, filters with different pore sizes or materials may be used in combination.
  • connection mode examples include a mode in which an HDPE filter with a pore diameter of 1 ⁇ m is connected in series as the first stage and an HDPE filter with a pore diameter of 0.2 ⁇ m as the second stage. Additionally, various materials may be filtered multiple times. When filtration is performed multiple times, circulation filtration may be used. Alternatively, filtration may be performed under pressure.
  • the pressure to be applied is preferably, for example, 0.01 MPa or more and 1.0 MPa or less, more preferably 0.03 MPa or more and 0.9 MPa or less, still more preferably 0.05 MPa or more and 0.7 MPa or less, and 0.01 MPa or more and 0.9 MPa or less, still more preferably 0.05 MPa or more and 0.7 MPa or less, and 0.01 MPa or more and 0.9 MPa or less, for example. Even more preferably 0.05 MPa or more and 0.5 MPa or less.
  • impurity removal treatment using an adsorbent may be performed. Filter filtration and impurity removal treatment using an adsorbent may be combined.
  • a known adsorbent can be used. Examples include inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon. After filtration using a filter, the composition filled in the bottle may be placed under reduced pressure and degassed.
  • the method for producing a cured product according to the present invention preferably includes a film forming step of applying the composition onto a base material to form a film.
  • the method for producing a cured product includes the above film forming step, an exposure step of selectively exposing the film formed in the film forming step, and developing the film exposed in the exposure step using a developer to form a pattern. It may also include a developing step.
  • the method for producing a cured product includes the exposure step and the development step, it includes at least one of a heating step of heating the pattern obtained in the development step and a post-development exposure step of exposing the pattern obtained in the development step. It is preferable.
  • the method for producing a cured product includes the film forming step and the step of heating the film. The details of each step will be explained below.
  • the composition of the present invention can be used in a film forming step in which a film is formed by applying it onto a substrate.
  • the method for producing a cured product according to the present invention preferably includes a film forming step of applying the composition onto a base material to form a film.
  • the type of base material can be appropriately determined depending on the purpose and is not particularly limited.
  • the base material include semiconductor manufacturing base materials such as silicon, silicon nitride, polysilicon, silicon oxide, and amorphous silicon, quartz, glass, optical films, ceramic materials, vapor deposited films, magnetic films, reflective films, Ni, Cu,
  • a metal base material such as Cr or Fe (for example, a base material formed from a metal, or a base material on which a metal layer is formed by, for example, plating or vapor deposition), paper, SOG (Spin On Examples include glass), TFT (thin film transistor) array substrates, mold substrates, and electrode plates for plasma display panels (PDP).
  • the base material is particularly preferably a semiconductor production base material, and more preferably a silicon base material, a Cu base material, and a mold base material. These base materials may be provided with a layer such as an adhesive layer or an oxidized layer made of hexamethyldisilazane (HMDS) or the like on the surface.
  • the shape of the base material is not particularly limited, and may be circular or rectangular. As for the size of the base material, if it is circular, the diameter is preferably 100 to 450 mm, more preferably 200 to 450 mm. If it is rectangular, the length of the short side is preferably 100 to 1000 mm, more preferably 200 to 700 mm.
  • a plate-shaped, preferably panel-shaped base material (substrate) is used as the base material.
  • the resin layer or metal layer serves as the base material.
  • Coating is preferred as a means of applying the composition onto the substrate.
  • the methods to be applied include dip coating method, air knife coating method, curtain coating method, wire bar coating method, gravure coating method, extrusion coating method, spray coating method, spin coating method, slit coating method, Examples include inkjet method. From the viewpoint of uniformity of film thickness, spin coating method, slit coating method, spray coating method, or inkjet method is preferable, and from the viewpoint of uniformity of film thickness and productivity, spin coating method and slit coating method are preferable. A coating method is more preferred. A film with a desired thickness can be obtained by adjusting the solid content concentration of the composition and coating conditions depending on the application method.
  • the coating method can be appropriately selected depending on the shape of the substrate, and for circular substrates such as wafers, spin coating, spray coating, inkjet methods, etc. are preferable, and for rectangular substrates, slit coating, spray coating, etc. method, inkjet method, etc. are preferred.
  • spin coating it can be applied, for example, at a rotation speed of 500 to 3,500 rpm for about 10 seconds to 3 minutes. It is also possible to apply a method in which a coating film that has been previously formed on a temporary support by the above-mentioned application method is transferred onto a base material.
  • the transfer method the production method described in paragraphs 0023, 0036 to 0051 of JP-A No.
  • 2006-023696 and paragraphs 0096 to 0108 of JP-A No. 2006-047592 can be suitably used. Further, a step of removing excess film may be performed at the end of the base material. Examples of such processes include edge bead rinsing (EBR), back rinsing, and the like.
  • EBR edge bead rinsing
  • a pre-wet process may be employed in which various solvents are applied to the base material before the composition is applied to the base material to improve the wettability of the base material, and then the composition is applied.
  • the film may be subjected to a step of drying the formed film (layer) (drying step) in order to remove the solvent.
  • the method for producing a cured product according to the present invention may include a drying step of drying the film formed in the film forming step.
  • the drying step is preferably performed after the film forming step and before the exposure step.
  • the drying temperature of the membrane in the drying step is preferably 50 to 150°C, more preferably 70 to 130°C, even more preferably 90 to 110°C.
  • drying may be performed under reduced pressure.
  • the drying time is exemplified by 30 seconds to 20 minutes, preferably 1 minute to 10 minutes, and more preferably 2 minutes to 7 minutes.
  • the film may be subjected to an exposure process that selectively exposes the film.
  • the method for producing a cured product may include an exposure step of selectively exposing the film formed in the film forming step. Selectively exposing means exposing a portion of the film. Furthermore, by selectively exposing the film, an exposed region (exposed portion) and an unexposed region (non-exposed portion) are formed in the film.
  • the exposure amount is not particularly limited as long as it can cure the composition of the present invention, but, for example, it is preferably 50 to 10,000 mJ/cm 2 and more preferably 200 to 8,000 mJ/cm 2 in terms of exposure energy at a wavelength of 365 nm. .
  • the exposure wavelength can be appropriately determined in the range of 190 to 1,000 nm, preferably 240 to 550 nm.
  • the exposure wavelength is: (1) semiconductor laser (wavelength: 830 nm, 532 nm, 488 nm, 405 nm, 375 nm, 355 nm, etc.), (2) metal halide lamp, (3) high pressure mercury lamp, G-line (wavelength) 436 nm), h line (wavelength 405 nm), i line (wavelength 365 nm), broad (three wavelengths of g, h, i line), (4) excimer laser, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm) ), F2 excimer laser (wavelength 157 nm), (5) extreme ultraviolet light; EUV (wavelength 13.6 nm), (6) electron beam, (7) YAG laser second harmonic 532 nm, third harmonic 355 nm, etc.
  • semiconductor laser wavelength: 830 nm, 532 nm, 488 nm, 405 nm, 375 nm,
  • composition of the present invention exposure using a high-pressure mercury lamp is particularly preferable, and from the viewpoint of exposure sensitivity, exposure using i-line is more preferable.
  • the method of exposure is not particularly limited, and may be any method as long as at least a portion of the film made of the composition of the present invention is exposed to light, and examples include exposure using a photomask, exposure using a laser direct imaging method, and the like.
  • the film may be subjected to a heating step after exposure (post-exposure heating step). That is, the method for producing a cured product according to the present invention may include a post-exposure heating step of heating the film exposed in the exposure step.
  • the post-exposure heating step can be performed after the exposure step and before the development step.
  • the heating temperature in the post-exposure heating step is preferably 50°C to 140°C, more preferably 60°C to 120°C.
  • the heating time in the post-exposure heating step is preferably 30 seconds to 300 minutes, more preferably 1 minute to 10 minutes.
  • the temperature increase rate in the post-exposure heating step is preferably 1 to 12°C/min, more preferably 2 to 10°C/min, and even more preferably 3 to 10°C/min, from the temperature at the start of heating to the maximum heating temperature. Further, the temperature increase rate may be changed as appropriate during heating.
  • the heating means in the post-exposure heating step is not particularly limited, and a known hot plate, oven, infrared heater, etc. can be used. It is also preferable that the heating be performed in an atmosphere with a low oxygen concentration, such as by flowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon.
  • the exposed film may be subjected to a development step of developing a pattern using a developer. That is, the method for producing a cured product according to the present invention may include a developing step of developing the film exposed in the exposure step using a developer to form a pattern. By performing development, one of the exposed and non-exposed areas of the film is removed and a pattern is formed.
  • development in which the non-exposed areas of the film are removed in the developing step is referred to as negative development
  • development in which the exposed areas of the film are removed in the development process is referred to as positive development.
  • Examples of the developer used in the development step include an alkaline aqueous solution or a developer containing an organic solvent.
  • basic compounds that the alkaline aqueous solution may contain include inorganic alkalis, primary amines, secondary amines, tertiary amines, and quaternary ammonium salts.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • potassium hydroxide sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-butylamine, triethylamine, methyldiethylamine , dimethylethanolamine, triethanolamine, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, ethyltrimethylammonium hydroxide, Butyltrimethylammonium hydroxide, methyltriamylammonium hydroxide, dibutyldipentylammonium hydroxide, dimethylbis(2-hydroxyethyl)ammoni
  • the compound described in paragraph 0387 of International Publication No. 2021/112189 can be used as the organic solvent.
  • alcohols include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, octanol, diethylene glycol, propylene glycol, methylisobutylcarbinol, triethylene glycol, etc.
  • Amides include N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, Dimethylformamide and the like are also suitable.
  • the developer contains an organic solvent
  • one type of organic solvent or a mixture of two or more types can be used.
  • a developer containing at least one member selected from the group consisting of cyclopentanone, ⁇ -butyrolactone, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, and cyclohexanone is particularly preferred.
  • a developer containing at least one selected from the group consisting of and dimethyl sulfoxide is more preferred, and a developer containing cyclopentanone is particularly preferred.
  • the content of the organic solvent relative to the total mass of the developer is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and 80% by mass or more. is more preferable, and particularly preferably 90% by mass or more. Moreover, the said content may be 100 mass %.
  • the developer may further contain other components.
  • other components include known surfactants and known antifoaming agents.
  • the method of supplying the developer is not particularly limited as long as the desired pattern can be formed, and methods include immersing the base material on which the film is formed in the developer, and supplying the developer to the film formed on the base material using a nozzle.
  • a method of supplying with a spray nozzle is more preferable.
  • the base material is spun to remove the developer from the base material, and after spin drying, the developer is continuously supplied again using the straight nozzle, the base material is spun, and the developer is applied to the base material.
  • a process of removing from above may be adopted, or this process may be repeated multiple times.
  • Methods for supplying the developer in the development process include a process in which the developer is continuously supplied to the base material, a process in which the developer is kept in a substantially stationary state on the base material, and a process in which the developer is applied to the base material using ultrasonic waves. Examples include a step of vibrating with the like, and a step of combining these.
  • the development time is preferably 10 seconds to 10 minutes, more preferably 20 seconds to 5 minutes.
  • the temperature of the developer during development is not particularly limited, but is preferably 10 to 45°C, more preferably 18 to 30°C.
  • the pattern may be further cleaned (rinsed) with a rinse solution.
  • a method such as supplying a rinsing liquid before the developer in contact with the pattern is completely dried may be adopted.
  • the developing solution is an alkaline aqueous solution
  • water can be used as the rinsing solution, for example.
  • a solvent different from the solvent contained in the developer e.g., water, an organic solvent different from the organic solvent contained in the developer
  • the rinsing solution is used as the rinsing solution. be able to.
  • Examples of the organic solvent when the rinsing liquid contains an organic solvent include the same organic solvents as those exemplified in the case where the above-mentioned developer contains an organic solvent.
  • the organic solvent contained in the rinsing liquid is preferably an organic solvent different from the organic solvent contained in the developer, and more preferably an organic solvent in which the pattern has a lower solubility than the organic solvent contained in the developer.
  • the rinsing liquid contains an organic solvent
  • the organic solvent is preferably cyclopentanone, ⁇ -butyrolactone, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, PGMEA, or PGME, more preferably cyclopentanone, ⁇ -butyrolactone, dimethyl sulfoxide, PGMEA, or PGME, and cyclohexanone or PGMEA. More preferred.
  • the organic solvent is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more, based on the total mass of the rinsing liquid. Moreover, the organic solvent may be 100% by mass with respect to the total mass of the rinsing liquid.
  • the rinse solution may further contain other components.
  • other components include known surfactants and known antifoaming agents.
  • a method of supplying the rinsing liquid using a spray nozzle is more preferable.
  • a method of supplying the rinsing liquid using a spray nozzle is more preferable.
  • the type of nozzle and examples include straight nozzles, shower nozzles, spray nozzles, and the like.
  • the rinsing step is preferably a step in which the rinsing liquid is supplied to the exposed film through a straight nozzle or continuously, and more preferably a step in which the rinsing liquid is supplied through a spray nozzle.
  • Methods for supplying the rinsing liquid in the rinsing process include a process in which the rinsing liquid is continuously supplied to the substrate, a process in which the rinsing liquid is kept in a substantially stationary state on the substrate, and a process in which the rinsing liquid is applied to the substrate using ultrasonic waves. It is possible to adopt a process of vibrating the wafer, etc., and a process of combining these.
  • the rinsing time is preferably 10 seconds to 10 minutes, more preferably 20 seconds to 5 minutes.
  • the temperature of the rinsing liquid during rinsing is not particularly limited, but is preferably 10 to 45°C, more preferably 18 to 30°C.
  • the pattern obtained by the development step (in the case of performing the rinsing step, the pattern after rinsing) may be subjected to a heating step of heating the pattern obtained by the development. That is, the method for producing a cured product according to the present invention may include a heating step of heating the pattern obtained by the developing step. Moreover, the method for producing a cured product according to the present invention may include a heating step of heating a pattern obtained by another method without performing a developing step, or a film obtained by a film forming step. In the heating step, a resin such as a polyimide precursor is cyclized to become a resin such as polyimide.
  • the heating temperature (maximum heating temperature) in the heating step is preferably 50 to 450°C, more preferably 150 to 350°C, even more preferably 150 to 250°C, even more preferably 160 to 250°C, particularly 160 to 230°C. preferable.
  • the heating step is preferably a step of promoting the cyclization reaction of the polyimide precursor within the pattern by heating and the action of a base generated from the base generator.
  • Heating in the heating step is preferably carried out at a temperature increase rate of 1 to 12° C./min from the temperature at the start of heating to the maximum heating temperature.
  • the temperature increase rate is more preferably 2 to 10°C/min, and even more preferably 3 to 10°C/min.
  • the temperature at the start of heating is preferably 20°C to 150°C, more preferably 20°C to 130°C, 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 is started.
  • the temperature of the film (layer) after drying is, for example, 30 to 200 degrees higher than the boiling point of the solvent contained in the composition. It is preferable to raise the temperature from a low temperature.
  • the heating time (heating time at the highest 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 lower, more preferably 250°C or lower, and even more preferably 240°C or lower.
  • Heating may be performed in stages. As an example, the temperature is raised from 25°C to 120°C at a rate of 3°C/min, held at 120°C for 60 minutes, and the temperature is raised from 120°C to 180°C at a rate of 2°C/min, and held at 180°C for 120 minutes. , etc. may be performed. It is also preferable to perform the treatment while irradiating ultraviolet rays as described in US Pat. No. 9,159,547. Such pretreatment steps can improve the properties of the film. The pretreatment step is preferably carried out 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, the first pretreatment step may be performed at a temperature of 100 to 150°C, followed by the second pretreatment step at a temperature of 150 to 200°C. good. Furthermore, cooling may be performed after heating, and the cooling rate in this case is preferably 1 to 5° C./min.
  • the heating step is preferably performed in an atmosphere with a low oxygen concentration, such as by flowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon, or under reduced pressure, from the viewpoint of preventing decomposition of the resin.
  • the oxygen concentration is preferably 50 ppm (volume ratio) or less, more preferably 20 ppm (volume ratio) or less.
  • the heating means in the heating step is not particularly limited, but includes, for example, a hot plate, an infrared oven, an electric oven, a hot air oven, an infrared oven, and the like.
  • the pattern obtained in the development process (in the case of performing a rinsing process, the pattern after rinsing) is subjected to a post-development exposure process in which the pattern after the development process is exposed to light, instead of or in addition to the above heating process. may be served.
  • the method for producing a cured product according to the present invention may include a post-development exposure step of exposing the pattern obtained in the development step.
  • the method for producing a cured product according to 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, etc.
  • the post-development exposure step at least a portion of the pattern obtained in the development step may be exposed, but it is preferable that the entire pattern be exposed.
  • the exposure amount in the post-development exposure step is preferably 50 to 20,000 mJ/cm 2 , more preferably 100 to 15,000 mJ/cm 2 in terms of exposure energy at the wavelength to which the photosensitive compound is sensitive.
  • the post-development exposure step can be performed, for example, using the light source used in the above-mentioned exposure step, and it is preferable to use broadband light.
  • the pattern obtained by the development process may be subjected to a metal layer forming process of forming a metal layer on the pattern. That is, the method for producing a cured product according to the present invention includes a metal layer forming step of forming a metal layer on the pattern obtained in the development step (preferably one that has been subjected to at least one of the heating step and the post-development exposure step). It is preferable to include.
  • metal layer existing metal species can be used without particular limitation, and examples include copper, aluminum, nickel, vanadium, titanium, chromium, cobalt, gold, tungsten, tin, silver, and alloys containing these metals. copper and aluminum are more preferred, and copper is even more preferred.
  • the method for forming the metal layer is not particularly limited, and any existing method can be applied.
  • the methods described in JP 2007-157879, JP 2001-521288, JP 2004-214501, JP 2004-101850, US Patent No. 7888181B2, and US Patent No. 9177926B2 are used. can do.
  • photolithography, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), lift-off, electrolytic plating, electroless plating, etching, printing, and a combination thereof can be used.
  • a patterning method that combines sputtering, photolithography, and etching, and a patterning method that combines photolithography and electrolytic plating can be mentioned.
  • a preferred embodiment of plating includes electrolytic plating using copper sulfate or copper cyanide plating solution.
  • the thickness of the metal layer is preferably 0.01 to 50 ⁇ m, more preferably 1 to 10 ⁇ m at the thickest part.
  • Fields to which the method for producing a cured product according to the present invention or the cured product can be applied include insulating films for electronic devices, interlayer insulating films for rewiring layers, stress buffer films, and the like. Other methods include forming a pattern by etching a sealing film, a substrate material (a base film or coverlay of a flexible printed circuit board, an interlayer insulating film), or an insulating film for mounting purposes as described above.
  • a substrate material a base film or coverlay of a flexible printed circuit board, an interlayer insulating film
  • an insulating film for mounting purposes as described above.
  • the method for producing a cured product according to the present invention or the cured product according to the present invention is applicable to the production of plates such as offset plates or screen plates, use for etching molded parts, protective lacquers and dielectrics in electronics, particularly microelectronics. It can also be used for manufacturing layers.
  • the laminate according to the present invention refers to a structure having a plurality of layers made of the cured product according to the present invention.
  • the laminate is a laminate including two or more layers made of cured material, and may be a laminate including three or more layers. At least one of the two or more layers made of the cured product contained in the laminate is a layer made of the cured product according to the present invention, and shrinkage of the cured product or deformation of the cured product due to the shrinkage, etc. From the viewpoint of suppressing this, it is also preferable that all the layers made of the cured product contained in the laminate are layers made of the cured product according to the present invention.
  • the method for producing a laminate according to the present invention preferably includes the method for producing a cured product according to the present invention, and more preferably includes repeating the method for producing a cured product according to the present invention multiple times.
  • the laminate according to the present invention preferably includes two or more layers made of a cured product, and includes a metal layer between any 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 according to the present invention preferably further includes a metal layer forming step of forming a metal layer on the layer made of the cured product during the method for producing the cured product performed multiple times.
  • a preferred embodiment of the metal layer forming step is as described above.
  • the composition of the present invention used for forming the layer consisting of the first cured product and the composition of the present invention used for forming the layer consisting of the second cured product have the same composition. The compositions may be different from each other.
  • the metal layer in the laminate according to the present invention is preferably used as metal wiring such as a rewiring layer.
  • the method for manufacturing a laminate according to the present invention preferably includes a lamination step.
  • the lamination process refers to (a) film formation process (layer formation process), (b) exposure process, (c) development process, (d) heating process and development on the surface of the pattern (resin layer) or metal layer again. This is a series of steps including performing at least one of the post-exposure steps in this order.
  • an embodiment may be adopted in which at least one of (a) the film forming step and (d) the heating step and the post-development exposure step are repeated.
  • a metal layer forming step may be included after at least one of the (d) heating step and the post-development exposure step.
  • the lamination step may further include the above-mentioned drying step and the like as appropriate.
  • a surface activation treatment step may be performed after the exposure step, the heating step, or the metal layer forming step.
  • Plasma treatment is exemplified as the surface activation treatment. Details of the surface activation treatment will be described later.
  • the above lamination step is preferably performed 2 to 20 times, more preferably 2 to 9 times.
  • Each of the above layers may have the same composition, shape, thickness, etc., or may have different compositions, shapes, thicknesses, etc.
  • a cured product (resin layer) of the composition of the present invention is further formed to cover the metal layer.
  • the following steps are repeated in the following order: (a) film formation step, (b) exposure step, (c) development step, (d) at least one of the heating step and post-development exposure step, and (e) metal layer formation step.
  • an embodiment may be mentioned in which (a) a film forming step, (d) at least one of a heating step and a post-development exposure step, and (e) a metal layer forming step are repeated in this order.
  • the method for manufacturing a laminate according to the present invention preferably includes a surface activation treatment step of surface activation treatment of at least a portion of the metal layer and the composition layer.
  • the surface activation treatment step is usually performed after the metal layer forming step, but after the above development step (preferably after at least one of the heating step and the post-development exposure step), the surface activation treatment step is performed on the composition layer.
  • the metal layer forming step may be performed.
  • the surface activation treatment may be performed on at least a part of the metal layer, only on at least a part of the composition layer after exposure, or on both the metal layer and the composition layer after exposure. , each may be performed at least in part.
  • the surface activation treatment is preferably performed on at least a part of the metal layer, and it is preferable that the surface activation treatment is performed on part or all of the region of the metal layer on which the composition layer is to be formed.
  • the surface activation treatment is preferably also performed on part or all of the composition layer (resin layer) after exposure. By performing surface activation treatment on the surface of the composition layer in this way, it is possible to improve the adhesion with the metal layer or resin layer provided on the surface activated surface.
  • composition layer when the composition layer is hardened, such as when performing negative development, it is less likely to be damaged by surface treatment and adhesion is likely to be improved.
  • the surface activation treatment can be performed, for example, by the method described in paragraph 0415 of International Publication No. 2021/112189. This content is incorporated herein.
  • the present invention also discloses a semiconductor device including a cured product or a laminate according to the present invention.
  • the present invention also discloses a method for manufacturing a semiconductor device, including a method for manufacturing a cured product or a method for manufacturing a laminate according to the present invention.
  • a semiconductor device using the composition of the present invention for forming an interlayer insulating film for a rewiring layer the descriptions in paragraphs 0213 to 0218 of JP-A No. 2016-027357 and the description in FIG. 1 can be referred to. The content of is incorporated herein.
  • the thermally conductive material of the present invention is formed from the composition of the present invention. That is, the compositions of the present invention can be used to form thermally conductive materials. Furthermore, the above-described cured product according to the present invention can be used as a thermally conductive material. When the cured product according to the present invention described above is an insulating film, it can also be used as an insulating film having thermal conductivity.
  • the thermally conductive material may contain components other than the specific compound and boron nitride. Examples of such components include components formed by polymerization of the above-mentioned components such as resins and polymerizable compounds contained in the composition.
  • the thermally conductive material of the present invention is manufactured, for example, by the above-described method for manufacturing a cured product according to the present invention.
  • the method uses the composition of the present invention, and for example, it may be produced by removing the dispersion medium or solvent from the composition of the present invention by drying.
  • thermally conductive material is not particularly limited, and can be selected depending on the purpose, such as film, rod, sphere, or pellet form.
  • the details of the form of the thermally conductive material are the same as the preferred embodiments of the form of the present invention described above.
  • thermally conductive materials have excellent thermal conductivity, they can be used as heat dissipating materials such as heat dissipating sheets. For example, it can be used for heat dissipation of various devices such as power semiconductor devices. More specifically, by arranging a thermally conductive layer containing the thermally conductive sheet above a device to produce a device with a thermally conductive layer, heat generated from the device can be efficiently dissipated by the thermally conductive layer. That is, the present invention also discloses a device comprising the thermally conductive material of the present invention. Examples of such devices include, for example, the above-mentioned semiconductor devices that include a thermally conductive material that is an insulating film.
  • the method for producing modified inorganic particles of the present invention includes at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by formula (1-1) and a compound represented by formula (1-2). It includes bringing a compound (specific compound) into contact with inorganic particles. Preferred embodiments of the specific compound and inorganic particles are as explained in the composition of the present invention.
  • the modified inorganic particles preferably have a specific compound adsorbed on the surface of the inorganic particles, and more preferably have a specific compound physically adsorbed on the surface of the inorganic particles.
  • the above-mentioned contact is preferably carried out in the presence of the above-mentioned dispersion medium or solvent, although it is not particularly limited. Preferred embodiments of these components are as described above. Further, the above-mentioned contact may be performed in the presence of components included in the composition of the present invention, such as the above-mentioned resin and polymerizable compound.
  • the mass ratio of the specific compound and inorganic particles used in the above-mentioned contact can be the same as the content ratio of these components contained in the composition of the present invention described above.
  • inorganic particles may be dispersed.
  • the method of dispersion is not particularly limited, but a submerged dispersion machine is preferred.
  • the in-liquid dispersion machine include a rotation-revolution mixer, a stirrer such as a high-speed rotation shear type stirrer, a colloid mill, a roll mill, a high-pressure jet dispersion machine, an ultrasonic dispersion machine, a bead mill, and a homogenizer.
  • One type of mixing device may be used alone, or two or more types may be used. Deaeration treatment may be performed before or after mixing, or at the same time.
  • the method for producing modified inorganic particles of the present invention may further include recovering the modified inorganic particles.
  • the modified inorganic particles may be recovered in the form of a dispersion liquid in which the modified inorganic particles are dispersed in a dispersion medium or solvent, or they may be recovered as dry particles by drying the dispersion medium or solvent. It's okay. Drying conditions are not particularly limited and may be determined depending on the type of dispersion medium or solvent.
  • the mixture was cooled to 30° C., 0.38 g of iodomethane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Thereafter, 100 mL of methanol was added at 30°C, and the internal temperature was cooled to 25°C. Thereafter, 100 mL of methanol was added at 60°C, and the internal temperature was cooled to 25°C.
  • the cooled phthalocyanine polymer reaction solution was slowly dropped into a beaker containing 500 mL of ethanol while stirring. The precipitate was collected by filtration and washed with 100 mL of water and 100 mL of ethanol. After drying at 80° C.
  • H-1 The number average molecular weight (Mn) of H-1 was confirmed to be 25,000 to 26,000 by measurement using gel permeation chromatography (GPC). This value is defined as a polystyrene equivalent value.
  • GPC gel permeation chromatography
  • HLC-8220GPC manufactured by Tosoh Corporation
  • the columns were guard column HZ-L, TSKgel Super HZM-M, TSKgel Super HZ4000, TSKgel Super HZ3000, and TSKgel Super HZ2. 000 (or more, Tosoh Corporation) (manufactured by J.D.) were used by connecting them in series.
  • the resulting reaction solution was added to 716.21 g of ethyl alcohol to produce a precipitate consisting of a crude polymer.
  • the produced crude polymer was filtered and dissolved in 403.49 g of tetrahydrofuran to obtain a crude polymer solution.
  • the resulting crude polymer solution was dropped into 8470.26 g of water to precipitate the polymer, and the resulting precipitate was filtered off and vacuum dried to obtain 80.3 g of powdered resin PI-5.
  • Mw weight average molecular weight
  • the obtained resin was dried at 40° C. for one day under reduced pressure to obtain polyimide PBI-1.
  • the structure of resin PBI-1 confirmed by 1 H-NMR was a structure represented by the following formula (PBI-1).
  • PBI-1 molecular weight of the resin PBI-1 was measured by gel permeation chromatography (standard polystyrene conversion), the weight average molecular weight (Mw) was 19,000.
  • polybenzoxazole precursor resin was then precipitated in 6 liters of water and the water-polybenzoxazole precursor resin mixture was stirred at a speed of 500 rpm for 15 minutes.
  • the polybenzoxazole precursor resin was obtained by filtration, stirred again in 6 liters of water for 30 minutes, and filtered again.
  • the obtained polybenzoxazole precursor resin was dried at 45° C. for 3 days under reduced pressure to obtain polybenzoxazole precursor PBO-1.
  • the structure of polybenzoxazole precursor PBO-1 is presumed to be a structure represented by the following formula (PBO-1).
  • Examples and comparative examples> In each Example, the components listed in the table below were mixed to obtain each composition. In addition, in a comparative example, the components listed in the table below were mixed to obtain a comparative composition. Specifically, the content (blended amount) of each component listed in the table other than the solvent was the amount (parts by mass) listed in the "parts by mass” column in each column of the table. The content of the solvent (compounding amount) should be such that the total content of the solvent is equal to the value of "parts by mass" of "solvent” in the table, and the ratio of the content of each solvent to the total mass of the solvent (mass ratio) were set to the ratios listed in the "Ratio" column in the table.
  • the content ratio of the total content of components corresponding to component A and the total content of components corresponding to component B is "component A content (mass%)" and “component B content (mass%)", respectively.
  • the procedure was as described in the column.
  • the obtained composition and the comparative composition were pressure-filtered using a polytetrafluoroethylene filter with a pore width of 40 ⁇ m.
  • the description "-" indicates that the composition does not contain the corresponding component.
  • the HSP distance between the specific compound and the solvent was calculated by the method described above, and recorded in the "HSP distance" column of the table.
  • the ⁇ d2 of the solvent in this case is such that the composition contains m types of solvents at a content ratio (R1, R2, ..., Rm), and the ⁇ d2 values of each dispersion medium are ⁇ d21 , ⁇ d22 , . _ _ _ _ The same applies to ⁇ p2 and ⁇ h2 .
  • ⁇ Silane coupling agent ⁇ ⁇ G-1 to G-3 Compounds with the following structure
  • G-5 X-12-1293 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
  • G-6 KR-513 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
  • the shape and particle size of the inorganic particles are shown below.
  • the particle size is the volume average particle size measured by the method described above.
  • H-1 to H-33 synthesized in the above synthesis example H-1 to H-33 are compounds corresponding to the above-mentioned specific compounds.
  • -CH-1 Compound with the following structure CH-1 is a compound that does not fall under the above-mentioned specific compounds.
  • Bead material Zirconia ⁇ Bead diameter: 0.2mm in diameter
  • Bead filling rate 65% by volume
  • ⁇ Peripheral speed 6 m/sec
  • ⁇ Pump supply amount 10.8 kg/hour
  • ⁇ Cooling water Tap water ⁇ Inner volume of bead mill annular passage: 0.15 L
  • ⁇ Amount of mixed liquid to be dispersed 0.65kg After the start of dispersion, the particle size of the inorganic particles was measured at 30 minute intervals. The average primary particle diameter of the inorganic particles decreased with dispersion time, but the amount of change gradually became smaller.
  • the dispersion process was terminated when the amount of change in d50 (integrated value 50%) in the particle size distribution disappeared, and a dispersion liquid was obtained.
  • the dispersion was allowed to stand still for two months, and it was visually confirmed whether or not the particles were settling on the first day, the first week, the first month, and the second month after the start of the standstill.
  • the mixture was allowed to stand at room temperature under closed conditions. A case where the particles did not settle was defined as "no settling", and a case where polyimide particles settled was defined as "sedimentation occurred”. Evaluation was performed according to the following evaluation criteria, and the evaluation results are listed in the "Dispersion Stability" column of the table.
  • a resin composition layer was formed by applying the composition or a comparative composition onto a silicon wafer by a spin coating method.
  • the silicon wafer to which the obtained resin composition layer was applied was dried on a hot plate at 100°C for 5 minutes, and the film thickness after being formed on the silicon wafer was recorded in the "Film thickness ( ⁇ m)" column in the table.
  • a resin composition layer with a uniform thickness was obtained.
  • the temperature of the resulting resin composition layer was raised in a nitrogen atmosphere at a rate of 10°C/min, and the cure time (min. )" to form a thermally conductive sheet on a silicon wafer.
  • the thermal conductivity of the thermally conductive sheet was calculated from thermal diffusivity, specific gravity, and specific heat.
  • the thermal diffusivity was measured using a thermal diffusivity measuring device FTC-RT (manufactured by Advance Riko) based on the periodic heating method (based on the international standard for plastics ISO 22007-3:2008). The measurement was performed by obtaining reference data for silicon wafers of the same thickness and calculating the difference.
  • the specific gravity was measured by the Archimedes method (using the "Solid Specific Gravity Measurement Kit") using a balance "XS204" manufactured by Mettler Toledo.
  • the specific heat was determined at 25° C. using “DSC320/6200” manufactured by Seiko Instruments Inc. under a temperature increasing condition of 10° C./min.
  • the thermal conductivity of the thermally conductive sheet was calculated by multiplying the obtained thermal diffusivity by specific gravity and specific heat. -Evaluation criteria- A: Thermal conductivity was 3.0 W/m ⁇ K or more. B: Thermal conductivity was 2.5 W/m ⁇ K or more and less than 3.0 W/m ⁇ K. C: Thermal conductivity was 2.0 W/m ⁇ K or more and less than 2.5 W/m ⁇ K. D: Thermal conductivity was less than 2.0 W/m ⁇ K.
  • the composition of the present invention has excellent dispersion stability of inorganic particles.
  • the comparative composition according to Comparative Example 1 does not contain the specific compound. It can be seen that such comparative compositions have poor dispersibility.

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Abstract

式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物と、無機粒子と分散媒とを含む組成物、上記組成物から形成される熱伝導材料、上記熱伝導材料を備えるデバイス、並びに、改質された無機粒子の製造方法。

Description

組成物、熱伝導材料、デバイス、及び、改質された無機粒子の製造方法
 本発明は、組成物、熱伝導材料、デバイス、及び、改質された無機粒子の製造方法に関する。
 現代では様々な分野において、無機粒子を含む組成物から製造された材料を活用することが行われている。
 例えば、半導体デバイス等の様々な分野におけるデバイスにおいて、デバイスから発生する熱の放熱を促進する熱伝導材料として、無機粒子を含む組成物から製造された材料を用いることが行われている。
 その他、無機粒子を含む組成物から製造された材料は、低誘電材料等としての応用も検討されている。
 例えば、特許文献1には、窒化ホウ素と、特定構造の化合物とを含む組成物が記載されている。
特開2020-033330号公報
 無機粒子を含む組成物において、組成物における無機粒子の分散安定性に優れることが求められている。
 本発明は、無機粒子の分散安定性に優れた組成物、上記組成物から形成される熱伝導材料、上記熱伝導材料を備えるデバイス、及び、改質された無機粒子の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の代表的な実施態様の例を以下に示す。
<1> 式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物と、
 無機粒子と
 分散媒とを含む
 組成物。
 
 式(1-1)中、Mは金属原子であり、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であり、上記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
 式(1-2)中、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であって、上記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
<2> 上記分散媒が、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、N-メチルピロリドン及び乳酸エチルよりなる群から選ばれた少なくとも1種の溶剤を含む、<1>に記載の組成物。
<3> 式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物と、
 無機粒子と
 溶媒とを含む
 組成物。

 式(1-1)中、Mは金属原子であり、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であり、上記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
 式(1-2)中、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であって、上記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
<4> 上記式(1-1)中のMが銅原子である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の組成物。
<5> 上記化合物として、上記式(1-1)で表される化合物を含む、<1>~<4>のいずれか1つに記載の組成物。
<6> 上記式(1-1)及び上記式(1-2)中のRが炭素数6以上の有機基である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の組成物。
<7> 上記式(1-1)及び上記式(1-2)中のRがスルホニル基を含む、<1>~<6>のいずれか1つに記載の組成物。
<8> 上記式(1-1)及び上記式(1-2)中のRが下記式(2-1)で表される基である、<1>~<7>のいずれか1つに記載の組成物。

 式(2-1)中、Lはアルキレン基を表し、Rは水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を含む有機基を表し、Rはアルキル基、アリール基又はヘテロ環基を含む有機基を表し、RとRとは結合して環構造を形成してもよく、*は他の構造との結合部位を表す。
<9> 上記式(2-1)中のRが水素原子であり、Rがアルキル基、アリール基又はヘテロ環基を含む有機基である、<8>に記載の組成物。
<10> 式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物におけるHSP距離が20.0以下である、<1>~<9>のいずれか1つに記載の組成物。
<11> 上記無機粒子が窒化ホウ素、アルミナ及び窒化アルミニウムからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む、<1>~<10>のいずれか1つに記載の組成物。
<12> 上記無機粒子の体積平均粒子径が0.005~2.0μmである、<1>~<11>のいずれか1つに記載の組成物。
<13> 上記無機粒子100質量部に対する、式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物の含有量が、0.1~20質量部である、<1>~<12>のいずれか1つに記載の組成物。
<14> 樹脂を更に含む、<1>~<13>のいずれか1つに記載の組成物。
<15> 上記樹脂が、ポリイミド又はポリイミド前駆体である、<14>に記載の組成物。
<16> <1>~<15>のいずれか1つに記載の組成物から形成される
 熱伝導材料。
<17> <16>に記載の熱伝導材料を備える
 デバイス。
<18> 式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物と、無機粒子とを接触させることを含む、改質された無機粒子の製造方法。
 
 式(1-1)中、Mは金属原子であり、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であり、上記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
 式(1-2)中、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であって、上記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
 本発明によれば、無機粒子の分散安定性に優れた組成物、上記組成物から形成される熱伝導材料、上記熱伝導材料を備えるデバイス、及び、改質された無機粒子の製造方法が提供される。
 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。また、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、組成物層がある場合には、基材から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。
(組成物)
 本発明の第一の態様に係る組成物は、式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物と、無機粒子と、分散媒とを含む。
 
 式(1-1)中、Mは金属原子であり、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であり、上記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
 式(1-2)中、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であって、上記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
 本発明の第二の態様に係る組成物は、式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物と、無機粒子と溶媒とを含む。
 本発明において、特に限定しない限り、第一の態様に係る組成物と第二の態様に係る組成物とを合わせて単に「組成物」ともいう。
 また、特に限定しない限り、式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物を合わせて単に「特定化合物」ともいう。
 本発明の組成物は、露光及び現像に供される感光膜の形成に用いることができ、例えば、露光及び有機溶剤を含む現像液を用いた現像に供される膜の形成に用いることができる。
 本発明の組成物は、例えば、熱伝導材料、絶縁膜、再配線層用層間絶縁膜、ストレスバッファ膜等の形成に用いることができ、熱伝導材料の形成に用いられることが好ましい。
 特に、本発明の組成物が、再配線層用層間絶縁膜の形成に用いられることも、本発明の好ましい態様の1つである。
 また、本発明の組成物は、ネガ型現像に供される感光膜の形成に用いることができる。
 本発明において、ネガ型現像とは、露光及び現像において、現像により非露光部が除去される現像をいい、ポジ型現像とは、現像により露光部が除去される現像をいう。
 上記露光の方法、上記現像液、及び、上記現像の方法としては、例えば、後述する硬化物の製造方法の説明における露光工程において説明された露光方法、現像工程において説明された現像液及び現像方法が使用される。
 本発明の組成物は、無機粒子の分散安定性に優れる。
 上記効果が得られるメカニズムは不明であるが、下記のように推測される。
 従来から、無機粒子を含む組成物において、無機粒子の分散を補助するための化合物を添加することが行われている。
 例えば特許文献1では、窒化ホウ素の吸着基としてピレン骨格、ペリレン骨格を有する化合物が使用されている。
 ここで、本発明の特定化合物は、フタロシアニン骨格を有する化合物である。フタロシアニン骨格は、上述のピレン骨格、ペリレン骨格と比較して分子量が大きいため分子間力が強く、無機粒子に物理吸着しやすいと考えられる。
 また、上記有機基は、有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であるという比較的長い構造を有する分子鎖を形成することから、分散性に優れると考えられる。
 更に、上記先行文献に記載の化合物は、上記吸着基1つに対して、上記Rに該当する分子鎖は1つのみであるが、本発明の式(1-1)又は式(1-2)で表される化合物は、1つのフタロシアニン骨格に対して複数の分子鎖を導入することができる。具体的には、n1、n2、n3及びn4の合計数を2以上とすることができる。その場合、化合物における置換基を増加することができるため、更に分散性に優れると考えられる。
 また、無機粒子が平板状のような、一定の平面を有する粒子である場合には、フタロシアニン骨格も平面性を有するため、分子間相互作用やπ電子相互作用などの相互作用が面として作用可能なためであると推測される。ただし、無機粒子が例えば球状であったとしても、フタロシアニン骨格のサイズから考えるとほぼ平面状とみなすことができ、十分に吸着可能であると考えられる。
 更に、無機粒子が窒化ホウ素のような窒素元素由来の孤立電子対やホウ素元素由来の空のp軌道を有する無機粒子である場合には、フタロシアニン骨格と無機粒子とはπ電子相互作用により強く吸着すると推測される。
 また、上記のように、吸着性に優れ、かつ、無機粒子の分散性に優れる化合物である特定化合物を含むことにより、無機粒子同士の凝集も抑制されると考えられる。
 このように凝集が抑制されることにより、本発明の組成物から形成される膜は、膜の表面粗さが小さくなり(面状が向上し)、面状が向上する結果他の接合部位との密着性が向上する場合が有る。
 また、フタロシアニン吸着による無機粒子表面の改質により、硬化膜内のボイドが減少し、絶縁信頼性や熱伝導性が向上する場合がある。
 ここで、特許文献1には、特定化合物に該当する化合物を含む組成物については記載されていない。
 以下、本発明の組成物に含まれる成分について詳細に説明する。
<特定化合物>
 本発明の組成物は、式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される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(特定化合物)を含む。
 
 式(1-1)中、Mは金属原子であり、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であり、上記記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
 式(1-2)中、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であって、上記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
 本明細書において、環状構造の辺に交差して結合が記載された基は、その環状構造に存在する水素原子のいずれかをその基が置換していることを示している。
 すなわち、例えばn1が1である場合、Rはフタロシアニン骨格のα位及びβ位のいずれに結合していてもよい。
 組成物は、特定化合物自体の安定性、合成の容易性の観点からは、特定化合物として式(1-1)で表される化合物を含むことが好ましい。
 また組成物は、絶縁信頼性の確保等のため、特定化合物からの金属イオンのマイグレーションを抑制するという観点からは、特定化合物として式(1-2)で表される化合物を含むことが好ましい。
〔式(1-1)で表される化合物〕
-M-
 式(1-1)中、Mは銅原子、亜鉛原子、クロム原子、鉄原子、コバルト原子、ニッケル原子、アルミニウム原子、マグネシウム原子、スズ原子、鉛原子、チタン原子、又は、マンガン原子が好ましく、特定化合物自体の安定性及び合成の容易性の観点からは、銅原子、亜鉛原子、ニッケル原子又はマグネシウム原子がより好ましく、銅原子が更に好ましい。
-R-
 式(1-1)中、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であり、上記有機基における上記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上である。
 無機粒子の分散安定性の観点からは、無機粒子の粒子径にも依るが、上記原子数は、10以上であることが好ましく、15以上であることがより好ましく、30以上であることが更に好ましい。上記原子数の上限は特に限定されず、例えば1,000以下であることが好ましく、800以下であることがより好ましく、500以下であることが更に好ましい。
 例えば、Rが下記構造である場合、上記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数は371である。下記構造中、*は式(1-1)中のベンゼン環との結合部位を表す。
 式(1-1)中、Rは、炭化水素基、又は、1以上の炭化水素基と、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)-及び-NR-よりなる群から選ばれた少なくとも1つの構造との組み合わせにより表される基であることが好ましく、炭化水素基、又は、1以上の炭化水素基と-O-、-S(=O)-及び-NR-よりなる群から選ばれた少なくとも1つの構造との組み合わせにより表される基であることがより好ましい。上記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。
 上記炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基が好ましい。
 上記炭化水素基としては、芳香族炭化水素基であっても脂肪族炭化水素基であってもよいが、脂肪族炭化水素基であることが好ましく、飽和脂肪族炭化水素基であることがより好ましい。
 式(1-1)中、Rは炭素数6以上の有機基であることが好ましい。
 無機粒子の分散安定性の観点からは、無機粒子の粒子径にも依るが、上記炭素数は、10以上であることが好ましく、30以上であることがより好ましい。
 式(1-1)中、Rはスルホニル基(-S(=O)-)を含むことが好ましい。
 Rにおけるスルホニル基の数は、特に限定されないが、1~4であることが好ましく、1又は2であることがより好ましい。
 Rにおけるスルホニル基のうち1つの末端が式(1-1)中のベンゼン環と直接結合する態様も、本発明の好ましい態様の一つである。
 本明細書において、「AがBと直接結合する」とは、AとBとの間に連結基を含まずにAとBとが結合することを意味している。
 また、Rにおけるスルホニル基のうち1つの末端が-NR-と直接結合する態様も、本発明の好ましい態様の一つである。上記Rの好ましい態様は上述の通りである。
 また、式(1-1)中、Rは下記式(2-1)で表される基であることが好ましい。

 式(2-1)中、Lはアルキレン基を表し、Rは水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を含む有機基を表し、Rはアルキル基、アリール基又はヘテロ環基を含む有機基を表し、RとRとは結合して環構造を形成してもよく、*は他の構造との結合部位を表す。
 式(2-1)中、Lは炭素数2~10のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2~4のアルキレン基であることがより好ましく、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基又はテトラメチレン基が更に好ましく、トリメチレン基が特に好ましい。
 式(2-1)中のRは水素原子であることが好ましい。Rが水素原子でない場合の好ましい態様は、式(2-1)中のRの好ましい態様と同様である。
 式(2-1)中のRはアルキル基を含む有機基であることが好ましい。
 ここで、Rは、炭素数2以上のアルキル基であることが好ましく、炭素数5以上のアルキル基であることがより好ましく、炭素数10以上のアルキル基が更に好ましく、炭素数20以上のアルキル基が特に好ましい。炭素数の上限は特に限定されないが、例えば1000以下であることが好ましい。
 また、上記アルキル基は、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構造のいずれであってもよいが、直鎖状であることが好ましい。
 また、Rは、下記式(R-1)で表される基であることが好ましい。
 
 式(R-1)中、LR11はアルキレン基を表し、炭素数2~10のアルキレン基が好ましく、炭素数2~6のアルキレン基がより好ましく、エチレン基又は1,6-ヘキサンジイル基が更に好ましい。また、LR11と式(2-1)中のRと結合して環構造を形成してもよい。形成される環構造としては、5員環造又は6員環が好ましく、6員環構造がより好ましい。また、上記環構造は芳香族環構造であっても脂肪族環構造であってもよいが、脂肪族環構造であることがより好ましい。
 式(R-1)中、Xは-O-又は-NR-を表し、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、水素原子であることが更に好ましい。
 式(R-1)中、LR12はアルキレン基を表し、炭素数2~10のアルキレン基が好ましく、炭素数2~6のアルキレン基がより好ましく、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基又はテトラメチレン基又はペンタメチレン基が更に好ましく、テトラメチレン基が特に好ましい。XがO原子の場合にはテトラメチレン基が、両端がN原子の場合にはペンタメチレン基が特に好ましい。
 式(R-1)中、Xは-O-又は-NR-を表し、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、水素原子であることが更に好ましい。また、XとXとが共に-O-である態様、及び、XとXとが共に-NR-である態様も、本発明の好ましい態様の一つである。
 また、XにおけるRと、式(R-1)中のR11とが結合して環構造を形成してもよい。形成される環構造としては、5員環又は6員環が好ましく、上記5員環又は6員環は他の環構造と更に縮合していてもよい。形成される環構造としては、例えば、Xに含まれる窒素原子をイミド構造内に含むフタルイミド環構造等が挙げられる。
 式(R-1)中、RR11は1価の有機基を表す。R11は特に限定はされないが、例えば、特定化合物の溶剤溶解性、特定化合物の無機粒子への吸着性などを考慮して構造を選択すればよい。また、R11は炭化水素基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、炭素数1~6のアルキル基が更に好ましく、炭素数1~4のアルキル基が特に好ましい。
 式(R-1)中、nは角括弧で区切られた構造の繰返し数を表し、1~200であることが好ましく、5~150であることがより好ましく、10~100であることが更に好ましい。nが2以上である場合、2以上のLR12はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 式(R-1)中、*は式(2-1)中の窒素原子との結合部位を表す。
 式(2-1)中のRがアリール基を含む有機基である場合、アリール基としては、芳香族炭化水素基であっても芳香族複素環基であってもよいが、芳香族炭化水素基であることが好ましく、ベンゼン環構造を含む基であることがより好ましい。
 式(2-1)中のRがヘテロ環基を含む有機基である場合、ヘテロ環基におけるヘテロ環としては、5員環構造又は6員環構造が好ましく、6員環構造がより好ましい。
 また、上記ヘテロ環は芳香族環構造であっても脂肪族環構造であってもよいが、脂肪族環構造であることがより好ましい。
 上記ヘテロ環におけるヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が挙げられる。
 上記ヘテロ原子の数は特に限定されないが、1又は2であることが好ましい。
 式(2-1)中のRとRとが結合して環構造を形成する場合、形成される環構造としては、5員環構造又は6員環構造が好ましく、6員環構造がより好ましい。
 また、上記環構造は芳香族環構造であっても脂肪族環構造であってもよいが、脂肪族環構造であることがより好ましい。
 また上記環構造は、置換基を有してもよく、更に他の環構造と縮合環を形成していてもよい。
 これらの中でも、式(2-1)中のRが水素原子であり、Rがアルキル基、アリール基又はヘテロ環基を含む有機基であることが好ましい。これらのR及びRの好ましい態様は上述の通りである。
 また、上記Rは下記式(2-2)で表されることも好ましい。

 式(2-2)中、X21は-O-、-NR-又は-S(=O)-又は-S(=O)-NR-を表し、R21はアルキル基を含む1価の有機基を表し、*は他の構造との結合部位を表す。
 式(2-2)中、合成の容易性の観点からは、X21はスルホニル基等の電子求引性基であることが好ましい。また、分散剤又は溶媒の種類によって、例えばDMSO、GBL等を含む場合には、上記電子求引性基を用いることにより、側鎖の親和性が向上するため分散安定性が向上する場合がある。
 また、上記Rの好ましい態様は上述の通りである。また、X21が-S(=O)-NR-である場合、式(2-2)中のR21とX21との結合部位は、窒素原子であることが好ましい。
 R21は炭素数2以上のアルキル基であることが好ましく、炭素数5以上のアルキル基であることがより好ましく、炭素数10以上のアルキル基が更に好ましく、炭素数20以上のアルキル基が特に好ましい。上記炭素数の上限は特に限定されないが、1000以下が好ましい。
 また、上記アルキル基は、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構造のいずれであってもよいが、直鎖状であることが好ましい。
 また、R21は、上述の式(R-1)で表される基であることも好ましい。
 以下に、Rの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
-n1、n2、n3、n4-
 式(1-1)中、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、1又は2であることが好ましく、1であることが更に好ましい。
 n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数であり、n1、n2、n3及びn4のうち少なくとも2つが1以上の整数であることが好ましく、n1、n2、n3及びn4のうち少なくとも3つが1以上の整数であることがより好ましく、n1、n2、n3及びn4の全てが1以上の整数であることが更に好ましい。
 ここで、n1、n2、n3及びn4の全てが1であることも、本発明の好ましい態様の1つである。
 n1、n2、n3及びn4の合計が2以上である場合、式(1-1)で表される化合物に含まれる2以上のRはそれぞれ同一の構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。
 式(1-1)で表される化合物は、式中のRに加えて、更に他の置換基を有してもよい。他の置換基としては、ハロゲン原子等が挙げられる。上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、塩素原子が好ましく挙げられる。
〔式(1-2)で表される化合物〕
 式(1-2)中のR、n1、n2、n3及びn4の好ましい態様は、それぞれ、式(1-1)中のR、n1、n2、n3及びn4の好ましい態様と同様である。
 特定化合物におけるHSP距離は、20.0以下であることが好ましく、10.0以下であることがより好ましく、5以下であることが更に好ましい。
 HSP距離は下記式により表される値(Ra)である。
Ra= {4(δd1-δd22 + (δp1-δp22 + (δh1-δh20.5
δd1:高分子分散力項、δp1:高分子極性項、δh1:高分子水素結合項、δd2:溶媒分散力項、δp2:溶媒極性項、δh2:溶媒水素結合項
 ここで、各δ値(δd1、δp1、δh1、δd2、δp2、δh2)はHSPiP 5th Edition 5.1.02を用いて算出する。
 高分子セグメントとしては、上述の式(1-1)又は式(1-2)におけるRを、溶媒としては、第一の態様に係る組成物においては分散媒、第二の態様に係る組成物については溶媒を計算に用いる。
 ただし、上記Rが下記式(Ex1)のようにn個の繰返し構造(nは2以上の整数)を含む場合、HSPiP 5th Edition 5.1.02における分子量の制限を避けるため、下記式(Ex2)のようにこの繰返し単位の繰返し数を1として単純化して計算に用いる。

 組成物が分散媒又は溶媒を複数種含む場合、そのうち1つに対するHSP距離の値が上記範囲内であればよく、最も多く含むものに対するHSP距離の値が上記範囲内であることが好ましい。
 また、組成物が分散媒又は溶媒を複数種含む場合、各分散媒又は溶媒のδ値を算出し、含有質量比に応じて平均のδ値(δd2、δp2、δh2)を算出して上記計算に用いてもよい。
 例えば、組成物がm種の分散媒を、含有比率(R、R、・・・・、R)で含有し、各分散媒のδd2の値がδd21、δd22、・・・・、δd2mである場合、上記HSP距離の算出に用いるδd2をδd2=R×δd21+R×δd22+・・・・+R×δd2mとして算出することができる。δp2及びδh2について同様である。
〔分子量〕
 特定化合物の分子量は、1,200~120,000であることが好ましく、1,400~100,000であることがより好ましく、1,700~70,000であることが更に好ましい。
〔合成方法〕
 特定化合物は、例えば、後述する実施例に記載の方法により合成できる。また、得られる化合物の構造さえ式(1-1)又は式(1-2)に該当すれば、その他公知の合成方法を用いて合成してもよく、合成方法は特に限定されるものではない。
〔具体例〕
 特定化合物の具体例としては、特に限定されないが、実施例で使用されたH-1~H-33が挙げられる。
〔含有量〕
 本発明の組成物の全固形分に対する、特定化合物の含有量は、0.01~40質量%であることが好ましい。下限は0.03質量%以上がより好ましく、0.1質量%以上が更に好ましく、0.3質量%以上が特に好ましい。上限は、30質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることが更に好ましく、15質量%以下であることが特に好ましい。
 特定化合物は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を併用して用いてもよい。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。
 また、本発明の組成物における、無機粒子100質量部に対する特定化合物の含有量は、0.03~30質量部が好ましい。下限は0.3質量部以上であることが好ましい。上限は15質量部以下であることが好ましい。
<無機粒子>
 本発明の組成物は、無機粒子を含む。無機粒子として、具体的には、窒化ホウ素、アルミナ(酸化アルミニウム)、窒化アルミニウム、シリカ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化ゲルマニウム、酸化ランタン、酸化ルテニウム、窒化炭素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化クロム、窒化銅、窒化鉄、窒化鉄、窒化ランタン、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化モリブデン、窒化ニオブ、窒化タンタル、窒化チタン、窒化タングステン、窒化タングステン、窒化イットリウム、窒化ジルコニウム、炭化ケイ素、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、硫酸バリウム、ハイドロキシアパタイト、蛍石、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、カオリン、タルク、マイカ、ベントナイト、パイロフェライトジルコニア、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、ボロンカーボンナイトライド、ナノダイヤモンド、グラフェン、酸化グラフェン等が挙げられ、放熱性と絶縁性等の観点からは、窒化ホウ素、アルミナ及び窒化アルミニウム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、窒化ホウ素を含むことがより好ましい。
 無機粒子の形状は特に限定されず、繊維状、板状、鱗片状、棒状、球状、チューブ状、曲板状、針状などのものを特に制限なく使用することができる。
 ここで、無機粒子が板状、鱗片状、曲板状等の一定の平面を有する形状である場合、特定化合物との吸着が強く、分散安定性が向上しやすい場合が有る。
 上記無機粒子の平均一次粒子径としては、0.005~2.0μmが好ましく、0.01~1.5μmがより好ましく、0.02~1.0μmがさらに好ましく、0.03~0.5μmが特に好ましい。
 無機粒子の「平均一次粒子径」は、組成物中の無機粒子を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察し、無機粒子の粒子が凝集していない部分(一次粒子)を観測して算出した。具体的には、無機粒子の一次粒子を、透過型電子顕微鏡を用いて透過型電子顕微鏡写真を撮影した後、その写真を用いて画像処理装置で画像処理を行って無機粒子の粒度分布を測定した。そして、粒度分布から算出された個数基準の算術平均径を、無機粒子の「平均一次粒子径」として採用した。測定には例えば、透過型電子顕微鏡として(株)日立製作所製電子顕微鏡(H-7000)を用い、画像処理装置として(株)ニレコ製ルーゼックスAPを用いた。
 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。
 無機粒子のアスペクト比は、4以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、10以上であることが特に好ましい。また、このアスペクト比の上限は、1000以下であることが好ましく、700以下であることがより好ましく、500以下であることが特に好ましい。フィラーの「アスペクト比」は、三次元長さのうち、最小長さと最大長さの比(最大長さ/最小長さ)である。
 無機粒子の熱伝導率は、50W/m・K以上であることが好ましく、100W/m・K以上であることがより好ましく、150W/m・K以上であることがより好ましい。上記熱伝導率としては、販売元により開示された情報、又は、その材質において公知の熱伝導率の値を用いることができる。販売元による開示がない場合には、「日本機械学会編, 伝熱工学資料, 改定4版(1986) 、理科年表 第84冊 物54(410)、IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 3 [12], 1994-2005(2013)などの文献を参照することができる。また、上記文献に記載が無い場合には、他の公知文献を参照してもよい。
 また、無機粒子の熱膨張係数、誘電率、誘電正接は、最終的に組成物から得られる形成物の物性を考慮して決定すればよい。無機粒子の熱膨張係数、誘電率、誘電正接は、例えば、無機粒子を複合化することにより調整することができる。
 さらに、組成物から絶縁性材料を形成する観点からは、無機粒子は電気絶縁性の粒子であることが好ましい。電気絶縁性の程度は、設計や目的に応じて、適宜選択される。具体的には、無機粒子の体積抵抗率の下限は、1.0×1011Ω・cm以上であることが好ましく、3.0×1011Ω・cm以上であることがより好ましく、1.0×1012Ω・cm以上であることが特に好ましい。また、体積抵抗率の上限は、特に限定されないが、例えば、1.0×1019Ω・cm以下であることが好ましい。
 本発明の組成物において、無機粒子は特定化合物が表面に吸着して存在することが好ましい。吸着の形態は特に限定されず、結合している状態であればよい。例えば、特定化合物におけるフタロシアニン骨格が無機粒子に物理的に吸着している状態が好ましい。
〔含有量〕
 本発明の組成物の全固形分に対する、無機粒子の含有量は、その用途に応じて決定すればよいが、10~95質量%であることが好ましい。下限は15質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましく、30質量%以上が特に好ましい。上限は、90質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることが更に好ましい。
 本発明の組成物の全固形分に対する、無機粒子と特定化合物の合計量は、その用途に応じて決定すればよいが、10~98質量%であることが好ましい。下限は15質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましく、30質量%以上が特に好ましい。上限は、90質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることが更に好ましい。
 本発明の組成物の全固形分に対する、着色している無機粒子と着色している特定化合物の合計量は、その用途に応じて決定すればよいが、0~60質量%であることが好ましい。上限は、55質量%以下であることがより好ましく、25質量%以下であることが更に好ましい。本発明において、着色しているとは、波長400~800nmにおけるモル吸光係数が10,000L・mol-1・cm-1以上であることをいう。上記モル吸光係数は15,000L・mol-1・cm-1以上であることが好ましい。
 無機粒子は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を併用して用いてもよい。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。
<分散媒>
 本発明の第一の態様に係る組成物は、分散媒を含む。
 分散媒とは、組成物において無機粒子を不連続相として系全体に分散させることのできる連続相をいう。ここで、無機粒子は上述の通り、特定化合物が表面に吸着して存在することが好ましい。
 分散媒としては、溶剤、樹脂、重合性化合物等が挙げられ、少なくとも溶剤を含むこととが好ましい。
 これらの中でも、分散媒としては、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、N-メチルピロリドン及び乳酸エチルよりなる群から選ばれた少なくとも1種の溶剤を含むことが特に好ましい。
 これらの化合物の好ましい態様については後述する。
<溶媒>
 本発明の第二の態様に係る組成物は、溶媒を含む。溶媒としては、溶剤、樹脂、重合性化合物等が挙げられ、少なくとも溶剤を含むことが好ましい。
 これらの化合物の好ましい態様については後述する。
<樹脂>
 本発明の組成物は、樹脂を更に含むことが好ましい。
 樹脂としては、特に限定されないが、環化樹脂若しくはその前駆体、又は、エポキシ樹脂が好ましく、環化樹脂又はその前駆体が好ましく、ポリイミド又はポリイミド前駆体が更に好ましい。
〔環化樹脂又はその前駆体〕
 本発明の組成物は、環化樹脂およびその前駆体からなる群より選ばれた少なくとも1種の樹脂(特定樹脂)を含むことが好ましい。
 環化樹脂は、主鎖構造中にイミド環構造又はオキサゾール環構造を含む樹脂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。
 環化樹脂としては、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミド等が挙げられる。
 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、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。
 すなわち、組成物は、特定樹脂として、ポリイミド、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド、及び、ポリアミドイミド前駆体からなる群より選ばれた少なくとも1種の樹脂を含むことが好ましい。
 組成物は、特定樹脂として、ポリイミド又はポリイミド前駆体を含むことが好ましい。
 特定樹脂は重合性基を有することが好ましく、ラジカル重合性基を含むことがより好ましい。
 特定樹脂がラジカル重合性基を有する場合、本発明の組成物は、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましく、ラジカル重合開始剤を含み、かつ、ラジカル架橋剤を含むことがより好ましい。さらに必要に応じて、増感剤を含むことができる。このような組成物からは、例えば、ネガ型感光膜が形成される。
 また、特定樹脂は、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。
 特定樹脂が酸分解性基を有する場合、組成物は、光酸発生剤を含むことが好ましい。このような組成物からは、例えば、化学増幅型であるポジ型感光膜又はネガ型感光膜が形成される。
〔ポリイミド前駆体〕
 本発明で用いるポリイミド前駆体は、その種類等は特に限定されないが、下記式(2)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

 式(2)中、A及びAは、それぞれ独立に、酸素原子又は-NR-を表し、R111は、2価の有機基を表し、R115は、4価の有機基を表し、R113及びR114は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、Rは水素原子又は1価の有機基を表す。
 式(2)におけるA及びAは、それぞれ独立に、酸素原子又は-NR-を表し、酸素原子が好ましい。
 Rは水素原子又は1価の有機基を表し、水素原子が好ましい。
 式(2)におけるR111は、2価の有機基を表す。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。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。式(2)におけるR111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。
 R111は、ジアミンから誘導されることが好ましい。ポリイミド前駆体の製造に用いられるジアミンとしては、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、R111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-C000019

 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-又は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。
 R111は、得られる有機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、R111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。
 式(51)

 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、式(2)中の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。

 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、式(2)中の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。
 式(2)におけるR115は、4価の有機基を表す。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)又は式(6)中、*はそれぞれ独立に、他の構造との結合部位を表す。

 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、-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、または、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-、-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-、-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。
 R115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。ポリイミド前駆体は、R115に該当する構造として、テトラカルボン酸二無水物残基を、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-C000023

 式(O)中、R115は、4価の有機基を表す。R115の好ましい範囲は式(2)におけるR115と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 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。
 式(2)において、R111とR115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、R111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。
 式(2)におけるR113及びR114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、直鎖又は分岐のアルキル基、環状アルキル基、芳香族基、又はポリアルキレンオキシ基を含むことが好ましい。また、R113及びR114の少なくとも一方が重合性基を含むことが好ましく、両方が重合性基を含むことがより好ましい。R113及びR114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。重合性基としては、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。ポリイミド前駆体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-C000024
 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。
 式(2)において、R113が水素原子である場合、又は、R114が水素原子である場合、ポリイミド前駆体はエチレン性不飽和結合を有する3級アミン化合物と対塩を形成していてもよい。このようなエチレン性不飽和結合を有する3級アミン化合物の例としては、N,N-ジメチルアミノプロピルメタクリレートが挙げられる。
 式(2)において、R113及びR114の少なくとも一方が、酸分解性基等の極性変換基であってもよい。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。
 ポリイミド前駆体は、構造中にフッ素原子を有することも好ましい。ポリイミド前駆体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、ポリイミド前駆体は、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。
 式(2)で表される繰返し単位は、式(2-A)で表される繰返し単位であることが好ましい。すなわち、本発明で用いるポリイミド前駆体の少なくとも1種が、式(2-A)で表される繰返し単位を有する前駆体であることが好ましい。ポリイミド前駆体が式(2-A)で表される繰返し単位を含むことにより、露光ラチチュードの幅をより広げることが可能になる。
式(2-A)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

 式(2-A)中、A及びAは、酸素原子を表し、R111及びR112は、それぞれ独立に、2価の有機基を表し、R113及びR114は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、R113及びR114の少なくとも一方は、重合性基を含む基であり、両方が重合性基を含む基であることが好ましい。
 A、A、R111、R113及びR114は、それぞれ独立に、式(2)におけるA、A、R111、R113及びR114と同義であり、好ましい範囲も同様である。R112は、式(5)におけるR112と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 ポリイミド前駆体は、式(2)で表される繰返し単位を1種含んでいてもよいが、2種以上で含んでいてもよい。また、式(2)で表される繰返し単位の構造異性体を含んでいてもよい。ポリイミド前駆体は、上記式(2)の繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し単位をも含んでいてもよい。
 本発明におけるポリイミド前駆体の一実施形態として、式(2)で表される繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の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、末端を除くポリイミド前駆体における全ての繰返し単位が、式(2)で表される繰返し単位であってもよい。
 ポリイミド前駆体の重量平均分子量(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。ポリイミド前駆体の数平均分子量(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。
 上記ポリイミド前駆体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。ポリイミド前駆体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。
 組成物が特定樹脂として複数種のポリイミド前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリイミド前駆体の重量平均分子量、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、上記複数種のポリイミド前駆体を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。
〔ポリイミド〕
 本発明に用い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、得られる有機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。
-フッ素原子-
 得られる有機膜の膜強度の観点からは、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、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132、又は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましく、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132、又は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131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-
 得られる有機膜の膜強度の観点からは、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、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましく、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に後述する有機変性(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-
 得られる有機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。
 ポリイミドは、エチレン性不飽和結合を主鎖末端に有していてもよいし、側鎖に有していてもよいが、側鎖に有することが好ましい。
 上記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、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132又はR131に含まれることが好ましく、R132又はR131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。
 これらの中でも、エチレン性不飽和結合は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましく、R131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-C000026
 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-C000027
 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、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131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は、上述の式(2)におけるR113及びR114において説明した酸分解性基と同様であり、好ましい態様も同様である。
 極性変換基は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131、R132、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、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132又はR131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。
 本発明で用いるポリイミドとしては、イミド構造を有する高分子化合物であれば、特に限定はないが、下記式(4)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028

 式(4)中、R131は、2価の有機基を表し、R132は、4価の有機基を表す。
 重合性基を有する場合、重合性基は、R131及びR132の少なくとも一方に位置していてもよいし、下記式(4-1)又は式(4-2)に示すようにポリイミドの末端に位置していてもよい。
式(4-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029

式(4-1)中、R133は重合性基であり、他の基は式(4)と同義である。
式(4-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030

 R134及びR135の少なくとも一方は重合性基であり、重合性基でない場合は有機基であり、他の基は式(4)と同義である。
重合性基としては、上述のエチレン性不飽和結合を含む基、又は、上述のエチレン性不飽和結合を有する基以外の架橋性基が挙げられる。
 R131は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、式(2)におけるR111と同様のものが例示され、好ましい範囲も同様である。
 R131としては、ジアミンのアミノ基の除去後に残存するジアミン残基が挙げられる。ジアミンとしては、脂肪族、環式脂肪族又は芳香族ジアミンなどが挙げられる。具体的な例としては、ポリイミド前駆体の式(2)中のR111の例が挙げられる。
 R131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であることが、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。より好ましくは、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。
 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。
 R132は、4価の有機基を表す。4価の有機基としては、式(2)におけるR115と同様のものが例示され、好ましい範囲も同様である。
 例えば、R115として例示される4価の有機基の4つの結合子が、式(4)中の4つの-C(=O)-の部分と結合して縮合環を形成する。
 R132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。具体的な例としては、ポリイミド前駆体の式(2)中のR115の例が挙げられる。有機膜の強度の観点から、R132は1~4つの芳香環を有する芳香族ジアミン残基であることが好ましい。
 R131とR132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、R131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、R132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、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。
 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が好ましい。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、得られる有機膜の膜強度、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、繰り返し単位のすべてがR131及びR132の組み合わせが同じである上記式(4)で表される繰返し単位を含んでいてもよく、R131及びR132の組み合わせが異なる2種以上を含む上記式(4)で表される繰返し単位を含んでいてもよい。ポリイミドは、上記式(4)で表される繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し単位を含んでいてもよい。他の種類の繰返し単位としては、例えば、上述の式(2)で表される繰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。
 組成物が特定樹脂として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。上記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。
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体〕
 本発明で用いるポリベンゾオキサゾール前駆体は、その構造等について特に定めるものではないが、好ましくは下記式(3)で表される繰返し単位を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031

 式(3)中、R121は、2価の有機基を表し、R122は、4価の有機基を表し、R123及びR124は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。
 式(3)において、R123及びR124は、それぞれ、式(2)におけるR113と同義であり、好ましい範囲も同様である。すなわち、少なくとも一方は、重合性基であることが好ましい。
 式(3)において、R121は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を含む基が好ましい。脂肪族基としては、直鎖の脂肪族基が好ましい。R121は、ジカルボン酸残基が好ましい。ジカルボン酸残基は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
 ジカルボン酸残基としては、脂肪族基を含むジカルボン酸及び芳香族基を含むジカルボン酸残基が好ましく、芳香族基を含むジカルボン酸残基がより好ましい。
 脂肪族基を含むジカルボン酸としては、直鎖又は分岐(好ましくは直鎖)の脂肪族基を含むジカルボン酸が好ましく、直鎖又は分岐(好ましくは直鎖)の脂肪族基と2つの-COOHからなるジカルボン酸がより好ましい。直鎖又は分岐(好ましくは直鎖)の脂肪族基の炭素数は、2~30であることが好ましく、2~25であることがより好ましく、3~20であることが更に好ましく、4~15であることが一層好ましく、5~10であることが特に好ましい。直鎖の脂肪族基はアルキレン基であることが好ましい。
 直鎖の脂肪族基を含むジカルボン酸としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ-n-ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2-ジメチルスクシン酸、2,3-ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2-メチルグルタル酸、3-メチルグルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、3,3-ジメチルグルタル酸、3-エチル-3-メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3-メチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6-テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9-ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸、更に下記式で表されるジカルボン酸等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032

(式中、Zは炭素数1~6の炭化水素基であり、nは1~6の整数である。)
 芳香族基を含むジカルボン酸としては、以下の芳香族基を有するジカルボン酸が好ましく、以下の芳香族基を有する基と2つの-COOHのみからなるジカルボン酸がより好ましい。

 式中、Aは-CH-、-O-、-S-、-SO-、-CO-、-NHCO-、-C(CF-、及び、-C(CH-からなる群から選択される2価の基を表し、*はそれぞれ独立に、他の構造との結合部位を表す。
 芳香族基を含むジカルボン酸の具体例としては、4,4’-カルボニル二安息香酸及び4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル、テレフタル酸が挙げられる。
 式(3)において、R122は、4価の有機基を表す。4価の有機基としては、上記式(2)におけるR115と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 R122は、ビスアミノフェノール誘導体由来の基であることが好ましく、ビスアミノフェノール誘導体由来の基としては、例えば、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、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、2,2-ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,4-ジアミノ-2,5-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジアミノ-2,4-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジアミノ-4,6-ジヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。これらのビスアミノフェノールは、単独にて、あるいは混合して使用してもよい。
 ビスアミノフェノール誘導体のうち、下記芳香族基を有するビスアミノフェノール誘導体が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034

 式中、Xは、-O-、-S-、-C(CF-、-CH-、-SO-、-NHCO-を表し、*及び#はそれぞれ、他の構造との結合部位を表す。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が好ましく、水素原子又はアルキル基がより好ましい。また、R122は、上記式により表される構造であることも好ましい。R122が、上記式により表される構造である場合、計4つの*及び#のうち、いずれか2つが式(3)中のR122が結合する窒素原子との結合部位であり、かつ、別の2つが式(3)中のR122が結合する酸素原子との結合部位であることが好ましく、2つの*が式(3)中のR122が結合する酸素原子との結合部位であり、かつ、2つの#が式(3)中のR122が結合する窒素原子との結合部位であるか、又は、2つの*が式(3)中のR122が結合する窒素原子との結合部位であり、かつ、2つの#が式(3)中のR122が結合する酸素原子との結合部位であることがより好ましく、2つの*が式(3)中のR122が結合する酸素原子との結合部位であり、かつ、2つの#が式(3)中のR122が結合する窒素原子との結合部位であることが更に好ましい。
 ビスアミノフェノール誘導体は、式(A-s)で表される化合物であることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 式(A-s)中、Rは、水素原子、アルキレン、置換アルキレン、-O-、-S-、-SO-、-CO-、-NHCO-、単結合、又は下記式(A-sc)の群から選ばれる有機基である。Rは、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、環状のアルキル基のいずれかであり、同一でも異なってもよい。Rは水素原子、直鎖又は分岐のアルキル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、環状のアルキル基のいずれかであり、同一でも異なってもよい。
 式(A-sc)の群から選ばれる有機基中、*は上記式(A-s)で示されるビスアミノフェノール誘導体のアミノフェノール基の芳香環に結合することを示す。
 式(A-s)中、フェノール性ヒドロキシ基のオルソ位、すなわち、Rにも置換基を有することが、アミド結合のカルボニル炭素とヒドロキシ基の距離をより接近させると考えられ、低温で硬化した際に高環化率になる効果が更に高まる点で、特に好ましい。
 式(A-s)中、Rがアルキル基であり、かつRがアルキル基であることが、i線に対する高透明性と低温で硬化した際に高環化率であるという効果を維持することができ、好ましい。
 式(A-s)中、Rがアルキレン又は置換アルキレンであることが、更に好ましい。Rに係るアルキレン及び置換アルキレンの具体的な例としては、炭素数1~8の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられるが、その中でも-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-が、i線に対する高透明性と低温で硬化した際の高環化率であるという効果を維持しながら、溶剤に対して十分な溶解性を持つ、バランスに優れるポリベンゾオキサゾール前駆体を得ることができる点で、より好ましい。
 式(A-s)で示されるビスアミノフェノール誘導体の製造方法としては、例えば、特開2013-256506号公報の段落番号0085~0094及び実施例1(段落番号0189~0190)を参考にすることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 式(A-s)で示されるビスアミノフェノール誘導体の構造の具体例としては、特開2013-256506号公報の段落番号0070~0080に記載のものが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。式(A-s)で表されるビスアミノフェノール誘導体の構造の具体例は、これらに限定されない。
 ポリベンゾオキサゾール前駆体は上記式(3)の繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し造単位も含んでよい。
 ポリベンゾオキサゾール前駆体は、閉環に伴う反りの発生を抑制できる点で、下記式(SL)で表されるジアミン残基を他の種類の繰返し単位として含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037

 式(SL)中、Zは、a構造とb構造を有し、R1sは、水素原子又は炭素数1~10の炭化水素基であり、R2sは炭素数1~10の炭化水素基であり、R3s、R4s、R5s、R6sのうち少なくとも1つは芳香族基で、残りは水素原子又は炭素数1~30の有機基で、それぞれ同一でも異なっていてもよい。a構造及びb構造の重合は、ブロック重合でもランダム重合でもよい。Z部分のモル%は、a構造は5~95モル%、b構造は95~5モル%であり、a+bは100モル%である。
 式(SL)において、好ましいZとしては、b構造中のR5s及びR6sがフェニル基であるものが挙げられる。式(SL)で示される構造の分子量は、400~4,000であることが好ましく、500~3,000がより好ましい。上記分子量を上記範囲とすることで、より効果的に、ポリベンゾオキサゾール前駆体の脱水閉環後の弾性率を下げ、反りを抑制できる効果と溶剤溶解性を向上させる効果を両立することができる。
 他の種類の繰返し単位として式(SL)で表されるジアミン残基を含む場合、更に、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を繰返し単位として含むことも好ましい。このようなテトラカルボン酸残基の例としては、式(2)中のR115の例が挙げられる。
 ポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量(Mw)は、18,000~30,000が好ましく、20,000~29,000がより好ましく、22,000~28,000が更に好ましい。数平均分子量(Mn)は、7,200~14,000が好ましく、8,000~12,000がより好ましく、9,200~11,200が更に好ましい。
 上記ポリベンゾオキサゾール前駆体の分子量の分散度は、1.4以上であることが好ましく、1.5以上がより好ましく、1.6以上であることが更に好ましい。ポリベンゾオキサゾール前駆体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、2.6以下が好ましく、2.5以下がより好ましく、2.4以下が更に好ましく、2.3以下が一層好ましく、2.2以下がより一層好ましい。
 組成物が特定樹脂として複数種のポリベンゾオキサゾール前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量、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、上記複数種のポリベンゾオキサゾール前駆体を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。
〔ポリベンゾオキサゾール〕
 ポリベンゾオキサゾールとしては、ベンゾオキサゾール環を有する高分子化合物であれば、特に限定はないが、下記式(X)で表される化合物であることが好ましく、下記式(X)で表される化合物であって、重合性基を有する化合物であることがより好ましい。上記重合性基としては、ラジカル重合性基が好ましい。また、下記式(X)で表される化合物であって、酸分解性基等の極性変換基を有する化合物であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038

 式(X)中、R133は、2価の有機基を表し、R134は、4価の有機基を表す。
 重合性基又は酸分解性基等の極性変換基を有する場合、重合性基又は酸分解性基等の極性変換基は、R133及びR134の少なくとも一方に位置していてもよいし、下記式(X-1)又は式(X-2)に示すようにポリベンゾオキサゾールの末端に位置していてもよい。
式(X-1)

 式(X-1)中、R135及びR136の少なくとも一方は、重合性基又は酸分解性基等の極性変換基であり、重合性基又は酸分解性基等の極性変換基でない場合は有機基であり、他の基は式(X)と同義である。
式(X-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040

 式(X-2)中、R137は重合性基又は酸分解性基等の極性変換基であり、他は置換基であり、他の基は式(X)と同義である。
 重合性基又は酸分解性基等の極性変換基は、上記のポリイミド前駆体が有している重合性基で述べた重合性基と同義である。
 R133は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、脂肪族基又は芳香族基が挙げられる。具体的な例としては、ポリベンゾオキサゾール前駆体の式(3)中のR121の例が挙げられ、好ましい例はR121と同様である。
 R134は、4価の有機基を表す。4価の有機基としては、ポリベンゾオキサゾール前駆体の式(3)中のR122の例が挙げられ、好ましい例はR122と同様である。
 例えば、R122として例示される4価の有機基の4つの結合子が、上記式(X)中の窒素原子、酸素原子と結合して縮合環を形成する。例えば、R134が、下記有機基である場合、下記構造を形成する。下記構造中、*はそれぞれ、式(X)中の窒素原子又は酸素原子との結合部位を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 ポリベンゾオキサゾールはオキサゾール化率が85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。上限は特に限定されず、100%であってもよい。オキサゾール化率が85%以上であることにより、加熱によりオキサゾール化される時に起こる閉環に基づく膜収縮が小さくなり、反りの発生をより効果的に抑えることができる。
 上記オキサゾール化率は、例えば下記方法により測定される。
 ポリベンゾオキサゾールの赤外吸収スペクトルを測定し、前駆体のアミド構造に由来する吸収ピークである1650cm-1付近のピーク強度Q1を求める。次に、1490cm-1付近に見られる芳香環の吸収強度で規格化する。そのポリベンゾオキサゾールを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、1650cm-1付近のピーク強度Q2を求め、1490cm-1付近に見られる芳香環の吸収強度で規格化する。得られたピーク強度Q1、Q2の規格値を用い、下記式に基づいて、ポリベンゾオキサゾールのオキサゾール化率を求めることができる。
 オキサゾール化率(%)=(ピーク強度Q1の規格値/ピーク強度Q2の規格値)×100
 ポリベンゾオキサゾールは、R133及びR134の組み合わせが同じである上記式(X)の繰返し単位を含んでいてもよく、R133及びR134の組み合わせが異なる2種以上を含む上記式(X)の繰返し単位を含んでいてもよい。また、ポリベンゾオキサゾールは、上記式(X)の繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し単位も含んでいてもよい。
 ポリベンゾオキサゾールは、例えば、ビスアミノフェノール誘導体と、R133を含むジカルボン酸又は上記ジカルボン酸の、ジカルボン酸ジクロライド及びジカルボン酸誘導体等から選ばれる化合物とを反応させて、ポリベンゾオキサゾール前駆体を得、これを既知のオキサゾール化反応法を用いてオキサゾール化させることで得られる。
 なお、ジカルボン酸の場合には反応収率等を高めるため、1-ヒドロキシ-1,2,3-ベンゾトリアゾール等を予め反応させた活性エステル型のジカルボン酸誘導体を用いてもよい。
 ポリベンゾオキサゾールの重量平均分子量(Mw)は、5,000~70,000が好ましく、8,000~50,000がより好ましく、10,000~30,000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。機械特性に優れた有機膜を得るため、重量平均分子量は、20,000以上が特に好ましい。ポリベンゾオキサゾールを2種以上含有する場合、少なくとも1種のポリベンゾオキサゾールの重量平均分子量が上記範囲であることが好ましい。
 ポリベンゾオキサゾールの数平均分子量(Mn)は、7,200~14,000が好ましく、8,000~12,000がより好ましく、9,200~11,200が更に好ましい。
 上記ポリベンゾオキサゾールの分子量の分散度は、1.4以上であることが好ましく、1.5以上がより好ましく、1.6以上であることが更に好ましい。ポリベンゾオキサゾール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、2.6以下が好ましく、2.5以下がより好ましく、2.4以下が更に好ましく、2.3以下が一層好ましく、2.2以下がより一層好ましい。
 組成物が特定樹脂として複数種のポリベンゾオキサゾールを含む場合、少なくとも1種のポリベンゾオキサゾールの重量平均分子量、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、上記複数種のポリベンゾオキサゾールを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。
〔ポリアミドイミド前駆体〕
 ポリアミドイミド前駆体は、下記式(PAI-2)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042

 式(PAI-2)中、R117は3価の有機基を表し、R111は2価の有機基を表し、Aは酸素原子又は-NH-を表し、R113は水素原子又は1価の有機基を表す。
 式(PAI-2)中、R117は、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族基、環状の脂肪族基、及び芳香族基、複素芳香族基、又は単結合若しくは連結基によりこれらを2以上連結した基が例示され、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基がより好ましい。
 上記連結基としては、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基が好ましく、-O-、-S-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基がより好ましい。
 上記アルキレン基としては、炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数1~10のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基が更に好ましい。
 上記ハロゲン化アルキレン基としては、炭素数1~20のハロゲン化アルキレン基が好ましく、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のハロゲン化アルキレン基がより好ましい。また、上記ハロゲン化アルキレン基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。上記ハロゲン化アルキレン基は、水素原子を有していても、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていてもよいが、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていることが好ましい。好ましいハロゲン化アルキレン基の例としては、(ジトリフルオロメチル)メチレン基等が挙げられる。
 上記アリーレン基としては、フェニレン基又はナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましく、1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基が更に好ましい。
 また、R117は少なくとも1つのカルボキシ基がハロゲン化されていてもよいトリカルボン酸化合物から誘導されることが好ましい。上記ハロゲン化としては、塩素化が好ましい。
 本発明において、カルボキシ基を3つ有する化合物をトリカルボン酸化合物という。
 上記トリカルボン酸化合物の3つのカルボキシ基のうち2つのカルボキシ基は酸無水物化されていてもよい。
 ポリアミドイミド前駆体の製造に用いられるハロゲン化されていてもよいトリカルボン酸化合物としては、分岐鎖状の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族のトリカルボン酸化合物などが挙げられる。
 これらのトリカルボン酸化合物は、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、トリカルボン酸化合物としては、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基を含むトリカルボン酸化合物が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基を含むトリカルボン酸化合物がより好ましい。
 また、トリカルボン酸化合物の具体例としては、1,2,3-プロパントリカルボン酸、1,3,5-ペンタントリカルボン酸、クエン酸、トリメリット酸、2,3,6-ナフタレントリカルボン酸、フタル酸(又は、無水フタル酸)と安息香酸とが単結合、-O-、-CH-、-C(CH-、-C(CF-、-SO-又はフェニレン基で連結された化合物等が挙げられる。
 これらの化合物は、2つのカルボキシ基が無水物化した化合物(例えば、トリメリット酸無水物)であってもよいし、少なくとも1つのカルボキシ基がハロゲン化した化合物(例えば、無水トリメリット酸クロリド)であってもよい。
 式(PAI-2)中、R111、A、R113はそれぞれ、上述の式(2)におけるR111、A、R113と同義であり、好ましい態様も同様である。
 ポリアミドイミド前駆体は他の繰返し単位を更に含んでもよい。
 他の繰返し単位としては、上述の式(2)で表される繰返し単位、下記式(PAI-1)で表される繰返し単位等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 式(PAI-1)中、R116は2価の有機基を表し、R111は2価の有機基を表す。
 式(PAI-1)中、R116は、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族基、環状の脂肪族基、及び芳香族基、複素芳香族基、又は単結合若しくは連結基によりこれらを2以上連結した基が例示され、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基がより好ましい。
 上記連結基としては、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基が好ましく、-O-、-S-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基がより好ましい。
 上記アルキレン基としては、炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数1~10のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基が更に好ましい。
 上記ハロゲン化アルキレン基としては、炭素数1~20のハロゲン化アルキレン基が好ましく、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のハロゲン化アルキレン基がより好ましい。また、上記ハロゲン化アルキレン基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。上記ハロゲン化アルキレン基は、水素原子を有していても、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていてもよいが、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていることが好ましい。好ましいハロゲン化アルキレン基の例としては、(ジトリフルオロメチル)メチレン基等が挙げられる。
 上記アリーレン基としては、フェニレン基又はナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましく、1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基が更に好ましい。
 また、R116はジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物から誘導されることが好ましい。
 本発明において、カルボキシ基を2つ有する化合物をジカルボン酸化合物、ハロゲン化されたカルボキシ基を2つ有する化合物をジカルボン酸ジハライド化合物という。
 ジカルボン酸ジハライド化合物におけるカルボキシ基は、ハロゲン化されていればよいが、例えば、塩素化されていることが好ましい。すなわち、ジカルボン酸ジハライド化合物は、ジカルボン酸ジクロリド化合物であることが好ましい。
 ポリアミドイミド前駆体の製造に用いられるハロゲン化されていてもよいジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族ジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物などが挙げられる。
 これらのジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物は、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、ジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物としては、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基を含むジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基を含むジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物がより好ましい。
 また、ジカルボン酸化合物の具体例としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ-n-ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2-ジメチルスクシン酸、2,3-ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2-メチルグルタル酸、3-メチルグルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、3,3-ジメチルグルタル酸、3-エチル-3-メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3-メチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6-テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9-ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’-ビフェニルカルボン酸、4,4’-ビフェニルカルボン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル、ベンゾフェノン-4,4’-ジカルボン酸等が挙げられる。
 ジカルボン酸ジハライド化合物の具体例としては、上記ジカルボン酸化合物の具体例における2つのカルボキシ基をハロゲン化した構造の化合物が挙げられる。
 式(PAI-1)中、R111は上述の式(2)におけるR111と同義であり、好ましい態様も同様である。
 また、ポリアミドイミド前駆体は、構造中にフッ素原子を有することも好ましい。ポリアミドイミド前駆体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、ポリアミドイミド前駆体は、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を用いる態様が挙げられる。
 本発明におけるポリアミドイミド前駆体の一実施形態として、式(PAI-2)で表される繰返し単位、式(PAI-1)で表される繰返し単位、及び、式(2)で表される繰返し単位を含む態様が挙げられる。上記繰り返し単位の合計含有量は、全繰返し単位の50モル%以上であることが好ましく、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、100モル%以下である。末端を除くポリアミドイミド前駆体における全ての繰返し単位は、式(PAI-2)で表される繰返し単位、式(PAI-1)で表される繰返し単位、及び、式(2)で表される繰返し単位のいずれかであってもよい。
 また、本発明におけるポリアミドイミド前駆体の別の一実施形態として、式(PAI-2)で表される繰返し単位、及び、式(PAI-1)で表される繰返し単位を含む態様が挙げられる。上記繰り返し単位の合計含有量は、全繰返し単位の50モル%以上であることが好ましく、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、100モル%以下である。末端を除くポリアミドイミド前駆体における全ての繰返し単位は、式(PAI-2)で表される繰返し単位、又は、式(PAI-1)で表される繰返し単位のいずれかであってもよい。
 ポリアミドイミド前駆体の重量平均分子量(Mw)は、2,000~500,000が好ましく、5,000~100,000がより好ましく、10,000~50,000が更に好ましい。また、数平均分子量(Mn)は、800~250,000が好ましく、2,000~50,000がより好ましく、4,000~25,000が更に好ましい。
 ポリアミドイミド前駆体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。ポリアミドイミド前駆体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。組成物が特定樹脂として複数種のポリアミドイミド前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリアミドイミド前駆体の重量平均分子量、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、上記複数種のポリアミドイミド前駆体を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。
〔ポリアミドイミド〕
 本発明に用いられるポリアミドイミドは、アルカリ可溶性ポリアミド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アミド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アミドイミドとは、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以上溶解するポリアミドイミドをいい、パターン形成性の観点からは、0.5g以上溶解するポリアミドイミドであることが好ましく、1.0g以上溶解するポリアミド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。
 また、ポリアミドイミドは、得られる有機膜の膜強度及び絶縁性の観点からは、複数個のアミド結合及び複数個のイミド構造を主鎖に有するポリアミドイミドであることが好ましい。
-フッ素原子-
 得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリアミドイミドは、フッ素原子を有することが好ましい。
 フッ素原子は、例えば、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111に含まれることが好ましく、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111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。
 ポリアミド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。
-エチレン性不飽和結合-
 得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリアミドイミドは、エチレン性不飽和結合を有してもよい。
 ポリアミドイミドは、エチレン性不飽和結合を主鎖末端に有していてもよいし、側鎖に有していてもよいが、側鎖に有することが好ましい。
 上記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、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111に含まれることが好ましく、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111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を有する基の好ましい態様は、上述のポリイミドにおけるエチレン性不飽和結合を有する基の好ましい態様と同様である。
 ポリアミド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、0.001~0.05mol/gであることがより好ましい。
-エチレン性不飽和結合以外の重合性基-
 ポリアミドイミドは、エチレン性不飽和結合以外の重合性基を有していてもよい。
 ポリアミドイミドにおけるエチレン性不飽和結合以外の重合性基としては、上述のポリイミドにおけるエチレン性不飽和結合以外の重合性基と同様の基が挙げられる。
 エチレン性不飽和結合以外の重合性基は、例えば、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR111に含まれることが好ましい。
 ポリアミドイミドの全質量に対するエチレン性不飽和結合以外の重合性基の量は、0.05~10mol/gであることが好ましく、0.1~5mol/gであることがより好ましい。
-極性変換基-
 ポリアミドイミドは、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。ポリアミドイミドにおける酸分解性基は、上述の式(2)におけるR113及びR114において説明した酸分解性基と同様であり、好ましい態様も同様である。
-酸価-
 ポリアミド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、ポリアミドイミドの酸価は、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。
 また、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。
 また、ポリアミド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、ポリアミドイミドの酸価は、2~35mgKOH/gが好ましく、3~30mgKOH/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。
 また、ポリアミドイミドに含まれる酸基としては、上述のポリイミドにおける酸基と同様の基が挙げられ、好ましい態様も同様である。
-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、ポリアミドイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を有することが好ましい。
 ポリアミドイミドは、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、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111に含まれることが好ましい。
 ポリアミド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。
 本発明で用いるポリアミドイミドとしては、イミド構造及びアミド結合を有する高分子化合物であれば、特に限定はないが、下記式(PAI-3)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044

 式(PAI-3)中、R111及びR117はそれぞれ、式(PAI-2)中のR111及びR117と同義であり、好ましい態様も同様である。
 重合性基を有する場合、重合性基は、R111及びR117の少なくとも一方に位置していてもよいし、ポリアミドイミドの末端に位置していてもよい。
 また、組成物の保存安定性を向上させるため、ポリアミドイミドは主鎖末端をモノアミン、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で封止することが好ましい。末端封止剤の好ましい態様は、上述のポリイミドにおける末端封止剤の好ましい態様と同様である。
-イミド化率(閉環率)-
 ポリアミドイミドのイミド化率(「閉環率」ともいう)は、得られる有機膜の膜強度、絶縁性等の観点から、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、上述のポリイミドの閉環率と同様の方法により測定される。
 ポリアミドイミドは、R111及びR117の組み合わせが同じである上記式(PAI-3)で表される繰返し単位を含んでいてもよく、R111及びR117の組み合わせが異なる2種以上を含む上記式(PAI-3)で表される繰返し単位を含んでいてもよい。また、ポリアミドイミドは、上記式(PAI-3)で表される繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し単位をも含んでいてもよい。他の種類の繰返し単位としては、上述の式(PAI-1)又は式(PAI-2)で表される繰返し単位等が挙げられる。
 ポリアミドイミドは、例えば、公知の方法によりポリアミドイミド前駆体を得、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、そのポリアミド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。
 ポリアミドイミドの重量平均分子量(Mw)は、5,000~70,000が好ましく、8,000~50,000がより好ましく、10,000~30,000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。機械特性に優れた有機膜を得るため、重量平均分子量は、20,000以上が特に好ましい。
 また、ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)は、800~250,000が好ましく、2,000~50,000がより好ましく、4,000~25,000が更に好ましい。
 ポリアミド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以上であることが更に好ましい。ポリアミド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。
 また、組成物が特定樹脂として複数種のポリアミドイミドを含む場合、少なくとも1種のポリアミド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。また、上記複数種のポリアミドイミドを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。
〔ポリイミド前駆体等の製造方法〕
 ポリイミド前駆体等は、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。
 ポリイミド前駆体等の製造方法では、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。
 ポリイミド前駆体等の製造方法では、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-
 ポリイミド前駆体等の製造方法に際し、保存安定性をより向上させるため、ポリイミド前駆体等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-
 ポリイミド前駆体等の製造方法に際し、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イミド前駆体等を得ることができる。精製度を向上させるために、ポリイミド前駆体等を再溶解、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。
〔含有量〕
 本発明の組成物における特定樹脂の含有量は、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対し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、本発明の組成物における樹脂の含有量は、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対し、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。
 本発明の組成物が特定樹脂を2種以上含む場合、例えば、ポリイミド前駆体であって、二無水物由来の構造(上述の式(2)でいうR115)が異なる2種以上のポリイミド前駆体を含むことが好ましい。
<他の樹脂>
 本発明の組成物は、上述した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。
 本発明の組成物は、特定樹脂と他の樹脂とを含んでもよいし、他の樹脂のみを含んでもよい。
 他の樹脂としては、エポキシ樹脂、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、ポリエステル樹脂等が挙げられ、エポキシ樹脂が好ましい。
 エポキシ樹脂としては、例えば、特開2021-054922号公報の段落0018~0074に記載のエポキシ化合物及びフェノール化合物を用いることができる。また、後述の重合性化合物に記載のエポキシ化合物と、特開2021-054922号公報に記載のフェノール化合物とを用いてエポキシ樹脂としてもよい。
 組成物がエポキシ樹脂を含む場合、組成物は特開2021-054922号公報の段落0087に記載の硬化促進剤を更に含んでもよい。
 また、他の樹脂として、分散剤を更に含んでもよい。分散剤としては、特開2021-054922号公報の段落0088~0089に記載の化合物が挙げられる。
 ただし、本発明の組成物は特定化合物を含むことにより分散安定性に優れるため、分散剤を実質的に含まない態様も、好ましい態様の一つである。
 具体的には、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対し、分散剤の含有量を0.01質量%未満とすることができる。このような態様によれば、得られる硬化物の機械特性、絶縁性などを向上できる場合が有る。
 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)アクリル樹脂を組成物に添加することにより、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。
 本発明の組成物が他の樹脂を含む場合、他の樹脂の含有量は、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対し、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。
 本発明の組成物における、他の樹脂の含有量は、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対し、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、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対し、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>
 本発明の組成物は、重合性化合物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。
 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、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、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対して、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、上述の光酸発生剤、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。
 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。
 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。
 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。
 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、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。 
 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、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対し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。
〔重合開始剤〕
 本発明の組成物は、重合開始剤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ることが好ましい。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。また、アシルホスフィンオキシドとして、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドなども好適に用いることができる。また、アシルホスフィンオキシド系開始剤の市販品として、Omnirad TPO H等が挙げられる。
 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、5-(4-イソプロピルフェニルチオ)-1,2-インダンジオン,2-(O-アセチル)オキシムなどが挙げられる。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。
 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)、Omnirad 1312(IGM Resins B.V.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。
 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。

 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、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。
 組成物が光重合開始剤を含む場合、その含有量は、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対し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。
〔増感剤〕
 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、ベンゾピラン系、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。
 組成物が増感剤を含む場合、増感剤の含有量は、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対し、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。
 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、組成物の無機粒子を除いた全固形分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、組成物が環化樹脂の前駆体を含む場合、組成物は塩基発生剤を含むことが好ましい。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としては、例えば、国際公開第2021/112189号公報の段落0275~0285に記載の式(B1)若しくは式(B2)で表される化合物、国際公開第2020/066416号公報の段落0102~00162に記載の式(N1)で表される化合物、又は、塩基発生剤は国際公開第2020/054226号の段落0013~0041に記載の熱塩基発生剤が好ましい。
これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 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。
 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。
 組成物が塩基発生剤を含む場合、塩基発生剤の含有量は、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、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、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。
 溶剤の含有量は、塗布性の観点から、本発明の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。また、下記Rはブロックイソシアネート基におけるブロック化剤由来の構造が挙げられる。ブロック化剤としては、脱離温度に応じて選択すればよいが、アルコール化合物、フェノール化合物、ピラゾール化合物、トリアゾール化合物、ラクタム化合物、活性メチレン化合物等が挙げられる。例えば、脱離温度を160~180℃としたい観点からは、カプロラクタムなどが好ましい。このような化合物の市販品としては、X-12-1293(信越化学工業株式会社製)などが挙げられる。
 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。
 また、シランカップリング剤として、アルコキシシリル基を複数個有するオリゴマータイプの化合物を用いることもできる。
 このようなオリゴマータイプの化合物としては、下記式(S-1)で表される繰返し単位を含む化合物などが挙げられる。

 式(S-1)中、RS1は1価の有機基を表し、RS2は水素原子、ヒドロキシ基又はアルコキシ基を表し、nは0~2の整数を表す。
 RS1は重合性基を含む構造であることが好ましい。重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基、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、アミノ基等が挙げられる。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などが挙げられ、ビニルフェニル基、(メタ)アクリルアミド基又は(メタ)アクリロイルオキシ基が好ましく、ビニルフェニル基又は(メタ)アクリロイルオキシ基がより好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基が更に好ましい。
 RS2はアルコキシ基であることが好ましく、メトキシ基又はエトキシ基であることがより好ましい。
 nは0~2の整数を表し、1であることが好ましい。
 ここで、オリゴマータイプの化合物に含まれる複数の式(S-1)で表される繰返し単位の構造は、それぞれ同一であってもよい。
 ここで、オリゴマータイプの化合物に含まれる複数の式(S-1)で表される繰返し単位のうち、少なくとも1つにおいてnが1又は2であることが好ましく、少なくとも2つにおいてnが1又は2であることがより好ましく、少なくとも2つにおいてnが1であることが更に好ましい。
 このようなオリゴマータイプの化合物としては市販品を用いることができ、市販品としては例えば、KR-513(信越化学工業株式会社製)が挙げられる。
〔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。
<マイグレーション抑制剤>
 本発明の組成物は、マイグレーション抑制剤を更に含むことが好ましい。マイグレーション抑制剤を含むことにより、例えば、組成物を金属層(又は金属配線)に適用して膜を形成した際に、金属層(又は金属配線)由来の金属イオンが膜内へ移動することを効果的に抑制することができる。
 マイグレーション抑制剤としては、特に制限はないが、複素環(ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、2H-ピラン環及び6H-ピラン環、トリアジン環)を有する化合物、チオ尿素類及びスルファニル基を有する化合物、ヒンダードフェノール系化合物、サリチル酸誘導体系化合物、ヒドラジド誘導体系化合物が挙げられる。特に、1,2,4-トリアゾール、ベンゾトリアゾール、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、3,5-ジアミノ-1,2,4-トリアゾール等のトリアゾール系化合物、1H-テトラゾール、5-フェニルテトラゾール、5-アミノ―1H-テトラゾール等のテトラゾール系化合物が好ましく使用できる。
 マイグレーション抑制剤としては、ハロゲンイオンなどの陰イオンを捕捉するイオントラップ剤を使用することもできる。
 また、マイグレーション抑制剤としては、下記式(B1-1)~(B1-3)のいずれかで表される化合物を含むことも好ましい。

 式(B1-1)中、Rは水素原子又は1価の有機基を表し、Rは水素原子又は1価の有機基を表し、Rは1価の有機基を表す。
 式(B1-2)中、Rは水素原子又は1価の有機基を表し、Rは1価の有機基を表す。
 式(B1-3)中、Rは1価の有機基を表し、Rは水素原子又は1価の有機基を表し、Rは水素原子又は1価の有機基を表す。
 式(B1-1)中、Rは水素原子であることが好ましい。Rが1価の有機基である場合、Rは特に限定されないが、例えば、アルキル基、アリール基等が挙げられる。
 式(B1-1)中、Rは水素原子であることが好ましい。Rが1価の有機基である場合、Rは特に限定されないが、例えば、アルキル基、アリール基等が挙げられる。
 式(B1-1)中、Rは炭化水素基、又は、炭化水素基と、-O-、-C(=O)-、-S-、-SO-若しくは-NR-との組み合わせにより表される基が好ましく、炭化水素基と、-C(=O)-との組み合わせにより表される基がより好ましい。Rは上述の通りである。上記炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、ヘテロ環基又はこれらの組み合わせにより表される基のいずれであってもよいが、脂肪族炭化水素基、又は、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基との組み合わせにより表される基がより好ましい。
 上記脂肪族炭化水素基としては、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基のいずれであってもよく、炭素数1~20の飽和炭化水素基又は2~20の不飽和炭化水素基であることが好ましく、炭素数2~10の飽和炭化水素基又は2~10の不飽和炭化水素基であることがより好ましく、炭素数3~6の飽和炭化水素基又は2~4の不飽和炭化水素基であることが更に好ましい。
 上記芳香族炭化水素基としては、炭素数6~20の芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数6~10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なる基がより好ましい。
 上記ヘテロ環基としては、5員環又は6員環のヘテロ環基、又は、これらの縮合により表されるヘテロ環基が好ましい。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。また、上記ヘテロ環基は芳香族ヘテロ環基でも脂肪族ヘテロ環基でもよい。
 これらの中でも、Rはアルキルカルボニル基、又は、アルケニルアリールカルボニル基が好ましく、炭素数4~20のアルキルカルボニル基、又は、ビニルフェニルカルボニル基がより好ましい。
 また、Rはヒドロキシ基等の置換基を有していてもよい。
 式(B1-2)中、Rは水素原子であることが好ましい。Rが1価の有機基である場合、Rは特に限定されないが、例えば、アルキル基、アリール基等が挙げられる。
 式(B1-2)中、Rの好ましい態様は、式(B1-1)中のRの好ましい態様と同様である。
 式(B1-3)中、Rは水素原子であることが好ましい。Rが1価の有機基である場合、Rは特に限定されないが、例えば、アルキル基、アリール基等が挙げられる。
 式(B1-3)中、Rは水素原子であることが好ましい。Rが1価の有機基である場合、Rは特に限定されないが、例えば、アルキル基、アリール基等が挙げられる。
 式(B1-3)中、Rの好ましい態様は、式(B1-1)中のRの好ましい態様と同様である。
 その他のマイグレーション抑制剤としては、例えば、その他のマイグレーション抑制剤としては、特開2013-015701号公報の段落0094に記載の防錆剤、特開2009-283711号公報の段落0073~0076に記載の化合物、特開2011-059656号公報の段落0052に記載の化合物、特開2012-194520号公報の段落0114、0116及び0118に記載の化合物、国際公開第2015/199219号の段落0166に記載の化合物などを使用することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 マイグレーション抑制剤の具体例としては、下記化合物を挙げることができる。
 
 本発明の組成物がマイグレーション抑制剤を有する場合、マイグレーション抑制剤の含有量は、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対して、0.01~5.0質量%であることが好ましく、0.05~2.0質量%であることがより好ましく、0.1~1.0質量%であることが更に好ましい。
 マイグレーション抑制剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。マイグレーション抑制剤が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。
<重合禁止剤>
 本発明の組成物は、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、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対して、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。
<その他の添加剤>
 本発明の組成物は、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、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、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組成物の無機粒子を除いた固形分の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。
 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、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対して、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。
 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、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対して、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、組成物の無機粒子を除いた全固形分に対し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。
〔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。
 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、組成物の無機粒子を除いた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〕 
 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: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、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、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。
 組成物が凝集防止剤を含む場合、凝集防止剤の含有量は、組成物の無機粒子を除いた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。
 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、組成物の無機粒子を除いた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。
 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、組成物の無機粒子を除いた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。
<組成物の特性>
 本発明の組成物の粘度は、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。
<組成物の含有物質についての制限>
 本発明の組成物の含水率は、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、組成物の保存安定性が向上する。
 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。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。
 また、本発明の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。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。
<組成物の硬化物>
 本発明の組成物を硬化することにより、組成物の硬化物を得ることができる。
 本発明に係る硬化物は、組成物を硬化してなる硬化物である。
 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。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。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、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
<組成物の硬化物の特性> 
 本発明の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。
<組成物の調製>
 本発明の組成物は、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、ペイントシェーカーによる混合などが挙げられる。また、その他後述の液中分散機を用いて混合してもよい。
 ここで、本発明の組成物の調製方法としては、例えば下記(1)~(4)が挙げられるが、これに限定されるものではない。
(1)特定化合物と、無機粒子と、その他組成物に含まれる成分とを同時に混合して調製する。
(2)特定化合物と、無機粒子と、必要に応じて上述の分散媒又は溶媒とを先に混合して混合物を得た後に、混合物にその他組成物に含まれる成分を添加して混合して調製する。
(3)後述の改質された無機粒子の製造方法等により得られた、無機粒子の表面に特定化合物が吸着したものと、その他組成物に含まれる成分とを同時に混合して調製する。
(4)後述の改質された無機粒子の製造方法等により得られた、無機粒子の表面に特定化合物が吸着したもの(例えば、後述する乾燥後の乾燥粒子)と、上述の分散媒又は溶媒とを先に混合して混合物を得た後に、混合物にその他組成物に含まれる成分を添加して混合して調製する。
 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40μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましい。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)
 本発明に係る硬化物の製造方法は、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んでもよい。
 硬化物の製造方法は、上記露光工程及び上記現像工程を含む場合、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。
 本発明に係る硬化物の製造方法は、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。
 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。
 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、本発明に係る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、本発明に係る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、本発明に係る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ロキシド、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、PGMEA、PGME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、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。
<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てもよい。
 すなわち、本発明に係る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んでもよい。
 また、本発明に係る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、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。
 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、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、本発明に係る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。本発明に係る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、本発明に係る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>
 本発明に係る硬化物の製造方法、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。
 本発明に係る硬化物の製造方法、又は、本発明に係る硬化物は、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)
 本発明に係る積層体とは、本発明に係る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つが本発明に係る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に係る硬化物からなる層であることも好ましい。
 すなわち、本発明に係る積層体の製造方法は、本発明に係る硬化物の製造方法を含むことが好ましく、本発明に係る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。
 本発明に係る積層体は、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、本発明に係る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、いずれも本発明に係る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。本発明に係る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>
 本発明に係る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)
 本発明に係る積層体の製造方法は、上記金属層および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)、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、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、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。
(半導体デバイス及びその製造方法)
 本発明は、本発明に係る硬化物、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、本発明に係る硬化物の製造方法、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。
(熱伝導材料)
 本発明の熱伝導材料は、本発明の組成物から形成される。
 すなわち、本発明の組成物は、熱伝導材料を形成するために用いることができる。
 また、上述の本発明に係る硬化物を、熱伝導材料として使用することができる。
 上述の本発明に係る硬化物が絶縁膜である場合、熱伝導性を有する絶縁膜として用いることも可能である。
 熱伝導材料中には、特定化合物及び窒化ホウ素以外の成分が含まれていてもよい。このような成分としては、例えば、組成物に含まれる樹脂、重合性化合物等の上述の成分の重合等により形成される成分が挙げられる。
 本発明の熱伝導材料は、例えば、上述の本発明に係る硬化物の製造方法により製造される。
 また、その他、本発明の組成物を用いる方法であれば特に限定されず、例えば、本発明の組成物から分散媒又は溶媒を乾燥により除去することにより製造してもよい。
 熱伝導材料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。
 熱伝導材料の形態の詳細は、上述の本発明の形態の好ましい態様と同様である。
 熱伝導材料は、熱伝導性に優れるため、放熱シート等の放熱材として用いることができる。例えば、パワー半導体デバイス等の各種デバイスの放熱用途に用いることができる。より具体的には、デバイス上に上記熱伝導シートを含む熱伝導層を配置して熱伝導層付きデバイスを作製することにより、デバイスからの発熱を効率的に熱伝導層で放熱できる。
 すなわち、本発明は、本発明の熱伝導材料を備えるデバイスについても開示する。
 このようなデバイスの例としては、例えば、絶縁膜である熱伝導材料を備える上述の半導体デバイスが挙げられる。
(改質された無機粒子の製造方法)
 本発明の改質された無機粒子の製造方法は、式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される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(特定化合物)と、無機粒子とを接触させることを含む。
 特定化合物及び無機粒子の好ましい態様は、それぞれ、本発明の組成物において説明した通りである。
 改質された無機粒子とは、具体的には、無機粒子の表面に特定化合物が吸着したものであることが好ましく、無機粒子の表面に特定化合物が物理吸着したものであることがより好ましい。
 上記接触は、特に限定されないが、上述した分散媒又は溶媒の存在下で行われることが好ましい。
 これらの成分の好ましい態様は上述の通りである。
 また、上記接触は、上述の樹脂、重合性化合物等の本発明の組成物に含まれる成分の存在下で行ってもよい。
 上記接触における特定化合物及び無機粒子の使用質量比は、上述の本発明の組成物に含まれるこれらの成分の含有比と同様とすることができる。
 上記接触において、無機粒子を分散してもよい。分散する方法としては特に限定されないが、液中分散機が好ましい。液中分散機としては、例えば、自転公転ミキサー、高速回転せん断型撹拌機等の撹拌機、コロイドミル、ロールミル、高圧噴射式分散機、超音波分散機、ビーズミル、及び、ホモジナイザーが挙げられる。混合装置は1種単独で使用してもよく、2種以上使用してもよい。混合の前後に、又は、同時に、脱気処理を行ってもよい。
 本発明の改質された無機粒子の製造方法は、改質された無機粒子を回収することを更に含んでもよい。
 改質された無機粒子は、分散媒又は溶媒に改質された無機粒子が分散された分散液の形で回収されてもよいし、分散媒又は溶媒を乾燥させることで、乾燥粒子として回収されてもよい。
 乾燥条件は特に限定されず、分散媒又は溶媒の種類等に応じて決定すればよい。
 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。
<特定化合物の合成>
〔合成例1:化合物1の合成〕
 窒素気流下、4-ニトロフタロニトリル(東京化成工業(株)製)26.0gを200mLのDMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解し、内温20℃で撹拌しているところへ、30.3gの3-メルカプト-プロパン-スルホン酸ナトリウム(アルドリッチ社製)を添加した。続いて、内温20℃で撹拌しているところへ、24.4gの無水炭酸ナトリウムを徐々に加えた。反応液を撹拌しながら、30℃まで加温し、同温度で1時間撹拌した。20℃まで冷却した後、反応液をヌッチェでろ過し、ろ液を15000mLの酢酸エチルにあけて晶析し、引き続き室温で30分間撹拌して、析出した粗結晶をヌッチェでろ過し、酢酸エチルで洗浄し、乾燥した。得られた粗結晶を、メタノール/酢酸エチルから再結晶して、42.5gの化合物1を得た。H-NMR(DMSO-d6),δ値TMS基準:1.9~2.0(2H,t);2.5~2.6(2H,m);3.2~3.3(2H,t);7.75~7.85(1H,d);7.93~8.03(1H,d);8.05~8.13(1H,s)。
〔合成例2:化合物2の合成〕
 42.4gの化合物1を300mLの酢酸に溶解し、内温20℃で撹拌しているところへ、2.5gのNaWO・2HOを添加した後、氷浴中、内温10℃まで冷却した。引き続き、35mLの過酸化水素水(30質量%)を発熱に注意しながら徐々に滴下した。内温15~20℃で30分間撹拌した後に、反応液を内温60℃まで加温して、同温度で1時間撹拌した。20℃まで冷却した後、反応液に1500mLの酢酸エチルを注入し、引き続き同温度にて30分間撹拌した後に、析出した粗結晶をヌッチェでろ過し、200mLの酢酸エチルで洗浄し、乾燥した。得られた粗結晶を、メタノール/酢酸エチルを用いて加熱洗浄して精製して、41.0gの化合物2を得た。H-NMR(DMSO-d6),δ値TMS基準:1.8~1.9(2H,t);2.4~2.5(2H,m);3.6~3.7(2H,t);8.3~8.4(1H,d);8.4~8.5(1H,d);8.6~8.7(1H,s)。
〔合成例3:化合物3の合成〕
 67.2gの化合物2を150mLのDMF(N,N-ジメチルホルムアミド)と1000mLのアセトニトリルに分散し、内温20℃で撹拌しているところへ、38.0mLのオキシ塩化リンを発熱に注意しながら徐々に滴下した。引き続き、反応液を内温40℃まで加温して、同温度で1時間撹拌した。20℃まで冷却した後、反応液を3000mLの氷水に注入し、引き続き15℃にて30分間撹拌した後に、析出した粗結晶をヌッチェでろ過し、5000mLの水で洗浄した。得られた粗結晶を500mLのイソプロピルアルコールで取り出し洗いした後、結晶をヌッチェでろ過し、200mLのイソプロピルアルコールで洗浄、減圧乾燥して52.2gの化合物3を得た。H-NMR(DMSO-d6),δ値TMS基準:1.8~1.9(2H,m);2.5~2.6(2H,t);3.6~3.7(2H,t);8.4~8.5(2H,dd);8.6~8.7(1H,s)。
〔合成例4:化合物4の合成〕
 5.6gの2-アミノエタノール(富士フイルム和光純薬(株)製)を60mLのアセトニトリルに溶解し、内温5℃で撹拌しているところへ、15.0gの化合物3を内温が10℃を超えないように徐々に添加し、引き続き、1時間室温で撹拌した。その反応液に、18mLのBrineを添加して、分液抽出した。アセトニトリル層を硫酸マグネシウムで乾燥後濾取し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮し、オイル状物12.0gを得た。精製はシリカゲルカラムクロマトグラフィ(メタノール/CH2Cl2=1/10:v/v)にて行い、11.1gの化合物4を得た。1H-NMR(DMSO-d6),δ値TMS基準:1.8~2.0(2H,m);2.9~3.0(2H,m);3.1~3.2(2H,t);3.4~3.5(2H,m);3.6~3.7(2H,t);4.6~4.7(1H,t);7.2(1H,t);8.3~8.5(2H,dd);8.7(1H,s)。
〔合成例5:化合物5の合成〕
 窒素気流下、冷却管のついた三つ口フラスコに、10.0gの化合物4を25℃で30mLのエチレングリコールに分散させた。撹拌しながら1.25gの酢酸銅(無水)を添加し、内温を120℃まで加温して6時間撹拌した。内温を60℃まで冷却し、50mLのメタノールを滴下し、30分間60℃で撹拌した。内温を25℃まで冷却した後、フタロシアニン反応液をエタノール300mLが入ったビーカーに撹拌しながらゆっくり滴下した。析出物を濾取し、100mLの水、100mLのエタノールで洗浄した。80℃12時間の乾燥後に8.5gの化合物5を得た。同定は以下の方法で行った。質量分析法:{装置LC/MS(TSQ-7000型、LC;HP-1090型);LCカラム(TSK-gelODS80Ts 2×150mm、検出580(±)20nm&MCD);溶離液及び流量(水/メタノール 0.1質量%酢酸/トリエチルアミンbuffer;0.2mL/min);LC/MSイオン化法;ESI-negative法}を用いて、LCクロマトグラムのピークとMSスペクトルから、得られた化合物が本発明の目的とするフタロシアニン化合物であることを確認した。
〔合成例6:H-1の合成〕
 窒素気流下、冷却管のついた三つ口フラスコに、1.0gの化合物5、16.1gのδ-バレロラクトン(東京化成工業(株)製)、100mgのモノブチルすずオキシド(東京化成工業(株)製)を添加した。その後、撹拌しながら内温を110℃まで加温し、同温度で6時間撹拌した。30℃に冷却し、ヨードメタン(東京化成工業(株)製)を0.38g添加し1時間撹拌した。その後、30℃でメタノールを100mL添加し、内温を25℃まで冷却した。その後、60℃でメタノールを100mL添加し、内温を25℃まで冷却した。冷却したフタロシアニンポリマー反応液をエタノール500mLが入ったビーカーに撹拌しながらゆっくり滴下した。析出物を濾取し、100mLの水、100mLのエタノールで洗浄した。80℃12時間の乾燥後に13.5gのH-1を得た。
 H-1の数平均分子量(Mn)はゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法を用いた測定により、25000~26000であることを確認した。この値は、ポリスチレン換算値として定義される。GPCは、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た。
〔合成例7~25:H-2~H-20の合成〕
 合成例1~6と同様の方法により、下記構造のH-2~H-20を合成した。
 なお、特に記載しない限り、C等の記載は、直鎖のアルキレン基(すなわち、Cであればトリメチレン基、炭素数が異なるものについて同様)を、C1429などの記載は、直鎖のアルキル基(すなわち、C1429であればテトラデシル基、炭素数が異なるものについて同様)を、それぞれ表すものとする。









〔合成例PI-1:樹脂PI-1の合成〕
 14.9gのピロメリット酸無水物と、18.0gの2-ヒドロキシエチルメタクリレートと、23.9gのピリジンと、250mLのジグリム(ダイグライム、ジエチレングリコールジメチルエーテル)とを混合し、60℃の温度で4時間撹拌して、ピロメリット酸と2-ヒドロキシエチルメタクリレートとのジエステルを合成した。次いで、反応混合物を-10℃に冷却し、温度を-10±5℃に保ちながら、17.0gの塩化チオニルを60分かけて加えた。50mLのN-メチルピロリドンで希釈した後、100mLのN-メチルピロリドンに12.6gの4,4’-ジアミノジフェニルエーテルを溶解させた溶液を、-10±5℃で60分かけて反応混合物に滴下して、混合物を室温で2時間撹拌した。その後、エタノール10.0gを添加して室温で1時間撹拌した。
 次いで、6000gの水を加えてポリイミド前駆体を沈殿させ、沈殿物(水-ポリイミド前駆体混合物)を15分間撹拌した。撹拌後の沈殿物(ポリイミド前駆体の固体)をろ取し、テトラヒドロフラン500gに溶解させた。得られた溶液に6000gの水(貧溶媒)を加えてポリイミド前駆体を沈殿させ、沈殿物(水-ポリイミド前駆体混合物)を15分間撹拌した。撹拌後の沈殿物(ポリイミド前駆体の固体)を再びろ過して減圧下で、45℃で3日間乾燥した。
 乾燥後の粉体46.6gをテトラヒドロフラン419.6gに溶解させた後に、2.3gのトリエチルアミンを添加して室温で35分間撹拌した。その後、エタノール3000gを添加して、沈殿物をろ取した。得られた沈殿物をテトラヒドロフラン281.8gに溶解した。そこに水17.1gとイオン交換樹脂UP6040(AmberTec社製)46.6gを添加して、4時間撹拌した。その後、イオン交換樹脂をろ過で取り除き、得られたポリマー溶液を5,600gの水に加えて沈殿物を得た。沈殿物をろ取し、減圧下45℃で24時間乾燥させることで、樹脂PI-1を45.1g得た。
 H-NMRにより確認された樹脂PI-1の構造は、下記式(PI-1)で表される構造であった。樹脂PI-1の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は19,000であった。
〔合成例PI-2~PI-4:樹脂PI-2~樹脂PI-4の合成〕
 合成例PI-1と同様の方法により、樹脂PI-2~樹脂PI-4をそれぞれ合成した。樹脂PI-2~樹脂PI-4の構造は、それぞれ以下の通りである。
 また、樹脂PI-2のMwは20,000、樹脂PI-3のMwは18,000、樹脂PI-4のMwは21,000であった。
〔合成例PI-5:樹脂PI-5の合成〕
 4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)23.48gとビスフタル酸二無水物 (BPDA)22.27gをセパラブルフラスコに入れ、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)39.69gとテトラヒドロフラン136.83gを入れて室温(25℃)下で撹拌し、撹拌しながらピリジン24.66gを加えて反応混合物を得た。反応による発熱の終了後に室温まで放冷し、16時間放置した。
 次に、氷冷下において、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)62.46gをテトラヒドロフラン61.57gに溶解した溶液を撹拌しながら40分かけて反応混合物に加え、続いて4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)27.42gをテトラヒドロフラン119.73gに懸濁したものを撹拌しながら60分かけて加えた。更に室温で2時間撹拌した後、エチルアルコール7.17gを加えて1時間撹拌し、次に、テトラヒドロフラン136.83gを加えた。反応混合物に生じた沈殿物をろ過により取り除き、反応液を得た。
 得られた反応液を716.21gのエチルアルコールに加えて粗ポリマーから成る沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを濾別し、テトラヒドロフラン403.49gに溶解して粗ポリマー溶液を得た。得られた粗ポリマー溶液を8470.26gの水に滴下してポリマーを沈殿させ、得られた沈殿物を濾別した後、真空乾燥して粉末状の樹脂PI-5を80.3g得た。樹脂1の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は20,000であった。樹脂PI-5の構造は、下記式(PI-5)で表される構造であると推測される。
〔合成例PBI-1:樹脂PBI-1の合成〕
 コンデンサー及び撹拌機を取り付けたフラスコ中で、水分を除去しながら、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(東京化成工業(株)製)22.2g(50ミリモル)、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(東京化成品工業(株)製)0.02gをN-メチルピロリドン(NMP)100.0gに溶解した。次いで、後述するジアミン(AA-1)11.9g(45ミリモル)を添加し、25℃で3時間撹拌し、45℃で更に3時間撹拌した。次いで、ピリジン15.8g(200ミリモル)、無水酢酸12.8g(125ミリモル)、N-メチルピロリドン(NMP)50gを添加し、80℃で、3時間撹拌し、N-メチルピロリドン(NMP)50gを加え、希釈した。
 この反応液を、1リットルのメタノールの中で沈殿させ、3000rpmの速度で15分間撹拌した。樹脂を濾過して除き、1リットルのメタノールの中で再度30分間撹拌し再び濾過した。得られた樹脂を減圧下で、40℃で1日乾燥し、ポリイミドPBI-1を得た。
 H-NMRにより確認された樹脂PBI-1の構造は、下記式(PBI-1)で表される構造であった。樹脂PBI-1の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は19,000であった。
〔合成例PBO-1:樹脂PBO-1の合成〕
 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28.0g(76.4ミリモル)をN-メチルピロリドン200gに撹拌溶解した。続いて、ピリジン12.1g(153ミリモル)を加え、温度を-10~0℃に保ちながら、N-メチルピロリドン75gに4,4’-オキシジベンゾイルクロリド20.7g(70.1ミリモル)を溶解させた溶液を1時間かけて滴下した。30分間撹拌した後、塩化アセチル1.00g(12.7ミリモル)を加え、さらに60分間撹拌した。次いで、6リットルの水の中でポリベンゾオキサゾール前駆体樹脂を沈殿させ、水-ポリベンゾオキサゾール前駆体樹脂混合物を500rpmの速度で15分間撹拌した。ポリベンゾオキサゾール前駆体樹脂を濾過して取得し、6リットルの水の中で再度30分間撹拌し再び濾過した。次いで、得られたポリベンゾオキサゾール前駆体樹脂を減圧下で、45℃で3日間乾燥し、ポリベンゾオキサゾール前駆体PBO-1を得た。このポリベンゾオキサゾール前駆体PBO-1の重量平均分子量は、Mw=21500であった。
 ポリベンゾオキサゾール前駆体PBO-1の構造は、下記式(PBO-1)で表される構造であると推測される。
<実施例及び比較例>
 各実施例において、それぞれ、下記表に記載の成分を混合し、各組成物を得た。また、比較例において、下記表に記載の成分を混合し、比較用組成物を得た。
 具体的には、溶剤以外の表に記載の各成分の含有量(配合量)は、表の各欄の「質量部」の欄に記載の量(質量部)とした。
 溶剤の含有量(配合量)は、溶剤の合計含有量が表中の「溶剤」の「質量部」の値となるようにし、溶剤の全質量に対する各溶剤の含有量の比率(質量比)は、表中の「比率」の欄に記載の比率となるようにした。
 成分Aに該当する成分の合計含有量と成分Bに該当する成分の合計含有量の含有比率は、それぞれ、「成分A含有率(質量%)」、「成分B含有率(質量%)」の欄の記載の通りとした。
 得られた組成物及び比較用組成物を、細孔の幅が40μm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。
 また、表中、「-」の記載は該当する成分を組成物が含有していないことを示している。
 また、特定化合物と、溶剤とのHSP距離を上述の方法で算出し、表の「HSP距離」の欄に記載した。また、今回の溶剤のδd2は、組成物がm種の溶剤を、含有比率(R1、R2、・・・・、Rm)で含有し、各分散媒のδd2の値がδd21、δd22、・・・・、δd2mである場合、δd2をδd2=R1×δd21+R2×δd22+・・・・+Rm×δd2mとして算出した。δp2及びδh2について同様である。
 表に記載した各成分の詳細は下記の通りである。
〔樹脂〕
・PI-1~PI-5、PBI-1、PBO-1:上記合成例により得られた樹脂PI-1~樹脂PI-5、樹脂PBI-1、樹脂PBO-1
・A-1~A-4:下記構造の化合物
〔重合性化合物〕
・D-1:A-DPH(新中村化学工業(株)製)
・D-2:SR-209(サートマー社製)
・D-3:A-TMMT(新中村化学工業(株)製)
〔重合開始剤〕
・C-1:IRGACURE OXE 01(BASF社製)
・C-2:IRGACURE OXE 02(BASF社製)
・C-3:IRGACURE 369(BASF社製)
・C-4:下記構造の化合物

C-5:Omnirad 1312(IGM社製)
C-6:Omnirad TPO H(IGM社製)
C-7:PERCUMYL H(日本油脂(株)製)
C-8:PERBUTYL O(日本油脂(株)製)
〔重合禁止剤〕
・E-1:2-ニトロソ-1-ナフトール(東京化成工業(株)製)
・E-2:パラベンゾキノン(東京化成工業(株)製)
・E-3:パラメトキシフェノール(東京化成工業(株)製)
〔シランカップリング剤〕
・G-1~G-3:下記構造の化合物
Gー5:X-12-1293(信越化学工業株式会社製)
Gー6:KR-513(信越化学工業株式会社製)
〔マイグレーション抑制剤〕
・F-1:下記構造の化合物
〔塩基発生剤〕
・B-1~B-5:下記構造の化合物
〔溶剤〕
・GBL:γ-ブチロラクトン
・DMSO:ジメチルスルホキシド
・NMP:N-メチル-2-ピロリドン
・EL:乳酸エチル
〔無機粒子〕
-窒化ホウ素-
・J-1:Platelets-001(3M社製)
・J-2:MBN-010T(三井化学社製)
・J-3:Boron Nitride powder(io-li-tec社製)
・J-4:Boron Nitride Nanopowder(US Research Nanomaterials社製)
・J-5:球状ナノサイズBN(デンカ社製)
・J-6:1522DX(コアフロント社製)
・J-7:BNNT0001(BNNT technology社製)
・J-8:BN Nsnobarbs(BN Nano社製)
-アルミナ-
・J-9:AA-07(住友化学社製)
・J-10:AA-03NF(住友化学社製)
・J-11:ASFP-20(デンカ社製)
・J-12:ASFP-03S(デンカ社製)
-窒化アルミニウム-
・J-13:Eグレード(トクヤマ社製)
・J-14:Hグレード(トクヤマ社製)
・J-15:Thermalnite(U-MAP社製)
-シリカ-
・J-16:QSG-100(信越化学社製)
・J-17:QSG-170(信越化学社製)
・J-18:SO-C1(アドマテックス社製)
・J-19:SO-C2(アドマテックス社製)
 無機粒子の形状及び粒子径を以下に示す。
 粒子径は上述の方法により測定した体積平均粒子径である。
〔特定化合物〕
・H-1~H-33:上記合成例で合成したH-1~H-33
 H-1~H-33は上述の特定化合物に該当する化合物である。
・CH-1:下記構造の化合物
 CH-1は上述の特定化合物に該当しない化合物である。
<評価>
〔分散安定性の評価〕
-評価方法-
 各実施例又は比較例において調製した組成物及び比較用組成物に対して、それぞれ、循環型分散装置(ビーズミル)を用いて分散処理を実施した。
 ただし、表の「事前の表面処理」の欄に「有」と記載された例においては、組成物に含まれる成分のうち「成分B」の欄に記載された成分と「成分A」の欄に記載された溶剤を混合して撹拌し、濾過、洗浄して取り出し、乾燥したものを無機粒子として用いた。その際の無機粒子と特定化合物の使用質量比は10:1とした。
分散装置の運転条件は下記のとおりである。
運転条件
・ビーズ材:ジルコニア
・ビーズ径:直径0.2mm
・ビーズ充填率:65体積%
・周速:6m/秒
・ポンプ供給量:10.8kg/時間
・冷却水:水道水
・ビーズミル環状通路内容積:0.15L
・分散処理する混合液量:0.65kg
分散開始後、30分間隔で、無機粒子の粒子径測定を実施した。無機粒子の平均一次粒子径は分散時間とともに減少していったが、次第にその変化量が少なくなっていった。粒度分布におけるd50(積算値50%)の変化量がなくなった時点で分散処理を終了し、分散液を得た。
 上記分散液を2ヶ月間静置して、静置開始から1日目、1週間目、1ヶ月目、2ヶ月目にそれぞれ、粒子の沈降が起こるか否かを目視で確認した。静置は室温、密閉条件で行った。粒子の沈降が起きなかった場合を「沈降なし」、ポリイミド粒子の沈降が起きた場合を「沈降あり」とした。
 下記評価基準に従って評価を行い、評価結果を表の「分散安定性」の欄に記載した。
-評価基準-
A:2ヶ月目に沈降なし
B:1ヶ月目に沈降なし、2ヶ月目に沈降あり
C:1週間目に沈降なし、1ヶ月目に沈降あり
D:1日目に沈降なし、1週間目に沈降あり
E:1日目に沈降あり
<評価>
〔凝集抑制の評価〕
-評価方法-
上記分散液を2ヶ月間静置して、静置開始から1日目、1週間目、1ヶ月目、2ヶ月目の分散液が20μmフィルター濾過を通過するか確認した。通過した場合を「フィルター通過」、通過しなかった場合を「フィルター非通過」とした。
〈評価基準〉
A:静置2ヶ月目にフィルター通過
B:静置1ヶ月目にフィルター通過、静置2ヶ月目にフィルター非通過
C:静置1週間目にフィルター通過、静置1ヶ月目にフィルター非通過
D:静置1日目にフィルター通過、静置1週間目にフィルター非通過
E:静置1日目にフィルター非通過
<評価>
〔放熱性の評価〕
-評価方法-
 各実施例及び比較例において、それぞれ、組成物又は比較用組成物をスピンコート法でシリコンウエハ上に適用して樹脂組成物層を形成した。得られた樹脂組成物層を適用した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製膜後の膜厚が表の「膜厚(μm)」の欄に記載の厚さであり、均一な厚さの樹脂組成物層を得た。
 得られた樹脂組成物層に対して、窒素雰囲気下で、10℃/分の昇温速度で昇温し、表の「キュア温度(℃)」に記載の温度で表の「キュア時間(min)」に記載の時間において加熱して、シリコンウエハ上に熱伝導性シートを形成した。 熱伝導性シートの熱伝導性は熱拡散率、比重、比熱から算出した。
 熱拡散率は、周期加熱法(プラスチックの国際基準 ISO 22007-3:2008準拠)に基づいて、熱拡散率測定装置FTC-RT(アドバンス理工製)で測定した。同じ厚さのシリコンウエハのリファレンスデータを取得して、その差分を算出することで測定した。
 比重は、メトラー・トレド社製の天秤「XS204」を用いてアルキメデス法(「固体比重測定キット」使用)で測定した。
 比熱は、セイコーインスツル社製の「DSC320/6200」を用い、10℃/分の昇温条件の下、25℃における比熱を求めた。
 得られた熱拡散率に比重及び比熱を乗じて、熱伝導性シートの熱伝導率を算出した。
-評価基準-
A:熱伝導率が3.0W/m・K以上であった
B:熱伝導率が2.5W/m・K以上3.0W/m・K未満であった。
C:熱伝導率が2.0W/m・K以上2.5W/m・K未満であった。
D:熱伝導率が2.0W/m・K未満であった。
 以上の結果から、本発明の組成物は、無機粒子の分散安定性に優れることが分かる。
 比較例1に係る比較用組成物は、特定化合物を含有しない。このような比較用組成物については、分散性に劣ることが分かる。

Claims (18)

  1.  式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物と、
     無機粒子と
     分散媒とを含む
     組成物。
     
     式(1-1)中、Mは金属原子であり、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であり、前記有機基における前記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、前記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
     式(1-2)中、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であって、前記有機基における前記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、前記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
  2.  前記分散媒が、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、N-メチルピロリドン及び乳酸エチルよりなる群から選ばれた少なくとも1種の溶剤を含む、請求項1に記載の組成物。
  3.  式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物と、
     無機粒子と
     溶媒とを含む
     組成物。

     式(1-1)中、Mは金属原子であり、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であり、前記有機基における前記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、前記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
     式(1-2)中、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であって、前記有機基における前記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、前記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
  4.  前記式(1-1)中のMが銅原子である、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  5.  前記化合物として、前記式(1-1)で表される化合物を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  6.  前記式(1-1)及び前記式(1-2)中のRが炭素数6以上の有機基である、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  7.  前記式(1-1)及び前記式(1-2)中のRがスルホニル基を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  8.  前記式(1-1)及び前記式(1-2)中のRが下記式(2-1)で表される基である、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。

     式(2-1)中、Lはアルキレン基を表し、Rは水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を含む有機基を表し、Rはアルキル基、アリール基又はヘテロ環基を含む有機基を表し、RとRとは結合して環構造を形成してもよく、*は他の構造との結合部位を表す。
  9.  前記式(2-1)中のRが水素原子であり、Rがアルキル基、アリール基又はヘテロ環基を含む有機基である、請求項8に記載の組成物。
  10.  式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物におけるHSP距離が20.0以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  11.  前記無機粒子が窒化ホウ素、アルミナ及び窒化アルミニウムからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  12.  前記無機粒子の体積平均粒子径が0.005~2.0μmである、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  13.  前記無機粒子100質量部に対する、式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物の含有量が、0.1~20質量部である、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  14.  樹脂を更に含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  15.  前記樹脂が、ポリイミド又はポリイミド前駆体である、請求項14に記載の組成物。
  16.  請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物から形成される
     熱伝導材料。
  17.  請求項16に記載の熱伝導材料を備える
     デバイス。
  18.  式(1-1)で表される化合物、及び、式(1-2)で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物と、無機粒子とを接触させることを含む、改質された無機粒子の製造方法。
     
     式(1-1)中、Mは金属原子であり、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であり、前記有機基における前記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、前記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
     式(1-2)中、Rはそれぞれ独立に、1価の有機基であって、前記有機基における前記式中に記載されたベンゼン環との結合部位である原子から、前記有機基に含まれる最も遠い末端となる原子までの最短経路における原子数が10以上であり、n1、n2、n3及びn4はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、n1、n2、n3及びn4の少なくとも1つは1以上の整数である。
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