(57)【要約】【課題】基板に機能性パターンを容易に形成することができる基板加工装置、基板加工方法及び基板製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る基板加工装置１は、基板表面上にマスク層を形成する層形成部２と、基板表面上のマスク層をパターニングするパターニング部３と、マスク層により覆われずに露出する基板表面を加工し、基板表面に深さが異なる複数の凹部を形成する基板加工部４とを備える。これにより、基板に機能性パターンを容易に形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面上にマスク層を形成する層形成部と、
前記基板表面上の前記マスク層をパターニングするパターニング部と、
前記マスク層により覆われずに露出する前記基板表面を加工し、前記基板表面に深さが異なる複数の凹部を形成する基板加工部と、
を備えることを特徴とする基板加工装置。
【請求項２】
前記複数の凹部に機能材料を充填する材料充填部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基板加工装置。
【請求項３】
前記パターニング部は、前記複数の凹部ごとに対応する前記マスク層の開孔寸法を変えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板加工装置。
【請求項４】
前記パターニング部は、前記基板表面の加工中に前記基板表面上の前記マスク層の一部を除去することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の基板加工装置。
【請求項５】
前記層形成部は、前記マスク層の剥離を容易にする剥離層を前記基板表面に形成し、前記基板表面に形成された前記剥離層上に前記マスク層を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の基板加工装置。
【請求項６】
前記層形成部は、前記基板における対向する第１表面及び第２表面の両面上にマスク層を形成し、
前記パターニング部は、前記第１表面及び前記第２表面の両面上のマスク層をそれぞれパターニングし、
前記基板加工部は、前記マスク層により覆われずに露出する前記第１表面及び前記第２表面の両面をそれぞれエッチングし、前記第１表面及び前記第２表面の両面に前記複数の凹部を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の基板加工装置。
【請求項７】
前記基板加工部は、前記マスク層により覆われずに露出する前記第１表面及び前記第２表面の両面における対向する位置をそれぞれ加工し、前記基板に貫通孔を形成することを特徴とする請求項６に記載の基板加工装置。
【請求項８】
基板表面上にマスク層を形成する工程と、
前記基板表面上の前記マスク層をパターニングする工程と、
前記マスク層により覆われずに露出する前記基板表面を加工し、前記基板表面に深さが異なる複数の凹部を形成する工程と、
を有することを特徴とする基板加工方法。
【請求項９】
前記複数の凹部に機能材料を充填する工程をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の基板加工方法。
【請求項１０】
前記パターニングする工程では、前記複数の凹部ごとに対応する前記マスク層の開孔寸法を変えることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の基板加工方法。
【請求項１１】
前記パターニングする工程では、前記基板表面の加工中に前記基板表面上の前記マスク層の一部を除去することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載の基板加工方法。
【請求項１２】
前記マスク層を形成する工程前に、前記マスク層の剥離を容易にする剥離層を前記基板表面に形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載の基板加工方法。
【請求項１３】
前記マスク層を形成する工程では、前記基板における対向する第１表面及び第２表面の両面上にマスク層を形成し、
前記パターニングする工程では、前記第１表面及び前記第２表面の両面上のマスク層をそれぞれパターニングし、
前記複数の凹部を形成する工程では、前記マスク層により覆われずに露出する前記第１表面及び前記第２表面の両面をそれぞれエッチングし、前記第１表面及び前記第２表面の両面に前記複数の凹部を形成することを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれか一項に記載の基板加工方法。
【請求項１４】
前記複数の凹部を形成する工程では、前記マスク層により覆われずに露出する前記第１表面及び前記第２表面の両面における対向する位置をそれぞれ加工し、前記基板に貫通孔を形成することを特徴とする請求項１３に記載の基板加工方法。
【請求項１５】
基板表面上にマスク層を形成する工程と、
前記基板表面上の前記マスク層をパターニングする工程と、
前記マスク層により覆われずに露出する前記基板表面を加工し、前記基板表面に深さが異なる複数の凹部を形成する工程と、
を有することを特徴とする基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板加工装置、基板加工方法及び基板製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンテッドエレクトロニクスという、印刷技術を用いて電子回路やデバイスなどを形成する技術が開発されている。プリンテッドエレクトロニクスは、スクリーン印刷やインクジェット塗布などの印刷技術によって印刷対象物である基板上に機能性パターン（例えば回路パターン）を形成する技術である。このプリンテッドエレクトロニクスは、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネル、電子ペーパーなど様々なエレクトロニクス製品の製造プロセスにおいて用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−５５２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述のプリンテッドエレクトロニクスにおいては、基板の塗布対象面の状態や塗布する塗料の特性、塗布時の塗料のにじみ及び流れなど、多くの困難がある。このため、基板への機能性パターン形成の容易化を実現することが求められている。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、基板に機能性パターンを容易に形成することができる基板加工装置、基板加工方法及び基板製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る基板加工装置は、基板表面上にマスク層を形成する層形成部と、基板表面上のマスク層をパターニングするパターニング部と、マスク層により覆われずに露出する基板表面を加工し、基板表面に深さが異なる複数の凹部を形成する基板加工部とを備える。
【０００７】
実施形態に係る基板加工方法は、基板表面上にマスク層を形成する工程と、基板表面上のマスク層をパターニングする工程と、マスク層により覆われずに露出する基板表面を加工し、基板表面に深さが異なる複数の凹部を形成する工程とを有する。
【０００８】
実施形態に係る基板製造方法は、基板表面上にマスク層を形成する工程と、基板表面上のマスク層をパターニングする工程と、マスク層により覆われずに露出する基板表面を加工し、基板表面に深さが異なる複数の凹部を形成する工程とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板に機能性パターンを容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る基板加工装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第１の工程断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第２の工程断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第３の工程断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第４の工程断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第５の工程断面図である。
【図７】第２の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための工程断面図である。
【図８】第３の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第１の工程断面図である。
【図９】第３の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第２の工程断面図である。
【図１０】第３の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第３の工程断面図である。
【図１１】第４の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための工程断面図である。
【図１２】第５の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための工程断面図である。
【図１３】第６の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための工程断面図である。
【図１４】第７の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための工程断面図である。
【図１５】第８の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第１の工程断面図である。
【図１６】第８の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第２の工程断面図である。
【図１７】第８の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第３の工程断面図である。
【図１８】第８の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第４の工程断面図である。
【図１９】第９の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第１の工程断面図である。
【図２０】第９の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第２の工程断面図である。
【図２１】第９の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第３の工程断面図である。
【図２２】第９の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第４の工程断面図である。
【図２３】第９の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第５の工程断面図である。
【図２４】第９の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第６の工程断面図である。
【図２５】第１０の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第１の工程断面図である。
【図２６】第１０の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第２の工程断面図である。
【図２７】第１０の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第３の工程断面図である。
【図２８】第１０の実施形態に係る基板加工工程の流れを説明するための第４の工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１乃至図６を参照して説明する。
【００１２】
図１に示すように、第１の実施形態に係る基板加工装置１は、層形成部２、パターニング部３、基板加工部４、材料充填部５及び層除去部６を備えている。これらの各部２〜６の間の搬送はロボットハンドリングやベルトコンベアなどの搬送部（図示せず）によって行われる。なお、材料充填部５及び層除去部６の順番を入れ替えることも可能である。以下、各部２〜６について図２乃至図６に基づいて説明する。
【００１３】
層形成部２は、図２に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上にマスク層１２を形成する。このマスク層１２の形成方法としては、例えば、塗布（スピンコートやインクジェット塗布など）あるいは浸漬、メッキ、スパッタ、蒸着（ウェット又はドライ）などを用いることが可能である。
【００１４】
基板１１は、互いに向かい合う第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂを有している。この基板１１としては、ガラス基板を用いているが、このガラス基板以外にも、シリコンやセラミックス、結晶などの加工（例えばエッチング）が可能な固体により形成された各種の基板を用いることが可能である。
【００１５】
パターニング部３は、図３に示すように、レーザ光の照射により基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２を部分的に除去し、その第１表面１１ａ上のマスク層１２をパターニングする。レーザ光は所定のパターン（例えば模様や図案）に基づいて基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２に照射され（レーザ光の照射サイズは可変する）、そのレーザ光が当たった部分のマスク層１２が部分的に除去され、マスク層１２に複数の開孔が生じる。これにより、第１表面１１ａ上のマスク層１２は所定のパターンとなる。すなわち、パターニングとは、基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２を所定（所望）のパターンにすることである。
【００１６】
パターニング方法としては、レーザ光の照射に限るものではなく、例えば、紫外線を使用するパターニングを用いるようにしても良い。また、マスク層１２の材料、すなわちマスキング材料としては、例えば、塗料やフィルム材料、その他にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などを用いることが可能である。なお、マスキング材料としては、後述の基板加工に対して耐性を有する材料を用いる。
【００１７】
基板加工部４は、図４に示すように、マスク層１２により覆われずに各開孔から露出する基板１１の第１表面１１ａを加工し、その第１表面１１ａに深さが異なる複数の凹部１３を形成する。これにより、基板１１の第１表面１１ａは部分的に加工され、その第１表面１１ａに所定パターンに基づいた凹部１３が形成されることになる。各凹部１３としては、穴や溝、貫通孔などがあり、これらの凹部１３は個別に存在したり、互いにつながったりする。基板加工方法としては、エッチング加工（ドライエッチング又はウェットエッチング）やブラスト加工などを用いることが可能である。
【００１８】
ただし、図４では、エッチング加工を用いており、マスク層１２の下部にまでエッチングが進行し、凹部１３の断面形状が湾曲形状（半楕円形状）になっている。一方、ブラスト加工を用いた場合には、マスク層１２の下部にまで加工は進行せず、凹部１３の断面形状は矩形状になる。すなわち、ブラスト加工は基板１１の第１表面１１ａに対してほぼ垂直に進行していくため、凹部１３の内周面は基板１１の第１表面１１ａにほぼ垂直となる。
【００１９】
エッチング加工では、マスク層１２の開孔寸法（開口寸法）によって凹部１３の深さを変えることが可能であり、ブラスト加工では、ブラスト時間（加工時間）によって凹部１３の深さを変えることが可能である。特に、エッチング加工においては、開孔寸法とエッチングレートの関係で深さを決めることができる。例えば、開孔寸法を大きくすることで、エッチング液が基板１１に接液する部分が増えて、エッチングが進行し易くなり、基板１１は深くエッチングされる。一方、深さを浅くする場合には、前述の逆を行う。なお、エッチングレートは、マスク層１２の開孔寸法で変更可能であるが、薬剤の種類や濃度、温度でも変わるものである。
【００２０】
ウェットエッチングにおけるエッチング液の供給方法としては、基板１１をエッチング液に浸しても、基板１１にエッチング液をかけるようにしても良く、また、バッチ処理でも枚葉処理でもどちらの処理を用いても良い。基板１１にエッチング液をかけて供給する場合には、基板１１を回転させながらエッチング液を供給したり、あるいは、基板１１をローラ搬送しながらエッチング液を供給したりするが、その供給方法は特に限定されるものではない。
【００２１】
材料充填部５は、図５に示すように、基板１１の第１表面１１ａに形成された各凹部１３に機能材料（機能性材料）１４を充填する。この機能材料１４の充填方法としては、例えば、塗布（スクリーン印刷やインクジェット塗布など）あるいは浸漬、メッキ、スパッタ、蒸着（ウェット又はドライ）などを用いることが可能である。
【００２２】
この材料充填工程では、凹部１３に機能材料１４を充填すれば良く、基板１１の第１表面１１ａに機能材料１４を直接塗布する場合に比べ、機能性パターン（例えば回路パターン）の形成は容易となる。すなわち、基板１１の第１表面１１ａの状態や塗布する機能材料１４の特性、塗布時の機能材料１４のにじみ及び流れなどを考慮することなく、基板１１の第１表面１１ａに機能性パターンを形成することが可能となる。
【００２３】
機能材料１４としては、例えば、導電材料（一例としてＣｕペースト）や絶縁材料、誘電材料（誘電体）などを用いることが可能である。なお、各凹部１３に充填する機能材料１４の種類を同じにすることも、あるいは、凹部１３の位置によって充填する機能材料１４の種類を変えることも可能である。
【００２４】
層除去部６は、図６に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２を剥離して第１表面１１ａからマスク層１２を除去する。これにより、機能性パターンを有する基板（機能性基板）１１が完成する。なお、マスク層１２の除去方法としては、例えば、第１表面１１ａ上のマスク層１２に除去液を供給し、除去液によりマスク層１２を剥離して除去する方法などを用いることが可能である。
【００２５】
除去液としては、例えば、マスク層１２の材質が塗料である場合、有機溶剤を用い、あるいは、水溶性のもの（フィルムなど）である場合には、水を用いる。また、除去液の供給方法としては、除去液に基板１１を浸しても、基板１１に除去液をかけるようにしても良く、さらに、バッチ処理でも枚葉処理でもどちらの処理を用いても良い。基板１１に除去液をかけて供給する場合には、基板１１を回転させながら除去液を供給したり、あるいは、基板１１をローラ搬送しながら除去液を供給したりするが、その供給方法は特に限定されるものではない。
【００２６】
ここで、図６に示すように、マスク層１２が除去されると、凹部１３に充填された機能材料１４の上端部（機能材の上端部）が基板１１の第１表面１１ａから突出することになる。この突出部の高さはマスク層１２の厚さで調整（制御）することが可能である。なお、突出部が不要である場合には、研磨（ポリッシュ）などによって除去することもできるが、あえて突出部を残して利用することも可能である。
【００２７】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、所定パターンに基づき、基板１１の第１表面１１ａに深さが異なる複数の凹部１３を形成することによって、それらの凹部１３に機能材料１４を充填して機能性パターン（例えば回路パターンなど）を形成することが可能となる。このため、基板１１の第１表面１１ａの状態や塗布する機能材料１４の特性、塗布時の機能材料１４のにじみ及び流れなどの困難を回避することができ、基板１１に機能性パターンを容易に形成することができる。
【００２８】
また、凹部１３ごとに対応するマスク層１２の開孔寸法を変えることによって、深さが異なる各凹部１３を形成することが可能となる。このため、その各凹部１３の形成を容易にすることができ、その結果、基板１１に機能性パターンを容易に形成することができる。
【００２９】
なお、第１の実施形態においては、機能材料１４の充填後にマスク層１２を除去しているが、これに限るものではなく、先にマスク層１２を除去してから機能材料１４の充填を行うようにしても良い。この場合には、インクジェット塗布などの充填手段が有効であり、凹部１３に対して液滴を供給すれば良いため、塗布は容易となる。また、例えば、機能材料１４が液体である場合には、機能材料１４を充填する前に凹部１３の内面の親水性を向上させる（接触角を小さくする）などの前処理を行うようにしても良い。この場合には、充填材である機能材料１４を凹部１３内に安定して保持することが可能となる。
【００３０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図７を参照して説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点（剥離層の形成）について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、基本的にその説明を省略する。
【００３１】
第２の実施形態において、層形成部２は、図７に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上にマスク層１２を形成する前に、下地層として剥離層２１を形成する。この剥離層２１は、後にマスク層１２の剥離を容易にするためのものである。次いで、層形成部２は、基板１１の第１表面１１ａに形成された剥離層２１上にマスク層１２を形成する。その後のパターン加工工程は第１の実施形態と同様である。なお、層除去部６は、基板１１の第１表面１１ａ上の剥離層２１を剥離して第１表面１１ａ上からマスク層１２を除去する。このとき、剥離層２１によってマスク層１２の除去は容易となる。
【００３２】
なお、第２の実施形態に係る剥離層２１の材質はＰＶＡ系の樹脂であり、その水溶性のＰＶＡ系樹脂の剥離層２１に水溶液を供給して剥離層２１を除去する。また、マスク層１２がフィルム材料であれば、剥離層２１は粘着層でも良い。この場合には、フィルムを溶かす溶剤を使って剥離層２１を除去する。また、剥離層２１の形成では、スリットコータやインクジェットなどの塗布によって剥離層２１を形成する。
【００３３】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、基板１１の第１表面１１ａ上に下地層として剥離層２１を設けることで、基板１１の第１表面１１ａ上からマスク層１２を簡単に除去することが可能となり、その結果、基板１１に機能性パターン（例えば回路パターンなど）を容易に形成することができる。
【００３４】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図８乃至図１０を参照して説明する。第３の実施形態では、第１の実施形態との相違点（追加パターニング）について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、基本的にその説明を省略する。
【００３５】
第３の実施形態において、パターニング部３は、図８に示すように、レーザ光の照射により基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２を部分的に除去して第１表面１１ａ上のマスク層１２をパターニングし（図８では一つの開孔）、さらに、基板加工部４は、マスク層１２により覆われずに露出する基板１１の第１表面１１ａを加工し、その第１表面１１ａに凹部１３を形成する（図８では一つの凹部）。このときの加工はエッチング加工であり、ここでは、エッチング液によるエッチング加工が継続されている。また、サンドブラストによる加工の場合では、ブラスト処理が継続され、ドライエッチングによる加工の場合では、ドライエッチングが継続される。
【００３６】
所定時間後、パターニング部３は、基板加工部４によるエッチング加工中に、図９に示すように、再びレーザ光の照射により基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２を部分的に除去して第１表面１１ａ上のマスク層１２をパターニングする（第１の追加パターニング）。図９では二つの開孔が存在し、それらの開孔寸法は同じである。このとき、エッチング加工は進行しているため、最初に形成された第１の凹部１３は、次に形成された第２の凹部１３より大きくなり、その深さは深くなっている。
【００３７】
さらに所定時間後、パターニング部３は、基板加工部４によるエッチング加工中に、図１０に示すように、再びレーザ光の照射により基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２を部分的に除去して第１表面１１ａ上のマスク層１２をパターニングする（第２の追加パターニング）。図１０では三つの開孔が存在し、それらの開孔寸法は同じである。このとき、前述と同様にエッチング加工は進行しているため、最初に形成された第１の凹部１３は、次に形成された第２の凹部１３さらにその次に形成された第３の凹部１３より大きくなり、その深さは深くなっている。また、第２の凹部１３は第３の凹部１３よりも大きくなり、その深さも深くなっている。
【００３８】
このパターニング工程では、エッチング加工中にマスク層１２に新たな開孔を形成する。これにより、第１の実施形態のようにマスク層１２の開孔寸法によって凹部１３の深さを変えるのではなく、エッチング加工途中での追加パターニングによって凹部１３の深さを変えることができる。
【００３９】
以上説明したように、第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、エッチング加工中に新たなマスク層１２の開孔を形成することによって、深さが異なる各凹部１３を形成することが可能となる。このため、その各凹部１３の形成を容易にすることができ、その結果、基板１１に機能性パターン（例えば回路パターンなど）を容易に形成することができる。
【００４０】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について図１１を参照して説明する。第４の実施形態では、第１の実施形態との相違点（両面加工）について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、基本的にその説明を省略する。
【００４１】
第４の実施形態において、パターニング部３は、図１１に示すように、基板１１の第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面にパターニングを行い、その後、基板加工部４は、第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面それぞれに複数の凹部１３（例えば穴や溝、貫通孔など）を形成し、さらに、材料充填部５は、各凹部１３に機能材料１４を充填する。このとき、第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面においてパターンが同一である必要は無く、また、必要に応じて第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂを貫通する貫通導電部（貫通電極）を形成することも可能である。
【００４２】
以上説明したように、第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、基板１１の第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面に機能性パターン（例えば回路パターンなど）を容易に形成することができる。
【００４３】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について図１２を参照して説明する。第５の実施形態では、第４の実施形態との相違点（基板積層）について説明し、第４の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、基本的にその説明を省略する。
【００４４】
第５の実施形態において、基板積層部（図示せず）は、図１２に示すように、第４の実施形態に係る両面加工が施された基板１１を複数枚（図１２では二枚）積層する。これらの基板１１を固着する方法としては、例えば、絶縁材料による接着や溶着などの固着方法を用いることが可能である。このように基板１１が複数枚積層され、自由度の高い機能性パターン（例えば回路パターンなど）が形成される。
【００４５】
また、凹部１３の深さや機能材料１４を選択し、例えば、機能性材料１４として金属（一例として、銅）を用いて、金属ペーストをスリットコータで塗布し、抵抗Ｒ１及びＲ２やキャパシタ（浮遊容量）Ｃ１などの機能素子を基板１１に形成することが可能になる。特に、基板１１が抵抗やキャパシタを持つ場合には、電極間の厚み（つまりエッチングの深さ：凹部１３の深さ）を変えることで、抵抗Ｒ１及びＲ２の抵抗値やキャパシタＣ１の静電容量値などを可変することができる。
【００４６】
以上説明したように、第５の実施形態によれば、第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、複数枚の基板１１を積層することによって、自由度の高い機能性パターン（例えば回路パターンなど）を形成することができる。
【００４７】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態について図１３を参照して説明する。第６の実施形態では、第４の実施形態との相違点（機能材料の非充填）について説明し、第４の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、基本的にその説明を省略する。
【００４８】
第６の実施形態において、パターニング部３は、図１３に示すように、基板１１の第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面にパターニングを行い、さらに、基板加工部４は、第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面にそれぞれ複数の凹部１３（例えば穴や溝、貫通孔など）を形成する。このとき、第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面においてパターンが同一である必要は無く、また、必要に応じて第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂを貫通する貫通孔を形成することも可能である。なお、各凹部１３への機能材料１４の充填は実行しない。
【００４９】
前述のように機能材料１４を充填しないため、機能性パターンとしては、例えば、液体流路パターン（一例として医療やバイオ分野向けの液体流路）や光導波路パターンなどがある。つまり、前述の他の実施形態のように機能材料１４を充填することは必須ではなく、薬液などの液体流路として凹部１３を用いることで、例えば、医療やバイオ分野での実験分析器具（一例として医療検査器具や生物検査器具など）を製造することが可能である。さらに、光導波路として凹部１３を用いることで、光コンピュータや通信装置の部品を製造することもできる。なお、光導波路パターンを形成する場合には、基板１１として例えばガラスやサファイヤなどの光学部材を用いる。
【００５０】
以上説明したように、第６の実施形態によれば、第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、基板１１の第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面に機能性パターン（例えば液体流路パターンや光導波路パターンなど）を容易に形成することができる。
【００５１】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態について図１４を参照して説明する。第７の実施形態では、第６の実施形態との相違点（基板積層）について説明し、第６の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、基本的にその説明を省略する。
【００５２】
第７の実施形態において、基板積層部（図示せず）は、図１４に示すように、第６の実施形態に係る両面加工が施された基板１１を複数枚（図１４では二枚）積層する。これらの基板１１を固着する方法としては、例えば、絶縁材料による接着や溶着などの固着方法を用いることが可能である。このように基板１１が複数枚積層され、自由度の高い機能性パターン（例えば液体流路パターンや光導波路パターンなど）が形成される。特に、各基板１１が積層されると、それらの基板１１における対向する溝状の凹部１３は例えば液体管や光導波管などの管となる。この管は基板１１の平面方向に伸びる管として機能し、貫通孔は基板１１の厚さ方向に伸びる管として機能する。
【００５３】
以上説明したように、第７の実施形態によれば、第６の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、複数枚の基板１１を積層することによって、自由度の高い機能性パターン（例えば液体流路パターンや光導波路パターンなど）を形成することができる。
【００５４】
（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態について図１５乃至図１８を参照して説明する。第８の実施形態では、第４の実施形態との相違点（機能素子の形成）について説明し、第４の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、基本的にその説明を省略する。
【００５５】
第８の実施形態において、パターニング部３は、図１５に示すように、基板１１の第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面にパターニングを行い、さらに、基板加工部４は、第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面それぞれ対向する位置に凹部１３を形成し、第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂを貫通する貫通孔を複数（図１５では二つ）形成する。
【００５６】
次いで、材料充填部５は、図１６に示すように、基板１１の第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面の各凹部１３、すなわち、二つの貫通孔にそれぞれ機能材料１４を充填する。例えば、二つの貫通孔のうち一つには機能材料１４として抵抗材料を充填し、他方には誘電材料（誘電体）を充填する。
【００５７】
その後、層形成部２は、図１７に示すように、基板１１の第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面上に導電層３１を積層する。これにより、導電層３１は、各貫通孔内の機能材料１４の上下面を覆って基板１１の第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの各マスク層１２上に形成される。
【００５８】
導電層３１は、例えば金属膜であり、その材料としては、例えば、銅ペーストや銀ペースト、また、導電性ポリマなどを用いることが可能である。また、導電層３１の形成方法としては、例えば、塗布（スピンコートやインクジェット塗布など）や浸漬、メッキ、スパッタ、蒸着（ウェット又はドライ）などを用いることが可能である。
【００５９】
最後に、層除去部６は、図１８に示すように、基板１１の第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂの両面上のマスク層１２を剥離して第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂ上からマスク層１２を除去すると共に、各機能材料１４上の導電層３１を残しつつその他の部分の導電層３１を除去する。これにより、基板１１の各貫通孔内の機能材料１４の一方は抵抗素子となり、他方はキャパシタとなる。また、機能材料１４上の導電層３１は抵抗素子の電極あるいはキャパシタの電極として機能する。なお、マスク層１２が水溶性のものである場合には、マスク層１２に水を供給することでマスク層１２を除去することが可能であり、導電層３１も同時に除去することができる。
【００６０】
前述のように機能材料１４の充填時には、同じ材料を充填することは必須ではなく、パターンの所定部分に抵抗材料を充填し、その部分を抵抗素子として機能させたり、あるいは、誘電材料を充填しキャパシタとして機能させたりすることも可能である。このため、基板１１の厚さ方向に機能素子を容易に形成することができる。
【００６１】
以上説明したように、第８の実施形態によれば、第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、基板１１に機能素子（例えば抵抗素子やキャパシタなど）を容易に形成することができる。
【００６２】
（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態について図１９乃至図２４を参照して説明する。第９の実施形態では、第１の実施形態との相違点（繰り返しパターニング）について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、基本的にその説明を省略する。
【００６３】
第９の実施形態において、パターニング部３は、図１９に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２を部分的に除去するパターニングを行い（図１９では三つの開孔）、さらに、基板加工部４は、基板１１の第１表面１１ａに複数（図１９では三つ）の凹部１３を形成する。次いで、材料充填部５は、図２０に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上の各凹部１３に機能材料１４を充填する。このときの機能材料１４としては、カラーフィルタの色材料である赤材料を用いる。
【００６４】
次に、層形成部２は、図２１に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上にマスク層１２ａを形成する。このマスク層１２ａの材料としては、前述のマスク層１２と同じ材料を用いることが可能である。次いで、パターニング部３は、基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２及び１２ａを部分的に除去するパターニングを行い（図２１では三つの開孔）、さらに、基板加工部４は、基板１１の第１表面１１ａに新たに複数（図２１では三つ）の凹部１３を形成する。材料充填部５は、図２２に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上の各凹部１３に機能材料１４を充填する。このときの機能材料１４としては、カラーフィルタの色材料である緑材料を用いる。
【００６５】
その後、層形成部２は、前述と同様に、図２３に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上にマスク層１２ｂを形成する。このマスク層１２ｂの材料としては、前述のマスク層１２と同じ材料を用いることが可能である。次いで、パターニング部３は、基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２、１２ａ及び１２ｂを部分的に除去するパターニングを行い、さらに、基板加工部４は、基板１１の第１表面１１ａに新たに複数（図２３では三つ）の凹部１３を形成する。材料充填部５は、図２３に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上の各凹部１３に機能材料１４を充填する。このときの機能材料１４としては、カラーフィルタの色材料である青材料を用いる。
【００６６】
最後に、層除去部６は、図２４に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２、１２ａ及び１２ｂを剥離して第１表面１１ａ上からマスク層１２、１２ａ及び１２ｂを除去する。これにより、基板１１にはＲＧＢ（赤緑青）の機能材料１４がマトリクス（行列）状に形成され、機能性パターンを有する基板（機能性基板）１１、すなわちカラーフィルタが完成する。
【００６７】
以上説明したように、第９の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、基板１１に機能性パターン（例えばカラーフィルタ用の機能性パターン）を容易に形成することができる。
【００６８】
（第１０の実施形態）
本発明の第１０の実施形態について図２５乃至図２８を参照して説明する。第１０の実施形態では、第９の実施形態との相違点（研磨加工）について説明し、第９の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、基本的にその説明を省略する。
【００６９】
第１０の実施形態において、パターニング部３は、基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２を部分的に除去するパターニングを行い（図１９参照）、さらに、基板加工部４は、基板１１の第１表面１１ａに複数の凹部１３を形成する。次いで、材料充填部５は、基板１１の第１表面１１ａ上の各凹部１３に機能材料１４を充填する（図２０参照）。このときの機能材料１４としては、カラーフィルタの色材料である赤材料を用いる。
【００７０】
次に、層除去部６は、図２０に示す基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２を剥離して第１表面１１ａ上からマスク層１２を除去し、さらに、図２５に示すように、基板１１の第１表面１１ａから突出する機能材料１４の突起部を研磨する（ポリッシュ加工）。これにより、機能材料１４の突起部が無くなり、基板１１の第１表面１１ａは平坦となる。
【００７１】
その後、層形成部２は、図２６に示すように、基板１１の第１表面１１ａ上にマスク層１２ｃを形成する。このマスク層１２ｃの材料としては、前述のマスク層１２と同じ材料を用いることが可能である。さらに、パターニング部３は、基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２ｃを部分的に除去するパターニングを行い、さらに、基板加工部４は、基板１１の第１表面１１ａに新たに複数（図２６では三つ）の凹部１３を形成する。次いで、材料充填部５は、基板１１の第１表面１１ａ上の各凹部１３に機能材料１４を充填する。このときの機能材料１４としては、カラーフィルタの色材料である緑材料を用いる。
【００７２】
次いで、層除去部６は、図２６に示す基板１１の第１表面１１ａ上のマスク層１２ｃを剥離して第１表面１１ａ上からマスク層１２ｃを除去し、さらに、図２７に示すように、基板１１の第１表面１１ａから突出する機能材料１４の突起部を研磨する（ポリッシュ加工）。これにより、機能材料１４の突起部が無くなり、基板１１の第１表面１１ａは平坦となる。
【００７３】
その後、前述と同様に、マスク層の形成、マスク層のパターニング、機能材料（例えば、カラーフィルタの色材料である青材料）の充填及びマスク層の剥離を実行し、最後に、層除去部６が、図２８に示すように、基板１１の第１表面１１ａから突出する機能材料１４の突起部を研磨する（ポリッシュ加工）。これにより、機能材料１４の突起部が無くなり、基板１１の第１表面１１ａは平坦となり、基板１１にはＲＧＢ（赤緑青）の機能材料１４がマトリクス（行列）状に形成され、機能性パターンを有する基板（機能性基板）１１、すなわち表面が平坦なカラーフィルタが完成する。
【００７４】
以上説明したように、第１０の実施形態によれば、第９の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、基板１１に機能性パターン（例えばカラーフィルタ用の機能性パターン）を容易に形成することができる。
【００７５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１      基板加工装置
２      層形成部
３      パターニング部
４      基板加工部
５      材料充填部
１１    基板
１１ａ  第１表面
１１ｂ  第２表面
１２    マスク層
１２ａ  マスク層
１２ｂ  マスク層
１２ｃ  マスク層
１３    凹部
１４    機能材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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