レーザ加工システム及びソーラパネル製造方法
【課題】レーザ加工付近の気流の流れを制御して加工時に発生する加工デブリを効率的に除去できるようにする。
【解決手段】レーザ加工装置は、ワークに対してレーザ光を相対的に移動させながら照射することによってワークに所定の加工を施す。恒温室はこのレーザ加工装置の加工エリアを覆うように設けられる。恒温室には、上方から下方の加工エリアに向かうように恒温エアを供給するエア供給部と、加工エリア側から恒温室外に排気するエア排気部とを備えている。加工エリアを覆うように恒温室手段を設け、上方から下方に向けて恒温エアを流すことによって、恒温エアをワーク表面に接触させると共にワーク表面から横方向の流れによって、加工デブリを効率的にワーク表面から除去するようにした。
【解決手段】レーザ加工装置は、ワークに対してレーザ光を相対的に移動させながら照射することによってワークに所定の加工を施す。恒温室はこのレーザ加工装置の加工エリアを覆うように設けられる。恒温室には、上方から下方の加工エリアに向かうように恒温エアを供給するエア供給部と、加工エリア側から恒温室外に排気するエア排気部とを備えている。加工エリアを覆うように恒温室手段を設け、上方から下方に向けて恒温エアを流すことによって、恒温エアをワーク表面に接触させると共にワーク表面から横方向の流れによって、加工デブリを効率的にワーク表面から除去するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて基板上の薄膜等を加工するレーザ加工システム及びソーラパネル製造方法に係り、特にレーザ加工時に発生するデブリを効率的に除去することのできるレーザ加工システム及びソーラパネル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ソーラパネルの製造工程では、透光性基板（ガラス基板）上に透明電極層、半導体層、金属層を順次形成し、形成後の各工程で各層をレーザ光で短冊状に加工してソーラパネルモジュールを完成している。このようにしてソーラパネルモジュールを製造する場合、ガラス基板上の薄膜に例えば約１０ｍｍピッチでレーザ光でスクライブ線を形成している。このスクライブ線の線幅は約３０μｍで、線と線の間隔は約３０μｍとなるような３本の線で構成されている。レーザ光でスクライブ線を形成する場合、通常は定速度で移動するガラス基板上にレーザ光を照射していた。これによって、深さ及び線幅の安定したスクライブ線を形成することが可能であった。
一方、レーザ加工を行う際、被加工部となる薄膜物質が融解あるいは蒸発した後に再固化し、あるいは固体のまま飛び散る飛沫や加工残渣等の加工デブリが発生することが知られている。そこで、従来は、レーザ加工時にこうした加工デブリを除去することを目的として、集塵装置を加工部近傍に設けている。このように集塵装置については、特許文献１に記載のようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１４０７５号公報
【特許文献２】特許第４２３１５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のレーザ加工装置は、ガス供給手段から供給されるガスを、吸気口から集塵部へ供給し、排気手段の排気動作によって、排気口を経て排気するように構成されている。この集塵装置は、集塵部の内部に、吸気口から排気口へ向けたガスの流れを生じさせて、加工部付近に存在する加工デブリを、集塵部へと引き込み、ガスともども排気口から排出している。特許文献２に記載のレーザ加工装置は、基板の下方から傾斜した斜め上方に向けて気体を吹出させる吹出ノズルを集塵ノズルの両隣に設け、加工の際に生じる粉塵を効率よく収集し、粉塵の飛散及び被加工面への再付着を抑制するものである。しかしながら、特許文献１又は２に記載のレーザ加工装置は、レーザ加工の態様に応じて、不活性ガス供給手段の吸気口から加工部に吹き付けられるガスや排気されるガスの流量を適宜調整することは可能であるが、加工部に吹き付けられる不活性ガスの吹き付け角度等を調整することはできず、また、ガス供給手段や吹出ノズルから吹き出されるスリット部の開口面積は固定されているため加工デブリの除去効果は比較的低いという欠点を有し、さらにレーザ加工付近の全体的な気流の流れを制御することのできない部分が存在するため、この部分で光学系及び雰囲気中に発生する温度ムラに起因するレーザ光の屈折や熱レンズ効果等によってレーザ光焦点面におけるビーム強度分布に差が生じ、レーザ加工が不安定になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、レーザ加工付近の気流の流れを制御して加工時に発生する加工デブリを効率的に除去することのできるレーザ加工システム及びソーラパネル製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るレーザ加工システムの第１の特徴は、ワークに対してレーザ光を相対的に移動させながら照射することによって前記ワークに所定の加工を施すレーザ加工手段と、前記レーザ加工手段における前記レーザ光の照射によって所定の加工の施される加工エリアを覆うように設けられた恒温室手段と、前記恒温室手段の少なくとも上方から下方の前記恒温室手段内の前記加工エリアに向かうように恒温エアを供給するエア供給手段と、前記恒温室手段内の前記恒温エアを前記加工エリアから前記恒温室手段外に排気するエア排気手段とを備えたことにある。これは、加工エリアを覆うように恒温室手段を設け、上方から下方に向けて恒温エアを流すことによって、恒温エアをワーク表面に接触させると共にワーク表面から横方向の流れによって、加工デブリを効率的にワーク表面から除去するようにしたものである。
【０００７】
本発明に係るレーザ加工システムの第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記エア供給手段が前記恒温室手段の上面の複数個所に設けられた供給ダクト手段から構成され、前記加工エリアの移動に対応して前記複数の供給ダクト手段を選択して前記恒温エアを前記恒温室手段内の前記加工エリアに供給することにある。これは、加工エリアの移動に併せて恒温エアを供給する複数の供給ダクト手段を適宜選択可能とし、加工エリアに恒温エアを効率的に供給できるようにしたものである。
【０００８】
本発明に係るレーザ加工システムの第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークの加工エリアから発生する残渣をエアパージ・吸引するエアパージ・残渣吸引手段を備えたことにある。レーザ光による第２スクライブ線Ｐ２及び第３スクライブ線Ｐ３の加工は、レーザ光をワーク表面に略垂直に照射して、ワーク裏面側の薄膜を加工することによって行なわれる。この第２スクライブ線Ｐ２及び第３スクライブ線Ｐ３の加工時には、その加工部から加工残渣が薄膜面から発生するので、この加工残渣が膜面へ再付着しないように膜面側（ワーク裏面側）からエアパージすると共にその残渣を吸引除去するようにしている。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工システムの第４の特徴は、前記第１、第２又は第３の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ加工手段がハーフミラー及び反射ミラーからなる分岐手段によって複数のレーザ光に分岐された複数のレーザ光を前記ワークに照射することにある。これは、レーザ光をハーフミラー及び反射ミラーからなる分岐手段によって４分岐または８分岐し、効率的にレーザ加工を行えるようにしたものである。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工システムの第５の特徴は、前記第４の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記エアパージ・残渣吸引手段が前記複数のレーザ光に対してそれぞれ設けられることにある。これは、分岐手段によって分岐されたレーザ光毎にエアパージ・残渣吸引手段を設けることによって残渣（デブリ）を効率良く除去できるようにしたものである。
【００１１】
本発明に係るレーザ加工システムの第６の特徴は、前記第１から第５の特徴までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークに所定の加工を施す際に前記ワーク表面の加工個所にエアを吹き付けることによって、前記ワーク表面の粉塵等をパージする第１のエアナイフ手段を備えたことにある。これは、レーザ加工時に相対的に移動するワークの近傍にエアナイフ手段を設け、レーザ加工処理中にワーク表面にエアを吹き付けて、ワーク表面の粉塵等をパージし、粉塵等を効率的に除去するようにしたものである。エアナイフ手段はエア噴出ノズルでもよい。
【００１２】
本発明に係るレーザ加工システムの第７の特徴は、前記第６の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークを前記加工エリアに搬送する際に前記ワーク表面にエアを吹き付けることによって、前記ワーク表面の粉塵等をパージする第２のエアナイフ手段を備えたことにある。これは、ワークをレーザ加工位置に搬入する際にエアナイフ手段からエアを吹き付け、ワーク表面に付着している粉塵等をパージし、粉塵等を効率的に除去するようにしたものである。
【００１３】
本発明に係るレーザ加工システムの第８の特徴は、前記第１の特徴から前記第７の特徴までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ加工手段が両辺の保持された前記ワークを前記レーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させ、前記ワークを保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させて前記レーザ光を照射することによって前記ワークに所定のレーザ加工を施し、前記レーザ加工の施された前記ワークを排出準備位置にエア浮上させながら移動させて搬出することにある。
【００１４】
本発明に係るレーザ加工システムの第９の特徴は、前記第１から第８の特徴までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ光による２回目以降の加工において、前記レーザ加工によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分に倣って前記レーザ加工を行なうことにある。これは、最初のレーザ加工によってワーク上に形成された形状変化部分（スキライブ線Ｐ１）をトラッキング等に方法によって検出しながら倣い加工を行なうことによって、２回目以降のレーザ加工によって形成されるスクライブ線Ｐ２，Ｐ３は、スクライブ線Ｐ１と常にその間隔を一定とすることができ、複数の加工線同士は重なり交差することがないので、最適なレーザ加工を行なうことができるようにしたものである。
【００１５】
本発明に係るソーラパネル製造方法の特徴は、前記第１から第９の特徴のいずれか１に記載のレーザ加工システムを用いて、ソーラパネルを製造することにある。これは、前記レーザ加工システムのいずれか１を用いて、ソーラパネルを製造するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、レーザ加工付近の気流の流れを制御して加工時に発生する加工デブリを効率的に除去することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るレーザ加工システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明で採用したエアグリップ方式のグリッパ部の一例を示す図であり、図１のグリッパ部を加工エリア部側から見た側面図である。
【図３】図２のグリッパ部に保持されたガラス基板をレーザ加工ステーションのエア浮上ステージとの関係を示す斜視図である。
【図４】グリッパ部の一部分（図３の点線円で囲んだ箇所）を拡大して示した図である。
【図５】スクライブ線の加工処理を行う図１の加工エリア部及びアライメント部を斜め上方から見た外観斜視図である。
【図６】図５から恒温室及びダクトを省略し、加工エリア部及びアライメント部の詳細構成を示した斜視図である。
【図７】図６の光学系部材の詳細構成を示す図である。
【図８】図７のフォーカス調整用駆動機構の詳細構成を示す断面図である。
【図９】フォーカス調整用駆動機構の一部分を抜き出して示した斜視図である。
【図１０】アライメントカメラ装置、第１検出光学系部材及び第２検出光学系部材の構成並びに基板表面のエアパージ手段の構成を示す模式図である。
【図１１】ワークであるガラス基板の歪みや捩じれ（うねり等）によって加工線が曲がって形成される場合の一例を示す図である。
【図１２】図５の恒温室内のエア流の樣子を模式的に示す図である。
【図１３】図６の制御装置の処理の詳細を示すブロック図である。
【図１４】図１３のパルス抜け判定手段の動作の一例を示す図である。
【図１５】図６の高速フォトダイオードから出力される波形の一例を示す図である。
【図１６】図１３の加工線検出手段の動作の一例を示す図である。
【図１７】グレーティングを用いて３分割スポットにより加工線Ｐ１をトラッキングする方式の一例を示す図である。
【図１８】図６のアライメント部に設けられる基板検出カメラシステムの一例を示す図である。
【図１９】本発明に係るソーラパネル製造装置の別の実施例を示す図である。
【図２０】図１９の加工エリア部を横方向から見た側面図である。
【図２１】エアパージ・残渣吸引部の概略構成を示す図である。
【図２２】本発明の一実施の形態に係るレーザ加工システムを用いたソーラパネル製造システムの動作の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るレーザ加工システムの概略構成を示す図である。このレーザ加工システムは、ソーラパネル製造装置のレーザ光加工処理（レーザスクライブ）工程を行なうものである。本発明に係るレーザ加工システムは、アライメント処理を行うアライメント部をレーザ加工ステーションの両側２箇所に設けて、レーザ加工処理中に同時にアライメント処理を行い、待ち時間を大幅に短縮化できると共に基板のソリを強制することができ、さらに、大型の基板を高速に移動することもでき、レーザ加工付近の気流の流れを制御して加工時に発生する加工デブリを効率的に除去しながら正確で高速かつ効率的にスクライブ線を加工することができるように構成されたものである。
【００１９】
図１に示す本発明の一実施の形態に係るレーザ加工システムを用いたソーラパネル（光電変換装置）製造装置は、リターン方式を採用している。このソーラパネル製造装置は、搬入出ロボットステーション１４１とレーザ加工ステーション１０１とから構成される。ローラコンベア１２１は、成膜装置（図示せず）やレーザスクライブ加工処理を行う製造装置間でガラス基板１ｘ〜１ｚを順次搬送するものである。搬入出ロボットステーション１４１は、ローラコンベア１２１上を搬送される前段の成膜装置（図示せず）にて成膜されたガラス基板１ｘを搬入してガラス基板１ｍとして一時的に保持すると共にガラス基板１ｍの表裏を反転する表裏反転機構部１４３を備えており、レーザ加工処理の内容（スクライブ線Ｐ１加工、Ｐ２加工又はＰ３加工）及びガラス基板１ｍが下に凸の曲がり（反り）となるように、ガラス基板１ｍを表裏反転してレーザ加工ステーション１０１に搬送する。
【００２０】
このとき、搬入出ロボットステーション１４１は、表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをそのままレーザ加工ステーション１０１に搬送すると共に表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１の右端位置までローラ搬送してからレーザ加工ステーション１０１に搬送するように構成されている。また、搬入出ロボットステーション１４１は、レーザ加工ステーション１０１で加工されたガラス基板を表裏反転機構部１４３で直接受取るか又はレーザ加工ステーション１０１の右端位置で受け取ったガラス基板１ｒを表裏反転機構部１４３までローラ搬送又はエア浮上搬送し、表裏反転機構部１４３でレーザ加工処理後のガラス基板を表裏反転して又は表裏反転せずにローラコンベア１２１に搬出する。
【００２１】
レーザ加工ステーション１０１は、搬入出ロボットステーション１４１から搬入されたガラス基板上の薄膜にスクライブ線を形成するものであり、アライメント部１０２，１０４、グリッパ部１０６〜１０９、グリッパ支持駆動部１１０，１１１、加工エリア部１１２を備えている。アライメント部１０２は、搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３上のガラス基板１ｍを受取り、受け取ったガラス基板１ｎを所定の位置にアライメント処理すると共に加工エリア部１１２でスクライブ加工処理の施されたガラス基板１ｎを搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３に搬出する。一方、アライメント部１０４は、搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３で表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板であって右端までローラ搬送又はエア浮上搬送されたガラス基板１ｒを受取り、受け取ったガラス基板を所定の位置にアライメント処理すると共に加工エリア部１１２でスクライブ加工処理の施されたガラス基板１ｑを搬入出ロボットステーション１４１の右端の位置に搬出する。
【００２２】
グリッパ部１０６は、アライメント部１０２でアライメント処理されたガラス基板１ｏの搬送方向に沿った辺の一方側（図Ｂにおけるガラス基板１ｏの下辺側）保持し、グリッパ部１０７は、同じガラス基板１ｏの搬送方向に沿った辺の他方側（図Ｂにおけるガラス基板１ｏの上辺側）を保持する。グリッパ部１０８は、アライメント部１０４でアライメント処理されたガラス基板１ｑの搬送方向に沿った辺の一方側（図Ｂにおけるガラス基板１ｑの下辺側）を保持し、グリッパ部１０７は、同じガラス基板１ｑの搬送方向に沿った辺の他方側（図Ｂにおけるガラス基板１ｑの上辺側）を保持する。グリッパ支持駆動部１１０，１１１は、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されたガラス基板１ｏ，１ｑを加工エリア部１１２のレーザ光に同期させてし、レーザ加工時にガラス基板１ｏと点線のガラス基板１ｐとの間を移動させる。この移動に同期させて加工エリア部１１２は、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されエア浮上搬送されるガラス基板１ｏ，１ｑにレーザ光を照射して所定のスクライブ線の加工処理を行う。図Ｂでは、グリッパ部１０６，１０７に保持されたガラス基板１ｏを、点線で示されたガラス基板１ｐの位置までエア浮上した状態で移動させながら、所定のスクライブ線加工を行う状態が示してある。
【００２３】
図２は、本発明で採用したエアグリップ方式のグリッパ部の一例を示す図であり、図１のグリッパ部１０６，１０７を加工エリア部１１２側から見た側面図である。図３は、図２のグリッパ部１０６，１０７に保持されたガラス基板をレーザ加工ステーション１０１のエア浮上ステージ１０１ａとの関係を示す斜視図である。図４は、グリッパ部１０７の一部分（図３の点線円で囲んだ箇所）を拡大して示した図である。なお、図２〜図４では、グリッパ部に関する箇所以外の構成については図示を省略してある。
【００２４】
グリッパ部１０６は、把持（挟持）プレート部１０６１、エアシリンダ部１０６２、グリッパ本体部１０６３及びガイドレール部１０６４から構成される。把持（挟持）プレート部１０６１は、ガラス基板１ｏをグリッパ本体部１０６３の上面（図の下向き（−Ｚ）方向）に向かって押し付けて把持（挟持）して保持する。把持（挟持）プレート部１０６１において、ガラス基板１ｏと接触する部分には樹脂コーティングが施してある。これによって、ガラス基板１ｏはグリッパ部１０６に把持（挟持）固定される。グリッパ本体部１０６３の下側に設けられた案内溝はガイドレール部１０６４に沿って移動可能となっており、グリッパ本体部１０６３とガイドレール部１０６４との間ではリニアモータによる駆動系が構成されている。従って、グリッパ本体部１０６３は、ガイドレール部１０６４に沿って駆動制御される。
【００２５】
グリッパ部１０７は、エアプレート部１０７１、エアプレート支持部１０７２、グリッパ本体部１０７３及びガイドレール部１０７４から構成される。エアプレート部１０７１は、ガラス基板１ｏをグリッパ本体部１０７３の上面（図の下向き（−Ｚ）方向）に向かってエアを噴出させるエア吹き出し口を複数個備えており、このエア吹き出し口から噴出される、図４の下向き矢印のような流れのエア噴流によって、ガラス基板１ｏをグリッパ本体部１０７３の上面に押し付けて把持（挟持）して保持するようになっている。エアプレート部１０７１とガラス基板１ｏとのギャップは約０．０５〜０．２［ｍｍ］程度とする。エアプレート支持部１０７２は、このエアプレート部１０７１にエアを供給すると共にエアプレート部１０７１とガラス基板１ｏとの間のギャップを所定値に保持する働きをする。なお、エアプレート支持部１０７２をエアシリンダ部１０６２で構成し、エアプレート部１０７１からエアを噴出しながらエアシリンダ部１０６２で所定圧力となるように押し付けて保持するようにしてもよい。なお、エア吹き出し口の大きさや個数についてはガラス基板１ｏの大きさなどに応じて適宜変更設定すればよい。エアプレート部１０７１においてもガラス基板１ｏと接触する可能性があるので、その部分には樹脂コーティングを施すことが望ましい。グリッパ本体部１０７３の下側に設けられた案内溝はガイドレール部１０７４に沿って移動可能となっており、グリッパ本体部１０７３とガイドレール部１０７４との間ではリニアモータによる駆動系を構成してもよい。また、このグリッパ部１０７の案内溝とガイドレール部１０７４との間は摺動自在とし、グリッパ部１０６の駆動力に従って自在に移動可能な従動構造としてもよい。
【００２６】
図１のリターン方式のソーラパネル製造装置の動作の一例を説明する。まず、前段の成膜装置からローラコンベア１２１を介して搬送されて来たガラス基板１ｘは、搬入出ロボットステーション１４１によって表裏反転機構部１４３上にガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されるか又は表裏反転されない。表裏反転された又は表示反転されなかったガラス基板１ｍは、レーザ加工ステーション１０１にガラス基板１ｎとして一時的に保持され、アライメント部１０２に搬送され、そこでアライメント処理される。アライメント処理されたガラス基板１ｏは、グリッパ部１０６，１０７に保持され、ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２においてエア浮上移動されて、所定のスクライブ線の加工処理が施される。一方、アライメント部１０２のアライメント処理時及び加工エリア部１１２の加工処理時に、ローラコンベア１２１を介して搬送されて来た次のガラス基板１ｙは搬入出ロボットステーション１４１によって表裏反転機構部１４３上にガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されるか又は表裏反転されない。表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍは、ガラス基板１ｒとして、レーザ加工ステーション１０１のアライメント部１０４に対応した右端位置までローラ搬送される。ガラス基板１ｒは、レーザ加工ステーション１０１にガラス基板１ｑとして一時的に保持され、グリッパ部１０８，１０９に保持され、ガラス基板１ｏ，１ｐへの加工処理が終了するまで待機される。
【００２７】
グリッパ部１０６，１０７に保持されているガラス基板１ｏ，１ｐに対するレーザ加工処理が終了すると、グリッパ部１０６，１０７に保持されているガラス基板１ｏは、アライメント部１０２を介してガラス基板１ｎの位置から表裏反転機構部１４３上のガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されて又は表裏反転されずに次段の成膜装置へ搬送されるために、ローラコンベア１２１上に搬送される。一方、グリッパ部１０６，１０７に保持されているガラス基板１ｏがアライメント部１０２上にガラス基板１ｎとしてエア浮上移動した時点で、グリッパ部１０８，１０９に保持されているガラス基板１ｑはアライメント部１０４にてアライメント処理が行なわれ、ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２にエア浮上移動されて、所定のスクライブ線の加工処理が施される。このように、図１のリターン方式のソーラパネル製造装置では、上述の処理を交互に繰り返すことによって、アライメント処理による待ち時間等を大幅に短縮している。また、いずれか一方のアライメント部が故障した場合でも、他方のアライメント部によって処理を続行することが可能となる。
【００２８】
図５は、スクライブ線の加工処理を行う図１の加工エリア部及びアライメント部を斜め上方から見た外観斜視図である。図５に示すように、加工エリア部１１２は、恒温室１１２１によって全体が覆われ、その中に収納される形になっている。恒温室１１２１の上部には恒温室１１２１内に恒温エアを供給する恒温エア供給ダクト１１２２〜１１２４が取り付けられている。恒温エア供給ダクト１１２２〜１１２４は加工エリア部１１２のＹ方向に沿って３本設けられている。これは、加工エリア部１１２のＹ方向のいずれの領域に対しても上方から下方に向かう均一なエア流を形成するためである。なお、この本数は一例であり、３本より多くてもよいことは言うまでもない。また、加工時のエリアに対応付けて複数の中から適当な恒温エア供給ダクトを選択するようにしてもよい。排気ダクト１１２５，１１２６は、レーザ加工の実際に行われる加工エリア付近であって恒温室１１２１の左右横面下部側にそれぞれ２本設けられている。図５では紙面奥側の排気ダクトには符号を付していない。恒温エア供給ダクト１１２２〜１１２４から供給された恒温エアは、恒温室１１２１内を上方から下方に向い、横面下部側の排気ダクト１１２５，１１２６から規則的に排気されるようになる。なお、排気ダクトは、恒温エア供給ダクト１１２２〜１１２４に対応付けて恒温室１１２１の下面側にそれぞれ設けてもよい。そのときには、恒温エアを供給する恒温エア供給ダクトに対応付けて排気ダクトを選択するようにしてもよい。
【００２９】
図６は、図５から恒温室及びダクトを省略し、加工エリア部及びアライメント部の詳細構成を示した斜視図である。加工エリア部１１２は、Ｘ軸駆動手段２０、グリッパ部１０６，１０７、レーザ発生装置４０、光学系部材５０、リニアエンコーダ７０、制御装置８０及び検出光学系部材等によって構成されている。アライメント部１０４は、アライメント用フレーム１０４１，１０４２、基板検出カメラ６５〜６８及び図示していない位置決めピンなどによって構成されている。
【００３０】
Ｘ軸駆動手段２０は、台座１０の上に設けられており、グリッパ部１０６，１０７（図示していないグリッパ部１０８，１０９）をＸ方向へ移動制御する。なお、Ｘ軸駆動手段２０は、ボールネジやリニアモータ等が用いられるが、これらの図示は省略してある。Ｘ軸駆動手段２０の上側にはレーザ加工の対象となるガラス基板１がグリッパ部１０６，１０７によって保持されている。また、台座１０の上には光学系部材５０を保持しながらＹ軸方向にスライド駆動するスライドフレーム３０及び基板検出カメラ６５〜６８を保持しながらＹ軸方向にスライド駆動するアライメント用フレーム１０４１，１０４２が設けられている。Ｘ軸駆動手段２０は、Ｚ軸を回転軸としてθ方向に回転可能に構成されていてもよい。なお、スライドフレーム３０によりＹ軸方向の移動量が十分に確保できる場合には、Ｘ軸駆動手段２０は、Ｘ軸方向の移動だけを行なう構成であってもよい。この場合、Ｘ軸駆動手段２０はＸ軸テーブルの構成でもよい。
【００３１】
スライドフレーム３０は、台座１０上の四隅に設けられた移動台に取り付けられている。スライドフレーム３０は、この移動台によってＹ方向へ移動制御される。ベース板３１と移動台との間には除振部材（図示せず）が設けられている。スライドフレーム３０のベース板３１には、レーザ発生装置４０、各種の光学系部品や光学系部材５０及び制御装置８０が設置されている。光学系部材５０は、ミラーやレンズの組み合わせで構成され、レーザ発生装置４０で発生したレーザ光は各種光学系によって光学系部材５０に導入される。光学系部材５０は、導入されたレーザ光を４系列に分割してＸ軸駆動手段２０上のガラス基板１上に導くものである。なお、レーザ光の分割数は４系列に限るものではなく、２系列以上であればよい。
【００３２】
リニアエンコーダ７０は、Ｘ軸駆動手段２０のＸ軸移動テーブルの側面に設けられたスケール部材と、グリッパ部１０６，１０７に取り付けられた検出部（図示せず）で構成される。リニアエンコーダ７０の検出信号は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、リニアエンコーダ７０からの検出信号に基づいてグリッパ部１０６，１０７のＸ軸方向の移動速度（移動周波数）を検出し、レーザ発生装置４０の出力（レーザ周波数）を制御する。
【００３３】
光学系部材５０は、図示のように、ベース板３１の側面に設けられており、ベース板３１の側面に沿ってＹ軸方向に移動するように構成されている。光学系部材５０は、先端部がＺ軸を中心に回転可能となっている。レーザ発生装置４０から出射されるレーザ光を光学系部材５０に導くためのガルバノミラー３３はベース板３１上に設けられている。ガルバノミラー３３は、２つのモータ（ロータリーエンコーダー）を使用してＸＺ２次元エリアにレーザ光を走査させるものである。ガルバノミラー３３は、２軸式（Ｘ，Ｚ）で構成され、２個のモータと、このモータに取り付けられるミラーとで構成される。ガルバノ制御裝置３３１は、モータを動かすためのドライバおよび電源、これらを制御するマイクロコンピュータなどで構成される。
【００３４】
ミラー３４，３５は、光学系部材５０上に設けられており、光学系部材５０のスライド移動に連動するようになっている。レーザ発生装置４０から出射されたレーザ光は、ガルバノミラー３３によってミラー３４へ向かって反射され、ミラー３４に向かうレーザ光はミラー３４によってミラー３５に向かって反射される。ミラー３５は、ミラー３４からの反射レーザ光をベース板３１に設けられた貫通穴を介して光学系部材５０内に導く。なお、レーザ発生装置４０から出射されたレーザ光は、ベース板３１に設けられた貫通穴から光学系部材５０に対して上側から導入されるように構成されれば、どのような構成のものであってもよい。例えば、レーザ発生装置４０を貫通穴の上側に設け、貫通穴を介して光学系部材５０に直接レーザ光を導くようにしてもよい。
【００３５】
ビームサンプラ３３２は、ガルバノミラー３３と反射ミラー３４との間の光学系部材５０上に、光学系部材５０のスライド移動と共に移動するように設けられている。ビームサンプラ３３２はレーザ光の一部（例えば、レーザ光の約１割程度又はそれ以下の光量）をサンプリングして外部に分岐出力する素子である。４分割フォトダイオード３３３は、ビームサンプラ３３２で分岐されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を受光面のほぼ中央付近で受光するように配置されている。４分割フォトダイオード３３３によって検出されたレーザ光の強度に対応した４種類の出力信号がガルバノ制御裝置３３１に出力される。ガルバノ制御裝置３３１は、４分割フォトダイオード３３３からの４種類の出力信号に応じてガルバノミラー３３の２個のモータ３３ｘｙ，３３ｙｚをリアルタイムで駆動制御する。モータ３３ｘｙは、ガルバノミラー３３の反射レーザ光がベース板３１の上面（ＸＹ平面）と平行な面内で回転移動するように制御し、モータ３３ｚｙは、ガルバノミラー３３の反射レーザ光がベース板３１の上面と直交する面（ＹＺ平面）と平行な面内で回転移動するようにリアルタイムで制御する。
【００３６】
図７は、図６の光学系部材５０の詳細構成を示す図である。実際の光学系部材５０の構成は、複雑であるが、ここでは説明を簡単にするために図示を簡略化して示している。図７は、光学系部材５０の内部を図６の−Ｘ軸方向から見た図である。図７に示すようにベース板３１にはミラー３５で反射されたレーザ光を光学系部材５０内に導入するための貫通穴３７を有する。この貫通穴３７の直下には、ガウシアン強度分布のレーザ光をトップハット強度分布のレーザ光に変換する位相型回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）５００が設けられている。
【００３７】
ＤＯＥ５００によってトップハット強度分布のレーザ光（トップハットビーム）に変換されたレーザ光はハーフミラー５１１によって反射ビームと透過ビームにそれぞれ分岐され、反射ビームは右方向のハーフミラー５１２に向かって、透過ビームは下方向の反射ミラー５２４に向かって進む。ハーフミラー５１１で反射したビームは、ハーフミラー５１２によってさらに反射ビームと透過ビームに分岐され、反射ビームは下方向の反射ミラー５２２に向かって、透過ビームは右方向の反射ミラー５２１に向かって進む。ハーフミラー５１２を透過したビームは反射ミラー５２１によって反射され、下方向の集光レンズ５４１を介してガラス基板１に照射される。ハーフミラー５１２で反射したビームは、反射ミラー５２２，５２３によって反射され、下方向の集光レンズ５４２を介してガラス基板１に照射される。ハーフミラー５１１を透過したビームは、反射ミラー５２４によって反射され、左方向に向かって進む。反射ミラー５２４で反射したビームは、ハーフミラー５１３によって反射ビームと透過ビームに分岐され、反射ビームは下方向の反射ミラー５２６に向かって、透過ビームは左方向の反射ミラー５２８に向かって進む。ハーフミラー５１３で反射したビームは、反射ミラー５２６，５２７によって反射され、下方向の集光レンズ５４３を介してガラス基板１に照射される。ハーフミラー５１３を透過したビームは反射ミラー５２８によって反射され、下方向の集光レンズ５４４を介してガラス基板１に照射される。
【００３８】
ＤＯＥ５００によって変換されたトップハットビームは、上述のハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２８によって、透過・反射されて集光レンズ５４１〜５４４に導かれる。このとき、ＤＯＥ５００から各集光レンズ５４１〜５４４までの光路長は等しくなるように設定されている。すなわち、ハーフミラー５１１で反射したビームがハーフミラー５１２を透過して反射ミラー５２１で反射して集光レンズ５４１に到達するまでの光路長、ハーフミラー５１１で反射したビームがハーフミラー５１２、反射ミラー５２２，５２３でそれぞれ反射して集光レンズ５４２に到達するまでの光路長、ハーフミラー５１１を透過したビームが反射ミラー５２３、ハーフミラー５１３、反射ミラー５２６，５２７でそれぞれ反射して集光レンズ５４３に到達するまでの光路長、ハーフミラー５１１を透過したビームが反射ミラー５２３で反射してハーフミラー５１３を透過して反射ミラー５２８で反射して集光レンズ５４４に到達するまでの光路長は、それぞれ等しい距離である。これによって、ビームが分岐される直前にＤＯＥ５００を配置しても、トップハット強度分布のレーザ光を集光レンズ５４１〜５４４に同様に導くことが可能となる。なお、図７の実施例では、光路長が完全に一致する場合について説明したが、レーザ光のトップハット強度分布を維持することが可能な範囲で光路長を若干異ならせることは可能である。
【００３９】
シャッター機構５３１〜５３４は、光学系部材５０の各集光レンズ５４１〜５４４から出射されるレーザ光がガラス基板１から外れた場合にレーザ光の出射を遮蔽するものである。測長システム５２，５４は、図示していない検出光照射用レーザとオートフォーカス用フォトダイオードとから構成され、検出光照射用レーザから照射された光の中でガラス基板１の表面から反射した反射光を受光し、その反射光量に応じて光学系部材５０の下端部とガラス基板１の表面との間の距離すなわち光学系部材５０の高さを調整する。
【００４０】
上述のハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２８によって構成される光学系は、レーザ発生装置４０から発生される波長１０６４［ｎｍ］の加工用のレーザ光を透過・反射させて集光レンズ５４１〜５４４の各光軸、すなわちそれぞれの加工位置に導くものである。
【００４１】
各集光レンズ５４１〜５４４の光軸上であって、各反射ミラー５２１，５２３，５２７，５２８の上側には、各加工位置における加工状態を観察するための加工状態検出光学系が設けられている。加工状態検出光学系は、照明用レーザ５５１〜５５４、平行光変換用レンズ５６１〜５６４、光学部品５７１〜５７４、集光用レンズ５８１〜５８４及びモニタ装置５９１〜５９４から構成されている。
【００４２】
照明用レーザ５５１〜５５４は、波長６８５［ｎｍ］の加工状態観察用の検査光を発生するものであり、集光レンズ５４１〜５４４の光軸上から離れた位置から各光学部品５７１〜５７４に対してレーザ光を出射する。平行光変換用レンズ５６１〜５６４は、照明用レーザ５５１〜５５４から出射されるレーザ光を平行光線に変換し、光学部品５７１〜５７４に導入する。光学部品５７１〜５７４は、それぞれ集光レンズ５４１〜５４４の光軸の延長上に配置され、照明用レーザ５５１〜５５４から出射されたレーザ光を、加工用レーザ光の光軸にほぼ一致させ、かつ、集光レンズ５４１〜５４４に向かうように反射させる。光学部品５７１〜５７４は、波長６８５［ｎｍ］の光に対しては、透過率５０パーセント、反射率５０パーセントであり、波長１０６４［ｎｍ］の光に対しては透過率０パーセント、反射率１００パーセント（全反射）の部品である。
【００４３】
一方、集光用レンズ５８１〜５８４は、光学部品５７１〜５７４で反射された照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光を集光して、加工箇所に照明光として照射する。すなわち、光学部品５７１〜５７４で反射された照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光は、集光用レンズ５８１〜５８４、反射ミラー５２１，５２３，５２７，５２８及び集光レンズ５４１〜５４４を介してそれぞれの加工箇所に照射される。
【００４４】
従って、光学部品５７１〜５７４で反射された照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光は、集光レンズ５４１〜５４４及び集光用レンズ５８１〜５８４の２枚のレンズによって集光されることになる。照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光によって照射された加工箇所は、集光レンズ５４１〜５４４及び集光用レンズ５８１〜５８４によってモニタ装置５９１〜５９４の撮像面に結像され、その結像情報は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、モニタ装置５９１〜５９４から結像情報に基づいてレーザ発生装置４０で発生したレーザ光によるガラス基板１の加工状態を検出し、加工不良、加工条件等の問題を分析して、レーザ発生装置４０の出力条件、雰囲気温度等にフィードバックして加工状態を制御する。
【００４５】
フォーカス調整用駆動機構４６〜４９は、ガラス基板１に対する各集光レンズ５４１〜５４４の高さ方向（フォーカス）及びＹ方向（倣い方向）の各制御を個別に行うものである。図８は、図７のフォーカス調整用駆動機構の詳細構成を示す断面図であり、図９は、フォーカス調整用駆動機構の一部分を抜き出して示した斜視図である。図において、フォーカス調整用駆動機構４６は、駆動部本体４６１、駆動部カバー４６２、マグネット保持部４６３ａ〜４６３ｄ、マグネット４６４ａ〜４６４ｄ、可動部４６５、垂直駆動力発生コイル群４６６、水平駆動力発生コイル群４６７とから構成される。図９において、駆動部本体４６１は省略してある。
【００４６】
図８において、可動部４６５は、集光レンズ５４１を保持すると共に垂直駆動力発生コイル群４６６、水平駆動力発生コイル群４６７，４６８が巻き回されている。垂直駆動力発生コイル群４６６は、略正方形状（矩形状）となるように可動部４６５の下端部に巻き回されている。マグネット保持部４６３ａ〜４６３ｄは、略コの字形をしており、内側内壁面に直方体形状のマグネット４６４ａ〜４６４ｄをそれぞれ保持している。図９に示すように、略正方形状に巻き回された垂直駆動力発生コイル群４６６は、マグネット保持部４６３ａ〜４６３ｄとマグネット４６４ａ〜４６４ｄとの間の間隙に挿入され、駆動部本体４６１内に収納される。一方、水平駆動力発生コイル群４６７，４６８は、図９に示すように、可動部４６５の対向する頂辺同士を結ぶように交差して巻き回され、マグネット保持部４６３ｃ，４６３ｄとマグネット４６４ｃ，４６４ｄとの間の間隙に挿入されている。従って、垂直駆動力発生コイル群４６６に流れる電流に応じて可動部４６５は垂直方向（Ｚ方向）に駆動制御され、水平駆動力発生コイル群４６７，４６８に流れる電流に応じて可動部４６５は水平方向（Ｙ方向）に駆動制御される。
【００４７】
図８に示すように、駆動部本体４６１の側面には、エア供給部４６１ａ，４６１ｂが設けられている。エア供給部４６１ａ，４６１ｂから供給されるエアはエア流路４６１ｃ，４６１ｄを介して駆動部本体４６１内に導入される。エア流路４６１ｃ，４６１ｄは、終端部がＹ字に分岐されており、Ｙ字分岐路の一方であって上斜め方向に向かうものは、可動部４６５の傾斜部（テーパ部）にエアを吹き付けられるようになっており、Ｙ字分岐路の他方であって水平方向に向かうものは、駆動部本体４６１内にエアを導入するようになっている。可動部４６５の傾斜部に吹き付けられるエアによって、可動部４６５と駆動部本体４６１との接触が回避され、可動部４６５の水平方向（Ｙ方向）の移動量も規制される。また可動部４６５の傾斜部に吹き付けられるエアは、可動部４６５の初期位置を設定するカウンターバランスとして機能する。一方、駆動部本体４６１内に導入されるエアは、集光レンズ５４１の冷却及びパージ用のエアとして利用される。なお、図示していないが、可動部４６５の上側四隅には、Ｘ方向（図面の前後方向）に延びたスプリング部材が駆動部本体４６１の内壁面に取り付けられている。このスプリング部材は、可動部４６５を初期位置に復帰させる復元力を与えるものである。
【００４８】
図１０は、アライメントカメラ装置、第１検出光学系部材及び第２検出光学系部材の構成並びに基板表面のエアパージ手段の構成を示す模式図である。アライメントカメラ装置６０は、前述のように光学系部材５０の側面に設けており、ガラス基板１上に施されたスクライブ線Ｐ１加工線の画像を取得し、その情報を制御装置８０に出力し、各集光レンズ５４１〜５４４のフォーカス位置及びＹ方向位置、すなわち２回目以降のスクライブ線Ｐ２，Ｐ３加工時のアライメント処理に利用される。このアライメントカメラ装置６０は、レーザ光の分割数に対応して設けられている。この実施の形態では、４系列分のアライメントカメラ装置６０が設けられている。
【００４９】
図１１は、ワークであるガラス基板の歪みや捩じれ（うねり等）によって加工線が曲がって形成される場合の一例を示す図である。最初の加工線となるスクライブ線Ｐ１がガラス基板１の歪みや捩じれ（うねり等）によって図１１に示すように湾曲(蛇行）した場合、この実施の形態では、スクライブ線Ｐ２及びＰ３は、この最初のスクライブ線Ｐ１の湾曲（蛇行）線に倣って加工処理される。この実施の形態では、スクライブ線Ｐ１〜Ｐ３の幅が約３０［μｍ］、スクライブ線Ｐ１−Ｐ２間，Ｐ２−Ｐ３間の間隔は約４０［μｍ］となっており、スクライブ線Ｐ１に倣って、スクライブ線Ｐ２，Ｐ３のレーザ加工が行なわれる。
【００５０】
第１検出光学系部材は、図１０に示すようにレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８から構成される。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、エア浮上ステージ１０１ａに形成された間隙部（図示せず）からガラス基板１を介してレーザ光を受光するようになっている。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、エア浮上ステージ１０１ａに形成された間隙部（図示せず）からステージ面のガラス基板１の裏面側に位置するように設けられている。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、エア浮上ステージ１０１ａの上空側を視認可能に設置されている。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８によって撮像された映像は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、各集光レンズ５４１〜５４４から出射されるレーザ光のスポット径、形状、出力等が適正であるか否かの判定を行なう。すなわち、レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、光学系部材５０の各集光レンズ５４１〜５４４から出射するレーザ光を直接観察することができるので、これを画像化することによって、制御装置８０は、分岐後のレーザ光のそれぞれについて、その加工箇所におけるレーザ光の特性を測定することができる。また、レーザ発生装置４０、光学系部材５０などのレーザ光に係わる各光学系の交換した時に、交換前と交換後の画像を取得し数値化しておくことによって、交換後のフォーカス及び光軸の調整などを容易に行なうことができる。さらに、各光学ヘッドから出力される各レーザ光の画像を取得して数値化することによって、各光学ヘッドのバラツキなどを適正に調整することができる。
【００５１】
第２検出光学系部材は、図１０に示すように、ビームサンプラ９１，９３、高速フォトダイオード９４及び光軸検査用ＣＣＤカメラ９６から構成される。ビームサンプラ９１，９３は、光学系部材５０内に導入されるレーザ光の光路中に設けられている。この実施の形態では、レーザ発生装置４０とガルバノミラー３３との間に設けられている。ビームサンプラ９１，９３はレーザ光の一部（例えば、レーザ光の約０．４割程度又はそれ以下の光量）をサンプリングして外部に分岐出力する素子である。高速フォトダイオード９４は、ビームサンプラ９１で分岐出力されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を受光面のほぼ中央付近で受光するように配置される。高速フォトダイオード９４によって検出されたレーザ光の強度に対応した出力信号は、制御装置８０に出力される。光軸検査用ＣＣＤカメラ９６は、ビームサンプラ９３で分岐出力されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を受光面のほぼ中央付近で受光するように配置される。光軸検査用ＣＣＤカメラ９６によって撮像された映像は、制御装置８０に出力される。なお、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６は、高速フォトダイオード９４に照射されるレーザ光の位置を示す画像を取り込み、その画像を制御装置８０に出力するようにしてもよい。
【００５２】
制御装置８０は、リニアエンコーダ７０からの検出信号に基づいてグリッパ部１０６，１０７のＸ軸方向の移動速度（移動周波数）を検出し、レーザ発生装置４０の出力（レーザ周波数）を制御し、高速フォトダイオード９４及び光軸検査用ＣＣＤカメラ９６から出力される信号に基づいてレーザ発生装置４０から出射されるレーザ光のパルス抜けを検出したり、レーザ光の光軸ずれ量に基づいてレーザ発生装置４０の出射条件を制御したり、光学系部材５０内のレーザ光を導入するためのガルバノミラー３３、反射ミラー３４，３５の配置等をフィードバック制御する。
【００５３】
このソーラパネル製造装置によるレーザスクライブ処理時には薄膜からスクライブ痕が発生する。この薄膜の蒸気が大気中に飛散し、ガラス基板１上に付着することがあり、これによってレーザスクライブが不良となる。また、ガラス基板１の表面に付着した種々の粉塵等が存在することによってレーザスクライブ不良が発生する。そこで、この実施の形態では、ガラス基板１の表面にエアナイフ装置９７，９８を用いて、ガラス基板１の表面に付着している粉塵等をエアでパージし、粉塵等を除去する。すなわち、この実施の形態では、レーザ加工時に＋Ｘ軸方向（図面右方向）に移動するガラス基板１のレーザスクライブ加工直前にエアナイフ装置９７を用いてガラス基板１の表面の粉塵等を除去し、加工中にはエアナイフ装置９８を用いて加工中に発生する粉塵等をパージする。なお、ガラス基板１が−Ｘ軸方向（図面左方向）に移動する場合には、エアナイフ装置９７，９８をレーザ光４１〜４４を対象線として反転させるように構成してもよいし、予めエアナイフ装置９７，９８の反転した位置に別のエアナイフ装置を設けていてもよい。また、加工時にはエアナイフ装置９８の反転位置に同様のエアナイフ装置を設けることによって、加工個所に交差するようにエアを吹き付けることができ、エアパージの効果を向上させることができる。
【００５４】
図１２は、図５の恒温室内のエア流の樣子を模式的に示す図である。図１２において、光学系部材５０内の各構成部品の符号は省略して示してある。恒温室１１２１の上側に設けられた恒温エア供給ダクト１１２２〜１１２４（図１２では図示せず）からは供給された恒温エアは、図１２の点線で示すように、恒温室１１２１の上部から下部に向かって流れ、エア浮上ステージ１０１ａ上を浮上移動するガラス基板１の表面に接触すると共にガラス基板１の表面に沿って横方向に流れ、恒温室１１２１の左右に設けられた排気ダクト１１２５，１１２６から排出される。一方、エア浮上ステージ１０１ａから噴出されるエアはガラス基板１の下面に吹き付けられ、そのまま横方向に流れ、同じく恒温室１１２１の左右に設けられた排気ダクト１１２５，１１２６から排出される。恒温室１１２１内は、点線で示すようなエア流が安定的に発生しており、このエア流によって、パージされた粉塵等は、大気中に散乱することなく、排気ダクト１１２５，１１２６から効率的に除去されることとなり、また、光学系に対して蒸発した膜が付着することを防止することも可能となる。なお、光学系部材５０内にも安定的にエア流が発生するように、光学系部材５０はフレーム枠にて構成するようにしてもよいし、又は光学系部材５０の上面及び下面側に天板及び床板を設けないようにして、恒温エア流が光学系部材５０内を通過するような構成としてもよい。
【００５５】
図１３は、図６の制御装置８０の処理の詳細を示すブロック図である。制御装置８０は、分岐手段８１、パルス抜け判定手段８２、アラーム発生手段８３、基準ＣＣＤ画像記憶手段８４、光軸ずれ量計測手段８５、レーザコントローラ８６、照射レーザ状態検査手段８９、照射レーザ調整手段８Ａ、加工状態検査手段８Ｂ、加工条件調整手段８Ｃ、加工線検出手段８Ｄ及び倣い加工調整手段８Ｅから構成される。
【００５６】
分岐手段８１は、リニアエンコーダ７０の検出信号（クロックパルス）を分岐して後段のレーザコントローラ８６に出力する。パルス抜け判定手段８２は、高速フォトダイオード９４からのレーザ光強度に対応した出力信号（ダイオード出力）と分岐手段８１から出力される検出信号（クロックパルス）とを入力し、それに基づいてレーザ光のパルス抜けを判定する。図１４は、図１３のパルス抜け判定手段８２の動作の一例を示す図である。図１４において、図１４（Ａ）は分岐手段８１から出力される検出信号（クロックパルス）の一例、図１４（Ｂ）は高速フォトダイオード９４から出力されるレーザ光強度に対応した出力信号（ダイオード出力）の一例、図１４（Ｃ）はパルス抜け判定手段８２がパルス抜け検出時に出力するアラーム信号の一例をそれぞれ示す。
【００５７】
図１４に示すように、パルス抜け判定手段８２は、分岐手段８１からのクロックパルスの立ち下がり時点をトリガ信号として、ダイオード出力値が所定のしきい値Ｔｈ以上であるか否かの判定を行い、ダイオード出力値がしきい値Ｔｈよりも小さい場合には、ハイレベル信号をアラーム発生手段８３に出力する。アラーム発生手段８３は、パルス抜け判定手段８２からの信号がローレベルからハイレベルに変化した時点でパルス抜けが発生したことを示すアラームを外部に報知する。アラームの報知は、画像表示、発音等の種々の方法で行なう。アラームの発生によって、オペレータはパルス抜けが発生したことを認識することができる。また、このアラームが頻繁に発生する場合には、レーザ発生装置の性能が劣化したか又は寿命になったことを意味する。
【００５８】
基準ＣＣＤ画像記憶手段８４は、図１３に示すような基準ＣＣＤ画像８４ａを記憶している。この基準ＣＣＤ画像８４ａは、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６の受光面の中央にレーザ光が受光した状態の画像を示すものである。光軸検査用ＣＣＤカメラ９６からは、図１３に示すような被検査画像８５ａが出力される。光軸ずれ量計測手段８５は、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６からの被検査画像８５ａを取り込み、これと基準ＣＣＤ画像８４ａとを比較し、光軸のずれ量を計測し、そのずれ量をレーザコントローラ８６に出力する。例えば、図１３に示す被検査画像８５ａのような画像が光軸検査用ＣＣＤカメラ９６から出力された場合には、光軸ずれ量計測手段８５は、両者を比較して、Ｘ軸及びＹ軸方向のずれ量を計測し、それをレーザコントローラ８６に出力する。レーザコントローラ８６は、被検査画像８５ａと基準ＣＣＤ画像８４ａとが一致するように、レーザ光の光軸に関係する装置、すなわちレーザ発生装置４０の出射条件や光学系部材５０内にレーザ光を導入するためのガルバノミラー３３、反射ミラー３４，３５の配置等をフィードバックして調整する。
【００５９】
照射レーザ状態検査手段８９は、レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８からの画像８９ａを取り込み、これに基づいてレーザ光の特性（スポット径、形状、出力等）を計測し、その計測値を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。例えば、図１３に示すような画像８９ａがレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラから出力された場合には、照射レーザ状態検査手段８９は、画像８９ａ内の円状の輪郭線８９ｂ（集光レンズ５４１〜５４４の外縁に対応した線）を基準にフォーカス円８９ｃ（画像８９ａ内の小円）の位置を検出し、フォーカス円８９ｃが輪郭線８９ｂのほぼ中央に位置しているか否かに基づいて光軸のＸ軸及びＹ軸方向のずれ量を計測し、それを照射レーザ調整手段８Ａに出力する。また、照射レーザ状態検査手段８９は、フォーカス円８９ｃの大きさ（スポット径・照射面積）を計測し、それも基づいたフォーカス位置を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。さらに、照射レーザ状態検査手段８９は、フォーカス円８９ｃの輝度レベルに基づいたレーザ光出力を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。照射レーザ調整手段８Ａは、照射レーザ状態検査手段８９からの光軸のずれ量、フォーカス位置及び光出力に対応した信号に基づいて、光学系部材５０内の各ハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２８の配置等をフィードバックして調整し、レーザコントローラ８６を介してレーザ発生装置４０の出射条件等を制御する。なお、照射レーザ調整手段８Ａを省略して、これらの機能をレーザコントローラ８６に持たせるようにしてもよい。
【００６０】
加工状態検査手段８Ｂは、モニタ装置５９１〜５９４からの結像情報を取り込み、これに基づいてレーザ光によるガラス基板１の加工状態、すなわち加工不良が発生していないか否かを検出し、その分析結果を加工条件調整手段８Ｃに出力する。加工条件調整手段８Ｃは、加工状態検査手段８Ｂからの分析結果に基づいて、レーザ加工条件であるレーザ発生装置４０の出力条件、雰囲気温度等をレーザコントローラ８６にフィードバックしてレーザ加工状態を適切に制御する。なお、加工条件調整手段８Ｃを省略して、これらの機能をレーザコントローラ８６に持たせるようにしてもよい。
【００６１】
上述の実施の形態では、レーザ加工（スクライブ加工）時に光軸ずれ量計測手段８５でレーザ光の光軸ずれを、パルス抜け判定手段８２でパルス抜けを、加工状態検査手段８Ｂで加工状態を、それぞれ検査する場合について説明したが、図１５に示すように高速フォトダイオード９４からの出力波形に基づいてレーザ光のパルス状態を検査するようにしてもよい。例えば、図１５では、レーザ光のパルス幅及びパルス高さを計測し、これらに異常が発生した場合にはアラームを発生するようにしてもよいし、加工状態検査手段８Ｂで検出された加工状態に基づいてアラームを発生するようにしてもよい。なお、レーザ光のパルス幅は、高速フォトダイオード９４からの出力波形が所定値以上になっている期間が所定の範囲にある場合を正常とし、この範囲よりも大きいか小さい場合にはパルス幅異常と判定し、アラームを出力する。また、レーザ光のパルス高さは、高速フォトダイオード９４からの出力波形の最大値が許容範囲内に存在する場合を正常とし、この許容範囲よもも大きいか小さい場合にはパルス高さ異常と判定し、アラームを出力する。このように、レーザ光を常時サンプリングしているので、リアルタイムでパルス幅、パルス高さ（パワー）などのレーザ光の品質を管理することができる。上述のようなパルス抜けが頻発するようになったら、レーザ発生装置４０の劣化あるいは寿命と判断できる。
【００６２】
上述の実施の形態では、パルス抜けの発生だけを見ているが、パルス抜けが発生した箇所の座標データ（位置データ）を取得して記憶することによって、スクライブ線のリペア処理を行なうことが可能となる。上述の実施の形態では、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６を用いてビームサンプラ９３で分岐出力されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を直接受光して、それを画像処理することによって、光軸ずれを検査する場合について説明したが、高速フォトダイオード９４の受光面の中央にレーザ光が受光した状態を示す画像を被検査画像として光軸検査用ＣＣＤカメラ９６あるいは分割型フォトダイオードで取得することによって光軸ずれを検査するようにしてもよい。上述の実施の形態では、レーザ光の光軸ずれ及びパルス抜けを検査する場合について説明したが、光軸ずれ、パルス抜け、パルス幅及びパルス高さのそれぞれを適宜組み合わせてレーザ光の状態を検査するようにしてもよい。
【００６３】
図１３において、加工線検出手段８Ｄは、アライメントカメラ装置６０からの画像に基づいて加工線Ｐ１の画像認識処理を実行する。図１６は、図１３の加工線検出手段８Ｄの動作の一例を示す図である。図１６（Ａ）に示すようにガラス基板１を載置した状態でガラス基板１上の金属層にレーザ光を照射し、スクライブ処理（スクライブ線Ｐ１加工）を実行する。最初のスクライブ処理の結果、ガラス基板１上には、約ピッチ１０ｍｍで加工線が形成される。なお、図１６では複数の加工線Ｐ１のうちの１本の加工線９０のみを示す。線１００は、加工線９０が直線に加工される場合の期待線である。アライメントカメラ装置６０は、この期待線１００上の複数の点、すなわち図１６（Ｂ）に示すような撮影点６１〜６４付近の画像６１ａ〜６４ａを取得する。各画像６１ａ〜６４ａを見ると分かるように、画像の中に実際の加工線９０の画像を含んでいる。この各画像６１ａ〜６４ａと期待線１００との差により、加工線９０の曲りの状態を画像認識することができる。
【００６４】
倣い加工調整手段８Ｅは、加工線検出手段８Ｄの画像処理の結果に応じて、各画像６１ａ〜６４ａと期待線１００とを比較してアライメント処理を行い、その結果をレーザコントローラ８６に出力する。レーザコントローラ８６は、倣い加工調整手段８Ｅのアライメン処理の結果に基づいて前回の加工線９０から約３０μｍはなれた位置にレーザ光が照射されるように、フォーカス調整用駆動機構４６〜４９を駆動制御して、各集光レンズ５４１〜５４４の高さ方向（フォーカス）及びＹ方向を調整して、スクライブ処理（スクライブ線Ｐ２加工）を実行する。これによって、図１６（Ｃ）に示すように、加工線９０から約３０μｍはなれた位置に加工線９２が形成される。また、このスクライブ処理（スクライブ線Ｐ２加工）が終了すると、別の装置で半導体層の上に透明電極層を形成する処理が行なわれる。再び、レーザ加工システムにガラス基板１が搬入され、前回と同様のアライメント処理が行なわれ、ガラス基板１に対して同様にレーザ光によるスクライブ処理（スクライブ線Ｐ３加工）が実行される。これによって、ガラス基板１には、図１１に示すような３本の加工線Ｐ１〜Ｐ３が形成される。
【００６５】
上述の実施の形態では、アライメントカメラ装置６０を用いて画像処理にて倣い加工を行なう場合について説明したが、スクライブ線Ｐ１をトラッキング処理して加工線Ｐ２，Ｐ３を加工するようにしてもよい。図１７は、グレーティングを用いて加工線Ｐ１をトラッキングする方式の一例を示す図である。図において、グレーティングを用いて１個のレーザ光を３個に分割してレーザ光１２３〜１２５として、ガラス基板１の加工線Ｐ１に照射する。反射光検出用センサである４分割センサ１２６〜１２８は各レーザ光１２３〜１２５の反射光を図１７（Ａ）のように受光する。膜面反射強度は加工線Ｐ１以外の箇所が高いので、４分割センサ１２６〜１２８からの各出力に応じて、レーザ光１２３〜１２５が加工線Ｐ１上を正確にトラッキングしているか否かを検出することができる。このトラッキング用レーザ光及び反射光検出用センサをフォーカス調整用駆動機構４６〜４９に固定的に設けて、加工線Ｐ１を正確にトラッキングさせることによって、加工線Ｐ１を正確に倣った加工線Ｐ２，Ｐ３を形成することが可能になる。図１７（Ｂ）及び図１７（Ｃ）は、加工線Ｐ１に対してトラッキング用レーザ光及び反射光検出用センサが横方向（Ｙ方向）ずれた場合を示す。このように加工線Ｐ１に対してレーザ光１２３〜１２５がずれると、反射光検出用センサである４分割センサからの出力信号の平衡状態がくずれるので、フォーカス調整用駆動機構４６〜４９は集光レンズを５４１〜５４４を±Ｙ方向に駆動制御して、図１７（Ａ）の関係となるようにトラッキング制御することによって、加工線Ｐ１を倣った加工線Ｐ２，Ｐ３を加工することが可能となる。
【００６６】
上述の実施の形態では、薄膜の形成されたガラス基板１の表面からレーザ光を照射して薄膜に加工線（溝）を形成する場合について説明したが、ガラス基板１の裏面からレーザ光を照射して、ガラス基板表面の薄膜に加工線を形成するようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、最初の加工処理の結果、ガラス基板１上に形成された最初の加工線を含む画像を取得する場合について説明したが、２回目のスクライブ処理（スクライブ線Ｐ２加工処理）の結果、ガラス基板１上に形成された２本の加工線（スクライブ線Ｐ１，Ｐ２）を含む画像を取得して、その画像にある２本のスクライブ線Ｐ１及び／又はスクライブ線Ｐ２を用いてアライメント処理を行なうようにしてもよい。
【００６７】
図１８は、図６のアライメント部１０２，１０４に設けられる基板検出カメラシステムの一例を示す図である。図１８（Ａ）は、ガラス基板と基板検出カメラとの関係を示す側面図であり、図１８（Ｂ）はその上面図である。アライメント部１０２，１０４には、基板検出カメラシステムとアライメントカメラシステムが設けられ、ガラス基板の検出とそのアライメント処理を行っている。基板検出カメラ６５〜６８は、エア浮上搬送されるガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置されるときに、ガラス基板１の四隅付近の画像をその上側から取得するものである。図１８では、ガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置され、グリッパ部１０６〜１０８に保持されてＸ軸方向にエア浮上移動して、レーザ加工ステーション１０に投入される直前の様子を示す。図１８（Ｂ）に示す画像６５ａ〜６８ａは、基板検出カメラ６５〜６８によって取得されたガラス基板１の四隅付近の画像である。基板検出カメラ６５〜６８の相対的な位置関係は予め設定された既知の値なので、画像６５ａ〜６８ａに示すように、曲がりや反りのないガラス基板１の四隅の各頂点は、基板検出カメラ６５〜６８の撮像範囲のほぼ中央付近に位置するように設定されている。従って、画像６５ａ〜６８ａの中で各頂点の位置がずれていた場合、そのずれ量に基づいてガラス基板１の曲がり（反り）を検出することができるようになっている。また、画像６５ａ〜６８ａに基づいてガラス基板１の四隅付近の欠けを検出することができる。なお、基板検出カメラ６５〜６８をガラス基板１の各辺に沿って移動させることによってガラス基板１の各辺の欠けを検出することができる。
【００６８】
図１９は、本発明に係るソーラパネル製造装置の別の実施例を示す図である。図２０は、図１９の加工エリア部１１２を横方向から見た側面図である。図１９において、図Ｂと同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。この製造装置が図Ｂのものと異なる点は、図Ｂの製造装置のレーザ加工ステーション１０１の加工エリア部１１２の加工箇所（光学系部材５０）の両側にエアプレート部１１２１，１１２２を設け、図２０の下向き矢印のような流れのエア噴流によって、ガラス基板１ｏの曲がり（反り）を矯正するようにしたものである。すなわち、ガラス基板１ｏは、エア浮上ステージ１０１ａからのエア噴流（図２０の上向き矢印のような流れ）とエアプレート部１１２１，１１２２からのエア噴流（図２０の下向き矢印のような流れ）とによって、その曲がりや反りが矯正されるようになっている。
【００６９】
図２１は、エアパージ・残渣吸引部の概略構成を示す図である。レーザ加工ステーション１０１において、第２及び第３スクライブ線Ｐ２、Ｐ３の加工を行なう工程ではレーザ光をガラス基板１の表面（ガラス面）から入射させ、ガラス基板１の裏面に存在する膜面に対してスクライブ加工を行なっている。この加工時に、図２１に示すように、加工部から加工残渣６１０が発生する。この加工残渣６１０が膜面へ再付着することを防ぐため、エアパージ・残渣吸引部６０ａは、ガラス基板１の裏面（膜面）側からエアパージ６２を行い、これらの残渣６１０を吸引部６３から吸引除去している。このとき、吸引部６３に吸引除去できなかった残渣６１０は、恒温室１１２１内のエア流によって、大気中に散乱することなく、排気ダクト１１２５，１１２６から効率的に除去される。
【００７０】
図２２は、本発明の一実施の形態に係るレーザ加工システムを用いたソーラパネル製造システムの動作の一例を示すフローチャート図である。ステップＳ１の基板搬入処理では、図１又は図１９に示すように、図示していない成膜装置で成膜され、ローラコンベア１２１上を搬送されてきたガラス基板１ｘは、搬入出ロボットステーション１４１によってガラス基板１ｍとして表裏反転機構部１４３に搬入される。なお、ここでは、搬入出ロボットステーション１４１によって基板搬入処理が行なわれる場合を示したが、ローラ搬送によって搬入してもよい。
【００７１】
ステップＳ２の基板受取り処理では、表裏反転機構部１４３によって表裏反転されたガラス基板１ｍ又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１に搬送する処理を行なう。このとき、搬入出ロボットステーション１４１では、表裏反転機構部１４３によって表裏反転されたガラス基板１ｍ又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１に搬送する際に、ガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１の右端位置までローラ搬送する場合もあれば、そのままレーザ加工ステーション１０１に搬送する場合がある。
【００７２】
ステップＳ３の基板アライメント処理では、搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３上から搬送されて来たガラス基板１ｎをアライメント部１０２に搬送し、アライメント部１０２で所定の位置にアライメント処理する。また、レーザ加工ステーション１０１の右端位置から搬送されて来たガラス基板１ｑに対してはアライメント部１０４に搬送し、そのアライメント部１０４で図１８に示すようなアライメント処理を行なう。
【００７３】
ステップＳ４の基準側グリッパ拘束処理では、前のステップＳ３のアライメント処理によって所定位置にアライメントされたガラス基板１ｏに対して、図１〜図３及び図１９に示すように、基準側のグリッパ部１０６が搬送方向に沿った辺の一方側を拘束する。一方、前のステップＳ３のアライメント処理によって所定位置にアライメントされたのが、ガラス基板１ｑの場合は、このガラス基板１ｑに対して、図１及び図１９に示すように、基準側のグリッパ部１０８が搬送方向に沿った辺の一方側を拘束する。
【００７４】
ステップＳ５の従動側グリッパ拘束処理では、図１〜図３及び図１９に示すように、前のステップＳ４の基準側グリッパ拘束処理によってグリッパ部１０６に拘束された辺の他方側を従動側のグリッパ部１０７が拘束する。一方、前のステップＳ４の基準側グリッパ拘束処理によってグリッパ部１０８に拘束されたのがガラス基板１ｑの場合は、図１及び図１９に示すように、このガラス基板１ｑの他方側を従動側のグリッパ部１０９が拘束する。
【００７５】
ステップＳ６の加工準備位置移動処理では、前のステップＳ４及びＳ５で両辺の拘束されたガラス基板１ｏをグリッパ部１０６，１０７で拘束しながら所定の加工準備位置に移動する。一方、前のステップＳ４及びＳ５で拘束されたのがガラス基板１ｑの場合は、このガラス基板１ｑをグリッパ部１０８，１０９で拘束しながら所定の加工準備位置に移動する。
【００７６】
ステップＳ７のレーザ加工処理では、図１及び図１９に示すように、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されたガラス基板１ｏ，１ｑを加工エリア部１１２のレーザ光に同期させて、ガラス基板１ｏと点線のガラス基板１ｐとの間をＸ方向に移動させ、この移動に同期させて加工エリア部１１２は、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されエア浮上搬送されるガラス基板１ｏ，１ｑにレーザ光を照射して所定のスクライブ線の加工処理を行う。図１には、グリッパ部１０６，１０７に保持されたガラス基板１ｏを、点線で示されたガラス基板１ｐの位置までエア浮上した状態で移動させながら、所定のスクライブ線加工を行う状態が示してある。なお、スクライブ線Ｐ１の加工処理の後に、ガラス基板をＹ方向に２スキャン分（すなわち、スクライブ線Ｐ２，Ｐ３の加工位置）移動させて、フォーカス調整用駆動機構４６〜４９のフォーカス用データを採集し、図１６に示すように、採集したフォーカス用データに基づいてスクライブ線Ｐ２，Ｐ３の倣い加工を行なう。また、図１のレーザ加工ステーションがガラス基板裏面の薄膜面に対して加工を行なうスクライブ線Ｐ２，Ｐ３の加工を行っている時に、その加工部から加工残渣が薄膜面から発生するので、各加工箇所で発生する加工残渣を図２１に示すようなエアパージ・残渣吸引部６０ａ〜６０ｄでエアパージして吸引除去する。
【００７７】
ステップＳ８の加工ライン確認処理では、加工状態検査手段８Ｂがモニタ装置５９１〜５９４からの結像情報を取り込み、これに基づいてレーザ光によるガラス基板１の加工状態、すなわち加工不良が発生していないか否かを検出し、その分析結果を加工条件調整手段８Ｃに出力し、加工条件調整手段８Ｃがその分析結果に基づいて、レーザ加工条件であるレーザ発生装置４０の出力条件、雰囲気温度等をレーザコントローラ８６にフィードバックしてレーザ加工状態を適切に制御する。なお、薄膜の形成されたガラス基板１の表面からレーザ光を照射して薄膜に加工線（溝）を形成する第１スクライブ線Ｐ１の加工後に、レーザ光をガラス基板１の表面（ガラス面）から入射させ、ガラス基板１の裏面に存在する膜面に対してスクライブ加工を行なう第２及び第３スクライブ線Ｐ２、Ｐ３の加工を行なう場合には、第１スクライブ線Ｐ１の加工状態をガラス基板１の表面側に位置するアライメントカメラカステムを構成する基板検出カメラ６５〜６８を用いて検出し、第２及び第３スクライブ線Ｐ２、Ｐ３の加工状態をガラス基板１の裏面側に位置するレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８などを用いて検出するようにしてもよい。
【００７８】
ステップＳ９の基板排出準備処理では、図１及び図１９に示すように、加工エリア部１１２でスクライブ加工処理の施されたガラス基板１ｎを搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３に搬送するための排出準備を行なう。一方、加工エリア部１１２でスクライブ加工処理の施されたガラス基板１ｑを搬入出ロボットステーション１４１の右端の位置に搬送するための排出準備を行なう。
【００７９】
ステップＳ１０の排出処理では、搬入出ロボットステーション１４１が、レーザ加工ステーション１０１で加工されたガラス基板を表裏反転機構部１４３で直接受取るか又はレーザ加工ステーション１０１の右端位置で受け取ったガラス基板１ｒを表裏反転機構部１４３までローラ搬送又はエア浮上搬送し、表裏反転機構部１４３でレーザ加工処理後のガラス基板を表裏反転して又は表裏反転せずにローラコンベア１２１に搬出する。以上の一連の処理を経てガラス基板１に所定のレーザ加工が施される。
【００８０】
上述の実施の形態では、ソーラパネル製造装置を例に説明したが、本発明はＥＬパネル製造装置、ＥＬパネル修正装置、ＦＰＤ修正装置などのレーザ加工を行なう装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１，１ｍ〜１ｒ，１ｘ，１ｙ…ガラス基板、
１０…台座、
１０１…レーザ加工ステーション、
１０１ａ…エア浮上ステージ、
１０２，１０４…アライメント部、
１０４１…アライメント用フレーム、
１０６，１０７，１０８，１０９…グリッパ部
１０６１…把持（挟持）プレート部、
１０６２…エアシリンダ部、
１０６３…グリッパ本体部、
１０６４…ガイドレール部、
１０７１…エアプレート部、
１０７２…エアプレート支持部、
１０７３…グリッパ本体部、
１０７４…ガイドレール部、
１１０…グリッパ支持駆動部、
１１２…加工エリア部、
１１２１…恒温室、
１１２２…恒温エア供給ダクト、
１１２５…排気ダクト、
１２１…ローラコンベア、
１２３〜１２５…レーザ光、
１２６〜１２８…分割センサ、
１４１…搬入出ロボットステーション、
１４３…表裏反転機構部、
２０…Ｘ軸駆動手段、
２８…レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ、
３０…スライドフレーム、
３１…ベース板、
３３…ガルバノミラー、
３３１…ガルバノ制御裝置、
３３２…ビームサンプラ、
３３３…４分割フォトダイオード、
３３ｘｙ，３３ｚｙ…モータ、
３４，３５…反射ミラー、
３７…貫通穴、
４０…レーザ発生装置、
４１…レーザ光、
４６…フォーカス調整用駆動機構、
４６１…駆動部本体、
４６１ａ…エア供給部、
４６１ｃ…エア流路、
４６２…駆動部カバー、
４６３ａ，４６３ｃ…マグネット保持部、
４６４ａ，４６４ｃ…マグネット、
４６５…可動部、
４６６…垂直駆動力発生コイル群、
４６７…水平駆動力発生コイル群、
５０…光学系部材、
５００…位相型回折光学素子（ＤＯＥ）
５１１〜５１３…ハーフミラー、
５２，５４…測長システム、
５２１〜５２８…反射ミラー、
５３１〜５３４…シャッター機構、
５４１〜５４４…集光レンズ、
５５１…照明用レーザ、
５６１…平行光変換用レンズ、
５７１…光学部品、
５８１〜５８４…集光用レンズ、
５９１…モニタ装置、
６０…アライメントカメラ装置、
６０ａ…エアパージ・残渣吸引部、
６１０…加工残渣、
６１〜６４…撮影点、
６１ａ〜６４ａ…画像、
６２…エアパージ、
６３…吸引部、
６５〜６８…基板検出カメラ、
６５ａ〜６８ａ…画像、
７０…リニアエンコーダ、
８０…制御装置、
８１…分岐手段、
８２…パルス抜け判定手段、
８３…アラーム発生手段、
８４…基準ＣＣＤ画像記憶手段、
８４ａ…基準ＣＣＤ画像、
８５…光軸ずれ量計測手段
８５ａ…被検査画像、
８６…レーザコントローラ、
８９…照射レーザ状態検査手段、
８９ａ…画像、
８９ｂ…輪郭線、
８９ｃ…フォーカス円、
８Ａ…照射レーザ調整手段、
８Ｂ…加工状態検査手段、
８Ｃ…加工条件調整手段、
８Ｄ…加工線検出手段、
８Ｅ…加工調整手段、
９０，９２…加工線
９１，９３…ビームサンプラ
９４…高速フォトダイオード、
９６…光軸検査用ＣＣＤカメラ、
９７…エアナイフ装置、
９８…エアナイフ装置、
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…スクライブ線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて基板上の薄膜等を加工するレーザ加工システム及びソーラパネル製造方法に係り、特にレーザ加工時に発生するデブリを効率的に除去することのできるレーザ加工システム及びソーラパネル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ソーラパネルの製造工程では、透光性基板（ガラス基板）上に透明電極層、半導体層、金属層を順次形成し、形成後の各工程で各層をレーザ光で短冊状に加工してソーラパネルモジュールを完成している。このようにしてソーラパネルモジュールを製造する場合、ガラス基板上の薄膜に例えば約１０ｍｍピッチでレーザ光でスクライブ線を形成している。このスクライブ線の線幅は約３０μｍで、線と線の間隔は約３０μｍとなるような３本の線で構成されている。レーザ光でスクライブ線を形成する場合、通常は定速度で移動するガラス基板上にレーザ光を照射していた。これによって、深さ及び線幅の安定したスクライブ線を形成することが可能であった。
一方、レーザ加工を行う際、被加工部となる薄膜物質が融解あるいは蒸発した後に再固化し、あるいは固体のまま飛び散る飛沫や加工残渣等の加工デブリが発生することが知られている。そこで、従来は、レーザ加工時にこうした加工デブリを除去することを目的として、集塵装置を加工部近傍に設けている。このように集塵装置については、特許文献１に記載のようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１４０７５号公報
【特許文献２】特許第４２３１５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のレーザ加工装置は、ガス供給手段から供給されるガスを、吸気口から集塵部へ供給し、排気手段の排気動作によって、排気口を経て排気するように構成されている。この集塵装置は、集塵部の内部に、吸気口から排気口へ向けたガスの流れを生じさせて、加工部付近に存在する加工デブリを、集塵部へと引き込み、ガスともども排気口から排出している。特許文献２に記載のレーザ加工装置は、基板の下方から傾斜した斜め上方に向けて気体を吹出させる吹出ノズルを集塵ノズルの両隣に設け、加工の際に生じる粉塵を効率よく収集し、粉塵の飛散及び被加工面への再付着を抑制するものである。しかしながら、特許文献１又は２に記載のレーザ加工装置は、レーザ加工の態様に応じて、不活性ガス供給手段の吸気口から加工部に吹き付けられるガスや排気されるガスの流量を適宜調整することは可能であるが、加工部に吹き付けられる不活性ガスの吹き付け角度等を調整することはできず、また、ガス供給手段や吹出ノズルから吹き出されるスリット部の開口面積は固定されているため加工デブリの除去効果は比較的低いという欠点を有し、さらにレーザ加工付近の全体的な気流の流れを制御することのできない部分が存在するため、この部分で光学系及び雰囲気中に発生する温度ムラに起因するレーザ光の屈折や熱レンズ効果等によってレーザ光焦点面におけるビーム強度分布に差が生じ、レーザ加工が不安定になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、レーザ加工付近の気流の流れを制御して加工時に発生する加工デブリを効率的に除去することのできるレーザ加工システム及びソーラパネル製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るレーザ加工システムの第１の特徴は、ワークに対してレーザ光を相対的に移動させながら照射することによって前記ワークに所定の加工を施すレーザ加工手段と、前記レーザ加工手段における前記レーザ光の照射によって所定の加工の施される加工エリアを覆うように設けられた恒温室手段と、前記恒温室手段の少なくとも上方から下方の前記恒温室手段内の前記加工エリアに向かうように恒温エアを供給するエア供給手段と、前記恒温室手段内の前記恒温エアを前記加工エリアから前記恒温室手段外に排気するエア排気手段とを備えたことにある。これは、加工エリアを覆うように恒温室手段を設け、上方から下方に向けて恒温エアを流すことによって、恒温エアをワーク表面に接触させると共にワーク表面から横方向の流れによって、加工デブリを効率的にワーク表面から除去するようにしたものである。
【０００７】
本発明に係るレーザ加工システムの第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記エア供給手段が前記恒温室手段の上面の複数個所に設けられた供給ダクト手段から構成され、前記加工エリアの移動に対応して前記複数の供給ダクト手段を選択して前記恒温エアを前記恒温室手段内の前記加工エリアに供給することにある。これは、加工エリアの移動に併せて恒温エアを供給する複数の供給ダクト手段を適宜選択可能とし、加工エリアに恒温エアを効率的に供給できるようにしたものである。
【０００８】
本発明に係るレーザ加工システムの第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークの加工エリアから発生する残渣をエアパージ・吸引するエアパージ・残渣吸引手段を備えたことにある。レーザ光による第２スクライブ線Ｐ２及び第３スクライブ線Ｐ３の加工は、レーザ光をワーク表面に略垂直に照射して、ワーク裏面側の薄膜を加工することによって行なわれる。この第２スクライブ線Ｐ２及び第３スクライブ線Ｐ３の加工時には、その加工部から加工残渣が薄膜面から発生するので、この加工残渣が膜面へ再付着しないように膜面側（ワーク裏面側）からエアパージすると共にその残渣を吸引除去するようにしている。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工システムの第４の特徴は、前記第１、第２又は第３の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ加工手段がハーフミラー及び反射ミラーからなる分岐手段によって複数のレーザ光に分岐された複数のレーザ光を前記ワークに照射することにある。これは、レーザ光をハーフミラー及び反射ミラーからなる分岐手段によって４分岐または８分岐し、効率的にレーザ加工を行えるようにしたものである。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工システムの第５の特徴は、前記第４の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記エアパージ・残渣吸引手段が前記複数のレーザ光に対してそれぞれ設けられることにある。これは、分岐手段によって分岐されたレーザ光毎にエアパージ・残渣吸引手段を設けることによって残渣（デブリ）を効率良く除去できるようにしたものである。
【００１１】
本発明に係るレーザ加工システムの第６の特徴は、前記第１から第５の特徴までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークに所定の加工を施す際に前記ワーク表面の加工個所にエアを吹き付けることによって、前記ワーク表面の粉塵等をパージする第１のエアナイフ手段を備えたことにある。これは、レーザ加工時に相対的に移動するワークの近傍にエアナイフ手段を設け、レーザ加工処理中にワーク表面にエアを吹き付けて、ワーク表面の粉塵等をパージし、粉塵等を効率的に除去するようにしたものである。エアナイフ手段はエア噴出ノズルでもよい。
【００１２】
本発明に係るレーザ加工システムの第７の特徴は、前記第６の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークを前記加工エリアに搬送する際に前記ワーク表面にエアを吹き付けることによって、前記ワーク表面の粉塵等をパージする第２のエアナイフ手段を備えたことにある。これは、ワークをレーザ加工位置に搬入する際にエアナイフ手段からエアを吹き付け、ワーク表面に付着している粉塵等をパージし、粉塵等を効率的に除去するようにしたものである。
【００１３】
本発明に係るレーザ加工システムの第８の特徴は、前記第１の特徴から前記第７の特徴までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ加工手段が両辺の保持された前記ワークを前記レーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させ、前記ワークを保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させて前記レーザ光を照射することによって前記ワークに所定のレーザ加工を施し、前記レーザ加工の施された前記ワークを排出準備位置にエア浮上させながら移動させて搬出することにある。
【００１４】
本発明に係るレーザ加工システムの第９の特徴は、前記第１から第８の特徴までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ光による２回目以降の加工において、前記レーザ加工によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分に倣って前記レーザ加工を行なうことにある。これは、最初のレーザ加工によってワーク上に形成された形状変化部分（スキライブ線Ｐ１）をトラッキング等に方法によって検出しながら倣い加工を行なうことによって、２回目以降のレーザ加工によって形成されるスクライブ線Ｐ２，Ｐ３は、スクライブ線Ｐ１と常にその間隔を一定とすることができ、複数の加工線同士は重なり交差することがないので、最適なレーザ加工を行なうことができるようにしたものである。
【００１５】
本発明に係るソーラパネル製造方法の特徴は、前記第１から第９の特徴のいずれか１に記載のレーザ加工システムを用いて、ソーラパネルを製造することにある。これは、前記レーザ加工システムのいずれか１を用いて、ソーラパネルを製造するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、レーザ加工付近の気流の流れを制御して加工時に発生する加工デブリを効率的に除去することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るレーザ加工システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明で採用したエアグリップ方式のグリッパ部の一例を示す図であり、図１のグリッパ部を加工エリア部側から見た側面図である。
【図３】図２のグリッパ部に保持されたガラス基板をレーザ加工ステーションのエア浮上ステージとの関係を示す斜視図である。
【図４】グリッパ部の一部分（図３の点線円で囲んだ箇所）を拡大して示した図である。
【図５】スクライブ線の加工処理を行う図１の加工エリア部及びアライメント部を斜め上方から見た外観斜視図である。
【図６】図５から恒温室及びダクトを省略し、加工エリア部及びアライメント部の詳細構成を示した斜視図である。
【図７】図６の光学系部材の詳細構成を示す図である。
【図８】図７のフォーカス調整用駆動機構の詳細構成を示す断面図である。
【図９】フォーカス調整用駆動機構の一部分を抜き出して示した斜視図である。
【図１０】アライメントカメラ装置、第１検出光学系部材及び第２検出光学系部材の構成並びに基板表面のエアパージ手段の構成を示す模式図である。
【図１１】ワークであるガラス基板の歪みや捩じれ（うねり等）によって加工線が曲がって形成される場合の一例を示す図である。
【図１２】図５の恒温室内のエア流の樣子を模式的に示す図である。
【図１３】図６の制御装置の処理の詳細を示すブロック図である。
【図１４】図１３のパルス抜け判定手段の動作の一例を示す図である。
【図１５】図６の高速フォトダイオードから出力される波形の一例を示す図である。
【図１６】図１３の加工線検出手段の動作の一例を示す図である。
【図１７】グレーティングを用いて３分割スポットにより加工線Ｐ１をトラッキングする方式の一例を示す図である。
【図１８】図６のアライメント部に設けられる基板検出カメラシステムの一例を示す図である。
【図１９】本発明に係るソーラパネル製造装置の別の実施例を示す図である。
【図２０】図１９の加工エリア部を横方向から見た側面図である。
【図２１】エアパージ・残渣吸引部の概略構成を示す図である。
【図２２】本発明の一実施の形態に係るレーザ加工システムを用いたソーラパネル製造システムの動作の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るレーザ加工システムの概略構成を示す図である。このレーザ加工システムは、ソーラパネル製造装置のレーザ光加工処理（レーザスクライブ）工程を行なうものである。本発明に係るレーザ加工システムは、アライメント処理を行うアライメント部をレーザ加工ステーションの両側２箇所に設けて、レーザ加工処理中に同時にアライメント処理を行い、待ち時間を大幅に短縮化できると共に基板のソリを強制することができ、さらに、大型の基板を高速に移動することもでき、レーザ加工付近の気流の流れを制御して加工時に発生する加工デブリを効率的に除去しながら正確で高速かつ効率的にスクライブ線を加工することができるように構成されたものである。
【００１９】
図１に示す本発明の一実施の形態に係るレーザ加工システムを用いたソーラパネル（光電変換装置）製造装置は、リターン方式を採用している。このソーラパネル製造装置は、搬入出ロボットステーション１４１とレーザ加工ステーション１０１とから構成される。ローラコンベア１２１は、成膜装置（図示せず）やレーザスクライブ加工処理を行う製造装置間でガラス基板１ｘ〜１ｚを順次搬送するものである。搬入出ロボットステーション１４１は、ローラコンベア１２１上を搬送される前段の成膜装置（図示せず）にて成膜されたガラス基板１ｘを搬入してガラス基板１ｍとして一時的に保持すると共にガラス基板１ｍの表裏を反転する表裏反転機構部１４３を備えており、レーザ加工処理の内容（スクライブ線Ｐ１加工、Ｐ２加工又はＰ３加工）及びガラス基板１ｍが下に凸の曲がり（反り）となるように、ガラス基板１ｍを表裏反転してレーザ加工ステーション１０１に搬送する。
【００２０】
このとき、搬入出ロボットステーション１４１は、表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをそのままレーザ加工ステーション１０１に搬送すると共に表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１の右端位置までローラ搬送してからレーザ加工ステーション１０１に搬送するように構成されている。また、搬入出ロボットステーション１４１は、レーザ加工ステーション１０１で加工されたガラス基板を表裏反転機構部１４３で直接受取るか又はレーザ加工ステーション１０１の右端位置で受け取ったガラス基板１ｒを表裏反転機構部１４３までローラ搬送又はエア浮上搬送し、表裏反転機構部１４３でレーザ加工処理後のガラス基板を表裏反転して又は表裏反転せずにローラコンベア１２１に搬出する。
【００２１】
レーザ加工ステーション１０１は、搬入出ロボットステーション１４１から搬入されたガラス基板上の薄膜にスクライブ線を形成するものであり、アライメント部１０２，１０４、グリッパ部１０６〜１０９、グリッパ支持駆動部１１０，１１１、加工エリア部１１２を備えている。アライメント部１０２は、搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３上のガラス基板１ｍを受取り、受け取ったガラス基板１ｎを所定の位置にアライメント処理すると共に加工エリア部１１２でスクライブ加工処理の施されたガラス基板１ｎを搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３に搬出する。一方、アライメント部１０４は、搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３で表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板であって右端までローラ搬送又はエア浮上搬送されたガラス基板１ｒを受取り、受け取ったガラス基板を所定の位置にアライメント処理すると共に加工エリア部１１２でスクライブ加工処理の施されたガラス基板１ｑを搬入出ロボットステーション１４１の右端の位置に搬出する。
【００２２】
グリッパ部１０６は、アライメント部１０２でアライメント処理されたガラス基板１ｏの搬送方向に沿った辺の一方側（図Ｂにおけるガラス基板１ｏの下辺側）保持し、グリッパ部１０７は、同じガラス基板１ｏの搬送方向に沿った辺の他方側（図Ｂにおけるガラス基板１ｏの上辺側）を保持する。グリッパ部１０８は、アライメント部１０４でアライメント処理されたガラス基板１ｑの搬送方向に沿った辺の一方側（図Ｂにおけるガラス基板１ｑの下辺側）を保持し、グリッパ部１０７は、同じガラス基板１ｑの搬送方向に沿った辺の他方側（図Ｂにおけるガラス基板１ｑの上辺側）を保持する。グリッパ支持駆動部１１０，１１１は、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されたガラス基板１ｏ，１ｑを加工エリア部１１２のレーザ光に同期させてし、レーザ加工時にガラス基板１ｏと点線のガラス基板１ｐとの間を移動させる。この移動に同期させて加工エリア部１１２は、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されエア浮上搬送されるガラス基板１ｏ，１ｑにレーザ光を照射して所定のスクライブ線の加工処理を行う。図Ｂでは、グリッパ部１０６，１０７に保持されたガラス基板１ｏを、点線で示されたガラス基板１ｐの位置までエア浮上した状態で移動させながら、所定のスクライブ線加工を行う状態が示してある。
【００２３】
図２は、本発明で採用したエアグリップ方式のグリッパ部の一例を示す図であり、図１のグリッパ部１０６，１０７を加工エリア部１１２側から見た側面図である。図３は、図２のグリッパ部１０６，１０７に保持されたガラス基板をレーザ加工ステーション１０１のエア浮上ステージ１０１ａとの関係を示す斜視図である。図４は、グリッパ部１０７の一部分（図３の点線円で囲んだ箇所）を拡大して示した図である。なお、図２〜図４では、グリッパ部に関する箇所以外の構成については図示を省略してある。
【００２４】
グリッパ部１０６は、把持（挟持）プレート部１０６１、エアシリンダ部１０６２、グリッパ本体部１０６３及びガイドレール部１０６４から構成される。把持（挟持）プレート部１０６１は、ガラス基板１ｏをグリッパ本体部１０６３の上面（図の下向き（−Ｚ）方向）に向かって押し付けて把持（挟持）して保持する。把持（挟持）プレート部１０６１において、ガラス基板１ｏと接触する部分には樹脂コーティングが施してある。これによって、ガラス基板１ｏはグリッパ部１０６に把持（挟持）固定される。グリッパ本体部１０６３の下側に設けられた案内溝はガイドレール部１０６４に沿って移動可能となっており、グリッパ本体部１０６３とガイドレール部１０６４との間ではリニアモータによる駆動系が構成されている。従って、グリッパ本体部１０６３は、ガイドレール部１０６４に沿って駆動制御される。
【００２５】
グリッパ部１０７は、エアプレート部１０７１、エアプレート支持部１０７２、グリッパ本体部１０７３及びガイドレール部１０７４から構成される。エアプレート部１０７１は、ガラス基板１ｏをグリッパ本体部１０７３の上面（図の下向き（−Ｚ）方向）に向かってエアを噴出させるエア吹き出し口を複数個備えており、このエア吹き出し口から噴出される、図４の下向き矢印のような流れのエア噴流によって、ガラス基板１ｏをグリッパ本体部１０７３の上面に押し付けて把持（挟持）して保持するようになっている。エアプレート部１０７１とガラス基板１ｏとのギャップは約０．０５〜０．２［ｍｍ］程度とする。エアプレート支持部１０７２は、このエアプレート部１０７１にエアを供給すると共にエアプレート部１０７１とガラス基板１ｏとの間のギャップを所定値に保持する働きをする。なお、エアプレート支持部１０７２をエアシリンダ部１０６２で構成し、エアプレート部１０７１からエアを噴出しながらエアシリンダ部１０６２で所定圧力となるように押し付けて保持するようにしてもよい。なお、エア吹き出し口の大きさや個数についてはガラス基板１ｏの大きさなどに応じて適宜変更設定すればよい。エアプレート部１０７１においてもガラス基板１ｏと接触する可能性があるので、その部分には樹脂コーティングを施すことが望ましい。グリッパ本体部１０７３の下側に設けられた案内溝はガイドレール部１０７４に沿って移動可能となっており、グリッパ本体部１０７３とガイドレール部１０７４との間ではリニアモータによる駆動系を構成してもよい。また、このグリッパ部１０７の案内溝とガイドレール部１０７４との間は摺動自在とし、グリッパ部１０６の駆動力に従って自在に移動可能な従動構造としてもよい。
【００２６】
図１のリターン方式のソーラパネル製造装置の動作の一例を説明する。まず、前段の成膜装置からローラコンベア１２１を介して搬送されて来たガラス基板１ｘは、搬入出ロボットステーション１４１によって表裏反転機構部１４３上にガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されるか又は表裏反転されない。表裏反転された又は表示反転されなかったガラス基板１ｍは、レーザ加工ステーション１０１にガラス基板１ｎとして一時的に保持され、アライメント部１０２に搬送され、そこでアライメント処理される。アライメント処理されたガラス基板１ｏは、グリッパ部１０６，１０７に保持され、ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２においてエア浮上移動されて、所定のスクライブ線の加工処理が施される。一方、アライメント部１０２のアライメント処理時及び加工エリア部１１２の加工処理時に、ローラコンベア１２１を介して搬送されて来た次のガラス基板１ｙは搬入出ロボットステーション１４１によって表裏反転機構部１４３上にガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されるか又は表裏反転されない。表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍは、ガラス基板１ｒとして、レーザ加工ステーション１０１のアライメント部１０４に対応した右端位置までローラ搬送される。ガラス基板１ｒは、レーザ加工ステーション１０１にガラス基板１ｑとして一時的に保持され、グリッパ部１０８，１０９に保持され、ガラス基板１ｏ，１ｐへの加工処理が終了するまで待機される。
【００２７】
グリッパ部１０６，１０７に保持されているガラス基板１ｏ，１ｐに対するレーザ加工処理が終了すると、グリッパ部１０６，１０７に保持されているガラス基板１ｏは、アライメント部１０２を介してガラス基板１ｎの位置から表裏反転機構部１４３上のガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されて又は表裏反転されずに次段の成膜装置へ搬送されるために、ローラコンベア１２１上に搬送される。一方、グリッパ部１０６，１０７に保持されているガラス基板１ｏがアライメント部１０２上にガラス基板１ｎとしてエア浮上移動した時点で、グリッパ部１０８，１０９に保持されているガラス基板１ｑはアライメント部１０４にてアライメント処理が行なわれ、ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２にエア浮上移動されて、所定のスクライブ線の加工処理が施される。このように、図１のリターン方式のソーラパネル製造装置では、上述の処理を交互に繰り返すことによって、アライメント処理による待ち時間等を大幅に短縮している。また、いずれか一方のアライメント部が故障した場合でも、他方のアライメント部によって処理を続行することが可能となる。
【００２８】
図５は、スクライブ線の加工処理を行う図１の加工エリア部及びアライメント部を斜め上方から見た外観斜視図である。図５に示すように、加工エリア部１１２は、恒温室１１２１によって全体が覆われ、その中に収納される形になっている。恒温室１１２１の上部には恒温室１１２１内に恒温エアを供給する恒温エア供給ダクト１１２２〜１１２４が取り付けられている。恒温エア供給ダクト１１２２〜１１２４は加工エリア部１１２のＹ方向に沿って３本設けられている。これは、加工エリア部１１２のＹ方向のいずれの領域に対しても上方から下方に向かう均一なエア流を形成するためである。なお、この本数は一例であり、３本より多くてもよいことは言うまでもない。また、加工時のエリアに対応付けて複数の中から適当な恒温エア供給ダクトを選択するようにしてもよい。排気ダクト１１２５，１１２６は、レーザ加工の実際に行われる加工エリア付近であって恒温室１１２１の左右横面下部側にそれぞれ２本設けられている。図５では紙面奥側の排気ダクトには符号を付していない。恒温エア供給ダクト１１２２〜１１２４から供給された恒温エアは、恒温室１１２１内を上方から下方に向い、横面下部側の排気ダクト１１２５，１１２６から規則的に排気されるようになる。なお、排気ダクトは、恒温エア供給ダクト１１２２〜１１２４に対応付けて恒温室１１２１の下面側にそれぞれ設けてもよい。そのときには、恒温エアを供給する恒温エア供給ダクトに対応付けて排気ダクトを選択するようにしてもよい。
【００２９】
図６は、図５から恒温室及びダクトを省略し、加工エリア部及びアライメント部の詳細構成を示した斜視図である。加工エリア部１１２は、Ｘ軸駆動手段２０、グリッパ部１０６，１０７、レーザ発生装置４０、光学系部材５０、リニアエンコーダ７０、制御装置８０及び検出光学系部材等によって構成されている。アライメント部１０４は、アライメント用フレーム１０４１，１０４２、基板検出カメラ６５〜６８及び図示していない位置決めピンなどによって構成されている。
【００３０】
Ｘ軸駆動手段２０は、台座１０の上に設けられており、グリッパ部１０６，１０７（図示していないグリッパ部１０８，１０９）をＸ方向へ移動制御する。なお、Ｘ軸駆動手段２０は、ボールネジやリニアモータ等が用いられるが、これらの図示は省略してある。Ｘ軸駆動手段２０の上側にはレーザ加工の対象となるガラス基板１がグリッパ部１０６，１０７によって保持されている。また、台座１０の上には光学系部材５０を保持しながらＹ軸方向にスライド駆動するスライドフレーム３０及び基板検出カメラ６５〜６８を保持しながらＹ軸方向にスライド駆動するアライメント用フレーム１０４１，１０４２が設けられている。Ｘ軸駆動手段２０は、Ｚ軸を回転軸としてθ方向に回転可能に構成されていてもよい。なお、スライドフレーム３０によりＹ軸方向の移動量が十分に確保できる場合には、Ｘ軸駆動手段２０は、Ｘ軸方向の移動だけを行なう構成であってもよい。この場合、Ｘ軸駆動手段２０はＸ軸テーブルの構成でもよい。
【００３１】
スライドフレーム３０は、台座１０上の四隅に設けられた移動台に取り付けられている。スライドフレーム３０は、この移動台によってＹ方向へ移動制御される。ベース板３１と移動台との間には除振部材（図示せず）が設けられている。スライドフレーム３０のベース板３１には、レーザ発生装置４０、各種の光学系部品や光学系部材５０及び制御装置８０が設置されている。光学系部材５０は、ミラーやレンズの組み合わせで構成され、レーザ発生装置４０で発生したレーザ光は各種光学系によって光学系部材５０に導入される。光学系部材５０は、導入されたレーザ光を４系列に分割してＸ軸駆動手段２０上のガラス基板１上に導くものである。なお、レーザ光の分割数は４系列に限るものではなく、２系列以上であればよい。
【００３２】
リニアエンコーダ７０は、Ｘ軸駆動手段２０のＸ軸移動テーブルの側面に設けられたスケール部材と、グリッパ部１０６，１０７に取り付けられた検出部（図示せず）で構成される。リニアエンコーダ７０の検出信号は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、リニアエンコーダ７０からの検出信号に基づいてグリッパ部１０６，１０７のＸ軸方向の移動速度（移動周波数）を検出し、レーザ発生装置４０の出力（レーザ周波数）を制御する。
【００３３】
光学系部材５０は、図示のように、ベース板３１の側面に設けられており、ベース板３１の側面に沿ってＹ軸方向に移動するように構成されている。光学系部材５０は、先端部がＺ軸を中心に回転可能となっている。レーザ発生装置４０から出射されるレーザ光を光学系部材５０に導くためのガルバノミラー３３はベース板３１上に設けられている。ガルバノミラー３３は、２つのモータ（ロータリーエンコーダー）を使用してＸＺ２次元エリアにレーザ光を走査させるものである。ガルバノミラー３３は、２軸式（Ｘ，Ｚ）で構成され、２個のモータと、このモータに取り付けられるミラーとで構成される。ガルバノ制御裝置３３１は、モータを動かすためのドライバおよび電源、これらを制御するマイクロコンピュータなどで構成される。
【００３４】
ミラー３４，３５は、光学系部材５０上に設けられており、光学系部材５０のスライド移動に連動するようになっている。レーザ発生装置４０から出射されたレーザ光は、ガルバノミラー３３によってミラー３４へ向かって反射され、ミラー３４に向かうレーザ光はミラー３４によってミラー３５に向かって反射される。ミラー３５は、ミラー３４からの反射レーザ光をベース板３１に設けられた貫通穴を介して光学系部材５０内に導く。なお、レーザ発生装置４０から出射されたレーザ光は、ベース板３１に設けられた貫通穴から光学系部材５０に対して上側から導入されるように構成されれば、どのような構成のものであってもよい。例えば、レーザ発生装置４０を貫通穴の上側に設け、貫通穴を介して光学系部材５０に直接レーザ光を導くようにしてもよい。
【００３５】
ビームサンプラ３３２は、ガルバノミラー３３と反射ミラー３４との間の光学系部材５０上に、光学系部材５０のスライド移動と共に移動するように設けられている。ビームサンプラ３３２はレーザ光の一部（例えば、レーザ光の約１割程度又はそれ以下の光量）をサンプリングして外部に分岐出力する素子である。４分割フォトダイオード３３３は、ビームサンプラ３３２で分岐されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を受光面のほぼ中央付近で受光するように配置されている。４分割フォトダイオード３３３によって検出されたレーザ光の強度に対応した４種類の出力信号がガルバノ制御裝置３３１に出力される。ガルバノ制御裝置３３１は、４分割フォトダイオード３３３からの４種類の出力信号に応じてガルバノミラー３３の２個のモータ３３ｘｙ，３３ｙｚをリアルタイムで駆動制御する。モータ３３ｘｙは、ガルバノミラー３３の反射レーザ光がベース板３１の上面（ＸＹ平面）と平行な面内で回転移動するように制御し、モータ３３ｚｙは、ガルバノミラー３３の反射レーザ光がベース板３１の上面と直交する面（ＹＺ平面）と平行な面内で回転移動するようにリアルタイムで制御する。
【００３６】
図７は、図６の光学系部材５０の詳細構成を示す図である。実際の光学系部材５０の構成は、複雑であるが、ここでは説明を簡単にするために図示を簡略化して示している。図７は、光学系部材５０の内部を図６の−Ｘ軸方向から見た図である。図７に示すようにベース板３１にはミラー３５で反射されたレーザ光を光学系部材５０内に導入するための貫通穴３７を有する。この貫通穴３７の直下には、ガウシアン強度分布のレーザ光をトップハット強度分布のレーザ光に変換する位相型回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）５００が設けられている。
【００３７】
ＤＯＥ５００によってトップハット強度分布のレーザ光（トップハットビーム）に変換されたレーザ光はハーフミラー５１１によって反射ビームと透過ビームにそれぞれ分岐され、反射ビームは右方向のハーフミラー５１２に向かって、透過ビームは下方向の反射ミラー５２４に向かって進む。ハーフミラー５１１で反射したビームは、ハーフミラー５１２によってさらに反射ビームと透過ビームに分岐され、反射ビームは下方向の反射ミラー５２２に向かって、透過ビームは右方向の反射ミラー５２１に向かって進む。ハーフミラー５１２を透過したビームは反射ミラー５２１によって反射され、下方向の集光レンズ５４１を介してガラス基板１に照射される。ハーフミラー５１２で反射したビームは、反射ミラー５２２，５２３によって反射され、下方向の集光レンズ５４２を介してガラス基板１に照射される。ハーフミラー５１１を透過したビームは、反射ミラー５２４によって反射され、左方向に向かって進む。反射ミラー５２４で反射したビームは、ハーフミラー５１３によって反射ビームと透過ビームに分岐され、反射ビームは下方向の反射ミラー５２６に向かって、透過ビームは左方向の反射ミラー５２８に向かって進む。ハーフミラー５１３で反射したビームは、反射ミラー５２６，５２７によって反射され、下方向の集光レンズ５４３を介してガラス基板１に照射される。ハーフミラー５１３を透過したビームは反射ミラー５２８によって反射され、下方向の集光レンズ５４４を介してガラス基板１に照射される。
【００３８】
ＤＯＥ５００によって変換されたトップハットビームは、上述のハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２８によって、透過・反射されて集光レンズ５４１〜５４４に導かれる。このとき、ＤＯＥ５００から各集光レンズ５４１〜５４４までの光路長は等しくなるように設定されている。すなわち、ハーフミラー５１１で反射したビームがハーフミラー５１２を透過して反射ミラー５２１で反射して集光レンズ５４１に到達するまでの光路長、ハーフミラー５１１で反射したビームがハーフミラー５１２、反射ミラー５２２，５２３でそれぞれ反射して集光レンズ５４２に到達するまでの光路長、ハーフミラー５１１を透過したビームが反射ミラー５２３、ハーフミラー５１３、反射ミラー５２６，５２７でそれぞれ反射して集光レンズ５４３に到達するまでの光路長、ハーフミラー５１１を透過したビームが反射ミラー５２３で反射してハーフミラー５１３を透過して反射ミラー５２８で反射して集光レンズ５４４に到達するまでの光路長は、それぞれ等しい距離である。これによって、ビームが分岐される直前にＤＯＥ５００を配置しても、トップハット強度分布のレーザ光を集光レンズ５４１〜５４４に同様に導くことが可能となる。なお、図７の実施例では、光路長が完全に一致する場合について説明したが、レーザ光のトップハット強度分布を維持することが可能な範囲で光路長を若干異ならせることは可能である。
【００３９】
シャッター機構５３１〜５３４は、光学系部材５０の各集光レンズ５４１〜５４４から出射されるレーザ光がガラス基板１から外れた場合にレーザ光の出射を遮蔽するものである。測長システム５２，５４は、図示していない検出光照射用レーザとオートフォーカス用フォトダイオードとから構成され、検出光照射用レーザから照射された光の中でガラス基板１の表面から反射した反射光を受光し、その反射光量に応じて光学系部材５０の下端部とガラス基板１の表面との間の距離すなわち光学系部材５０の高さを調整する。
【００４０】
上述のハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２８によって構成される光学系は、レーザ発生装置４０から発生される波長１０６４［ｎｍ］の加工用のレーザ光を透過・反射させて集光レンズ５４１〜５４４の各光軸、すなわちそれぞれの加工位置に導くものである。
【００４１】
各集光レンズ５４１〜５４４の光軸上であって、各反射ミラー５２１，５２３，５２７，５２８の上側には、各加工位置における加工状態を観察するための加工状態検出光学系が設けられている。加工状態検出光学系は、照明用レーザ５５１〜５５４、平行光変換用レンズ５６１〜５６４、光学部品５７１〜５７４、集光用レンズ５８１〜５８４及びモニタ装置５９１〜５９４から構成されている。
【００４２】
照明用レーザ５５１〜５５４は、波長６８５［ｎｍ］の加工状態観察用の検査光を発生するものであり、集光レンズ５４１〜５４４の光軸上から離れた位置から各光学部品５７１〜５７４に対してレーザ光を出射する。平行光変換用レンズ５６１〜５６４は、照明用レーザ５５１〜５５４から出射されるレーザ光を平行光線に変換し、光学部品５７１〜５７４に導入する。光学部品５７１〜５７４は、それぞれ集光レンズ５４１〜５４４の光軸の延長上に配置され、照明用レーザ５５１〜５５４から出射されたレーザ光を、加工用レーザ光の光軸にほぼ一致させ、かつ、集光レンズ５４１〜５４４に向かうように反射させる。光学部品５７１〜５７４は、波長６８５［ｎｍ］の光に対しては、透過率５０パーセント、反射率５０パーセントであり、波長１０６４［ｎｍ］の光に対しては透過率０パーセント、反射率１００パーセント（全反射）の部品である。
【００４３】
一方、集光用レンズ５８１〜５８４は、光学部品５７１〜５７４で反射された照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光を集光して、加工箇所に照明光として照射する。すなわち、光学部品５７１〜５７４で反射された照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光は、集光用レンズ５８１〜５８４、反射ミラー５２１，５２３，５２７，５２８及び集光レンズ５４１〜５４４を介してそれぞれの加工箇所に照射される。
【００４４】
従って、光学部品５７１〜５７４で反射された照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光は、集光レンズ５４１〜５４４及び集光用レンズ５８１〜５８４の２枚のレンズによって集光されることになる。照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光によって照射された加工箇所は、集光レンズ５４１〜５４４及び集光用レンズ５８１〜５８４によってモニタ装置５９１〜５９４の撮像面に結像され、その結像情報は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、モニタ装置５９１〜５９４から結像情報に基づいてレーザ発生装置４０で発生したレーザ光によるガラス基板１の加工状態を検出し、加工不良、加工条件等の問題を分析して、レーザ発生装置４０の出力条件、雰囲気温度等にフィードバックして加工状態を制御する。
【００４５】
フォーカス調整用駆動機構４６〜４９は、ガラス基板１に対する各集光レンズ５４１〜５４４の高さ方向（フォーカス）及びＹ方向（倣い方向）の各制御を個別に行うものである。図８は、図７のフォーカス調整用駆動機構の詳細構成を示す断面図であり、図９は、フォーカス調整用駆動機構の一部分を抜き出して示した斜視図である。図において、フォーカス調整用駆動機構４６は、駆動部本体４６１、駆動部カバー４６２、マグネット保持部４６３ａ〜４６３ｄ、マグネット４６４ａ〜４６４ｄ、可動部４６５、垂直駆動力発生コイル群４６６、水平駆動力発生コイル群４６７とから構成される。図９において、駆動部本体４６１は省略してある。
【００４６】
図８において、可動部４６５は、集光レンズ５４１を保持すると共に垂直駆動力発生コイル群４６６、水平駆動力発生コイル群４６７，４６８が巻き回されている。垂直駆動力発生コイル群４６６は、略正方形状（矩形状）となるように可動部４６５の下端部に巻き回されている。マグネット保持部４６３ａ〜４６３ｄは、略コの字形をしており、内側内壁面に直方体形状のマグネット４６４ａ〜４６４ｄをそれぞれ保持している。図９に示すように、略正方形状に巻き回された垂直駆動力発生コイル群４６６は、マグネット保持部４６３ａ〜４６３ｄとマグネット４６４ａ〜４６４ｄとの間の間隙に挿入され、駆動部本体４６１内に収納される。一方、水平駆動力発生コイル群４６７，４６８は、図９に示すように、可動部４６５の対向する頂辺同士を結ぶように交差して巻き回され、マグネット保持部４６３ｃ，４６３ｄとマグネット４６４ｃ，４６４ｄとの間の間隙に挿入されている。従って、垂直駆動力発生コイル群４６６に流れる電流に応じて可動部４６５は垂直方向（Ｚ方向）に駆動制御され、水平駆動力発生コイル群４６７，４６８に流れる電流に応じて可動部４６５は水平方向（Ｙ方向）に駆動制御される。
【００４７】
図８に示すように、駆動部本体４６１の側面には、エア供給部４６１ａ，４６１ｂが設けられている。エア供給部４６１ａ，４６１ｂから供給されるエアはエア流路４６１ｃ，４６１ｄを介して駆動部本体４６１内に導入される。エア流路４６１ｃ，４６１ｄは、終端部がＹ字に分岐されており、Ｙ字分岐路の一方であって上斜め方向に向かうものは、可動部４６５の傾斜部（テーパ部）にエアを吹き付けられるようになっており、Ｙ字分岐路の他方であって水平方向に向かうものは、駆動部本体４６１内にエアを導入するようになっている。可動部４６５の傾斜部に吹き付けられるエアによって、可動部４６５と駆動部本体４６１との接触が回避され、可動部４６５の水平方向（Ｙ方向）の移動量も規制される。また可動部４６５の傾斜部に吹き付けられるエアは、可動部４６５の初期位置を設定するカウンターバランスとして機能する。一方、駆動部本体４６１内に導入されるエアは、集光レンズ５４１の冷却及びパージ用のエアとして利用される。なお、図示していないが、可動部４６５の上側四隅には、Ｘ方向（図面の前後方向）に延びたスプリング部材が駆動部本体４６１の内壁面に取り付けられている。このスプリング部材は、可動部４６５を初期位置に復帰させる復元力を与えるものである。
【００４８】
図１０は、アライメントカメラ装置、第１検出光学系部材及び第２検出光学系部材の構成並びに基板表面のエアパージ手段の構成を示す模式図である。アライメントカメラ装置６０は、前述のように光学系部材５０の側面に設けており、ガラス基板１上に施されたスクライブ線Ｐ１加工線の画像を取得し、その情報を制御装置８０に出力し、各集光レンズ５４１〜５４４のフォーカス位置及びＹ方向位置、すなわち２回目以降のスクライブ線Ｐ２，Ｐ３加工時のアライメント処理に利用される。このアライメントカメラ装置６０は、レーザ光の分割数に対応して設けられている。この実施の形態では、４系列分のアライメントカメラ装置６０が設けられている。
【００４９】
図１１は、ワークであるガラス基板の歪みや捩じれ（うねり等）によって加工線が曲がって形成される場合の一例を示す図である。最初の加工線となるスクライブ線Ｐ１がガラス基板１の歪みや捩じれ（うねり等）によって図１１に示すように湾曲(蛇行）した場合、この実施の形態では、スクライブ線Ｐ２及びＰ３は、この最初のスクライブ線Ｐ１の湾曲（蛇行）線に倣って加工処理される。この実施の形態では、スクライブ線Ｐ１〜Ｐ３の幅が約３０［μｍ］、スクライブ線Ｐ１−Ｐ２間，Ｐ２−Ｐ３間の間隔は約４０［μｍ］となっており、スクライブ線Ｐ１に倣って、スクライブ線Ｐ２，Ｐ３のレーザ加工が行なわれる。
【００５０】
第１検出光学系部材は、図１０に示すようにレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８から構成される。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、エア浮上ステージ１０１ａに形成された間隙部（図示せず）からガラス基板１を介してレーザ光を受光するようになっている。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、エア浮上ステージ１０１ａに形成された間隙部（図示せず）からステージ面のガラス基板１の裏面側に位置するように設けられている。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、エア浮上ステージ１０１ａの上空側を視認可能に設置されている。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８によって撮像された映像は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、各集光レンズ５４１〜５４４から出射されるレーザ光のスポット径、形状、出力等が適正であるか否かの判定を行なう。すなわち、レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、光学系部材５０の各集光レンズ５４１〜５４４から出射するレーザ光を直接観察することができるので、これを画像化することによって、制御装置８０は、分岐後のレーザ光のそれぞれについて、その加工箇所におけるレーザ光の特性を測定することができる。また、レーザ発生装置４０、光学系部材５０などのレーザ光に係わる各光学系の交換した時に、交換前と交換後の画像を取得し数値化しておくことによって、交換後のフォーカス及び光軸の調整などを容易に行なうことができる。さらに、各光学ヘッドから出力される各レーザ光の画像を取得して数値化することによって、各光学ヘッドのバラツキなどを適正に調整することができる。
【００５１】
第２検出光学系部材は、図１０に示すように、ビームサンプラ９１，９３、高速フォトダイオード９４及び光軸検査用ＣＣＤカメラ９６から構成される。ビームサンプラ９１，９３は、光学系部材５０内に導入されるレーザ光の光路中に設けられている。この実施の形態では、レーザ発生装置４０とガルバノミラー３３との間に設けられている。ビームサンプラ９１，９３はレーザ光の一部（例えば、レーザ光の約０．４割程度又はそれ以下の光量）をサンプリングして外部に分岐出力する素子である。高速フォトダイオード９４は、ビームサンプラ９１で分岐出力されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を受光面のほぼ中央付近で受光するように配置される。高速フォトダイオード９４によって検出されたレーザ光の強度に対応した出力信号は、制御装置８０に出力される。光軸検査用ＣＣＤカメラ９６は、ビームサンプラ９３で分岐出力されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を受光面のほぼ中央付近で受光するように配置される。光軸検査用ＣＣＤカメラ９６によって撮像された映像は、制御装置８０に出力される。なお、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６は、高速フォトダイオード９４に照射されるレーザ光の位置を示す画像を取り込み、その画像を制御装置８０に出力するようにしてもよい。
【００５２】
制御装置８０は、リニアエンコーダ７０からの検出信号に基づいてグリッパ部１０６，１０７のＸ軸方向の移動速度（移動周波数）を検出し、レーザ発生装置４０の出力（レーザ周波数）を制御し、高速フォトダイオード９４及び光軸検査用ＣＣＤカメラ９６から出力される信号に基づいてレーザ発生装置４０から出射されるレーザ光のパルス抜けを検出したり、レーザ光の光軸ずれ量に基づいてレーザ発生装置４０の出射条件を制御したり、光学系部材５０内のレーザ光を導入するためのガルバノミラー３３、反射ミラー３４，３５の配置等をフィードバック制御する。
【００５３】
このソーラパネル製造装置によるレーザスクライブ処理時には薄膜からスクライブ痕が発生する。この薄膜の蒸気が大気中に飛散し、ガラス基板１上に付着することがあり、これによってレーザスクライブが不良となる。また、ガラス基板１の表面に付着した種々の粉塵等が存在することによってレーザスクライブ不良が発生する。そこで、この実施の形態では、ガラス基板１の表面にエアナイフ装置９７，９８を用いて、ガラス基板１の表面に付着している粉塵等をエアでパージし、粉塵等を除去する。すなわち、この実施の形態では、レーザ加工時に＋Ｘ軸方向（図面右方向）に移動するガラス基板１のレーザスクライブ加工直前にエアナイフ装置９７を用いてガラス基板１の表面の粉塵等を除去し、加工中にはエアナイフ装置９８を用いて加工中に発生する粉塵等をパージする。なお、ガラス基板１が−Ｘ軸方向（図面左方向）に移動する場合には、エアナイフ装置９７，９８をレーザ光４１〜４４を対象線として反転させるように構成してもよいし、予めエアナイフ装置９７，９８の反転した位置に別のエアナイフ装置を設けていてもよい。また、加工時にはエアナイフ装置９８の反転位置に同様のエアナイフ装置を設けることによって、加工個所に交差するようにエアを吹き付けることができ、エアパージの効果を向上させることができる。
【００５４】
図１２は、図５の恒温室内のエア流の樣子を模式的に示す図である。図１２において、光学系部材５０内の各構成部品の符号は省略して示してある。恒温室１１２１の上側に設けられた恒温エア供給ダクト１１２２〜１１２４（図１２では図示せず）からは供給された恒温エアは、図１２の点線で示すように、恒温室１１２１の上部から下部に向かって流れ、エア浮上ステージ１０１ａ上を浮上移動するガラス基板１の表面に接触すると共にガラス基板１の表面に沿って横方向に流れ、恒温室１１２１の左右に設けられた排気ダクト１１２５，１１２６から排出される。一方、エア浮上ステージ１０１ａから噴出されるエアはガラス基板１の下面に吹き付けられ、そのまま横方向に流れ、同じく恒温室１１２１の左右に設けられた排気ダクト１１２５，１１２６から排出される。恒温室１１２１内は、点線で示すようなエア流が安定的に発生しており、このエア流によって、パージされた粉塵等は、大気中に散乱することなく、排気ダクト１１２５，１１２６から効率的に除去されることとなり、また、光学系に対して蒸発した膜が付着することを防止することも可能となる。なお、光学系部材５０内にも安定的にエア流が発生するように、光学系部材５０はフレーム枠にて構成するようにしてもよいし、又は光学系部材５０の上面及び下面側に天板及び床板を設けないようにして、恒温エア流が光学系部材５０内を通過するような構成としてもよい。
【００５５】
図１３は、図６の制御装置８０の処理の詳細を示すブロック図である。制御装置８０は、分岐手段８１、パルス抜け判定手段８２、アラーム発生手段８３、基準ＣＣＤ画像記憶手段８４、光軸ずれ量計測手段８５、レーザコントローラ８６、照射レーザ状態検査手段８９、照射レーザ調整手段８Ａ、加工状態検査手段８Ｂ、加工条件調整手段８Ｃ、加工線検出手段８Ｄ及び倣い加工調整手段８Ｅから構成される。
【００５６】
分岐手段８１は、リニアエンコーダ７０の検出信号（クロックパルス）を分岐して後段のレーザコントローラ８６に出力する。パルス抜け判定手段８２は、高速フォトダイオード９４からのレーザ光強度に対応した出力信号（ダイオード出力）と分岐手段８１から出力される検出信号（クロックパルス）とを入力し、それに基づいてレーザ光のパルス抜けを判定する。図１４は、図１３のパルス抜け判定手段８２の動作の一例を示す図である。図１４において、図１４（Ａ）は分岐手段８１から出力される検出信号（クロックパルス）の一例、図１４（Ｂ）は高速フォトダイオード９４から出力されるレーザ光強度に対応した出力信号（ダイオード出力）の一例、図１４（Ｃ）はパルス抜け判定手段８２がパルス抜け検出時に出力するアラーム信号の一例をそれぞれ示す。
【００５７】
図１４に示すように、パルス抜け判定手段８２は、分岐手段８１からのクロックパルスの立ち下がり時点をトリガ信号として、ダイオード出力値が所定のしきい値Ｔｈ以上であるか否かの判定を行い、ダイオード出力値がしきい値Ｔｈよりも小さい場合には、ハイレベル信号をアラーム発生手段８３に出力する。アラーム発生手段８３は、パルス抜け判定手段８２からの信号がローレベルからハイレベルに変化した時点でパルス抜けが発生したことを示すアラームを外部に報知する。アラームの報知は、画像表示、発音等の種々の方法で行なう。アラームの発生によって、オペレータはパルス抜けが発生したことを認識することができる。また、このアラームが頻繁に発生する場合には、レーザ発生装置の性能が劣化したか又は寿命になったことを意味する。
【００５８】
基準ＣＣＤ画像記憶手段８４は、図１３に示すような基準ＣＣＤ画像８４ａを記憶している。この基準ＣＣＤ画像８４ａは、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６の受光面の中央にレーザ光が受光した状態の画像を示すものである。光軸検査用ＣＣＤカメラ９６からは、図１３に示すような被検査画像８５ａが出力される。光軸ずれ量計測手段８５は、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６からの被検査画像８５ａを取り込み、これと基準ＣＣＤ画像８４ａとを比較し、光軸のずれ量を計測し、そのずれ量をレーザコントローラ８６に出力する。例えば、図１３に示す被検査画像８５ａのような画像が光軸検査用ＣＣＤカメラ９６から出力された場合には、光軸ずれ量計測手段８５は、両者を比較して、Ｘ軸及びＹ軸方向のずれ量を計測し、それをレーザコントローラ８６に出力する。レーザコントローラ８６は、被検査画像８５ａと基準ＣＣＤ画像８４ａとが一致するように、レーザ光の光軸に関係する装置、すなわちレーザ発生装置４０の出射条件や光学系部材５０内にレーザ光を導入するためのガルバノミラー３３、反射ミラー３４，３５の配置等をフィードバックして調整する。
【００５９】
照射レーザ状態検査手段８９は、レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８からの画像８９ａを取り込み、これに基づいてレーザ光の特性（スポット径、形状、出力等）を計測し、その計測値を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。例えば、図１３に示すような画像８９ａがレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラから出力された場合には、照射レーザ状態検査手段８９は、画像８９ａ内の円状の輪郭線８９ｂ（集光レンズ５４１〜５４４の外縁に対応した線）を基準にフォーカス円８９ｃ（画像８９ａ内の小円）の位置を検出し、フォーカス円８９ｃが輪郭線８９ｂのほぼ中央に位置しているか否かに基づいて光軸のＸ軸及びＹ軸方向のずれ量を計測し、それを照射レーザ調整手段８Ａに出力する。また、照射レーザ状態検査手段８９は、フォーカス円８９ｃの大きさ（スポット径・照射面積）を計測し、それも基づいたフォーカス位置を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。さらに、照射レーザ状態検査手段８９は、フォーカス円８９ｃの輝度レベルに基づいたレーザ光出力を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。照射レーザ調整手段８Ａは、照射レーザ状態検査手段８９からの光軸のずれ量、フォーカス位置及び光出力に対応した信号に基づいて、光学系部材５０内の各ハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２８の配置等をフィードバックして調整し、レーザコントローラ８６を介してレーザ発生装置４０の出射条件等を制御する。なお、照射レーザ調整手段８Ａを省略して、これらの機能をレーザコントローラ８６に持たせるようにしてもよい。
【００６０】
加工状態検査手段８Ｂは、モニタ装置５９１〜５９４からの結像情報を取り込み、これに基づいてレーザ光によるガラス基板１の加工状態、すなわち加工不良が発生していないか否かを検出し、その分析結果を加工条件調整手段８Ｃに出力する。加工条件調整手段８Ｃは、加工状態検査手段８Ｂからの分析結果に基づいて、レーザ加工条件であるレーザ発生装置４０の出力条件、雰囲気温度等をレーザコントローラ８６にフィードバックしてレーザ加工状態を適切に制御する。なお、加工条件調整手段８Ｃを省略して、これらの機能をレーザコントローラ８６に持たせるようにしてもよい。
【００６１】
上述の実施の形態では、レーザ加工（スクライブ加工）時に光軸ずれ量計測手段８５でレーザ光の光軸ずれを、パルス抜け判定手段８２でパルス抜けを、加工状態検査手段８Ｂで加工状態を、それぞれ検査する場合について説明したが、図１５に示すように高速フォトダイオード９４からの出力波形に基づいてレーザ光のパルス状態を検査するようにしてもよい。例えば、図１５では、レーザ光のパルス幅及びパルス高さを計測し、これらに異常が発生した場合にはアラームを発生するようにしてもよいし、加工状態検査手段８Ｂで検出された加工状態に基づいてアラームを発生するようにしてもよい。なお、レーザ光のパルス幅は、高速フォトダイオード９４からの出力波形が所定値以上になっている期間が所定の範囲にある場合を正常とし、この範囲よりも大きいか小さい場合にはパルス幅異常と判定し、アラームを出力する。また、レーザ光のパルス高さは、高速フォトダイオード９４からの出力波形の最大値が許容範囲内に存在する場合を正常とし、この許容範囲よもも大きいか小さい場合にはパルス高さ異常と判定し、アラームを出力する。このように、レーザ光を常時サンプリングしているので、リアルタイムでパルス幅、パルス高さ（パワー）などのレーザ光の品質を管理することができる。上述のようなパルス抜けが頻発するようになったら、レーザ発生装置４０の劣化あるいは寿命と判断できる。
【００６２】
上述の実施の形態では、パルス抜けの発生だけを見ているが、パルス抜けが発生した箇所の座標データ（位置データ）を取得して記憶することによって、スクライブ線のリペア処理を行なうことが可能となる。上述の実施の形態では、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６を用いてビームサンプラ９３で分岐出力されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を直接受光して、それを画像処理することによって、光軸ずれを検査する場合について説明したが、高速フォトダイオード９４の受光面の中央にレーザ光が受光した状態を示す画像を被検査画像として光軸検査用ＣＣＤカメラ９６あるいは分割型フォトダイオードで取得することによって光軸ずれを検査するようにしてもよい。上述の実施の形態では、レーザ光の光軸ずれ及びパルス抜けを検査する場合について説明したが、光軸ずれ、パルス抜け、パルス幅及びパルス高さのそれぞれを適宜組み合わせてレーザ光の状態を検査するようにしてもよい。
【００６３】
図１３において、加工線検出手段８Ｄは、アライメントカメラ装置６０からの画像に基づいて加工線Ｐ１の画像認識処理を実行する。図１６は、図１３の加工線検出手段８Ｄの動作の一例を示す図である。図１６（Ａ）に示すようにガラス基板１を載置した状態でガラス基板１上の金属層にレーザ光を照射し、スクライブ処理（スクライブ線Ｐ１加工）を実行する。最初のスクライブ処理の結果、ガラス基板１上には、約ピッチ１０ｍｍで加工線が形成される。なお、図１６では複数の加工線Ｐ１のうちの１本の加工線９０のみを示す。線１００は、加工線９０が直線に加工される場合の期待線である。アライメントカメラ装置６０は、この期待線１００上の複数の点、すなわち図１６（Ｂ）に示すような撮影点６１〜６４付近の画像６１ａ〜６４ａを取得する。各画像６１ａ〜６４ａを見ると分かるように、画像の中に実際の加工線９０の画像を含んでいる。この各画像６１ａ〜６４ａと期待線１００との差により、加工線９０の曲りの状態を画像認識することができる。
【００６４】
倣い加工調整手段８Ｅは、加工線検出手段８Ｄの画像処理の結果に応じて、各画像６１ａ〜６４ａと期待線１００とを比較してアライメント処理を行い、その結果をレーザコントローラ８６に出力する。レーザコントローラ８６は、倣い加工調整手段８Ｅのアライメン処理の結果に基づいて前回の加工線９０から約３０μｍはなれた位置にレーザ光が照射されるように、フォーカス調整用駆動機構４６〜４９を駆動制御して、各集光レンズ５４１〜５４４の高さ方向（フォーカス）及びＹ方向を調整して、スクライブ処理（スクライブ線Ｐ２加工）を実行する。これによって、図１６（Ｃ）に示すように、加工線９０から約３０μｍはなれた位置に加工線９２が形成される。また、このスクライブ処理（スクライブ線Ｐ２加工）が終了すると、別の装置で半導体層の上に透明電極層を形成する処理が行なわれる。再び、レーザ加工システムにガラス基板１が搬入され、前回と同様のアライメント処理が行なわれ、ガラス基板１に対して同様にレーザ光によるスクライブ処理（スクライブ線Ｐ３加工）が実行される。これによって、ガラス基板１には、図１１に示すような３本の加工線Ｐ１〜Ｐ３が形成される。
【００６５】
上述の実施の形態では、アライメントカメラ装置６０を用いて画像処理にて倣い加工を行なう場合について説明したが、スクライブ線Ｐ１をトラッキング処理して加工線Ｐ２，Ｐ３を加工するようにしてもよい。図１７は、グレーティングを用いて加工線Ｐ１をトラッキングする方式の一例を示す図である。図において、グレーティングを用いて１個のレーザ光を３個に分割してレーザ光１２３〜１２５として、ガラス基板１の加工線Ｐ１に照射する。反射光検出用センサである４分割センサ１２６〜１２８は各レーザ光１２３〜１２５の反射光を図１７（Ａ）のように受光する。膜面反射強度は加工線Ｐ１以外の箇所が高いので、４分割センサ１２６〜１２８からの各出力に応じて、レーザ光１２３〜１２５が加工線Ｐ１上を正確にトラッキングしているか否かを検出することができる。このトラッキング用レーザ光及び反射光検出用センサをフォーカス調整用駆動機構４６〜４９に固定的に設けて、加工線Ｐ１を正確にトラッキングさせることによって、加工線Ｐ１を正確に倣った加工線Ｐ２，Ｐ３を形成することが可能になる。図１７（Ｂ）及び図１７（Ｃ）は、加工線Ｐ１に対してトラッキング用レーザ光及び反射光検出用センサが横方向（Ｙ方向）ずれた場合を示す。このように加工線Ｐ１に対してレーザ光１２３〜１２５がずれると、反射光検出用センサである４分割センサからの出力信号の平衡状態がくずれるので、フォーカス調整用駆動機構４６〜４９は集光レンズを５４１〜５４４を±Ｙ方向に駆動制御して、図１７（Ａ）の関係となるようにトラッキング制御することによって、加工線Ｐ１を倣った加工線Ｐ２，Ｐ３を加工することが可能となる。
【００６６】
上述の実施の形態では、薄膜の形成されたガラス基板１の表面からレーザ光を照射して薄膜に加工線（溝）を形成する場合について説明したが、ガラス基板１の裏面からレーザ光を照射して、ガラス基板表面の薄膜に加工線を形成するようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、最初の加工処理の結果、ガラス基板１上に形成された最初の加工線を含む画像を取得する場合について説明したが、２回目のスクライブ処理（スクライブ線Ｐ２加工処理）の結果、ガラス基板１上に形成された２本の加工線（スクライブ線Ｐ１，Ｐ２）を含む画像を取得して、その画像にある２本のスクライブ線Ｐ１及び／又はスクライブ線Ｐ２を用いてアライメント処理を行なうようにしてもよい。
【００６７】
図１８は、図６のアライメント部１０２，１０４に設けられる基板検出カメラシステムの一例を示す図である。図１８（Ａ）は、ガラス基板と基板検出カメラとの関係を示す側面図であり、図１８（Ｂ）はその上面図である。アライメント部１０２，１０４には、基板検出カメラシステムとアライメントカメラシステムが設けられ、ガラス基板の検出とそのアライメント処理を行っている。基板検出カメラ６５〜６８は、エア浮上搬送されるガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置されるときに、ガラス基板１の四隅付近の画像をその上側から取得するものである。図１８では、ガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置され、グリッパ部１０６〜１０８に保持されてＸ軸方向にエア浮上移動して、レーザ加工ステーション１０に投入される直前の様子を示す。図１８（Ｂ）に示す画像６５ａ〜６８ａは、基板検出カメラ６５〜６８によって取得されたガラス基板１の四隅付近の画像である。基板検出カメラ６５〜６８の相対的な位置関係は予め設定された既知の値なので、画像６５ａ〜６８ａに示すように、曲がりや反りのないガラス基板１の四隅の各頂点は、基板検出カメラ６５〜６８の撮像範囲のほぼ中央付近に位置するように設定されている。従って、画像６５ａ〜６８ａの中で各頂点の位置がずれていた場合、そのずれ量に基づいてガラス基板１の曲がり（反り）を検出することができるようになっている。また、画像６５ａ〜６８ａに基づいてガラス基板１の四隅付近の欠けを検出することができる。なお、基板検出カメラ６５〜６８をガラス基板１の各辺に沿って移動させることによってガラス基板１の各辺の欠けを検出することができる。
【００６８】
図１９は、本発明に係るソーラパネル製造装置の別の実施例を示す図である。図２０は、図１９の加工エリア部１１２を横方向から見た側面図である。図１９において、図Ｂと同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。この製造装置が図Ｂのものと異なる点は、図Ｂの製造装置のレーザ加工ステーション１０１の加工エリア部１１２の加工箇所（光学系部材５０）の両側にエアプレート部１１２１，１１２２を設け、図２０の下向き矢印のような流れのエア噴流によって、ガラス基板１ｏの曲がり（反り）を矯正するようにしたものである。すなわち、ガラス基板１ｏは、エア浮上ステージ１０１ａからのエア噴流（図２０の上向き矢印のような流れ）とエアプレート部１１２１，１１２２からのエア噴流（図２０の下向き矢印のような流れ）とによって、その曲がりや反りが矯正されるようになっている。
【００６９】
図２１は、エアパージ・残渣吸引部の概略構成を示す図である。レーザ加工ステーション１０１において、第２及び第３スクライブ線Ｐ２、Ｐ３の加工を行なう工程ではレーザ光をガラス基板１の表面（ガラス面）から入射させ、ガラス基板１の裏面に存在する膜面に対してスクライブ加工を行なっている。この加工時に、図２１に示すように、加工部から加工残渣６１０が発生する。この加工残渣６１０が膜面へ再付着することを防ぐため、エアパージ・残渣吸引部６０ａは、ガラス基板１の裏面（膜面）側からエアパージ６２を行い、これらの残渣６１０を吸引部６３から吸引除去している。このとき、吸引部６３に吸引除去できなかった残渣６１０は、恒温室１１２１内のエア流によって、大気中に散乱することなく、排気ダクト１１２５，１１２６から効率的に除去される。
【００７０】
図２２は、本発明の一実施の形態に係るレーザ加工システムを用いたソーラパネル製造システムの動作の一例を示すフローチャート図である。ステップＳ１の基板搬入処理では、図１又は図１９に示すように、図示していない成膜装置で成膜され、ローラコンベア１２１上を搬送されてきたガラス基板１ｘは、搬入出ロボットステーション１４１によってガラス基板１ｍとして表裏反転機構部１４３に搬入される。なお、ここでは、搬入出ロボットステーション１４１によって基板搬入処理が行なわれる場合を示したが、ローラ搬送によって搬入してもよい。
【００７１】
ステップＳ２の基板受取り処理では、表裏反転機構部１４３によって表裏反転されたガラス基板１ｍ又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１に搬送する処理を行なう。このとき、搬入出ロボットステーション１４１では、表裏反転機構部１４３によって表裏反転されたガラス基板１ｍ又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１に搬送する際に、ガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１の右端位置までローラ搬送する場合もあれば、そのままレーザ加工ステーション１０１に搬送する場合がある。
【００７２】
ステップＳ３の基板アライメント処理では、搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３上から搬送されて来たガラス基板１ｎをアライメント部１０２に搬送し、アライメント部１０２で所定の位置にアライメント処理する。また、レーザ加工ステーション１０１の右端位置から搬送されて来たガラス基板１ｑに対してはアライメント部１０４に搬送し、そのアライメント部１０４で図１８に示すようなアライメント処理を行なう。
【００７３】
ステップＳ４の基準側グリッパ拘束処理では、前のステップＳ３のアライメント処理によって所定位置にアライメントされたガラス基板１ｏに対して、図１〜図３及び図１９に示すように、基準側のグリッパ部１０６が搬送方向に沿った辺の一方側を拘束する。一方、前のステップＳ３のアライメント処理によって所定位置にアライメントされたのが、ガラス基板１ｑの場合は、このガラス基板１ｑに対して、図１及び図１９に示すように、基準側のグリッパ部１０８が搬送方向に沿った辺の一方側を拘束する。
【００７４】
ステップＳ５の従動側グリッパ拘束処理では、図１〜図３及び図１９に示すように、前のステップＳ４の基準側グリッパ拘束処理によってグリッパ部１０６に拘束された辺の他方側を従動側のグリッパ部１０７が拘束する。一方、前のステップＳ４の基準側グリッパ拘束処理によってグリッパ部１０８に拘束されたのがガラス基板１ｑの場合は、図１及び図１９に示すように、このガラス基板１ｑの他方側を従動側のグリッパ部１０９が拘束する。
【００７５】
ステップＳ６の加工準備位置移動処理では、前のステップＳ４及びＳ５で両辺の拘束されたガラス基板１ｏをグリッパ部１０６，１０７で拘束しながら所定の加工準備位置に移動する。一方、前のステップＳ４及びＳ５で拘束されたのがガラス基板１ｑの場合は、このガラス基板１ｑをグリッパ部１０８，１０９で拘束しながら所定の加工準備位置に移動する。
【００７６】
ステップＳ７のレーザ加工処理では、図１及び図１９に示すように、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されたガラス基板１ｏ，１ｑを加工エリア部１１２のレーザ光に同期させて、ガラス基板１ｏと点線のガラス基板１ｐとの間をＸ方向に移動させ、この移動に同期させて加工エリア部１１２は、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されエア浮上搬送されるガラス基板１ｏ，１ｑにレーザ光を照射して所定のスクライブ線の加工処理を行う。図１には、グリッパ部１０６，１０７に保持されたガラス基板１ｏを、点線で示されたガラス基板１ｐの位置までエア浮上した状態で移動させながら、所定のスクライブ線加工を行う状態が示してある。なお、スクライブ線Ｐ１の加工処理の後に、ガラス基板をＹ方向に２スキャン分（すなわち、スクライブ線Ｐ２，Ｐ３の加工位置）移動させて、フォーカス調整用駆動機構４６〜４９のフォーカス用データを採集し、図１６に示すように、採集したフォーカス用データに基づいてスクライブ線Ｐ２，Ｐ３の倣い加工を行なう。また、図１のレーザ加工ステーションがガラス基板裏面の薄膜面に対して加工を行なうスクライブ線Ｐ２，Ｐ３の加工を行っている時に、その加工部から加工残渣が薄膜面から発生するので、各加工箇所で発生する加工残渣を図２１に示すようなエアパージ・残渣吸引部６０ａ〜６０ｄでエアパージして吸引除去する。
【００７７】
ステップＳ８の加工ライン確認処理では、加工状態検査手段８Ｂがモニタ装置５９１〜５９４からの結像情報を取り込み、これに基づいてレーザ光によるガラス基板１の加工状態、すなわち加工不良が発生していないか否かを検出し、その分析結果を加工条件調整手段８Ｃに出力し、加工条件調整手段８Ｃがその分析結果に基づいて、レーザ加工条件であるレーザ発生装置４０の出力条件、雰囲気温度等をレーザコントローラ８６にフィードバックしてレーザ加工状態を適切に制御する。なお、薄膜の形成されたガラス基板１の表面からレーザ光を照射して薄膜に加工線（溝）を形成する第１スクライブ線Ｐ１の加工後に、レーザ光をガラス基板１の表面（ガラス面）から入射させ、ガラス基板１の裏面に存在する膜面に対してスクライブ加工を行なう第２及び第３スクライブ線Ｐ２、Ｐ３の加工を行なう場合には、第１スクライブ線Ｐ１の加工状態をガラス基板１の表面側に位置するアライメントカメラカステムを構成する基板検出カメラ６５〜６８を用いて検出し、第２及び第３スクライブ線Ｐ２、Ｐ３の加工状態をガラス基板１の裏面側に位置するレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８などを用いて検出するようにしてもよい。
【００７８】
ステップＳ９の基板排出準備処理では、図１及び図１９に示すように、加工エリア部１１２でスクライブ加工処理の施されたガラス基板１ｎを搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３に搬送するための排出準備を行なう。一方、加工エリア部１１２でスクライブ加工処理の施されたガラス基板１ｑを搬入出ロボットステーション１４１の右端の位置に搬送するための排出準備を行なう。
【００７９】
ステップＳ１０の排出処理では、搬入出ロボットステーション１４１が、レーザ加工ステーション１０１で加工されたガラス基板を表裏反転機構部１４３で直接受取るか又はレーザ加工ステーション１０１の右端位置で受け取ったガラス基板１ｒを表裏反転機構部１４３までローラ搬送又はエア浮上搬送し、表裏反転機構部１４３でレーザ加工処理後のガラス基板を表裏反転して又は表裏反転せずにローラコンベア１２１に搬出する。以上の一連の処理を経てガラス基板１に所定のレーザ加工が施される。
【００８０】
上述の実施の形態では、ソーラパネル製造装置を例に説明したが、本発明はＥＬパネル製造装置、ＥＬパネル修正装置、ＦＰＤ修正装置などのレーザ加工を行なう装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１，１ｍ〜１ｒ，１ｘ，１ｙ…ガラス基板、
１０…台座、
１０１…レーザ加工ステーション、
１０１ａ…エア浮上ステージ、
１０２，１０４…アライメント部、
１０４１…アライメント用フレーム、
１０６，１０７，１０８，１０９…グリッパ部
１０６１…把持（挟持）プレート部、
１０６２…エアシリンダ部、
１０６３…グリッパ本体部、
１０６４…ガイドレール部、
１０７１…エアプレート部、
１０７２…エアプレート支持部、
１０７３…グリッパ本体部、
１０７４…ガイドレール部、
１１０…グリッパ支持駆動部、
１１２…加工エリア部、
１１２１…恒温室、
１１２２…恒温エア供給ダクト、
１１２５…排気ダクト、
１２１…ローラコンベア、
１２３〜１２５…レーザ光、
１２６〜１２８…分割センサ、
１４１…搬入出ロボットステーション、
１４３…表裏反転機構部、
２０…Ｘ軸駆動手段、
２８…レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ、
３０…スライドフレーム、
３１…ベース板、
３３…ガルバノミラー、
３３１…ガルバノ制御裝置、
３３２…ビームサンプラ、
３３３…４分割フォトダイオード、
３３ｘｙ，３３ｚｙ…モータ、
３４，３５…反射ミラー、
３７…貫通穴、
４０…レーザ発生装置、
４１…レーザ光、
４６…フォーカス調整用駆動機構、
４６１…駆動部本体、
４６１ａ…エア供給部、
４６１ｃ…エア流路、
４６２…駆動部カバー、
４６３ａ，４６３ｃ…マグネット保持部、
４６４ａ，４６４ｃ…マグネット、
４６５…可動部、
４６６…垂直駆動力発生コイル群、
４６７…水平駆動力発生コイル群、
５０…光学系部材、
５００…位相型回折光学素子（ＤＯＥ）
５１１〜５１３…ハーフミラー、
５２，５４…測長システム、
５２１〜５２８…反射ミラー、
５３１〜５３４…シャッター機構、
５４１〜５４４…集光レンズ、
５５１…照明用レーザ、
５６１…平行光変換用レンズ、
５７１…光学部品、
５８１〜５８４…集光用レンズ、
５９１…モニタ装置、
６０…アライメントカメラ装置、
６０ａ…エアパージ・残渣吸引部、
６１０…加工残渣、
６１〜６４…撮影点、
６１ａ〜６４ａ…画像、
６２…エアパージ、
６３…吸引部、
６５〜６８…基板検出カメラ、
６５ａ〜６８ａ…画像、
７０…リニアエンコーダ、
８０…制御装置、
８１…分岐手段、
８２…パルス抜け判定手段、
８３…アラーム発生手段、
８４…基準ＣＣＤ画像記憶手段、
８４ａ…基準ＣＣＤ画像、
８５…光軸ずれ量計測手段
８５ａ…被検査画像、
８６…レーザコントローラ、
８９…照射レーザ状態検査手段、
８９ａ…画像、
８９ｂ…輪郭線、
８９ｃ…フォーカス円、
８Ａ…照射レーザ調整手段、
８Ｂ…加工状態検査手段、
８Ｃ…加工条件調整手段、
８Ｄ…加工線検出手段、
８Ｅ…加工調整手段、
９０，９２…加工線
９１，９３…ビームサンプラ
９４…高速フォトダイオード、
９６…光軸検査用ＣＣＤカメラ、
９７…エアナイフ装置、
９８…エアナイフ装置、
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…スクライブ線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対してレーザ光を相対的に移動させながら照射することによって前記ワークに所定の加工を施すレーザ加工手段と、
前記レーザ加工手段における前記レーザ光の照射によって所定の加工の施される加工エリアを覆うように設けられた恒温室手段と、
前記恒温室手段の少なくとも上方から下方の前記恒温室手段内の前記加工エリアに向かうように恒温エアを供給するエア供給手段と、
前記恒温室手段内の前記恒温エアを前記加工エリアから前記恒温室手段外に排気するエア排気手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記エア供給手段が前記恒温室手段の上面の複数個所に設けられた供給ダクト手段から構成され、前記加工エリアの移動に対応して前記複数の供給ダクト手段を選択して前記恒温エアを前記恒温室手段内の前記加工エリアに供給することを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークの加工エリアから発生する残渣をエアパージ・吸引するエアパージ・残渣吸引手段を備えたことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ加工手段がハーフミラー及び反射ミラーからなる分岐手段によって複数のレーザ光に分岐された複数のレーザ光を前記ワークに照射することを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工システムにおいて、前記エアパージ・残渣吸引手段が前記複数のレーザ光に対してそれぞれ設けられることを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークに所定の加工を施す際に前記ワーク表面の加工個所にエアを吹き付けることによって、前記ワーク表面の粉塵等をパージする第１のエアナイフ手段を備えたことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項７】
請求項６に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークを前記加工エリアに搬送する際に前記ワーク表面にエアを吹き付けることによって、前記ワーク表面の粉塵等をパージする第２のエアナイフ手段を備えたことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ加工手段が両辺の保持された前記ワークを前記レーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させ、前記ワークを保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させて前記レーザ光を照射することによって前記ワークに所定のレーザ加工を施し、前記レーザ加工の施された前記ワークを排出準備位置にエア浮上させながら移動させて搬出することを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ光による２回目以降の加工において、前記レーザ加工によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分に倣って前記レーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１に記載のレーザ加工システムを用いて、ソーラパネルを製造することを特徴とするソーラパネル製造方法。
【請求項１】
ワークに対してレーザ光を相対的に移動させながら照射することによって前記ワークに所定の加工を施すレーザ加工手段と、
前記レーザ加工手段における前記レーザ光の照射によって所定の加工の施される加工エリアを覆うように設けられた恒温室手段と、
前記恒温室手段の少なくとも上方から下方の前記恒温室手段内の前記加工エリアに向かうように恒温エアを供給するエア供給手段と、
前記恒温室手段内の前記恒温エアを前記加工エリアから前記恒温室手段外に排気するエア排気手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記エア供給手段が前記恒温室手段の上面の複数個所に設けられた供給ダクト手段から構成され、前記加工エリアの移動に対応して前記複数の供給ダクト手段を選択して前記恒温エアを前記恒温室手段内の前記加工エリアに供給することを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークの加工エリアから発生する残渣をエアパージ・吸引するエアパージ・残渣吸引手段を備えたことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ加工手段がハーフミラー及び反射ミラーからなる分岐手段によって複数のレーザ光に分岐された複数のレーザ光を前記ワークに照射することを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工システムにおいて、前記エアパージ・残渣吸引手段が前記複数のレーザ光に対してそれぞれ設けられることを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークに所定の加工を施す際に前記ワーク表面の加工個所にエアを吹き付けることによって、前記ワーク表面の粉塵等をパージする第１のエアナイフ手段を備えたことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項７】
請求項６に記載のレーザ加工システムにおいて、前記ワークを前記加工エリアに搬送する際に前記ワーク表面にエアを吹き付けることによって、前記ワーク表面の粉塵等をパージする第２のエアナイフ手段を備えたことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ加工手段が両辺の保持された前記ワークを前記レーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させ、前記ワークを保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させて前記レーザ光を照射することによって前記ワークに所定のレーザ加工を施し、前記レーザ加工の施された前記ワークを排出準備位置にエア浮上させながら移動させて搬出することを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ光による２回目以降の加工において、前記レーザ加工によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分に倣って前記レーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１に記載のレーザ加工システムを用いて、ソーラパネルを製造することを特徴とするソーラパネル製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−４３１９４（Ｐ２０１３−４３１９４Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８１８７５（Ｐ２０１１−１８１８７５）
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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