レーザ加工位置アライメント方法、レーザ加工方法、及びレーザ加工装置並びにソーラパネル製造方法
【課題】ワーク上にアライメントマークを設けることなく複数の加工線同士が重なったり交差しないように加工を行なうことができるようにする。
【解決手段】レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、その加工処理によって形成された形状変化部分（スクライブ線Ｐ１）を含む箇所の画像を取得し、その画像を次回以降の加工（スクライブ線Ｐ２，Ｐ３）の処理前の加工位置アライメント処理に利用するようにした。また、ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、取得された複数箇所の画像に基づいてアライメント処理を行なうことで、画像認識処理が容易となる。
【解決手段】レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、その加工処理によって形成された形状変化部分（スクライブ線Ｐ１）を含む箇所の画像を取得し、その画像を次回以降の加工（スクライブ線Ｐ２，Ｐ３）の処理前の加工位置アライメント処理に利用するようにした。また、ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、取得された複数箇所の画像に基づいてアライメント処理を行なうことで、画像認識処理が容易となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上の薄膜等をレーザ光を用いて加工するレーザ加工位置アライメント方法、レーザ加工方法、及びレーザ加工装置並びにソーラパネル製造方法に係り、特に基板上のアライメントマークを使用する事なく、正確に加工を行なうことのできるレーザ加工位置アライメント方法、レーザ加工方法、及びレーザ加工装置並びに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を用いて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。これらの各工程を行なう際に、ガラス基板をレーザ加工装置内に正確にアライメントしなければならない。ガラス基板をアライメントする方法については、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２０００−３５３８１６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に記載のものは、レーザ光でガラス基板の隅にアライメントマークを形成し、このアライメントマークを参照してアライメント処理を行なっている。パネルを製造する場合、ガラス基板上の薄膜に例えば約１０ｍｍピッチで加工線が形成され、この加工線の線幅は約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。基板加工装置は、基板をエア浮上やローラ等を用いて搬送させながらレーザ光を照射しアライメントマーク間に直線的な加工線を形成している。ところが、ガラス基板の大型化（例えば、１４００［ｍｍ］×１１００［ｍｍ］）に伴い、搬送時に基板自身の歪みや捩じれ（うねり等）によって加工線が曲がってしまって、直線的な加工線を形成することが困難となり、最悪の場合、隣り合う加工線同士が重なったり交差してしまうという問題があった。また、特許文献１のようにガラス基板上にアライメントマークを形成した場合、その部分をソーラモジュールとして利用することができなくなるため、ソーラパネルの高効率化という観点からも問題であった。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、基板上にアライメントマークを設けなくても、複数の加工線同士が重なったり交差しないようにレーザ加工を行なうことのできるレーザ加工位置アライメント方法、レーザ加工方法、及びレーザ加工装置並びに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位置アライメント方法の第１の特徴は、レーザ光をワークに対して相対的に移動させながら照射して前記ワークに所定のレーザ加工を施す際に、前記ワークを前記レーザ加工の所定位置にアライメント処理するレーザ加工位置アライメント方法であって、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ワークの形状変化部分を含む箇所の画像に基づいて、前記アライメント処理を行なうことにある。
ワークにレーザ光を照射する加工処理としては、透光性ワーク（ガラス基板）上に金属層、半導体層、透明電極層を順次形成し、形成後の各工程で各層をレーザ光を用いて短冊状に加工してソーラパネルを作成するソーラパネル製造などが該当する。このようなソーラパネルを作成するようなレーザ加工においては、各工程でアライメント処理が行なわれる。この発明では、ワークにレーザ光を照射する加工処理を施す際に、最初の加工線の画像を取得し、２回目以降の加工処理を施す際は前記画像に基づいて前記レーザ加工時のアライメント処理を行なうようにした。例えば、ソーラパネル製造の場合、レーザ光を照射した最初の加工処理によって形成された加工線Ｐ１の画像を取得し、取得した画像に基づいて２回目以降のレーザ加工処理の前に加工位置のアライメント処理を行なうようにした。取得した画像の中には最初の加工線Ｐ１の加工位置変化部分の画像を含んでいるので、この画像に基づいてアライメント処理を行なうことによって、ワーク上にアライメントマークを設けることなく複数の加工線Ｐ１〜Ｐ３同士が重なったり交差しないようにレーザ加工を行なうことができる。
【０００７】
本発明に係るレーザ加工位置アライメント方法の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法において、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記取得された複数箇所の画像に基づいて前記アライメント処理を行なうことにある。この発明は、ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得しているので画像認識処理が容易となるという効果がある。
【０００８】
本発明に係るレーザ加工位置アライメント方法の第３の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法において、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことにある。この発明は、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。これによって、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った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。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工方法の第１の特徴は、レーザ光をワークに対して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レーザ加工方法であって、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ワークの形状変化部分を含む箇所の画像に基づいて前記レーザ加工処理を施す際のアライメント処理を行なうことにある。これは、前述の第１の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法を用いたレーザ加工方法の発明である。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工方法の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工方法において、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記取得された複数箇所の画像に基づいて前記アライメント処理を行なうことにある。これは、前述の第２の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法を用いたレーザ加工方法の発明である。
【００１１】
本発明に係るレーザ加工方法の第３の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工方法において、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことにある。これは、前述の第３の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法を用いたレーザ加工方法の発明である。
【００１２】
本発明に係るレーザ加工装置の第１の特徴は、ワークを保持する保持手段と、前記ワークにレーザ光を照射して所定の加工処理を施すレーザ光照射手段と、前記レーザ光照射手段による加工処理によって形成された前記ワークの形状変化部分を含む箇所の画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段によって取得された前記画像に基づいて２回目以降のレーザ加工処理を施す際のアライメント処理を制御する制御手段とを備えたことにある。これは、前述の第１の特徴に記載のレーザ加工方法に対応したレーザ加工装置の発明である。
【００１３】
本発明に係るレーザ加工装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工装置において、前記画像取得手段が、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記制御手段が、前記画像取得手段によって取得された前記画像を補正処理し、補正処理された画像に基づいて前記アライメント処理を制御することにある。これは、前述の第２の特徴に記載のレーザ加工方法に対応したレーザ加工装置の発明である。
【００１４】
本発明に係るレーザ加工装置の第３の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段が、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことにある。これは、前述の第３の特徴に記載のレーザ加工方法に対応したレーザ加工装置の発明である。
【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、第２若しくは第３の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法、前記第１、第２若しくは第３の特徴に記載のレーザ加工方法、又は前記第１、第２若しくは第３の特徴に記載のレーザ加工装置を用いて、ソーラパネルを製造することにある。これは、前述のレーザ加工位置アライメント方法、レーザ加工方法、又はレーザ加工装置のいずれか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、基板上にアライメントマークを設けることなく複数の加工線同士が重なったり交差しないように加工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装置の概略構成を示す図である。
【図２】スクライブ線の加工処理を行う図１の加工エリア部の詳細構成を示す図である。
【図３】図２の光学系部材の詳細構成を示す図である。
【図４】図３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５】図３の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６】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を示す模式図である。
【図７】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た場合を示す図である。
【図８】図２の制御装置の処理の詳細を示すブロック図である。
【図９】図８のパルス抜け判定手段の動作の一例を示す図である。
【図１０】図４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１１】図８の加工線検出手段の動作の一例を示す図である。
【図１２】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。
【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装置の概略構成を示す図である。このレーザ加工装置は、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装置は、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、待ち時間を短縮できるように構成されたものである。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係るレーザ加工装置を用いたソーラパネル（光電変換装置）製造装置の概略構成を示す図であり、リターン方式の一例を示す図である。この製造装置は、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１０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１０に搬送する。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１０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１０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１０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１０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１０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。
【００２０】
レーザ加工ステーション１０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。
【００２１】
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１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１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１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１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１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１ｑ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。
【００２２】
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１０のアライメント部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１ｎ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にエア浮上移動され、所定のスクライブ線の加工処理が行われる。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が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１０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１０のアライメント部１０４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１ｑは、グリッパ部１０８，１０９に保持され、グリッパ部１０６，１０７に保持されエア浮上搬送されたガラス基板への加工処理が終了するまで待機される。
【００２３】
グリッパ部１０６，１０７に保持されているガラス基板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がガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２にエア浮上移動され、所定のスクライブ線の加工処理が行われる。図１のリターン方式のソーラパネル製造装置では、以上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。この実施の形態では、アライメント部１０２，１０４は、ガラス基板にレーザ光を照射する最初のスクライブ線Ｐ１加工時のアライメント処理を行い、２回目以降のスクライブ線Ｐ２，Ｐ３加工時には、後述するアライメントカメラ装置及びフォーカス調整用駆動機構を用いたアライメント処理を行なう。
【００２４】
図２は、スクライブ線の加工処理を行う図１の加工エリア部の詳細構成を示す図である。加工エリア部は、レーザ加工ステーション１０、エア浮上ステージ２０、グリッパ部１０６，１０７、レーザ発生装置４０、光学系部材５０、アライメントカメラ装置６０、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。
【００２５】
図１において、レーザ加工ステーション１０のＸ方向に沿った大部分にエア浮上ステージ２０が設けられているが、図２では、その一部分のみが示してある。エア浮上ステージ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、Ｘ軸方向に移動可能に保持制御されている。また、レーザ加工ステーション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が設けられている。エア浮上ステージ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る。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、エア浮上ステージ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、エア浮上ステージ２０はＸ軸テーブルの構成でもよい。また、図２では、アライメント部１０２，１０４については図示を省略してある。
【００２６】
スライドフレーム３０は、レーザ加工ステーション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軸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、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を４系列に分割してエア浮上ステージ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。
【００２７】
アライメントカメラ装置６０は、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を行なうものであり、光学系部材５０の側面にレーザ光の分割数に対応した数だけ設けられ、エア浮上ステージ２０上であってガラス基板１上の４系列分の加工線（スクライブ線Ｐ１及び／又はＰ２）の画像をそれぞれ取得する。このアライメントカメラ装置６０で取得された画像は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、アライメントカメラ装置６０からの画像をガラス基板１の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する。
【００２８】
リニアエンコーダ７０は、エア浮上ステージ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。
【００２９】
光学系部材５０は、図示のように、ベース板３１の側面側に設けられており、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つのモーター（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ー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個のモーターと、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図３は、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３は、光学系部材５０の内部を図２の−Ｘ軸方向から見た図である。図３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。
【００３３】
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。
【００３４】
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３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。
【００３５】
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。
【００３６】
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４は、図３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５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５において、駆動部本体４６１は省略してある。
【００３７】
図において、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５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５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。
【００３８】
図４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。
【００３９】
図６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。
【００４０】
図７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７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。
【００４１】
第１検出光学系部材は、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２０に形成された間隙部からガラス基板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２０に形成された間隙部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２０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、各光学へ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。
【００４２】
第２検出光学系部材は、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。
【００４３】
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。
【００４４】
図８は、図２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、加工線検出手段８Ｃ及び倣い加工調整手段８Ｅから構成される。
【００４５】
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９は、図８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９において、図９（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９（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９（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。
【００４６】
図９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。
【００４７】
基準ＣＣＤ画像記憶手段８４は、図８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８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８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。
【００４８】
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８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たり、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。
【００４９】
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でパルス抜けをそれぞれ検査する場合について説明したが、図１０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１０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。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かったり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かったり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。
【００５０】
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。
【００５１】
加工線検出手段８Ｃ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１１は、加工線検出手段８Ｃの動作の一例を示す図である。図１１（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１１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１１（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。
【００５２】
倣い加工調整手段８Ｅは、加工線検出手段８Ｃ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１１（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、レーザ加工装置にガラス基板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７に示すような３本の加工線Ｐ１〜Ｐ３が形成される。
【００５３】
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１２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１２（Ａ）のように受光すれる。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１２（Ｂ）及び図１２（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１２（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。
【００５４】
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、ワーク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。
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】
【００５５】
１…ガラス基板
１ｘ，１ｙ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
１０…レーザ加工ステーション
１００…期待線
１０２，１０４…アライメント部
１０６，１０７，１０８，１０９…グリッパ部
１１０…グリッパ支持駆動部
１１２…加工エリア部
１２１…ローラコンベア
１２６〜１２８…４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…エア浮上ステージ
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，３３ｙｚ…モータ
３４，３５…反射ミラー
３７…貫通穴
４０…レーザ発生装置
４６…フォーカス調整用駆動機構
４６１…駆動部本体
４６１ａ，４６１ａ…エア供給部
４６１ｃ，４６１ｄ…エア流路
４６２…駆動部カバー
４６３ａ〜４６３ｄ…マグネット保持部
４６４ａ〜４６４ｄ…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…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
６０…アライメントカメラ装置
６１…撮影点
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
８５…光軸ずれ量計測手段
８６…レーザコントローラ
８９…照射レーザ状態検査手段
８Ａ…照射レーザ調整手段
８Ｃ…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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上の薄膜等をレーザ光を用いて加工するレーザ加工位置アライメント方法、レーザ加工方法、及びレーザ加工装置並びにソーラパネル製造方法に係り、特に基板上のアライメントマークを使用する事なく、正確に加工を行なうことのできるレーザ加工位置アライメント方法、レーザ加工方法、及びレーザ加工装置並びに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を用いて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。これらの各工程を行なう際に、ガラス基板をレーザ加工装置内に正確にアライメントしなければならない。ガラス基板をアライメントする方法については、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２０００−３５３８１６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に記載のものは、レーザ光でガラス基板の隅にアライメントマークを形成し、このアライメントマークを参照してアライメント処理を行なっている。パネルを製造する場合、ガラス基板上の薄膜に例えば約１０ｍｍピッチで加工線が形成され、この加工線の線幅は約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。基板加工装置は、基板をエア浮上やローラ等を用いて搬送させながらレーザ光を照射しアライメントマーク間に直線的な加工線を形成している。ところが、ガラス基板の大型化（例えば、１４００［ｍｍ］×１１００［ｍｍ］）に伴い、搬送時に基板自身の歪みや捩じれ（うねり等）によって加工線が曲がってしまって、直線的な加工線を形成することが困難となり、最悪の場合、隣り合う加工線同士が重なったり交差してしまうという問題があった。また、特許文献１のようにガラス基板上にアライメントマークを形成した場合、その部分をソーラモジュールとして利用することができなくなるため、ソーラパネルの高効率化という観点からも問題であった。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、基板上にアライメントマークを設けなくても、複数の加工線同士が重なったり交差しないようにレーザ加工を行なうことのできるレーザ加工位置アライメント方法、レーザ加工方法、及びレーザ加工装置並びに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位置アライメント方法の第１の特徴は、レーザ光をワークに対して相対的に移動させながら照射して前記ワークに所定のレーザ加工を施す際に、前記ワークを前記レーザ加工の所定位置にアライメント処理するレーザ加工位置アライメント方法であって、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ワークの形状変化部分を含む箇所の画像に基づいて、前記アライメント処理を行なうことにある。
ワークにレーザ光を照射する加工処理としては、透光性ワーク（ガラス基板）上に金属層、半導体層、透明電極層を順次形成し、形成後の各工程で各層をレーザ光を用いて短冊状に加工してソーラパネルを作成するソーラパネル製造などが該当する。このようなソーラパネルを作成するようなレーザ加工においては、各工程でアライメント処理が行なわれる。この発明では、ワークにレーザ光を照射する加工処理を施す際に、最初の加工線の画像を取得し、２回目以降の加工処理を施す際は前記画像に基づいて前記レーザ加工時のアライメント処理を行なうようにした。例えば、ソーラパネル製造の場合、レーザ光を照射した最初の加工処理によって形成された加工線Ｐ１の画像を取得し、取得した画像に基づいて２回目以降のレーザ加工処理の前に加工位置のアライメント処理を行なうようにした。取得した画像の中には最初の加工線Ｐ１の加工位置変化部分の画像を含んでいるので、この画像に基づいてアライメント処理を行なうことによって、ワーク上にアライメントマークを設けることなく複数の加工線Ｐ１〜Ｐ３同士が重なったり交差しないようにレーザ加工を行なうことができる。
【０００７】
本発明に係るレーザ加工位置アライメント方法の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法において、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記取得された複数箇所の画像に基づいて前記アライメント処理を行なうことにある。この発明は、ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得しているので画像認識処理が容易となるという効果がある。
【０００８】
本発明に係るレーザ加工位置アライメント方法の第３の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法において、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことにある。この発明は、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。これによって、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った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。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工方法の第１の特徴は、レーザ光をワークに対して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レーザ加工方法であって、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ワークの形状変化部分を含む箇所の画像に基づいて前記レーザ加工処理を施す際のアライメント処理を行なうことにある。これは、前述の第１の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法を用いたレーザ加工方法の発明である。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工方法の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工方法において、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記取得された複数箇所の画像に基づいて前記アライメント処理を行なうことにある。これは、前述の第２の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法を用いたレーザ加工方法の発明である。
【００１１】
本発明に係るレーザ加工方法の第３の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工方法において、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことにある。これは、前述の第３の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法を用いたレーザ加工方法の発明である。
【００１２】
本発明に係るレーザ加工装置の第１の特徴は、ワークを保持する保持手段と、前記ワークにレーザ光を照射して所定の加工処理を施すレーザ光照射手段と、前記レーザ光照射手段による加工処理によって形成された前記ワークの形状変化部分を含む箇所の画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段によって取得された前記画像に基づいて２回目以降のレーザ加工処理を施す際のアライメント処理を制御する制御手段とを備えたことにある。これは、前述の第１の特徴に記載のレーザ加工方法に対応したレーザ加工装置の発明である。
【００１３】
本発明に係るレーザ加工装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工装置において、前記画像取得手段が、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記制御手段が、前記画像取得手段によって取得された前記画像を補正処理し、補正処理された画像に基づいて前記アライメント処理を制御することにある。これは、前述の第２の特徴に記載のレーザ加工方法に対応したレーザ加工装置の発明である。
【００１４】
本発明に係るレーザ加工装置の第３の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段が、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことにある。これは、前述の第３の特徴に記載のレーザ加工方法に対応したレーザ加工装置の発明である。
【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、第２若しくは第３の特徴に記載のレーザ加工位置アライメント方法、前記第１、第２若しくは第３の特徴に記載のレーザ加工方法、又は前記第１、第２若しくは第３の特徴に記載のレーザ加工装置を用いて、ソーラパネルを製造することにある。これは、前述のレーザ加工位置アライメント方法、レーザ加工方法、又はレーザ加工装置のいずれか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、基板上にアライメントマークを設けることなく複数の加工線同士が重なったり交差しないように加工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装置の概略構成を示す図である。
【図２】スクライブ線の加工処理を行う図１の加工エリア部の詳細構成を示す図である。
【図３】図２の光学系部材の詳細構成を示す図である。
【図４】図３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５】図３の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６】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を示す模式図である。
【図７】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た場合を示す図である。
【図８】図２の制御装置の処理の詳細を示すブロック図である。
【図９】図８のパルス抜け判定手段の動作の一例を示す図である。
【図１０】図４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１１】図８の加工線検出手段の動作の一例を示す図である。
【図１２】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。
【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装置の概略構成を示す図である。このレーザ加工装置は、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装置は、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、待ち時間を短縮できるように構成されたものである。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係るレーザ加工装置を用いたソーラパネル（光電変換装置）製造装置の概略構成を示す図であり、リターン方式の一例を示す図である。この製造装置は、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１０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１０に搬送する。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１０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１０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１０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１０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１０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。
【００２０】
レーザ加工ステーション１０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。
【００２１】
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１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１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１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１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１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１ｑ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。
【００２２】
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１０のアライメント部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１ｎ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にエア浮上移動され、所定のスクライブ線の加工処理が行われる。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が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１０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１０のアライメント部１０４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１ｑは、グリッパ部１０８，１０９に保持され、グリッパ部１０６，１０７に保持されエア浮上搬送されたガラス基板への加工処理が終了するまで待機される。
【００２３】
グリッパ部１０６，１０７に保持されているガラス基板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がガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２にエア浮上移動され、所定のスクライブ線の加工処理が行われる。図１のリターン方式のソーラパネル製造装置では、以上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。この実施の形態では、アライメント部１０２，１０４は、ガラス基板にレーザ光を照射する最初のスクライブ線Ｐ１加工時のアライメント処理を行い、２回目以降のスクライブ線Ｐ２，Ｐ３加工時には、後述するアライメントカメラ装置及びフォーカス調整用駆動機構を用いたアライメント処理を行なう。
【００２４】
図２は、スクライブ線の加工処理を行う図１の加工エリア部の詳細構成を示す図である。加工エリア部は、レーザ加工ステーション１０、エア浮上ステージ２０、グリッパ部１０６，１０７、レーザ発生装置４０、光学系部材５０、アライメントカメラ装置６０、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。
【００２５】
図１において、レーザ加工ステーション１０のＸ方向に沿った大部分にエア浮上ステージ２０が設けられているが、図２では、その一部分のみが示してある。エア浮上ステージ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、Ｘ軸方向に移動可能に保持制御されている。また、レーザ加工ステーション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が設けられている。エア浮上ステージ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る。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、エア浮上ステージ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、エア浮上ステージ２０はＸ軸テーブルの構成でもよい。また、図２では、アライメント部１０２，１０４については図示を省略してある。
【００２６】
スライドフレーム３０は、レーザ加工ステーション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軸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、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を４系列に分割してエア浮上ステージ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。
【００２７】
アライメントカメラ装置６０は、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を行なうものであり、光学系部材５０の側面にレーザ光の分割数に対応した数だけ設けられ、エア浮上ステージ２０上であってガラス基板１上の４系列分の加工線（スクライブ線Ｐ１及び／又はＰ２）の画像をそれぞれ取得する。このアライメントカメラ装置６０で取得された画像は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、アライメントカメラ装置６０からの画像をガラス基板１の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する。
【００２８】
リニアエンコーダ７０は、エア浮上ステージ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。
【００２９】
光学系部材５０は、図示のように、ベース板３１の側面側に設けられており、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つのモーター（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ー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個のモーターと、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図３は、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３は、光学系部材５０の内部を図２の−Ｘ軸方向から見た図である。図３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。
【００３３】
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。
【００３４】
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３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。
【００３５】
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。
【００３６】
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４は、図３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５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５において、駆動部本体４６１は省略してある。
【００３７】
図において、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５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５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。
【００３８】
図４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。
【００３９】
図６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。
【００４０】
図７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７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。
【００４１】
第１検出光学系部材は、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２０に形成された間隙部からガラス基板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２０に形成された間隙部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２０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、各光学へ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。
【００４２】
第２検出光学系部材は、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。
【００４３】
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。
【００４４】
図８は、図２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、加工線検出手段８Ｃ及び倣い加工調整手段８Ｅから構成される。
【００４５】
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９は、図８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９において、図９（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９（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９（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。
【００４６】
図９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。
【００４７】
基準ＣＣＤ画像記憶手段８４は、図８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８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８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。
【００４８】
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８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たり、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。
【００４９】
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でパルス抜けをそれぞれ検査する場合について説明したが、図１０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１０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。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かったり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かったり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。
【００５０】
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。
【００５１】
加工線検出手段８Ｃ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１１は、加工線検出手段８Ｃの動作の一例を示す図である。図１１（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１１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１１（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。
【００５２】
倣い加工調整手段８Ｅは、加工線検出手段８Ｃ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１１（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、レーザ加工装置にガラス基板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７に示すような３本の加工線Ｐ１〜Ｐ３が形成される。
【００５３】
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１２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１２（Ａ）のように受光すれる。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１２（Ｂ）及び図１２（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１２（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。
【００５４】
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、ワーク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。
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】
【００５５】
１…ガラス基板
１ｘ，１ｙ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
１０…レーザ加工ステーション
１００…期待線
１０２，１０４…アライメント部
１０６，１０７，１０８，１０９…グリッパ部
１１０…グリッパ支持駆動部
１１２…加工エリア部
１２１…ローラコンベア
１２６〜１２８…４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…エア浮上ステージ
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，３３ｙｚ…モータ
３４，３５…反射ミラー
３７…貫通穴
４０…レーザ発生装置
４６…フォーカス調整用駆動機構
４６１…駆動部本体
４６１ａ，４６１ａ…エア供給部
４６１ｃ，４６１ｄ…エア流路
４６２…駆動部カバー
４６３ａ〜４６３ｄ…マグネット保持部
４６４ａ〜４６４ｄ…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…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
６０…アライメントカメラ装置
６１…撮影点
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
８５…光軸ずれ量計測手段
８６…レーザコントローラ
８９…照射レーザ状態検査手段
８Ａ…照射レーザ調整手段
８Ｃ…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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光をワークに対して相対的に移動させながら照射して前記ワークに所定のレーザ加工を施す際に、前記ワークを前記レーザ加工の所定位置にアライメント処理するレーザ加工位置アライメント方法であって、
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ワークの形状変化部分を含む箇所の画像に基づいて、前記アライメント処理を行なうことを特徴とするレーザ加工位置アライメント方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工位置アライメント方法において、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記取得された複数箇所の画像に基づいて前記アライメント処理を行なうことを特徴とするレーザ加工位置アライメント方法。
【請求項３】
請求項１に記載のレーザ加工位置アライメント方法において、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことを特徴とするレーザ加工位置アライメント方法。
【請求項４】
レーザ光をワークに対して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レーザ加工方法であって、
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ワークの形状変化部分を含む箇所の画像に基づいて前記レーザ加工処理を施す際のアライメント処理を行なうことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工方法において、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記取得された複数箇所の画像に基づいて前記アライメント処理を行なうことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
請求項４に記載のレーザ加工方法において、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項７】
ワークを保持する保持手段と、
前記ワークにレーザ光を照射して所定の加工処理を施すレーザ光照射手段と、
前記レーザ光照射手段による加工処理によって形成された前記ワークの形状変化部分を含む箇所の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された前記画像に基づいて２回目以降のレーザ加工処理を施す際のアライメント処理を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項８】
請求項７に記載のレーザ加工装置において、前記画像取得手段は、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記制御手段は、前記画像取得手段によって取得された前記画像を補正処理し、補正処理された画像に基づいて前記アライメント処理を制御することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項９】
請求項７に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
請求項１、２若しくは３に記載のレーザ加工位置アライメント方法、請求項４、５若しくは６に記載のレーザ加工方法、又は請求項７、８若しくは９に記載のレーザ加工装置を用いて、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】
レーザ光をワークに対して相対的に移動させながら照射して前記ワークに所定のレーザ加工を施す際に、前記ワークを前記レーザ加工の所定位置にアライメント処理するレーザ加工位置アライメント方法であって、
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ワークの形状変化部分を含む箇所の画像に基づいて、前記アライメント処理を行なうことを特徴とするレーザ加工位置アライメント方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工位置アライメント方法において、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記取得された複数箇所の画像に基づいて前記アライメント処理を行なうことを特徴とするレーザ加工位置アライメント方法。
【請求項３】
請求項１に記載のレーザ加工位置アライメント方法において、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことを特徴とするレーザ加工位置アライメント方法。
【請求項４】
レーザ光をワークに対して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レーザ加工方法であって、
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ワークの形状変化部分を含む箇所の画像に基づいて前記レーザ加工処理を施す際のアライメント処理を行なうことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工方法において、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記取得された複数箇所の画像に基づいて前記アライメント処理を行なうことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
請求項４に記載のレーザ加工方法において、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項７】
ワークを保持する保持手段と、
前記ワークにレーザ光を照射して所定の加工処理を施すレーザ光照射手段と、
前記レーザ光照射手段による加工処理によって形成された前記ワークの形状変化部分を含む箇所の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された前記画像に基づいて２回目以降のレーザ加工処理を施す際のアライメント処理を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項８】
請求項７に記載のレーザ加工装置において、前記画像取得手段は、前記ワークの形状変化部分を含む複数箇所の画像を取得し、前記制御手段は、前記画像取得手段によって取得された前記画像を補正処理し、補正処理された画像に基づいて前記アライメント処理を制御することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項９】
請求項７に記載のレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記ワークの形状変化部分に倣って前記レーザ光による２回目以降のレーザ加工処理を行なうことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
請求項１、２若しくは３に記載のレーザ加工位置アライメント方法、請求項４、５若しくは６に記載のレーザ加工方法、又は請求項７、８若しくは９に記載のレーザ加工装置を用いて、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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１７３１４１（Ｐ２０１１−１７３１４１Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３８２６３（Ｐ２０１０−３８２６３）
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【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２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【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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