レーザ加工方法、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法
【課題】レーザ光による加工時間を可能な限り短縮する。
【解決手段】ガラス基板上に透明電極層、半導体層又は金属層を形成する成膜装置から順次搬送されてくるガラス基板に対してレーザ加工を行なう場合、ガラス基板に対してアライメント処理を行い、その後にガラス基板を保持して移動させている。このアライメント処理とガラス基板を保持移動させるステージをレーザ加工ステージの両側２箇所に設けることによって、一方のステージでレーザ加工を行なっている間に、他方のステージでアライメント処理を行なうようにして、待ち時間を大幅に短縮化するようにした。また、いずれか一方のステージが故障等でダウンした場合でも他方のステージを用いてレーザ加工処理を維持できるようにした。
【解決手段】ガラス基板上に透明電極層、半導体層又は金属層を形成する成膜装置から順次搬送されてくるガラス基板に対してレーザ加工を行なう場合、ガラス基板に対してアライメント処理を行い、その後にガラス基板を保持して移動させている。このアライメント処理とガラス基板を保持移動させるステージをレーザ加工ステージの両側２箇所に設けることによって、一方のステージでレーザ加工を行なっている間に、他方のステージでアライメント処理を行なうようにして、待ち時間を大幅に短縮化するようにした。また、いずれか一方のステージが故障等でダウンした場合でも他方のステージを用いてレーザ加工処理を維持できるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて薄膜等を加工するレーザ加工方法、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法に係り、特にレーザ光による薄膜等の加工を効率的に行うことのできるレーザ加工方法、レーザ加工装置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。このようなソーラパネル（光電変換装置）の製造方法については、インライン方式が知られている。インライン方式のソーラパネル（光電変換装置）の製造方法については、特許文献１、２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】特開平６−２８３７４３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５５９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１は、従来のインライン方式のソーラパネル（光電変換装置）製造装置の一例を示す図である。この製造装置は、前段の成膜装置１２から搬入されるガラス基板１ａを一時的に保持する搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）１４と、ガラス基板１ｃ上の薄膜にスクライブ線を形成するレーザ加工ステーション１０と、加工後のガラス基板１ｄを一時的に保持し、後段の成膜装置１８に搬出する搬出ロボットステーション（ローラコンベア部）１６とを備えている。搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）１４は、ガラス基板１ｂの表裏を反転する表裏反転機構を備えており、後段のレーザ加工に応じてガラス基板１ｂを反転してレーザ加工ステーション１０に搬送する。レーザ加工ステーション１０は、アライメント部１０ａ、グリッパ部１０ｂ、グリッパ駆動部１０ｃ、加工エリア部１０ｄを備えている。アライメント部１０ａは、搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）１４から搬入されたガラス基板１ｃを所定の位置にアライメント処理する。グリッパ部１０ｂは、アライメント処理されたガラス基板１ｃを保持する。グリッパ駆動部１０ｃは、グリッパ部１０ｂに保持されたガラス基板１ｃを加工エリア部１０ｄのレーザ光に同期させて移動処理する。加工エリア部１０ｄは、レーザ光をガラス基板１ｃに照射して所定の加工を行う。搬出ロボットステーション（ローラコンベア部）１６は、ガラス基板１ｃの表裏を反転する表裏反転機構を備えており、レーザ加工の施されたガラス基板１ｄを表裏反転して次段の成膜装置１８にガラス基板１ｅとして搬出する。
【０００５】
上述のような従来のインライン方式のソーラパネル製造装置では、レーザ加工ステーション１０上のアライメント部１０ｂでアライメント処理及びガラス基板の受け渡し処理を行っている。そのため、加工時間外に待ち時間などの無駄な時間が多く、アライメント部１０ｂの機構が故障等でダウンした場合、装置全体がダウンしてしまうという問題があった。
本発明の目的は、上述の点に鑑みてなされたものであり、加工時間を可能な限り短縮することのできるレーザ加工方法、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るレーザ加工方法の第１の特徴は、前段の装置から搬送されて来る第１のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、前記アライメント処理後の前記第１のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第１のガラス基板にレーザ加工を施すステップと、前記レーザ光による加工が施されている間に、前記前段の装置から搬送されて来る第２のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、前記レーザ光による加工が終了した後に前記第１のガラス基板を搬出すると共に前記第２のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第２のガラス基板にレーザ加工を施すステップとを順次繰り返しながら前記前段の装置から搬送されて来るガラス基板に対してレーザ加工を行なうことにある。
基板にレーザ光を照射する加工処理としては、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。前段の装置は、このガラス基板上に透明電極層、半導体層又は金属層を形成する成膜装置である。これらの成膜装置から搬送されてくるガラス基板に対してレーザ加工を行なう場合、ガラス基板に対してアライメント処理を行い、その後にガラス基板を保持して移動させている。この発明では、このアライメント処理とガラス基板を保持移動させるステージをレーザ加工ステージの両側２箇所に設けることによって、一方のステージでレーザ加工を行なっている間に、他方のステージでアライメント処理を行なうようにして、待ち時間を大幅に短縮化するようにした。また、いずれか一方のステージが故障等でダウンした場合でも他方のステージを用いてレーザ加工処理を維持できるようにした。
【０００７】
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、前記レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、前記最初の加工処理によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分と前記ガラス基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記ガラス基板のＩＤデータとして記憶しておき、２回目以降の加工処理を施す際は前記ＩＤデータに基づいて前記アライメント処理を行なうことにある。
レーザ光による加工を行なう場合、各工程でアライメント処理が行なわれる。この発明では、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とガラス基板の縁部の両方を含む箇所の画像を取得し、その画像を次回以降の加工処理前のアライメント処理に利用するようにした。例えば、ソーラパネル製造の場合、レーザ加工によって形成されたスクライブ線と基板縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、取得した画像に基づいてレーザ加工処理の前にアライメント処理を行なうようにした。画像の中に形状変化部分と基板縁部の両方の画像を含んでいるので、画像認識処理が容易となるという効果がある。例えば、ソーラパネル製造の場合、スクライブ線の画像と基板縁部の形状の画像の両方を含んでいるので、画像認識処理が容易となる。これによって、基板上にアライメントマークを設けることなく正確にアライメントを行なうことができる。
【０００８】
本発明に係るレーザ加工方法の第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方法において、前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）や前記ガラス基板の四隅付近の欠けを検出することにある。
レーザ光による加工は、レーザ光を基板の加工面に略垂直に照射することによって行なわれる。従って、基板に曲がり（反り）や基板の四隅が欠けたりしていると正確な加工を行なうことが困難となり、ソーラパネルモジュールの品質に問題が生じる可能性がある。そこで、この発明では、基板を加工位置に搬入する際に、基板の四隅付近の画像を取得し、その画像に基づいて基板の曲がり（反り）や基板の四隅付近の欠けを検出するようにした。基板の四隅付近の画像を取得するカメラ手段の相対的な位置関係は、予め設定された既知の値なので、四隅の各頂点の画像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基板の曲がり（反り）を検出することができ、四隅付近の画像に基づいて基板の欠けを検出することも可能となる。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工方法の第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方法において、前記ガラス基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出することにある。
これは、基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて基板の曲がり（反り）や基板の外周縁の欠けを検出するようにしたものである。基板の外周縁の画像を取得するためには、基板の外周縁に沿って移動する画像取得手段を設ければよい。この場合、１又は複数個の画像取得手段を基板の外周縁に沿って移動させるようにすればよい。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工装置の第１の特徴は、相対的に移動されるガラス基板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、前段の装置から搬送されて来る第１のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第１のアライメント手段と、前段の装置から搬送されて来る第２のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第２のアライメント手段と、前記第１のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第１のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第１の保持手段と、前記第２のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第２のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第２の保持手段と、前記第１のアライメント手段によるアライメント処理後の前記第１のガラス手段を前記第１の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第１のガラス基板に前記レーザ光による加工を行い、このレーザ光加工が行なわれている間に、前記第２のアライメント手段による前記第２のガラス基板に対するアライメント処理を実行させ、前記第１のガラス基板に対する前記レーザ光による加工が終了した後に前記第１のガラス基板を搬出すると共に前記第２のガラス手段を前記第２の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第２のガラス基板に前記レーザ光による加工を行なうという一連の動作を前記前段の装置から順次搬送されて来るガラス基板に対して実行させる制御手段とを備えたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第１の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１１】
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、前記レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、前記最初の加工処理によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分と前記ガラス基板の縁部との両方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を前記ガラス基板のＩＤデータとして記憶する記憶手段と、２回目以降の加工処理を施す際は、前記ＩＤデータに基づいて前記第１及び第２のアライメント手段による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、前記レーザ加工方法の第２の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１２】
本発明に係るレーザ加工装置の第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装置において、前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得する第１の画像取得手段と、前記画像取得手段によって取得された前記ガラス基板の四隅付近の画像に基づいて前記基板の曲がり（反り）や前記基板の四隅付近の欠けを検出する第１の検出手段とを備えたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第３の特徴に記載のものを実現する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装置において、前記ガラス基板の外周縁の画像を取得する第２の画像取得手段と、前記画像取得手段によって取得された画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出する第２の検出手段とを備えたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第４の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１４】
本発明に係るソーラパネル製造方法の特徴は、前記第１の特徴から第４の特徴までのいずれか１に記載のレーザ加工方法、又は前記第１の特徴から第４の特徴までのいずれか１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、前記レーザ加工方法又は前記レーザ加工装置のいずれかを用いて、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】
【００１５】
本発明によれば、レーザ光による加工時間を可能な限り短縮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のインライン方式のソーラパネル（光電変換装置）製造装置の一例を示す図である。
【図２】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３】スクライブ線の加工処理を行う図２の加工エリア部の詳細構成を示す図である。
【図４】図２の光学系部材５０の詳細構成を示す図である。
【図５】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６】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。
【図７】図６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８】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９】図３の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。
【図１０】光学系部材の回転量とスクライブ線のピッチ幅との関係を示す図である。
【図１１】図２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１２】図２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別の一例を示す図である。
【図１３】図２のアライメント部１０２，１０４に設けられるアライメントカメラシステムの一例を示す図であり、最初のスクライブ処理前のアイランメト処理を示す図である。
【図１４】図２のアライメント部１０２，１０４に設けられるアライメントカメラシステムの一例を示す図であり、２回目以降のスクライブ処理前のアライメント処理を示す図である。
【図１５】本発明に係るソーラパネル製造装置のループ方式の実施例を示す図である。
【図１６】本発明に係るソーラパネル製造装置のリターン方式の別の実施例を示す図である。
【図１７】本発明に係るソーラパネル製造装置のダブルサイド方式の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図２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、待ち時間を短縮するようにしたものである。
【００１８】
図２は、本発明に係るソーラパネル製造装置の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に応じてガラス基板１ｍを反転してレーザ加工ステーション１０１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ローラコンベア１２１に搬出する。
【００１９】
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１０６，１０８、グリッパ駆動部１１０、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。
【００２０】
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を保持する。グリッパ駆動部１１０は、グリッパ部１０６，１０８に保持されたガラス基板を加工エリア部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。加工エリア部１１２は、グリッパ部１０６又はグリッパ部１０８に保持されたガラス基板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２では、グリッパ部１０６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。
【００２１】
図２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、表裏反転される。表裏反転されたガラス基板１ｍは、レーザ加工ステーション１０１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に保持され、ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２に移動され、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、表裏反転される。表裏反転されたガラス基板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１０８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のアライメント部１０８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に保持され、グリッパ部１０６に保持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。
【００２２】
グッリパ部１０６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として移動した時点で、グリッパ部１０８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に移動され、所定のスクライブ線の加工処理が行われる。図２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。
【００２３】
図３は、スクライブ線の加工処理を行う図２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、台座１０、ＸＹテーブル２０、グリッパ部１０６、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。台座１０上には台座１０のＸ軸方向及びＹ軸方向（ＸＹ平面）に沿って駆動制御されるＸＹテーブル２０が設けられている。
【００２４】
ＸＹテーブル２０は、Ｘ方向及びＹ方向へ移動制御される。なお、ＸＹテーブル２０の駆動手段としては、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。ＸＹテーブル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が設けられている。ＸＹテーブル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、ＸＹテーブル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、ＸＹテーブル２０はＸ軸テーブルの構成でもよい。また、図３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。
【００２５】
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、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ＸＹテーブル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。
【００２６】
リニアエンコーダ７０は、ＸＹテーブル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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、レーザ光発生装置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。
【００２９】
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。
【００３０】
図４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４は、光学系部材５０の内部を図３の−Ｘ軸方向から見た図である。図４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。
【００３１】
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。
【００３２】
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４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。
【００３３】
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。オートフォーカス用測長システム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内の集光レンズ５４１〜５４４を上下に駆動し、ガラス基板１に対する高さ（集光レンズ５４１〜５４４のフォーカス）を調整する。なお、フォーカス調整用駆動機構は図示していない。
【００３４】
図５は、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。第１検出光学系部材は、集光レンズ高さ測長システム２６と、フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８とから構成される。図５では、集光レンズ高さ測長システム２６とフォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８が重複して示されているので、符号で区別するようにしている。図４に記載のオートフォーカス用測長システム５２，５４によって、ガラス基板１から光学系部材５０の両側下面までの高さを調整した場合、光学系部材５０の下面の高さを同じにすることはできても、ガラス基板１から各集光レンズ５４１〜５４４までの高さを同じにすることができるとは限らない。そこで、この実施の形態では、ＸＹテーブル２０のＸ軸方向の側面のいずれか一方（図ではＸＹテーブル２０の−Ｘ軸方向の側面）に集光レンズ高さ測長システム２６を取り付け、ガラス基板１から各集光レンズ５４１〜５４４までの高さをそれぞれ測長するようにした。集光レンズ高さ測長システム２６によって検出された各集光レンズ５４１〜５４４の高さに対応した信号は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、ガラス基板１から各集光レンズ５４１〜５４４までの高さが適正であるか否かの判定を行なう。集光レンズ高さ測長システム２６の測長結果に応じて、各集光レンズ５４１〜５４４の配置（高さ）は調整されるようになっている。この場合、この集光レンズ５４１〜５４４の配置（高さ）の調整は、手動又は自動で行なえるように構成する。なお、集光レンズ高さ測長システム２６を用いて、光学系部材５０の下面の高さを測長するようにすれば、オートフォーカス用測長システム５２，５４を省略することが可能である。
【００３５】
フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８は、ＸＹテーブル２０のＸ軸方向の側面のいずれか一方（図ではＸＹテーブル２０の−Ｘ軸方向の側面）であって、集光レンズ高さ測長システム２６の隣接する位置（近傍）に設けられている。フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８は、ＸＹテーブル２０と光学系部材５０の各集光レンズ５４１〜５４４との位置を関連付けるものであり、ＸＹテーブル２０の上空側を視認可能に設置されている。フォーカス及び光軸調整用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光軸が適正であるか否かの判定を行なう。すなわち、フォーカス及び光軸調整用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、各集光レンズ５４１〜５４４のフォーカス及び光軸が適正であるか否かを判断することができる。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を容易に行なうことができる。さらに、複数ヘッドの場合、各レーザ光の画像を取得して数値化することによって、バラツキを適正に調整することができる。
【００３６】
第２検出光学系部材は、図３に示すように、ビームサンプラ９２，９３、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９２，９３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と反射ミラー３３との間に設けられている。ビームサンプラ９２，９３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９２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。
【００３７】
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反射ミラー３３〜３５の配置等をフィードバック制御する。
【００３８】
図６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、レンズ変位量計測手段８７、レンズ高さ調整手段８８、照射レーザ状態検査手段８９及び照射レーザ調整手段８Ａから構成される。
【００３９】
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７は、図６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７において、図７（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７（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７（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。
【００４０】
図７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。
【００４１】
基準ＣＣＤ画像記憶手段８４は、図６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６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６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反射ミラー３３〜３５の配置等をフィードバックして調整する。
【００４２】
レンズ変位量計測手段８７は、集光レンズ高さ測長システム２６によって検出された各集光レンズ５４１〜５４４の高さに対応した信号を入力し、各集光レンズ５４１〜５４４の高さが許容範囲内にあるか、この許容範囲よりも大きくずれているかを判定し、大きくずれている集光レンズ５４１〜５４４の高さをどの程度調整すればよいかを示す制御信号をレンズ高さ調整手段８８に出力する。レンズ高さ調整手段８８は、レンズ変位量計測手段８７からの制御信号に応じて各集光レンズ５４１〜５４４の配置を調整する。なお、集光レンズ５４１〜５４４の高さ調整機構が存在しない場合には、レンズ高さ調整手段８８は、レンズ変位量計測手段８７からの制御信号に基づいて、集光レンズ５４１〜５４４のどれをどの程度調整すればよいのか、その調整情報をオペレータに伝達（視認表示、音声発音など）するようにしてもよい。
【００４３】
照射レーザ状態検査手段８９は、フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８からの画像８９ａを取り込み、これに基づいてフォーカス及び光軸のずれ量を計測し、そのずれ量を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。例えば、図６に示すような画像８９ａがフォーカス及び光軸調整用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（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。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及びフォーカス位置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する。なお、レンズ高さ調整手段８８及び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。
【００４４】
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８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８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。
【００４５】
図９は、図３の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。図９は、光学系部材５０とベース板３１の一部を示している。図９（Ａ）は、図３に示す光学系部材５０とベース板３１との位置関係を示す図であり、図に示すように、光学系部材５０の端面（図の上側端部）とベース板３１の端面（図の上側端部）とが一致している。図９（Ｂ）は、光学系部材５０が貫通穴３７の中心を回転軸としてベース板３１に対して左回りに約３０度回転した状態を示す図である。図９（Ｃ）は、光学系部材５０が貫通穴３７の中心を回転軸としてベース板３１に対して左回りに約４５度回転した状態を示す図である。
【００４６】
この実施の形態に係るソーラパネル製造装置においては、光学系部材５０がレーザ光の導入穴である貫通穴３７の中心を回転軸として、自在に回転可能に構成されている。すなわち、分岐手段である光学系部材５０は、図４の反射ミラー３５からＤＯＥ５００を通過してハーフミラー５１１に向かう垂直レーザ光の進行方向を中心軸として回転制御されている。これによって、レーザ光の分岐方向とレーザ光の基板に対する相対的な移動方向（図９の垂直方向）とのなす角度θを自在に可変制御することができる。なお、光学系部材５０の回転駆動手段としては、ボールネジやリニアモータ等の既存の技術が用いられるが、これらの図示は省略する。
【００４７】
図９に示すように、レーザ光の分岐方向とレーザ光の走査方向（図９の垂直方向）とのなす角度を可変制御した場合でも、レーザ光の相対的な移動方向に対してＤＯＥ５００は回転しないように構成している。すなわち、ＤＯＥ５００を使用することによって、レーザ光の照射形状は、図９の集光レンズ５４１〜５４４内に示したように、点線正方形のような照射形状を示すことになる。従って、光学系部材５０の回転制御と共にＤＯＥ５００を回転させると、集光レンズ５４１〜５４４内の点線正方形もその回転量に応じて回転するようになる。この状態でレーザ光を走査照射すると、スクライブ線の両側稜線に正方形の角が位置するようになり、稜線が波打ち形状を示すようになる。そこで、この実施の形態のように、光学系部材５０を回転制御しても、ＤＯＥ５００は回転させないような構成とすることで、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すように、走査方向（図９の垂直方向）と集光レンズ５４１〜５４４内の点線正方形の左右両辺とが一致し、スクライブ線の両側稜線を極めて滑らかに形成することができ、また、光学系部材５０を回転させてスクライブ線のピッチを適宜制御した場合でも滑らかな稜線のスクライブ線を形成することが可能となる。なお、上述の実施の形態では、ＤＯＥをレーザ光の光路中に１つだけ設ける場合について説明したが、ＤＯＥを分岐後の各集光レンズの直前にそれぞれ設けてもよい。この場合でも、光学系部材５０を回転制御しても各ＤＯＥは回転させないように構成する必要がある。ＤＯＥ５００は、光学系部材５０とは分離した形でベース板３１に直結して設けることによって、光学系部材５０の回転から独立させることが可能である。
【００４８】
図１０は、光学系部材の回転量とスクライブ線のピッチ幅との関係を示す図である。図１０（Ａ）は図９（Ａ）に示すように光学系部材５０が回転していない状態、図１０（Ｂ）は図９（Ｂ）に示すように光学系部材５０が約３０度回転した状態、図１０（Ｃ）は図９（Ｃ）に示すように光学系部材５０が約４５度回転した状態でそれぞれレーザスクライブ加工処理を行なった場合のスクライブ線の状態を示す図である。図１０（Ａ）の場合のスクライブ線のピッチをＰ０とすると、図１０（Ｂ）の場合のピッチＰ３０はＰ０×ｃｏｓ３０°となり、図１０（Ｃ）の場合のピッチＰ４５はＰ０×ｃｏｓ４５°となる。このように、この実施の形態に係るソーラパネル製造装置は、光学系部材５０の回転角度を適宜調整することによって、スクライブ線のピッチ幅を所望の値に適宜可変調整することができる。
【００４９】
図１１は、図２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１１（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１１（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、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１１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１１（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、反りや曲が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。
【００５０】
図１２は、図２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別の一例を示す図である。図１１の実施の形態では、基板検出カメラ６５〜６８は基板１の四隅付近の上部に設けられていたが、この実施の形態では、２台の基板検出カメラ６５，６８がガラス基板１の対角付近の上側に位置するようになっている。図１２（Ａ）において、ガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置された状態で、点線で示すガラス基板１がその位置から矢印のように右側に移動して実線で示すガラス基板１の位置（ガラス基板１の対角の上部に基板検出カメラ６５，６８が位置するような位置）に移動する。このガラス基板１の移動時に、基板検出カメラ６８は、移動するガラス基板１の辺１ａの画像を取得する。そして、基板移動終了時には、基板検出カメラ６５，６８はガラス基板１の対角付近の頂点の画像（図２の画像６５ａ，６８ａ）を取得する。ガラス基板１が停止した状態で、今度は基板検出カメラ６５，６８は、図３（Ｂ）に示すように、点線矢印に沿って移動する。この基板検出カメラ６５，６８の移動時に、基板検出カメラ６５は、ガラス基板１の辺１ｂの画像を取得し、基板検出カメラ６８は、ガラス基板１の辺１ｃの画像を取得する。基板検出カメラ６５，６８の移動終了時には、基板検出カメラ６５，６８はガラス基板１の別の対角付近の頂点の画像（図２の画像６６ａ，６７ａ）を取得する。基板検出カメラ６５，６８が停止した状態で、今度はガラス基板１が図１２（Ｃ）に示すように、点線で示すガラス基板１がその位置から矢印のように右側に移動して実線で示すガラス基板１の位置に移動する。このガラス基板１の移動時に、基板検出カメラ６５は、移動するガラス基板１の辺１ｄの画像を取得する。上述の一連の動作によって、２台の基板検出カメラ６５，６８を用いて、図１１の場合と同様に、画像６５ａ〜６８ａと基板１の各辺の画像を取得することができる。これによって、画像６５ａ〜６８ａの各頂点の位置のずれ量に基づいてガラス基板１の曲がり（反り）や基板１の各辺の欠けを検出することができる。なお、一連の検出動作終了後に、基板検出カメラ６５，６８を図１２（Ａ）の初期位置に復帰させてもよいし、復帰させずに、逆の動作を行なうようにしてもよい。
【００５１】
図１３は、図２のアライメント部１０２，１０４に設けられるアライメントカメラシステムの一例を示す図である。アライメントカメラシステムは、ガラス基板１の両端部（Ｘ軸方向の前後縁部）付近の画像を取得する。このアライメントカメラカステム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システムからの画像を、ガラス基板１のＩＤデータと共にデータベース手段に格納し、これ以降のガラス基板１のアライメント処理に利用する。図１３は最初のスクライブ処理前のアライメント部の一例を示し、図１４は、２回目以降のスクライブ処理前のアライメント部の一例をそれぞれ示す図である。まず、図１３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の左側端部の下側縁部を位置決めピン２１に、ガラス基板１の下側端部の左側縁部を位置決めピン２２に、ガラス基板１の下側端部の右側縁部を位置決めピン２３に、それぞれ突き当て、ガラス基板１を所定位置に位置決めする。この状態でガラス基板１上の透明電極層にレーザ光を照射し、スクライブ処理を実行する。最初のスクライブ処理の結果、ガラス基板１上には、ピッチ約１０ｍｍでスクライブ線が形成される。
【００５２】
図１３は複数のスクライブ線のうち、基板中央付近の１本のスクライブ線２５を示す。このスクライブ線２５の両端部付近、すなわちスクライブ線２５とガラス基板１の縁部との両方を含む箇所２７，２９付近の画像２７ａ，２９ａを前述のアライメントカメラシステムで取得する。画像２７ａ，２９ａを見ると分かるように、画像の中にスクライブ線２５の画像とガラス基板１の縁部の形状の画像の両方を含んでいるので、画像認識処理が容易となる。取得された画像２７ａ，２９ａは制御装置８０によってガラス基板１のＩＤデータとしてデータベース手段７５に順次記憶される。
【００５３】
図１３のように、レーザ加工によるスクライブ処理終了後に画像２７ａ，２９ａの取得処理が終了すると、次は、次段の成膜装置でこの透明電極層の上に半導体層を形成する処理が行なわれる。半導体層形成処理が終了した後、ガラス基板１に対して前述と同様のレーザ光によるスクライブ処理が実行される。この２回目のスクライブ処理の前に図１４に示すような方法でアライメント処理が行なわれる。
【００５４】
図１４では、最初のアライメント処理と同じようにガラス基板１を載置した状態でガラス基板１の左側端部の下側縁部を位置決めピン２１に、ガラス基板１の下側端部の左側縁部を位置決めピン２２に、ガラス基板１の下側端部の右側縁部を位置決めピン２３に、それぞれ突き当て、ガラス基板１を所定位置に位置決めする。この状態で、スクライブ線２５の両端部付近、すなわちスクライブ線２５とガラス基板１の縁部との両方を含む箇所２７，２９付近の画像２７ｂ，２９ｂをアライメントカメラシステムで取得する。一方、制御装置８０は、データベース手段７５からガラス基板１のＩＤデータの画像２７ａ，２９ａを読み出す。制御装置８０によって、読み出された画像２７ａ，２９ａと、アライメントカメラシステムで取得された画像２７ｂ，２９ｂとが比較され、両者が一致するように、Ｘ軸，Ｙ軸及びθ軸が制御され、正確なアライメント処理が行なわれる。
【００５５】
図１４に示すようにして、画像２７ａ，２９ａと画像２７ｂ，２９ｂの比較処理によるアライメント処理が終了すると、前回のスクライブ線２５から約３０μｍはなれた位置でレーザ光によるスクライブ処理が実行される。このスクライブ処理が終了すると、次段の成膜装置で半導体層の上に金属層を形成する処理が行なわれる。再び、レーザ加工装置に基板が搬入され、図１４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が実行される。これによって、ガラス基板１には、３本のスクライブ線が形成される。
【００５６】
図１５は、本発明に係るソーラパネル製造装置のループ方式の実施例を示す図である。図１５において、図２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２のものと異なる点は、図２の製造装置のレーザ加工ステーション１０１に存在したアライメント部１０４が省略され、搬入出ロボットステーション１４２が図の右側から左側への一方向の搬送を行う点である。従って、図１５の製造装置では、表裏反転機構部１４３に搬入されたガラス基板１ｍは、ガラス基板１ｎとしてアライメント部１０２でアライメント処理される。その後、ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２で所定の加工が施される。加工後のガラス基板１ｑはレーザ加工ステーション１０１から搬入出ロボットステーション１４２の右端へガラス基板１ｒとして搬送され、そこからガラス基板１ｍとして表裏反転機構部１４３に搬送されて、そこで表裏反転されてローラコンベア１２１に搬出される。図１５の製造装置では、レーザ加工中にアライメント部１０２でアライメント処理を行っている。グリッパ部１０６はレーザ加工終了後、ガラス基板を直ちに搬入出ロボットステーション１４２へ搬送すると、グリッパ１０６をアライメント部１０２に移動させてガラス基板を保持して、同様のレーザ加工処理を行っている。すなわち、ガラス基板は製造装置上をループ状に移動する。従って、タクトタイムは図２の場合よりも若干大きくなるが、表裏反転機構部１４３を１個設けるだけでよく、装置を簡略化することができる。
【００５７】
図１６は、本発明に係るソーラパネル製造装置のリターン方式の別の実施例を示す図である。図１５において、図２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２のものと異なる点は、ローラコンベア１２１及び表裏反転機構部１４３に対するガラス基板の搬入出処理をハンドリングアーム方式の基板搬送ロボット１４６を用いるようにした点である。従って、図１５の製造装置では、ローラコンベア１２１からガラス基板１ｘを表裏反転機構部１４３に搬入し、そこで表裏反転処理を行い、ガラス基板１ｎとしてアライメント部１０２に搬送するか又は基板搬送ロボット１４６を用いて再度搬入出ロボットステーション１４４の右端へガラス基板１ｒとして搬送する。レーザ加工ステーション１０１では、図２と同様に、両サイドのアライメント部１０２，１０４でアライメント処理を行いレーザ加工処理を行なう。なお、表裏反転機構部を別途ガラス基板１ｒの箇所に設けてもよいし、表裏反転機構部１４３を省略してローラコンベア１２１と搬入出ロボットステーション１４４との間に別の表裏反転機構部を設けるようにしてもよい。
【００５８】
図１７は、本発明に係るソーラパネル製造装置のダブルサイド方式の実施例を示す図である。この実施例は、図２のアライメント部１０２，１０４を備えたレーザ加工ステーション１０１の両側からガラス基板を搬入出するようにしたものである。図１７において、図２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２のものと異なる点は、レーザ加工ステーション１０１の両側にローラコンベア１２１，１２２が設けられ、ローラコンベア１２１，１２２に表裏反転機構部１４７，１４８が設けられている点である。従って、図１７の製造装置では、両側のローラコンベア１２１，１２２からガラス基板１ｘ１，１ｘ２，１ｙ１，１ｙ２，１ｚ１，１ｚ２のように順番に表裏反転機構部１４７，１４８を経由してアライメント部１０２，１０４に搬入出される。レーザ加工ステーション１０１は、図２と同様に、両サイドのアライメント部１０２，１０４でアライメント処理されたガラス基板に対してレーザ加工処理を行なう。なお、表裏反転機構部が不要な場合は、表裏反転機構部１４７，１４８は省略してもよい。
【００５９】
上述の実施の形態では、最初のスクライブ処理の結果、ガラス基板１上に形成されたスクライブ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の結果、ガラス基板１上に形成された２本のスクライブ線を含む画像を取得して、それを用いてアライメント処理を行なうようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、アライメントカメラシステムと基板検出カメラ６５〜６８を別々に設ける場合について説明したが、アライメントカメラシステムに図１２に示すような移動機構を設けて、基板検出カメラ６５〜６８の機能を兼用させるようにしてもよい。
【００６０】
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。
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スクライブ線（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、基板表面の薄膜にスクライブ線を形成するようにしてもよい。
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】
【００６１】
１…ガラス基板
１ａ〜１ｅ，１ｘ〜１ｚ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
１２…成膜装置
１４…搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）
１０…レーザ加工ステーション
１８…成膜装置
１６…搬出ロボットステーション（ローラコンベア部）
１０ａ…アライメント部
１０ｂ…グリッパ部
１０ｃ…グリッパ駆動部
１０ｄ…加工エリア部
１０…台座
１０１…レーザ加工ステーション
１０２，１０４…アライメント部
１０６，１０８…グリッパ部
１１０…グリッパ駆動部
１１２…加工エリア部
１２１…ローラコンベア
１４１…搬入出ロボットステーション
１４３…表裏反転機構部
２０…ＸＹテーブル
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
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
５２１〜５２８…反射ミラー
５３１〜５３４…シャッター機構
５４１〜５４４…集光レンズ
５２，５４…オートフォーカス用測長システム
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
９２，９３…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、レーザ光を用いて薄膜等を加工するレーザ加工方法、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法に係り、特にレーザ光による薄膜等の加工を効率的に行うことのできるレーザ加工方法、レーザ加工装置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。このようなソーラパネル（光電変換装置）の製造方法については、インライン方式が知られている。インライン方式のソーラパネル（光電変換装置）の製造方法については、特許文献１、２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】特開平６−２８３７４３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５５９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１は、従来のインライン方式のソーラパネル（光電変換装置）製造装置の一例を示す図である。この製造装置は、前段の成膜装置１２から搬入されるガラス基板１ａを一時的に保持する搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）１４と、ガラス基板１ｃ上の薄膜にスクライブ線を形成するレーザ加工ステーション１０と、加工後のガラス基板１ｄを一時的に保持し、後段の成膜装置１８に搬出する搬出ロボットステーション（ローラコンベア部）１６とを備えている。搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）１４は、ガラス基板１ｂの表裏を反転する表裏反転機構を備えており、後段のレーザ加工に応じてガラス基板１ｂを反転してレーザ加工ステーション１０に搬送する。レーザ加工ステーション１０は、アライメント部１０ａ、グリッパ部１０ｂ、グリッパ駆動部１０ｃ、加工エリア部１０ｄを備えている。アライメント部１０ａは、搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）１４から搬入されたガラス基板１ｃを所定の位置にアライメント処理する。グリッパ部１０ｂは、アライメント処理されたガラス基板１ｃを保持する。グリッパ駆動部１０ｃは、グリッパ部１０ｂに保持されたガラス基板１ｃを加工エリア部１０ｄのレーザ光に同期させて移動処理する。加工エリア部１０ｄは、レーザ光をガラス基板１ｃに照射して所定の加工を行う。搬出ロボットステーション（ローラコンベア部）１６は、ガラス基板１ｃの表裏を反転する表裏反転機構を備えており、レーザ加工の施されたガラス基板１ｄを表裏反転して次段の成膜装置１８にガラス基板１ｅとして搬出する。
【０００５】
上述のような従来のインライン方式のソーラパネル製造装置では、レーザ加工ステーション１０上のアライメント部１０ｂでアライメント処理及びガラス基板の受け渡し処理を行っている。そのため、加工時間外に待ち時間などの無駄な時間が多く、アライメント部１０ｂの機構が故障等でダウンした場合、装置全体がダウンしてしまうという問題があった。
本発明の目的は、上述の点に鑑みてなされたものであり、加工時間を可能な限り短縮することのできるレーザ加工方法、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るレーザ加工方法の第１の特徴は、前段の装置から搬送されて来る第１のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、前記アライメント処理後の前記第１のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第１のガラス基板にレーザ加工を施すステップと、前記レーザ光による加工が施されている間に、前記前段の装置から搬送されて来る第２のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、前記レーザ光による加工が終了した後に前記第１のガラス基板を搬出すると共に前記第２のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第２のガラス基板にレーザ加工を施すステップとを順次繰り返しながら前記前段の装置から搬送されて来るガラス基板に対してレーザ加工を行なうことにある。
基板にレーザ光を照射する加工処理としては、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。前段の装置は、このガラス基板上に透明電極層、半導体層又は金属層を形成する成膜装置である。これらの成膜装置から搬送されてくるガラス基板に対してレーザ加工を行なう場合、ガラス基板に対してアライメント処理を行い、その後にガラス基板を保持して移動させている。この発明では、このアライメント処理とガラス基板を保持移動させるステージをレーザ加工ステージの両側２箇所に設けることによって、一方のステージでレーザ加工を行なっている間に、他方のステージでアライメント処理を行なうようにして、待ち時間を大幅に短縮化するようにした。また、いずれか一方のステージが故障等でダウンした場合でも他方のステージを用いてレーザ加工処理を維持できるようにした。
【０００７】
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、前記レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、前記最初の加工処理によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分と前記ガラス基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記ガラス基板のＩＤデータとして記憶しておき、２回目以降の加工処理を施す際は前記ＩＤデータに基づいて前記アライメント処理を行なうことにある。
レーザ光による加工を行なう場合、各工程でアライメント処理が行なわれる。この発明では、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とガラス基板の縁部の両方を含む箇所の画像を取得し、その画像を次回以降の加工処理前のアライメント処理に利用するようにした。例えば、ソーラパネル製造の場合、レーザ加工によって形成されたスクライブ線と基板縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、取得した画像に基づいてレーザ加工処理の前にアライメント処理を行なうようにした。画像の中に形状変化部分と基板縁部の両方の画像を含んでいるので、画像認識処理が容易となるという効果がある。例えば、ソーラパネル製造の場合、スクライブ線の画像と基板縁部の形状の画像の両方を含んでいるので、画像認識処理が容易となる。これによって、基板上にアライメントマークを設けることなく正確にアライメントを行なうことができる。
【０００８】
本発明に係るレーザ加工方法の第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方法において、前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）や前記ガラス基板の四隅付近の欠けを検出することにある。
レーザ光による加工は、レーザ光を基板の加工面に略垂直に照射することによって行なわれる。従って、基板に曲がり（反り）や基板の四隅が欠けたりしていると正確な加工を行なうことが困難となり、ソーラパネルモジュールの品質に問題が生じる可能性がある。そこで、この発明では、基板を加工位置に搬入する際に、基板の四隅付近の画像を取得し、その画像に基づいて基板の曲がり（反り）や基板の四隅付近の欠けを検出するようにした。基板の四隅付近の画像を取得するカメラ手段の相対的な位置関係は、予め設定された既知の値なので、四隅の各頂点の画像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基板の曲がり（反り）を検出することができ、四隅付近の画像に基づいて基板の欠けを検出することも可能となる。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工方法の第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方法において、前記ガラス基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出することにある。
これは、基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて基板の曲がり（反り）や基板の外周縁の欠けを検出するようにしたものである。基板の外周縁の画像を取得するためには、基板の外周縁に沿って移動する画像取得手段を設ければよい。この場合、１又は複数個の画像取得手段を基板の外周縁に沿って移動させるようにすればよい。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工装置の第１の特徴は、相対的に移動されるガラス基板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、前段の装置から搬送されて来る第１のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第１のアライメント手段と、前段の装置から搬送されて来る第２のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第２のアライメント手段と、前記第１のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第１のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第１の保持手段と、前記第２のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第２のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第２の保持手段と、前記第１のアライメント手段によるアライメント処理後の前記第１のガラス手段を前記第１の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第１のガラス基板に前記レーザ光による加工を行い、このレーザ光加工が行なわれている間に、前記第２のアライメント手段による前記第２のガラス基板に対するアライメント処理を実行させ、前記第１のガラス基板に対する前記レーザ光による加工が終了した後に前記第１のガラス基板を搬出すると共に前記第２のガラス手段を前記第２の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第２のガラス基板に前記レーザ光による加工を行なうという一連の動作を前記前段の装置から順次搬送されて来るガラス基板に対して実行させる制御手段とを備えたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第１の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１１】
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、前記レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、前記最初の加工処理によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分と前記ガラス基板の縁部との両方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を前記ガラス基板のＩＤデータとして記憶する記憶手段と、２回目以降の加工処理を施す際は、前記ＩＤデータに基づいて前記第１及び第２のアライメント手段による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、前記レーザ加工方法の第２の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１２】
本発明に係るレーザ加工装置の第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装置において、前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得する第１の画像取得手段と、前記画像取得手段によって取得された前記ガラス基板の四隅付近の画像に基づいて前記基板の曲がり（反り）や前記基板の四隅付近の欠けを検出する第１の検出手段とを備えたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第３の特徴に記載のものを実現する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装置において、前記ガラス基板の外周縁の画像を取得する第２の画像取得手段と、前記画像取得手段によって取得された画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出する第２の検出手段とを備えたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第４の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１４】
本発明に係るソーラパネル製造方法の特徴は、前記第１の特徴から第４の特徴までのいずれか１に記載のレーザ加工方法、又は前記第１の特徴から第４の特徴までのいずれか１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、前記レーザ加工方法又は前記レーザ加工装置のいずれかを用いて、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】
【００１５】
本発明によれば、レーザ光による加工時間を可能な限り短縮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のインライン方式のソーラパネル（光電変換装置）製造装置の一例を示す図である。
【図２】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３】スクライブ線の加工処理を行う図２の加工エリア部の詳細構成を示す図である。
【図４】図２の光学系部材５０の詳細構成を示す図である。
【図５】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６】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。
【図７】図６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８】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９】図３の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。
【図１０】光学系部材の回転量とスクライブ線のピッチ幅との関係を示す図である。
【図１１】図２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１２】図２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別の一例を示す図である。
【図１３】図２のアライメント部１０２，１０４に設けられるアライメントカメラシステムの一例を示す図であり、最初のスクライブ処理前のアイランメト処理を示す図である。
【図１４】図２のアライメント部１０２，１０４に設けられるアライメントカメラシステムの一例を示す図であり、２回目以降のスクライブ処理前のアライメント処理を示す図である。
【図１５】本発明に係るソーラパネル製造装置のループ方式の実施例を示す図である。
【図１６】本発明に係るソーラパネル製造装置のリターン方式の別の実施例を示す図である。
【図１７】本発明に係るソーラパネル製造装置のダブルサイド方式の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図２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、待ち時間を短縮するようにしたものである。
【００１８】
図２は、本発明に係るソーラパネル製造装置の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に応じてガラス基板１ｍを反転してレーザ加工ステーション１０１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ローラコンベア１２１に搬出する。
【００１９】
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１０６，１０８、グリッパ駆動部１１０、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。
【００２０】
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を保持する。グリッパ駆動部１１０は、グリッパ部１０６，１０８に保持されたガラス基板を加工エリア部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。加工エリア部１１２は、グリッパ部１０６又はグリッパ部１０８に保持されたガラス基板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２では、グリッパ部１０６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。
【００２１】
図２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、表裏反転される。表裏反転されたガラス基板１ｍは、レーザ加工ステーション１０１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に保持され、ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２に移動され、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、表裏反転される。表裏反転されたガラス基板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１０８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のアライメント部１０８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に保持され、グリッパ部１０６に保持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。
【００２２】
グッリパ部１０６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として移動した時点で、グリッパ部１０８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に移動され、所定のスクライブ線の加工処理が行われる。図２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。
【００２３】
図３は、スクライブ線の加工処理を行う図２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、台座１０、ＸＹテーブル２０、グリッパ部１０６、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。台座１０上には台座１０のＸ軸方向及びＹ軸方向（ＸＹ平面）に沿って駆動制御されるＸＹテーブル２０が設けられている。
【００２４】
ＸＹテーブル２０は、Ｘ方向及びＹ方向へ移動制御される。なお、ＸＹテーブル２０の駆動手段としては、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。ＸＹテーブル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が設けられている。ＸＹテーブル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、ＸＹテーブル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、ＸＹテーブル２０はＸ軸テーブルの構成でもよい。また、図３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。
【００２５】
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、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ＸＹテーブル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。
【００２６】
リニアエンコーダ７０は、ＸＹテーブル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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、レーザ光発生装置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。
【００２９】
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。
【００３０】
図４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４は、光学系部材５０の内部を図３の−Ｘ軸方向から見た図である。図４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。
【００３１】
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。
【００３２】
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４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。
【００３３】
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。オートフォーカス用測長システム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内の集光レンズ５４１〜５４４を上下に駆動し、ガラス基板１に対する高さ（集光レンズ５４１〜５４４のフォーカス）を調整する。なお、フォーカス調整用駆動機構は図示していない。
【００３４】
図５は、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。第１検出光学系部材は、集光レンズ高さ測長システム２６と、フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８とから構成される。図５では、集光レンズ高さ測長システム２６とフォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８が重複して示されているので、符号で区別するようにしている。図４に記載のオートフォーカス用測長システム５２，５４によって、ガラス基板１から光学系部材５０の両側下面までの高さを調整した場合、光学系部材５０の下面の高さを同じにすることはできても、ガラス基板１から各集光レンズ５４１〜５４４までの高さを同じにすることができるとは限らない。そこで、この実施の形態では、ＸＹテーブル２０のＸ軸方向の側面のいずれか一方（図ではＸＹテーブル２０の−Ｘ軸方向の側面）に集光レンズ高さ測長システム２６を取り付け、ガラス基板１から各集光レンズ５４１〜５４４までの高さをそれぞれ測長するようにした。集光レンズ高さ測長システム２６によって検出された各集光レンズ５４１〜５４４の高さに対応した信号は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、ガラス基板１から各集光レンズ５４１〜５４４までの高さが適正であるか否かの判定を行なう。集光レンズ高さ測長システム２６の測長結果に応じて、各集光レンズ５４１〜５４４の配置（高さ）は調整されるようになっている。この場合、この集光レンズ５４１〜５４４の配置（高さ）の調整は、手動又は自動で行なえるように構成する。なお、集光レンズ高さ測長システム２６を用いて、光学系部材５０の下面の高さを測長するようにすれば、オートフォーカス用測長システム５２，５４を省略することが可能である。
【００３５】
フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８は、ＸＹテーブル２０のＸ軸方向の側面のいずれか一方（図ではＸＹテーブル２０の−Ｘ軸方向の側面）であって、集光レンズ高さ測長システム２６の隣接する位置（近傍）に設けられている。フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８は、ＸＹテーブル２０と光学系部材５０の各集光レンズ５４１〜５４４との位置を関連付けるものであり、ＸＹテーブル２０の上空側を視認可能に設置されている。フォーカス及び光軸調整用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光軸が適正であるか否かの判定を行なう。すなわち、フォーカス及び光軸調整用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、各集光レンズ５４１〜５４４のフォーカス及び光軸が適正であるか否かを判断することができる。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を容易に行なうことができる。さらに、複数ヘッドの場合、各レーザ光の画像を取得して数値化することによって、バラツキを適正に調整することができる。
【００３６】
第２検出光学系部材は、図３に示すように、ビームサンプラ９２，９３、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９２，９３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と反射ミラー３３との間に設けられている。ビームサンプラ９２，９３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９２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。
【００３７】
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反射ミラー３３〜３５の配置等をフィードバック制御する。
【００３８】
図６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、レンズ変位量計測手段８７、レンズ高さ調整手段８８、照射レーザ状態検査手段８９及び照射レーザ調整手段８Ａから構成される。
【００３９】
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７は、図６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７において、図７（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７（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７（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。
【００４０】
図７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。
【００４１】
基準ＣＣＤ画像記憶手段８４は、図６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６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６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反射ミラー３３〜３５の配置等をフィードバックして調整する。
【００４２】
レンズ変位量計測手段８７は、集光レンズ高さ測長システム２６によって検出された各集光レンズ５４１〜５４４の高さに対応した信号を入力し、各集光レンズ５４１〜５４４の高さが許容範囲内にあるか、この許容範囲よりも大きくずれているかを判定し、大きくずれている集光レンズ５４１〜５４４の高さをどの程度調整すればよいかを示す制御信号をレンズ高さ調整手段８８に出力する。レンズ高さ調整手段８８は、レンズ変位量計測手段８７からの制御信号に応じて各集光レンズ５４１〜５４４の配置を調整する。なお、集光レンズ５４１〜５４４の高さ調整機構が存在しない場合には、レンズ高さ調整手段８８は、レンズ変位量計測手段８７からの制御信号に基づいて、集光レンズ５４１〜５４４のどれをどの程度調整すればよいのか、その調整情報をオペレータに伝達（視認表示、音声発音など）するようにしてもよい。
【００４３】
照射レーザ状態検査手段８９は、フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８からの画像８９ａを取り込み、これに基づいてフォーカス及び光軸のずれ量を計測し、そのずれ量を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。例えば、図６に示すような画像８９ａがフォーカス及び光軸調整用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（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。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及びフォーカス位置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する。なお、レンズ高さ調整手段８８及び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。
【００４４】
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８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８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。
【００４５】
図９は、図３の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。図９は、光学系部材５０とベース板３１の一部を示している。図９（Ａ）は、図３に示す光学系部材５０とベース板３１との位置関係を示す図であり、図に示すように、光学系部材５０の端面（図の上側端部）とベース板３１の端面（図の上側端部）とが一致している。図９（Ｂ）は、光学系部材５０が貫通穴３７の中心を回転軸としてベース板３１に対して左回りに約３０度回転した状態を示す図である。図９（Ｃ）は、光学系部材５０が貫通穴３７の中心を回転軸としてベース板３１に対して左回りに約４５度回転した状態を示す図である。
【００４６】
この実施の形態に係るソーラパネル製造装置においては、光学系部材５０がレーザ光の導入穴である貫通穴３７の中心を回転軸として、自在に回転可能に構成されている。すなわち、分岐手段である光学系部材５０は、図４の反射ミラー３５からＤＯＥ５００を通過してハーフミラー５１１に向かう垂直レーザ光の進行方向を中心軸として回転制御されている。これによって、レーザ光の分岐方向とレーザ光の基板に対する相対的な移動方向（図９の垂直方向）とのなす角度θを自在に可変制御することができる。なお、光学系部材５０の回転駆動手段としては、ボールネジやリニアモータ等の既存の技術が用いられるが、これらの図示は省略する。
【００４７】
図９に示すように、レーザ光の分岐方向とレーザ光の走査方向（図９の垂直方向）とのなす角度を可変制御した場合でも、レーザ光の相対的な移動方向に対してＤＯＥ５００は回転しないように構成している。すなわち、ＤＯＥ５００を使用することによって、レーザ光の照射形状は、図９の集光レンズ５４１〜５４４内に示したように、点線正方形のような照射形状を示すことになる。従って、光学系部材５０の回転制御と共にＤＯＥ５００を回転させると、集光レンズ５４１〜５４４内の点線正方形もその回転量に応じて回転するようになる。この状態でレーザ光を走査照射すると、スクライブ線の両側稜線に正方形の角が位置するようになり、稜線が波打ち形状を示すようになる。そこで、この実施の形態のように、光学系部材５０を回転制御しても、ＤＯＥ５００は回転させないような構成とすることで、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すように、走査方向（図９の垂直方向）と集光レンズ５４１〜５４４内の点線正方形の左右両辺とが一致し、スクライブ線の両側稜線を極めて滑らかに形成することができ、また、光学系部材５０を回転させてスクライブ線のピッチを適宜制御した場合でも滑らかな稜線のスクライブ線を形成することが可能となる。なお、上述の実施の形態では、ＤＯＥをレーザ光の光路中に１つだけ設ける場合について説明したが、ＤＯＥを分岐後の各集光レンズの直前にそれぞれ設けてもよい。この場合でも、光学系部材５０を回転制御しても各ＤＯＥは回転させないように構成する必要がある。ＤＯＥ５００は、光学系部材５０とは分離した形でベース板３１に直結して設けることによって、光学系部材５０の回転から独立させることが可能である。
【００４８】
図１０は、光学系部材の回転量とスクライブ線のピッチ幅との関係を示す図である。図１０（Ａ）は図９（Ａ）に示すように光学系部材５０が回転していない状態、図１０（Ｂ）は図９（Ｂ）に示すように光学系部材５０が約３０度回転した状態、図１０（Ｃ）は図９（Ｃ）に示すように光学系部材５０が約４５度回転した状態でそれぞれレーザスクライブ加工処理を行なった場合のスクライブ線の状態を示す図である。図１０（Ａ）の場合のスクライブ線のピッチをＰ０とすると、図１０（Ｂ）の場合のピッチＰ３０はＰ０×ｃｏｓ３０°となり、図１０（Ｃ）の場合のピッチＰ４５はＰ０×ｃｏｓ４５°となる。このように、この実施の形態に係るソーラパネル製造装置は、光学系部材５０の回転角度を適宜調整することによって、スクライブ線のピッチ幅を所望の値に適宜可変調整することができる。
【００４９】
図１１は、図２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１１（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１１（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、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１１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１１（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、反りや曲が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。
【００５０】
図１２は、図２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別の一例を示す図である。図１１の実施の形態では、基板検出カメラ６５〜６８は基板１の四隅付近の上部に設けられていたが、この実施の形態では、２台の基板検出カメラ６５，６８がガラス基板１の対角付近の上側に位置するようになっている。図１２（Ａ）において、ガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置された状態で、点線で示すガラス基板１がその位置から矢印のように右側に移動して実線で示すガラス基板１の位置（ガラス基板１の対角の上部に基板検出カメラ６５，６８が位置するような位置）に移動する。このガラス基板１の移動時に、基板検出カメラ６８は、移動するガラス基板１の辺１ａの画像を取得する。そして、基板移動終了時には、基板検出カメラ６５，６８はガラス基板１の対角付近の頂点の画像（図２の画像６５ａ，６８ａ）を取得する。ガラス基板１が停止した状態で、今度は基板検出カメラ６５，６８は、図３（Ｂ）に示すように、点線矢印に沿って移動する。この基板検出カメラ６５，６８の移動時に、基板検出カメラ６５は、ガラス基板１の辺１ｂの画像を取得し、基板検出カメラ６８は、ガラス基板１の辺１ｃの画像を取得する。基板検出カメラ６５，６８の移動終了時には、基板検出カメラ６５，６８はガラス基板１の別の対角付近の頂点の画像（図２の画像６６ａ，６７ａ）を取得する。基板検出カメラ６５，６８が停止した状態で、今度はガラス基板１が図１２（Ｃ）に示すように、点線で示すガラス基板１がその位置から矢印のように右側に移動して実線で示すガラス基板１の位置に移動する。このガラス基板１の移動時に、基板検出カメラ６５は、移動するガラス基板１の辺１ｄの画像を取得する。上述の一連の動作によって、２台の基板検出カメラ６５，６８を用いて、図１１の場合と同様に、画像６５ａ〜６８ａと基板１の各辺の画像を取得することができる。これによって、画像６５ａ〜６８ａの各頂点の位置のずれ量に基づいてガラス基板１の曲がり（反り）や基板１の各辺の欠けを検出することができる。なお、一連の検出動作終了後に、基板検出カメラ６５，６８を図１２（Ａ）の初期位置に復帰させてもよいし、復帰させずに、逆の動作を行なうようにしてもよい。
【００５１】
図１３は、図２のアライメント部１０２，１０４に設けられるアライメントカメラシステムの一例を示す図である。アライメントカメラシステムは、ガラス基板１の両端部（Ｘ軸方向の前後縁部）付近の画像を取得する。このアライメントカメラカステム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システムからの画像を、ガラス基板１のＩＤデータと共にデータベース手段に格納し、これ以降のガラス基板１のアライメント処理に利用する。図１３は最初のスクライブ処理前のアライメント部の一例を示し、図１４は、２回目以降のスクライブ処理前のアライメント部の一例をそれぞれ示す図である。まず、図１３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の左側端部の下側縁部を位置決めピン２１に、ガラス基板１の下側端部の左側縁部を位置決めピン２２に、ガラス基板１の下側端部の右側縁部を位置決めピン２３に、それぞれ突き当て、ガラス基板１を所定位置に位置決めする。この状態でガラス基板１上の透明電極層にレーザ光を照射し、スクライブ処理を実行する。最初のスクライブ処理の結果、ガラス基板１上には、ピッチ約１０ｍｍでスクライブ線が形成される。
【００５２】
図１３は複数のスクライブ線のうち、基板中央付近の１本のスクライブ線２５を示す。このスクライブ線２５の両端部付近、すなわちスクライブ線２５とガラス基板１の縁部との両方を含む箇所２７，２９付近の画像２７ａ，２９ａを前述のアライメントカメラシステムで取得する。画像２７ａ，２９ａを見ると分かるように、画像の中にスクライブ線２５の画像とガラス基板１の縁部の形状の画像の両方を含んでいるので、画像認識処理が容易となる。取得された画像２７ａ，２９ａは制御装置８０によってガラス基板１のＩＤデータとしてデータベース手段７５に順次記憶される。
【００５３】
図１３のように、レーザ加工によるスクライブ処理終了後に画像２７ａ，２９ａの取得処理が終了すると、次は、次段の成膜装置でこの透明電極層の上に半導体層を形成する処理が行なわれる。半導体層形成処理が終了した後、ガラス基板１に対して前述と同様のレーザ光によるスクライブ処理が実行される。この２回目のスクライブ処理の前に図１４に示すような方法でアライメント処理が行なわれる。
【００５４】
図１４では、最初のアライメント処理と同じようにガラス基板１を載置した状態でガラス基板１の左側端部の下側縁部を位置決めピン２１に、ガラス基板１の下側端部の左側縁部を位置決めピン２２に、ガラス基板１の下側端部の右側縁部を位置決めピン２３に、それぞれ突き当て、ガラス基板１を所定位置に位置決めする。この状態で、スクライブ線２５の両端部付近、すなわちスクライブ線２５とガラス基板１の縁部との両方を含む箇所２７，２９付近の画像２７ｂ，２９ｂをアライメントカメラシステムで取得する。一方、制御装置８０は、データベース手段７５からガラス基板１のＩＤデータの画像２７ａ，２９ａを読み出す。制御装置８０によって、読み出された画像２７ａ，２９ａと、アライメントカメラシステムで取得された画像２７ｂ，２９ｂとが比較され、両者が一致するように、Ｘ軸，Ｙ軸及びθ軸が制御され、正確なアライメント処理が行なわれる。
【００５５】
図１４に示すようにして、画像２７ａ，２９ａと画像２７ｂ，２９ｂの比較処理によるアライメント処理が終了すると、前回のスクライブ線２５から約３０μｍはなれた位置でレーザ光によるスクライブ処理が実行される。このスクライブ処理が終了すると、次段の成膜装置で半導体層の上に金属層を形成する処理が行なわれる。再び、レーザ加工装置に基板が搬入され、図１４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が実行される。これによって、ガラス基板１には、３本のスクライブ線が形成される。
【００５６】
図１５は、本発明に係るソーラパネル製造装置のループ方式の実施例を示す図である。図１５において、図２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２のものと異なる点は、図２の製造装置のレーザ加工ステーション１０１に存在したアライメント部１０４が省略され、搬入出ロボットステーション１４２が図の右側から左側への一方向の搬送を行う点である。従って、図１５の製造装置では、表裏反転機構部１４３に搬入されたガラス基板１ｍは、ガラス基板１ｎとしてアライメント部１０２でアライメント処理される。その後、ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２で所定の加工が施される。加工後のガラス基板１ｑはレーザ加工ステーション１０１から搬入出ロボットステーション１４２の右端へガラス基板１ｒとして搬送され、そこからガラス基板１ｍとして表裏反転機構部１４３に搬送されて、そこで表裏反転されてローラコンベア１２１に搬出される。図１５の製造装置では、レーザ加工中にアライメント部１０２でアライメント処理を行っている。グリッパ部１０６はレーザ加工終了後、ガラス基板を直ちに搬入出ロボットステーション１４２へ搬送すると、グリッパ１０６をアライメント部１０２に移動させてガラス基板を保持して、同様のレーザ加工処理を行っている。すなわち、ガラス基板は製造装置上をループ状に移動する。従って、タクトタイムは図２の場合よりも若干大きくなるが、表裏反転機構部１４３を１個設けるだけでよく、装置を簡略化することができる。
【００５７】
図１６は、本発明に係るソーラパネル製造装置のリターン方式の別の実施例を示す図である。図１５において、図２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２のものと異なる点は、ローラコンベア１２１及び表裏反転機構部１４３に対するガラス基板の搬入出処理をハンドリングアーム方式の基板搬送ロボット１４６を用いるようにした点である。従って、図１５の製造装置では、ローラコンベア１２１からガラス基板１ｘを表裏反転機構部１４３に搬入し、そこで表裏反転処理を行い、ガラス基板１ｎとしてアライメント部１０２に搬送するか又は基板搬送ロボット１４６を用いて再度搬入出ロボットステーション１４４の右端へガラス基板１ｒとして搬送する。レーザ加工ステーション１０１では、図２と同様に、両サイドのアライメント部１０２，１０４でアライメント処理を行いレーザ加工処理を行なう。なお、表裏反転機構部を別途ガラス基板１ｒの箇所に設けてもよいし、表裏反転機構部１４３を省略してローラコンベア１２１と搬入出ロボットステーション１４４との間に別の表裏反転機構部を設けるようにしてもよい。
【００５８】
図１７は、本発明に係るソーラパネル製造装置のダブルサイド方式の実施例を示す図である。この実施例は、図２のアライメント部１０２，１０４を備えたレーザ加工ステーション１０１の両側からガラス基板を搬入出するようにしたものである。図１７において、図２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２のものと異なる点は、レーザ加工ステーション１０１の両側にローラコンベア１２１，１２２が設けられ、ローラコンベア１２１，１２２に表裏反転機構部１４７，１４８が設けられている点である。従って、図１７の製造装置では、両側のローラコンベア１２１，１２２からガラス基板１ｘ１，１ｘ２，１ｙ１，１ｙ２，１ｚ１，１ｚ２のように順番に表裏反転機構部１４７，１４８を経由してアライメント部１０２，１０４に搬入出される。レーザ加工ステーション１０１は、図２と同様に、両サイドのアライメント部１０２，１０４でアライメント処理されたガラス基板に対してレーザ加工処理を行なう。なお、表裏反転機構部が不要な場合は、表裏反転機構部１４７，１４８は省略してもよい。
【００５９】
上述の実施の形態では、最初のスクライブ処理の結果、ガラス基板１上に形成されたスクライブ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の結果、ガラス基板１上に形成された２本のスクライブ線を含む画像を取得して、それを用いてアライメント処理を行なうようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、アライメントカメラシステムと基板検出カメラ６５〜６８を別々に設ける場合について説明したが、アライメントカメラシステムに図１２に示すような移動機構を設けて、基板検出カメラ６５〜６８の機能を兼用させるようにしてもよい。
【００６０】
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。
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スクライブ線（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、基板表面の薄膜にスクライブ線を形成するようにしてもよい。
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】
【００６１】
１…ガラス基板
１ａ〜１ｅ，１ｘ〜１ｚ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
１２…成膜装置
１４…搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）
１０…レーザ加工ステーション
１８…成膜装置
１６…搬出ロボットステーション（ローラコンベア部）
１０ａ…アライメント部
１０ｂ…グリッパ部
１０ｃ…グリッパ駆動部
１０ｄ…加工エリア部
１０…台座
１０１…レーザ加工ステーション
１０２，１０４…アライメント部
１０６，１０８…グリッパ部
１１０…グリッパ駆動部
１１２…加工エリア部
１２１…ローラコンベア
１４１…搬入出ロボットステーション
１４３…表裏反転機構部
２０…ＸＹテーブル
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
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
５２１〜５２８…反射ミラー
５３１〜５３４…シャッター機構
５４１〜５４４…集光レンズ
５２，５４…オートフォーカス用測長システム
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
９２，９３…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】
前段の装置から搬送されて来る第１のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記アライメント処理後の前記第１のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第１のガラス基板にレーザ加工を施すステップと、
前記レーザ光による加工が施されている間に、前記前段の装置から搬送されて来る第２のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記レーザ光による加工が終了した後に前記第１のガラス基板を搬出すると共に前記第２のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第２のガラス基板にレーザ加工を施すステップと
を順次繰り返しながら前記前段の装置から搬送されて来るガラス基板に対してレーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工方法において、
前記レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、前記最初の加工処理によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分と前記ガラス基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記ガラス基板のＩＤデータとして記憶しておき、２回目以降の加工処理を施す際は前記ＩＤデータ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３】
請求項１又は２に記載のレーザ加工方法において、
前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）や前記ガラス基板の四隅付近の欠けを検出することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のレーザ加工方法において、
前記ガラス基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
相対的に移動されるガラス基板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、
前段の装置から搬送されて来る第１のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第１のアライメント手段と、
前段の装置から搬送されて来る第２のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第２のアライメント手段と、
前記第１のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第１のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第１の保持手段と、
前記第２のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第２のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第２の保持手段と、
前記第１のアライメント手段によるアライメント処理後の前記第１のガラス手段を前記第１の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第１のガラス基板に前記レーザ光による加工を行い、このレーザ光加工が行なわれている間に、前記第２のアライメント手段による前記第２のガラス基板に対するアライメント処理を実行させ、前記第１のガラス基板に対する前記レーザ光による加工が終了した後に前記第１のガラス基板を搬出すると共に前記第２のガラス手段を前記第２の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第２のガラス基板に前記レーザ光による加工を行なうという一連の動作を前記前段の装置から順次搬送されて来るガラス基板に対して実行させる制御手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、前記最初の加工処理によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分と前記ガラス基板の縁部との両方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を前記ガラス基板のＩＤデータとして記憶する記憶手段と、
２回目以降の加工処理を施す際は、前記ＩＤデータに基づいて前記第１及び第２のアライメント手段による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７】
請求項５又は６に記載のレーザ加工装置において、
前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得する第１の画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された前記ガラス基板の四隅付近の画像に基づいて前記基板の曲がり（反り）や前記基板の四隅付近の欠けを検出する第１の検出手段と
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５、６又は７に記載のレーザ加工装置において、
前記ガラス基板の外周縁の画像を取得する第２の画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出する第２の検出手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置
【請求項９】
請求項１から４までのいずれか１に記載のレーザ加工方法又は請求項５から８までのいずれか１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】
前段の装置から搬送されて来る第１のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記アライメント処理後の前記第１のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第１のガラス基板にレーザ加工を施すステップと、
前記レーザ光による加工が施されている間に、前記前段の装置から搬送されて来る第２のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記レーザ光による加工が終了した後に前記第１のガラス基板を搬出すると共に前記第２のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第２のガラス基板にレーザ加工を施すステップと
を順次繰り返しながら前記前段の装置から搬送されて来るガラス基板に対してレーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工方法において、
前記レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、前記最初の加工処理によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分と前記ガラス基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記ガラス基板のＩＤデータとして記憶しておき、２回目以降の加工処理を施す際は前記ＩＤデータ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３】
請求項１又は２に記載のレーザ加工方法において、
前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）や前記ガラス基板の四隅付近の欠けを検出することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のレーザ加工方法において、
前記ガラス基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
相対的に移動されるガラス基板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、
前段の装置から搬送されて来る第１のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第１のアライメント手段と、
前段の装置から搬送されて来る第２のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第２のアライメント手段と、
前記第１のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第１のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第１の保持手段と、
前記第２のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第２のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第２の保持手段と、
前記第１のアライメント手段によるアライメント処理後の前記第１のガラス手段を前記第１の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第１のガラス基板に前記レーザ光による加工を行い、このレーザ光加工が行なわれている間に、前記第２のアライメント手段による前記第２のガラス基板に対するアライメント処理を実行させ、前記第１のガラス基板に対する前記レーザ光による加工が終了した後に前記第１のガラス基板を搬出すると共に前記第２のガラス手段を前記第２の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第２のガラス基板に前記レーザ光による加工を行なうという一連の動作を前記前段の装置から順次搬送されて来るガラス基板に対して実行させる制御手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、前記最初の加工処理によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分と前記ガラス基板の縁部との両方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を前記ガラス基板のＩＤデータとして記憶する記憶手段と、
２回目以降の加工処理を施す際は、前記ＩＤデータに基づいて前記第１及び第２のアライメント手段による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７】
請求項５又は６に記載のレーザ加工装置において、
前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得する第１の画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された前記ガラス基板の四隅付近の画像に基づいて前記基板の曲がり（反り）や前記基板の四隅付近の欠けを検出する第１の検出手段と
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５、６又は７に記載のレーザ加工装置において、
前記ガラス基板の外周縁の画像を取得する第２の画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり（反り）及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出する第２の検出手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置
【請求項９】
請求項１から４までのいずれか１に記載のレーザ加工方法又は請求項５から８までのいずれか１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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【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】
【公開番号】特開２０１０−２７９９６９（Ｐ２０１０−２７９９６９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３４８８１（Ｐ２００９−１３４８８１）
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【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２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【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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