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】レーザ発生装置から出射したレーザ光を加工の影響なく同じものとして加工位置まで分岐導入すると共にレーザ発生装置の交換に伴う光学系の調整を容易に行なえるようにする。
【解決手段】レーザ発生装置から出射したレーザ光を加工位置まで導入するのに光ファイバガイドを用い、分岐後のレーザ光を光ファイバガイドで加工位置まで導入するようにした。光ファイバガイドは、フレキシブルに変形可能なので、レーザ光を加工位置まで容易に導入することができる。また、レーザ光の分岐光学系をレーザ発生装置の直後に設けてあるので、レーザ発生装置を交換する場合に、光ファイバガイドのレーザ光入射部とレーザ発生装置との光軸を調整すると共に分岐光学系を同時に調整するだけでよくなり、レーザ発生装置交換に伴う光学系の調整が容易になる。
【解決手段】レーザ発生装置から出射したレーザ光を加工位置まで導入するのに光ファイバガイドを用い、分岐後のレーザ光を光ファイバガイドで加工位置まで導入するようにした。光ファイバガイドは、フレキシブルに変形可能なので、レーザ光を加工位置まで容易に導入することができる。また、レーザ光の分岐光学系をレーザ発生装置の直後に設けてあるので、レーザ発生装置を交換する場合に、光ファイバガイドのレーザ光入射部とレーザ発生装置との光軸を調整すると共に分岐光学系を同時に調整するだけでよくなり、レーザ発生装置交換に伴う光学系の調整が容易になる。
【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、特にレーザ光を複数に分岐して加工を行なうレーザ加工方法、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。このようなレーザ光を用いた加工方法においてレーザ光を複数に分岐して加工を行なうものについては、特許文献１に記載のようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４１９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のレーザ加工方法では、１本のレーザ光を位相格子を用いて複数のレーザ光に分岐し、分岐された複数のレーザ光をワークに照射している。また、同時に照射される複数のレーザ光の分岐方向とレーザ光の走査方向とのなす角度θを大きくして、照射エリアの幅を狭くしていき、複数の照射を繋げて、幅広の除去部を形成している。しかし、特許文献１に記載のレーザ加工方法では、位相格子を用いてレーザ光を分岐しているので、分岐されたレーザ光間のピッチ幅を約１０ｍｍ程度とすることは非常に困難であり、ソーラパネルの製造工程に特許文献１の記載の技術を応用することは困難であった。
【０００５】
そこで、本願出願人は、レーザ発生装置から出射されるレーザ光を複数のハーフミラー、反射ミラー及び偏光ミラーなどを用いてピッチ幅が約５０〜１００ｍｍ程度のレーザ光に分岐するように構成したレーザ加工装置について複数の出願を行なっている。これらの出願では、分岐光路内でレーザ光を分岐しているが、分岐ヘッド毎のパワーにバラツキが存在することが判明している。これは、ミラー等の部品やこれを調整するための無偏光クォーツガラスなどの個体差が原因である。また、寿命によってレーザ発生装置を交換しなければならない場合があるが、レーザ発生装置の交換に応じて分岐光学系全体の調整が必要となり、それに多大の時間を要するという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上述の点に鑑みてなされたものであり、レーザ発生装置から出射したレーザ光を加工に影響なく同じものとして加工位置まで分岐導入することができ、レーザ発生装置の交換に伴う光学系の調整を容易に行なえるレーザ加工方法、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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るレーザ加工方法の第１の特徴は、レーザ発生手段から出射されるレーザ光を複数のレーザ光に分岐し、分岐された複数の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レーザ加工を施すレーザ加工方法において、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する手段として光ファイバガイド手段を用いたことにある。
レーザ光による加工は、レーザ発生装置から出射されたレーザ光をガラス基板の表面に略垂直に照射して、ガラス基板上の薄膜を加工することによって行なわれる。従来は、レーザ発生手段から出射したレーザ光をその加工位置まで反射ミラー等を用いて導入していたが、この発明では、レーザ発生手段から出射したレーザ光を加工位置まで導入するのに光ファイバガイド手段を用いるようにした。光ファイバガイド手段は、フレキシブルに変形可能なので、レーザ光を加工位置まで容易に導入することができる。また、レーザ発生装置を交換した場合には、光ファイバガイド手段のレーザ光入射部とレーザ発生装置との光軸を調整するだけで途中の光学系を調整する必要がないので、予め分岐光学系側の調整が可能となり、レーザ発生装置交換に伴う光学系の調整が容易になるという効果がある。
【０００８】
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、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を分岐した後に前記光ファイバガイド手段を用いてレーザ加工の行なわれる位置まで導入することにある。これは、光ファイバガイド手段にレーザ光を導入する場合に、レーザ光を分岐してから分岐後の各レーザ光を光ファイバガイド手段で加工位置まで導入するようにしたものである。すなわち、レーザ光の分岐光学系をレーザ発生手段の直後に設け、分岐後のレーザ光を光ファイバガイド手段を用いて加工位置に導入するようにしたことによって、レーザ発生手段の交換と同時に分岐光学系の調整を容易に行なうことができる。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工装置の第１の特徴は、レーザ発生手段から出射されるレーザ光を複数のレーザ光に分岐し、分岐された複数のレーザ光を保持手段に保持された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装置において、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する手段として光ファイバガイド手段を用いたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第１の特徴に対応したレーザ加工装置の発明である。
【００１０】
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、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を分岐する第１の分岐光学系手段と、前記第１の分岐光学系手段によって分岐された前記レーザ光を個々に前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する光ファイバガイド手段群と、前記光ファイバガイド手段を介して導入された前記レーザ光を前記ワークに対して照射する第２の分岐光学系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の特徴に対応したレーザ加工装置の発明である。
【００１１】
本発明に係るソーラパネル製造方法の特徴は、前記第１若しくは第２の特徴に記載のレーザ加工方法、又は前記第１若しくは第２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、前記レーザ加工方法、又は前記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】
【００１２】
本発明によれば、レーザ発生装置から出射したレーザ光を加工に影響なく同じものとして加工位置まで分岐導入することができるという効果がある。
また、本発明によれば、レーザ発生装置の交換に伴う光学系の調整を容易に行なうことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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の分岐光学系部材の詳細構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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が膜面の加工方向により反り方向が変わるように、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、スライドフレーム３０、レーザ発生装置４０、分岐光学系部材５０，６０、リニアエンコーダ７０及び制御装置８０によって構成されている。
【００２１】
図１において、レーザ加工ステーション１０の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の上方には分岐光学系部材５０，６０を保持し、分岐光学系部材６０を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。
【００２２】
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、分岐光学系部材５０，６０及び制御装置８０が設置されている。レーザ発生装置４０から照射したレーザ光は、光量調整を行うアッテネータ４２と、偏光方向を合わせることにより、外部又は反射によるノイズ光を除去する光アイソレータ４４を介して分岐光学系部材５０に導かれる。
【００２３】
分岐光学系部材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系列に分割する。分岐光学系部材５０と分岐光学系部材６０との間は配線配置がフレキシブルな光ファイバガイドによって接続されており、分岐光学系部材５０で分割されたレーザ光はそれぞれ光ファイバガイドを介して分岐光学系部材６０に導かれる。分岐光学系部材６０は、レンズの組み合わせで構成され、エア浮上ステージ２０上のガラス基板１上にレーザ光を導くものである。分岐光学系部材６０は、図２に示すように、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。分岐光学系部材６０は、先端部がＺ軸を中心に回転可能となっている。なお、レーザ光の分割数は４系列に限るものではなく、２系列以上であればいくつでもよい。
【００２４】
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（レーザ周波数など）を制御する。
【００２５】
図３は、図２の分岐光学系部材の詳細構成を示す図である。実際の分岐光学系部材５０，６０の構成は複雑なので、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において、分岐光学系部材５０は図２の上から見た内部構造を示し、分岐光学系部材６０は図２の−Ｘ軸方向から見た内部構造を示す。図３に示すように分岐光学系部材５０のレーザ発生装置４０側にはアッテネータ４２及び光アイソレータ４４を介して入射するレーザ光を内部に導入するための貫通穴が設けられている。
【００２６】
分岐光学系部材５０は、ハーフミラー５１１〜５１３、反射ミラー５２１〜５２３、シャッター機構５３１〜５３４及び集光レンズ５４１〜５４４から構成される。分岐光学系部材５０の筐体側面に設けられた貫通穴を介して入射したレーザ光は、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、反射ビームは左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５２１に向かって進む。ハーフミラー５１１を透過したビームは反射ミラー５２１によって反射され、右方向に進み、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る。ハーフミラー５１３を透過した透過ビームは反射ミラー５２３によって反射され、下方向のシャッター機構５３１及び集光レンズ５４１側に向い、集光レンズ５４１によって集光されたレーザ光は光ファイバガイド５６1に導入される。一方、ハーフミラー５１３によって反射された反射ビームは下方向のシャッター機構５３２及び集光レンズ５４２に向い、集光レンズ５４２によって集光されたレーザ光は光ファイバガイド５６２に導入される。
【００２７】
ハーフミラー５１１によって反射したビームは左方向に進み、ハーフミラー５１２によって反射ビームと透過ビームに分岐される。ハーフミラー５１２によって反射された反射ビームは下方向のシャッター機構５３３及び集光レンズ５４３に向い、集光レンズ５４３によって集光されたレーザ光は光ファイバガイド５６３に導入される。ハーフミラー５１２を透過した透過ビームは反射ミラー５２２によって反射され、下方向のシャッター機構５３４及び集光レンズ５４４側に向い、集光レンズ５４４によって集光されたレーザ光は光ファイバガイド５６４に導入される。貫通穴を介して入射したレーザ光は、ハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２３によって、透過・反射されて集光レンズ５４１〜５４４に導かれる。シャッター機構５３１〜５３４は、分岐光学系部材５０の各集光レンズ５４１〜５４４から出射されるレーザ光の出射状態を遮蔽するものである。このとき、貫通穴から各集光レンズ５４１〜５４４までの光路長は等しくなるように構成されていること、又はロスによる影響を考慮した構成とすることが好ましい。
【００２８】
分岐光学系部材５０によってそれぞれ均等に分割されたレーザ光は、光ファイバガイド５６１〜５６４によって、加工箇所に位置する分岐光学系部材６０に導かれる。分岐光学系部材６０は、集光レンズ６１１〜６１４、光アイソレータ６２１〜６２４及び集光レンズ６３１〜６３４から構成される。集光レンズ６１１〜６１４は、光ファイバガイド５６１〜５６４から出射するレーザ光を平行光に集光する。光アイソレータ６２１〜６２４は、加工位置や途中で反射して戻って来るレーザ光が光ファイバガイド５６１〜５６４側に偏光方向を利用して、戻るのを阻止するものである。集光レンズ６３１〜６３４は、レーザ発生装置４０から発生された波長１０６４［ｎｍ］の加工用のレーザ光をそれぞれの加工位置に照射するものである。これらの集光レンズ６１１〜６１４、光アイソレータ６２１〜６２４及び集光レンズ６３１〜６３４は、それぞれの光軸に沿って上下方向に駆動制御される筐体６０１〜６０４内に収納されている。
【００２９】
なお、図示していないが、各筐体６０１〜６０４には、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るオートフォーカス用測長システムが搭載されており、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筐体６０１〜６０４を上下に駆動し、ガラス基板１に対する個々の集光レンズ６３１〜６３４の高さを調整する。なお、筐体６０１〜６０４を個々に駆動するフォーカス調整用駆動機構については図示を省略してある。また、図示していないが、光学系部材６０は、先端部がＺ軸を中心に回転可能となっている。このように光学系部材６０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。このとき、フレキシブルな光ファイバガイドを用いているので回転を容易に行なうことが可能となる。
【００３０】
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機構について説明を省略したが、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。
レーザ光の光路途中に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を設けてもよい。
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】
【００３１】
１…ガラス基板、
１０…レーザ加工ステーション、
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、
１４１…搬入出ロボットステーション、
１４３…表裏反転機構部、
１ｘ〜１ｚ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
２０…エア浮上ステージ、
３０…スライドフレーム、
３１…ベース板、
４０…レーザ発生装置、
４２…アッテネータ、
４４…光アイソレータ、
５０，６０…分岐光学系部材、
５１１〜５１３…ハーフミラー
５２１〜５２３…反射ミラー、
５３１〜５３４…シャッター機構、
５４１〜５４４…集光レンズ、
５６，５６１〜５６４…光ファイバガイド、
６０１〜６０４…筐体、
６１１〜６１４…集光レンズ、
６２１〜６２４…光アイソレータ、
６３１〜６３４…集光レンズ、
７０…リニアエンコーダ、
８０…制御装置
【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、特にレーザ光を複数に分岐して加工を行なうレーザ加工方法、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。このようなレーザ光を用いた加工方法においてレーザ光を複数に分岐して加工を行なうものについては、特許文献１に記載のようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４１９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のレーザ加工方法では、１本のレーザ光を位相格子を用いて複数のレーザ光に分岐し、分岐された複数のレーザ光をワークに照射している。また、同時に照射される複数のレーザ光の分岐方向とレーザ光の走査方向とのなす角度θを大きくして、照射エリアの幅を狭くしていき、複数の照射を繋げて、幅広の除去部を形成している。しかし、特許文献１に記載のレーザ加工方法では、位相格子を用いてレーザ光を分岐しているので、分岐されたレーザ光間のピッチ幅を約１０ｍｍ程度とすることは非常に困難であり、ソーラパネルの製造工程に特許文献１の記載の技術を応用することは困難であった。
【０００５】
そこで、本願出願人は、レーザ発生装置から出射されるレーザ光を複数のハーフミラー、反射ミラー及び偏光ミラーなどを用いてピッチ幅が約５０〜１００ｍｍ程度のレーザ光に分岐するように構成したレーザ加工装置について複数の出願を行なっている。これらの出願では、分岐光路内でレーザ光を分岐しているが、分岐ヘッド毎のパワーにバラツキが存在することが判明している。これは、ミラー等の部品やこれを調整するための無偏光クォーツガラスなどの個体差が原因である。また、寿命によってレーザ発生装置を交換しなければならない場合があるが、レーザ発生装置の交換に応じて分岐光学系全体の調整が必要となり、それに多大の時間を要するという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上述の点に鑑みてなされたものであり、レーザ発生装置から出射したレーザ光を加工に影響なく同じものとして加工位置まで分岐導入することができ、レーザ発生装置の交換に伴う光学系の調整を容易に行なえるレーザ加工方法、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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るレーザ加工方法の第１の特徴は、レーザ発生手段から出射されるレーザ光を複数のレーザ光に分岐し、分岐された複数の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レーザ加工を施すレーザ加工方法において、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する手段として光ファイバガイド手段を用いたことにある。
レーザ光による加工は、レーザ発生装置から出射されたレーザ光をガラス基板の表面に略垂直に照射して、ガラス基板上の薄膜を加工することによって行なわれる。従来は、レーザ発生手段から出射したレーザ光をその加工位置まで反射ミラー等を用いて導入していたが、この発明では、レーザ発生手段から出射したレーザ光を加工位置まで導入するのに光ファイバガイド手段を用いるようにした。光ファイバガイド手段は、フレキシブルに変形可能なので、レーザ光を加工位置まで容易に導入することができる。また、レーザ発生装置を交換した場合には、光ファイバガイド手段のレーザ光入射部とレーザ発生装置との光軸を調整するだけで途中の光学系を調整する必要がないので、予め分岐光学系側の調整が可能となり、レーザ発生装置交換に伴う光学系の調整が容易になるという効果がある。
【０００８】
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、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を分岐した後に前記光ファイバガイド手段を用いてレーザ加工の行なわれる位置まで導入することにある。これは、光ファイバガイド手段にレーザ光を導入する場合に、レーザ光を分岐してから分岐後の各レーザ光を光ファイバガイド手段で加工位置まで導入するようにしたものである。すなわち、レーザ光の分岐光学系をレーザ発生手段の直後に設け、分岐後のレーザ光を光ファイバガイド手段を用いて加工位置に導入するようにしたことによって、レーザ発生手段の交換と同時に分岐光学系の調整を容易に行なうことができる。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工装置の第１の特徴は、レーザ発生手段から出射されるレーザ光を複数のレーザ光に分岐し、分岐された複数のレーザ光を保持手段に保持された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装置において、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する手段として光ファイバガイド手段を用いたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第１の特徴に対応したレーザ加工装置の発明である。
【００１０】
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、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を分岐する第１の分岐光学系手段と、前記第１の分岐光学系手段によって分岐された前記レーザ光を個々に前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する光ファイバガイド手段群と、前記光ファイバガイド手段を介して導入された前記レーザ光を前記ワークに対して照射する第２の分岐光学系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の特徴に対応したレーザ加工装置の発明である。
【００１１】
本発明に係るソーラパネル製造方法の特徴は、前記第１若しくは第２の特徴に記載のレーザ加工方法、又は前記第１若しくは第２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、前記レーザ加工方法、又は前記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】
【００１２】
本発明によれば、レーザ発生装置から出射したレーザ光を加工に影響なく同じものとして加工位置まで分岐導入することができるという効果がある。
また、本発明によれば、レーザ発生装置の交換に伴う光学系の調整を容易に行なうことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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の分岐光学系部材の詳細構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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が膜面の加工方向により反り方向が変わるように、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、スライドフレーム３０、レーザ発生装置４０、分岐光学系部材５０，６０、リニアエンコーダ７０及び制御装置８０によって構成されている。
【００２１】
図１において、レーザ加工ステーション１０の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の上方には分岐光学系部材５０，６０を保持し、分岐光学系部材６０を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。
【００２２】
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、分岐光学系部材５０，６０及び制御装置８０が設置されている。レーザ発生装置４０から照射したレーザ光は、光量調整を行うアッテネータ４２と、偏光方向を合わせることにより、外部又は反射によるノイズ光を除去する光アイソレータ４４を介して分岐光学系部材５０に導かれる。
【００２３】
分岐光学系部材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系列に分割する。分岐光学系部材５０と分岐光学系部材６０との間は配線配置がフレキシブルな光ファイバガイドによって接続されており、分岐光学系部材５０で分割されたレーザ光はそれぞれ光ファイバガイドを介して分岐光学系部材６０に導かれる。分岐光学系部材６０は、レンズの組み合わせで構成され、エア浮上ステージ２０上のガラス基板１上にレーザ光を導くものである。分岐光学系部材６０は、図２に示すように、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。分岐光学系部材６０は、先端部がＺ軸を中心に回転可能となっている。なお、レーザ光の分割数は４系列に限るものではなく、２系列以上であればいくつでもよい。
【００２４】
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（レーザ周波数など）を制御する。
【００２５】
図３は、図２の分岐光学系部材の詳細構成を示す図である。実際の分岐光学系部材５０，６０の構成は複雑なので、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において、分岐光学系部材５０は図２の上から見た内部構造を示し、分岐光学系部材６０は図２の−Ｘ軸方向から見た内部構造を示す。図３に示すように分岐光学系部材５０のレーザ発生装置４０側にはアッテネータ４２及び光アイソレータ４４を介して入射するレーザ光を内部に導入するための貫通穴が設けられている。
【００２６】
分岐光学系部材５０は、ハーフミラー５１１〜５１３、反射ミラー５２１〜５２３、シャッター機構５３１〜５３４及び集光レンズ５４１〜５４４から構成される。分岐光学系部材５０の筐体側面に設けられた貫通穴を介して入射したレーザ光は、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、反射ビームは左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５２１に向かって進む。ハーフミラー５１１を透過したビームは反射ミラー５２１によって反射され、右方向に進み、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る。ハーフミラー５１３を透過した透過ビームは反射ミラー５２３によって反射され、下方向のシャッター機構５３１及び集光レンズ５４１側に向い、集光レンズ５４１によって集光されたレーザ光は光ファイバガイド５６1に導入される。一方、ハーフミラー５１３によって反射された反射ビームは下方向のシャッター機構５３２及び集光レンズ５４２に向い、集光レンズ５４２によって集光されたレーザ光は光ファイバガイド５６２に導入される。
【００２７】
ハーフミラー５１１によって反射したビームは左方向に進み、ハーフミラー５１２によって反射ビームと透過ビームに分岐される。ハーフミラー５１２によって反射された反射ビームは下方向のシャッター機構５３３及び集光レンズ５４３に向い、集光レンズ５４３によって集光されたレーザ光は光ファイバガイド５６３に導入される。ハーフミラー５１２を透過した透過ビームは反射ミラー５２２によって反射され、下方向のシャッター機構５３４及び集光レンズ５４４側に向い、集光レンズ５４４によって集光されたレーザ光は光ファイバガイド５６４に導入される。貫通穴を介して入射したレーザ光は、ハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２３によって、透過・反射されて集光レンズ５４１〜５４４に導かれる。シャッター機構５３１〜５３４は、分岐光学系部材５０の各集光レンズ５４１〜５４４から出射されるレーザ光の出射状態を遮蔽するものである。このとき、貫通穴から各集光レンズ５４１〜５４４までの光路長は等しくなるように構成されていること、又はロスによる影響を考慮した構成とすることが好ましい。
【００２８】
分岐光学系部材５０によってそれぞれ均等に分割されたレーザ光は、光ファイバガイド５６１〜５６４によって、加工箇所に位置する分岐光学系部材６０に導かれる。分岐光学系部材６０は、集光レンズ６１１〜６１４、光アイソレータ６２１〜６２４及び集光レンズ６３１〜６３４から構成される。集光レンズ６１１〜６１４は、光ファイバガイド５６１〜５６４から出射するレーザ光を平行光に集光する。光アイソレータ６２１〜６２４は、加工位置や途中で反射して戻って来るレーザ光が光ファイバガイド５６１〜５６４側に偏光方向を利用して、戻るのを阻止するものである。集光レンズ６３１〜６３４は、レーザ発生装置４０から発生された波長１０６４［ｎｍ］の加工用のレーザ光をそれぞれの加工位置に照射するものである。これらの集光レンズ６１１〜６１４、光アイソレータ６２１〜６２４及び集光レンズ６３１〜６３４は、それぞれの光軸に沿って上下方向に駆動制御される筐体６０１〜６０４内に収納されている。
【００２９】
なお、図示していないが、各筐体６０１〜６０４には、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るオートフォーカス用測長システムが搭載されており、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筐体６０１〜６０４を上下に駆動し、ガラス基板１に対する個々の集光レンズ６３１〜６３４の高さを調整する。なお、筐体６０１〜６０４を個々に駆動するフォーカス調整用駆動機構については図示を省略してある。また、図示していないが、光学系部材６０は、先端部がＺ軸を中心に回転可能となっている。このように光学系部材６０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。このとき、フレキシブルな光ファイバガイドを用いているので回転を容易に行なうことが可能となる。
【００３０】
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機構について説明を省略したが、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。
レーザ光の光路途中に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を設けてもよい。
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】
【００３１】
１…ガラス基板、
１０…レーザ加工ステーション、
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、
１４１…搬入出ロボットステーション、
１４３…表裏反転機構部、
１ｘ〜１ｚ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
２０…エア浮上ステージ、
３０…スライドフレーム、
３１…ベース板、
４０…レーザ発生装置、
４２…アッテネータ、
４４…光アイソレータ、
５０，６０…分岐光学系部材、
５１１〜５１３…ハーフミラー
５２１〜５２３…反射ミラー、
５３１〜５３４…シャッター機構、
５４１〜５４４…集光レンズ、
５６，５６１〜５６４…光ファイバガイド、
６０１〜６０４…筐体、
６１１〜６１４…集光レンズ、
６２１〜６２４…光アイソレータ、
６３１〜６３４…集光レンズ、
７０…リニアエンコーダ、
８０…制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発生手段から出射されるレーザ光を複数のレーザ光に分岐し、分岐された複数の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レーザ加工を施すレーザ加工方法において、
前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する手段として光ファイバガイド手段を用いた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、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を分岐した後に前記光ファイバガイド手段を用いてレーザ加工の行なわれる位置まで導入することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
レーザ発生手段から出射されるレーザ光を複数のレーザ光に分岐し、分岐された複数のレーザ光を保持手段に保持された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装置において、
前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する手段として光ファイバガイド手段を用いたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を分岐する第１の分岐光学系手段と、
前記第１の分岐光学系手段によって分岐された前記レーザ光を個々に前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する光ファイバガイド手段群と、
前記光ファイバガイド手段を介して導入された前記レーザ光を前記ワークに対して照射する第２の分岐光学系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５】
請求項１若しくは２に記載のレーザ加工方法、又は請求項３若しくは４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】
レーザ発生手段から出射されるレーザ光を複数のレーザ光に分岐し、分岐された複数の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レーザ加工を施すレーザ加工方法において、
前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する手段として光ファイバガイド手段を用いた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、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を分岐した後に前記光ファイバガイド手段を用いてレーザ加工の行なわれる位置まで導入することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
レーザ発生手段から出射されるレーザ光を複数のレーザ光に分岐し、分岐された複数のレーザ光を保持手段に保持された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装置において、
前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する手段として光ファイバガイド手段を用いたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ発生手段から出射した前記レーザ光を分岐する第１の分岐光学系手段と、
前記第１の分岐光学系手段によって分岐された前記レーザ光を個々に前記レーザ加工の行なわれる位置まで導入する光ファイバガイド手段群と、
前記光ファイバガイド手段を介して導入された前記レーザ光を前記ワークに対して照射する第２の分岐光学系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５】
請求項１若しくは２に記載のレーザ加工方法、又は請求項３若しくは４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２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１１３９７（Ｐ２０１２−１１３９７Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７４８７（Ｐ２０１０−１４７４８７）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【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２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【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）】
[ Back to top ]