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】レーザ加工箇所へ搬入される基板の欠けや曲がり（反り）などの状態を検査し、それに応じてガラス基板の姿勢を調整して最適な状態でレーザ加工を行なう。
【解決手段】この発明は、基板をレーザ加工位置に搬入する際にエア浮上させているので、基板の曲がり（反り）が下に凸となるように基板の表裏反転を行なうようにしたものである。基板の曲がり（反り）を下に凸としてエア浮上を行なうことによって、基板が十分に浮上し、ステージに接触することがなくなる。レーザ加工前の成膜装置によって形成された膜面の外側方向に基板は曲がる傾向があるので、膜面側を下側となるようにしてもよいし、また、基板の四隅付近の画像を取得し、取得された四隅付近の画像に基づいて基板が上下いずれの方向に凸に曲がって（反って）いるかを検出し、その検出結果に応じて、基板の曲がり（反り）が下に凸となるようにしてもよい。
【解決手段】この発明は、基板をレーザ加工位置に搬入する際にエア浮上させているので、基板の曲がり（反り）が下に凸となるように基板の表裏反転を行なうようにしたものである。基板の曲がり（反り）を下に凸としてエア浮上を行なうことによって、基板が十分に浮上し、ステージに接触することがなくなる。レーザ加工前の成膜装置によって形成された膜面の外側方向に基板は曲がる傾向があるので、膜面側を下側となるようにしてもよいし、また、基板の四隅付近の画像を取得し、取得された四隅付近の画像に基づいて基板が上下いずれの方向に凸に曲がって（反って）いるかを検出し、その検出結果に応じて、基板の曲がり（反り）が下に凸となるようにしてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて基板上の薄膜等を加工するレーザ加工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、特に基板の状態に応じてレーザ加工を行なう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。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る。このようなソーラパネル（光電変換装置）の製造方法においては、ガラス基板である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２００１−２３２４８６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に記載のものは、ガラス基板を載置した状態で上下に移動する位置決めピンを用いて基板を突き当てて所定の位置に固定している。しかしながら、ソーラパネルを製造する場合、ガラス基板上の薄膜に例えば１０ｍｍピッチ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。従って、特許文献１のような突き当てによる位置決めでは、十分な精度が得られず、線と線が重なってしまい、所望のスクライブ線を形成することが困難であった。また、従来は、ガラス基板のアライメントを行なっていたが、ガラス基板自体の欠けや曲がり（反り）については、検査していなかったので、欠けや曲がり（反り）を有するガラス基板にソーラパネルモジュールが形成されてしまうという問題があった。また、レーザ加工装置ではガラス基板の搬送にエア浮上ステージを採用している関係上、ガラス基板に上に凸となる曲がり（反り）が存在し、それがエア浮上ステージの浮上量に比較して大きいと、ガラス基板の搬送時にガラス基板の周縁部が十分に浮上しきれずに、ステージに接触することがあった。このとき、最悪の場合、ガラス基板がステージに接触した衝撃で破損するおそれもあった。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、レーザ加工箇所へ搬入される基板の曲がり（反り）などの状態を検査し、それに応じてガラス基板の姿勢を調整して最適な状態でレーザ加工を行なうことのできる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、基板に曲がり（反り）が存在する場合に、前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なってから前記基板をレーザ光による加工位置にエア浮上搬入することにある。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）が存在す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エア浮上させているので、基板の曲がり（反り）が下に凸となるように基板の表裏反転を行なうようにした。基板の曲がり（反り）を下に凸としてエア浮上を行なうことによって、基板が十分に浮上し、ステージに接触することがなくなる。なお、加工時にエア浮上と共に吸引を行なうことで、ドミノ効果によってガラス基板の曲がり（反り）が強制され、曲がり（反り）を軽減することができ、曲がり（反り）の軽減によって、オートフォーカスの調整量を少なくすることができる。また、基板に曲がり（反り）が発生するのは、成膜装置によって形成された膜面の外側方向に曲がる傾向があることが分かっているので、予め成膜装置によって形成された膜面側が下側となるように制御してもよい。
【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、前記基板の四隅付近の画像を取得し、前記画像に基づいて前記基板の曲がり（反り）の状態を検出し、検出した状態に応じて前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なうことにある。これは、基板の四隅付近の画像を取得し、取得された四隅付近の画像に基づいて基板が上下いずれの方向に凸に曲がって（反って）いるかを検出することができるので、その検出結果に応じて、基板の曲がり（反り）が下に凸となるように表裏反転を行なうようにしたものである。なお、基板の四隅付近の画像を取得するカメラ手段と基板との間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）の度合を検出することも可能である。
【０００８】
本発明に係るレーザ加工方法の第３の特徴は、前記第２の特徴に記載のレーザ加工方法において、前記基板の曲がり（反り）の状態を検出すると共に前記基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて前記基板の前記外周縁の欠けを検出することにある。これは、基板の四隅付近の画像を取得すると共に基板の外周縁の画像も取得し、その画像に基づいて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。
【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、前記基板を前記加工位置にアライメント処理する際に、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基板の形状変化部分と前記基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記基板のＩＤデータ及び表裏フラグ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データ及び表裏フラグ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、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、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、その画像を基板のＩＤデータ及び表裏フラグと共に記憶し、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ものである。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。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。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工装置の第１の特徴は、基板に曲がり（反り）が存在する場合に、前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なってからレーザ光による加工位置にエア浮上搬入する搬入手段と、前記搬入手段によって搬入された基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記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、前記基板の四隅付近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前記基板の曲がり（反り）の状態を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記基板の状態に応じて前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なう表裏反転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２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、前記基板の四隅付近の画像を取得すると共に前記基板の外周縁の画像を取得し、前記検出手段は前記外周縁の画像に基づいて前記基板の前記外周縁の欠けを検出することにある。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用い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基板の形状変化部分と前記基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得する第２の画像取得手段と、前記第２の画像取得手段によって取得された前記画像を前記基板のＩＤデータ及び表裏フラグ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データ及び表裏フラグに基づいて前記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１、第２又は第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。
【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】
【００１５】
本発明によれば、レーザ加工箇所へ搬入される基板の曲がり（反り）などの状態を検査し、それに応じてガラス基板の姿勢を調整して最適な状態でレーザ加工を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】
【００１６】
【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２の第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５】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６】図５のパルス抜け判定手段の動作の一例を示す図である。
【図７】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８】図２の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。
【図９】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】図１のアライメント部に設けられる基板検出カメラシステムの一例を示す図である。
【図１１】下に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を図１の基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。
【図１２】上に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。
【図１３】図１のアライメント部に設けられる基板検出カメラシステムの別の一例を示す図である。
【図１４】図１のアライメント部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。
【図１５】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。
【図１６】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１７】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１８】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最良の形態】
【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。
【００１８】
図１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及びガラス基板１ｍが下に凸の曲がり（反り）となるように、ガラス基板１ｍを表裏反転してレーザ加工ステーション１０１に搬送する。このとき、搬入出ロボットステーション１４１は、表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをそのままレーザ加工ステーション１０１に搬送すると共に表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１の右端位置までローラ搬送してからレーザ加工ステーション１０１に搬送するように構成されている。また、搬入出ロボットステーション１４１は、レーザ加工ステーション１０１で加工されたガラス基板を表裏反転機構部１４３で直接受取るか又はレーザ加工ステーション１０１の右端位置で受け取ったガラス基板１ｒを表裏反転機構部１４３までローラ搬送又はエア浮上搬送し、表裏反転機構部１４３でレーザ加工処理後のガラス基板を表裏反転して又は表裏反転せずにローラコンベア１２１に搬出する。
【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。
【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に保持されエア浮上搬送されたガラス基板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１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。
【００２１】
図１のリターン方式のソーラパネル製造装置の動作の一例を説明する。まず、前段の成膜装置からローラコンベア１２１を介して搬送されて来たガラス基板１ｘは、搬入出ロボットステーション１４１によって表裏反転機構部１４３上にガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されるか又は表裏反転されない。表裏反転された又は表示反転されなかったガラス基板１ｍは、レーザ加工ステーション１０１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。
【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。
【００２３】
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、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。
【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。
【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。
【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４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４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３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２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５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６は、図５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６において、図６（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６（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６（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６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５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５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５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５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７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７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８は、図２の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。図８は、光学系部材５０とベース板３１の一部を示している。図８（Ａ）は、図２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８（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８（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３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８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８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８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８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８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示すように、走査方向（図８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９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９（Ａ）は図８（Ａ）に示すように光学系部材５０が回転していない状態、図９（Ｂ）は図８（Ｂ）に示すように光学系部材５０が約３０度回転した状態、図９（Ｃ）は図８（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９（Ａ）の場合のスクライブ線のピッチをＰ０とすると、図９（Ｂ）の場合のピッチＰ３０はＰ０×ｃｏｓ３０°となり、図９（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１０は、図１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１０（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１０（Ｂ）はその上面図である。アライメント部１０２，１０４には、基板検出カメラシステムとアライメントカメラシステムが設けられ、ガラス基板の検出とそのアライメント処理を行っている。基板検出カメラ６５〜６８は、エア浮上搬送されるガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置されるときに、ガラス基板１の四隅付近の画像をその上側から取得するものである。図１０では、ガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置され、グリッパ部１０６，１０８に保持されてＸ軸方向にエア浮上移動して、レーザ加工ステーション１０に投入される直前の様子を示す。図１０（Ｂ）に示す画像６５ａ〜６８ａは、基板検出カメラ６５〜６８によって取得されたガラス基板１の四隅付近の画像である。基板検出カメラ６５〜６８の相対的な位置関係は予め設定された既知の値なので、画像６５ａ〜６８ａに示すように、曲がりや反りのないガラス基板１の四隅の各頂点は、基板検出カメラ６５〜６８の撮像範囲のほぼ中央付近に位置するように設定されている。従って、画像６５ａ〜６８ａの中で各頂点の位置がずれていた場合、そのずれ量に基づいてガラス基板１の曲がり（反り）を検出することができるようになっている。また、画像６５ａ〜６８ａに基づいてガラス基板１の四隅付近の欠けを検出することができる。なお、基板検出カメラ６５〜６８をガラス基板１の各辺に沿って移動させることによってガラス基板１の各辺の欠けを検出することができる。
【００５０】
図１１は、下に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を図１の基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。図１１において、図１０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。図１１が図１０と異なる点は、エア浮上搬送されたガラス基板１ｆが下に凸の曲がり（反り）を有する点である。下に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板１ｆがアライメント部１０２，１０４上に載置されると、基板検出カメラ６５〜６８にはガラス基板１ｆの四隅の各頂点がガラス基板１ｆの中心側にずれた状態の画像６５ｂ〜６８ｂが撮像される。また、この画像６５ｂ〜６８ｂに示すように、ガラス基板１ｆの四隅の各頂点付近に曲がり（反り）の大きさに応じた２本の平行な縁線が確認できるので、この場合は、ガラス基板１ｆは下に凸の状態でアライメント部１０２，１０４上にエア浮上した状態で載置されていることを検出することができる。
【００５１】
図１２は、上に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。図１２において、図１０及び図１１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。図１２が図１０及び図１１と異なる点は、ガラス基板１ｇが上に凸の曲がり（反り）を有する点である。上に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板１ｇはアライメント部１０２，１０４上でエア浮上しようとしてもエア浮上が困難であり、図１２に示すようにガラス基板１ｇの周縁部がアライメント部１０２，１０４の表面に接触するようなぎりぎりの状態で載置される。また、基板検出カメラ６５〜６８には図１１（Ｂ）と同じようにガラス基板１ｇの四隅の各頂点がガラス基板１ｇの中心側にずれた状態の画像６５ｃ〜６８ｃが撮像されるが、この画像６５ｃ〜６８ｃには、図１１（Ｂ）の場合とは異なり、ガラス基板１ｇの四隅の各頂点付近に１本の縁線のみが確認できるだけである。従って、この場合は、ガラス基板１ｇは上に凸の状態でアライメント部１０２，１０４上にエア浮上できない状態で載置されていることを検出することができる。
【００５２】
図１３は、図１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１０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１３（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１２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１０〜図１２の画像６５ａ〜６５ｃ，６８ａ〜６８ｃ）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１３（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１３の画像を取得し、基板検出カメラ６８は、ガラス基板１の辺１４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１０〜図１２の画像６６ａ〜６５ｃ，６７ａ〜６７ｃ）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１３（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１５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１０〜図１２の場合と同様に、画像６５ａ〜６８ａ，６５ｂ〜６８ｂ，６５ｃ〜６８ｃ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，６５ｂ〜６８ｂ，６５ｃ〜６８ｃに基づいてガラス基板１の曲がり（反り）の方向や基板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１３（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。
【００５３】
上述のように、基板検出カメラ６５〜６８を用いた基板検出カメラシステムによって、アライメント部１０２，１０４上においてガラス基板が上に凸の曲がり（反り）で載置されているのか、下に凸の曲がり（反り）で載置されているのかを検出し、図１２に示すように上に凸の曲がり（反り）で載置されている場合には、アライメント部１０２，１０４から表裏反転機構部１４３上にガラス基板を戻して、そこで表裏反転して又は表裏反転しないで、ガラス基板が下に凸の曲がり（反り）で載置されるようにする。ガラス基板が上に凸となる曲がり（反り）で載置されると、ガラス基板の搬送時にガラス基板の周縁部が十分に浮上しきれず、ステージに接触し、最悪の場合、ガラス基板がステージに接触した衝撃で破損するおそれがあるので、上述のようにガラス基板については下に凸の曲がり（反り）で載置されるようにするのが好ましい。また、ガラス基板を下に凸の曲がり（反り）で載置した場合、加工時にはエア浮上と共に吸引されるため、ドミノ効果によってガラス基板の曲がり（反り）が強制され、曲がり（反り）が軽減され、曲がり（反り）の軽減によって、オートフォーカスの調整量を少なくすることができる。従って、曲がり（反り）のあるガラス基板においては、下に凸の曲がり（反り）で載置した方が好ましい。なお、ガラス基板に曲がり（反り）が発生するのは、成膜装置によって形成された膜面の外側方向に曲がる傾向にあるので、予め成膜装置によって形成された膜面側を下側にするようにしてもよい。図１１〜図１３は、アライメントカメラで基板の反り状態を検出する例を上げたが、図には図示していないがアライメントカメラ６５〜６８のユニットに基板とアライメントカメラユニット間の距離を測定するユニットを搭載することで基板の反りを測定するようにしてもよい。
【００５４】
図１４は、図１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データ及び表裏フラグ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。表裏フラグは基板の表を示す場合は「０」、裏を示す場合は「１」が格納される。図１４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１５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１４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。
【００５５】
図１４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データ及び基板表裏フラグ「０」と共にデータベース手段７５に順次記憶される。なお、この基板の表面に関するデータを取得後にガラス基板１の表裏を反転して同様に基板の裏面に関しても画像データを取得し、ガラス基板１のＩＤデータ及び基板表裏フラグ「１」と共にデータベース手段７５に順次記憶する。
【００５６】
図１４に示すように、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１５に示すような方法でアライメント処理が行なわれる。
【００５７】
図１５では、基板検出カメラ６５〜６８を用いた基板検出カメラシステムによって、アライメント部１０２，１０４上においてガラス基板が下に凸の曲がり（反り）で載置されるようにし、次に上述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データ及び表裏フラグに対応した画像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。
【００５８】
図１５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１５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。
【００５９】
図１６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１６において、図１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１のものと異なる点は、図１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１６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又は表裏反転されずにローラコンベア１２１に搬出される。図１６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１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。
【００６０】
図１７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１７において、図１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１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１７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、そこで表裏反転を行い又は表裏反転を行なわずに、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１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。
【００６１】
図１８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１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１８において、図１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１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１８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１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。
【００６２】
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１１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。
【００６３】
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】
【００６４】
１…ガラス基板
１ｆ，１ｇ，１ｘ〜１ｚ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
１０…レーザ加工ステーション
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
１２，１３，１４，１５…辺
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
６０…アライメントカメラ装置
６５〜６８…基板検出カメラ
６５ａ〜６８ａ，６５ｂ〜６８ｂ，６５ｃ〜６８ｃ…画像
７０…リニアエンコーダ
８０…制御装置
８１…分岐手段
８２…パルス抜け判定手段
８３…アラーム発生手段
８４…基準ＣＣＤ画像記憶手段
８５…光軸ずれ量計測手段
８６…レーザコントローラ
８７…レンズ変位量計測手段
８８…レンズ高さ調整手段
８９…照射レーザ状態検査手段
８Ａ…照射レーザ調整手段
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、レーザ光を用いて基板上の薄膜等を加工する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、特に基板の状態に応じてレーザ加工を行なう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。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る。このようなソーラパネル（光電変換装置）の製造方法においては、ガラス基板である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２００１−２３２４８６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に記載のものは、ガラス基板を載置した状態で上下に移動する位置決めピンを用いて基板を突き当てて所定の位置に固定している。しかしながら、ソーラパネルを製造する場合、ガラス基板上の薄膜に例えば１０ｍｍピッチ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。従って、特許文献１のような突き当てによる位置決めでは、十分な精度が得られず、線と線が重なってしまい、所望のスクライブ線を形成することが困難であった。また、従来は、ガラス基板のアライメントを行なっていたが、ガラス基板自体の欠けや曲がり（反り）については、検査していなかったので、欠けや曲がり（反り）を有するガラス基板にソーラパネルモジュールが形成されてしまうという問題があった。また、レーザ加工装置ではガラス基板の搬送にエア浮上ステージを採用している関係上、ガラス基板に上に凸となる曲がり（反り）が存在し、それがエア浮上ステージの浮上量に比較して大きいと、ガラス基板の搬送時にガラス基板の周縁部が十分に浮上しきれずに、ステージに接触することがあった。このとき、最悪の場合、ガラス基板がステージに接触した衝撃で破損するおそれもあった。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、レーザ加工箇所へ搬入される基板の曲がり（反り）などの状態を検査し、それに応じてガラス基板の姿勢を調整して最適な状態でレーザ加工を行なうことのできる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、基板に曲がり（反り）が存在する場合に、前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なってから前記基板をレーザ光による加工位置にエア浮上搬入することにある。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）が存在す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エア浮上させているので、基板の曲がり（反り）が下に凸となるように基板の表裏反転を行なうようにした。基板の曲がり（反り）を下に凸としてエア浮上を行なうことによって、基板が十分に浮上し、ステージに接触することがなくなる。なお、加工時にエア浮上と共に吸引を行なうことで、ドミノ効果によってガラス基板の曲がり（反り）が強制され、曲がり（反り）を軽減することができ、曲がり（反り）の軽減によって、オートフォーカスの調整量を少なくすることができる。また、基板に曲がり（反り）が発生するのは、成膜装置によって形成された膜面の外側方向に曲がる傾向があることが分かっているので、予め成膜装置によって形成された膜面側が下側となるように制御してもよい。
【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、前記基板の四隅付近の画像を取得し、前記画像に基づいて前記基板の曲がり（反り）の状態を検出し、検出した状態に応じて前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なうことにある。これは、基板の四隅付近の画像を取得し、取得された四隅付近の画像に基づいて基板が上下いずれの方向に凸に曲がって（反って）いるかを検出することができるので、その検出結果に応じて、基板の曲がり（反り）が下に凸となるように表裏反転を行なうようにしたものである。なお、基板の四隅付近の画像を取得するカメラ手段と基板との間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）の度合を検出することも可能である。
【０００８】
本発明に係るレーザ加工方法の第３の特徴は、前記第２の特徴に記載のレーザ加工方法において、前記基板の曲がり（反り）の状態を検出すると共に前記基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて前記基板の前記外周縁の欠けを検出することにある。これは、基板の四隅付近の画像を取得すると共に基板の外周縁の画像も取得し、その画像に基づいて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。
【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、前記基板を前記加工位置にアライメント処理する際に、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基板の形状変化部分と前記基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記基板のＩＤデータ及び表裏フラグ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データ及び表裏フラグ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、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、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、その画像を基板のＩＤデータ及び表裏フラグと共に記憶し、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ものである。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。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。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工装置の第１の特徴は、基板に曲がり（反り）が存在する場合に、前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なってからレーザ光による加工位置にエア浮上搬入する搬入手段と、前記搬入手段によって搬入された基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記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、前記基板の四隅付近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前記基板の曲がり（反り）の状態を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記基板の状態に応じて前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なう表裏反転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２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、前記基板の四隅付近の画像を取得すると共に前記基板の外周縁の画像を取得し、前記検出手段は前記外周縁の画像に基づいて前記基板の前記外周縁の欠けを検出することにある。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用い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基板の形状変化部分と前記基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得する第２の画像取得手段と、前記第２の画像取得手段によって取得された前記画像を前記基板のＩＤデータ及び表裏フラグ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データ及び表裏フラグに基づいて前記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１、第２又は第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。
【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】
【００１５】
本発明によれば、レーザ加工箇所へ搬入される基板の曲がり（反り）などの状態を検査し、それに応じてガラス基板の姿勢を調整して最適な状態でレーザ加工を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】
【００１６】
【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２の第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５】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６】図５のパルス抜け判定手段の動作の一例を示す図である。
【図７】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８】図２の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。
【図９】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】図１のアライメント部に設けられる基板検出カメラシステムの一例を示す図である。
【図１１】下に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を図１の基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。
【図１２】上に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。
【図１３】図１のアライメント部に設けられる基板検出カメラシステムの別の一例を示す図である。
【図１４】図１のアライメント部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。
【図１５】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。
【図１６】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１７】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１８】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最良の形態】
【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。
【００１８】
図１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及びガラス基板１ｍが下に凸の曲がり（反り）となるように、ガラス基板１ｍを表裏反転してレーザ加工ステーション１０１に搬送する。このとき、搬入出ロボットステーション１４１は、表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをそのままレーザ加工ステーション１０１に搬送すると共に表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１の右端位置までローラ搬送してからレーザ加工ステーション１０１に搬送するように構成されている。また、搬入出ロボットステーション１４１は、レーザ加工ステーション１０１で加工されたガラス基板を表裏反転機構部１４３で直接受取るか又はレーザ加工ステーション１０１の右端位置で受け取ったガラス基板１ｒを表裏反転機構部１４３までローラ搬送又はエア浮上搬送し、表裏反転機構部１４３でレーザ加工処理後のガラス基板を表裏反転して又は表裏反転せずにローラコンベア１２１に搬出する。
【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。
【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に保持されエア浮上搬送されたガラス基板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１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。
【００２１】
図１のリターン方式のソーラパネル製造装置の動作の一例を説明する。まず、前段の成膜装置からローラコンベア１２１を介して搬送されて来たガラス基板１ｘは、搬入出ロボットステーション１４１によって表裏反転機構部１４３上にガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されるか又は表裏反転されない。表裏反転された又は表示反転されなかったガラス基板１ｍは、レーザ加工ステーション１０１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。
【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。
【００２３】
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、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。
【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。
【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。
【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４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４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３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２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５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６は、図５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６において、図６（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６（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６（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６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５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５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５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５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７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７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８は、図２の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。図８は、光学系部材５０とベース板３１の一部を示している。図８（Ａ）は、図２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８（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８（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３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８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８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８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８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８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示すように、走査方向（図８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９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９（Ａ）は図８（Ａ）に示すように光学系部材５０が回転していない状態、図９（Ｂ）は図８（Ｂ）に示すように光学系部材５０が約３０度回転した状態、図９（Ｃ）は図８（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９（Ａ）の場合のスクライブ線のピッチをＰ０とすると、図９（Ｂ）の場合のピッチＰ３０はＰ０×ｃｏｓ３０°となり、図９（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１０は、図１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１０（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１０（Ｂ）はその上面図である。アライメント部１０２，１０４には、基板検出カメラシステムとアライメントカメラシステムが設けられ、ガラス基板の検出とそのアライメント処理を行っている。基板検出カメラ６５〜６８は、エア浮上搬送されるガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置されるときに、ガラス基板１の四隅付近の画像をその上側から取得するものである。図１０では、ガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置され、グリッパ部１０６，１０８に保持されてＸ軸方向にエア浮上移動して、レーザ加工ステーション１０に投入される直前の様子を示す。図１０（Ｂ）に示す画像６５ａ〜６８ａは、基板検出カメラ６５〜６８によって取得されたガラス基板１の四隅付近の画像である。基板検出カメラ６５〜６８の相対的な位置関係は予め設定された既知の値なので、画像６５ａ〜６８ａに示すように、曲がりや反りのないガラス基板１の四隅の各頂点は、基板検出カメラ６５〜６８の撮像範囲のほぼ中央付近に位置するように設定されている。従って、画像６５ａ〜６８ａの中で各頂点の位置がずれていた場合、そのずれ量に基づいてガラス基板１の曲がり（反り）を検出することができるようになっている。また、画像６５ａ〜６８ａに基づいてガラス基板１の四隅付近の欠けを検出することができる。なお、基板検出カメラ６５〜６８をガラス基板１の各辺に沿って移動させることによってガラス基板１の各辺の欠けを検出することができる。
【００５０】
図１１は、下に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を図１の基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。図１１において、図１０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。図１１が図１０と異なる点は、エア浮上搬送されたガラス基板１ｆが下に凸の曲がり（反り）を有する点である。下に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板１ｆがアライメント部１０２，１０４上に載置されると、基板検出カメラ６５〜６８にはガラス基板１ｆの四隅の各頂点がガラス基板１ｆの中心側にずれた状態の画像６５ｂ〜６８ｂが撮像される。また、この画像６５ｂ〜６８ｂに示すように、ガラス基板１ｆの四隅の各頂点付近に曲がり（反り）の大きさに応じた２本の平行な縁線が確認できるので、この場合は、ガラス基板１ｆは下に凸の状態でアライメント部１０２，１０４上にエア浮上した状態で載置されていることを検出することができる。
【００５１】
図１２は、上に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。図１２において、図１０及び図１１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。図１２が図１０及び図１１と異なる点は、ガラス基板１ｇが上に凸の曲がり（反り）を有する点である。上に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板１ｇはアライメント部１０２，１０４上でエア浮上しようとしてもエア浮上が困難であり、図１２に示すようにガラス基板１ｇの周縁部がアライメント部１０２，１０４の表面に接触するようなぎりぎりの状態で載置される。また、基板検出カメラ６５〜６８には図１１（Ｂ）と同じようにガラス基板１ｇの四隅の各頂点がガラス基板１ｇの中心側にずれた状態の画像６５ｃ〜６８ｃが撮像されるが、この画像６５ｃ〜６８ｃには、図１１（Ｂ）の場合とは異なり、ガラス基板１ｇの四隅の各頂点付近に１本の縁線のみが確認できるだけである。従って、この場合は、ガラス基板１ｇは上に凸の状態でアライメント部１０２，１０４上にエア浮上できない状態で載置されていることを検出することができる。
【００５２】
図１３は、図１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１０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１３（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１２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１０〜図１２の画像６５ａ〜６５ｃ，６８ａ〜６８ｃ）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１３（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１３の画像を取得し、基板検出カメラ６８は、ガラス基板１の辺１４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１０〜図１２の画像６６ａ〜６５ｃ，６７ａ〜６７ｃ）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１３（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１５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１０〜図１２の場合と同様に、画像６５ａ〜６８ａ，６５ｂ〜６８ｂ，６５ｃ〜６８ｃ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，６５ｂ〜６８ｂ，６５ｃ〜６８ｃに基づいてガラス基板１の曲がり（反り）の方向や基板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１３（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。
【００５３】
上述のように、基板検出カメラ６５〜６８を用いた基板検出カメラシステムによって、アライメント部１０２，１０４上においてガラス基板が上に凸の曲がり（反り）で載置されているのか、下に凸の曲がり（反り）で載置されているのかを検出し、図１２に示すように上に凸の曲がり（反り）で載置されている場合には、アライメント部１０２，１０４から表裏反転機構部１４３上にガラス基板を戻して、そこで表裏反転して又は表裏反転しないで、ガラス基板が下に凸の曲がり（反り）で載置されるようにする。ガラス基板が上に凸となる曲がり（反り）で載置されると、ガラス基板の搬送時にガラス基板の周縁部が十分に浮上しきれず、ステージに接触し、最悪の場合、ガラス基板がステージに接触した衝撃で破損するおそれがあるので、上述のようにガラス基板については下に凸の曲がり（反り）で載置されるようにするのが好ましい。また、ガラス基板を下に凸の曲がり（反り）で載置した場合、加工時にはエア浮上と共に吸引されるため、ドミノ効果によってガラス基板の曲がり（反り）が強制され、曲がり（反り）が軽減され、曲がり（反り）の軽減によって、オートフォーカスの調整量を少なくすることができる。従って、曲がり（反り）のあるガラス基板においては、下に凸の曲がり（反り）で載置した方が好ましい。なお、ガラス基板に曲がり（反り）が発生するのは、成膜装置によって形成された膜面の外側方向に曲がる傾向にあるので、予め成膜装置によって形成された膜面側を下側にするようにしてもよい。図１１〜図１３は、アライメントカメラで基板の反り状態を検出する例を上げたが、図には図示していないがアライメントカメラ６５〜６８のユニットに基板とアライメントカメラユニット間の距離を測定するユニットを搭載することで基板の反りを測定するようにしてもよい。
【００５４】
図１４は、図１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データ及び表裏フラグ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。表裏フラグは基板の表を示す場合は「０」、裏を示す場合は「１」が格納される。図１４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１５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１４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。
【００５５】
図１４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データ及び基板表裏フラグ「０」と共にデータベース手段７５に順次記憶される。なお、この基板の表面に関するデータを取得後にガラス基板１の表裏を反転して同様に基板の裏面に関しても画像データを取得し、ガラス基板１のＩＤデータ及び基板表裏フラグ「１」と共にデータベース手段７５に順次記憶する。
【００５６】
図１４に示すように、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１５に示すような方法でアライメント処理が行なわれる。
【００５７】
図１５では、基板検出カメラ６５〜６８を用いた基板検出カメラシステムによって、アライメント部１０２，１０４上においてガラス基板が下に凸の曲がり（反り）で載置されるようにし、次に上述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データ及び表裏フラグに対応した画像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。
【００５８】
図１５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１５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。
【００５９】
図１６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１６において、図１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１のものと異なる点は、図１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１６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又は表裏反転されずにローラコンベア１２１に搬出される。図１６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１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。
【００６０】
図１７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１７において、図１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１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１７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、そこで表裏反転を行い又は表裏反転を行なわずに、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１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。
【００６１】
図１８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１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１８において、図１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１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１８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１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。
【００６２】
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１１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。
【００６３】
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】
【００６４】
１…ガラス基板
１ｆ，１ｇ，１ｘ〜１ｚ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
１０…レーザ加工ステーション
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
１２，１３，１４，１５…辺
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
６０…アライメントカメラ装置
６５〜６８…基板検出カメラ
６５ａ〜６８ａ，６５ｂ〜６８ｂ，６５ｃ〜６８ｃ…画像
７０…リニアエンコーダ
８０…制御装置
８１…分岐手段
８２…パルス抜け判定手段
８３…アラーム発生手段
８４…基準ＣＣＤ画像記憶手段
８５…光軸ずれ量計測手段
８６…レーザコントローラ
８７…レンズ変位量計測手段
８８…レンズ高さ調整手段
８９…照射レーザ状態検査手段
８Ａ…照射レーザ調整手段
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】
基板に曲がり（反り）が存在する場合に、前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なってから前記基板をレーザ光による加工位置にエア浮上搬入する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、前記基板の四隅付近の画像を取得し、前記画像に基づいて前記基板の曲がり（反り）の状態を検出し、検出した状態に応じて前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転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２に記載のレーザ加工方法において、前記基板の曲がり（反り）の状態を検出すると共に前記基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて前記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、前記基板を前記加工位置にアライメント処理する際に、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基板の形状変化部分と前記基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記基板のＩＤデータ及び表裏フラグ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データ及び表裏フラグ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５】
基板に曲がり（反り）が存在する場合に、前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なってからレーザ光による加工位置にエア浮上搬入する搬入手段と、
前記搬入手段によって搬入された基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記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
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、前記基板の四隅付近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前記基板の曲がり（反り）の状態を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記基板の状態に応じて前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なう表裏反転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６に記載のレーザ加工装置において、前記画像取得手段は、前記基板の四隅付近の画像を取得すると共に前記基板の外周縁の画像を取得し、前記検出手段は前記外周縁の画像に基づいて前記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基板の形状変化部分と前記基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得する第２の画像取得手段と、
前記第２の画像取得手段によって取得された前記画像を前記基板のＩＤデータ及び表裏フラグ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データ及び表裏フラグに基づいて前記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】
基板に曲がり（反り）が存在する場合に、前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なってから前記基板をレーザ光による加工位置にエア浮上搬入する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、前記基板の四隅付近の画像を取得し、前記画像に基づいて前記基板の曲がり（反り）の状態を検出し、検出した状態に応じて前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転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２に記載のレーザ加工方法において、前記基板の曲がり（反り）の状態を検出すると共に前記基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて前記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、前記基板を前記加工位置にアライメント処理する際に、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基板の形状変化部分と前記基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記基板のＩＤデータ及び表裏フラグ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データ及び表裏フラグ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５】
基板に曲がり（反り）が存在する場合に、前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なってからレーザ光による加工位置にエア浮上搬入する搬入手段と、
前記搬入手段によって搬入された基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記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
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、前記基板の四隅付近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前記基板の曲がり（反り）の状態を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記基板の状態に応じて前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なう表裏反転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６に記載のレーザ加工装置において、前記画像取得手段は、前記基板の四隅付近の画像を取得すると共に前記基板の外周縁の画像を取得し、前記検出手段は前記外周縁の画像に基づいて前記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基板の形状変化部分と前記基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得する第２の画像取得手段と、
前記第２の画像取得手段によって取得された前記画像を前記基板のＩＤデータ及び表裏フラグ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データ及び表裏フラグに基づいて前記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１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−２５２８６（Ｐ２０１１−２５２８６Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７４４９９（Ｐ２００９−１７４４９９）
【出願日】平成２１年７月２７日（２００９．７．２７）
【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２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２７日（２００９．７．２７）
【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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