レーザ加工装置およびレーザ加工方法
【課題】コストと時間を無駄にかけることなく未加工箇所を含む薄膜太陽電池用基板をリペアすること、および、薄膜ブロック間のピッチが狭い薄膜太陽電池用基板でもリペアすること。
【解決手段】レーザ加工装置は、基板６１と薄膜６２とを有する太陽電池に用いられる被加工基板６０を加工する。レーザ加工装置は、被加工基板６０を保持する保持部３０と、レーザ光Ｌを照射して薄膜６２を加工するレーザ発振器２０と、薄膜６２に対するレーザ光Ｌの照射位置を相対的に移動させて加工線６５を形成させる移動機構と、加工線６５の一側方に位置する第一薄膜ブロック６２ａ１と他側方に位置する第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気的特性を測定する電気測定部１０と、を備えている。電気測定部１０は、加工線６５に沿った複数の箇所で第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気的特性を測定することで、薄膜６２の未加工箇所を検出する。
【解決手段】レーザ加工装置は、基板６１と薄膜６２とを有する太陽電池に用いられる被加工基板６０を加工する。レーザ加工装置は、被加工基板６０を保持する保持部３０と、レーザ光Ｌを照射して薄膜６２を加工するレーザ発振器２０と、薄膜６２に対するレーザ光Ｌの照射位置を相対的に移動させて加工線６５を形成させる移動機構と、加工線６５の一側方に位置する第一薄膜ブロック６２ａ１と他側方に位置する第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気的特性を測定する電気測定部１０と、を備えている。電気測定部１０は、加工線６５に沿った複数の箇所で第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気的特性を測定することで、薄膜６２の未加工箇所を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、当該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置と、当該被加工基板を加工するレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜太陽電池用基板の製造工程では、レーザ光を用いたレーザ加工装置が幅広く利用されている。レーザ光を用いて、ガラス基板と当該ガラス基板上に形成された薄膜とを有する薄膜太陽電池用基板を加工すると、ガラス基板上に形成された薄膜を、ガラス基板にダメージを与えることなく高精度に加工することができる。また、ビーム走査ユニットを使うことで、従来のパターンエ程（いわゆるＰＥＰ工程）を用いることなく、フレキシブルなパターン形成を実現することができる。このため、レーザ光を用いたレーザ加工装置は、薄膜太陽電池用基板の製造工程において、非常に有効な生産ツールとして使われるようになっている。
【０００３】
しかしながら、近年の薄膜太陽電池の高機能化や高密度化に伴って、薄膜の多層化やパターンの微細化が進み、レーザ加工装置における歩留まりの低下が問題となってきている。また、薄膜太陽電池用基板が大型化するに従って、この傾向はさらに顕著になっていた。そして、このような歩留まり低下の最大の要因は、異物や不純物によって薄膜が除去しきれていないこと（未加工箇所が生じること）にある。
【０００４】
この点、歩留りを向上させる方法としては、セル（薄膜ブロック）の段間抵抗を測定することで未加工箇所を特定する方法（例えば、特許文献１参照）などが提案されている。しかし、このようにセルの段間抵抗を測定する方法では、未加工箇所を含む加工線を特定することができるだけであり、未加工箇所を正確に特定することはできない。このため、未加工箇所を含む薄膜太陽電池用基板をリペアするにも、加工線全体を再加工することが必要となり、無駄なコストと時間がかかってしまう。さらに、このように加工線全体を再加工するとなると、レーザ光によって加工される線幅が太くなってしまうので、セル（薄膜ブロック）間のピッチが狭い薄膜太陽電池用基板には用いることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３５９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、コストと時間を無駄にかけることなく未加工箇所を含む被加工基板をリペアすることができ、かつ、薄膜ブロック間のピッチが狭い被加工基板でもリペアすることができるレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるレーザ加工装置は、
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置において、
前記被加工基板を保持する保持部と、
前記被加工基板の前記薄膜にレーザ光を照射して、該薄膜を加工するレーザ発振器と、
前記保持部に保持された前記被加工基板の前記薄膜に対するレーザ光の照射位置を相対的に移動させて、レーザ光によって前記薄膜に加工線を形成させる移動機構と、
前記加工線の一側方に位置する第一薄膜ブロックと、該加工線の他側方に位置する第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定する電気測定部と、を備え、
前記電気測定部が、前記加工線に沿った複数の箇所で前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定することで、前記薄膜の未加工箇所を検出するように構成されている。
【０００８】
本発明によるレーザ加工装置は、
前記電気測定部によって検出された未加工箇所の近辺を光学的に観察することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する光学検出部をさらに備えてもよい。
【０００９】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記光学検出部は、未加工箇所の近辺を拡大する結像光学系と、該結像光学系を介して前記薄膜を撮影する撮影部とを有してもよい。
【００１０】
本発明によるレーザ加工装置は、
前記薄膜の未加工箇所にレーザ光を照射することによって、該未加工箇所を再加工するリペアレーザ発振器をさらに備えてもよい。
【００１１】
本発明によるレーザ加工装置において、
リペアレーザ発振器は、前記薄膜の未加工箇所に、レーザ光を選択的に照射することによって、該未加工箇所を再加工してもよい。
【００１２】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記電気測定部は、前記第一薄膜ブロックに接触可能な第一測定ローラと、前記第二薄膜ブロックに接触可能な第二測定ローラとを有し、前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を連続的に測定してもよい。
【００１３】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記電気測定部は、前記第一薄膜ブロックに接触可能な複数の第一測定プローブと、前記第二薄膜ブロックに接触可能な第二測定プローブとを有し、前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を複数箇所で測定してもよい。
【００１４】
本発明によるレーザ加工方法は、
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工方法において、
レーザ発振器によって前記被加工基板の前記薄膜にレーザ光を照射するとともに、移動機構によって該被加工基板の該薄膜に対するレーザ光の照射位置を相対的に移動させることによって、該薄膜に加工線を形成する工程と、
加工線に沿った複数の箇所で、前記加工線の一側方に位置する第一薄膜ブロックと、該加工線の他側方に位置する第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する工程と、
を備えている。
【００１５】
本発明によるレーザ加工方法は、
光学検出部によって、前記電気測定部で検出された未加工箇所の近辺を光学的に観察することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する工程をさらに備えてもよい。
【００１６】
本発明によるレーザ加工方法は、
リペアレーザ発振器によって、前記薄膜の未加工箇所にレーザ光を照射することで、該未加工箇所を再加工する工程をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電気測定部が、加工線に沿った複数の箇所で第一薄膜ブロックと第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定することで、薄膜の未加工箇所を検出する。このため、コストと時間を無駄にかけることなく未加工箇所を含む被加工基板をリペアすることができる。また、このように薄膜の未加工箇所を検出することによって、未加工箇所にレーザ光を選択的に照射することができるようになるので、薄膜ブロック間のピッチが狭い被加工基板であってもリペアすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるレーザ加工装置の構成の一部を示す概略図。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるレーザ加工装置によって加工される被処理体を示した斜視図。
【図３】薄膜が完全に除去されて加工線が形成された様子と、薄膜が完全に除去されずに未加工箇所として残ってしまっている様子とを示す側方断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態による電気測定部の構成を示す斜視図。
【図５】本発明の第１の実施の形態による電気測定部によって測定されるローラ間の抵抗値のＸ方向での変化を示したグラフ。
【図６】図４に対応する図面であって、電気測定部によって測定される未加工箇所が２箇所ある場合を示した斜視図。
【図７】図５に対応する図面であって、電気測定部によって測定される未加工箇所が２箇所ある場合を示したグラフ。
【図８】本発明の第１の実施の形態によるレーザ加工装置の光学検出部の構成も示した概略図。
【図９】本発明の第１の実施の形態によるレーザ加工装置によって、未加工箇所が除去される様子を示した側方断面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態による電気測定部の構成を示す斜視図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による電気測定部によって測定されるプローブ間の抵抗値のＸ方向での変化を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の実施の形態
以下、本発明に係るレーザ加工装置の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図９（ａ）−（ｃ）は本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態のレーザ加工装置は被加工基板６０を加工するために用いられる。当該被加工基板６０は、ガラス板などからなる基板６１と、この基板６１に配置されたＴＣＯなどからなる薄膜６２とを有する薄膜太陽電池用基板からなっている。
【００２１】
図１に示すように、レーザ加工装置は、被加工基板６０を保持する保持部３０と、被加工基板６０の薄膜６２にレーザ光Ｌを照射して、薄膜６２を加工するレーザ発振器２０と、レーザ発振器２０から照射されたレーザ光Ｌの一部を通すスリット部２１と、スリット部２１を通過したレーザ光Ｌを反射させる反射ミラー２２と、反射ミラー２２で反射されたレーザ光Ｌを被加工基板６０に集光させるための集光レンズ２５と、保持部３０に保持された被加工基板６０を移動させて、レーザ光Ｌによって薄膜６２に加工線６５を形成させるＸＹステージ（移動機構）３５と、を備えている。
【００２２】
なお、本実施の形態では、移動機構として、保持部３０を水平方向に移動させるＸＹステージ３５を用いて説明するが、被加工基板６０の薄膜６２に対するレーザ光Ｌの照射位置を相対的に移動させる態様であればよく、例えば、レーザ発振器２０、スリット部２１および反射ミラー２２が一体となって移動する態様を用いてもよいし、反射ミラー２２および集光レンズ２５のみが一体となって移動する態様を用いてもよい。また、本実施の形態のレーザ発振器２０としては、例えば、ＧＰ−ＹＡＧレーザやＱｓｗ―ＹＡＧレーザなどのパルスレーザを照射するものを用いることができる。
【００２３】
なお、レーザ発振器２０から照射されるレーザ光Ｌによって薄膜６２に加工線６５が形成されて複数の薄膜ブロック６２ａが形成されることとなる（図２参照）。この点、本願では、任意の加工線６５の一側方に位置する第一薄膜ブロック６２ａ１とし、当該加工線６５の他側方に位置する第二薄膜ブロック６２ａ２として、説明することとする（図４参照）。
【００２４】
また、図１に示すように、レーザ加工装置は、第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気的特性を測定する電気測定部１０も備えている（図４参照）。そして、この電気測定部１０は、図４に示すように、第一薄膜ブロック６２ａ１に接触可能な第一測定ローラ１１ａ１と、第二薄膜ブロック６２ａ２に接触可能な第二測定ローラ１１ａ２と、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２に接続され、これら第一測定ローラ１１ａ１と第二測定ローラ１１ａ２の間の電気抵抗（電気的特性）を連続的に測定する抵抗測定部１５とを有している。
【００２５】
また、図４に示すように、電気測定部１０の抵抗測定部１５には、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２の移動距離と、当該抵抗測定部１５による測定結果とを対応付けることで、測定された電気抵抗の値を薄膜６２上の位置に対応させて記憶する記憶部１７が接続されている。なお、この記憶部１７は、記憶された第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２の移動距離と測定された電気抵抗の値から、未加工箇所ｘ（図３（ｂ）参照）の位置（電気抵抗の値が極小になった位置）も記憶するように構成されている。また、図１に示すように、記憶部１７にはドライバ５６（後述する）が接続されており、当該記憶部１７からの情報に基づいてドライバ５６がＸＹステージ３５を駆動するように構成されている。
【００２６】
また、図８に示すように、レーザ加工装置は、電気測定部１０によって検出された未加工箇所ｘの近辺を光学的に観察することで、薄膜６２の未加工箇所ｘを検出する光学検出部４０もさらに備えている。なお、光学検出部４０は、未加工箇所ｘの近辺を拡大するリレーレンズ（結像光学系）４１と、リレーレンズ４１を介して薄膜６２を撮影するＣＣＤカメラ（撮影部）４２と、当該ＣＣＤカメラ４２から画像データを受信して画像処理を施す画像処理ユニット４３と、を有している。
【００２７】
また、図８に示すように、画像処理ユニット４３には、当該画像処理ユニット４３よって画像処理されたデータを表示するモニタ（表示部）５１が接続されている。また、画像処理ユニット４３には、ＸＹステージ３５を駆動する駆動部５５も接続されている。この駆動部５５は、ＸＹステージ３５にドライブ信号を送信して駆動するドライバ５６と、当該ドライバ５６に制御信号を送信するコントローラ５７とを有している。
【００２８】
なお、本実施の形態では、レーザ発振器２０が、薄膜６２の未加工箇所ｘにレーザ光Ｌを照射することによって、当該未加工箇所ｘを再加工するリペアレーザ発振器の機能を果たす態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、別途、リペアレーザ発振器を設けてもよい。なお、本実施の形態のレーザ発振器（リペアレーザ発振器）２０は、薄膜６２の未加工箇所ｘにレーザ光Ｌを選択的に照射することによって、未加工箇所ｘを再加工するように構成されている。
【００２９】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００３０】
まず、保持部３０によって、被加工基板６０が保持される（図１参照）。
【００３１】
次に、レーザ発振器２０からレーザ光Ｌが照射され、スリット部２１、反射ミラー２２および集光レンズ２５を経たレーザ光Ｌが被加工基板６０の薄膜６２に照射されることとなる（図１参照）。このとき、ＸＹステージ３５によって被加工基板６０の薄膜６２に対するレーザ光Ｌの照射位置が相対的に移動されて薄膜６２に加工線６５が形成され、複数の薄膜ブロック６２ａが形成されることとなる（図２参照）。
【００３２】
次に、抵抗測定部１５によって、被加工基板６０の薄膜６２のうち加工線６５に沿った複数の箇所で電気抵抗が測定される（図４参照）。
【００３３】
より具体的には、まず、第一薄膜ブロック６２ａ１に第一測定ローラ１１ａ１が接触され、第二薄膜ブロック６２ａ２に第二測定ローラ１１ａ２が接触される（図４参照）。次に、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２を加工線６５に沿って移動させることで、第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気抵抗が連続的に測定されることとなる。その結果、加工線６５のうち、加工が完全に行われていない未加工箇所ｘを検出して、未加工箇所ｘの位置を特定することができる。
【００３４】
すなわち、上述のように、レーザ発振器２０から照射されるレーザ光Ｌによって薄膜６２が除去されて加工線６５が形成されることとなるが、異物や不純物によって薄膜６２が除去しきれていないことがあり、第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２とが導通した未加工箇所ｘが発生してしまうことがある。なお、図３（ａ）によって、薄膜６２が完全に除去されて加工線６５が形成された様子を示し、図３（ｂ）によって、薄膜６２が完全に除去されずに、未加工箇所ｘとして残ってしまっている様子を示している。
【００３５】
このように未加工箇所ｘが残ってしまった状態で、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２を加工線６５に沿って移動させると、未加工箇所ｘ０の近傍で第一測定ローラ１１ａ１と第二測定ローラ１１ａ２との間の抵抗値（ローラ間の抵抗値）が低下し、未加工箇所ｘ０に対応する部分で極小値となる（図４および図５参照）。この結果、本実施の形態によれば、加工線６５上の未加工箇所ｘ０の位置を正確に特定することができる。
【００３６】
なお、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２を加工線６５に沿って移動させている間、記憶部１７によって、測定された電気抵抗の値が薄膜６２上の位置に対応して記憶されることとなる（図５のグラフで示したような情報が記憶されることとなる）。また、この記憶部１７によって、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２の移動距離と測定された電気抵抗の値から、未加工箇所ｘの位置（電気抵抗の値が極小になった位置）も記憶されることとなる（図５のグラフのｘ０が記憶されることとなる）。
【００３７】
ところで、本実施の形態によれば、未加工箇所ｘが複数個発生している場合であっても、未加工箇所ｘの各々の位置を正確に特定することができる。すなわち、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２を加工線６５に沿って移動させると、各未加工箇所ｘ１，ｘ２の近傍で第一測定ローラ１１ａ１と第二測定ローラ１１ａ２との間の抵抗値（ローラ間の抵抗値）が低下し、未加工箇所ｘ１，ｘ２で極小値となる（図６および図７参照）。このため、抵抗値が極小となった位置から、未加工箇所ｘ１，ｘ２の位置を正確に特定することができる。
【００３８】
上述のようにして未加工箇所ｘの位置が記憶部１７に記憶されると、当該記憶部１７からの情報（未加工箇所ｘの位置に関する情報）に基づいて、ドライバ５６が駆動される（図１参照）。そして、当該ドライバ５６によってＸＹステージ３５が駆動され（図１参照）、光学検出部４０によって、未加工箇所ｘの近辺が光学的に観察されるよう位置づけられる（図８参照）。
【００３９】
次に、光学検出部４０によって、電気測定部１０で検出された未加工箇所ｘの近辺が光学的に観察される（図８参照）。より具体的には、リレーレンズ４１によって拡大された未加工箇所ｘの近辺がＣＣＤカメラ４２によって撮影され、当該ＣＣＤカメラ４２からの画像データが画像処理ユニット４３によって受信されることとなる。
【００４０】
次に、画像処理ユニット４３よって、受信された画像データに画像処理が施され、コントローラ５７に送信される（図８参照）。このとき、画像処理ユニット４３はパターンマッチングを用いて画像処理を施してもよい。なお、画像処理ユニット４３に接続されたモニタ５１には、画像処理が施されたデータが表示されることとなり、操作者は当該データを確認することができる。
【００４１】
次に、コントローラ５７が画像処理ユニット４３から受信したデータに基づいて、当該コントローラ５７からドライバ５６に制御信号が送信される（図８参照）。そして、ドライバ５６によって、ＸＹステージ３５が駆動されて、未加工箇所ｘにレーザ発振器（リペアレーザ発振器）２０から照射されるレーザ光Ｌが選択的に照射されるように位置づけられる。
【００４２】
次に、レーザ発振器（リペアレーザ発振器）２０によって、薄膜６２の未加工箇所ｘにレーザ光Ｌが選択的に照射され、当該未加工箇所ｘが再加工されることとなる。より具体的には、レーザ発振器２０から未加工箇所ｘにレーザ光Ｌが選択的に照射され（図９（ａ）（ｂ）参照）、この結果、薄膜６２の未加工箇所ｘが完全に除去されることとなる（図９（ｃ）参照）。
【００４３】
本実施の形態では、上述したようなレーザ加工装置とレーザ加工方法を用いて被加工基板６０を加工するので、以下のような効果を奏することができる。
【００４４】
まず、従来技術のように第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の抵抗を測定する方法を用いた場合には、未加工箇所ｘを含む加工線６５を特定することができるだけであり、未加工箇所ｘを正確に特定することはできない。このため、未加工箇所ｘを含む薄太陽電池用基板をリペアするにも、加工線６５全体を再加工することが必要となり、無駄なコストと時間がかかってしまう。
【００４５】
これに対して、本実施の形態によれば、電気測定部１０によって未加工箇所ｘの位置が正確に特定され、このように特定された未加工箇所ｘのみに選択的にレーザ光Ｌを照射することができるので、コストと時間を無駄にかけることなく未加工箇所ｘを含む薄太陽電池用基板をリペアすることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、光学検出部４０によって、未加工箇所ｘの位置をより正確に特定することができるので、コストと時間をより無駄にかけることなく未加工箇所ｘを再加工することができる。この点、従来技術の態様で光学検出部４０を用いることも考えられるが、従来技術では、上述のように、未加工箇所ｘを含む加工線６５を特定することができるだけで未加工箇所ｘを正確に特定することはできない。このため、光学検出部４０で未加工箇所ｘを特定するには非常に時間がかかってしまい、好ましい効果を得ることができない。
【００４７】
また、従来技術のように第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の抵抗を測定する方法を用いた場合には、薄膜６２のシート抵抗に基板６１ごとの差異がある場合や、抵抗値の面内分布が均一でない場合には、測定精度が悪く、実用化することができない。これに対して、本実施の形態によれば、薄膜６２のシート抵抗に基板６１ごとの差異がある場合や、抵抗値の面内分布が均一でない場合であっても、精度良く利用することができるという利点もある。
【００４８】
さらに、従来技術であれば、リペアするには加工線６５全体を再加工することとなるが、このように加工線６５全体を再加工することとなると、レーザ光Ｌによって加工される線幅が太くなってしまう。このため、従来技術では、セル（薄膜ブロック）６２ａ間のピッチが狭い薄太陽電池用基板には用いることができない。これに対して、本実施の形態によれば、レーザ光Ｌが未加工箇所ｘだけに選択的に照射されるので（図９（ａ）−（ｃ）参照）、薄膜ブロック６２ａ間のピッチが狭い薄太陽電池用基板でもリペアすることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では上述のように、光学検出部４０によって未加工箇所ｘの位置を最終的に特定し、当該未加工箇所ｘにレーザ光Ｌを選択的に照射することができるので、より無駄なくレーザ光Ｌを未加工箇所ｘに照射することができる。
【００５０】
第２の実施の形態
次に、図１０および図１１により、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１乃至図９（ａ）−（ｃ）に示す第１の実施の形態では、電気測定部１０が、第一薄膜ブロック６２ａ１に接触可能な第一測定ローラ１１ａ１と、第二薄膜ブロック６２ａ２に接触可能な第二測定ローラ１１ａ２と、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２に接続され、これ第一測定ローラ１１ａ１と第二測定ローラ１１ａ２の間の電気抵抗を連続的に測定する抵抗測定部１５とを有する態様であった。これに対して、図１０および図１１に示す第２の実施の形態は、電気測定部１０が、第一薄膜ブロック６２ａ１に接触可能な複数の第一測定プローブ１１ｂ１と、第二薄膜ブロック６２ａ２に接触可能な第二測定プローブ１１ｂ２、これら第一測定プローブ１１ｂ１と第二測定プローブ１１ｂ２の間の電気抵抗を連続的に測定する抵抗測定部１５とを有する態様からなっている。その他の構成は図１乃至図９（ａ）−（ｃ）に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５１】
図１０および図１１に示す第２の実施の形態において、図１乃至図９（ａ）−（ｃ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
本実施の形態では、加工線６５に沿った複数の箇所で、加工線６５の一側方に位置する第一薄膜ブロック６２ａ１と、加工線６５の他側方に位置する第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気抵抗を測定する際に、第一薄膜ブロック６２ａ１の複数の箇所に第一測定プローブ１１ｂ１が接触され、当該第一測定プローブ１１ｂ１に対応する第二測定プローブ１１ｂ２が第二薄膜ブロック６２ａ２の複数の箇所に接触される。なお、この際、各第一測定プローブ１１ｂ１の第一薄膜ブロック６２ａ１への接触と、各第二測定プローブ１１ｂ２の第二薄膜ブロック６２ａ２への接触とは、同時または順次に行われることとなる。
【００５３】
このように本実施の形態によれば、加工線６５に沿った連続した位置で、第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気抵抗を測定する電気抵抗を測定することができる。このため、第１の実施の形態と同様、加工線６５のうち、加工が完全に行われていない未加工箇所ｘを検出して、未加工箇所ｘの位置を特定することができる。また、第１の実施の形態と同様、未加工箇所ｘが複数個発生している場合であっても未加工箇所ｘの各々の位置を正確に特定することができる。
【００５４】
従って、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様、コストと時間を無駄にかけることなく未加工箇所ｘを含む薄太陽電池用基板をリペアすることができ、かつ、薄膜ブロック６２ａ間のピッチが狭い薄太陽電池用基板でもリペアすることができる。
【００５５】
ところで、図１０においては、図面を簡略化するために、第一測定プローブ１１ｂ１および第二測定プローブ１１ｂ２と抵抗測定部１５とを接続する導線１４を一本ずつしか示していないが、実際には、第一測定プローブ１１ｂ１および第二測定プローブ１１ｂ２の各々と抵抗測定部１５との間が導線で接続されている。
【００５６】
また、第一測定プローブ１１ｂ１および第二測定プローブ１１ｂ２の数は加工線６５の全体にわたるだけあってもよいし、他方、第一測定プローブ１１ｂ１および第二測定プローブ１１ｂ２の数は加工線６５の一部にわたるだけしかないが、これら第一測定プローブ１１ｂ１および第二測定プローブ１１ｂ２が加工線６５に沿って移動可能となってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 電気測定部
１１ａ１ 第一測定ローラ
１１ａ２ 第二測定ローラ
１１ｂ１ 第一測定プローブ
１１ｂ２ 第二測定プローブ
１５ 抵抗測定部
２０ レーザ発振器およびリペアレーザ発振器
３０ 保持部
３５ ＸＹステージ（移動機構）
４０ 光学検出部
４１ リレーレンズ（結像光学系）
４２ ＣＣＤカメラ（撮影部）
６０ 被加工基板
６１ 基板
６２ 薄膜
６２ａ 薄膜ブロック
Ｌ レーザ光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、当該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置と、当該被加工基板を加工するレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜太陽電池用基板の製造工程では、レーザ光を用いたレーザ加工装置が幅広く利用されている。レーザ光を用いて、ガラス基板と当該ガラス基板上に形成された薄膜とを有する薄膜太陽電池用基板を加工すると、ガラス基板上に形成された薄膜を、ガラス基板にダメージを与えることなく高精度に加工することができる。また、ビーム走査ユニットを使うことで、従来のパターンエ程（いわゆるＰＥＰ工程）を用いることなく、フレキシブルなパターン形成を実現することができる。このため、レーザ光を用いたレーザ加工装置は、薄膜太陽電池用基板の製造工程において、非常に有効な生産ツールとして使われるようになっている。
【０００３】
しかしながら、近年の薄膜太陽電池の高機能化や高密度化に伴って、薄膜の多層化やパターンの微細化が進み、レーザ加工装置における歩留まりの低下が問題となってきている。また、薄膜太陽電池用基板が大型化するに従って、この傾向はさらに顕著になっていた。そして、このような歩留まり低下の最大の要因は、異物や不純物によって薄膜が除去しきれていないこと（未加工箇所が生じること）にある。
【０００４】
この点、歩留りを向上させる方法としては、セル（薄膜ブロック）の段間抵抗を測定することで未加工箇所を特定する方法（例えば、特許文献１参照）などが提案されている。しかし、このようにセルの段間抵抗を測定する方法では、未加工箇所を含む加工線を特定することができるだけであり、未加工箇所を正確に特定することはできない。このため、未加工箇所を含む薄膜太陽電池用基板をリペアするにも、加工線全体を再加工することが必要となり、無駄なコストと時間がかかってしまう。さらに、このように加工線全体を再加工するとなると、レーザ光によって加工される線幅が太くなってしまうので、セル（薄膜ブロック）間のピッチが狭い薄膜太陽電池用基板には用いることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３５９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、コストと時間を無駄にかけることなく未加工箇所を含む被加工基板をリペアすることができ、かつ、薄膜ブロック間のピッチが狭い被加工基板でもリペアすることができるレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるレーザ加工装置は、
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置において、
前記被加工基板を保持する保持部と、
前記被加工基板の前記薄膜にレーザ光を照射して、該薄膜を加工するレーザ発振器と、
前記保持部に保持された前記被加工基板の前記薄膜に対するレーザ光の照射位置を相対的に移動させて、レーザ光によって前記薄膜に加工線を形成させる移動機構と、
前記加工線の一側方に位置する第一薄膜ブロックと、該加工線の他側方に位置する第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定する電気測定部と、を備え、
前記電気測定部が、前記加工線に沿った複数の箇所で前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定することで、前記薄膜の未加工箇所を検出するように構成されている。
【０００８】
本発明によるレーザ加工装置は、
前記電気測定部によって検出された未加工箇所の近辺を光学的に観察することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する光学検出部をさらに備えてもよい。
【０００９】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記光学検出部は、未加工箇所の近辺を拡大する結像光学系と、該結像光学系を介して前記薄膜を撮影する撮影部とを有してもよい。
【００１０】
本発明によるレーザ加工装置は、
前記薄膜の未加工箇所にレーザ光を照射することによって、該未加工箇所を再加工するリペアレーザ発振器をさらに備えてもよい。
【００１１】
本発明によるレーザ加工装置において、
リペアレーザ発振器は、前記薄膜の未加工箇所に、レーザ光を選択的に照射することによって、該未加工箇所を再加工してもよい。
【００１２】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記電気測定部は、前記第一薄膜ブロックに接触可能な第一測定ローラと、前記第二薄膜ブロックに接触可能な第二測定ローラとを有し、前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を連続的に測定してもよい。
【００１３】
本発明によるレーザ加工装置において、
前記電気測定部は、前記第一薄膜ブロックに接触可能な複数の第一測定プローブと、前記第二薄膜ブロックに接触可能な第二測定プローブとを有し、前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を複数箇所で測定してもよい。
【００１４】
本発明によるレーザ加工方法は、
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工方法において、
レーザ発振器によって前記被加工基板の前記薄膜にレーザ光を照射するとともに、移動機構によって該被加工基板の該薄膜に対するレーザ光の照射位置を相対的に移動させることによって、該薄膜に加工線を形成する工程と、
加工線に沿った複数の箇所で、前記加工線の一側方に位置する第一薄膜ブロックと、該加工線の他側方に位置する第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する工程と、
を備えている。
【００１５】
本発明によるレーザ加工方法は、
光学検出部によって、前記電気測定部で検出された未加工箇所の近辺を光学的に観察することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する工程をさらに備えてもよい。
【００１６】
本発明によるレーザ加工方法は、
リペアレーザ発振器によって、前記薄膜の未加工箇所にレーザ光を照射することで、該未加工箇所を再加工する工程をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電気測定部が、加工線に沿った複数の箇所で第一薄膜ブロックと第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定することで、薄膜の未加工箇所を検出する。このため、コストと時間を無駄にかけることなく未加工箇所を含む被加工基板をリペアすることができる。また、このように薄膜の未加工箇所を検出することによって、未加工箇所にレーザ光を選択的に照射することができるようになるので、薄膜ブロック間のピッチが狭い被加工基板であってもリペアすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるレーザ加工装置の構成の一部を示す概略図。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるレーザ加工装置によって加工される被処理体を示した斜視図。
【図３】薄膜が完全に除去されて加工線が形成された様子と、薄膜が完全に除去されずに未加工箇所として残ってしまっている様子とを示す側方断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態による電気測定部の構成を示す斜視図。
【図５】本発明の第１の実施の形態による電気測定部によって測定されるローラ間の抵抗値のＸ方向での変化を示したグラフ。
【図６】図４に対応する図面であって、電気測定部によって測定される未加工箇所が２箇所ある場合を示した斜視図。
【図７】図５に対応する図面であって、電気測定部によって測定される未加工箇所が２箇所ある場合を示したグラフ。
【図８】本発明の第１の実施の形態によるレーザ加工装置の光学検出部の構成も示した概略図。
【図９】本発明の第１の実施の形態によるレーザ加工装置によって、未加工箇所が除去される様子を示した側方断面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態による電気測定部の構成を示す斜視図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による電気測定部によって測定されるプローブ間の抵抗値のＸ方向での変化を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の実施の形態
以下、本発明に係るレーザ加工装置の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図９（ａ）−（ｃ）は本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態のレーザ加工装置は被加工基板６０を加工するために用いられる。当該被加工基板６０は、ガラス板などからなる基板６１と、この基板６１に配置されたＴＣＯなどからなる薄膜６２とを有する薄膜太陽電池用基板からなっている。
【００２１】
図１に示すように、レーザ加工装置は、被加工基板６０を保持する保持部３０と、被加工基板６０の薄膜６２にレーザ光Ｌを照射して、薄膜６２を加工するレーザ発振器２０と、レーザ発振器２０から照射されたレーザ光Ｌの一部を通すスリット部２１と、スリット部２１を通過したレーザ光Ｌを反射させる反射ミラー２２と、反射ミラー２２で反射されたレーザ光Ｌを被加工基板６０に集光させるための集光レンズ２５と、保持部３０に保持された被加工基板６０を移動させて、レーザ光Ｌによって薄膜６２に加工線６５を形成させるＸＹステージ（移動機構）３５と、を備えている。
【００２２】
なお、本実施の形態では、移動機構として、保持部３０を水平方向に移動させるＸＹステージ３５を用いて説明するが、被加工基板６０の薄膜６２に対するレーザ光Ｌの照射位置を相対的に移動させる態様であればよく、例えば、レーザ発振器２０、スリット部２１および反射ミラー２２が一体となって移動する態様を用いてもよいし、反射ミラー２２および集光レンズ２５のみが一体となって移動する態様を用いてもよい。また、本実施の形態のレーザ発振器２０としては、例えば、ＧＰ−ＹＡＧレーザやＱｓｗ―ＹＡＧレーザなどのパルスレーザを照射するものを用いることができる。
【００２３】
なお、レーザ発振器２０から照射されるレーザ光Ｌによって薄膜６２に加工線６５が形成されて複数の薄膜ブロック６２ａが形成されることとなる（図２参照）。この点、本願では、任意の加工線６５の一側方に位置する第一薄膜ブロック６２ａ１とし、当該加工線６５の他側方に位置する第二薄膜ブロック６２ａ２として、説明することとする（図４参照）。
【００２４】
また、図１に示すように、レーザ加工装置は、第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気的特性を測定する電気測定部１０も備えている（図４参照）。そして、この電気測定部１０は、図４に示すように、第一薄膜ブロック６２ａ１に接触可能な第一測定ローラ１１ａ１と、第二薄膜ブロック６２ａ２に接触可能な第二測定ローラ１１ａ２と、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２に接続され、これら第一測定ローラ１１ａ１と第二測定ローラ１１ａ２の間の電気抵抗（電気的特性）を連続的に測定する抵抗測定部１５とを有している。
【００２５】
また、図４に示すように、電気測定部１０の抵抗測定部１５には、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２の移動距離と、当該抵抗測定部１５による測定結果とを対応付けることで、測定された電気抵抗の値を薄膜６２上の位置に対応させて記憶する記憶部１７が接続されている。なお、この記憶部１７は、記憶された第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２の移動距離と測定された電気抵抗の値から、未加工箇所ｘ（図３（ｂ）参照）の位置（電気抵抗の値が極小になった位置）も記憶するように構成されている。また、図１に示すように、記憶部１７にはドライバ５６（後述する）が接続されており、当該記憶部１７からの情報に基づいてドライバ５６がＸＹステージ３５を駆動するように構成されている。
【００２６】
また、図８に示すように、レーザ加工装置は、電気測定部１０によって検出された未加工箇所ｘの近辺を光学的に観察することで、薄膜６２の未加工箇所ｘを検出する光学検出部４０もさらに備えている。なお、光学検出部４０は、未加工箇所ｘの近辺を拡大するリレーレンズ（結像光学系）４１と、リレーレンズ４１を介して薄膜６２を撮影するＣＣＤカメラ（撮影部）４２と、当該ＣＣＤカメラ４２から画像データを受信して画像処理を施す画像処理ユニット４３と、を有している。
【００２７】
また、図８に示すように、画像処理ユニット４３には、当該画像処理ユニット４３よって画像処理されたデータを表示するモニタ（表示部）５１が接続されている。また、画像処理ユニット４３には、ＸＹステージ３５を駆動する駆動部５５も接続されている。この駆動部５５は、ＸＹステージ３５にドライブ信号を送信して駆動するドライバ５６と、当該ドライバ５６に制御信号を送信するコントローラ５７とを有している。
【００２８】
なお、本実施の形態では、レーザ発振器２０が、薄膜６２の未加工箇所ｘにレーザ光Ｌを照射することによって、当該未加工箇所ｘを再加工するリペアレーザ発振器の機能を果たす態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、別途、リペアレーザ発振器を設けてもよい。なお、本実施の形態のレーザ発振器（リペアレーザ発振器）２０は、薄膜６２の未加工箇所ｘにレーザ光Ｌを選択的に照射することによって、未加工箇所ｘを再加工するように構成されている。
【００２９】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００３０】
まず、保持部３０によって、被加工基板６０が保持される（図１参照）。
【００３１】
次に、レーザ発振器２０からレーザ光Ｌが照射され、スリット部２１、反射ミラー２２および集光レンズ２５を経たレーザ光Ｌが被加工基板６０の薄膜６２に照射されることとなる（図１参照）。このとき、ＸＹステージ３５によって被加工基板６０の薄膜６２に対するレーザ光Ｌの照射位置が相対的に移動されて薄膜６２に加工線６５が形成され、複数の薄膜ブロック６２ａが形成されることとなる（図２参照）。
【００３２】
次に、抵抗測定部１５によって、被加工基板６０の薄膜６２のうち加工線６５に沿った複数の箇所で電気抵抗が測定される（図４参照）。
【００３３】
より具体的には、まず、第一薄膜ブロック６２ａ１に第一測定ローラ１１ａ１が接触され、第二薄膜ブロック６２ａ２に第二測定ローラ１１ａ２が接触される（図４参照）。次に、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２を加工線６５に沿って移動させることで、第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気抵抗が連続的に測定されることとなる。その結果、加工線６５のうち、加工が完全に行われていない未加工箇所ｘを検出して、未加工箇所ｘの位置を特定することができる。
【００３４】
すなわち、上述のように、レーザ発振器２０から照射されるレーザ光Ｌによって薄膜６２が除去されて加工線６５が形成されることとなるが、異物や不純物によって薄膜６２が除去しきれていないことがあり、第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２とが導通した未加工箇所ｘが発生してしまうことがある。なお、図３（ａ）によって、薄膜６２が完全に除去されて加工線６５が形成された様子を示し、図３（ｂ）によって、薄膜６２が完全に除去されずに、未加工箇所ｘとして残ってしまっている様子を示している。
【００３５】
このように未加工箇所ｘが残ってしまった状態で、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２を加工線６５に沿って移動させると、未加工箇所ｘ０の近傍で第一測定ローラ１１ａ１と第二測定ローラ１１ａ２との間の抵抗値（ローラ間の抵抗値）が低下し、未加工箇所ｘ０に対応する部分で極小値となる（図４および図５参照）。この結果、本実施の形態によれば、加工線６５上の未加工箇所ｘ０の位置を正確に特定することができる。
【００３６】
なお、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２を加工線６５に沿って移動させている間、記憶部１７によって、測定された電気抵抗の値が薄膜６２上の位置に対応して記憶されることとなる（図５のグラフで示したような情報が記憶されることとなる）。また、この記憶部１７によって、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２の移動距離と測定された電気抵抗の値から、未加工箇所ｘの位置（電気抵抗の値が極小になった位置）も記憶されることとなる（図５のグラフのｘ０が記憶されることとなる）。
【００３７】
ところで、本実施の形態によれば、未加工箇所ｘが複数個発生している場合であっても、未加工箇所ｘの各々の位置を正確に特定することができる。すなわち、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２を加工線６５に沿って移動させると、各未加工箇所ｘ１，ｘ２の近傍で第一測定ローラ１１ａ１と第二測定ローラ１１ａ２との間の抵抗値（ローラ間の抵抗値）が低下し、未加工箇所ｘ１，ｘ２で極小値となる（図６および図７参照）。このため、抵抗値が極小となった位置から、未加工箇所ｘ１，ｘ２の位置を正確に特定することができる。
【００３８】
上述のようにして未加工箇所ｘの位置が記憶部１７に記憶されると、当該記憶部１７からの情報（未加工箇所ｘの位置に関する情報）に基づいて、ドライバ５６が駆動される（図１参照）。そして、当該ドライバ５６によってＸＹステージ３５が駆動され（図１参照）、光学検出部４０によって、未加工箇所ｘの近辺が光学的に観察されるよう位置づけられる（図８参照）。
【００３９】
次に、光学検出部４０によって、電気測定部１０で検出された未加工箇所ｘの近辺が光学的に観察される（図８参照）。より具体的には、リレーレンズ４１によって拡大された未加工箇所ｘの近辺がＣＣＤカメラ４２によって撮影され、当該ＣＣＤカメラ４２からの画像データが画像処理ユニット４３によって受信されることとなる。
【００４０】
次に、画像処理ユニット４３よって、受信された画像データに画像処理が施され、コントローラ５７に送信される（図８参照）。このとき、画像処理ユニット４３はパターンマッチングを用いて画像処理を施してもよい。なお、画像処理ユニット４３に接続されたモニタ５１には、画像処理が施されたデータが表示されることとなり、操作者は当該データを確認することができる。
【００４１】
次に、コントローラ５７が画像処理ユニット４３から受信したデータに基づいて、当該コントローラ５７からドライバ５６に制御信号が送信される（図８参照）。そして、ドライバ５６によって、ＸＹステージ３５が駆動されて、未加工箇所ｘにレーザ発振器（リペアレーザ発振器）２０から照射されるレーザ光Ｌが選択的に照射されるように位置づけられる。
【００４２】
次に、レーザ発振器（リペアレーザ発振器）２０によって、薄膜６２の未加工箇所ｘにレーザ光Ｌが選択的に照射され、当該未加工箇所ｘが再加工されることとなる。より具体的には、レーザ発振器２０から未加工箇所ｘにレーザ光Ｌが選択的に照射され（図９（ａ）（ｂ）参照）、この結果、薄膜６２の未加工箇所ｘが完全に除去されることとなる（図９（ｃ）参照）。
【００４３】
本実施の形態では、上述したようなレーザ加工装置とレーザ加工方法を用いて被加工基板６０を加工するので、以下のような効果を奏することができる。
【００４４】
まず、従来技術のように第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の抵抗を測定する方法を用いた場合には、未加工箇所ｘを含む加工線６５を特定することができるだけであり、未加工箇所ｘを正確に特定することはできない。このため、未加工箇所ｘを含む薄太陽電池用基板をリペアするにも、加工線６５全体を再加工することが必要となり、無駄なコストと時間がかかってしまう。
【００４５】
これに対して、本実施の形態によれば、電気測定部１０によって未加工箇所ｘの位置が正確に特定され、このように特定された未加工箇所ｘのみに選択的にレーザ光Ｌを照射することができるので、コストと時間を無駄にかけることなく未加工箇所ｘを含む薄太陽電池用基板をリペアすることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、光学検出部４０によって、未加工箇所ｘの位置をより正確に特定することができるので、コストと時間をより無駄にかけることなく未加工箇所ｘを再加工することができる。この点、従来技術の態様で光学検出部４０を用いることも考えられるが、従来技術では、上述のように、未加工箇所ｘを含む加工線６５を特定することができるだけで未加工箇所ｘを正確に特定することはできない。このため、光学検出部４０で未加工箇所ｘを特定するには非常に時間がかかってしまい、好ましい効果を得ることができない。
【００４７】
また、従来技術のように第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の抵抗を測定する方法を用いた場合には、薄膜６２のシート抵抗に基板６１ごとの差異がある場合や、抵抗値の面内分布が均一でない場合には、測定精度が悪く、実用化することができない。これに対して、本実施の形態によれば、薄膜６２のシート抵抗に基板６１ごとの差異がある場合や、抵抗値の面内分布が均一でない場合であっても、精度良く利用することができるという利点もある。
【００４８】
さらに、従来技術であれば、リペアするには加工線６５全体を再加工することとなるが、このように加工線６５全体を再加工することとなると、レーザ光Ｌによって加工される線幅が太くなってしまう。このため、従来技術では、セル（薄膜ブロック）６２ａ間のピッチが狭い薄太陽電池用基板には用いることができない。これに対して、本実施の形態によれば、レーザ光Ｌが未加工箇所ｘだけに選択的に照射されるので（図９（ａ）−（ｃ）参照）、薄膜ブロック６２ａ間のピッチが狭い薄太陽電池用基板でもリペアすることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では上述のように、光学検出部４０によって未加工箇所ｘの位置を最終的に特定し、当該未加工箇所ｘにレーザ光Ｌを選択的に照射することができるので、より無駄なくレーザ光Ｌを未加工箇所ｘに照射することができる。
【００５０】
第２の実施の形態
次に、図１０および図１１により、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１乃至図９（ａ）−（ｃ）に示す第１の実施の形態では、電気測定部１０が、第一薄膜ブロック６２ａ１に接触可能な第一測定ローラ１１ａ１と、第二薄膜ブロック６２ａ２に接触可能な第二測定ローラ１１ａ２と、第一測定ローラ１１ａ１および第二測定ローラ１１ａ２に接続され、これ第一測定ローラ１１ａ１と第二測定ローラ１１ａ２の間の電気抵抗を連続的に測定する抵抗測定部１５とを有する態様であった。これに対して、図１０および図１１に示す第２の実施の形態は、電気測定部１０が、第一薄膜ブロック６２ａ１に接触可能な複数の第一測定プローブ１１ｂ１と、第二薄膜ブロック６２ａ２に接触可能な第二測定プローブ１１ｂ２、これら第一測定プローブ１１ｂ１と第二測定プローブ１１ｂ２の間の電気抵抗を連続的に測定する抵抗測定部１５とを有する態様からなっている。その他の構成は図１乃至図９（ａ）−（ｃ）に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５１】
図１０および図１１に示す第２の実施の形態において、図１乃至図９（ａ）−（ｃ）に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
本実施の形態では、加工線６５に沿った複数の箇所で、加工線６５の一側方に位置する第一薄膜ブロック６２ａ１と、加工線６５の他側方に位置する第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気抵抗を測定する際に、第一薄膜ブロック６２ａ１の複数の箇所に第一測定プローブ１１ｂ１が接触され、当該第一測定プローブ１１ｂ１に対応する第二測定プローブ１１ｂ２が第二薄膜ブロック６２ａ２の複数の箇所に接触される。なお、この際、各第一測定プローブ１１ｂ１の第一薄膜ブロック６２ａ１への接触と、各第二測定プローブ１１ｂ２の第二薄膜ブロック６２ａ２への接触とは、同時または順次に行われることとなる。
【００５３】
このように本実施の形態によれば、加工線６５に沿った連続した位置で、第一薄膜ブロック６２ａ１と第二薄膜ブロック６２ａ２との間の電気抵抗を測定する電気抵抗を測定することができる。このため、第１の実施の形態と同様、加工線６５のうち、加工が完全に行われていない未加工箇所ｘを検出して、未加工箇所ｘの位置を特定することができる。また、第１の実施の形態と同様、未加工箇所ｘが複数個発生している場合であっても未加工箇所ｘの各々の位置を正確に特定することができる。
【００５４】
従って、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様、コストと時間を無駄にかけることなく未加工箇所ｘを含む薄太陽電池用基板をリペアすることができ、かつ、薄膜ブロック６２ａ間のピッチが狭い薄太陽電池用基板でもリペアすることができる。
【００５５】
ところで、図１０においては、図面を簡略化するために、第一測定プローブ１１ｂ１および第二測定プローブ１１ｂ２と抵抗測定部１５とを接続する導線１４を一本ずつしか示していないが、実際には、第一測定プローブ１１ｂ１および第二測定プローブ１１ｂ２の各々と抵抗測定部１５との間が導線で接続されている。
【００５６】
また、第一測定プローブ１１ｂ１および第二測定プローブ１１ｂ２の数は加工線６５の全体にわたるだけあってもよいし、他方、第一測定プローブ１１ｂ１および第二測定プローブ１１ｂ２の数は加工線６５の一部にわたるだけしかないが、これら第一測定プローブ１１ｂ１および第二測定プローブ１１ｂ２が加工線６５に沿って移動可能となってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 電気測定部
１１ａ１ 第一測定ローラ
１１ａ２ 第二測定ローラ
１１ｂ１ 第一測定プローブ
１１ｂ２ 第二測定プローブ
１５ 抵抗測定部
２０ レーザ発振器およびリペアレーザ発振器
３０ 保持部
３５ ＸＹステージ（移動機構）
４０ 光学検出部
４１ リレーレンズ（結像光学系）
４２ ＣＣＤカメラ（撮影部）
６０ 被加工基板
６１ 基板
６２ 薄膜
６２ａ 薄膜ブロック
Ｌ レーザ光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置において、
前記被加工基板を保持する保持部と、
前記被加工基板の前記薄膜にレーザ光を照射して、該薄膜を加工するレーザ発振器と、
前記保持部に保持された前記被加工基板の前記薄膜に対するレーザ光の照射位置を相対的に移動させて、レーザ光によって前記薄膜に加工線を形成させる移動機構と、
前記加工線の一側方に位置する第一薄膜ブロックと、該加工線の他側方に位置する第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定する電気測定部と、を備え、
前記電気測定部は、前記加工線に沿った複数の箇所で前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定することで、前記薄膜の未加工箇所を検出することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記電気測定部によって検出された未加工箇所の近辺を光学的に観察することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する光学検出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記光学検出部は、未加工箇所の近辺を拡大する結像光学系と、該結像光学系を介して前記薄膜を撮影する撮影部とを有することを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記薄膜の未加工箇所にレーザ光を照射することによって、該未加工箇所を再加工するリペアレーザ発振器をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
リペアレーザ発振器は、前記薄膜の未加工箇所に、レーザ光を選択的に照射することによって、該未加工箇所を再加工することを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記電気測定部は、前記第一薄膜ブロックに接触可能な第一測定ローラと、前記第二薄膜ブロックに接触可能な第二測定ローラとを有し、前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を連続的に測定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記電気測定部は、前記第一薄膜ブロックに接触可能な複数の第一測定プローブと、前記第二薄膜ブロックに接触可能な第二測定プローブとを有し、前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を複数箇所で測定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工方法において、
レーザ発振器によって前記被加工基板の前記薄膜にレーザ光を照射するとともに、移動機構によって該被加工基板の該薄膜に対するレーザ光の照射位置を相対的に移動させることによって、該薄膜に加工線を形成する工程と、
加工線に沿った複数の箇所で、前記加工線の一側方に位置する第一薄膜ブロックと、該加工線の他側方に位置する第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する工程と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項９】
光学検出部によって、前記電気測定部で検出された未加工箇所の近辺を光学的に観察することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
リペアレーザ発振器によって、前記薄膜の未加工箇所にレーザ光を照射することで、該未加工箇所を再加工する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項８または９のいずれかに記載のレーザ加工方法。
【請求項１】
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置において、
前記被加工基板を保持する保持部と、
前記被加工基板の前記薄膜にレーザ光を照射して、該薄膜を加工するレーザ発振器と、
前記保持部に保持された前記被加工基板の前記薄膜に対するレーザ光の照射位置を相対的に移動させて、レーザ光によって前記薄膜に加工線を形成させる移動機構と、
前記加工線の一側方に位置する第一薄膜ブロックと、該加工線の他側方に位置する第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定する電気測定部と、を備え、
前記電気測定部は、前記加工線に沿った複数の箇所で前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定することで、前記薄膜の未加工箇所を検出することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記電気測定部によって検出された未加工箇所の近辺を光学的に観察することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する光学検出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記光学検出部は、未加工箇所の近辺を拡大する結像光学系と、該結像光学系を介して前記薄膜を撮影する撮影部とを有することを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記薄膜の未加工箇所にレーザ光を照射することによって、該未加工箇所を再加工するリペアレーザ発振器をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
リペアレーザ発振器は、前記薄膜の未加工箇所に、レーザ光を選択的に照射することによって、該未加工箇所を再加工することを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記電気測定部は、前記第一薄膜ブロックに接触可能な第一測定ローラと、前記第二薄膜ブロックに接触可能な第二測定ローラとを有し、前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を連続的に測定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記電気測定部は、前記第一薄膜ブロックに接触可能な複数の第一測定プローブと、前記第二薄膜ブロックに接触可能な第二測定プローブとを有し、前記第一薄膜ブロックと前記第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を複数箇所で測定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工方法において、
レーザ発振器によって前記被加工基板の前記薄膜にレーザ光を照射するとともに、移動機構によって該被加工基板の該薄膜に対するレーザ光の照射位置を相対的に移動させることによって、該薄膜に加工線を形成する工程と、
加工線に沿った複数の箇所で、前記加工線の一側方に位置する第一薄膜ブロックと、該加工線の他側方に位置する第二薄膜ブロックとの間の電気的特性を測定することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する工程と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項９】
光学検出部によって、前記電気測定部で検出された未加工箇所の近辺を光学的に観察することで、前記薄膜の未加工箇所を検出する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
リペアレーザ発振器によって、前記薄膜の未加工箇所にレーザ光を照射することで、該未加工箇所を再加工する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項８または９のいずれかに記載のレーザ加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
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【図９】
【図１０】
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【公開番号】特開２０１０−２２１２４９（Ｐ２０１０−２２１２４９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７０５４９（Ｐ２００９−７０５４９）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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