CN101752462B - 激光加工状态检查方法及装置以及太阳能电池板制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明可在加工时检查激光束的光轴状态及激光束的输出状态，且能早期检测激光束加工状态，而据此早期反馈激光束加工时的条件，减少不合格产生率。本发明是，照射激光束对工件实施加工，随后立即获取工件的加工部位的图像，并根据此图像来检查加工状态。根据本发明，将基于激光束加工才结束后的图像来实时地辨识激光束的加工状态，并将该状态反馈使加工条件最佳化，明显减少不合格产生率。本发明中，检查激光束的光轴偏移、脉冲宽度、脉冲高度(激光功率)、漏脉冲之中的至少一个，来作为激光加工时的激光束状态，且将提取机构配置在激光束的光路中，分叉提取一部分激光束，由光接收机构来接收经分叉提取后的激光束，并据此光接收信号来进行检查。

Description

激光加工状态检查方法及装置以及太阳能电池板制造方法

技术领域

本发明涉及一种对利用激光束来加工薄膜等时的加工状态进行检查的激光加工状态检查方法及装置、以及太阳能电池板(solar panel)制造方法，尤其涉及一种对太阳能电池板制作时所进行的激光切割(laser scribe)加工处理时的加工状态、激光束的光轴状态以及激光束的输出状态进行检查的激光加工状态检查方法及装置、以及太阳能电池板制造方法。

背景技术

以往在太阳能电池板制造步骤中是在透光性衬底(玻璃衬底)上依次形成金属层、半导体层、透明电极层，并在形成后的各步骤中利用激光束将各层加工为狭条状(comblike form)，从而完成太阳能电池板模块(solarpanel module)。在如此制造太阳能电池板模块时，是在玻璃衬底上的薄膜上利用激光束例如以10mm间距形成切割线。此切割线由线宽约为30μm、且线和线的间隔约为30μm的3根线所构成。在利用激光束形成切割线时，通常是对恒速移动的玻璃衬底照射激光束。由此，便可形成深度及线宽稳定的切割线。关于此类太阳能电池板(光电转换装置)的制造方法，众所周知有日本专利特开2006-054254号公报(专利文献1)中揭示的方法。而且，对完成后的太阳能电池板模块进行发电检查。关于这样在太阳能电池板制造步骤中进行发电检查的情况，众所周知有日本专利特开2008-066437号公报(专利文献2)中揭示的情况。

在专利文献1中揭示的太阳能电池板(光电转换装置)的制造方法中，揭示了并非使用单模(single mode)激光束，而是使用多模(multi-mode)的激光束即功率分布近似梯形的激光束来形成切割线，由此确保高电绝缘性。然而，在激光发生装置的性能方面，已证实会以某固定的概率产生漏脉冲(omission of pulses)。如果产生此漏脉冲，那么存在利用切割线分割的模块彼此会电气连接而导致短路(导致邻接单元彼此连接)的问题。

如果因一个漏脉冲而使邻接单元彼此连接，那么将导致电压下降，因此即便防止漏脉冲极其重要，但关于此漏脉冲，以往的现状是并未在装置内实施此漏脉冲的对策。而且，此漏脉冲会因激光发生装置的寿命或性能劣化，而导致发生概率变高，因此有效防止此漏脉冲成为稳定制造太阳能电池板的重要课题。

此外，当制造太阳能电池板的过程中激光束的光轴出现偏移时，以往的现状为在激光加工后由目视确认切割线来直接判定光轴偏移。

另一方面，专利文献2揭示的太阳能电池板制造步骤是：在由激光束进行加工并制作太阳能电池板模块后，对此太阳能电池板模块进行发电检查。即，在尚不明确激光束加工合适与否的状态下进行所有的加工，而在后续步骤中检测有无激光束加工所引起的焊接缺陷(二次粘附)等缺陷。因此，缺陷检测时机延迟，从而无法实时(real time)控制清除用空气流量等，故存在因控制延迟而导致不合格产生概率变高的倾向，从而出现问题。

由此可见，上述现有的太阳能电池板制造方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的激光加工状态检查方法及装置以及太阳能电池板制造方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明是鉴于上述问题开发而成，提供一种激光加工状态检查方法及装置以及太阳能电池板制造方法，可在加工时对激光束的光轴状态及激光束的输出状态进行检查，并可早期检测激光束加工的状态，且据此早期反馈(feedback)激光束加工时的条件，从而降低不合格产生率。

本发明的激光加工状态检查方法的特征在于，照射激光束对工件实施加工，随后立即获取所述工件的加工部位的图像，并根据此图像检查加工状态。可根据激光束加工才结束后的图像，实时(realtime)辨识激光束的加工状态，并可通过将其反馈来使加工条件最佳化，明显降低不合格产生率。

本发明的激光加工状态检查装置的第1特征包括：保持机构，用来保持工件；激光束照射机构，对所述工件照射激光束；以及检查机构，在由所述激光束照射进行加工后，立即获取所述工件的加工部位的图像，并根据所述图像检查加工状态。本发明是在以往的激光加工装置中设置检查机构，并早期反馈激光束加工时的条件，以降低不合格产生率，其中，所述检查机构是获取激光束照射加工才结束后的图像以对加工状态进行检查。

本发明的激光加工状态检查装置的第2特征在于：在所述第1特征记载的激光加工状态检查装置中还包括抽吸机构，此抽吸机构是吸取因所述激光束的照射而从工件飞溅出的飞溅物的抽吸机构，此抽吸机构构成为：通过利用形成在呈喇叭状的吸入口中的螺旋状沟槽，使所述吸入口附近产生涡流(涡旋流)而吸入所述飞溅物。本发明是通过在喇叭状吸入口中切削出螺旋状螺纹，来使吸入口附近产生涡流(涡旋流)，使抽吸力以及抽吸流速提高，从而有效去除飞溅物从工件表面上飞散。

本发明的激光加工状态检查装置的第3特征在于：在所述第1特征或第2特征记载的激光加工状态检查装置中还包括气刀机构，在将所述工件搬运到所述激光束的照射位置时，通过对所述工件表面喷出空气，来吹扫所述工件表面的粉尘等。本发明是在将工件搬入到激光加工位置时，由气刀机构喷出空气，来吹扫附着在工件表面上的粉尘，从而将粉尘清除。

本发明的激光加工状态检查装置的第4特征在于：在所述第1特征、第2特征或第3特征记载的激光加工状态检查装置中还包括气刀机构，通过一面对工件照射所述激光束、一面对所述工件表面喷出空气，来吹扫所述工件表面上的粉尘。本发明是在激光加工时相对移动的工件附近设置气刀机构，在激光加工处理过程中对工件表面喷出空气，以吹扫工件表面上的粉尘，将粉尘清除。

本发明的太阳能电池板制造方法的特征在于：使用所述激光加工状态检查方法、或所述第1至第4特征中任一特征记载的激光加工状态检查装置，制造太阳能电池板。使用所述激光加工状态检查方法、或所述激光加工状态检查装置中的任一个，来制造太阳能电池板。

本发明的激光加工状态检查方法的第1特征在于：在通过使激光束对工件一面进行相对移动一面进行照射，来对所述工件实施规定的加工的激光加工时，在所述激光束的光路中分叉提取一部分所述激光束，并根据所提取的激光束来检查所述激光束的状态。本发明可通过在激光加工时采样提取一部分所述激光束，来实时检查处于加工状态下的激光束的状态。

本发明的激光加工状态检查方法的第2特征在于：在所述第1特征记载的激光加工状态检查方法中，根据所述激光束的光轴偏移、脉冲宽度、脉冲高度以及漏脉冲的至少一个，来检查所述激光束的状态。本发明是检查激光束的光轴偏移、脉冲宽度、脉冲高度(激光功率)、漏脉冲中的至少一个，作为激光加工时激光束的状态。

本发明的激光加工状态检查装置的第1特征包括：保持机构，用来保持工件；激光束照射机构，对所述工件照射激光束，实施规定的加工处理；提取机构，在所述激光束的光路中分叉提取一部分所述激光束；光接收机构，接收由所述提取机构所提取的所述激光束；以及检查机构，根据来自所述光接收机构的信号，来检查所述激光束的状态。本发明可在激光束的光路中配置提取机构，以分叉提取一部分激光束，并由光接收机构接收经分叉提取的激光束后，根据此光接收信号来检查激光束的光轴偏移、强度(脉冲高度)或脉冲宽度、漏脉冲等。而且，经分叉提取的激光束因强度相对较弱，因此可通过利用电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)照相机等直接接收光，来把握所述激光束的光轴位置作为图像，并据此检查光轴偏移。

本发明的激光加工状态检查装置的第2特征在于：在所述第1特征记载的激光加工状态检查装置中，所述检查机构根据来自所述光接收机构的信号，并依据所述激光束的光轴偏移、脉冲宽度、脉冲高度以及漏脉冲之中的至少一个，检查所述激光束的状态。本发明是由检查机构根据来自光接收机构的信号，检查激光加工时的激光束状态即激光束的光轴偏移、脉冲宽度、脉冲高度(激光功率)、漏脉冲之中的至少一个。

本发明的激光加工状态检查装置的第3特征包括：保持机构，用来保持工件；激光束照射机构，对所述工件照射激光束，实施规定的加工处理；提取机构，在所述激光束的光路中分叉提取一部分所述激光束；光电转换机构，接收由所述提取机构所提取的所述激光束，并输出和所接收的所述激光束强度相对应的信号；图像获取机构，接收由所述提取机构所提取的所述激光束，并获取所述激光束的图像；以及检查机构，根据来自所述光电转换机构的信号以及来自所述图像获取机构的光接收图像，检查所述激光束的状态。本发明可在激光束的光路中配置提取机构，以分叉提取激光束的一部分，并由光电转换机构将经分叉提取的激光束接收后进行信号化处理，由此便可检查激光束的强度(脉冲高度)或脉冲宽度、漏脉冲等，且可由图像获取机构获取经分叉提取的激光束的光接收图像，并根据激光束的光斑图像(spot image)检查激光束的光轴偏移。经分叉提取的激光束因强度相对较弱，因此可通过利用CCD照相机等直接接收光，来把握所述激光束的光轴位置作为图像，并据此检查光轴偏移。另外，也可通过利用图像获取机构取得表示照射到光电转换机构上的激光束的位置的图像，来获取激光束的光斑图像。

本发明的激光加工状态检查装置的第4特征在于：在所述第3特征记载的激光加工状态检查装置中，所述检查机构根据来自所述光电转换机构的信号，检查所述激光束的脉冲宽度、脉冲高度以及漏脉冲之中的至少一个，并根据来自所述图像获取机构的光接收图像，检查所述激光束的光轴偏移。

本发明的太阳能电池板制造方法的特征在于：使用所述第1或第2特征记载的激光加工状态检查方法、或所述第1至第4特征中任一特征记载的激光加工状态检查装置，制造太阳能电池板。本发明是使用所述激光加工状态检查方法、或所述激光加工状态检查装置中的任一个，来制造太阳能电池板。

[发明的效果]

根据本发明，具有如下效果：可以在加工时检查激光束的光轴状态以及激光束的输出状态，且早期检测激光束加工的状态，并据此早期反馈激光束加工时的条件，降低不合格产生率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施方式的激光加工状态检查装置的概略结构示意图。

图2是图1的光学系统构件以及加工状态检测光学系统构件的结构示意图。

图3是关于所述实施方式的太阳能电池板制造装置的其它实施例的示意图。

图4是关于所述实施方式的太阳能电池板制造装置的又一其它实施例的示意图。

图5是关于本发明一实施方式的激光加工装置的概略结构示意图。

图6是图5的光学系统构件的详细结构示意图。

图7是图5的激光束检测光学系统构件的结构示意图。

图8是表示图6的控制装置的详细处理的方框图。

图9A-图9C是图7的漏脉冲判定机构的一例动作的示意图。

图10是由图9的高速光电二极管中输出的一例波形的示意图。

1：          工件

10、101：    基座

20、201：    XY平台

30：         滑动架

301：        框架

31：         底板

33、35：     反射镜

37：         穿透孔

40、401：    激光发生装置

50、501：    光学系统构件

500：        相位型衍射光学元件(DOE)

511～513：   半反光镜

52、54：     自动聚焦用测长系统

521～528：   反射镜

531～534：   快门机构

541～544：聚光透镜

60、601： 加工状态检测光学系统构件

60：      对准照相机装置

61：      检测光照射用激光器

62：      自动聚焦用光电二极管

63：      检查用CCD阵列传感器

70：      线性编码器

701：     抽吸装置

80：      控制装置

801～804：消振构件

81：      分叉机构

82：      漏脉冲判定机构

83：      警报产生机构

84：      基准CCD图像存储机构

84a：     基准CCD图像

85：      光轴偏移量测量机构

85a：     被检查图像

86：      激光控制器

91～93：  气刀装置

92、93：  光束采样器

94：      高速光电二极管

96：      光轴检查用CCD照相机

具体实施方式

以下，根据图式对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明一实施方式的激光加工状态检查装置的概略结构示意图。此激光加工状态检查装置构成为：在太阳能电池板制造装置的激光束加工处理(激光切割)步骤中，对所述激光加工状态进行检查。

图1的太阳能电池板制造装置由基座(pedestal)10、XY平台20、激光发生装置40、光学系统构件50、加工状态检测光学系统构件60以及空调室等构成。空调室形成在基座10的上侧，此处对于空调室的具体结构省略说明。在基座10上设置着沿基座10上的X轴方向以及Y轴方向(XY平面)被驱动控制的XY平台20。在此XY平台20的上侧保持有作为激光加工对象的工件1。而且，在基座10上设置着：一面保持光学系统构件以及加工状态检测光学系统构件、一面沿Y轴方向被滑动驱动的滑动架(slideframe)30。另外，当能够利用滑动架30来充分确保Y轴方向的移动量时，XY平台20也可以构成为仅进行X轴方向的移动。此时，XY平台20也可以是X轴平台结构。

在滑动架30的底板31上设置着：激光发生装置40、光学系统构件50以及加工状态检测光学系统构件60。光学系统构件50由镜片(mirror)及透镜(lens)的组合构成，此光学系统构件50将由激光发生装置40所产生的激光束分割为4个系列后，导向XY平台20上的工件1上。另外，激光束的分割并不限定为4个系列，也可以是3个系列或3个系列以下、或者5个系列或5个系列以上，而且，也可以是不进行分割的一个系列。实际的光学系统构件50较为复杂，为了使说明简单而将图示简化表示。XY平台20沿X方向及Y方向受到移动控制。另外，XY平台20的驱动机构，使用滚珠螺杆(ball screw)或线性电动机(linear motor)等，但这些均省略图示。

滑动架30安装在基座10上的四角上所设置的移动台中。滑动架30沿Y方向受到此移动台的移动控制。在底板31(base plate)和移动台之间设置着消振构件(未图示)。另外，虽未图示，但XY平台20构成为：可以Z轴为旋转轴而沿θ方向进行旋转。

图2是图1的光学系统构件以及加工状态检测光学系统构件的结构示意图。加工状态检测光学系统构件60由检测光照射用激光器61、自动聚焦用光电二极管(automatic focus photodiode)62以及检查用电荷耦合器件(CCD)阵列传感器63所构成。自动聚焦用光电二极管62接收由检测光照射用激光器61所照射的光中、从工件1的表面所反射的反射光，并根据此反射光量，对检查用CCD阵列传感器63相对工件1的高度(焦点)进行调整。检查用CCD阵列传感器63接收由检测光照射用激光器61所照射的光中从工件1的表面所反射的反射光，并将和此反射光量对应的反射光检测信号输出到未图示的控制装置中。

控制装置根据来自检查用CCD阵列传感器63的反射光检测信号，检测由激光发生装置40产生的激光束对工件1的加工状态，并将加工不合格、加工条件等问题分析后，反馈到激光发生装置40的输出条件、环境温度等中，以控制加工状态。

在图1及图2的太阳能电池板制造装置中，由上述激光发生装置40产生激光束，并由光学系统构件50将激光束导向XY平台20上，从而对XY平台20上的工件1照射激光束，与此同时对XY平台20进行移动控制，使工件1的表面薄膜上形成沟槽。

图3是关于所述实施方式的太阳能电池板制造装置的其它实施例的示意图。此太阳能电池板制造装置是从工件1的背面照射激光束，从而在工件表面的薄膜上形成沟槽。图3的太阳能电池板制造装置和图1的太阳能电池板制造装置的不同之处在于：在基座101上搭载激光发生装置401和光学系统构件501，并将XY平台201、加工状态检测光学系统构件601以及抽吸装置701设置在框架301(frame)的上部。空调室以覆盖基座101、框架301、XY平台201、加工状态检测光学系统构件601以及抽吸装置701等整体设备的方式形成，但此处对空调室的具体结构省略说明。

XY平台201构成为：隔着未图示的框架构件安装在框架301上，并沿着和基座101的XY平面(X轴方向(图中的横方向)以及Y轴方向(图中的纵深方向))平行的面受到驱动控制。在此XY平台201的上侧保持有作为激光加工对象的工件1。而且，设于基座101上的光学系统构件501在基座101上沿Y轴方向(图中的纵深方向)上受到滑动驱动。

加工状态检测光学系统构件601以及抽吸装置701构成为：隔着未图示的框架构件安装在框架301上，且对XY平台201进行相对移动。抽吸装置701利用真空抽吸来吸取激光束加工时从工件1的表面飞溅出的飞溅物。普通的抽吸装置包括简单地呈喇叭状的吸入口，但关于此实施方式的抽吸装置701是在喇叭状的侧面切削有螺旋状沟槽。即，构成为通过形成在呈喇叭状的吸入口上的螺旋状沟槽，而使吸入口附近产生涡流(涡旋流(scroll flow))，并由此吸入飞溅物。这样一来，便可通过在抽吸装置701的喇叭状部分切削螺旋状螺纹，而使吸入口附近产生涡流(涡旋流)，故可以使抽吸装置701附近的抽吸力以及抽吸流速大幅提高，从而可以有效去除飞溅物从工件1表面飞溅出来。

加工状态检测光学系统构件601的结构和图2的加工状态检测光学系统构件60相同，由移动检测光照射用激光器、自动聚焦用光电二极管以及检查用CCD阵列传感器所构成。自动聚焦用光电二极管接收由检测光照射用激光器所照射的光之中、从工件1的表面所反射的反射光，并根据其反射光量，对检查用CCD阵列传感器相对工件1的高度(焦点)进行调整。检查用CCD阵列传感器接收由检测光照射用激光器所照射的光之中、从工件1的表面所反射的反射光，并将和其反射光量相对应的反射光检测信号输出到未图示的控制装置中。

光学系统构件501由镜片及透镜的组合所构成，其将由激光发生装置401所产生的激光束分割为4个系列，而导向XY平台201上的工件1上。另外，激光束的分割并不限定为4个系列，也可以是3个系列或3个系列以下、或者5个系列或5个系列以上，而且，也可以是不进行分割的一个系列。实际的光学系统构件501较为复杂，为了使说明简单而将图示简化表示。XY平台201沿X方向(图中的横方向)以及Y方向(图中的纵深方向)受到移动控制。另外，XY平台201的驱动机构，使用滚珠螺杆或线性电动机等，这些均省略图示。

框架301是隔着设在基座101上的四角的消振构件801～804，而设置在其上部。另外，虽未图示，但XY平台201构成为：可以Z轴(图中的纵向)为旋转轴而沿θ方向进行旋转。

控制装置根据来自加工状态检测光学系统构件601内的检查用CCD阵列传感器的反射光检测信号，而检测由激光发生装置401所产生的激光束对工件1的加工状态，并将加工不合格、加工条件等问题进行分析后，反馈到激光发生装置401的输出条件、环境温度等中，从而控制加工状态。

图3的太阳能电池板制造装置是利用上述激光发生装置401产生激光束，由光学系统构件501将所述激光束导向XY平台201上，并对XY平台201上的工件1的薄膜照射激光束，与此同时，对XY平台201实施移动控制，使工件1的表面薄膜上形成沟槽。如此便可以利用太阳能电池板制造装置的激光切割处理，来检测形成在工件1的表面上的沟槽的沟槽宽、或沟槽彼此的距离、漏脉冲所引起的缺陷、激光加工时薄膜材料的溅散等缺陷，因此，可将这些加工不合格、加工条件等问题进行分析，反馈到激光发生装置401的输出条件、环境温度等，从而实时(real time)地控制所述加工状态。而且，也可以通过在加工前进行检查，而利用加工前后的比较来判别是否为加工前的状态所引起的缺陷。

图4是关于所述实施方式的太阳能电池板制造装置的又一其它实施例的示意图。在太阳能电池板制造装置的激光切割处理时，将产生非晶硅(α-Si)膜的切割划痕。所述膜如上所述，有时会飞溅到大气中，并附着在工件1上，由此造成激光切割不合格。而且，因存在附着在工件1表面上的各种粉尘等，而导致产生激光切割不合格。因此，在图4的实施方式中，当图2的太阳能电池板制造装置的工件1搬入时，使用气刀(air knife)装置91，利用空气吹扫(air purge)附着在工件1表面上的粉尘等，从而将粉尘等清除。而且，此实施方式构成为：在激光加工时，在沿X轴方向(图中横方向)移动的工件1的前后设置气刀装置92、93，从而在激光切割处理之前将粉尘等清除。例如，当工件1移动到图中的右侧时，则从其相反侧的气刀装置93喷出空气；相反地，当工件1移动到图中的左侧时，则从其相反侧的气刀装置92喷空气。

另外，图4的实施方式是：使气刀装置92、93的空气喷出流动成为交叉，但空气的喷出流动也可以正好交叉在激光加工位置。此时，无论工件1的移动方向如何，均可以一直从气刀装置92、93喷出空气。也可以将图4所示的气刀装置91～93应用在图3的太阳能电池板制造装置中。此时，气刀装置92、93设置在抽吸装置701的两端。此时，经气刀吹扫的粉尘等被抽吸到抽吸装置701，因此不会分散到大气中，从而可有效地将粉尘等清除。而且，也可防止蒸发后的膜附着在光学系统上。另外，所述实施方式中，对气刀设置在工件的单面侧的情形进行了说明，但气刀设置也可以设置在两面侧。

图5是关于本发明一实施方式的激光加工装置的概略结构示意图。此激光加工装置是进行太阳能电池板制造装置的激光束加工处理(激光切割)步骤的装置。

图5的太阳能电池板制造装置由基座10、XY平台20、激光发生装置40、光学系统构件50、对准照相机装置60、线性编码器(linearencoder)70、控制装置80以及激光束检测光学系统构件等所构成。在基座10上设置着：在基座10上沿着X轴方向及Y轴方向(XY平面)受到驱动控制的XY平台20。

XY平台20沿着X方向及Y方向受到移动控制。另外，使用滚珠螺杆或线性电动机等作为XY平台20的驱动机构，这些均省略了图示。在XY平台20的上侧保持有作为激光加工对象的工件1。而且，在基座10上设置着：一面保持光学系统构件、一面沿Y轴方向得到滑动驱动的滑动架30。XY平台20构成为：可以Z轴为旋转轴而沿θ方向进行旋转。另外，当可利用滑动架30来充分确保Y轴方向的移动量时，XY平台20也可以构成为仅进行X轴方向移动。此时，XY平台20也可以为X轴平台结构。

滑动架30安装在基座10上的四角所设置的移动台上。滑动架30沿Y轴方向受到此移动台的移动控制。在底板31和移动台之间设置着消振构件(未图示)。在滑动架30的底板31上设置着：激光发生装置40、光学系统构件50、控制装置80以及激光束检测光学系统构件。光学系统构件50由镜片及透镜的组合构成，其将由激光发生装置40所产生的激光束分割为4个系列，而导向XY平台20上的工件1上。另外，激光束的分割数并不限定为4个系列，可以为2个系列或2个系列以上。

对准照相机装置60获取XY平台20上、且工件1的两端部(X轴方向的前后边缘部)附近的图像。由此对准照相机装置60所获取的图像被输出到控制装置80中。控制装置80将来自对准照相机装置60的图像和工件1的标识符(identity，ID)数据一起储存在数据库(data base)机构中，以用于随后的工件1的对准处理中。线性编码器70由设置在XY平台20的X轴移动平台的侧面的刻度构件和检测部所构成。

线性编码器70是由：设置在XY平台20的X轴移动平台侧面的刻度构件和检测部所构成。线性编码器70的检测信号被输出到控制装置80中。控制装置80根据来自线性编码器70的检测信号，而检测XY平台20的X轴方向的移动速度(移动频率)，并对激光发生装置40的输出(激光频率)进行控制。

如图所示，光学系统构件50设置在底板31的下表面侧。用来将从激光发生装置40中射出的激光束导向光学系统构件50的反射镜33、35是设置在底板31上。从激光发生装置40中射出的激光束被反射镜33反射到反射镜35，反射镜35使来自反射镜33的反射激光束，经由设置在底板31上的穿透孔而导向光学系统构件50。另外，如果从激光发生装置40中射出的激光束可以通过设置在底板31上的穿透孔，而从上侧导入到光学系统构件50中，那么光学系统构件50可以采用任意结构。例如，也可以将激光发生装置40设置在穿透孔的上侧，经由穿透孔直接将激光束导向光学系统构件50。

图6是光学系统构件50的详细结构的示意图。实际的光学系统构件50的结构复杂，此处为了使说明简单而将图示简化表示。图6是从图5的-X轴方向观察光学系统构件50内部的图。如图6所示，在底板31上具有穿透孔37，此穿透孔37用来将由反射镜35所反射的激光束导入到光学系统构件50内。在此穿透孔37的正下方，设置着将高斯(Gaussian)强度分布的激光束转换为顶帽形(top hat)强度分布的激光束的相位型衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)500。

由DOE500转换为顶帽形强度分布激光束(顶帽形光束)的激光束，经由半反光镜(half mirror)511分别分叉为反射光束和透射光束，反射光束朝向右方的半反光镜512前进，透射光束朝向下方的反射镜524前进。经由半反光镜511反射的光束被半反光镜512进一步分叉为反射光束和透射光束，反射光束朝向下方的反射镜522前进，透射光束朝向右方的反射镜521前进。穿透半反光镜512的光束被反射镜521反射后，经由下方的聚光透镜541而照射到工件1。经由半反光镜512反射的光束被反射镜522、523反射后，经由下方的聚光透镜542而照射到工件1。穿透半反光镜511的光束经由反射镜524反射后，朝向左方前进。经由反射镜524反射的光束被半反光镜513分叉为反射光束和透射光束，反射光束朝向下方的反射镜526前进，透射光束朝向左方的反射镜528前进。经由半反光镜513反射的光束被反射镜526、527反射后，经由下方的聚光透镜543而照射到工件1。穿透半反光镜513的光束被反射镜528反射后，经由下方的聚光透镜544而照射到工件1。

由DOE500转换的顶帽形光束，经由所述半反光镜511～513及反射镜521～528进行穿透、反射之后，而被导向聚光透镜541～544。此时，设定从DOE500到各聚光透镜541～544为止的光路长度成为相等。即，由半反光镜511所反射的光束穿透半反光镜512后、由反射镜521反射到聚光透镜541为止的光路长度，由半反光镜511反射的光束被半反光镜512、反射镜522、523分别反射到聚光透镜542为止的光路长度，穿透半反光镜511的光束被反射镜523、半反光镜513、反射镜526、527分别反射到聚光透镜543为止的光路长度，以及穿透半反光镜511的光束被反射镜523反射、并穿透半反光镜513后由反射镜528反射到聚光透镜544为止的光路长度，分别为相等的距离。由此，即便在光束分叉的近前配置DOE500，也可以将顶帽形强度分布的激光束同样地导向聚光透镜541～544。

快门机构531～534是用于：在光学系统构件50的各聚光透镜541～544中射出的激光束偏离工件1时，遮蔽激光束的射出。自动聚焦用测长系统52、54由未图示的检测光照射用激光器和自动聚焦用光电二极管所构成，其接收由检测光照射用激光器所照射的光之中、从工件1的表面所反射的反射光，并根据其反射光量，调整光学系统构件50相对工件1的高度(聚光透镜541～544的焦点)。图5的激光加工装置中，省略了图1的加工状态检测光学系统构件60，但实际上设置在作为各激光束的加工系列数的4个部位，并检测各激光束的加工状态。

图7是激光束检测光学系统构件的结构示意图。如图5以及图7所示，激光束检测光学系统构件由光束采样器(beam sampler)92、93、高速光电二极管94以及光轴检查用CCD照相机96所构成。光束采样器92、93设置在导入到光学系统构件50内的激光束的光路中。此实施方式中，光束采样器92、93设置在激光发生装置40和反射镜33之间。光束采样器92、93是对一部分激光束(例如，激光束的约1成左右或1成以下的光量)进行采样后分叉输出到外部的元件。高速光电二极管94以在光接收面的大致中央附近接收由光束采样器92分叉输出的一部分激光束(采样光束)的方式配置。和由高速光电二极管94所检测的激光束强度相对应的输出信号被输出到控制装置80中。光轴检查用CCD照相机96以在光接收面的大致中央附近接收由光束采样器93分叉输出的一部分激光束(采样光束)的方式配置。由光轴检查用CCD照相机96拍摄的影像被输出到控制装置80中。另外，光轴检查用CCD照相机96也可以取得表示照射到高速光电二极管94的激光束位置的图像，且将该图像输出到控制装置80中。

控制装置80根据来自线性编码器70的检测信号，检测XY平台20的X轴方向的移动速度(移动频率)，控制激光发生装置40的输出(激光频率)，并根据高速光电二极管94以及光轴检查用CCD照相机96所输出的信号而检测激光发生装置40所射出的激光束的漏脉冲，或者根据激光束的光轴偏移量而控制激光发生装置40的射出条件，或者对用来将激光束导入光学系统构件50内的反射镜33、35的配置等进行反馈控制。

图8是表示控制装置80的详细处理的方框图。控制装置80由分叉机构81、漏脉冲判定机构82、警报产生机构83、基准CCD图像存储机构84、光轴偏移量测量机构85以及激光控制器86所构成。分叉机构81使线性编码器70的检测信号(时钟脉冲(clock pulse))分叉且输出到后段的激光控制器86中。

漏脉冲判定机构82输入和来自高速光电二极管94的激光束强度相对应的输出信号(二极管输出)及分叉机构81所输出的检测信号(时钟脉冲)，并据此判定激光束的漏脉冲。图9是漏脉冲判定机构82的动作的一个例子的示意图。图9A表示分叉机构81所输出的检测信号(时钟脉冲)的一个例子，图9B表示和高速光电二极管94所输出的激光束强度相对应的输出信号(二极管输出)的一个例子，图9C表示漏脉冲判定机构82在漏脉冲检测时所输出的警报信号的一个例子。

如图9A-图9C所示，漏脉冲判定机构82将来自分叉机构81的时钟脉冲的下降时刻作为触发(trigger)信号，而判定二极管输出值是否大于等于规定的临限值Th。当二极管输出值小于临限值Th时，将高电平信号输出到警报产生机构83中。警报产生机构83将以下警报通知外部，所述警报表示：来自漏脉冲判定机构82的信号从低电平变化为高电平的时刻，且产生漏脉冲。警报的通知利用图像显示、发音等各种方法进行。通过产生警报，操作者可以辨识漏脉冲产生。而且，当此警报频繁产生时，意味着激光发生装置的性能劣化或寿命结束。

基准CCD图像存储机构84存储着如图8所示的基准CCD图像84a。此基准CCD图像84a表示：在光轴检查用CCD照相机96的光接收面中央接收激光束的状态的图像。从光轴检查用CCD照相机96输出如图8所示的被检查图像85a。光轴偏移量测量机构85取得来自光轴检查用CCD照相机96的被检查图像85a，并将被检查图像85a和基准CCD图像84a进行比较，而对光轴偏移量进行测量，且将此偏移量输出到激光控制器86中。例如，当由光轴检查用CCD照相机96输出如图8所示的被检查图像85a那样的图像时，那么，光轴偏移量测量机构85将两者进行比较以测量X轴及Y轴方向的偏移量，并将该偏移量输出到激光控制器86中。激光控制器86对和激光束光轴相关的装置、即激光发生装置40的射出条件或用来将激光束导入到光学系统构件50内的反射镜33、35的配置等进行反馈调整，以使被检查图像85a和基准CCD图像84a相一致。

所述实施方式中，就检查激光束的光轴偏移以及漏脉冲的情形进行了说明，但如图10所示，也可以根据来自高速光电二极管94的输出波形，而检查激光束的脉冲状态。例如，图10中，也可以测量激光束的脉冲宽度以及脉冲高度，并在这些脉冲宽度以及脉冲高度产生异常时发出警报。另外，就激光束的脉冲宽度而言，将来自高速光电二极管94的输出波形达到规定值或规定值以上的期间处于规定范围时作为正常情况，当大于或小于此范围时判定为脉冲宽度异常，并输出警报。并且，就激光束的脉冲高度而言，将来自高速光电二极管94的输出波形最大值处于允许范围内时作为正常情况，当大于或小于此允许范围时判定为脉冲高度异常，并输出警报。这样，由于随时采样激光束，因此可以实时管理脉冲宽度、脉冲高度(功率)等激光束的品质。如果频繁产生如上所述的漏脉冲，那么可以判断激光发生装置40劣化。

所述实施方式中，仅观察漏脉冲的产生，但也可以通过获取并存储漏脉冲产生部位的座标数据(位置数据)，来进行切割线的修补(repair)处理。

所述实施方式中，对利用光轴检查用CCD照相机96直接接收由光束采样器93分叉输出的一部分激光束(采样光束)，并通过对其进行图像处理来检查光轴偏移的情形进行了说明，但也可以通过光轴检查用CCD照相机96来获取表示在高速光电二极管94的光接收面中央接收激光束的状态的图像，来作为被检查图像，且由此检查光轴偏移。

所述实施方式中，对检查激光束的光轴偏移以及漏脉冲的情形进行了说明，但也可以将光轴偏移、漏脉冲、脉冲宽度以及脉冲高度分别适当组合后检查激光束的状态。

所述实施方式中，对从形成有薄膜的工件1表面照射激光束，从而在薄膜上形成切割线(沟槽)的情形进行了说明，但也可以从工件1的背面照射激光束，从而在工件表面的薄膜上形成切割线。

所述实施方式中，以太阳能电池板制造装置为例进行了说明，但本发明也可以应用在电致发光(electroluminescent，EL)面板制造装置、EL面板修补装置、平板显示器(flat panel display，FPD)修补装置等进行激光加工的装置中。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种激光加工状态检查方法，其特征在于：

照射激光束来对工件实施加工，随后立即获取所述工件的加工部位的图像，且

根据所述图像检查加工状态。

2.一种激光加工状态检查装置，其特征在于其包括：

保持机构，用来保持工件；

激光束照射机构，对所述工件照射激光束；以及

检查机构，在由所述激光束照射进行加工之后，立即获取所述工件的加工部位的图像，并根据所述图像检查加工状态。

3.根据权利要求2所述的激光加工状态检查装置，其特征在于还包括：

抽吸机构，所述抽吸机构是吸取因所述激光束的照射而从所述工件飞溅出的飞溅物的抽吸机构，且所述抽吸机构构成为：

通过利用形成在呈喇叭状的吸入口中的螺旋状沟槽，使所述吸入口附近产生涡流，而吸入所述飞溅物。

4.根据权利要求2或3所述的激光加工状态检查装置，其特征在于还包括：

气刀机构，在将所述工件搬运到所述激光束的照射位置时，通过对所述工件表面喷出空气，来吹扫所述工件表面的粉尘。

5.根据权利要求2或3所述的激光加工状态检查装置，其特征在于还包括：

气刀机构，通过一面对所述工件照射所述激光束、一面对所述工件表面喷出空气，来吹扫所述工件表面的粉尘。

6.根据权利要求4所述的激光加工状态检查装置，其特征在于：

所述气刀机构通过一面对所述工件照射所述激光束、一面对所述工件表面喷出空气，来吹扫所述工件表面的粉尘。

7.一种太阳能电池板制造方法，使激光束对工件一面进行相对移动一面进行照射，而对所述工件实施规定的加工，其特征在于：

在所述激光加工后立即获取所述工件的加工部位的图像，且

根据所述图像检查加工状态。

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