CN101811229A - 激光加工方法、激光加工装置以及太阳能电池板制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种激光加工方法、激光加工装置以及太阳能电池板制造方法。该激光加工装置将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激光束对工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工。此时，在激光束的分叉前的光路中配置相位型衍射光学元件机构，以将激光束转换为顶帽形强度分布。转换后的激光束由分叉机构而分别分叉为多条激光束。分叉机构以使转换后的多条激光束照射至工件为止的各光路长度彼此相等的方式来将激光束引导照射至工件。

Description

激光加工方法、激光加工装置以及太阳能电池板制造方法

技术领域

本发明涉及一种使用激光束(laser beam)来对薄膜等进行加工的激光加工方法、激光加工装置以及太阳能电池板(solar panel)制造方法，特别涉及一种可将1条激光束分叉为多条来进行加工或可使进行加工时的各激光束间的间距(pitch)宽度可变的激光加工方法、激光加工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的制造步骤中，在透光性基板(玻璃基板)上依次形成透明电极层、半导体层、金属层，并在形成后的各步骤中利用激光束将各层加工为狭条状(strip-like form)，从而完成太阳能电池板模块(solar panel module)。在以此方式制造太阳能电池板模块时，利用激光束在玻璃基板上的薄膜上例如以约10mm的间距形成切割线(scribe line)。此切割线是由线宽约为30μm、且线与线的间隔约为30μm的3条线所构成。在利用激光束来形成切割线时，通常是将激光束照射至恒速移动的玻璃基板上。由此，可形成深度及线宽稳定的切割线。关于此类在使用激光束的加工方法中将激光束分叉为多条来进行加工的情况，已知有日本专利特开2004-141929号公报中所揭示的情况。

在日本专利特开2004-141929号公报所揭示的激光加工方法中，使用相位光栅(phase grating)来将激光分叉为多条激光束，并对工件(work)照射分叉的多条激光束。一般而言，在太阳能电池板制造步骤中，直接将高斯光束(Gauss beam)用作激光束，且将光束直径缩小为规定的宽度而使基板移动，从而进行切割加工。如果将高斯光束用作激光束，则加工形状为研钵状，从而存在中央部的膜过于悬浮或对玻璃基板造成损伤(damage)。而且，由于切割加工中是脉冲(pulse)照射激光束，因此存在切割线的两侧脊线起伏的问题。

而且，使同时照射的多条激光束的分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度θ增大，使照射区域(area)的范围减小，从而将多个照射连结起来，而形成范围较广的除去部。但是，在日本专利特开2004-141929号公报所揭示的激光加工方法中是使用相位光栅将激光束分叉，因此很难使已分叉的激光束间的间距宽度形成约为10mm左右，从而难以在太阳能电池板的制造步骤中应用日本专利特开2004-141929号公报所揭示的技术。

为了解决所述问题，以往是在聚光透镜(collecting lens)的正前方配置相位型衍射光学元件(DOE：Diffractive Optical Element)，该相位型衍射光学元件将高斯光束转换为顶帽形(Top Hat)光束，并对基板照射激光束。DOE是具有对激光束的配光特性进行转换/整形的功能的元件，主要用来将激光束的高斯(Gaussian)强度分布转换为平顶形(flattop)(顶帽形)强度分布，从而提高激光加工等的精度。

然而，由于DOE是价格昂贵的元件，所以存在如下问题：如上所述在分叉的多条激光束的聚光透镜的正前方分别设置DOE将会导致价格高涨，因而不佳。

而且，日本专利特开2004-141929号公报所揭示的激光加工方法的情况可通过仅使作为单体元件的相位光栅进行旋转，而简单地对激光束的分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度θ进行可变控制。但是，在太阳能电池板制造步骤中，由于使用多个半反光镜(half mirror)以及反射镜等，来将从激光产生装置射出的激光束分叉为间距宽度约10mm左右的激光束，因而难以对激光束的分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度θ进行可变控制，从而现状为尚未实现所述可变控制。

发明内容

本发明的目的之一是鉴于所述问题而完成的，是提供一种无需针对分叉的多条激光束中的每条激光束来设置DOE便可将所有激光束转换为顶帽形光束并照射至基板的激光加工方法、激光加工装置以及太阳能电池板制造方法。

本发明的目的之一是鉴于所述方面而完成的，是提供一种可使用半反光镜及反射镜来将激光束分叉为多条激光束，并对该分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度进行可变控制的激光加工方法、激光加工装置以及太阳能电池板制造方法。

本发明提供一种激光加工方法：在将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激光束对工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工的激光加工方法中，在所述激光束的分叉前的光路中设置相位型衍射光学元件机构，将所述激光束转换为顶帽形强度分布，且以转换后的多条激光束照射至所述工件为止的各光路长度相同的方式，来将所述激光束分叉为多条激光束而对所述工件进行照射。

本发明中，在将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激光束对工件一面进行相对移动一面进行照射的情况下，是在激光束的分叉前的光路中配置相位型衍射光学元件机构配置，以将激光束转换为顶帽形强度分布。转换后的激光束由半反光镜或反射镜等而被分叉为多条激光束。此时，以转换后的多条激光束照射至工件为止的各光路长度彼此相等的方式，来将激光束引导照射至工件为止。由此，即便并未针对分叉的多条激光束中的每条激光束来设置相位型衍射光学元件(DOE)，也可将已转换为顶帽形光束的多条激光束照射至基板上，因此可实现成本降低。而且，所述分叉是来自于一个(DOE)光源的分叉，因此可较容易地使分叉的激光束的特性均一化。

在所述的激光加工方法中，使用由半反光镜及反射镜构成的分叉机构来将激光束分叉为多条激光束，使用所述分叉机构，将垂直地朝向所述工件的加工面的垂直激光束分叉为多条激光束，并且以所述垂直激光束的前进方向为中心轴而使所述分叉机构旋转，由此，对所述激光束的分叉方向与所述激光束的对所述工件的相对移动方向所构成的角度进行可变控制。

从激光产生装置射出的激光束最终垂直地照射至工件的加工面。本发明中，将包括半反光镜及反射镜的分叉机构设置在该垂直地朝向所述工件的加工面的垂直激光束的中途，并对激光束进行分叉。此时，构成为使分叉机构的旋转中心轴与垂直激光束的前进方向相一致，且使得分叉机构整体可旋转，由此，可容易地对分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度进行可变控制。

在所述的激光加工方法中，在对所述工件照射转换为顶帽形强度分布后的激光束，并且所述激光束的分叉方向与所述激光束的相对移动方向所构成的角度受到旋转控制的情况下，使得所述相位型衍射光学元件机构不相对于所述激光束的相对移动方向而旋转。

一般而言，在太阳能电池板制造步骤中，是将高斯光束用作激光束，且将光束直径缩小为规定的宽度而使基板移动，从而进行切割加工。如果将高斯光束用作激光束，则加工形状为研钵状，从而存在中央部的膜过于悬浮的问题，而且，进行切割加工时是脉冲照射激光束，因此存在切割线的两侧脊线起伏的问题。对此，在激光束的光路中配置相位型衍射光学元件(DOE：Diffractive Optical Element)，将高斯光束转换为顶帽形(TopHat)光束，并对工件照射激光束。DOE是具有对激光束的配光特性进行转换/整形的功能的元件，主要用于将激光束的高斯强度分布转换为平顶形(顶帽形)强度分布，并提高激光加工等的精度。通过使用该DOE，可使激光束的照射形状形成为大致正方形状，且可平滑地形成切割线的两侧脊线。然而，在对激光束的分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度进行可变控制时，由于照射形状为大致正方形状，因而切割线的两侧脊线可能反而较高斯强度分布时更加起伏。因此，在本发明中，即便在对激光束的分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度进行可变控制的情况下，也使得相位型衍射光学元件机构不相对于激光束的相对移动方向而旋转。由此，可平滑地形成切割线的两侧脊线。

本发明中，在分叉前只要设置一个DOE即可，因此即便在对激光束的分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度进行可变控制的情况下，也只要仅使所述一个DOE不旋转即可，从而可简化结构。

本发明还提供一种激光加工装置：在将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激光束对保持机构所保持的工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工的激光加工装置中，所述激光加工装置包括：相位型衍射光学元件机构，设置在所述激光束的分叉前的光路中，将所述激光束转换为顶帽形强度分布；以及分叉机构，以由所述相位型衍射光学元件机构转换的多条激光束照射至所述工件为止的各光路长度相同的方式，来将所述激光束分叉为多条激光束而对所述工件进行照射。本发明是与所述激光加工方法的第1特征相对应的激光加工装置的发明。

本发明的激光加工装置还更包括：分叉机构，使用半反光镜及反射镜来将垂直朝向所述工件的加工面的垂直激光束分叉为多条激光束；控制机构，使由所述分叉机构分叉的多条激光束对所述保持机构所保持的工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工；以及旋转控制机构，以所述垂直激光束的前进方向为中心轴来对所述分叉机构进行旋转控制，由此，对所述激光束的分叉方向与所述激光束的对所述工件的相对移动方向所构成的角度进行可变控制。本发明是与所述激光加工方法的第2特征相对应的激光加工装置的发明。

在所述的激光加工装置中：在对所述工件照射由所述相位型衍射光学元件机构进行转换后的激光束，并且所述激光束的分叉方向与所述激光束的相对移动方向所构成的角度受到旋转控制的情况下，所述相位型衍射光学元件机构不会相对于所述激光束的相对移动方向而旋转。本发明是与所述激光加工方法的第3特征相对应的激光加工装置的发明。

本发明还提供一种太阳能电池板制造方法：使用所述激光加工方法、或所述激光加工装置来制造太阳能电池板。本发明是使用所述激光加工方法或所述激光加工装置中的任一者来制造太阳能电池板。

[发明的效果]

根据本发明，可具有下述效果：可缩短激光束加工时的作业时间(tacttime)，从而可大幅提高整体生产量(throughput)。

根据本发明，可具有下述效果：可使用半反光镜及反射镜来将激光束分叉为多条激光束，并且可对该分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度进行可变控制。

综上所述，本发明的该激光加工装置将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激光束对工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工。此时，在激光束的分叉前的光路中配置相位型衍射光学元件机构，以将激光束转换为顶帽形强度分布。转换后的激光束由分叉机构而分别分叉为多条激光束。分叉机构以使转换后的多条激光束照射至工件为止的各光路长度彼此相等的方式来将激光束引导照射至工件。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

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是表示本发明的一实施方式的激光加工装置的概略结构的图。

图2是表示图1的光学系统构件的详细结构的图。

图3是表示图1的检测光学系统构件的结构的示意图。

图4是表示控制装置的详细处理的方框图。

图5A、图5B、图5C是表示图3的漏脉冲判定机构的动作的一个例子的图。

图6是表示从图5的高速光电二极管输出的波形的一个例子的图。

图7A、图7B、图7C是从下侧(工件侧)观察图1的光学系统构件的图。

图8A、图8B、图8C是表示光学系统构件的旋转量与切割线的间距宽度的关系的图。

1：工件                    10：基座

20：XY平台                 30：滑动架

31：底板                   33、35：反射镜

37：穿透孔                 40：激光产生装置

50：光学系统构件           52、54：自动聚焦用测长系统

60：对准照相机装置         70：线性编码器

80：控制装置               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             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

500：相位型衍射光学元件(DOE)    511～513：半反光镜

521～528：反射镜                531～534：快门机构

541～544：聚光透镜              P0、P30、P45：间距

具体实施方式

以下，根据附图来说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的一实施方式的激光加工装置的概略结构的图。该激光加工装置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。

图1的太阳能电池板制造装置是由基座10、XY平台20、激光产生装置40、光学系统构件50、对准照相机(alignment camera)装置60、线性编码器(linear encoder)70、控制装置80以及检测光学系统构件等所构成。在基座10上设置着沿基座10的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受到控制而向X方向及Y方向移动。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，此处省略了它们的图示。在XY平台20的上侧保持着作为激光加工对象的工件1。而且，在基座10上设置着的滑动架(slide frame)30，所述滑动架一面保持光学系统构件一面沿Y轴方向受到滑动驱动。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也可构成为仅进行X轴方向的移动。此时，XY平台20也可为X轴平台结构。

滑动架30安装在基座10上的四角上所设置的移动台上。滑动架30受到此移动台的控制而向Y方向移动。在底板(base plate)31与移动台之间设置着消振(vibration-free)构件(未图示)。在滑动架30的底板31上设置着激光产生装置40、光学系统构件50以及控制装置80。光学系统构件50是由镜片(mirror)及透镜(lens)的组合所构成，该光学系统构件50将由激光产生装置40所产生的激光束分割为4个系列并引导至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，只要为2个系列或2个系列以上即可。

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。所述对准照相机装置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的图像与工件1的标识符(identity，ID)数据一起存储在数据库(data base)机构中，以用于以后的工件1的对准处理。

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(scale)构件及检测部所构成。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，来检测XY平台20的X轴方向的移动速度(移动频率)，并对激光产生装置40的输出(激光频率)进行控制。

如图1所示，光学系统构件50设置在底板31的下表面侧。用于将从激光产生装置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。从激光产生装置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，如果从激光束发生装置40中射出的激光束可通过设置在底板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可采用任意的结构。例如，也可将激光产生装置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2是表示光学系统构件50的详细结构的图。实际的光学系统构件50的结构复杂，此处为了简化说明而将图示简化表示。图2是从图1的-X轴方向观察光学系统构件50的内部的图。如图2所示，在底板31上具有穿透孔37，此穿透孔37是用于将由反射镜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，设置着将高斯强度分布的激光束转换为顶帽形强度分布的激光束的相位型衍射光学元件(DOE：Diffractive Optical Element)500。

经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511分别分叉为反射光束及透射光束，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。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及透射光束，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而照射至工件1上。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而照射至工件1上。穿透半反光镜511的光束被反射镜524反射后，朝向左方前进。由反射镜524反射的光束被半反光镜513分叉为反射光束及透射光束，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。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而照射至工件1上。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而照射至工件1上。

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而穿透、反射之后，被导向聚光透镜541～544。此时，设定为从DOE500到各聚光透镜541～544为止的光路长度相等。即，由半反光镜511反射的光束穿透半反光镜512后、再由反射镜521反射而到达聚光透镜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分别反射而到达聚光透镜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分别反射而到达聚光透镜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反射而到达聚光透镜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(shutter)机构531～534是用于：在从光学系统构件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(automatic focus)用测长系统52、54由未图示的检测光照射用激光器及自动聚焦用光电二极管(photodiode)所构成，所述自动聚焦用测长系统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，并根据其反射光量来将光学系统构件50内的聚光透镜541～544上下驱动，从而调整光学系统构件50相对于工件1的高度(聚光透镜541～544的焦点)。另外，焦点调整用驱动机构并未图示。

图3是表示检测光学系统构件的结构的示意图。如图1及图3所示，检测光学系统构件是由光束采样器(beam sampler)92、93、高速光电二极管94以及光轴检查用电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)照相机96所构成。光束采样器92、93是设置在导入到光学系统构件50内的激光束的光路中。本实施方式中，光束采样器92、93是设置在激光产生装置40与反射镜33之间。光束采样器92、93是对激光束的一部分(例如，激光束的约1成左右或1成以下的光量)进行采样(sampling)后分叉输出到外部的元件。高速光电二极管94配置成在光接收面的大致中央附近处接收由光束采样器92分叉输出的激光束的一部分(采样光束)。与由高速光电二极管94所检测的激光束的强度相对应的输出信号被输出到控制机构80中。光轴检查用CCD照相机96配置成在光接收面的大致中央附近处接收由光束采样器93分叉输出的激光束的一部分(采样光束)。由光轴检查用CCD照相机96拍摄的影像被输出到控制机构80中。另外，光轴检查用CCD照相机96也可取得表示照射至高速光电二极管94的激光束位置的图像，且将该图像输出到控制机构80中。

控制装置80根据来自线性编码器70的检测信号，而对XY平台20的X轴方向的移动速度(移动频率)进行检测，并控制激光产生装置40的输出(激光频率)，且根据从高速光电二极管94以及光轴检查用CCD照相机96输出的信号而对从激光产生装置40射出的激光束的漏脉冲(omission of pulses)进行检测，或者根据激光束的光轴偏移量而对激光产生装置40的射出条件进行控制，或者对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(feedback)控制。

图4是表示控制装置80的详细处理的方框(block)图。控制装置80是由分叉机构81、漏脉冲判定机构82、警报(alarm)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将线性编码器70的检测信号(时钟脉冲(clockpulse))分叉且输出到后段的激光控制器86中。

漏脉冲判定机构82输入与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)、及从分叉机构81输出的检测信号(时钟脉冲)，并据此来判定激光束的漏脉冲。图5A、图5B、图5C是表示漏脉冲判定机构82的动作的一个例子的图。其中，图5A表示从分叉机构81输出的检测信号(时钟脉冲)的一个例子，图5B表示与从高速光电二极管94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5C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5A、图5B、图5C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界值Th，当二极管输出值小于临界值Th时，将高电平(high level)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(low level)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(operator)可辨识漏脉冲产生。而且，当此警报频繁产生时，意味着激光产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4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的光接收面中央处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4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与基准CCD图像84a进行比较，而对光轴的偏移量进行测量，且将此偏移量输出到激光控制器86中。例如，当从光轴检查用CCD照相机96输出如图4所示的被检查图像85a这样的图像时，光轴偏移量测量机构85将两者进行比较以测量出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对与激光束的光轴相关的装置、即激光产生装置40的射出条件或用于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与基准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况进行了说明，但如图6所示，也可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6中，也可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。而且，就激光束的脉冲高度而言，将来自高速光电二极管94的输出波形的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，因此可实时(real time)地对脉冲宽度、脉冲高度(功率(power))等激光束的品质进行管理。如果频繁产生如上所述的漏脉冲，那么可判断激光产生装置40劣化或寿命结束。

图7A、图7B、图7C是从下侧(工件侧)观察图1的光学系统构件的图。图7A、图7B、图7C表示光学系统构件50与底板31的一部分。图7A是表示图1所示的光学系统构件50与底板31的位置关系的图，如图所示，光学系统构件50的端面(图的上侧端部)与底板31的端面(图的上侧端部)相一致。图7B是表示光学系统构件50以穿透孔37的中心为旋转轴而相对于底板31逆时针旋转约30度的状态的图。图7C是表示光学系统构件50以穿透孔37的中心为旋转轴而相对于底板31逆时针旋转约45度的状态的图。

本实施方式的太阳能电池板制造装置中，光学系统构件50构成为：能以激光束的导入孔即穿透孔37的中心为旋转轴而自如旋转。也就是，作为分叉机构的光学系统构件50，是以图2的从反射镜35而通过DOE500后朝向半反光镜511前进的垂直激光束的前进方向为中心轴，而受到旋转控制。由此，可自如地对激光束的分叉方向与激光束的对工件的相对移动方向(图7A、图7B、图7C的垂直方向)所构成的角度θ进行可变控制。另外，光学系统构件50的旋转驱动机构可使用滚珠螺杆或线性电动机等的现有的技术，但这些均省略图示。

如图7A、图7B、图7C所示，即便在对激光束的分叉方向与激光束的扫描方向(图7A、图7B、图7C的垂直方向)所构成的角度进行可变控制的情况下，也使DOE500不相对于激光束的相对移动方向而旋转。即，通过使用DOE500，激光束的照射形状如图7A、图7B、图7C的聚光透镜541～544内所示，成为如虚线正方形般的照射形状。因此，如果对光学系统构件50进行旋转控制并且使DOE500旋转，那么聚光透镜541～544内的虚线正方形也会相应于DOE500的旋转量而旋转。如果在此状态下扫描照射激光束，那么正方形的角将会位于切割线的两侧脊线处，而脊线会显示出起伏的形状。因此，如本实施方式般，即便对光学系统构件50进行旋转控制，也使得DOE500不会发生旋转，由此，如图7B及图7C所示，扫描方向(图7A、图7B、图7C的垂直方向)与聚光透镜541～544内的虚线正方形的左右两边相一致，从而可极其平滑地形成切割线的两侧脊线，而且，即便在使光学系统构件50旋转而适当控制切割线的间距时，也可形成脊线平滑的切割线。另外，所述实施方式中，对在激光束的光路中仅设置一个DOE的情况进行了说明，但也可在分叉后的各聚光透镜的正前方分别设置DOE。在此情况下，也需要构成为：即便对光学系统构件50进行旋转控制，也使各DOE不发生旋转。另外，可通过将DOE500以与光学系统构件50分离的方式直接连结设置在底板31上，从而使DOE500从光学系统构件50的旋转中独立出来。

图8A、图8B、图8C是表示光学系统构件的旋转量与切割线的间距宽度的关系的图。图8A、图8B、图8C分别是表示进行激光切割加工处理后的切割线的状态的图，其中，图8A表示如图7A所示光学系统构件50未发生旋转的状态，图8B表示如图7B所示光学系统构件50旋转了约30度的状态，图8C表示如图7C所示光学系统构件50旋转了约45度的状态。如果将图8A的情况下的切割线的间距设为P0，那么图8B的情况下的间距P30成为P0×cos30°，图8C的情况下的间距P45成为P0×cos45°。这样，本实施方式的太阳能电池板制造装置可通过适当调整光学系统构件50的旋转角度，而对切割线的间距进行可变调整。

所述实施方式中，仅观察漏脉冲的产生，但也可通过获取并存储漏脉冲产生部位的座标数据(位置数据)，而进行切割线的修补(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分叉输出的激光束的一部分(采样光束)，并通过对其进行图像处理来检查光轴偏移的情况进行了说明，但也可通过光轴检查用CCD照相机96或者分割型光电二极管来获取表示在高速光电二极管94的光接收面中央处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况进行了说明，但也可将光轴偏移、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的表面照射激光束，从而在薄膜上形成切割线(沟槽)的情况进行了说明，但也可从工件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，但本发明也可应用在电致发光(electroluminescent，EL)面板制造装置、EL面板修补装置、平面显示器(Flat Panel Display，FPD)修补装置等进行激光加工的装置中。

Claims (7)

1.一种激光加工方法，将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激光束对工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工，所述激光加工方法的特征在于：

在所述激光束的分叉前的光路中配置相位型衍射光学元件机构，将所述激光束转换为顶帽形强度分布，且以转换后的多条激光束照射至所述工件为止的各光路长度相同的方式，来将所述激光束分叉为多条激光束而对所述工件进行照射。

2.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于：

使用由半反光镜及反射镜构成的分叉机构来将激光束分叉为多条激光束，使用所述分叉机构，将垂直朝向所述工件的加工面的垂直激光束分叉为多条激光束，并且以所述垂直激光束的前进方向为中心轴而使所述分叉机构旋转，由此，对所述激光束的分叉方向与所述激光束的对所述工件的相对移动方向所构成的角度进行可变控制。

3.根据权利要求2所述的激光加工方法，其特征在于：

在对所述工件照射转换为顶帽形强度分布后的激光束，并且所述激光束的分叉方向与所述激光束的相对移动方向所构成的角度受到旋转控制的情况下，使得所述相位型衍射光学元件机构不相对于所述激光束的相对移动方向而旋转。

4.一种激光加工装置，将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激光束对保持机构所保持的工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工，所述激光加工装置的特征在于包括：

相位型衍射光学元件机构，设置在所述激光束的分叉前的光路中，将所述激光束转换为顶帽形强度分布；以及

分叉机构，以由所述相位型衍射光学元件机构转换的多条激光束照射至所述工件为止的各光路长度相同的方式，来将所述激光束分叉为多条激光束而对所述工件进行照射。

5.根据权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于：

所述分叉机构使用半反光镜及反射镜来将垂直朝向所述工件的加工面的垂直激光束分叉为多条激光束，

所述激光加工装置更包括：

控制机构，使由所述分叉机构分叉的多条激光束对所述保持机构所保持的工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工；以及

旋转控制机构，以所述垂直激光束的前进方向为中心轴来对所述分叉机构进行旋转控制，由此，对所述激光束的分叉方向与所述激光束的对所述工件的相对移动方向所构成的角度进行可变控制。

6.根据权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于：

在对所述工件照射由所述相位型衍射光学元件机构进行转换后的激光束，并且所述激光束的分叉方向与所述激光束的相对移动方向所构成的角度受到旋转控制的情况下，所述相位型衍射光学元件机构不会相对于所述激光束的相对移动方向而旋转。

7.一种太阳能电池板制造方法，其特征在于：

使用根据权利要求1、2或3中任一项所述的激光加工方法、或者根据权利要求4、5或6中任一项所述的激光加工装置来制造太阳能电池板。

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