JP2013184207A - レーザパターニング装置およびレーザパターニング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 基板上のスクライブ加工を安定良く高品質に行うことができるレーザパターニング装置およびパターニング方法を提供する。集積型薄膜太陽電池の電極等のパターニングに用いる。
【解決手段】 基板1を載せる基板固定ステージと、加工用レーザビームを照射するレーザ加工用光学系4が設けられた光学ヘッド5と、基板固定ステージと光学ヘッド5とを相対的に移動させてレーザ加工用光学系4から照射されるレーザビームで基板1の薄膜をスクライブ加工方向である一方向に分断加工する光学ヘッド相対移動機構とを備える。光学ヘッド5は、スクライブ加工方向と同一方向に並んで配置され個別にレーザビームS1,S2を照射する複数のレーザ加工用光学系4を有する。
【選択図】 図2
【解決手段】 基板1を載せる基板固定ステージと、加工用レーザビームを照射するレーザ加工用光学系4が設けられた光学ヘッド5と、基板固定ステージと光学ヘッド5とを相対的に移動させてレーザ加工用光学系4から照射されるレーザビームで基板1の薄膜をスクライブ加工方向である一方向に分断加工する光学ヘッド相対移動機構とを備える。光学ヘッド5は、スクライブ加工方向と同一方向に並んで配置され個別にレーザビームS1,S2を照射する複数のレーザ加工用光学系4を有する。
【選択図】 図2
Description
この発明は、基板上に成膜された薄膜を、レーザを用いてパターニングするパターニング装置およびパターニング方法に関し、特に、透光性を有する基板を用いた集積型薄膜太陽電池の電極等をパターニングするのに好適なレーザパターニング装置およびレーザパターニング方法に関する。
従来、基板上に複数のユニットセルを集積した集積型太陽電池を製作する場合、この基板上に積層した薄膜を各ユニットセルに対応づけて短冊状に分割する必要があり、この薄膜を分割するための溝(以下、スクライブと記す)を形成するためのパターニングが行なわれる。このパターニングの方法として、レーザ光を照射して薄膜の一部を溶発させることによりスクライブを形成するレーザパターニング方法があり、この方法を用いた特許文献1に示したようなレーザパターニング装置(レーザ加工装置)が知られている。
特許文献1のレーザ加工装置では、スクライビング性能の向上を図るため、レーザビームの基本的なパワー分布であるガウシンアン分布(レーザスポットの中央のパワーが強くなる分布)を、光ファイバを用いることでフラット化し、レーザ照射した面内で均一に加工ができるようにしている。これは、光ファイバが、レーザ光をコア内で伝播する過程で、その光強度分布をビーム径方向でフラット化させるような特性を持っていることを利用している。また、レーザ光学系の光路に視野絞りを入れ、レーザビーム形状を矩形にすることで、図11に示したように、レーザ光の重なり部分をできるだけ少なくして加工できるようにしている。レーザ光の重なり部分は、レーザ光が2度照射されることになるため、加工変動が発生し易い。この面積を小さくする工夫として上記対策を行っている。
しかし、スクライブラインの場所によって、レーザ光が1回照射された部分と2回照射された部分が発生することは避けられない。1回照射で確実にスクライブが可能で、なおかつ、レーザ光が重なって照射されてしまう2回照射部分のダメージを軽減可能とする、最適なレーザパワーの設定範囲は非常に狭いものとなる。このため、僅かなレーザパワーの変動や、基板上の成膜状態の変化が、スクライブ性能に影響するという課題がある。
具体例を挙げて説明すると、太陽電池のレーザパターニング(スクライビング)では、同一基板上に100本以上のスクライブ加工を行い、例えば図10に示すように、太陽電池薄膜を短冊状に分割し、各短冊(セル)を電気的に直列に接続することで、必要な発電電圧を確保している。通常では、図9に示すように、レーザ発振機67で発生させたレーザビームを、スクライブ加工方向と直交した垂直方向に複数分岐(同図では5分岐)させて、複数のスクライブ加工ラインを同時に加工することで、加工時間の短縮を図っている。複数ビームで加工する方法としては、このほか、ビーム毎にレーザ発振機を搭載する方式もある。しかし、スクライブ加工方向には1レーザビームしかなく、前述したように加工条件の設定範囲が狭く、レーザパワーの変動や、基板上の成膜状態の変化により、スクライブ加工状態に影響を受け易い。
この発明の目的は、基板上のスクライブ加工を安定良く高品質に行うことができるレーザパターニング装置およびパターニング方法を提供することである。
この発明の他の目的は、スクライブ加工の安定化により、太陽電池パネルの発電効率の向上に寄与できるようにすることである。
この発明の他の目的は、スクライブ加工の安定化により、太陽電池パネルの発電効率の向上に寄与できるようにすることである。
この発明のレーザパターニング装置は、基板上に成膜された薄膜を短冊状に、レーザ光を用いて分断加工するレーザパターニング装置において、
前記基板を載せる基板固定ステージと、加工用レーザビームを照射するレーザ加工用光学系が設けられた光学ヘッドと、前記基板固定ステージと光学ヘッドとを相対的に移動させて前記レーザ加工用光学系から照射されるレーザビームで前記基板の薄膜をスクライブ加工方向である一方向に分断加工する光学ヘッド相対移動機構とを備え、
前記光学ヘッドは、前記スクライブ加工方向と同一方向に並んで配置され個別にレーザビームを照射する複数のレーザ加工用光学系を有することを特徴とする。
前記基板を載せる基板固定ステージと、加工用レーザビームを照射するレーザ加工用光学系が設けられた光学ヘッドと、前記基板固定ステージと光学ヘッドとを相対的に移動させて前記レーザ加工用光学系から照射されるレーザビームで前記基板の薄膜をスクライブ加工方向である一方向に分断加工する光学ヘッド相対移動機構とを備え、
前記光学ヘッドは、前記スクライブ加工方向と同一方向に並んで配置され個別にレーザビームを照射する複数のレーザ加工用光学系を有することを特徴とする。
この構成によると、1本のスクライブ加工ラインに対して複数のレーザ加工用光学系からの各レーザビームが照射されることになる。このため、1本のスクライブ加工ラインにおける同一箇所に複数のレーザビームを照射して、基板上に成膜された薄膜をスクライブ加工することになり、レーザパワーの変動や、成膜状態の変化による加工への影響が少なく、安定した高品質なスクライブ加工が可能となる。
この発明において、前記スクライブ加工方向と同一方向に並ぶ複数のレーザ加工用光学系からなるレーザ加工用光学系組は、前記スクライブ加工方向と直交する方向に並べて複数設けられていても良い。
このように構成した場合、複数のスクライブ加工を同時にかつ安定して行うことができ、加工効率を向上させることができる。
このように構成した場合、複数のスクライブ加工を同時にかつ安定して行うことができ、加工効率を向上させることができる。
この発明において、前記スクライブ加工方向と同一方向に並ぶ複数のレーザ加工用光学系からなるレーザ加工用光学系組における各レーザ加工用光学系は、これらのレーザ加工用光学系が出力するレーザビームのパワー、発振周波数、および波長のいずれか一つ、または任意の2つの組み合わせ、または3つを個別に設定可能であっても良い。
例えば、前記レーザ加工用光学系組における各レーザ加工用光学系は、パワーを個別に設定できるもの、発振周波数を個別に設定できるもの、または波長を個別に設定できるものであっても良い。また、これら各レーザ加工用光学系は、パワーと発振周波数とを個別に設定できるもの、バワーと波長を個別に設定できるもの、または発振周波数と波長を個別に設定できるものであっても良い。さらに、パワー、発振周波数、および波長の全てを個別に設定できるものであっても良い。
例えば、前記レーザ加工用光学系組における各レーザ加工用光学系は、パワーを個別に設定できるもの、発振周波数を個別に設定できるもの、または波長を個別に設定できるものであっても良い。また、これら各レーザ加工用光学系は、パワーと発振周波数とを個別に設定できるもの、バワーと波長を個別に設定できるもの、または発振周波数と波長を個別に設定できるものであっても良い。さらに、パワー、発振周波数、および波長の全てを個別に設定できるものであっても良い。
レーザ加工用光学系組の各レーザ加工用光学系から照射されるレーザビームにつき、パワー、発振周波数、および波長のいずれかが個別に変更できるものである場合、スクライブ加工の加工条件設定範囲が広くなり、より最適な条件で、安定したスクライブ加工が可能となる。
パワーと発振周波数とを個別に設定できるもの、バワーと波長を個別に設定できるもの、または発振周波数と波長を個別に設定できるもの、またはパワー、発振周波数、および波長の全てを個別に設定できるものである場合は、スクライブ加工の加工条件設定範囲がより一層広くなり、より最適な条件で、安定したスクライブ加工が可能となる。
パワーと発振周波数とを個別に設定できるもの、バワーと波長を個別に設定できるもの、または発振周波数と波長を個別に設定できるもの、またはパワー、発振周波数、および波長の全てを個別に設定できるものである場合は、スクライブ加工の加工条件設定範囲がより一層広くなり、より最適な条件で、安定したスクライブ加工が可能となる。
この発明のレーザパターニング方法は、この発明の上記したいずれかのレーザパターニング装置を用い、同一箇所に複数のレーザビームを照射することにより、基板上に成膜された薄膜を短冊状に分断加工することを特徴とする。この方法によると、この発明のレーザパターニング装置について前述したと同様に、レーザパワーの変動や、成膜状態の変化による加工への影響が少なく、安定した高品質なスクライブ加工が可能となる。
この発明の他のレーザパターニング方法は、この発明の上記したいずれかのレーザパターニング装置を用い、同一箇所に複数のレーザビームを照射し、かつ基板上の複数箇所を同時に加工することにより、基板上に成膜された薄膜を短冊状に分断加工することを特徴とする。
この加工方法によると、この発明のレーザパターニング装置について前述したと同様に、複数のスクライブ加工を同時にかつ安定して行うことができ、加工効率を向上させることができる。
この加工方法によると、この発明のレーザパターニング装置について前述したと同様に、複数のスクライブ加工を同時にかつ安定して行うことができ、加工効率を向上させることができる。
これらの方法発明において、同一箇所に照射される複数のレーザビームは、それらのパワー、波長、発振周波数のうち、いずれか1つ、または任意の2つの組み合わせ、または3つが互いに異なっていて良い。
この方法の場合、スクライブ加工の加工条件設定範囲がより広くなり、より最適な条件で、安定したスクライブ加工が可能となる。
この方法の場合、スクライブ加工の加工条件設定範囲がより広くなり、より最適な条件で、安定したスクライブ加工が可能となる。
この発明のレーザパターニング装置は、基板上に成膜された薄膜を短冊状に、レーザ光を用いて分断加工するレーザパターニング装置において、前記基板を載せる基板固定ステージと、加工用レーザビームを照射するレーザ加工用光学系が設けられた光学ヘッドと、前記基板固定ステージと光学ヘッドとを相対的に移動させて前記レーザ加工用光学系から照射されるレーザビームで前記基板の薄膜をスクライブ加工方向である一方向に分断加工する光学ヘッド相対移動機構とを備え、前記光学ヘッドは、前記スクライブ加工方向と同一方向に並んで配置され個別にレーザビームを照射する複数のレーザ加工用光学系を有するものとしたため、基板上のスクライブ加工を安定良く高品質に行うことができる。
この発明のレーザパターニング方法は、この発明のレーザパターニング装置を用い、同一箇所に複数のレーザビームを照射することにより、基板上に成膜された薄膜を短冊状に分断加工するものとしたため、この発明のレーザパターニング装置につき述べたと同様に、基板上のスクライブ加工を安定良く高品質に行うことができる。
この発明の他のレーザパターニング方法は、この発明の前述したレーザパターニング装置を用い、同一箇所に複数のレーザビームを照射し、かつ基板上の複数箇所を同時に加工することにより、基板上に成膜された薄膜を短冊状に分断加工するものとしたため、この発明のレーザパターニング装置につき述べたと同様に、複数のスクライブ加工を同時にかつ安定して行うことができ、加工効率を向上させることができる。
この発明の一実施形態を図1ないし図8と共に説明する。このレーザパターニング装置は、基板1上に成膜された薄膜を短冊状に、レーザ光を用いてスクライブを加工することで分断加工する装置であって、機械部分であるパターニング装置本体2と、このパターニング装置本体2を制御する加工制御装置30とで構成される。
基板1は、例えば透光性を有する太陽電池となる素材である。具体例を示すと、図10に示すように、基板1上に、表面電極1a、光電変換層1b、および裏面電極1cとなる複数層の薄膜が積層して形成されている。これらの薄膜がスクライブaの形成により分断加工されて、個別のセル同士が直列接続されることで、集積型薄膜太陽電池とされる。同図において、P1〜P3の位置にスクライブaが加工される。
図1に示すパターニング装置本体2は一例であり、これに限定されるものではない。このパターニング装置本体2は、基板1を載せる基板固定ステージ3と、レーザ加工用光学系組4Aが複数並べて設けられた光学ヘッド5と、前記基板固定ステージ3と光学ヘッド5とを相対的に前記基板1の加工面上の直交2軸方向(X,Y方向)に移動させる光学ヘッド相対移動機構6とを有する。各レーザ加工用光学系4にはオートフォーカス機構(図示せず)が設けられ、したがってオートフォーカス機構はレーザ加工用光学系4と同数だけ設けられる。
この例では、基板固定ステージ3が前後方向(Y軸方向)に移動可能なY軸ステージとなり、基台8のレール9上に基板固定ステージ3が前後方向(Y軸方向)に移動自在に設置されている。基板固定ステージ3は、搬入された基板1を固定する機構(図示せず)を有しており、Y軸の進退駆動機構(図示せず)により前後方向に進退駆動される。
レール9による基板固定ステージ移動経路の前部には、その左右両側に、基板固定ステージ3に対して基板1の搬入および搬出をそれぞれ行うローラコンベヤ等からなる基板搬入装置10および基板搬出装置11が設置されている。
レール9による基板固定ステージ移動経路の前部には、その左右両側に、基板固定ステージ3に対して基板1の搬入および搬出をそれぞれ行うローラコンベヤ等からなる基板搬入装置10および基板搬出装置11が設置されている。
基台8上の基板固定ステージ3が通過する経路の後部には、この通過経路に跨がって門形の支持フレーム12が設置され、この支持フレーム12上のレール13に沿って、基板固定ステージ3の進退方向と直交する方向である左右方向(X軸方向)に進退自在にX軸ステージ14が設置されている。X軸ステージ14は、支持フレーム12に設置されたX軸の進退駆動機構15により進退させられる。
X軸ステージ14には、光学ヘッド5を搭載したZ軸ステージ16が、前記X軸およびY軸に垂直な方向である鉛直方向に移動自在に設置され、X軸ステージ14に設置されたZ軸の進退駆動機構(図示せず)により進退させられる。前記X軸の進退駆動機構15、並びにY軸の進退駆動機構およびZ軸の進退駆動機構は、それぞれ、サーボモータおよび送りねじ機構等からなる。
X軸ステージ14には、光学ヘッド5を搭載したZ軸ステージ16が、前記X軸およびY軸に垂直な方向である鉛直方向に移動自在に設置され、X軸ステージ14に設置されたZ軸の進退駆動機構(図示せず)により進退させられる。前記X軸の進退駆動機構15、並びにY軸の進退駆動機構およびZ軸の進退駆動機構は、それぞれ、サーボモータおよび送りねじ機構等からなる。
なお、パターニング装置本体2は、図1の例では基板固定ステージ3を基台8に対して前後方向(Y軸方向)に移動させるようにしたが、例えば図8に示すように、基板固定ステージ3を基台8に対して位置固定としても良い。その場合、前記門形の支持フレーム12Aが、基台8上のレール9A上で前後移動自在なY軸ステージとなり、Y軸の進退駆動機構(図示せず)により進退させられる。図8の例におけるその他の構成は、図1の例と同様である。
図1において、光学ヘッド5の各レーザ加工用光学系組4Aは、図2に示すように、それぞれ加工用レーザビームを照射するレーザ加工用光学系4が複数並べて設けられており、その並び方向は、加工するスクライブの方向(以下、スクライブ加工方向と記す)である前後方向(Y軸方向)とされる。同図では、スクライブ加工方向に2つのレーザ加工用光学系4が並べて設けられ、1本のスクライブ加工ラインLaに対して2つのレーザ加工用光学系4からの各レーザビームS1,S2が照射されるように構成される。これら2つのレーザ加工用光学系4からなるレーザ加工用光学系組4Aでは、各レーザ加工用光学系4から照射されるレーザビームS1,S2の波長、発振周波数、パワーのいずれかが個別に変更可能とされている。なお、図2では、レーザビームS1,S2の波長、発振周波数、パワーが全て異なる例を示している。パワーと発振周波数、またはバワーと波長、または発振周波数と波長を個別に設定できるものであっても良い。
前記2つのレーザ加工用光学系4からなるレーザ加工用光学系組4Aは、スクライブ加工ラインLaの並び方向、つまりスクライブ加工方向と直交する左右方向(X軸方向)に並べて複数設けられ、同時に複数本のスクライブの加工が可能とされている。レーザビームを発生させるレーザ発振機17は、個々のレーザ加工用光学系4毎に設けても良く、1台のレーザ発振機17で発生させたレーザビームを複数本に分割して各レーザ加工用光学系4に分配しても良い。図2の例では、2つのレーザ発振機17で発生させた2本のレーザビームを、各レーザ加工用光学系4に対応して設けた複数のミラー48で分割して、X軸方向に並ぶ各レーザ加工用光学系4に導くようにしている。すなわち、複数のミラー48はビームスプリッタ47を構成する。この場合、各レーザ加工用光学系4は、前記ミラー48や対物レンズ等の加工用レンズ49などで構成される。
図1において、加工制御装置30は、レーザパターニング装置本体2の全体を制御する手段であって、数値制御装置としての機能と、プログラマブルコントローラとしての機能を有する。加工制御装置30は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータと、このコンピュータに実行される加工プログラムとにより構成されている。加工制御装置30は、移動制御手段33およびレーザ出力制御手段34を有する。
移動制御手段33は、前記加工プログラムの指令に従って、光学ヘッド相対移動機構6の各軸の駆動機構の駆動源に出力を行い、光学ヘッド5を基板1に対して相対移動させる経路および速度を制御する手段である。レーザ出力制御手段34は、レーザ発振機17のオンオフ制御を行う手段である。
上記構成のレーザパターニング装置によると、スクライブ加工方向に複数(ここでは2つ)のレーザ加工用光学系4が並べて設けられ、1本のスクライブ加工ラインLaに対して2つのレーザ加工用光学系4からの各レーザビームS1,S2が照射されるように構成されている。このため、1本のスクライブ加工ラインLaにおける同一箇所に複数(ここでは2つ)のレーザビームS1,S2を照射することで、基板1上に成膜された薄膜をスクライブ加工することになり、レーザパワーの変動や、成膜状態の変化による加工への影響が少なく、安定した高品質なスクライブ加工が可能となる。
また、太陽電池パネルの基板のスクライブ加工に用いた場合、スクライブ加工の安定化により、太陽電池パネルの発電効率の向上に寄与できる。
また、太陽電池パネルの基板のスクライブ加工に用いた場合、スクライブ加工の安定化により、太陽電池パネルの発電効率の向上に寄与できる。
また、これら2つのレーザ加工用光学系4からなるレーザ加工用光学系組4Aでは、各レーザ加工用光学系4から照射されるレーザビームS1,S2の波長、発振周波数、パワーが個別に変更可能とされているので、スクライブ加工の加工条件設定範囲が広くなり、より最適な条件で、安定したスクライブ加工が可能となる。例えば、レーザビームS1,S2の波長、発振周波数、パワーを、表1に示すような設定で加工が可能となる。
すなわち、具体例を挙げれば、
(1)パワーの弱いレーザビームS1で、薄膜を少し剥離加工した後、もう1つのレー ザビームS2で完全に分離加工を行う。
(2)レーザビームの重なりが発生しない発振周波数のレーザビームS1で分断加工し た後、レーザパワーが弱く、発振周波数が高いもうひとつのレーザビームS2で 、薄膜の残り部分の加工を行う。
(3)YAGの第二高調波(532nm)のレーザビームS1で分断加工した後、YA Gの基本波(1064nm)のレーザビームS2で、薄膜の残りの部分の加工を 行う。
などの加工が可能となり、加工条件設定の範囲が広がり、最適で安定したスクライブ加工が可能となる。
(1)パワーの弱いレーザビームS1で、薄膜を少し剥離加工した後、もう1つのレー ザビームS2で完全に分離加工を行う。
(2)レーザビームの重なりが発生しない発振周波数のレーザビームS1で分断加工し た後、レーザパワーが弱く、発振周波数が高いもうひとつのレーザビームS2で 、薄膜の残り部分の加工を行う。
(3)YAGの第二高調波(532nm)のレーザビームS1で分断加工した後、YA Gの基本波(1064nm)のレーザビームS2で、薄膜の残りの部分の加工を 行う。
などの加工が可能となり、加工条件設定の範囲が広がり、最適で安定したスクライブ加工が可能となる。
また、この実施形態では、スクライブ加工方向と同一方向に並ぶ複数のレーザ加工用光学系4からなるレーザ加工用光学系組4Aを、スクライブ加工方向と直交する方向(X軸方向)に並べて複数設けているので、複数のスクライブ加工を同時にかつ安定して行うことができ、加工効率も向上させることができる。
図3は、光学ヘッド5におけるレーザ加工用光学系4の他の配置構成例を示す。この構成例では、スクライブ加工方向と同一方向に3つのレーザ加工用光学系4を並べてレーザ加工用光学系組4Bを構成している。レーザ発振機17は、スクライブ加工方向に並ぶ3つのレーザ加工用光学系4に対応させて3つ設けられる。その他の構成は図2の構成例の場合と同様である。
このように、スクライブ加工方向と同一方向に3つのレーザ加工用光学系4を並べてレーザ加工用光学系組4Bを構成した場合、2つのレーザ加工用光学系4を並べた図2の構成例の場合よりも、さらに加工条件の幅を広げることができる。
このように、スクライブ加工方向と同一方向に3つのレーザ加工用光学系4を並べてレーザ加工用光学系組4Bを構成した場合、2つのレーザ加工用光学系4を並べた図2の構成例の場合よりも、さらに加工条件の幅を広げることができる。
図4の構成例では、1つのレーザ発振機17から発生させたレーザビームを、ビームスプリッタ50で分割することにより、レーザ加工用光学系組4Aを構成する2つのレーザ加工用光学系4のレーザビームS1,S2を得るようにしている。これにより、1つのレーザ発振機17から発生させた1つのレーザビームで、スクライブ加工方向に複数のレーザビームを配置することが可能となる。この場合も、2つのレーザビームS1,S2を用いることで、スクライブ加工を2回に分けて行うことが可能であり、その分、加工条件の設定範囲が広くなる。
図5はさらに他の構成例を示す。この構成例では、図4の構成例において、レーザ加工用光学系組4Aを構成する前後に並ぶ2つのレーザ加工用光学系4のうち、一方のレーザ加工用光学系4の経路の途中に、レーザパワーを調整するアッテネータ51を介在させている。その他の構成は、図4の構成例の場合と同様である。
この構成例によると、レーザ加工用光学系組4Aを構成する前後に並ぶ2つのレーザ加工用光学系4から照射される両レーザビームS1,S2のレーザパワー比率をアッテネータ51で調整することが可能となり、加工条件の設定範囲を図4の構成例の場合よりも広くすることができる。図5では、スクライブ加工方向の前方に配置されるレーザ加工用光学系4にアッテネータ51を組み込んだが、スクライブ加工方向の後方に配置されるレーザ加工用光学系4にアッテネータ51を組み込んでも良い。
図6はさらに他の構成例を示す。この構成例では、図4の構成例において、レーザ加工用光学系組4Aを構成する前後に並ぶ2つのレーザ加工用光学系4のうち、一方のレーザ加工用光学系4(ここでは前方のレーザ加工用光学系4)の経路の途中に、波長変換ユニット52を介在させている。その他の構成は、図4の構成例の場合と同様である。
この構成例によると、レーザ加工用光学系組4Aを構成する前後に並ぶ2つのレーザ加工用光学系4から照射される両レーザビームS1,S2のうち、一方のレーザビームS2の波長を他方のレーザビームS1の波長と異ならせて加工を行うことが可能となり、加工条件の設定範囲を図4の構成例の場合よりも広くすることができる。図6では、スクライブ加工方向の前方に配置されるレーザ加工用光学系4に波長変換ユニット52を組み込んだが、スクライブ加工方向の後方に配置されるレーザ加工用光学系4に波長変換ユニット52を組み込んでも良い。
図7はさらに他の構成例を示す。この構成例では、図6の構成例において、レーザ加工用光学系組4Aを構成する前後に並ぶ2つのレーザ加工用光学系4のうち、一方のレーザ加工用光学系4(ここでは前方のレーザ加工用光学系4)の経路の途中に、波長変換ユニット52を介在させると共に、他方のレーザ加工用光学系4(ここでは後方のレーザ加工用光学系4)の経路の途中に、レーザパワーを調整するアッテネータ51を介在させている。その他の構成は、図6の構成例の場合と同様である。
この構成例によると、レーザ加工用光学系組4Aを構成する前後に並ぶ2つのレーザ加工用光学系4から照射される両レーザビームS1,S2の波長とパワーを互いに異ならせて加工を行うことが可能となり、加工条件の設定範囲を図6の構成例の場合よりもさらに広くすることができる。図7では、スクライブ加工方向の前方に配置されるレーザ加工用光学系4に波長変換ユニット52を組み込み、後方に配置されるレーザ加工用光学系4にアッテネータ51を組み込んだが、後方に配置されるレーザ加工用光学系4に波長変換ユニット52を、前方に配置されるレーザ加工用光学系4にアッテネータ51を組み込んでも良い。
1…基板
2…レーザパターニング装置本体
3…基板固定ステージ
4…レーザ加工用光学系
4A,4B…レーザ加工用光学系組
5…光学ヘッド
6…光学ヘッド相対移動機構
47,50…ビームスプリッタ
48…ミラー
49…加工用レンズ
51…アッテネータ
52…波長変換ユニット
S1,S2,S3…レーザビーム
a…スクライブ
La…スクライブ加工ライン
2…レーザパターニング装置本体
3…基板固定ステージ
4…レーザ加工用光学系
4A,4B…レーザ加工用光学系組
5…光学ヘッド
6…光学ヘッド相対移動機構
47,50…ビームスプリッタ
48…ミラー
49…加工用レンズ
51…アッテネータ
52…波長変換ユニット
S1,S2,S3…レーザビーム
a…スクライブ
La…スクライブ加工ライン
Claims (7)
- 基板上に成膜された薄膜を短冊状に、レーザ光を用いて分断加工するレーザパターニング装置において、
前記基板を載せる基板固定ステージと、加工用レーザビームを照射するレーザ加工用光学系が設けられた光学ヘッドと、前記基板固定ステージと光学ヘッドとを相対的に移動させて前記レーザ加工用光学系から照射されるレーザビームで前記基板の薄膜をスクライブ加工方向である一方向に分断加工する光学ヘッド相対移動機構とを備え、
前記光学ヘッドは、前記スクライブ加工方向と同一方向に並んで配置され個別にレーザビームを照射する複数のレーザ加工用光学系を有することを特徴とするレーザパターニング装置。 - 請求項1において、前記スクライブ加工方向と同一方向に並ぶ複数のレーザ加工用光学系からなるレーザ加工用光学系組は、前記スクライブ加工方向と直交する方向に並べて複数設けられるレーザパターニング装置。
- 請求項1または請求項2において、前記スクライブ加工方向と同一方向に並ぶ複数のレーザ加工用光学系からなるレーザ加工用光学系組における各レーザ加工用光学系は、これらのレーザ加工用光学系が出力するレーザビームのパワー、発振周波数、および波長のいずれか一つ、または任意の2つの組み合わせ、または3つを個別に設定可能であるレーザパターニング装置。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記薄膜を成膜した基板が太陽電池パネルであるレーザパターニング装置。
- 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のレーザパターニング装置を用い、同一箇所に複数のレーザビームを照射することにより、基板上に成膜された薄膜を短冊状に分断加工することを特徴とするレーザパターニング方法。
- 請求項2に記載のレーザパターニング装置を用い、同一箇所に複数のレーザビームを照射し、かつ基板上の複数箇所を同時に加工することにより、基板上に成膜された薄膜を短冊状に分断加工することを特徴とするレーザパターニング方法。
- 請求項5または請求項6において、同一箇所に照射される複数のレーザビームは、それらのパワー、波長、発振周波数のうち、いずれか1つ、または任意の2つの組み合わせ、または3つが互いに異なるレーザパターニング方法。
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