JPH07314168A - Laser beam machine - Google Patents
Laser beam machineInfo
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- JPH07314168A JPH07314168A JP6112421A JP11242194A JPH07314168A JP H07314168 A JPH07314168 A JP H07314168A JP 6112421 A JP6112421 A JP 6112421A JP 11242194 A JP11242194 A JP 11242194A JP H07314168 A JPH07314168 A JP H07314168A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は基板とステージとの間に
空間を設ける必要がある場合のレーザー加工装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus when it is necessary to provide a space between a substrate and a stage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーザー加工は、レーザービームの指向
性、高エネルギー密度という特徴を利用して、現在では
工業的なプロセスにおいて広範囲に用いられている。2. Description of the Related Art Laser processing is now widely used in industrial processes by utilizing the characteristics of laser beam directivity and high energy density.
【０００３】レーザー加工は、レーザー光を照射するこ
とで被加工物に温度上昇をもたらし、相変態、溶融、蒸
発や原子・分子の光励起による化学反応など多岐にわた
っており、加工に用いられるレーザーは、ＹＡＧレーザ
ー、ＣＯ2レーザー、エキシマレーザー等があげられ
る。これらのレーザーは用途にあわせて様々な波長、強
度のものが用いられる。また、被加工物の光吸収の違い
を利用することにより、選択的な加工をすることも可能
となる。Laser processing brings about a temperature rise in an object to be processed by irradiating it with laser light, and has a wide variety of chemical reactions such as phase transformation, melting, evaporation and photoexcitation of atoms and molecules. The laser used for processing is Examples thereof include YAG laser, CO 2 laser, excimer laser and the like. These lasers have various wavelengths and intensities according to the application. Further, it is possible to perform selective processing by utilizing the difference in light absorption of the workpiece.
【０００４】この種のレーザー加工装置は通常、レーザ
ー発振機、その他の光学系、ＸＹステージもしくはＸＹ
Ｚステージ、制御用コンピューター等によって構成され
る。This type of laser processing apparatus is usually a laser oscillator, other optical system, XY stage or XY.
It is composed of a Z stage and a control computer.
【０００５】面積の大きい板状の基板をレーザーを用い
て加工する場合には、ビーム系を固定して被加工物をの
せたステージ系を移動させる方法、ビーム系を移動させ
被加工物をのせたステージ系を固定する方法、ビーム系
と被加工物をのせたステージ系の両方を移動させる方
法、の３つがあげられる。When processing a plate-shaped substrate having a large area using a laser, the beam system is fixed and the stage system on which the workpiece is mounted is moved, or the beam system is moved to mount the workpiece. And a method of fixing the stage system and a method of moving both the beam system and the stage system on which the workpiece is placed.
【０００６】中でも、ビーム系を固定しステージ系を移
動させる方法は、ビーム系を移動させる他の２つの方法
と比較すると、光学系を全て固定することが可能なこと
により、光軸系の狂いが少ない、光軸系の密封性に優れ
る、集光性能が一定に保たれるため一定の性能が得られ
やすい、等の特徴を持ち、これらは高精度な加工を行う
上で利点が多い。Among them, the method of fixing the beam system and moving the stage system, compared to the other two methods of moving the beam system, is capable of fixing the entire optical system, which causes the deviation of the optical axis system. There are few advantages, such as excellent sealing performance of the optical axis system, and constant performance because the light converging performance is kept constant. These have many advantages in performing highly accurate processing.
【０００７】レーザー加工装置を用いて加工を行う際、
被加工物の特性により裏面にステージが直接接触しない
構造としたい場合がある。例えば基板が非常に薄い場
合、下のステージを同時に切ってしまい、そのため切り
口が汚くなることがある。また、単なる基板ではなく半
導体デバイス、例えばアモルファス太陽電池の場合、レ
ーザーで加工すると、基板の下にスペースがないと、蒸
発した金属が付着して短絡状態となり使用できなくな
る。When performing processing using a laser processing device,
Depending on the characteristics of the workpiece, it may be desirable to have a structure in which the stage does not directly contact the back surface. For example, if the substrate is very thin, the lower stage may be cut at the same time, and the cut may become dirty. Further, in the case of a semiconductor device, for example, an amorphous solar cell, instead of a mere substrate, if laser processing is performed, vaporized metal adheres and becomes a short-circuit state and becomes unusable unless there is a space under the substrate.
【０００８】このような構造のレーザー加工装置を用い
た薄膜太陽電池の製造方法としては、特開平３−７９０
８５があげられる。図４のごとく、まずガラス基板１０
上にＳｎＯ2膜をパターニングして第一電極１１を形
成、次に、アモルファスシリコン層をパターニングして
半導体層１２を形成する。この第一電極層１１とアモル
ファス半導体層１２のパターニングはレーザースクライ
ブ法により行う。その上に第二電極層１３を一様に製膜
し、これらの積層を有する基板を第二電極層１３側を下
にして、ステージ１４の上にスペーサ１５により空間１
６を開けて固定する。そして、第二電極層１３の分割す
べき部位１７の上からレーザー光を照射すると、レーザ
ー光は第一電極１１を透過し、アモルファス半導体層１
２を蒸発させ、それにともなって隣接する第二電極層１
３も同時に除去される。As a method of manufacturing a thin film solar cell using a laser processing apparatus having such a structure, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-790 is known.
85 is given. As shown in FIG. 4, first, the glass substrate 10
The SnO 2 film is patterned thereon to form the first electrode 11, and then the amorphous silicon layer is patterned to form the semiconductor layer 12. The patterning of the first electrode layer 11 and the amorphous semiconductor layer 12 is performed by a laser scribing method. The second electrode layer 13 is uniformly formed thereon, and the substrate having these laminated layers is placed with the side of the second electrode layer 13 facing down, and the space 15 is provided on the stage 14 by the spacer 15.
Open 6 and fix. Then, when laser light is irradiated from above the portion 17 of the second electrode layer 13 to be divided, the laser light passes through the first electrode 11 and the amorphous semiconductor layer 1
2 is evaporated, and the second electrode layer 1 adjacent to the first electrode layer 1 is evaporated.
3 is also removed at the same time.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】レーザー加工装置を用
いて上記の薄膜太陽電池を加工する際、飛散する第二電
極層１３の下には、飛散物が加工部に再付着することが
ないようステージ１４との間に空間１６を設けることが
必要となるが、特開平３−７９０８５のごとく基板の周
辺部にスペーサ１５を用いただけでは、基板の面積が大
きくなると基板が撓んでしまい、レーザーのフォーカス
が中心部と周辺部で異なり、切断した線幅が異なった
り、うまく切断できないという問題点がある。When processing the above-mentioned thin film solar cell by using a laser processing apparatus, it is necessary to prevent re-adhesion of scattered matter to the processed portion under the scattered second electrode layer 13. Although it is necessary to provide a space 16 between the stage 14 and the stage 14, if the spacer 15 is used only in the peripheral portion of the substrate as in JP-A-3-79085, the substrate will bend when the area of the substrate becomes large and the There are problems that the focus is different between the central part and the peripheral part, the width of the cut line is different, or the line cannot be cut well.
【００１０】そこで、図５のレーザー加工装置では、面
積を持つステージ２０があり、そこに複数のピン１９が
固定されている。これらのピン１９で基板１８を支える
ことにより、基板１８を撓まないように支えられ、か
つ、基板１８とステージ２０の間には空間が設けられ
る。レーザーは基板１８の上方から、基板１８に対して
垂直に照射され、基板１８を加工する。ステージ系を移
動させて加工する場合、ステージ２０及びピン１９と基
板１８は同時に移動する。ピン１９の基板を支える面
は、接触面積が小さくなるよう凸状になっている。Therefore, in the laser processing apparatus of FIG. 5, there is a stage 20 having an area, and a plurality of pins 19 are fixed thereto. By supporting the substrate 18 with these pins 19, the substrate 18 is supported so as not to be bent, and a space is provided between the substrate 18 and the stage 20. The laser is applied perpendicularly to the substrate 18 from above the substrate 18 to process the substrate 18. When the stage system is moved and processed, the stage 20 and the pins 19 and the substrate 18 move at the same time. The surface of the pin 19 supporting the substrate is convex so that the contact area is small.
【００１１】しかしながら、被加工物の裏面に直接ステ
ージが接触しないようピンで支えていても、ピンと被加
工物は常に接触しているため、レーザービームの真下に
ピンがある場合には、ピンでレーザーが反射したり、一
部が蒸発したりしてうまく切れないという問題点があ
る。However, even if the stage supports the back surface of the workpiece so that the stage does not come into direct contact with the pin, the pin and the workpiece are always in contact with each other. There is a problem that the laser does not work well because it reflects or evaporates a part.
【００１２】これらの問題点に鑑み、本発明では基板が
撓まず、かつ、基板とステージとの間に常にスペースを
設けることができるようなステージの構造を有するレー
ザー加工装置を提供することを目的としている。In view of these problems, it is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus having a stage structure in which the substrate does not bend and a space can always be provided between the substrate and the stage. I am trying.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明のレーザー加工装置は、ステージに設けられ
た穴に遊嵌する複数のピンにより基板を撓まないように
支え、レーザービーム直下にあるピンのみが、ピンの下
部と接する支持台の、レーザービームに対向する位置に
設けられた凹部によって基板から離れるように構成され
ている。In order to achieve the above object, the laser processing apparatus of the present invention supports a laser beam by a plurality of pins loosely fitted in holes provided in a stage so as not to bend the substrate. Only the pin directly underneath is configured to be separated from the substrate by a concave portion provided at a position facing the laser beam on a support table that contacts the lower portion of the pin.
【００１４】また、ピンの基板を支える面が平らになっ
ており、さらに緩衝材で覆われている。そしてピンの支
持台と接する面が凸状になっている。また、ピンの支持
台と接する面がボールベアリングになっている。さらに
ピンの下部と接する、レーザービーム直下にある支持台
の凹部がすり鉢状になっており、ピンが下に下がりやす
い構造になっている。The surface of the pin that supports the substrate is flat and is covered with a cushioning material. The surface of the pin that contacts the support is convex. The surface of the pin that contacts the support base is a ball bearing. Further, the concave portion of the support table directly below the laser beam, which is in contact with the lower portion of the pin, has a mortar-like shape, so that the pin is easily lowered.
【００１５】[0015]
【作用】本発明によるレーザー加工装置では、基板を支
えているピンが上下に移動可能なため、ステージの移動
にともない、支持台のレーザービームと対向する位置に
設けられた凹部によりレーザー照射位置ではピンが下に
下がり、基板から離れるようになっている。In the laser processing apparatus according to the present invention, since the pins supporting the substrate can be moved up and down, the concave portion provided at the position facing the laser beam on the supporting table causes the laser irradiation position at the laser irradiation position as the stage moves. The pins drop down and come off the board.
【００１６】[0016]
【実施例】以下実施例によって本発明を具体的に説明す
る。The present invention will be specifically described with reference to the following examples.
【００１７】図１は、本発明の一実施例のレーザー加工
装置の構造を示すもので、加工点及びその近傍の断面の
模式図である。FIG. 1 shows the structure of a laser processing apparatus according to one embodiment of the present invention, and is a schematic view of a cross section of a processing point and its vicinity.
【００１８】本発明を図４の大面積の薄膜太陽電池の加
工に応用する場合について述べる。透光性絶縁基板を通
してレーザービームを照射し、アモルファスシリコンの
アブレーションにより裏面電極を吹き飛ばしてパターン
ニングを行うには、レーザービームは波長０．５３μｍ
のＮｄ−ＹＡＧ第２高調波を用いる。この場合、レーザ
ービームの照射位置は固定されており、被加工基板１を
保持したステージ２を移動させることによって所定のパ
ターンニングがなされるものとする。A case where the present invention is applied to the processing of the large-area thin film solar cell of FIG. 4 will be described. In order to perform patterning by irradiating a laser beam through a translucent insulating substrate and blowing the back electrode by ablation of amorphous silicon, the laser beam has a wavelength of 0.53 μm.
The second harmonic of Nd-YAG is used. In this case, the irradiation position of the laser beam is fixed, and predetermined patterning is performed by moving the stage 2 holding the substrate 1 to be processed.
【００１９】被加工基板１は、加工面を下にしてステー
ジから浮いた状態になるように、複数のピン３によって
保持されている。ピン３は、図２のように基板１が撓ま
ないような間隔で配置されている。ステージ２にはピン
３を配置する位置に穴５が開いており、ピン３はその穴
５に差し込まれ、滑らかに上下することができる構造に
なっている。The substrate 1 to be processed is held by a plurality of pins 3 so that the surface to be processed faces down and floats from the stage. The pins 3 are arranged at intervals so that the substrate 1 does not bend as shown in FIG. A hole 5 is formed in the stage 2 at a position where the pin 3 is arranged, and the pin 3 is inserted into the hole 5 so that the pin 3 can be smoothly moved up and down.
【００２０】ステージ２の下には、ピン３の底部を支え
る支持台４があり、支持台４は固定されている。支持台
４はレーザービームと対向する位置にすりばち状の凹部
６を持ち、レーザービーム直下ではピン３がこの凹部６
によって下に下がり基板１から離れるような、また、凹
部６の端部分でピン３が引っ掛からないような構造とな
っている。Below the stage 2, there is a support base 4 for supporting the bottom of the pin 3, and the support base 4 is fixed. The support base 4 has a recessed portion 6 in the shape of a stripe at a position facing the laser beam, and the pin 3 is located directly below the laser beam.
Thus, the structure is such that the pins 3 are lowered and separated from the substrate 1, and the pins 3 are not caught at the end portions of the recesses 6.
【００２１】図３を用いてピン３の構造について説明を
行う。ピン頭頂部７は緩衝材、例えばテフロン、シリコ
ンラバーといった類のものが装着されており、基板との
接触の際に加工面を傷つけないように、また基板のがた
つきを防ぐようになっている。ピン底部は凸状８または
ベアリング状９になっており、水平面および緩斜面を滑
らかに移動することができる構造になっている。The structure of the pin 3 will be described with reference to FIG. A cushioning material such as Teflon or silicon rubber is attached to the pin top portion 7 so as not to damage the processing surface when contacting the board and to prevent rattling of the board. There is. The pin bottom has a convex shape 8 or a bearing shape 9 and has a structure capable of smoothly moving on a horizontal plane and a gentle slope.
【００２２】以上のことから、本発明によるレーザー加
工装置は、固定されたレーザービームに対してその対向
する位置に凹部をもつ支持台があり、支持台に遊嵌する
複数のピンによって基板を支えることにより基板は撓ま
ず、また、支持台の凹部によって加工点にくるピンは自
動的に加工基板から離れ、ピン頭頂部からのレーザービ
ームの反射光による加工形状不良を抑えることができ
る。そして、加工点を過ぎたピンは再び基板を支えるこ
とができる。From the above, the laser processing apparatus according to the present invention has a support base having a recess at a position facing the fixed laser beam, and supports a substrate by a plurality of pins loosely fitted to the support base. As a result, the substrate does not bend, and the pin that reaches the processing point is automatically separated from the processing substrate due to the concave portion of the support table, and it is possible to suppress the processing shape defect due to the reflected light of the laser beam from the pin top. Then, the pin that has passed the processing point can support the substrate again.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明のレーザー加工装置は、上下に移
動可能な複数のピンにより基板を撓まないように支え、
レーザービームの直下にあるピンのみが基板から離れる
ことによって加工面がきれいに仕上がる。また、ピンの
基板を支える面が平らになっていることにより、基板の
重量が分散され、安定した状態で支えることができる。
さらに、ピンの基板を支える面が緩衝材で覆われている
ことにより、基板に傷をつけにくい。そしてピンの支持
台に接する面が凸状になっており、望ましくはボールベ
アリングになっていることで、ステージが滑らかに移動
することができる。ピンの下部と接するレーザービーム
直下の支持台の凹部がすり鉢状になっていることによ
り、凹部の端部分でピンが引っ掛からないようになって
いる。According to the laser processing apparatus of the present invention, a plurality of pins that can be moved up and down support the substrate so as not to bend.
Only the pin directly under the laser beam separates from the substrate, and the machined surface is finished neatly. In addition, since the surface of the pin that supports the substrate is flat, the weight of the substrate is dispersed and can be supported in a stable state.
Further, since the surface of the pin supporting the substrate is covered with the cushioning material, the substrate is less likely to be damaged. The surface of the pin that contacts the support base is convex, and preferably a ball bearing, so that the stage can move smoothly. Since the concave portion of the support table directly below the laser beam, which is in contact with the lower portion of the pin, has a mortar shape, the pin is prevented from being caught at the end portion of the concave portion.
【図１】本発明の一実施例のレーザー加工装置の加工点
およびその近傍の断面の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a cross section of a processing point and its vicinity of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例のレーザー加工装置の加工点
およびその近傍の断面の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a cross section of a processing point and its vicinity of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明のレーザー加工装置のピンの構造を示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing a structure of a pin of the laser processing apparatus of the present invention.
【図４】従来の薄膜太陽電池の製造方法を説明するため
の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a conventional method for manufacturing a thin film solar cell.
【図５】被加工基板をピンで保持する一方法の断面の模
式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a method of holding a substrate to be processed with pins.
１ 被加工基板 ２ ステージ ３ ピン ４ 支持台 ５ 穴 ６ 凹部 ７ ピン頭頂部 ８ ピン底部（凸状） ９ ピン底部（ベアリング状） １０ ガラス基板 １１ 第一電極 １２ アモルファス半導体層 １３ 第二電極層 １４ ステージ １５ スペーサ １６ 空間 １７ 切断部位 １８ 被加工基板 １９ ピン ２０ ステージ 1 Processed Substrate 2 Stage 3 Pin 4 Support 5 Hole 6 Recess 7 Pin Top 8 Pin Bottom (Convex) 9 Pin Bottom (Bearing) 10 Glass Substrate 11 First Electrode 12 Amorphous Semiconductor Layer 13 Second Electrode Layer 14 Stage 15 Spacer 16 Space 17 Cutting site 18 Worked substrate 19 Pin 20 Stage
Claims (6)
るためのレーザー加工装置において、 レーザービーム照射位置直下に凹部を有する支持台と、 該支持台上を移動可能であって、被加工基板を支えるた
めの上下方向に可動な複数のピンが設けられたステージ
とを備え、 前記レーザービームの照射位置直下では、前記ピンが前
記凹部に陥落することによって、被加工基板から離れる
ことを特徴とするレーザー加工装置。1. A laser processing apparatus for processing a substrate to be processed by laser irradiation, comprising: a support table having a concave portion immediately below a laser beam irradiation position; and a support table that is movable on the support table and supports the substrate to be processed. A stage provided with a plurality of vertically movable pins for the laser, characterized in that, immediately below the irradiation position of the laser beam, the pins are separated from the substrate to be processed by falling into the recesses. Processing equipment.
ことを特徴とする請求項1記載のレーザー加工装置。2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a surface of the pin that supports the substrate is a flat surface.
われていることを特徴とする請求項１および請求項２記
載のレーザー加工装置。3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a surface of the pin supporting the substrate is covered with a cushioning material.
っていることを特徴とする請求項１記載、または、請求
項１および請求項３記載のレーザー加工装置。4. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a surface of the pin that contacts the support base is convex.
前記支持台と接することを特徴とする請求項１記載、ま
たは、請求項１および請求項３記載のレーザー加工装
置。5. The laser processing apparatus according to claim 1 or claim 3, wherein the pin contacts the support base via a ball bearing.
いることを特徴とする請求項１記載、または、請求項１
および請求項５記載のレーザー加工装置。6. The method according to claim 1, wherein the recess of the support base has a mortar shape.
And the laser processing apparatus according to claim 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6112421A JPH07314168A (en) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | Laser beam machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6112421A JPH07314168A (en) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | Laser beam machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07314168A true JPH07314168A (en) | 1995-12-05 |
Family
ID=14586235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6112421A Pending JPH07314168A (en) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | Laser beam machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07314168A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005259882A (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Sharp Corp | Method thin film patterning, patterning device, and manufacturing method of thin film solar cell |
| DE102005025889A1 (en) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Hans Dietle | Laser worktable comprises numerous longitudinal workpiece supports which are spaced apart and perpendicular to the work plane |
-
1994
- 1994-05-26 JP JP6112421A patent/JPH07314168A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005259882A (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Sharp Corp | Method thin film patterning, patterning device, and manufacturing method of thin film solar cell |
| JP4646532B2 (en) * | 2004-03-10 | 2011-03-09 | シャープ株式会社 | THIN FILM PATTERNING METHOD, PATTERNING DEVICE, AND THIN FILM SOLAR CELL MANUFACTURING METHOD |
| DE102005025889A1 (en) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Hans Dietle | Laser worktable comprises numerous longitudinal workpiece supports which are spaced apart and perpendicular to the work plane |
| DE102005025889B4 (en) * | 2005-05-30 | 2009-07-30 | Hans Dietle | Laser processing table |
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