JPS6360082A - 光加工方法 - Google Patents
光加工方法Info
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- JPS6360082A JPS6360082A JP61202931A JP20293186A JPS6360082A JP S6360082 A JPS6360082 A JP S6360082A JP 61202931 A JP61202931 A JP 61202931A JP 20293186 A JP20293186 A JP 20293186A JP S6360082 A JPS6360082 A JP S6360082A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
- B23K26/0676—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into dependently operating sub-beams, e.g. an array of spots with fixed spatial relationship or for performing simultaneously identical operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
- B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
Landscapes
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lasers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は太陽電池等に用いられる透光性導電膜のパルス
レーザ光による加工方法に関する。
レーザ光による加工方法に関する。
ｒ従来技術」
透光性導電膜の光加工に関しては、レーザ加工技術とし
てＹＡＧレーザ光（波長１，０６μ）が主として用いら
れている。
てＹＡＧレーザ光（波長１，０６μ）が主として用いら
れている。
この波長によるレーザ加工方法においては、スポット状
のビームを被加工物に照射するとともに、このビームを
加工方向に走査し、点の連続の鎖状に開溝を形成せんと
するものである。そのため、このビームの走査スピード
と、加工に必要なエネルギ密度とは、被加工物の熱伝導
度、昇華性に加えて、きわめて微妙に相互作用する。そ
のため、工業化に際しての生産性を向上させつつ、最適
品質を保証するマージンが少ないという欠点を有する。
のビームを被加工物に照射するとともに、このビームを
加工方向に走査し、点の連続の鎖状に開溝を形成せんと
するものである。そのため、このビームの走査スピード
と、加工に必要なエネルギ密度とは、被加工物の熱伝導
度、昇華性に加えて、きわめて微妙に相互作用する。そ
のため、工業化に際しての生産性を向上させつつ、最適
品質を保証するマージンが少ないという欠点を有する。
さらに、その光学的エネルギが１．２３ｅＶ（１，０６
μ）であるため、ガラス基板、半導体上に形成する透光
性導電膜（以下ＣＴＦという）一般に３〜４ｅＶの光学
的エネルギバンド巾を有する酸化亜鉛、酸化スズ、酸化
インジューム（ＩＴＯを含む）に対して十分な光吸収性
を有していない。また、ＹＡＧのＱスイッチを用い、る
レーザ加工方式においては、パルス光は平均０．５〜Ｉ
Ｗ（光径５０μ、焦点距離４０ｍｍ、パルス周波数３Ｋ
Ｈｚ、パルス巾６０ｎ秒の場合）の強い光エネルギを走
査スピードが３０〜６０ｃｍ／分で加えて加工しなけれ
ばならない。その結果、このレーザ光によりＣＴＦの加
圧は行い得るが、同時にその下側に設ＬＪられたＷ扱例
えばガラス基板に対して少なからずダメージを与え、マ
イクロクラックを発生させてしまった。
μ）であるため、ガラス基板、半導体上に形成する透光
性導電膜（以下ＣＴＦという）一般に３〜４ｅＶの光学
的エネルギバンド巾を有する酸化亜鉛、酸化スズ、酸化
インジューム（ＩＴＯを含む）に対して十分な光吸収性
を有していない。また、ＹＡＧのＱスイッチを用い、る
レーザ加工方式においては、パルス光は平均０．５〜Ｉ
Ｗ（光径５０μ、焦点距離４０ｍｍ、パルス周波数３Ｋ
Ｈｚ、パルス巾６０ｎ秒の場合）の強い光エネルギを走
査スピードが３０〜６０ｃｍ／分で加えて加工しなけれ
ばならない。その結果、このレーザ光によりＣＴＦの加
圧は行い得るが、同時にその下側に設ＬＪられたＷ扱例
えばガラス基板に対して少なからずダメージを与え、マ
イクロクラックを発生させてしまった。
「発明の解決しよう志する問題Ｊ
このＹＡＧ レーザを用いた加工方式では、スポット状
のビームを操り返し走査しつつかえるため、下地基板に
発生する微小クラックは、レーザ光の円周と類似の形状
を有し、「Ｌ〜」状に作られてしまった。
のビームを操り返し走査しつつかえるため、下地基板に
発生する微小クラックは、レーザ光の円周と類似の形状
を有し、「Ｌ〜」状に作られてしまった。
また、ＹＡＧ レーザの（１スイツチを用いる方式は、
その尖頭値の出力が長期間使用においてバラツキやすく
、使用の度にモニターでのチェックを必要とした。
その尖頭値の出力が長期間使用においてバラツキやすく
、使用の度にモニターでのチェックを必要とした。
更に、１〜Ｓ ｔｔ ｍ巾の微細パターンを多数同一平
面に選択的に形成させる、―とがまったく不可能であっ
た。さらに照射後、加工部のＣＴＦ材料が十分に微粉末
化していないため、ＣＴＩ’のエツチング溶液（弗化水
素系溶液）によりエツチングを行わなければならなかっ
た。
面に選択的に形成させる、―とがまったく不可能であっ
た。さらに照射後、加工部のＣＴＦ材料が十分に微粉末
化していないため、ＣＴＩ’のエツチング溶液（弗化水
素系溶液）によりエツチングを行わなければならなかっ
た。
ｒ問題を解決するための手段」
本発明は、上記の問題を解決するものであり、その照射
光として、４００ｎｍ以下（７−ネルギ的には３．１ｅ
ν以−口の波長のパルスレーデを照射し、２０〜５０μ
ｍφのビームスボッ１−ではなく 、１０＝２０μｍの
巾（例えば１５μｍ）、Ｊｉさ１０〜５０ｃｍ例えば３
０ｃｍのスリット状に１゛つのパルスにて同時に瞬間的
に加］二する。それによっでＣＴＦでの光エネルギのＩ
ｉ々収効収金率ＡＧ ｌノ−ザ（１，０６／Ｊ）の１０
０倍以上に高めたものである。
光として、４００ｎｍ以下（７−ネルギ的には３．１ｅ
ν以−口の波長のパルスレーデを照射し、２０〜５０μ
ｍφのビームスボッ１−ではなく 、１０＝２０μｍの
巾（例えば１５μｍ）、Ｊｉさ１０〜５０ｃｍ例えば３
０ｃｍのスリット状に１゛つのパルスにて同時に瞬間的
に加］二する。それによっでＣＴＦでの光エネルギのＩ
ｉ々収効収金率ＡＧ ｌノ−ザ（１，０６／Ｊ）の１０
０倍以上に高めたものである。
さらに光学系に至る前の初ｉｌｌの光が円状のかつ光強
度がガウス分布をづるＹＡＧＩ／−ザでばなく、本発明
はエキシマレーザ光を用いる。このため、光学系に至る
前の初期の光の照射面は矩形を有１２、またその強さも
照射面内で概略均一である。このためビームエクスパン
ダ等の光学系るこよりレーザービームを矩形の大面積化
または長面積化を行ない、またその一方のＸ王たは′を
方向にそってシリンドリカル１メンズにて１つまたは複
数のスリン１状に集光されたし・−ザルビームとする。
度がガウス分布をづるＹＡＧＩ／−ザでばなく、本発明
はエキシマレーザ光を用いる。このため、光学系に至る
前の初期の光の照射面は矩形を有１２、またその強さも
照射面内で概略均一である。このためビームエクスパン
ダ等の光学系るこよりレーザービームを矩形の大面積化
または長面積化を行ない、またその一方のＸ王たは′を
方向にそってシリンドリカル１メンズにて１つまたは複
数のスリン１状に集光されたし・−ザルビームとする。
その結果１つまたは複数のスリット例えば２〜２０本例
えば４本を同時に１回のパルス光にて照射し、強光を被
加工物に対し照射して開講を作りえる。
えば４本を同時に１回のパルス光にて照射し、強光を被
加工物に対し照射して開講を作りえる。
「作用Ｊ
１つのパルスで線状の開溝を１０〜５０ｃｍ例えば３０
Ｃ１１の長さにわたって加工し、開溝を作り得る。また
Ｑスイッチ方式ではなく、パルス光のレーザ光を用いる
ため尖端値の強さを精密に制御し得る。
Ｃ１１の長さにわたって加工し、開溝を作り得る。また
Ｑスイッチ方式ではなく、パルス光のレーザ光を用いる
ため尖端値の強さを精密に制御し得る。
結果として下地基板であるガラス基板に対し何等の損傷
を与えることなくしてＣＴＦのみのスリ・７ト状開溝の
選択除去が可能となり、さらに減圧下にてパルスレーザ
光を照射するならば、レーザ光源より被加工物の間での
水分等による紫外光の吸収損失を少なくし得る。
を与えることなくしてＣＴＦのみのスリ・７ト状開溝の
選択除去が可能となり、さらに減圧下にてパルスレーザ
光を照射するならば、レーザ光源より被加工物の間での
水分等による紫外光の吸収損失を少なくし得る。
また開講を形成した後の被加工部に残る粉状の残漬物は
、アルコール、アセトン等の洗浄液による超音波洗浄で
十分除去が可能であり、いわゆるフォトマスクプロセス
に必要なマスク作り、レジストコート、被加工物の蒸着
によるエツチング、レジスト除去等の多くの工程がまっ
たく不要となり、かり公害材料の使用も不要となった。
、アルコール、アセトン等の洗浄液による超音波洗浄で
十分除去が可能であり、いわゆるフォトマスクプロセス
に必要なマスク作り、レジストコート、被加工物の蒸着
によるエツチング、レジスト除去等の多くの工程がまっ
たく不要となり、かり公害材料の使用も不要となった。
「実施例１ｊ
第１図にエキシマレーザを用いた本発明のレーザ加工方
法を記す。エキシマレーザ（１） （波長２４８ｎｌｌ
ｌ、 Ｅｇ ＝ ５．０ｅＶ）を用いた。すると、初期
のビーｌ、サイズ（２０）は１６ｍｍ Ｘ ２０ｍ＋ｎ
を有し、効率３ｚであるため３５０ ｔｓＪを有する。
法を記す。エキシマレーザ（１） （波長２４８ｎｌｌ
ｌ、 Ｅｇ ＝ ５．０ｅＶ）を用いた。すると、初期
のビーｌ、サイズ（２０）は１６ｍｍ Ｘ ２０ｍ＋ｎ
を有し、効率３ｚであるため３５０ ｔｓＪを有する。
さらにこのビームをビームエキスパンダ等の光学系（２
）にて長面積化または大面積化した、即ち１５０ｍ１
ｘ ３００ｆｆｉｆｆ＋に拡大した（第２図（２１））
、この構成にて５．６ Ｘ １０− ’ｍＪ／ｎｏ＋
＋２のエネルギ密度を有するレーザービーＪ、を得た。
）にて長面積化または大面積化した、即ち１５０ｍ１
ｘ ３００ｆｆｉｆｆ＋に拡大した（第２図（２１））
、この構成にて５．６ Ｘ １０− ’ｍＪ／ｎｏ＋
＋２のエネルギ密度を有するレーザービーＪ、を得た。
さらに石英製のシリンドリカル１／ンズにて開溝１１１
５μｍで４本に分割し集光した。かくして長さ３００１
１１、巾１５μｍのスリット状のビームを複数本（ここ
では４本）に分割し、基板（１０）上の被加工物（１１
）に同時に照射し、加］二を行い、開講（５）を形成し
た。
５μｍで４本に分割し集光した。かくして長さ３００１
１１、巾１５μｍのスリット状のビームを複数本（ここ
では４本）に分割し、基板（１０）上の被加工物（１１
）に同時に照射し、加］二を行い、開講（５）を形成し
た。
被加工面として、ガラス上の透明導電膜（Ｅｇ ＝３
、５ｅＶ）を有する基板（１０）に対し、エキシマレー
ザ（口ｕｅｓｔｅｃ Ｉｎｃ、製）を用いた。
、５ｅＶ）を有する基板（１０）に対し、エキシマレー
ザ（口ｕｅｓｔｅｃ Ｉｎｃ、製）を用いた。
パルス光はにｒＦを用いた２４８ｎｍとした。なぜなら
、その光学的エネルギバンド中が５．ＯｅＶであるため
、十分光を吸収し、透明導電膜のみを選択的に加工し得
るからである。
、その光学的エネルギバンド中が５．ＯｅＶであるため
、十分光を吸収し、透明導電膜のみを選択的に加工し得
るからである。
パルス巾２０ｎ秒、繰り返し周波数１〜１００Ｈｚ、例
えば１０Ｈｚ、また、被加工物はガラス基板上のＣＴＦ
（透光性導電膜）として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いた
。 この被膜に加工を行うと、１回のみの線状のパルス
光の照射でスリット（５）が完全に白濁化されＣＴＦが
微粉末になり、絶縁化することが可能となった。これを
アセトン溶液にての超音波洗浄（周波数２９ＫＩｌｚ）
を約１−１０分間行いこのＣＴＦを除去した。下地のソ
ーダガラスはまったく損傷を受けていなかった。
えば１０Ｈｚ、また、被加工物はガラス基板上のＣＴＦ
（透光性導電膜）として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いた
。 この被膜に加工を行うと、１回のみの線状のパルス
光の照射でスリット（５）が完全に白濁化されＣＴＦが
微粉末になり、絶縁化することが可能となった。これを
アセトン溶液にての超音波洗浄（周波数２９ＫＩｌｚ）
を約１−１０分間行いこのＣＴＦを除去した。下地のソ
ーダガラスはまったく損傷を受けていなかった。
第３図は、基板上にスリット状のパルス光（５−１゜５
−２．５−３．５−４）を同時に照射したものである。
−２．５−３．５−４）を同時に照射したものである。
このパルスを１回照射した後、Ｘテーブル（第１図（２
３））を例えば１３０μｍ移動し、次のパルス（６−１
゜６−２．６−３．６−４）を加える。さらに１３０μ
ｍ移動し次のパルス（７−１，７−２，７−３，７−４
）を加える。かくして１回のパルス（ｎ−１，ｎ−２，
ｎ−３，ｎ−４）を加えることにより、大面積に複数の
開溝をｎ分割することにより成就した。
３））を例えば１３０μｍ移動し、次のパルス（６−１
゜６−２．６−３．６−４）を加える。さらに１３０μ
ｍ移動し次のパルス（７−１，７−２，７−３，７−４
）を加える。かくして１回のパルス（ｎ−１，ｎ−２，
ｎ−３，ｎ−４）を加えることにより、大面積に複数の
開溝をｎ分割することにより成就した。
かくの如くにすると、第３図に示される如く、１本の場
合の４倍の加ニスピードにて４ｎ本の開溝を作ることが
できる。しかしかかる場合、例えばｎ−１，５−２との
開溝は５−１と６−１との開講と等間隔にせんとしても
テーブル（２３）の移動精度により必ずしも十分でない
。この場合の精度を制御するならば、加工用のビームは
第１図において１本のみとすることが有効である。かく
すると、かがる隣あった群間の精度を論する必要がなく
なる。
合の４倍の加ニスピードにて４ｎ本の開溝を作ることが
できる。しかしかかる場合、例えばｎ−１，５−２との
開溝は５−１と６−１との開講と等間隔にせんとしても
テーブル（２３）の移動精度により必ずしも十分でない
。この場合の精度を制御するならば、加工用のビームは
第１図において１本のみとすることが有効である。かく
すると、かがる隣あった群間の精度を論する必要がなく
なる。
「実施例２」
水素または弗素が添加された非単結晶半導体（主成分珪
素）上にＺｎ０（ＡｌｚＯｔが５重量％添加）を１００
０人の厚さにスパッタリング法によって形成し被加工面
とした。
素）上にＺｎ０（ＡｌｚＯｔが５重量％添加）を１００
０人の厚さにスパッタリング法によって形成し被加工面
とした。
さらにこの面を下面とし、真空雰囲気下（真空度１０−
’ ｔｏｒｒ以下）にて４００ｎｍ以下の波長のパル
ス光を加えた。波長は２４８ｎａ＋ （ＫｒＦ）とした
。パルス巾１０ｎ秒、平均出力２．３１１１Ｊ／＋１１
１１”とした。すると被加工面のＺｎＯは昇華し下地の
半導体は損傷することなくこの開講により残ったＺｎＯ
間を絶縁化することができた。
’ ｔｏｒｒ以下）にて４００ｎｍ以下の波長のパル
ス光を加えた。波長は２４８ｎａ＋ （ＫｒＦ）とした
。パルス巾１０ｎ秒、平均出力２．３１１１Ｊ／＋１１
１１”とした。すると被加工面のＺｎＯは昇華し下地の
半導体は損傷することなくこの開講により残ったＺｎＯ
間を絶縁化することができた。
「効果」
本発明により多数のスリット状開溝を作製する場合、例
えば１３０μｍ間隔にて１５μｍの巾を１９２０本製造
する場合、この時間は４本分割とし、１０Ｈｚ／パルス
とすると０．８分で可能となった。また１本のみであっ
ても、３．２分で加工が可能となった。
えば１３０μｍ間隔にて１５μｍの巾を１９２０本製造
する場合、この時間は４本分割とし、１０Ｈｚ／パルス
とすると０．８分で可能となった。また１本のみであっ
ても、３．２分で加工が可能となった。
その結果、従来のマスクライン方式でフォトマスクを用
いてバターニーグを行う場合に比べて工程数が７エ程よ
り２工程（光照射、洗浄）となり、かつ作業時間が５分
〜１０分とすることができ、多数の直線状開講を作る場
合にきわめて低コスト、高生産性を図ることができるよ
うになった。
いてバターニーグを行う場合に比べて工程数が７エ程よ
り２工程（光照射、洗浄）となり、かつ作業時間が５分
〜１０分とすることができ、多数の直線状開講を作る場
合にきわめて低コスト、高生産性を図ることができるよ
うになった。
本発明で開溝と開溝間の巾（加工せずに残す面積）にお
いて、損失が多い場合を記した。しかし光照射を隣合わ
せて連結化することにより、この逆に残っている面積を
例えば２０μｍ、除去する部分を４００μｍとすること
も可能である。この場合集光スリットの巾を１５μｍよ
り５０−１００μｍとすると生産性向上に有効である。
いて、損失が多い場合を記した。しかし光照射を隣合わ
せて連結化することにより、この逆に残っている面積を
例えば２０μｍ、除去する部分を４００μｍとすること
も可能である。この場合集光スリットの巾を１５μｍよ
り５０−１００μｍとすると生産性向上に有効である。
第１図は本発明の光加工方法の概要を示す。
第２図は光のパターンの変化を示す。
第３図は開溝の基板上での作製工程を示す。
Claims (1)
- １．４００ｎｍ以下の波長を有するパルスレーザ光を光
学系にて大面積化または長面積化し、１つまたは複数の
シリンドリカルレンズを経て、１つまたは複数の線状の
パルス光を発光せしめ、基板上に形成された、酸化亜鉛
導電膜に対し少なくとも１回以上の照射を行うことによ
り、１つまたは複数の線状の開溝を同時に形成せしめる
ことを特徴とする光加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61202931A JP2616767B2 (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 光処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61202931A JP2616767B2 (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 光処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6360082A true JPS6360082A (ja) | 1988-03-16 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005268473A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | 中継基板用部材の製造方法 |
| JP2012514342A (ja) * | 2008-12-30 | 2012-06-21 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 太陽電池用レーザ焼成装置及び太陽電池の製造方法 |
| JP2014147974A (ja) * | 2008-03-21 | 2014-08-21 | Imra America Inc | レーザベースの材料加工方法及びシステム |
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Citations (1)
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| JPS5794482A (en) * | 1980-12-05 | 1982-06-11 | Hitachi Ltd | Pattern forming device by laser |
-
1986
- 1986-08-28 JP JP61202931A patent/JP2616767B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5794482A (en) * | 1980-12-05 | 1982-06-11 | Hitachi Ltd | Pattern forming device by laser |
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| US8778720B2 (en) | 2008-12-30 | 2014-07-15 | Lg Electronics Inc. | Laser firing apparatus for high efficiency solar cell and fabrication method thereof |
| CN114700628A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-07-05 | 一道新能源科技(衢州)有限公司 | 一种聚焦激光双折射perc电池片开槽装置 |
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| JP2616767B2 (ja) | 1997-06-04 |
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