KR101128909B1 - Device and method for machining multi-layer substrate using laser beams having plural wavelength - Google Patents

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Abstract

복수 파장의 레이저 빔을 이용한 다층기판 가공장치 및 다층기판 가공방법이 개시된다. 적재된 다층기판을 지지하면서 제1 주행축을 따라 왕복 이동가능한 이송테이블, 서로 상이한 파장을 가지는 복수의 레이저 빔 중 하나를 회전 편광 광학계의 회전 여부에 따라 복수의 광경로 중 하나로 분기시켜 다른 하나의 레이저 빔을 중심으로 소정 각도를 이루면서 서로 교차하는 복수의 가공축 중 하나에 정렬시키고, 정렬된 가공축을 따라 다층기판의 층들을 가공하는 레이저 가공부 및 제1 주행축과 교차하여 형성된 제2 주행축을 따라 레이저 가공부를 왕복 이동시키는 갠트리 유닛을 포함하는 다층기판 가공장치에 의하면, 레이저 가공부의 회전 없이도 가공 방향을 전환할 수 있어 다층기판의 가공 공정 시 모든 방향에서 레이저 가공이 가능하면서도 가공시간을 단축시킬 수 있다. Disclosed are a multilayer substrate processing apparatus and a multilayer substrate processing method using a laser beam of a plurality of wavelengths. A transfer table capable of reciprocating along the first travel axis while supporting the stacked multi-layer substrate, and branching one of the plurality of laser beams having different wavelengths into one of the plurality of optical paths according to whether the rotating polarization optical system is rotated and the other laser A laser machining unit for aligning one of a plurality of processing axes that cross each other at a predetermined angle with respect to the beam, and machining the layers of the multilayer board along the aligned processing axes, and along the second driving axis formed to cross the first traveling axis. According to the multi-layer substrate processing apparatus including a gantry unit for reciprocating the laser processing unit, the machining direction can be changed without rotating the laser processing unit, so that laser processing can be performed in all directions during the machining process of the multilayer substrate, while also reducing the processing time. have.

Description

복수 파장의 레이저 빔을 이용한 다층기판 가공장치 및 다층기판 가공방법{Device and method for machining multi-layer substrate using laser beams having plural wavelength}Device and method for machining multi-layer substrate using laser beams having plural wavelength}

본 발명은 복수 파장의 레이저 빔을 이용한 다층기판 가공장치 및 다층기판 가공방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a multilayer substrate processing apparatus and a multilayer substrate processing method using a laser beam of a plurality of wavelengths.

다층기판 중의 하나인 태양전지(solar cell)는 태양으로부터 생성된 광 에너지를 광기전 효과(photovoltaic effect)에 의해 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자이다. 태양전지는 재료의 종류에 따라 실리콘 태양전지와 화합물 반도체 태양전지 등으로 크게 분류할 수 있다. 이 중 광흡수층으로 실리콘을 사용하는 실리콘 태양전지는 단결정 또는 다결정 실리콘 태양전지와 같은 결정질 기판형 태양전지와 비정질의 박막형 태양전지 등으로 구분된다. One of the multilayer substrates, a solar cell, is a semiconductor device that converts light energy generated from the sun into electrical energy by a photovoltaic effect. Solar cells can be broadly classified into silicon solar cells and compound semiconductor solar cells according to the type of material. Among these, silicon solar cells using silicon as the light absorption layer are classified into crystalline substrate type solar cells such as single crystal or polycrystalline silicon solar cells and amorphous thin film solar cells.

결정질 기판형 태양전지는 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 사용하여 태양전지를 제조하게 되는 바 효율은 우수하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있으며 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 생산 원가가 높은 문제점이 있다. The crystalline substrate type solar cell is manufactured using a semiconductor substrate, such as a silicon wafer, to produce a solar cell. The efficiency is high, but there is a limitation in minimizing the thickness in the process, and the expensive production cost is high due to the use of expensive semiconductor substrates. have.

박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조하게 되는 바 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 활용할 수 있어 생산 원가를 낮출 수 있고 대량 생산에 적합한 장점이 있다. Thin-film solar cells are manufactured by forming semiconductors in the form of thin films on substrates such as glass to manufacture solar cells. The thin-film solar cell can be manufactured in a thin thickness, and can be manufactured at low cost, thereby lowering production costs and being suitable for mass production. There is this.

박막형 태양전지의 경우, 통상 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H, 이하 '비정질 실리콘'이라 함) 박막은 물질 자체의 특성으로 인해 캐리어의 확산거리가 결정계 실리콘 기판보다 매우 작기 때문에, p형 비정질 실리콘과 n형 비정질 실리콘 사이에 불순물이 첨가되지 않은 i형(intrinsic) 비정질 실리콘층을 삽입한 p-i-n 접합구조를 주로 사용한다. p-i-n 접합구조에서 태양광은 p형 비정질 실리콘층을 통해 광흡수층(i형 비정질 실리콘층)으로 입사된다. 이때, 광흡수층은 높은 도핑 농도를 갖는 p형 비정질 실리콘층과 n형 비정질 실리콘층에 의하여 공핍되기 때문에 공핍층이라고도 한다. 비정질의 박막형 태양전지의 광전류는 대부분 광흡수층의 공핍에서 발생된 유동전류에 기인한다.In the case of thin film solar cells, hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H, hereinafter called 'amorphous silicon') thin film is a p-type amorphous because the carrier diffusion distance is much smaller than that of a crystalline silicon substrate due to the properties of the material itself. A pin junction structure in which an i-type (intrinsic) amorphous silicon layer is added between silicon and n-type amorphous silicon is free of impurities. In the p-i-n junction structure, sunlight is incident on the light absorption layer (i-type amorphous silicon layer) through the p-type amorphous silicon layer. In this case, the light absorption layer is also referred to as a depletion layer because it is depleted by the p-type amorphous silicon layer and the n-type amorphous silicon layer having a high doping concentration. The photocurrent of an amorphous thin film solar cell is mostly due to the flow current generated from the depletion of the light absorption layer.

도 1a 내지 도 1g는 이러한 박막형 태양전지를 제조하는 과정을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 1a 내지 도 1g를 참조하여 박막형 태양전지의 일반적인 제조방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다. 1A to 1G are diagrams for explaining a process of manufacturing such a thin film solar cell step by step. Referring to Figures 1a to 1g a general manufacturing method of a thin film solar cell step by step as follows.

우선 도 1a에 도시된 것과 같이 기판(1) 상에 예를 들어 주석-도핑된 산화인듐(ITO), 플루오르-도핑된 산화주석(FTO), 알루미늄-도핑된 산화아연(AZO) 등과 같은 투명전도막(transparent conductive oxide, TCO)으로 이루어진 전면전극층(2)을 형성한다. 기판(1)은 태양광이 입사될 수 있도록 투명한 유리 등의 재질로 형성되며, 전면전극층(2)은 빛의 흡수가 작아 대부분의 빛이 통과할 수 있도록 에너지 밴드갭 폭이 넓으면서도 전기를 잘 흘려줄 수 있도록 도핑된 산화물 기판의 전도막으로 이루어진다. First, transparent conductivity such as tin-doped indium oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), aluminum-doped zinc oxide (AZO), or the like, is first shown on the substrate 1 as shown in FIG. 1A. A front electrode layer 2 made of a transparent conductive oxide (TCO) is formed. Substrate 1 is formed of a material such as transparent glass so that sunlight can be incident, the front electrode layer 2 has a low energy absorption, so that the energy bandgap wide enough to pass most of the light, but also good electricity It is made of a conductive film of an oxide substrate doped so as to flow.

그리고 도 1b에 도시된 것과 같이 전면전극층(2)을 패터닝하여 증착된 전면전극층(2)이 전면전극들로 서로 분리되도록 한다. 전면전극층(2)은 가시광선 영역의 파장을 흡수하지 않는 특성으로 인하여 예를 들면 1064nm 파장의 레이저를 이용하여 패터닝 공정(P1 공정)을 수행하게 된다. As shown in FIG. 1B, the front electrode layer 2 is patterned so that the deposited front electrode layer 2 is separated from each other by the front electrodes. The front electrode layer 2 performs a patterning process (P1 process) by using a laser having a wavelength of 1064 nm, for example, because it does not absorb the wavelength of the visible light region.

다음으로 도 1c에 도시된 것과 같이 패터닝된 전면전극층(2) 상에 반도체층(3)을 형성한다. 일반적으로 반도체층(3)은 전술할 것과 같은 p-i-n 접합구조를 가진다. 이러한 반도체층(3)은 예를 들면 화학 증착법(CVD)과 같은 방법으로 형성될 수 있다. Next, the semiconductor layer 3 is formed on the patterned front electrode layer 2 as shown in FIG. 1C. In general, the semiconductor layer 3 has a p-i-n junction structure as described above. The semiconductor layer 3 may be formed by, for example, a chemical vapor deposition (CVD) method.

그리고 도 1d에 도시된 것과 같이 반도체층(3)을 패터닝하여 전면전극층(2)의 일부가 노출되도록 하고, 반도체층(3)이 서로 분리되도록 한다. 이 경우 예를 들면 532nm 파장의 레이저를 이용하여 패터닝 공정(P2 공정)을 수행하게 된다. As shown in FIG. 1D, the semiconductor layer 3 is patterned so that a part of the front electrode layer 2 is exposed, and the semiconductor layers 3 are separated from each other. In this case, for example, a patterning process (P2 process) is performed using a laser of 532 nm wavelength.

다음으로 도 1e에 도시된 것과 같이 패터닝된 반도체층(3) 상에 예를 들면 알루미늄(Al) 등과 같은 금속으로 이루어진 후면전극층(4)을 형성한다. Next, a back electrode layer 4 made of a metal such as aluminum (Al) is formed on the patterned semiconductor layer 3 as shown in FIG. 1E.

그리고 도 1f에 도시된 것과 같이 후면전극층(4)을 패터닝하여 후면전극들로 서로 분리되도록 한다. 이 경우 하부의 반도체층(3)이 함께 패터닝될 수도 있다. 여기서는 예를 들면 532nm 파장의 레이저를 이용하여 패터닝 공정(P3 공정)을 수행하게 된다. As shown in FIG. 1F, the rear electrode layer 4 is patterned to be separated from each other. In this case, the lower semiconductor layer 3 may be patterned together. In this case, for example, a patterning process (P3 process) is performed using a laser of 532 nm wavelength.

다음으로, 도 1g에 도시된 것과 같이 전면전극층(2), 반도체층(3), 후면전극층(4)이 형성되고 각각에 대한 패터닝 공정(P1, P2, P3 공정)이 수행된 박막형 태양전지 기판(50)에 대하여, 아이솔레이션(isolation) 공정을 수행하여 실제 광전변환을 통해 전기를 생산하는 단위셀들로 이루어진 액티브 영역(active area)과, 기판 가장자리 부분에 위치하여 액티브 영역을 둘러싸고 있으면서 액티브 영역을 보호하는 더미 영역(dummy area)으로 구분하게 된다. 이 경우 전면전극층(2)은 가시광선 영역의 파장을 흡수하지 않는 특성으로 인하여 예를 들면 1064nm 파장의 레이저를 이용하여 제거하고, 반도체층(3)과 후면전극층(4)은 예를 들면 532nm 파장의 레이저를 이용하여 제거하게 된다. 일반적으로 532nm 파장의 레이저를 이용한 제1 홈(5a)보다 1064nm 파장의 레이저를 이용한 제2 홈(5b)의 폭이 좁은 형상을 가지는 아이솔레이션 홈(5)이 형성된다. Next, as illustrated in FIG. 1G, the front electrode layer 2, the semiconductor layer 3, and the back electrode layer 4 are formed, and a thin film type solar cell substrate in which patterning processes (P1, P2, and P3 processes) are respectively performed. For the 50, an active area composed of unit cells that produce electricity through actual photoelectric conversion by performing an isolation process, and an active area positioned at the edge of the substrate and surrounding the active area It is divided into a dummy area to be protected. In this case, the front electrode layer 2 is removed using, for example, a laser of 1064 nm wavelength due to the characteristic of not absorbing the wavelength of the visible light region, and the semiconductor layer 3 and the back electrode layer 4 are, for example, 532 nm wavelength. It is removed using a laser. In general, the isolation groove 5 having a narrower shape than the first groove 5a using the laser of 532 nm wavelength and the second groove 5b using the laser of 1064 nm wavelength is formed.

또한, 액티브 영역 내에서 단위셀들을 분리하는 세퍼레이션(separation) 공정을 수행하여 어느 하나의 단위셀에 대하여 파손이 발생하더라도 나머지 단위셀들은 정상 동작하도록 할 수 있다. 이 경우 세퍼레이션 공정 역시 아이솔레이션 공정과 마찬가지로 단위셀간의 분리선 상에 있는 전면전극층(2), 반도체층(3), 후면전극층(4)을 모두 제거해야 하기 때문에 서로 다른 복수 파장의 레이저를 이용하게 된다. In addition, by performing a separation process of separating the unit cells in the active region, the remaining unit cells may be normally operated even if damage occurs to any one unit cell. In this case, the separation process, like the isolation process, requires the removal of the front electrode layer 2, the semiconductor layer 3, and the back electrode layer 4 on the separation lines between the unit cells. .

아이솔레이션 공정 또는/및 세러페이션 공정과 같이 서로 다른 복수 파장의 레이저를 이용하여 다층기판을 가공하는 경우 각 파장의 레이저에 대하여 별도의 광학계축이 존재하게 되며, 복수 파장의 레이저가 정렬되어 가공을 수행하는 가공축에 대하여 방향 전환이 필요한 경우 레이저 유닛을 회전시키고 정렬을 수행함에 있어서 상당한 시간이 소요되어 공정 택트 타임(tact time)이 증가하는 문제점이 있다. When multi-layer substrates are processed using lasers of different wavelengths, such as an isolation process and / or a ceratization process, separate optical axes exist for lasers of each wavelength, and lasers of multiple wavelengths are aligned to perform processing. When the direction of rotation is required for the processing axis to be performed, it takes a considerable time to rotate and align the laser unit, thereby increasing the process tact time.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
The above-described background technology is technical information that the inventor holds for the derivation of the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and can not necessarily be a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

본 발명은, 복수 파장의 레이저 빔을 이용함에 있어서 편광 광학계를 이용함으로써 레이저 가공부의 회전 없이도 가공 방향을 전환할 수 있어 다층기판의 가공 공정, 예를 들어 박막형 태양전지 기판의 아이솔레이션 공정 또는/및 세퍼레이션 공정 시 모든 방향에서 레이저 가공이 가능하면서도 가공시간을 단축시킬 수 있는 복수 파장의 레이저 빔을 이용한 다층기판 가공장치 및 다층기판 가공방법을 제공하기 위한 것이다. According to the present invention, by using a polarization optical system in the use of a laser beam of a plurality of wavelengths, the processing direction can be switched without rotating the laser processing unit, so that a multi-layer substrate processing process, for example, an isolation process or / and a separator of a thin film solar cell substrate To provide a multi-layer substrate processing apparatus and a multi-layer substrate processing method using a laser beam of a plurality of wavelengths that can be laser processing in all directions during the ration process and can reduce the processing time.

또한, 본 발명은 편광 광학계 자체가 회전하여 그 편광 상태가 변화됨으로써 편광된 레이저 빔의 진행 경로를 변경시켜 가공 방향의 전환이 가능한 복수 파장의 레이저 빔을 이용한 다층기판 가공장치 및 다층기판 가공방법을 제공하기 위한 것이다.
In addition, the present invention provides a multilayer substrate processing apparatus and a multilayer substrate processing method using a laser beam of a plurality of wavelengths that can be changed in the processing direction by changing the traveling path of the polarized laser beam by rotating the polarization optical system itself changes its polarization state It is to provide.

본 발명의 일 측면에 따르면, 적재된 다층기판을 지지하면서 제1 주행축을 따라 왕복 이동가능한 이송테이블, 서로 상이한 파장을 가지는 복수의 레이저 빔 중 하나를 회전 편광 광학계의 회전 여부에 따라 복수의 광경로 중 하나로 분기시켜 다른 하나의 레이저 빔을 중심으로 소정 각도를 이루면서 서로 교차하는 복수의 가공축 중 하나에 정렬시키고, 정렬된 가공축을 따라 다층기판의 층들을 가공하는 레이저 가공부 및 제1 주행축과 교차하여 형성된 제2 주행축을 따라 레이저 가공부를 왕복 이동시키는 갠트리 유닛을 포함하는 다층기판 가공장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, a plurality of optical paths according to whether the rotation polarization optical system rotates one of a plurality of laser beams having different wavelengths from each other, a transfer table capable of reciprocating along a first travel axis while supporting the stacked multilayer substrate. A laser processing unit and a first traveling shaft which branches to one of the laser beams to align one of a plurality of processing axes that cross each other at a predetermined angle with respect to the other laser beam, and processes the layers of the multilayer substrate along the aligned processing axes; Provided is a multi-layer substrate processing apparatus including a gantry unit for reciprocating a laser machining portion along a second travel shaft formed to cross.

복수의 가공축 각각은 제1 주행축 및 제2 주행축에 평행할 수 있다. Each of the plurality of machining axes may be parallel to the first travel axis and the second travel axis.

레이저 가공부는, 제1 레이저 빔을 출사하는 제1 레이저 광원과, 제1 레이저 빔과 다른 파장 대역의 제2 레이저 빔을 출사하는 제2 레이저 광원과, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔 중 하나는 그대로 투과시키고, 다른 하나는 회전 여부에 따라 복수의 광경로 중 하나로 분기시키는 회전 편광 광학계와, 회전 편광 광학계를 투과한 레이저 빔이 복수의 가공축이 교차하는 제1 위치에 조사되도록 하는 제1 투사부와, 회전 편광 광학계에 의해 분기된 레이저 빔이 복수의 가공축 중 제1 주행축에 평행한 가공축 상의 제2 위치 또는 복수의 가공축 중 제2 주행축에 평행한 가공축 상의 제3 위치에 각각 조사되도록 하는 제2 투사부 및 제3 투사부를 포함할 수 있다.The laser processing unit includes a first laser light source that emits a first laser beam, a second laser light source that emits a second laser beam having a wavelength band different from that of the first laser beam, and one of the first laser beam and the second laser beam. Is transmitted as is, and the other is a rotating polarization optical system for branching to one of the plurality of optical paths depending on whether the rotation, and the first laser beam to transmit the laser beam transmitted through the rotation polarization optical system to the first position where the plurality of processing axes cross A second position on the machining axis parallel to the first travel axis among the plurality of machining axes or a third on the machining axis parallel to the second travel axis among the plurality of machining axes, by the projection unit and the laser beam branched by the rotation polarization optical system; It may include a second projection unit and a third projection unit to be irradiated to the position, respectively.

회전 편광 광학계는 회전 여부에 따라 제1 편광 상태와 제2 편광 상태로 교번하여 변화되며, 제1 편광 상태에서는 소정 범위의 파장 대역에 속하는 레이저 빔의 P 편광 성분이 그대로 투과하고 S 편광 성분이 소정 각도로 반사되며, 제2 편광 상태에서는 소정 범위의 파장 대역에 속하는 레이저 빔의 S 편광 성분이 그대로 투과하고 P 편광 성분이 소정 각도로 반사될 수 있다.The rotation polarization optical system alternately changes between the first polarization state and the second polarization state according to rotation, and in the first polarization state, the P-polarized component of the laser beam belonging to a predetermined range of wavelength bands is transmitted as it is, and the S-polarized component is predetermined. In the second polarization state, the S-polarized component of the laser beam belonging to the wavelength range of the predetermined range may be transmitted as it is, and the P-polarized component may be reflected at the predetermined angle.

제2 레이저 빔이 소정 범위의 파장 대역에 속하는 경우 P 편광되거나 S 편광된 제2 레이저 빔이 회전 편광 광학계에 입사되고, 회전 편광 광학계의 회전 여부에 따라 제2 레이저 빔은 제2 위치 및 제3 위치 중 하나의 위치로 조사될 수 있다. 여기서, 제1 레이저 빔은 회전 편광 광학계를 그대로 투과하여 제1 위치에 조사될 수 있다. When the second laser beam belongs to a predetermined range of wavelength bands, a P-polarized or S-polarized second laser beam is incident on the rotation polarization optical system, and the second laser beam is positioned at the second position and the third according to whether the rotation polarization optical system is rotated. It can be irradiated to one of the locations. Here, the first laser beam may be irradiated to the first position through the rotating polarization optical system as it is.

레이저 가공부는, 제1 레이저 빔이 회전 편광 광학계로부터 출사되는 출사광축 상에 배치되며, 제1 레이저 빔은 그대로 투과시키고 출사광축을 따라 출사되는 제2 레이저 빔은 소정 각도 만큼 반사시켜 제2 투사부 또는 제3 투사부에 입사시키는 반사 및 투과 미러를 더 포함할 수 있다.The laser processing unit includes a first laser beam disposed on an emission optical axis emitted from the rotation polarization optical system, and transmits the first laser beam as it is, and reflects the second laser beam emitted along the emission optical axis by a predetermined angle, thereby causing the second projection unit. Or a reflection and transmission mirror incident on the third projection unit.

복수의 가공축 중 하나가 제1 주행축과 평행하도록 제1 투사부의 일측면에 제2 투사부가 결합되고, 복수의 가공축 중 다른 하나가 제2 주행축과 평행하도록 일측면에 이웃하는 제1 투사부의 타측면에 제3 투사부가 결합될 수 있다.The first projection unit is coupled to one side of the first projection unit such that one of the plurality of machining axes is parallel to the first travel axis, and the first neighboring side is formed so that the other one of the plurality of machining axes is parallel to the second travel axis. The third projection unit may be coupled to the other side of the projection unit.

레이저 가공부는 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔의 광축을 결합시켜 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔이 동일한 입사광축을 따라 회전 편광 광학계로 입사되도록 하는 광축 결합부를 더 포함할 수 있다.The laser processing unit may further include an optical axis coupling unit coupling the optical axes of the first laser beam and the second laser beam to allow the first laser beam and the second laser beam to be incident to the rotation polarization optical system along the same incident optical axis.

다층기판은 박막형 태양전지 기판이고, 다층기판 가공장치는 가시광선 파장의 레이저 빔과 적외선 파장의 레이저 빔을 조사하여 가공함으로써 아이솔레이션(isolation) 공정 및 세퍼레이션(separation) 공정 중 하나 이상을 수행할 수 있다.
The multilayer substrate is a thin film solar cell substrate, and the multilayer substrate processing apparatus may perform at least one of an isolation process and a separation process by irradiating and processing a laser beam having a visible wavelength and a laser beam having an infrared wavelength. have.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 다층기판을 가공하는 방법으로서, (a) 다층기판을 이송테이블에 적재하는 단계, (b) 제1 주행축을 따라 이송테이블을 전진 이동시키면서 제1 주행축에 교차하는 갠트리 유닛의 제2 주행축 중 소정 위치에 고정된 레이저 가공부를 이용하여 다층기판의 제1 가장자리를 레이저 가공하는 단계, (c) 이송테이블은 고정되고, 레이저 가공부를 제2 주행축을 따라 제1 주행축에 수직한 일방향으로 이동시키면서 다층기판의 제2 가장자리를 레이저 가공하는 단계, (d) 제1 주행축을 따라 이송테이블을 후진 이동시키면서 제2 주행축 중 소정 위치에 고정된 레이저 가공부를 이용하여 다층기판의 제3 가장자리를 레이저 가공하는 단계 및 (e) 이송테이블은 고정되고, 레이저 가공부를 제2 주행축을 따라 제1 주행축에 수직한 타방향으로 이동시키면서 다층기판의 제4 가장자리를 레이저 가공하는 단계를 포함하되, 레이저 가공부는 서로 상이한 파장을 가지는 복수의 레이저 빔 중 하나를 회전 편광 광학계의 회전 여부에 따라 복수의 광경로 중 하나로 분기시켜 다른 하나의 레이저 빔을 중심으로 소정 각도를 이루면서 서로 교차하는 복수의 가공축 중 하나에 정렬시키고, 정렬된 가공축을 따라 다층기판의 층들을 가공할 수 있다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, a method for processing a multi-layer substrate, (a) loading the multi-layer substrate on the transfer table, (b) forward movement of the transfer table along the first travel axis to the first travel shaft Laser machining the first edge of the multilayer board using a laser processing part fixed at a predetermined position among the second running axes of the intersecting gantry units, (c) the transfer table is fixed, and the laser processing part is formed along the second travel axis. Laser processing a second edge of the multilayer board while moving in one direction perpendicular to the driving axis, (d) using a laser processing part fixed at a predetermined position of the second driving axis while moving the transfer table backward along the first driving axis Laser processing the third edge of the multi-layer substrate, and (e) the transfer table is fixed, and the laser machining portion is in a different direction perpendicular to the first travel axis along the second travel axis. Laser processing a fourth edge of the multilayer substrate while moving, wherein the laser processing part branches one of the plurality of laser beams having different wavelengths into one of the plurality of optical paths according to whether the rotation polarization optical system is rotated and the other one. The laser beam may be aligned with one of a plurality of processing axes that cross each other at a predetermined angle with respect to the laser beam, and the layers of the multilayer substrate may be processed along the aligned processing axes.

복수의 가공축 각각은 제1 주행축 및 제2 주행축에 평행할 수 있다.Each of the plurality of machining axes may be parallel to the first travel axis and the second travel axis.

단계 (b) 및 (d) 중 하나 이상은, 복수의 레이저 빔 중 하나가 제1 주행축에 평행한 가공축에 정렬되도록 하는 편광 상태를 가지도록 회전 편광 광학계의 회전 여부를 제어하는 단계가 선행될 수 있다.At least one of steps (b) and (d) is preceded by controlling whether the rotating polarization optical system is rotated such that one of the plurality of laser beams has a polarization state such that one of the laser beams is aligned with a processing axis parallel to the first travel axis. Can be.

단계 (c) 및 (e) 중 하나 이상은, 복수의 레이저 빔 중 하나가 제2 주행축에 평행한 가공축에 정렬되도록 하는 편광 상태를 가지도록 회전 편광 광학계의 회전 여부를 제어하는 단계가 선행될 수 있다.At least one of steps (c) and (e) is preceded by controlling whether the rotating polarization optical system is rotated such that one of the plurality of laser beams has a polarization state such that one of the laser beams is aligned with a processing axis parallel to the second travel axis. Can be.

다층기판은 박막형 태양전지 기판이고, 레이저 가공부는 가시광선 파장의 레이저 빔과 적외선 파장의 레이저 빔을 조사하여 가공함으로써 아이솔레이션 공정 및 세퍼레이션 공정 중 하나 이상을 수행할 수 있다.The multilayer substrate is a thin film solar cell substrate, and the laser processing unit may perform one or more of an isolation process and a separation process by irradiating and processing a laser beam having a visible wavelength and a laser beam having an infrared wavelength.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 복수 파장의 레이저 빔을 이용함에 있어서 편광 광학계를 이용함을써 레이저 가공부의 회전 없이도 가공 방향을 전환할 수 있어 다층기판의 가공 공정, 예를 들어 박막형 태양전지 기판의 아이솔레이션 공정 또는/및 세퍼레이션 공정 시 모든 방향에서 레이저 가공이 가능하면서도 가공시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, by using a polarization optical system in the use of a laser beam of a plurality of wavelengths can be switched without the rotation of the laser processing portion, the machining direction can be changed, for example, a thin film solar cell substrate In the isolation process and / or the separation process, laser processing can be performed in all directions, but the processing time can be shortened.

또한, 편광 광학계 자체가 회전하여 그 편광 상태가 변화됨으로써 편광된 레이저 빔의 진행 경로를 변경시켜 가공 방향의 전환이 가능한 효과가 있다.
In addition, the polarization optical system itself is rotated and the polarization state is changed, thereby changing the traveling path of the polarized laser beam, thereby changing the processing direction.

도 1a 내지 도 1g는 이러한 박막형 태양전지를 제조하는 과정을 단계적으로 설명하기 위한 도면.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층기판의 가공을 수행하기 위한 다층기판 가공장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2b는 도 2a에 도시된 다층기판 가공장치를 나타낸 평면도.
도 2c는 도 2a에 도시된 다층기판 가공장치를 나타낸 측면도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공부를 확대하여 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3b는 도 3a의 AA선에 따른 레이저 가공부의 단면도.
도 3c는 도 3a의 BB선에 따른 레이저 가공부의 단면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 편광 광학계의 상태에 따른 레이저 빔의 분기를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층기판 가공장치를 이용하여 다층기판을 가공하는 방법을 나타낸 순서도.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조 공정을 나타낸 개념도.
도 7a 및 도 7b는 아이솔레이션 라인을 형성하는 제1 실시예에 따른 과정을 나타낸 도면.
도 8a 및 도 8b는 아이솔레이션 라인을 형성하는 제2 실시예에 따른 과정을 나타낸 도면.
1A to 1G are diagrams for explaining a process of manufacturing such a thin film solar cell step by step.
Figure 2a is a perspective view schematically showing a multi-layer substrate processing apparatus for performing the processing of a multi-layer substrate according to an embodiment of the present invention.
Figure 2b is a plan view showing a multi-layer substrate processing apparatus shown in Figure 2a.
Figure 2c is a side view showing the multilayer substrate processing apparatus shown in Figure 2a.
Figure 3a is a perspective view schematically showing an enlarged laser processing unit according to an embodiment of the present invention.
3B is a cross-sectional view of the laser processing part taken along the line AA of FIG. 3A.
3C is a cross-sectional view of the laser processing part taken along line BB of FIG. 3A.
4A and 4B illustrate branching of a laser beam according to a state of a rotating polarization optical system according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flow chart showing a method for processing a multi-layer substrate using a multi-layer substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
6a to 6e is a conceptual diagram showing a thin film solar cell manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
7A and 7B illustrate a process according to a first embodiment of forming an isolation line.
8A and 8B illustrate a process according to a second embodiment of forming an isolation line.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

본 발명에서는 다층기판의 일례로, 도 1f에 도시된 것과 같이 기판(1) 상에 전면전극층(2), 반도체층(3), 후면전극층(4)이 형성된 박막형 태양전지 기판(50)을 중심으로 설명하지만, 본 발명의 권리범위에 이에 한정되는 것은 아니며, 소정의 위치에서 중첩된 복수 파장의 레이저에 의한 가공을 필요로 하는 복수의 층이 적층된 다층기판에도 동일한 내용이 적용 가능할 것이다.In the present invention, as an example of the multilayer substrate, as shown in FIG. 1F, the thin film solar cell substrate 50 having the front electrode layer 2, the semiconductor layer 3, and the back electrode layer 4 formed on the substrate 1 is centered. As described above, the present invention is not limited to the scope of the present invention, and the same content may be applied to a multilayer board in which a plurality of layers are stacked, which requires processing by lasers having a plurality of wavelengths superimposed at predetermined positions.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층기판의 가공을 수행하기 위한 다층기판 가공장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 다층기판 가공장치를 나타낸 평면도이며, 도 2c는 도 2a에 도시된 다층기판 가공장치를 나타낸 측면도이고, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공부를 확대하여 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 AA선에 따른 레이저 가공부의 단면도이고, 도 3c는 도 3a의 BB선에 따른 레이저 가공부의 단면도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 편광 광학계의 상태에 따른 레이저 빔의 분기를 나타낸 도면이다. Figure 2a is a perspective view schematically showing a multi-layer substrate processing apparatus for performing a multi-layer substrate processing according to an embodiment of the present invention, Figure 2b is a plan view showing a multi-layer substrate processing apparatus shown in Figure 2a, Figure 2c Figure 2a is a side view showing a multi-layer substrate processing apparatus shown in Figure 2, Figure 3a is a perspective view schematically showing an enlarged laser processing unit according to an embodiment of the present invention, Figure 3b is a cross-sectional view of the laser processing unit along the line AA of Figure 3a. 3C is a cross-sectional view of the laser processing unit taken along line BB of FIG. 3A, and FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating branching of a laser beam according to a state of a rotating polarization optical system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 4b를 참조하면, 다층기판 가공장치(10), 베이스플레이트(12), 박막형 태양전지 기판(50), 이송테이블(20), 수용홈(22), 제1 주행축(24), 구동부(26), 갠트리 유닛(30), 수직프레임(32), 수평거더(34), 제2 주행축(36), 레이저 가공부(40), 제1 레이저 광원(42a), 제2 레이저 광원(42b), 제1 투사부(44a), 제2 투사부(44b), 제3 투사부(44c), 회전 편광 광학계(60), 제1 반사 및 투과 미러(47a), 제2 반사 및 투과 미러(47b), 제1 반사 미러(48a), 제2 반사 미러(48b), 제1 초점 렌즈(46a), 제2 초점 렌즈(46b), 제3 초점 렌즈(46c), 제1 가공축(M1), 제2 가공축(M2), 제1 위치(P1), 제2 위치(P2), 제3 위치(P3)가 도시되어 있다. 2A to 4B, the multilayer substrate processing apparatus 10, the base plate 12, the thin film type solar cell substrate 50, the transfer table 20, the receiving groove 22, and the first travel shaft 24. , Driving unit 26, gantry unit 30, vertical frame 32, horizontal girder 34, second travel shaft 36, laser processing unit 40, first laser light source 42a, second laser The light source 42b, the first projection 44a, the second projection 44b, the third projection 44c, the rotation polarization optical system 60, the first reflection and transmission mirror 47a, the second reflection and Transmission mirror 47b, first reflection mirror 48a, second reflection mirror 48b, first focusing lens 46a, second focusing lens 46b, third focusing lens 46c, first processing axis M1, the second machining axis M2, the first position P1, the second position P2, and the third position P3 are shown.

본 실시예는 서로 다른 파장을 가지는 레이저 빔 중 하나가 회전 편광 광학계에 의해 그 광경로가 둘 이상으로 분기되어 두 개의 광경로 중 원하는 방향으로 진행하도록 제어될 수 있어 레이저 가공부를 회전시키지 않고서도 박막형 태양전지 기판의 네 가장자리를 모두 가공할 수 있고 전체 공정의 택트 타임을 단축시킨 것을 특징으로 한다. In this embodiment, one of the laser beams having different wavelengths may be controlled to rotate in two or more optical paths by the rotation polarization optical system to travel in a desired direction among the two optical paths so that the laser processing unit may be rotated without rotating the laser processing unit. All four edges of the solar cell substrate can be processed, and the tact time of the entire process is shortened.

이하, '박막형 태양전지 기판'은 도 1a 내지 도 1f에 도시된 전면전극층의 형성 및 패터닝, 반도체층의 형성 및 패터닝, 후면전극층의 형성 및 패터닝 공정까지 완료된, 즉 P1 내지 P3 공정이 완료된 박막형 태양전지 기판(50)을 의미하는 용어로써 사용한다. Hereinafter, the 'thin film solar cell substrate' is a thin film type solar cell in which the formation and patterning of the front electrode layer, the formation and patterning of the semiconductor layer, the formation and patterning of the back electrode layer, that is, the P1 to P3 processes are completed, as shown in FIGS. 1A to 1F. The term "battery board 50" is used.

본 실시예에 따른 다층기판 가공장치(10)는, 적재된 박막형 태양전지 기판(50)을 지지하면서 제1 주행축(24)을 따라 왕복 이동이 가능한 이송테이블(20)과, 서로 다른 복수 파장의 레이저 빔 중 하나를 이용하여 박막형 태양전지 기판(50)의 층 전부 혹은 일부를 1차 가공하고 1차 가공된 영역에 대하여 복수 파장의 레이저 빔 중 다른 하나를 이용하여 박막형 태양전지 기판(50)의 층 일부 혹은 나머지 층 전부를 2차 가공하는 레이저 가공부(40)와, 레이저 가공부(40)를 제1 주행축(24)과 교차하는 제2 주행축(36)을 따라 왕복 이동시키는 갠트리 유닛(30)을 기본 골격으로 한다. The multi-layer substrate processing apparatus 10 according to the present embodiment includes a transfer table 20 capable of reciprocating along the first travel shaft 24 while supporting the loaded thin film solar cell substrate 50 and a plurality of different wavelengths. First or all of the layers of the thin film solar cell substrate 50 using one of the laser beams of the thin film solar cell substrate 50 by using another one of the laser beams of a plurality of wavelengths for the first processed region. The gantry for reciprocating the laser processing part 40 for secondary processing of a part of the layers or all of the remaining layers along the second travel axis 36 intersecting the first travel axis 24. The unit 30 is made into a basic skeleton.

종래에는 직사각형 형상의 박막형 태양전지 기판의 가장자리를 따른 아이솔레이션 공정 혹은 단위셀을 구분하는 세퍼레이션 공정을 수행함에 있어서 가시광선 파장과 적외선 파장의 레이저 빔으로 가공할 때 가공축이 X축 방향과 Y축 방향으로 두 개 이상 있어야 하며, 가공 방향 전환을 위해서는 레이저 가공부를 회전시키고 정렬해야 하기 때문에 가공에 필요한 시간이 길어져 전체 공정의 택트 타임이 증가하게 되는 문제점이 있었다. Conventionally, when performing an isolation process along an edge of a rectangular thin-film solar cell substrate or a separation process that separates unit cells, the processing axis is in the X-axis direction and the Y-axis when processing with a laser beam having visible and infrared wavelengths. There must be at least two in the direction, and because the laser processing unit must be rotated and aligned in order to change the processing direction, the time required for processing is increased and the tact time of the entire process is increased.

따라서, 본 실시예에서는 제1 파장(λ1)(적외선 파장으로, 예를 들어 1064nm)의 레이저 빔(이하 '제1 레이저 빔'이라 칭함)과 제2 파장(λ2)(가시광선 파장으로, 예를 들어 532nm)의 레이저 빔(이하 '제2 레이저 빔'이라 칭함) 중 어느 하나에 대하여 회전 편광 광학계를 이용하여 광경로를 분기시킴으로써 레이저 가공부 자체의 회전 없이도 X축 방향 또는 Y축 방향으로의 가공축 정렬이 용이하게 이루어지도록 하고, 전체 공정의 택트 타임을 단축시킬 수 있도록 한다. Therefore, in the present embodiment, a laser beam of the first wavelength λ 1 (infrared wavelength, for example, 1064 nm) (hereinafter referred to as a “first laser beam”) and a second wavelength λ 2 (visible light wavelength, For example, by splitting the optical path with respect to any one of the laser beam (hereinafter referred to as the "second laser beam") of the 532nm) by using a rotation polarization optical system in the X-axis direction or Y-axis direction without rotation of the laser processing unit itself It is easy to align the machining axis and shorten the tact time of the whole process.

이하에서는 박막형 태양전지 기판(50)이 직사각형 형상으로 이루어진 것을 가정하여 설명하기로 한다. 이는 발명의 이해와 설명의 편의를 위함으로, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, it will be described on the assumption that the thin film type solar cell substrate 50 has a rectangular shape. This is for the convenience of understanding and description of the invention, the scope of the present invention is not limited thereto.

이송테이블(20)은 소정의 초기 위치에서 박막형 태양전지 기판(50)을 내부의 수용홈(22) 내에 적재하여 이동한다. 이송테이블(20)의 이동 경로를 규정하는 제1 주행축(24)을 따라 Y축 방향으로 이송테이블(20)은 이동하게 되며, 이를 위해 제1 주행축(24)은 소정의 경로를 따라 이송테이블(20)이 이동할 수 있도록 하는 예를 들어 LM(linear motor) 가이드 혹은 볼스크류 등으로 이루어질 수 있다. 도면에서는 베이스플레이트(12)의 수평중심선(Y축 방향)을 중심으로 양측에 소정 간격 이격되어 설치된 가이드레일이 제1 주행축(24)으로서 기능하는 예시가 도시되어 있다. The transfer table 20 loads and moves the thin film solar cell substrate 50 in the accommodation groove 22 therein at a predetermined initial position. The transfer table 20 moves along the Y-axis direction along the first travel shaft 24 defining the movement path of the transfer table 20. For this purpose, the first travel shaft 24 is moved along a predetermined path. For example, the table 20 may be made of a linear motor (LM) guide or a ball screw. In the figure, an example in which guide rails spaced at predetermined intervals on both sides of a horizontal center line (Y-axis direction) of the base plate 12 functions as the first travel shaft 24 is illustrated.

Y축 방향으로 연장되어 있어 이송테이블(20)에 동력을 전달하는 구동부(26)가 베이스플레이트(12)에 설치되어 있을 수 있다. 이송테이블(20)은 구동부(26)로부터 전달된 동력에 의해 제1 주행축(24)을 따라 Y축 방향으로 왕복 이동할 수 있다. The driving unit 26 extending in the Y-axis direction and transmitting power to the transfer table 20 may be installed in the base plate 12. The transfer table 20 may reciprocate along the first travel shaft 24 in the Y-axis direction by the power transmitted from the driving unit 26.

제1 주행축(24)의 일단에서 박막형 태양전지 기판(50)이 공급되어 제1 주행축(24)의 타단으로 박막형 태양전지 기판(50)이 반출된다고 할 때, 제1 주행축(24)의 일단에는 레이저 가공될 박막형 태양전지 기판(50)을 공급하는 로딩부(미도시)가 위치하고, 제1 주행축(24)의 타단에는 레이저 가공된 박막형 태양전지 기판(50)을 반출하는 언로딩부(미도시)가 위치한다. When the thin film solar cell substrate 50 is supplied from one end of the first travel shaft 24 and the thin film solar cell substrate 50 is carried out to the other end of the first travel shaft 24, the first travel shaft 24 is provided. At one end, a loading unit (not shown) for supplying the thin film solar cell substrate 50 to be laser processed is disposed, and the unloading to carry out the laser processed thin film solar cell substrate 50 at the other end of the first travel shaft 24. Department (not shown) is located.

제1 주행축(24)을 따라 이송테이블(20)은 로딩부로 이동하여 레이저 가공될 박막형 태양전지 기판을 적재하여 이동시킬 수 있는데, 이 과정에서 그립퍼와 같이 상부에서 박막형 태양전지 기판을 잡아 올리는 방식 등 다양한 적재 방식이 적용될 수 있다. The transfer table 20 along the first travel shaft 24 may move to the loading unit to load and move the thin film type solar cell substrate to be laser processed. In this process, the thin film type solar cell substrate is lifted up from the top such as a gripper. Various loading methods can be applied.

이송테이블(20)은 박막형 태양전지 기판(50)을 적재한 상태에서 제1 주행축(24)을 따라 이동하며 소정 위치에 설치된 갠트리 유닛(30)의 하부를 통과함으로써 아이솔레이션 공정 혹은 세퍼레이션 공정이 수행되어 이송테이블(20)에 적재된 박막형 태양전지 기판(50)의 가장자리가 레이저 가공되도록 하는 역할을 하므로, 적재된 박막형 태양전지 기판(50)이 이송테이블(20)에 고정되어 움직이지 않도록 하는 것이 좋다. The transfer table 20 moves along the first travel shaft 24 in the state where the thin film solar cell substrate 50 is loaded and passes through the lower portion of the gantry unit 30 installed at a predetermined position, thereby providing an isolation process or a separation process. Since the edge of the thin film solar cell substrate 50 loaded on the transfer table 20 serves to perform laser processing, the loaded thin film solar cell substrate 50 is fixed to the transfer table 20 so as not to move. It is good.

또한, 수용홈(22) 내에는 박막형 태양전지 기판(50)을 정렬시키는 얼라인(align)부가 구비되어 있어, 본 실시예에 따른 다층기판 가공장치(10)는 레이저 가공부(40)가 박막형 태양전지 기판(50)에 대하여 아이솔레이션 공정 혹은 세퍼레이션 공정을 수행함에 있어 정확한 레이저 가공이 이루어지도록 할 수 있다. In addition, the receiving groove 22 is provided with an alignment portion for aligning the thin film solar cell substrate 50. In the multilayer substrate processing apparatus 10 according to the present embodiment, the laser processing portion 40 is a thin film type. In performing the isolation process or the separation process with respect to the solar cell substrate 50, accurate laser processing may be performed.

또한, 수용홈(22) 내에는 레이저 가공 공정 중에 발생하는 먼지, 이물 등을 집진하는 집진부(미도시)가 더 구비되어 있을 수 있다. In addition, the receiving groove 22 may be further provided with a dust collecting unit (not shown) for collecting dust, foreign matter, etc. generated during the laser processing process.

언로딩부에서도 로딩부에서와 마찬가지로 그립퍼와 같이 상부에서 박막형 태양전지 기판을 잡아 올리는 방식 등 다양한 반출 방식이 적용될 수 있다.In the unloading unit, as in the loading unit, various carrying methods such as a method of pulling up a thin film solar cell substrate from the top, such as a gripper, may be applied.

이후 이송테이블(20)은 제1 주행축(24)을 따라 로딩부로 복귀하여 후속 레이저 가공될 박막형 태양전지 기판을 적재하여 상술한 과정을 반복하게 된다. Thereafter, the transfer table 20 returns to the loading unit along the first travel shaft 24 and loads the thin film type solar cell substrate to be subsequently laser processed to repeat the above-described process.

레이저 가공부(40)는, 제1 레이저 빔을 출사하는 제1 레이저 광원(42a)과, 제2 레이저 빔을 출사하는 제2 레이저 광원(42b)과, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔 중 하나는 투과시키고 광학계의 회전 여부에 따라 다른 하나의 광경로를 분기시키는 회전 편광 광학계(60)와, 회전 편광 광학계(60)를 투과한 레이저 빔을 박막형 태양전지 기판(50)의 제1 위치(P1)에 조사하는 제1 투사부(44a)와, 회전 편광 광학계(60)에 의해 광경로가 분기된 레이저 빔을 박막형 태양전지 기판(50)의 제2 위치(P2) 및 제3 위치(P3)에 각각 조사하는 제2 투사부(44b)와 제3 투사부(44c)를 포함한다. The laser processing unit 40 includes a first laser light source 42a that emits a first laser beam, a second laser light source 42b that emits a second laser beam, and a first laser beam and a second laser beam. The first position of the thin film solar cell substrate 50 includes a rotating polarization optical system 60 for transmitting one light beam and branching the other optical path according to whether the optical system is rotated, and a laser beam transmitted through the rotation polarization optical system 60. The first projection portion 44a irradiated to P1 and the laser beam whose optical path is branched by the rotation polarization optical system 60 are used as the second position P2 and the third position P3 of the thin film solar cell substrate 50. ) And a second projection portion 44b and a third projection portion 44c respectively irradiated.

제1 투사부(44a)의 일 측면에 제2 투사부(44b)가 결합되어 있으며, 제1 투사부(44a)의 측면 중 제2 투사부(44b)가 결합된 측면에 이웃하는 측면에 제3 투사부(44c)가 결합되어 있다. 즉, 제1 투사부(44a)를 중심으로 제2 투사부(44b)와 제3 투사부(44c)가 서로 소정 각도 만큼 이격되어 결합되어 있으며, 이는 제1 가공축(M1)과 제2 가공축(M2)이 이루는 각도에 대응된다. The second projection part 44b is coupled to one side of the first projection part 44a, and the second projection part 44b is coupled to one side of the side of the first projection part 44a adjacent to the side to which the second projection part 44b is coupled. The three projection parts 44c are coupled. That is, the second projection part 44b and the third projection part 44c are coupled to each other by a predetermined angle with respect to the first projection part 44a, which is the first machining axis M1 and the second machining. Corresponds to the angle formed by the axis M2.

제1 투사부(44a), 제2 투사부(44b), 제3 투사부(44c) 각각은 입사된 레이저 빔이 박막형 태양전지 기판(50)의 소정 위치에 조사되도록 하는 제1 초점 렌즈(46a), 제2 초점 렌즈(46b), 제3 초점 렌즈(46c)를 포함하고 있으며, 필요에 따라 레이저 빔의 광경로를 변경하기 위한 미러(제2 반사 및 투과 미러(47b), 제1 반사 미러(48a), 제2 반사 미러(48b))를 더 포함할 수 있다. Each of the first projection part 44a, the second projection part 44b, and the third projection part 44c respectively allows the incident laser beam to be irradiated to a predetermined position of the thin film solar cell substrate 50. ), A second focusing lens 46b, and a third focusing lens 46c, and a mirror for changing the optical path of the laser beam (second reflection and transmission mirror 47b, first reflection mirror as necessary). 48a, the second reflection mirror 48b) may be further included.

여기서, 제1 위치(P1) 및 제2 위치(P2)는 제1 가공축(M1) 상에 정렬되어 위치하고 제1 위치(P1) 및 제3 위치(P3)는 제2 가공축(M2) 상에 정렬되어 위치함으로써, 제1 위치(P1) 및 제2 위치(P2)로 레이저 빔이 조사되는 경우 제1 가공축(M1)을 따른 레이저 가공이 수행되고 제1 위치(P1) 및 제3 위치(P3)로 레이저 빔이 조사되는 경우 제2 가공축(M2)을 따른 레이저 가공이 수행되어 레이저 가공부(40) 자체가 회전하지 않고서도 그 가공축의 방향을 전환한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다. Here, the first position P1 and the second position P2 are aligned on the first machining axis M1, and the first position P1 and the third position P3 are on the second machining axis M2. By being aligned in the position, when the laser beam is irradiated to the first position P1 and the second position P2, the laser machining along the first machining axis M1 is performed and the first position P1 and the third position When the laser beam is irradiated at (P3), laser processing along the second processing axis M2 is performed, thereby obtaining the same effect as changing the direction of the processing axis without rotating the laser processing unit 40 itself. .

제1 가공축(M1) 및 제2 가공축(M2)은 제1 위치(P1)에서 서로 교차하며, 제1 가공축(M1)은 이송테이블(20)에 의한 박막형 태양전지 기판(50)의 이동 방향(Y축 방향)에 대응되고, 제2 가공축(M2)은 레이저 가공부(40)의 이동 방향(X축 방향)에 대응된다. The first machining axis M1 and the second machining axis M2 cross each other at the first position P1, and the first machining axis M1 is formed on the thin film type solar cell substrate 50 by the transfer table 20. It corresponds to the movement direction (Y-axis direction), and the 2nd processing axis M2 corresponds to the movement direction (X-axis direction) of the laser processing part 40. FIG.

제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔이 제1 가공축(M1) 혹은 제2 가공축(M2) 상에 정렬되어 조사됨으로써 시차를 두고 박막형 태양전지 기판(50)의 층들(전면전극층, 반도체층, 후면전극층 등)을 제거하게 된다. The first laser beam and the second laser beam are aligned on and irradiated on the first machining axis M1 or the second machining axis M2 so that the layers of the thin film solar cell substrate 50 (front electrode layer, semiconductor layer, Back electrode layer).

여기서, 레이저 가공부(40)는 제1 레이저 광원(42a)과 제2 레이저 광원(42b) 각각으로부터 출사된 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔이 동일한 입사광축(72)을 따라 회전 편광 광학계(60)에 입사될 수 있도록 하는 광축 결합부를 더 포함할 수 있다. Here, the laser processing unit 40 may include a rotational polarization optical system along the incident optical axis 72 in which the first laser beam and the second laser beam emitted from each of the first laser light source 42a and the second laser light source 42b are the same. It may further include an optical axis coupling portion to be incident to the 60.

광축 결합부는 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔 중 하나 이상의 광경로를 변경하여 제1 레이저 빔의 광축과 제2 레이저 빔의 광축을 결합한다. 도 3b에 예시된 것과 같이 광축 결합부는 제1 레이저 빔을 반사하고 제2 레이저 빔을 투과시켜 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔이 동일한 광경로를 가지도록 하는 제1 반사 및 투과 미러(47a)일 수 있다. The optical axis coupling unit combines an optical axis of the first laser beam and an optical axis of the second laser beam by changing an optical path of at least one of the first laser beam and the second laser beam. As illustrated in FIG. 3B, the optical axis coupling portion reflects the first laser beam and transmits the second laser beam so that the first laser beam and the second laser beam have the same optical path. Can be.

회전 편광 광학계(60)는 회전 정도에 따라 소정 범위의 파장 대역에 속하는 레이저 빔의 P 편광 성분과 S 편광 성분의 광경로를 변경시킬 수 있다. 소정 범위의 파장 대역에 속하지 않는 레이저 빔은 회전 편광 광학계(60)를 그대로 투과할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 소정 범위의 파장 대역은 가시광선 대역으로 제1 레이저 빔이 속하지 않고 제2 레이저 빔이 속하는 경우를 가정하여 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. The rotation polarization optical system 60 may change the optical paths of the P polarization component and the S polarization component of the laser beam belonging to the wavelength range of the predetermined range according to the degree of rotation. The laser beam that does not belong to the wavelength band of the predetermined range may pass through the rotation polarization optical system 60 as it is. In the present exemplary embodiment, the wavelength band of the predetermined range is assumed to be a visible light band and assumes that the first laser beam does not belong to the second laser beam, but the scope of the present invention is not limited thereto.

회전 편광 광학계(60)에는 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔이 입사되고, 제1 레이저 빔은 회전 편광 광학계(60)를 그대로 투과하여 출사되며, 제2 레이저 빔은 회전 편광 광학계(60)의 회전 정도에 따라 그대로 투과하여 출사되거나 반사되어 출사됨으로써 제2 레이저 빔의 광경로가 분기될 수 있다. The first laser beam and the second laser beam are incident on the rotation polarization optical system 60, and the first laser beam passes through the rotation polarization optical system 60 as it is, and the second laser beam is emitted from the rotation polarization optical system 60. The light path of the second laser beam may be branched by being transmitted as it is or is reflected and emitted according to the degree of rotation.

회전 편광 광학계(60)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 같은 투명한 큐브(cube) 형태로서, 내부에 대각선 방향으로 편광 필름이 부착되어 있거나 편광특성을 가지는 물질이 도포(예를 들면, 증착)되어 있을 수 있다. 회전 편광 광학계(60)는 예를 들어 모터와 같은 구동수단에 의해 입사광축(72)을 중심으로 소정 각도 만큼 회전함으로써 제1 편광 상태(도 4a 참조)와 제2 편광 상태(도 4b 참조)로 그 상태가 교번하여 변화하고, 소정 범위의 파장 대역에 속하는 레이저 빔(본 실시예에서는 제2 레이저 빔)의 특정 편광 성분의 투과 혹은 반사를 제어할 수 있다. The rotation polarization optical system 60 is in the form of a transparent cube as shown in FIGS. 4A and 4B, in which a polarizing film is attached in a diagonal direction or a material having polarization characteristics is applied (for example, deposition). It may be. The rotation polarization optical system 60 is rotated by a predetermined angle about the incident optical axis 72 by, for example, a driving means such as a motor, so as to be in the first polarization state (see FIG. 4A) and the second polarization state (see FIG. 4B). The state changes alternately, and transmission or reflection of the specific polarization component of the laser beam (second laser beam in this embodiment) belonging to the wavelength band of a predetermined range can be controlled.

도 4a를 참조하면 제1 편광 상태에서는 입사광축(72)을 따라 입사된 제2 레이저 빔에 대하여 P 편광 성분이 투과하여 제1 출사광축(74)을 따라 출사되고 S 편광 성분이 소정 각도로 반사되어 제2 출사광축(76)을 따라 출사된다.Referring to FIG. 4A, in the first polarization state, the P polarization component is transmitted to the second laser beam incident along the incident optical axis 72 and is emitted along the first emission beam 74, and the S polarization component is reflected at a predetermined angle. And exits along the second exit optical axis 76.

또한, 도 4b를 참조하면 회전 편광 광학계(60)가 제1 편광 상태를 기준으로 시계방향으로 90도만큼 회전한 제2 편광 상태에서는 입사광축(72)을 따라 입사된 제2 레이저 빔에 대하여 S 편광 성분이 투과하여 제1 출사광축(74)을 따라 출사되고 P 편광 성분이 소정 각도로 반사되어 제3 출사광축(78)을 따라 출사된다. In addition, referring to FIG. 4B, in the second polarization state in which the rotation polarization optical system 60 is rotated by 90 degrees in the clockwise direction with respect to the first polarization state, S is applied to the second laser beam incident along the incident optical axis 72. The polarization component is transmitted and exits along the first output light axis 74, and the P polarization component is reflected at a predetermined angle and exits along the third output light axis 78.

따라서, 제2 레이저 빔이 S 편광 성분만을 가지는 경우, 제2 레이저 빔은 회전 편광 광학계(60)가 제2 편광 상태에 놓여진 경우에는 그대로 투과되고 회전 편광 광학계(60)가 제1 편광 상태에 놓여진 경우에는 소정 각도로 반사된다. 즉, S 편광 성분만을 가지는 레이저 빔, 즉 S 편광으로 규정된 레이저 빔의 광경로는 회전 편광 광학계(60)의 회전 여부에 따라 제1 출사광축(74)과 제2 출사광축(76), 2개의 출사광축을 따라 분기될 수 있다. Therefore, when the second laser beam has only the S polarization component, the second laser beam is transmitted as it is when the rotation polarization optical system 60 is in the second polarization state, and the rotation polarization optical system 60 is in the first polarization state. In this case, it is reflected at a predetermined angle. That is, the optical path of the laser beam having only the S-polarized component, that is, the laser beam defined by the S-polarized light, depends on whether the rotating polarization optical system 60 is rotated or not, so that the first output light axis 74 and the second output light axis 76, 2 Can be branched along the two exiting optical axes.

또한, 제2 레이저 빔이 P 편광 성분만을 가지는 경우, 제2 레이저 빔은 회전 편광 광학계(60)가 제1 편광 상태에 놓여진 경우에는 그대로 투과되고 회전 편광 광학계(60)가 제2 편광 상태에 놓여진 경우에는 소정 각도로 반사된다. 즉, P 편광 성분만을 가지는 레이저 빔, 즉 P 편광으로 규정된 레이저 빔의 광경로는 회전 편광 광학계(60)의 회전 여부에 따라 제1 출사광축(74)과 제3 출사광축(78), 2개의 출사광축을 따라 분기될 수 있다. Further, when the second laser beam has only the P polarization component, the second laser beam is transmitted as it is when the rotation polarization optical system 60 is placed in the first polarization state, and the rotation polarization optical system 60 is placed in the second polarization state. In this case, it is reflected at a predetermined angle. That is, the optical path of the laser beam having only the P polarization component, that is, the laser beam defined as P polarization, depends on whether the rotating polarization optical system 60 is rotated or not, so that the first exiting light axis 74 and the third exiting light axis 78, 2 Can be branched along the two exiting optical axes.

제2 레이저 빔이 P 편광 성분 혹은 S 편광 성분만을 가지도록 제2 레이저 광원(42b)의 후단에 별도의 편광 수단(미도시)이 더 구비되어 있을 수 있다. A separate polarization means (not shown) may be further provided at the rear end of the second laser light source 42b so that the second laser beam has only a P polarization component or an S polarization component.

이하에서는 제2 레이저 빔이 P 편광 성분만을 가지도록 편광된 경우를 중심으로 레이저 빔의 진행 경로를 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 레이저 빔이 S 편광 성분만을 가지도록 편광되었을 수도 있음은 물론이다. Hereinafter, the path of the laser beam will be described based on the case where the second laser beam is polarized to have only the P polarization component. However, the scope of the present invention is not limited thereto, and the second laser beam has only the S polarization component. Of course, it may be polarized.

여기서, 도 3b에 도시된 단면에서 회전 편광 광학계(60)는 도 4a에 도시된 것과 같이 제1 편광 상태에 놓여 있으며, 도 3c에 도시된 단면에서 회전 편광 광학계(60)는 도 4b에 도시된 것과 같이 제2 편광 상태에 놓여 있는 것을 가정한다. Here, in the cross section shown in FIG. 3B, the rotation polarization optical system 60 is in a first polarization state as shown in FIG. 4A, and in the cross section shown in FIG. 3C, the rotation polarization optical system 60 is shown in FIG. 4B. Assume that it is in the second polarization state as is.

제1 레이저 광원(42a)으로부터 출사된 제1 레이저 빔은 광축 결합부에 의해 그 광경로가 변경되어, 제2 레이저 광원(42b)으로부터 출사되어 광축 결합부를 투과한 제2 레이저 빔과 동일한 광축을 가지게 된다. The optical path of the first laser beam emitted from the first laser light source 42a is changed by the optical axis coupling unit, and the same optical axis as the second laser beam emitted from the second laser light source 42b and transmitted through the optical axis coupling unit is transmitted. To have.

P 편광된 제2 레이저 빔이 제1 편광 상태의 회전 편광 광학계(60)에 입사되는 경우 제2 레이저 빔은 그대로 투과하고(도 3b, 도 4a 참조), 제2 반사 및 투과 미러(47b)에 의해 반사되어 제2 투사부(44b)를 향해 진행한다. 제2 투사부(44b) 내에는 제1 반사 미러(48a)가 구비되어 있어 제2 레이저 빔이 제2 위치(P2)에 조사된다. When the P-polarized second laser beam is incident on the rotation polarization optical system 60 in the first polarization state, the second laser beam is transmitted as it is (see FIGS. 3B and 4A), and the second reflection and transmission mirror 47b Is reflected by the second projection unit 44b. The first reflection mirror 48a is provided in the second projection part 44b so that the second laser beam is irradiated to the second position P2.

그리고 P 편광된 제2 레이저 빔이 제2 편광 상태의 회전 편광 광학계(60)에 입사되는 경우 제2 레이저 빔은 소정 각도 만큼 반사되어(도 3c, 도 4b 참조), 제3 투사부(44c)를 향해 진행한다. 제3 투사부(44c) 내에는 제2 반사 미러(48b)가 구비되어 있어 제2 레이저 빔이 제3 위치(P3)에 조사된다. When the P-polarized second laser beam is incident on the rotation polarization optical system 60 in the second polarization state, the second laser beam is reflected by a predetermined angle (see FIGS. 3C and 4B), and the third projection unit 44c Proceed towards. The second reflecting mirror 48b is provided in the third projection part 44c so that the second laser beam is irradiated to the third position P3.

여기서, 제1 레이저 빔은 회전 편광 광학계(60)의 상태에 무관하게 회전 편광 광학계(60)를 투과하고 제1 투사부(44a) 내에 구비된 제2 반사 및 투과 미러(47b) 역시 투과하여 제1 위치(P1)에 조사된다. Here, the first laser beam passes through the rotation polarization optical system 60 irrespective of the state of the rotation polarization optical system 60 and also transmits the second reflection and transmission mirror 47b provided in the first projection unit 44a. It is irradiated to one position P1.

갠트리 유닛(30)은 이송테이블(20)의 제1 주행축(24)과 소정 위치에서 교차하도록 배치되며, 레이저 가공부(40)가 갠트리 유닛(30)을 따라 왕복 이동가능하도록 하여, 이송테이블(20)에 적재된 박막형 태양전지 기판(50)이 로딩부에서 언로딩부로 이동하는 과정 중에 박막형 태양전지 기판(50)의 각 가장자리에 대하여 레이저 가공을 통해 아이솔레이션 공정 혹은 세퍼레이션 공정이 수행되도록 한다. The gantry unit 30 is disposed to intersect the first travel shaft 24 of the transfer table 20 at a predetermined position, and the laser processing unit 40 enables the reciprocating movement along the gantry unit 30, thereby transferring the transfer table. During the process of moving the thin film solar cell substrate 50 loaded in the loading unit from the loading unit to the unloading unit, an isolation process or a separation process is performed through laser processing on each edge of the thin film solar cell substrate 50. .

갠트리 유닛(30)은, 제1 주행축(24)의 양측에 수직 방향으로 설치되는 수직프레임(32)과, 수직프레임(32) 사이에 설치되는 수평거더(34)를 포함한다. 수평거더(34)에는 레이저 가공부(40)의 이동 경로가 되는 제2 주행축(36)이 제1 주행축(24)과 교차하도록 X축 방향으로 형성되어 있다. 도면에서는 수평거더(34)의 측면에 가이드레일이 형성되어 있어 제2 주행축(36)의 기능을 수행하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 수평거더(34)의 상면이나 하면에 형성될 수도 있음은 물론이다. The gantry unit 30 includes a vertical frame 32 installed in both directions of the first travel shaft 24 in a vertical direction, and a horizontal girder 34 provided between the vertical frames 32. The horizontal girder 34 is formed in the X-axis direction so that the second travel shaft 36 serving as the movement path of the laser processing part 40 intersects the first travel shaft 24. In the drawing, although the guide rail is formed on the side of the horizontal girders 34 to perform the function of the second travel shaft 36, the present invention is not limited thereto, and the horizontal girders 34 according to the embodiment. It may be formed on the upper or lower surface of the).

레이저 가공부(40)의 이동 경로를 규정하는 제2 주행축(36)을 따라 레이저 가공부(40)는 왕복 이동하게 되며, 이를 위해 제2 주행축(36)은 소정의 경로를 따라 레이저 가공부(40)가 이동할 수 있도록 하는 예를 들어 LM 가이드 혹은 볼스크류 등으로 이루어질 수 있다. The laser processing part 40 reciprocates along the second travel axis 36 which defines the movement path of the laser processing part 40, and for this purpose, the second travel axis 36 is laser processed along a predetermined path. For example, the part 40 may be made of an LM guide or a ball screw.

본 실시예에 따를 때, 박막형 태양전지 기판(50)의 가장자리 중 제1 주행축(24)과 평행한 가장자리를 가공하는 경우 레이저 가공부(40)는 소정 위치에 정지된 상태로 위치하고 이송테이블(20)이 제1 주행축(24)을 따라 이동하여 해당 가장자리에 대한 레이저 가공이 이루어지도록 한다. 그리고 제1 주행축(24)과 교차하는, 즉 제2 주행축(36)과 평행한 가장자리를 가공하는 경우 이송테이블(20)은 소정 위치에 정지된 상태로 위치하고 레이저 가공부(40)가 제2 주행축(36)을 따라 이동하여 해당 가장자리에 대한 레이저 가공이 이루어지도록 한다. 여기서, 이송테이블(20)의 제1 주행축(24)을 따른 이동 속도와 레이저 가공부(40)의 제2 주행축(36)을 따른 이동 속도는 각 가장자리에서의 레이저 가공 속도에 따라 조정될 수 있다.
According to the present embodiment, when processing the edge parallel to the first travel axis 24 of the edge of the thin-film solar cell substrate 50, the laser processing unit 40 is placed in a stationary state at a predetermined position and the transfer table ( 20) moves along the first travel shaft 24 so that laser processing is performed on the corresponding edges. In the case of processing the edge crossing the first travel shaft 24, that is, parallel to the second travel shaft 36, the transfer table 20 is stopped at a predetermined position and the laser processing part 40 is formed. 2 is moved along the travel shaft 36 so that laser processing is performed for the corresponding edge. Here, the moving speed along the first travel shaft 24 of the transfer table 20 and the moving speed along the second travel shaft 36 of the laser processing unit 40 may be adjusted according to the laser processing speed at each edge. have.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층기판 가공장치를 이용하여 다층기판을 가공하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지 제조 공정을 나타낸 개념도이며, 도 7a 및 도 7b는 아이솔레이션 라인을 형성하는 제1 실시예에 따른 과정을 나타낸 도면이고, 도 8a 및 도 8b는 아이솔레이션 라인을 형성하는 제2 실시예에 따른 과정을 나타낸 도면이다. 5 is a flowchart illustrating a method of processing a multilayer substrate using a multilayer substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6A to 6E illustrate a process of manufacturing a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention. 7A and 7B illustrate a process according to a first embodiment of forming an isolation line, and FIGS. 8A and 8B illustrate a process according to a second embodiment of forming an isolation line.

도 6a 내지 도 6e를 참조하면, 다층기판 가공장치(10), 베이스플레이트(12), 박막형 태양전지 기판(50), 이송테이블(20), 수용홈(22), 제1 주행축(24), 구동부(26), 갠트리 유닛(30), 레이저 가공부(40), 아이솔레이션 라인(80a, 80b, 80c, 80d)이 도시되어 있다. 6A to 6E, the multilayer substrate processing apparatus 10, the base plate 12, the thin film solar cell substrate 50, the transfer table 20, the receiving groove 22, and the first travel shaft 24. , Drive 26, gantry unit 30, laser machining 40, isolation lines 80a, 80b, 80c, 80d are shown.

본 실시예는 다층기판, 예를 들어 박막형 태양전지 기판(50)에 대하여 전술한 다층기판 가공장치(10)를 구동시켜 아이솔레이션 공정 혹은 세퍼레이션 공정과 같은 레이저 가공을 수행하는 방법에 대한 것으로, 본 실시예에 따른 다층기판 가공장치 외에도 다양한 구성요소가 추가, 변경, 생략될 수 있음은 물론이다. The present embodiment relates to a method of performing laser processing such as an isolation process or a separation process by driving the above-mentioned multilayer substrate processing apparatus 10 with respect to a multilayer substrate, for example, a thin film solar cell substrate 50. In addition to the multilayer substrate processing apparatus according to the embodiment, various components may be added, changed, or omitted.

또한, 이하에서는 박막형 태양전지 기판(50)의 가장자리에 대하여 반시계 방향으로 레이저 가공함으로써 박막형 태양전지 기판(50)의 4변 모두에 아이솔레이션 라인이 형성되도록 하는 공정에 관한 것이지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지는 않으며, 시계 방향으로 레이저 가공할 수도 있음은 물론이다. Further, hereinafter, the present invention relates to a process of forming an isolation line on all four sides of the thin film solar cell substrate 50 by laser-processing the edge of the thin film solar cell substrate 50 in a counterclockwise direction. The present invention is not limited thereto, and of course, laser processing may be performed in a clockwise direction.

후술하는 바와 같이, 본 실시예는 박막형 태양전지 기판(50)의 가장자리를 가공함에 있어서 레이저 가공부(40)를 회전시키지 않고서도 가공 방향을 변경함으로써 전체 공정의 택트 타임을 단축시키는 방법으로서, 편의상 박막형 태양전지 기판(50)이 이송테이블(20)에 적재된 단계에서부터 설명한다. As will be described later, the present embodiment is a method for shortening the tact time of the entire process by changing the processing direction without rotating the laser processing part 40 in processing the edge of the thin film solar cell substrate 50. The thin film type solar cell substrate 50 will be described from the step of being loaded on the transfer table 20.

박막형 태양전지 기판(50)이 로딩부에서 적재되고 갠트리 유닛(30)을 통과하여 언로딩부에서 반출된다고 할 때, 박막형 태양전지 기판(50)의 이동방향을 기준으로 로딩부 쪽을 전방, 언로딩부 쪽을 후방이라 지칭하여 설명하기로 한다. When the thin film solar cell substrate 50 is loaded in the loading unit and is carried out from the unloading unit through the gantry unit 30, the loading unit side is forward and unloaded based on the moving direction of the thin film solar cell substrate 50. The loading side will be described as referred to as the rear.

도 6a에 도시된 바와 같이, 이송테이블(20)에 박막형 태양전지 기판(50)이 적재되고(단계 S110), 이송테이블(20)은 제1 주행축(24)을 따라 후방을 향하여 전진 이동한다(단계 S120). As shown in FIG. 6A, the thin film type solar cell substrate 50 is loaded on the transfer table 20 (step S110), and the transfer table 20 moves forward along the first travel shaft 24. (Step S120).

여기서, 제1 주행축(24)을 따라 이동되는 박막형 태양전지 기판(50)에 대하여 정렬 작업이 선행될 수 있다. 정렬 작업은 이송테이블(20)의 수용홈(22) 내에 구비된 얼라인부에 의해 수행될 수 있다. Here, the alignment operation may be preceded with respect to the thin film solar cell substrate 50 moving along the first travel shaft 24. The alignment operation may be performed by the alignment unit provided in the accommodation groove 22 of the transfer table 20.

다음으로, 도 6b에 도시된 것과 같이 이송테이블(20)에 적재된 박막형 태양전지 기판(50)(혹은 필요에 따라 정렬 작업이 완료된 박막형 태양전지 기판(50))은 이송테이블(20)을 따라 후방을 향하여 이동하면서 제1 가장자리에 대하여 아이솔레이션 공정이 수행되어 아이솔레이션 라인(80a)이 형성된다(단계 S130). 여기서, 제1 가장자리에 대한 레이저 가공이 원활히 이루어질 수 있도록 레이저 가공부(40)를 소정 위치에 정지된 상태(제1 상태)로 위치시키게 된다. Next, as illustrated in FIG. 6B, the thin film type solar cell substrate 50 (or the thin film type solar cell substrate 50 that has been aligned as needed) is loaded along the transfer table 20. An isolation process is performed on the first edge while moving toward the rear side to form the isolation line 80a (step S130). Here, the laser processing unit 40 is positioned in a stationary state (first state) at a predetermined position so that laser processing of the first edge can be performed smoothly.

이 경우 레이저 가공부(40)의 회전 편광 광학계(60)는 제1 편광 상태에 놓여 있도록 제어되어 도 3b에 도시된 것과 같이 제1 레이저 빔이 제1 위치(P1)에 조사되고 제2 레이저 빔이 제2 위치(P2)에 조사되도록 함으로써 제1 가장자리에 평행한 제1 가공축(M1)을 따라 레이저 가공이 이루어지도록 한다. In this case, the rotation polarization optical system 60 of the laser processing unit 40 is controlled to be in the first polarization state, so that the first laser beam is irradiated to the first position P1 and the second laser beam is shown in FIG. 3B. By irradiating to this 2nd position P2, laser processing is performed along the 1st processing axis M1 parallel to a 1st edge.

박막형 태양전지 기판(50)의 제1 가장자리를 레이저 가공함에 있어서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 것과 같이 우선 제2 레이저 빔에 의한 1차 가공이 수행되어 반도체층(3) 및 후면전극층(4)이 제거되어 전면전극층(2)이 노출되도록 하는 제1 홈(90a)이 형성되고, 박막형 태양전지 기판(50)의 전진 이동에 의해 제1 레이저 빔에 의한 2차 가공이 수행되어 제1 홈(90a)에 의한 노출 영역 내의 전면전극층(2)이 제거되어 제2 홈(90b)이 형성됨으로써, 제1 홈(90a)과 제2 홈(90b)으로 이루어진 아이솔레이션 홈(90)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 레이저 빔에 의한 가공 부분(제2 홈(90b))이 제2 레이저 빔에 의한 가공 부분(제1 홈(90a))보다 그 폭이 좁아 계단 형상의 아이솔레이션 홈(90)이 형성됨으로써 액티브 영역에서 전면전극층(2)과 후면전극층(4)의 전기적인 접속을 방지하게 된다. In the laser processing of the first edge of the thin film solar cell substrate 50, as shown in FIGS. 7A and 7B, first processing by a second laser beam is performed to perform the semiconductor layer 3 and the back electrode layer 4. ) Is removed to form a first groove (90a) to expose the front electrode layer (2), the secondary processing by the first laser beam is performed by the forward movement of the thin-film solar cell substrate 50, the first groove By removing the front electrode layer 2 in the exposed region by the 90a to form the second groove 90b, the isolation groove 90 including the first groove 90a and the second groove 90b may be formed. have. Here, the processed portion (second groove 90b) by the first laser beam is narrower in width than the processed portion (first groove 90a) by the second laser beam, so that a stepped isolation groove 90 is formed. This prevents the electrical connection between the front electrode layer 2 and the back electrode layer 4 in the active region.

제1 가장자리에 대한 레이저 가공이 완료된 후, 도 6c에 도시된 것과 같이 레이저 가공부(40)가 갠트리 유닛(30)을 따라 제1 주행축(24)에 수직한 제2 주행축(36)을 따라 일방향(도 6c에서는 하방향)을 향하여 이동하면서 제2 가장자리에 대하여 아이솔레이션 공정이 수행되어 아이솔레이션 라인(80b)이 형성된다(단계 S140). 여기서, 제2 가장자리에 대한 레이저 가공이 원활히 이루어질 수 있도록 이송테이블(20)은 소정 위치에 정지된 상태로 위치한다. After the laser processing on the first edge is completed, as shown in FIG. 6C, the laser processing unit 40 moves the second travel shaft 36 perpendicular to the first travel shaft 24 along the gantry unit 30. Accordingly, an isolation process is performed on the second edge while moving toward one direction (downward in FIG. 6C) to form the isolation line 80b (step S140). Here, the transfer table 20 is positioned in a stationary state so that laser processing of the second edge may be smoothly performed.

이 경우 레이저 가공부(40)의 회전 편광 광학계(60)는 제2 편광 상태에 놓여 있도록 제어되어 도 3c에 도시된 것과 같이 제1 레이저 빔이 제1 위치(P1)에 조사되고 제2 레이저 빔이 제3 위치(P3)에 조사되도록 함으로써 제2 가장자리에 평행한 제2 가공축(M2)을 따라 레이저 가공이 이루어지도록 한다. In this case, the rotation polarization optical system 60 of the laser processing part 40 is controlled to be in the second polarization state, so that the first laser beam is irradiated to the first position P1 as shown in FIG. 3C and the second laser beam is shown. By irradiating to this 3rd position P3, laser processing is performed along the 2nd processing axis M2 parallel to a 2nd edge.

박막형 태양전지 기판(50)의 제2 가장자리를 레이저 가공하는 경우에도 제1 가장자리를 가공하는 경우와 마찬가지로, 도 7a 및 도 7b에 도시된 것과 같이 우선 제2 레이저 빔에 의한 1차 가공이 수행되어 반도체층(3) 및 후면전극층(4)이 제거되어 전면전극층(2)이 노출되도록 하는 제1 홈(90a)이 형성되고, 레이저 가공부(40)의 일방향 이동에 의해 제1 레이저 빔에 의한 2차 가공이 수행되어 제1 홈(90a)에 의한 노출 영역 내의 전면전극층(2)이 제거되어 제2 홈(90b)이 형성됨으로써, 제1 홈(90a)과 제2 홈(90b)으로 이루어진 아이솔레이션 홈(90)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 레이저 빔에 의한 가공 부분(제2 홈(90b))이 제2 레이저 빔에 의한 가공 부분(제1 홈(90a))보다 그 폭이 좁아 계단 형상의 아이솔레이션 홈(90)이 형성됨으로써 액티브 영역에서 전면전극층(2)과 후면전극층(4)의 전기적인 접속을 방지하게 된다. In the case of laser processing the second edge of the thin film type solar cell substrate 50, similarly to the case of processing the first edge, as shown in FIGS. 7A and 7B, first processing by the second laser beam is performed first. The semiconductor layer 3 and the back electrode layer 4 are removed to form a first groove 90a for exposing the front electrode layer 2, and the first laser beam is moved by one direction movement of the laser processing part 40. The secondary processing is performed to remove the front electrode layer 2 in the exposed area by the first groove 90a to form the second groove 90b, so that the first groove 90a and the second groove 90b are formed. Isolation grooves 90 may be formed. Here, the processed portion (second groove 90b) by the first laser beam is narrower in width than the processed portion (first groove 90a) by the second laser beam, so that a stepped isolation groove 90 is formed. This prevents the electrical connection between the front electrode layer 2 and the back electrode layer 4 in the active region.

제2 가장자리에 대한 레이저 가공이 완료된 후, 도 6d에 도시된 것과 같이 이송테이블(20)에 적재된 박막형 태양전지 기판(50)은 이송테이블(20)을 따라 전방을 향하여 후진 이동하면서 레이저 가공부(40)에 의해 제3 가장자리에 대하여 아이솔레이션 공정이 수행되어 아이솔레이션 라인(80c)이 형성된다(단계 S150). 여기서, 제3 가장자리에 대한 레이저 가공이 원활히 이루어질 수 있도록 레이저 가공부(40)를 소정 위치에 정지된 상태(제2 상태)로 위치시키게 된다. After the laser processing on the second edge is completed, as shown in FIG. 6D, the thin film type solar cell substrate 50 loaded on the transfer table 20 moves backward along the transfer table 20 while moving forward. An isolation process is performed with respect to the third edge by 40 to form an isolation line 80c (step S150). Here, the laser processing part 40 is positioned in the stopped state (second state) at a predetermined position so that laser processing on the third edge can be performed smoothly.

이 경우 레이저 가공부(40)의 회전 편광 광학계(60)는 제1 편광 상태에 놓여 있도록 제어되어 도 3b에 도시된 것과 같이 제1 레이저 빔이 제1 위치(P1)에 조사되고 제2 레이저 빔이 제2 위치(P2)에 조사되도록 함으로써 제3 가장자리에 평행한 제1 가공축(M1)을 따라 레이저 가공이 이루어지도록 한다. In this case, the rotation polarization optical system 60 of the laser processing unit 40 is controlled to be in the first polarization state, so that the first laser beam is irradiated to the first position P1 and the second laser beam is shown in FIG. 3B. By irradiating to this 2nd position P2, laser processing is performed along the 1st processing axis M1 parallel to a 3rd edge.

박막형 태양전지 기판(50)의 제3 가장자리를 레이저 가공함에 있어서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 것과 같이 우선 제1 레이저 빔에 의한 1차 가공이 수행되어 후면전극층(4)에서부터 전면전극층(2)까지 모두 제거된 제3 홈(95a)이 형성되도록 하고, 박막형 태양전지 기판(50)의 후진 이동에 의해 제2 레이저 빔에 의한 2차 가공이 수행되어 제3 홈(95a) 주위의 반도체층(3) 및 후면전극층(4)이 제거된 제4 홈(95b)이 형성됨으로써 최종적으로 아이솔레이션 홈(95)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 레이저 빔에 의한 가공 부분(제3 홈(95a))이 제2 레이저 빔에 의한 가공 부분(제4 홈(95b))보다 그 폭이 좁아 계단 형상의 아이솔레이션 홈(95)이 형성됨으로써 액티브 영역에서 전면전극층(2)과 후면전극층(4)의 전기적인 접속을 방지하게 된다. In laser processing the third edge of the thin-film solar cell substrate 50, as shown in FIGS. 8A and 8B, first processing by the first laser beam is first performed, so that the front electrode layer 2 is formed from the rear electrode layer 4. The third groove (95a) is removed to be formed, and the secondary processing by the second laser beam is performed by the backward movement of the thin film solar cell substrate 50, the semiconductor layer around the third groove (95a) By forming the fourth groove 95b from which the third electrode 3 and the rear electrode layer 4 are removed, the isolation groove 95 can be finally formed. Here, a stepped isolation groove 95 is formed because the width of the processed portion (third groove 95a) by the first laser beam is narrower than that of the processed portion (fourth groove 95b) by the second laser beam. This prevents the electrical connection between the front electrode layer 2 and the back electrode layer 4 in the active region.

제3 가장자리에 대한 레이저 가공이 완료된 후, 도 6e에 도시된 것과 같이 레이저 가공부(40)가 갠트리 유닛(30)을 따라 제1 주행축(24)에 수직한 타방향(도 6e에서는 상방향)을 향하여 이동하면서 제4 가장자리에 대하여 아이솔레이션 공정이 수행되어 아이솔레이션 라인(80d)이 형성된다(단계 S160). 여기서, 제4 가장자리에 대한 레이저 가공이 원활히 이루어질 수 있도록 이송테이블(20)은 소정 위치에 정지된 상태로 위치한다. After the laser processing on the third edge is completed, as shown in FIG. 6E, the laser processing unit 40 is in the other direction perpendicular to the first travel shaft 24 along the gantry unit 30 (upward in FIG. 6E). ), An isolation process is performed with respect to the fourth edge while moving toward) to form an isolation line 80d (step S160). Here, the transfer table 20 is positioned in a stopped state at a predetermined position so that laser processing of the fourth edge can be performed smoothly.

이 경우 레이저 가공부(40)의 회전 편광 광학계(60)는 제2 편광 상태에 놓여 있도록 제어되어 도 3c에 도시된 것과 같이 제1 레이저 빔이 제1 위치(P1)에 조사되고 제2 레이저 빔이 제3 위치(P3)에 조사되도록 함으로써 제2 가장자리에 평행한 제2 가공축(M2)을 따라 레이저 가공이 이루어지도록 한다. In this case, the rotation polarization optical system 60 of the laser processing part 40 is controlled to be in the second polarization state, so that the first laser beam is irradiated to the first position P1 as shown in FIG. 3C and the second laser beam is shown. By irradiating to this 3rd position P3, laser processing is performed along the 2nd processing axis M2 parallel to a 2nd edge.

박막형 태양전지 기판(50)의 제4 가장자리를 레이저 가공하는 경우에도 제3 가장자리를 가공하는 경우와 마찬가지로, 도 8a 및 도 8b에 도시된 것과 같이 우선 제1 레이저 빔에 의한 1차 가공이 수행되어 후면전극층(4)에서부터 전면전극층(2)까지 모두 제거된 제3 홈(95a)이 형성되도록 하고, 레이저 가공부(40)의 타방향 이동에 의해 제2 레이저 빔에 의한 2차 가공이 수행되어 제3 홈(95a) 주위의 반도체층(3) 및 후면전극층(4)이 제거된 제4 홈(95b)이 형성됨으로써 최종적으로 아이솔레이션 홈(95)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 레이저 빔에 의한 가공 부분(제3 홈(95a))이 제2 레이저 빔에 의한 가공 부분(제4 홈(95b))보다 그 폭이 좁아 계단 형상의 아이솔레이션 홈(95)이 형성됨으로써 액티브 영역에서 전면전극층(2)과 후면전극층(4)의 전기적인 접속을 방지하게 된다. In the case of laser machining the fourth edge of the thin film solar cell substrate 50, similarly to the case of machining the third edge, as shown in FIGS. 8A and 8B, first processing by the first laser beam is performed first. The third grooves 95a removed from the rear electrode layer 4 to the front electrode layer 2 are formed, and the secondary processing by the second laser beam is performed by moving the laser processing part 40 in the other direction. The isolation groove 95 may be finally formed by forming the fourth groove 95b from which the semiconductor layer 3 and the rear electrode layer 4 around the third groove 95a are removed. Here, a stepped isolation groove 95 is formed because the width of the processed portion (third groove 95a) by the first laser beam is narrower than that of the processed portion (fourth groove 95b) by the second laser beam. This prevents the electrical connection between the front electrode layer 2 and the back electrode layer 4 in the active region.

제4 가장자리에 대한 레이저 가공이 완료된 후, 이송테이블(20)은 전진 이동하여 4변 전체에 대하여 레이저 가공된 박막형 태양전지 기판(50)을 언로딩부로 반출하여(단계 S170) 아이솔레이션을 위한 다층기판 가공 공정을 완료하게 된다. After the laser processing on the fourth edge is completed, the transfer table 20 moves forward to carry out the laser-processed thin film solar cell substrate 50 with respect to all four sides to the unloading unit (step S170). The machining process is completed.

본 실시예에서, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 다층기판 가공을 위한 이송테이블과 레이저 가공부의 제어방법은 기록매체에 저장된 후 소정의 장치, 예를 들면, 레이저 가공장치와 결합하여 수행될 수 있다. 여기서, 기록매체는 하드 디스크, 비디오테이프, CD, VCD, DVD와 같은 자기 또는 광 기록매체이거나 또는 오프라인 또는 온라인상에 구축된 클라이언트 또는 서버 컴퓨터의 데이터베이스일 수도 있다.In this embodiment, the control method of the transfer table and the laser processing unit for multi-layer substrate processing according to the embodiment of the present invention described above may be performed in combination with a predetermined device, for example, a laser processing device after being stored in the recording medium. have. Here, the recording medium may be a magnetic or optical recording medium such as a hard disk, a video tape, a CD, a VCD, a DVD, or a database of a client or server computer built offline or online.

본 발명에서는 회전 편광 광학계에 의해 광경로가 분기되는 레이저 빔이 제2 레이저 빔, 즉 가시광선 파장 대역인 것을 가정하여 설명하였지만, 이는 하나의 실시예에 불과하며 필요에 따라 회전 편광 광학계는 다양한 파장 대역의 레이저 빔에 대하여 광경로를 분기시킬 수 있다. 이 경우 분기 대상이 되는 레이저 빔은 회전 편광 광학계에 입사되기 이전에 편광되어 있을 것이다. Although the present invention has been described on the assumption that the laser beam for which the optical path is split by the rotation polarization optical system is the second laser beam, that is, the visible light wavelength band, this is only one embodiment, and the rotation polarization optical system may have various wavelengths as necessary. It is possible to branch the optical path to the laser beam in the band. In this case, the laser beam to be branched may be polarized before being incident on the rotation polarization optical system.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

10: 다층기판 가공장치 12: 베이스플레이트
20: 이송테이블 22: 수용홈
24: 제1 주행축 26: 구동부
30: 갠트리 유닛 32: 수직프레임
34: 수평거더 36: 제2 주행축
40: 레이저 가공부 42a, 42b: 레이저 광원
44a, 44b, 44c: 투사부 46a, 46b, 46c: 초점렌즈
47a, 47b: 반사 및 투과 미러 48a, 48b: 반사 미러
60: 회전 편광 광학계 72: 입사광축
74, 76, 78: 출사광축 80a, 80b, 80c, 80d: 아이솔레이션 라인
10: multi-layer substrate processing apparatus 12: base plate
20: transfer table 22: receiving groove
24: first travel shaft 26: drive unit
30: gantry unit 32: vertical frame
34: horizontal girder 36: second running shaft
40: laser processing part 42a, 42b: laser light source
44a, 44b, 44c: Projector 46a, 46b, 46c: Focus Lens
47a, 47b: reflective and transmissive mirrors 48a, 48b: reflective mirrors
60: rotation polarization optical system 72: incident optical axis
74, 76, 78: Output beam axis 80a, 80b, 80c, 80d: Isolation line

Claims (15)

다층기판을 가공하는 장치로서,
적재된 상기 다층기판을 지지하면서 제1 주행축을 따라 왕복 이동가능한 이송테이블;
서로 상이한 파장을 가지는 복수의 레이저 빔 중 하나를 회전 편광 광학계의 회전 여부에 따라 복수의 광경로 중 하나로 분기시켜 다른 하나의 레이저 빔을 중심으로 소정 각도를 이루면서 서로 교차하는 복수의 가공축 중 하나에 정렬시키고, 정렬된 가공축을 따라 상기 다층기판의 층들을 가공하는 레이저 가공부; 및
상기 제1 주행축과 교차하여 형성된 제2 주행축을 따라 상기 레이저 가공부를 왕복 이동시키는 갠트리 유닛을 포함하는 다층기판 가공장치.
An apparatus for processing a multilayer substrate,
A transfer table reciprocating along a first travel shaft while supporting the stacked multi-layer substrate;
One of the plurality of laser beams having different wavelengths is branched into one of the plurality of optical paths depending on whether the rotating polarization optical system is rotated, so that one of the plurality of processing axes that cross each other at an angle with respect to the other laser beam is formed. A laser processing unit for aligning and processing the layers of the multilayer substrate along the aligned processing axes; And
And a gantry unit configured to reciprocate the laser processing unit along a second travel shaft formed to intersect the first travel shaft.
제1항에 있어서,
상기 복수의 가공축 중 하나는 상기 제1 주행축에 평행하고, 상기 복수의 가공축 중 다른 하나는 상기 제2 주행축에 평행한 것을 특징으로 하는 다층기판 가공장치.
The method of claim 1,
Wherein one of the plurality of machining axes is parallel to the first travel axis, and the other of the plurality of machining axes is parallel to the second travel axis.
제2항에 있어서,
상기 레이저 가공부는,
제1 레이저 빔을 출사하는 제1 레이저 광원과;
상기 제1 레이저 빔과 다른 파장 대역의 제2 레이저 빔을 출사하는 제2 레이저 광원과;
상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔 중 하나는 그대로 투과시키고, 다른 하나는 회전 여부에 따라 상기 복수의 광경로 중 하나로 분기시키는 회전 편광 광학계와;
상기 회전 편광 광학계를 투과한 레이저 빔이 상기 복수의 가공축이 교차하는 제1 위치에 조사되도록 하는 제1 투사부와;
상기 회전 편광 광학계에 의해 분기된 레이저 빔이 상기 복수의 가공축 중 상기 제1 주행축에 평행한 가공축 상의 제2 위치 또는 상기 복수의 가공축 중 상기 제2 주행축에 평행한 가공축 상의 제3 위치에 각각 조사되도록 하는 제2 투사부 및 제3 투사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공장치.
The method of claim 2,
The laser processing unit,
A first laser light source for emitting a first laser beam;
A second laser light source to emit a second laser beam having a wavelength band different from that of the first laser beam;
A rotating polarization optical system that transmits one of the first laser beam and the second laser beam as it is, and branches the other into one of the plurality of optical paths depending on whether the second laser beam is rotated;
A first projection unit for irradiating a laser beam transmitted through the rotation polarization optical system to a first position where the plurality of processing axes intersect;
A second position on the machining axis parallel to the first travel axis among the plurality of machining axes, or a laser beam branched by the rotation polarization optical system, or on the machining axis parallel to the second travel axis among the plurality of machining axes. A multi-layer substrate processing apparatus comprising a second projection and a third projection to be irradiated to each of the three positions.
제3항에 있어서,
상기 회전 편광 광학계는 회전 여부에 따라 제1 편광 상태와 제2 편광 상태로 교번하여 변화되되,
상기 제1 편광 상태에서는 소정 범위의 파장 대역에 속하는 레이저 빔의 P 편광 성분이 그대로 투과하고 S 편광 성분이 소정 각도로 반사되며,
상기 제2 편광 상태에서는 상기 소정 범위의 파장 대역에 속하는 레이저 빔의 S 편광 성분이 그대로 투과하고 P 편광 성분이 소정 각도로 반사되는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공장치.
The method of claim 3,
The rotation polarization optical system is alternately changed into a first polarization state and a second polarization state depending on whether the rotation polarization optical system,
In the first polarization state, the P polarization component of the laser beam belonging to the wavelength range of the predetermined range is transmitted as it is, and the S polarization component is reflected at a predetermined angle.
In the second polarization state, the S-polarized component of the laser beam belonging to the wavelength range of the predetermined range is transmitted as it is, multilayer processing apparatus characterized in that the P-polarized component is reflected at a predetermined angle.
제4항에 있어서,
상기 제2 레이저 빔이 상기 소정 범위의 파장 대역에 속하는 경우 P 편광되거나 S 편광된 제2 레이저 빔이 상기 회전 편광 광학계에 입사되고,
상기 회전 편광 광학계의 회전 여부에 따라 상기 제2 레이저 빔은 상기 제2 위치 및 상기 제3 위치 중 하나의 위치로 조사되는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공장치.
The method of claim 4, wherein
When the second laser beam belongs to the wavelength range of the predetermined range, a second P-polarized or S-polarized laser beam is incident on the rotation polarization optical system,
And the second laser beam is irradiated to one of the second position and the third position depending on whether the rotating polarization optical system is rotated.
제5항에 있어서,
상기 제1 레이저 빔은 상기 회전 편광 광학계를 그대로 투과하여 상기 제1 위치에 조사되는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공장치.
The method of claim 5,
And the first laser beam passes through the rotating polarization optical system as it is and is irradiated to the first position.
제6항에 있어서,
상기 레이저 가공부는, 상기 제1 레이저 빔이 상기 회전 편광 광학계로부터 출사되는 출사광축 상에 배치되며, 상기 제1 레이저 빔은 그대로 투과시키고 상기 출사광축을 따라 출사되는 상기 제2 레이저 빔은 소정 각도 만큼 반사시켜 상기 제2 투사부 또는 상기 제3 투사부에 입사시키는 반사 및 투과 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공장치.
The method of claim 6,
The laser processing unit is disposed on an emission optical axis from which the first laser beam is emitted from the rotation polarization optical system, and transmits the first laser beam as it is and the second laser beam emitted along the emission optical axis is a predetermined angle. And a reflection and transmission mirror which reflects and enters the second projection unit or the third projection unit.
제3항에 있어서,
상기 복수의 가공축 중 하나가 상기 제1 주행축과 평행하도록 상기 제1 투사부의 일측면에 상기 제2 투사부가 결합되고, 상기 복수의 가공축 중 다른 하나가 상기 제2 주행축과 평행하도록 상기 일측면에 이웃하는 상기 제1 투사부의 타측면에 상기 제3 투사부가 결합된 것을 특징으로 하는 다층기판 가공장치.
The method of claim 3,
The second projection part is coupled to one side of the first projection part such that one of the plurality of processing axes is parallel to the first travel axis, and the other one of the plurality of processing axes is parallel to the second travel axis. And a third projection unit coupled to the other side of the first projection unit adjacent to one side.
제3항에 있어서,
상기 레이저 가공부는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 광축을 결합시켜 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔이 동일한 입사광축을 따라 상기 회전 편광 광학계로 입사되도록 하는 광축 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공장치.
The method of claim 3,
The laser processing unit may further include an optical axis coupling unit coupling the optical axes of the first laser beam and the second laser beam to allow the first laser beam and the second laser beam to be incident on the rotation polarization optical system along the same incident optical axis. Multi-layer substrate processing apparatus characterized in that.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다층기판은 박막형 태양전지 기판이고,
상기 다층기판 가공장치는 가시광선 파장의 레이저 빔과 적외선 파장의 레이저 빔을 조사하여 가공함으로써 아이솔레이션(isolation) 공정 및 세퍼레이션(separation) 공정 중 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공장치.
The method according to any one of claims 1 to 9,
The multilayer substrate is a thin film solar cell substrate,
The multilayer substrate processing apparatus performs at least one of an isolation process and a separation process by irradiating and processing a laser beam having a visible wavelength and a laser beam having an infrared wavelength.
다층기판을 가공하는 방법으로서,
(a) 다층기판을 이송테이블에 적재하는 단계;
(b) 제1 주행축을 따라 상기 이송테이블을 전진 이동시키면서 상기 제1 주행축에 교차하는 갠트리 유닛의 제2 주행축 중 소정 위치에 고정된 레이저 가공부를 이용하여 상기 다층기판의 제1 가장자리를 레이저 가공하는 단계;
(c) 상기 이송테이블은 고정되고, 상기 레이저 가공부를 상기 제2 주행축을 따라 상기 제1 주행축에 수직한 일방향으로 이동시키면서 상기 다층기판의 제2 가장자리를 레이저 가공하는 단계;
(d) 상기 제1 주행축을 따라 상기 이송테이블을 후진 이동시키면서 상기 제2 주행축 중 소정 위치에 고정된 상기 레이저 가공부를 이용하여 상기 다층기판의 제3 가장자리를 레이저 가공하는 단계; 및
(e) 상기 이송테이블은 고정되고, 상기 레이저 가공부를 상기 제2 주행축을 따라 상기 제1 주행축에 수직한 타방향으로 이동시키면서 상기 다층기판의 제4 가장자리를 레이저 가공하는 단계를 포함하되,
상기 레이저 가공부는 서로 상이한 파장을 가지는 복수의 레이저 빔 중 하나를 회전 편광 광학계의 회전 여부에 따라 복수의 광경로 중 하나로 분기시켜 다른 하나의 레이저 빔을 중심으로 소정 각도를 이루면서 서로 교차하는 복수의 가공축 중 하나에 정렬시키고, 정렬된 가공축을 따라 상기 다층기판의 층들을 가공하는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공방법.
As a method of processing a multilayer substrate,
(a) loading the multi-layer substrate on the transfer table;
(b) lasering the first edge of the multilayer board using a laser processing unit fixed to a predetermined position of a second travel shaft of the gantry unit crossing the first travel shaft while moving the transfer table forward along the first travel shaft; Processing;
(c) the transfer table is fixed, and laser processing the second edge of the multilayer substrate while moving the laser processing part along one direction perpendicular to the first travel axis along the second travel axis;
(d) laser machining a third edge of the multi-layer substrate using the laser processing unit fixed to a predetermined position of the second driving shaft while moving the transfer table backward along the first driving shaft; And
(e) the transfer table is fixed, and laser processing the fourth edge of the multilayer substrate while moving the laser processing part along the second travel axis in another direction perpendicular to the first travel axis,
The laser processing unit may divide one of a plurality of laser beams having different wavelengths into one of a plurality of optical paths according to whether the rotating polarization optical system is rotated, and cross the other processing while forming a predetermined angle with respect to the other laser beam. And aligning one of the axes, and processing the layers of the multilayer substrate along the aligned processing axis.
제11항에 있어서,
상기 복수의 가공축 중 하나는 상기 제1 주행축에 평행하고, 상기 복수의 가공축 중 다른 하나는 상기 제2 주행축에 평행한 것을 특징으로 하는 다층기판 가공방법.
The method of claim 11,
Wherein one of the plurality of processing shafts is parallel to the first travel shaft, and the other of the plurality of processing shafts is parallel to the second travel shaft.
제12항에 있어서,
상기 단계 (b) 및 (d) 중 하나 이상은, 상기 복수의 레이저 빔 중 하나가 상기 제1 주행축에 평행한 가공축에 정렬되도록 하는 편광 상태를 가지도록 상기 회전 편광 광학계의 회전 여부를 제어하는 단계가 선행되는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공방법.
The method of claim 12,
At least one of the steps (b) and (d) controls whether the rotating polarization optical system is rotated to have a polarization state such that one of the plurality of laser beams is aligned with a processing axis parallel to the first travel axis. Multi-layer substrate processing method characterized in that the step is preceded.
제12항에 있어서,
상기 단계 (c) 및 (e) 중 하나 이상은, 상기 복수의 레이저 빔 중 하나가 상기 제2 주행축에 평행한 가공축에 정렬되도록 하는 편광 상태를 가지도록 상기 회전 편광 광학계의 회전 여부를 제어하는 단계가 선행되는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공방법.
The method of claim 12,
At least one of the steps (c) and (e) controls whether the rotating polarization optical system is rotated to have a polarization state such that one of the plurality of laser beams is aligned with a processing axis parallel to the second travel axis. Multi-layer substrate processing method characterized in that the step is preceded.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다층기판은 박막형 태양전지 기판이고,
상기 레이저 가공부는 가시광선 파장의 레이저 빔과 적외선 파장의 레이저 빔을 조사하여 가공함으로써 아이솔레이션(isolation) 공정 및 세퍼레이션(separation) 공정 중 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 하는 다층기판 가공방법.
15. The method according to any one of claims 11 to 14,
The multilayer substrate is a thin film solar cell substrate,
And processing the laser processing unit by irradiating and processing a laser beam having a visible wavelength and a laser beam having an infrared wavelength to perform at least one of an isolation process and a separation process.
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