KR101232582B1 - 레이저 가공 방법, 레이저 가공 장치 및 솔라 패널의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

기판을 가공위치로 반송할 때에 공기부상된 기판의 반송 방향을 따르는 양측 변을 지지하고, 일측변에 대하여 고정적으로 지지하고, 타측변에 대해서는 기판 표면에 수직하는 방향에 대해서만 구속적으로 지지한다. 즉, 타측변은 수직방향으로만 이동이 어렵도록 지지하고 있지만, 기판이 그 표면에 따른 2차원 방향으로는 이동할 수 있게 하고 있다. 이로 인하여 기판의 변형의 영향을 최대한 줄일 수 있다. 기판의 이동을 구속하는 방법으로서, 공기 분사류, 가압력 제어, 볼베어링 등을 이용한다. 따라서, 유리 기판의 변형의 영향을 가능한 한 줄이고, 유리 기판의 자세를 일정한 상태로 지지한 상태에서 이동할 수 있게 한다.

Description

레이저 가공 방법, 레이저 가공 장치 및 솔라 패널의 제조 방법{LASER PROCESSING METHOD, LASER PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING A SOLAR PANEL}

본 발명은 레이저 광을 이용하여 기판 상의 박막 등을 가공하는 레이저 가공 방법, 레이저 가공 장치 및 솔라 패널의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 대형 기판의 반송 방법을 개량한 레이저 가공 방법, 레이저 가공 장치 및 솔라 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 솔라 패널의 제조 공정에서는 투광성 기판(유리 기판) 상에 투명전극층, 반도체층, 금속층을 차례로 형성하고, 형성 후의 각 공정에서 레이저 광을 이용하여 각 층을 작은 직사각형 형상으로 가공하여 솔라 패널 모듈을 완성하고 있다. 이렇게 하여 솔라 패널 모듈을 제조할 경우, 유리 기판 상의 박막에, 예를 들어 약 10mm 피치로 레이저 광으로 스크라이브 라인을 형성하고 있다. 상기 스크라이브 라인의 선폭은 약 30μm이며, 선과 선의 간격은 약 30μm가 되는 3개의 선으로 구성되어 있다. 레이저 광으로 스크라이브 라인을 형성할 경우, 일반적으로 일정한 속도로 이동하는 유리 기판 상에 레이저 광을 조사하고 있었다. 이로 인하여 깊이 및 선폭이 안정된 스크라이브 라인을 형성하는 것이 가능하였다. 이러한 솔라 패널(광전변환장치)의 제조 방법에 있어서는, 유리 기판인 기판을 레이저 가공 장치 내에서 확실하게 지지하여 일정한 속도로 이동시켜야 한다. 유리 기판을 이동(반송)시키는 방법에 대해서는 특허문헌 1, 2에 기재된 것이 알려져 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개평 6-283743호 공보

[특허문헌 2] 일본국 특개 2001-155999호 공보

솔라 패널용 유리 기판은 액정표시용 유리 기판에 비해 변형이 크고, 기판 자체가 두껍다는 특징을 갖고 있다. 그 때문에 스크라이브 가공 시에 유리 기판의 변형이 문제가 되는 경우가 많고, 스크라이브 라인의 직선성, 라인 & 스페이스에 큰 영향을 미치고 있었다. 따라서, 본원 발명자들은 기판을 지지하는 방법으로서 각종 방식(기판 양변단부 그립방식, 기판 4변 구속방식, 전면 흡착방식) 중에서 최적의 것이 존재하는지 고찰해 왔다. 상기 기판 양변단부 그립방식은 기판의 양변을 클램핑하여 이동시키고 있기 때문에, 좌우의 요잉, 피칭의 어긋남에 의해 기판의 자세가 변한다는 문제점이 있었다. 상기 기판 4변 구속방식은 유리 기판의 변형에 의한 영향이 남고, 또한 유리 기판의 중앙부 근처에서의 휨에 의해 영향을 받는다는 문제점이 있었다. 상기 전면 흡착방식은 유리 기판의 아래에 유리 테이블을 배치하여 전면흡착을 행하게 되고, 이면으로부터의 스크라이브 가공을 행할 때에 유리 테이블 초과가 되기 때문에 먼지 등의 영향을 받기 쉽다는 문제점이 있었다.

도 1은 본원의 출원인이 앞서 제안한 인라인 방식의 솔라 패널(광전변환장치)의 제조 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 상기 제조 장치는 전단의 성막 장치(12)로부터 반입되는 유리 기판(1a)을 일시적으로 지지하는 반입 로봇 스테이션(롤러 컨베이어부)(14), 유리 기판(1c) 상의 박막에 스크라이브 라인을 형성하는 레이저 가공 스테이션(10), 가공 후의 유리 기판(1d)을 일시적으로 지지하고, 후단의 성막 장치(18)로 반출하는 반출 로봇 스테이션(롤러 컨베이어부)(16)을 구비하고 있다. 반입 로봇 스테이션(롤러 컨베이어부)(14)은 유리 기판(1b)의 표리를 반전하는 표리반전 기구를 구비하고 있고, 후단의 레이저 가공에 따라 유리 기판(1b)을 반전하여 레이저 가공 스테이션(10)으로 반송한다. 레이저 가공 스테이션(10)은 얼라인먼트부(10a), 그립퍼부(10b), 그립퍼 구동부(10c), 가공 영역부(10d)를 구비하고 있다. 얼라인먼트부(10a)는 반입 로봇 스테이션(롤러 컨베이어부)(14)으로부터 반입된 유리 기판(1c)을 소정의 위치에 얼라인먼트 처리한다. 그립퍼부(10b)는 얼라인먼트 처리된 유리 기판(1c)의 일변측(반송 방향을 따르는 변 중 어느 한쪽, 즉 반송방향과 평행한 양측변 중 어느 일측변)을 지지한다. 그립퍼 구동부(10c)는 그립퍼부(10b)에 지지된 유리 기판(1c)을 가공 영역부(10d)의 레이저 광에 동기시켜서 이동 처리한다. 가공 영역부(10d)는 레이저 광을 유리 기판(1c)에 조사하여 소정의 가공을 행한다. 반출 로봇 스테이션(롤러 컨베이어부)(16)은 유리 기판(1c)의 표리를 반전하는 표리반전 기구를 구비하고 있고, 레이저 가공이 실시된 유리 기판(1d)을 반입 로봇 스테이션(14)의 기판상태로 되돌리기 위해 표리반전하여 다음 단의 성막 장치(18)에 유리 기판(1e)으로서 반출한다.

상술한 바와 같이, 앞서 제안한 인라인 방식의 솔라 패널 제조 장치에서는 그립퍼부(10b)를 이용하여 공기부상된 유리 기판(1c)의 일변측(반송 방향을 따르는 변 중 어느 한쪽만)을 지지하고 있다. 즉, 유리 기판을 그립퍼부에서 캔틸레버 지지하고 있다. 그러나, 이 경우도 상술한 바와 같이 솔라 패널용 유리 기판의 변형의 영향, 또한 두꺼운 기판 자체의 영향을 받아 스크라이브 가공 시에 있어서의 스크라이브 라인의 직선성이나 라인 & 스페이스 등에 쓸데없는 시간을 필요로 한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 사항을 감안하여 이루어진 것으로, 유리 기판의 변형의 영향을 가능한 한 줄이고, 유리 기판의 자세를 일정한 상태로 지지한 상태에서 이동시킬 수 있는 레이저 가공 방법, 레이저 가공 장치 및 솔라 패널의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 레이저 가공 방법의 제1 특징은, 사각형상의 기판을 레이저 광에 의한 가공 장소로 반송할 때에, 상기 기판의 반송 방향을 따르는 변의 일측변에 대하여, 상기 기판 표면에 수직하는 방향 및 상기 기판 표면을 따르는 2차원 방향 각각, 즉 기판 표면과 평형한 2차원 방향 각각에 대하여 고정적으로 지지하고, 상기 기판의 반송 방향을 따르는 변의 타측변에 대하여 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 구속적으로 지지하고, 상기 기판 표면을 따르는 2차원 방향에 대해서는 가동적으로 지지하여 반송하는 데에 있다.

레이저 광에 의한 가공은 레이저 발생장치로부터 출사된 레이저 광을 기판의 가공면에 대략 수직으로 조사함으로써 행해진다. 따라서, 기판에 구부러짐(휘어짐)이 존재하면 정확히 가공하기가 어렵게 되어 솔라 패널 모듈의 품질에 문제가 생길 가능성이 있다. 따라서, 본 발명에서는 기판을 가공위치로 반송할 때에 공기부상된 기판의 반송 방향을 따르는 양측 변을 지지하고, 일측변에 대하여 고정적으로 지지하고, 타측변에 대해서는 기판 표면에 수직하는 방향에 대해서만 구속적으로 지지하고 있다. 즉, 타측변은 수직방향으로만 이동이 어렵도록 지지하고 있지만, 기판이 그 표면에 따른 2차원 방향으로는 이동할 수 있게 지지하고 있다. 이로 인하여 기판의 변형의 영향을 최대한 줄일 수 있다. 또한, 기판의 타측변이 그 표면에 따른 2차원 방향으로 이동 가능하므로, 기판의 피칭, 요잉, 위치 결정 등에 의한 오차를 허용할 수 있게 되어 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 레이저 가공 방법의 제2 특징은, 상기 제1 특징에 기재된 레이저 가공 방법에 있어서, 상기 기판의 반송 방향을 따르는 변의 타측변에 대하여, 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 공기 분사류를 분출함으로써 상기 기판을 구속적으로 협지 지지 하는 데에 있다. 이것은 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 그 이동을 구속하는 방법으로서, 공기 분사류를 이용하도록 한 것이다.

본 발명에 따른 레이저 가공 방법의 제3 특징은, 상기 제1 특징에 기재된 레이저 가공 방법에 있어서, 상기 기판의 반송 방향을 따르는 변의 타측변에 대하여, 상기 기판 표면이 그 수직방향에 대하여 고정되게 하는 것보다 작은 가압력을 상기 기판 표면의 수직하는 방향으로 가함으로써 상기 기판을 구속적으로 지지하는 데에 있다. 이것은 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 그 이동을 구속하는 방법으로서, 가압력을 제어하도록 한 것이다.

본 발명에 따른 레이저 가공 방법의 제4 특징은, 상기 제1 특징에 기재된 레이저 가공 방법에 있어서, 상기 기판의 반송 방향을 따르는 변의 타측변에 대하여, 상기 기판 표면과 접촉하는 복수의 볼로 구성된 볼베어링 구조를 이용하여 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 구속적으로 지지하는 데에 있다. 이것은 기판 표면으로 수직하는 방향에 대하여 그 이동을 구속하는 방법으로서, 볼베어링을 이용하도록 한 것이다.

본 발명에 따른 레이저 가공 방법의 제5 특징은, 상기 제1 특징부터 제4 특징중 어느 하나에 기재된 레이저 가공 방법에 있어서, 상기 가공 장소의 상기 반송 방향의 양측에 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 공기 분사류를 분출함으로써 상기 기판의 구부러짐이나 휘어짐을 교정하는 데에 있다. 이것은 공기 분사류에 의해 레이저 가공시의 기판의 구부러짐이나 휘어짐을 교정하도록 한 것이다.

본 발명에 따른 레이저 가공 장치의 제1 특징은, 기판을 레이저 광에 의한 가공위치로 공기부상 반송하는 반송수단, 상기 기판의 반송 방향을 따르는 변의 일측변에 대하여 상기 기판 표면에 수직하는 방향 및 상기 기판 표면을 따르는 2차원 방향 각각에 대하여 고정적으로 지지하는 제1 지지수단, 상기 기판의 반송 방향을 따르는 변의 타측변에 대하여 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 구속적으로 지지하고, 상기 기판 표면을 따르는 2차원 방향에 대해서는 가동적으로 지지하는 제2 지지수단, 및 상기 지지수단에 지지된 상기 기판에 레이저 광을 조사하여 소정의 가공 처리를 실시하는 레이저 광 조사수단(또는 레이저 발생장치)을 구비한 것에 있다. 이것은 상기 레이저 가공 방법의 제1 특징에 기재된 것을 실현하는 레이저 가공 장치의 발명이다.

본 발명에 따른 레이저 가공 장치의 제2 특징은, 상기 제1 특징에 기재된 레이저 가공 장치에 있어서, 상기 제2 지지수단이 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 공기 분사류를 분출함으로써 상기 기판을 구속적으로 협지 지지하는 데에 있다. 이것은 상기 레이저 가공 방법의 제2 특징에 기재된 것을 실현하는 레이저 가공 장치의 발명이다.

본 발명에 따른 레이저 가공 장치의 제3 특징은, 상기 제1 특징에 기재된 레이저 가공 장치에 있어서, 상기 제2 지지수단이 상기 기판 표면이 그 수직방향에 대하여 고정되게 하는 경우보다도 작은 가압력을 상기 기판 표면의 수직하는 방향으로 가함으로써 상기 기판을 구속적으로 지지하는 데에 있다. 이것은 상기 레이저 가공 방법의 제3 특징에 기재된 것을 이용한 레이저 가공 장치의 발명이다.

본 발명에 따른 레이저 가공 장치의 제4 특징은, 상기 제1 특징에 기재된 레이저 가공 장치에 있어서, 상기 제2 지지수단은 상기 기판 표면과 접촉하는 복수의 볼로 구성된 볼베어링 구조를 이용해서 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 구속적으로 지지하는 데에 있다. 이것은 상기 레이저 가공 방법의 제4 특징에 기재된 것을 이용한 레이저 가공 장치의 발명이다.

본 발명에 따른 레이저 가공 장치의 제5 특징은, 상기 제1 특징부터 제4 특징중 어느 하나에 기재된 레이저 가공 장치에 있어서, 상기 가공 장소의 상기 반송 방향의 양측에 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 공기 분사류를 분출함으로써 상기 기판의 구부러짐이나 휘어짐을 교정하는 구부러짐 교정수단을 구비하는 것에 있다. 이것은 상기 레이저 가공 방법의 제5 특징에 기재된 것을 이용한 레이저 가공 장치의 발명이다.

본 발명에 따른 솔라 패널의 제조 방법의 특징은, 상기 제1 특징부터 제5 특징 중 어느 하나에 기재된 레이저 가공 방법 또는 상기 제1 특징부터 제5 특징 중 어느 하나에 기재된 레이저 가공 장치를 이용하여 솔라 패널을 제조하는 것에 있다. 이것은 상기 레이저 가공 방법 또는 레이저 가공 장치 중 어느 하나를 이용하여 솔라 패널을 제조하도록 한 것이다.

본 발명에 의하면, 유리 기판의 변형의 영향을 가능한 한 줄이고, 유리 기판의 자세를 일정 상태로 지지한 상태에서 이동시킬 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본원의 출원인이 앞서 제안한 인라인 방식의 솔라 패널(광전변환장치)의 제조 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용한 솔라 패널(광전변환장치)의 제조 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에서 이용한 공기 그립방식의 그립퍼부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 그립퍼부에 지지된 유리 기판을 레이저 가공 스테이션의 공기부상 스테이지와의 관계를 나타내는 사시도다.
도 5는 그립퍼부의 일부분(도 4의 점선으로 표시한 원형 부분)을 확대해서 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에서 채용한 메커니컬 그립방식의 그립퍼부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에서 채용한 볼베어링 그립방식의 그립퍼부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 그립퍼부의 일부분을 확대해서 나타낸 도면이다.
도 9는 스크라이브 라인의 가공처리를 행하는 도 1의 가공 영역부의 상세구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 광학계부재의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 9의 제1 검출 광학계부재 및 제2 검출 광학계부재의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 12는 도 9의 제어장치의 처리를 상세히 나타내는 블록도이다.
도 13은 도 12의 펄스누락 판정수단의 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 도 11의 고속 포토다이오드로부터 출력되는 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 9의 광학계부재를 하측(기판측)에서 본 도면이다.
도 16은 광학계부재의 회전량과 스크라이브 라인의 피치폭의 관계를 나타내는 도면이다.
도 17은 도 2의 얼라인먼트부에 설치되는 기판검출 카메라 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은 아래로 볼록하게 구부러진(휘어진) 유리 기판을 도 17의 기판검출 카메라 시스템이 검출하는 경우의 일례를 나타내는 도면이다.
도 19는 위로 볼록하게 구부러진(휘어진) 유리 기판을 기판검출 카메라 시스템이 검출하는 경우의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20은 도 2의 얼라인먼트부에 설치되는 기판검출 카메라 시스템의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은 도 2의 얼라인먼트부에 설치되는 얼라인먼트 카메라 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 22는 2회째 이후의 스크라이브 처리 전의 얼라인먼트부의 일례를 각각 나타내는 도면이다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라 패널의 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 24는 도 23의 가공 영역부를 횡방향에서 본 측면도이다.

이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 상기 레이저 가공 장치는 솔라 패널의 제조 장치의 레이저 광 가공처리(레이저 스크라이브) 공정을 행하는 것이다. 본 발명에 따른 레이저 가공 장치는 얼라인먼트 처리를 행하는 얼라인먼트부를 레이저 가공 스테이션의 양측 2개소에 설치하여, 레이저 가공처리 중에 동시에 얼라인먼트 처리를 행하여 대기시간을 단축 할 수 있도록 구성된 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용한 솔라 패널(광전변환장치)의 제조 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이며, 리턴 방식의 일례를 나타내는 도면이다. 상기 제조 장치는 반출입 로봇 스테이션(141)과 레이저 가공 스테이션(101)으로 구성된다. 롤러 컨베이어(121)는 성막 장치(도시 생략)나 레이저 스크라이브 가공처리를 행하는 제조 장치 사이에서 유리 기판(1x∼1z)을 차례로 반송하는 것이다. 반출입 로봇 스테이션(141)은 롤러 컨베이어(121) 상에서 반송되는 전단의 성막 장치(도시 생략)로 성막된 유리 기판(1x)을 반입하여 유리 기판(1m)으로서 일시적으로 지지하는 동시에, 유리 기판(1m)의 표리를 반전하는 표리반전 기구부(143)를 구비하고 있고, 레이저 가공처리의 내용(스크라이브 라인 P1 가공, P2 가공, 또는 P3 가공) 및 유리 기판(1m)이 아래로 볼록하게 구부러지도록(휘어지도록) 유리 기판(1m)을 표리반전하여 레이저 가공 스테이션(101)으로 반송한다. 이 때, 반출입 로봇 스테이션(141)은 표리반전된, 또는 표리반전되지 않은 유리 기판(1m)을 그대로 레이저 가공 스테이션(101)으로 반송하는 동시에, 표리반전된 또는 표리반전되지 않은 유리 기판(1m)을 레이저 가공 스테이션(101)의 우단 위치까지 롤러 반송하다가 레이저 가공 스테이션(101)으로 반송하도록 구성되어 있다. 또한, 반출입 로봇 스테이션(141)은 레이저 가공 스테이션(101)에서 가공된 유리 기판을 표리반전 기구부(143)에서 직접 수취하거나, 또는 레이저 가공 스테이션(101)의 우단 위치에서 수취한 유리 기판(1r)을 표리반전 기구부(143)까지 롤러 반송 또는 공기부상 반송하고, 표리반전 기구부(143)에서 레이저 가공처리 후의 유리 기판을 표리반전하여, 또는 표리반전하지 않고 롤러 컨베이어(121)로 반출한다.

레이저 가공 스테이션(101)은 반출입 로봇 스테이션(141)으로부터 반입된 유리 기판 상의 박막에 스크라이브 라인을 형성하는 것이며, 얼라인먼트부(102, 104), 그립퍼부(106∼109), 그립퍼 지지구동부(110, 111), 가공 영역부(112)를 구비하고 있다. 얼라인먼트부(102)는 반출입 로봇 스테이션(141)의 표리반전 기구부(143) 상의 유리 기판(1m)을 수취하고, 수취한 유리 기판(1n)을 소정의 위치에 얼라인먼트 처리하는 동시에, 가공 영역부(112)에서 스크라이브 가공처리가 실시된 유리 기판(1n)을 반출입 로봇 스테이션(141)의 표리반전 기구부(143)로 반출한다. 한편, 얼라인먼트부(104)는 반출입 로봇 스테이션(141)의 표리반전 기구부(143)에서 표리반전된, 또는 표리반전되지 않은 유리 기판으로서, 우단까지 롤러 반송 또는 공기부상 반송된 유리 기판(1r)을 수취하고, 수취한 유리 기판을 소정의 위치에 얼라인먼트 처리하는 동시에, 가공 영역부(112)에서 스크라이브 가공처리가 실시된 유리 기판(1q)을 반출입 로봇 스테이션(141)의 우단의 위치로 반출한다.

그립퍼부(106)는 얼라인먼트부(102)에서 얼라인먼트 처리된 유리 기판(1o)의 반송 방향을 따르는 변의 일측(도 2에서의 유리 기판(1o)의 하변측)을 지지하고, 그립퍼부(107)는 동일한 유리 기판(1o)의 반송 방향을 따르는 변의 타측(도 2에서의 유리 기판(1o)의 상변측)을 지지한다. 그립퍼부(108)는 얼라인먼트부(104)에서 얼라인먼트 처리된 유리 기판(1q)의 반송 방향을 따르는 변의 일측(도 2에서의 유리 기판(1q)의 하변측)을 지지하고, 그립퍼부(107)는 동일한 유리 기판(1q)의 반송 방향을 따르는 변의 타측(도 2에서의 유리 기판(1q)의 상변측)을 지지한다. 그립퍼 지지구동부(110, 111)는 그립퍼부(106, 107) 또는 그립퍼부(108, 109)에 지지된 유리 기판 (1o, 1q)을 가공 영역부(112)의 레이저 광에 동기시키고, 레이저 가공 시에 유리 기판(1o)과 점선의 유리 기판(1p) 사이를 이동시킨다. 이러한 이동에 동기되어 가공 영역부(112)는 그립퍼부(106, 107) 또는 그립퍼부(108, 109)에 지지되어 공기부상 반송되는 유리 기판(1o, 1q)에 레이저 광을 조사하여 소정의 스크라이브 라인의 가공처리를 행한다. 도 2에서는 그립퍼부(106, 107)에 지지된 유리 기판(1o)을 점선으로 나타낸 유리 기판(1p)의 위치까지 공기부상한 상태로 이동시키면서 소정의 스크라이브 라인가공을 행하는 상태가 나타나 있다.

도 3은 본 발명에서 채용한 공기 그립방식의 그립퍼부의 일례를 나타내는 도면이고, 도 2의 그립퍼부(106, 107)를 가공 영역부(112)측에서 본 측면도이다. 도 4는 도 2의 그립퍼부(106, 107)에 지지된 유리 기판과 레이저 가공 스테이션(101)의 공기부상 스테이지(101a)와의 관계를 나타내는 사시도이다. 도 5는 그립퍼부(107)의 일부분(도 4의 점선으로 표시한 원형 부분)을 확대해서 나타낸 도면이다.

그립퍼부(106)는 협지 플레이트부(1061), 공기 실린더부(1062), 그립퍼 본체부(1063) 및 가이드 레일부(1064)로 구성된다. 협지 플레이트부(1061)는 유리 기판 (1o)을 그립퍼 본체부(1063)의 상면(도면의 하향(-Z) 방향)으로 향하여 밀어붙여서 협지 지지한다. 협지 플레이트부(1061)에 있어서, 유리 기판(1o)과 접촉하는 부분에는 수지 코팅이 실시되어 있다. 이로 인하여 유리 기판(1o)은 그립퍼부(106)에 의해 협지 고정된다. 그립퍼 본체부(1063)의 하측에 설치된 안내 홈은 가이드 레일부(1064)를 따라 이동 가능하게 되어 있고, 그립퍼 본체부(1063)와 가이드 레일부(1064) 사이에서는 리니어 모터에 의한 구동 시스템이 구성되어 있다. 따라서, 그립퍼 본체부(1063)는 가이드 레일부(1064)를 따라 구동 제어된다.

그립퍼부(107)는 공기 플레이트부(1071), 공기 플레이트 지지부(1072), 그립퍼 본체부(1073) 및 가이드 레일부(1074)로 구성된다. 공기 플레이트부(1071)는 유리 기판(1o)에 그립퍼 본체부(1073)의 상면(도면의 하향(-Z) 방향)을 향하여 공기를 분출시키는 공기 분출구를 복수개 구비하고 있고, 상기 공기 분출구로 분출되는, 도 5의 하향 화살표와 같은 흐름의 공기 분사류에 의해 유리 기판(1o)을 그립퍼 본체부(1073)의 상면으로 밀어붙여서 협지 지지하도록 되어 있다. 공기 플레이트부(1071)와 유리 기판(1o)의 갭은 약 0.05∼0.2mm 정도로 한다. 공기 플레이트 지지부(1072)는 공기 플레이트부(1071)에 공기를 공급하는 동시에, 공기 플레이트부(1071)와 유리 기판(1o) 사이의 갭을 소정값으로 지지하는 작용을 한다. 또한, 공기 플레이트 지지부(1072)를 공기 실린더부(1062)로 구성하고, 공기 플레이트부(1071)에서 공기를 분출하면서 공기 실린더부(1062)에서 소정 압력으로 밀어붙여서 지지하도록 해도 된다. 또한, 공기 분출구의 크기나 개수에 대해서는 유리 기판(1o)의 크기 등에 따라 적절히 변경 설정하면 된다. 공기 플레이트부(1071)에 있어서도 유리 기판(1o)과 접촉할 가능성이 있으므로, 그 부분에는 수지 코팅을 실시하는 것이 바람직하다. 그립퍼 본체부(1073)의 하측에 설치된 안내 홈은 가이드 레일부(1074)를 따라 이동 가능하게 되어 있고, 그립퍼 본체부(1073)와 가이드 레일부(1074) 사이에서는 리니어 모터에 의한 구동 시스템을 구성해도 된다. 또한 그립퍼부(107)의 안내홈과 가이드 레일부(1074) 사이는 슬라이딩 이동 가능하게 하고, 그립퍼부(106)의 구동력에 따라서 자유롭게 이동 가능한 종동 구조로 해도 된다.

도 6은 본 발명에서 채용한 메커니컬 그립방식의 그립퍼부의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6에서 도 3과 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호가 부여되고, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 6의 그립퍼부(107a)가 도 3의 그립퍼부(107)와 다른 점은 협지 플레이트부(1075) 및 공기 실린더부(1076)에 공기 실린더부(1062) 및 협지 플레이트(1061)와 동일한 구성의 것을 이용하고, 특히 협지 플레이트부(1075)의 하면측으로서, 유리 기판(1o)과 접촉하는 부분에 마찰계수가 작은 불소수지 코팅을 이용하고, 또한 공기 실린더부(1075)의 가압력을 공기 실린더부(1062)의 가압력의 약 0.6∼0.9 정도로 한 점이다. 즉, 유리 기판(1o)이 협지 플레이트부(1075)와 그립퍼 본체부(1073)의 상면 사이에 지지되는데, 그립퍼부(106)의 이동에 따라 유리 기판(1o)이 협지 플레이트부(1075)와 그립퍼 본체부(1073) 사이에서 슬라이딩 이동 가능하도록 한 것이다. 본 실시예에서도 그립퍼 본체부(1073)에 리니어 모터에 의한 구동 시스템을 형성해도 되고, 종동 구조로 해도 된다.

도 7은 본 발명에서 채용한 볼베어링 그립방식의 그립퍼부의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8은 그립퍼부(107b)의 일부분을 확대해서 나타낸 도면이다. 도 7에 있어서, 도 3과 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 사용하고 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 7의 그립퍼부(107b)가 도 3의 그립퍼부(107)와 다른 점은, 협지 플레이트부(1077)가 볼베어링 구조를 구비하고, 상기 볼베어링 구조를 이용하여 유리 기판(1o)을 그립퍼 본체부(1073)의 상면에 밀어붙여서 협지하도록 한 점이다. 볼베어링 구조를 이용함으로써, 접촉에 의한 마찰계수를 대폭 작게 할 수 있다. 또한, 공기 실린더부(1078)의 가압력을 적절히 조정함으로써, 유리 기판(1o)의 슬라이딩 상태를 조정할 수 있다. 또한 동일한 볼베어링 구조를 그립퍼 본체부(1073)의 상면에 형성해도 된다. 또한, 볼베어링 구조 대신에 롤러 베어링 구조를 이용해도 된다. 본 실시예에서도 그립퍼 본체부(1073)에 리니어 모터에 의한 구동 시스템을 형성해도 되고, 종동 구조로 해도 된다. 또한, 볼베어링 구조의 크기나 개수에 대해서는 유리 기판(1o)의 크기 등에 따라 적절히 변경 설정하면 된다.

도 2의 리턴 방식의 솔라 패널의 제조 장치의 동작의 일례를 설명한다. 우선, 전단의 성막 장치로부터 롤러 컨베이어(121)를 개재하여 반송되어 온 유리 기판(1x)은 반출입 로봇 스테이션(141)에 의해 표리반전 기구부(143) 상에 유리 기판 (1m)으로서 일시적으로 지지되고, 거기에서 표리반전되거나, 또는 표리반전되지 않는다. 표리반전된 또는 표시반전되지 않은 유리 기판(1m)은 레이저 가공 스테이션(101)의 얼라인먼트부(102)로 반송되고, 거기에서 얼라인먼트 처리된다. 얼라인먼트 처리된 유리 기판(1n)은 그립퍼부(106, 107)에 지지되고, 유리 기판(1o, 1p)으로서 가공 영역부(112)에 공기부상 이동되며, 소정의 스크라이브 라인의 가공처리가 행해진다. 한편, 얼라인먼트부(102)의 얼라인먼트 처리시 및 가공 영역부 (112)의 가공처리 시에 롤러 컨베이어(121)를 개재하여 반송되어 온 다음의 유리 기판(1y)이 반출입 로봇 스테이션(141)에 의해 표리반전 기구부(143) 상에 유리 기판(1m)으로서 일시적으로 지지되고, 거기에서 표리반전되거나 또는 표리반전되지 않는다. 표리반전된 또는 표리반전되지 않은 유리 기판(1m)은 유리 기판(1r)으로서 레이저 가공 스테이션(101)의 얼라인먼트부(104)에 대응한 우단위치까지 롤러 반송된다. 유리 기판(1r)은 레이저 가공 스테이션(101)의 얼라인먼트부(104)로 반송되고, 거기에서 얼라인먼트 처리된다. 얼라인먼트 처리된 유리 기판(1q)은 그립퍼부 (108, 109)에 지지되고, 그립퍼부(106, 107)에 지지되어 공기부상 반송된 유리 기판으로의 가공처리가 종료될 때까지 대기된다.

그립퍼부(106, 107)에 지지되어 있는 유리 기판에 대한 레이저 가공처리가 종료하면, 그립퍼부(106, 107)에 지지되어 있는 유리 기판(1o)은 얼라인먼트부(102)를 개재하여 유리 기판(1n)의 위치로부터 표리반전 기구부(143) 상의 유리 기판(1m)으로서 일시적으로 지지되고, 거기에서 표리반전되거나 또는 표리반전되지 않고, 다음 단의 성막 장치로 반송되기 때문에 롤러 컨베이어(121) 상에 반송된다. 한편, 그립퍼부(106, 107)에 지지되어 있는 유리 기판(1o)이 얼라인먼트부(102) 상에 유리 기판(1n)으로서 공기부상 이동한 시점에서 그립퍼부(108, 109)에 지지되어 있는 유리 기판(lq)이 유리 기판(lo, lp)으로서 가공 영역부(112)에 공기부상 이동되고, 소정의 스크라이브 라인의 가공처리가 행해진다. 도 2의 리턴 방식의 솔라 패널의 제조 장치에서는 이상의 처리를 교대로 반복함으로써 얼라인먼트 처리에 의한 대기 시간 등을 대폭 단축하고 있다. 또한 어느 한쪽의 얼라인먼트부가 고장난 경우에도 다른 쪽 얼라인먼트부에 의해 처리를 속행할 수 있게 된다.

도 9는 스크라이브 라인의 가공처리를 행하는 도 2의 가공 영역부의 상세구성을 나타내는 도면이다. 가공 영역부는 레이저 가공 스테이션(10), XY 테이블(20), 그립퍼부(106, 107), 레이저 발생장치(40), 광학계부재(50), 리니어 인코더(70), 제어장치(80) 및 검출 광학계부재 등으로 구성되어 있다. 스테이션(10) 상에는 스테이션(10)의 X축 방향 및 Y축 방향(XY 평면)을 따라 구동 제어되는 XY 테이블(20)이 설치되어 있다.

XY 테이블(20)은 X방향 및 Y방향으로 이동 제어된다. 또한, XY 테이블(20)의 구동 수단으로서는 볼 나사나 리니어 모터 등이 이용되는데, 이들은 도면에 생략되어 있다. XY 테이블(20)의 상측에는 레이저 가공의 대상이 되는 유리 기판(1)이 그립퍼부(106, 107)에 의해 지지되어 있다. 또한 스테이션(10) 위에는 광학계부재(50)를 지지하면서 Y축 방향으로 슬라이드 구동하는 슬라이드 프레임(30)이 설치되어 있다. XY 테이블(20)은 Z축을 회전축으로 하여 θ방향으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 또한, 슬라이드 프레임(30)에 의해 Y축 방향의 이동량을 충분하게 확보할 수 있을 경우에는, XY 테이블(20)은 X축 방향의 이동만을 행하는 구성이어도 된다. 이 경우, XY 테이블(20)은 X축 테이블의 구성이어도 된다. 또한 도 9에서는 얼라인먼트부(102, 104)에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

슬라이드 프레임(30)은 스테이션(10) 상의 4개의 모서리에 설치된 이동대에 설치되어 있다. 슬라이드 프레임(30)은 상기 이동대에 의해 Y방향으로 이동 제어된다. 베이스판(31)과 상기 이동대 사이에는 제진부재(도시되지 않음)가 설치되어 있다. 슬라이드 프레임(30)의 베이스판(31)에는 레이저 발생장치(40), 광학계부재(50) 및 제어장치(80)가 설치되어 있다. 광학계부재(50)는 미러나 렌즈의 조합으로 구성되고, 레이저 발생장치(40)에서 발생한 레이저 광을 4계열로 분할하여 XY 테이블(20) 상의 유리 기판(1) 상으로 유도하는 것이다. 또한, 레이저 광의 분할수는 4계열로 한정되는 것은 아니고, 2계열 이상이면 된다.

리니어 인코더(70)는 XY 테이블(20)의 X축 이동 테이블의 측면에 설치된 스케일부재와, 그립퍼부(106, 107)에 설치된 검출부로 구성된다. 리니어 인코더(70)의 검출신호는 제어장치(80)로 출력된다. 제어장치(80)는 리니어 인코더(70)로부터의 검출신호에 기초하여 그립퍼부(106, 107)의 X축 방향의 이동속도(이동 주파수)를 검출하고, 레이저 발생장치(40)의 출력(레이저 주파수)을 제어한다.

광학계부재(50)는 도시한 바와 같이, 베이스판(31)의 측면측에 설치되어 있고, 베이스판(31)의 측면을 따라 Y축 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 광학계부재(50)는 선단부가 Z축을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다. 레이저 발생장치(40)로부터 출사되는 레이저 광을 광학계부재(50)로 유도하기 위한 갈바노미러(33)는 베이스판(31) 상에 설치되어 있다. 갈바노미러(33)는 2개의 모터(로터리 인코더)를 사용하여 XZ 2차원 영역에 레이저 광을 주사시키는 것이다. 갈바노미러(33)는 2축식(X, Z)으로 구성되고, 2개의 모터와, 이 모터에 설치되는 미러로 구성된다. 갈바노 제어장치(331)는 모터를 움직이기 위한 드라이버 및 전원, 이들을 제어하는 마이크로컴퓨터 등으로 구성된다.

미러(34, 35)는 광학계부재(50) 상에 설치되어 있고, 광학계부재(50)의 슬라이드 이동에 연동하도록 되어 있다. 레이저 발생장치(40)로부터 출사된 레이저 광은 갈바노미러(33)에 의해 미러(34)로 향하여 반사되고, 미러(34)로 향하는 레이저 광은 미러(34)에 의해 미러(35)로 향하여 반사된다. 미러(35)는 미러(34)로부터의 반사 레이저 광을 베이스판(31)에 설치된 관통공을 통해 광학계부재(50) 내로 유도한다. 또한, 레이저 발생장치(40)로부터 출사된 레이저 광은 베이스판(31)에 설치된 관통공으로부터 광학계부재(50)에 대하여 상측으로부터 도입되도록 구성되면, 어떤 구성의 것이어도 된다. 예를 들어 레이저 발생장치(40)를 관통공의 상측에 설치하고, 관통공을 통해 광학계부재(50)에 직접 레이저 광을 유도하도록 해도 된다.

빔 샘플러(332)는 갈바노미러(33)와 반사미러(34) 사이의 광학계부재(50) 상에 광학계부재(50)의 슬라이드 이동과 함께 이동하도록 설치되어 있다. 빔 샘플러(332)는 레이저 광의 일부(예를 들어, 레이저 광의 약 1할 정도 또는 그 이하의 광량)를 샘플링하여 외부로 분기 출력하는 소자이다. 4분할 포토다이오드(333)는 빔 샘플러(332)에서 분기된 레이저 광의 일부(샘플링 빔)를 수광면의 대략 중앙 부근에서 수광하도록 배치되어 있다. 4분할 포토다이오드(333)에 의해 검출된 레이저 광의 강도에 대응한 4종류의 출력신호가 갈바노 제어장치(331)로 출력된다. 갈바노 제어장치(331)는 4분할 포토다이오드(333)로부터의 4종류의 출력신호에 따라 갈바노미러(33)의 2개의 모터(33xy, 33yz)를 실시간으로 구동 제어한다. 모터(33xy)는 갈바노미러(33)의 반사 레이저 광이 베이스판(31)의 상면(XY평면)과 평행한 면 내에서 회전 이동하도록 제어하고, 모터(33yz)는 갈바노미러(33)의 반사 레이저 광이 베이스판(31)의 상면과 직교하는 면(YZ 평면)과 평행한 면 내에서 회전 이동하도록 실시간으로 제어한다.

도 10은 광학계부재(50)의 상세 구성을 나타내는 도면이다. 실제의 광학계부재(50)의 구성은 복잡하지만, 여기에서는 설명을 간단하게 하기 위해 도시를 간략화하여 나타내고 있다. 도 10은 광학계부재(50)의 내부를 도 9의 -X축 방향에서 본 도면이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 베이스판(31)에는 미러(35)에서 반사된 레이저 광을 광학계부재(50) 내로 도입하기 위한 관통공(37)을 갖는다. 관통공(37)의 바로 아래에는 가우시안 강도의 레이저 광을 톱 해트 강도분포의 레이저 광으로 변환하는 위상형 회절광학소자(DOE : Diffractive Optical Element)(500)가 설치되어 있다.

DOE(500)에 의해 톱 해트 강도분포의 레이저 광(톱 해트 빔, top hat beam)으로 변환된 레이저 광은 하프미러(511)에 의해 반사 빔과 투과 빔으로 각각 분기되고, 반사 빔은 우방향의 하프미러(512)로 향하여, 투과 빔은 하방향의 반사미러(524)로 향하여 진행된다. 하프미러(511)에서 반사한 빔은 하프미러(512)에 의해 다시 반사 빔과 투과 빔으로 분기되고, 반사 빔은 하방향의 반사미러(522)로 향하여, 투과 빔은 우방향의 반사미러(521)로 향하여 진행된다. 하프미러(512)를 투과한 빔은 반사미러(521)에 의해 반사되고, 하방향의 집광렌즈(541)를 통해 유리 기판(1)에 조사된다. 하프미러(512)에서 반사한 빔은 반사미러(522, 523)에 의해 반사되고, 하방향의 집광렌즈(542)를 통해 유리 기판(1)에 조사된다. 하프미러(511)를 투과한 빔은 반사미러(524)에 의해 반사되고, 좌방향으로 향하여 진행된다. 반사미러(524)에서 반사한 빔은 하프미러(513)에 의해 반사 빔과 투과 빔으로 분기되고, 반사 빔은 하방향의 반사미러(526)로 향하여, 투과 빔은 좌방향의 반사미러(528)로 향하여 진행된다. 하프미러(513)에서 반사한 빔은 반사미러(526, 527)에 의해 반사되고, 하방향의 집광렌즈(543)를 통해 유리 기판(1)에 조사된다. 하프미러(513)를 투과한 빔은 반사미러(528)에 의해 반사되고, 하방향의 집광렌즈(544)를 통해 유리 기판(1)에 조사된다.

DOE(500)에 의해 변환된 톱 해트 빔은 상술한 하프미러(511∼513) 및 반사미러(521∼528)에 의해 투과-반사되어 집광렌즈(541∼544)로 유도된다. 이 때, DOE(500)로부터 각 집광렌즈(541∼544)까지의 광로 길이는 같아지도록 설정되어 있다. 즉, 하프미러(511)에서 반사한 빔이 하프미러(512)를 투과하여 반사미러(521)에서 반사하여 집광렌즈(541)에 도달할 때까지의 광로 길이, 하프미러(511)에서 반사한 빔이 하프미러(512), 반사미러(522, 523)에서 각각 반사하여 집광렌즈(542)에 도달할 때까지의 광로 길이, 하프미러(511)를 투과한 빔이 반사미러(523), 하프미러(513), 반사미러(526, 527)에서 각각 반사하여 집광렌즈(543)에 도달할 때까지의 광로 길이, 하프미러(511)를 투과한 빔이 반사미러(523)에서 반사하여 하프미러(513)를 투과하여 반사미러(528)에서 반사하여 집광렌즈(544)에 도달할 때까지의 광로 길이는 각각 같은 거리이다. 이로 인하여 빔이 분기되기 직전에 DOE(500)을 배치해도 톱 해트 강도분포의 레이저 광을 집광렌즈(541∼544)에 마찬가지로 유도하는 것이 가능해진다. 또한, 도 10의 실시예에서는 광로 길이가 완전하게 일치하는 경우에 대하여 설명했지만, 레이저 광의 톱 해트 강도분포를 지지하는 것이 가능한 범위에서 광로 길이를 약간 다르게 하는 것은 가능하다.

셔터 기구(531∼534)는 광학계부재(50)의 각 집광렌즈(541∼544)로부터 출사되는 레이저 광이 유리 기판(1)에서 벗어난 경우에 레이저 광의 출사를 차폐하는 것이다. 오토포커스용 측장시스템(52, 54)은 도시되어 있지 않은 검출광조사용 레이저와 오토포커스용 포토다이오드로 구성되고, 검출광조사용 레이저로부터 조사된 광 중에서 유리 기판(1)의 표면에서 반사한 반사광을 수광하고, 그 반사광량 에 따라 광학계부재(50)내의 집광렌즈(541∼544)를 상하로 구동하고, 유리 기판(1)에 대한 높이(집광렌즈(541∼544)의 포커스)를 조정한다. 또한, 포커스 조정용 구동기구는 도시되어 있지 않다.

도 11은 제1 검출 광학계부재 및 제2 검출 광학계부재의 구성을 나타내는 모식도이다. 제1 검출 광학계부재는 집광렌즈 높이측장 시스템(26)과, 포커스 및 광축조정용 CCD 카메라(28)로 구성된다. 도 11에서는 집광렌즈 높이측장 시스템(26)과 포커스 및 광축조정용 CCD 카메라(28)가 중복해서 나타나 있으므로 부호로 구별하도록 하고 있다. 도 10에 기재된 오토포커스용 측장 시스템(52, 54)에 의해 유리 기판(1)으로부터 광학계부재(50)의 양측 하면까지의 높이를 조정한 경우, 광학계부재(50)의 하면의 높이를 같게 할 수는 있어도, 유리 기판(1)부터 각 집광렌즈(541∼544)까지의 높이를 같게 할 수 있다고는 한정되지 않는다. 따라서, 본 실시예에서는 XY 테이블(20)의 X축 방향의 측면의 어느 한쪽(도면에서는 XY 테이블(20)의 -X축 방향의 측면)에 집광렌즈 높이측장 시스템(26)을 설치하여 유리 기판(1)부터 각 집광렌즈(541∼544)까지의 높이를 각각 측장하도록 했다. 집광렌즈 높이측장 시스템(26)에 의해 검출된 각 집광렌즈(541∼544)의 높이에 대응한 신호는 제어장치(80)로 출력된다. 제어장치(80)는 유리 기판(1)부터 각 집광렌즈(541∼544)까지의 높이가 적정한지의 여부를 판정한다. 집광렌즈 높이측장 시스템(26)의 측장결과에 따라 각 집광렌즈(541∼544)의 배치(높이)는 조정되도록 되어 있다. 이 경우, 이 집광렌즈(541∼544)의 배치(높이)의 조정은 수동 또는 자동으로 행할 수 있도록 구성한다. 또한, 집광렌즈 높이측장 시스템(26)을 이용하여 광학계부재(50)의 하면의 높이를 측장하도록 하면, 오토포커스용 측장 시스템(52, 54)을 생략할 수 있다.

포커스 및 광축조정용 CCD 카메라(28)는 XY 테이블(20)의 X축 방향의 측면의 어느 한쪽(도면에서는 XY 테이블(20)의 -X축 방향의 측면)으로서, 집광렌즈 높이측장 시스템(26)의 인접하는 위치(근방)에 설치되어 있다. 포커스 및 광축조정용 CCD 카메라(28)는 XY 테이블(20)과 광학계부재(50)의 각 집광렌즈(541∼544)의 위치를 관련짓는 것이며, XY 테이블(20)의 상공측을 눈으로 확인할 수 있도록 설치되어 있다. 포커스 및 광축조정용 CCD 카메라(28)에 의해 촬상된 영상은 제어장치(80)로 출력된다. 제어장치(80)는 각 집광렌즈(541∼544)로부터 출사되는 레이저 광의 광축이 적정한지의 여부를 판정한다. 즉, 포커스 및 광축조정용 CCD 카메라(28)는 광학계부재(50)의 각 집광렌즈(541∼544)로부터 출사하는 레이저 광을 직접 관찰할 수 있으므로 이것을 화상화함으로써 제어장치(80)는 각 집광렌즈(541∼544)의 포커스 및 광축이 적정한지의 여부를 판단할 수 있다. 또한 레이저 발생장치(40), 광학계부재(50) 등의 레이저 광에 관련하는 각 광학시스템을 교환했을 때에 교환 전과 교환 후의 화상을 취득하여 수치화해 둠으로써, 교환 후의 포커스 및 광축을 용이하게 조정할 수 있다. 또한, 복수 헤드의 경우, 각 레이저 광의 화상을 취득하여 수치화함으로써, 편차를 적정하게 조정할 수 있다.

제2 검출 광학계부재는 도 9에 나타내는 바와 같이 빔 샘플러(92, 93), 고속 포토다이오드(94) 및 광축검사용 CCD 카메라(96)로 구성된다. 빔 샘플러 (92, 93)는 광학계부재(50) 내에 도입되는 레이저 광의 광로 중에 설치되어 있다. 본 실시예에서는 레이저 발생장치(40)와 갈바노미러(33) 사이에 설치되어 있다. 빔 샘플러(92, 93)는 레이저 광의 일부(예를 들면 레이저 광의 약 0.4할 정도 또는 그 이하의 광량)를 샘플링하여 외부로 분기 출력하는 소자이다. 고속 포토다이오드(94)는 빔 샘플러(92)에서 분기 출력된 레이저 광의 일부(샘플링 빔)를 수광면의 대략 중앙 부근에서 수광하도록 배치된다. 고속 포토다이오드(94)에 의해 검출된 레이저 광의 강도에 대응한 출력신호는 제어장치(80)로 출력된다. 광축검사용 CCD 카메라(96)는 빔 샘플러(93)에서 분기 출력된 레이저 광의 일부(샘플링 빔)를 수광면의 대략 중앙 부근에서 수광하도록 배치된다. 광축검사용 CCD 카메라(96)에 의해 촬상된 영상은 제어장치(80)로 출력된다. 또한, 광축검사용 CCD 카메라(96)는 고속 포토다이오드(94)로 조사되는 레이저 광의 위치를 나타내는 화상을 거두어들여, 그 화상을 제어장치(80)로 출력하도록 해도 된다.

제어장치(80)는 리니어 인코더(70)로부터의 검출신호에 기초하여 그립퍼부(106, 107)의 X축 방향의 이동속도(이동주파수)를 검출하고, 레이저 발생장치(40)의 출력(레이저 주파수)을 제어하고, 고속 포토다이오드(94) 및 광축검사용 CCD 카메라(96)로부터 출력되는 신호에 기초하여 레이저 발생장치(40)로부터 출사되는 레이저 광의 펄스 누락을 검출하거나, 레이저 광의 광축 편차량에 기초하여 레이저 발생장치(40)의 출사조건을 제어하거나, 광학계부재(50) 내의 레이저 광을 도입하기 위한 갈바노미러(33), 반사미러(34, 35)의 배치 등을 피드백 제어한다.

도 12는 도 9의 제어장치(80)의 처리의 상세를 나타내는 블록도이다. 제어장치(80)는 분기수단(81), 펄스누락 판정수단(82), 알람 발생수단(83), 기준 CCD 화상기억수단(84), 광축 편차량 계측수단(85), 레이저 컨트롤러(86), 렌즈 변위량 계측 수단(87), 렌즈높이 조정수단(88), 조사레이저상태 검사수단(89) 및 조사레이저 조정수단(8A)으로 구성된다.

분기 수단(81)은 리니어 인코더(70)의 검출신호(클록펄스)를 분기하여 후단의 레이저 컨트롤러(86)로 출력한다. 펄스누락 판정수단(82)은 고속 포토다이오드(94)로부터의 레이저 광 강도에 대응한 출력신호(다이오드 출력)와 분기수단(81)으로부터 출력되는 검출신호(클록펄스)를 입력하고, 그것에 기초하여 레이저 광의 펄스누락을 판정한다. 도 13은 도 12의 펄스누락 판정수단(82)의 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13에서 도 13a는 분기수단(81)으로부터 출력되는 검출신호(클록펄스)의 일례, 도 13b는 고속 포토다이오드(94)로부터 출력되는 레이저 광 강도에 대응한 출력신호(다이오드 출력)의 일례, 도 13c는 펄스누락 판정수단(82)이펄스 누락 검출 시에 출력하는 알람신호의 일례를 각각 나타낸다.

도 13a 내지 도 13c에 나타내는 바와 같이 펄스누락 판정수단(82)은 분기수단(81)으로부터의 클록펄스의 하강하는 시점을 트리거신호로 하여 다이오드 출력값이 소정의 임계값(Th)이상인지의 여부를 판정하고, 다이오드 출력값이 임계값(Th)보다 작을 경우에는 하이레벨신호를 알람 발생수단(83)으로 출력한다. 알람 발생수단(83)은 펄스누락 판정수단(82)로부터의 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화된 시점에서 펄스 누락이 발생한 것을 나타내는 알람을 외부에 통지한다. 알람의 통지는 화상표시, 발음 등의 여러 가지 방법으로 행한다. 알람의 발생에 의해 오퍼레이터는 펄스 누락이 발생한 것을 인식할 수 있다. 또한 이 알람이 빈번히 발생할 경우에는 레이저 발생장치의 성능이 열화되었거나 또는 수명이 된 것을 의미한다.

기준 CCD 화상기억수단(84)은 도 12에 나타내는 바와 같은 기준 CCD 화상(84a)을 기억하고 있다. 이 기준 CCD 화상(84a)은 광축검사용 CCD 카메라(96)의 수광면의 중앙에 레이저 광이 수광한 상태의 화상을 나타내는 것이다. 광축검사용 CCD 카메라(96)로부터는 도 12에 나타내는 바와 같은 피검사화상(85a)이 출력된다. 광축 편차량 계측수단(85)은 광축검사용 CCD 카메라(96)로부터의 피검사화상(85a)을 거두어들여, 이것과 기준 CCD 화상(84a)을 비교하여 광축의 편차량을 계측하고, 그 편차량을 레이저 컨트롤러(86)로 출력한다. 예를 들면 도 12에 나타내는 피검사화상(85a)과 같은 화상이 광축검사용 CCD 카메라(96)로부터 출력된 경우에는, 광축 편차량 계측수단(85)은 양자를 비교하여 X축 및 Y축 방향의 편차량을 계측하고, 그것을 레이저 컨트롤러(86)로 출력한다. 레이저 컨트롤러(86)는 피검사화상(85a)과 기준 CCD 화상(84a)이 일치하도록 레이저 광의 광축에 관계되는 장치, 즉 레이저 발생장치(40)의 출사 조건이나 광학계부재(50) 내에 레이저 광을 도입하기 위한 갈바노미러(33), 반사미러(33, 35)의 배치 등을 피드백해서 조정한다.

렌즈 변위량 계측수단(87)은 집광렌즈 높이측장 시스템(26)에 의해 검출된 각 집광렌즈(541∼544)의 높이에 대응한 신호를 입력하고, 각 집광렌즈(541∼544)의 높이가 허용범위 내에 있는지, 이 허용범위보다도 크게 벗어나 있는지를 판정하여, 크게 벗어나고 있는 집광렌즈(541∼544)의 높이를 어느 정도 조정하면 되는지를 나타내는 제어신호를 렌즈높이 조정수단(88)으로 출력한다. 렌즈높이 조정수단(88)은 렌즈변위량 계측수단(87)으로부터의 제어신호에 따라 각 집광렌즈(541∼544)의 배치를 조정한다. 또한, 집광렌즈(541∼544)의 높이조정기구가 존재하지 않을 경우에는, 렌즈높이 조정수단(88)은 렌즈변위량 계측수단(87)으로부터의 제어신호에 기초하여 집광렌즈(541∼544)의 어느 것을 어느 정도 조정하면 되는지, 그 조정정보를 오퍼레이터에게 전달(확인표시, 음성발음 등)하도록 해도 된다.

조사레이저상태 검사수단(89)은 포커스 및 광축조정용 CCD 카메라(28)로부터의 화상(89a)을 거두어들이고, 이것에 기초하여 포커스 및 광축의 편차량을 계측하고, 그 편차량을 조사레이저 조정수단(8A)으로 출력한다. 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같은 화상(89a)이 포커스 및 광축조정용 CCD 카메라로부터 출력된 경우에는, 조사레이저상태 검사수단(89)은 화상(89a) 내의 원형상의 윤곽선(89b)(집광렌즈(541∼544)의 외측 가장자리에 대응한 선)을 기준으로 포커스원(89c)(화상(89a) 내의 작은 원)의 위치를 검출하고, 포커스원(89c)이 윤곽선(89b)의 대략 중앙에 위치하고 있는지의 여부에 기초하여 광축의 X축 및 Y축 방향의 편차량을 계측하고, 그것을 조사레이저 조정수단(8A)으로 출력한다. 또한 조사레이저상태 검사수단(89)은 포커스원(89c)의 크기(면적)를 계측하고, 그것에 기초한 포커스 위치를 조사레이저 조정수단(8A)으로 출력한다. 조사레이저 조정수단(8A)은 조사레이저상태 검사수단(89)으로부터의 광축의 편차량 및 포커스 위치에 대응한 신호에 기초하여 광학계부재(50) 내의 각 하프미러(511∼513) 및 반사미러(521∼528)의 배치 등을 피드백해서 조정한다. 또한, 렌즈높이 조정수단(88) 및 조사레이저 조정수단(8A)을 생략하고, 이들의 기능을 레이저 컨트롤러(86)에 갖게 하도록 해도 된다.

상기의 실시예에서는 레이저 가공(스크라이브 가공)시에 광축편차량 계측수단(85)으로 레이저 광의 광축 편차를, 펄스누락 판정수단(82)으로 펄스 누락을 각각 검사하는 경우에 대하여 설명했지만, 도 14에 나타내는 바와 같이 고속 포토다이오드(94)로부터의 출력 파형에 기초하여 레이저 광의 펄스 상태를 검사하도록 해도 된다. 예를 들면 도 14에서는 레이저 광의 펄스폭 및 펄스높이를 계측하고, 이들에 이상이 발생한 경우에는 알람을 발생하도록 해도 된다. 또한, 레이저 광의 펄스폭은 고속 포토다이오드(94)로부터의 출력 파형이 소정값 이상으로 되어 있는 기간이 소정의 범위에 있는 경우를 정상이라고 하고, 이 범위보다 크거나 작을 경우에는 펄스폭 이상이라고 판정하여 알람을 출력한다. 또한 레이저 광의 펄스 높이는 고속 포토다이오드(94)로부터의 출력 파형의 최대값이 허용범위 내에 존재하는 경우를 정상이라고 하고, 이 허용범위보다도 크거나 작을 경우에는 펄스 높이 이상이라고 판정하여 알람을 출력한다. 이와 같이 레이저 광을 항상 샘플링하고 있으므로, 실시간으로 펄스폭, 펄스높이(파워) 등의 레이저 광의 품질을 관리할 수 있다. 상술한 바와 같은 펄스 누락이 빈번하게 발생되면 레이저 발생장치(40)의 열화 혹은 수명이라고 판단할 수 있다.

도 15a 내지 도 15c는 도 9의 광학계부재를 하측(기판측)에서 본 도면이다. 도 15a 내지 도 15c는 광학계부재(50)과 베이스판(31)의 일부를 나타내고 있다. 도 15a는 도 9에 나타내는 광학계부재(50)과 베이스판(31)의 위치 관계를 나타내는 도면이고, 도면에 나타내는 바와 같이 광학계부재(50)의 단면(도면의 상측단부)과 베이스판(31)의 단면(도 면의 상측단부)이 일치하고 있다. 도 15b는 광학계부재(50)가 관통공(37)의 중심을 회전축으로 하여 베이스판(31)에 대하여 좌회전으로 약 30도 회전한 상태를 나타내는 도면이다. 도 15c는 광학계부재(50)가 관통공(37)의 중심을 회전축으로 하여 베이스판(31)에 대하여 좌회전으로 약 45도 회전한 상태를 나타내는 도면이다.

본 실시예에 따른 솔라 패널의 제조 장치에서는 광학계부재(50)가 레이저 광의 도입공인 관통공(37)의 중심을 회전축으로 하여 자유롭게 회전할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 분기수단인 광학계부재(50)는 도 10의 반사미러(35)로부터 DOE(500)를 통과하여 하프미러(511)로 향하는 수직 레이저 광의 진행방향을 중심축으로 하여 회전 제어되어있다. 이로 인하여 레이저 광의 분기방향과 레이저 광의 기판에 대한 상대적인 이동방향(도 15의 수직방향)이 이루는 각도(θ)를 자유롭게 가변 제어할 수 있다. 또한, 광학계부재(50)의 회전 구동수단으로서는 볼나사나 리니어 모터 등의 기존의 기술이 이용되지만, 이들의 도시는 생략한다.

도 15에 나타내는 바와 같이 레이저 광의 분기방향과 레이저 광의 주사방향(도 15의 수직방향)이 이루는 각도를 가변 제어한 경우에도, 레이저 광의 상대적인 이동방향에 대하여 DOE(500)는 회전하지 않도록 구성하고 있다. 즉, DOE(500)를 사용함으로써, 레이저 광의 조사형상은 도 15의 집광렌즈(541∼544) 내에 나타나 있는 바와 같이, 점선 정사각형과 같은 조사형상을 나타내게 된다. 따라서, 광학계부재(50)의 회전 제어와 함께 DOE(500)를 회전시키면, 집광렌즈(541∼544) 내의 점선정사각형도 그 회전량에 따라 회전하게 된다. 이 상태에서 레이저 광을 주사 조사하면, 스크라이브 라인의 양측 능선에 정사각형의 각이 위치하게 되어 능선이 파도형상을 나타내게 된다. 따라서, 본 실시예와 같이 광학계부재(50)를 회전 제어해도 DOE(500)는 회전시키지 않는 구성으로 함으로써, 도 15b 및 도 15c에 나타내는 바와 같이 주사방향(도 15의 수직방향)과 집광렌즈(541∼544) 내의 점선 정사각형의 좌우 양변이 일치하고, 스크라이브 라인의 양측 능선을 매우 매끄럽게 형성할 수 있고, 또한 광학계부재(50)를 회전시켜서 스크라이브 라인의 피치를 적절히 제어한 경우라도 매끄러운 능선의 스크라이브 라인을 형성할 수 있게 된다. 또한, 상기의 실시예에서는 DOE를 레이저 광의 광로 중에 1개만 설치하는 경우에 대하여 설명했지만, DOE를 분기 후의 각 집광렌즈의 직전에 각각 설치해도 된다. 이 경우에도 광학계부재(50)를 회전 제어해도 각 DOE는 회전시키지 않도록 구성할 필요가 있다. DOE(500)는 광학계부재(50)와는 분리된 형태로 베이스판(31)에 직결해서 설치함으로써, 광학계부재(50)의 회전으로부터 독립시키는 것이 가능하다.

도 16a 내지 도 16c는 광학계부재의 회전량과 스크라이브 라인의 피치 폭의 관계를 나타내는 도면이다. 도 16a는 도 15a에 나타내는 바와 같이 광학계부재(50)가 회전 하지 않은 상태, 도 16b는 도 15b에 나타내는 바와 같이 광학계부재(50)가 약 30도 회전한 상태, 도 16c는 도 15c에 나타내는 바와 같이 광학계부재(50)가 약 45도 회전한 상태에서 각각 레이저 스크라이브 가공처리를 행한 경우의 스크라이브 라인의 상태를 나타내는 도면이다. 도 16a의 경우의 스크라이브 라인의 피치를 P0라 하면, 도 16b의 경우의 피치 P30은 P0×cos30°가 되고, 도 16c의 경우의 피치 P45는 P0×cos45°가 된다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 솔라 패널의 제조 장치는 광학계부재(50)의 회전 각도를 적절히 조정함으로써, 스크라이브 라인의 피치폭을 원하는 값으로 적절히 가변 조정할 수 있다.

도 17a 및 도 17b는 도 2의 얼라인먼트부(102, 104)에 설치되는 기판검출 카메라 시스템의 일례를 나타내는 도면이다. 도 17a는 유리 기판과 기판검출 카메라의 관계를 나타내는 측면도이며, 도 17b는 그 상면도이다. 얼라인먼트부(102, 104)에는 기판검출 카메라 시스템과 얼라인먼트 카메라 시스템이 설치되어 유리 기판의 검출과 그 얼라인먼트 처리를 행하고 있다. 기판검출 카메라(65∼68)는 공기부상 반송되는 유리 기판(1)이 얼라인먼트부(102, 104) 상에 탑재될 때에 유리 기판(1)의 4모서리 부근의 화상을 그 상측으로부터 취득하는 것이다. 도 17에서는 유리 기판(1)이 얼라인먼트부(102, 104) 상에 탑재되고, 그립퍼부(106∼108)에 지지되어서 X축 방향으로 공기부상 이동하여 레이저 가공 스테이션(10)에 투입되기 직전의 형태를 나타낸다. 도 17b에 나타내는 화상(65a∼68a)은 기판검출 카메라(65∼68)에 의해 취득된 유리 기판(1)의 4모서리 부근의 화상이다. 기판검출 카메라(65∼68)의 상대적인 위치 관계는 미리 설정된 기지의 값이므로 화상(65a∼68a)에 나타내는 바와 같이 구부러짐이나 휘어짐의 없는 유리 기판(1)의 4모서리의 각 정점은 기판검출 카메라(65∼68)의 촬상범위의 대략 중앙 부근에 위치하도록 설정되어 있다. 따라서, 화상(65a∼68a) 내에서 각 정점의 위치가 벗어나 있었을 경우, 그 편차량에 기초하여 유리 기판(1)의 구부러짐(휘어짐)을 검출할 수 있도록 되어 있다. 또한 화상(65a∼68a)에 기초하여 유리 기판(1)의 4개의 모서리 부근의 누락을 검출할 수 있다. 또한, 기판검출 카메라(65∼68)를 유리 기판(1)의 각 변을 따라 이동시킴으로써 유리 기판(1)의 각 변의 누락을 검출할 수 있다.

도 18a 및 도 18b는 아래로 볼록하게 구부러진(휘어진) 유리 기판을 도 1의 기판검출 카메라 시스템이 검출하는 경우의 일례를 나타내는 도면이다. 도 18에서 도 17과 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 사용하며, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 18이 도 17과 다른 점은, 공기부상 반송된 유리 기판(1f)이 아래로 볼록하게 구부러(휘어)졌다는 점이다. 아래로 볼록하게 구부러진(휘어진) 유리 기판(1f)이 얼라인먼트부(102, 104) 상에 탑재되면, 기판검출 카메라(65∼68)에는 유리 기판(1f)의 4개의 모서리의 각 정점이 유리 기판(1f)의 중심측으로 벗어난 상태의 화상(65b∼68b)이 촬상된다. 또한 이 화상(65b∼68b)에 나타내는 바와 같이 유리 기판(1f)의 4개의 모서리의 각 정점 부근에 기울어짐(휘어짐)의 크기에 따른 2개의 평행한 테두리선을 확인할 수 있으므로, 이 경우에는 유리 기판(1f)은 아래로 볼록한 상태로 얼라인먼트부(102, 104) 상에 공기부상한 상태에서 탑재되어 있는 것을 검출할 수 있다.

도 19a 및 도 19b는 위로 볼록하게 구부러진(휘어진) 유리 기판을 기판검출 카메라 시스템이 검출하는 경우의 일례를 나타내는 도면이다. 도 19에서 도 17 및 도 18과 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 사용하며, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 19가 도 17 및 도 18과 다른 점은, 유리 기판(1g)이 위로 볼록하게 구부러(휘어)졌다는 점이다. 위로 볼록하게 구부러진(휘어진) 유리 기판(1g)은 얼라인먼트부(102, 104) 상에서 공기부상하려고 해도 공기부상이 어려우며, 도 19에 나타내는 바와 같이 유리 기판(1g)의 가장자리부분이 얼라인먼트부(102, 104)의 표면에 접촉하는 듯한 상태로 탑재된다. 또한 기판검출 카메라(65∼68)에는 도 18b와 마찬가지로 유리 기판(1g)의 4개의 모서리의 각 정점이 유리 기판(1g)의 중심측으로 벗어난 상태의 화상(65c∼68c)이 촬상되지만, 이 화상(65c∼68c)에는 도 18b의 경우와는 달리 유리 기판(1g)의 4개의 모서리의 각 정점 부근에 1개의 테두리선만 확인 가능할 뿐이다. 따라서, 이 경우에는 유리 기판(1g)은 위로 볼록한 상태로 얼라인먼트부(102, 104) 상에 공기부상할 수 없는 상태에서 탑재되어 있는 것을 검출할 수 있다.

도 20a내지 도 20c는 도 2의 얼라인먼트부(102, 104)에 설치되는 기판검출 카메라 시스템의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 17의 실시예에서는 기판검출 카메라(65∼68)는 기판(1)의 4개의 모서리 부근의 상부에 설치되어 있었지만, 본 실시예에서는 2대의 기판검출 카메라(65, 68)가 유리 기판(1)의 대각 부근의 상측에 위치하도록 되어 있다. 도 20a에서, 유리 기판(1)이 얼라인먼트부(102, 104) 상에 탑재된 상태에서 점선으로 나타내는 유리 기판(1)이 그 위치부터 화살표와 같이 우측으로 이동하여 실선으로 나타내는 유리 기판(1)의 위치(유리 기판(1)의 대각의 상부에 기판검출 카메라(65, 68)가 위치하는 위치)로 이동한다. 유리 기판(1)의 이동시에 기판검출 카메라(68)는 이동하는 유리 기판(1)의 변(12)의 화상을 취득한다. 그리고, 기판 이동 종료시에는 기판검출 카메라(65, 68)는 유리 기판(1)의 대각 부근의 정점의 화상(도 17∼도 19의 화상(65a∼65c, 68a∼68c))을 취득한다. 유리 기판(1)이 정지한 상태에서, 이번에는 기판검출 카메라(65, 68)는 도 20b에 나타내는 바와 같이 점선화살표를 따라 이동한다. 기판검출 카메라(65, 68)의 이동시에 기판검출 카메라(65)는 유리 기판(1)의 변(13)의 화상을 취득하고, 기판검출 카메라(68)는 유리 기판(1)의 변(14)의 화상을 취득한다. 기판검출 카메라(65, 68)의 이동 종료 시에는 기판검출 카메라(65, 68)는 유리 기판(1)의 다른 대각 부근의 정점의 화상(도 17∼도 19의 화상(66a∼65c, 67a∼67c))을 취득한다. 기판검출 카메라(65, 68)가 정지한 상태에서, 이번에는 유리 기판(1)이 도 20c에 나타내는 바와 같이 점선으로 나타내는 유리 기판(1)이 그 위치로부터 화살표와 같이 우측으로 이동하여 실선으로 나타내는 유리 기판(1)의 위치로 이동한다. 유리 기판(1)의 이동시에 기판검출 카메라(65)는 이동하는 유리 기판(1)의 변(15)의 화상을 취득한다. 상기의 일련의 동작에 의해 2대의 기판검출 카메라(65, 68)를 이용하여 도 17∼도 19의 경우와 마찬가지로 화상(65a∼68a, 65b∼68b, 65c∼68c)과 기판(1)의 각 변의 화상을 취득할 수 있다.이로 인하여 화상(65a∼68a, 65b∼68b, 65c∼68c)에 기초하여 유리 기판(1)의 구부러짐(휘어짐)의 방향이나 기판(1)의 각 변의 누락을 검출할 수 있다. 또한, 일련의 검출동작 종료 후에 기판검출 카메라(65, 68)를 도 20a의 초기 위치로 복귀시켜도 되고, 복귀시키지 않고 역동작을 행하도록 해도 된다.

상술한 바와 같이 기판검출 카메라(65∼68)를 이용한 기판검출 카메라 시스템에 의해 얼라인먼트부(102, 104) 상에서 유리 기판이 위로 볼록하게 구부러져(휘어져) 탑재되어 있는 것인지, 아래로 볼록하게 구부러져(휘어져) 탑재되어 있는 것인지를 검출하고, 도 19에 나타내는 바와 같이 위로 볼록하게 구부러져(휘어져) 탑재되어 있는 경우에는 얼라인먼트부(102, 104)로부터 표리반전 기구부(143) 상으로 유리 기판을 되돌리고, 거기에서 표리반전하여, 또는 표리반전하지 않고, 유리 기판이 아래로 볼록하게 구부러져(휘어져) 탑재되도록 한다. 유리 기판이 위로 볼록하게 구부러져(휘어져) 탑재되면, 유리 기판의 반송 시에 유리 기판의 가장자리부분이 충분하게 전부 부상할 수 없어 스테이지에 접촉하고, 최악의 경우, 유리 기판이 스테이지에 접촉한 충격으로 파손될 우려가 있으므로, 상술한 바와 같이 유리 기판에 대해서는 아래로 볼록하게 구부러져(휘어져) 탑재되도록 하는 것이 바람직하다. 또한 유리 기판이 아래로 볼록하게 구부러져(휘어져) 탑재된 경우, 가공 시에는 공기부상과 함께 흡인되기 때문에 도미노 효과에 의해 유리 기판의 구부러짐(휘어짐)이 강제되고, 구부러짐(휘어짐)이 경감되고, 구부러짐(휘어짐)의 경감에 의해 오토포커스의 조정량을 적게 할 수 있다. 따라서, 구부러짐(휘어짐)이 있는 유리 기판에서는 아래로 볼록하게 구부러져(휘어져) 탑재한 편이 바람직하다. 또한, 유리 기판에 구부러짐(휘어짐)이 발생하는 것은 성막 장치에 의해 형성된 막면의 외측방향으로 구부러지는 경향에 있으므로, 미리 성막 장치에 의해 형성된 막면측을 아래쪽으로 하도록 해도 된다. 도 17∼도 20은 얼라인먼트 카메라에서 기판의 휘어짐 상태를 검출하는 예를 들었는데, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 얼라인먼트 카메라(65∼68)의 유닛에 기판과 얼라인먼트 카메라 유닛 사이의 거리를 측정하는 유닛을 탑재함으로써 기판의 휘어짐을 측정하도록 해도 된다.

도 21은 도 2의 얼라인먼트부(102, 104)에 설치되는 얼라인먼트 카메라 시스템의 일례를 나타내는 도면이다. 얼라인먼트 카메라 시스템은 유리 기판(1)의 양단부(X축 방향의 전후 가장자리부) 부근의 화상을 취득한다. 상기 얼라인먼트 카메라 시스템에서 취득된 화상은 제어장치(80)로 출력된다. 제어장치(80)는 얼라인먼트 카메라 시스템으로부터의 화상을, 유리 기판(1)의 ID 데이터 및 표리 플래그와 함께 데이터베이스 수단에 저장하고, 그 이후의 유리 기판(1)의 얼라인먼트 처리에 이용한다. 표리 플래그는 기판의 겉면을 나타내는 경우에는 「0」, 이면을 나타내는 경우에는 「1」이 저장된다. 도 21은 최초의 스크라이브 처리 전의 얼라인먼트부의 일례를 나타내고, 도 22는 2회째 이후의 스크라이브 처리 전의 얼라인먼트부의 일례를 각각 나타내는 도면이다. 우선, 도 21에 나타내는 바와 같이 유리 기판(1)을 탑재한 상태에서 유리 기판(1)의 좌측단부의 하측 가장자리부를 위치결정 핀(21)에, 유리 기판(1) 하측단부의 좌측 가장자리부를 위치결정 핀(22)에, 유리 기판(1) 하측단부의 우측 가장자리부를 위치결정 핀(23)에, 각각 맞닿게 하고, 유리 기판(1)을 소정위치에 위치 결정한다. 이 상태에서 유리 기판(1) 상의 투명전극층에 레이저 광을 조사하고, 스크라이브 처리를 실행한다. 최초의 스크라이브 처리의 결과, 유리 기판(1) 상에는 피치 약 10mm로 스크라이브 라인이 형성된다.

도 21은 복수의 스크라이브 라인 중, 기판 중앙 부근의 1개의 스크라이브 라인(25)을 나타낸다. 스크라이브 라인(25)의 양단부 부근, 즉 스크라이브 라인(25)과 유리 기판(1)의 가장자리부의 양쪽을 포함하는 개소(27, 29) 부근의 화상(27a, 29a)을 상술한 얼라인먼트 카메라 시스템에서 취득한다. 화상(27a, 29a)를 보면 알 수 있는 바와 같이, 화상 내에 스크라이브 라인(25)의 화상과 유리 기판(1)의 가장자리부의 형상의 화상의 양쪽을 포함하고 있으므로, 화상인식 처리가 쉬워진다. 취득된 화상(27a, 29a)은 제어장치(80)에 의해 유리 기판(1)의 ID 데이터 및 기판표리 플래그 「0」과 함께 데이터베이스 수단(75)에 차례로 기억된다. 또한, 이 기판의 표면에 관한 데이터를 취득한 후에 유리 기판(1)의 표리를 반전하여, 마찬가지로 기판의 이면에 관해서도 화상 데이터를 취득하고, 유리 기판(1)의 ID 데이터 및 기판표리 플래그 「1」과 함께 데이터베이스 수단(75)에 차례로 기억한다.

도 21에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공에 의한 스크라이브 처리 종료 후에 화상(27a, 29a)의 취득처리가 종료되면, 다음은 다음 단의 성막 장치에서 상기 투명전극층 상에 반도체층을 형성하는 처리가 행해진다. 반도체층 형성처리가 종료된 후, 유리 기판(1)에 대하여 상술한 바와 같은 레이저 광에 의한 스크라이브 처리가 실행된다. 이 2회째의 스크라이브 처리 전에 도 22에 나타내는 바와 같은 방법으로 얼라인먼트 처리가 행해진다.

도 22에서는 기판검출 카메라(65∼68)를 이용한 기판검출 카메라 시스템에 의해 얼라인먼트부(102, 104) 상에서 유리 기판이 아래로 볼록하게 구부러져(휘어져)탑재되도록 하고, 다음에 상술한 얼라인먼트 처리와 마찬가지로 유리 기판(1)을 탑재한 상태에서 유리 기판(1)의 좌측단부의 하측 가장자리부를 위치결정 핀(21)에, 유리 기판(1) 하측단부의 좌측 가장자리부를 위치결정 핀(22)에, 유리 기판(1) 하측단부의 우측 가장자리부를 위치결정 핀(23)에 각각 맞닿게 하고, 유리 기판(1)을 소정위치에 위치결정한다. 이 상태에서, 스크라이브 라인(25)의 양단부 부근, 즉 스크라이브 라인(25)과 유리 기판(1)의 가장자리부의 양쪽을 포함하는 장소(27, 29) 부근의 화상(27b, 29b)을 얼라인먼트 카메라 시스템에서 취득한다. 한편, 제어장치(80)는 데이터베이스 수단(75)으로부터 유리 기판(1)의 ID 데이터 및 표리 플래그에 대응한 화상(27a, 29a)을 판독한다. 제어장치(80)에 의해 판독된 화상(27a, 29a)과, 얼라인먼트 카메라 시스템에서 취득된 화상(27b, 29b)이 비교되고, 양자가 일치하도록 X축, Y축 및 θ축이 제어되어 정확한 얼라인먼트 처리가 행해진다.

도 22에 나타내는 바와 같이 하여 화상(27a, 29a)과 화상(27b, 29b)의 비교 처리에 의한 얼라인먼트 처리가 종료되면, 전회의 스크라이브 라인(25)으로부터 약 30μm 떨어진 위치에서 레이저 광에 의한 스크라이브 처리가 실행된다. 이러한 스크라이브 처리가 종료되면, 다음 단의 성막 장치에서 반도체층 상에 금속층을 형성하는 처리가 행해진다. 다시 레이저 가공 장치에 기판이 반입되고, 도 22와 같은 얼라인먼트 처리가 행해지고, 유리 기판(1)에 대하여 마찬가지로 레이저 광에 의한 스크라이브 처리가 실행된다. 이로 인하여 유리 기판(1)에는 3개의 스크라이브 라인이 형성된다.

상기의 실시예에서는 최초의 스크라이브 처리의 결과, 유리 기판(1) 상에 형성된 스크라이브 라인을 포함하는 화상을 취득하는 경우에 대하여 설명했지만, 2회째의 스크라이브 처리의 결과, 유리 기판(1) 상에 형성된 2개의 스크라이브 라인을 포함하는 화상을 취득하여, 그것을 이용해서 얼라인먼트 처리를 행하도록 해도 된다. 또한 상기의 실시예에서는 얼라인먼트 카메라 시스템과 기판검출 카메라(65∼68)를 별도로 설치하는 경우에 대하여 설명했으나, 얼라인먼트 카메라 시스템에 도 18에 나타내는 바와 같은 이동기구를 설치하여, 기판검출 카메라(65∼68)의 기능을 겸용시키도록 해도 된다.

도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라 패널의 제조 장치를 나타내는 도면이다. 도 24는 도 23의 가공 영역부(112)를 횡방향에서 본 측면도이다. 도 23에서 도 2와 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호가 사용되고, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 상기 제조 장치가 도 2의 것과 다른 점은, 도 2의 제조 장치의 레이저 가공 스테이션(101)의 가공 영역부(112)의 가공 장소(광학계부재(50))의 양측에 공기 플레이트부(1121, 1122)를 설치하고, 도 24의 하향 화살표와 같은 흐름의 공기 분사류에 의해 유리 기판(1o)의 구부러짐(휘어짐)을 교정하도록 한 것이다. 즉, 유리 기판(1o)은 공기부상 스테이지(101a)로부터의 공기 분사류(도 24의 상향 화살표와 같은 흐름)와 공기 플레이트부(1121, 1122)로부터의 공기 분사류(도 24의 하향 화살표와 같은 흐름)에 의해 그 구부러짐이나 휘어짐이 교정되도록 되어 있다.

상기의 실시예에서는 펄스 누락의 발생만을 보고 있지만, 펄스 누락이 발생한 장소의 좌표 데이터(위치 데이터)를 취득하여 기억함으로써, 스크라이브 라인의 리페어 처리를 행할 수 있게 된다.

상기의 실시예에서는 광축검사용 CCD 카메라(96)를 이용하여 빔 샘플러(93)에서 분기 출력된 레이저 광의 일부(샘플링 빔)를 직접 수광하여, 그것을 화상처리함으로써, 광축 편차를 검사하는 경우에 대하여 설명했지만, 고속 포토다이오드(94)의 수광면의 중앙에 레이저 광이 수광한 상태를 나타내는 화상을 피검사화상으로서 광축검사용 CCD 카메라(96) 혹은 분할형 포토다이오드에서 취득함으로써 광축 편차를 검사하도록 해도 된다.

상기의 실시예에서는 레이저 광의 광축 편차 및 펄스 누락을 검사하는 경우 에 대하여 설명했지만, 광축 편차, 펄스 누락, 펄스폭 및 펄스 높이의 각각을 적절히 조합하여 레이저 광의 상태를 검사하도록 해도 된다.

상기의 실시예에서는 박막이 형성된 유리 기판(1)의 표면으로부터 레이저 광을 조사하여 박막에 스크라이브 라인(홈)을 형성하는 경우에 대하여 설명했지만, 유리 기판(1)의 이면으로부터 레이저 광을 조사하여, 기판 표면의 박막에 스크라이브 라인을 형성하도록 해도 된다.

상기의 실시예에서는 솔라 패널의 제조 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 EL 패널의 제조 장치, EL 패널의 수정 장치, FPD 수정 장치 등의 레이저 가공을 행하는 장치에도 적용 가능하다.

1 : 유리 기판 1f, 1g, 1x∼1z, 1m∼1r : 유리 기판
10 : 레이저 가공 스테이션 10a : 얼라인먼트부
10b : 그립퍼부 10c : 그립퍼 구동부
10d : 가공 영역부 10 : 스테이션
101 : 레이저 가공 스테이션 101a : 공기부상 스테이지
102, 104 : 얼라인먼트부 106, 107, 108, 109 : 그립퍼부
1061 : 협지 플레이트부 1062 : 공기 실린더부
1063 : 그립퍼 본체부 1064 : 가이드 레일부
1071 : 공기 플레이트부 1072 : 공기 플레이트 지지부
1073 : 그립퍼 본체부 1074 : 가이드 레일부
1075 : 공기 실린더부 1075 : 협지 플레이트부
1076 : 공기 실린더부 1077 : 협지 플레이트부
1078 : 공기 실린더부 107a : 그립퍼부
107b : 그립퍼부 110 : 그립퍼 지지구동부
112 : 가공 영역부 1121 : 공기 플레이트부
121 : 롤러 컨베이어 12, 13, 14, 15 : 변
141 : 반출입 로봇 스테이션 143 : 표리반전 기구부
20 : XY 테이블 25 : 스크라이브 라인
26 : 측장 시스템 28 : 광축조정용 CCD 카메라
30 : 슬라이드 프레임 31 : 베이스판
33 : 갈바노미러 331 : 갈바노 제어장치
332 : 빔 샘플러 333 : 4분할 포토다이오드
33xy, 33yz : 모터 34, 35 : 반사미러
37 : 관통공 40 : 레이저 발생장치
50 : 광학계부재 500 : 위상형 회절광학소자(DOE)
511∼513 : 하프미러 52 : 오토포커스용 측장 시스템
521∼528 : 반사미러 531∼534 : 셔터 기구
541∼544 : 집광렌즈 52, 54 : 오토포커스용측장 시스템
60 : 얼라인먼트 카메라장치 65∼68 : 기판검출 카메라
65a∼68a, 65b∼68b, 65c∼68c : 화상
70 : 리니어 인코더 75 : 데이터베이스 수단
80 : 제어장치 81 : 분기 수단
82 : 펄스누락 판정수단 83 : 알람 발생수단
84 : 기준 CCD 화상기억수단 85 : 광축 편차량 계측수단
86 : 레이저 컨트롤러 87 : 렌즈변위량 계측수단
88 : 렌즈높이 조정수단 89 : 조사레이저상태 검사수단
8A : 조사레이저 조정수단 92, 93 : 빔 샘플러
94 : 고속 포토다이오드 96 : 광축검사용 CCD 카메라

Claims (12)

1. 사각형상의 기판을 레이저 광에 의한 가공 장소로 반송할 때에,
   상기 기판의 반송 방향과 평행한 양측변 중 일측변에 대하여, 상기 기판 표면에 수직하는 방향 및 상기 기판 표면과 평행한 2차원 방향 각각에 대하여 구속적으로 지지하고,
   상기 기판의 반송 방향과 평행한 양측변 중 타측변에 대하여, 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 구속적으로 지지하고, 상기 기판 표면과 평행한 2차원 방향에 대해서는 가동적으로 지지하여 반송하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판의 반송 방향과 평행한 양측변 중 타측변에 대하여, 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 공기 분사류를 분출함으로써 상기 기판을 구속적으로 협지 지지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판의 반송 방향과 평행한 양측변 중 타측변에 대하여, 상기 기판 표면이 그 수직방향에 대하여 고정되게 하는 것보다 작은 가압력을 상기 기판 표면의 수직하는 방향으로 가함으로써 상기 기판을 구속적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판의 반송 방향과 평행한 양측변 중 타측변에 대하여, 상기 기판 표면과 접촉하는 복수의 볼로 구성된 볼베어링 구조를 이용하여 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 구속적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가공 장소의 상기 반송 방향의 양측에 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 공기 분사류를 분출함으로써 상기 기판의 구부러짐이나 휘어짐을 교정하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
6. 기판을 레이저 광에 의한 가공위치로 공기부상 반송하는 반송수단;
   상기 기판의 반송 방향과 평행한 양측변 중 일측변에 대하여, 상기 기판 표면에 수직하는 방향 및 상기 기판 표면과 평행한 2차원 방향 각각에 대하여 구속적으로 지지하는 제1 지지수단;
   상기 기판의 반송 방향과 평행한 양측변 중 타측변에 대하여, 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 구속적으로 지지하고, 상기 기판 표면과 평행한 2차원 방향에 대해서는 가동적으로 지지하는 제2 지지수단; 및
   상기 지지수단에 지지된 상기 기판에 레이저 광을 조사하여 소정의 가공처리를 실시하는 레이저 광 조사수단을 포함하는 레이저 가공 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제2 지지수단은 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 공기 분사류를 분출함으로써 상기 기판을 구속적으로 협지 지지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제2 지지수단은 상기 기판 표면이 그 수직방향에 대하여 고정되게 하는 것보다 작은 가압력을 상기 기판 표면의 수직하는 방향으로 가함으로써 상기 기판을 구속적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 제2 지지수단은 상기 기판 표면과 접촉하는 복수의 볼로 구성된 볼베어링 구조를 이용하여 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 구속적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가공 장소의 상기 반송 방향의 양측에 상기 기판 표면에 수직하는 방향에 대하여 공기 분사류를 분출함으로써 상기 기판의 구부러짐이나 휘어짐을 교정하는 구부러짐 교정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
11. 제 1 항에 기재된 레이저 가공 방법을 이용하여 솔라 패널을 제조하는 것을 특징으로 하는 솔라 패널의 제조 방법.
12. 제 6 항에 기재된 레이저 가공 장치를 이용하여 솔라 패널을 제조하는 것을 특징으로 하는 솔라 패널의 제조 방법.

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