TW201029781A - Laser working state examination method and apparatus, and solar panel fabricating method - Google Patents

Description

201029781 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種對利用雷射光束來加工薄膜等時的加 工狀態進行檢查的雷射加工狀態檢查方法及裝置、以及太 陽能面板（solar panel)製造方法，尤其涉及一種對太陽能 面板製作時所進行的雷射切割（laser scribe)加工處理時 的加工狀態、雷射光束的光轴狀態以及雷射光束的輸出狀 態進行檢查的雷射加工狀態檢查方法及裝置、以及太陽能 面板製造方法。 ❹ 【先前技術】 以往在太陽能面板製造步驟中是在透光性基板（玻璃 基板）上依次形成金屬層、半導體層、透明電極層，並在 形成後的各步驟中利用雷射光束將各層加工為狹條狀 (comblike form )’從而完成太陽能面板模組（s〇lar pand module)。在如此製造太陽能面板模組時，是在玻璃基板上 的薄膜上利用雷射光束例如以1〇 mm間距形成切割線。此 切割線由線寬約為30 μιη、且線和線的間隔約為3〇 μηι的 3根線所構成。在利用雷射光束形成切割線時，通常是對 恆速移動的玻璃基板照射雷射光束。由此，便可形成深度 及線寬穩定的切割線。關於此類太陽能面板（光電轉換裝 置）的製造方法’ $所周知有日本專利特開2〇〇6 〇54254 太陽能面板模組進行發電檢杳。 造步驟中進行發電檢查的情況， 號公報（專利文獻D中揭示的方法。而且，對完成後的 關於這樣在太陽能面板製 眾所周知有日本專利特開 4 201029781 2008-066437號公報（專利文獻2)中揭示的情況。 在專利文獻1中揭示的太陽能面板（光電轉換裝置） 的製造方法中’揭示了並非使用單模（single mode)雷射 光束’而是使用多模（multi-mode)的雷射光束即功率分 佈近似梯形的雷射光束來形成切割線，由此確保高電絕緣 性。然而，在雷射發生裝置的性能方面，已證實會以某固 疋的機率產生漏脈衝（omission of pulses)。如果產生此漏 脈衝，那麼存在利用切割線分割的模組彼此會電氣連接而 導致短路（導致鄰接單元彼此連接）的問題。 如果因一個漏脈衝而使鄰接單元彼此連接，那麼將導 致電壓下降，因此即便防止漏脈衝極其重要，但關於此漏 脈衝，以往的現狀是並未在裝置内實施此漏脈衝的對策。 而且，此漏脈衝會因雷射發生裝置的壽命或性能劣化，而 導致發生機錢高，因此纽防止賴脈衝成為释 太陽能面板的重要課題。 “ D ^ 八丨巧犯叫低叼迴程肀雷射光束的糸站山 ，偏移時，離的現狀為在雷射加工後由目視 ^ 來直接判定光軸偏移。 割線 另一方面，專利文獻2揭示蝻太陽能 是：在由雷射光束進行加工並製作太陽能面板 此太陽能面板模組進行發電檢查。即，在内 、 對 束加工合適與否的狀態下進行；有的加工：：：確雷射光 中檢測有無雷射光束加工所引起的焊接缺在後續步驟 等缺陷。因此，缺陷檢測時機延遲，從而無法欠黏附） 201029781 time)控制清除用空氣流量等，故存在因控制延遲而導致 不合格產生機率變高的傾向，從而出現問題。 【發明内容】 本發明是鑒於上述問題開發而成，提供一種雷射加工 狀態檢查方法及裝置以及太陽能面板製造方法，可在加工 時對雷射光束的光軸狀態及雷射光束的輸出狀態進行檢 查’並可早期檢測雷射光束加工雜態’且據此早期反馈 (feedback)雷射光束加工時的條件，從而降低不合格產 生率。 本發明的雷射加工狀態檢查方法的特徵在於，照射雷 射光束對工件實施加工，隨後立即獲取所述工件的加工部 位的圖像，並根據此圖像檢查加工狀態。可根據雷射光束 加工才結錢的圖像，即時（]realtime)辨識雷射光束的加 工狀態，並可通過將其反饋來使加工條件最佳化，明顯降 低不合格產生率。 本發明的雷射加工狀態檢查裝置的第丨.特徵包括：保 持機構，絲麟工件；雷射光束騎_，對所述工件 ，射雷射光束’錢檢查機構，在由所述雷射光束照射進 行加工後，立即獲取所述加丄部位_像，並根據所述圖 像檢查加工狀態。本發明是在以往的雷射加卫裝置中設置 檢查機構’並早期反射射光束加工時的條件，以降低不 合格產生率’其巾’所述檢查機構是獲取雷射光束照射加 工才結束後的圖像以對加工狀態進行檢查。 本發明的雷射加工狀態檢查裝置的第2特徵在於：在 201029781 所述第1特徵記載的雷射加工狀態檢查裝置中包括抽吸機 構’此抽吸機構是吸取因所述雷射光束的照射而從工件飛 濺出的飛濺物的抽吸機構’此抽吸機構構成為：通過利用 形成在呈喇^八狀的吸入口中的螺旋狀溝槽，使所述吸入口 附近產生涡流（滿旋流）而吸入所述飛賤物。本發明是通 過在喇《八狀吸入口中切削出螺旋狀螺紋，來使吸入口附近 產生渦流（渦旋流）’使抽吸力以及抽吸流速提高，從而有 效去除飛濺物從工件表面上飛散。 ® 本發明的雷射加工狀態檢查裝置的第3特徵在於：在 所述第1特徵或第2特徵記載的雷射加工狀態檢查裝置中 包括氧刀機構，在將所述工件搬運到所述雷射光束的照射 位置時，通過對所述工件表面喷出空氣，來吹掃所述工件 表面的粉塵等。本發明是在將工件搬入到雷射加工位置 時，由氣刀機構喷出空氣，來吹掃附著在工件表面上的粉 塵等，從而將粉塵等清除。 本發明的雷射加工狀態檢查裝置的第4特徵在於：在 ® 所述第1特徵、第2特徵或第3特徵記載的雷射加工狀態 檢查裝置中包括氣刀機構，通過一面對工件照射所述雷射 光束、一面對所述工件表面喷出空氣，來吹掃所述工件表 面上的粉塵等。本發明是在雷射加工時相對移動的工件附 近设置氣刀機構，在雷射加工處理過程中對工件表面喷出 空乳，以吹掃工件表面上的粉塵等，將粉塵等清除。 本發明的太陽能面板製造方法的特徵在於：使用所述 雷射加工狀態檢查方法、或所述第1至第4特徵中任一特 201029781 徵記載的雷射加工狀態檢查裝置’製造太陽能面板。使用 所述雷射加工狀態檢查方法、或所述光學薄膜黏附裝置中 的任一個’來製造太陽能面板。 本發明的雷射加工狀態檢查方法的第丨特徵在於：在 通過使雷射光束對工件一面進行相對移動一面進行照射， 來對所述工件實施規定的加工的雷射加工時，在所述雷射 光束的光路中分叉提取一部分所述雷射光束，並根據所提 取的雷射光束來檢查所述雷射光束的狀態。本發明可通過 在雷射加工時採樣提取一部分所述雷射光束，來即時檢查 處於加工狀態下的雷射光束的狀態。 本發明的雷射加工狀態檢查方法的第2特徵在於：在 所述第1特徵記載的雷射加工狀態檢查方法中，根據所述 雷射光束的光軸偏移、脈衝寬度、脈衝高度以及漏脈衝的 至少一個’來檢查所述雷射光束的狀態。本發明是檢查雷 射光束的光轴偏移、脈衝寬度、脈衝高度（雷射功率）、漏 脈衝中的至少一個，作為雷射加工時雷射光束的狀態。 本發明的雷射加工狀態檢查裝置的第i特徵包括：保 持機構’用來保持工件；雷射光束照射機構，對所述工件 照射雷射光束，實施規定的加工處理；提取機構，在所述 雷射光束的光路中分叉提取一部分所述雷射光束；光接收 機構’接收由所述提取機構所提取的所述雷射光束；以及 檢查機構，根據來自所述光接收機構的信號，來檢查所述 雷射光束的狀態。本發明可在雷射光束的光路中配置提取 機構’以分叉提取一部分雷射光束，並由光接收機構接收 201029781 經分又提取的雷射光束後’根據此光接收信號來檢查雷射 光束的光轴偏移、強度（脈衝高度）或脈衝寬度、漏脈衝 等。而且’經分又提取的雷射光束因強度相對較弱，因此 可通過利用電荷轉合元件（charge coupled device，CCD) 照相機等直接接收光，來把握所述雷射光束的光軸位置作 為圖像，並據此檢查光軸偏移。 本發明的雷射加工狀態檢查裝置的第2特徵在於：在 所述第1特徵記載的雷射加工狀態檢查裝置中，所述檢查 ® 機構根據來自所述光接收機構的信號，並依據所述雷射光 束的光轴偏移、脈衝寬度、脈衝高度以及漏脈衝之中的至 少一個’檢查所述雷射光束的狀態。本發明是由檢查機構 根據來自光接收機構的信號，檢查雷射加工時的雷射光束 狀態即雷射光束的光轴偏移、脈衝寬度、脈衝高度（雷射 功率）、漏脈衝之中的至少一個。 本發明的雷射加工狀態檢查裝置的第3特徵包括：保 持機構，用來保持工件；雷射光束照射機構，對所述工件 φ 照射雷射光束’實施規定的加工處理；提取機構，在所述 雷射光束的光路中分叉提取一部分所述雷射光束；光電轉 換機構，接收由所述提取機構所提取的所述雷射光束，並 輸出和所接收的所述雷射光束強度相對應的信號；圖像獲 取機構，接收由所述提取機構所提取的所述雷射光束，並 獲取所述雷射光束的圖像；以及檢查機構，根據來自所述 光電轉換機構的信號以及來自所述圖像獲取機構的圖像， 檢查所述雷射光束的狀態。本發明可在雷射光束的光路中 201029781 配置提取機構，以分叉提取雷射光束的一部分，並由光電 轉換機構將經分叉提取的雷射光束接收後進行信號化處 理，由此便可檢查雷射光束的強度（脈衝高度）或脈衝寬 度、漏脈衝等，且可由圖像獲取機構獲取經分叉提取的雷 射光束的光接收圖像，並根據雷射光束的光斑圖像（Sp〇t image)檢查雷射光束的光轴偏移。經分又提取的雷射光束 因強度相對較弱，因此可通過利用CCD照相機等直接接 收光，來把握所述雷射光束的光轴位置作為圖像，並據此 檢查光轴偏移。另外，也可通過利用圖像獲取機構取得表 示照射到光電轉換機構上的雷射光束的位置的圖像，來獲 取雷射光束的光斑圖像。 本發明的雷射加工狀態檢查裝置的第4特徵在於：在 所述第3特徵記載的雷射加工狀態檢查裝置中，所述檢查 機構根據來自所述光電轉換機構的信號，檢查所述雷射光 束的脈衝寬度、脈衝高度以及漏脈衝之中的至少一個，並 根據來自所述圖像獲取機構的圖像，檢查所述雷射光束的 光轴偏移。 本發明的太陽能面板製造方法的特徵在於：使用所述 第1或第2特徵記載的雷射加工狀態檢查方法、或所述第 1至第4特徵中任一特徵記載的雷射加工狀態檢查裝置， 製造太陽能面板。本發明是使用所述雷射加工狀態檢查方 法、或所述雷射加工狀態檢查裝置中的任一個，來製造太 陽能面板。 [發明的效果] 201029781 、根據本發明，具有如下效果：可以在加工時檢查雷射 光束的光軸狀態以及雷射光束的輸出狀態，且早期檢測雷 射光束加工的狀態’並據此早減饋雷射光束加工時的 件’降低不合格產生率。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 、 【實施方式】

以下，根據圖式對本發明的實施方式進行說明。圖i 是本發明一實施方式的雷射加工狀態檢查裝置的概略結構 U圖。此雷射加工狀態檢查裝置構成為：在太陽能面板 製造裝置的雷射光束加工處理（雷射切割）步驟中，對所 述雷射加工狀態進行檢查。 圖1的太1%能面板製造裝置由基座（pedestal) 1 〇、 平臺20、雷射發生裝置40、光學系統構件5〇、加工狀 態檢測光學系統構件60以及空調室等構成。空調室形成在 基座10的上側’此處對於空調室的具體結構省略說明。在 基座10上設置著沿基座10上的X軸方向以及Y軸方向 (XY平面）被驅動控制的XY平臺20〇在此χγ平臺20 的上侧保持有作為雷射加工對象的工件1。而且，在基座 10上設置著：一面保持光學系統構件以及加工狀態檢測光 學系統構件、一面沿γ軸方向被滑動驅動的滑動架（sli(je frame) 30。另外，當能夠利用滑動架30來充分確保γ轴 方向的移動量時，XY平臺20也可以構成為僅進行X軸方 向的移動。此時，XY平臺20也可以是X軸平臺結構。 11 201029781 在滑動架30的底板31上設置著：雷射發生裝置4〇、 光學系統構件50以及加工狀態檢測光學系統構件60。光 學系統構件50由鏡片（mirror)及透鏡（lens)的組合構 成’此光學系統構件50將由雷射發生裝置4〇所產生的雷 射光束分割為4個系列後，導向XY平臺20上的工件i 上。另外，雷射光束的分割並不限定為4個系列，也可以 是3個系列或3個系列以下、或者5個系列或5個系列以 上’而且’也可以是不進行分割的一個系列。實際的光學 系統構件50較為複雜，為了使說明簡單而將圖示簡化表 ❿ 示。XY平臺20沿X方向及Y方向受到移動控制。另外， XY平臺20的驅動機構，使用滾珠螺桿（ball screw)或線 性電動機（linear motor)等，但這些均省略圖示。 滑動架30安裝在基座10上的四角上所設置的移動台 中。滑動架30沿Y方向受到此移動台的移動控制。在底 板31 (base plate)和移動台之間設置著消振構件（未圖 示）。另外，雖未圖示，但XY平臺20構成為：可以乙轴 為旋轉軸而沿Θ方向進行旋轉。 0 圖2是圖1的光學系統構件以及加工狀態檢測光學系 統構件的結構示意圖。加工狀態檢測光學系統構件6〇由檢 測光照射用雷射器61、自動聚焦用光電二極體（autoinatic focus photodiode) 62以及檢查用電荷耦合元件（CCD)陣 列感測器63所構成。自動聚焦用光電二極體62接收由檢 測光照射用雷射器61所照射的光中、從工件丨的表面所反 射的反射光，並根據此反射光量，對檢查用CCD陣列感 12 201029781 測器63相對工件1的局度（焦點）進行調整。檢查用ccd 陣列感測器63接收由檢測光照射用雷射器61所照射的光 中從工件1的表面所反射的反射光，並將和此反射光量對 應的反射光檢測信號輸出到未圖示的控制裝置中。 控制裝置根據來自檢查用CCD陣列感測器63的反射 光檢測信號’檢測由雷射發生裝置4〇產生的雷射光束對工 件1的加工狀態，並將加工不合格、加工條件等問題分析 後，反饋到雷射發生裝置40的輸出條件、環境溫度等中， ❹ 以控制加工狀態。 在圖1及圖2的太陽能面板製造裝置中，由上述雷射 發生裝置40產生雷射光束，並由光學系統構件50將雷射 光束導向XY平臺20上，從而對χγ平臺20上的工件1 照射雷射光束’與此同時對χγ平臺2〇進行移動控制，使 工件1的表面薄膜上形成溝槽。 圖3是關於所述實施方式的太陽能面板製造裝置的其 它實施例的示意圖。此太陽能面板製造裝置是從工件1的 參 背面照射雷射光束，從而在工件表面的薄膜上形成溝槽。 圖3的太陽能面板製造裝置和圖1的太陽能面板製造裝置 的不同之處在於：在基座1〇1上搭載雷射發生裝置401和 光學系統構件501，並將XY平臺2(Π、加工狀態檢測光學 系統構件601以及抽吸裝置701設置在框架301 (frame) 的上部。空調室以覆蓋基座101、框架3(U、XY平臺201、 加工狀態檢測光學系統構件601以及抽吸裝置701等整體 設備的方式形成，但此處對空調室的具體結構省略說明。 13 201029781 XY平臺201構成為·隔著未圖示的框架構件安裝在 框架301上，並沿著和基座1〇1的叉¥平面（χ轴方向（圖 中的橫方向）以及Υ軸方向（圖中的縱深方向））平行的 面受到驅動控制。在此χγ平臺2〇1的上侧保持有作為雷 射加工對象的工件丨。而且，設於基座1〇1上的光學系統 構件501在基座1〇1上沿γ軸方向（圖中的縱深方向）上 受到滑動驅動。 加工狀態檢測光學系統構件601以及抽吸裝置7〇1構 成為：隔著未圖示的框架構件安裝在框架3〇1上，且對χγ 平臺201進行相對移動。抽吸裝置7〇1利用真空抽吸來吸 取雷射光束加工時從工件1的表面飛滅出的飛減物。普通 的抽吸裝置包括簡單地呈味jB八狀的吸入口，但關於此實施 方式的抽吸裝置701是在喇^八狀的侧面切削有螺旋狀溝 槽。即，構成為通過形成在呈喇α八狀的吸入口上的螺旋狀 溝槽，而使吸入口附近產生渦流（渦旋流（scr〇Ufl〇w))， 並由此吸入飛滅物。這樣一來，便可通過在抽吸裝置 的喇°八狀部分切削螺旋狀螺紋，而使吸入口附近產生渦流 (渦旋流），故可以使抽吸裝置701附近的抽吸力以及抽吸 流速大幅提高’從而可以有效去除飛濺物從工件1表面飛 減出來。 加工狀態檢測光學系統構件601的結構和圖2的加工 狀態檢測光學系統構件60相同，由移動檢測光照射用雷射 器、自動聚焦用光電二極體以及檢查用CCD陣列感測器 所構成。自動聚焦用光電二極體接收由檢測光照射用雷射 201029781 器所照射的光之中、從工件1的表面所反射的反射光’並 根據其反射光量，對檢查用CCD陣列感測器相對工件1 的高度（焦點）進行調整。檢查用CCD陣列感測器接收 由檢測光照射用雷射器所照射的光之中、從工件1的表面 所反射的反射光，並將和其反射光量相對應的反射光檢測 信號輸出到未圖示的控制裝置中。 光學系統構件501由鏡片及透鏡的組合所構成，其將 由雷射發生裝置401所產生的雷射光束分割為4個系列， ® 而導向XY平臺201上的工件1上。另外，雷射光束的分 割並不限定為4個系列，也可以是3個系列或3個系列以 下、或者5個系列或5個系列以上，而且，也可以是不進 行分割的一個系列。實際的光學系統構件5〇1較為複雜， 為了使說明簡單而將圖示簡化表示。χγ平臺2〇1沿X方 向（圖中的橫方向）以及γ方向（圖中的縱深方向）受到 移動控制。另外，XY平臺201的驅動機構，使用滾珠螺 桿或線性電動機等，這些均省略圖示。 、 _ 框架301是隔著設在基座101上的四角的消振構件 801〜804，而設置在其上部。另外，雖未圖示，但乂¥平 臺201構成為：可以z軸（圖中的縱向）為旋轉抽而沿θ 方向進行旋轉。 控制裝置根據來自加工狀態檢測光學系統構件6〇1内 的檢查用CCD Ρ車列制㈣反射光_信號，而檢測由 雷射發生裝置401所產生的雷射光束對工件丨的加工狀 態，並將加工不合格、加工條件等問題進行分析後，反饋 15 201029781 到雷射發生裝置401的輸出條件、環境溫度等中，從而控 制加工狀態。 圖3的太陽能面板製造裝置是利用上述雷射發生裝置 401產生雷射光束，由光學系統構件5〇1將所述雷射光束 導向XY平臺201上，並對χγ平臺201上的工件丨的薄 膜照射雷射光束，與此同時，對χγ平臺2〇1實施移動控 制，使工件1的表面薄膜上形成溝槽。如此便可以利用太 陽能面板製造裝置的雷射切割處理，來檢測形成在工件j 的表面上的溝槽的溝槽寬、或溝槽彼此的距離、漏脈衝所 引起的缺陷、雷射加工時薄膜材料的濺散等缺陷，因此， 可將這些加工不合格、加工條件等問題進行分析，反饋到 雷射發生裝置401的輸出條件、環境溫度等，從而即時(real time)地控制所述加工狀態。而且，也可以通過在加工前 進行檢查，而利用加工前後的比較來判別是否為加工前的 狀態所引起的缺陷。 圖4是關於所述實施方式的太陽能面板製造裝置的又 一其它實施例的示意圖。在太陽能面板製造裝置的雷射切 割處理時’將產生非晶梦（a_Si)膜的切割劃痕。所述膜 如上所述’有時會飛濺到大氣中，並附著在工件1上，由 此造成雷射切割不合格。而且，因存在附著在工件1表面 上的各種粉塵等，而導致產生雷射切割不合格。因此，在 圖4的實施方式中，當圖2的太陽能面板製造裝置的工件 1搬入時’使用氣刀（air knife)裝置91，利用空氣吹掃（air purge)附著在工件1表面上的粉塵等，從而將粉塵等清 201029781 除。而且，此實施方式構成為：在雷射加工時，在沿乂轴 方向（圖中橫方向）移動的工件1的前後設置氣刀裝置92、 93 ’從而在雷射切割處理之前將粉塵等清除。例如，當工 件1移動到圖中的右側時，則從其相反側的氣刀裝置胃93 喷出空氣；相反地，當工件1移動到圖中的左側時，則從 其相反側的氣刀裝置92喷空氣。 另外，圖4的實施方式是：使氣刀裝置92、93的空氣 喷出流動成為交叉’但空氣的喷出流動也可以正好交又在 ® 雷射加工位置。此時，無論工件1的移動方向如何，均可 以一直從氣刀裝置92、93喷出空氣。也可以將圖4所示的 氣刀裝置91〜93應用在圖3的太陽能面板製造裝置中。此 時’氣刀裝置92、93設置在抽吸裝置701的兩端。此時， 經氣刀吹掃的粉塵等被抽吸到抽吸裝置701，因此不會分 散到大氣中，從而可有效地將粉塵等清除。而且，也可防 止蒸發後的膜附著在光學系統上。另外，所述實施方式中， 對氣刀設置在工件的單面側的情形進行了說明，但氣刀設 魯 置也可以設置在兩面側。 圖5是關於本發明一實施方式的雷射加工裝置的概略 結構示意圖。此雷射加工裝置是進行太陽能面板製造裝置 的雷射光束加工處理（雷射切割）步驟的裝置。 圖5的太陽能面板製造裝置由基座10、XY平臺20、 雷射發生裝置40、光學系統構件50、對準照相機裝置60、 線性編碼器（linear encoder) 70、控制裝置80以及雷射光 束檢測光學系統構件等所構成。在基座10上設置著：在基 17 201029781 --· - -X — 受到驅動 座10上沿著X軸方向及Y轴方向（χγ平面） 控制的ΧΥ平臺20 »

ΧΥ平臺20沿著X方向及γ方向受到移動控制。另 外’使用滾珠螺桿或線性電動機等作為χγ平臺2〇的驅動 機構，這些均省略了圖示。在ΧΥ平臺20的上側保持有作 為雷射加工對象的工件1。而且，在基座10上設置著：一 面保持光學系統構件、一面沿γ轴方向得到滑動驅動的滑 動架30。ΧΥ平臺20構成為：可以2轴為旋轉軸而沿^ 方向進行旋轉。另外，當可利用滑動架30來充分確保γ 軸方向的移動量時，ΧΥ平臺20也可以構成為僅進行又軸 方向移動。此時，ΧΥ平臺20也可以為X轴平臺結構。

滑動架30安裝在基座1〇上的四角所設置的移動臺 上。滑動架30沿Υ軸方向受到此移動台的移動控制。在 底板31和移動台之間設置著消振構件（未圖示 > 在滑動 架30的底板31上設置著：雷射發生裝置40、光學系統構 件50、控制裝置80以及雷射光束檢測光學系統構件。光 學系統構件50由鏡片及透鏡的組合構成，其將由雷射發生 裝置40所產生的雷射光束分割為4個系列，而導向χγ平 臺20上的工件χ上。另外，雷射光束的分割數並不限定為 4個系列，可以為2個系列或2個系列以上。 對準照相機裝置60獲取XY平臺20上、且工件1的 兩端部（X轴方向的前後邊緣部）附近的圖像。由此對準 照相機裝置60所獲取的圖像被輸出到控制裝置80中。控 制裝置80將來自對準照相機裝置6〇的圖像和工件1的標 18 201029781 Z Od今m)數據一起儲存在數據庫㈤a 機1中，於隨後的工件丨的對準處理中。線性編碼器 2㈣X轉動平臺賴面的刻度構 線性編碼器70是由··設置在χγ平臺2〇的χ轴移動 平臺侧面_度構件和檢測部所構成嘴性編碼器7〇的檢 測信號被輪出到控制裝置80中。控制裝置SO根據來自線 ❹ 性編瑪器70的檢測信號，而檢測χγ平臺2〇的X袖方向 的移動速度（移動頻率），並對雷射發生裝置4()的輸出（雷 射頻率）進行控制。 如圖所示，光學系統構件5〇設置在底板31的下表面 侧。用來將從雷射發生裝置4〇中射出的雷射光束導向光學 系統構件50的反射鏡33、35是設置在底板31上。從雷射 發生裝置4G巾射&的雷射光束被反射鏡3;3反射到反射鏡 35，反射鏡35使來自反射鏡33的反射雷射光束 ，經由設 置在底板Μ上的穿透孔^導向光㈣統構件5G。另外， 粵 如果從雷射發生震置4〇中射出的雷射光束可以通過設置 在底板31上的穿透孔，而從上側導入到光學系統構件50 中’那麼光學系統構件5〇可以採用任意結構。例如，也可 以將雷射發生襄置4Q設置在穿透孔的上側，經由穿透孔直 接將雷射光束導向光學系統構件50。 ，圖6是光學系統構件50的詳細結構的示意圖。實際的 光學系統，件50的結構複雜，此處為了使說明簡單而將圖 不簡化表示。圖6是從圖5的-X轴方向觀察光學系統構件 201029781 50内部的圖。如圖6所示’在底板31上具有穿透孔37， 此穿透孔37用來將由反射鏡35所反射的雷射光束導入到 光學系統構件50内。在此穿透孔37的正下方，設置著將 高斯（Gaussian)強度分佈的雷射光束轉換為頂帽形（top hat )強度分佈的雷射光束的相位型衍射光學元件 (Diffractive Optical Element, DOE ) 500 ° 由DOE500轉換為頂帽形強度分佈雷射光束（頂帽形 光束）的雷射光束，經由半反光鏡（halfmirror) 511分別 分叉為反射光束和透射光束，反射光束朝向右方的半反光 ® 鏡512前進，透射光束朝向下方的反射鏡524前進。經由 半反光鏡511反射的光束被半反光鏡512進一步分叉為反 射光束和透射光束，反射光束朝向下方的反射鏡522前 進，透射光束朝向右方的反射鏡521前進。穿透半反光鏡 512的光束被反射鏡521反射後，經由下方的聚光透鏡541 而照射到工件1。經由半反光鏡512反射的光束被反射鏡 522、523反射後，經由下方的聚光透鏡542而照射到工件 1。穿透半反光鏡511的光束經由反射鏡524反射後，朝向 ❹ 左方前進。經由反射鏡524反射的光束被半反光鏡513分 叉為反射光束和透射光束，反射光束朝向下方的反射鏡 526前進，透射光束朝向左方的反射鏡528前進。經由半 反光鏡513反射的光束被反射鏡526、527反射後，經由下 方的聚光透鏡543而照射到工件1。穿透半反光鏡513的 光束被反射鏡528反射後，經由下方的聚光透鏡544而照 射到工件1。 20 201029781 由DOE500轉換的頂帽形光束’經由所述半反光鏡5η 〜513及反射鏡521〜528進行穿透、反射之後，而被導向 聚光透鏡541〜544。此時，設定從DOE500到各聚光透鏡 541〜544為止的光路長度成為相等、即，由半反光鏡511 所反射的光束穿透半反光鏡512後、由反射鏡521反射到 聚光透鏡541為止的光路長度，由半反光鏡511反射的光 束被半反光鏡512、反射鏡522、523分別反射到聚光透鏡 542為止的光路長度’穿透半反光鏡511的光束被反射鏡 ❺ 523、半反光鏡513、反射鏡526、527分別反射到聚光透 鏡543為止的光路長度，以及穿透半反光鏡5U的光束被 反射鏡523反射、並穿透半反光鏡513後由反射鏡528反 射到聚光透鏡544為止的光路長度，分別為相等的距離。 由此，即便在光束分叉的近前配置DOE500，也可以將頂 帽形強度分佈的雷射光束同樣地導向聚光透鏡541〜544。 • 快門機構531〜534是用於：在光學系統構件50的各 聚光透鏡541〜544中射出的雷射光束偏離工件1時，遮蔽 φ 雷射光束的射出。自動聚焦用測長系統52、54由未圖示的 檢測光照射用雷射器和自動聚焦用光電二極體所構成，其 接收由檢測光照射用雷射器所照射的光之中、從工件1的 表面所反射的反射光，並根據其反射光量，調整光學系統 構件50相對工件1的高度（聚光透鏡541〜544的焦點）。 圖5的雷射加工裝置中，省略了圖丨的加工狀態檢測光學 系統構件60,但實際上設置在作為各雷射光束的加工系列 數的4個部位，並檢測各雷射光束的加工狀態。 21 201029781 圖7是雷射光束檢測光學系統構件的結構示意圖。如 圖5以及圖7所示，雷射光束檢測光學系統構件由光束採 樣器（beam sampler) 92、93、高速光電二極鳢94以及光

軸檢查用CCD照相機96所構成。光束採樣器92、93設 置在導入到光學系統構件50内的雷射光束的光路中。此實 施方式中，光束採樣器92、93設置在雷射發生裝置4〇和 反射鏡33之間。光束採樣器92、93是對一部分雷射光束 (例如，雷射光束的約丨成左右或丨成以下的光量）進行 採樣後分又輸出到外部的元件。高速光電二極體94以在光 接收面的大致中央附近接收由光束採樣器92分叉輸出的 =部分雷射光束（採樣光束）的方式配置。和由高速光電 二極體94所檢測的雷射光束強度相對應的輸出信號被輸 出到控制裝置8G中。光軸檢查用CCD照相機％以在光 接f面的大致中細近接收由絲採樣H 93分又輸出的 刀雷射光束（採樣光束）的方式配置。由光軸檢杳用 CCD照相機96拍攝的影像被輸出到控制裝置⑽中：】

i光ΐ轴=1CCD照相機96也可以取得表示照射到高 雷射光束位置的圖像，且將該圖像輸出 、、則ΧΥ平喜fn80根據來自線性編碼器70的檢測信號， 雷射發生裝w 2x㈣向的移動速度（移動頻率），老 極體94以及_2$ (雷㈣率），並根據高速光， 檢測雷用ccd助機96所輸出的例 生裝置40所射出的雷射光束的漏脈衝，或^ 22 201029781 據雷射光束的光轴偏移量而控制雷射發生裝置4〇的射出 條件’或者對用來將雷射光束導入光學系統構件5〇内的反 射鏡33、35的配置等進行反饋控制。 圖8是表示控制裝置8〇的詳細處理的方塊圖。控制裝 置80由分又機構81、漏脈衝判定機構82、警報產生機構 83、基準CCD圖像存儲機構84、光轴偏移量測量機構85 以及雷射控制器86所構成。分叉機構81使線性編喝器7〇 =測信號（時鐘脈衝（Cl〇Ckpulse))分叉且輸出到後段 ® 的雷射控制器86中。 俊 :::定機構82輸入和來自高速光電二極體94的 構81所給φ'相對應的輸出信號（二極體輸出）及分叉機 束的、2檢測信號（時鐘脈衝），並據此判定雷射光 = 是漏脈衝判定機構82的動作的一個例子 的檢聰號（_脈衝H表示分叉機構81所輸出 速光雷-搞縣。脈衝）的一個例子，圖9(Β)表示和高 機構82在漏脈衝檢(C)表示漏脈衝判定 如圖9所-時所輸*的警報信號的一個例子。 的時鐘脈衝的;降82將來自分叉機㈣ 二極體輸出值是否觸發（tn麟）魏，而判定 出值小於臨限值等於？定的臨限值孔。當二極體輸 構83中。警報產、，將高電平信號輸出到警報產生機 報表示：來自漏脈衝^ 83將以下警報通知外部，所述警 •疋機構82的信號從低電平變化為高 23 201029781 電平的時刻，且產生漏脈衝。警報的通知利用圖像顯示、 發音等各種方法進行。通過產生警報，操作者可以辨識漏 脈衝產生。而且，當此警報頻繁產生時，意味著雷射發生 裝置的性能劣化或壽命結束。 基準CCD圖像存儲機構84存儲著如圖8所示的基準 CCD圖像84a。此基準CCD圖像84a表示：在光轴檢查用 CCD照相機96的光接收面中央接收雷射光束的狀態的圖 像。從光軸檢查用CCD照相機96輸出如圖8所示的被檢 查圖像85a。光轴偏移量測量機構85取得來自光轴檢查用 CCD照相機96的被檢查圖像85a，並將被檢查圖像85a 和基準CCD圖像84a進行比較，而對光轴偏移量進行測 量，且將此偏移量輸出到雷射控制器86中。例如，當由光 軸檢查用CCD照相機96輸出如圖8所示的被檢查圖像85a 那樣的圖像時’那麼，光軸偏移量測量機構85將兩者進行 比較以測量X軸及γ軸方向的偏移量，並將該偏移量輸出 到雷射控制器86中。雷射控制器86對和雷射光束光軸相 關的裝置、即雷射發生裝置4〇的射出條件或用來將雷射光 束導入到光學系統構件5〇内的反射鏡33、35的配置等進 ⑩ 行反饋調整’以使被檢查圖像85a和基準CCD圖像84a 相一致。 所述實施方式中’就檢查雷射光束的光轴偏移以及漏 ，衝的情形進行了說明，但如圖10所示，也可以根據來自 同速光電二極體94的輸出波形，而檢查雷射光束的脈衝狀 態。例如’圖10中’也可以測量雷射光束的脈衝寬度以及 24 201029781 脈衝高度’並在這些脈衝寬度以及脈衝高度產生異常時發 出警報。另外，就雷射光束的脈衝寬度而言，將來自高速 光電二極體94的輸出波形達到規定值或規定值以上的期 間處於規定範圍時作為正常情況，當大於或小於此範圍時 判定為脈衝寬度異常，並輸出警報。並且，就雷射光束的 脈衝高度而言’將來自高速光電二極體94的輸出波形最大 值處於允許範圍内時作為正常情況，當大於或小於此允許 範圍時判定為脈衝高度異常，並輸出警報。這樣，由於隨 ® 時採樣雷射光束，因此可以即時管理脈衝寬度、脈衝高度 (功率）等雷射光束的品質。如果頻繁產生如上所述的漏 脈衝’那麼可以判斷雷射發生裝置4〇劣化。 所述實施方式中’僅觀察漏脈衝的產生，但也可以通 過獲取並存儲漏脈衝產生部位的座標數據（位置數據），來 進行切割線的修補（repair)處理。 所述實施方式中’對利用光轴檢查用CCD照相機96 直接接收由光束採樣器93分叉輸出的一部分雷射光束（採 φ 樣光束），並通過對其進行圖像處理來檢查光軸偏移的情形 進行了說明，但也可以通過光軸檢查用CCD照相機96來 獲取表示在高速光電二極體94的光接收面中央接收雷射 光束的狀態的圖像，來作為被檢查圖像，且由此檢查光轴 偏移" 所述實施方式令，對檢査雷射光束的光轴偏移以及漏 脈衝的情形進行了說明，但也可以將光軸偏移、漏脈衝、 脈衝寬度以及脈衝高度分別適當組合後檢查雷射光束的狀 25 201029781

所述實施方式中’對從形成有薄_待！表面昭射 雷射光束，從而在薄膜上形成切割線（溝槽） 谁、— 了說明，但也可以從工件i的背面照射雷射光束v = 工件表面的薄膜上形成切割線。 所述實施方式中，以太陽能面板製造裝置為例 說明，但本發明也可以應用在電致發光（dectr〇lumi_ent

EL)面板製造裝置、EL面板修補裝置、平板顯示器（細 panel display，FPD)修補裝置等進行雷射加工的裝置中。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離 本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，故本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1是本發明一實施方式的雷射加工狀態檢查裝置的 概略結構示意圖。

圖2是圖1的光學系統構件以及加工狀態檢測光學系 統構件的結構示意圖。 圖3是關於所述實施方式的太陽能面板製造裝置的其 它實施例的示意圖。 圖4是關於所述實施方式的太陽能面板製造裝置的又 一其它實施例的示意圖。 圖5是關於本發明一實施方式的雷射加工裝置的概略 結構示意圖。 26 201029781 圖6是圖5的光學系統構件的詳細緒構示意圖。 圖7是圖5的雷射光束檢測光學系統構件的結構示意 圖。 圖8是表示圖6的控制裝置的詳細處理的方塊圖。 圖9是圖7的漏脈衝判定機構的一例動作的示意圖。 圖10是由圖9的高速光電二極體中輸出的一例波形的 示意圖。 【主要元件符號說明】 ❹ 1 :工件 10、101 :基座 20、201 : XY 平臺 30 :滑動架 301 :框架 31 :底板 33、35 :反射鏡 37 :穿透孔 φ 40、401 :雷射發生裝置 50、501 :光學系統構件 500 :相位型衍射光學元件（DOE) 511〜513 :半反光鏡 52、54 :自動聚焦用測長系統 521〜528 :反射鏡 531〜534 :快門機構 541〜544 :聚光透鏡 27 201029781 60、601 :加工狀態檢測光學系統構件 60 :對準照相機裝置 61 :檢測光照射用雷射器 62 :自動聚焦用光電二極體 63 :檢查用CCD陣列感測器 7 0 :線性編瑪器 701 :抽吸裝置 80:控制裝置

801〜804:消振構件 G 81 :分叉機構 82 :漏脈衝判定機構 83 :警報產生機構 84 :基準CCD圖像存儲機構 84a :基準CCD圖像 85:光軸偏移量測量機構 85a :被檢查圖像 86:雷射控制器 _ 91〜93 :氣刀裝置 92、93 :光束採樣器 94 :高速光電二極體 96 :光軸檢查用CCD照相機 28

Claims (1)

1. 201029781 七、申請專利範圍： h—種雷射加工狀態檢查方法，包括： 照射雷射光束來對工件實施加工，隨後立即獲取所述 工件的加工部位的圖像，且 根據所述圖像檢查加工狀態。 2·一種雷射加工狀態檢查裝置，包括： 係持機構，用來保持工件； 雷射光束照射機構，對所述工件照射雷射光束；以及 參 檢查機構，在由所述雷射光束照射進行加工之後，立 即獲取所述加工部位的圖像，並根據所述圖像檢查加工狀 態。 3. 如申請專利範圍第2項所述的雷射加工狀態檢查裝 置，包括： 抽吸機構，所述抽吸機構是吸取因所述雷射光束的照 射而從所述工件飛濺出的飛濺物的抽吸機構，且所述抽吸 機構構成為： _ 通過利用形成在呈喇α八狀的吸入口中的螺旋狀溝槽， 使所述吸入口附近產生渦流（渦旋流），而吸入所述飛濺 物。 4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的雷射加工狀 態檢查裝置，包括： 氣刀機構，在將所述工件搬運到所述雷射光束的照射 位置時’通過對所述工件表面喷出空氣，來吹掃所述工件 表面的粉塵等。 29 201029781 5·如申請專利範圍第2項、第3項或第4項所述的雷 射加工狀態檢查裝置，包括： 氣刀機構’通過一面對所述工件照射所述雷射光束、 面對所述工件表面噴出空氣，來吹掃所述工件表面的粉 塵等。. 6. 一種雷射加工狀態檢查方法，包括： 使雷射光束對工件一面進行相對移動一面進行照射， 以對所述工件實施規定加工的雷射加工時，在所述雷射光 束的光路中分叉提取一部分所述雷射光束，並根據所提取 ❹ 的雷射光束來檢查所述雷射光束的狀態。 7. 如申請專利範圍第6項所述的雷射加工狀態檢查方 法，其中： 根據所述雷射光束的光轴偏移、脈衝寬度、脈衝高度 以及漏脈衝之中的至少一個，來檢查所述雷射光束的狀態。 8. —種雷射加工狀態檢查裝置，包括： 保持機構，用來保持工件； 雷射光束照射機構，對所述工件照射雷射光束，來實 施規定的加工處理； ❹ 提取機構’在所述雷射光束的光路中分又提取一部分 所述雷射光束； 光接收機構’接收由所述提取機構提取的所述雷射光 束；以及 檢查機構’根據來自所述光接收機構的信號，來檢查 所述雷射光束的狀態。 30 201029781 9·如申請專利範圍第8項所述的雷射加工狀態檢查裝 置，其中： 所述檢查機構根據來自所述光接收機構的信號、並根 據所述雷射光束的光轴偏移、脈衝寬度、脈衝高度以及漏 脈衝的至少一個，來檢查所述雷射光束的狀態。 10.—種雷射加工狀態檢查裝置，包括： 保持機構，用來保持工件； 雷射光束照射機構，對所述工件照射雷射光束，來實 φ 施規定的加工處理； 提取機構，在所述雷射光束的光路中分叉提取一部分 所述雷射光束； 光電轉換機構，接收由所述提取機構所提取的所述雷 射光束’並輸出和所接收的所述雷射光束強度相對應的信 號； 圖像獲取機構，接收由所述提取機構提取的所述雷射 光束，並獲取光接收圖像；以及 檢查機構，根據來自所述光電轉換機構的信號以及來 自所述圖像獲取機構的圖像，來檢查所述雷射光束的狀態。 11.如申請專利範圍第10項所述的雷射加工狀態檢查 裝置，其中： 所述檢查機構根據來自所述光電轉換機構的信號，而 檢查所述雷射光束的脈衝寬度、脈衝高度以及漏脈衝之中 的至少一個，並根據來自所述圖像獲取機構的圖像，來檢 查所述雷射光束的光轴偏移。 31 201029781 、12. 一種太陽能面板製造方法，使雷射光束對工件一面 進行相對移動一面進行照射’而對所述工件實施規定的加 工’其特徵在於： 在所述雷射加工後立即獲取所述工件的加工部位的圖 像，且 根據所述圖像檢查加工狀態。 H一種太陽能面板製造方法，使雷射光束對工件一面 埃行相對移動一面進行照射，而對所述工件實施規定的加 工，其特徵在於： 〇 在所述雷射加工時，在所述雷射光束的光路中分叉提 取〜部分所述雷射光束，且 根據所提取的雷射光束來檢查所述雷射光束的狀態。 14.如申請專利範圍第13項所述的太陽能面板製造方 法’其中： 根據所述雷射光束的光轴偏移、脈衝寬度、脈衝高度 以及漏脈衝之中的至少一個，來檢查所述雷射光束的狀態。 32