WO2012124155A1 - レーザ加工装置およびレーザ加工方法 - Google Patents

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WO2012124155A1
WO2012124155A1 PCT/JP2011/056959 JP2011056959W WO2012124155A1 WO 2012124155 A1 WO2012124155 A1 WO 2012124155A1 JP 2011056959 W JP2011056959 W JP 2011056959W WO 2012124155 A1 WO2012124155 A1 WO 2012124155A1
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WO
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measurement
substrate
processing
laser
displacement
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PCT/JP2011/056959
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鈴木　良和
光志 吉田
毅 高倉
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オムロン株式会社
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
    • B23K26/048—Automatically focusing the laser beam by controlling the distance between laser head and workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting

Definitions

  • the present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and more particularly, to a laser processing apparatus and a laser processing method suitable for use in edge deletion using laser light.
  • edge deletion for removing the thin film at the peripheral portion of the thin film solar cell panel has been performed (for example, see Patent Document 1).
  • an outline of edge deletion will be described with reference to FIG.
  • the processing head that emits laser light is moved along the four sides of the thin-film solar cell panel 1 and the laser light is scanned in a direction perpendicular to the moving direction of the processing head. Thereby, the thin film of the peripheral region 12 having a predetermined width surrounding the cell integration region 11 is removed.
  • the processed surface from which the thin film of the thin film solar cell panel 1 is removed is not necessarily flat due to deflection, distortion, warpage, and the like. Accordingly, the distance between the processing head and the thin film solar cell panel 1 fluctuates, the focal point of the laser beam deviates from the processing surface, the thin film remains without being completely peeled off, and the insulating properties of the thin film solar cell panel 1 and the like. The quality of the product may be reduced.
  • This invention is made in view of such a situation, and makes it possible to improve the processing quality of the edge deletion of a thin film solar cell panel.
  • a laser processing apparatus is a laser processing apparatus that processes a substrate using laser light, and the substrate processing is performed at a plurality of predetermined measurement positions in the vicinity of the position where the laser light is irradiated onto the substrate.
  • a plurality of measuring means for measuring the position in the height direction of the machining surface, an emission port for emitting laser light, and a plurality of measurement means, an emission means that does not rotate around an axis perpendicular to the machining surface, the emission means, and the substrate The moving means that can move the relative position between the emitting means and the substrate in four directions parallel to the processing surface and orthogonal to each other, and the measuring means used for the measurement are selected.
  • a focus position control means for controlling the focus position of the laser beam based on the measurement result by the selected measurement means, all the measurement positions from the irradiation center which is the center of the irradiation range of the laser beam.
  • the selection means measures the measurement at a measurement position separated from the edge of the substrate toward the inside of the substrate by a predetermined third distance or more. Select.
  • the end of the substrate when the end of the substrate is processed while moving the relative position between the emitting means and the substrate along the end of the substrate, the end of the substrate is moved from the end of the substrate.
  • a measurement unit that performs measurement at a measurement position separated by a predetermined third distance or more in the inward direction is selected, and the focal position of the laser light is controlled based on the measurement result of the selected measurement unit.
  • the focus of the laser beam can be surely adjusted to the processed surface of the substrate, and the processing accuracy is improved.
  • the processing quality of the edge deletion of the thin film solar cell panel can be improved.
  • This measuring means is constituted by a laser displacement meter, for example.
  • This emitting means is constituted by, for example, a processing head that emits laser light.
  • This moving means is comprised by drive means, such as a linear motor, for example.
  • This selection means is comprised by various computers, a processor, PLC (Programmable Logic Controller) etc., for example.
  • This focal position control means controls, for example, the position of a driving means for controlling the distance between the processing head and the substrate by moving at least one of the processing head and the substrate, or the position of the lens of the laser light optical system. Consists of focus control means and the like.
  • the first distance is set to a distance that requires the measurement position to be separated from the irradiation center in order to keep the measurement accuracy of the panel displacement at a predetermined level or more.
  • This second distance varies depending on, for example, the distance between the side to be processed and the irradiation center, and the distance between the side to be processed and the measurement position selected when processing the side is a thin film. It is set to be larger than the assumed maximum width of the wraparound region of the solar cell panel.
  • the third distance is set to a value larger than the assumed maximum width of the wraparound region of the thin film solar cell panel.
  • this laser processing apparatus three measurement means are provided, and the direction with respect to at least one irradiation center among the three measurement positions by the three measurement means is set obliquely with respect to all four directions. be able to.
  • the position in the height direction of the processed surface of the substrate can be accurately measured by a small number of measuring means.
  • two measurement means are provided, and two measurement positions by the two measurement means are arranged in directions symmetric with respect to the irradiation center, and the directions of the respective measurement positions with respect to the irradiation center are four directions. Can be set diagonally for all of the above.
  • the position in the height direction of the processed surface of the substrate can be accurately measured with a smaller number of measuring means.
  • this focal position control means when there is no measurement position in the second area inside the first area within the third distance from the peripheral edge of the substrate, the processing measured in advance in the second area is performed.
  • the focal position of the laser beam can be controlled based on the position of the surface in the height direction.
  • a laser processing apparatus for processing a substrate using laser light, wherein the substrate is measured at a plurality of predetermined measurement positions in the vicinity of the position where the laser light is irradiated onto the substrate.
  • Laser processing by a laser processing apparatus comprising: moving means capable of moving at least one of the substrates and moving a relative position between the emitting means and the substrate in four directions parallel to the processing surface and orthogonal to each other.
  • all the measurement positions are separated from the irradiation center, which is the center of the irradiation range of the laser light, by a predetermined first distance or more, and in all four directions, the measurement positions are not more than the predetermined second distance from the irradiation center.
  • the end portion of the substrate is directed to the inside of the substrate.
  • a measurement unit that performs measurement at a measurement position that is more than a predetermined third distance in the direction is selected, and the focal position of the laser light is controlled based on the measurement result of the selected measurement unit.
  • a measurement unit that performs measurement at a measurement position separated by a predetermined third distance or more in the inward direction is selected, and the focal position of the laser light is controlled based on the measurement result of the selected measurement unit.
  • the focus of the laser beam can be surely adjusted to the processed surface of the substrate, and the processing accuracy is improved.
  • the processing quality of the edge deletion of the thin film solar cell panel can be improved.
  • This measuring means is constituted by a laser displacement meter, for example.
  • This emitting means is constituted by, for example, a processing head that emits laser light.
  • This moving means is comprised by drive means, such as a linear motor, for example.
  • Selection of the measurement means is executed by, for example, various computers, processors, PLCs (Programmable Logic Controllers), and the like.
  • the focal position is controlled by, for example, driving means for controlling the distance between the machining head and the substrate by moving at least one of the machining head and the substrate, or a focal point for controlling the position of the lens of the laser light optical system. It is executed by a control means or the like.
  • the first distance is set to a distance that requires the measurement position to be separated from the irradiation center in order to keep the measurement accuracy of the panel displacement at a predetermined level or more.
  • This second distance varies depending on, for example, the distance between the side to be processed and the irradiation center, and the distance between the side to be processed and the measurement position selected when processing the side is a thin film. It is set to be larger than the assumed maximum width of the wraparound region of the solar cell panel.
  • the third distance is set to a value larger than the assumed maximum width of the wraparound region of the thin film solar cell panel.
  • the laser processing apparatus is a laser processing apparatus for processing a substrate using laser light, and the measurement is not affected by the laser light from a position where the laser light is irradiated onto the substrate.
  • a plurality of measuring means for measuring the position in the height direction of the processed surface of the substrate at measurement positions separated by a distance or more, an emitting means provided with an emission port for emitting the laser beam and a plurality of the measuring means, and the emission
  • a moving means for moving at least one of the means and the substrate to move the emitting means along the periphery of the substrate, a selecting means for selecting the measuring means used for measurement, and a measurement result by the selected measuring means
  • a focus position control means for controlling the focus position of the laser light, and when processing the periphery of the substrate, the selection means is adapted to irradiate the laser light. Selecting said measuring means located on the inner side of the substrate relative to the position.
  • the laser processing apparatus when processing the periphery of the substrate, at a measurement position separated from the position where the laser beam is applied to the substrate by a distance not affected by the measurement by the laser beam.
  • the measuring means located inside the substrate with respect to the irradiation position of the laser beam is selected, and based on the measurement result by the selected measuring means Thus, the focal position of the laser beam is controlled.
  • the focus of the laser beam can be surely adjusted to the processed surface of the substrate, and the processing accuracy is improved.
  • the processing quality of the edge deletion of the thin film solar cell panel can be improved.
  • This measuring means is constituted by a laser displacement meter, for example.
  • This emitting means is constituted by, for example, a processing head that emits laser light.
  • This moving means is comprised by drive means, such as a linear motor, for example.
  • This selection means is comprised by various computers, a processor, PLC (Programmable Logic Controller) etc., for example.
  • This focal position control means controls, for example, the position of a driving means for controlling the distance between the processing head and the substrate by moving at least one of the processing head and the substrate, or the position of the lens of the laser light optical system. Consists of focus control means and the like.
  • the focus of the laser beam can be surely adjusted to the processed surface of the substrate, and the processing accuracy is improved.
  • the processing quality of the edge deletion of the thin film solar cell panel can be improved.
  • Embodiment 2 modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order. 1. Embodiment 2. FIG. Modified example
  • FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a laser processing system to which the present invention is applied.
  • the laser processing system 101 is a system that performs edge deletion of the thin-film solar battery panel 102.
  • the laser processing system 101 includes a carry-in roller conveyor 111, a shutter 112, a laser processing device 113, a shutter 114, a carry-out roller conveyor 115, and a personal computer (hereinafter referred to as a PC) 116.
  • a PC personal computer
  • the thin-film solar battery panel 102 is carried into the laser processing apparatus 113 by the carry-in roller conveyor 111. Then, the edge processing of the thin film solar cell panel 102 is performed by the laser processing device 113, and the processed thin film solar cell panel 102 is carried out to the outside by the carry-out roller conveyor 115.
  • the shutter 112 and the shutter 114 are closed during the processing of the thin film solar cell panel 102, for example, and block the processing space in the laser processing apparatus 113 from the outside.
  • the PC 116 is used for controlling the laser processing apparatus 113.
  • the user inputs processing control information necessary for execution of edge deletion to the PC 116, and the PC 116 supplies the processing control information to the laser processing apparatus 113.
  • the laser processing device 113 performs edge deletion of the thin film solar cell panel 102 based on the processing control information.
  • the user can input various commands such as start and stop to the laser processing apparatus 113 via the PC 116.
  • Various commands can be input from other than the PC 116.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the laser processing apparatus 113.
  • FIG. 4 is a schematic view of the state in which the thin-film solar battery panel 102 is installed in the laser processing apparatus 113 as viewed from above.
  • the laser processing device 113 includes a laser oscillator 131, an optical fiber 132, a processing head 133, a gantry 134, an XY stage 135, a belt transport holder 136, a linear motor 137, a servo motor 138, a transport conveyor 139, a transport roller unit 140, A dust duct 141, power supply controllers 142a and 142b, coolers 143a and 143b, and a control unit 144 are included.
  • the laser oscillator 131 and the processing head 133 are connected via an optical fiber 132.
  • the processing head 133 is provided on the front surface of the gantry 134.
  • the gantry 134 is provided on the upper surface of the XY stage 135.
  • the width direction of the XY stage 135 is the x-axis direction, and the direction from left to right is the positive direction.
  • the depth direction of the XY stage 135 is defined as the y-axis direction, and the direction from the front to the rear is defined as the positive direction.
  • the height direction of the XY stage 135 is a z-axis direction, and the direction from the bottom to the top is a positive direction.
  • the laser light emitted from the laser oscillator 131 passes through the optical fiber 132 and enters the processing head 133.
  • the processing head 133 is provided on the front surface of the gantry 134 so that the surface provided with the emission port 133C (FIG. 5) from which the laser light is emitted faces downward.
  • the processing head 133 irradiates the thin film solar cell panel 102 (FIG. 4) placed on the belt transport holder 136 provided on the upper surface of the XY stage 135 with laser light, and the thin film solar cell panel 102.
  • the laser beam is scanned above.
  • the machining head 133 can be translated in the x-axis direction by a linear motor 137 provided on the front surface of the gantry 134.
  • the gantry 134 can be translated in the y-axis direction by a linear motor (not shown) provided on the back surfaces of the left and right legs (hereinafter referred to as a linear motor on the back surface of the gantry 134).
  • a linear motor not shown
  • the relative position between the processing head 133 and the thin-film solar battery panel 102 is moved in four directions orthogonal to each other in the positive and negative directions of the x axis and the positive and negative directions of the y axis.
  • the light irradiation position can be moved in the four directions.
  • the machining head 133 can be translated in the z-axis direction by a servo motor 138 provided on the back surface of the machining head 133 (the surface facing the front surface of the gantry 134).
  • a servo motor 138 provided on the back surface of the machining head 133 (the surface facing the front surface of the gantry 134).
  • the belt transport holder 136 is moved in the y-axis direction by the transport conveyor 139 and the transport roller unit 140 provided on both sides of the belt transport holder 136 in the x-axis direction.
  • the thin-film solar battery panel 102 placed on the upper surface of the belt transport holder 136 can be carried into a position where the processing is performed or carried out from the laser processing apparatus 113.
  • a dust collection duct 141 that collects processing waste generated when the thin film solar cell panel 102 is processed is provided.
  • the power supply controllers 142a and 142b control the power supplied to the laser oscillator 131.
  • the coolers 143a and 143b cool the laser oscillator 131 and the power supply controllers 142a and 142b.
  • the control unit 144 is configured by, for example, a PLC (Programmable Logic Controller).
  • the control unit 144 controls each unit of the laser processing apparatus 113 based on the processing control information supplied from the PC 116, and causes the thin film solar cell panel 102 to perform edge deletion.
  • the control unit 144 has an operation unit configured by, for example, a touch panel, and the user can input various commands to the laser processing apparatus 113 via the operation unit.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration example of the processing head 133.
  • 5 is a front view of the machining head 133
  • the lower left diagram is a bottom view of the machining head 133.
  • the lower surface 133A of the processing head 133 is provided with an emission port 133C that emits laser light and displacement meters 201a and 201b that measure the position of the processing surface of the thin-film solar cell panel 102 in the height direction.
  • the laser light is emitted from the emission port 133C at the approximate center of the emission part 133B provided on the lower surface 133A of the processing head 133, and is irradiated to the thin film solar cell panel 102.
  • a galvanometer scanner 271 (FIG. 11) is provided in the machining head 133, and the laser light emitted from the emission port 133C is scanned in two axial directions of the x axis and the y axis within a predetermined range.
  • the direction in which the machining head 133 is moved by the linear motor 137 and the linear motor on the back surface of the gantry 134 to scan the laser beam is referred to as a main scanning direction
  • the direction orthogonal to the main scanning direction is referred to as the sub scanning direction. Called.
  • the displacement meter 201 is composed of, for example, a laser displacement meter that uses laser light as measurement light. More specifically, the displacement meter 201 irradiates the processing light of the thin film solar cell panel 102 to be measured with measurement light. Then, the light incident on the light receiving lens of the displacement meter 201 among the reflected light reflected by the processing surface is imaged on a detection element in the displacement meter 201 configured by, for example, a two-dimensional CMOS image sensor. To do.
  • the displacement meter 201 measures a displacement (hereinafter referred to as a panel displacement) with respect to a reference position in a predetermined z-axis direction of the processed surface of the thin-film solar battery panel 102 based on the imaging position of the reflected light on the detection element. .
  • the position of the processing head 133 in the z-axis direction is controlled so that the laser beam is focused on the processing surface of the thin film solar cell panel 102.
  • the figure on the right side of the bottom view of the processing head 133 shows the irradiation position of the laser beam and the measurement position of the panel displacement in the thin film solar cell panel 102.
  • the right direction is the positive direction of the x axis
  • the downward direction is the positive direction of the y axis.
  • the irradiation position PL indicates the irradiation position of the laser beam when the laser beam is emitted from the emission port 133C perpendicularly to the lower surface 133A. Then, the laser light is scanned by the galvanometer scanner 271 (FIG. 11), so that the irradiation position of the laser light is scanned in the x-axis direction and the y-axis direction around the irradiation position PL. Therefore, the center of the laser light irradiation range coincides with the irradiation position PL.
  • the irradiation position PL is also referred to as an irradiation center PL.
  • the measurement position PSa indicates the panel displacement measurement position by the displacement meter 201a.
  • the measurement position PSa coincides with the position (sensor spot) irradiated with the measurement light from the displacement meter 201a.
  • the measurement position PSb indicates the measurement position of the panel displacement by the displacement meter 201b.
  • the measurement position PSb coincides with the position (sensor spot) irradiated with the measurement light from the displacement meter 201b.
  • displacement meters 201a and 201b when it is not necessary to distinguish the displacement meters 201a and 201b, they are simply referred to as the displacement meters 201.
  • measurement positions PSa and PSb when it is not necessary to distinguish the measurement positions PSa and PSb from each other, they are simply referred to as measurement positions PS.
  • the displacement meters 201a and 201b are arranged in a symmetric direction with the exit port 133C as the center, and the direction with respect to the exit port 133C is oblique to the traveling direction of the machining head 133 (x-axis direction and y-axis direction). It is arranged to be. More precisely, the displacement meter 201a is arranged at a position of about 45 ° with respect to the x axis and the y axis in the negative direction of the x axis and the positive direction of the y axis with respect to the emission port 133C.
  • the displacement meter 201b is arranged at a position of about 45 ° with respect to the x-axis and the y-axis in the positive direction of the x-axis and the negative direction of the y-axis with respect to the emission port 133C.
  • the positional relationship between the irradiation center PL, the measurement position PSa, and the measurement position PSb is substantially the same as the positional relationship between the emission port 133C, the displacement meter 201a, and the displacement meter 201b.
  • the processing head 133 does not rotate around an axis perpendicular to the processing surface of the thin-film solar cell panel 102. Accordingly, the irradiation center PL and the measurement positions PSa and PSb are only translated in the x-axis and y-axis directions with the movement of the machining head 133, and the relative directions between the three are not changed.
  • the displacement meter 201 is simply disposed with respect to the traveling direction (x-axis direction and y-axis direction) of the machining head 133 with respect to the emission port 133C. It is said that it is disposed obliquely with respect to the emission port 133C.
  • the measurement position PS should be as close as possible to the laser beam irradiation center PL.
  • the intensity of the laser light is very strong compared to the intensity of the measurement light of the displacement meter 201, if the measurement position PS is too close to the irradiation center PL, the reflected light of the laser light enters the displacement meter 201, It causes an error. Therefore, in order to maintain the measurement accuracy of the panel displacement at a predetermined level or more, the measurement position PS needs to be separated from the irradiation center PL by a predetermined distance (hereinafter referred to as a threshold distance DT1). That is, the first setting condition of the measurement position PS is as follows.
  • Setting condition 1 Separate from the irradiation center PL by a threshold distance DT1 or more.
  • This threshold distance DT1 is a distance necessary for making the measurement error due to the reflected light of the laser light to be a predetermined level or less, and is determined by the range in which the laser light is reflected and its intensity distribution.
  • the range in which the laser beam is reflected and the intensity distribution vary depending on factors such as the intensity of the laser beam, the wavelength and scanning range, the material, thickness, and surface shape of the thin-film solar cell panel 102.
  • the panel displacement when the panel displacement is measured at a position away from the irradiation center PL by the threshold distance DT1 or more, the panel displacement may not be measured with only one displacement meter 201.
  • FIG. 6 shows a case where one displacement meter 201 is provided at a position away from the emitting portion 133B of the machining head 133 and the panel displacement is measured at a position away from the irradiation center PL.
  • the measurement light emitted from the displacement gauge 201 is irradiated outside the thin film solar cell panel 102 by the side of the thin film solar cell panel 102 to be processed, and the panel displacement cannot be measured accurately. To do.
  • FIG. 7 shows an example of a laminated structure when the thin-film solar battery panel 102 is a single type.
  • the example of the hierarchical structure in two places of the position away from the edge part of the thin film solar cell panel 102 and the edge part of the thin film solar cell panel 102 is shown.
  • the thin-film solar battery panel 102 includes a transparent substrate 221 made of glass, a transparent electrode layer 222 made of TCO (Transparent Conductive Oxide) such as ITO, SnO2, and ZnO, and a semiconductor layer 223 made of ⁇ -Si (amorphous silicon).
  • the back electrode layer 224 made of an Al electrode is laminated from the top.
  • or 102D are removed by edge deletion.
  • the displacement meter 201 measures the panel displacement of the surface of the transparent electrode layer 222 (the surface in contact with the transparent substrate 221), which is a processed surface.
  • the semiconductor layer 223 wraps around due to a manufacturing process problem, and the semiconductor layer 223 adheres to the surface of the transparent substrate 221. .
  • a region where the semiconductor layer 223 is attached to the surface of the transparent substrate 221 due to the wraparound of the semiconductor layer 223 is referred to as a wraparound region 231.
  • region 231 is typically shown by the area
  • a panel displacement measurement error occurs. Therefore, in order to more accurately measure the measurement position PS, an area within a predetermined distance (hereinafter referred to as a maximum assumed distance DS) from the periphery of the thin film solar cell panel 102 (hereinafter referred to as a maximum assumed area). It is necessary to set to the inner area.
  • the maximum assumed distance DS is set to a value (for example, 15 mm) that is equal to or greater than the maximum width of the assumed wraparound area 231. Therefore, the maximum assumed area is a square-shaped area at the peripheral edge of the thin-film solar battery panel 102 and includes all areas where the semiconductor layer 223 is supposed to be wrapped around.
  • FIG. 8 shows an example of the arrangement of the displacement meters 201a and 201b.
  • FIG. 8 shows the positions of the exit port 133C and the displacement meters 201a and 201b when the processing head 133 is viewed from above.
  • the displacement meters 201a and 201b are arranged in a line in the y-axis direction with the emission port 133C interposed therebetween.
  • FIG. 9 shows another example of the arrangement of the displacement meters 201a and 201b.
  • the displacement meters 201a and 201b are arranged so as to be orthogonal to the exit port 133C. More precisely, the displacement meter 201a is disposed in the positive x-axis direction with respect to the exit port 133C, and the displacement meter 201b is disposed in the positive y-axis direction with respect to the exit port 133C.
  • the displacement meter 201a is used. If the measurement position PSa goes out of the thin film solar cell panel 102 and the displacement meter 201b is used, the panel displacement cannot be measured while avoiding the wraparound region 231. As a result, a panel displacement measurement error occurs.
  • This problem occurs when one of the displacement meters 201a and 201b is arranged in the x-axis direction with respect to the emission port 133C and the other is arranged in the y-axis direction with respect to the emission port 133C.
  • the positive and negative directions of the x axis and the y axis In each of the four directions of positive and negative directions, at least one measurement position PS that is separated from the irradiation center PL by a predetermined distance (hereinafter referred to as a threshold distance DT2) or more needs to exist. That is, the second setting condition of the measurement position PS is as follows.
  • Setting condition 2 Measurement position PS separated from the irradiation center PL by a threshold distance DT2 or more in each of the positive and negative directions of the x axis and the positive and negative directions of the y axis (direction in which the machining head 133 moves). There is at least one.
  • the threshold distance DT2 is substantially the same value as the maximum assumed distance DS, but varies depending on the distance between the side to be processed and the irradiation center PL. That is, as the distance between the side to be processed and the irradiation center PL becomes longer, the threshold distance DT2 becomes shorter. As the distance between the side to be processed and the irradiation center PL becomes shorter, the threshold distance DT2 becomes longer. Become. In addition, the irradiation center PL shall pass the inner side of the thin film solar cell panel 102. FIG.
  • the displacement meters 201a and 201b are arranged as in the present embodiment, as shown in FIG. 10, when the sides 102A and 102B are processed, the displacement meter 201a is positioned inside the thin film solar cell panel 102. When the sides 102C and 102D are processed, the displacement meter 201b is positioned inside the thin-film solar battery panel 102. That is, at the time of processing any side, at least one displacement meter 201 is located inside the thin film solar cell panel 102.
  • the displacement meter 201a is installed so that the distances in the negative x-axis direction and the positive y-axis direction from the irradiation center PL at the measurement position PSa are both equal to or greater than the threshold distance DT2, and the irradiation center PL at the measurement position PSb.
  • the setting condition 2 can be satisfied by installing the displacement meter 201b so that the distances in the positive x-axis direction and the negative y-axis direction are both greater than or equal to the threshold distance DT2.
  • the displacement meter 201a is arranged at a position 30 mm to 50 mm away from the center of the exit port 133C in the negative x-axis direction and 30 mm to 50 mm in the positive y-axis direction.
  • the displacement meter 201b is disposed at a position 30 mm to 50 mm away from the center of the emission port 133C in the positive x-axis direction and 30 mm to 50 mm in the negative y-axis direction.
  • the measurement position PS is desirably set as close to the irradiation center PL as possible within the range satisfying the setting condition 1 and the setting condition 2 in order to further improve the measurement accuracy.
  • control unit 144 realizes functions including the machining head control unit 251, the overall control unit 252, and the stage control unit 253 by executing a predetermined control program.
  • the processing head control unit 251 is configured to include a selection unit 261, a focus control unit 262, and a laser control unit 263.
  • the selection unit 261 selects either the displacement meter 201a or the displacement meter 201b based on the control of the overall control unit 252.
  • the selection unit 261 acquires the panel displacement measurement result from the selected displacement meter 201 and supplies the result to the focus control unit 262.
  • the focus control unit 262 holds in advance a table (hereinafter referred to as a focus control table) indicating the correspondence between the panel displacement measurement result and the position of the machining head 133 in the z-axis direction.
  • the focus control unit 262 controls the servo motor 138 based on the panel displacement measurement result and the focus control table based on the control of the overall control unit 252 to adjust the position of the machining head 133 in the z-axis direction.
  • the laser beam is focused on the processed surface of the thin-film solar cell panel 102.
  • the laser control unit 263 controls the laser oscillator 131 based on the control of the overall control unit 252 to control the emission and stop of the laser beam, the intensity, and the like. Further, the laser control unit 263 controls the galvanometer scanner 271 provided in the machining head 133 based on the control of the overall control unit 252 to control scanning of the laser light in the x-axis direction and the y-axis direction. .
  • the overall control unit 252 acquires processing control information from the PC 116, and controls each part of the control unit 144 based on the acquired processing control information to control edge deletion of the thin-film solar cell panel 102.
  • the processing control information includes, for example, the intensity of the laser beam, the moving speed of the processing head 133, the start and end points of each side, the acceleration margin, the deceleration margin, the processing margin, the measurement margin, the processing order, the displacement meter used, and the like.
  • an outline of each element included in the machining control information will be described.
  • the intensity of the laser beam indicates the intensity of the laser beam when performing edge deletion.
  • the moving speed of the machining head 133 indicates the speed at which the machining head 133 is moved at a constant speed in the main scanning direction.
  • the start point of each side indicates the position of the processing head 133 corresponding to the position where the processing of each side is started (hereinafter referred to as the processing start point). That is, by setting the processing head 133 to the start point of each side, it is possible to perform processing on the processing start point of each side.
  • the end point of each side indicates the position of the processing head 133 corresponding to the position where the processing of each side is finished (hereinafter referred to as the processing end point). That is, by setting the machining head 133 to the end point of each side, the machining end point of each side can be machined.
  • the acceleration margin indicates a distance necessary for accelerating the machining head 133 from the stopped state to the above moving speed.
  • the deceleration margin indicates a distance required to stop the machining head 133 from a state where it is at a constant speed at the above moving speed.
  • the processing margin indicates a distance for processing before the processing head 133 reaches the start point and a distance for further processing after the processing head 133 reaches the end point.
  • processing is started before the processing head 133 reaches the starting point of each side, and processing is continued for a while after the end point is passed.
  • the measurement margin indicates the distance from the end of the thin-film solar cell panel 102 that is necessary for measuring the panel displacement while avoiding the wraparound region 231 and is set to the same value as the maximum assumed distance DS described above, for example.
  • the processing order indicates the order of processing each side of the thin film solar cell panel 102.
  • the used displacement meter indicates the relationship between the side of the thin film solar cell panel 102 to be processed, the position of the processing head 133, and the displacement meter 201 used for measuring the panel displacement.
  • the overall control unit 252 controls the transport conveyor 139 and the transport roller unit 140 to transport, carry out, position, etc. the thin-film solar battery panel 102. Furthermore, the overall control unit 252 controls the dust collector 272 that is connected to the dust collection duct 141 (FIG. 3) and collects processing waste generated when the thin film solar cell panel 102 is processed. In addition, the overall control unit 252 controls the image sensor 273 to photograph the thin-film solar battery panel 102 and obtain image data obtained as a result. Then, the overall control unit 252 grasps the processing status of the thin-film solar battery panel 102 based on the acquired image data, and controls the processing head control unit 251 and the stage control unit 253 according to the processing status.
  • the stage control unit 253 controls the position of the machining head 133 in the x-axis direction by controlling the linear motor 137 based on the control of the overall control unit 252. Further, the stage control unit 253 controls the position of the gantry 134 in the y-axis direction by controlling a linear motor on the back surface of the gantry 134 (not shown) based on the control of the overall control unit 252, thereby controlling the machining head 133. The position in the y-axis direction is controlled.
  • step S1 the laser processing system 101 performs initial setting. Specifically, the user inputs processing control information used for edge deletion of the thin-film solar battery panel 102 to the PC 116.
  • the PC 116 supplies the input processing control information to the overall control unit 252 of the control unit 144 of the laser processing apparatus 113.
  • the carry-in roller conveyor 111 carries the thin film solar cell panel 102 to be processed into the laser processing apparatus 113.
  • the thin-film solar battery panel 102 is placed on the belt conveyance holder 136 of the laser processing apparatus 113.
  • the transport conveyor 139 and the transport roller unit 140 move the belt transport holder 136 in the y-axis direction under the control of the overall control unit 252, and set the thin-film solar battery panel 102 at a predetermined position.
  • the stage control unit 253 controls the linear motor 137 and the linear motor on the back surface of the gantry 134 under the control of the overall control unit 252, and only the acceleration margin from the start point of the side 102A of the thin film solar cell panel 102 to be processed first.
  • the machining head 133 is moved to a position separated in the negative direction of the x axis.
  • step S2 the stage controller 253 moves the machining head 133 in the main scanning direction to a position where the panel displacement can be measured while avoiding the wraparound area 231.
  • the stage control unit 253 controls the linear motor 137 based on the control of the overall control unit 252, and performs processing up to a position separated from the start point of the side 102A by the measurement margin in the positive direction of the x axis.
  • the head 133 is moved in the direction indicated by the arrow A11 in FIG. 14 (the positive direction of the x axis).
  • the measurement position PSa of the displacement meter 201a moves to a region inside the wraparound region 231 of the thin film solar cell panel 102.
  • step S3 the displacement meter 201a measures the initial value of the panel displacement. Specifically, the selection unit 261 selects the displacement meter 201a based on the control of the overall control unit 252, and starts measuring the panel displacement. Then, the selection unit 261 acquires the measurement result of the panel displacement from the displacement meter 201a and supplies the result to the focus control unit 262. The focus control unit 262 holds the acquired panel displacement as an initial value.
  • step S4 the stage control unit 253 returns the processing head 133 to the original position. That is, the stage control unit 253 controls the linear motor 137 under the control of the overall control unit 252, and moves the machining head 133 in the direction of the arrow A12 (in the x-axis direction) to the position set in the process of step S1. Move in the negative direction.
  • step S5 the laser processing device 113 performs processing with the panel displacement fixed to the initial value.
  • the focus control unit 262 obtains the position of the machining head 133 in the z-axis direction corresponding to the initial value of the panel displacement based on the focus control table described above, and controls the servo motor 138 to obtain the position.
  • the machining head 133 is moved to the position in the z-axis direction.
  • the stage control unit 253 controls the linear motor 137 based on the control of the overall control unit 252 to start the constant speed movement of the machining head 133 in the direction of the arrow A13 (the positive direction of the x axis). .
  • the laser control unit 263 controls the laser oscillator 131 when the processing head 133 reaches a position away from the start point of the side 102A by the processing margin in the negative direction of the x-axis under the control of the overall control unit 252. Control to start emission of laser light having a predetermined intensity. Further, the laser control unit 263 controls the galvanometer scanner 271 under the control of the overall control unit 252, and starts scanning of the laser light in the sub-scanning direction (y-axis direction).
  • the panel displacement is fixed to the initial value measured in the process of step S3, and the processing for the side 102A is started in a state where the focal position of the laser beam is fixed.
  • step S6 the stage control unit 253 determines whether or not the measurement position PSa has reached the inner side of the wraparound region 231.
  • the determination process of step S6 is repeatedly executed until it is determined that the measurement position PSa has reached the inner side of the wraparound region 231.
  • the stage control unit 253 moves the measurement position PSa to the wrap region 231 (more precisely, the wrap region). 231 (maximum expected area of H.231), the process proceeds to step S7.
  • step S7 the laser processing device 113 performs processing while controlling the focal position of the laser beam based on the measurement result of the panel displacement.
  • the selection unit 261 starts supply of the measurement result of the panel displacement by the displacement meter 201 a to the focus control unit 262 based on the control of the overall control unit 252.
  • the focus control unit 262 obtains the position in the z-axis direction of the machining head 133 corresponding to the measurement result of the panel displacement by the displacement meter 201a based on the focus control table, and controls the servo motor 138 to machine to the obtained position.
  • a process of moving the head 133 in the z-axis direction is started.
  • the processing for the side 102A is performed in a state where the focal point of the laser light is always aligned with the processing surface of the thin-film solar cell panel 102 following the panel displacement.
  • step S8 the stage controller 253 determines whether or not the processing head 133 has reached the end point of the side 102A being processed.
  • the determination process in step S8 is repeatedly executed until it is determined that the machining head 133 has reached the end point of the side 102A being processed.
  • the process proceeds to step S9.
  • step S9 the laser processing apparatus 113 ends the processing of the side 102A being processed.
  • the focus control unit 262 stops the control of the focus position of the laser beam based on the control of the overall control unit 252.
  • the stage control unit 253 controls the linear motor 137 under the control of the overall control unit 252 to decelerate the moving speed of the machining head 133 in the main scanning direction and finally stop it.
  • the laser control unit 263 emits laser light when the processing head 133 reaches a position away from the end point of the side 102A by the processing margin in the positive direction of the x-axis under the control of the overall control unit 252. To stop.
  • stage control unit 253 controls the linear motor 137 and the linear motor on the back surface of the gantry 134 under the control of the overall control unit 252, and accelerates the acceleration margin in the negative y-axis direction from the start point of the side 102B.
  • the machining head 133 is moved to a position separated by a distance.
  • step S10 the laser processing device 113 performs processing while controlling the focal position of the laser beam based on the measurement result of the panel displacement.
  • the stage control unit 253 controls the linear motor on the back surface of the gantry 134 based on the control of the overall control unit 252 to process the machining head 133 in the direction of the arrow A14 (the positive direction of the y axis).
  • the constant speed movement of (gantry 134) is started.
  • the laser control unit 263 controls the laser oscillator 131 when the processing head 133 reaches a position away from the start point of the side 102B by a processing margin in the negative direction of the y-axis based on the control of the overall control unit 252. Thus, emission of laser light having a predetermined intensity is started. Further, the laser control unit 263 controls the galvanometer scanner 271 under the control of the overall control unit 252 to start scanning of the laser light in the sub-scanning direction (x-axis direction).
  • the focus control unit 262 starts control of the focal position of the laser beam when the processing head 133 reaches the start point of the side 102B based on the control of the overall control unit 252. At this time, the measurement result of the panel displacement by the displacement meter 201a is continuously supplied to the focus control unit 262 via the selection unit 261. Accordingly, the focus control unit 262 starts the process of controlling the focal position of the laser light based on the measurement result of the panel displacement by the displacement meter 201a, similarly to the process of step S7. Thereby, the process with respect to the side 102B is performed in a state where the focal point of the laser beam is always aligned with the processed surface of the thin-film solar battery panel 102 following the panel displacement.
  • step S11 the stage control unit 253 determines whether or not the measurement position PSa has reached the wraparound area 231.
  • the determination process in step S11 is repeatedly executed until it is determined that the measurement position PSa has reached the wraparound region 231.
  • the stage control unit 253 moves the measurement position PSa to the wrap region 231 (more precisely, the wrap region). 231 and the process proceeds to step S12.
  • step S12 the laser processing device 113 performs processing while fixing the panel displacement just before reaching the wraparound region 231.
  • the focus control unit 262 determines the panel displacement measured by the displacement meter 201a immediately before it is determined in step S11 that the measurement position PSa has reached the wraparound region 231 under the control of the overall control unit 252. Hold.
  • the selection unit 261 stops the measurement of the displacement meter 201 a based on the control of the overall control unit 252 and stops supplying the panel displacement measurement result to the focus control unit 262.
  • the processing of the side 102B is continued in a state where the focal point of the laser beam is fixed at a position immediately before reaching the wraparound region 231 (more precisely, the maximum assumed region of the wraparound region 231).
  • step S13 the stage controller 253 determines whether or not the processing head 133 has reached the end point of the side 102B being processed.
  • the determination process in step S13 is repeatedly executed until it is determined that the processing head 133 has reached the end point of the side 102B being processed.
  • the process proceeds to step S14.
  • step S14 the laser processing apparatus 113 ends the processing of the side 102B being processed.
  • the focus control unit 262 stops the control of the focus position of the laser beam based on the control of the overall control unit 252.
  • the stage control unit 253 controls the linear motor on the back surface of the gantry 134 under the control of the overall control unit 252 to decelerate the moving speed of the processing head 133 (gantry 134) in the main scanning direction and finally stop it.
  • the laser control unit 263 emits laser light when the processing head 133 reaches a position away from the end point of the side 102B by a processing margin in the positive direction of the y-axis under the control of the overall control unit 252. To stop.
  • stage control unit 253 controls the linear motor 137 and the linear motor on the back surface of the gantry 134 under the control of the overall control unit 252, and accelerates the acceleration margin from the start point of the side 102C in the positive direction of the x axis.
  • the machining head 133 is moved to a position separated by a distance.
  • step S15 the laser processing apparatus 113 performs processing while fixing the panel displacement.
  • the stage control unit 253 controls the linear motor 137 under the control of the overall control unit 252, and moves the machining head 133 at a constant speed in the direction of the arrow A15 (the negative direction of the x axis). To start.
  • the laser control unit 263 controls the laser oscillator 131 when the machining head 133 reaches a position away from the start point of the side 102C in the positive direction of the x axis by a machining margin based on the control of the overall control unit 252. Thus, emission of laser light having a predetermined intensity is started. Further, the laser control unit 263 controls the galvanometer scanner 271 under the control of the overall control unit 252 to start scanning of the laser light in the sub-scanning direction (y-axis direction).
  • the focus control unit 262 starts control of the focal position of the laser beam when the processing head 133 reaches the start point of the side 102C based on the control of the overall control unit 252. At this time, the panel displacement used for controlling the focal position of the laser light remains fixed from the process of step S12. Accordingly, the processing of the side 102C is started while the focal position of the laser beam is fixed at the position set in the process of step S12.
  • step S16 the stage control unit 253 determines whether or not the measurement position PSb has reached the inner side of the wraparound region 231.
  • the determination process of step S16 is repeatedly executed until it is determined that the measurement position PSb has reached the inner side of the wraparound region 231.
  • the stage control unit 253 moves the measurement position PSb to the wrap region 231 (more precisely, the wrap region). 231 (maximum expected area of H.231), the process proceeds to step S17.
  • the selection unit 261 changes the displacement meter to be used. Specifically, the selection unit 261 selects the displacement meter 201b based on the control of the overall control unit 252, and starts measuring the panel displacement. That is, the selection unit 261 is a displacement meter that performs measurement at a measurement position PSb that is separated from the processing target side 102C by a distance that is greater than or equal to the maximum assumed distance DS in a direction perpendicular to the inside of the thin film solar cell panel 102 (a positive direction of the y axis). 201b is selected to start measuring the panel displacement. Then, the selection unit 261 starts a process of acquiring the panel displacement measurement result from the displacement meter 201b and supplying the panel displacement measurement result to the focus control unit 262.
  • step S18 the laser processing device 113 performs processing while controlling the focal position of the laser beam based on the measurement result of the panel displacement.
  • the focus control unit 262 obtains the position in the z-axis direction of the machining head 133 corresponding to the measurement result of the panel displacement by the displacement meter 201b based on the focus control table, controls the servo motor 138, Processing for moving the machining head 133 in the z-axis direction to the obtained position is started. Thereby, the processing for the side 102C is performed in a state where the focal point of the laser light is always aligned with the processing surface of the thin-film solar cell panel 102 following the panel displacement.
  • step S19 the stage control unit 253 determines whether or not the processing head 133 has reached the end point of the side 102C being processed.
  • the determination process in step S19 is repeatedly executed until it is determined that the processing head 133 has reached the end point of the side 102C being processed.
  • the process proceeds to step S20.
  • step S20 the processing of the side 102C being processed is completed by the same processing as in step S9, and the processing head 133 moves to the position away from the starting point of the side 102D by the acceleration margin in the positive direction of the y-axis.
  • step S21 the laser processing device 113 performs processing while controlling the focal position of the laser beam based on the measurement result of the panel displacement.
  • the stage control unit 253 controls the linear motor on the back surface of the gantry 134 based on the control of the overall control unit 252, and the machining head 133 in the direction of the arrow A16 (the negative direction of the y axis).
  • the constant speed movement of (gantry 134) is started.
  • the laser control unit 263 controls the laser oscillator 131 when the processing head 133 reaches a position away from the starting point of the side 102D by a processing margin in the positive direction of the y-axis based on the control of the overall control unit 252. Thus, emission of laser light having a predetermined intensity is started. Further, the laser control unit 263 controls the galvanometer scanner 271 based on the control of the overall control unit 252, and starts scanning of the laser light in the sub-scanning direction (x-axis direction).
  • the focus control unit 262 starts control of the focus position of the laser beam when the processing head 133 reaches the start point of the side 102D based on the control of the overall control unit 252.
  • the measurement result of the panel displacement by the displacement meter 201b is continuously supplied to the focus control unit 262 via the selection unit 261.
  • the focus control unit 262 starts the process of controlling the focal position of the laser light based on the measurement result of the panel displacement by the displacement meter 201b, similarly to the process of step S18.
  • the processing for the side 102D is performed in a state in which the focal point of the laser light is always aligned with the processing surface of the thin-film solar battery panel 102 following the panel displacement.
  • step S22 the stage control unit 253 determines whether or not the processing head 133 has reached the end point of the side 102D being processed.
  • the determination process of step S22 is repeatedly executed until it is determined that the machining head 133 has reached the end point of the side 102D being processed, and when it is determined that the processing head 133 has reached the end point of the side 102D being processed, The process proceeds to step S23.
  • step S23 the laser processing apparatus 113 ends the processing.
  • the focus control unit 262 stops the control of the focus position of the laser beam based on the control of the overall control unit 252.
  • the stage control unit 253 controls the linear motor on the back surface of the gantry 134 under the control of the overall control unit 252 to decelerate the moving speed of the processing head 133 (gantry 134) in the main scanning direction and finally stop it.
  • the laser control unit 263 emits laser light when the processing head 133 reaches a position away from the end point of the side 102D by a processing margin in the negative direction of the y-axis under the control of the overall control unit 252.
  • the selection unit 261 stops the measurement of the displacement meter 201b based on the control of the overall control unit 252.
  • the panel displacement of the thin-film solar battery panel 102 can be accurately measured with only the two displacement meters 201 regardless of the processing direction of the edge deletion. Based on the measurement result, the laser beam Control is performed so that the focal point always matches the processing surface of the thin-film solar battery panel 102.
  • the focal position of the laser beam is controlled using the panel displacement measured in advance in the area inside the maximum assumed area.
  • the displacement meter 201 to be used is selected and used properly, the power consumption required for measuring the panel displacement can be reduced.
  • each side of the thin film solar cell panel 102 is arranged so as to coincide with the x-axis direction or the y-axis direction of the XY stage 135, in other words, the xy coordinates of the XY stage 135 is shown.
  • each side is disposed obliquely with respect to the x-axis direction and the y-axis direction of the XY stage 135.
  • the processing is performed while moving the processing head 133 along each side of the thin film solar cell panel 102. That is, the processing is performed while the processing head is translated in the x-axis direction or the y-axis direction of the xy coordinate system of the thin-film solar battery panel 102.
  • 15 to 20 do not show the irradiation center PL of the laser beam and the measurement position PS of the panel displacement, but in the drawings, the irradiation center PL substantially coincides with the center of the emission port 133C, and the measurement position. It is assumed that PS substantially coincides with the center of the displacement meter 201. 15 to 20, it is assumed that each displacement meter 201 is provided such that the distance between the irradiation center PL and each measurement position PS is greater than or equal to the threshold distance DT1. Further, in FIGS.
  • the distance between the measurement position PS corresponding to the displacement meter 201 and the irradiation center PL is the x-axis. It is assumed that both the direction and the y-axis direction are separated by a threshold distance DT2 or more.
  • the displacement meter 201a is arranged in the negative x-axis direction
  • the displacement meter 201b is arranged in the positive y-axis direction
  • the displacement meter 201c is positive in the x-axis with respect to the emission port 133C.
  • the setting condition 2 described above is not satisfied. Therefore, for example, as shown in the upper diagram of FIG. 15, when the side 102B is processed, the panel displacement can be measured by using the displacement meter 201a while avoiding the wraparound region 231.
  • the displacement meter 201a is arranged in the negative x-axis direction and the negative y-axis direction with respect to the emission port 133C, and the displacement meter 201b is in the positive x-axis direction and the y-axis.
  • the displacement meter 201c is arranged in the negative direction, and the displacement meter 201c is arranged in the positive direction of the x axis and the positive direction of the y axis. That is, the displacement meters 201a to 201c are all arranged obliquely with respect to the traveling direction of the machining head 133.
  • the displacement meter 201a is disposed in the negative y-axis direction
  • the displacement meter 201b is disposed in the negative x-axis direction
  • the displacement meter 201c is positive in the x-axis with respect to the emission port 133C.
  • the positive direction of the y-axis is also provided.
  • the displacement gauge 201 that can measure the panel displacement while avoiding the wraparound region 231 is always provided when processing any side of the thin-film solar battery panel 102. There is one, and the panel displacement can be measured accurately.
  • the displacement meter 201a is disposed in the negative y-axis direction and the displacement meter 201b is disposed in the negative x-axis direction and the positive y-axis direction with respect to the emission port 133C.
  • 201c is arranged in the positive direction of the x-axis and in the positive direction of the y-axis.
  • a displacement meter capable of measuring the panel displacement while avoiding the wraparound region 231 when processing any side of the thin-film solar battery panel 102.
  • One 201 is always present, and the panel displacement can be accurately measured.
  • one displacement meter 201 is disposed in each of the four directions of the positive and negative directions of the x axis and the positive and negative directions of the y axis with respect to the emission port 133C. Also in this example, when processing any side of the thin-film solar battery panel 102, there is always one displacement meter 201 that can measure the panel displacement while avoiding the wraparound region 231. It can be measured accurately.
  • the displacement meters 201a to 201d are arranged obliquely with respect to the emission port 133C and at an interval of about 90 ° about the emission port 133C.
  • the displacement gauge 201 that can measure the panel displacement while avoiding the wraparound region 231 is always provided when processing any side of the thin-film solar battery panel 102. There is one, and the panel displacement can be measured accurately.
  • At least one measurement position PS exists inside the maximum expected region of the wraparound region 231 of the thin film solar cell panel 102 even near the end point of each side. Therefore, unlike step S5 in FIG. 12 and step S12 in FIG. 13, there is no need to perform processing with the panel displacement fixed. As a result, the processing accuracy of edge deletion can be further improved.
  • the displacement meter 201 is considered in consideration of cost and installation location.
  • the number of installed is preferably 2 to 4.
  • the focal position of the laser beam with respect to the thin film solar cell panel 102 is controlled by moving the machining head 133 in the z axis direction.
  • the thin film solar cell panel 102 is moved in the z axis direction.
  • the focal position of the laser beam may be controlled by moving them or by moving both in the z-axis direction. Further, the focal position of the laser beam may be controlled by controlling the position of the lens of the optical system in the processing head 133.
  • control unit 144 may be realized by the laser processing apparatus 113 or may be realized by the PC 116, for example.
  • the present invention can be applied to the processing of peripheral portions of various substrates other than edge deletion.
  • system means an overall apparatus composed of a plurality of apparatuses and means.

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Abstract

　薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工品質を向上させるべく、測定位置（ＰＳａ，ｂ）が、レーザ光の照射中心（ＰＬ）から閾値距離（ＤＴ１）以上離れ、かつ、ｘ軸の正および負の方向並びにｙ軸の正および負の方向の４方向の全てにおいて、照射中心（ＰＬ）から閾値距離（ＤＴ２）以上離れた測定位置が少なくとも１つ存在するように、薄膜太陽電池パネルの加工面のｚ軸方向の変位を測定する変位計（２０１ａ,ｂ）が加工ヘッド（１３３）の下面（１３３Ａ）に設置し、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションを行う場合、加工対象となる辺からパネルの内側に向かう方向に最大想定距離（ＤＳ）以上離れた測定位置において測定を行う変位計（２０１）を選択し、当該変位計（２０１）による測定結果に基づいて、レーザ光の焦点位置を制御する。

Description

レーザ加工装置およびレーザ加工方法
　本発明は、レーザ加工装置およびレーザ加工方法に関し、特に、レーザ光を用いてエッジデリーションを行う場合に用いて好適なレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関する。
　従来、互いに隣接する薄膜太陽電池パネル間の電気絶縁性を強化するために、薄膜太陽電池パネルの周縁部の薄膜を除去するエッジデリーションが行われている（例えば、特許文献１参照）。ここで、図１を参照して、エッジデリーションの概要について説明する。
　エッジデリーションの工程では、例えば、レーザ光を出射する加工ヘッドを、薄膜太陽電池パネル１の４辺に沿って移動させるとともに、加工ヘッドの移動方向と垂直な方向にレーザ光を走査する。これにより、セル集積領域１１を囲む所定の幅の周縁領域１２の薄膜が除去される。
特開２００８－１０９０４１号公報
　ところで、薄膜太陽電池パネル１の薄膜を除去する面である加工面は、たわみ、歪み、そりなどにより、必ずしも平坦であるとは限らない。従って、加工ヘッドと薄膜太陽電池パネル１との間の距離が変動し、レーザ光の焦点が加工面からずれてしまい、薄膜が完全に剥離されずに残り、薄膜太陽電池パネル１の絶縁性などの品質が低下する恐れがある。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工品質を向上させることができるようにするものである。
　本発明の第１の側面のレーザ加工装置は、レーザ光を用いて基板を加工するレーザ加工装置であって、レーザ光が基板に照射される位置の近傍の所定の複数の測定位置において基板の加工面の高さ方向の位置を測定する複数の測定手段と、レーザ光を出射する出射口および複数の測定手段を備え、加工面に垂直な軸回りに回転しない出射手段と、出射手段と基板のうち少なくとも一方を動かし、出射手段と基板の間の相対位置を、加工面に平行で、かつ、互いに直交する４方向に移動させることが可能な移動手段と、測定に使用する測定手段を選択する選択手段と、選択された測定手段による測定結果に基づいて、レーザ光の焦点位置を制御する焦点位置制御手段とを備え、全ての測定位置がレーザ光の照射範囲の中心である照射中心から所定の第１の距離以上離れ、かつ、４方向の全てにおいて、照射中心から所定の第２の距離以上離れた測定位置が少なくとも１つ存在し、出射手段と基板の間の相対位置を基板の端部に沿って移動させながら基板の端部を加工する場合、選択手段は、基板の端部から基板の内側に向かう方向に所定の第３の距離以上離れた測定位置において測定を行う測定手段を選択する。
　本発明の第１の側面のレーザ加工装置においては、出射手段と基板の間の相対位置を基板の端部に沿って移動させながら基板の端部を加工する場合、基板の端部から基板の内側に向かう方向に所定の第３の距離以上離れた測定位置において測定を行う測定手段が選択され、選択された測定手段による測定結果に基づいて、レーザ光の焦点位置が制御される。
　従って、レーザ光の焦点を確実に基板の加工面に合わせることができ、加工精度が向上する。その結果、例えば、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工品質を向上させることができる。
　この測定手段は、例えば、レーザ変位計により構成される。この出射手段は、例えば、レーザ光を出射する加工ヘッドにより構成される。この移動手段は、例えば、リニアモータなどの駆動手段により構成される。この選択手段は、例えば、各種のコンピュタ、プロセッサ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などにより構成される。この焦点位置制御手段は、例えば、加工ヘッドおよび基板の少なくとも一方を動かして、加工ヘッドと基板との間の距離を制御する駆動手段、または、レーザ光の光学系のレンズ等の位置を制御する焦点制御手段などにより構成される。この第１の距離は、例えば、パネル変位の測定精度を所定のレベル以上に保つために、測定位置を照射中心から離す必要がある距離に設定される。この第２の距離は、例えば、加工対象となる辺と照射中心との間の距離により変動し、加工対象となる辺と当該辺の加工時に選択される測定位置との間の距離が、薄膜太陽電池パネルの回り込み領域の想定される最大幅より大きくなるように設定される。この第３の距離は、例えば、薄膜太陽電池パネルの回り込み領域の想定される最大幅より大きい値に設定される。
　このレーザ加工装置においては、３つの測定手段を設け、３つの測定手段による３つの測定位置のうちの少なくとも１つの照射中心に対する方向が、４方向の全てに対して斜めに設定されるようにすることができる。
　これにより、少ない数の測定手段により、基板の加工面の高さ方向の位置を正確に測定することができる。
　このレーザ加工装置においては、２つの測定手段を設け、２つの測定手段による２つの測定位置が、照射中心に対して対称な方向に配置され、それぞれの測定位置の照射中心に対する方向が、４方向の全てに対して斜めに設定されるようにすることができる。
　これにより、より少ない数の測定手段により、基板の加工面の高さ方向の位置を正確に測定することができる。
　この焦点位置制御手段には、基板の周縁から第３の距離以内の第１の領域より内側の第２の領域内に測定位置が存在しない場合、事前に第２の領域内において測定された加工面の高さ方向の位置に基づいてレーザ光の焦点位置を制御させることができる。
　これにより、より確実にレーザ光の焦点を基板の加工面に合わせることができ、加工精度をより向上させることができる。
　本発明の第１の側面のレーザ加工方法においては、レーザ光を用いて基板を加工するレーザ加工装置であって、レーザ光が基板に照射される位置の近傍の所定の複数の測定位置において基板の加工面の高さ方向の位置を測定する複数の測定手段と、レーザ光を出射する出射口および複数の測定手段を備え、加工面に垂直な軸回りに回転しない出射手段と、出射手段と基板のうち少なくとも一方を動かし、出射手段と基板の間の相対位置を、加工面に平行で、かつ、互いに直交する４方向に移動させることが可能な移動手段とを備えるレーザ加工装置によるレーザ加工方法であって、全ての測定位置がレーザ光の照射範囲の中心である照射中心から所定の第１の距離以上離れ、かつ、４方向の全てにおいて、照射中心から所定の第２の距離以上離れた測定位置が少なくとも１つ存在し、出射手段と基板の間の相対位置を基板の端部に沿って移動させながら基板の端部を加工する場合、基板の端部から基板の内側に向かう方向に所定の第３の距離以上離れた測定位置において測定を行う測定手段を選択し、選択された測定手段による測定結果に基づいて、レーザ光の焦点位置を制御する。
　本発明の第１の側面のレーザ加工方法においては、出射手段と基板の間の相対位置を基板の端部に沿って移動させながら基板の端部を加工する場合、基板の端部から基板の内側に向かう方向に所定の第３の距離以上離れた測定位置において測定を行う測定手段が選択され、選択された測定手段による測定結果に基づいて、レーザ光の焦点位置が制御される。
　従って、レーザ光の焦点を確実に基板の加工面に合わせることができ、加工精度が向上する。その結果、例えば、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工品質を向上させることができる。
　この測定手段は、例えば、レーザ変位計により構成される。この出射手段は、例えば、レーザ光を出射する加工ヘッドにより構成される。この移動手段は、例えば、リニアモータなどの駆動手段により構成される。測定手段の選択は、例えば、各種のコンピュタ、プロセッサ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などにより実行される。焦点位置の制御は、例えば、加工ヘッドおよび基板の少なくとも一方を動かして、加工ヘッドと基板との間の距離を制御する駆動手段、または、レーザ光の光学系のレンズ等の位置を制御する焦点制御手段などにより実行される。この第１の距離は、例えば、パネル変位の測定精度を所定のレベル以上に保つために、測定位置を照射中心から離す必要がある距離に設定される。この第２の距離は、例えば、加工対象となる辺と照射中心との間の距離により変動し、加工対象となる辺と当該辺の加工時に選択される測定位置との間の距離が、薄膜太陽電池パネルの回り込み領域の想定される最大幅より大きくなるように設定される。この第３の距離は、例えば、薄膜太陽電池パネルの回り込み領域の想定される最大幅より大きい値に設定される。
　本発明の第２の側面のレーザ加工装置は、レーザ光を用いて基板を加工するレーザ加工装置において、前記レーザ光が前記基板に照射される位置から、前記レーザ光によって測定に影響を受けない距離以上離れた測定位置において前記基板の加工面の高さ方向の位置を測定する複数の測定手段と、前記レーザ光を出射する出射口および複数の前記測定手段を備えた出射手段と、前記出射手段と前記基板のうち少なくとも一方を動かし、前記出射手段を前記基板周辺に沿って移動させる移動手段と、測定に使用する前記測定手段を選択する選択手段と、選択された前記測定手段による測定結果に基づいて、前記レーザ光の焦点位置を制御する焦点位置制御手段とを備え、前記基板の周辺を加工するときに、前記選択手段は、前記レーザ光の照射位置に対して前記基板の内側に位置する前記測定手段を選択する。
　本発明の第２の側面のレーザ加工装置においては、基板の周辺を加工するときに、レーザ光が基板に照射される位置から、レーザ光によって測定に影響を受けない距離以上離れた測定位置において基板の加工面の高さ方向の位置を測定する複数の測定手段のうち、レーザ光の照射位置に対して基板の内側に位置する測定手段が選択され、選択された測定手段による測定結果に基づいて、レーザ光の焦点位置が制御される。
　従って、レーザ光の焦点を確実に基板の加工面に合わせることができ、加工精度が向上する。その結果、例えば、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工品質を向上させることができる。
　この測定手段は、例えば、レーザ変位計により構成される。この出射手段は、例えば、レーザ光を出射する加工ヘッドにより構成される。この移動手段は、例えば、リニアモータなどの駆動手段により構成される。この選択手段は、例えば、各種のコンピュタ、プロセッサ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などにより構成される。この焦点位置制御手段は、例えば、加工ヘッドおよび基板の少なくとも一方を動かして、加工ヘッドと基板との間の距離を制御する駆動手段、または、レーザ光の光学系のレンズ等の位置を制御する焦点制御手段などにより構成される。
　本発明の第１の側面または第２の側面によれば、レーザ光の焦点を確実に基板の加工面に合わせることができ、加工精度が向上する。その結果、例えば、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工品質を向上させることができる。
エッジデリーションについて説明するための図である。 本発明を適用したレーザ加工システムの一実施の形態を示す図である。 レーザ加工装置の構成例を示す図である。 レーザ加工装置に薄膜太陽電池パネルを設置した状態を上から見た模式図である。 加工ヘッドの構成例を模式的に示す図である。 パネル変位の測定位置の条件について説明するための図である。 パネル変位の測定位置の条件について説明するための図である。 パネル変位の測定位置の条件について説明するための図である。 パネル変位の測定位置の条件について説明するための図である。 パネル変位の測定位置の条件について説明するための図である。 制御部の機能の構成例を示すブロック図である。 レーザ加工システムにより実行されるエッジデリーション処理を説明するためのフローチャートである。 レーザ加工システムにより実行されるエッジデリーション処理を説明するためのフローチャートである。 エッジデリーションの加工方向の例を示す図である。 変位計を３つ設ける場合の第１の配置例を示す図である。 変位計を３つ設ける場合の第２の配置例を示す図である。 変位計を３つ設ける場合の第３の配置例を示す図である。 変位計を３つ設ける場合の第４の配置例を示す図である。 変位計を４つ設ける場合の第１の配置例を示す図である。 変位計を４つ設ける場合の第２の配置例を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例
＜１．実施の形態＞
［レーザ加工システムの構成例］
　図２は、本発明を適用したレーザ加工システムの一実施の形態を示す図である。
　レーザ加工システム１０１は、薄膜太陽電池パネル１０２のエッジデリーションを行うシステムである。レーザ加工システム１０１は、搬入ローラコンベア１１１、シャッター１１２、レーザ加工装置１１３、シャッター１１４、搬出ローラコンベア１１５、および、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと称する）１１６により構成される。
　薄膜太陽電池パネル１０２は、搬入ローラコンベア１１１によりレーザ加工装置１１３に搬入される。そして、レーザ加工装置１１３で薄膜太陽電池パネル１０２のエッジデリーションが行われ、加工後の薄膜太陽電池パネル１０２が搬出ローラコンベア１１５により外部に搬出される。
　シャッター１１２およびシャッター１１４は、例えば、薄膜太陽電池パネル１０２の加工中に閉じられ、レーザ加工装置１１３内の加工空間を外部から遮断する。
　ＰＣ１１６は、レーザ加工装置１１３の制御に用いられる。例えば、ユーザは、エッジデリーションの実行に必要な加工制御情報をＰＣ１１６に入力し、ＰＣ１１６は、加工制御情報をレーザ加工装置１１３に供給する。レーザ加工装置１１３は、その加工制御情報に基づいて、薄膜太陽電池パネル１０２のエッジデリーションを行う。また、例えば、ユーザは、ＰＣ１１６を介して、レーザ加工装置１１３に対して、起動、停止などの各種の指令を入力することが可能である。なお、ＰＣ１１６以外から、各種の指令を入力できるようにすることも可能である。
［レーザ加工装置の構成例］
　図３は、レーザ加工装置１１３の構成例を示す図である。また、図４は、レーザ加工装置１１３に薄膜太陽電池パネル１０２を設置した状態を上から見た模式図である。
　レーザ加工装置１１３は、レーザ発振器１３１、光ファイバ１３２、加工ヘッド１３３、ガントリ１３４、Ｘ－Ｙステージ１３５、ベルト搬送ホルダ１３６、リニアモータ１３７、サーボモータ１３８、搬送コンベア１３９、搬送ローラユニット１４０、集塵ダクト１４１、電源コントローラ１４２ａ，１４２ｂ、冷却器１４３ａ，１４３ｂ、および、制御部１４４により構成される。
　レーザ発振器１３１と加工ヘッド１３３は、光ファイバ１３２を介して接続されている。加工ヘッド１３３は、ガントリ１３４の前面に設けられている。ガントリ１３４は、Ｘ－Ｙステージ１３５の上面に設けられている。
　なお、以下、Ｘ－Ｙステージ１３５の幅方向をｘ軸方向とし、かつ、左から右に向かう方向を正の方向とする。また、以下、Ｘ－Ｙステージ１３５の奥行き方向をｙ軸方向とし、かつ、前から後ろに向かう方向を正の方向とする。さらに、以下、Ｘ－Ｙステージ１３５の高さ方向をｚ軸方向とし、かつ、下から上に向かう方向を正の方向とする。
　レーザ発振器１３１から出射されたレーザ光は、光ファイバ１３２を通って加工ヘッド１３３に入射する。加工ヘッド１３３は、レーザ光が出射される出射口１３３Ｃ（図５）が設けられている面が下を向くように、ガントリ１３４の前面に設けられている。そして、加工ヘッド１３３は、Ｘ－Ｙステージ１３５の上面に設けられているベルト搬送ホルダ１３６に載置される薄膜太陽電池パネル１０２（図４）にレーザ光を照射するとともに、薄膜太陽電池パネル１０２上でレーザ光を走査する。
　また、加工ヘッド１３３は、ガントリ１３４の前面に設けられているリニアモータ１３７によりｘ軸方向に平行移動することが可能である。さらに、ガントリ１３４は、左右の両脚の裏面に設けられている図示せぬリニアモータ（以下、ガントリ１３４の裏面のリニアモータと称する）により、ｙ軸方向に平行移動することが可能である。これにより、加工ヘッド１３３と薄膜太陽電池パネル１０２の間の相対位置を、ｘ軸の正および負の方向、並びに、ｙ軸の正および負の方向の、互いに直交する４方向に移動し、レーザ光の照射位置を当該４方向に移動することができる。
　さらに、加工ヘッド１３３は、加工ヘッド１３３の裏面（ガントリ１３４の前面と対向する面）に設けられているサーボモータ１３８によりｚ軸方向に平行移動することが可能である。これにより、加工ヘッド１３３と薄膜太陽電池パネル１０２の間隔を調整し、加工ヘッド１３３から出射されるレーザ光の焦点位置を制御することができる。
　ベルト搬送ホルダ１３６は、ベルト搬送ホルダ１３６のｘ軸方向の両隣に設けられている搬送コンベア１３９および搬送ローラユニット１４０によりｙ軸方向に移動する。これにより、ベルト搬送ホルダ１３６の上面に載置されている薄膜太陽電池パネル１０２を、加工が行われる位置まで搬入したり、レーザ加工装置１１３から搬出したりすることができる。
　ベルト搬送ホルダ１３６の下方には、薄膜太陽電池パネル１０２の加工時に発生する加工屑などを集める集塵ダクト１４１が設けられている。
　電源コントローラ１４２ａ，１４２ｂは、レーザ発振器１３１に供給する電力の制御を行う。
　冷却器１４３ａ，１４３ｂは、レーザ発振器１３１および電源コントローラ１４２ａ，１４２ｂ等の冷却を行う。
　制御部１４４は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）により構成される。制御部１４４は、ＰＣ１１６から供給される加工制御情報に基づいて、レーザ加工装置１１３の各部を制御し、薄膜太陽電池パネル１０２のエッジデリーションを実行させる。また、制御部１４４は、例えば、タッチパネルなどにより構成される操作部を有しており、ユーザは、その操作部を介して、レーザ加工装置１１３に対する各種の指令を入力することが可能である。
［加工ヘッドの構成例］
　図５は、加工ヘッド１３３の構成例を模式的に示す図である。なお、図５の左上の図は、加工ヘッド１３３の正面図であり、左下の図は、加工ヘッド１３３の下面図である。なお、加工ヘッド１３３の下面図では、右方向がｘ軸の正の方向となり、上方向がｙ軸の正の方向となる。
　加工ヘッド１３３の下面１３３Ａには、レーザ光を出射する出射口１３３Ｃ、および、薄膜太陽電池パネル１０２の加工面の高さ方向の位置を測定する変位計２０１ａ，２０１ｂが設けられている。
　レーザ光は、加工ヘッド１３３の下面１３３Ａに設けられている出射部１３３Ｂのほぼ中央にある出射口１３３Ｃから出射され、薄膜太陽電池パネル１０２に照射される。また、加工ヘッド１３３内には、ガルバノメータスキャナ２７１（図１１）が設けられており、出射口１３３Ｃから出射されるレーザ光は、所定の範囲内においてｘ軸およびｙ軸の２軸方向に走査される。
　なお、以下、リニアモータ１３７、および、ガントリ１３４の裏面のリニアモータにより、加工ヘッド１３３を移動させてレーザ光を走査する方向を主走査方向と称し、主走査方向と直交する方向を副走査方向と称する。
　変位計２０１は、例えば、レーザ光を測定光に用いたレーザ変位計により構成される。より具体的には、変位計２０１は、測定対象となる薄膜太陽電池パネル１０２の加工面に測定光を照射する。そして、測定光が加工面で反射された反射光のうち変位計２０１の受光レンズに入射した光が、例えば、２次元ＣＭＯＳイメージセンサなどにより構成される、変位計２０１内の検出素子において結像する。そして、変位計２０１は、検出素子における反射光の結像位置に基づいて、薄膜太陽電池パネル１０２の加工面の所定のｚ軸方向の基準位置に対する変位（以下、パネル変位と称する）を測定する。
　後述するように、このパネル変位の測定結果に基づいて、レーザ光の焦点が薄膜太陽電池パネル１０２の加工面に合うように、加工ヘッド１３３のｚ軸方向の位置が制御される。
　なお、加工ヘッド１３３の下面図の右隣の図は、薄膜太陽電池パネル１０２におけるレーザ光の照射位置、および、パネル変位の測定位置を示している。なお、この図では、右方向がｘ軸の正の方向となり、下方向がｙ軸の正の方向となる。
　照射位置ＰＬは、出射口１３３Ｃから下面１３３Ａに対して垂直にレーザ光が出射される場合のレーザ光の照射位置を示している。そして、ガルバノメータスキャナ２７１（図１１）によりレーザ光が走査されることにより、レーザ光の照射位置は、照射位置ＰＬを中心にしてｘ軸方向およびｙ軸方向に走査される。従って、レーザ光の照射範囲の中心は、照射位置ＰＬと一致する。なお、以下、照射位置ＰＬを照射中心ＰＬとも称する。
　測定位置ＰＳａは、変位計２０１ａによるパネル変位の測定位置を示している。測定位置ＰＳａは、変位計２０１ａからの測定光が照射される位置（センサスポット）と一致する。また、測定位置ＰＳｂは、変位計２０１ｂによるパネル変位の測定位置を示している。測定位置ＰＳｂは、変位計２０１ｂからの測定光が照射される位置（センサスポット）と一致する。
　なお、以下、変位計２０１ａ，２０１ｂを個々に区別する必要がない場合、単に変位計２０１と称する。また、以下、測定位置ＰＳａ，ＰＳｂを個々に区別する必要がない場合、単に測定位置ＰＳと称する。
　変位計２０１ａ，２０１ｂは、出射口１３３Ｃを中心にして対称な方向に配置されるとともに、出射口１３３Ｃに対する方向が、加工ヘッド１３３の進行方向（ｘ軸方向およびｙ軸方向）に対して斜めになるように配置されている。より正確には、変位計２０１ａは、出射口１３３Ｃに対してｘ軸の負の方向かつｙ軸の正の方向に、ｘ軸およびｙ軸に対して約４５°の位置に配置されている。また、変位計２０１ｂは、出射口１３３Ｃに対してｘ軸の正の方向かつｙ軸の負の方向に、ｘ軸およびｙ軸に対して約４５°の位置に配置されている。そして、照射中心ＰＬ、測定位置ＰＳａ、および、測定位置ＰＳｂの位置関係は、この出射口１３３Ｃ、変位計２０１ａ、および、変位計２０１ｂの間の位置関係とほぼ同様になる。
　なお、加工ヘッド１３３は、薄膜太陽電池パネル１０２の加工面に垂直な軸回りに回転しない。従って、照射中心ＰＬおよび測定位置ＰＳａ，ＰＳｂは、加工ヘッド１３３の移動に伴ってｘ軸およびｙ軸方向に平行移動するのみであり、３者の間の相対方向は変わらない。
　なお、以下、変位計２０１が、出射口１３３Ｃを基準にして、加工ヘッド１３３の進行方向（ｘ軸方向およびｙ軸方向）に対して斜めに配置されていることを、単に、変位計２０１が出射口１３３Ｃに対して斜めに配置されているという。
［パネル変位の測定位置ＰＳの設定条件］
　ここで、図６乃至図１０を参照して、パネル変位の測定位置ＰＳの設定条件について説明する。
　まず、パネル変位の測定結果に基づいて、レーザ光の焦点位置を制御することを考慮すると、測定位置ＰＳは、レーザ光の照射中心ＰＬになるべく近い方が良い。しかし、レーザ光の強度は、変位計２０１の測定光の強度と比較して非常に強いため、測定位置ＰＳが照射中心ＰＬに近すぎると、レーザ光の反射光が変位計２０１に入射し、誤差の原因となる。従って、パネル変位の測定精度を所定のレベル以上に保つためには、測定位置ＰＳを照射中心ＰＬから所定の距離（以下、閾値距離ＤＴ１と称する）以上離す必要がある。すなわち、測定位置ＰＳの第１の設定条件は、以下のとおりとなる。
　設定条件１：照射中心ＰＬから閾値距離ＤＴ１以上離す。
　この閾値距離ＤＴ１は、レーザ光の反射光による測定誤差を所定のレベル以下にするために必要な距離であり、レーザ光が反射される範囲と、その強度の分布により決定される。なお、レーザ光が反射される範囲と強度の分布は、例えば、レーザ光の強度、波長および走査範囲、薄膜太陽電池パネル１０２の材質、厚さ、表面の形状などの要因により変化する。
　しかし、照射中心ＰＬから閾値距離ＤＴ１以上離れた位置においてパネル変位を測定するようにした場合、１つの変位計２０１だけでは、パネル変位を測定できない場合がある。例えば、図６は、加工ヘッド１３３の出射部１３３Ｂから離れた位置に変位計２０１を１つ設け、照射中心ＰＬから離れた位置において、パネル変位を測定する場合を示している。この図のように、加工対象となる薄膜太陽電池パネル１０２の辺によって、変位計２０１から出射される測定光が薄膜太陽電池パネル１０２の外に照射され、パネル変位を正確に測定できない場合が発生する。
　従って、変位計２０１を複数設け、パネル変位を複数箇所で測定できるようにする必要がある。また、薄膜太陽電池パネル１０２においては、後述する半導体層の回り込みにより、パネル変位の測定誤差が発生する可能性があり、その対策についても検討する必要がある。ここで、複数箇所の測定位置ＰＳの設定条件について検討する。
　図７は、薄膜太陽電池パネル１０２がシングル型である場合の積層構造の例を示している。なお、この図では、薄膜太陽電池パネル１０２の端部から離れた位置、および、薄膜太陽電池パネル１０２の端部の２箇所における階層構造の例を示している。
　この例において、薄膜太陽電池パネル１０２は、ガラス製の透明基板２２１、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどのＴＣＯ（Transparent Conductive Oxide）からなる透明電極層２２２、α－Ｓｉ（アモルファスシリコン）からなる半導体層２２３、Ａｌ電極からなる裏面電極層２２４の順に上から積層されている。そして、エッジデリーションにより、辺１０２Ａ乃至１０２Ｄに沿った薄膜太陽電池パネル１０２の周縁部の透明電極層２２２乃至裏面電極層２２４が除去される。また、変位計２０１は、加工面である透明電極層２２２の表面（透明基板２２１と接する面）のパネル変位を測定する。
　この図に示されるように、薄膜太陽電池パネル１０２の端部では、製造プロセスの問題により、半導体層２２３の回り込みが発生し、半導体層２２３が、透明基板２２１の表面に付着する現象が発生する。なお、以下、半導体層２２３の回り込みにより、半導体層２２３が透明基板２２１の表面に付着した領域を回り込み領域２３１と称する。また、図７の薄膜太陽電池パネル１０２の平面図において、回り込み領域２３１を斜線で示される領域により模式的に示している。
　そして、変位計２０１からの測定光が回り込み領域２３１で反射されてしまうと、パネル変位の測定誤差が発生する。従って、測定位置ＰＳをより正確に測定するためには、薄膜太陽電池パネル１０２の周縁から所定の距離（以下、最大想定距離ＤＳと称する）の範囲内の領域（以下、最大想定領域と称する）より内側の領域に設定する必要がある。
　なお、この最大想定距離ＤＳは、想定される回り込み領域２３１の最大幅以上の値（例えば、１５ｍｍ）に設定される。従って、最大想定領域は、薄膜太陽電池パネル１０２の周縁部のロの字型の領域であって、半導体層２２３の回り込みが発生する可能性があると想定される領域を全て含む領域となる。
　図８は、変位計２０１ａ，２０１ｂの配置の一例を示している。なお、図８は、加工ヘッド１３３を上から見た場合の出射口１３３Ｃ、および、変位計２０１ａ，２０１ｂの位置を示している。この例では、変位計２０１ａ，２０１ｂが、出射口１３３Ｃを挟んでｙ軸方向に一列に並ぶように配置されている。
　この場合、例えば、薄膜太陽電池パネル１０２の辺１０２Ｂに沿って矢印Ａ１の方向（ｙ軸の正の方向）に加工ヘッド１３３を移動させながら辺１０２Ｂの加工を行うとき、変位計２０１ａ，２０１ｂのどちらを用いても、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定することができない。その結果、パネル変位の測定誤差が発生してしまう。
　なお、この問題は、変位計２０１ａ，２０１ｂを、出射口１３３Ｃを挟んでｘ軸方向に一列に並ぶように配置した場合も、同様に発生する。
　図９は、変位計２０１ａ，２０１ｂの配置の他の例を示している。この例では、変位計２０１ａ，２０１ｂは、出射口１３３Ｃを中心に直交するように配置されている。より正確には、変位計２０１ａは、出射口１３３Ｃに対してｘ軸の正の方向に配置され、変位計２０１ｂは、出射口１３３Ｃに対してｙ軸の正の方向に配置されている。
　この場合、例えば、薄膜太陽電池パネル１０２の辺１０２Ｂに沿って矢印Ａ１の方向（ｙ軸の正の方向）に加工ヘッド１３３を移動させながら辺１０２Ｂの加工を行うとき、変位計２０１ａを用いると、測定位置ＰＳａが薄膜太陽電池パネル１０２の外に出てしまい、変位計２０１ｂを用いると、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定することができない。その結果、パネル変位の測定誤差が発生してしまう。
　なお、この問題は、変位計２０１ａ，２０１ｂのうち一方を、出射口１３３Ｃに対してｘ軸方向に配置し、他方を出射口１３３Ｃに対してｙ軸方向に配置する場合に発生する。
　そこで、薄膜太陽電池パネル１０２のいずれの辺を加工する場合にも、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定できるようにするには、ｘ軸の正および負の方向、並びに、ｙ軸の正および負の方向の４方向のそれぞれにいて、照射中心ＰＬから所定の距離（以下、閾値距離ＤＴ２と称する）以上離れた測定位置ＰＳが少なくとも１つ存在する必要がある。すなわち、測定位置ＰＳの第２の設定条件は、以下のとおりとなる。
　設定条件２：ｘ軸の正および負の方向、並びに、ｙ軸の正および負の方向（加工ヘッド１３３が移動する方向）の各方向において、照射中心ＰＬから閾値距離ＤＴ２以上離れた測定位置ＰＳが少なくとも１つ存在する。
　なお、閾値距離ＤＴ２は、最大想定距離ＤＳとほぼ同じ値になるが、加工対象となる辺と照射中心ＰＬとの間の距離により変動する。すなわち、加工対象となる辺と照射中心ＰＬとの間の距離が長くなるほど、閾値距離ＤＴ２は短くなり、加工対象となる辺と照射中心ＰＬとの間の距離が短くなるほど、閾値距離ＤＴ２は長くなる。なお、照射中心ＰＬは、薄膜太陽電池パネル１０２の内側を通過するものとする。
　そして、測定位置ＰＳが設定条件１および設定条件２を満たすように、変位計２０１を設置することにより、加工に用いるレーザ光および回り込み領域２３１の影響を避けて、パネル変位を測定することができ、測定精度が向上する。
　例えば、本実施形態のように変位計２０１ａ，２０１ｂを配置した場合、図１０に示されるように、辺１０２Ａおよび辺１０２Ｂを加工する場合、変位計２０１ａが薄膜太陽電池パネル１０２の内側に位置し、辺１０２Ｃおよび辺１０２Ｄを加工する場合、変位計２０１ｂが薄膜太陽電池パネル１０２の内側に位置する。すなわち、いずれの辺の加工時にも、少なくとも一方の変位計２０１が薄膜太陽電池パネル１０２の内側に位置する。従って、測定位置ＰＳａの照射中心ＰＬからのｘ軸の負の方向およびｙ軸の正の方向の距離がともに閾値距離ＤＴ２以上となるように変位計２０１ａを設置し、測定位置ＰＳｂの照射中心ＰＬからのｘ軸の正の方向およびｙ軸の負の方向の距離がともに閾値距離ＤＴ２以上となるように変位計２０１ｂを設置することで、設定条件２を満たすことができる。
　例えば、変位計２０１ａは、出射口１３３Ｃの中心からｘ軸の負の方向に３０ｍｍ～５０ｍｍかつｙ軸の正の方向に３０ｍｍ～５０ｍｍ離れた位置に配置される。また、例えば、変位計２０１ｂは、出射口１３３Ｃの中心からｘ軸の正の方向に３０ｍｍ～５０ｍｍかつｙ軸の負の方向に３０ｍｍ～５０ｍｍ離れた位置に配置される。
　なお、測定位置ＰＳは、測定精度をより向上させるために、設定条件１および設定条件２を満たす範囲内で、なるべく照射中心ＰＬに近い位置に設定することが望ましい。
［制御部１４４の機能の構成例］
　次に、図１１を参照して、制御部１４４の機能の構成例について説明する。制御部１４４は、所定の制御プログラムを実行することにより、加工ヘッド制御部２５１、全体制御部２５２、および、ステージ制御部２５３を含む機能を実現する。
　加工ヘッド制御部２５１は、選択部２６１、焦点制御部２６２、および、レーザ制御部２６３を含むように構成される。
　選択部２６１は、全体制御部２５２の制御の基に、変位計２０１ａまたは変位計２０１ｂのいずれかを選択する。選択部２６１は、選択した変位計２０１からパネル変位の測定結果を取得し、焦点制御部２６２に供給する。
　焦点制御部２６２は、パネル変位の測定結果と加工ヘッド１３３のｚ軸方向の位置との対応関係を示すテーブル（以下、焦点制御テーブルと称する）を予め保持している。焦点制御部２６２は、全体制御部２５２の制御の基に、パネル変位の測定結果および焦点制御テーブルに基づいて、サーボモータ１３８を制御して、加工ヘッド１３３のｚ軸方向の位置を調整する。この結果、レーザ光の焦点が、薄膜太陽電池パネル１０２の加工面に合わせられる。
　レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、レーザ発振器１３１を制御して、レーザ光の出射および停止、強度等を制御する。また、レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３内に設けられているガルバノメータスキャナ２７１を制御して、レーザ光のｘ軸方向およびｙ軸方向の走査を制御する。
　全体制御部２５２は、ＰＣ１１６から加工制御情報を取得し、取得した加工制御情報に基づいて、制御部１４４の各部を制御して、薄膜太陽電池パネル１０２のエッジデリーションの制御を行う。なお、加工制御情報は、例えば、レーザ光の強度、加工ヘッド１３３の移動速度、各辺の始点および終点、加速マージン、減速マージン、加工マージン、測定マージン、加工順、使用変位計などを含む。ここで、加工制御情報に含まれる各要素の概要について説明する。
　レーザ光の強度は、エッジデリーションを行うときのレーザ光の強度を示す。
　加工ヘッド１３３の移動速度は、加工ヘッド１３３を主走査方向に等速移動させる際の速度を示す。
　各辺の始点は、各辺の加工を開始する位置（以下、加工開始点と称する）に対応する加工ヘッド１３３の位置を示す。すなわち、加工ヘッド１３３を各辺の始点に設定することにより、各辺の加工開始点に対して加工を行うことができる。
　各辺の終点は、各辺の加工を終了する位置（以下、加工終了点と称する）に対応する加工ヘッド１３３の位置を示す。すなわち、加工ヘッド１３３を各辺の終点に設定することにより、各辺の加工終了点に対して加工を行うことができる。
　加速マージンは、加工ヘッド１３３を停止した状態から上記の移動速度まで加速するために必要な距離を示す。
　減速マージンは、加工ヘッド１３３を上記の移動速度で等速している状態から停止させるまでに必要な距離を示す。
　加工マージンは、加工ヘッド１３３が始点に到達する前に加工を行う距離、および、加工ヘッド１３３が終点に到達した後、さらに加工を行う距離を示す。なお、レーザ加工装置１１３においては、加工漏れを防止するために、加工ヘッド１３３が各辺の始点に到達する前に加工を開始し、終点を過ぎた後もしばらく加工を継続する。
　測定マージンは、回り込み領域２３１を避けてパネル変位を測定するために必要な、薄膜太陽電池パネル１０２の端部からの距離を示し、例えば、上述した最大想定距離ＤＳと同じ値に設定される。
　加工順は、薄膜太陽電池パネル１０２の各辺を加工する順番を示す。
　使用変位計は、加工対象となる薄膜太陽電池パネル１０２の辺、および、加工ヘッド１３３の位置と、パネル変位の測定に用いる変位計２０１との関係を示す。
　また、全体制御部２５２は、搬送コンベア１３９および搬送ローラユニット１４０を制御して、薄膜太陽電池パネル１０２の搬送、搬出、位置決め等を行う。さらに、全体制御部２５２は、集塵ダクト１４１（図３）に接続され、薄膜太陽電池パネル１０２の加工時に発生する加工屑などを収集する集塵機２７２を制御する。また、全体制御部２５２は、画像センサ２７３を制御して、薄膜太陽電池パネル１０２を撮影し、その結果得られた画像データを取得する。そして、全体制御部２５２は、取得した画像データに基づいて、薄膜太陽電池パネル１０２の加工状況を把握し、加工状況に応じて、加工ヘッド制御部２５１およびステージ制御部２５３を制御する。
　ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、リニアモータ１３７を制御して、加工ヘッド１３３のｘ軸方向の位置を制御する。また、ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、図示せぬガントリ１３４の裏面のリニアモータを制御して、ガントリ１３４のｙ軸方向の位置を制御することにより、加工ヘッド１３３のｙ軸方向の位置を制御する。
［エッジデリーション処理］
　次に、図１２および図１３のフローチャート、および、図１４を参照して、レーザ加工システム１０１により実行されるエッジデリーション処理について説明する。なお、以下、薄膜太陽電池パネル１０２の辺１０２Ａ、辺１０２Ｂ、辺１０２Ｃ、辺１０２Ｄの順番に加工が行われるものとする。
　ステップＳ１において、レーザ加工システム１０１は、初期設定を行う。具体的には、ユーザは、薄膜太陽電池パネル１０２のエッジデリーションに用いる加工制御情報をＰＣ１１６に入力する。ＰＣ１１６は、入力された加工制御情報をレーザ加工装置１１３の制御部１４４の全体制御部２５２に供給する。
　搬入ローラコンベア１１１は、加工対象となる薄膜太陽電池パネル１０２をレーザ加工装置１１３内に搬入する。これにより、薄膜太陽電池パネル１０２が、レーザ加工装置１１３のベルト搬送ホルダ１３６に載置される。
　搬送コンベア１３９および搬送ローラユニット１４０は、全体制御部２５２の制御の基に、ベルト搬送ホルダ１３６をｙ軸方向に移動させて、薄膜太陽電池パネル１０２を所定の位置にセットする。
　ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、リニアモータ１３７およびガントリ１３４の裏面のリニアモータを制御して、最初に加工する薄膜太陽電池パネル１０２の辺１０２Ａの始点から加速マージンだけｘ軸の負の方向に離れた位置に加工ヘッド１３３を移動させる。
　ステップＳ２において、ステージ制御部２５３は、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定できる位置まで、主走査方向に加工ヘッド１３３を移動する。具体的には、ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、リニアモータ１３７を制御して、辺１０２Ａの始点からｘ軸の正の方向に測定マージンだけ離れた位置まで、加工ヘッド１３３を、図１４の矢印Ａ１１で示される方向（ｘ軸の正の方向）に移動させる。これにより、変位計２０１ａの測定位置ＰＳａが、薄膜太陽電池パネル１０２の回り込み領域２３１より内側の領域に移動する。
　ステップＳ３において、変位計２０１ａは、パネル変位の初期値を測定する。具体的には、選択部２６１は、全体制御部２５２の制御の基に、変位計２０１ａを選択して、パネル変位の測定を開始させる。そして、選択部２６１は、変位計２０１ａからパネル変位の測定結果を取得し、焦点制御部２６２に供給する。焦点制御部２６２は、取得したパネル変位を初期値として保持する。
　ステップＳ４において、ステージ制御部２５３は、加工ヘッド１３３を元の位置に戻す。すなわち、ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、リニアモータ１３７を制御して、ステップＳ１の処理で設定されていた位置まで、加工ヘッド１３３を矢印Ａ１２の方向（ｘ軸の負の方向）に移動させる。
　ステップＳ５において、レーザ加工装置１１３は、パネル変位を初期値に固定して加工する。具体的には、焦点制御部２６２は、上述した焦点制御テーブルに基づいて、パネル変位の初期値に対応する加工ヘッド１３３のｚ軸方向の位置を求め、サーボモータ１３８を制御して、求めた位置まで加工ヘッド１３３をｚ軸方向に移動させる。また、ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、リニアモータ１３７を制御して、矢印Ａ１３の方向（ｘ軸の正の方向）への加工ヘッド１３３の等速移動を開始させる。
　さらに、レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３が辺１０２Ａの始点からｘ軸の負の方向に加工マージンだけ離れた位置に到達した時点で、レーザ発振器１３１を制御して、所定の強度のレーザ光の出射を開始させる。また、レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、ガルバノメータスキャナ２７１を制御して、副走査方向（ｙ軸方向）へのレーザ光の走査を開始させる。
　なお、このとき、パネル変位はステップＳ３の処理で測定された初期値に固定され、レーザ光の焦点位置が固定された状態で、辺１０２Ａに対する加工が開始される。
　ステップＳ６において、ステージ制御部２５３は、測定位置ＰＳａが回り込み領域２３１より内側に到達したか否かを判定する。ステップＳ６の判定処理は、測定位置ＰＳａが回り込み領域２３１より内側に到達したと判定されるまで繰返し実行される。そして、ステージ制御部２５３は、辺１０２Ａの始点からｘ軸の正の方向に測定マージンだけ離れた位置に加工ヘッド１３３が到達した場合、測定位置ＰＳａが回り込み領域２３１（より正確には、回り込み領域２３１の最大想定領域）より内側に到達したと判定し、処理はステップＳ７に進む。
　ステップＳ７において、レーザ加工装置１１３は、パネル変位の測定結果に基づいてレーザ光の焦点位置を制御しながら加工する。具体的には、選択部２６１は、全体制御部２５２の制御の基に、変位計２０１ａによるパネル変位の測定結果の焦点制御部２６２への供給を開始する。焦点制御部２６２は、焦点制御テーブルに基づいて、変位計２０１ａによるパネル変位の測定結果に対応する加工ヘッド１３３のｚ軸方向の位置を求め、サーボモータ１３８を制御して、求めた位置まで加工ヘッド１３３をｚ軸方向に移動させる処理を開始する。これにより、レーザ光の焦点が、パネル変位に追従して薄膜太陽電池パネル１０２の加工面に常に合わせられた状態で、辺１０２Ａに対する加工が行われる。
　ステップＳ８において、ステージ制御部２５３は、加工中の辺１０２Ａの終点に加工ヘッド１３３が到達したか否かを判定する。ステップＳ８の判定処理は、加工中の辺１０２Ａの終点に加工ヘッド１３３が到達したと判定されるまで繰返し実行され、加工中の辺１０２Ａの終点に加工ヘッド１３３が到達したと判定された場合、処理はステップＳ９に進む。
　ステップＳ９において、レーザ加工装置１１３は、加工中の辺１０２Ａの加工を終了する。具体的には、焦点制御部２６２は、全体制御部２５２の制御の基に、レーザ光の焦点位置の制御を停止する。ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、リニアモータ１３７を制御して、加工ヘッド１３３の主走査方向の移動速度を減速し、最終的に停止させる。また、レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３が辺１０２Ａの終点からｘ軸の正の方向に加工マージンだけ離れた位置に到達した時点で、レーザ光の出射を停止する。
　また、ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、リニアモータ１３７、および、ガントリ１３４の裏面のリニアモータを制御して、辺１０２Ｂの始点からｙ軸の負の方向に加速マージンだけ離れた位置に加工ヘッド１３３を移動させる。
　ステップＳ１０において、レーザ加工装置１１３は、パネル変位の測定結果に基づいてレーザ光の焦点位置を制御しながら加工する。具体的には、ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、ガントリ１３４の裏面のリニアモータを制御して、矢印Ａ１４の方向（ｙ軸の正の方向）への加工ヘッド１３３（ガントリ１３４）の等速移動を開始させる。
　レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３が辺１０２Ｂの始点からｙ軸の負の方向に加工マージンだけ離れた位置に到達した時点で、レーザ発振器１３１を制御して、所定の強度のレーザ光の出射を開始させる。また、レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、ガルバノメータスキャナ２７１を制御して、副走査方向（ｘ軸方向）へのレーザ光の走査を開始させる。
　焦点制御部２６２は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３が辺１０２Ｂの始点に到達した時点で、レーザ光の焦点位置の制御を開始する。このとき、変位計２０１ａによるパネル変位の測定結果が、選択部２６１を介して焦点制御部２６２に継続して供給されている。従って、焦点制御部２６２は、ステップＳ７の処理と同様に、変位計２０１ａによるパネル変位の測定結果に基づいて、レーザ光の焦点位置を制御する処理を開始する。これにより、レーザ光の焦点が、パネル変位に追従して薄膜太陽電池パネル１０２の加工面に常に合わせられた状態で、辺１０２Ｂに対する加工が行われる。
　ステップＳ１１において、ステージ制御部２５３は、測定位置ＰＳａが回り込み領域２３１に到達したか否かを判定する。ステップＳ１１の判定処理は、測定位置ＰＳａが回り込み領域２３１に到達したと判定されるまで繰返し実行される。そして、ステージ制御部２５３は、辺１０２Ｂの終点からｙ軸の負の方向に測定マージンだけ離れた位置に加工ヘッド１３３が到達した場合、測定位置ＰＳａが回り込み領域２３１（より正確には、回り込み領域２３１の最大想定領域）に到達したと判定し、処理はステップＳ１２に進む。
　ステップＳ１２において、レーザ加工装置１１３は、回り込み領域２３１に到達する直前のパネル変位に固定して加工する。具体的には、焦点制御部２６２は、全体制御部２５２の制御の基に、ステップＳ１１において測定位置ＰＳａが回り込み領域２３１に到達したと判定される直前に変位計２０１ａにより測定されたパネル変位を保持する。選択部２６１は、全体制御部２５２の制御の基に、変位計２０１ａの測定を停止させ、焦点制御部２６２へのパネル変位の測定結果の供給を停止する。これにより、レーザ光の焦点が回り込み領域２３１（より正確には、回り込み領域２３１の最大想定領域）に到達する直前の位置に固定された状態で、辺１０２Ｂの加工が継続される。
　ステップＳ１３において、ステージ制御部２５３は、加工中の辺１０２Ｂの終点に加工ヘッド１３３が到達したか否かを判定する。ステップＳ１３の判定処理は、加工中の辺１０２Ｂの終点に加工ヘッド１３３が到達したと判定されるまで繰返し実行され、加工中の辺１０２Ｂの終点に加工ヘッド１３３が到達したと判定された場合、処理はステップＳ１４に進む。
　ステップＳ１４において、レーザ加工装置１１３は、加工中の辺１０２Ｂの加工を終了する。具体的には、焦点制御部２６２は、全体制御部２５２の制御の基に、レーザ光の焦点位置の制御を停止する。ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、ガントリ１３４の裏面のリニアモータ制御して、加工ヘッド１３３（ガントリ１３４）の主走査方向の移動速度を減速し、最終的に停止させる。また、レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３が辺１０２Ｂの終点からｙ軸の正の方向に加工マージンだけ離れた位置に到達した時点で、レーザ光の出射を停止する。
　また、ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、リニアモータ１３７、および、ガントリ１３４の裏面のリニアモータを制御して、辺１０２Ｃの始点からｘ軸の正の方向に加速マージンだけ離れた位置に加工ヘッド１３３を移動させる。
　ステップＳ１５において、レーザ加工装置１１３は、パネル変位を固定したまま加工する。具体的には、ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、リニアモータ１３７を制御して、矢印Ａ１５の方向（ｘ軸の負の方向）への加工ヘッド１３３の等速移動を開始させる。
　レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３が辺１０２Ｃの始点からｘ軸の正の方向に加工マージンだけ離れた位置に到達した時点で、レーザ発振器１３１を制御して、所定の強度のレーザ光の出射を開始させる。また、レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、ガルバノメータスキャナ２７１を制御して、副走査方向（ｙ軸方向）へのレーザ光の走査を開始する。
　焦点制御部２６２は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３が辺１０２Ｃの始点に到達した時点で、レーザ光の焦点位置の制御を開始する。このとき、レーザ光の焦点位置の制御に用いられるパネル変位は、ステップＳ１２の処理から固定されたままとなる。従って、ステップＳ１２の処理で設定された位置にレーザ光の焦点位置が固定されたまま、辺１０２Ｃの加工が開始される。
　ステップＳ１６において、ステージ制御部２５３は、測定位置ＰＳｂが回り込み領域２３１より内側に到達したか否かを判定する。ステップＳ１６の判定処理は、測定位置ＰＳｂが回り込み領域２３１より内側に到達したと判定されるまで繰返し実行される。そして、ステージ制御部２５３は、辺１０２Ｃの始点からｘ軸の負の方向に測定マージンだけ離れた位置に加工ヘッド１３３が到達した場合、測定位置ＰＳｂが回り込み領域２３１（より正確には、回り込み領域２３１の最大想定領域）より内側に到達したと判定し、処理はステップＳ１７に進む。
　ステップＳ１７において、選択部２６１は、使用する変位計を変更する。具体的には、選択部２６１は、全体制御部２５２の制御の基に、変位計２０１ｂを選択して、パネル変位の測定を開始させる。すなわち、選択部２６１は、加工対象の辺１０２Ｃから薄膜太陽電池パネル１０２の内側に垂直に向かう方向（ｙ軸の正の方向）に最大想定距離ＤＳ以上離れた測定位置ＰＳｂにおいて測定を行う変位計２０１ｂを選択して、パネル変位の測定を開始させる。そして、選択部２６１は、変位計２０１ｂからパネル変位の測定結果を取得し、焦点制御部２６２に供給する処理を開始する。
　ステップＳ１８において、レーザ加工装置１１３は、パネル変位の測定結果に基づいてレーザ光の焦点位置を制御しながら加工する。具体的には、焦点制御部２６２は、焦点制御テーブルに基づいて、変位計２０１ｂによるパネル変位の測定結果に対応する加工ヘッド１３３のｚ軸方向の位置を求め、サーボモータ１３８を制御して、求めた位置まで加工ヘッド１３３をｚ軸方向に移動させる処理を開始する。これにより、レーザ光の焦点が、パネル変位に追従して薄膜太陽電池パネル１０２の加工面に常に合わせられた状態で、辺１０２Ｃに対する加工が行われる。
　ステップＳ１９において、ステージ制御部２５３は、加工中の辺１０２Ｃの終点に加工ヘッド１３３が到達したか否かを判定する。ステップＳ１９の判定処理は、加工中の辺１０２Ｃの終点に加工ヘッド１３３が到達したと判定されるまで繰返し実行され、加工中の辺１０２Ｃの終点に加工ヘッド１３３が到達したと判定された場合、処理はステップＳ２０に進む。
　ステップＳ２０において、ステップＳ９と同様の処理により、加工中の辺１０２Ｃの加工が終了し、加工ヘッド１３３が、辺１０２Ｄの始点からｙ軸の正の方向に加速マージンだけ離れた位置に移動する。
　ステップＳ２１において、レーザ加工装置１１３は、パネル変位の測定結果に基づいてレーザ光の焦点位置を制御しながら加工する。具体的には、ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、ガントリ１３４の裏面のリニアモータを制御して、矢印Ａ１６の方向（ｙ軸の負の方向）への加工ヘッド１３３（ガントリ１３４）の等速移動を開始させる。
　レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３が辺１０２Ｄの始点からｙ軸の正の方向に加工マージンだけ離れた位置に到達した時点で、レーザ発振器１３１を制御して、所定の強度のレーザ光の出射を開始させる。また、レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、ガルバノメータスキャナ２７１を制御して、副走査方向（ｘ軸方向）へのレーザ光の走査を開始する。
　焦点制御部２６２は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３が辺１０２Ｄの始点に到達した時点で、レーザ光の焦点位置の制御を開始する。このとき、変位計２０１ｂによるパネル変位の測定結果が、選択部２６１を介して焦点制御部２６２に継続して供給されている。従って、焦点制御部２６２は、ステップＳ１８の処理と同様に、変位計２０１ｂによるパネル変位の測定結果に基づいて、レーザ光の焦点位置を制御する処理を開始する。これにより、レーザ光の焦点が、パネル変位に追従して薄膜太陽電池パネル１０２の加工面に常に合わせられた状態で、辺１０２Ｄに対する加工が行われる。
　ステップＳ２２において、ステージ制御部２５３は、加工中の辺１０２Ｄの終点に加工ヘッド１３３が到達したか否かを判定する。ステップＳ２２の判定処理は、加工中の辺１０２Ｄの終点に加工ヘッド１３３が到達したと判定されるまで繰返し実行され、加工中の辺１０２Ｄの終点に加工ヘッド１３３が到達したと判定された場合、処理はステップＳ２３に進む。
　ステップＳ２３において、レーザ加工装置１１３は、加工を終了する。具体的には、焦点制御部２６２は、全体制御部２５２の制御の基に、レーザ光の焦点位置の制御を停止する。ステージ制御部２５３は、全体制御部２５２の制御の基に、ガントリ１３４の裏面のリニアモータを制御して、加工ヘッド１３３（ガントリ１３４）の主走査方向の移動速度を減速し、最終的に停止させる。また、レーザ制御部２６３は、全体制御部２５２の制御の基に、加工ヘッド１３３が辺１０２Ｄの終点からｙ軸の負の方向に加工マージンだけ離れた位置に到達した時点で、レーザ光の出射を停止する。さらに、選択部２６１は、全体制御部２５２の制御の基に、変位計２０１ｂの測定を停止させる。
　その後、エッジデリーション処理は終了する。
　以上のようにして、エッジデリーションの加工方向に関わらず、２つの変位計２０１のみで薄膜太陽電池パネル１０２のパネル変位を正確に測定することができ、その測定結果に基づいて、レーザ光の焦点が薄膜太陽電池パネル１０２の加工面に常に合うように制御される。加えて、回り込み領域２３１の最大想定領域より内側に測定位置ＰＳが存在しない場合、事前に当該最大想定領域より内側の領域において測定したパネル変位を用いてレーザ光の焦点位置が制御される。その結果、薄膜太陽電池パネル１０２の周縁部の薄膜を確実に剥離することができ、薄膜太陽電池パネル１０２の品質が向上する。
　また、使用する変位計２０１を選択して使い分けるため、パネル変位の測定に要する消費電力を低減することができる。
　なお、図１４では、薄膜太陽電池パネル１０２の各辺がＸ－Ｙステージ１３５のｘ軸方向またはｙ軸方向と一致するように配置される例、換言すれば、Ｘ－Ｙステージ１３５のｘｙ座標系と薄膜太陽電池パネル１０２のｘｙ座標系が一致する例を示した。しかし、薄膜太陽電池パネル１０２の置き方によっては、各辺がＸ－Ｙステージ１３５のｘ軸方向およびｙ軸方向に対して斜めに配置される場合も想定される。この場合、加工ヘッド１３３を薄膜太陽電池パネル１０２の各辺に沿って移動させながら、加工が行われる。すなわち、加工ヘッドを薄膜太陽電池パネル１０２のｘｙ座標系のｘ軸方向またはｙ軸方向に平行移動させながら、加工が行われる。
＜２．変形例＞
［測定位置ＰＳの変形例］
　以上の説明では、照射中心ＰＬに対する変位計２０１ａ，２０１ｂの方向を、ｘ軸方向およびｙ軸方向に対して約４５°に設定する例を示したが、上述した設定条件１および設定条件２を満たす範囲内で、４５°以外の角度に設定することも可能である。
　次に、図１５乃至図２０を参照して、変位計２０１を３つまたは４つ設ける場合について説明する。
　なお、図１５乃至図２０では、レーザ光の照射中心ＰＬおよびパネル変位の測定位置ＰＳを図示していないが、図面上において、照射中心ＰＬは、出射口１３３Ｃの中心とほぼ一致し、測定位置ＰＳは、変位計２０１の中心とほぼ一致するものとする。また、図１５乃至図２０において、照射中心ＰＬと各測定位置ＰＳとの間の距離が閾値距離ＤＴ１以上離れるように、各変位計２０１が設けられているものとする。さらに、図１５乃至図２０において、変位計２０１が出射口１３３Ｃに対して斜めに配置されている場合、その変位計２０１に対応する測定位置ＰＳと照射中心ＰＬとの間の距離が、ｘ軸方向およびｙ軸方向とも閾値距離ＤＴ２以上離れているものとする。
　図１５の例では、出射口１３３Ｃに対して、変位計２０１ａがｘ軸の負の方向に配置され、変位計２０１ｂがｙ軸の正の方向に配置され、変位計２０１ｃがｘ軸の正の方向に配置されている。この例では、照射中心ＰＬからｙ軸の負の方向に閾値距離ＤＴ２以上離れた位置に測定位置ＰＳが存在しないため、上述した設定条件２を満たさない。従って、例えば、図１５の上の図のように、辺１０２Ｂの加工を行う場合、変位計２０１ａを用いて、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定することができるが、図１５の下の図のように、辺１０２Ｃの加工を行う場合、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定することができる変位計２０１が存在しない。
　一方、図１６の例では、出射口１３３Ｃに対して、変位計２０１ａがｘ軸の負の方向かつｙ軸の負の方向に配置され、変位計２０１ｂがｘ軸の正の方向かつｙ軸の負の方向に配置され、変位計２０１ｃがｘ軸の正の方向かつｙ軸の正の方向に配置されている。すなわち、変位計２０１ａ乃至２０１ｃが、全て加工ヘッド１３３の進行方向に対して斜めに配置されている。この例では、図１５の例と異なり、辺１０２Ｃの加工を行う場合、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定することができる変位計２０１が２つ存在する。また、他の辺の加工を行う場合にも、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定することができる変位計２０１が必ず１つ存在する。従って、図１６のように変位計２０１を配置した場合、薄膜太陽電池パネル１０２のいずれの辺を加工する場合にも、パネル変位を正確に測定することができる。
　図１７の例では、出射口１３３Ｃに対して、変位計２０１ａがｙ軸の負の方向に配置され、変位計２０１ｂがｘ軸の負の方向に配置され、変位計２０１ｃがｘ軸の正の方向かつｙ軸の正の方向に配置されている。この例でも、図１６の例と同様に、薄膜太陽電池パネル１０２のいずれの辺の加工を行う場合にも、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定することが可能な変位計２０１が必ず１つ存在し、パネル変位を正確に測定することができる。
　図１８の例では、出射口１３３Ｃに対して、変位計２０１ａがｙ軸の負の方向に配置され、変位計２０１ｂがｘ軸の負の方向かつｙ軸の正の方向に配置され、変位計２０１ｃがｘ軸の正の方向かつｙ軸の正の方向に配置されている。この例でも、図１６および図１７の例と同様に、薄膜太陽電池パネル１０２のいずれの辺の加工を行う場合にも、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定することが可能な変位計２０１が必ず１つ存在し、パネル変位を正確に測定することができる。
　従って、変位計２０１を３つ設ける場合、少なくとも１つの変位計２０１が出射口１３３Ｃに対して斜めに配置されることが、設定条件１および設定条件２を満たすための必要条件の１つとなる。
　次に、図１９および図２０を参照して、変位計２０１を４つ設ける場合について説明する。
　図１９の例では、出射口１３３Ｃに対して、ｘ軸の正および負の方向、並びに、ｙ軸の正および負の方向の４方向に、変位計２０１がそれぞれ１つずつ配置されている。この例でも、薄膜太陽電池パネル１０２のいずれの辺の加工を行う場合にも、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定することが可能な変位計２０１が必ず１つ存在し、パネル変位を正確に測定することができる。
　図２０の例では、変位計２０１ａ乃至２０１ｄが、出射口１３３Ｃに対して斜め方向に、出射口１３３Ｃを中心に約９０°の間隔で配置されている。この例でも、図１９の例と同様に、薄膜太陽電池パネル１０２のいずれの辺の加工を行う場合にも、回り込み領域２３１を回避してパネル変位を測定することが可能な変位計２０１が必ず１つ存在し、パネル変位を正確に測定することができる。
　さらに、この例では、各辺の終点付近においても、少なくとも１つの測定位置ＰＳが、薄膜太陽電池パネル１０２の回り込み領域２３１の最大想定領域より内側に存在する。従って、図１２のステップＳ５および図１３のステップＳ１２のように、パネル変位を固定して加工を行う必要がない。その結果、エッジデリーションの加工精度をより向上させることができる。
　なお、変位計２０１を５つ以上設けることも可能であるが、４つ設ける場合と比較して、パネル変位の測定精度の向上は少ないため、コスト面や設置場所等を考慮すると、変位計２０１の設置数は、２～４にするのが望ましい。
［その他の変形例］
　また、以上の説明では、加工ヘッド１３３をｚ軸方向に移動させることにより、薄膜太陽電池パネル１０２に対するレーザ光の焦点位置を制御する例を示したが、薄膜太陽電池パネル１０２をｚ軸方向に移動させたり、あるいは、両者をｚ軸方向に移動させて、レーザ光の焦点位置を制御するようにしてもよい。また、加工ヘッド１３３内の光学系のレンズ等の位置を制御して、レーザ光の焦点位置を制御するようにしてもよい。
　さらに、制御部１４４の機能の一部または全部を、例えば、レーザ加工装置１１３により実現したり、ＰＣ１１６により実現したりするようにしてもよい。
　また、本発明は、エッジデリーション以外にも、各種の基板の周縁部を加工する場合に適用することができる。
　なお、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。
　また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　１０１　レーザ加工システム
　１０２　薄膜太陽電池パネル
　１１３　レーザ加工装置
　１１６　パーソナルコンピュータ
　１３１　レーザ発振器
　１３３　加工ヘッド
　１３３Ｃ　出射口
　１３４　ガントリ
　１３５　Ｘ－Ｙステージ
　１３７　リニアモータ
　１３８　サーボモータ
　１４４　制御部
　２０１　変位計
　２３１　回り込み領域
　２５１　加工ヘッド制御部
　２５２　全体制御部
　２５３　ステージ制御部
　２６１　選択部
　２６２　焦点制御部
　２６３　レーザ制御部
　２７１　ガルバノメータスキャナ

Claims (6)

  1. 　レーザ光を用いて基板を加工するレーザ加工装置において、
    　前記レーザ光が前記基板に照射される位置の近傍の所定の複数の測定位置において前記基板の加工面の高さ方向の位置を測定する複数の測定手段と、
    　前記レーザ光を出射する出射口および複数の前記測定手段を備え、前記加工面に垂直な軸回りに回転しない出射手段と、
    　前記出射手段と前記基板のうち少なくとも一方を動かし、前記出射手段と前記基板の間の相対位置を、前記加工面に平行で、かつ、互いに直交する４方向に移動させることが可能な移動手段と、
    　測定に使用する前記測定手段を選択する選択手段と、
    　選択された前記測定手段による測定結果に基づいて、前記レーザ光の焦点位置を制御する焦点位置制御手段と
    　を備え、
    　全ての前記測定位置が前記レーザ光の照射範囲の中心である照射中心から所定の第１の距離以上離れ、かつ、前記４方向の全てにおいて、前記照射中心から所定の第２の距離以上離れた前記測定位置が少なくとも１つ存在し、
    　前記出射手段と前記基板の間の相対位置を前記基板の端部に沿って移動させながら前記基板の端部を加工する場合、前記選択手段は、前記基板の端部から前記基板の内側に向かう方向に所定の第３の距離以上離れた前記測定位置において測定を行う前記測定手段を選択する
    　レーザ加工装置。
  2. 　３つの前記測定手段を備え、
    　３つの前記測定手段による３つの前記測定位置のうちの少なくとも１つの前記照射中心に対する方向が、前記４方向の全てに対して斜めに設定されている
    　請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. 　２つの前記測定手段を備え、
    　２つの前記測定手段による２つの前記測定位置が、前記照射中心に対して対称な方向に配置され、それぞれの前記測定位置の前記照射中心に対する方向が、前記４方向の全てに対して斜めに設定されている
    　請求項１に記載のレーザ加工装置。
  4. 　前記焦点位置制御手段は、前記基板の周縁から前記第３の距離以内の第１の領域より内側の第２の領域内に前記測定位置が存在しない場合、事前に前記第２の領域内において測定された前記加工面の高さ方向の位置に基づいて前記レーザ光の焦点位置を制御する
    　請求項３に記載のレーザ加工装置。
  5. 　レーザ光を用いて基板を加工するレーザ加工装置であって、
    　前記レーザ光が前記基板に照射される位置の近傍の所定の複数の測定位置において前記基板の加工面の高さ方向の位置を測定する複数の測定手段と、
    　前記レーザ光を出射する出射口および複数の前記測定手段を備え、前記加工面に垂直な軸回りに回転しない出射手段と、
    　前記出射手段と前記基板のうち少なくとも一方を動かし、前記出射手段と前記基板の間の相対位置を、前記加工面に平行で、かつ、互いに直交する４方向に移動させることが可能な移動手段と
    　を備えるレーザ加工装置によるレーザ加工方法において、
    　全ての前記測定位置が前記レーザ光の照射範囲の中心である照射中心から所定の第１の距離以上離れ、かつ、前記４方向の全てにおいて、前記照射中心から所定の第２の距離以上離れた前記測定位置が少なくとも１つ存在し、
    　前記出射手段と前記基板の間の相対位置を前記基板の端部に沿って移動させながら前記基板の端部を加工する場合、前記基板の端部から前記基板の内側に向かう方向に所定の第３の距離以上離れた前記測定位置において測定を行う前記測定手段を選択し、
    　選択された前記測定手段による測定結果に基づいて、前記レーザ光の焦点位置を制御する
    　レーザ加工方法。
  6. 　レーザ光を用いて基板を加工するレーザ加工装置において、
    　前記レーザ光が前記基板に照射される位置から、前記レーザ光によって測定に影響を受けない距離以上離れた測定位置において前記基板の加工面の高さ方向の位置を測定する複数の測定手段と、
    　前記レーザ光を出射する出射口および複数の前記測定手段を備えた出射手段と、
    　前記出射手段と前記基板のうち少なくとも一方を動かし、前記出射手段を前記基板周辺に沿って移動させる移動手段と、
    　測定に使用する前記測定手段を選択する選択手段と、
    　選択された前記測定手段による測定結果に基づいて、前記レーザ光の焦点位置を制御する焦点位置制御手段と
    　を備え、
    　前記基板の周辺を加工するときに、前記選択手段は、前記レーザ光の照射位置に対して前記基板の内側に位置する前記測定手段を選択する
    　レーザ加工装置。
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