(57)【要約】【課題】被処理対象物が大面積であっても可能な設備や、プロセスと共に、大幅なコスト削減が可能なレーザーによる被処理対象物の処理装置及びその処理方法の開発。【解決手段】複数のローラーを有する被処理対象物搬送用ローラー搬送手段と、被処理対象物を処理するためのレーザー加工装置とからなり、レーザー加工装置が、レーザー発振器とオートフォーカス機構とを有し、レーザー発振器にオートフォーカス機構が接続されて、レーザー発振器から発振されるレーザービームをオートフォーカス機構を介して被処理対象物の表面へ照射せしめて処理できるように構成されていること。この製造装置を用いて被処理対象物を処理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラーを有する被処理対象物搬送用ローラー搬送手段と、該被処理対象物を処理するためのレーザー加工装置とからなり、該レーザー加工装置は、レーザー発振器とオートフォーカス機構とを有し、該レーザー発振器に該オートフォーカス機構が接続されており、該レーザー発振器から発振されるレーザービームを、該オートフォーカス機構を介して該被処理対象物の表面へ照射せしめて処理できるように構成されていることを特徴とするレーザーによる被処理対象物の処理装置。
【請求項２】
前記レーザー発振器及びオートフォーカス機構が、それぞれ、複数設けられ、各レーザー発振器に各オートフォーカス機構が接続されていることを特徴とする請求項１記載のレーザーによる被処理対象物の処理装置。  
【請求項３】
前記レーザー加工装置が、ローラー搬送機構を構成するローラーとローラーとの間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のレーザーによる被処理対象物の処理装置。
【請求項４】
前記処理装置が、被処理対象物である太陽電池パネルを構成する積層膜の各膜の表面をスクライビングするレーザースクライビング装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザーによる被処理対象物の処理装置。
【請求項５】
前記処理装置が、フラットパネルディスプレイにおける薄膜トランジスタのチャネル領域の薄膜を多結晶化処理する装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザーによる被処理対象物の処理装置。
【請求項６】
レーザービームを用いて被処理対象物を処理する方法において、複数のローラーを有するローラー搬送手段により該被処理対象物を搬送させながら、レーザー発振器から発振されたレーザービームを、該レーザー発振器に接続されたオートフォーカス機構を介して該被処理対象物の処理面に照射する際に、該被処理対象物の処理面が光軸方向に焦点ずれしていても、補正して照射し、該被処理対象物の処理を行うことを特徴とするレーザーによる被処理対象物の処理方法。
【請求項７】
前記レーザー発振器及びオートフォーカス機構が、それぞれ、複数設けられ、各レーザー発振器に各オートフォーカス機構が接続されているレーザー加工装置を用いることを特徴とする請求項６記載のレーザーによる被処理対象物の処理方法。  
【請求項８】
前記被処理対象物が太陽電池パネルであり、処理面がこの太陽電池パネルを構成する積層膜の各膜であり、この処理面をスクライビング処理することを特徴とする請求項６又は７記載のレーザーによる被処理対象物の処理方法。
【請求項９】
前記被処理対象物がフラットパネルディスプレイであり、処理面がこのフラットパネルディスプレイにおける薄膜トランジスタのチャネル領域の薄膜であり、この処理面を多結晶化処理することを特徴とする請求項６又は７記載のレーザーによる被処理対象物の処理方法。
【請求項１０】
被処理対象物として、下地層の形成された透明基板上に、透明電極膜、シリコン膜、及び金属膜からなる積層膜を有する薄膜太陽電池パネルを製造する場合に、まず該透明基板上に透明電極膜を形成し、この透明電極膜を有する被処理対象物を、複数のローラーを有するローラー搬送手段により搬送させながら、レーザー発振器から発振されたレーザービームを、該レーザー発振器に接続されたオートフォーカス機構を介して該被処理対象物の処理面に照射する際に、該被処理対象物の処理面が光軸方向に焦点ずれしていても、補正して照射し、該処理面をスクライビングすることにより複数本の溝を切り、次いで、溝の切られた透明電極膜上にＳｉ膜発電層を形成し、このＳｉ膜発電層を該ローラー搬送手段により搬送させながら、該透明電極膜の場合と同様にしてＳｉ膜発電層にレーザービームを照射して複数本の溝を切り、その後、溝の切られたＳｉ膜発電層上に金属層を形成し、この金属層を該ローラー搬送手段により搬送させながら、該透明電極膜の場合と同様にして金属層にレーザービームを照射して複数本の溝を切って被処理対象物の処理を行うことを特徴とするレーザーによる被処理対象物の処理方法。
【請求項１１】
前記レーザー発振器及びオートフォーカス機構が、それぞれ、複数設けられ、各レーザー発振器に各オートフォーカス機構が接続されているレーザー加工装置を用いることを特徴とする請求項１０記載のレーザーによる被処理対象物の処理方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーによる被処理対象物の処理装置及びその処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザービームにより被処理対象物の表面にライン状加工を行う工程として、例えば、薄膜太陽電池パネルの作製に当たり、電極膜形成のためにＩＴＯ膜、アモルファスシリコン膜等にスクライビング（切り込み又はけがき）加工を行う加工工程や、アモルファスシリコンをポリシリコンに改質するためにシリコン膜にレーザービームをライン状に施すレーザーアニール工程や、チップ抵抗のセラミック基板に対して、個別チップに分割するためのスクライビングラインを施すスクライビング工程等が知られている。
【０００３】
例えば、薄膜太陽電池パネルは、ＣＶＤ法やスパッタ法で下地層を成膜したガラス基板上に、透明電極膜、シリコン膜、及びメタル膜等を形成してなる積層膜からなるものである。これらの積層膜が光に対して応答し、電池作用を引き起こす。この太陽電池パネルの生産工程では、レーザービームにより各膜面をスクライビングして、電池を直列に接続する工程が必要になる。この工程で使われるレーザーを、通常、レーザースクライバー又はレーザースクライビング処置と称している。このスクライビング工程では、通常、波長１μｍ近傍や０．５μｍ近傍のレーザービーム発振器が多く使われている。他の波長でもスクライビングは可能であるが、装置のコストや入手難や安定性等に鑑みて、上記した波長のレーザービーム発振器が多く使われているのが現状である。このような成膜工程やスクライビング工程についての一連の工程は、知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
しかるに、薄膜太陽電池パネルの寸法は、その基板サイズがＧ１１世代では、３０００ｍｍ平方を超えると言われている。そのため、このような大面積化に対応する製造設備（例えば、高精度の大型ステージ）や、製造プロセスの開発と共に、大幅なコスト削減が求められている。
【０００５】
また、近年、フラットパネルディスプレイ等の液晶ディスプレイパネルとして、アクティブマトリックスタイプのものが用いられている。このようなフラットパネルディスプレイの場合、画素部駆動用素子として、アモルファスシリコン薄膜が形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が用いられている。
【０００６】
このアモルファスシリコン薄膜は、キャリアの移動度が低いため、基板上にアモルファスシリコンを成膜した後、アニールすることにより結晶化させ、膜質を改善することが一般に行われている（例えば、特許文献３参照）。この場合も、基板の大面積化に対応する製造設備や、製造プロセスの開発と共に、大幅なコスト削減が求められている。
【０００７】
ところで、太陽電池パネルに関しては、現状のＧ５．５世代では１４００×１１００ｍｍの寸法の基板に対して、２００本以上の加工ラインがスクライビングされている。この場合、レーザー発振器の複数台の搭載は、コスト面のみならず、出力、自重等を考慮すれば、極めて困難であるため、現状では、ＸＹステージにより基板位置又はレーザー発振器を相対的にスライドさせて加工を繰り返し、所定の本数のラインを加工している。将来の基板サイズＧ１１世代になると、上記したように、面積比が４倍以上になり３０００ｍｍ平方を超えると言われており、加工本数も飛躍的に増えるこのような大型パネルを加工するための高精度の大型ステージを作製することは極めて困難であると共に、現状の設備及び手法ではスクライビング加工に多大の時間がかかり過ぎ、コストも増大するであろうことから、その解決が求められている。
【０００８】
この点に関しては、フラットパネルディスプレイ等の液晶ディスプレイパネルの場合にも、大型化に伴って同様な問題が生じると思われる。
【特許文献１】特許第３８１５８７５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特許第３２４３２２７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開２００１−２９６８１７号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、被処理対象物が大面積であっても可能な設備や、プロセスと共に、大幅なコスト削減が可能なレーザーによる被処理対象物の処理装置及びその処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、現状の手法では、レーザー発振器の大出力化を図ったとしてもコストの点から不利であることに鑑み、高精度の大型ステージに代わるものとして、被処理対象物である基板を搬送するためにローラー搬送手段を用いれば良いという発想に基づいて、所定の加工処理には、オートフォーカス機構を備えたレーザー発振器からなるレーザー加工装置を利用すれば、高精度ステージが不要となると共に、被処理対象物の搬送中に生じる多少の上下振動等が弾力的に吸収され、目的とする加工処理が可能になることに気が付き、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明のレーザーによる被処理対象物の処理装置は、複数のローラーを有する被処理対象物搬送用ローラー搬送手段と、該被処理対象物を処理するためのレーザー加工装置とからなり、該レーザー加工装置は、レーザー発振器とオートフォーカス機構とを有し、該レーザー発振器に該オートフォーカス機構が接続されており、該レーザー発振器から発振されるレーザービームを、該オートフォーカス機構を介して該被処理対象物の表面へ照射せしめて処理できるように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
被処理対象物を載置して駆動させる大型ステージの代わりに、被処理対象物を搬送するローラー搬送手段を設けると共に、僅かな搬送揺れに伴う被処理対象物の上下方向の運動に起因する照射レーザービームの焦点ずれ（ビームの光軸方向への上下動）を補正し、吸収するためのオートフォーカス機構を設けることにより、大面積の被処理対象物であっても、それに対して均等な満足すべき処理が可能となり、大幅なコスト削減が可能となる。勿論、大面積でない現状の被処理対象物であっても、同様なメリットはある。
【００１３】
上記レーザー発振器及びオートフォーカス機構が、それぞれ、複数設けられ、各レーザー発振器に各オートフォーカス機構が接続されていることを特徴とする。
【００１４】
上記レーザー加工装置が、ローラー搬送機構を構成するローラーとローラーとの間に配置されていることを特徴とする。この場合、ローラーがレーザービームを透過せしめる材質で作製されていれば、レーザー加工装置を配置する位置に制限はない。
【００１５】
上記処理装置が、被処理対象物である太陽電池パネルを構成する積層膜の各膜の表面をスクライビングするレーザースクライビング装置であることを特徴とする。スクライビングすべき被処理対象物の大面積化に対応でき、大幅なコスト削減が可能となる。勿論、大面積でない現状の太陽電池パネルのような被処理対象物であっても、同様なメリットはある。
【００１６】
また、上記処理装置が、フラットパネルディスプレイにおける薄膜トランジスタのチャネル領域の薄膜を多結晶化処理する装置であることを特徴とする。フラットパネルディスプレイの大面積化に対応可能であり、大幅なコスト削減が可能となる。勿論、大面積でない現状のフラットパネルディスプレイであっても、同様なメリットはある。
【００１７】
本発明のレーザーによる被処理対象物の処理方法は、複数のローラーを有するローラー搬送手段により該被処理対象物を搬送させながら、レーザー発振器から発振されたレーザービームを、該レーザー発振器に接続されたオートフォーカス機構を介して該被処理対象物の処理面に照射する際に、該被処理対象物の処理面が光軸方向に焦点ずれしていても、補正して照射し、該被処理対象物の処理を行うことを特徴とする。
【００１８】
上記のようにして被処理対象物をレーザービームにより処理すれば、ローラー搬送手段により被処理対象物を搬送すると共に、オートフォーカス機構により、搬送中の被処理対象物の僅かな搬送揺れに伴う被処理対象物の上下方向の運動に起因する照射レーザービームの焦点ずれ（ビームの光軸方向への上下動）が補正され、吸収されるので、大面積の被処理対象物に対して均等な満足すべき処理が可能となり、大幅なコスト削減が可能となる。
【００１９】
上記レーザーによる被処理対象物の処理方法において、レーザー発振器及びオートフォーカス機構が、それぞれ、複数設けられ、各レーザー発振器に各オートフォーカス機構が接続されているレーザー加工装置を用いることを特徴とする。  
【００２０】
上記レーザーによる被処理対象物の処理方法において、被処理対象物が太陽電池パネルであり、処理面がこの太陽電池パネルを構成する積層膜の各膜であり、この処理面をスクライビング処理することを特徴とする。太陽電池パネルの大面積化に対応でき、大幅なコスト削減が可能となる。
【００２１】
また、上記レーザーによる被処理対象物の処理方法において、被処理対象物がフラットパネルディスプレイであり、処理面がこのフラットパネルディスプレイにおける薄膜トランジスタのチャネル領域の薄膜であり、この処理面を多結晶化処理することを特徴とする。フラットパネルディスプレイの大面積化に対応可能であり、大幅なコスト削減が可能となる。
【００２２】
本発明の被処理対象物の処理方法はまた、被処理対象物として、下地層の形成された透明基板上に、透明電極膜、シリコン膜、及び金属膜からなる積層膜を有する薄膜太陽電池パネルを製造する場合に、まず該透明基板上に透明電極膜を形成し、この透明電極膜を有する被処理対象物を、複数のローラーを有するローラー搬送手段により搬送させながら、レーザー発振器から発振されたレーザービームを、該レーザー発振器に接続されたオートフォーカス機構を介して該被処理対象物の処理面に照射する際に、該被処理対象物の処理面が光軸方向に焦点ずれしていても、補正して照射し、該処理面をスクライビングすることにより複数本の溝を切り、次いで、溝の切られた透明電極膜上にＳｉ膜発電層を形成し、このＳｉ膜発電層を該ローラー搬送手段により搬送させながら、該透明電極膜の場合と同様にしてＳｉ膜発電層にレーザービームを照射して複数本の溝を切り、その後、溝の切られたＳｉ膜発電層上に金属層を形成し、この金属層を該ローラー搬送手段により搬送させながら、該透明電極膜の場合と同様にして金属層にレーザービームを照射して複数本の溝を切って被処理対象物の処理を行うことを特徴とする。この処理方法において、レーザー発振器及びオートフォーカス機構が、それぞれ、複数設けられ、各レーザー発振器に各オートフォーカス機構が接続されているレーザー加工装置を用いることを特徴とする。  
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、被処理対象物が大面積化しても、高精度の大型ステージを設けることもなく、大面積化に対応した簡単な処理装置及び処理方法により、大幅なコスト削減や、加工精度、被処理対象物の搬送性、タクトタイム（加工時間等）等の改善が可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２５】
本発明に係るレーザーによる被処理対象物の処理装置の実施の形態によれば、この処理装置は、例えば、図１（ａ）及び（ｂ）に模式的に示すように、複数のローラー１を有する被処理対象物２を図面上右方向に搬送するためのローラー搬送手段と、被処理対象物２を処理するためのレーザー加工装置３とからなり、このレーザー加工装置３は、複数のレーザー発振器と複数のオートフォーカス機構とを有するオートフォーカス機構搭載加工ビームユニット３ａであり、図示していないチャンバー内に配置されており、各レーザー発振器には１つのオートフォーカス機構が接続されており、各レーザー発振器から発振されるレーザービームを、対応するオートフォーカス機構を介して被処理対象物２の表面へ照射せしめて処理できるように構成されており、また、このレーザー加工装置３は、ローラー搬送手段を構成するローラー１とローラー１との間に配置されている。この場合、ローラーがレーザービームを透過せしめる材質で作製されていれば、レーザー加工装置３を配置する位置に制限はない。上記レーザー加工装置３は、チャンバーに固定されている。このレーザー加工装置の数は、搭載するレーザー発振器の出力、処理面の面積等に応じて、複数回の往復処理動作を行うことなく一方向の動作で処理ができるように、適宜選択すればよい。
【００２６】
上記処理装置には、被処理対象物を載置して駆動させて位置決めする大型ステージの代わりに、被処理対象物２を搬送するローラー搬送手段が設けられていると共に、この搬送手段上を被処理対象物２が通過するときはできるだけスムーズな搬送を前提とするが、僅かな搬送揺れに伴う被処理対象物の上下方向の運動に起因する照射レーザービームの焦点ずれ（ビームの光軸方向への上下動）を補正し、吸収するためのオートフォーカス機構が設けられている。
【００２７】
上記処理装置によれば、大面積の被処理対象物であっても、それに対して均等な満足すべき処理が可能となり、大幅なコスト削減が可能となる。勿論、大面積でない現状の被処理対象物であっても、同様なメリットはある。
【００２８】
上記オートフォーカス機構は、特に制限されるものではなく、被処理対象物への照射レーザービームの焦点ずれを補正できる公知の機構であればよい。例えば、特開２００１−２６４６２３号公報、特開２００２−１６２５５８号公報、特開２００４−９４２３０号公報、特開２００４−１９８６３１号公報等に記載の焦点調節装置等を含めて、市販されている焦点調節装置を使用できる。
【００２９】
本発明で使用するオートフォーカス機構の一例について、図２を参照して説明する。上記レーザー加工装置３のオートフォーカス機構搭載加工ビームユニット３ａを構成するレーザー発振器から発振され、被処理対象物２１の表面に照射されたレーザービームは、被処理対象物２１の表面から戻り、この戻りビーム２２が集光レンズ２３を透過し、ミラー２４で反射された後、シリンドリカルレンズ２５を透過して４分割センサー面２６において３種類のパターンになる。そのため、電気的にこの情報を制御して、集光レンズ２３を上下に移動せしめることにより、被処理対象物２１の僅かな搬送揺れに伴う上下方向の運動に起因する照射レーザービームの焦点ずれ（ビームの光軸方向への上下動）を補正して、所定の位置にレーザービームを照射できるので、目的とする処理を精度良く実施することができる。従って、被処理対象物の厚みムラ、表面の平坦性のムラ等も、オートフォーカス機構の搭載により相殺でき、高精度の処理が実施可能である。
【００３０】
本発明に係る処理装置のより具体的な実施の形態によれば、この処理装置は、複数のローラーを有する被処理対象物搬送用ローラー搬送手段と、被処理対象物である太陽電池パネルに対してスクライビング処理するためのレーザースクライビング装置とからなり、このレーザースクライビング装置は、複数のレーザー発振器と複数のオートフォーカス機構とを有し、図示していないチャンバー内に配置され、各レーザー発振器に１つのオートフォーカス機構が接続されており、各レーザー発振器から発振されるレーザービームを、対応するオートフォーカス機構を介して太陽電池パネルを構成する積層膜の各膜の表面へ照射せしめてスクライビング処理できるように構成されており、また、このレーザースクライビング装置は、ローラー搬送機構を構成するローラーとローラーとの間に配置されている。この場合、ローラーがレーザービームを透過する材質で作製されていれば、レーザースクライビング装置を配置する位置に制限はない。上記レーザースクライビング装置は、チャンバーに固定されている。
【００３１】
本発明に係るレーザーによる被処理対象物の処理方法の実施の形態によれば、レーザービームを用いて被処理対象物としての太陽電池パネルを処理する方法において、複数のローラーを有するローラー搬送手段により太陽電池パネルを搬送させながら、複数のレーザー発振器からそれぞれ発振されたレーザービームを、各オートフォーカス機構を介して太陽電池パネルを構成する積層膜の各膜の表面に照射し、このオートフォーカス機構により、搬送中に太陽電池パネルの積層膜の各膜の照射面が光軸方向に焦点ずれしていても、補正して照射できるようにして、各膜のスクライビング処理を行う。
【００３２】
太陽電池パネルは、上記したように、例えば、ＣＶＤ法やスパッタ法で下地層を成膜したガラス基板のような透明基板上に、透明電極膜、シリコン膜、及びメタル膜等を形成してなる積層膜を有するものである。この太陽電池パネルの生産工程では、レーザービームにより積層膜の各膜面をスクライビングして、電池を直列に接続することが必要になる。このスクライビング工程では、通常、波長１μｍ近傍や０．５μｍ近傍のレーザービーム発振器が多く使われている。このような成膜工程やスクライビング工程についての一連の工程は公知であり、例えば、上記した特許文献１及び２等に記載されている。
【００３３】
太陽電池パネルにおける成膜工程及びスクライビング工程の一例について、図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ａ）〜（ｂ）を参照して説明する。
【００３４】
図３（ａ）の断面図に示すように、まず、ガラス基板３１上に透明電極膜（いわゆるＴＣＯ膜、例えば、ＩＴＯ膜）３２を、スパッタ法により、公知のプロセス条件下で所定の膜厚で形成し、このＴＣＯ膜３２に対して、所定の波長（例えば、λ＝０．５〜１．１μｍ）のレーザービームを照射してスクライビングすることにより複数本の溝３２ａを切る。次いで、溝の切られたＴＣＯ膜３２上に、アモルファスＳｉ膜（ａ−Ｓｉ膜）発電層３３を、ＣＶＤ法により、公知のプロセス条件下で所定の膜厚で形成し、このａ−Ｓｉ膜発電層３３に対して、所定の波長（例えば、λ＝０．５〜１．１μｍ）のレーザービームを照射してスクライビングすることにより複数本の溝３３ａを切る。その後、溝の切られたａ−Ｓｉ膜発電層３３上に、Ａｌ等の金属層３４を、スパッタ法により、公知のプロセス条件下で所定の膜厚で形成し、この金属層３４に対して、所定の波長（例えば、λ＝０．５〜１．１μｍ）のレーザービームを照射してスクライビングすることにより複数本の溝３４ａを切り、スクライビング工程を終了する。
【００３５】
ＴＣＯ膜３２、ａ−Ｓｉ膜発電層３３、及び金属層３４のそれぞれの溝３２ａ、３３ａ、及び３４ａは、均等な間隔で切られており、かつこれらの溝は、図３（ａ）〜（ｃ）に示されているように、お互いに重ならないように切られている。勿論、場合によっては、溝の間隔を全て均等ではなく切ることも可能であり、また、重なるように切ることも可能である。
【００３６】
図４（ａ）は、図３（ａ）に対応する上面図であり、レーザー加工装置３５を用いるスクライビング工程により、基板上に形成されたＴＣＯ膜に複数の溝３２ａが切られていることを示しており、図４（ｂ）は、図３（ｃ）に対応する上面図であり、スクライビング工程により、基板上には、各層に、それぞれ、溝３２ａ、３３ａ、及び３４ａが切られていることを示している。かくして、溝が切られたＴＣＯ膜３２と金属層３４とを接続して、電池を直列に接続することが可能となる（図５）。これらの溝は、連続したラインであっても良いし、場合によっては、所定の間隔で断続したラインであっても良い。
【００３７】
本発明に係る処理装置のより具体的な別の実施の形態によれば、この処理装置は、複数のローラーを有する被処理対象物搬送用ローラー搬送手段と、被処理対象物であるフラットパネルディスプレイにおける薄膜トランジスタのチャネル領域の薄膜に対して、この薄膜を多結晶化処理するレーザー加工装置とからなり、この加工装置は、複数のレーザー発振器と複数のオートフォーカス機構とを有し、図示していないチャンバー内に配置され、各レーザー発振器に１つのオートフォーカス機構が接続されており、各レーザー発振器から発振されるレーザービームを、対応するオートフォーカス機構を介して薄膜トランジスタのチャネル領域の薄膜（ａ−Ｓｉ薄膜）の表面へ照射せしめて薄膜を多結晶化処理できるように構成されており、また、この加工装置は、ローラー搬送機構を構成するローラーとローラーとの間に配置されている。この場合、ローラーがレーザービームを透過する材質で作成されていれば、加工装置を固定して配置する位置に制限はない。
【００３８】
本発明に係るレーザーによる被処理対象物の処理方法の別の実施の形態によれば、レーザービームを用いて被処理対象物としてのフラットパネルディスプレイにおける薄膜トランジスタのチャネル領域の薄膜（ａ−Ｓｉ薄膜）を多結晶化処理する方法において、複数のローラーを有するローラー搬送手段により、フラットパネルディスプレイを搬送させながら、複数のレーザー発振器からそれぞれ発振されたレーザービームを、各オートフォーカス機構を介して多結晶化のための処理面に照射し、このオートフォーカス機構により、搬送中に処理面であるａ−Ｓｉ薄膜の照射面が光軸方向に焦点ずれしていても、補正して照射できるようにして、ａ−Ｓｉ薄膜の多結晶化処理を行う。
【００３９】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、例えば、図６に模式的に示すように、Ｓｉ基板又はガラス基板等の基板６１上にソース拡散領域６２、ドレイン拡散領域６３、チャネル領域６４が設けられたものである。図中、Ｓはソース、Ｄはドレイン、Ｇはゲートを示す。
【００４０】
このチャネル領域６４に形成されているａ−Ｓｉ薄膜（チャネル層）を、本発明に従って多結晶化処理すれば、膜質が改善され、キャリアの移動度が向上する。すなわち、ローラー搬送手段によりフラットパネルディスプレイを搬送させながら、複数のレーザー発振器からそれぞれ発振されたレーザービームを、各オートフォーカス機構を介してチャネル層の上方からそのａ−Ｓｉ薄膜面に照射し、このオートフォーカス機構により、搬送中にａ−Ｓｉ薄膜の照射面が光軸方向に焦点ずれしていても、補正して照射できるようにして、ａ−Ｓｉ薄膜の多結晶化処理を行う。
【００４１】
上記のようにしてａ−Ｓｉ薄膜をレーザービームにより処理すれば、オートフォーカス機構により、搬送中のフラットパネルディスプレイの僅かな搬送揺れに伴う上下方向の運動に起因する照射レーザービームの焦点ずれ（ビームの光軸方向への上下動）が補正され、吸収されるので、チャネル領域のａ−Ｓｉ薄膜の均一な多結晶化処理ができる。
【００４２】
上記では、オートフォーカス機構搭載加工ビームユニットを構成する各レーザー発振器から発振されたレーザービームを、それぞれ、直接処理面に照射して処理する例について説明したが、１つのレーザー発振器から発振されたレーザービームを光学的に多分岐して、この多分岐後のビームをユニット的に構成されているオートフォーカス機構のそれぞれのオートフォーカス機構へ導いた後、集光レンズを介して加工ビームとし、この加工ビームを用いて被処理対象物を処理しても良い。
【００４３】
この場合、オートフォーカス機構へのレーザービームの導入は、光ファイバー等の伝達手段や、レンズ・ミラーを用いた伝達手段等を用いれば良い。このような構成であれば、レーザー発振器を処理装置内に複数台搭載する必要もなく、所望の集光レンズに必要なエネルギーを遠隔から供給することができるというメリットがある。また、レーザービームのＯＮ／ＯＦＦ動作も可能となるので、省電力につながり、また、レーザーの寿命を延ばすことができると共に、一枚の被処理対象物を複数枚に分割する場合等に有効である。
【００４４】
本発明で用いることができるレーザーとしては、例えば、半導体励起ファイバーレーザー、マイクロチップレーザーの他に、半導体レーザー（レーザーダイオード）等を挙げることができる。
【実施例１】
【００４５】
本実施例では、被処理対象物として太陽電池パネルを用い、積層膜の各膜に対してスクライビング処理を行った。このスクライビング処理は図１に示す処理装置を用いて行った。
【００４６】
まず、スパッタ法により下地層の成膜されたガラス基板を用い、この下地層上にＩＴＯからなる透明電極膜を形成し、ＩＴＯ膜の形成された基板を図１に示す処理装置を用いて搬送しながら、ＩＴＯ膜に対して、レーザービームを照射してスクライビングすることにより所定の本数の溝を切った。次いで、溝の切られたＩＴＯ膜上にａ−Ｓｉ膜発電層を形成し、このａ−Ｓｉ膜発電層の形成された基板を図１に示す処理装置を用いて搬送しながら、ａ−Ｓｉ膜発電層に対してレーザービームを照射してスクライビングすることにより所定の本数の溝を切った。その後、溝の切られたａ−Ｓｉ膜発電層の形成された基板上に金属膜を形成した。この金属膜の形成された基板を図１に示す処理装置を用いて搬送しながら、金属膜に対してレーザービームを照射してスクライビングすることにより所定の本数の溝を切った。
【００４７】
かくして得られた、均一な幅及び深さを有する溝が切られたＩＴＯ膜と金属層とを接続すると、太陽電池パネルが作製できた。
【実施例２】
【００４８】
ガラス基板上に、ソース拡散領域、ドレイン拡散領域、ａ−Ｓｉ薄膜からなるチャネル領域が設けられた薄膜トランジスタを、図１に示す処理装置を用いて搬送しながら、チャネル領域のａ−Ｓｉ薄膜に対してレーザービームを照射して多結晶化処理を行った。その結果、ａ−Ｓｉが均一に多結晶化していることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、被処理対象物が大面積化しても、高精度の大型ステージを設けることもなく、大面積化に対応した簡単な処理装置及び処理方法により、大幅なコスト削減や、加工精度、被処理対象物の搬送性、タクトタイム（加工時間等）等の改善が可能となるので、本発明は、太陽電池や液晶パネルディスプレイ等の技術分野で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のレーザーによる処理装置の一構成例を模式的に示す構成図。
【図２】本発明で使用するオートフォーカス機構の作用を説明するための模式的構成図。
【図３】本発明により処理する太陽電池パネルにおける成膜工程及びスクライビング工程を説明するための基板断面図。
【図４】本発明により処理する太陽電池パネルにおける成膜工程及びスクライビング工程を説明するための基板上面図。
【図５】電池が直列に接続されている状態を示す模式図。
【図６】本発明により処理する薄膜トランジスタの一構成を模式的に示す構成図。
【符号の説明】
【００５１】
１  ローラー                          ２  被処理対象物
３  レーザー加工装置
３ａ  オートフォーカス機構搭載加工ビームユニット
２１  被処理対象物                    ２２  戻りビーム
２３  集光レンズ                      ２４  ミラー
２５  シリンドリカルレンズ            ２６  ４分割センサー面
３１  ガラス基板                      ３２  透明電極膜（ＴＣＯ膜）
３２ａ  溝                            ３３  ａ−Ｓｉ膜発電層
３３ａ  溝                            ３４  金属層
３４ａ  溝                            ６１  基板
６２  ソース拡散領域                  ６３  ドレイン拡散領域
６４  チャネル領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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