(57)【要約】【課題】設置面積を大きくすることなく堅牢で高価な光学系移動機構等を共有することによって廉価なレーザ加工ステーションを構築する。【解決手段】ソーラパネルモジュールを製造する場合、透明電極層の加工に適した波長（例えば、１０６４［ｎｍ］）のレーザ光を発生する第１のレーザ発生装置と、半導体層及び金属層の加工に適した波長（例えば、５３２［ｎｍ］）のレーザ光を発生する第２のレーザ発生装置とを１のレーザ加工ステーションに設け、ワーク上の成膜層毎に第１及び第２のレーザ発生装置を切り換えて照射する。これによって、透明電極層、半導体層、金属層を成膜する３箇所の成膜ステーションと、１のレーザ加工ステーションを設けるだけでよくなる。【選択図】図２
2011067865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク上の成膜層に対してレーザ光を相対的に移動させながら照射することによって前記ワークに所定の加工を施すレーザ加工方法であって、前記ワーク上の成膜層の加工に適した少なくとも２種類の波長のレーザ光を前記ワーク毎に選択的に切り換えて照射して前記所定の加工を１のレーザ加工ステーションで行なうことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工方法において、ミラー手段を用いて前記レーザ光を反射させて加工位置まで導入する際の光路中において前記レーザ光の一部を分岐抽出し、抽出された前記レーザ光に基づいて前記レーザ光の光軸のずれを検出し、その検出結果に応じて前記分岐抽出よりも前に位置する前記ミラー手段の前記レーザ光の反射方向を制御するようにしたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ加工方法において、前記レーザ光の光軸のずれを４分割フォトダイオード手段を用いて検出し、
前記レーザ光の反射方向を制御される前記ミラー手段として、２軸式ガルバノミラー手段又は駆動軸が直交する２個のガルバノミラー手段を用いたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項４】
請求項１に記載のレーザ加工方法において、前記２種類の波長のレーザ光が第１及び第２のレーザ光出射手段から出射される場合に、前記第１及び第２のレーザ光出射手段から出射されるレーザ光が前記加工位置に導入されるまでの光路長をそれぞれ同じ長さとなるように調整する光路長調整手段を前記第１及び第２のレーザ光出射手段と前記加工位置までの光路中に設けたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４に記載のレーザ加工方法において、前記２種類の波長のレーザ光を出射するレーザ光出射手段の直後に減光用光学系を配置して前記レーザ光を減光し、減光されたレーザ光のビーム径をビームエキスパンダ手段を用いて調整するようにしたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
ワークを保持する保持手段と、
前記ワーク上の成膜層の加工に適した第１の波長のレーザ光を出射する第１のレーザ光出射手段と、
前記ワーク上の別の成膜層の加工に適した第２の波長のレーザ光を出射する第２のレーザ光出射手段と、
前記第１の波長のレーザ光及び前記第２の波長のレーザを前記保持手段に保持された前記ワーク毎に選択的に切り換えて照射させる光学系手段と
を１のレーザ加工ステーションに備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ光を反射させて前記ワーク表面まで導入するミラー手段と、
前記レーザ光の光路中に前記レーザ光の一部を分岐抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記レーザ光を受光する受光手段と、
前記受光手段からの信号に基づいて前記レーザ光の光軸のずれを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に応じて前記抽出手段よりも前に位置する前記ミラー手段の前記レーザ光の反射方向を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項８】
請求項７に記載のレーザ加工装置において、前記検出手段は４分割フォトダイオード手段で構成され、前記レーザ光の反射方向を制御される前記ミラー手段は２軸式ガルバノミラー手段又は駆動軸が直交する２個のガルバノミラー手段で構成されることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項９】
請求項６に記載のレーザ加工方法において、前記第１及び第２のレーザ光出射手段から出射されるレーザ光が前記光学系手段に導入されるまでの光路長をそれぞれ同じ長さとなるように調整する光路長調整手段を前記第１及び第２のレーザ光出射手段と前記光学系手段との間の光路中に設けたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項１０】
請求項６、７、８又は９に記載のレーザ加工装置において、前記第１及び第２のレーザ光出射手段の直後に減光用光学系を配置して前記レーザ光を減光し、減光されたレーザ光のビーム径をビームエキスパンダ手段を用いて調整するようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４若しくは５に記載のレーザ加工方法又は請求項６、７、８、９若しくは１０に記載のレーザ加工装置を用いて、ソーラパネルを製造することを特徴とするソーラパネル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて基板上の薄膜等を加工するレーザ加工方法及びレーザ加工装置並びにソーラパネル製造方法に係り、特に設備を省力化することのできるレーザ加工方法及びレーザ加工装置並びにソーラパネル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ソーラパネルの製造工程では、透光性基板（ガラス基板）上に透明電極層、半導体層、金属層を順次形成し、形成後の各工程で各層をレーザ光で短冊状に加工してソーラパネルモジュールを完成している。このようにしてソーラパネルモジュールを製造する場合、ガラス基板上の薄膜に例えば約１０ｍｍピッチでレーザ光でスクライブ線を形成している。このスクライブ線の線幅は約３０μｍで、線と線の間隔は約３０μｍとなるような３本の線で構成されている。レーザ光でスクライブ線を形成する場合、通常は定速度で移動するガラス基板上にレーザ光を照射していた。これによって、深さ及び線幅の安定したスクライブ線を形成することが可能であった。このようなソーラパネル（光電変換装置）の製造方法については、インライン方式が知られている。インライン方式のソーラパネル（光電変換装置）の製造方法については、特許文献１、２に記載のようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２８３７４３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５５９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図２０は、従来のインライン方式のソーラパネル（光電変換装置）製造装置の一例を示す図である。この製造装置は、前段の成膜ステーション１２から搬入されるガラス基板１ａを一時的に保持する搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）１４と、ガラス基板１ｃ上の薄膜にスクライブ線を形成するレーザ加工ステーション１０と、加工後のガラス基板１ｄを一時的に保持し、後段の成膜ステーション１８に搬出する搬出ロボットステーション（ローラコンベア部）１６とを備えている。搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）１４は、ガラス基板１ｂの表裏を反転する表裏反転機構を備えており、後段のレーザ加工に応じてガラス基板１ｂを反転してレーザ加工ステーション１０に搬送する。レーザ加工ステーション１０は、アライメント部１０ａ、グリッパ部１０ｂ、グリッパ駆動部１０ｃ、加工エリア部１０ｄを備えている。アライメント部１０ａは、搬入ロボットステーション（ローラコンベア部）１４から搬入されたガラス基板１ｃを所定の位置にアライメント処理する。グリッパ部１０ｂは、アライメント処理されたガラス基板１ｃを保持する。グリッパ駆動部１０ｃは、グリッパ部１０ｂに保持されたガラス基板１ｃを加工エリア部１０ｄのレーザ光に同期させて移動処理する。加工エリア部１０ｄは、レーザ光をガラス基板１ｃに照射して所定の加工を行う。搬出ロボットステーション（ローラコンベア部）１６は、ガラス基板１ｃの表裏を反転する表裏反転機構を備えており、レーザ加工の施されたガラス基板１ｄを表裏反転して次段の成膜ステーション１８にガラス基板１ｅとして搬出する。
【０００５】
上述のような従来のインライン方式のソーラパネル製造装置では、透明電極層、半導体層、金属層の各層に対してレーザ光を照射して加工を行なうレーザ加工ステーションを別々の場所に備えている。透明電極層に対してレーザ加工を行なうレーザ加工ステーションには透明電極層の加工に適した波長（例えば、１０６４［ｎｍ］）のレーザ光を発生するレーザ発生装置が搭載され、半導体層及び金属層に対してレーザ加工を行なうレーザ加工ステーションには半導体層及び金属層の加工に適した波長（例えば、５３２［ｎｍ］）のレーザ光を発生するレーザ発生装置がそれぞれ搭載されている。従って、ソーラパネルモジュールを完成するまでに少なくとも３箇所の成膜ステーション及びレーザ加工ステーションを経由する必要があった。一方、ソーラパネルの表面積の大型化に伴って、成膜ステーション及びレーザ加工ステーションの設置面積も大きくなってきている。また、ソーラパネル（ガラス基板）が大型化するに従って、これを保持するステージも大きくなっており、レンズ等を含むレーザ光学系も相当の重量を有する。そのため、このレーザ光学系の移動によって歪みが生じないように堅牢で高価な光学系移動機構等を構築する必要がある。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、設置面積を大きくすることなく堅牢で高価な光学系移動機構等を共有することによって廉価なレーザ加工ステーションを構築することのできるレーザ加工方法及びレーザ加工装置並びにソーラパネル製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るレーザ加工方法の第１の特徴は、ワーク上の成膜層に対してレーザ光を相対的に移動させながら照射することによって前記ワークに所定の加工を施すレーザ加工方法であって、前記ワーク上の成膜層の加工に適した少なくとも２種類の波長のレーザ光を前記ワーク毎に選択的に切り換えて照射して前記所定の加工を１のレーザ加工ステーションで行なうことにある。
例えば、ソーラパネルモジュールを製造する場合、ガラス基板上に成膜された透明電極層、半導体層、金属層の各層（ワーク）に対してレーザ光を照射して加工を行なう。この場合、透明電極層の加工に適した波長（例えば、１０６４［ｎｍ］）のレーザ光を発生する第１のレーザ発生装置と、半導体層及び金属層の加工に適した波長（例えば、５３２［ｎｍ］）のレーザ光を発生する第２のレーザ発生装置とを１のレーザ加工ステーションに設け、ワーク上の成膜層毎に第１及び第２のレーザ発生装置を切り換えて照射する。これによって、透明電極層、半導体層、金属層を成膜する３箇所の成膜ステーションと、１つのレーザ加工ステーションを設けるだけでよくなり、ステーションの設置面積を大幅に削減することができる。また、堅牢で高価な光学系移動機構を共有することができるので、全体のコストを大幅に軽減することもできる。
【０００８】
本発明に係るレーザ加工方法の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工方法において、ミラー手段を用いて前記レーザ光を反射させて加工位置まで導入する際の光路中において前記レーザ光の一部を分岐抽出し、抽出された前記レーザ光に基づいて前記レーザ光の光軸のずれを検出し、その検出結果に応じて前記分岐抽出よりも前に位置する前記ミラー手段の前記レーザ光の反射方向を制御するようにしたことにある。
レーザ発生装置から発生したレーザ光は、複数枚のミラー手段によって反射されて加工位置まで導入される。ワークにレーザ光を照射する際にレーザ光ヘッドと共にミラー手段が移動する場合がある。このような場合、レーザ光の光軸がずれてしまうことがある。そこで、この発明では、レーザ光の１部を分岐抽出し、抽出されたレーザ光に基づいて光軸のずれ量を検出し、検出結果に基づいてミラー手段の反射方向を種々制御して光軸のずれ量を減少させ、光軸をリアルタイムで最適化するようにしたものである。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工方法の第３の特徴は、前記第２の特徴に記載のレーザ加工方法において、前記レーザ光の光軸のずれを４分割フォトダイオード手段を用いて検出し、前記レーザ光の反射方向を制御される前記ミラー手段として、２軸式ガルバノミラー手段又は駆動軸が直交する２個のガルバノミラー手段を用いたことにある。４分割フォトダイオードは、分岐されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を受光面のほぼ中央付近で受光し、各受光面で検出されたレーザ光の強度に対応した４種類の信号を出力する。この４種類の信号に基づいてミラー手段の反射方向を容易に制御することが可能となる。また、レーザ光の反射方向を制御するものとしてガルバノミラー手段を用いた。ガルバノミラー手段として、２軸式のものを用いてもよいし、２個のガルバノミラー手段のそれぞれの駆動軸を直交させるようにしてもよい。ガルバノミラー手段を用いることによって、レーザ光の反射方向を容易に制御することができる。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工方法の第４の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工方法において、前記２種類の波長のレーザ光が第１及び第２のレーザ光出射手段から出射される場合に、前記第１及び第２のレーザ光出射手段から出射されるレーザ光が前記加工位置に導入されるまでの光路長をそれぞれ同じ長さとなるように調整する光路長調整手段を前記第１及び第２のレーザ光出射手段と前記加工位置までの光路中に設けたことにある。これは、第１及び第１のレーザ光出射手段から出射したビームの光路長を互いに等しくするために、レーザ光の光路中に光路長を調整する光路長調整手段を設けたものである。実施の形態に示すような２個の直角プリズムから構成される光路長調整手段を設けることによって、光路長の伸縮調整を容易に行なうことが可能となり、また実装範囲を最小限にすることができ、既存のレーザ加工装置に容易に実装することができる。
【００１１】
本発明に係るレーザ加工方法の第４の特徴は、前記第１、第２又は第３の特徴に記載のレーザ加工方法において、前記２種類の波長のレーザ光を出射するレーザ光出射手段の直後に減光用光学系を配置して前記レーザ光を減光し、減光されたレーザ光のビーム径をビームエキスパンダ手段を用いて調整するようにしたことにある。これは、ビームエキスパンダ手段を用いてレーザ発生装置の個体差によって生じるビーム広がり角とビーム径の相違を調整するようにしたものである。また、レーザ発生装置の直前にビームエキスパンダ手段を挿入した場合、ビームエキスパンダからの戻り光が高くなるので、それを緩和するために、減光用光学系（アッテネータ）をレーザ発生装置の直後に配置したものである。
【００１２】
本発明に係るレーザ加工装置の第１の特徴は、ワークを保持する保持手段と、前記ワーク上の成膜層の加工に適した第１の波長のレーザ光を出射する第１のレーザ光出射手段と、前記ワーク上の別の成膜層の加工に適した第２の波長のレーザ光を出射する第２のレーザ光出射手段と、前記第１の波長のレーザ光及び前記第２の波長のレーザを前記保持手段に保持された前記ワーク毎に選択的に切り換えて照射させる光学系手段とを１のレーザ加工ステーションに備えたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第１の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１３】
本発明に係るレーザ加工装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ光を反射させて前記ワーク表面まで導入するミラー手段と、前記レーザ光の光路中に前記レーザ光の一部を分岐抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記レーザ光を受光する受光手段と、前記受光手段からの信号に基づいて前記レーザ光の光軸のずれを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて前記抽出手段よりも前に位置する前記ミラー手段の前記レーザ光の反射方向を制御する制御手段とを備えたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第２の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１４】
本発明に係るレーザ加工装置の第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載のレーザ加工装置において、前記検出手段は４分割フォトダイオード手段で構成され、前記レーザ光の反射方向を制御される前記ミラー手段は２軸式ガルバノミラー手段又は駆動軸が直交する２個のガルバノミラー手段で構成されることにある。これは、前記レーザ加工方法の第３の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１５】
本発明に係るレーザ加工装置の第４の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工装置において、前記第１及び第２のレーザ光出射手段から出射されるレーザ光が前記光学系手段に導入されるまでの光路長をそれぞれ同じ長さとなるように調整する光路長調整手段を前記第１及び第２のレーザ光出射手段と前記光学系手段との間の光路中に設けたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第４の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１６】
本発明に係るレーザ加工装置の第４の特徴は、前記第１、第２又は第３の特徴に記載のレーザ加工装置において、前記第１及び第２のレーザ光出射手段の直後に減光用光学系を配置して前記レーザ光を減光し、減光されたレーザ光のビーム径をビームエキスパンダ手段を用いて調整するようにしたことにある。これは、前記レーザ加工方法の第４の特徴に記載のものを実現するレーザ加工装置の発明である。
【００１７】
本発明に係るソーラパネル製造方法の特徴は、前記第１の特徴から第４の特徴までのいずれか１に記載のレーザ加工方法又は前記第１の特徴から第４の特徴までのいずれか１に記載のレーザ加工装置を用いて、ソーラパネルを製造することにある。これは、前記レーザ加工方法又はレーザ加工装置のいずれか１を用いて、ソーラパネルを製造するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、設置面積を大きくすることなく堅牢で高価な光学系移動機構等を共有することによって廉価なレーザ加工ステーションを構築することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す図である。
【図２】スクライブ線の加工処理を行う図１の加工エリア部の詳細構成を示す図である。
【図３】図２の光学系部材の詳細構成を示す図である。
【図４】図２の第１検出光学系部材及び第２検出光学系部材の構成を示す模式図である。
【図５】図２のレーザ発生装置から光学系部材までのレーザ光路長を伸縮調整するレーザ光路調整手段の構成を示す図である。
【図６】図２の制御装置の処理の詳細を示すブロック図である。
【図７】図６のパルス抜け判定手段の動作の一例を示す図である。
【図８】図４の高速フォトダイオードから出力される波形の一例を示す図である。
【図９】図２の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。
【図１０】光学系部材の回転量とスクライブ線のピッチ幅との関係を示す図である。
【図１１】図１のアライメント部に設けられる基板検出カメラシステムの一例を示す図である。
【図１２】下に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を図１の基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。
【図１３】上に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。
【図１４】図１のアライメント部に設けられる基板検出カメラシステムの別の一例を示す図である。
【図１５】図１のアライメント部に設けられるアライメントカメラシステムの一例を示す図である。
【図１６】２回目以降のスクライブ処理前のアライメント部の一例をそれぞれ示す図である。
【図１７】本発明に係るソーラパネル製造装置のループ方式の実施例を示す図である。
【図１８】本発明に係るソーラパネル製造装置のリターン方式の別の実施例を示す図である。
【図１９】本発明に係るソーラパネル製造装置のダブルサイド方式の実施例を示す図である。
【図２０】従来のインライン方式のソーラパネル（光電変換装置）製造装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す図である。このレーザ加工装置は、ソーラパネル製造装置のレーザ光加工処理（レーザスクライブ）工程を行なうものである。本発明に係るレーザ加工装置は、アライメント処理を行うアライメント部をレーザ加工ステーションの両側２箇所に設けて、レーザ加工処理中に同時にアライメント処理を行い、待ち時間を短縮できるように構成されたものである。
【００２１】
図１は、本発明に係るソーラパネル製造装置のリターン方式の一例を示す図である。この製造装置は、搬入出ロボットステーション１４１とレーザ加工ステーション１０１とから構成される。ローラコンベア１２１は、透明電極層、半導体層、金属層の成膜ステーション（図示せず）との間でガラス基板１ｘを搬送するものである。搬入出ロボットステーション１４１は、ローラコンベア１２１上を搬送されて来る透明電極層、半導体層又は金属層の成膜ステーション（図示せず）にて成膜されたガラス基板１ｘを搬入してガラス基板１ｍとして一時的に保持すると共にガラス基板１ｍの表裏を反転する表裏反転機構部１４３を備えている。表裏反転機構部１４３は、レーザ加工処理の内容及びガラス基板１ｍが下に凸の曲がり（反り）となるように、ガラス基板１ｍを表裏反転してレーザ加工ステーション１０１に搬送する。このとき、搬入出ロボットステーション１４１は、表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをそのままレーザ加工ステーション１０１に搬送すると共に表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板１ｍをレーザ加工ステーション１０１の右端位置までローラ搬送してからガラス基板１ｒとしてレーザ加工ステーション１０１に搬送するように構成されている。また、搬入出ロボットステーション１４１は、レーザ加工ステーション１０１で加工されたガラス基板を表裏反転機構部１４３で直接受取るか又はレーザ加工ステーション１０１の右端位置で受け取ったガラス基板１ｒを表裏反転機構部１４３までローラ搬送又はエア浮上搬送し、表裏反転機構部１４３でレーザ加工処理後のガラス基板を表裏反転して又は表裏反転しないでローラコンベア１２１に搬出する。
【００２２】
レーザ加工ステーション１０１は、搬入出ロボットステーション１４１から搬入されたガラス基板上の薄膜にスクライブ線を形成するものであり、アライメント部１０２，１０４、グリッパ部１０６，１０８、グリッパ駆動部１１０、加工エリア部１１２を備えている。アライメント部１０２は、搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３上のガラス基板１ｍを受取り、受け取ったガラス基板１ｎを所定の位置にアライメント処理すると共に加工エリア部１１２でスクライブ加工処理の施されたガラス基板１ｎを搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３に搬出する。一方、アライメント部１０４は、搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３で表裏反転された又は表裏反転されなかったガラス基板であって右端までローラ搬送又はエア浮上搬送されたガラス基板１ｒを受取り、受け取ったガラス基板を所定の位置にアライメント処理すると共に加工エリア部１１２でスクライブ加工処理の施されたガラス基板１ｑを搬入出ロボットステーション１４１の右端の位置に搬出する。
【００２３】
グリッパ部１０６は、アライメント部１０２でアライメント処理されたガラス基板１ｏを保持する。グリッパ部１０８は、アライメント部１０４でアライメント処理されたガラス基板１ｑを保持する。グリッパ駆動部１１０は、グリッパ部１０６，１０８に保持されたガラス基板を加工エリア部１１２のレーザ光に同期させてし、レーザ加工時にガラス基板１ｏと点線のガラス基板１ｐとの間を移動させる。加工エリア部１１２は、グリッパ部１０６又はグリッパ部１０８に保持されエア浮上搬送されたガラス基板１ｏ，１ｑに形成された透明電極層、半導体層又は金属層のいずれに対して加工処理を行なうかに応じて、透明電極層の加工に適した波長（例えば、１０６４［ｎｍ］）のレーザ光又は半導体層及び金属層の加工に適した波長（例えば、５３２［ｎｍ］）のレーザ光を選択して照射し、所定のスクライブ線の加工処理を行う。図１では、グリッパ部１０６に保持されたガラス基板１ｏを点線で示されたガラス基板１ｑの位置までエア浮上した状態で移動させながら、所定のスクライブ線加工を行う状態が示してある。
【００２４】
図１のリターン方式のソーラパネル製造装置の動作の一例を説明する。まず、透明電極層の成膜ステーション（図示せず）からローラコンベア１２１を介して搬送されて来た透明電極層付ガラス基板１ｘは、搬入出ロボットステーション１４１によって表裏反転機構部１４３上に透明電極層付ガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されるか又は表裏反転されない。表裏反転された又は表示反転されなかった透明電極層付ガラス基板１ｍは、レーザ加工ステーション１０１のアライメント部１０２に搬送され、そこでアライメント処理される。アライメント処理された透明電極層付ガラス基板１ｎは、グリッパ部１０６に保持され、透明電極層付ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２にエア浮上移動され、透明電極層の加工に適した波長（例えば、１０６４［ｎｍ］）のレーザ光によって所定のスクライブ線の加工処理が行われる。
【００２５】
一方、アライメント部１０２のアライメント処理及び加工エリア部１１２の加工処理が行なわれている間に、半導体層の成膜ステーション（図示せず）からローラコンベア１２１を介して搬送されて来た半導体層付ガラス基板１ｙが搬入出ロボットステーション１４１によって表裏反転機構部１４３上に半導体層付ガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されるか又は表裏反転されない。表裏反転された又は表裏反転されなかった半導体層付ガラス基板１ｍは、半導体層付ガラス基板１ｒとして、レーザ加工ステーション１０１のアライメント部１０４に対応した右端位置までローラ搬送される。半導体層付ガラス基板１ｒは、レーザ加工ステーション１０１のアライメント部１０４に搬送され、そこでアライメント処理される。アライメント処理された半導体層付ガラス基板１ｑは、グリッパ部１０８に保持され、グリッパ部１０６に保持されエア浮上搬送された透明電極層付ガラス基板への加工処理が終了するまで待機される。
【００２６】
グッリパ部１０６に保持されている透明電極層付ガラス基板に対するレーザ加工処理が終了すると、グリッパ部１０６に保持されている透明電極層付ガラス基板１ｏは、アライメント部１０２を介して透明電極層付ガラス基板１ｎの位置から表裏反転機構部１４３上の透明電極層付ガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されて又は表裏反転されずに半導体層の成膜ステーションへ搬送されるために、ローラコンベア１２１上に搬送される。一方、グリッパ部１０６に保持されているガラス基板１ｏがアライメント部１０２上に透明電極層付ガラス基板１ｎとしてエア浮上移動した時点で、グリッパ部１０８に保持されている半導体層付ガラス基板１ｑが半導体層付ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２にエア浮上移動され、半導体層の加工に適した波長（例えば、５３２［ｎｍ］）のレーザ光によって所定のスクライブ線の加工処理が行われる。
【００２７】
透明電極層付ガラス基板１ｍが半導体層の成膜ステーションへ搬送された後、加工エリア部１１２で半導体層付ガラス基板１ｏ，１ｐに対する加工処理が行なわれている間に、金属層の成膜ステーション（図示せず）からローラコンベア１２１を介して搬送されて来た金属層付ガラス基板１ｚが搬入出ロボットステーション１４１によって表裏反転機構部１４３上に金属層付ガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されるか又は表裏反転されない。表裏反転された又は表示反転されなかった金属層付ガラス基板１ｍは、レーザ加工ステーション１０１のアライメント部１０２に搬送され、そこでアライメント処理される。アライメント処理された金属層付ガラス基板１ｎは、グリッパ部１０６に保持され、グリッパ部１０８に保持されエア浮上搬送されたガラス基板への加工処理が終了するまで待機される。
【００２８】
グッリパ部１０８に保持されている半導体層付ガラス基板に対するレーザ加工処理が終了すると、グリッパ部１０８に保持されている半導体層付ガラス基板１ｑは、アライメント部１０４を介して半導体層付ガラス基板１ｒの位置から表裏反転機構部１４３上の半導体層付ガラス基板１ｍとして一時的に保持され、そこで表裏反転されて又は表裏反転されずに金属層の成膜ステーションへ搬送されるために、ローラコンベア１２１上に搬送される。一方、グリッパ部１０８に保持されている半導体層付ガラス基板がアライメント部１０４上に半導体層付ガラス基板１ｑとしてエア浮上移動した時点で、グリッパ部１０６に保持されている金属層付ガラス基板１ｎが金属層付ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２にエア浮上移動され、金属層の加工に適した波長（例えば、５３２［ｎｍ］）のレーザ光によって所定のスクライブ線の加工処理が行われる。
【００２９】
図１のリターン方式のソーラパネル製造装置では、透明電極層付ガラス基板、半導体層付ガラス基板、金属層付ガラス基板に対して順番にレーザ加工処理を繰り返すことによって、１台の加工ステーションで透明電極層の加工に適した波長（例えば、１０６４［ｎｍ］）のレーザ光又は半導体層及び金属層の加工に適した波長（例えば、５３２［ｎｍ］）のレーザ光を適宜選択して所定のレーザ加工を行なっている。また、図１のリターン方式のソーラパネル製造装置では、アライメント処理による待ち時間を大幅に短縮することができ、いずれか一方のアライメント部が故障した場合でも、他方のアライメント部によって処理を続行することが可能となる。
【００３０】
図２は、スクライブ線の加工処理を行う図１の加工エリア部の詳細構成を示す図である。加工エリア部は、台座１０、ＸＹテーブル２０、グリッパ部１０６、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂ、光学系部材５０ａ，５０ｂ、リニアエンコーダ７０、制御装置８０並びに第１検出光学系部材及び第２検出光学系部材等によって構成されている。台座１０上には台座１０のＸ軸方向及びＹ軸方向（ＸＹ平面）に沿って駆動制御されるＸＹテーブル２０が設けられている。
【００３１】
ＸＹテーブル２０は、Ｘ方向及びＹ方向へ移動制御される。なお、ＸＹテーブル２０の駆動手段としては、ボールネジやリニアモータ等が用いられるが、これらの図示は省略してある。ＸＹテーブル２０の上側にはレーザ加工の対象となるガラス基板１がグリッパ部１０６によって保持されている。また、台座１０の上には光学系部材５０ａ，５０ｂを保持しながらＹ軸方向にスライド駆動するスライドフレーム３０が設けられている。ＸＹテーブル２０は、Ｚ軸を回転軸としてθ方向に回転可能に構成されている。なお、スライドフレーム３０によりＹ軸方向の移動量が十分に確保できる場合には、ＸＹテーブル２０は、Ｘ軸方向の移動だけを行なう構成であってもよい。この場合、ＸＹテーブル２０はＸ軸テーブルの構成でもよい。また、図２では、アライメント部１０２，１０４については図示を省略してある。
【００３２】
スライドフレーム３０は、台座１０上の四隅に設けられた移動台に取り付けられている。スライドフレーム３０は、この移動台によってＹ方向へ移動制御される。ベース板３１と移動台との間には除振部材（図示せず）が設けられている。スライドフレーム３０のベース板３１には、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂ、光学系部材５０ａ，５０ｂ及び制御装置８０が設置されている。レーザ発生装置４０ａは透明電極層の加工に適した波長（例えば、１０６４［ｎｍ］）のレーザ光を出力し、レーザ発生装置４０ｂは半導体層及び金属層の加工に適した波長（例えば、５３２［ｎｍ］）のレーザ光を出力す。光学系部材５０ａ，５０ｂは、ミラーやレンズの組み合わせで構成され、光学系部材５０ａはレーザ発生装置４０ａで発生したレーザ光を４系列に分割してＸＹテーブル２０上のガラス基板１上に導き、光学系部材５０ｂはレーザ発生装置４０ｂで発生したレーザ光を４系列に分割してＸＹテーブル２０上のガラス基板１上に導くものである。なお、レーザ光の分割数は４系列に限るものではなく、２系列以上であればよい。光学系部材５０ａ，５０ｂの詳細については後述する。
【００３３】
リニアエンコーダ７０は、ＸＹテーブル２０のＸ軸移動テーブルの側面に設けられたスケール部材と、グリッパ部１０６に取り付けられた検出部で構成される。リニアエンコーダ７０の検出信号は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、リニアエンコーダ７０からの検出信号に基づいてグリッパ部１０６のＸ軸方向の移動速度（移動周波数）を検出し、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂの出力（レーザ周波数）を制御する。
【００３４】
光学系部材５０ａ，５０ｂは、図示のように、ベース板３１の側面側に設けられており、ベース板３１の側面に沿ってＹ軸方向に移動するように構成されている。光学系部材５０ａ，５０ｂは、先端部がＺ軸を中心に回転可能となっている。レーザ発生装置４０ａから出射されるレーザ光を光学系部材５０ａに導くためのガルバノミラー３３ａはベース板３１上の光学系部材５０ａ側の隅部に設けられている。レーザ発生装置４０ｂから出射されるレーザ光を光学系部材５０ｂに導くためのガルバノミラー３３ｂはベース板３１上の光学系部材５０ｂ側の隅部に設けられている。ガルバノミラー３３ａ，３３ｂは、２つのモーター（ロータリーエンコーダー）を使用してＸＺ２次元エリアにレーザー光を走査させるものである。ガルバノミラー３３ａ，３３ｂは、２軸式（Ｘ，Ｚ）で構成され、２個のモーターと、このモータに取り付けられるミラーとで構成される。ガルバノ制御裝置３３１ａ，３３１ｂは、モータを動かすためのドライバおよび電源、これらを制御するマイクロコンピュータなどで構成される。
【００３５】
ミラー３４ａ，３５ａは、光学系部材５０ａ上に設けられており、光学系部材５０ａのスライド移動に連動して移動するようになっている。レーザ発生装置４０ａから出射されたレーザ光は、ガルバノミラー３３ａによってミラー３４ａへ向かって反射され、ミラー３４ａに向かうレーザ光はミラー３４ａによってミラー３５ａに向かって反射される。ミラー３５ａは、ミラー３４ａからの反射レーザ光を貫通穴を介して光学系部材５０ａ内に導く。同じく、ミラー３４ｂ，３５ｂは、光学系部材５０ｂ上に設けられており、光学系部材５０ｂのスライド移動に連動して移動するようになっている。レーザ発生装置４０ｂから出射されたレーザ光は、ガルバノミラー３３ｂによってミラー３４ｂへ向かって反射され、ミラー３４ｂに向かうレーザ光はミラー３４ｂによってミラー３５ｂに向かって反射される。ミラー３５ｂは、ミラー３４ｂからの反射レーザ光を貫通穴を介して光学系部材５０ｂ内に導く。なお、レーザ光発生装置４０ａ，４０ｂから出射されたレーザ光は、貫通穴から光学系部材５０ａ，５０ｂに対して上側から導入されるように構成されれば、どのような構成のものであってもよい。例えば、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂを貫通穴の上側に設け、貫通穴を介して光学系部材５０ａ，５０ｂに直接レーザ光を導くようにしてもよい。
【００３６】
ビームサンプラ３３２ａは、ガルバノミラー３３ａと反射ミラー３４ａとの間の光学系部材５０ａ上に、光学系部材５０ａのスライド移動と共に移動するように設けられている。ビームサンプラ３３２ｂは、ガルバノミラー３３ｂと反射ミラー３４ｂとの間の光学系部材５０ｂ上に、光学系部材５０ｂのスライド移動と共に移動するように設けられている。ビームサンプラ３３２ａ，３３２ｂはレーザ光の一部（例えば、レーザ光の約０．４割程度又はそれ以下の光量）をサンプリングして外部に分岐出力する素子である。４分割フォトダイオード３３３ａ，３３３ｂは、ビームサンプラ３３２ａ，３３２ｂで分岐されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を受光面のほぼ中央付近で受光するように配置されている。４分割フォトダイオード３３３ａ，３３３ｂによって検出されたレーザ光の強度に対応した４種類の出力信号がガルバノ制御裝置３３１ａ，３３１ｂに出力される。ガルバノ制御裝置３３１ａ，３３１ｂは、４分割フォトダイオード３３３ａ，３３３ｂからの４種類の出力信号に応じてガルバノミラー３３ａ，３３ｂの２個のモータ３３ｘｙａ，３３ｙｚａ，３３ｘｙｂ，３３ｙｚｂをリアルタイムで駆動制御する。モータ３３ｘｙａ，３３ｘｙｂは、ガルバノミラー３３ａ，３３ｂの反射レーザ光がベース板３１の上面（ＸＹ平面）と平行な面内で回転移動するように制御し、モータ３３ｙｚａ，３３ｙｚｂは、ガルバノミラー３３ａ，３３ｂの反射レーザ光がベース板３１の上面と直交する面（ＹＺ平面）と平行な面内で回転移動するようにリアルタイムに制御する。
【００３７】
図３は、光学系部材５０ａ，５０ｂの詳細構成を示す図である。実際の光学系部材５０ａ，５０ｂの構成は、複雑であるが、ここでは説明を簡単にするために図示を簡略化して示している。光学系部材５０ａ，５０ｂの構成は同じなので、以下光学系部材５０ａについて説明する。図３は、光学系部材５０ａの内部を図２の−Ｘ軸方向から見た図である。図３に示すようにベース板３１にはミラー３５ａで反射されたレーザ光を光学系部材５０ａ内に導入するための貫通穴３７を有する。この貫通穴３７の直下には、ガウシアン強度分布のレーザ光をトップハット強度分布のレーザ光に変換する位相型回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）５００が設けられている。
【００３８】
ＤＯＥ５００によってトップハット強度分布のレーザ光（トップハットビーム）に変換されたレーザ光はハーフミラー５１１によって反射ビームと透過ビームにそれぞれ分岐され、反射ビームは右方向のハーフミラー５１２に向かって、透過ビームは下方向の反射ミラー５２４に向かって進む。ハーフミラー５１１で反射したビームは、ハーフミラー５１２によってさらに反射ビームと透過ビームに分岐され、反射ビームは下方向の反射ミラー５２２に向かって、透過ビームは右方向の反射ミラー５２１に向かって進む。ハーフミラー５１２を透過したビームは反射ミラー５２１によって反射され、下方向の集光レンズ５４１を介してガラス基板１に照射される。ハーフミラー５１２で反射したビームは、反射ミラー５２２，５２３によって反射され、下方向の集光レンズ５４２を介してガラス基板１に照射される。ハーフミラー５１１を透過したビームは、反射ミラー５２４によって反射され、左方向に向かって進む。反射ミラー５２４で反射したビームは、ハーフミラー５１３によって反射ビームと透過ビームに分岐され、反射ビームは下方向の反射ミラー５２６に向かって、透過ビームは左方向の反射ミラー５２８に向かって進む。ハーフミラー５１３で反射したビームは、反射ミラー５２６，５２７によって反射され、下方向の集光レンズ５４３を介してガラス基板１に照射される。ハーフミラー５１３を透過したビームは反射ミラー５２８によって反射され、下方向の集光レンズ５４４を介してガラス基板１に照射される。
【００３９】
ＤＯＥ５００によって変換されたトップハットビームは、上述のハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２８によって、透過・反射されて集光レンズ５４１〜５４４に導かれる。このとき、ＤＯＥ５００から各集光レンズ５４１〜５４４までの光路長は等しくなるように設定されている。すなわち、ハーフミラー５１１で反射したビームがハーフミラ５１２を透過して反射ミラー５２１で反射して集光レンズ５４１に到達するまでの光路長、ハーフミラー５１１で反射したビームがハーフミラー５１２、反射ミラー５２２，５２３でそれぞれ反射して集光レンズ５４２に到達するまでの光路長、ハーフミラー５１１を透過したビームが反射ミラー５２３、ハーフミラー５１３、反射ミラー５２６，５２７でそれぞれ反射して集光レンズ５４３に到達するまでの光路長、ハーフミラー５１１を透過したビームが反射ミラー５２３で反射してハーフミラー５１３を透過して反射ミラー５２８で反射して集光レンズ５４４に到達するまでの光路長は、それぞれ等しい距離である。これによって、ビームが分岐される直前にＤＯＥ５００を配置しても、トップハット強度分布のレーザ光を集光レンズ５４１〜５４４に同様に導くことが可能となる。なお、図３の実施例では、光路長が完全に一致する場合について説明したが、レーザ光のトップハット強度分布を維持することが可能な範囲で光路長を若干異ならせることは可能である。また、ＤＯＥ５００は、光学系部材５０ａの外側、すなわち、ミラー３５ａ，３５ｂとミラー３４ａ，３４ｂとの間に設けてもよい。
【００４０】
シャッター機構５３１〜５３４は、光学系部材５０ａの各集光レンズ５４１〜５４４から出射されるレーザ光がガラス基板１から外れた場合にレーザ光の出射を遮蔽するものである。オートフォーカス用測長システム５２，５４は、図示していない検出光照射用レーザとオートフォーカス用フォトダイオードとから構成され、検出光照射用レーザから照射された光の中でガラス基板１の表面から反射した反射光を受光し、その反射光量に応じて光学系部材５０ａ内の集光レンズ５４１〜５４４を上下に駆動し、ガラス基板１に対する高さ（集光レンズ５４１〜５４４のフォーカス）を調整する。なお、フォーカス調整用駆動機構は図示していない。
【００４１】
図４は、第１検出光学系部材及び第２検出光学系部材の構成を示す模式図である。第１検出光学系部材及び第２検出光学系部材は、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂと光学系部材５０ａ，５０ｂとの間にそれぞれ設けられているが、図４では、レーザ発生装置４０ａと光学系部材５０ａとの間に設けられた第１検出光学系部材及び第２検出光学系部材の構成のみを示している。第１検出光学系部材は、集光レンズ高さ測長システム２６と、フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８とから構成される。図４では、集光レンズ高さ測長システム２６とフォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８が重複して示されているので、符号で区別して説明する。図３に記載のオートフォーカス用測長システム５２，５４によって、ガラス基板１から光学系部材５０ａ，５０ｂの両側下面までの高さを調整した場合、光学系部材５０ａ，５０ｂの下面の高さを同じにすることはできても、ガラス基板１から各集光レンズ５４１〜５４４までの高さを同じにすることができるとは限らない。そこで、この実施の形態では、ＸＹテーブル２０のＸ軸方向の側面のいずれか一方（図ではＸＹテーブル２０の−Ｘ軸方向の側面）に集光レンズ高さ測長システム２６を取り付け、ガラス基板１から各集光レンズ５４１〜５４４までの高さをそれぞれ測長するようにした。集光レンズ高さ測長システム２６によって検出された各集光レンズ５４１〜５４４の高さに対応した信号は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、ガラス基板１から各集光レンズ５４１〜５４４までの高さが適正であるか否かの判定を行なう。集光レンズ高さ測長システム２６の測長結果に応じて、各集光レンズ５４１〜５４４の配置（高さ）は調整されるようになっている。この場合、この集光レンズ５４１〜５４４の配置（高さ）の調整は、手動又は自動で行なえるように構成する。なお、集光レンズ高さ測長システム２６を用いて、光学系部材５０ａ，５０ｂの下面の高さを測長するようにすれば、オートフォーカス用測長システム５２，５４を省略することが可能である。
【００４２】
フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８は、ＸＹテーブル２０のＸ軸方向の側面のいずれか一方（図ではＸＹテーブル２０の−Ｘ軸方向の側面）であって、集光レンズ高さ測長システム２６の隣接する位置（近傍）に設けられている。フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８は、ＸＹテーブル２０と光学系部材５０ａ，５０ｂの各集光レンズ５４１〜５４４との位置を関連付けるものであり、ＸＹテーブル２０の上空側を視認可能に設置されている。フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８によって撮像された映像は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、各集光レンズ５４１〜５４４から出射されるレーザ光の光軸が適正であるか否かの判定を行なう。すなわち、フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８は、光学系部材５０ａ，５０ｂの各集光レンズ５４１〜５４４から出射するレーザ光を直接観察することができるので、これを画像化することによって、制御装置８０は、各集光レンズ５４１〜５４４のフォーカス及び光軸が適正であるか否かを判断することができる。また、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂ、光学系部材５０ａ，５０ｂなどのレーザ光に係わる各光学系の交換した時に、交換前と交換後の画像を取得し数値化しておくことによって、交換後のフォーカス及び光軸の調整を容易に行なうことができる。さらに、複数ヘッドの場合、各レーザ光の画像を取得して数値化することによって、バラツキを適正に調整することができる。
【００４３】
レーザ発生装置４０ａと光学系部材５０ａとの間に設けられている第２検出光学系部材は、図４に示すように、ビームサンプラ９２ａ，９３ａ、高速フォトダイオード９４ａ及び光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａから構成され、レーザ発生装置４０ｂと光学系部材５０ｂとの間に設けられている第２検出光学系部材は、ビームサンプラ９２ｂ，９３ｂ、高速フォトダイオード９４ｂ及び光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ｂから構成される。ビームサンプラ９２ａ，９３ａ，９２ｂ，９３ｂは、光学系部材５０ａ，５０ｂ内に導入されるレーザ光の光路中に設けられている。この実施の形態では、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂと反射ミラー３３ａ，３３ｂとの間に設けられている。ビームサンプラ９２ａ，９３ａ，９２ｂ，９３ｂはレーザ光の一部（例えば、レーザ光の約０．４割程度又はそれ以下の光量）をサンプリングして外部に分岐出力する素子である。高速フォトダイオード９４ａ，９４ｂは、ビームサンプラ９２ａ，９２ｂで分岐出力されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を受光面のほぼ中央付近で受光するように配置される。高速フォトダイオード９４ａ，９４ｂによって検出されたレーザ光の強度に対応した出力信号は、制御装置８０に出力される。光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａ，９６ｂは、ビームサンプラ９３ａ，９３ｂで分岐出力されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を受光面のほぼ中央付近で受光するように配置される。光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａ，９６ｂによって撮像された映像は、制御装置８０に出力される。なお、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａ，９６ｂは、高速フォトダイオード９４ａ，９４ｂに照射されるレーザ光の位置を示す画像を取り込み、その画像を制御装置８０に出力するように構成してもよい。
【００４４】
制御装置８０は、リニアエンコーダ７０からの検出信号に基づいてグリッパ部１０６のＸ軸方向の移動速度（移動周波数）を検出し、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂの出力（レーザ周波数）を制御し、高速フォトダイオード９４ａ，９４ｂ及び光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａ，９６ｂから出力される信号に基づいてレーザ発生装置４０ａ，４０ｂから出射されるレーザ光のパルス抜けを検出したり、レーザ光の光軸ずれ量に基づいてレーザ発生装置４０ａ，４０ｂの出射条件を制御したり、光学系部材５０ａ，５０ｂ内のレーザ光を導入するための反射ミラー３３ａ〜３５ｂ，３３ｂ〜３５ｂの配置等をフィードバック制御する。
【００４５】
なお、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂは、ビーム広がり角とビーム径についてそれぞれ個体差がある。そのために、レーザ発生装置の交換等すると、再度、全ての光軸を調整し直す必要があった。そこで、この実施の形態では、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂとＤＯＥとの間のビーム光路中にビームエキスパンダ４１ａ，４１ｂが挿入してある。ビームエキスパンダ４１ａ，４１ｂは、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂから出射されるレーザビームを一定の倍率の平行光束に広げるものである。すなわち、ビームエキスパンダ４１ａ，４１ｂは、レーザ発生装置４０ａから出射するレーザビームの径がＤ１ａで、レーザ発生装置４０ｂから出射するレーザビームの径がＤ１ｂであって、両者のビーム径が互いに異なる場合に、両者のビーム径を同じ径Ｄ２に変換するためのものである。ビームエキスパンダ４１ａ，４１ｂには、倍率可変のものや倍率固定のものを用いることができる。
【００４６】
また、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂの直前にビームエキスパンダ４１ａ，４１ｂを挿入した場合、ビームエキスパンダ４１ａ，４１ｂからの戻り光が高くなるため、ビームエキスパンダ４１ａ，４１ｂとレーザ発生装置４０ａ，４０ｂとの間にメカニカルシャッタを備えた減光用光学系（アッテネータ）４２ａ，４２ｂを設けるようにした。すなわち、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂから出射したビームをアッテネータ４２ａ，４２ｂで減光してからビームエキスパンダ４１ａ，４１ｂでビーム径を調整するようにした。
【００４７】
図５は、図２のレーザ発生装置から光学系部材までのレーザ光路長を伸縮調整するレーザ光路調整手段の構成を示す図である。レーザ発生装置４０ａから出射したビームが光学系部材５０ａに到達するまでの距離（光路長）と、レーザ発生装置４０ｂから出射したビームが光学系部材５０ｂに到達するまでの距離（光路長）とは互いに等しくなければならない。図２のベース板３１の上側であって、ビームエキスパンダ４１ａ，４１ｂとビームサンプラ９３ａ，９３ｂとの間に、レーザ光路長調整手段４３ａ，４３ｂが設けられている。図５では、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂと光学系部材５０ａ，５０ｂのみを示し、その間のビームエキスパンダ４１ａ，４１ｂやビームサンプラ９３ａ，９３ｂなどについては図示を省略してある。レーザ光路長調整手段４３ａ，４３ｂは、それぞれ２個の直角プリズム４４ａ，４５ａ，４４ｂ，４５ｂから構成される。直角プリズム４４ａ，４５ａ，４４ｂ，４５ｂの斜辺がレーザビームの進行方向と一致するように設けられている。直角プリズム４４ａ，４４ｂの一方の外面に入射したビームは進行方向を９０度曲げられて直角プリズム４５ａ，４５ｂの一方の内面に出射される。直角プリズム４５ａ，４５ｂの一方の内面に入射したビームは他方の内面で反射されて直角プリズム４４ａ，４４ｂの他方の外面に向かうようになる。すなわち、直角プリズム４５ａ，４５ｂはビームの進行方向を１８０度曲げて直角プリズム４４ａ，４４ｂに戻す働きをする。直角プリズム４４ａ，４４ｂの他方の外面に戻ってきたビームは進行方向を９０度曲げられて、光学系部材５０ａ，５０ｂに向かうビームとして出射される。レーザ光路長調整手段４３ａ，４３ｂの直角プリズム４５ａ，４５ｂは、直角プリズム４４ａ，４４ｂに対してその距離４６ａ，４６ｂを適宜調整する必要があるので、矢印４７ａ，４７ｂの方向にそれぞれ移動可能な構成となっている。レーザ光路長調整手段４３ａ，４３ｂは、直角プリズム４４ａ，４４ｂと直角プリズム４５ａ，４５ｂとの間の距離４６ａ，４６ｂを適宜調整することによって、入射したビームの光路長を伸縮調整して反対側から出射することができる。なお、レーザ光路調整手段４３ａ，４３ｂは光学系部材５０ａ，５０ｂ内に導入されるレーザ光の光路中に設けられていれば、位置はどこでもよい。このレーザ光路長調整手段４３ａ，４３ｂを設けることによって、レーザ発生装置等の光学系手段を交換等した場合や気温などによって光路長が変化した場合でも光路長の伸縮調整を容易に行なうことが可能となる。また、各光学系の主要な部品を移動調整したりする手間を省略することができる。また、レーザ光によってスクライブ線を加工する薄膜系太陽電池パネル製造装置などにおいては、上述のようにレーザ光の成形にＤＯＥレンズを用いている。このＤＯＥレンズに入射するレーザ光の径は一定でなければならない。そのために、レーザ発生装置の個体差に起因するレーザ光のばらつき（ビーム広がり角とビーム径）を、レーザ発生装置とＤＯＥレンズとの間の距離を調整することによって、ＤＯＥレンズに入射するレーザ光を同一径にすることができる。このような場合にも、上述のレーザ光路長調整手段をレーザ発生装置とＤＯＥレンズとの間に設けて、レーザ光の光路長を伸縮調整することができる。これによって、ＤＯＥレンズに入射するレーザ光を同一径にすることができ、レーザ発生装置やＤＯＥレンズなどを移動調整する必要がなくなる。さらに、上述のレーザ光路長調整手段は２個の直角プリズムで構成されているので、その実装範囲を最小限にすることができ、既存のレーザ加工装置に容易に実装することができる。
【００４８】
図６は、図２の制御装置８０の処理の詳細を示すブロック図である。制御装置８０は、分岐手段８１、パルス抜け判定手段８２、アラーム発生手段８３、基準ＣＣＤ画像記憶手段８４、光軸ずれ量計測手段８５、レーザコントローラ８６、レンズ変位量計測手段８７、レンズ高さ調整手段８８、照射レーザ状態検査手段８９及び照射レーザ調整手段８Ａから構成される。
【００４９】
分岐手段８１は、リニアエンコーダ７０の検出信号（クロックパルス）を分岐して後段のレーザコントローラ８６に出力する。パルス抜け判定手段８２は、高速フォトダイオード９４ａ，９４ｂからのレーザ光強度に対応した出力信号（ダイオード出力）と分岐手段８１から出力される検出信号（クロックパルス）とを入力し、それに基づいてレーザ光のパルス抜けを判定する。図７は、図６のパルス抜け判定手段８２の動作の一例を示す図である。図７において、図７（Ａ）は分岐手段８１から出力される検出信号（クロックパルス）の一例、図７（Ｂ）は高速フォトダイオード９４ａ，９４ｂから出力されるレーザ光強度に対応した出力信号（ダイオード出力）の一例、図７（Ｃ）はパルス抜け判定手段８２がパルス抜け検出時に出力するアラーム信号の一例をそれぞれ示す。
【００５０】
図７に示すように、パルス抜け判定手段８２は、分岐手段８１からのクロックパルスの立ち下がり時点をトリガ信号として、ダイオード出力値が所定のしきい値Ｔｈ以上であるか否かの判定を行い、ダイオード出力値がしきい値Ｔｈよりも小さい場合には、ハイレベル信号をアラーム発生手段８３に出力する。アラーム発生手段８３は、パルス抜け判定手段８２からの信号がローレベルからハイレベルに変化した時点でパルス抜けが発生したことを示すアラームを外部に報知する。アラームの報知は、画像表示、発音等の種々の方法で行なう。アラームの発生によって、オペレータはパルス抜けが発生したことを認識することができる。また、このアラームが頻繁に発生する場合には、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂの性能が劣化したか又は寿命になったことを意味する。
【００５１】
基準ＣＣＤ画像記憶手段８４は、図６に示すような基準ＣＣＤ画像８４ａを記憶している。この基準ＣＣＤ画像８４ａは、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａ，９６ｂの受光面の中央にレーザ光が受光した状態の画像を示すものである。光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａ，９６ｂからは、図６に示すような被検査画像８５ａが出力される。光軸ずれ量計測手段８５は、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａ，９６ｂからの被検査画像８５ａを取り込み、これと基準ＣＣＤ画像８４ａとを比較し、光軸のずれ量を計測し、そのずれ量をレーザコントローラ８６に出力する。例えば、図６に示す被検査画像８５ａのような画像が光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａ，９６ｂから出力された場合には、光軸ずれ量計測手段８５は、両者を比較して、Ｘ軸及びＹ軸方向のずれ量を計測し、それをレーザコントローラ８６に出力する。レーザコントローラ８６は、被検査画像８５ａと基準ＣＣＤ画像８４ａとが一致するように、レーザ光の光軸に関係する装置、すなわちレーザ発生装置４０ａ，４０ｂの出射条件や光学系部材５０ａ，５０ｂ内にレーザ光を導入するための反射ミラー３３ａ〜３５ａ，３３ｂ〜３５ｂの配置等をフィードバックして調整する。
【００５２】
レンズ変位量計測手段８７は、集光レンズ高さ測長システム２６によって検出された光学系部材５０ａ，５０ｂ内の各集光レンズ５４１〜５４４の高さに対応した信号を入力し、各集光レンズ５４１〜５４４の高さが許容範囲内にあるか、この許容範囲よりも大きくずれているかを判定し、大きくずれている集光レンズ５４１〜５４４の高さをどの程度調整すればよいかを示す制御信号をレンズ高さ調整手段８８に出力する。レンズ高さ調整手段８８は、レンズ変位量計測手段８７からの制御信号に応じて各集光レンズ５４１〜５４４の配置を調整する。なお、集光レンズ５４１〜５４４の高さ調整機構が存在しない場合には、レンズ高さ調整手段８８は、レンズ変位量計測手段８７からの制御信号に基づいて、集光レンズ５４１〜５４４のどれをどの程度調整すればよいのか、その調整情報をオペレータに伝達（視認表示、音声発音など）するようにしてもよい。
【００５３】
照射レーザ状態検査手段８９は、フォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラ２８からの画像８９ａを取り込み、これに基づいてフォーカス及び光軸のずれ量を計測し、そのずれ量を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。例えば、図６に示すような画像８９ａがフォーカス及び光軸調整用ＣＣＤカメラから出力された場合には、照射レーザ状態検査手段８９は、画像８９ａ内の円状の輪郭線８９ｂ（集光レンズ５４１〜５４４の外縁に対応した線）を基準にフォーカス円８９ｃ（画像８９ａ内の小円）の位置を検出し、フォーカス円８９ｃが輪郭線８９ｂのほぼ中央に位置しているか否かに基づいて光軸のＸ軸及びＹ軸方向のずれ量を計測し、それを照射レーザ調整手段８Ａに出力する。また、照射レーザ状態検査手段８９は、フォーカス円８９ｃの大きさ（面積）を計測し、それに基づいたフォーカス位置を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。照射レーザ調整手段８Ａは、照射レーザ状態検査手段８９からの光軸のずれ量及びフォーカス位置に対応した信号に基づいて、光学系部材５０ａ，５０ｂ内の各ハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２８の配置、直角プリズム４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ間の距離４６ａ，４６ｂ等をフィードバックして調整する。なお、レンズ高さ調整手段８８及び照射レーザ調整手段８Ａを省略して、これらの機能をレーザコントローラ８６に持たせるようにしてもよい。
【００５４】
上述の実施の形態では、レーザ加工（スクライブ加工）時に光軸ずれ量計測手段８５でレーザ光の光軸ずれを、パルス抜け判定手段８２でパルス抜けをそれぞれ検査する場合について説明したが、図８に示すように高速フォトダイオード９４ａ，９４ｂからの出力波形に基づいてレーザ光のパルス状態を検査するようにしてもよい。例えば、図８では、レーザ光のパルス幅及びパルス高さを計測し、これらに異常が発生した場合にはアラームを発生するようにしてもよい。なお、レーザ光のパルス幅は、高速フォトダイオード９４ａ，９４ｂからの出力波形が所定値以上になっている期間が所定の範囲にある場合を正常とし、この範囲よりも大きかったり小さい場合にはパルス幅異常と判定し、アラームを出力する。また、レーザ光のパルス高さは、高速フォトダイオード９４ａ，９４ｂからの出力波形の最大値が許容範囲内に存在する場合を正常とし、この許容範囲よもも大きかったり小さい場合にはパルス高さ異常と判定し、アラームを出力する。このように、レーザ光を常時サンプリングしているので、リアルタイムでパルス幅、パルス高さ（パワー）などのレーザ光の品質を管理することができる。上述のようなパルス抜けが頻発するようになったら、レーザ発生装置４０ａ，４０ｂの劣化あるいは寿命と判断できる。
【００５５】
図９は、図２の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。図９は、光学系部材５０ａ，５０ｂとベース板３１の一部を示している。図９（Ａ）は、図２に示す光学系部材５０ａ，５０ｂとベース板３１との位置関係を示す図であり、図に示すように、光学系部材５０ａ，５０ｂの端面（図の上側端部）とベース板３１の端面（図の上側端部）とが一致している。図９（Ｂ）は、光学系部材５０ａ，５０ｂが貫通穴３７の中心を回転軸としてベース板３１に対して左回りに約３０度回転した状態を示す図である。図９（Ｃ）は、光学系部材５０ａ，５０ｂが貫通穴３７の中心を回転軸としてベース板３１に対して左回りに約４５度回転した状態を示す図である。
【００５６】
この実施の形態に係るソーラパネル製造装置においては、光学系部材５０ａ，５０ｂがレーザ光の導入穴である貫通穴３７の中心を回転軸として、自在に回転可能に構成されている。すなわち、分岐手段である光学系部材５０ａ，５０ｂは、図３の反射ミラー３５ａ，３５ｂからＤＯＥ５００を通過してハーフミラー５１１に向かう垂直レーザ光の進行方向を中心軸として回転制御されている。これによって、レーザ光の分岐方向とレーザ光の基板に対する相対的な移動方向（図９の垂直方向）とのなす角度θを自在に可変制御することができる。なお、光学系部材５０ａ，５０ｂの回転駆動手段としては、ボールネジやリニアモータ等の既存の技術が用いられるが、これらの図示は省略する。
【００５７】
図９に示すように、レーザ光の分岐方向とレーザ光の走査方向（図９の垂直方向）とのなす角度を可変制御した場合でも、レーザ光の相対的な移動方向に対してＤＯＥ５００は回転しないように構成している。すなわち、ＤＯＥ５００を使用することによって、レーザ光の照射形状は、図９の集光レンズ５４１〜５４４内に示したように、点線正方形のような照射形状を示すことになる。従って、光学系部材５０ａ，５０ｂの回転制御と共にＤＯＥ５００を回転させると、集光レンズ５４１〜５４４内の点線正方形もその回転量に応じて回転するようになる。この状態でレーザ光を走査照射すると、スクライブ線の両側稜線に正方形の角が位置するようになり、稜線が波打ち形状を示すようになる。そこで、この実施の形態のように、光学系部材５０ａ，５０ｂを回転制御しても、ＤＯＥ５００は回転させないような構成とすることで、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すように、走査方向（図９の垂直方向）と集光レンズ５４１〜５４４内の点線正方形の左右両辺とが一致し、スクライブ線の両側稜線を極めて滑らかに形成することができ、また、光学系部材５０ａ，５０ｂを回転させてスクライブ線のピッチを適宜制御した場合でも滑らかな稜線のスクライブ線を形成することが可能となる。なお、上述の実施の形態では、ＤＯＥをレーザ光の光路中に１つだけ設ける場合について説明したが、ＤＯＥを分岐後の各集光レンズの直前にそれぞれ設けてもよい。この場合でも、光学系部材５０ａ，５０ｂを回転制御しても各ＤＯＥは回転させないように構成する必要がある。ＤＯＥ５００は、光学系部材５０ａ，５０ｂとは分離した形でベース板３１に直結して設けることによって、光学系部材５０ａ，５０ｂの回転から独立させることが可能である。
【００５８】
図１０は、光学系部材の回転量とスクライブ線のピッチ幅との関係を示す図である。図１０（Ａ）は図９（Ａ）に示すように光学系部材５０ａ，５０ｂが回転していない状態、図１０（Ｂ）は図９（Ｂ）に示すように光学系部材５０ａ，５０ｂが約３０度回転した状態、図１０（Ｃ）は図９（Ｃ）に示すように光学系部材５０ａ，５０ｂが約４５度回転した状態でそれぞれレーザスクライブ加工処理を行なった場合のスクライブ線の状態を示す図である。図１０（Ａ）の場合のスクライブ線のピッチをＰ０とすると、図１０（Ｂ）の場合のピッチＰ３０はＰ０×ｃｏｓ３０°となり、図１０（Ｃ）の場合のピッチＰ４５はＰ０×ｃｏｓ４５°となる。このように、この実施の形態に係るソーラパネル製造装置は、光学系部材５０ａ，５０ｂの回転角度を適宜調整することによって、スクライブ線のピッチ幅を所望の値に適宜可変調整することができる。
【００５９】
図１１は、図１のアライメント部１０２，１０４に設けられる基板検出カメラシステムの一例を示す図である。図１１（Ａ）は、ガラス基板と基板検出カメラとの関係を示す側面図であり、図１１（Ｂ）はその上面図である。アライメント部１０２，１０４には、基板検出カメラシステムとアライメントカメラシステムが設けられ、ガラス基板の検出とそのアライメント処理を行っている。基板検出カメラ６５〜６８は、エア浮上搬送されるガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置されるときに、ガラス基板１の四隅付近の画像をその上側から取得するものである。図１１では、ガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置され、グリッパ部１０６，１０８に保持されてＸ軸方向にエア浮上移動して、レーザ加工ステーション１０に投入される直前の様子を示す。図１１（Ｂ）に示す画像６５ａ〜６８ａは、基板検出カメラ６５〜６８によって取得されたガラス基板１の四隅付近の画像である。基板検出カメラ６５〜６８の相対的な位置関係は予め設定された既知の値なので、画像６５ａ〜６８ａに示すように、曲がりや反りのないガラス基板１の四隅の各頂点は、基板検出カメラ６５〜６８の撮像範囲のほぼ中央付近に位置するように設定されている。従って、画像６５ａ〜６８ａの中で各頂点の位置がずれていた場合、そのずれ量に基づいてガラス基板１の曲がり（反り）を検出することができるようになっている。また、画像６５ａ〜６８ａに基づいてガラス基板１の四隅付近の欠けを検出することができる。なお、基板検出カメラ６５〜６８をガラス基板１の各辺に沿って移動させることによってガラス基板１の各辺の欠けを検出することができる。
【００６０】
図１２は、下に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を図１の基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。図１２において、図１１と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。図１２が図１１と異なる点は、エア浮上搬送されたガラス基板１ｆが下に凸の曲がり（反り）を有する点である。下に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板１ｆがアライメント部１０２，１０４上に載置されると、基板検出カメラ６５〜６８にはガラス基板１ｆの四隅の各頂点がガラス基板１ｆの中心側にずれた状態の画像６５ｂ〜６８ｂが撮像される。また、この画像６５ｂ〜６８ｂに示すように、ガラス基板１ｆの四隅の各頂点付近に曲がり（反り）の大きさに応じた２本の平行な縁線が確認できるので、この場合は、ガラス基板１ｆは下に凸の状態でアライメント部１０２，１０４上にエア浮上した状態で載置されていることを検出することができる。
【００６１】
図１３は、上に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板を基板検出カメラシステムが検出する場合の一例を示す図である。図１３において、図１１及び図１２と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。図１３が図１１及び図１２と異なる点は、ガラス基板１ｇが上に凸の曲がり（反り）を有する点である。上に凸の曲がり（反り）を有するガラス基板１ｇはアライメント部１０２，１０４上でエア浮上しようとしてもエア浮上が困難であり、図１３に示すようにガラス基板１ｇの周縁部がアライメント部１０２，１０４の表面に接触するようなぎりぎりの状態で載置される。また、基板検出カメラ６５〜６８には図１２（Ｂ）と同じようにガラス基板１ｇの四隅の各頂点がガラス基板１ｇの中心側にずれた状態の画像６５ｃ〜６８ｃが撮像されるが、この画像６５ｃ〜６８ｃには、図１２（Ｂ）の場合とは異なり、ガラス基板１ｇの四隅の各頂点付近に１本の縁線のみが確認できるだけである。従って、この場合は、ガラス基板１ｇは上に凸の状態でアライメント部１０２，１０４上にエア浮上できない状態で載置されていることを検出することができる。
【００６２】
図１４は、図１のアライメント部１０２，１０４に設けられる基板検出カメラシステムの別の一例を示す図である。図１１の実施の形態では、基板検出カメラ６５〜６８は基板１の四隅付近の上部に設けられていたが、この実施の形態では、２台の基板検出カメラ６５，６８がガラス基板１の対角付近の上側に位置するようになっている。図１４（Ａ）において、ガラス基板１がアライメント部１０２，１０４上に載置された状態で、点線で示すガラス基板１がその位置から矢印のように右側に移動して実線で示すガラス基板１の位置（ガラス基板１の対角の上部に基板検出カメラ６５，６８が位置するような位置）に移動する。このガラス基板１の移動時に、基板検出カメラ６８は、移動するガラス基板１の辺１２の画像を取得する。そして、基板移動終了時には、基板検出カメラ６５，６８はガラス基板１の対角付近の頂点の画像（図１１〜図１３の画像６５ａ〜６５ｃ，６８ａ〜６８ｃ）を取得する。ガラス基板１が停止した状態で、今度は基板検出カメラ６５，６８は、図１４（Ｂ）に示すように、点線矢印に沿って移動する。この基板検出カメラ６５，６８の移動時に、基板検出カメラ６５は、ガラス基板１の辺１３の画像を取得し、基板検出カメラ６８は、ガラス基板１の辺１４の画像を取得する。基板検出カメラ６５，６８の移動終了時には、基板検出カメラ６５，６８はガラス基板１の別の対角付近の頂点の画像（図１１〜図１３の画像６６ａ〜６５ｃ，６７ａ〜６７ｃ）を取得する。基板検出カメラ６５，６８が停止した状態で、今度はガラス基板１が図１４（Ｃ）に示すように、点線で示すガラス基板１がその位置から矢印のように右側に移動して実線で示すガラス基板１の位置に移動する。このガラス基板１の移動時に、基板検出カメラ６５は、移動するガラス基板１の辺１５の画像を取得する。上述の一連の動作によって、２台の基板検出カメラ６５，６８を用いて、図１１〜図１３の場合と同様に、画像６５ａ〜６８ａ，６５ｂ〜６８ｂ，６５ｃ〜６８ｃと基板１の各辺の画像を取得することができる。これによって、画像６５ａ〜６８ａ，６５ｂ〜６８ｂ，６５ｃ〜６８ｃに基づいてガラス基板１の曲がり（反り）の方向や基板１の各辺の欠けを検出することができる。なお、一連の検出動作終了後に、基板検出カメラ６５，６８を図１４（Ａ）の初期位置に復帰させてもよいし、復帰させずに、逆の動作を行なうようにしてもよい。
【００６３】
図１５は、図１のアライメント部１０２，１０４に設けられるアライメントカメラシステムの一例を示す図である。アライメントカメラシステムは、ガラス基板１の両端部（Ｘ軸方向の前後縁部）付近の画像を取得する。このアライメントカメラカステムで取得された画像は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、アライメントカメラシステムからの画像を、ガラス基板１のＩＤデータ及び表裏フラグと共にデータベース手段に格納し、これ以降のガラス基板１のアライメント処理に利用する。表裏フラグは基板の表を示す場合は「０」、裏を示す場合は「１」が格納される。図１５は最初のスクライブ処理前のアライメント部の一例を示し、図１６は、２回目以降のスクライブ処理前のアライメント部の一例をそれぞれ示す図である。まず、図１５に示すようにガラス基板１を載置した状態でガラス基板１の左側端部の下側縁部を位置決めピン２１に、ガラス基板１の下側端部の左側縁部を位置決めピン２２に、ガラス基板１の下側端部の右側縁部を位置決めピン２３に、それぞれ突き当て、ガラス基板１を所定位置に位置決めする。この状態でガラス基板１上の透明電極層にレーザ光を照射し、スクライブ処理を実行する。最初のスクライブ処理の結果、ガラス基板１上には、ピッチ約１０ｍｍでスクライブ線が形成される。
【００６４】
図１５は複数のスクライブ線のうち、基板中央付近の１本のスクライブ線２５を示す。このスクライブ線２５の両端部付近、すなわちスクライブ線２５とガラス基板１の縁部との両方を含む箇所２７，２９付近の画像２７ａ，２９ａを前述のアライメントカメラシステムで取得する。画像２７ａ，２９ａを見ると分かるように、画像の中にスクライブ線２５の画像とガラス基板１の縁部の形状の画像の両方を含んでいるので、画像認識処理が容易となる。取得された画像２７ａ，２９ａは制御装置８０によってガラス基板１のＩＤデータ及び基板表裏フラグ「０」と共にデータベース手段７５に順次記憶される。なお、この基板の表面に関するデータを取得後にガラス基板１の表裏を反転して同様に基板の裏面に関しても画像データを取得し、ガラス基板１のＩＤデータ及び基板表裏フラグ「１」と共にデータベース手段７５に順次記憶する。
【００６５】
図１５に示すように、レーザ加工によるスクライブ処理終了後に画像２７ａ，２９ａの取得処理が終了すると、次は、次段の成膜ステーションでこの透明電極層の上に半導体層を形成する処理が行なわれる。半導体層形成処理が終了した後、ガラス基板１に対して前述と同様のレーザ光によるスクライブ処理が実行される。この２回目のスクライブ処理の前に図１６に示すような方法でアライメント処理が行なわれる。
【００６６】
図１６では、基板検出カメラ６５〜６８を用いた基板検出カメラシステムによって、アライメント部１０２，１０４上においてガラス基板が下に凸の曲がり（反り）で載置されるようにし、次に上述のアライメント処理と同じようにガラス基板１を載置した状態でガラス基板１の左側端部の下側縁部を位置決めピン２１に、ガラス基板１の下側端部の左側縁部を位置決めピン２２に、ガラス基板１の下側端部の右側縁部を位置決めピン２３に、それぞれ突き当て、ガラス基板１を所定位置に位置決めする。この状態で、スクライブ線２５の両端部付近、すなわちスクライブ線２５とガラス基板１の縁部との両方を含む箇所２７，２９付近の画像２７ｂ，２９ｂをアライメントカメラシステムで取得する。一方、制御装置８０は、データベース手段７５からガラス基板１のＩＤデータ及び表裏フラグに対応した画像２７ａ，２９ａを読み出す。制御装置８０によって、読み出された画像２７ａ，２９ａと、アライメントカメラシステムで取得された画像２７ｂ，２９ｂとが比較され、両者が一致するように、Ｘ軸，Ｙ軸及びθ軸が制御され、正確なアライメント処理が行なわれる。
【００６７】
図１６に示すようにして、画像２７ａ，２９ａと画像２７ｂ，２９ｂの比較処理によるアライメント処理が終了すると、前回のスクライブ線２５から約３０μｍはなれた位置でレーザ光によるスクライブ処理が実行される。このスクライブ処理が終了すると、次段の成膜ステーションで半導体層の上に金属層を形成する処理が行なわれる。再び、レーザ加工装置に基板が搬入され、図１６と同様のアライメント処理が行なわれ、ガラス基板１に対して同様にレーザ光によるスクライブ処理が実行される。これによって、ガラス基板１には、３本のスクライブ線が形成される。
【００６８】
図１７は、本発明に係るソーラパネル製造装置のループ方式の実施例を示す図である。図１７において、図１と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。この製造装置が図１のものと異なる点は、図１の製造装置のレーザ加工ステーション１０１に存在したアライメント部１０４が省略され、搬入出ロボットステーション１４２が図の右側から左側への一方向の搬送を行う点である。従って、図１７の製造装置では、表裏反転機構部１４３に搬入されたガラス基板１ｍは、ガラス基板１ｎとしてアライメント部１０２でアライメント処理される。その後、ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２で所定の加工が施される。加工後のガラス基板１ｑはレーザ加工ステーション１０１から搬入出ロボットステーション１４２の右端へガラス基板１ｒとして搬送され、そこからガラス基板１ｍとして表裏反転機構部１４３に搬送されて、そこで表裏反転されて又は表裏反転されずにローラコンベア１２１に搬出される。図１７の製造装置では、レーザ加工中にアライメント部１０２でアライメント処理を行っている。グリッパ部１０６はレーザ加工終了後、ガラス基板を直ちに搬入出ロボットステーション１４２へ搬送すると、グリッパ１０６をアライメント部１０２に移動させてガラス基板を保持して、同様のレーザ加工処理を行っている。すなわち、ガラス基板は製造装置上をループ状に移動する。従って、タクトタイムは図１の場合よりも若干大きくなるが、表裏反転機構部１４３を１個設けるだけでよく、装置を簡略化することができる。
【００６９】
図１８は、本発明に係るソーラパネル製造装置のリターン方式の別の実施例を示す図である。図１８において、図１と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。この製造装置が図１のものと異なる点は、ローラコンベア１２１及び表裏反転機構部１４３に対するガラス基板の搬入出処理をハンドリングアーム方式の基板搬送ロボット１４６を用いるようにした点である。従って、図１８の製造装置では、ローラコンベア１２１からガラス基板１ｘを表裏反転機構部１４３に搬入し、そこで表裏反転を行い又は表裏反転を行なわずに、ガラス基板１ｎとしてアライメント部１０２に搬送するか又は基板搬送ロボット１４６を用いて再度搬入出ロボットステーション１４４の右端へガラス基板１ｒとして搬送する。レーザ加工ステーション１０１では、図１と同様に、両サイドのアライメント部１０２，１０４でアライメント処理を行いレーザ加工処理を行なう。なお、表裏反転機構部を別途ガラス基板１ｒの箇所に設けてもよいし、表裏反転機構部１４３を省略してローラコンベア１２１と搬入出ロボットステーション１４４との間に別の表裏反転機構部を設けるようにしてもよい。
【００７０】
図１９は、本発明に係るソーラパネル製造装置のダブルサイド方式の実施例を示す図である。この実施例は、図１のアライメント部１０２，１０４を備えたレーザ加工ステーション１０１の両側からガラス基板を搬入出するようにしたものである。図１９において、図１と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。この製造装置が図１のものと異なる点は、レーザ加工ステーション１０１の両側にローラコンベア１２１，１２２が設けられ、ローラコンベア１２１，１２２に表裏反転機構部１４７，１４８が設けられている点である。従って、図１９の製造装置では、両側のローラコンベア１２１，１２２からガラス基板１ｘ１，１ｘ２，１ｙ１，１ｙ２，１ｚ１，１ｚ２のように順番に表裏反転機構部１４７，１４８を経由してアライメント部１０２，１０４に搬入出される。レーザ加工ステーション１０１は、図１と同様に、両サイドのアライメント部１０２，１０４でアライメント処理されたガラス基板に対してレーザ加工処理を行なう。なお、表裏反転機構部が不要な場合は、表裏反転機構部１４７，１４８は省略してもよい。
【００７１】
上述の実施の形態では、最初のスクライブ処理の結果、ガラス基板１上に形成されたスクライブ線を含む画像を取得する場合について説明したが、２回目のスクライブ処理の結果、ガラス基板１上に形成された２本のスクライブ線を含む画像を取得して、それを用いてアライメント処理を行なうようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、アライメントカメラシステムと基板検出カメラ６５〜６８を別々に設ける場合について説明したが、アライメントカメラシステムに図１２に示すような移動機構を設けて、基板検出カメラ６５〜６８の機能を兼用させるようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、レーザ光の波長として、１０６４［ｎｍ］と５３２［ｎｍ］を例に説明したが、これに限定されるものではない。さらに、波長が２種類の場合について説明したが、これ以上の波長を選択的に切り換えるようにしてもよい。上述の実施の形態では、２種類の波長のレーザ光を別々の光学系も用いて加工位置に導入する場合について説明したが、光学系の一部を共有してもよい。
【００７２】
上述の実施の形態では、パルス抜けの発生だけを見ているが、パルス抜けが発生した箇所の座標データ（位置データ）を取得して記憶することによって、スクライブ線のリペア処理を行なうことが可能となる。
上述の実施の形態では、光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａ，９６ｂを用いてビームサンプラ９３ａ，９３ｂで分岐出力されたレーザ光の一部（サンプリングビーム）を直接受光して、それを画像処理することによって、光軸ずれを検査する場合について説明したが、高速フォトダイオード９４ａ，９４ｂの受光面の中央にレーザ光が受光した状態を示す画像を被検査画像として光軸検査用ＣＣＤカメラ９６ａ，９６ｂあるいは分割型フォトダイオードで取得することによって光軸ずれを検査するようにしてもよい。
上述の実施の形態では、レーザ光の光軸ずれ及びパルス抜けを検査する場合について説明したが、光軸ずれ、パルス抜け、パルス幅及びパルス高さのそれぞれを適宜組み合わせてレーザ光の状態を検査するようにしてもよい。
上述の実施の形態では、薄膜の形成されたガラス基板１の表面からレーザ光を照射して薄膜にスクライブ線（溝）を形成する場合について説明したが、ガラス基板１の裏面からレーザ光を照射して、基板表面の薄膜にスクライブ線を形成するようにしてもよい。
上述の実施の形態では、ソーラパネル製造装置を例に説明したが、本発明はＥＬパネル製造装置、ＥＬパネル修正装置、ＦＰＤ修正装置などのレーザ加工を行なう装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１…ガラス基板
１ｆ，１ｇ，１ｘ〜１ｚ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
１０…レーザ加工ステーション
１０ａ…アライメント部
１０ｂ…グリッパ部
１０ｃ…グリッパ駆動部
１０ｄ…加工エリア部
１０…台座
１０１…レーザ加工ステーション
１０２，１０４…アライメント部
１０６，１０８…グリッパ部
１１０…グリッパ駆動部
１１２…加工エリア部
１２１…ローラコンベア
１２，１３，１４，１５…辺
１４１…搬入出ロボットステーション
１４３…表裏反転機構部
２０…ＸＹテーブル
３０…スライドフレーム
３１…ベース板
３３ａ，３３ｂ…ガルバノミラー
３３１ａ，３３１ｂ…ガルバノ制御裝置
３３２ａ，３３２ｂ…ビームサンプラ
３３３ａ，３３３ｂ…４分割フォトダイオード
３３ｘｙａ，３３ｙｚａ，３３ｘｙｂ，３３ｙｚｂ…モータ
３４ａ，３５ａ，３４ｂ，３５ｂ…反射ミラー
３７…貫通穴
４０ａ，４０ｂ…レーザ発生装置
４３ａ，４３ｂ…レーザ光路長調整手段
４４ａ，４５ａ，４４ｂ，４５ｂ…直角プリズム
５０ａ，５０ｂ…光学系部材
５００…位相型回折光学素子（ＤＯＥ）
５１１〜５１３…ハーフミラー
５２１〜５２８…反射ミラー
５３１〜５３４…シャッター機構
５４１〜５４４…集光レンズ
５２，５４…オートフォーカス用測長システム
６０…アライメントカメラ装置
６５〜６８…基板検出カメラ
６５ａ〜６８ａ，６５ｂ〜６８ｂ，６５ｃ〜６８ｃ…画像
７０…リニアエンコーダ
８０…制御装置
８１…分岐手段
８２…パルス抜け判定手段
８３…アラーム発生手段
８４…基準ＣＣＤ画像記憶手段
８５…光軸ずれ量計測手段
８６…レーザコントローラ
８７…レンズ変位量計測手段
８８…レンズ高さ調整手段
８９…照射レーザ状態検査手段
８Ａ…照射レーザ調整手段
９２ａ，９３ａ，９２ｂ，９２ｂ…ビームサンプラ
９４ａ，９４ｂ…高速フォトダイオード
９６ａ，９６ｂ…光軸検査用ＣＣＤカメラ
【図１】
2011067865.tif 000003
【図２】
2011067865.tif 000004
【図３】
2011067865.tif 000005
【図４】
2011067865.tif 000006
【図５】
2011067865.tif 000007
【図６】
2011067865.tif 000008
【図７】
2011067865.tif 000009
【図８】
2011067865.tif 000010
【図９】
2011067865.tif 000011
【図１０】
2011067865.tif 000012
【図１１】
2011067865.tif 000013
【図１２】
2011067865.tif 000014
【図１３】
2011067865.tif 000015
【図１４】
2011067865.tif 000016
【図１５】
2011067865.tif 000017
【図１６】
2011067865.tif 000018
【図１７】
2011067865.tif 000019
【図１８】
2011067865.tif 000020
【図１９】
2011067865.tif 000021
【図２０】
2011067865.tif 000022