(57)【要約】【課題】大型のガラス基板に対して正確で高速かつ効率的にスクライブ線加工を施すことができるようにする。【解決手段】基板にレーザ光を照射する加工処理としては、ガラス基板上に金属層、半導体層、透明電極層を順次形成し、形成後の各工程で各層をレーザ光を用いて短冊状に加工してソーラパネルを作成するソーラパネル製造などが該当する。前段の成膜装置は、このガラス基板上に透明電極層、半導体層又は金属層を形成するものである。これらの成膜装置から搬送されてくるガラス基板に対してレーザ加工を行なう場合、ガラス基板に対してアライメント処理を行い、その後にガラス基板を搬送方向に沿った両辺で保持してエア浮上させながら移動させている。レーザ加工が終了したらその基板を排出準備位置までエア浮上させながら移動させるて排出している。上述のような一連の処理によって大型のガラス基板に対して正確で高速かつ効率的にスクライブ線加工を施す。【選択図】図９
2011177770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前段の成膜装置から搬入されて来る方形状の基板を搬入し、一時的に保持するステップと、
前記基板を受け取って所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記基板を搬送方向に沿った両辺を保持するステップと、
両辺の保持された前記基板をレーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、
前記基板を保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させてレーザ光を照射することによって前記基板に所定のレーザ加工を施すステップと、
前記レーザ加工の施された前記基板を排出準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、
前記レーザ光による加工の施された前記基板を搬出するステップと
を順次繰り返して前記基板に所定のレーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項２】
前段の成膜装置から搬入されて来る方形状の基板を搬入し、一時的に保持するステップと、
前記基板を受け取って所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記基板の搬送方向に沿った辺の一方側の辺について、前記基板表面に垂直な方向及び前記基板表面に沿った２次元方向のそれぞれに対して固定的に保持するステップと、
前記基板の搬送方向に沿った辺の他方側の辺について、前記基板表面に垂直な方向に対して拘束的に保持し、前記基板表面に沿った２次元方向に対しては可動的に保持するステップと、
両辺の保持された前記基板をレーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、
前記基板を保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させてレーザ光を照射することによって前記基板に所定のレーザ加工を施すステップと、
前記レーザ加工の施された前記基板を排出準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、
前記レーザ光による加工の施された前記基板を搬出するステップと
を順次繰り返して前記基板に所定のレーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項３】
前段の成膜装置から搬入されて来る方形状の基板を搬入し、一時的に保持するステップと、
前記基板を受け取って所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記基板を搬送方向に沿った両辺を保持するステップと、
両辺の保持された前記基板をレーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、
前記基板を保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させてレーザ光を照射することによって前記基板に所定のレーザ加工を施すステップと、
前記レーザ加工時にレーザ光照射光学系の一部を共用して、前記レーザ加工箇所の画像を取得してその画像に基づいて加工状態を検査するステップと、
前記レーザ加工の施された前記基板を排出準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、
前記レーザ光による加工の施された前記基板を搬出するステップと
を順次繰り返して前記基板に所定のレーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項４】
前段の成膜装置から搬入されて来る方形状の基板を搬入し、一時的に保持するステップと、
前記基板の四隅付近の画像及び外周縁の画像の少なくとも一方の画像を取得し、その画像に基づいて前記基板の曲がり（反り）や前記基板の四隅付近の欠け及び外周縁付近の欠けの少なくとも一方の欠けを検出するステップと、
前記基板に曲がり（反り）が存在する場合に、前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なうステップと、
前記基板を受け取って所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記基板を搬送方向に沿った両辺を保持するステップと、
両辺の保持された前記基板をレーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、
前記基板を保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させてレーザ光を照射することによって前記基板に所定のレーザ加工を施すステップと、
前記レーザ加工の施された前記基板を排出準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、
前記レーザ光による加工の施された前記基板を搬出するステップと
を順次繰り返して前記基板に所定のレーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項５】
前段の成膜装置から搬入されて来る方形状の基板を搬入し、一時的に保持するステップと、
前記基板を受け取って所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記基板を搬送方向に沿った両辺を保持するステップと、
両辺の保持された前記基板をレーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、
前記基板を保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させてレーザ光を照射し、前記レーザ光の照射箇所の前記搬送方向の両側に前記基板表面に垂直な方向に対してエア噴流を吹き付けて前記基板を曲がりや反りを矯正しながら前記基板に所定のレーザ加工を施すステップと、
前記レーザ加工の施された前記基板を排出準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、
前記レーザ光による加工の施された前記基板を搬出するステップと
を順次繰り返して前記基板に所定のレーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記レーザ光による加工処理が終了した時点で、前記加工処理によって形成された前記基板の形状変化部分と前記基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記基板のＩＤデータとして記憶しておき、次回以降の加工処理を施す際は前記ＩＤデータに基づいて前記アライメント処理を行なうことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項７】
請求項１、２、３、４又は５に記載のレーザ加工システムにおいて、ハーフミラー及び反射ミラーからなる分岐手段によって複数のレーザ光に分岐された複数のレーザ光が前記基板に照射されている場合、前記複数に分岐されたレーザ光をそれぞれ前記基板上に集光するように設けられた複数の集光レンズ手段の各光軸にほぼ一致するようにして照明用のレーザ光を前記集光レンズ手段を介して前記基板上に照射し、前記照明用のレーザ光によって照射された加工箇所の画像を撮像手段で取得することによって前記基板の加工状態を観察することを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項８】
請求項１、２、３、４又は５に記載のレーザ加工システムにおいて、ハーフミラー及び反射ミラーからなる分岐手段によって複数のレーザ光に分岐された複数のレーザ光が前記基板に照射されている場合、前記基板の加工箇所から発生する残渣をエアパージ・吸引するエアパージ・残渣吸引手段を前記複数のレーザ光に対してそれぞれ設け、前記複数のレーザ光に対してそれぞれ設けられた前記エアパージ・残渣吸引手段を回避移動しながら前記基板の加工面に向かうレーザ光を観察することを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項９】
請求項１、２、３、４又は５に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ光による２回目以降の加工において、前記レーザ加工によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分に倣って前記レーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１に記載のレーザ加工システムを用いて、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システム及びソーラパネル製造方法に係り、特に縦横の大きさが１０００［ｍｍ］超の大型化された基板に対してレーザ加工を効率的に施すことのできるレーザ加工システム及び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）の製造方法においては、ガラス基板である基板をレーザ加工装置内で確実に保持して定速度で移動させなければならない。ガラス基板を移動（搬送）する方法については、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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ソーラパネル用ガラス基板は、液晶表示用ガラス基板に比べて、歪が大きく、基板そのものが厚いという特徴を有している。そのため、スクライブ加工時にガラス基板の歪が問題となることが多く、スクライブ線の直線性、ライン＆スペースに大きな影響を及ぼしていた。そこで、本願発明者等は基板を保持する方法として種々の方式（基板両辺端部グリップ方式、基板４辺拘束方式、全面吸着方式）の中からの最適なものが存在しないか、考察してきた。基板両辺端部グリップ方式は、基板の両辺をクランプして移動させているため、左右のヨーイング、ピッチングのズレによって基板姿勢が変わるという問題があった。基板４辺拘束方式は、ガラス基板の歪による影響が残り、さらにガラス基板のほぼ中央部の撓みの影響を受けるという問題があった。全面吸着方式は、ガラス基板の下にガラステーブルを配置し、全面吸着を行なうこととなり、裏面からのスクライブ加工を行なう時にガラステーブル越しとなるため、ゴミ等の影響を受けやすいという問題があった。
【０００５】
図１は、本願出願人が先に提案した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、前段の成膜装置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、後段の成膜装置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。表裏反転機構の構造については、本願出願人が先に出願した液晶製造装置関係の表裏反転機構を応用することができるので、説明を省略する。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の一辺側（搬送方向に沿った辺のいずれか一方）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を搬入ロボットステーション１４の基板状態に戻すべく、表裏反転して次段の成膜装置１８にガラス基板１ｅとして搬出する。
【０００６】
上述のように先に提案したインライン方式のソーラパネル製造裝置では、グリッパ部１０ｂを用いてエア浮上された大型のガラス基板１ｃの一辺側（搬送方向に沿った辺のいずれか一方だけ）を保持している。すなわち、大型のガラス基板をグリッパ部１０ｂで片持ち支持している。しかしながら、この場合も上述のように、ソーラパネル用ガラス基板１ｃの歪の影響、また、基板そのものが大きく厚いのでその影響を受け、スクライブ加工時におけるスクライブ線の直線性を十分に確保することが困難となり、線幅約３０μｍの線と線の間隔約３０μｍとなる３本のスクライブ線（Ｐ１線、Ｐ２線又はＰ３線）を加工するのに時間を要するという問題があった。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、大型のガラス基板に対して正確で高速かつ効率的にスクライブ線加工を施すことのできるレーザ加工システム及び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システムの第１の特徴は、前段の成膜装置から搬入されて来る方形状の基板を搬入し、一時的に保持するステップと、前記基板を受け取って所定の位置にアライメント処理するステップと、前記基板を搬送方向に沿った両辺を保持するステップと、両辺の保持された前記基板をレーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、前記基板を保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させてレーザ光を照射することによって前記基板に所定のレーザ加工を施すステップと、前記レーザ加工の施された前記基板を排出準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、前記レーザ光による加工の施された前記基板を搬出するステップとを順次繰り返して前記基板に所定のレーザ加工を行なうことにある。
基板にレーザ光を照射する加工処理としては、ガラス基板上に金属層、半導体層、透明電極層を順次形成し、形成後の各工程で各層をレーザ光を用いて短冊状に加工してソーラパネルを作成するソーラパネル製造などが該当する。前段の成膜装置は、このガラス基板上に透明電極層、半導体層又は金属層を形成するものである。これらの成膜装置から搬送されてくるガラス基板に対してレーザ加工を行なう場合、ガラス基板に対してアライメント処理を行い、その後にガラス基板を搬送方向に沿った両辺で保持してエア浮上させながら移動させている。レーザ加工が終了したらその基板を排出準備位置までエア浮上させながら移動させて排出している。上述のような一連の処理によって大型のガラス基板に対して正確で高速かつ効率的にスクライブ線加工を施すことができるようになる。
【０００８】
本発明に係るレーザ加工システムの第２の特徴は、前段の成膜装置から搬入されて来る方形状の基板を搬入し、一時的に保持するステップと、前記基板を受け取って所定の位置にアライメント処理するステップと、前記基板の搬送方向に沿った辺の一方側の辺について、前記基板表面に垂直な方向及び前記基板表面に沿った２次元方向のそれぞれに対して固定的に保持するステップと、前記基板の搬送方向に沿った辺の他方側の辺について、前記基板表面に垂直な方向に対して拘束的に保持し、前記基板表面に沿った２次元方向に対しては可動的に保持するステップと、両辺の保持された前記基板をレーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、前記基板を保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させてレーザ光を照射することによって前記基板に所定のレーザ加工を施すステップと、記レーザ加工の施された前記基板を排出準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、前記レーザ光による加工の施された前記基板を搬出するステップとを順次繰り返して前記基板に所定のレーザ加工を行なうことにある。
レーザ光による加工は、レーザ発生装置から出射されたレーザ光を基板の加工面に略垂直に照射することによって行なわれる。従って、基板に曲がり（反り）が存在すると正確な加工を行なうことが困難となり、ソーラパネルモジュールの品質に問題が生じる可能性がある。そこで、この発明では、基板を加工位置に搬送する際にエア浮上された基板の搬送方向に沿った両側辺を保持している。すなわち、他方側の辺は垂直方向にのみ移動が困難なように保持しているが、基板がその表面に沿った２次元方向には移動可能に保持している。これによって、基板の歪の影響を極力低減することができる。また、基板の他方側の辺がその表面に沿った２次元方向に移動可能なので、基板のピッチング、ヨーイング、位置決めなどによる誤差を許容することができるようになり、生産性を向上させることができる。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工システムの第３の特徴は、前段の成膜装置から搬入されて来る方形状の基板を搬入し、一時的に保持するステップと、前記基板を受け取って所定の位置にアライメント処理するステップと、前記基板を搬送方向に沿った両辺を保持するステップと、両辺の保持された前記基板をレーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、前記基板を保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させてレーザ光を照射することによって前記基板に所定のレーザ加工を施すステップと、前記レーザ加工時にレーザ光照射光学系の一部を共用して、前記レーザ加工箇所の画像を取得してその画像に基づいて加工状態を検査するステップと、前記レーザ加工の施された前記基板を排出準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、前記レーザ光による加工の施された前記基板を搬出するステップとを順次繰り返して前記基板に所定のレーザ加工を行なうことにある。
レーザ光による加工は、レーザ発生装置から出射されたレーザ光をガラス基板の表面に略垂直に照射して、ガラス基板上の薄膜を加工することによって行なわれる。この発明では、レーザ光の加工状態を加工時に検査する際に、加工用のレーザ光照射光学系の一部を共用してレーザ光による加工状態を検査するようにした。これによって、レーザ光による加工直後にその加工状態を早期に検出することができ、それに基づいてレーザ光加工時の条件等を早期にフィードバックして、不良発生率を低減することができるようになる。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工システムの第４の特徴は、前段の成膜装置から搬入されて来る方形状の基板を搬入し、一時的に保持するステップと、前記基板の四隅付近の画像及び外周縁の画像の少なくとも一方の画像を取得し、その画像に基づいて前記基板の曲がり（反り）や前記基板の四隅付近の欠け及び外周縁付近の欠けの少なくとも一方の欠けを検出するステップと、前記基板に曲がり（反り）が存在する場合に、前記基板の曲がり（反り）が下に凸となるように前記基板の表裏反転を行なうステップと、前記基板を受け取って所定の位置にアライメント処理するステップと、前記基板を搬送方向に沿った両辺を保持するステップと、両辺の保持された前記基板をレーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、前記基板を保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させてレーザ光を照射することによって前記基板に所定のレーザ加工を施すステップと、前記レーザ加工の施された前記基板を排出準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、前記レーザ光による加工の施された前記基板を搬出するステップとを順次繰り返して前記基板に所定のレーザ加工を行なうことにある。
レーザ光による加工は、レーザ発生装置から出射されたレーザ光を基板の加工面に略垂直に照射することによって行なわれる。従って、基板に曲がり（反り）や基板の四隅が欠けたりしていると正確な加工を行なうことが困難となり、ソーラパネルモジュールの品質に問題が生じる可能性がある。そこで、この発明では、基板を加工位置に搬入する際に、基板の四隅付近及び／又は外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて基板の曲がり（反り）や基板の四隅付近の欠け及び／又は外周縁付近の欠けを検出するようにした。基板の四隅付近の画像を取得するカメラ手段の相対的な位置関係は、予め設定された既知の値なので、四隅の各頂点の画像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基板の曲がり（反り）を検出することができ、四隅付近及び／又は外周縁の画像に基づいて基板の欠けを検出することも可能となる。
【００１１】
本発明に係るレーザ加工システムの第５の特徴は、前段の成膜装置から搬入されて来る方形状の基板を搬入し、一時的に保持するステップと、前記基板を受け取って所定の位置にアライメント処理するステップと、前記基板を搬送方向に沿った両辺を保持するステップと、両辺の保持された前記基板をレーザ光による加工箇所の準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、前記基板を保持した状態でエア浮上させながら相対的に移動させてレーザ光を照射し、前記レーザ光の照射箇所の前記搬送方向の両側に前記基板表面に垂直な方向に対してエア噴流を吹き付けて前記基板を曲がりや反りを矯正しながら前記基板に所定のレーザ加工を施すステップと、前記レーザ加工の施された前記基板を排出準備位置にエア浮上させながら移動させるステップと、前記レーザ光による加工の施された前記基板を搬出するステップとを順次繰り返して前記基板に所定のレーザ加工を行なうことにある。これは、エア噴流によって、レーザ加工時における基板の曲がりや反りを矯正するようにしたものである。
【００１２】
本発明に係るレーザ加工システムの第６の特徴は、前記第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ光による加工処理が終了した時点で、前記加工処理によって形成された前記基板の形状変化部分と前記基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記基板のＩＤデータとして記憶しておき、次回以降の加工処理を施す際は前記ＩＤデータに基づいて前記アライメント処理を行なうことにある。
基板にレーザ光を照射する加工処理としては、透光性基板（ガラス基板）上に金属層、半導体層、透明電極層を順次形成し、形成後の各工程で各層をレーザ光を用いて短冊状に加工してソーラパネルを作成するソーラパネル製造などが該当する。このようなレーザ加工においては、各工程でアライメント処理が行なわれる。この発明では、レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、その加工処理によって形成された形状変化部分と基板の縁部の両方を含む箇所の画像を取得し、その画像を次回以降の加工処理前のアライメント処理に利用するようにした。例えば、ソーラパネル製造の場合、レーザ加工によって形成されたスクライブ線と基板縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、取得した画像に基づいてレーザ加工処理の前にアライメント処理を行なうようにした。画像の中に形状変化部分と基板縁部の両方の画像を含んでいるので、画像認識処理が容易となるという効果がある。例えば、ソーラパネル製造の場合、スクライブ線の画像と基板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。これによって、基板上にアライメントマークを設けることなく正確にアライメントを行なうことができる。
【００１３】
本発明に係るレーザ加工システムの第７の特徴は、前記第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、ハーフミラー及び反射ミラーからなる分岐手段によって複数のレーザ光に分岐された複数のレーザ光が前記基板に照射されている場合、前記複数に分岐されたレーザ光をそれぞれ前記基板上に集光するように設けられた複数の集光レンズ手段の各光軸にほぼ一致するようにして照明用のレーザ光を前記集光レンズ手段を介して前記基板上に照射し、前記照明用のレーザ光によって照射された加工箇所の画像を撮像手段で取得することによって前記基板の加工状態を観察することにある。
レーザ光が光学系ユニットによって４分岐または８分岐されると、分岐後のレーザ光に対してそれぞれ集光レンズが設けられる。この発明では、この集光レンズ手段を共用し、この光軸にほぼ一致するようにして照明用のレーザ光を集光レンズ手段を介してガラス基板に照射する。照射された箇所はレーザ光による加工箇所なので、この加工箇所の画像を撮像手段で取得して加工状態を観察する。これによって、観察用光学系の構造を簡略化でき、レーザ光による加工状態を容易に検出することができるようになる。
【００１４】
本発明に係るレーザ加工システムの第８の特徴は、前記第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、ハーフミラー及び反射ミラーからなる分岐手段によって複数のレーザ光に分岐された複数のレーザ光が前記基板に照射されている場合、前記基板の加工箇所から発生する残渣をエアパージ・吸引するエアパージ・残渣吸引手段を前記複数のレーザ光に対してそれぞれ設け、前記複数のレーザ光に対してそれぞれ設けられた前記エアパージ・残渣吸引手段を回避移動しながら前記基板の加工面に向かうレーザ光を観察することにある。
レーザ光による第２スクライブ線Ｐ２及び第３スクライブ線Ｐ３の加工は、レーザ発生装置から出射されたレーザ光をガラス基板の表面に略垂直に照射して、ガラス基板の裏面側の薄膜を加工することによって行なわれる。この第２スクライブ線Ｐ２及び第３スクライブ線Ｐ３の加工時には、その加工部から加工残渣が薄膜面から発生するので、この加工残渣が膜面へ再付着しないように膜面側（ガラス基板裏面側）からエアパージすると共にその残渣を吸引除去している。レーザ光が光学系ユニットによって４分岐または８分岐されると、分岐後のレーザ光に対してそれぞれガラス基板裏側にエアパージ・残渣吸引手段が設けられる。この発明では、レーザ状態検査手段を分岐後の各レーザ光の加工箇所に設けられたエアパージ・残渣吸引手段を回避させながら移動させて、各加工箇所におけるレーザ光の特性を測定するようにしたものである。
【００１５】
本発明に係るレーザ加工システムの第９の特徴は、前記第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ光による２回目以降の加工において、前記レーザ加工によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分に倣って前記レーザ加工を行なうことにある。
この発明は、最初のレーザ加工によってワーク上に形成された形状変化部分（スキライブ線Ｐ１）をトラッキング等に方法によって検出しながら倣い加工を行なう。これによって、２回目以降のレーザ加工によって形成されるスクライブ線Ｐ２，Ｐ３は、スクライブ線Ｐ１と常にその間隔を一定とすることができ、複数の加工線同士は重なったり交差することがないので、最適なレーザ加工を行なうことができる。
【００１６】
本発明に係るソーラパネル製造方法の特徴は、前記第１から第９の特徴のいずれか１に記載のレーザ加工システムを用いて、ソーラパネルを製造することにある。これは、前記レーザ加工システムのいずれか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】
【００１７】
本発明によれば、大型のガラス基板に対して正確で高速かつ効率的にスクライブ線加工を施すことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本願出願人が先に提案した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。
【図２】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３】本発明で採用したエアグリップ方式のグリッパ部の一例を示す図である。
【図４】図２のグリッパ部に保持されたガラス基板をレーザ加工ステーションのエア浮上ステージとの関係を示す斜視図である。
【図５】グリッパ部の一部分（図４の点線円で囲んだ箇所）を拡大して示した図である。
【図６】本発明で採用したメカニカルグリップ方式のグリッパ部の一例を示す図である。
【図７】本発明で採用したボールベアリンググリップ方式の受グリッパ部の一例を示す図である。
【図８】図７のグリッパ部の一部分を拡大して示した図である。
【図９】スクライブ線の加工処理を行う図２の加工エリア部及びアライメント部の詳細構成を示す図である。
【図１０】図９の光学系部材の詳細構成を示す図である。
【図１１】図１０のフォーカス調整用駆動機構の詳細構成を示す断面図である。
【図１２】フォーカス調整用駆動機構の一部分を抜き出して示した斜視図である。
【図１３】アライメントカメラ装置、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１４】ワークであるガラス基板の歪みや捩じれ（うねり等）によって加工線が曲がって形成される場合の一例を示す図である。
【図１５】図９の制御装置の処理の詳細を示すブロック図である。
【図１６】図１５のパルス抜け判定手段の動作の一例を示す図である。
【図１７】図９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１８】図１５の加工線検出手段の動作の一例を示す図である。
【図１９】グレーティングを用いて加工線Ｐ１をトラッキングする方式の一例を示す図である。
【図２０】図９の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。
【図２１】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２２】図２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２３】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２４】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２５】図２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２６】図２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を用いたアライメント処理の一例を示す図である。
【図２７】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２８】本発明に係るソーラパネル製造装置の別の実施例を示す図である。
【図２９】図２８の加工エリア部を横方向から見た側面図である。
【図３０】エアパージ・残渣吸引部の概略構成を示す図である。
【図３１】図１のレーザ加工ステーションがガラス基板裏面の薄膜面に対して加工を行なう第２及び第３スクライブ線の加工を行なう場合の加工エリア部におけるレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラとエアパージ・残渣吸引部との関係を示す図である。
【図３２】図３１のレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラとエアパージ・残渣吸引部の動作の一例を前半を示す図である。
【図３３】図３１のレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラとエアパージ・残渣吸引部の動作の一例を後半を示す図である。
【図３４】本発明の一実施の形態に係るレーザ加工装置を用いたソーラパネル製造システムの動作の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図２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、待ち時間を大幅に短縮化できると共に基板のソリを強制することもでき、さらに、大型の基板を高速に移動することもでき、正確で高速かつ効率的にスクライブ線を加工することができるように構成されたものである。
【００２０】
図２は、本発明の一実施の形態に係るレーザ加工装置を用いたソーラパネル（光電変換装置）製造装置の概略構成を示す図であり、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、成膜装置（図示せず）やレーザスクライブ加工処理を行う製造装置間でガラス基板１ｘ〜１ｚを順次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上を搬送される前段の成膜装置（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を備えており、レーザ加工処理の内容（スクライブ線Ｐ１加工、Ｐ２加工又はＰ３加工）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せずにローラコンベア１２１に搬出する。
【００２１】
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１０６〜１０９、グリッパ支持駆動部１１０，１１１、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。
【００２２】
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の搬送方向に沿った辺の一方側（図２におけるガラス基板１ｏの下辺側）保持し、グリッパ部１０７は、同じガラス基板１ｏの搬送方向に沿った辺の他方側（図２におけるガラス基板１ｏの上辺側）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の搬送方向に沿った辺の一方側（図２におけるガラス基板１ｑの下辺側）を保持し、グリッパ部１０７は、同じガラス基板１ｑの搬送方向に沿った辺の他方側（図２におけるガラス基板１ｑの上辺側）を保持する。グリッパ支持駆動部１１０，１１１は、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されたガラス基板１ｏ，１ｑ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。この移動に同期させて加工エリア部１１２は、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されエア浮上搬送されるガラス基板１ｏ，１ｑにレーザ光を照射して所定のスクライブ線の加工処理を行う。図２では、グリッパ部１０６，１０７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１ｐ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。
【００２３】
図３は、本発明で採用したエアグリップ方式のグリッパ部の一例を示す図であり、図２のグリッパ部１０６，１０７を加工エリア部１１２側から見た側面図である。図４は、図２のグリッパ部１０６，１０７に保持されたガラス基板をレーザ加工ステーション１０１のエア浮上ステージ１０１ａとの関係を示す斜視図である。図５は、グリッパ部１０７の一部分（図４の点線円で囲んだ箇所）を拡大して示した図である。なお、図３〜図５では、グリッパ部に関する箇所以外の構成については図示を省略してある。
【００２４】
グリッパ部１０６は、挟持プレート部１０６１、エアシリンダ部１０６２、グリッパ本体部１０６３及びガイドレール部１０６４から構成される。挟持プレート部１０６１は、ガラス基板１ｏをグリッパ本体部１０６３の上面（図の下向き（−Ｚ）方向）に向かって押し付けて挟持保持する。挟持プレート部１０６１において、ガラス基板１ｏと接触する部分には樹脂コーティングが施してある。これによって、ガラス基板１ｏはグリッパ部１０６に挟持固定される。グリッパ本体部１０６３の下側に設けられた案内溝はガイドレール部１０６４に沿って移動可能となっており、グリッパ本体部１０６３とガイドレール部１０６４との間ではリニアモータによる駆動系が構成されている。従って、グリッパ本体部１０６３は、ガイドレール部１０６４に沿って駆動制御される。
【００２５】
グリッパ部１０７は、エアプレート部１０７１、エアプレート支持部１０７２、グリッパ本体部１０７３及びガイドレール部１０７４から構成される。エアプレート部１０７１は、ガラス基板１ｏをグリッパ本体部１０７３の上面（図の下向き（−Ｚ）方向）に向かってエアを噴出させるエア吹き出し口を複数個備えており、このエア吹き出し口から噴出される、図５の下向き矢印のような流れのエア噴流によって、ガラス基板１ｏをグリッパ本体部１０７３の上面に押し付けて挟持保持するようになっている。エアプレート部１０７１とガラス基板１ｏとのギャップは約０．０５〜０．２［ｍｍ］程度とする。エアプレート支持部１０７２は、このエアプレート部１０７１にエアを供給すると共にエアプレート部１０７１とガラス基板１ｏとの間のギャップを所定値に保持する働きをする。なお、エアプレート支持部１０７２をエアシリンダ部１０６２で構成し、エアプレート部１０７１でエアを噴出しながらエアシリンダ部１０６２で所定圧力で押し付けて保持するようにしてもよい。なお、エア吹き出し口の大きさや個数についてはガラス基板１ｏの大きさなどに応じて適宜変更設定すればよい。エアプレート部１０７１においてもガラス基板１ｏと接触する可能性があるので、その部分には樹脂コーティングを施すことが望ましい。グリッパ本体部１０７３の下側に設けられた案内溝はガイドレール部１０７４に沿って移動可能となっており、グリッパ本体部１０７３とガイドレール部１０７４との間ではリニアモータによる駆動系を構成してもよい。また、このグリッパ部１０７の案内溝とガイドレール部１０７４との間は摺動自在とし、グリッパ部１０６の駆動力に従って自在に移動可能な従動構造としてもよい。
【００２６】
図６は、本発明で採用したメカニカルグリップ方式のグリッパ部の一例を示す図である。図６において、図３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６のグリッパ部１０７ａが図３のグリッパ部１０７と異なる点は、挟持プレート部１０７５及びエアシリンダ部１０７６にエアシリンダ部１０６２及び挟持プレート１０６１と同じ構成のものを用い、特に、挟持プレート部１０７５の下面側であってガラス基板１ｏと接触する箇所に摩擦係数の小さなフッ素樹脂コーティングを用い、さらに、エアシリンダ部１０７６の加圧力をエアシリンダ部１０６２の加圧力の約０．６〜０．９程度とした点である。すなわち、ガラス基板１ｏが挟持プレート部１０７５とグリッパ本体部１０７３の上面との間に保持されるが、グリッパ部１０６の移動に応じてガラス基板１ｏが挟持プレート部１０７５とグリッパ本体部１０７３との間で滑り移動するようにしたものである。この実施の形態においても、グリッパ本体部１０７３にリニアモータによる駆動系を設けてもよいし、従動構造としてもよい。
【００２７】
図７は、本発明で採用したボールベアリンググリップ方式の受グリッパ部の一例を示す図である。図８は、グリッパ部１０７ｂの一部分を拡大して示した図である。図７において、図３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７のグリッパ部１０７ｂが図３のグリッパ部１０７と異なる点は、挟持プレート部１０７７にボールベアリング構造とし、このボールベアリング構造を用いてガラス基板１ｏをグリッパ本体部１０７３の上面に押し付けて挟持するようにした点である。ボールベアリング構造を用いることによって、接触による摩擦係数を大幅に小さくすることができる。なお、エアシリンダ部１０７８の加圧力を適宜調整することによって、ガラス基板１ｏの滑り具合を調整することができる。また、同様のボールベアリング構造をグリッパ本体部１０７３の上面に設けてもよい。さらに、ボールベアリング構造に代えて、ローラーベアリング構造を用いてもよい。この実施の形態においても、グリッパ本体部１０７３にリニアモータによる駆動系を設けてもよいし、従動構造としてもよい。なお、ボールベアリング構造の大きさや個数についてはガラス基板１ｏの大きさなどに応じて適宜変更設定すればよい。
【００２８】
図２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、前段の成膜装置からローラコンベア１２１を介して搬送されて来たガラス基板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ガラス基板１ｍは、レーザ加工ステーション１０１にガラス基板１ｎとして一時的に保持され、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ガラス基板１ｏは、グリッパ部１０６，１０７に保持され、ガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２においてエア浮上移動されて、所定のスクライブ線の加工処理が施される。一方、アライメント部１０２のアライメント処理時及び加工エリア部１１２の加工処理時に、ローラコンベア１２１を介して搬送されて来た次のガラス基板１ｙ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ガラス基板１ｍは、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。ガラス基板１ｒは、レーザ加工ステーション１０１にガラス基板１ｑとして一時的に保持され、グリッパ部１０８，１０９に保持され、ガラス基板１ｏ，１ｐへの加工処理が終了するまで待機される。
【００２９】
グリッパ部１０６，１０７に保持されているガラス基板１ｏ，１ｐに対するレーザ加工処理が終了すると、グリッパ部１０６，１０７に保持されているガラス基板１ｏは、アライメント部１０２を介してガラス基板１ｎの位置から表裏反転機構部１４３上のガラス基板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次段の成膜装置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１０６，１０７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１０８，１０９に保持されているガラス基板１ｑはアライメント部１０４にてアライメント処理が行なわれ、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て、所定のスクライブ線の加工処理が施される。このように、図２のリターン方式のソーラパネル製造装置では、上述の処理を交互に繰り返すことによって、アライメント処理による待ち時間等を大幅に短縮している。また、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９は、スクライブ線の加工処理を行う図２の加工エリア部及びアライメント部の詳細構成を示す図である。加工エリア部１１２は、Ｘ軸駆動手段２０、グリッパ部１０６，１０７、レーザ発生装置４０、光学系部材５０、リニアエンコーダ７０、制御装置８０及び検出光学系部材等によって構成されている。アライメント部１０４は、アライメント用フレーム１０４１，１０４２、基板検出カメラ６５〜６８及び図示していない位置決めピンなどによって構成されている。台座１０の上にはグリッパ部１０６，１０７をＸ軸方向に沿って駆動制御するＸ軸駆動手段２０が設けられている。
【００３１】
Ｘ軸駆動手段２０は、グリッパ部１０６，１０７（図示していないグリッパ部１０８，１０９）をＸ方向へ移動制御する。なお、Ｘ軸駆動手段２０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。Ｘ軸駆動手段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１０６，１０７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５０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及び基板検出カメラ６５〜６８を保持しながらＹ軸方向にスライド駆動するアライメント用フレーム１０４１，１０４２が設けられている。Ｘ軸駆動手段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てもよい。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、Ｘ軸駆動手段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、Ｘ軸駆動手段２０はＸ軸テーブルの構成でもよい。
【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４０、光学系部材５０及び制御装置８０が設置されている。光学系部材５０は、ミラーやレンズの組み合わせで構成され、レーザ発生装置４０で発生したレーザ光を４系列に分割してＸ軸駆動手段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。
【００３３】
リニアエンコーダ７０は、Ｘ軸駆動手段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１０６，１０７に取り付けられた検出部（図示せず）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１０６，１０７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４０の出力（レーザ周波数）を制御する。
【００３４】
光学系部材５０は、図示のように、ベース板３１の側面に設けられており、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５０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４０から出射されるレーザ光を光学系部材５０に導くためのガルバノミラー３３はベース板３１上に設けられている。ガルバノミラー３３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３３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３３１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３４，３５は、光学系部材５０上に設けられており、光学系部材５０のスライド移動に連動するようになっている。レーザ発生装置４０から出射されたレーザ光は、ガルバノミラー３３によってミラー３４へ向かって反射され、ミラー３４に向かうレーザ光はミラー３４によってミラー３５に向かって反射される。ミラー３５は、ミラー３４からの反射レーザ光をベース板３１に設けられた貫通穴を介して光学系部材５０内に導く。なお、レーザ発生装置４０から出射されたレーザ光は、ベース板３１に設けられた貫通穴から光学系部材５０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４０を貫通穴の上側に設け、貫通穴を介して光学系部材５０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３３２は、ガルバノミラー３３と反射ミラー３４との間の光学系部材５０上に、光学系部材５０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３３２はレーザ光の一部（例えば、レーザ光の約１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３３３は、ビームサンプラ３３２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３３３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３３１に出力される。ガルバノ制御裝置３３１は、４分割フォトダイオード３３３からの４種類の出力信号に応じてガルバノミラー３３の２個のモータ３３ｘｙ，３３ｙｚをリアルタイムで駆動制御する。モータ３３ｘｙは、ガルバノミラー３３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３３ｚｙは、ガルバノミラー３３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で制御する。
【００３７】
図１０は、光学系部材５０の詳細構成を示す図である。実際の光学系部材５０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。図１０は、光学系部材５０の内部を図９の−Ｘ軸方向から見た図である。図１０に示すようにベース板３１にはミラー３５で反射されたレーザ光を光学系部材５０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１０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。
【００４０】
シャッター機構５３１〜５３４は、光学系部材５０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。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５０の下端部とガラス基板１の表面との間の距離すなわち光学系部材５０の高さを調整する。
【００４１】
上述のハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２８によって構成される光学系は、レーザ発生装置４０から発生される波長１０６４［ｎｍ］の加工用のレーザ光を透過・反射させて集光レンズ５４１〜５４４の各光軸、すなわちそれぞれの加工位置に導くものである。各集光レンズ５４１〜５４４の光軸上であって、各反射ミラー５２１，５２３，５２７，５２８の上側には、各加工位置における加工状態を観察するための加工状態検出光学系が設けられている。加工状態検出光学系は、照明用レーザ５５１〜５５４、平行光変換用レンズ５６１〜５６４、光学部品５７１〜５７４、集光用レンズ５８１〜５８４及びモニタ装置５９１〜５９４から構成されている。照明用レーザ５５１〜５５４は、波長６８５［ｎｍ］の加工状態観察用の検査光を発生するものであり、集光レンズ５４１〜５４４の光軸上から離れた位置から各光学部品５７１〜５７４に対してレーザ光を出射する。平行光変換用レンズ５６１〜５６４は、照明用レーザ５５１〜５５４から出射されるレーザ光を平行光線に変換し、光学部品５７１〜５７４に導入する。光学部品５７１〜５７４は、それぞれ集光レンズ５４１〜５４４の光軸の延長上に配置され、照明用レーザ５５１〜５５４から出射されたレーザ光を、加工用レーザ光の光軸にほぼ一致させ、かつ、集光レンズ５４１〜５４４に向かうように反射させる。光学部品５７１〜５７４は、波長６８５［ｎｍ］の光に対しては、透過率５０パーセント、反射率５０パーセントであり、波長１０６４［ｎｍ］の光に対しては透過率０パーセント、反射率１００パーセント（全反射）の部品である。一方、集光用レンズ５８１〜５８４は、光学部品５７１〜５７４で反射された照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光を集光して、加工箇所に照明光として照射する。すなわち、光学部品５７１〜５７４で反射された照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光は、集光用レンズ５８１〜５８４、反射ミラー５２１，５２３，５２７，５２８及び集光レンズ５４１〜５４４を介してそれぞれの加工箇所に照射される。従って、光学部品５７１〜５７４で反射された照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光は、集光レンズ５４１〜５４４及び集光用レンズ５８１〜５８４の２枚のレンズによって集光されることになる。照明用レーザ５５１〜５５４からのレーザ光によって照射された加工箇所は、集光レンズ５４１〜５４４及び集光用レンズ５８１〜５８４によってモニタ装置５９１〜５９４の撮像面に結像され、その結像情報は、制御装置８０に出力される。制御装置８０は、モニタ装置５９１〜５９４から結像情報に基づいてレーザ発生装置４０で発生したレーザ光によるガラス基板１の加工状態を検出し、加工不良、加工条件等の問題を分析して、レーザ発生装置４０の出力条件、雰囲気温度等にフィードバックして加工状態を制御する。
【００４２】
フォーカス調整用駆動機構４６〜４９は、ガラス基板１に対する各集光レンズ５４１〜５４４の高さ方向（フォーカス）及びＹ方向（倣い方向）の各制御を個別に行うものである。図１１は、図１０のフォーカス調整用駆動機構の詳細構成を示す断面図であり、図１２は、フォーカス調整用駆動機構の一部分を抜き出して示した斜視図である。図において、フォーカス調整用駆動機構４６は、駆動部本体４６１、駆動部カバー４６２、マグネット保持部４６３ａ〜４６３ｄ、マグネット４６４ａ〜４６４ｄ、可動部４６５、垂直駆動力発生コイル群４６６、水平駆動力発生コイル群４６７とから構成される。図１２において、駆動部本体４６１は省略してある。
【００４３】
図１１において、可動部４６５は、集光レンズ５４１を保持すると共に垂直駆動力発生コイル群４６６、水平駆動力発生コイル群４６７，４６８が巻き回されている。垂直駆動力発生コイル群４６６は、略正方形状（矩形状）となるように可動部４６５の下端部に巻き回されている。マグネット保持部４６３ａ〜４６３ｄは、略コの字形をしており、内側内壁面に直方体形状のマグネット４６４ａ〜４６４ｄをそれぞれ保持している。図１２に示すように、略正方形状に巻き回された垂直駆動力発生コイル群４６６は、マグネット保持部４６３ａ〜４６３ｄとマグネット４６４ａ〜４６４ｄとの間の間隙に挿入され、駆動部本体４６１内に収納される。一方、水平駆動力発生コイル群４６７，４６８は、図１２に示すように、可動部４６５の対向する頂辺同士を結ぶように交差して巻き回され、マグネット保持部４６３ｃ，４６３ｄとマグネット４６４ｃ，４６４ｄとの間の間隙に挿入されている。従って、垂直駆動力発生コイル群４６６に流れる電流に応じて可動部４６５は垂直方向（Ｚ方向）に駆動制御され、水平駆動力発生コイル群４６７，４６８に流れる電流に応じて可動部４６５は水平方向（Ｙ方向）に駆動制御される。
【００４４】
図１１に示すように、駆動部本体４６１の側面には、エア供給部４６１ａ，４６１ｂが設けられている。エア供給部４６１ａ，４６１ｂから供給されるエアはエア流路４６１ｃ，４６１ｄを介して駆動部本体４６１内に導入される。エア流路４６１ｃ，４６１ｄは、終端部がＹ字に分岐されており、Ｙ字分岐路の一方であって上斜め方向に向かうものは、可動部４６５の傾斜部（テーパ部）にエアを吹き付けられるようになっており、Ｙ字分岐路の他方であって水平方向に向かうものは、駆動部本体４６１内にエアを導入するようになっている。可動部４６５の傾斜部に吹き付けられるエアによって、可動部４６５と駆動部本体４６１との接触が回避され、可動部４６５の水平方向（Ｙ方向）の移動量も規制される。また可動部４６５の傾斜部に吹き付けられるエアは、可動部４６５の初期位置を設定するカウンターバランスとして機能する。一方、駆動部本体４６１内に導入されるエアは、集光レンズ５４１の冷却用のエアとして利用される。なお、図示していないが、可動部４６５の上側四隅には、Ｘ方向（図面の前後方向）に延びたスプリング部材が駆動部本体４６１の内壁面に取り付けられている。このスプリング部材は、可動部４６５を初期位置に復帰させる復元力を与えるものである。
【００４５】
図１３は、アライメントカメラ装置、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。アライメントカメラ装置６０は、前述のように光学系部材５０の側面に設けており、ガラス基板１上に施されたスクライブ線Ｐ１加工線の画像を取得し、その情報を制御装置８０に出力し、各集光レンズ５４１〜５４４のフォーカス位置及びＹ方向位置、すなわち２回目以降のスクライブ線Ｐ２，Ｐ３加工時のアライメント処理に利用される。アライメントカメラ装置６０は、レーザ光の分割数に対応して設けられている。この実施の形態では、４系列分のアライメントカメラ装置６０が設けられている。
【００４６】
図１４は、ワークであるガラス基板の歪みや捩じれ（うねり等）によって加工線が曲がって形成される場合の一例を示す図である。最初の加工線となるスクライブ線Ｐ１がガラス基板１の歪みや捩じれ（うねり等）によって図１４に示すように湾曲(蛇行）した場合、この実施の形態では、スクライブ線Ｐ２及びＰ３は、この最初のスクライブ線Ｐ１の湾曲（蛇行）線に倣って加工処理される。この実施の形態では、スクライブ線Ｐ１〜Ｐ３の幅が約３０［μｍ］、スクライブ線Ｐ１−Ｐ２間，Ｐ２−Ｐ３間の間隔は約４０［μｍ］となっており、スクライブ線Ｐ１に倣って、スクライブ線Ｐ２，Ｐ３のレーザ加工が行なわれる。
【００４７】
第１検出光学系部材は、図１３に示すようにレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８から構成される。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、エア浮上ステージ１０１ａに形成された間隙部（図示せず）からガラス基板１を介してレーザ光を受光するようになっている。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、エア浮上ステージ１０１ａに形成された間隙部（図示せず）からステージ面のガラス基板１の裏面側に位置するように設けられている。レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、エア浮上ステージ１０１ａの上空側を視認可能に設置されている。レーザ光状態検査用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スポット径、形状、出力等が適正であるか否かの判定を行なう。すなわち、レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、光学系部材５０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、分岐後のレーザ光のそれぞれについて、その加工箇所におけるレーザ光の特性を測定することができる。また、レーザ発生装置４０、光学系部材５０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などを容易に行なうことができる。さらに、各光学へッドから出力される各レーザ光の画像を取得して数値化することによって、各光学ヘッドのバラツキなどを適正に調整することができる。
【００４８】
第２検出光学系部材は、図１３に示すように、ビームサンプラ９１，９３、高速フォトダイオード９４及び光軸検査用ＣＣＤカメラ９６から構成される。ビームサンプラ９１，９３は、光学系部材５０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４０とガルバノミラー３３との間に設けられている。ビームサンプラ９１，９３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９４は、ビームサンプラ９１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９４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９６は、ビームサンプラ９３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９６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９６は、高速フォトダイオード９４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に出力するようにしてもよい。
【００４９】
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１０６，１０７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４０の出力（レーザ周波数）を制御し、高速フォトダイオード９４及び光軸検査用ＣＣＤカメラ９６から出力される信号に基づいてレーザ発生装置４０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４０の出射条件を制御したり、光学系部材５０内のレーザ光を導入するためのガルバノミラー３３、反射ミラー３４，３５の配置等をフィードバック制御する。
【００５０】
図１５は、図９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、照射レーザ状態検査手段８９、照射レーザ調整手段８Ａ、加工状態検査手段８Ｂ、加工条件調整手段８Ｃ、加工線検出手段８Ｄ及び倣い加工調整手段８Ｅから構成される。
【００５１】
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９４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１６は、図１５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１６において、図１６（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１６（Ｂ）は高速フォトダイオード９４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１６（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。
【００５２】
図１６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、レーザ発生装置の性能が劣化したか又は寿命になったことを意味する。
【００５３】
基準ＣＣＤ画像記憶手段８４は、図１５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９６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９６からは、図１５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９６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１５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９６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４０の出射条件や光学系部材５０内にレーザ光を導入するためのガルバノミラー３３、反射ミラー３４，３５の配置等をフィードバックして調整する。
【００５４】
照射レーザ状態検査手段８９は、レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８からの画像８９ａを取り込み、これに基づいてレーザ光の特性（スポット径、形状、出力等）を計測し、その計測値を照射レーザ調整手段８Ａに出力する。例えば、図１５に示すような画像８９ａがレーザ光状態検査用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（スポット径・照射面積）を計測し、それも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。さらに、照射レーザ状態検査手段８９は、フォーカス円８９ｃの輝度レベルに基づいたレーザ光出力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、フォーカス位置及び光出力に対応した信号に基づいて、光学系部材５０内の各ハーフミラー５１１〜５１３及び反射ミラー５２１〜５２８の配置等をフィードバックして調整したり、レーザコントローラ８６を介してレーザ発生装置４０の出射条件等を制御する。なお、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。
【００５５】
加工状態検査手段８Ｂは、モニタ装置５９１〜５９４からの結像情報を取り込み、これに基づいてレーザ光によるガラス基板１の加工状態、すなわち加工不良が発生していないか否かを検出し、その分析結果を加工条件調整手段８Ｃに出力する。加工条件調整手段８Ｃは、加工状態検査手段８Ｂからの分析結果に基づいて、レーザ加工条件であるレーザ発生装置４０の出力条件、雰囲気温度等をレーザコントローラ８６にフィードバックしてレーザ加工状態を適切に制御する。なお、加工条件調整手段８Ｃ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。
【００５６】
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、加工状態検査手段８Ｂで加工状態を、それぞれ検査する場合について説明したが、図１７に示すように高速フォトダイオード９４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１７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し、加工状態検査手段８Ｂで検出された加工状態に基づいて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９４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９４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４０の劣化あるいは寿命と判断できる。
【００５７】
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９６を用いてビームサンプラ９３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９４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９６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。
【００５８】
図１５において、加工線検出手段８Ｄは、アライメントカメラ装置６０からの画像に基づいて加工線Ｐ１の画像認識処理を実行する。図１８は、加工線検出手段８Ｄの動作の一例を示す図である。図１８（Ａ）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上の金属層にレーザ光を照射し、スクライブ処理（スクライブ線Ｐ１加工）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、約ピッチ１０ｍｍで加工線が形成される。なお、図１８では複数の加工線Ｐ１のうちの１本の加工線９０のみを示す。線１００は、加工線９０が直線に加工される場合の期待線である。アライメントカメラ装置６０は、この期待線１００上の複数の点、すなわち図１８（Ｂ）に示すような撮影点６１〜６４付近の画像６１ａ〜６４ａを取得する。各画像６１ａ〜６４ａを見ると分かるように、画像の中に実際の加工線９０の画像を含んでいる。この各画像６１ａ〜６４ａと期待線１００との差により、加工線９０の曲りの状態を画像認識することができる。
【００５９】
倣い加工調整手段８Ｅは、加工線検出手段８Ｄの画像処理の結果に応じて、各画像６１ａ〜６４ａと期待線１００とを比較してアライメント処理を行い、その結果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、倣い加工調整手段８Ｅのアライメン処理の結果に基づいて前回の加工線９０から約３０μｍはなれた位置にレーザ光が照射されるように、フォーカス調整用駆動機構４６〜４９を駆動制御して、各集光レンズ５４１〜５４４の高さ方向（フォーカス）及びＹ方向を調整して、スクライブ処理（スクライブ線Ｐ２加工）を実行する。これによって、図１８（Ｃ）に示すように、加工線９０から約３０μｍはなれた位置に加工線９２が形成される。また、このスクライブ処理（スクライブ線Ｐ２加工）が終了すると、別の装置で半導体層の上に透明電極層を形成する処理が行なわれる。再び、レーザ加工装置にガラス基板１が搬入され、前回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（スクライブ線Ｐ３加工）が実行される。これによって、ガラス基板１には、図１４に示すような３本の加工線Ｐ１〜Ｐ３が形成される。
【００６０】
上述の実施の形態では、アライメントカメラ装置６０を用いて画像処理にて倣い加工を行なう場合について説明したが、スクライブ線Ｐ１をトラッキング処理して加工線Ｐ２，Ｐ３を加工するようにしてもよい。図１９は、グレーティングを用いて加工線Ｐ１をトラッキングする方式の一例を示す図である。図において、グレーティングを用いて１個のレーザ光を３個に分割してレーザ光１２３〜１２５として、ガラス基板１の加工線Ｐ１に照射する。反射光検出用センサである４分割センサ１２６〜１２８は各レーザ光１２３〜１２５の反射光を図１９（Ａ）のように受光する。膜面反射強度は加工線Ｐ１以外の箇所が高いので、４分割センサ１２６〜１２８からの各出力に応じて、レーザ光１２３〜１２５が加工線Ｐ１上を正確にトラッキングしているか否かを検出することができる。このトラッキング用レーザ光及び反射光検出用センサをフォーカス調整用駆動機構４６〜４９に固定的に設けて、加工線Ｐ１を正確にトラッキングさせることによって、加工線Ｐ１を正確に倣った加工線Ｐ２，Ｐ３を形成することが可能になる。図１９（Ｂ）及び図１９（Ｃ）は、加工線Ｐ１に対してトラッキング用レーザ光及び反射光検出用センサが横方向（Ｙ方向）ずれた場合を示す。このように加工線Ｐ１に対してレーザ光１２３〜１２５がずれると、反射光検出用センサである４分割センサからの出力信号の平衡状態がくずれるので、フォーカス調整用駆動機構４６〜４９は集光レンズを５４１〜５４４を±Ｙ方向に駆動制御して、図１９（Ａ）の関係となるようにトラッキング制御することによって、加工線Ｐ１を倣った加工線Ｐ２，Ｐ３を加工することが可能となる。
【００６１】
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加工線（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、ガラス基板表面の薄膜に加工線を形成するようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、最初の加工処理の結果、ガラス基板１上に形成された最初の加工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（スクライブ線Ｐ２加工処理）の結果、ガラス基板１上に形成された２本の加工線（スクライブ線Ｐ１，Ｐ２）を含む画像を取得して、その画像にある２本のスクライブ線Ｐ１及び／又はスクライブ線Ｐ２を用いてアライメント処理を行なうようにしてもよい。
【００６２】
図２０は、図９の光学系部材を下側（基板側）から見た図である。図２０は、光学系部材５０とベース板３１の一部を示している。図２０（Ａ）は、図９に示す光学系部材５０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５０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２０（Ｂ）は、光学系部材５０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２０（Ｃ）は、光学系部材５０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。
【００６３】
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５０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５０は、図１０の反射ミラー３５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２０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５０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。
【００６４】
図２０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２０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２０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５０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５０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２０（Ｂ）及び図２０（Ｃ）に示すように、走査方向（図２０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５０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５０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５０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５０の回転から独立させることが可能である。
【００６５】
図２１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２１（Ａ）は図２０（Ａ）に示すように光学系部材５０が回転していない状態、図２１（Ｂ）は図２０（Ｂ）に示すように光学系部材５０が約３０度回転した状態、図２１（Ｃ）は図２０（Ｃ）に示すように光学系部材５０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２１（Ａ）の場合のスクライブ線のピッチをＰ０とすると、図２１（Ｂ）の場合のピッチＰ３０はＰ０×ｃｏｓ３０°となり、図２１（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５０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。
【００６６】
図２２は、図２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２２（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２２（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２２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２２（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。
【００６７】
図２３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２３において、図２２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２３が図２２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。
【００６８】
図２４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２４において、図２２及び図２３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２４が図２２及び図２３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２４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２３（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２３（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。
【００６９】
図２５は、図２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２２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２５（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２２〜図２４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２５（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２２〜図２４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２５（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２２〜図２４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２５（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。
【００７０】
上述のように、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上に凸の曲がり（反り）で載置されているのか、下に凸の曲がり（反り）で載置されているのかを検出し、図２４に示すように上に凸の曲がり（反り）で載置されている場合には、アライメント部１０２，１０４から表裏反転機構部１４３上にガラス基板を戻して、そこで表裏反転して又は表裏反転しないで、ガラス基板が下に凸の曲がり（反り）で載置されるようにする。ガラス基板が上に凸となる曲がり（反り）で載置されると、ガラス基板の搬送時にガラス基板の周縁部が十分に浮上しきれず、ステージに接触し、最悪の場合、ガラス基板がステージに接触した衝撃で破損するおそれがあるので、上述のようにガラス基板については下に凸の曲がり（反り）で載置されるようにするのが好ましい。また、ガラス基板を下に凸の曲がり（反り）で載置した場合、加工時にはエア浮上と共に吸引されるため、ドミノ効果によってガラス基板の曲がり（反り）が強制され、曲がり（反り）が軽減され、曲がり（反り）の軽減によって、オートフォーカスの調整量を少なくすることができる。従って、曲がり（反り）のあるガラス基板においては、下に凸の曲がり（反り）で載置した方が好ましい。なお、ガラス基板に曲がり（反り）が発生するのは、成膜装置によって形成された膜面の外側方向に曲がる傾向にあるので、予め成膜装置によって形成された膜面側を下側にするようにしてもよい。図２２〜図２５は、アライメントカメラで基板の反り状態を検出する例を上げたが、図には図示していないが基板検出カメラ６５〜６８のユニットに基板とアライメントカメラユニット間の距離を測定するユニットを搭載することで基板の反りを測定するようにしてもよい。なお、基板検出カメラ６５〜６８を用いた基板検出カメラシステムを表裏反転機構部１４３上に設けておき、そこでガラス基板が上に凸の曲がり（反り）で載置されているのか、下に凸の曲がり（反り）で載置されているのかを検出し、表裏反転を行なうようにしてもよい。
【００７１】
図２６は、図２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を用いたアライメント処理の一例を示す図である。上述のようにアライメントカメラシステムを構成する基板検出カメラ６５〜６８を用いて、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を構成する基板検出カメラ６５〜６８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、基板検出カメラ６５〜６８によって取得された画像を、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２６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２７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２６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。
【００７２】
図２６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を構成する基板検出カメラ６５と基板検出カメラ６７を組み合わせた２個のカメラで取得する。この基板検出カメラの組み合わせは、これ以外の基板検出カメラ６５又は６６と基板検出カメラ６７又は６８によって構成されるいずれかの組み合わせでよい。図２６に示すように、基板検出カメラ６５と基板検出カメラ６７によって取得された画像２７ａ，２９ａの中には、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。従って、これらの画像に基づいて容易に画像認識処理を行なうことができるようになる。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。
【００７３】
図２６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、次段の成膜装置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２７に示すような方法でアライメント処理が行なわれる。図２７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を構成する基板検出カメラ６５と基板検出カメラ６７を組み合わせた２個のカメラで取得する。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。
【００７４】
図２７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、次段の成膜装置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２７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。
【００７５】
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を基板検出カメラ６５〜６８のいずれか２個で構成する場合について説明したが、基板検出カメラ６５〜６８とは別に画像２７ａ，２９ａを取得するためのカメラを設けてもよい。
【００７６】
図２８は、本発明に係るソーラパネル製造装置の別の実施例を示す図である。図２９は、図２８の加工エリア部１１２を横方向から見た側面図である。図２８において、図２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２のものと異なる点は、図２の製造装置のレーザ加工ステーション１０１の加工エリア部１１２の加工箇所（光学系部材５０）の両側にエアプレート部１１２１，１１２２を設け、図２９の下向き矢印のような流れのエア噴流によって、ガラス基板１ｏの曲がり（反り）を矯正するようにしたものである。すなわち、ガラス基板１ｏは、エア浮上ステージ１０１ａからのエア噴流（図２９の上向き矢印のような流れ）とエアプレート部１１２１，１１２２からのエア噴流（図２９の下向き矢印のような流れ）とによって、その曲がりや反りが矯正されるようになっている。
【００７７】
図３０は、エアパージ・残渣吸引部の概略構成を示す図である。レーザ加工ステーション１０１において、第２及び第３スクライブ線Ｐ２、Ｐ３の加工を行なう工程ではレーザ光をガラス基板１の表面（ガラス面）から入射させ、ガラス基板１の裏面に存在する膜面に対してスクライブ加工を行なっている。この加工時に、図３０に示すように、加工部から加工残渣６１が発生する。この加工残渣６１が膜面へ再付着することを防ぐため、エアパージ・残渣吸引部６０ａは、ガラス基板１の裏面（膜面）側からエアパージ６２を行い、これらの残渣６１を吸引部６３から吸引除去している。
【００７８】
図３１は、図１のレーザ加工ステーションがガラス基板裏面の薄膜面に対して加工を行なう第２及び第３スクライブ線Ｐ２，Ｐ３の加工を行なう場合の加工エリア部におけるレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８とエアパージ・残渣吸引部６０ａの関係を示す図である。図３１（Ａ）は、この加工エリア部を−Ｘ方向側から見た図であり、図３１（Ｂ）は加工エリア部をＹ方向側から見た図である。図３１に示すように光学系部材５０は、レーザ光を４分岐しているので、それぞれの加工箇所に対して、エアパージ・残渣吸引部６０ａ〜６０ｄが設けられている。エアパージ・残渣吸引部６０ａ〜６０ｄは、エア浮上ステージ１０１ａに形成されたＹ軸方向に延びた間隙部からステージ面に対向するようになっている。これは、光学系部材５０が加工時にレーザ光４１〜４４をＹ軸方向に約３００ｍｍ程度移動させながら移動するのに併せてエアパージ・残渣吸引部６０ａ〜６０ｄがガラス基板１の全ての加工領域すなわちＹ軸方向全体をカバーして移動可能にするためである。図３１では、ガラス基板裏面の薄膜面に対してスクライブ加工を行っている時に、その加工部から加工残渣が薄膜面から発生するので、各加工箇所で発生する加工残渣をエアパージ・残渣吸引部６０ａ〜６０ｄがエアパージして吸引除去している。
【００７９】
図３２及び図３３は、図３１のレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラとエアパージ・残渣吸引部の動作の一例を示す図であり、図３２（Ａ）及び図３３（Ａ）は、この加工エリア部を−Ｘ方向側から見た図であり、図３１（Ａ）に対応し、図３２（Ｂ）及び図３３（Ｂ）は加工エリア部をＹ方向側から見た図であり、図３１（Ｂ）にそれぞれ対応する。図３２において、図３１と異なる点は、エアパージ・残渣吸引部６０ａ〜６０ｄが光学系部材５０から照射されるレーザ光４１〜４４の直下からＹ軸方向に移動している点である。エアパージ・残渣吸引部６０ａ〜６０ｄの移動量は、レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８がＺ方向に移動して、エア浮上ステージ１０１ａに形成されたＹ軸方向に延びた間隙部に進入することができる幅に相当する長さである。エアパージ・残渣吸引部６０ａ〜６０ｄが所定量だけＹ軸方向に移動すると、図３２の点線に示すような領域が発生することになるので、レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、その点線表示の位置から上向き矢印に示すＺ軸方向に上昇し、エア浮上ステージ１０１ａのステージ面すなわちガラス基板１の裏面に対向する位置に移動し、光学系部材５０から出射するレーザ光４１を直接観察し、その加工箇所におけるレーザ光４１の特性を測定する。レーザ光４１の特性測定が終了すると、レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は、点線矢印２８ａに示すように、まず−Ｚ軸方向（図の下方向）に下降移動し、エアパージ・残渣吸引部６０ａを回避するようにＹ軸方向（図の右方向）にスライド移動し、エアパージ・残渣吸引部６０ｂの移動前の位置（レーザ光４２照射位置）に到達した時点で、Ｚ軸方向（図の上方向）に上昇移動（エア浮上ステージ１０１ａのステージ面すなわちガラス基板１の裏面に対向する位置に移動）する。移動後は、光学系部材５０から出射するレーザ光４２を直接観察し、その加工箇所におけるレーザ光４２の特性を測定する。以下、同様にして、点線矢印２８ｂに示すように、今度はエアパージ・残渣吸引部６０ｂを回避して、レーザ光４３の照射位置に移動し、レーザ光４３の特性を測定し、測定終了後は、点線矢印２８ｃに示すように、エアパージ・残渣吸引部６０ｃを回避して、レーザ光４４の照射位置に移動し、レーザ光４４の特性を測定する。レーザ光４４の測定が終了した時点で、レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８は元の位置に復帰する。なお、レーザ光４４の測定終了後に、その位置で下降移動して待機し、今度は逆の順で測定動作を行なうようにしてもよい。
【００８０】
図３４は、本発明の一実施の形態に係るレーザ加工装置を用いたソーラパネル製造システムの動作の一例を示すフローチャート図である。ステップＳ１の基板搬入処理では、図２又は図２８に示すように、図示していない成膜装置で成膜され、ローラコンベア１２１上を搬送されてきたガラス基板１ｘは、搬入出ロボットステーション１４１によってガラス基板１ｍとして表裏反転機構部１４３に搬入される。なお、ここでは、搬入出ロボットステーション１４１によって基板搬入処理が行なわれる場合を示したが、ローラ搬送によって搬入してもよい。
【００８１】
ステップＳ２の基板受取り処理では、表裏反転機構部１４３によって表裏反転されたガラス基板１ｍ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に搬送する処理を行なう。このとき、搬入出ロボットステーション１４１では、表裏反転機構部１４３によって表裏反転されたガラス基板１ｍ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に搬送する際に、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する場合もあれば、そのままレーザ加工ステーション１０１に搬送する場合がある。
【００８２】
ステップＳ３の基板アライメント処理では、搬入出ロボットステーション１４１の表裏反転機構部１４３上から搬送されて来たガラス基板１ｎをアライメント部１０２に搬送し、アライメント部１０２で所定の位置にアライメント処理する。また、レーザ加工ステーション１０１の右端位置から搬送されて来たガラス基板１ｑに対してはアライメント部１０４に搬送し、そのアライメント部１０４で図２６及び図２７に示すようなアライメント処理を行なう。
【００８３】
ステップＳ４の基準側グリッパ拘束処理では、前のステップＳ３のアライメント処理によって所定位置にアライメントされたガラス基板１ｏに対して、図２〜図４に示すように、基準側のグリッパ部１０６が搬送方向に沿った辺の一方側（図２におけるガラス基板１ｏの下辺側）を拘束する。一方、前のステップＳ３のアライメント処理によって所定位置にアライメントされたのが、ガラス基板１ｑの場合は、このガラス基板１ｑに対して、図２〜図４に示すように、基準側のグリッパ部１０８が搬送方向に沿った辺の一方側（図２におけるガラス基板１ｏの下辺側）を拘束する。
【００８４】
ステップＳ５の従動側グリッパ拘束処理では、前のステップＳ４の基準側グリッパ拘束処理によってグリッパ部１０６に拘束された辺の他方側（図２におけるガラス基板１ｏの上辺側）を従動側のグリッパ部１０７が拘束する。一方、前のステップＳ４の基準側グリッパ拘束処理によってグリッパ部１０８に拘束されたのがガラス基板１ｑの場合は、このガラス基板１ｑの他方側（図２におけるガラス基板１ｑの上辺側）を従動側のグリッパ部１０９が拘束する。
【００８５】
ステップＳ６の加工準備位置移動処理では、前のステップＳ４及びＳ５で両辺の拘束されたガラス基板１ｏをグリッパ部１０６，１０７で拘束しながら所定の加工準備位置に移動する。一方、前のステップＳ４及びＳ５で拘束されたのがガラス基板１ｑの場合は、このガラス基板１ｑを０９をグリッパ部１０８，１０９で拘束しながら所定の加工準備位置に移動する。
【００８６】
ステップＳ７のレーザ加工処理では、図２に示すように、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されたガラス基板１ｏ，１ｑを加工エリア部１１２のレーザ光に同期させて、ガラス基板１ｏと点線のガラス基板１ｐとの間をＸ方向に移動させ、この移動に同期させて加工エリア部１１２は、グリッパ部１０６，１０７又はグリッパ部１０８，１０９に保持されエア浮上搬送されるガラス基板１ｏ，１ｑにレーザ光を照射して所定のスクライブ線の加工処理を行う。図２には、グリッパ部１０６，１０７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１ｐ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。なお、スクライブ線Ｐ１の加工処理の後に、ガラス基板をＹ方向に２スキャン分（すなわち、スクライブ線Ｐ２，Ｐ３の加工位置）移動させて、フォーカス調整用駆動機構４６〜４９のフォーカス用データを採集し、図１８に示すように、採集したフォーカス用データに基づいてスクライブ線Ｐ２，Ｐ３の倣い加工を行なう。また、図１のレーザ加工ステーションがガラス基板裏面の薄膜面に対して加工を行なうスクライブ線Ｐ２，Ｐ３の加工を行っている時に、その加工部から加工残渣が薄膜面から発生するので、図３０〜図３３に示すように、各加工箇所で発生する加工残渣をエアパージ・残渣吸引部６０ａ〜６０ｄでエアパージして吸引除去する。
【００８７】
ステップＳ８の加工ライン確認処理では、加工状態検査手段８Ｂがモニタ装置５９１〜５９４からの結像情報を取り込み、これに基づいてレーザ光によるガラス基板１の加工状態、すなわち加工不良が発生していないか否かを検出し、その分析結果を加工条件調整手段８Ｃに出力し、加工条件調整手段８Ｃがその分析結果に基づいて、レーザ加工条件であるレーザ発生装置４０の出力条件、雰囲気温度等をレーザコントローラ８６にフィードバックしてレーザ加工状態を適切に制御する。なお、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加工線（溝）を形成する第１スクライブ線Ｐ１の加工後に、レーザ光をガラス基板１の表面（ガラス面）から入射させ、ガラス基板１の裏面に存在する膜面に対してスクライブ加工を行なう第２及び第３スクライブ線Ｐ２、Ｐ３の加工を行なう場合には、第１スクライブ線Ｐ１の加工状態をガラス基板１の表面側に位置するアライメントカメラカステムを構成する基板検出カメラ６５〜６８を用いて検出し、第２及び第３スクライブ線Ｐ２、Ｐ３の加工状態をガラス基板１の裏面側に位置するレーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ２８などを用いて検出するようにしてもよい。
【００８８】
ステップＳ９の基板排出準備処理では、図２又は図２８に示すように、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に搬送するための排出準備を行なう。一方、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の右端の位置に搬送するための排出準備を行なう。
【００８９】
ステップＳ１０の排出処理では、搬入出ロボットステーション１４１が、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せずにローラコンベア１２１に搬出する。以上の一連の処理を経てガラス基板１に所定のレーザ加工が施される。
【００９０】
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】
【００９１】
１…ガラス基板
１０…台座
１０，１０１…レーザ加工ステーション
１０１ａ…エア浮上ステージ
１０２，１０４…アライメント部
１０４１…アライメント用フレーム
１０６，１０７，１０８，１０９…グリッパ部
１０７ａ，１０７ｂ…グリッパ部
１０６１…挟持プレート部
１０６２…エアシリンダ部
１０６３…グリッパ本体部
１０６４…ガイドレール部
１０７１…エアプレート部
１０７２…エアプレート支持部
１０７３…グリッパ本体部
１０７４…ガイドレール部
１０７５…挟持プレート部
１０７６…エアシリンダ部
１０７７…挟持プレート部
１０７８…エアシリンダ部
１１０…グリッパ支持駆動部
１１２…加工エリア部
１１２１…エアプレート部
１２，１３，１４，１５…辺
１２１…ローラコンベア
１２３…レーザ光
１２６…分割センサ
１ｆ，１ｇ，１ｘ〜１ｚ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
１４１…搬入出ロボットステーション
１４３…表裏反転機構部
２０…Ｘ軸駆動手段
２１，２２，２３…ピン
２５…スクライブ線
２７ａ，２７ｂ…画像
２８…レーザ光状態検査用ＣＣＤカメラ
３０…スライドフレーム
３１…ベース板
３３…ガルバノミラー
３３１…ガルバノ制御裝置
３３２…ビームサンプラ
３３３…４分割フォトダイオード
３３ｘｙ，３３ｙｚ…モータ
３４，３５…反射ミラー
３７…貫通穴
４０…レーザ発生装置
４１，４２，４３，４４…レーザ光
４６…フォーカス調整用駆動機構
４６１…駆動部本体
４６１ａ…エア供給部
４６１ｃ…エア流路
４６２…駆動部カバー
４６３ａ，４６３ｃ…マグネット保持部
４６４ａ，４６４ｃ…マグネット
４６５…可動部
４６６…垂直駆動力発生コイル群
４６７…水平駆動力発生コイル群
５０…光学系部材
５００…位相型回折光学素子（ＤＯＥ）
５１１〜５１３…ハーフミラー
５２，５４…測長システム
５２１〜５２８…反射ミラー
５３１〜５３４…シャッター機構
５４１〜５４４…集光レンズ
５５１…照明用レーザ
５６１…平行光変換用レンズ
５７１…各光学部品
５７１…光学部品
５８１〜５８４…集光用レンズ
５９１…モニタ装置
６０…アライメントカメラ装置
６５〜６８…基板検出カメラ
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ…エアパージ・残渣吸引部
６１…加工残渣
６１ａ〜６４ａ…画像
６２…エアパージ
６３…吸引部
６５ａ〜６８ａ，６５ｂ〜６８ｂ，６５ｃ〜６８ｃ…画像
７０…リニアエンコーダ
７５…データベース手段
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
８４ａ…基準ＣＣＤ画像
８５…光軸ずれ量計測手段
８５ａ…被検査画像
８６…レーザコントローラ
８９…照射レーザ状態検査手段
８９ａ…画像
８９ｂ…輪郭線
８９ｃ…フォーカス円
８Ａ…照射レーザ調整手段
８Ｂ…加工状態検査手段
８Ｃ…加工条件調整手段
８Ｄ…加工線検出手段
８Ｅ…加工調整手段
９０，９２…加工線
９１，９３…ビームサンプラ
９４…高速フォトダイオード
９６…光軸検査用ＣＣＤカメラ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…スクライブ線
【図１】
2011177770.tif 000003
【図２】
2011177770.tif 000004
【図３】
2011177770.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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