JP2010158703A

JP2010158703A - Laser beam machining apparatus and laser beam machining method

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Publication number: JP2010158703A
Application number: JP2009002784A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Okudaira; 恭之奥平
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2010-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining apparatus which attains the machining of excellent quality and can be miniaturized. <P>SOLUTION: The laser beam machining apparatus includes a laser beam source for emitting laser beam, a stage for holding an object to be machined, a beam scanner for scanning the laser beam emitted from the laser beam source on the object held by the stage based on the control signal to be given from the outside, a light receiving device for acquiring an image of the object held by the stage via the beam scanner, and a control device which sets a plurality of target incident positions for allowing the laser beam to be incident on the object held by the stage based on the data of the image of the object acquired by the light receiving device, and gives the control signal to the beam scanner so that the laser beam is emitted to the target incident position. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、加工対象物にレーザビームを照射して加工を行うレーザ加工装置、及び、レーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus that performs processing by irradiating a workpiece with a laser beam, and a laser processing method.

図６（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、レーザビームを照射して行うパターニング加工の従来技術について説明する。 With reference to FIGS. 6A to 6C, a conventional technique of patterning performed by irradiating a laser beam will be described.

図６（Ａ）は、パターニング加工の加工対象物であるパネル５０を示す平面図である。パネル５０は、たとえば太陽電池製造の一工程に現れるパネルである。パネル５０には、線状の凹部５０ｂが縦横に形成されている。 FIG. 6A is a plan view showing a panel 50 that is an object to be patterned. The panel 50 is a panel that appears in one process of manufacturing a solar cell, for example. In the panel 50, linear concave portions 50b are formed vertically and horizontally.

図６（Ｂ）に、図６（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線に沿う断面図を示す。パネル５０は、表面に複数の凹部５０ｂが形成された厚さ０．５ｍｍ〜０．７ｍｍのガラス基板５０ａと、ガラス基板５０ａ表面上に形成された透明導電膜、たとえば厚さ０．１μｍ〜０．２μｍのＩＴＯ(Indium Tin Oxide)膜５０ｃを含んで構成される。ＩＴＯ膜５０ｃは、ガラス基板５０ａの凹部５０ｂ内にも形成される。 FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line 6B-6B in FIG. The panel 50 includes a glass substrate 50a having a thickness of 0.5 mm to 0.7 mm having a plurality of recesses 50b formed on the surface, and a transparent conductive film formed on the surface of the glass substrate 50a, for example, a thickness of 0.1 μm to 0 μm. .2 μm ITO (Indium Tin Oxide) film 50c. The ITO film 50c is also formed in the recess 50b of the glass substrate 50a.

太陽電池製造のため、レーザビーム６０を凹部５０ｂ上方からパネル５０に照射し、照射位置のＩＴＯ膜５０ｃの除去加工を行う。本図には、レーザビーム６０の照射により除去されるＩＴＯ膜５０ｃに右下がりの斜線を付して示した。レーザビーム６０は、凹部５０ｂの長さ方向に沿って走査される。この結果、凹部５０ｂ内のＩＴＯ膜５０ｃを、凹部５０ｂの長さ方向に連続的に除去するパターニング加工が行われる。 In order to manufacture a solar cell, the panel 50 is irradiated with a laser beam 60 from above the recess 50b, and the ITO film 50c at the irradiation position is removed. In this figure, the ITO film 50c removed by the irradiation of the laser beam 60 is shown with a slanting line to the right. The laser beam 60 is scanned along the length direction of the recess 50b. As a result, a patterning process for continuously removing the ITO film 50c in the recess 50b in the length direction of the recess 50b is performed.

図６（Ｃ）を参照して、上述のパターニング加工の従来方法について説明する。図６（Ｃ）は、図６（Ａ）において点線で囲んだ領域を拡大して示した概略図である。 With reference to FIG. 6C, a conventional method of patterning described above will be described. FIG. 6C is a schematic diagram illustrating an enlarged region surrounded by a dotted line in FIG.

図６（Ａ）に示す複数の線状凹部５０ｂのそれぞれの座標は、パネル５０上に画定された座標系によって、ＣＡＤデータで与えられている。そこでまず複数の凹部５０ｂの端点の座標や、縦方向に伸びる凹部５０ｂと横方向に伸びる凹部５０ｂの複数の交点の座標を、パネル５０上に画定された座標系において求める。 Each coordinate of the plurality of linear recesses 50b shown in FIG. 6A is given as CAD data by a coordinate system defined on the panel 50. Therefore, first, the coordinates of the end points of the plurality of recesses 50b and the coordinates of a plurality of intersections of the recesses 50b extending in the vertical direction and the recesses 50b extending in the horizontal direction are obtained in a coordinate system defined on the panel 50.

次に、パネル５０をレーザパターニング装置のステージ上に載置し、上記端点や交点を撮像して画像処理を行うことで計測し、偏差を求めて、レーザパターニング装置の座標系における実際の交点の座標、たとえば図６（Ｃ）に示した範囲においては交点５０ｘ及び５０ｙの座標を測定する。 Next, the panel 50 is placed on the stage of the laser patterning apparatus, the end points and the intersections are imaged and measured by image processing, the deviation is obtained, and the actual intersection in the coordinate system of the laser patterning apparatus is obtained. The coordinates, for example, the coordinates of the intersections 50x and 50y are measured in the range shown in FIG.

そして両交点５０ｘ、５０ｙを結んだ線分（加工目標線５０ｚ）に沿う位置にレーザビームを入射させ、加工目標線５０ｚに沿ってレーザパターニングを行う。 Then, a laser beam is incident on a position along a line segment (processing target line 50z) connecting both intersections 50x and 50y, and laser patterning is performed along the processing target line 50z.

しかしこのレーザパターニング方法では、交点５０ｘ、５０ｙ間の凹部５０ｂが直線状に形成されていない場合などには、高精度でパターニングを行うことができない。 However, in this laser patterning method, patterning cannot be performed with high accuracy when the concave portion 50b between the intersections 50x and 50y is not formed in a straight line.

基板上に形成された１次パターニングラインを基に正確にレーザビームを照射して、２次パターニングラインを高速に加工することが可能なレーザ加工装置及びレーザ加工方法の発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。 An invention of a laser processing apparatus and a laser processing method capable of processing a secondary patterning line at high speed by accurately irradiating a laser beam based on a primary patterning line formed on a substrate is disclosed ( For example, see Patent Document 1).

特許文献１記載のレーザ加工装置においては、撮像処理ステージと加工処理ステージとが異なる位置に設けられている。加工対象となる１次パターニングエリアは、まず撮像処理ステージに配置されて処理され、その後加工処理ステージに移送されて２次パターニングラインの加工が行われる。加工処理ステージで２次パターニングラインの加工が行われる間に、撮像処理ステージで他の１次パターニングエリアの処理を行うことができるので、高速な加工を実現することができる。 In the laser processing apparatus described in Patent Document 1, the imaging processing stage and the processing stage are provided at different positions. The primary patterning area to be processed is first arranged and processed on the imaging processing stage, and then transferred to the processing stage to process the secondary patterning line. Since processing of another primary patterning area can be performed in the imaging processing stage while processing of the secondary patterning line is performed in the processing stage, high-speed processing can be realized.

しかしながら、このレーザ加工装置は、撮像処理ステージと加工処理ステージとを異なる位置に備えるため、装置が大型化しやすい。 However, since this laser processing apparatus includes the imaging processing stage and the processing stage at different positions, the apparatus tends to be large.

特開２００５−８１３９２号公報JP 2005-81392 A

本発明の目的は、良質の加工を実現する、小型化可能なレーザ加工装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of downsizing that realizes high-quality processing.

また、良質の加工を行うことのできるレーザ加工方法を提供することである。 Moreover, it is providing the laser processing method which can perform a quality process.

本発明の一観点によれば、レーザビームを出射するレーザ光源と、加工対象物を保持するステージと、外部から与えられる制御信号に基づいて、前記レーザ光源を出射したレーザビームを、前記ステージに保持された加工対象物上で走査するビーム走査器と、前記ビーム走査器を介して、前記ステージに保持された加工対象物の画像を取得する受光装置と、前記受光装置で取得された該加工対象物の画像のデータに基づいて、前記ステージに保持された加工対象物上にレーザビームを入射させる複数の入射目標位置を設定し、該入射目標位置にレーザビームが照射されるように前記ビーム走査器に制御信号を与える制御装置とを有するレーザ加工装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a laser light source that emits a laser beam, a stage that holds an object to be processed, and a laser beam that is emitted from the laser light source based on a control signal given from the outside are applied to the stage. A beam scanner that scans on a held processing object, a light receiving device that acquires an image of the processing object held on the stage via the beam scanner, and the processing acquired by the light receiving device Based on the image data of the object, a plurality of incident target positions for allowing the laser beam to be incident on the object to be processed held on the stage are set, and the laser beam is irradiated to the incident target position. There is provided a laser processing apparatus having a control device for supplying a control signal to a scanner.

また、本発明の他の観点によれば、（ａ）ビーム走査器を用いて、受光装置の画界を加工対象物の表面上で走査することにより、該加工対象物の表面に描画されたパターンの画像データを取得する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で取得された画像データに基づいて、レーザビームが前記パターンに沿って走査されるように、前記ビーム走査器を制御して加工を行う工程とを有するレーザ加工方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, (a) a beam scanner is used to scan the field of the light receiving device on the surface of the processing object, thereby drawing the surface of the processing object. Obtaining a pattern image data; and (b) controlling the beam scanner based on the image data obtained in the step (a) so that a laser beam is scanned along the pattern. There is provided a laser processing method including a step of performing processing.

本発明によれば、良質の加工を実現する、小型化可能なレーザ加工装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser processing apparatus which can implement | achieve a quality process and can be reduced in size can be provided.

また、良質の加工を行うことの可能なレーザ加工方法を提供することができる。 In addition, a laser processing method capable of performing high-quality processing can be provided.

実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the laser processing apparatus by an Example. パネル５０の概略的な平面図である。3 is a schematic plan view of a panel 50. FIG. （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例によるレーザ加工方法について説明するための図である。(A)-(C) are the figures for demonstrating the laser processing method by an Example. 変形例によるレーザ加工装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the laser processing apparatus by a modification. ＣＣＤカメラ１７で撮影される画像の一例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of an image photographed by a CCD camera 17. FIG. （Ａ）〜（Ｃ）は、レーザビームを照射して行うパターニング加工の従来技術について説明するための図である。(A)-(C) are the figures for demonstrating the prior art of the patterning process performed by irradiating a laser beam.

図１は、実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。実施例によるレーザ加工装置は、レーザ光源１０、アッテネータ１１、マスク１２、フォーカスレンズ１３、レンズ移動機構１４、ダイクロイックミラー１５、ガルバノスキャナ１６、制御装置１８、ラインセンサカメラ１９ａ、１９ｂ、ハーフミラー２０、折り返しミラー２１、及び加工テーブル２２を含んで構成される。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a laser processing apparatus according to an embodiment. The laser processing apparatus according to the embodiment includes a laser light source 10, an attenuator 11, a mask 12, a focus lens 13, a lens moving mechanism 14, a dichroic mirror 15, a galvano scanner 16, a control device 18, line sensor cameras 19a and 19b, a half mirror 20, A folding mirror 21 and a processing table 22 are included.

レーザ光源１０が、制御装置１８から送られるトリガ信号を受けて、パルスレーザビーム３０を出射する。レーザ光源１０は、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器、及び非線形光学結晶を含む。パルスレーザビーム３０は、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザの２倍高調波である。 The laser light source 10 receives a trigger signal sent from the control device 18 and emits a pulsed laser beam 30. The laser light source 10 includes, for example, an Nd: YAG laser oscillator and a nonlinear optical crystal. The pulse laser beam 30 is, for example, a second harmonic of an Nd: YAG laser.

パルスレーザビーム３０は、アッテネータ１１でエネルギを減衰された後、マスク１２に入射する。マスク１２は透光領域と遮光領域とを有し、パルスレーザビーム３０の断面形状を整形する。マスク１２で断面形状を整形されたパルスレーザビーム３０は、フォーカスレンズ１３、ダイクロイックミラー１５を透過してガルバノスキャナ１６に入射する。 The pulse laser beam 30 is incident on the mask 12 after the energy is attenuated by the attenuator 11. The mask 12 has a light transmitting region and a light shielding region, and shapes the cross-sectional shape of the pulse laser beam 30. The pulse laser beam 30 whose cross-sectional shape is shaped by the mask 12 passes through the focus lens 13 and the dichroic mirror 15 and enters the galvano scanner 16.

ガルバノスキャナ１６は２枚の揺動鏡を含んで構成され、制御装置１８からの制御信号を受けて、パルスレーザビーム３０を２次元方向に走査して出射することができる。パルスレーザビーム３０は、ガルバノスキャナ１６で出射方向を変化されて、加工テーブル２２上に載置されたパネル５０に入射する。 The galvano scanner 16 is configured to include two oscillating mirrors, and can receive and emit a pulse laser beam 30 in a two-dimensional direction in response to a control signal from the control device 18. The emission direction of the pulse laser beam 30 is changed by the galvano scanner 16 and is incident on the panel 50 placed on the processing table 22.

パネル５０は、たとえば図６（Ａ）〜（Ｃ）に示した、太陽電池製造の一工程に現れるパネルである。パネル５０にパルスレーザビーム３０を照射して、ガラス基板５０ａの線状パターン上（凹部５０ｂ内）に形成されたＩＴＯ膜５０ｃを、凹部５０ｂの長さ方向に沿って連続的に除去するパターニング加工を行う。 Panel 50 is a panel that appears in one step of solar cell manufacturing, for example, as shown in FIGS. Patterning process for irradiating the panel 50 with the pulse laser beam 30 and continuously removing the ITO film 50c formed on the linear pattern (in the recess 50b) of the glass substrate 50a along the length direction of the recess 50b. I do.

レンズ移動機構１４は、フォーカスレンズ１３を、パルスレーザビーム３０の光軸方向（進行方向）に移動可能に保持する。レンズ移動機構１４によるフォーカスレンズ１３の移動の制御は、制御装置１８の信号により行われる。フォーカスレンズ１３の移動により、パネル５０上におけるパルスレーザビーム３０の入射位置が変化しても、パルスレーザビーム３０はパネル５０上に焦点を結んで入射する。 The lens moving mechanism 14 holds the focus lens 13 so as to be movable in the optical axis direction (traveling direction) of the pulse laser beam 30. The movement of the focus lens 13 by the lens moving mechanism 14 is controlled by a signal from the control device 18. Even if the incident position of the pulse laser beam 30 on the panel 50 changes due to the movement of the focus lens 13, the pulse laser beam 30 enters the panel 50 with a focus.

ラインセンサカメラ１９ａ、１９ｂは、パネル５０の画像データを取得し、制御装置１８に送信する。ガルバノスキャナ１６を駆動することにより、パネル５０の表面全領域の像を得ることが可能である。ラインセンサカメラ１９ａは、ガルバノスキャナ１６を経由してダイクロイックミラー１５で反射され、ハーフミラー２０で二分岐された光の一方を受光する。ハーフミラー２０で二分岐された光の他方は折り返しミラー２１で反射された後、ラインセンサカメラ１９ｂで受光される。 The line sensor cameras 19 a and 19 b acquire the image data of the panel 50 and transmit it to the control device 18. By driving the galvano scanner 16, an image of the entire surface area of the panel 50 can be obtained. The line sensor camera 19 a receives one of the light reflected by the dichroic mirror 15 via the galvano scanner 16 and bifurcated by the half mirror 20. The other of the light bifurcated by the half mirror 20 is reflected by the folding mirror 21 and then received by the line sensor camera 19b.

ラインセンサカメラ１９ａ、１９ｂで受光される光は、たとえばガルバノスキャナ１６内において、レーザ光源１０から加工テーブル２２上のパネル５０までのパルスレーザビーム３０の経路を逆向きに進行する光である。 The light received by the line sensor cameras 19a and 19b is, for example, light traveling in the reverse direction along the path of the pulse laser beam 30 from the laser light source 10 to the panel 50 on the processing table 22 in the galvano scanner 16.

加工テーブル２２は、制御装置１８からの制御信号を受けて、パネル５０を図の上下方向（パネル５０の面内方向と交差する方向、たとえばパネル５０の法線方向）に移動させることができる。これによりラインセンサカメラ１９ａ、１９ｂの焦点合わせを行うことができる。 The processing table 22 can receive the control signal from the control device 18 and move the panel 50 in the vertical direction in the figure (the direction intersecting the in-plane direction of the panel 50, for example, the normal direction of the panel 50). Thereby, the line sensor cameras 19a and 19b can be focused.

図２及び図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照して実施例によるレーザ加工方法について説明する。 The laser processing method according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3A to 3C.

図２はパネル５０の概略的な平面図である。実施例によるレーザ加工方法においては、まずラインセンサカメラ１９ａを用いて本図中に点線で示した領域内の画像を取得する。たとえばガルバノスキャナ１６を用いてラインセンサカメラ１９ａの画界をパネル５０の表面上で図面左側から右側にスキャンしながらパネル５０を撮像し、凹部５０ｂの画像データを連続的に制御装置１８に取り込む。 FIG. 2 is a schematic plan view of the panel 50. In the laser processing method according to the embodiment, first, an image in an area indicated by a dotted line in the drawing is acquired using the line sensor camera 19a. For example, the panel 50 is imaged using the galvano scanner 16 while scanning the field of view of the line sensor camera 19a on the surface of the panel 50 from the left side to the right side of the drawing, and the image data of the recess 50b is continuously taken into the control device 18.

画像を取り込みながら、またはすべて取り込んだ後に制御装置１８は画像処理を行い、パネル５０上の凹部５０ｂの位置座標を検出、計測する。画像を取り込んだ位置情報と取得された画像データとから凹部５０ｂの位置座標を検出、計測することができる。 The controller 18 performs image processing while capturing an image or after capturing all, and detects and measures the position coordinates of the recess 50b on the panel 50. It is possible to detect and measure the position coordinates of the recess 50b from the position information acquired with the image and the acquired image data.

図３（Ａ）を参照する。画像の取り込みと凹部５０ｂの位置計測とは独立に行われる。画像の取り込みは、ガルバノスキャナ１６を用いてラインセンサカメラ１９ａの画界を移動し、たとえば画界の移動完了後に行われる。 Reference is made to FIG. Image capturing and position measurement of the recess 50b are performed independently. Image capture is performed after the field of the line sensor camera 19a is moved using the galvano scanner 16, for example, after the movement of the field is completed.

凹部５０ｂの位置計測は、取り込まれた凹部５０ｂの画像の有無の判定を行い、有りと判定された場合に行われる。無しと判定された場合は、エラーとして中止となる。 The position measurement of the recess 50b is performed when the presence / absence of an image of the captured recess 50b is determined and determined to be present. If it is determined that there is none, it is canceled as an error.

図３（Ｂ）及び（Ｃ）に、ラインセンサカメラの画界とパルスレーザビーム３０のビームスポットの中心Ｃ_Ｌとの、パネル５０上における位置関係を示す。図３（Ｂ）及び（Ｃ）には、ラインセンサカメラ１９ａ、１９ｂの画界をそれぞれ画界２５ａ、２５ｂと示した。 Figure 3 (B) and (C), shown in Ekai a pulsed laser beam 30 of the line sensor camera and the center C _L of the beam spot, the positional relationship on the panel 50. In FIGS. 3B and 3C, the field of view of the line sensor cameras 19a and 19b are shown as the fields of view 25a and 25b, respectively.

ラインセンサカメラ１９ａは、パネル５０の横方向（図２の横方向、図３（Ｂ）及び（Ｃ）においては縦方向）に形成された凹部５０ｂの撮像に用いる。また、ラインセンサカメラ１９ｂは、パネル５０の縦方向（図２の縦方向、図３（Ｂ）及び（Ｃ）においては横方向）に形成された凹部５０ｂの撮像に用いる。 The line sensor camera 19a is used for imaging the concave portion 50b formed in the horizontal direction of the panel 50 (the horizontal direction in FIG. 2 and the vertical direction in FIGS. 3B and 3C). Further, the line sensor camera 19b is used for imaging the concave portion 50b formed in the vertical direction of the panel 50 (the vertical direction in FIG. 2 and the horizontal direction in FIGS. 3B and 3C).

実施例によるレーザ加工方法においては、パルスレーザビーム３０の入射位置（ビームスポットの中心Ｃ_Ｌの位置）とラインセンサカメラ１９ａ、１９ｂの画界２５ａ、２５ｂの位置をあらかじめ計測しておく。 In the laser processing method according to an embodiment, the incident position of the pulse laser beam 30 (position of the center _{C L} of the beam spot) and the line sensor camera 19a, 19b of the Ekai 25a, in advance measures the position of 25b.

ラインセンサカメラ１９ａ、１９ｂの画界２５ａ、２５ｂと、パルスレーザビーム３０の入射位置（ビームスポットの中心Ｃ_Ｌの位置）との相対的な位置関係は、図３（Ｂ）に示すようにオフセットしていてもよいし、図３（Ｃ）に示すように一致させることも可能である。 Line sensor camera 19a, 19b of the Ekai 25a, 25b and the relative positional relationship between the position of incidence of the pulsed laser beam 30 (position of the center _{C L} of the beam spot) is offset as shown in FIG. 3 (B) It is also possible to make them coincide as shown in FIG.

ラインセンサカメラ１９ａを用い、図２に点線で示した領域内のパネル５０の画像データを得、凹部５０ｂの位置座標を検出した後、パターニングを行うためにパルスレーザビーム３０を入射させる複数の入射目標位置（加工位置座標）を、凹部５０ｂの形成位置上に、たとえば凹部５０ｂの幅方向の中心線に沿って設定する。 A line sensor camera 19a is used to obtain image data of the panel 50 in the area indicated by the dotted line in FIG. 2, and after detecting the position coordinates of the recess 50b, a plurality of incident light beams are incident on the pulsed laser beam 30 for patterning. The target position (processing position coordinates) is set on the formation position of the recess 50b, for example, along the center line in the width direction of the recess 50b.

なお、取り込まれた画像から直接、制御に必要な距離間隔で入射目標位置（加工位置座標）を計測、設定してもよい。 In addition, the incident target position (processing position coordinate) may be measured and set directly from the captured image at a distance interval necessary for control.

入射目標位置（加工位置座標）が設定されたら、制御装置１８はガルバノスキャナ１６に制御信号を送信し、パルスレーザビーム３０がパネル５０上の入射目標位置（加工位置座標）に入射するように、ガルバノスキャナ１６の位置決めを行う。また、レーザ光源１０にトリガ信号を与えて、パルスレーザビーム３０を出射させる。 When the incident target position (processing position coordinates) is set, the control device 18 transmits a control signal to the galvano scanner 16 so that the pulse laser beam 30 is incident on the incident target position (processing position coordinates) on the panel 50. The galvano scanner 16 is positioned. Further, a trigger signal is given to the laser light source 10 to emit the pulse laser beam 30.

パルスレーザビーム３０が凹部５０ｂに沿って走査されるようにガルバノスキャナ１６が制御され、図２に点線で示した領域内の凹部５０ｂのパターニング加工が行われる。 The galvano scanner 16 is controlled so that the pulse laser beam 30 is scanned along the recess 50b, and patterning of the recess 50b in the region shown by the dotted line in FIG. 2 is performed.

以下、他の凹部５０ｂについても同様に、ラインセンサカメラ１９ａ、１９ｂを用いて画像データを得、位置座標を検出した後、検出された凹部５０ｂ上に入射目標位置（加工位置座標）を設定し、当該入射目標位置（加工位置座標）にパルスレーザビーム３０を入射させてパターニング加工を行う。 Similarly, for the other concave portions 50b, after obtaining image data using the line sensor cameras 19a and 19b and detecting the position coordinates, an incident target position (processing position coordinates) is set on the detected concave portions 50b. The pulse laser beam 30 is incident on the incident target position (processing position coordinate) to perform patterning processing.

画界移動、画像取り込みの作業とパルスレーザビーム３０のパネル５０への照射は、ともにガルバノスキャナ１６を用いて行うため、同時並行的に行うことはできない。一方、凹部５０ｂの位置座標の計測と、これらの作業とは並行して行うことができる。 Since the operations of moving the image field and capturing the image and irradiating the panel 50 with the pulse laser beam 30 are both performed using the galvano scanner 16, they cannot be performed in parallel. On the other hand, measurement of the position coordinates of the recess 50b and these operations can be performed in parallel.

したがって上述のように、（ｉ）凹部５０ｂの１本ごとに画界移動、画像取り込み、位置座標計測、パルスレーザビーム３０の照射を行い、これをパネル５０上のすべての凹部５０ｂについて１本ずつ繰り返してもよいし、（ｉｉ）たとえばパネル５０上のすべての凹部５０ｂについてまず画界移動、画像取り込みの作業を行い、これが終了した後にパルスレーザビーム３０の照射を開始することもできる。レーザビームの照射を優先する（ｉ）と取り込み作業優先の（ｉｉ）の中間態様の方法を採用することも可能である。 Therefore, as described above, (i) field movement, image capture, position coordinate measurement, and irradiation with the pulsed laser beam 30 are performed for each of the recesses 50b, and this is performed one by one for all the recesses 50b on the panel 50. It may be repeated, or (ii) For example, all of the concave portions 50b on the panel 50 are first subjected to the field movement and image capturing operations, and the irradiation of the pulsed laser beam 30 can be started after this is completed. It is also possible to adopt an intermediate method between (i) in which priority is given to laser beam irradiation and (ii) in which work is prioritized.

１本の凹部５０ｂの画像取り込みに要する時間と、位置座標の計測に要する時間とでは、後者の方がより時間がかかる。このためたとえば上記（ｉｉ）の場合においては、２本めの凹部５０ｂについて画界移動、画像取り込みの作業を行っているときに、１本めの凹部５０ｂの位置座標の計測が行われているということもありうる。また、２本めの凹部５０ｂにパルスレーザビーム３０を入射させているときに、５本めの凹部５０ｂの位置座標の計測が行われているということもありうる。 Of the time required to capture an image of one recess 50b and the time required to measure position coordinates, the latter takes more time. For this reason, for example, in the case of (ii) above, the position coordinates of the first recess 50b are measured when the field movement and image capture operations are performed for the second recess 50b. It can also be said. In addition, when the pulse laser beam 30 is incident on the second concave portion 50b, the position coordinates of the fifth concave portion 50b may be measured.

実施例によるレーザ加工方法によれば、加工対象領域の画像を連続的に取り込み画像計測するため、レーザビームの入射目標位置を詳細に望ましく設定することができる。したがって、たとえば凹部５０ｂの幅方向の中心線に沿って、高い加工品質で加工を行うことができる。 According to the laser processing method according to the embodiment, since the image of the region to be processed is continuously captured and image measurement is performed, the target position of the laser beam can be desirably set in detail. Therefore, for example, processing can be performed with high processing quality along the center line in the width direction of the recess 50b.

また、実施例によるレーザ加工装置は、レーザビームの走査と加工対象領域の画像取得を、ともに同じガルバノスキャナ１６を用いて行うので装置を小型化することが可能である。 In addition, since the laser processing apparatus according to the embodiment performs both the scanning of the laser beam and the image acquisition of the processing target area by using the same galvano scanner 16, the apparatus can be miniaturized.

更に、実施例によるレーザ加工装置においては、加工対象領域の画像取得にラインセンサカメラを用いている。ラインセンサカメラを用いると高速で画像を取得することができるため、短時間の加工が可能となる。 Furthermore, in the laser processing apparatus according to the embodiment, a line sensor camera is used to acquire an image of the processing target area. When a line sensor camera is used, an image can be acquired at a high speed, so that processing in a short time is possible.

図４は、変形例によるレーザ加工装置を示す概略図である。変形例によるレーザ加工装置は、受光装置としてラインセンサカメラ１９ａ、１９ｂではなくＣＣＤカメラ１７が用いられている点において実施例によるレーザ加工装置と異なる。 FIG. 4 is a schematic view showing a laser processing apparatus according to a modification. The laser processing apparatus according to the modified example is different from the laser processing apparatus according to the embodiment in that a CCD camera 17 is used as a light receiving device instead of the line sensor cameras 19a and 19b.

ＣＣＤカメラ１７もラインセンサカメラ１９ａ、１９ｂと同様、パネル５０の画像データを取得し、制御装置１８に送信する。ガルバノスキャナ１６を駆動することにより、パネル５０の表面全領域の像を得ることが可能である。 Similarly to the line sensor cameras 19 a and 19 b, the CCD camera 17 acquires the image data of the panel 50 and transmits it to the control device 18. By driving the galvano scanner 16, an image of the entire surface area of the panel 50 can be obtained.

図５にＣＣＤカメラ１７で撮影される画像の一例を示す。本図には、画界の中心Ｃ_ｖとパルスレーザビーム３０のビームスポットの中心Ｃ_Ｌとが一致する場合を示した。両中心Ｃ_ｖ、Ｃ_Ｌとが一致しない場合であっても、両者の相対的位置関係がわかっていれば問題はない。 FIG. 5 shows an example of an image photographed by the CCD camera 17. In the figure, it shows the case where the center C _L of the beam spot of the center C _v a pulsed laser beam 30 of Ekai match. Even if the centers C _v and C _L do not match, there is no problem as long as the relative positional relationship between the centers is known.

変形例によるレーザ加工装置を用いて、実施例によるレーザ加工方法と同様のレーザ加工を行うことができる。 Laser processing similar to the laser processing method according to the embodiment can be performed using the laser processing apparatus according to the modification.

たとえばＣＣＤカメラ１７を用いてパネル５０表面を撮像し、凹部５０ｂの画像データを得、位置座標を検出した後、検出された凹部５０ｂ上に入射目標位置（加工位置座標）を設定し、当該入射目標位置（加工位置座標）にパルスレーザビーム３０を入射させてパターニング加工を行う。 For example, the surface of the panel 50 is imaged using the CCD camera 17 to obtain image data of the recess 50b, and the position coordinates are detected. Then, an incident target position (processing position coordinate) is set on the detected recess 50b, and the incident is performed. Patterning is performed by making the pulse laser beam 30 enter the target position (processing position coordinates).

以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example, this invention is not limited to these.

たとえば、実施例においてはラインセンサカメラを用い、変形例においてはＣＣＤカメラを使用したが、両者をともに用いて装置を構成することもできる。 For example, a line sensor camera is used in the embodiment and a CCD camera is used in the modification. However, the apparatus may be configured using both.

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。 It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like are possible.

レーザ加工一般、殊にレーザパターニング加工に好適に利用することができる。 It can be suitably used for laser processing in general, particularly laser patterning processing.

１０レーザ光源
１１アッテネータ
１２マスク
１３フォーカスレンズ
１４レンズ移動機構
１５ダイクロイックミラー
１６ガルバノスキャナ
１７ＣＣＤカメラ
１８制御装置
１９ａ、１９ｂラインセンサカメラ
２０ハーフミラー
２１折り返しミラー
２２加工テーブル
２５ａラインセンサカメラ１９ａの画界
２５ｂラインセンサカメラ１９ｂの画界
３０パルスレーザビーム
５０パネル
５０ａガラス基板
５０ｂ凹部
５０ｃＩＴＯ膜
５０ｘ、５０ｙ交点
５０ｚ加工目標線
６０レーザビーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser light source 11 Attenuator 12 Mask 13 Focus lens 14 Lens moving mechanism 15 Dichroic mirror 16 Galvano scanner 17 CCD camera 18 Controller 19a, 19b Line sensor camera 20 Half mirror 21 Folding mirror 22 Processing table 25a Field 25b of line sensor camera 19a Field 30 of line sensor camera 19b Pulse laser beam 50 Panel 50a Glass substrate 50b Recess 50c ITO film 50x, 50y Intersection 50z Processing target line 60 Laser beam

Claims

レーザビームを出射するレーザ光源と、
加工対象物を保持するステージと、
外部から与えられる制御信号に基づいて、前記レーザ光源を出射したレーザビームを、前記ステージに保持された加工対象物上で走査するビーム走査器と、
前記ビーム走査器を介して、前記ステージに保持された加工対象物の画像を取得する受光装置と、
前記受光装置で取得された該加工対象物の画像のデータに基づいて、前記ステージに保持された加工対象物上にレーザビームを入射させる複数の入射目標位置を設定し、該入射目標位置にレーザビームが照射されるように前記ビーム走査器に制御信号を与える制御装置と
を有するレーザ加工装置。 A laser light source for emitting a laser beam;
A stage for holding the workpiece,
A beam scanner that scans a laser beam emitted from the laser light source on a workpiece to be held on the stage based on a control signal given from the outside;
A light receiving device for acquiring an image of a processing object held on the stage via the beam scanner;
Based on the image data of the processing object acquired by the light receiving device, a plurality of incident target positions for allowing the laser beam to be incident on the processing object held on the stage are set, and the laser is applied to the incident target position. A laser processing apparatus having a control device for giving a control signal to the beam scanner so that the beam is irradiated.

前記ビーム走査器内において、前記レーザ光源から前記ステージに保持された加工対象物までのレーザビームの経路を逆向きに進行する光が前記受光装置に入射する請求項１に記載のレーザ加工装置。 2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein in the beam scanner, light traveling in a reverse direction along a path of a laser beam from the laser light source to an object to be processed held on the stage is incident on the light receiving device.

前記ステージに保持された加工対象物上にパターンが描画されており、前記制御装置は、前記受光装置が取得した加工対象物の画像を取り込み、該取り込まれた加工対象物の画像より該パターンの位置を計測し、該パターン上にレーザビームを入射させる複数の入射目標位置を設定する請求項１または２に記載のレーザ加工装置。 A pattern is drawn on the processing object held on the stage, and the control device captures an image of the processing object acquired by the light receiving device, and the pattern is obtained from the captured image of the processing object. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a position is measured, and a plurality of incident target positions at which a laser beam is incident on the pattern are set.

前記パターンが第１及び第２のパターンを含んで複数存在し、前記制御装置は、前記第１のパターンの描画された位置の前記加工対象物の画像を取り込みながら、並行的に既に取り込まれた前記加工対象物の画像より前記第２のパターンの位置を計測する請求項３に記載のレーザ加工装置。 There are a plurality of the patterns including the first and second patterns, and the control apparatus has already captured in parallel while capturing the image of the processing object at the position where the first pattern is drawn. The laser processing apparatus according to claim 3, wherein the position of the second pattern is measured from an image of the processing object.

前記パターンが第１及び第２のパターンを含んで複数存在し、前記制御装置は、取り込まれた前記加工対象物の画像より前記第１のパターンの位置を計測しながら、並行的に既に複数の入射目標位置の設定された前記第２のパターン上の該入射目標位置に、レーザビームが照射されるように前記ビーム走査器に制御信号を与える請求項３に記載のレーザ加工装置。 There are a plurality of the patterns including the first and second patterns, and the control device measures the position of the first pattern from the captured image of the workpiece, and already has a plurality of patterns in parallel. The laser processing apparatus according to claim 3, wherein a control signal is given to the beam scanner so that the laser beam is irradiated to the incident target position on the second pattern where the incident target position is set.

（ａ）ビーム走査器を用いて、受光装置の画界を加工対象物の表面上で走査することにより、該加工対象物の表面に描画されたパターンの画像データを取得する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で取得された画像データに基づいて、レーザビームが前記パターンに沿って走査されるように、前記ビーム走査器を制御して加工を行う工程と
を有するレーザ加工方法。 (A) using a beam scanner to scan the field of the light receiving device on the surface of the processing object to obtain image data of a pattern drawn on the surface of the processing object;
(B) a laser processing method including controlling the beam scanner so as to scan the laser beam along the pattern based on the image data acquired in the step (a). .

前記工程（ａ）が、（ａ１）前記パターンの画像を取り込む工程と、（ａ２）該取り込まれた画像より前記パターンの位置を計測する工程とを含み、前記工程（ａ１）と前記工程（ｂ）とは並行的に行われない請求項６に記載のレーザ加工方法。 The step (a) includes (a1) a step of capturing an image of the pattern, and (a2) a step of measuring the position of the pattern from the captured image, wherein the step (a1) and the step (b) The laser processing method according to claim 6, which is not performed in parallel with ().

前記パターンが第１及び第２のパターンを含んで複数存在し、前記工程（ａ１）において前記第１のパターンの画像を取り込みながら、並行的に前記工程（ａ２）において既に画像が取り込まれた前記第２のパターンの位置を計測する請求項７に記載のレーザ加工方法。 There are a plurality of the patterns including the first and second patterns, and while the image of the first pattern is captured in the step (a1), the image has already been captured in the step (a2) in parallel. The laser processing method according to claim 7, wherein the position of the second pattern is measured.

前記パターンが第１及び第２のパターンを含んで複数存在し、前記工程（ａ２）において前記第１のパターンの位置を計測しながら、並行的に前記工程（ｂ）において、レーザビームが既に位置の計測された前記第２のパターンに沿って走査されるように、前記ビーム走査器を制御する請求項７に記載のレーザ加工方法。 There are a plurality of the patterns including the first and second patterns, and the laser beam is already positioned in the step (b) in parallel while measuring the position of the first pattern in the step (a2). The laser processing method according to claim 7, wherein the beam scanner is controlled so as to be scanned along the measured second pattern.