JP2011156574A - Focusing device for laser beam machining, laser beam machining apparatus and method for manufacturing solar panel - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form an adjacent machining line by faithfully following a machining line. <P>SOLUTION: Laser beam machining is performed by nearly vertically irradiating the surface of a glass substrate with a laser beam emitted from a laser generator and thereby machining a thin film on the glass substrate. In this invention, a movable part which holds a condensing lens means for converging the laser beam on a workpiece is moved in real time in a direction along the irradiation direction of the laser beam and in a horizontal direction nearly orthogonal to the moving direction of the workpiece, using an electromagnetic driving force generating means composed of a magnet means and a coil means. Thus, a focus position of the condensing lens is adequately adjusted, so that an adjacent machining line is formed by faithfully following the machining line. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ光を薄膜等の被照射体に照射して所定の加工を行うレーザ加工時にレーザ光を集光するレンズと被照射体との間の距離を一定に維持するレーザ加工用フォーカス装置、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法に係り、特に微小変動に対してリアルタイムにフォーカス可能なレーザ加工用フォーカス装置、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法に関する。   The present invention provides a laser processing focus that maintains a constant distance between a lens for condensing laser light and a target object during laser processing in which the target object such as a thin film is irradiated with laser light to perform predetermined processing. The present invention relates to an apparatus, a laser processing apparatus, and a solar panel manufacturing method, and more particularly to a laser processing focus apparatus, a laser processing apparatus, and a solar panel manufacturing method capable of focusing in real time against minute fluctuations.

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。これらの各工程を行なう際には、ガラス基板をレーザ加工装置内に正確にアライメントしなければならない。ガラス基板をアライメントする方法については、特許文献１に記載のようなものが知られている。   Conventionally, in a solar panel manufacturing process, a transparent electrode layer, a semiconductor layer, and a metal layer are sequentially formed on a translucent substrate (glass substrate), and each layer is processed into a strip shape with laser light in each step after the formation. A solar panel module has been completed. When manufacturing a solar panel module in this manner, scribe lines are formed on a thin film on a glass substrate with laser light at a pitch of about 10 mm, for example. The scribe line has a line width of about 30 μm, and is composed of three lines such that the distance between the lines is about 30 μm. When forming a scribe line with a laser beam, the laser beam is usually irradiated onto a glass substrate that moves at a constant speed. As a result, it was possible to form a scribe line having a stable depth and line width. In performing each of these steps, the glass substrate must be accurately aligned in the laser processing apparatus. As a method for aligning a glass substrate, a method as described in Patent Document 1 is known.

特開２０００−３５３８１６号公報JP 2000-353816 A

特許文献１に記載のものは、レーザ光でガラス基板の隅にアライメントマークを形成し、このアライメントマークを参照してアライメント処理を行なっている。ソーラパネルを製造する場合、ガラス基板をエア浮上やローラ等を用いて搬送させながらレーザ光を照射しアライメントマーク間に直線的な加工線を形成している。ところが、ガラス基板の大型化（例えば、１４００［ｍｍ］×１１００［ｍｍ］）に伴い、搬送時に基板自身の歪みや捩じれ（うねり等）によって加工線が曲がって形成されてしまって、直線的な加工線を形成することが困難となり、最悪の場合、隣り合う加工線同士が重なったり交差してしまうという問題があった。そこで、本願の発明者等は、先に加工した加工線に倣って隣の加工線の加工を行うことによって、加工線同士が重なったり交差したりしない加工方法を提案している。この加工方法は、ガラス基板自身の歪みや捩じれ（うねり等）によって湾曲形成された加工線に忠実に倣って隣接する加工線を形成するという技術が必要である。しかしながら、現状のレーザ加工装置では、ボールネジ等を使用してオートフォーカス装置等を構成しているので、応答速度や価格の点でこのような倣い加工を実現することは困難な状況にあった。   In the device described in Patent Document 1, an alignment mark is formed at a corner of a glass substrate with a laser beam, and alignment processing is performed with reference to the alignment mark. When a solar panel is manufactured, a laser beam is irradiated while a glass substrate is conveyed using air levitation or a roller to form a linear processing line between alignment marks. However, along with the increase in size of the glass substrate (for example, 1400 [mm] × 1100 [mm]), the processing line is bent and formed due to distortion or twisting (swells) of the substrate itself at the time of conveyance, so that it is linear. It becomes difficult to form processed lines, and in the worst case, there is a problem that adjacent processed lines overlap or intersect. Therefore, the inventors of the present application have proposed a processing method in which the processing lines do not overlap or intersect with each other by processing the adjacent processing lines following the processing lines processed earlier. This processing method requires a technique of forming adjacent processing lines faithfully following the processing lines that are curved and formed by distortion or twisting (waviness or the like) of the glass substrate itself. However, in the current laser processing apparatus, since an autofocus apparatus or the like is configured using a ball screw or the like, it has been difficult to realize such a copying process in terms of response speed and price.

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、加工線に忠実に倣って隣接する加工線を形成することのできるレーザ加工用フォーカス装置、レーザ加工装置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。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a laser processing focus apparatus, a laser processing apparatus, and a solar panel manufacturing method capable of forming adjacent processing lines faithfully following the processing lines. For the purpose.

本発明に係るレーザ加工用フォーカス装置の第１の特徴は、レーザ光をワークに対して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光のフォーカス位置を制御するレーザ加工用フォーカス装置であって、前記レーザ光を前記ワークに集光する集光レンズ手段と、前記集光レンズ手段を保持する可動部手段と、マグネット手段及びコイル手段を用いて前記ワークの移動方向に略直交する前記ワークの表面に沿った方向及び前記レーザ光の照射方向に駆動力を発生させて、前記可動部手段を移動制御して前記レーザ光のフォーカス位置を制御する移動制御手段とを備えたことにある。
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、レーザ光をワークに集光する集光レンズ手段を保持する可動部を、マグネット手段及びコイル手段から構成される電磁駆動力発生手段を用いて、レーザ光の照射方向に沿った方向及びワークの移動方向に略直交する水平方向にリアルタイムに移動させて、集光レンズのフォーカス位置を適宜調整して、加工線に忠実に倣って隣接する加工線を形成できるようにしたものである。 A first feature of a laser processing focus device according to the present invention is a laser that controls a focus position of a laser beam that performs predetermined processing on the workpiece by irradiating the workpiece while moving the laser beam relative to the workpiece. A focusing device for processing, wherein the laser beam is condensed on the workpiece by using a condensing lens unit, a movable unit unit that holds the condensing lens unit, a magnet unit, and a coil unit. Movement control means for controlling the focus position of the laser light by generating a driving force in a direction along the surface of the workpiece substantially perpendicular to the surface of the workpiece and in an irradiation direction of the laser light. Be prepared.
Processing with laser light is performed by irradiating the surface of the glass substrate with laser light emitted from a laser generator substantially perpendicularly to process a thin film on the glass substrate. In this invention, the movable part holding the condensing lens means for condensing the laser light on the work is used as the direction along the irradiation direction of the laser light by using the electromagnetic driving force generating means composed of the magnet means and the coil means. In addition, by moving in real time in a horizontal direction substantially perpendicular to the moving direction of the workpiece, the focus position of the condenser lens is adjusted as appropriate, so that a processing line that closely follows the processing line can be formed. .

本発明に係るレーザ加工用フォーカス装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載のレーザ加工用フォーカス装置において、前記コイル手段が、前記可動部手段の周囲に前記集光レンズ手段を囲むように前記ワークの表面に沿った方向に巻き回された垂直駆動力発生用コイル手段と、前記垂直駆動力発生用コイル手段の巻き回された方向に対して交差するように前記可動部手段の周囲に前記集光レンズ手段を囲むように巻き回された水平駆動力発生コイル手段とから構成され、前記マグネット手段が、前記垂直駆動力発生用コイル手段及び水平駆動力発生コイル手段を囲むように設けられた複数のマグネットから構成され、前記可動部手段の下側周囲からエアを吹き付けることによって、前記可動部手段の初期位置を設定するエア浮上手段とを備えたことにある。これは、コイル手段及びマグネット手段の具体的構成と、可動部手段をエア浮上させることによって、その初期位置を設定可能としたものである。   A second feature of the laser processing focus device according to the present invention is the laser processing focus device according to the first feature, wherein the coil means surrounds the condenser lens means around the movable portion means. The vertical driving force generating coil means wound in the direction along the surface of the workpiece and the movable part means so as to intersect the wound direction of the vertical driving force generating coil means. And a horizontal driving force generating coil means wound around the condenser lens means so that the magnet means surrounds the vertical driving force generating coil means and the horizontal driving force generating coil means. An air levitation means configured by a plurality of provided magnets and setting an initial position of the movable part means by blowing air from the lower periphery of the movable part means; It lies in the fact that with. This makes it possible to set the initial position of the coil means and the magnet means by making the specific structure and the movable part means air floating.

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、前記ワークにレーザ光を照射して所定の加工処理を施すレーザ光照射手段と、前記レーザ光を前記ワークに集光する集光レンズ手段と、前記集光レンズ手段を保持する可動部手段と、マグネット手段及びコイル手段を用いて前記ワークの移動方向に略直交する前記ワークの表面に沿った方向及び前記レーザ光の照射方向に駆動力を発生させて、前記可動部手段を移動制御して前記レーザ光のフォーカス位置を制御する移動制御手段とを備えたことにある。これは、前記レーザ加工用フォーカス装置の第１の特徴を具備したレーザ加工装置の発明である。   A first feature of the laser processing apparatus according to the present invention is that a holding unit that holds a workpiece, a laser beam irradiation unit that irradiates the workpiece with a laser beam to perform a predetermined processing, and the laser beam is applied to the workpiece. A condensing lens means for condensing, a movable part means for holding the condensing lens means, a magnet means and a coil means, and a direction along the surface of the work approximately perpendicular to the moving direction of the work and the laser And a movement control means for controlling the focus position of the laser beam by generating a driving force in the light irradiation direction and controlling the movement of the movable portion means. This is an invention of a laser processing apparatus having the first feature of the laser processing focus apparatus.

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、前記コイル手段が、前記可動部手段の周囲に前記集光レンズ手段を囲むように前記ワークの表面に沿った方向に巻き回された垂直駆動力発生用コイル手段と、前記垂直駆動力発生用コイル手段の巻き回された方向に対して交差するように前記可動部手段の周囲に前記集光レンズ手段を囲むように巻き回された水平駆動力発生コイル手段とから構成され、前記マグネット手段が、前記垂直駆動力発生用コイル手段及び水平駆動力発生コイル手段を囲むように設けられた複数のマグネットから構成され、前記可動部手段の下側周囲からエアを吹き付けることによって、前記可動部手段の初期位置を設定するエア浮上手段とを備えたことにある。これは、前記レーザ加工用フォーカス装置の第２の特徴を具備したレーザ加工装置の発明である。   A second feature of the laser processing apparatus according to the present invention is the laser processing apparatus according to the first feature, wherein the coil means surrounds the condenser lens means around the movable portion means. Coil driving means for generating a vertical driving force wound in a direction along the surface of the movable member means, and the collecting means around the movable part means so as to intersect the winding direction of the coil means for generating the vertical driving force. A plurality of horizontal driving force generating coil means wound so as to surround the optical lens means, and the magnet means is provided so as to surround the vertical driving force generating coil means and the horizontal driving force generating coil means. And air levitation means for setting the initial position of the movable part means by blowing air from the lower periphery of the movable part means. This is an invention of a laser processing apparatus having the second feature of the laser processing focus apparatus.

本発明に係るソーラパネル製造方法の特徴は、前記第１若しくは第２の特徴に記載のレーザ加工用フォーカス装置、前記第１若しくは第２の特徴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、前記レーザ加工用フォーカス装置、又は前記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。   The solar panel manufacturing method according to the present invention is characterized in that a solar panel is formed using the laser processing focus device described in the first or second feature and the laser processing device described in the first or second feature. There is to manufacture. In this case, a solar panel is manufactured using any one of the laser processing focus device and the laser processing device.

本発明によれば、加工線に忠実に倣って隣接する加工線を形成することができるという効果がある。   According to the present invention, there is an effect that it is possible to form a processing line adjacent to the processing line faithfully.

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。It is a figure which shows schematic structure of the laser processing apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the detailed structure of the process area part of FIG. 1 which performs the process of a scribe line. 図２の光学系部材の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the optical system member of FIG. 図３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。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the focus adjustment drive mechanism of FIG. 3. 図３の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。FIG. 4 is a perspective view showing a part of the focus adjustment drive mechanism of FIG. 3 in an extracted manner. 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。It is a schematic diagram which shows the structure of an alignment camera apparatus, a 1st detection optical system member, and a 2nd detection optical system member. 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た場合を示す図である。It is a figure which shows the case where a process line is bent and formed by distortion and twist (swelling etc.) of the glass substrate which is a workpiece | work. 図２の制御装置の処理の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of a process of the control apparatus of FIG. 図８のパルス抜け判定手段の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the pulse missing determination means of FIG. 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。It is a figure which shows an example of the waveform output from the high-speed photodiode of FIG. 図８の加工線検出手段の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the process line detection means of FIG. 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。It is a figure which shows an example of the system which tracks the process line P1 using a grating.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. This laser processing apparatus performs a laser beam processing (laser scribing) process of a solar panel manufacturing apparatus. The laser processing apparatus according to the present invention is configured so that alignment sections for performing alignment processing are provided at two positions on both sides of the laser processing station, and the alignment processing can be performed simultaneously during the laser processing to shorten the waiting time. is there.

図１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１０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１０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１０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１０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１０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１０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１０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。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a solar panel (photoelectric conversion device) manufacturing apparatus using a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and shows an example of a return method. This manufacturing apparatus includes a carry-in / out robot station 141 and a laser processing station 10. The roller conveyor 121 sequentially conveys the glass substrates 1x to 1z between a film forming apparatus (not shown) and a manufacturing apparatus that performs laser scribing processing. The carry-in / out robot station 141 carries in and temporarily holds the glass substrate 1x formed by the previous film forming apparatus (not shown) conveyed on the roller conveyor 121 as a glass substrate 1m, and the glass substrate. A front / back reversing mechanism 143 that reverses the front and back of 1 m is provided so that the contents of laser processing (scribe line P1 processing, P2 processing or P3 processing) and the glass substrate 1m bend downward (warp). The glass substrate 1m is turned upside down and conveyed to the laser processing station 10. At this time, the loading / unloading robot station 141 transports the glass substrate 1m that has been turned upside down or not turned upside down to the laser processing station 10 as it is, and the glass substrate 1m that has been turned upside down or not turned upside down. The roller is conveyed to the right end position of 10 and then conveyed to the laser processing station 10. The carry-in / out robot station 141 directly receives the glass substrate processed by the laser processing station 10 by the front / back reversing mechanism unit 143 or receives the glass substrate 1r received at the right end position of the laser processing station 10 up to the front / back reversing mechanism unit 143. The glass substrate after the roller processing or air levitation conveyance and laser processing by the front / back reversing mechanism unit 143 is carried out to the roller conveyor 121 with the front / back reversed or the front / back reversed.

レーザ加工ステーション１０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。   The laser processing station 10 forms scribe lines on the thin film on the glass substrate carried in from the carry-in / out robot station 141, and includes alignment units 102 and 104, gripper units 106 to 109, gripper support driving units 110 and 111, A processing area 112 is provided. The alignment unit 102 receives the glass substrate 1m on the front / back reversing mechanism unit 143 of the carry-in / out robot station 141, aligns the received glass substrate 1n to a predetermined position, and performs a scribing process in the processing area unit 112. The glass substrate 1n is carried out to the front / back reversing mechanism unit 143 of the carry-in / out robot station 141. On the other hand, the alignment unit 104 receives a glass substrate 1r that is a glass substrate that has been turned upside down or not turned upside down by the front / back reversing mechanism unit 143 of the carry-in / out robot station 141 and that has been conveyed by roller or air floating up to the right end. The received glass substrate is aligned at a predetermined position, and the glass substrate 1 q that has been subjected to the scribing process in the processing area unit 112 is carried out to the right end position of the loading / unloading robot station 141.

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１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１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１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１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１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。   The gripper unit 106 holds one side (the lower side of the glass substrate 1o in FIG. 1) along the conveyance direction of the glass substrate 1o aligned by the alignment unit 102, and the gripper unit 107 holds the same glass substrate 1o. The other side of the side along the transport direction (the upper side of the glass substrate 1o in FIG. 1) is held. The gripper unit 108 holds one side (the lower side of the glass substrate 1q in FIG. 1) along the conveyance direction of the glass substrate 1q aligned by the alignment unit 104, and the gripper unit 107 has the same glass substrate 1q. The other side of the side along the conveyance direction (the upper side of the glass substrate 1q in FIG. 1) is held. The gripper support driving units 110 and 111 synchronize the glass substrates 1o and 1q held by the gripper units 106 and 107 or the gripper units 108 and 109 with the laser light of the processing area unit 112, and It is moved between the dotted glass substrate 1p. In synchronism with this movement, the processing area portion 112 irradiates the glass substrates 1o and 1q held by the gripper portions 106 and 107 or the gripper portions 108 and 109 and air-carrying and irradiating them with laser light to process predetermined scribe lines. I do. FIG. 1 shows a state in which predetermined scribe line processing is performed while moving the glass substrate 1o held by the grippers 106 and 107 in a state where the glass substrate 1o is floated to the position of the glass substrate 1q indicated by a dotted line.

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、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１０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ガラス基板１ｎ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にエア浮上移動され、所定のスクライブ線の加工処理が行われる。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１０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１０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ガラス基板１ｑは、グリッパ部１０８，１０９に保持され、グリッパ部１０６，１０７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。   An example of the operation of the return type solar panel manufacturing apparatus of FIG. 1 will be described. First, the glass substrate 1x transported from the film forming apparatus of the previous stage via the roller conveyor 121 is temporarily held as a glass substrate 1m on the front / back reversing mechanism unit 143 by the carry-in / out robot station 141, where the front / back is reversed. Or reversed. The glass substrate 1m that has been turned upside down or not displayed is transferred to the alignment unit 102 of the laser processing station 10, where it is subjected to alignment processing. The alignment-treated glass substrate 1n is held by the gripper portions 106 and 107, and air-lifted to the processing area portion 112 as the glass substrates 1o and 1p, and processing of a predetermined scribe line is performed. On the other hand, at the time of alignment processing of the alignment unit 102 and processing of the processing area unit 112, the next glass substrate 1y conveyed through the roller conveyor 121 is transferred onto the front / back reversing mechanism unit 143 by the loading / unloading robot station 141. It is temporarily held as the substrate 1m, and is turned upside down or not turned upside down. The glass substrate 1m that has been turned upside down or not turned upside down is conveyed as a glass substrate 1r to a right end position corresponding to the alignment unit 104 of the laser processing station 10. The glass substrate 1r is transported to the alignment unit 104 of the laser processing station 10 where it is aligned. The glass substrate 1q that has been subjected to the alignment processing is held by the gripper portions 108 and 109, and waits until the processing of the glass substrate that is held by the gripper portions 106 and 107 and is air-lifted and conveyed is completed.

グリッパ部１０６，１０７に保持されている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１０６，１０７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がガラス基板１ｏ，１ｐとして加工エリア部１１２にエア浮上移動され、所定のスクライブ線の加工処理が行われる。図１のリターン方式のソーラパネル製造装置では、以上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。この実施の形態では、アライメント部１０２，１０４は、ガラス基板にレーザ光を照射する最初のスクライブ線Ｐ１加工時のアライメント処理を行い、２回目以降のスクライブ線Ｐ２，Ｐ３加工時には、後述するアライメントカメラ装置及びフォーカス調整用駆動機構を用いたアライメント処理を行なう。   When the laser processing for the glass substrates held by the grippers 106 and 107 is completed, the glass substrate 1o held by the grippers 106 and 107 is turned over from the position of the glass substrate 1n via the alignment unit 102. It is temporarily held as a glass substrate 1m on the section 143, and is transferred onto the roller conveyor 121 in order to be transferred to the next-stage film formation apparatus with the front and back reversed or without being reversed. On the other hand, when the glass substrate 1o held by the grippers 106 and 107 floats on the alignment unit 102 as the glass substrate 1n, the glass substrate 1q held by the grippers 108 and 109 becomes the glass substrate 1o, As 1p, the air is floated and moved to the processing area 112, and processing of a predetermined scribe line is performed. In the return-type solar panel manufacturing apparatus of FIG. 1, the waiting time and the like due to the alignment processing are greatly reduced by alternately repeating the above processing. Further, even if any one of the alignment units fails, the process can be continued by the other alignment unit. In this embodiment, the alignment units 102 and 104 perform alignment processing at the time of processing the first scribe line P1 for irradiating the glass substrate with laser light, and at the time of processing the scribe lines P2 and P3 for the second time and later, an alignment camera described later. An alignment process using the apparatus and the focus adjustment drive mechanism is performed.

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、レーザ加工ステーション１０、エア浮上ステージ２０、グリッパ部１０６，１０７、レーザ発生装置４０、光学系部材５０、アライメントカメラ装置６０、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。   FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the processing area portion of FIG. 1 that performs the processing of the scribe line. The processing area portion includes the laser processing station 10, the air floating stage 20, the gripper portions 106 and 107, the laser generator 40, the optical system member 50, the alignment camera device 60, the linear encoder 70, the control device 80, the detection optical system member, and the like. It is configured.

図１において、レーザ加工ステーション１０のＸ方向に沿った大部分にエア浮上ステージ２０が設けられているが、図２では、その一部分のみが示してある。エア浮上ステージ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、Ｘ軸方向に移動可能に保持制御されている。また、レーザ加工ステーション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が設けられている。エア浮上ステージ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、エア浮上ステージ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、エア浮上ステージ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。   In FIG. 1, an air levitation stage 20 is provided in most of the laser processing station 10 along the X direction. In FIG. 2, only a part thereof is shown. On the upper side of the air levitation stage 20, the glass substrate 1 to be laser processed is held and controlled by the grippers 106 and 107 so as to be movable in the X-axis direction. A slide frame 30 that slides in the Y-axis direction while holding the optical system member 50 is provided on the laser processing station 10. The air levitation stage 20 is configured to be rotatable in the θ direction about the Z axis as a rotation axis. Note that when the amount of movement in the Y-axis direction can be sufficiently secured by the slide frame 30, the air levitation stage 20 may be configured to move only in the X-axis direction. In this case, the air levitation stage 20 may be configured as an X-axis table. In FIG. 2, the alignment units 102 and 104 are not shown.

スライドフレーム３０は、レーザ加工ステーション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軸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系列に分割してエア浮上ステージ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。   The slide frame 30 is attached to a moving table provided at four corners on the laser processing station 10. The slide frame 30 is controlled to move in the Y-axis direction by this moving table. A vibration isolation member (not shown) is provided between the base plate 31 and the moving table. A laser generator 40, an optical system member 50, and a control device 80 are installed on the base plate 31 of the slide frame 30. The optical system member 50 is constituted by a combination of a mirror and a lens, and divides the laser beam generated by the laser generator 40 into four lines and guides it onto the glass substrate 1 on the air levitation stage 20. Note that the number of divisions of the laser light is not limited to four, but may be two or more.

アライメントカメラ装置６０は、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を行なうものであり、光学系部材５０の側面にレーザ光の分割数に対応した数だけ設けられ、エア浮上ステージ２０上であってガラス基板１上の４系列分の加工線（スクライブ線Ｐ１及び／又はＰ２）の画像をそれぞれ取得する。このアライメントカメラ装置６０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装置６０からの画像をガラス基板１の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する。   The alignment camera device 60 performs alignment processing for the second and subsequent scribe lines P2 and P3, and is provided on the side surface of the optical system member 50 by the number corresponding to the number of divisions of the laser light. Images of four series of processing lines (scribe lines P1 and / or P2) on the glass substrate 1 are obtained. An image acquired by the alignment camera device 60 is output to the control device 80. The control device 80 uses the image from the alignment camera device 60 for alignment processing at the time of processing the scribe lines P2 and P3 for the second and subsequent times of the glass substrate 1.

リニアエンコーダ７０は、エア浮上ステージ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。   The linear encoder 70 includes a scale member provided on the side surface of the X-axis moving table of the air levitation stage 20 and a detection unit attached to the gripper units 106 and 107. The detection signal of the linear encoder 70 is output to the control device 80. The control device 80 detects the moving speed (moving frequency) of the gripper units 106 and 107 in the X-axis direction based on the detection signal from the linear encoder 70, and controls the output (laser frequency) of the laser generator 40.

光学系部材５０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ＹＺ２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（Ｙ，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。   As illustrated, the optical system member 50 is provided on the side surface side of the base plate 31 and is configured to move in the Y-axis direction along the side surface of the base plate 31. The tip of the optical system member 50 is rotatable about the Z axis. A galvanometer mirror 33 for guiding laser light emitted from the laser generator 40 to the optical system member 50 is provided on the base plate 31. The galvanometer mirror 33 uses two motors (rotary encoders) to scan the YZ two-dimensional area with laser light. The galvanometer mirror 33 is composed of a two-axis type (Y, Z), and is composed of two motors and a mirror attached to the motor. The galvano control device 331 includes a driver and a power source for moving the motor, a microcomputer for controlling them, and the like.

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。   The mirrors 34 and 35 are provided on the optical system member 50 and are interlocked with the slide movement of the optical system member 50. The laser light emitted from the laser generator 40 is reflected toward the mirror 34 by the galvano mirror 33, and the laser light toward the mirror 34 is reflected toward the mirror 35 by the mirror 34. The mirror 35 guides the reflected laser light from the mirror 34 into the optical system member 50 through a through hole provided in the base plate 31. The laser beam emitted from the laser generator 40 may have any configuration as long as the laser beam is configured to be introduced into the optical system member 50 from the upper side through the through hole provided in the base plate 31. There may be. For example, the laser generator 40 may be provided on the upper side of the through hole, and the laser beam may be directly guided to the optical system member 50 through the through hole.

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。   The beam sampler 332 is provided on the optical system member 50 between the galvanometer mirror 33 and the reflection mirror 34 so as to move along with the sliding movement of the optical system member 50. The beam sampler 332 is an element that samples a part of the laser beam (for example, about 10% of the laser beam or less) and branches and outputs it to the outside. The quadrant photodiode 333 is arranged so as to receive a part of the laser beam (sampling beam) branched by the beam sampler 332 in the vicinity of the center of the light receiving surface. Four types of output signals corresponding to the intensity of the laser light detected by the quadrant photodiode 333 are output to the galvano control device 331. The galvano control device 331 controls the two motors 33xy and 33yz of the galvano mirror 33 in real time according to the four types of output signals from the four-division photodiode 333. The motor 33xy controls the reflected laser beam of the galvanometer mirror 33 to rotate in a plane parallel to the upper surface (XY plane) of the base plate 31, and the motor 33zy controls the reflected laser beam of the galvanometer mirror 33 to the base plate 31. Is controlled in real time so as to rotate and move in a plane parallel to a plane (YZ plane) orthogonal to the upper surface of the.

図３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３は、光学系部材５０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。   FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of the optical system member 50. Although the actual configuration of the optical system member 50 is complicated, the illustration is simplified here for the sake of simplicity. FIG. 3 is a view of the inside of the optical system member 50 as viewed from the −X axis direction of FIG. 2. As shown in FIG. 3, the base plate 31 has a through hole 37 for introducing the laser beam reflected by the mirror 35 into the optical system member 50. A phase type diffractive optical element (DOE) 500 that converts laser light having a Gaussian intensity distribution into laser light having a top hat intensity distribution is provided directly below the through hole 37.

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。   The laser light converted into laser light having a top hat intensity distribution (top hat beam) by the DOE 500 is branched into a reflected beam and a transmitted beam by the half mirror 511, and the reflected beam is transmitted toward the right half mirror 512. Advances toward the reflective mirror 524 in the downward direction. The beam reflected by the half mirror 511 is further branched into a reflected beam and a transmitted beam by the half mirror 512, and the reflected beam travels toward the lower reflecting mirror 522, and the transmitted beam travels toward the right reflecting mirror 521. The beam that has passed through the half mirror 512 is reflected by the reflection mirror 521, and is irradiated onto the glass substrate 1 through the condensing lens 541 in the downward direction. The beam reflected by the half mirror 512 is reflected by the reflection mirrors 522 and 523 and is irradiated onto the glass substrate 1 through the condensing lens 542 in the downward direction. The beam transmitted through the half mirror 511 is reflected by the reflection mirror 524 and travels in the left direction. The beam reflected by the reflection mirror 524 is branched into a reflection beam and a transmission beam by the half mirror 513, the reflection beam proceeds toward the reflection mirror 526 in the downward direction, and the transmission beam proceeds toward the reflection mirror 528 in the left direction. The beam reflected by the half mirror 513 is reflected by the reflecting mirrors 526 and 527 and is irradiated onto the glass substrate 1 through the condensing lens 543 in the downward direction. The beam that has passed through the half mirror 513 is reflected by the reflection mirror 528, and is irradiated onto the glass substrate 1 through the condensing lens 544 in the downward direction.

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ー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。   The top hat beam converted by the DOE 500 is transmitted and reflected by the above-described half mirrors 511 to 513 and the reflection mirrors 521 to 528 and guided to the condenser lenses 541 to 544. At this time, the optical path lengths from the DOE 500 to the condenser lenses 541 to 544 are set to be equal. That is, the optical path length from when the beam reflected by the half mirror 511 is transmitted through the half mirror 512 and reflected by the reflection mirror 521 to reach the condenser lens 541, and the beam reflected by the half mirror 511 is the half mirror 512 and the reflection mirror. The optical path length until each beam is reflected by 522 and 523 and reaches the condenser lens 542, and the beam transmitted through the half mirror 511 is reflected by the reflection mirror 523, the half mirror 513, and the reflection mirrors 526 and 527, respectively, and the condenser lens 543. The optical path length until the beam that has passed through the half mirror 511 is reflected by the reflection mirror 523, is transmitted through the half mirror 513, is reflected by the reflection mirror 528, and reaches the condenser lens 544. Each is an equal distance. As a result, even if the DOE 500 is disposed immediately before the beam is branched, the laser light having the top hat intensity distribution can be similarly guided to the condenser lenses 541 to 544. In the embodiment of FIG. 3, the case where the optical path lengths are completely matched has been described. However, the optical path lengths can be slightly different as long as the top hat intensity distribution of the laser light can be maintained.

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。   The shutter mechanisms 531 to 534 block the emission of laser light when the laser light emitted from the condenser lenses 541 to 544 of the optical system member 50 is detached from the glass substrate 1. The length measuring systems 52 and 54 are configured by a detection light irradiation laser and an autofocus photodiode (not shown), and are reflected from the surface of the glass substrate 1 in the light irradiated from the detection light irradiation laser. Light is received, and the distance between the lower end of the optical system member 50 and the surface of the glass substrate 1, that is, the height of the optical system member 50 is adjusted according to the amount of reflected light.

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４は、図３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５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５において、駆動部本体４６１は省略してある。   The focus adjustment drive mechanisms 46 to 49 individually perform control in the height direction (focus) and the Y direction (following direction) of the condenser lenses 541 to 544 with respect to the glass substrate 1. 4 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the focus adjustment drive mechanism shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a perspective view showing a part of the focus adjustment drive mechanism. In the figure, the focus adjustment drive mechanism 46 includes a drive unit main body 461, a drive unit cover 462, magnet holding units 463a to 463d, magnets 464a to 464d, a movable unit 465, a vertical drive force generating coil group 466, and a horizontal drive force generating coil. And a group 467. In FIG. 5, the drive unit main body 461 is omitted.

図において、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５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５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。   In the figure, the movable portion 465 holds the condenser lens 541 and is wound with a vertical driving force generating coil group 466 and horizontal driving force generating coil groups 467 and 468. The vertical driving force generating coil group 466 is wound around the lower end portion of the movable portion 465 so as to have a substantially square shape (rectangular shape). The magnet holding portions 463a to 463d are substantially U-shaped, and hold the rectangular parallelepiped magnets 464a to 464d on the inner inner wall surfaces, respectively. As shown in FIG. 5, the vertical driving force generating coil group 466 wound in a substantially square shape is inserted into the gap between the magnet holding portions 463a to 463d and the magnets 464a to 464d, and is inserted into the driving portion main body 461. Stored. On the other hand, as shown in FIG. 5, the horizontal driving force generating coil groups 467 and 468 are wound so as to cross each other so that the opposing top sides of the movable portion 465 are connected to each other, and the magnet holding portions 463c and 463d and the magnets 464c and 464c, It is inserted in the gap between 464d. Accordingly, the movable portion 465 is driven and controlled in the vertical direction (Z direction) in accordance with the current flowing through the vertical driving force generating coil group 466, and the movable portion 465 is horizontally driven in accordance with the current flowing in the horizontal driving force generating coil groups 467 and 468. Drive controlled in the direction (Y direction).

図４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。   As shown in FIG. 4, air supply portions 461 a and 461 b are provided on the side surface of the drive portion main body 461. Air supplied from the air supply units 461a and 461b is introduced into the drive unit main body 461 via the air flow paths 461c and 461d. The air flow paths 461c and 461d are branched at the end portion in a Y-shape, and one of the Y-shaped branch paths toward the upper oblique direction blows air to the inclined portion (taper portion) of the movable portion 465. The other of the Y-shaped branching paths and directed in the horizontal direction introduces air into the drive unit main body 461. The air blown to the inclined portion of the movable portion 465 avoids contact between the movable portion 465 and the drive portion main body 461, and restricts the amount of movement of the movable portion 465 in the horizontal direction (Y direction). The air blown to the inclined portion of the movable portion 465 functions as a counter balance that sets the initial position of the movable portion 465. On the other hand, the air introduced into the drive unit main body 461 is used as cooling air for the condenser lens 541. Although not shown, spring members extending in the X direction (the front-rear direction in the drawing) are attached to the inner wall surface of the drive unit main body 461 at the upper four corners of the movable portion 465. This spring member provides a restoring force for returning the movable portion 465 to the initial position.

図６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。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating configurations of the alignment camera device, the first detection optical system member, and the second detection optical system member. The alignment camera device 60 is provided on the side surface of the optical system member 50 as described above, acquires an image of the scribe line P1 processing line applied on the glass substrate 1, and outputs the information to the control device 80. It is used for the alignment process at the time of processing the scribe lines P2 and P3 for the second and subsequent times, that is, the focus positions and Y-direction positions of the condenser lenses 541 to 544.

図７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７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。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which a processing line is bent and formed by distortion or twisting (swelling or the like) of a glass substrate that is a workpiece. When the scribe line P1 which is the first processing line is curved (meandering) as shown in FIG. 7 due to distortion or twist (swell) of the glass substrate 1, in this embodiment, the scribe lines P2 and P3 are The scribe line P1 is processed following the curved (meandering) line. In this embodiment, the width of the scribe lines P1 to P3 is about 30 [μm], the distance between the scribe lines P1 and P2, and the distance between P2 and P3 is about 40 [μm], and follows the scribe line P1. Laser processing of the scribe lines P2 and P3 is performed.

第１検出光学系部材は、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２０に形成された間隙部からガラス基板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２０に形成された間隙部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２０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。   The first detection optical system member is composed of a CCD camera 28 for inspecting the laser beam state. The laser light state inspection CCD camera 28 receives laser light from the gap formed in the air levitation stage 20 through the glass substrate 1. The laser light state inspection CCD camera 28 is provided so as to be located on the back side of the glass substrate 1 on the stage surface from the gap formed in the air floating stage 20. The laser camera for inspecting the laser beam condition 28 is installed so that the sky side of the air levitation stage 20 can be seen. An image captured by the laser light state inspection CCD camera 28 is output to the control device 80. The control device 80 determines whether or not the spot diameter, shape, output, and the like of the laser light emitted from the condenser lenses 541 to 544 are appropriate. That is, the laser light state inspection CCD camera 28 can directly observe the laser light emitted from the respective condensing lenses 541 to 544 of the optical system member 50. By imaging the laser light, the control device 80 For each of the branched laser beams, the characteristics of the laser beam at the processing location can be measured. Further, when each optical system related to the laser light such as the laser generator 40 and the optical system member 50 is replaced, the images before and after the replacement are acquired and digitized, so that the focus and optical axis after the replacement are obtained. Adjustment and the like can be easily performed. Furthermore, by obtaining and digitizing the images of the laser beams output from the optical heads, it is possible to appropriately adjust the variations of the optical heads.

第２検出光学系部材は、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。   The second detection optical system member includes beam samplers 91 and 93, a high-speed photodiode 94, and an optical axis inspection CCD camera 96. The beam samplers 91 and 93 are provided in the optical path of laser light introduced into the optical system member 50. In this embodiment, it is provided between the laser generator 40 and the galvanometer mirror 33. The beam samplers 91 and 93 are elements that sample a part of the laser beam (for example, about 0.4% of the laser beam or less) and branch and output it to the outside. The high-speed photodiode 94 is disposed so as to receive a part (sampling beam) of the laser beam branched and output by the beam sampler 91 near the center of the light receiving surface. An output signal corresponding to the intensity of the laser light detected by the high speed photodiode 94 is output to the control device 80. The optical axis inspection CCD camera 96 is arranged so as to receive a part (sampling beam) of the laser beam branched and output by the beam sampler 93 near the center of the light receiving surface. The image captured by the optical axis inspection CCD camera 96 is output to the control device 80. The optical axis inspection CCD camera 96 may capture an image indicating the position of the laser light irradiated to the high-speed photodiode 94 and output the image to the control device 80.

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。   The control device 80 detects the moving speed (moving frequency) of the gripper units 106 and 107 in the X-axis direction based on the detection signal from the linear encoder 70, controls the output (laser frequency) of the laser generator 40, and performs high speed operation. Based on the signals output from the photodiode 94 and the optical axis inspection CCD camera 96, the missing pulse of the laser light emitted from the laser generating device 40 is detected, or the laser generating device is determined based on the optical axis deviation amount of the laser light. The emission conditions of 40 are controlled, and the arrangement of the galvano mirror 33 and the reflection mirrors 34 and 35 for introducing the laser light in the optical system member 50 is feedback controlled.

図８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、照射レーザ状態検査手段８９、照射レーザ調整手段８Ａ、加工線検出手段８Ｃ及び倣い加工調整手段８Ｅから構成される。   FIG. 8 is a block diagram showing details of processing of the control device 80 of FIG. The control device 80 includes a branching unit 81, a pulse missing determining unit 82, an alarm generating unit 83, a reference CCD image storage unit 84, an optical axis deviation measuring unit 85, a laser controller 86, an irradiation laser state inspection unit 89, and an irradiation laser adjustment unit 8A, a processing line detection unit 8C, and a copying processing adjustment unit 8E.

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９は、図８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９において、図９（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９（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９（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。   The branching unit 81 branches the detection signal (clock pulse) of the linear encoder 70 and outputs it to the laser controller 86 at the subsequent stage. The pulse missing determination means 82 receives an output signal (diode output) corresponding to the laser light intensity from the high-speed photodiode 94 and a detection signal (clock pulse) output from the branching means 81, and based on this, the laser light Determine missing pulses. FIG. 9 is a diagram showing an example of the operation of the missing pulse determination means 82 of FIG. 9A is an example of a detection signal (clock pulse) output from the branching means 81, and FIG. 9B is an output signal corresponding to the laser light intensity output from the high-speed photodiode 94 (diode). FIG. 9C shows an example of an alarm signal output by the missing pulse determination means 82 when a missing pulse is detected.

図９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。   As shown in FIG. 9, the pulse missing determining means 82 determines whether or not the diode output value is equal to or greater than a predetermined threshold value Th by using the falling edge of the clock pulse from the branching means 81 as a trigger signal. When the diode output value is smaller than the threshold value Th, a high level signal is output to the alarm generating means 83. The alarm generating unit 83 notifies the outside of the alarm indicating that a pulse missing has occurred when the signal from the pulse missing judging unit 82 changes from a low level to a high level. The alarm is notified by various methods such as image display and pronunciation. The occurrence of an alarm allows the operator to recognize that a pulse drop has occurred. If this alarm occurs frequently, it means that the performance of the laser generator has deteriorated or has reached the end of its life.

基準ＣＣＤ画像記憶手段８４は、図８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８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８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。   The reference CCD image storage means 84 stores a reference CCD image 84a as shown in FIG. The reference CCD image 84a shows an image in a state where the laser beam is received at the center of the light receiving surface of the CCD camera 96 for optical axis inspection. The optical axis inspection CCD camera 96 outputs an inspection image 85a as shown in FIG. The optical axis deviation amount measuring means 85 captures the inspected image 85a from the optical axis inspection CCD camera 96, compares it with the reference CCD image 84a, measures the optical axis deviation amount, and calculates the deviation amount by the laser. Output to the controller 86. For example, when an image such as the inspected image 85a shown in FIG. 8 is output from the optical axis inspection CCD camera 96, the optical axis deviation measuring means 85 compares the X axis and the Y axis. The amount of direction deviation is measured and output to the laser controller 86. The laser controller 86 introduces the laser beam into a device related to the optical axis of the laser beam, that is, the emission condition of the laser generator 40 and the optical system member 50 so that the inspected image 85a and the reference CCD image 84a coincide. The arrangement and the like of the galvanometer mirror 33 and the reflection mirrors 34 and 35 are adjusted by feedback.

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８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。   The irradiation laser state inspection means 89 captures the image 89a from the laser light state inspection CCD camera 28, measures the characteristics (spot diameter, shape, output, etc.) of the laser light based on the image 89a, and uses the measured value as the irradiation laser. Output to the adjusting means 8A. For example, when an image 89a as shown in FIG. 8 is output from the CCD camera for laser beam state inspection, the irradiation laser state inspection unit 89 has a circular outline 89b (condensing lenses 541 to 541 in the image 89a. The position of the focus circle 89c (the small circle in the image 89a) is detected with reference to the outer edge of 544), and the optical axis is determined based on whether or not the focus circle 89c is located at the approximate center of the contour 89b. Is measured in the X-axis and Y-axis directions, and is output to the irradiation laser adjusting means 8A. The irradiation laser state inspection unit 89 measures the size (spot diameter / irradiation area) of the focus circle 89c and outputs the focus position based on the size to the irradiation laser adjustment unit 8A. Further, the irradiation laser state inspection unit 89 outputs a laser beam output based on the luminance level of the focus circle 89c to the irradiation laser adjustment unit 8A. The irradiation laser adjusting means 8A is based on the signals corresponding to the optical axis deviation, the focus position, and the light output from the irradiation laser state inspection means 89, and the half mirrors 511 to 513 and the reflection mirror 521 in the optical system member 50. The arrangement and the like of .about.528 are fed back and adjusted, and the emission conditions and the like of the laser generator 40 are controlled via the laser controller 86. The irradiation laser adjustment unit 8A may be omitted, and the laser controller 86 may have these functions.

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１０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１０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。   In the above-described embodiment, the case where the optical axis misalignment measuring unit 85 inspects the optical axis misalignment of the laser beam and the missing pulse determining unit 82 inspects the missing pulse during laser processing (scribe processing) has been described. As shown in FIG. 6, the pulse state of the laser beam may be inspected based on the output waveform from the high-speed photodiode 94. For example, in FIG. 10, the pulse width and pulse height of the laser beam may be measured, and an alarm may be generated when an abnormality occurs in these. The pulse width of the laser light is normal when the period during which the output waveform from the high-speed photodiode 94 is equal to or greater than a predetermined value is within a predetermined range, and when it is larger or smaller than this range, the pulse width is abnormal. And outputs an alarm. The pulse height of the laser beam is normal when the maximum value of the output waveform from the high-speed photodiode 94 is within the allowable range, and when it is larger or smaller than this allowable range, the pulse height is abnormal. Judge and output an alarm. As described above, since the laser light is always sampled, the quality of the laser light such as the pulse width and the pulse height (power) can be managed in real time. If the above-described pulse omission occurs frequently, it can be determined that the laser generator 40 is deteriorated or has a lifetime.

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。 In the above-described embodiment, only the occurrence of missing pulses is observed, but by acquiring and storing the coordinate data (position data) of the location where the missing pulses have occurred, it is possible to perform a scribe line repair process. It becomes.
In the above-described embodiment, a part of the laser beam (sampling beam) branched and output by the beam sampler 93 is directly received using the CCD camera 96 for optical axis inspection, and the optical beam is processed by image processing. The case where the deviation is inspected has been described. An image showing a state where the laser beam is received at the center of the light receiving surface of the high-speed photodiode 94 is acquired as an inspection image by the CCD camera 96 for optical axis inspection or the split type photodiode. Thus, the optical axis deviation may be inspected.
In the above-described embodiment, the case of inspecting the optical axis deviation and the missing pulse of the laser beam has been described. However, the state of the laser beam is inspected by appropriately combining the optical axis deviation, the missing pulse, the pulse width, and the pulse height. You may make it do.

加工線検出手段８Ｃ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１１は、加工線検出手段８Ｃの動作の一例を示す図である。図１１（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１１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１１（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。   The processing line detection unit 8 </ b> C performs image recognition processing of the processing line P <b> 1 based on the image from the alignment camera device 60. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the operation of the machining line detection unit 8C. As shown in FIG. 11A, the metal layer on the glass substrate 1 is irradiated with laser light in a state where the glass substrate 1 is placed, and a scribe process (scribe line P1 processing) is executed. As a result of the initial scribing process, processed lines are formed on the glass substrate 1 with a pitch of about 10 mm. In FIG. 11, only one processed line 90 of the plurality of processed lines P1 is shown. The line 100 is an expected line when the processing line 90 is processed into a straight line. The alignment camera device 60 acquires a plurality of points on the expectation line 100, that is, images 61a to 64a in the vicinity of the shooting points 61 to 64 as shown in FIG. As can be seen from the images 61a to 64a, the image of the actual processing line 90 is included in the image. Based on the difference between each of the images 61a to 64a and the expected line 100, the bending state of the processing line 90 can be recognized.

倣い加工調整手段８Ｅは、加工線検出手段８Ｃ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１１（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７に示すような３本の加工線Ｐ１〜Ｐ３が形成される。   The copying process adjusting unit 8E compares the images 61a to 64a with the expected line 100 in accordance with the image processing result of the processed line detection unit 8C, performs alignment processing, and outputs the result to the laser controller 86. The laser controller 86 drives and controls the focus adjustment driving mechanisms 46 to 49 so that the laser beam is irradiated to a position about 30 μm away from the previous processing line 90 based on the result of the alignment processing of the copying processing adjusting unit 8E. Then, the height direction (focus) and the Y direction of each of the condenser lenses 541 to 544 are adjusted, and the scribing process (scribing line P2 processing) is executed. As a result, as shown in FIG. 11C, a processing line 92 is formed at a position separated from the processing line 90 by about 30 μm. When this scribing process (scribe line P2 processing) is completed, a process for forming a transparent electrode layer on the semiconductor layer is performed by another apparatus. Again, the glass substrate 1 is carried into the laser processing apparatus, the same alignment process as the previous time is performed, and the glass substrate 1 is similarly subjected to a scribing process (scribing line P3 processing) by laser light. As a result, three processed lines P1 to P3 as shown in FIG.

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１２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１２（Ａ）のように受光すれる。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１２（Ｂ）及び図１２（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１２（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。   In the above-described embodiment, the case where the copying process is performed by image processing using the alignment camera device 60 has been described. However, the processing lines P2 and P3 may be processed by tracking the scribe line P1. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a method of tracking the processing line P1 using a grating. In the figure, one laser beam is divided into three using a grating and irradiated to a processing line P1 of the glass substrate 1 as laser beams 123-125. The four-divided sensors 126 to 128 serving as reflected light detection sensors receive the reflected lights of the laser beams 123 to 125 as shown in FIG. Since the film surface reflection intensity is high at locations other than the processing line P1, it is detected whether the laser beams 123 to 125 are accurately tracking the processing line P1 according to the outputs from the four-divided sensors 126 to 128. can do. The tracking laser light and reflected light detection sensors are fixedly provided on the focus adjustment drive mechanisms 46 to 49, and the processing line P1 is accurately tracked to accurately track the processing line P1. P3 can be formed. 12B and 12C show a case where the tracking laser light and the reflected light detection sensor are displaced laterally (Y direction) with respect to the processing line P1. As described above, when the laser beams 123 to 125 are deviated with respect to the processing line P1, the balanced state of the output signals from the four-divided sensor that is the reflected light detection sensor is lost. By driving and controlling the lenses 541 to 544 in the ± Y direction and performing tracking control so as to have the relationship of FIG. 12A, it is possible to process the processing lines P2 and P3 following the processing line P1. Become.

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、ワーク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。
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。 In the above-described embodiment, the case where the processing line (groove) is formed on the thin film by irradiating the laser beam from the surface of the glass substrate 1 on which the thin film is formed has been described. Then, a processing line may be formed on the thin film on the workpiece surface. Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the image containing the first process line formed on the glass substrate 1 was acquired as a result of the first process process, the 2nd scribe process (scribe line P2 process) As a result of processing, an image including two processed lines (scribe lines P1, P2) formed on the glass substrate 1 is acquired, and the two scribe lines P1 and / or scribe lines P2 in the image are obtained. It may be used to perform alignment processing.
In the above-described embodiment, the solar panel manufacturing apparatus has been described as an example. However, the present invention can also be applied to an apparatus that performs laser processing, such as an EL panel manufacturing apparatus, an EL panel correction apparatus, and an FPD correction apparatus.

１…ガラス基板
１ｘ，１ｙ，１ｍ〜１ｒ…ガラス基板
１０…レーザ加工ステーション
１００…期待線
１０２，１０４…アライメント部
１０６，１０７，１０８，１０９…グリッパ部
１１０…グリッパ支持駆動部
１１２…加工エリア部
１２１…ローラコンベア
１２６〜１２８…４分割センサ
１４１…搬入出ロボットステーション
１４３…表裏反転機構部
２０…エア浮上ステージ
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
４６…フォーカス調整用駆動機構
４６１…駆動部本体
４６１ａ，４６１ａ…エア供給部
４６１ｃ，４６１ｄ…エア流路
４６２…駆動部カバー
４６３ａ〜４６３ｄ…マグネット保持部
４６４ａ〜４６４ｄ…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…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
６０…アライメントカメラ装置
６１…撮影点
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
８９…照射レーザ状態検査手段
８Ａ…照射レーザ調整手段
８Ｃ…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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate 1x, 1y, 1m-1r ... Glass substrate 10 ... Laser processing station 100 ... Expectation line 102, 104 ... Alignment part 106,107,108,109 ... Gripper part 110 ... Gripper support drive part 112 ... Processing area part 121 ... Roller conveyors 126 to 128 ... 4-part sensor 141 ... Loading / unloading robot station 143 ... Front / back reversing mechanism unit 20 ... Air floating stage 28 ... CCD camera 30 for laser light state inspection ... Slide frame 31 ... Base plate 33 ... Galvano mirror 331 ... Galvano control device 332 ... Beam sampler 333 ... 4 divided photodiodes 33xy and 33yz ... Motors 34 and 35 ... Reflection mirror 37 ... Through hole 40 ... Laser generator 46 ... Focus adjustment drive mechanism 461 ... Drive unit body 461a, 461a ... Air supply unit 46 c, 461d, air flow path 462, drive unit covers 463a to 463d, magnet holding units 464a to 464d, magnet 465, movable unit 466, vertical driving force generation coil group 467, horizontal driving force generation coil group 50, optical system member 500 ... Phase type diffractive optical element (DOE)
511-513 ... Half mirror 52 ... Measuring system 521-528 ... Reflection mirror 531-534 ... Shutter mechanism 541-544 ... Condensing lens 60 ... Alignment camera device 61 ... Shooting point 70 ... Linear encoder 80 ... Control device 81 ... Branch Means 82 ... Missing pulse judgment means 83 ... Alarm generation means 84 ... Reference CCD image storage means 85 ... Optical axis deviation measurement means 86 ... Laser controller 89 ... Irradiation laser state inspection means 8A ... Irradiation laser adjustment means 8C ... Processing line detection means 8E: Processing adjustment means 90, 92 ... Processing lines 91, 93 ... Beam sampler 94 ... High-speed photodiode 96 ... CCD camera for optical axis inspection

Claims (5)

レーザ光をワークに対して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光のフォーカス位置を制御するレーザ加工用フォーカス装置であって、
前記レーザ光を前記ワークに集光する集光レンズ手段と、
前記集光レンズ手段を保持する可動部手段と、
マグネット手段及びコイル手段を用いて前記ワークの移動方向に略直交する前記ワークの表面に沿った方向及び前記レーザ光の照射方向に駆動力を発生させて、前記可動部手段を移動制御して前記レーザ光のフォーカス位置を制御する移動制御手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工用フォーカス装置。 A laser processing focus device for controlling a focus position of a laser beam for performing predetermined processing on the workpiece by irradiating the workpiece while moving the laser beam relative to the workpiece,
Condensing lens means for condensing the laser beam on the workpiece;
Movable part means for holding the condenser lens means;
Using a magnet means and a coil means, a driving force is generated in a direction along the surface of the workpiece that is substantially perpendicular to the moving direction of the workpiece and in the irradiation direction of the laser beam, and the movement of the movable portion means is controlled. And a movement control means for controlling the focus position of the laser beam. 請求項１に記載のレーザ加工用フォーカス装置において、前記コイル手段は、前記可動部手段の周囲に前記集光レンズ手段を囲むように前記ワークの表面に沿った方向に巻き回された垂直駆動力発生用コイル手段と、前記垂直駆動力発生用コイル手段の巻き回された方向に対して交差するように前記可動部手段の周囲に前記集光レンズ手段を囲むように巻き回された水平駆動力発生コイル手段とから構成され、前記マグネット手段は、前記垂直駆動力発生用コイル手段及び水平駆動力発生コイル手段を囲むように設けられた複数のマグネットから構成され、前記可動部手段の下側周囲からエアを吹き付けることによって、前記可動部手段の初期位置を設定するエア浮上手段とを備えたことを特徴とするレーザ加工用フォーカス装置。   2. The laser processing focus device according to claim 1, wherein the coil means is a vertical driving force wound around the movable part means in a direction along the surface of the workpiece so as to surround the condenser lens means. A horizontal driving force wound around the movable portion means so as to surround the condenser lens means so as to intersect the winding direction of the generating coil means and the vertical driving force generating coil means Generating coil means, and the magnet means is composed of a plurality of magnets provided so as to surround the vertical driving force generating coil means and the horizontal driving force generating coil means, and the lower periphery of the movable part means A laser processing focus device comprising: an air levitation unit that sets an initial position of the movable unit by blowing air from the air. ワークを保持する保持手段と、
前記ワークにレーザ光を照射して所定の加工処理を施すレーザ光照射手段と、
前記レーザ光を前記ワークに集光する集光レンズ手段と、
前記集光レンズ手段を保持する可動部手段と、
マグネット手段及びコイル手段を用いて前記ワークの移動方向に略直交する前記ワークの表面に沿った方向及び前記レーザ光の照射方向に駆動力を発生させて、前記可動部手段を移動制御して前記レーザ光のフォーカス位置を制御する移動制御手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 Holding means for holding the workpiece;
Laser light irradiation means for irradiating the workpiece with laser light to perform a predetermined processing;
Condensing lens means for condensing the laser beam on the workpiece;
Movable part means for holding the condenser lens means;
Using a magnet means and a coil means, a driving force is generated in a direction along the surface of the workpiece that is substantially perpendicular to the moving direction of the workpiece and in the irradiation direction of the laser beam, and the movement of the movable portion means is controlled. And a movement control means for controlling the focus position of the laser beam. 請求項３に記載のレーザ加工装置において、前記コイル手段は、前記可動部手段の周囲に前記集光レンズ手段を囲むように前記ワークの表面に沿った方向に巻き回された垂直駆動力発生用コイル手段と、前記垂直駆動力発生用コイル手段の巻き回された方向に対して交差するように前記可動部手段の周囲に前記集光レンズ手段を囲むように巻き回された水平駆動力発生コイル手段とから構成され、前記マグネット手段は、前記垂直駆動力発生用コイル手段及び水平駆動力発生コイル手段を囲むように設けられた複数のマグネットから構成され、前記可動部手段の下側周囲からエアを吹き付けることによって、前記可動部手段の初期位置を設定するエア浮上手段とを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。   4. The laser processing apparatus according to claim 3, wherein the coil means is for generating a vertical driving force wound around the movable part means in a direction along the surface of the workpiece so as to surround the condenser lens means. A horizontal driving force generating coil wound around the movable portion means so as to surround the condensing lens means so as to intersect the winding direction of the coil means and the vertical driving force generating coil means The magnet means is composed of a plurality of magnets provided so as to surround the vertical driving force generating coil means and the horizontal driving force generating coil means, and air from the lower periphery of the movable part means. An air levitation means for setting an initial position of the movable part means by spraying a laser beam. 請求項１若しくは２に記載のレーザ加工用フォーカス装置、請求項３若しくは４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。   A solar panel manufacturing method comprising manufacturing a solar panel using the laser processing focus device according to claim 1 or 2, and the laser processing device according to claim 3 or 4.

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