JPS6037288A - Laser working method - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To scatter thoroughly or convert by oxidation the work in an open groove part by dividing laser light to plural laser beams, moving the plural laser beams and the surface to be worked in the direction X or Y and subjecting simultaneously the surface to be worked to plural laser working at the optional X-Y coordinates thereof. CONSTITUTION:Laser light arrives at a mirror 42 by passing through a colliomator 22. The laser light is split to plural beams 40, 40', 40''... by a half mirror and a prism in a frequency divider 43. The laser beams are adjusted to a desired angle 35, for example, 60 deg., 45 deg., 30' or 15' with respect to a surface 5 to be worked by a mirror 41 for adjusting angle. A computer 27 delivers output to two control systems 28, 49 according to a preset program. The control system 29 moves the surface 5 and the control system 49 moves the plural laser beams in the direction X or Y. The surface 5 is thus subjected simultaneously to plural laser working processes at the optional X-Y coordinates thereof.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はレーザ加工方法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a laser processing method.

この発明は１本のレーザ光を複数のレーザ光に分割し、
この分割された複数のレーザ光を同時に被加工面を有す
る薄膜に照射し、または被加工面を移動（走査）するこ
とにより、開溝または加工処理部を形成することを目的
とする。This invention divides one laser beam into multiple laser beams,
The purpose is to form an open groove or a processed portion by simultaneously irradiating a thin film having a surface to be processed with the plurality of divided laser beams or by moving (scanning) the surface to be processed.

この発明は、レーザ光を斜め方向より照射して被加工部
に開講または被加工部を単に酸化して絶縁性に変成する
加工処理部（以下これらを合わせて単に開講ともいう）
を形成するに際し、開溝部の被加工物を十分飛散または
酸化変成せしめ、その残存物を開溝またはその周辺部の
薄膜上に残存させないようにすることを目的としている
。This invention relates to a processing unit (hereinafter referred to simply as "opening") that irradiates a laser beam from an oblique direction onto a processed part or simply oxidizes the processed part and transforms it into an insulating material.
When forming the groove, the object is to sufficiently scatter or oxidize the workpiece in the groove so that no residue remains on the thin film in the groove or its surrounding area.

この発明は被加工部がその深さが２μ以下を有する薄膜
であって、この薄膜を加工するに際し、その下地の基板
への損傷を可能なかぎり押さえて開溝または加工処理部
を設けることを目的としている。In this invention, the part to be processed is a thin film having a depth of 2μ or less, and when processing this thin film, an open groove or a processed part is provided while minimizing damage to the underlying substrate. The purpose is

従来、被加工面に対し１本のレーザ光のみによリレーザ
加工を施す方法が知られている。Conventionally, a method is known in which a surface to be processed is subjected to laser processing using only one laser beam.

この方法は一般には被加工面を水平に配置し、そこに対
し上方より鉛直にＹＡＧ　レーザ（波長１．０６μ）を
照射して加工を施すものである。In this method, the surface to be processed is generally arranged horizontally, and a YAG laser (wavelength: 1.06 μm) is irradiated vertically onto the surface from above.

しかしかかるレーザ加工処理は１本のみであるため、生
産性が低く、実用化をするにはまったく不十分であった
。However, since such laser processing is performed only on one line, the productivity is low and it is completely insufficient for practical use.

さらに被加工薄１模が導体または半導体である場合、開
講により電気的に絶縁分離または相互連結を行わんとす
る工業的応用分野が広い。かかる応用として薄膜型光電
変換装置が知られている。しかしかかる電気的分離を線
（開ａ）として行わんとしても、従来のレーザ加工方法
ではその生産性に限界がある。また生産性を向上させる
ためレーザ光の走査スピードを大きくしすぎると残存物
が多量にその溝の周辺に残り、十分な絶縁分離ができな
い。また逆に電気的連結を行わんとする時、残存物がそ
れぞれの被膜を構成する材料の酸化物であるため、低級
絶縁性を有し、電気的連結を十分に行うことができない
。Furthermore, when the thin material to be processed is a conductor or semiconductor, there are a wide range of industrial applications for electrically insulating separation or interconnection. Thin film photoelectric conversion devices are known as such applications. However, even if such electrical isolation is performed as a line (open a), there is a limit to productivity with conventional laser processing methods. Furthermore, if the scanning speed of the laser beam is increased too much in order to improve productivity, a large amount of residue remains around the groove, making it impossible to achieve sufficient insulation isolation. On the other hand, when electrical connections are to be made, the remaining materials are oxides of the materials constituting the respective coatings, which have low insulating properties, making it impossible to make sufficient electrical connections.

本発明はかかる欠点を排除し、同一パターンを同時に多
量に処理し、加えて２μ以下の厚さでの薄膜の加工（線
ｒ１１１００μ以下好ましくは１０〜６０μ）を行う場
合、その加工処理がその下側薄膜または基板に損傷を与
えることなく、かつ加工残存物を十分少なく、即ち十分
飛散させることを特徴としている。The present invention eliminates such drawbacks, and when processing a large amount of the same pattern at the same time and processing a thin film with a thickness of 2μ or less (line r11100μ or less, preferably 10 to 60μ), the processing can be carried out under the same pattern. It is characterized by sufficiently reducing processing residues, that is, sufficiently scattering them, without damaging the side thin film or the substrate.

この発明は１本のレーザ光を複数のレーザ光に分割し、
同時に被加工面に照射して開溝を形成するもので、レー
ザスフライフ゛（以上ＬＳという）の実効的な走査速度
（スキャンスピード、以下ＳＳという）を速くせしめる
とともに、加えてレーザ光を被加工面より斜め方向に照
射し、浅い開溝または酸化絶縁物に変成する加工処理部
を形成することを特徴としている。This invention divides one laser beam into multiple laser beams,
At the same time, it irradiates the workpiece surface to form an open groove, increasing the effective scanning speed (scan speed, hereinafter referred to as SS) of the laser fly (hereinafter referred to as LS), and in addition, the laser beam is applied to the workpiece to be processed. It is characterized by irradiating in a diagonal direction from the surface to form a shallow trench or a processed portion that transforms into an oxide insulator.

この発明は、絶縁表面を有する基板上に１μ〜５００人
の厚さの第１の導電性薄膜よりなる第１の電極、１〜０
．２μの厚さの非単結晶半導体被膜、さらにこの上面に
１〜０．１　μの厚さの第２の導電性薄膜よりなる第２
の電極を積層して２μ以下一般には１μ以下の導電性薄
膜、半導体、他の導電性薄膜を形成する光電変換素子を
基板上に集積化して、大電力を発生させんとする光電変
換装置に応用するに際し、特に有効な方法である。This invention provides a first electrode consisting of a first conductive thin film with a thickness of 1 to 500 μm on a substrate having an insulating surface;
．． A second conductive thin film with a thickness of 1 to 0.1 μ is formed on the upper surface of the non-single crystal semiconductor film with a thickness of 2 μ.
A photoelectric conversion device that attempts to generate large electric power by integrating a photoelectric conversion element on a substrate to form a conductive thin film, semiconductor, or other conductive thin film of 2μ or less, generally 1μ or less, by laminating electrodes of This is a particularly effective method when applied.

即ち、第１の導電性薄膜を第１のレーザスクライブ加工
により所定の形状に第１の開溝を形成してパターニング
をし、それぞれのパターン（第１の電極）間を絶縁分離
する。この時、基板上部に損傷を与えないようにするた
め本発明方法の浅い１、Ｓを行う。That is, the first conductive thin film is patterned by forming first grooves in a predetermined shape by a first laser scribing process, and the respective patterns (first electrodes) are insulated and separated. At this time, in order to avoid damaging the upper part of the substrate, shallow step 1 and S of the method of the present invention are performed.

さらにこの上面にＰＩＮ接合を少なくとも１つ有する半
導体ｉ膜を第１の開溝および複数の第１の電極上を覆っ
て形成した。さらにこの第１の開溝を基準としてそれと
従属の形状の第２の開溝を、この半導体薄膜またはさら
にこの半導体に加えてその下の第１の導電ｌｌ！ｉｌｉ
薄膜に設けて、再び所定のパターンに分離して形成した
ものである。この時、基板」二部に損傷を与えないよう
にせしめ、加えて残存物が半導体上部および第１の導電
膜の表面上に残存しないようにしなければならない。Furthermore, a semiconductor i film having at least one PIN junction was formed on the upper surface thereof, covering the first groove and the plurality of first electrodes. Further, with this first groove as a reference, a second groove having a dependent shape is formed in the semiconductor thin film or in addition to this semiconductor, the first conductive layer below it! ili
It is provided on a thin film and then separated and formed into a predetermined pattern. At this time, it is necessary not to damage the second part of the substrate, and also to prevent any residue from remaining on the upper part of the semiconductor and the surface of the first conductive film.

さらにこの第２の開講を形成した後、第２の導電性薄膜
を半導体および第２の開講を覆って形成した。この際、
第２の開溝で第２の導電性薄膜と第１の電極とが電気的
に連結する。次に、第１または第２の開講を基準として
この第２の導電性被膜に従属関係のパターンを有して第
３の開講または酸化物絶縁する加工処理部を形成し、複
数の光電変換装置を直列に連結して形成せんとするもの
である。この時、半導体の一部にも開溝を作ることはよ
いが、第３の開溝が第１の導電膜を切断してしまっては
絶対にならない。Further, after forming this second conductor, a second conductive thin film was formed covering the semiconductor and the second conductor. On this occasion,
The second conductive thin film and the first electrode are electrically connected through the second groove. Next, a third layer or oxide-insulated processing portion is formed on the second conductive film with a dependent relationship pattern based on the first or second layer, and a plurality of photoelectric conversion devices are formed. It is intended to be formed by connecting them in series. At this time, it is good to make an opening in a part of the semiconductor, but it is absolutely impossible if the third opening cuts the first conductive film.

即ち、これら３つのＬＳＩ程において、下地薄ｊ模また
は基板との関係がきわめて重要である。即ちＬＳで最も
困難な深さの加工処理の制御が薄膜のレーザ加工におい
て非常に重要であることがわかる。That is, in these three LSIs, the relationship with the underlying thin layer or substrate is extremely important. That is, it can be seen that controlling the depth processing, which is the most difficult process in LS, is very important in laser processing of thin films.

本発明はかかる目的を実施するために示されたものであ
る。The present invention is designed to carry out such objects.

さらに、本発明はレーザ加工において少なくとも２つの
工程で実施されるレーザ加工をまったく独立（無関係）
にバターニングを施すのではな（、第１の開溝と従属関
係を有して第２、第３の開講を人間による制御を行うの
ではなく、コンピュータにプログラムされたパターンに
より実行することにより、自動的に位置合わせ（コンピ
ュータ・コンドロールド・セルフ・レシスＩ・レイジョ
ン）をして作製することを目的としている。Furthermore, the present invention allows laser processing performed in at least two steps to be completely independent (unrelated).
Rather than applying patterning to the first groove (by having a dependent relationship with the first groove and controlling the second and third grooves by humans, by executing them according to a pattern programmed in a computer). The purpose is to automatically align (computer controlled self-registration).

本発明はこの一定の複数の開溝を作る処理をコンピュー
タに予めプログラムすることにより、複数の開溝の位置
、形状が無秩序にばらついてずれが起きることなく、高
精度で作製することを目的としている。The purpose of the present invention is to preprogram the process of creating a certain number of open grooves into a computer, so that the positions and shapes of the multiple open grooves can be manufactured with high precision without random variations and deviations. There is.

本発明はこのため、第２または第３の開溝を形成する］
二程中に、第１の開溝の少なくとも１つを光学的に検知
しつつ行うことにより、さらに複数のレーザ光のそれぞ
れの開溝の位置（座標）の精度を所定の位置に対して±
２０μ以内好ましくは±５μ以内に向上させることを目
的とする。Therefore, the present invention forms a second or third open groove]
During the second step, by optically detecting at least one of the first grooves, the accuracy of the position (coordinates) of each groove of the plurality of laser beams can be adjusted to ±± with respect to a predetermined position.
The objective is to improve it within 20μ, preferably within ±5μ.

以下に図面に従って本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第１図は本発明方法の実施に用いたレーザ加工処理装置
の概要を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a laser processing apparatus used to implement the method of the present invention.

図面において、レーザ加工ｔＭ　（５０）はレーザ発振
機（２１）、コリオメータ　（２２入ミラー（４２）、
分周器（４３）、角度鋼Ｍミラー（４１入焦点合わせ用
レンズ（３４）、　ＸＹ座標制御系（２９）等よりなっ
ている。In the drawing, the laser processing tM (50) includes a laser oscillator (21), a coliometer (22-piece mirror (42),
It consists of a frequency divider (43), an angle steel M mirror (41 input), a focusing lens (34), an XY coordinate control system (29), etc.

レーザ発振機（２１）は１．０６μの波長を発光するＹ
ＡＧレーザ（周波数１〜３０Ｋｌｌｚ、ビーム系１０〜
８０μφ例えば５０μφ、出力０．１〜８弱例えば被加
工面出力０．５Ｗ）を用いた。レーザ光はコリオメータ
（２２）を経て、ミラー（４２）に至る。分周器（４３
）ではハーフミラ−またはこれとプリズムとを併用して
原レーザ光を２〜８段分用いて分割する手段を有してい
る。その結果レーザ光は（４０）、＜４０’＞　（４０
’す・・・・と複数本ここでは４本に分割せしめた。The laser oscillator (21) is a Y that emits a wavelength of 1.06μ.
AG laser (frequency 1~30Kllz, beam system 10~
80 μΦ, for example, 50 μΦ, and an output of 0.1 to slightly less than 8 (for example, a workpiece surface output of 0.5 W) were used. The laser beam passes through a coliometer (22) and reaches a mirror (42). Frequency divider (43
) has means for dividing the original laser beam into 2 to 8 stages by using a half mirror or a prism in combination. As a result, the laser beams are (40), <40'> (40
'Su...' I have divided it into four parts here.

かくして実効的にレーザ光による加工処理を４〜８倍に
速くした。さらに、この分割されたレーザ光（以下（４
０）によって代表させる）はハーフミラ−（選択反射金
属）〈２３）より下方に投光させた。In this way, processing using laser light was effectively made 4 to 8 times faster. Furthermore, this divided laser beam (hereinafter (4)
0) was projected downward from a half mirror (selective reflection metal) <23).

さらにこのレーザ光を角度調整用ミラー（４１）により
被加工面（５）に対し所定の望み角（３５）を９０〜１
５°例えば９０°、６０’　、４５°、３ｏ°または１
５°とした。また、このレーザ光を焦点距離５０ｍｍと
することにより、レンズ（３４）によりしぼり、光径５
０μで被加工薄膜（５）に照射した。Furthermore, this laser beam is adjusted to a predetermined desired angle (35) of 90 to 1 with respect to the surface to be processed (5) using an angle adjustment mirror (41).
5° e.g. 90°, 60', 45°, 3o° or 1
It was set to 5°. In addition, by setting this laser beam to a focal length of 50 mm, the lens (34) narrows it down to a light diameter of 50 mm.
The thin film to be processed (5) was irradiated at 0μ.

他方、光学的位置検出系（５１）はランプ（２４）より
ハーフミラ−（２５）、＜２３）をへて、基板（１）」
二の被加工面（８ＭＸ５）に至り、反射光がミラー−（
２５）を通過して検知器（２６）に至る。この検知器（
２６）では被加工面での前工程で実施した開溝（■８）
の位置情報を検出し、コンピュータ（２７）に入力され
る。On the other hand, the optical position detection system (51) passes from the lamp (24) through the half mirror (25), <23) to the substrate (1).
The reflected light reaches the second processed surface (8MX5), and the reflected light reaches the mirror (
25) and reaches the detector (26). This detector (
26) shows the opening groove (■8) carried out in the previous process on the machined surface.
position information is detected and input into the computer (27).

このコンピュータ（２７）にはメモリ　（２１）にて第
２の開溝（１９）の第１の開講に対する相対的な位置が
プロクラムされているため、これと第１の開溝（１８）
の位置とを重合わせて第２の開講の位置、パターンをレ
ーザ加工ｔＪｌｌ　（５０）の発振機（２Ｉ）に入力さ
せる。同時にこのコンピュータの出力を２つの制御系（
２９人（４９）に入力させる。被加工面をＹ方向（３８
）に移動させる制御系により図面では上方向への移動を
せしめる。分周器（４３）の制御系（４９）によりＸ方
向の位置をそれぞれの開講が形成される列に移動して第
１の開溝（１Ｂ）を基準として決定する。This computer (27) has the memory (21) programmed with the relative position of the second groove (19) with respect to the first opening.
The second opening position and pattern are inputted into the oscillator (2I) of the laser processing tJll (50) by superimposing the second opening position and pattern. At the same time, the output of this computer is sent to two control systems (
29 people (49) were asked to input. Move the surface to be machined in the Y direction (38
) is used to move the robot upward in the drawing. The control system (49) of the frequency divider (43) moves the position in the X direction to the row where each open groove is formed, and determines the position using the first open groove (1B) as a reference.

かくしてこの分周器（４３）により複数のレーザ光（４
０）のＸ方向の座標を決定した後、レーザ加工機（２１
）は第１の開講（１８）より所定の距離シフトし、他の
位置（座標）に第２の開溝（１９）を形成せしめた。Thus, the frequency divider (43) divides the plurality of laser beams (4
0), the laser processing machine (21
) was shifted by a predetermined distance from the first open groove (18), and a second open groove (19) was formed at another position (coordinates).

この時この第２の開溝はレーーザ光の（４０）、＜４０
’）・・・の数だけ同時に形成させた。At this time, the second open groove is (40), <40
')... were simultaneously formed.

その結果１つのＬＳのＳＳは１ｍ／分であっても、実質
的に４本分割においては４ｍ／分のスピードを得ること
ができ、生産性を４倍にまで向上させることが可能とな
った。As a result, even if the SS of one LS is 1 m/min, it is possible to obtain a speed of 4 m/min when divided into 4 lines, making it possible to improve productivity by up to 4 times. .

さらにこの基準となるモニターは分割したレーザ光のい
ずれか１つをマスターとして決定すればよく、その場合
は分周器（４３）において、レーザ（４０）、＜４０’
）・・・のそれぞれのその位置の精度が所定位置に対し
２０μ以内好ましくは５μ以内の精度にて規定すること
はきわめて重要である。Furthermore, the monitor that serves as this reference only needs to determine one of the divided laser beams as the master, and in that case, in the frequency divider (43), the laser (40), <40'
)... It is extremely important to define the accuracy of each of the positions within 20μ, preferably within 5μ, with respect to a predetermined position.

図面において、左側の基板（１）上の被加工薄膜（５）
に対し、上方より下方向にレーザ光を走査して開講を作
製し加工処理によって発生した残存物を重力を利用し下
方向に飛散させ、この飛散物が再び被力旧Ｊ１面近傍の
基板上に付着することを防いだ。In the drawing, the thin film to be processed (5) on the left substrate (1)
In contrast, the laser beam is scanned from above to the bottom to create an opening, and the remaining materials generated by the processing are scattered downward using gravity, and these scattered materials are again deposited on the substrate near the applied former J1 surface. Prevented from adhering to.

第２図は本発明方法のレーザ加工方法の種々の実施例を
示す。FIG. 2 shows various embodiments of the laser processing method of the invention.

第２図（Ａ）は基板（１）上に薄膜の被加工物（５）を
有し、被加工物を上方のＹ軸方向（３８）として走査し
たものである。レーザ光（３６）の被加工物との望み角
（３５）は９０〜１５°例えば３０’　とした。光はレ
ーザ光を（３８’）のごとくに逆に走査してもよい。図
面でも明らかなごとく、飛散物（３９）に重力をも加味
し、肖び薄膜の表面に付着しないようにしたことを特徴
とする。FIG. 2(A) shows a thin film workpiece (5) on a substrate (1), and the workpiece is scanned in the upward Y-axis direction (38). The desired angle (35) of the laser beam (36) with the workpiece was set to 90 to 15 degrees, for example, 30'. The light may be reversely scanned by a laser beam as shown in (38'). As is clear from the drawings, the feature is that gravity is also applied to the flying objects (39) to prevent them from adhering to the surface of the thin film.

かかる飛散物の付着を防ぎ、効果において、第２図（Ｂ
）はさらに優れた配置関係を示す。The adhesion of such flying objects is prevented, and the effect is as shown in Fig. 2 (B
) shows an even better arrangement relationship.

即ち基板（１）の下面に薄膜の被加工物（５）を有し、
レーザ光（３６）の角度（３５）を、例えば６０°にし
て走査（３８’）して基板の垂直下方向に飛散物を落下
させたものである。基板をこの場合の（３８）に示すご
とく他のＸ方向（３８）に走査してもよい。That is, it has a thin film workpiece (5) on the lower surface of the substrate (1),
The laser beam (36) is scanned (38') at an angle (35) of, for example, 60 degrees to cause scattered objects to fall vertically below the substrate. The substrate may be scanned in other X directions (38) as shown in (38) in this case.

飛散物はすべて下方に落下するようにして、薄膜（１）
をえくるようにレーザ光を照射させるため、レーザ光に
より深い開溝が作られることなく、薄膜特に２μ以下の
薄膜に対して本発明方法は有効であった。Make sure that all the scattered objects fall downwards, and cover the thin film (1).
The method of the present invention was effective for thin films, particularly thin films with a thickness of 2 μm or less, because the laser light was irradiated in such a way as to eviscerate the surface of the substrate.

さらに変形として第２図（Ｂ）で図面の奥方向即ち図面
に垂直方向が重力方向となる方法、および第２図（Ｃ）
に示すごとく、被加工面（５〉〈図面の下方向が重力方
向）に上方よりレーザ光により加工処理を行うことが可
能である。Furthermore, as a modification, there is a method in which the direction of gravity is toward the back of the drawing, that is, a direction perpendicular to the drawing in Fig. 2 (B), and Fig. 2 (C)
As shown in the figure, it is possible to process the surface to be processed (5) (the downward direction in the drawing is the direction of gravity) using a laser beam from above.

第２図（Ｂ）の変形は、第２図（Ａ）と同程度に飛散物
がつきにくく、また第２図ＣＣ’）は飛散物が基板表面
に付着しやすく、実用上より第２図（Ａ　＞、＜　Ｂ　
）が特に好ましかった。The modification shown in Figure 2 (B) is as difficult to attract flying debris as the modification shown in Figure 2 (A), and the modification shown in Figure 2 (CC') is more likely to attract flying debris to the substrate surface; (A >, < B
) was particularly preferred.

第３図は本発明方法を応用した光電変換装置の縦断面図
を示す。FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of a photoelectric conversion device to which the method of the present invention is applied.

図面に従ってさらに本発明の内容の効果を補完する。The effects of the content of the present invention will be further supplemented according to the drawings.

第３図において、（Ａ）は例えば２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃ
ｍの大きさの絶縁表面を有する基板（１）である。ここ
ではガラス基板または酸化処理がされたアルミニューム
薄膜表面を用いた。In Figure 3, (A) is, for example, 20cm x 60cm
A substrate (1) having an insulating surface of size m. Here, a glass substrate or an oxidized aluminum thin film surface was used.

さらにこの上面に薄膜である被加工物（５）が形成され
ている。Furthermore, a thin film to be processed (5) is formed on this upper surface.

この加工部（５）にはレーザ加工により連結部（１２）
が設けられている。This processed part (5) has a connecting part (12) formed by laser processing.
is provided.

この第３図（Ａ）の一部を拡大し、その縦断面図を第３
図（Ｂ）に示す。A part of this Figure 3 (A) is enlarged and its vertical cross-sectional view is shown in Figure 3.
Shown in Figure (B).

図面において、基板（１）は２＋ｎｍ厚のガラスを用い
た場合である。さらにこの上面に第１の導電性被膜（２
）をＩＴＯ（酸化インジュームスズ）を５００−１５０
０人とＳｎＯ＊　（２００〜４００　人）の２層膜とし
て透光性を有して設けている。In the drawing, the substrate (1) is made of glass with a thickness of 2+ nm. Furthermore, a first conductive coating (2
) to ITO (indium tin oxide) to 500-150
It is provided as a two-layer film of 0 people and SnO* (200 to 400 people) with transparency.

これに対し、第１の開講（１８）をＬＳにより形成し、
第１の導電膜を複数のパターン（ここでは第３図（Ａ）
に示すごとき短冊状）に電気的に４本同時に走査して分
割し、電極（７）を形成させている。On the other hand, the first opening (18) is formed by LS,
The first conductive film is formed into a plurality of patterns (here, as shown in FIG. 3(A)).
The electrodes (7) are formed by electrically scanning and dividing four strips (as shown in FIG. 1) at the same time.

さらにこの第１の開溝を形成した後、これらの上面に非
単結晶半導体をＰＩＮ接合を少なくとも１つ有して積層
した。Further, after forming the first trenches, a non-single crystal semiconductor was laminated on the upper surfaces thereof with at least one PIN junction.

図面ではＰ型５ｉｘＣ１−）＜　（ｘ　＝０．８　＞（
２）（約１００人）−Ｉ型Ｓｉ　（約０．５　ｉｔ　）
＜　３　）−Ｎ型５ｉｘＣ１−×（約２００人＞、＜　
１４　）よりなる１つのＰＩＮ接合を有する半導体（３
）を１μ以下の厚さにプラズマＣＶＤ法、フォトＣＶＤ
法、フォトプラズマＣＶＤ法または減圧ＣＶＤ法により
形成して、他の被加工面（５）を形成させた。In the drawing, P type 5ixC1-) < (x = 0.8 > (
2) (about 100 people) - Type I Si (about 0.5 it)
<3)-N type 5ixC1-× (approximately 200 people>, <
A semiconductor (3) having one PIN junction consisting of (14)
) to a thickness of 1 μ or less using plasma CVD method and photo CVD method.
Another processed surface (5) was formed by a photoplasma CVD method, a photoplasma CVD method, or a low pressure CVD method.

この後、この半導体（３）を第１の開講（１８）を基準
としてわたり深さを１０〜２００μ例えば７０μ（図面
において左側）シフトさせて、第２の開溝（１９）を同
様に４本同時にレーザ光を走査させて形成した。このシ
フト量は予め第１図においてメモリ　（２８）にプログ
ラムさせておいた。After this, the semiconductor (3) is shifted in depth by 10 to 200 μm, for example, 70 μm (to the left in the drawing) based on the first groove (18), and the second groove (19) is similarly formed into four grooves. At the same time, the laser beam was scanned and formed. This shift amount was previously programmed into the memory (28) in FIG.

このため第１の開溝の座標を光学系（５１）によりモニ
タしつつ、それと平行に第２の開溝（１９）を形成する
ことができた。図面では、この第２の開溝は半導体（３
）およびその下の第１の導電膜（２）をもレーザスクラ
イブをして除去させた。Therefore, while monitoring the coordinates of the first groove by the optical system (51), it was possible to form the second groove (19) in parallel thereto. In the drawing, this second trench is a semiconductor (3
) and the first conductive film (2) thereunder were also removed by laser scribing.

この第１およびこの第２の開溝を形成させた後希弗酸等
で残存物をさらにエツチングすることは有効であった。After forming the first and second grooves, it was effective to further etch the remaining material using dilute hydrofluoric acid or the like.

さらに図面においては、この上面全面に第２の導電膜（
４）を形成させた。この時サイドコンタクト　（８）を
構成さ一ロた。ここではＩＴＯ（１５）を５０〜１５０
０人例えば１０５０人の厚さに、さらにその上面に反射
性金属（銀、アルミニューム）＜１６）を３００〜５０
００人例えば　１０００人の厚さに真空蒸着法、ｃｖＤ
法により形成させた。Furthermore, in the drawing, a second conductive film (
4) was formed. At this time, side contact (8) was formed. Here, ITO (15) is 50 to 150
For example, the thickness is 1050 mm, and the top surface is coated with a reflective metal (silver, aluminum) <16) of 300 to 50 mm.
Vacuum deposition method, CVD to a thickness of 000000000000000000000000000000000
It was formed by the method.

サイドコンタクト　（８）は、ｆＴＯ（７）とＩＴＯ（
１５）と同種材料で密接し、ここでの接触抵抗を１０７
ｃｍ以下に下げた。Side contact (8) consists of fTO (7) and ITO (
15) in close contact with the same material, and the contact resistance here is 107
It was lowered to below cm.

次ぎにこの第２の導電膜に対し、第Ｉの開講を基準とし
てさらにわたり深さ２０〜２００　μ例えば７０μ左イ
１ＩＩＩにシフトし、第３の開溝を第１図のレーザ加］
二装置により４本同時にレーザ光を照射走査して形成さ
せた。この第３の開＃　（２０）は第２の導電１＊（４
）のみならずその下の半導体（３）の少なくともＮ型半
導体層（１４）をも除去（１ｏ）させてしまった。Next, the second conductive film is further shifted to a depth of 20 to 200 μm, for example, 70 μm to the left, using the opening of the first groove as a reference, and a third groove is formed with the laser shown in FIG.
Four laser beams were irradiated and scanned simultaneously using two devices to form the pattern. This third conductivity # (20) is the second conductivity 1*(4
), but also at least the N-type semiconductor layer (14) of the semiconductor (3) underneath was removed (1o).

しかしこの開溝（２０）の底部は、第１の導電膜（７）
を切断してはならない。However, the bottom of this open groove (20) is covered with the first conductive film (7).
shall not be cut.

図面において、かくして絶縁表面を有する基板（１）上
に複数の光電変換素子（３１）、＜３２）が形成され、
さらにそれらを開溝（１８）、＜　１９　＞、＜　２０
　）よりなる連結部（１２）において電気的に直列に連
結させることが可能となった。In the drawing, a plurality of photoelectric conversion elements (31) <32) are thus formed on the substrate (1) having an insulating surface,
Furthermore, they are opened (18), <19>, <20
) can be electrically connected in series at the connecting portion (12).

このような大面積に設けられた異なる薄膜材料を、それ
ぞれの材料を前の材料と特定の関係（ここでは直列構造
）を有して形成させようとする場合、本発明の斜め方向
よりレーザ光を照射するレーザ加工方式は浅溝作製方法
であるため、パルス光の出力に対する深さのばらつきに
余裕を有せしめ得、きわめて有効であることが判明した
。When trying to form different thin film materials over such a large area with each material having a specific relationship with the previous material (in this case, a series structure), laser light from an oblique direction according to the present invention is used. Since the laser processing method for irradiating the groove is a method for producing shallow grooves, it has been found that it is extremely effective because it allows for margin for variation in depth relative to the output of the pulsed light.

本発明において、第２図の光電変換装置において、２０
ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍの基板の大きさに対し、１つの素子
（３１）、＜３２ンを１５ｍｍ　Ｘ　２０ｃｍとし、そ
れらを同一基板上に４０段直列接続をさせる場合、ＡＭ
Ｉ　（１００ｍＷ／　ｃＪ　）の条件下にて開放電圧２
６ｖ、短絡電流２６０　ｍＡを有することができ、変換
効率６．７％を有することが可能となった。In the present invention, in the photoelectric conversion device shown in FIG.
cm x 60 cm, one element (31) <32> is 15 mm x 20 cm, and if they are connected in series in 40 stages on the same board, AM
Open circuit voltage 2 under the condition of I (100mW/cJ)
6V, short circuit current of 260 mA, and conversion efficiency of 6.7%.

このため第１、第２、第３の開溝の作製においては、そ
の必要時間は最大３０分以内でなければならない。Therefore, the required time for producing the first, second, and third open grooves must be within 30 minutes at the most.

しかし第１の導電膜、半導体、第２の導電膜に幻するＬ
ＳのＳＳは１ｍ／分が最大であり、１つのパネルあたり
２０　（ｃｍ）　Ｘ４０　（本）Ｘ２０枚（ハツチ枚数
）（延べ１６０ｍ）の長さの開溝を３０分で作らなけれ
ばならない。However, the illusion of L in the first conductive film, the semiconductor, and the second conductive film
The maximum SS for S is 1 m/min, and an open groove with a length of 20 (cm) x 40 (lines) x 20 sheets (number of hatches) (total 160 m) must be made in 30 minutes per panel.

かかる場合、本発明装置においては、８本レーザ光用を
用いると、３０分間では１（ｍ／分）×８（分周数）Ｘ
３０（分）即ら２４０ｍの実効長さの開溝を作ることが
できる。即ち３０分以内に１ハツチすべてに開溝を作る
ことが可能となった。In such a case, when using the device of the present invention for 8 laser beams, 1 (m/min) x 8 (frequency division number) x
An open groove with an effective length of 240 m can be created in 30 (minutes). That is, it became possible to make open grooves in all of the hatches within 30 minutes.

以上の説明のごとく１枚のパネルが２０ｃｍ　Ｘ　６０
ｃｍを有し、１ハツチ２０枚としてパネル内に４０本の
開講を一定のｆｌｔ７隙で作製させん止した時、この１
回のプロセス（１ハツチ）での工程時間を３０分とする
と、第１の導電膜（２）、半導体（３）７第２の導電膜
（４）をそれぞれ３０分で作ることが初めて可能になっ
た。As explained above, one panel is 20cm x 60cm.
cm, and when 1 hatch is 20 sheets and 40 openings are made in a panel with a constant flt7 gap, this 1
If the process time for one process (one hatch) is 30 minutes, it is possible for the first time to make the first conductive film (2), semiconductor (3), and second conductive film (4) in 30 minutes each. became.

以上の如くにして本発明のレーザ加工機により被膜数２
０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍのパネルを４０枚／時間の多量生
産が可能となった。As described above, the number of coatings is 2 by the laser processing machine of the present invention.
It has become possible to mass produce 40 panels/hour with a size of 0cm x 60cm.

さらにこの光電変換装置においては、この集積化構造を
有せしめるに際し、本発明方式ではコンピュータにより
制御３１＋された完全無人化製造ラインを作ることが可
能となり、きわめて工業的に価値大なるものであること
が判明した。Furthermore, when this photoelectric conversion device has this integrated structure, the method of the present invention makes it possible to create a completely unmanned production line controlled by a computer, which is extremely valuable industrially. There was found.

本発明の実施例において、レーザ光として１．０６μの
波長のＹＡＧ　レーザを用いた。しかし４８８ｍｍ、　
５１２ｍｍのアルゴン・レーザ、また１０．６μの炭酸
ガス・レーザその他の光源をパルス先止して、またはＩ
Ｊ（連続発振光）として用いることは同様に可能である
。In the embodiment of the present invention, a YAG laser with a wavelength of 1.06 μm was used as the laser beam. However, 488mm,
A 512mm argon laser, or a 10.6μ carbon dioxide laser or other light source can be pulsed first or I
It is also possible to use it as J (continuous wave light).

また第２図において、光電変換装置は２０ｃｍ　Ｘ　６
ｏｃｍを４つ組み合わせて４０ｃｍＸ　１２０ｃｍのＮ
ＥＤＯ規格とするのではなく　、４０ｃｍＭ４０ｃｍを
３枚配列し、同じパネル形成を行ってもよい。また電卓
用その他民生用の光電変換装置を含む半導体装置の製造
に本発明方式を同様に応用することも有効である。In addition, in Figure 2, the photoelectric conversion device is 20cm x 6
Combine four OCMs to form a 40cm x 120cm N
Instead of using the EDO standard, three 40cm x 40cm panels may be arranged to form the same panel. It is also effective to similarly apply the method of the present invention to the manufacture of semiconductor devices including photoelectric conversion devices for calculators and other consumer use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明のレーザ加工機のブロック図を示す。 第２図は本発明のレーザ加工方法の他の実施例を示す。 第３図は本発明のレーザ加工方法によって作られた光電
変換装置を示す。 特許出願人FIG. 1 shows a block diagram of a laser processing machine according to the present invention. FIG. 2 shows another embodiment of the laser processing method of the present invention. FIG. 3 shows a photoelectric conversion device manufactured by the laser processing method of the present invention. patent applicant

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １．１本のレーザ光を複数のレーザ光に分割する手段と
、前記複数のレーザ光をＸ方向またはＹ方向に走査する
手段と、被加工面をＸ方向またはＹ方向に移動する手段
とを有することにより、被加工面の任意のＸＹ座標に複
数のレーザ加工処理を同時に施すことにより前記被加工
面に複数の開講または加工処理部を形成することを特徴
とするレーザ加工方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、被加工面に対し６
０〜１５°の望み角を有してレーザ光を斜め方向より照
射することを特徴とするレーザ加工方法。1. A means for dividing one laser beam into a plurality of laser beams, a means for scanning the plurality of laser beams in the X direction or the Y direction, and a means for moving the processed surface in the X direction or the Y direction. 1. A laser processing method, comprising: forming a plurality of openings or processing portions on the surface to be processed by simultaneously applying a plurality of laser processing processes to arbitrary XY coordinates of the surface to be processed. 3. In claim 1, 6
A laser processing method characterized by irradiating a laser beam from an oblique direction with a desired angle of 0 to 15 degrees.