激光加工方法、激光加工装置以及太阳能电池板制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术是有关一种激光加工方法、激光加工装置以及太阳能电池板制造方法。该激光加工装置将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激光束对工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工。此时，在激光束的分叉前的光路中配置相位型衍射光学元件机构，以将激光束转换为顶帽形强度分布。转换后的激光束由分叉机构而分别分叉为多条激光束。分叉机构以使转换后的多条激光束照射至工件为止的各光路长度彼此相等的方式来将激光束引导照射至工件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用激光束(laser beam)来对薄膜等进行加工的激光加工方法、 激光加工装置以及太阳能电池板(solar panel)制造方法，特别涉及一种可将1条激光束 分叉为多条来进行加工或可使进行加工时的各激光束间的间距(pitch)宽度可变的激光 加工方法、激光加工装置以及太阳能电池板制造方法。
技术介绍
以往在太阳能电池板的制造步骤中，在透光性基板(玻璃基板)上依次形成透 明电极层、半导体层、金属层，并在形成后的各步骤中利用激光束将各层加工为狭条状 (strip-like form)，从而完成太阳能电池板模块(solar panel module)。在以此方式制造 太阳能电池板模块时，利用激光束在玻璃基板上的薄膜上例如以约IOmm的间距形成切割 线(scribe line)。此切割线是由线宽约为30 μ m、且线与线的间隔约为30 μ m的3条线所 构成。在利用激光束来形成切割线时，通常是将激光束照射至恒速移动的玻璃基板上。由 此，可形成深度及线宽稳定的切割线。关于此类在使用激光束的加工方法中将激光束分叉 为多条来进行加工的情况，已知有日本专利特开2004-141929号公报中所揭示的情况。在日本专利特开2004-141929号公报所揭示的激光加工方法中，使用相位光栅 (phase grating)来将激光分叉为多条激光束，并对工件(work)照射分叉的多条激光束。 一般而言，在太阳能电池板制造步骤中，直接将高斯光束(Gauss beam)用作激光束，且将光 束直径缩小为规定的宽度而使基板移动，从而进行切割加工。如果将高斯光束用作激光束， 则加工形状为研钵状，从而存在中央部的膜过于悬浮或对玻璃基板造成损伤(damage)。而 且，由于切割加工中是脉冲(pulse)照射激光束，因此存在切割线的两侧脊线起伏的问题。而且，使同时照射的多条激光束的分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度θ 增大，使照射区域(area)的范围减小，从而将多个照射连结起来，而形成范围较广的除去 部。但是，在日本专利特开2004-141929号公报所揭示的激光加工方法中是使用相位光栅 将激光束分叉，因此很难使已分叉的激光束间的间距宽度形成约为IOmm左右，从而难以在 太阳能电池板的制造步骤中应用日本专利特开2004-141929号公报所揭示的技术。为了解决所述问题，以往是在聚光透镜(collecting lens)的正前方配置相位型 衍射光学元件(DOE=Diffractive Optical Element)，该相位型衍射光学元件将高斯光束 转换为顶帽形(Top Hat)光束，并对基板照射激光束。DOE是具有对激光束的配光特性进 行转换/整形的功能的元件，主要用来将激光束的高斯(Gaussian)强度分布转换为平顶形 (flattop)(顶帽形)强度分布，从而提高激光加工等的精度。然而，由于DOE是价格昂贵的元件，所以存在如下问题如上所述在分叉的多条激 光束的聚光透镜的正前方分别设置DOE将会导致价格高涨，因而不佳。而且，日本专利特开2004-141929号公报所揭示的激光加工方法的情况可通过仅 使作为单体元件的相位光栅进行旋转，而简单地对激光束的分叉方向与激光束的扫描方向 所构成的角度θ进行可变控制。但是，在太阳能电池板制造步骤中，由于使用多个半反光镜(half mirror)以及反射镜等，来将从激光产生装置射出的激光束分叉为间距宽度约IOmm左右的激光束，因而难以对激光束的分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度θ 进行可变控制，从而现状为尚未实现所述可变控制。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是鉴于所述问题而完成的，是提供一种无需针对分叉的多条激 光束中的每条激光束来设置DOE便可将所有激光束转换为顶帽形光束并照射至基板的激 光加工方法、激光加工装置以及太阳能电池板制造方法。本专利技术的目的之一是鉴于所述方面而完成的，是提供一种可使用半反光镜及反射 镜来将激光束分叉为多条激光束，并对该分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度进行 可变控制的。本专利技术提供一种激光加工方法在将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激 光束对工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工的激光加工方 法中，在所述激光束的分叉前的光路中设置相位型衍射光学元件机构，将所述激光束转换 为顶帽形强度分布，且以转换后的多条激光束照射至所述工件为止的各光路长度相同的方 式，来将所述激光束分叉为多条激光束而对所述工件进行照射。本专利技术中，在将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激光束对工件一面进行 相对移动一面进行照射的情况下，是在激光束的分叉前的光路中配置相位型衍射光学元件 机构配置，以将激光束转换为顶帽形强度分布。转换后的激光束由半反光镜或反射镜等而 被分叉为多条激光束。此时，以转换后的多条激光束照射至工件为止的各光路长度彼此相 等的方式，来将激光束引导照射至工件为止。由此，即便并未针对分叉的多条激光束中的每 条激光束来设置相位型衍射光学元件(DOE)，也可将已转换为顶帽形光束的多条激光束照 射至基板上，因此可实现成本降低。而且，所述分叉是来自于一个(DOE)光源的分叉，因此 可较容易地使分叉的激光束的特性均一化。在所述的激光加工方法中，使用由半反光镜及反射镜构成的分叉机构来将激光束 分叉为多条激光束，使用所述分叉机构，将垂直地朝向所述工件的加工面的垂直激光束分 叉为多条激光束，并且以所述垂直激光束的前进方向为中心轴而使所述分叉机构旋转，由 此，对所述激光束的分叉方向与所述激光束的对所述工件的相对移动方向所构成的角度进 行可变控制。从激光产生装置射出的激光束最终垂直地照射至工件的加工面。本专利技术中，将包 括半反光镜及反射镜的分叉机构设置在该垂直地朝向所述工件的加工面的垂直激光束的 中途，并对激光束进行分叉。此时，构成为使分叉机构的旋转中心轴与垂直激光束的前进方 向相一致，且使得分叉机构整体可旋转，由此，可容易地对分叉方向与激光束的扫描方向所 构成的角度进行可变控制。在所述的激光加工方法中，在对所述工件照射转换为顶帽形强度分布后的激光 束，并且所述激光束的分叉方向与所述激光束的相对移动方向所构成的角度受到旋转控制 的情况下，使得所述相位型衍射光学元件机构不相对于所述激光束的相对移动方向而旋转。一般而言，在太阳能电池板制造步骤中，是将高斯光束用作激光束，且将光束直径缩小为规定的宽度而使基板移动，从而进行切割加工。如果将高斯光束用作激光束，则加工形状为研钵状，从而存在中央部的膜过于悬浮的问题，而且，进行切割加工时是脉冲照射激 光束，因此存在切割线的两侧脊线起伏的问题。对此，在激光束的光路中配置相位型衍射光 学元件(DOE :Diffractive Optical Element)，将高斯光束转换为顶帽形(TopHat)光束， 并对工件照射激光束。DOE是具有对激光束的配光特性进行转换/整形的功能的元件，主要 用于将激光束的高斯强度分布转换为平顶形(顶帽形)强度分布，并提高激光加工等的精 度。通过使用该D0E，可使激光束的照射形状形成为大致正方形状，且可平滑地形成切割线 的两侧脊线。然而，在对激光束的分叉方向与激光束的扫描方向所构成的角度进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工方法，将激光束分叉为多条激光束，使分叉的多条激光束对工件一面进行相对移动一面进行照射，由此来对工件实施规定的加工，所述激光加工方法的特征在于：在所述激光束的分叉前的光路中配置相位型衍射光学元件机构，将所述激光束转换为顶帽形强度分布，且以转换后的多条激光束照射至所述工件为止的各光路长度相同的方式，来将所述激光束分叉为多条激光束而对所述工件进行照射。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：荒木正树，下田勇一，
申请(专利权)人：株式会社日立高科技，
类型：发明
国别省市：JP[日本]