[发明专利]光束加工装置、光束加工方法和经光束加工的基板

说明书

技术领域

本发明涉及光束加工装置、光束加工方法和经光束加工的基板，该基板具有已经被上述光束加工装置加工过的待加工层(薄膜)。该光束加工装置、光束加工方法和经光束加工的基板可适用于如下情形中：在诸如玻璃基板等基板上形成用作利用例如光电效应的发电系统的半导体器件时，通过光束(激光等)将用于形成半导体器件的薄膜图形化。

背景技术

通常，在使用硅基非晶膜的上述发电系统的制造过程中，在大玻璃基板上首先图形化地形成透明电极(例如氧化铟、氧化锡、氧化锌等)层，然后，在该玻璃基板上图形化地形成非晶硅层(光电转换层)，此后在该玻璃基板上图形化地形成金属电极。

目前已制定了一种在此情形下利用由激光束进行的激光图形化来实施每一图形化过程的方法，但其不是湿式方法。

这里的激光图形化是通过在依次形成于玻璃基板上的各薄膜层中按顺序形成凹槽(狭缝)，使得这些薄膜层凭借着作为边界的凹槽而彼此电绝缘，从而将各薄膜层分别划分成许多个电池单元，该激光图形化亦称为激光划刻。

在这种激光划刻中，通过使用激光束从玻璃基板侧照射形成于玻璃基板上的透明电极来形成凹槽(例如，参见专利文献1)。

亦即，不是从玻璃基板的形成有待加工层的表面侧照射激光束，而是从其相反侧照射激光束。在此情形下，例如，当构造成从玻璃基板上方照射激光束时，按照让待加工层处于下侧的状态将玻璃基板放置在例如工作台上。在此情况下，待加工层与工作台上表面接触，所以待加工层可能会受到损坏，或者在进行加工时可能会受到工作台的影响(例如，温度、激光反射等)。

因此，在玻璃基板的周边对其进行支撑，以将该玻璃基板置于悬挂状态，然后从上方将激光照射到该玻璃基板上。

在此情况下，从玻璃基板的周边将玻璃基板悬挂着的状态下，将该玻璃基板在一个方向上运送，且让激光的照射位置在与该玻璃基板的运送方向基本正交的方向上移动，从而在玻璃基板上的待加工层中形成条纹形状的凹槽。

专利文献1：日本专利公开公报特开2006-54254号。

发明内容

本发明所要解决的问题

顺便提及的是，在利用光电效应的发电系统的制造过程中，在诸如等离子体显示器等平板显示器的制造过程中，提倡大型化的玻璃基板以降低成本。

在使玻璃基板大型化时，基本上没有使玻璃基板的厚度变厚，所以当大型化的玻璃基板在其周边被支撑时，玻璃基板会向下大幅度地弯曲。其结果是，玻璃基板的右侧部分的高度位置和左侧部分的高度位置将会显著不同于玻璃基板的位于右侧部分与左侧部分之间的中间部分的高度位置。

另外，在照射激光时，激光将会通过光学元件而会聚或成像到待加工层上。在如上所述玻璃基板的高度或垂直位置依赖于该玻璃基板的各个部位而发生很大变化的情形下，即便使光学元件聚焦在玻璃基板上的任何位置(当从上方照射激光时，该位置成为照射位置)，当移动该照射位置时，焦点也将偏移。

因此，在过去，在用于激光划刻的激光束加工装置中，例如，提供了自动调焦机构，用于始终将激光束聚焦在玻璃基板上。也就是，通过测量如上所述发生弯曲的玻璃基板的激光照射位置的高度或垂直位置(即，与作为光学元件的物镜相距的距离)，并基于测量结果来上下移动作为光学元件的物镜，从而使物镜按照让待加工层始终落在光学元件的焦点范围内的方式上下移动。

此处，玻璃基板弯成曲线的方向(左右方向)及激光的照射位置的移动方向(左右方向)相互匹配，所以让物镜上下移动，以便在加工期间始终调节其集点位置。

因此，在开始激光划刻时调节了物镜的高度位置之后，如果不改变物镜的高度位置，则不可能继续进行激光划刻。

由于设置了这种自动调焦机构，用来实施激光划刻的激光束加工装置的结构变得复杂化，且同时其制造成本升高。另外，在实施激光划刻时，待加工层的高度位置的测量及随之发生的物镜高度位置的变化可能成为激光划刻操作的操作速度的瓶颈，且在此情况下，激光划刻操作的速度的提高将受到自动调焦机构的限制。

另外，在实施激光划刻时，会产生用于构成待加工层且在形成凹槽时被升华或液化且然后又固化的物质的粉末，或被激光剥离的该物质的粉末。如上所述，如果玻璃基板处于悬挂在空气中的状态且待加工层位于下侧，则不会出现激光加工所产生的粉末下落到玻璃基板上的状态，但会出现粉末下落并积聚在玻璃基板下侧的状态。

因此，在该光束加工装置中，经常需要进行清洁。