專利名稱：光束加工裝置、光束加工方法和經(jīng)光束加工的基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光束加工裝置、光束加工方法和經(jīng)光束加工的基板，該基板具有已經(jīng) 被上述光束加工裝置加工過的待加工層(薄膜)。該光束加工裝置、光束加工方法和經(jīng)光束 加工的基板可適用于如下情形中在諸如玻璃基板等基板上形成用作利用例如光電效應(yīng)的 發(fā)電系統(tǒng)的半導(dǎo)體器件時，通過光束(激光等)將用于形成半導(dǎo)體器件的薄膜圖形化。
背景技術(shù)：
通常，在使用硅基非晶膜的上述發(fā)電系統(tǒng)的制造過程中，在大玻璃基板上首先圖 形化地形成透明電極(例如氧化銦、氧化錫、氧化鋅等)層，然后，在該玻璃基板上圖形化地 形成非晶硅層(光電轉(zhuǎn)換層)，此后在該玻璃基板上圖形化地形成金屬電極。目前已制定了一種在此情形下利用由激光束進行的激光圖形化來實施每一圖形 化過程的方法，但其不是濕式方法。這里的激光圖形化是通過在依次形成于玻璃基板上的各薄膜層中按順序形成凹 槽(狹縫)，使得這些薄膜層憑借著作為邊界的凹槽而彼此電絕緣，從而將各薄膜層分別劃 分成許多個電池單元，該激光圖形化亦稱為激光劃刻。在這種激光劃刻中，通過使用激光束從玻璃基板側(cè)照射形成于玻璃基板上的透明 電極來形成凹槽(例如，參見專利文獻1)。亦即，不是從玻璃基板的形成有待加工層的表面?zhèn)日丈浼す馐?，而是從其相反?cè) 照射激光束。在此情形下，例如，當(dāng)構(gòu)造成從玻璃基板上方照射激光束時，按照讓待加工層 處于下側(cè)的狀態(tài)將玻璃基板放置在例如工作臺上。在此情況下，待加工層與工作臺上表面 接觸，所以待加工層可能會受到損壞，或者在進行加工時可能會受到工作臺的影響(例如， 溫度、激光反射等)。因此，在玻璃基板的周邊對其進行支撐，以將該玻璃基板置于懸掛狀態(tài)，然后從上 方將激光照射到該玻璃基板上。在此情況下，從玻璃基板的周邊將玻璃基板懸掛著的狀態(tài)下，將該玻璃基板在一 個方向上運送，且讓激光的照射位置在與該玻璃基板的運送方向基本正交的方向上移動， 從而在玻璃基板上的待加工層中形成條紋形狀的凹槽。專利文獻1 日本專利公開公報特開2006-54254號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題順便提及的是，在利用光電效應(yīng)的發(fā)電系統(tǒng)的制造過程中，在諸如等離子體顯示 器等平板顯示器的制造過程中，提倡大型化的玻璃基板以降低成本。在使玻璃基板大型化時，基本上沒有使玻璃基板的厚度變厚，所以當(dāng)大型化的玻 璃基板在其周邊被支撐時，玻璃基板會向下大幅度地彎曲。其結(jié)果是，玻璃基板的右側(cè)部分 的高度位置和左側(cè)部分的高度位置將會顯著不同于玻璃基板的位于右側(cè)部分與左側(cè)部分之間的中間部分的高度位置。另外，在照射激光時，激光將會通過光學(xué)元件而會聚或成像到待加工層上。在如上 所述玻璃基板的高度或垂直位置依賴于該玻璃基板的各個部位而發(fā)生很大變化的情形下， 即便使光學(xué)元件聚焦在玻璃基板上的任何位置(當(dāng)從上方照射激光時，該位置成為照射位 置)，當(dāng)移動該照射位置時，焦點也將偏移。因此，在過去，在用于激光劃刻的激光束加工裝置中，例如，提供了自動調(diào)焦機構(gòu)， 用于始終將激光束聚焦在玻璃基板上。也就是，通過測量如上所述發(fā)生彎曲的玻璃基板的 激光照射位置的高度或垂直位置(即，與作為光學(xué)元件的物鏡相距的距離)，并基于測量結(jié) 果來上下移動作為光學(xué)元件的物鏡，從而使物鏡按照讓待加工層始終落在光學(xué)元件的焦點 范圍內(nèi)的方式上下移動。此處，玻璃基板彎成曲線的方向(左右方向)及激光的照射位置的移動方向(左 右方向)相互匹配，所以讓物鏡上下移動，以便在加工期間始終調(diào)節(jié)其集點位置。因此，在開始激光劃刻時調(diào)節(jié)了物鏡的高度位置之后，如果不改變物鏡的高度位 置，則不可能繼續(xù)進行激光劃刻。由于設(shè)置了這種自動調(diào)焦機構(gòu)，用來實施激光劃刻的激光束加工裝置的結(jié)構(gòu)變得 復(fù)雜化，且同時其制造成本升高。另外，在實施激光劃刻時，待加工層的高度位置的測量及 隨之發(fā)生的物鏡高度位置的變化可能成為激光劃刻操作的操作速度的瓶頸，且在此情況 下，激光劃刻操作的速度的提高將受到自動調(diào)焦機構(gòu)的限制。另外，在實施激光劃刻時，會產(chǎn)生用于構(gòu)成待加工層且在形成凹槽時被升華或液 化且然后又固化的物質(zhì)的粉末，或被激光剝離的該物質(zhì)的粉末。如上所述，如果玻璃基板處 于懸掛在空氣中的狀態(tài)且待加工層位于下側(cè)，則不會出現(xiàn)激光加工所產(chǎn)生的粉末下落到玻 璃基板上的狀態(tài)，但會出現(xiàn)粉末下落并積聚在玻璃基板下側(cè)的狀態(tài)。因此，在該光束加工裝置中，經(jīng)常需要進行清潔。鑒于上述情況做出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供不需要通過自動調(diào)焦來始終調(diào) 節(jié)光束的焦點位置的光束加工裝置、光束加工方法和經(jīng)光束加工的基板(該基板具有的待 加工層已被上述光束加工裝置進行了加工)。解決問題所采取的技術(shù)方案如權(quán)利要求1所述的光束加工裝置是一種向形成在基板的一個表面上的待加工 層照射光束、從而對該層進行加工的光束加工裝置，其特征在于該光束加工裝置包括氣體 浮起機構(gòu)，它通過噴射氣體將所述基板支撐得呈平浮狀態(tài)；以及光束照射單元，它向形成在 所述基板的一個表面上的所述待加工層照射光束，從而對所述待加工層進行加工。其中，所 述基板布置在所述氣體浮起機構(gòu)上且讓所述基板的形成有所述待加工層的所述一個表面 朝下，并通過利用所述光束照射單元從所述基板的另一表面上方透過所述基板向所述待加 工層照射光束來對所述待加工層施以加工。在權(quán)利要求1所述的本發(fā)明中，通過所述氣體浮起機構(gòu)將所述基板支撐得呈平浮 狀態(tài)且讓所述待加工層朝下，以便通過噴射氣體支撐著整個基板。利用此布置，可防止基板 在其自身重力的作用下發(fā)生彎曲。因此，在通過氣體浮起機構(gòu)將基板支撐得使該基板處于 基本上平躺或平放狀態(tài)而不發(fā)生彎曲的情形下向該基板照射光束，這樣，光束的照射位置 不會根據(jù)基板的位置而有任何大幅度的上下偏移。
因此，即使光束的照射位置相對于基板發(fā)生了移動，也能夠使待加工層落在光束 的焦點范圍內(nèi)而不會改變其焦點位置，因此，例如，在開始光束照射時或者在某次通過調(diào)節(jié) 光束的焦點位置來進行維護等時，在操作期間的任何時間都不需要改變光束的焦點位置。其結(jié)果是，可省去自動調(diào)焦機構(gòu)，從而能在很大程度上降低光束加工裝置的成本， 同時還能大幅度地簡化光束加工裝置內(nèi)的物鏡光學(xué)器件的調(diào)焦部件結(jié)構(gòu)。另外，由于沒有自動調(diào)焦機構(gòu)，因此不會因自動調(diào)焦機構(gòu)的控制而發(fā)生操作延遲， 從而可在實現(xiàn)操作高速化的方面消除障礙。即使在基板的待加工層布置在下側(cè)的情形中，由于在待加工層自身與平臺之間形 成有氣層，因而待加工層不會與平臺等發(fā)生接觸，所以可防止因待加工層受到接觸所引起 的損壞，并防止被光束照射的待加工層受到平臺的影響。例如，能夠抑制平臺溫度、光束反 射等的影響。如權(quán)利要求2所述的光束加工裝置的特征在于在權(quán)利要求1所述的光束加工裝 置中，所述氣體浮起機構(gòu)設(shè)置有平臺及移動機構(gòu)，所述平臺具有用于噴射氣體的氣體噴射 機構(gòu)并將所述基板支撐得使所述基板以平放狀態(tài)懸浮，所述移動機構(gòu)使所述基板在所述平 臺上沿至少一個方向移動；所述光束照射單元使所述光束的照射位置沿著與所述基板的一 個移動方向相交的一個方向作往復(fù)運動；所述平臺設(shè)置有粉末除去單元，所述粉末除去單 元在由所述光束照射單元照射的光束照射位置的移動范圍內(nèi)吸取通過光束照射對所述待 加工層進行加工時所產(chǎn)生的粉末；并且所述粉末除去單元設(shè)置有狹縫部及吸取單元，所述 狹縫部使所述平臺在該平臺的包含所述光束照射位置的往復(fù)運動范圍的部分中處于切斷 狀態(tài)，所述吸取單元用于從所述狹縫部吸取所述粉末。在權(quán)利要求2所述的本發(fā)明中，氣體浮起機構(gòu)位于所述基板下方，所以在由于已 升華或液化的待加工層的固化而產(chǎn)生粉末或由于光束加工剝離待加工層而產(chǎn)生粉末的情 形中，例如噴射氣體可能將粉末吹走。其結(jié)果是，需要經(jīng)常清潔整個工作區(qū)域。然而，在本 發(fā)明中，通過把噴射氣體以支撐基板的平臺的光束照射位置的范圍形成為處于切斷狀態(tài)的 狹縫部，并且將用于吸取粉末的吸取單元布置在該狹縫部中，所以在光束照射位置升華或 液化然后在該位置附近固化的粉末會被立即吸取。于是，可在粉末被噴射氣體吹走并飛散之前對粉末進行收集。因此，即使不經(jīng)常對光束加工裝置和工作區(qū)域進行清潔，也能夠使光束加工裝置 及其周圍保持清潔狀態(tài)。另外，還吸取了由于光束照射而升華所產(chǎn)生的待加工層氣體，所以可抑制因此產(chǎn) 生的升華層在基板附近固化而粘附到基板上。如權(quán)利要求3所述的光束加工裝置的特征在于，在權(quán)利要求1或2所述的光束加 工裝置中，所述氣體浮起機構(gòu)設(shè)置有平臺及移動機構(gòu)，所述平臺具有用于噴射氣體的氣體 噴射機構(gòu)并將所述基板支撐得使所述基板以平放狀態(tài)懸浮，所述移動機構(gòu)使所述基板在所 述平臺上沿一個方向移動；在加工所述基板的所述待加工層時，所述光束照射單元與所述 基板的移動同步地使所述光束照射位置在沿著所述基板的移動方向的方向上移動，并在與 所述基板的移動方向相交的方向上使所述光束照射位置移動；并且在利用所述移動機構(gòu) 移動所述基板的狀態(tài)下，通過所述光束照射單元的光束照射對所述基板的待加工層進行加 工。
在權(quán)利要求3所述的光束加工裝置中，當(dāng)光束對基板的待加工層進行加工時，可 在基板被運送的狀態(tài)下通過照射光束來加工待加工層，因此在通過光束照射進行加工時不 需要以短間隔來重復(fù)基板運送的啟動和停止。此處，例如，在通過以短間隔重復(fù)地進行線性 加工從而加工出呈條紋形狀的許多線的情況下，隨著基板的尺寸和重量變大，其慣性力也 會變大，因此在啟動和停止運送時需要很大的力，并且同時，要向移動機構(gòu)(運送機構(gòu))施 加很大的負載。這就要求移動機構(gòu)具有高強度和很大的驅(qū)動力，這樣設(shè)備成本和運行成本 就會增大。另外，在啟動和停止運送時，可能不僅會向移動機構(gòu)、還會向大尺寸基板施加很 大的負載，所以需要采取某些措施來避免向基板施加過大的負載。也就是說，以懸浮狀態(tài)運送基板，并因此假定以勻速運送基板而不必重復(fù)該運送 的啟動和停止，這樣移動機構(gòu)就不需要很大的驅(qū)動力和很大的強度，從而可實現(xiàn)成本降低。 另外，在以懸浮狀態(tài)運送大尺寸基板的同時對待加工層進行加工，可在不會向基板施加很 大的負載因而使基板處于良好狀態(tài)的同時對其進行加工。另外，通過在運送時對待加工層進行加工，還可實現(xiàn)加工時間的縮短。此處，應(yīng)注意，作為一種在使光束照射位置與基板的運送保持同步的同時使基板 沿光束加工方向移動的方法，所提供的其中一種方法是讓設(shè)置有物鏡光學(xué)元件并用于照射 光束的頭部沿基板運送方向和基板加工方向二者的合成方向移動，所提供的另一種方法是 利用電流計反射鏡(galvanometer mirror)讓光束沿上述合成方向掃描。如權(quán)利要求4所述的光束加工裝置是這樣一種光束加工裝置，在該光束加工裝置 中，向形成在基板的一個表面上的待加工層照射光束，從而對所述待加工層進行加工，其特 征在于該光束加工裝置包括運送機構(gòu)、光束照射單元和粉末除去單元。所述運送機構(gòu)設(shè)置 有支撐單元，所述支撐單元用于從下面支撐著所述基板以使所述基板處于基本平放狀態(tài)， 所述運送機構(gòu)在所述支撐單元支撐著所述基板的狀態(tài)下使所述基板沿一個方向移動；所述 光束照射單元向形成在所述基板的一個表面上的所述待加工層照射光束，從而對所述待加 工層進行加工。所述粉末除去單元吸取通過光束照射對所述待加工層進行加工時所產(chǎn)生的 粉末。其中，所述基板布置在所述運送機構(gòu)上且讓所述基板的形成有所述待加工層的所述 一個表面朝上，并通過利用所述光束照射單元從所述基板的另一表面下方透過所述基板向 所述待加工層照射光束來對所述待加工層施以加工。并且，所述粉末除去單元從所述基板 上方吸取并除去通過所述光束照射對所述待加工層進行加工時所產(chǎn)生的粉末。在權(quán)利要求4所述的本發(fā)明中，所述基板布置在所述運送機構(gòu)中且讓所述待加工 層朝上，所以即使該結(jié)構(gòu)是用所述支撐單元在基板下側(cè)對其進行支撐，即所述支撐單元與 所述基板的下表面接觸，所述待加工層也不會被損壞。因此，通過使用輥子或其他類似元件 作為支撐單元來支撐所述基板的下表面?zhèn)?，可將基板保持在平放狀態(tài)而不會使基板彎曲。然后，沿從基板下方到基板上方的方向進行光束照射，因此激光的方向變?yōu)榉捶?向，但該情況與如上所述將待加工層布置在下側(cè)且沿從基板上方到基板下方的方向進行光 束照射的情況相同。 因此，在本發(fā)明中，利用支撐單元也能防止基板發(fā)生彎曲，所以光束照射位置不會 根據(jù)基板的位置而大幅度地上下偏移，并且即使光束的照射位置相對于基板發(fā)生了移動， 也可使待加工層落在光束的焦點范圍內(nèi)而不會改變其焦點位置。例如，在開始光束照射時 或在某次通過調(diào)節(jié)光束的焦點位置來進行維護等時，在操作期間的任何時間都不需要改變光束的焦點位置。其結(jié)果是，可省去自動調(diào)焦機構(gòu)，從而能在很大程度上降低光束加工裝置的成本， 同時還能大幅度地簡化光束加工裝置內(nèi)的物鏡光學(xué)器件的調(diào)焦部件結(jié)構(gòu)。另外，由于沒有自動調(diào)焦機構(gòu)，因此不會因自動調(diào)焦機構(gòu)的控制而發(fā)生操作延遲， 從而可在實現(xiàn)操作高速化的方面消除障礙。此外，對朝上的待加工層進行加工，所以在由于已升華或液化的待加工層的固化 而產(chǎn)生粉末或由于光束加工剝離待加工層而產(chǎn)生粉末的情形中，粉末可能再次粘附在基板 上表面?zhèn)鹊拇庸由?。然而，在本發(fā)明中，粉末除去單元從基板上方吸取并除去通過光束 照射對待加工層進行加工時所產(chǎn)生的粉末，因此可防止粉末(細小微粒)再次粘附到待加
工層上。如權(quán)利要求5所述的光束加工方法是這樣一種光束加工方法，在該光束加工方法 中，向形成在基板的一個表面上的待加工層照射光束，從而對所述待加工層進行加工，其特 征在于該光束加工方法包括在通過從下方噴射氣體而使所述基板以平放方式懸浮且讓所 述待加工層朝下的狀態(tài)下，通過從所述基板的與形成有所述待加工層的表面相反的另一表 面上方照射光束，用所述光束透過所述基板對所述待加工層進行加工。在權(quán)利要求5所述的本發(fā)明中，能夠獲得與權(quán)利要求1中所述的發(fā)明的操作效果 相同的操作效果。如權(quán)利要求6所述的光束加工方法是這樣一種光束加工方法，在該光束加工方法 中，向形成在基板的一個表面上的待加工層照射光束，從而對所述待加工層進行加工，其特 征在于該光束加工方法包括在從下方支撐著所述基板以使所述基板基本平放且讓所述待 加工層朝上的狀態(tài)下，通過從所述基板的與形成有所述待加工層的表面相反的另一表面下 方照射光束，用所述光束透過所述基板對所述待加工層進行加工；以及從所述基板上方吸 取并除去通過所述光束對所述待加工層進行加工時所產(chǎn)生的粉末。在權(quán)利要求6所述的本發(fā)明中，能夠獲得與權(quán)利要求4中所述的發(fā)明的操作效果 相同的操作效果。如權(quán)利要求7所述的經(jīng)光束加工的基板，其特征在于所述基板具有待加工層，所 述待加工層已經(jīng)被如權(quán)利要求1至4中任一項所述的光束加工裝置進行了加工。在權(quán)利要求7所述的本發(fā)明中，能夠獲得與權(quán)利要求1至4中任一項所述的發(fā)明 的操作效果相同的操作效果。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的光束加工裝置、光束加工方法和經(jīng)光束加工的基板，從基板的另一 側(cè)照射用于加工待加工層的光束，所以當(dāng)所述基板的待加工層被布置在下側(cè)時，可在所述 待加工層不與其他構(gòu)件接觸的狀態(tài)下防止基板在其自身重力的作用下發(fā)生彎曲。由于能夠 將基板保持為平放或平躺方式而不讓基板的待加工層與其他構(gòu)件接觸，因此不需要根據(jù)彎 曲的基板對光束照射位置進行調(diào)焦的自動調(diào)焦機構(gòu)，其結(jié)果是，能夠簡化光束加工裝置，從 而可實現(xiàn)成本降低。


圖1是顯示了本發(fā)明第一實施例的光束加工裝置的輪廓的平面圖。
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圖2是顯示了該光束加工裝置的輪廓的側(cè)視圖。圖3是顯示了本發(fā)明第二實施例的光束加工裝置的輪廓的平面圖。圖4是顯示了第二實施例的光束加工裝置的輪廓的正視圖。圖5是用于解釋第二實施例的光束照射方法的圖。圖6是顯示了第三實施例的光束加工裝置的示意圖。圖7是顯示了第三實施例的光束加工裝置的示意圖。
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的第一實施例進行說明。圖1和圖2顯示了本發(fā)明第一實施例的光束加工裝置的示意性結(jié)構(gòu)。本實例中的光束加工裝置適合用于例如制造上述發(fā)電系統(tǒng)、等離子體顯示器等， 并能夠用于利用光束(本文中為激光束)對形成于諸如玻璃基板等透明基板上的薄膜層進 行圖形化，在該圖形化過程中，通過向基板上的薄膜層(待加工層)照射激光束來升華、液 化并剝離該薄膜層，從而形成凹槽以使該薄膜層成為劃分狀態(tài)，由此將該薄膜層形成為任 意形狀。然而，此處是在薄膜中形成凹槽，從而形成例如條紋形狀或矩陣形狀。本實例描述的情形是假設(shè)最終產(chǎn)品是如上所述的使用非晶硅的發(fā)電系統(tǒng)。在上述 發(fā)電系統(tǒng)中，不能獲得高電壓，所以在諸如玻璃基板等透明基板上，以條紋形狀形成了多個 電池單元，同時將這些電池單元彼此串聯(lián)連接，從而能夠輸出所需的電壓。于是，在制造時，首先從玻璃基板側(cè)吸收太陽光，因而在該玻璃基板側(cè)形成了透明 電極薄膜。然后，以預(yù)定間隔在該透明電極薄膜中形成凹槽，從而將透明電極形成為條紋形 狀。接著，在該透明電極上，形成非晶硅薄膜以作為實施光電轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體器件。此處，應(yīng) 注意，這部分用作具有PN結(jié)或PIN結(jié)的半導(dǎo)體器件。于是，在被圖形化成條紋形狀的透明電極薄膜層上沉積包括多個層并作為光電轉(zhuǎn) 換層的非晶硅層，此后利用激光束在非晶硅層中再次形成凹槽。此處，應(yīng)注意，將這些凹槽 形成得讓它們與形成在透明電極薄膜層中的上述凹槽相鄰地布置著。隨后，形成金屬電極薄膜層，并利用激光束以類似的方式形成凹槽。在此情況下， 金屬電極中的凹槽以如下方式形成它們與形成在非晶硅層中的上述凹槽相鄰，且同時是 在與透明電極中所形成的凹槽(其與形成在非晶硅層中的凹槽相鄰)相反的那一側(cè)與非晶 硅層中的凹槽相鄰。亦即，各層中的凹槽形成為如下狀態(tài)它們按透明電極層中的凹槽、非 晶硅層中的凹槽和金屬電極層中的凹槽這樣的順序彼此相鄰地布置著。于是，使用本發(fā)明的光束加工裝置在如上所述的各薄膜中形成凹槽。如圖1和圖2所示，光束加工裝置設(shè)置有氣體浮起機構(gòu)10和光束照射單元50，氣 體浮起機構(gòu)10通過噴射氣體將上述基板(玻璃基板2)支撐得呈平浮狀態(tài)，光束照射單元 50向形成在上述基板的一個表面上的待加工層3照射光束，從而對該層3進行加工。氣體浮起機構(gòu)10設(shè)置有例如平臺11、多個氣體噴射板12和移動機構(gòu)14，平臺11 為板狀形狀并沿稍后說明的玻璃基板2的運送方向延伸，多個氣體噴射板12以幾乎均勻散 布在平臺11上的方式排列著，移動機構(gòu)14布置在平臺11的相對兩側(cè)上，以便與玻璃基板 2的相對兩側(cè)部分接合，從而沿一個運送方向運送玻璃基板2。盡管上述平臺11基本上為板狀形狀，但該平臺11例如也可以是由沿運送方向延伸的多個板構(gòu)件構(gòu)成的條紋狀結(jié)構(gòu)。另外，平臺11處于如下狀態(tài)，該狀態(tài)是沿光束照射單 元50的稍后說明的物鏡光學(xué)器件51的運送方向，在線性激光束照射位置所處的地點處，平 臺11被劃分為兩個部分，即沿運送方向在激光束照射位置后方的后側(cè)(背側(cè))平臺和在激 光束照射位置前方的前側(cè)(正側(cè))平臺，且在后側(cè)平臺Ila和前側(cè)平臺lib之間形成有狹 縫狀空間形式的狹縫部11c。該狹縫部Ilc以如下狀態(tài)形成在平臺Ila和平臺lib之間狹縫部Ilc將平臺11 劃分為后側(cè)平臺Ila和前側(cè)平臺lib。此處，應(yīng)注意，可以不將平臺11劃分為兩部分，而是 在激光束照射位置形成狹縫形狀的開口部分，并且也可將該開口部分用作狹縫部。在平臺11的每一部分中都布置有上述氣體噴射板12。另外，這些氣體噴射板12由多孔性的陶瓷板制成，或者由其中形成有數(shù)量眾多的 孔洞或孔隙的金屬板或樹脂板制成。然后，在這些氣體噴射板12每一者的背面?zhèn)雀浇佑形磮D示的容器狀背面構(gòu)件，該 背面構(gòu)件形成呈如下密封狀態(tài)的空間除了相應(yīng)的氣體噴射板12側(cè)之外，該背面構(gòu)件是封 閉的。將供應(yīng)壓縮氣體的管道連接至每一個背面構(gòu)件，并將例如壓縮機或氣缸等壓縮氣體 供應(yīng)單元連接至該管道以供應(yīng)壓縮氣體。氣體噴射機構(gòu)由氣體噴射板12、用于向氣體噴射板12供應(yīng)壓縮氣體的壓縮氣體 供應(yīng)單元、以及連接在壓縮氣體供應(yīng)單元與氣體噴射板12之間的管道等形成。此處，應(yīng)注意，例如使用空氣或氮氣等作為壓縮氣體，但優(yōu)選使用不會影響待加工 層3的氣體。例如，在待加工層3會被氧氣氧化的情形下，優(yōu)選使用不活潑氣體，例如氮氣。另外，在每個氣體噴射板12中，可構(gòu)造為具有用于噴射氣體的噴射口和用于吸取 氣體的吸取口，或者可構(gòu)造為除了設(shè)有氣體噴射板12外還設(shè)置有氣體吸取板15。這種結(jié)構(gòu)通過實施氣體噴射和氣體吸取并且同時控制噴射氣體量和吸取氣體量 中的至少一者，來進行控制以使處于懸浮狀態(tài)的玻璃基板2的高度保持恒定。即使僅噴射氣體，也能根據(jù)噴射氣體量在一定程度上調(diào)節(jié)玻璃基板2的懸浮高 度，但為了高精度、快速地控制玻璃基板2的懸浮高度，例如在玻璃基板2向上移動的情形 中，可以通過不僅噴射氣體、還同時吸取氣體(即，不是通過僅僅減少噴射氣體量，而是通 過除了減小噴射氣體量之外還吸取氣體)來使玻璃基板2向下快速復(fù)位。在此情況下，優(yōu)選將氣體噴射板12和氣體吸取板15以分散的方式進行布置，例 如，以交錯的方式進行布置。另外，還可構(gòu)造為使氣體吸取板15的數(shù)量少于氣體噴射板12 的數(shù)量。此外，優(yōu)選的是，不將氣體吸取板15布置在玻璃基板2的靠近光束加工位置的部 分中，從而防止氣體吸取板15吸取在光束加工時產(chǎn)生的粉末。此處應(yīng)注意，在本發(fā)明中，成為激光照射位置的狹縫部Ilc設(shè)置有稍后說明的吸 取單元13，如后文所述，該吸取單元13吸取由于激光束加工而產(chǎn)生的粉末或細小微粒，并 且通過控制該吸取單元13的吸取氣體量和布置在激光照射位置附近的氣體噴射板12中的 噴射氣體量，可將處于激光照射位置的玻璃基板2的高度保持為基本上恒定。此處，應(yīng)注意，在利用氣體的噴射和吸取來進行玻璃基板2的高度調(diào)節(jié)時，例如， 在玻璃基板2的在一直線上的成為激光照射位置的那部分處或在該部分的附近測量玻璃 基板2的高度位置(例如，朝向下側(cè)的表面的高度位置)，并對噴射氣體量和吸取氣體量進 行控制，以便根據(jù)玻璃基板2的作為測量結(jié)果的高度來對噴射氣體量和吸取氣體量進行調(diào)節(jié)?；旧希?dāng)玻璃基板2的高度位置趨于升高時，減少噴射氣體量并增大吸取氣體量。另 一方面，當(dāng)高度位置趨于下降時，增大噴射氣體量并減少吸取氣體量。另外，例如，移動機構(gòu)14適合與玻璃基板2的右側(cè)邊緣部分和左側(cè)邊緣部分接 合，以便該移動機構(gòu)14在運送方向上運送玻璃基板2。此處，應(yīng)注意，對于運送技術(shù)，通常 可使用用于在一個方向上移動或運送待處理物體的機構(gòu)，例如滾珠絲杠機構(gòu)(ball screw mechanism)、使用鋼索的機構(gòu)或者使用線性電機的機構(gòu)等。利用具有上述平臺11的氣體浮 起機構(gòu)10使玻璃基板2處于懸浮狀態(tài)，所以移動機構(gòu)14不需要將玻璃基板2保持在完全 懸掛狀態(tài)，而是它僅需要具有這樣的結(jié)構(gòu)移動機構(gòu)14將玻璃基板2保持到能夠沿運送方 向推拉玻璃基板2的程度。上述平臺11設(shè)置有粉末除去單元16，該粉末除去單元16抽吸或吸取在稍后說明 的光束照射位置的移動范圍內(nèi)通過光束照射單元50的光束照射對上述待加工層3進行加 工時所產(chǎn)生的粉末。另外，粉末除去單元16設(shè)置有形成于平臺11中的上述狹縫部Ilc以 及布置在狹縫部Ilc中用于吸取或抽吸粉末的吸取單元13。亦即，形成狹縫部Ilc的目的 是吸取并除去粉末，且狹縫部Ilc作為粉末除去單元16的一部分。吸取單元13設(shè)置有多個吸取口 13a、壓縮機、管道和旋風(fēng)裝置(圖中省略)，這些 吸取口 13a布置在狹縫部Ilc中，上述壓縮機用于實施吸取或抽吸，上述管道使上述壓縮機 和吸取口 13a相互連接，上述旋風(fēng)裝置布置在上述管道的中央以用于實施固氣分離(粉末 分離)。上述多個吸取口 13a沿狹縫部Ilc的縱長方向，即沿與玻璃基板2的運送方向正 交的方向，成行地布置在上述狹縫部Ilc中。然后，上述壓縮機將吸取口 13a中所抽吸或吸取的粉末或者在變成粉末(即在抽 吸期間變成固體)之前的升華氣體抽吸或吸取到旋風(fēng)裝置中。上述旋風(fēng)裝置是普遍已知的用于粉末分離的旋風(fēng)器(cyclone)，該旋風(fēng)器中，利用 螺旋氣流使固體從該氣體中離心出來，所以基本上僅氣體被排出。然后，該氣體到達壓縮 機。另外，可重新利用或丟棄由旋風(fēng)器所收集的固體。光束照射單元50具有用于本實例中的激光器等的光源器件，且設(shè)置有用于產(chǎn)生 激光的未圖示的激光生成部和用于將激光束照射到玻璃基板上的光學(xué)系統(tǒng)。該光源器件可使用例如YAG激光器、CO2激光器、其他氣體激光器、固態(tài)激光器、半 導(dǎo)體激光器、液體激光器、纖維激光器和薄膜圓盤激光器等中的至少任意一種來作為激光
ο此處，例如使用波長為532nm的YAG激光器作為可見光激光器。另外，YAG激光器基本上具有1064nm的波長，但已知一種技術(shù)能使用該波長的一 半即532nm，并且通過使用波長為532nm的可見光，激光能夠以有效的方式穿過玻璃基板。此處，應(yīng)注意光源不限于用于YAG激光器的光源，并且激光束的波長也不限于 532nm，但要求激光束具有能穿過帶有待加工層的基板(例如帶有待加工層3的玻璃基板2) 的波長，例如，在可見光能穿過但可見光范圍之外的電磁波難以穿過的基板中，優(yōu)選使用可 見光光束。另外，在待加工層3中，優(yōu)選的是光束要被有效地吸收，以便能夠以有效的方式 利用該光束進行加工，并且需要選擇用作該光束的電磁波的波長以使得該電磁波易于穿過基板(即，具有低吸收系數(shù))且還易于被待加工層3吸收。此外，在基板是透明的且待加工層3是透明電極的情況下，可選擇例如波長在基 板側(cè)沒有吸收峰值、但在透明電極側(cè)有吸收峰值的可見光，或者可選擇在可見光范圍及其 周邊區(qū)域(例如近紅外區(qū)域和近紫外區(qū)域)內(nèi)易于穿過基板側(cè)、但難以穿過待加工層3側(cè) 的波長。另外，激光束可為脈沖光束。此外，光束照射單元50的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置有物鏡光學(xué)器件(物鏡)51，利用物鏡光學(xué) 器件51將光束會聚或聚焦到待加工層上，從而照射到該待加工層上。物鏡光學(xué)器件51被支撐在例如導(dǎo)軌53上，該導(dǎo)軌53布置在上述平臺11的狹縫 部Ilc上方并沿著狹縫部Ilc (與玻璃基板2的運送方向正交地)相對于狹縫部Ilc自由 地移動，因此，物鏡光學(xué)器件51可在被導(dǎo)軌53引導(dǎo)的狀態(tài)下在與玻璃基板2的運送方向垂 直的方向上自由移動。此外，物鏡光學(xué)器件51利用未圖示的驅(qū)動裝置可沿導(dǎo)軌53往復(fù)運 動。另外，例如通過使用反射鏡或棱鏡從光源器件側(cè)向物鏡光學(xué)器件51照射激光束、 并通過將光束的照射方向轉(zhuǎn)向玻璃基板2側(cè)且同時利用物鏡光學(xué)器件51向玻璃基板2照 射光束，來實現(xiàn)向物鏡光學(xué)器件51提供激光束。例如，從光源器件通過反射鏡或棱鏡沿上 述導(dǎo)軌53照射激光，以便始終向沿導(dǎo)軌53移動的物鏡光學(xué)器件51照射激光。此處，應(yīng)注意，可構(gòu)造為在向物鏡光學(xué)器件51照射激光時，是利用光纖來進行該 激光照射的。此外，根據(jù)已知的方法(例如改變物鏡光學(xué)器件51的高度位置)可調(diào)節(jié)物鏡光學(xué) 器件51的焦點位置，但不提供自動聚焦功能，并且在激光束加工期間一旦將焦點位置調(diào)節(jié) 好后就不需要以自動的方式改變激光束的焦點。另外，還可構(gòu)造為當(dāng)利用激光照射在待加工物體中形成凹槽以便將待加工物體加 工成條紋形狀時，沿玻璃基板2的運送方向布置有多個物鏡光學(xué)器件51，以便能夠一次性 同時照射多條激光束。亦即，物鏡光學(xué)器件51可這樣并排布置著使得能夠與欲形成在待加工層3中的 相鄰凹槽之間的距離對應(yīng)地照射激光，其結(jié)果是，通過從這些物鏡光學(xué)器件同時照射激光 束就能夠同時形成多個凹槽，從而能夠縮短操作時間。在這種情況下，也是利用氣體以基本上平躺的方式支撐著幾乎整個玻璃基板2，因 而不需要為每個物鏡光學(xué)器件51提供自動聚焦功能。下面說明使用如上所述的光束加工裝置的光束加工方法。在本實例中，本發(fā)明適用于制造利用上述非晶硅的上述發(fā)電系統(tǒng)，且每次在玻璃 基板2上形成透明電極層、光電轉(zhuǎn)換層和金屬電極層中的一者時都進行光束加工。在光束加工中，使用具有與上述氣體浮起機構(gòu)10類似的氣體浮起機構(gòu)10的運送 路徑向光束加工裝置運送玻璃基板2。在此情況下，要由激光束加工的待加工層3位于玻 璃基板2的下方。亦即，使玻璃基板2處于稍微懸浮在氣體浮起機構(gòu)10的平臺11上的狀 態(tài)，且使玻璃基板2的形成有待加工層的表面位于下側(cè)。然后，在光束加工裝置中，使玻璃 基板2與氣體浮起機構(gòu)10的平臺11上的移動機構(gòu)14相連，并在與物鏡光學(xué)器件51的移 動方向正交的運送方向上運送玻璃基板2。
此后，當(dāng)玻璃基板2的作為其運送方向上的前置側(cè)的端部到達平臺11的上述狹縫 部Ilc時，且因此當(dāng)形成在玻璃基板2上的待加工層3的凹槽形成位置已到達被導(dǎo)軌53支 撐著的物鏡光學(xué)器件51時，停止運送。然后，在輸出激光的狀態(tài)下，通過將物鏡光學(xué)器件51在沿著導(dǎo)軌53的一個方向上 從待加工層3的一個側(cè)邊移動到待加工層3的另一個側(cè)邊來形成凹槽，以便通過由此形成 的凹槽來劃分待加工層3。另外，在此情況下，驅(qū)動粉末除去單元16的吸取單元13使其工作，使得它從布置 在物鏡光學(xué)器件51的移動范圍內(nèi)的狹縫部Ilc吸取布置在狹縫部Ilc上方的玻璃基板2 的待加工層3側(cè)的氣體。其結(jié)果是，吸取單元13吸取了構(gòu)成待加工層的物質(zhì)的由于激光束 照射而升華或液化然后固化所產(chǎn)生的粉末，以及由于激光束的照射對這些物質(zhì)進行剝離所 產(chǎn)生的粉末。通過如此工作，即使在激光束加工時產(chǎn)生了粉末，也可防止粉末由于噴射氣體而 飛散從而污染光束加工裝置及其周圍，其結(jié)果是，可將光束加工裝置及其周圍保持為清潔 狀態(tài)。另外，在平臺11與玻璃基板2彼此分離微小距離的狀態(tài)下，換言之，在平臺11與 玻璃基板2彼此靠近的狀態(tài)下，可從平臺11的狹縫部Ilc吸取待加工層3的氣體和粉末 (該氣體和粉末產(chǎn)生在玻璃基板2的朝向狹縫部Ilc側(cè)的待加工層3中)，因此能夠以有效 的方式吸取這些氣體和粉末。也就是說，能夠以可靠的方式除去粉末。隨后，利用移動機構(gòu)再次將玻璃基板2運送至到達某一位置，在這一位置處，待加 工層3的下一次凹槽形成位置到達了激光束照射位置。然后，在輸出激光束期間，驅(qū)動物鏡光學(xué)器件51使其沿著導(dǎo)軌53在與前一次激光 照射時該物鏡光學(xué)器件51的移動方向相反的方向上移動，以便在待加工層3中形成凹槽。重復(fù)上述操作，直到在待加工層3的應(yīng)當(dāng)進行凹槽加工的所有部分中都形成了凹 槽，這樣對于一個待加工層3而言形成了所有凹槽。其后，在當(dāng)前待加工層3上形成下一個 待加工層3之后，再次進行上述光束加工。于是，如上所述形成透明電極層、光電轉(zhuǎn)換層(非晶硅層)和金屬電極層，同時，利 用光束加工在所有這些層中形成凹槽。其結(jié)果是，在玻璃基板2上制造出了上述發(fā)電系統(tǒng)， 該發(fā)電系統(tǒng)被劃分成許多彼此串聯(lián)連接的電池。在此情況下，利用噴射氣體使玻璃基板2處于懸浮的狀態(tài)，這樣玻璃基板2便不會 彎曲。因此，不需要為了應(yīng)付如上所述玻璃基板2在其自身重力的作用下發(fā)生彎曲的情況 而利用自動調(diào)焦機構(gòu)在光束加工期間進行焦點調(diào)節(jié)，因此不需要設(shè)置自動調(diào)焦機構(gòu)，這樣 就能夠?qū)崿F(xiàn)光束加工裝置的成本的降低。另外，由于沒有設(shè)置自動調(diào)焦機構(gòu)，用于自動調(diào)焦的控制便不會成為光束加工速 度的瓶頸，并且光束加工的延遲因素得以減少，從而能夠?qū)崿F(xiàn)光束加工速度的進一步提高。此外，在平臺11中形成與激光束照射位置的移動范圍(物鏡光學(xué)器件的移動范 圍)相對應(yīng)的狹縫部11c，并且在此狹縫部Ilc中，在狹縫部Ilc正上方的位置處由光束照 射而升華或液化的待加工層作為氣體或粉末而被吸取，以便光束加工時所產(chǎn)生的粉末能夠 被收集起來而不飛散，從而能夠使光束加工裝置及其周圍保持為清潔狀態(tài)。另外，從平臺11噴射的氣體以及在狹縫部Ilc中被吸取的氣體會產(chǎn)生氣流，從而能夠抑制待加工層3的在玻璃基板2的光束照射位置處升華或液化的那部分又固化到該光 束照射位置處并重新粘附到由此形成的凹槽中。其結(jié)果是，能夠以較高的精度實現(xiàn)光束加工，如果上述發(fā)電系統(tǒng)基于該光束加工 使用非晶硅作為待加工層3，則能夠增大該發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。另外，在通過使用多個物鏡光學(xué)器件51來同時照射多條光束以在待加工層中同 時形成多個凹槽從而還實現(xiàn)光束加工高速化的情形下，由于用噴射氣體支撐著玻璃基板2 而使其不會發(fā)生彎曲或下垂，因此多條光束各自的焦點位置會脫離待加工層3的可能性很 小，并且能夠以較高的精度調(diào)節(jié)各光束的焦點位置，所以通過同時進行多個光束加工操作， 能夠抑制可能發(fā)生的加工精度差異，且能夠以較高的精度實施光束加工。另外，根據(jù)這種高 精度光束加工，能夠?qū)崿F(xiàn)上述發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率的提高。亦即，已知的是，如果光束加工 的精度降低，所制造出來的上述發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率將會下降，因此光束加工精度的提高 能夠防止發(fā)電效率降低，從而能夠制造出較高發(fā)電效率的上述發(fā)電系統(tǒng)。另外，即使以與傳統(tǒng)的沒有氣體浮起機構(gòu)10的光束加工裝置的條件基本上相同 的條件來制造經(jīng)光束加工的基板(該基板具有已被本發(fā)明的光束加工裝置加工過的待加 工層3)，也能夠?qū)崿F(xiàn)加工精度的提高，因此，基于此能夠預(yù)期到性能的提高。圖3和圖4顯示了本發(fā)明第二實施例的光束加工裝置的示意性結(jié)構(gòu)。此外，圖5 顯示了用于解釋照射光束的頭部的移動的圖。在本發(fā)明第一實施例中，是在玻璃基板2的運送被停止的狀態(tài)下實施光束加工， 但與此相反，在第二實施例中，是在類似于玻璃基板2的基板101正被運送而沒有停止的狀 態(tài)下實施光束加工，并且該第二實施例與第一實施例的不同之處在于光束照射單元中用于 移動光束照射位置的機構(gòu)，但除此之外的結(jié)構(gòu)與第一實施例中的結(jié)構(gòu)基本上相同，所以將 簡化對相同部件的解釋。第二實施例的光束加工裝置可用于與本發(fā)明第一實施例相同的用途，并能夠進行 相似的加工。如同本發(fā)明第一實施例那樣，本光束加工裝置能夠制造出利用光電效應(yīng)的發(fā) 電系統(tǒng)。如圖3和圖4所示，該光束加工裝置設(shè)置有運送機構(gòu)(移動機構(gòu))104，其在一個 方向上運送基板101，以便通過照射在玻璃基板101上的光束103來加工或處理在該玻璃基 板101的一個表面上形成的待加工層102 (薄膜層)；光束照射器件111 (光束照射單元)， 該光束照射器件111向形成在基板101的一個側(cè)面中的待加工層102照射光束103且同時 具有頭部110，上述光束103在穿過由運送機構(gòu)104運送的上述基板101的同時從該基板 101的另一個側(cè)面照射向待加工層102，上述頭部110用于在光束照射時將光束垂直于基板 101地照射到基板101上；以及頭部移動器件120，其能夠沿與由上述運送機構(gòu)104運送的 基板101平行的一個面在彼此相交的兩個方向上同時移動上述頭部110。本實例中基板101和基板101的待加工層102例如與第一實施例中的相同。此夕卜， 運送機構(gòu)104與第一實施例中的氣體浮起機構(gòu)10的移動機構(gòu)14相同。另外，在本第二實 施例中，也使用了氣體浮起機構(gòu)10，并且使用了與第一實施例中的平臺11相同的平臺141， 該平臺141用于通過噴射氣體使基板101懸浮。此處，應(yīng)注意，運送機構(gòu)104對基板的運送方向與待加工層102中的通過在基板 101上加工成條紋形狀而形成的凹槽的方向正交。
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亦即，需要按照如下方式將基板101設(shè)置在運送機構(gòu)104上使基板101在與欲形 成的凹槽的方向正交的方向上運送。然后，具有頭部110的光束照射器件111設(shè)置有產(chǎn)生激光的光源器件112，并設(shè)置 有用于將激光從光源器件112引導(dǎo)到頭部110的光束引導(dǎo)系統(tǒng)。光源器件112例如輸出與第一實施例中相同的激光。此處，應(yīng)注意，在本實例中，頭部110用于同時向待加工層102照射多條激光束，且 布置有多個物鏡光學(xué)器件113 (例如此處為四個物鏡光學(xué)器件113)。此處，應(yīng)注意，對應(yīng)于 照射出的光束數(shù)量，在光源器件112中也輸出四個光束。另外，在本實例中，將激光從光源器件112引導(dǎo)到頭部110的光束引導(dǎo)系統(tǒng)由多個 反射鏡 115、116、117、128 和 129 構(gòu)成。此外，光束照射器件111的光束引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)置有光程長度調(diào)節(jié)器件114，其用于將 頭部Iio與光源器件112相距的光程長度保持為基本不變而不論頭部110被移動到哪個位置。在本實例中，頭部110被設(shè)計為能沿著作為基板101的寬度方向的X軸方向(該方 向與作為基板101的運送方向的Y軸方向正交)移動基本上約等于基板101寬度的距離， 在基板101是大尺寸玻璃基板的情形下，從光源器件112到頭部110的距離根據(jù)頭部110 的移動而大幅度地變化。此處，利用例如準(zhǔn)直透鏡將從光源器件112輸出的激光束轉(zhuǎn)換為平行光束，然而 其不會成為理想的平行光束，而是由于衍射等會稍微散射，從而會使光束的直徑逐漸變大。 因此，如果構(gòu)造為在利用反射鏡將激光束引導(dǎo)頭部110時讓頭部110背離或朝向光源器件 112大幅度地移動，入射到物鏡光學(xué)器件113的激光束的光束直徑則會出現(xiàn)明顯差異，這取 決于它們彼此之間是相背還是相向移動，其結(jié)果是，會發(fā)生例如焦點位置變化，或光束強度 變化，從而妨礙精確加工。因此，在本實例中，在使激光束轉(zhuǎn)向光程長度調(diào)節(jié)器件114的同時，對激光束進行 引導(dǎo)。此處，應(yīng)注意，上述光束引導(dǎo)系統(tǒng)必須主要設(shè)置有第一反射鏡115和第二反射鏡 116，該第一反射鏡115用于在X軸方向上對從光源器件112輸出的激光束進行引導(dǎo)，該第 二反射鏡116安裝在后文所述的X軸滑塊122上，該X軸滑塊122是與頭部110 一起在X軸 方向上移動而不在Y軸方向上移動的一個部件，該第二反射鏡116還用于在讓激光束以90 度角度彎曲的同時將激光束從第一反射鏡115引導(dǎo)到頭部110，以使該激光束沿Y軸方向前 進。然而，在本實例中，光程長度調(diào)節(jié)器件114布置在第一反射鏡115和第二反射鏡116之 間的激光束光程上。此處，應(yīng)注意，在本實例中，光程長度調(diào)節(jié)器件114與光源器件112相鄰布置，光源 器件112的光軸沿Y軸方向設(shè)置，以便相對于頭部110在X軸方向上的移動對光程長度進 行調(diào)節(jié)，但是入射到光程長度調(diào)節(jié)器件114的激光束的方向以及從光程長度調(diào)節(jié)器件114 出射的激光束的方向處于Y軸方向上而不是X軸方向上。另外，光程長度調(diào)節(jié)器件114布 置在這樣的位置該位置并非處于第一反射鏡115與第二反射鏡116之間、而是在這兩個反 射鏡外側(cè)且處于第一反射鏡115側(cè)。因此，設(shè)計為使第一反射鏡115把沿X軸方向從第一 反射鏡115去往第二反射鏡116的激光束反射到與第二反射鏡116側(cè)相反的側(cè)而不是反射
15到第二反射鏡116側(cè)。此外，進一步提供有第三反射鏡128和第四反射鏡129，第三反射鏡128用于通過 使從第一反射鏡115反射的激光束從X軸方向到Y(jié)軸方向彎曲90度角來將其入射到光程 長度調(diào)節(jié)器件114上，第四反射鏡129用于將從光程長度調(diào)節(jié)器件114出射的沿Y軸方向 的激光束朝X軸方向彎曲且同時將其反射到第二反射鏡116。另外，在光程長度調(diào)節(jié)器件114中，布置有反射鏡117、117，它們用于在與已被引 導(dǎo)進入光程長度調(diào)節(jié)器件114中的激光束的方向平行的方向上將激光束反射并輸出。反射 鏡117、117布置成例如兩個，即一個反射鏡117用于通過將入射的激光束彎曲90度角對 其進行反射，另一個反射鏡117用于將上述已彎曲過的激光束進一步彎曲90度角，這樣與 上述一個反射鏡117的彎曲角度一起使激光束總共彎曲180度角。其結(jié)果是，能夠沿與入 射激光束平行的方向?qū)⑷肷浼す馐瓷洳⑵浞祷?。此處，?yīng)注意，在入射激光束位置與平 行于入射激光束而被反射的出射激光束位置之間存在偏離，其中入射激光束已被光源器件 112側(cè)的第一反射鏡115和第三反射鏡128依次反射，而出射激光束則通過第四反射鏡129 去往支撐著頭部110的X軸滑塊122的第二反射鏡116。此處，將光程長度調(diào)節(jié)器件114中的用于反射激光束的兩個反射鏡布置為可在光 程長度調(diào)節(jié)器件114中沿彼此平行的入射激光束和出射激光束的光軸、沿平行于這些激光 束的方向(即這些激光束的光軸方向)移動。也就是說，光程長度調(diào)節(jié)器件114設(shè)置有攜帶著上述兩個反射鏡117、117的滑塊 部件118;對滑塊部件118進行引導(dǎo)使其在上述光軸方向(Y軸方向)上可自由移動的導(dǎo)軌 部件119 ；以及用于驅(qū)動上述滑塊部件118使其沿導(dǎo)軌部件119移動的未圖示驅(qū)動源。此 處，應(yīng)注意，該驅(qū)動源可以是能夠驅(qū)動滑塊部件118在直線方向上往復(fù)運動的任何設(shè)備，例 如是具有能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動的驅(qū)動機構(gòu)(例如皮帶、鋼索或滾珠絲桿等)的 旋轉(zhuǎn)電機、直線電機等。于是，具有此光程長度調(diào)節(jié)器件114的光束引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)置有第一反射鏡115和第 三反射鏡128以及第二反射鏡116和第四反射鏡129。第一反射鏡115和第三反射鏡128 用于在X軸方向上對從光源器件112輸出的激光束進行引導(dǎo)，同時將該激光束折向光程長 度調(diào)節(jié)器件114的上述兩個反射鏡117、117的其中一個反射鏡117 ；第二反射鏡116和第 四反射鏡129用于將從光程長度調(diào)節(jié)器件114輸出的激光束折向物鏡光學(xué)器件113。此處， 應(yīng)注意，如果入射到光程長度調(diào)節(jié)器件114的激光束和從光程長度調(diào)節(jié)器件114出射的激 光束是沿X軸方向的，則不需要使用針對光程長度調(diào)節(jié)器件114的讓激光束在Y軸方向與X 軸方向之間進行轉(zhuǎn)換的第三反射鏡128和第四反射鏡129。另外，可使用反向反射棱鏡(例 如角錐反射器、回射器等)來代替反射鏡117、117。另外，實際上，例如通過布置在上述物鏡光學(xué)器件113中的未圖示反射鏡讓由第 二反射鏡116反射的光沿Z軸方向反射，從而入射到物鏡光學(xué)器件113的物鏡中。此外，在圖3中，僅顯示了一條激光的光程，但此處，是將在Z軸方向上按間隔布置 的多條(例如四條)激光束從光源器件112分別通過類似的光程引導(dǎo)到物鏡光學(xué)器件113， 其中分別利用四個物鏡光學(xué)器件113將這些激光束改變到X軸方向上。此處，應(yīng)注意，其構(gòu) 造為使由第二反射鏡116反射的各光束之中在Z軸方向(在高度方向)上處于最低位置 的那條激光束入射到最靠近第二反射鏡116的物鏡光學(xué)器件113中，并使高度上依次比該激光束更高的那些激光束分別入射到與第二反射鏡116相距越來越遠的物鏡光學(xué)器件113 中。另外，頭部移動器件120具有X軸移動機構(gòu)123和Y軸移動機構(gòu)124，X軸移動機 構(gòu)123使頭部110能夠沿作為凹槽加工方向的X軸方向在比基板101的待加工層102的寬 度稍寬的范圍內(nèi)移動；Y軸移動機構(gòu)124安裝在X軸滑塊122 (X軸滑塊122安裝于X軸移 動機構(gòu)123上)上，用于使頭部110可沿Y軸方向移動。在本實例中，X軸移動機構(gòu)123和Y軸移動機構(gòu)124每一者都由直線電機構(gòu)成，且 通過使用例如直線伺服電機或直線步進電機能夠以精確的方式控制頭部110的移動。于是，X軸移動機構(gòu)123具有X軸引導(dǎo)件125和X軸滑塊122，X軸引導(dǎo)件125具 有沿X軸方向延伸的直線電機的定子，X軸滑塊122具有可沿該定子移動的移動元件。X軸引導(dǎo)件125在X軸方向上對X軸滑塊122進行引導(dǎo)，同時，上述定子在X軸方 向上驅(qū)動上述移動元件。另外，安裝在X軸滑塊122上的Y軸移動機構(gòu)124具有引導(dǎo)件127和頭部110，引 導(dǎo)件127具有沿Y軸方向延伸的直線電機的定子，頭部110具有可沿該定子移動的移動元 件。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，頭部110可沿X軸方向在包括形成于基板101上的待加工層102 的寬度的范圍內(nèi)移動。另外，在使頭部110中的光束出射部件(物鏡光學(xué)器件113)的間隔 等于形成在基板101的待加工層102中的凹槽的間隔的情形下，頭部110在Y軸方向上的 可移動距離約等于相鄰凹槽之間的間隔乘以光束發(fā)射部件的數(shù)量。例如，在同時使用四條光束形成四個凹槽的情形下，需要使頭部110的沿待加工 層的X軸方向的移動終止，并需要在已將基板101沿Y軸方向運送了等于用凹槽間隔乘以 4(它是同時照射出來的光束的數(shù)量)而得到的距離之前完成四個凹槽的加工。因此，大體上，不需要頭部110在Y軸方向上的移動距離大于如上所述用待加工凹 槽的間隔乘以從頭部110出射的光束數(shù)量而得到的長度。此處，應(yīng)注意，如下文所述，將頭部110在Y軸方向上的移動速度以及基板101在 Y軸方向上的移動速度控制為彼此相等，但與執(zhí)行連續(xù)移動的基板101不同的是，頭部110 在每次進行凹槽形成操作時在反方向上返回、停止、并再次開始在Y軸方向(前進方向)上 移動，所以需要加速距離以便將頭部110在Y軸方向上的移動速度加速至基板101的移動 速度。如果基板101前進了由頭部110的一次凹槽制造操作所產(chǎn)生的許多凹槽之中的相 鄰凹槽間的間隔，則頭部110的下一次凹槽制造將不能進行，所以頭部110在Y軸方向上的 移動距離如果最大值等于上述距離就足夠了。因此，通過Y軸移動機構(gòu)124實現(xiàn)的頭部110在Y軸方向上的移動距離被設(shè)計為 與基板101的尺寸相比是極短的。接著，說明伴隨有通過具有X軸移動機構(gòu)123和Y軸移動機構(gòu)124的頭部移動器 件120實現(xiàn)的頭部110移動的光束加工方法。此處，應(yīng)注意，通過未圖示的移動控制器件(移動控制單元)進行頭部的移動控 制。該移動控制器件對由直線電機構(gòu)成的X軸移動機構(gòu)123和Y軸移動機構(gòu)124進行控制，并且基本上，所進行的控制是普遍已知的伺服電機控制或步進電機控制。在該光束加工方法中，首先，假定通過運送機構(gòu)104來驅(qū)動基板101以預(yù)定速度SK 移動。另外，對于與頭部110中的光束照射數(shù)量相對應(yīng)的凹槽數(shù)量中的每一者，將光束照射 起始位置設(shè)定給基板101。此處，應(yīng)注意，以交替方式將光束照射起始位置設(shè)定為待加工層 102的左側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣。然后，當(dāng)光束照射起始位置成為例如頭部110的各光束照射部分之中該頭部110 的在基板101運送方向上處于最后側(cè)的那個光束照射部分的光束照射位置時，將會開始頭 部Iio中的激光束照射。此處，應(yīng)注意，該激光束也可僅在對待加工層102進行加工時才進 行照射，并且當(dāng)除了加工目的之外使頭部移動時，可將該激光束置于停止照射的狀態(tài)，但即 使在不對待加工層102進行加工的狀態(tài)下也可將該激光束保持輸出，從而使該激光束處于 穩(wěn)定狀態(tài)。在此情況下，要求頭部110沿Y軸方向的移動速度和基板101沿Y軸方向的移動 速度是相同的，以便它們彼此同步。因此，在上述移動控制中，首先，頭部110例如處于在運送方向上移動的基板101 的左側(cè)，且正被運送的基板101的將被光束進行下一次照射的光束照射起始位置位于該基 板101的左側(cè)。另外，還假定頭部110位于Y軸方向上的原點位置處，即，基本上處于運送 方向上的最后側(cè)。此外，還假定頭部110位于X軸方向上的右側(cè)或左側(cè)的原點位置處。這 里，應(yīng)注意，在頭部110的移動中，相對于X軸方向，有一個原點位置位于最左側(cè)，有一個原 點位置位于最右側(cè)。另外，原點位置不需要是頭部110的結(jié)構(gòu)可移動范圍的最端部位置，而是也可以 為凹槽加工時的移動范圍內(nèi)的最端部位置。在此情況下，假定頭部的結(jié)構(gòu)可移動范圍大于 頭部110在凹槽加工時進行移動的移動范圍。然后，在基板101的上述光束照射起始位置到達在沿運送方向處于頭部110最后 側(cè)的光束出射部件的光束照射位置之前預(yù)定距離的位置時，頭部110開始在Y軸方向上移 動。使頭部110的移動速度加速，直到其等于基板101的運送速度，然后在該時刻和此后將 這一速度保持恒定。另外，當(dāng)這一速度已變成恒定時，要求基板101的上述光束照射起始位置與頭部 110的上述光束照射位置彼此相同。然后，如圖5中的(a)所示，光束照射位置在Y軸方向上沿箭頭Yl以加速方式從 頭部110開始移動。當(dāng)頭部110的移動速度等于基板101的運送速度時，以及當(dāng)光束照射 起始位置與光束照射位置相同時，開始光束照射，同時驅(qū)動頭部110沿X軸方向移動。其結(jié) 果是，如圖5中的(a)所示，使得從頭部110照射的四條光束的照射位置正好沿著箭頭Y2 向斜前方移動。此處，應(yīng)注意，在X軸方向上的移動也需要一段時間的加速，所以在實際中， 需要在上述光束照射起始位置與上述光束照射位置變?yōu)橄嗤邦^部110就在X軸方向上 開始移動。盡管在此情況下頭部110在X軸方向上的移動基本上是勻速運動，但如上所述，在 開始時需要加速，而在結(jié)束時需要減速或減慢。具體而言，在激光束加工受到加速或減速所 引起的速度差的影響的情形下，頭部110的X軸移動的開始位置和停止位置處于待加工層 102的左右側(cè)兩邊緣的外側(cè)，并且在頭部110的X軸移動的開始位置處沿X軸方向讓該頭部
18110加速時，該頭部110開始移動。在頭部110已從待加工層102的外側(cè)到達待加工層102 的邊緣時，使頭部110在X軸方向上的移動速度成為預(yù)定速度SX，此后在向待加工層102上 照射光束的期間內(nèi)，驅(qū)動頭部110使其以預(yù)定速度勻速移動。此處，應(yīng)注意，在X軸方向上在待加工層102的外側(cè)進行加速時，同時也在Y軸方 向上進行加速。此處，頭部在Y軸方向上和在X軸方向上加速的階段是一側(cè)邊緣加速過程(左側(cè) 邊緣加速過程)。然后，如上所述，頭部110在Y軸方向上以基板101的運送速度SK進行勻速移動 且同時在X軸方向上以預(yù)定速度SX進行勻速移動的階段是正向勻速加工過程。然后，在激光束的照射位置已到達待加工層102的相反側(cè)邊緣時，可對頭部110在 X軸方向上的移動速度進行減速或減慢然后使其停止。然后，當(dāng)在X軸方向上的勻速移動結(jié)束時，即，當(dāng)在Y軸方向上的勻速移動也結(jié)束 時，驅(qū)動頭部110使其在Y軸方向上在與基板101的運送方向相反的反方向上移動。在此 情況下，在Y軸方向上的移動中，頭部110被減慢然后停止，然后驅(qū)動頭部110在反方向上 移動。此時，在X軸方向上的移動也減慢然后停止。將頭部110返回到原點位置的這一階 段是另一側(cè)邊緣原點返回過程。另外，此時，基板101中的在如上所述已實施了激光束照射的當(dāng)前光束照射起始 位置之后的下一次光束照射起始位置以上述預(yù)定的運送速度SK移動。另一方面，驅(qū)動頭部110使其沿Y軸方向在與運送方向相反的反方向上移動，以便 將其返回到原點位置。在X軸方向上，存在左右兩個原點位置，并且在與左側(cè)原點位置相對 的右側(cè)原點位置處讓頭部110處于停止?fàn)顟B(tài)。此時，如圖5中的(a)中的箭頭Y3所示，頭部110沿Y軸方向返回到Y(jié)軸方向上 的上述原點位置，但在此情況下，基板101的下一次光束照射起始位置仍需處于頭部110的 上述當(dāng)前光束照射位置的后側(cè)，并且如上所述，當(dāng)頭部110開始移動并達到預(yù)定速度時，需 要基板101的下一次光束照射起始位置已經(jīng)趕上頭部110的上述光束照射位置。此處，應(yīng)注意，如果既不考慮加速也不考慮減速，在此狀態(tài)下，基板101的下一次 光束照射起始位置將會被調(diào)節(jié)或?qū)R到頭部110的光束照射位置，但實際上，通過另一側(cè) 邊緣加速過程使該下一次光束照射起始位置調(diào)節(jié)到頭部110的光束照射位置，在該另一側(cè) 邊緣加速過程中，頭部110再次開始沿X軸方向和Y軸方向移動且同時被加速。于是，這些 另一側(cè)邊緣原點返回過程和另一側(cè)邊緣側(cè)加速過程組合起來就構(gòu)成了另一側(cè)邊緣照射位 置對齊過程。此處，應(yīng)注意，在另一側(cè)邊緣加速過程中，除了使左側(cè)位置和右側(cè)位置反轉(zhuǎn)外， 基本上實施與上述一側(cè)邊緣加速過程中的加工相同的加工。亦即，如圖5中的(b)中的箭頭Y4所示，使頭部110在Y軸方向上進行加速。另外，在X軸方向上，除了與上述情形相反的，即除了頭部110是從右側(cè)向左側(cè)移 動之外，頭部110也以類似的方式從右側(cè)原點位置向左側(cè)原點位置加速，在該左側(cè)原點位 置處開始沿X軸方向的上述移動。然后，在另一側(cè)邊緣加速過程中，當(dāng)在Y軸方向上的移動速度變成基板101的上述 運送速度SK時、當(dāng)在X軸方向上的移動速度也達到預(yù)定速度時、并且當(dāng)基板101的光束照 射起始位置達到頭部110的照射起始位置時，通過驅(qū)動頭部使其在X軸方向上以與正向勻
19速加工過程情形中的正向相反的反方向作勻速移動以及在Y軸方向上作勻速移動，來實施 作為反方向勻速加工過程的激光束加工。亦即，頭部110在圖5中的(b)中的箭頭Y5方向 上移動。然后，類似于上述情形，在X軸方向和Y軸方向上勻速移動頭部110完成之后，且 在X軸方向上減慢并停止頭部110、在Y軸方向上也減慢并停止頭部110，如箭頭Y6所示， 實施將頭部110沿Y軸方向返回到原點位置的一側(cè)邊緣原點返回過程。然后，在使頭部110沿Y軸方向以與運送方向相反的反方向返回至原點位置之后， 返回到最初的過程。因此，該一側(cè)邊緣原點返回過程和最初的一側(cè)邊緣加速過程共同構(gòu)成了一側(cè)邊緣 照射位置對齊過程，從而將頭部110的光束照射位置調(diào)節(jié)或?qū)R到基板101的光束照射起 始位置。在上述光束加工方法中，如圖5中的(c)的示意圖中簡略圖示的那樣，頭部110的 移動是蝴蝶結(jié)式移動。亦即，頭部110從左側(cè)向右前側(cè)傾斜地移動，然后直接返回到后側(cè)， 從右側(cè)向左前側(cè)傾斜地移動，此后直接返回到后側(cè)，從而使其移動的形狀變成蝴蝶結(jié)式形 狀。另外，在這樣的移動中，頭部110在向前移動中的速度即在Y軸方向上的移動中、 在從左側(cè)到右前側(cè)的移動中的速度與基板101的運送速度匹配，并且頭部在向前移動中的 速度即在Y軸方向上的移動中、在從右側(cè)到左前側(cè)的移動中的速度與基板101的運送速度 匹配，其結(jié)果是，基板101的待加工層102的經(jīng)加工后的形狀變成凹槽按照等間隔并排地 布置成條紋形狀。此處，應(yīng)注意，在圖5中的(a)至圖5中的(d)中，實線表示沿正向(此處，指從左 到右)的加工，虛線表示沿反方向(此處，指從右到左)的加工。在用于實現(xiàn)這種光束加工方法的頭部110的移動控制中，上述移動控制器件同時 進行在Y軸方向上的加工和在X軸方向上的加工，且在如下所示的概要過程中實現(xiàn)控制。使頭部110的位置處于Y軸原點位置和X軸左側(cè)原點位置(也可為右側(cè)原點位 置)。此處，應(yīng)注意，在伺服控制中，用于測量移動元件的位置的傳感器分別布置在X軸移動 機構(gòu)123和Y軸移動機構(gòu)124中的定子側(cè)，以便能夠通過利用Y軸移動機構(gòu)124和X軸移 動機構(gòu)123中的傳感器來測量移動元件的位置從而測量出頭部的位置。如果頭部110不在預(yù)定的頭部位置處，則移動頭部110。另外，在頭部110操作期 間，還根據(jù)由上述傳感器獲得的位置進行反饋控制。運送機構(gòu)104彼此相關(guān)聯(lián)地進行操作，以便實施基板101的運送，并且基板101被 加速到預(yù)定速度SK然后以預(yù)定速度SK被運送。然后，當(dāng)基板101的待加工層的上述光束照射起始位置到達預(yù)定位置時，亦即，當(dāng) 該光束照射起始位置到達某一位置(該位置是指光束照射起始位置與在原點位置處的頭 部110的光束起始位置相距預(yù)定距離Li)時，實施以下的處理。也就是說，在Y軸移動機構(gòu)124中，將移動元件從速度0加速到預(yù)定速度SK，并將 此時的加速度設(shè)定為利用該加速度，移動元件在其移動了預(yù)定距離的預(yù)定時間段內(nèi)達到 預(yù)定速度SK。此處，預(yù)定速度SK是與運送機構(gòu)104中的運送速度SK相同的速度。此時，除了移
20動了上述預(yù)定距離外，基板101還移動了以預(yù)定速度SK在上述預(yù)定時間段內(nèi)該基板101所 被運送的距離，在此情況下，將上述光束起始位置設(shè)定成頭部的光束照射位置。另外，在X軸移動機構(gòu)123中，將移動元件從速度0加速到預(yù)定速度SX。此時，頭 部110的光束照射位置從待加工層102的外側(cè)到達位于待加工層102的一側(cè)邊緣處的上述 光束照射起始位置。在此狀態(tài)下，Y軸移動機構(gòu)124的移動元件的速度變成預(yù)定速度SK，且X軸移動機 構(gòu)123的移動元件的速度變成預(yù)定速度SX。同時，頭部110的位置變成使其光束照射位置 到達基板101的光束照射起始位置。此控制過程構(gòu)成了一側(cè)邊緣加速控制過程。在此狀態(tài)下，X軸移動機構(gòu)123的移動元件和Y軸移動機構(gòu)124的移動元件繼續(xù) 移動，同時保持在上述狀態(tài)，直到頭部110的光束照射位置到達位于待加工層102的另一側(cè) 邊緣處的加工結(jié)束位置。這構(gòu)成了正向勻速加工控制過程。然后，當(dāng)?shù)竭_加工結(jié)束位置時，Y軸移動機構(gòu)124的移動元件迅速減速或減慢然后 停止，隨后以快速的加速度在反方向上移動，并返回到Y(jié)軸原點位置，其中在Y軸原點位置 附近移動元件再次迅速減慢然后停止在Y軸原點位置。類似地，在X軸移動機構(gòu)123中，移動元件也迅速減慢，然后停止在X軸右側(cè)原點 位置。這構(gòu)成了另一側(cè)邊緣原點返回控制過程。隨后，再次進行Y軸移動機構(gòu)124中的移動元件的上述加速過程和X軸移動元件 123中的移動元件的加速過程。亦即，進行另一側(cè)邊緣加速控制過程。此處，應(yīng)注意，由上述 另一側(cè)邊緣原點返回控制過程和另一側(cè)邊緣加速控制過程組合而成的過程構(gòu)成了另一側(cè) 邊緣照射位置對齊控制過程，在此對齊控制過程中，被控制為在基板101的待加工層102的 另一側(cè)邊緣處沿著與基板101的運送方向相反的反方向移動的頭部110以如下方式進行移 動從作為頭部110運送方向上的最前側(cè)的光束出射部件出射的光束能夠被照射到正被運 送的基板101的某一位置上，該位置與基板101的在正向勻速加工控制過程中作為頭部110 運送方向上的最后側(cè)而被光束出射部件(物鏡光學(xué)器件113)加工的部分相距預(yù)定距離。此處，應(yīng)注意，X軸移動機構(gòu)123中的移動元件的移動方向變?yōu)榕c上述加速過程中 的移動方向相反。另外，Y軸移動機構(gòu)124中的移動元件的移動速度變成預(yù)定速度SK，且X軸移動機 構(gòu)123中的移動元件的移動速度變成預(yù)定速度SX。此外，已被頭部移動器件120移動的頭 部110的光束照射位置變成基板101的下一次光束照射起始位置。此時，進行在反方向勻速加工控制過程中的加工，該加工類似于在上述正向勻速 加工控制過程中的加工，區(qū)別僅在于X軸方向上的移動方向變成相反的。亦即，在照射激光 束時，頭部在Y軸方向上以預(yù)定速度SK移動，并在X軸方向上以預(yù)定速度SX移動。然后，當(dāng)頭部110的光束照射位置到達基板101的待加工層102的一側(cè)邊緣處的 光束照射結(jié)束位置時，進行與上述另一側(cè)邊緣原點返回控制過程類似的一側(cè)邊緣原點返回 控制過程。此處，應(yīng)注意，在X軸移動機構(gòu)123中，原點分別位于右側(cè)和左側(cè)，且頭部110返 回到位于與前一次另一側(cè)邊緣原點返回控制過程中的位置相反的左側(cè)或右側(cè)位置處的原 點ο此處，頭部110返回到X軸移動機構(gòu)123的最初的左側(cè)原點位置。然后，通過將頭部110返回到上述最初狀態(tài)并通過重復(fù)上述過程，能夠進一步繼續(xù)進行凹槽加工。此處，應(yīng)注意，該一側(cè)邊緣原點返回控制過程和最初的一側(cè)邊緣加速控制 過程組合而成的過程構(gòu)成了與上述另一側(cè)邊緣照射位置對齊控制過程類似的一側(cè)邊緣照 射位置對齊控制過程。另外，還應(yīng)注意，在該另一側(cè)邊緣照射位置對齊控制過程和該一側(cè)邊 緣照射位置對齊控制過程中，X軸方向上的左側(cè)位置和右側(cè)位置彼此相反。根據(jù)如上所述的使用光束加工裝置的光束加工方法，通過以上述方式移動頭部 110，能夠在不停止基板101的運送的情況下在待加工層102中以條紋形狀的方式形成凹 槽，從而在上述發(fā)電系統(tǒng)等的制造過程中能夠大幅度地縮短操作或工作周期。另外，在用于基板101的運送機構(gòu)104中，不會頻繁地重復(fù)加速、減速和停止，所以 即使要被運送的基板101的尺寸和重量都很大，運送機構(gòu)104也不需要具有很大的強度，并 且能夠降低運送機構(gòu)104的成本。此外，能夠防止將大的負載施加到被運送的基板101上。另外，與基板101垂直地照射激光束，同時將頭部110沿著由蝴蝶結(jié)的外周所示的 形狀移動，所以當(dāng)通過例如從基板101的另一個表面?zhèn)认蚧?01的一個表面?zhèn)忍幍拇?工層照射激光束來實施加工時，與通過使用電流計反射鏡傾斜地照射激光束且該激光束的 照射角度變化的情形相比，沒有出現(xiàn)因為基板101與例如作為周圍氛圍的空氣或其他氣體 之間的界面上的折射率而發(fā)生的反射率或照射角度變化，因此，能夠進行精確且基本上恒 定的加工，其結(jié)果是在上述發(fā)電系統(tǒng)的制造過程中，預(yù)期能夠提高發(fā)電效率。此外，這一結(jié)果是，能夠進一步縮短加工時間。另外，在構(gòu)造成能夠以重復(fù)的方式按照窄間隔進行呈條紋形狀的許多線性加工的 情形下，在上述減速和原點返回過程中，頭部110在X軸方向上的移動速度或在Y軸方向上 的移動速度需要相對于基板101的運送速度足夠快。然而，例如，在將基板101的運送速度 設(shè)為恒定的情形下，通過一次使用多條激光束來加工多個凹槽，能夠使頭部110在X軸方向 上的移動速度減速時所需的時間段或頭部110在Y軸方向上減速、停止和加速所需的時間 段變長，其結(jié)果是能夠降低頭部移動器件120的成本。此外，相反，也可通過加快基板101的運送速度來進一步縮短加工時間。另外，在這種光束加工裝置中根據(jù)該光束加工方法制造出來的經(jīng)光束加工的基板 中，由于上述光束加工裝置的成本降低了，因而就能夠降低制造設(shè)備的成本，并且由于制造 時間的縮短因而也能夠降低成本。因此，即使降低了成本，也能利用精確且穩(wěn)定的光束加工 來獲得高質(zhì)量的經(jīng)光束加工的基板，并且例如在將由此獲得的經(jīng)光束加工的基板應(yīng)用于利 用光電效應(yīng)的發(fā)電系統(tǒng)的面板的情況下，能夠提供高的發(fā)電效率。此外，頭部110的光束照射位置按照蝴蝶結(jié)形狀移動，所以形成在平臺141中且里 面布置有吸取單元的狹縫部對應(yīng)于例如整個蝴蝶結(jié)狀的光束照射位置。另外，在使光束照射位置按照如上所述的蝴蝶結(jié)形狀移動時，可使用電流計反射 鏡。此時，也可使用f θ透鏡。在此情況下，在光束傾斜地入射到基板101上的情形中，由 于待加工層102布置在基板101的與入射有光束的表面相反側(cè)的表面上，因而在入射有光 束的表面與形成有待加工層102的表面二者之間存在光束照射位置偏差，這是因為這兩個 表面之間的入射角差異和折射率差異。因此，在利用電流計反射鏡來移動光束照射位置時， 需要在待加工層102側(cè)提高光束照射位置的精度，所以需要基于光束入射至基板101的入 射角度、基板101的折射率和基板101周圍的氛圍氣體的折射率來調(diào)節(jié)光束照射位置。
圖6中的(a)和(b)以及圖7解釋了本發(fā)明第三實施例的光束加工裝置的示意性結(jié)構(gòu)。在第一實施例和第二實施例中，從上方將激光照射到基板2(101)上且基板 2(101)的待加工層3(102)側(cè)朝下布置著，但與此相反的是，在第三實施例中，構(gòu)造為從下 方將激光照射到基板101上且基板101的靠近待加工層102(圖4中所示)的那一側(cè)朝上
布置著。在第三實施例中，運送機構(gòu)204的結(jié)構(gòu)不同于第一實施例和第二實施例，另外，本 第三實施例的以下特征也不同于第一實施例和第二實施例。亦即，將光束照射單元的頭部 210布置在運送機構(gòu)204上的基板101下方，同時，用于頭部210的移動機構(gòu)和用于將激光 束引導(dǎo)至頭部210的光束引導(dǎo)系統(tǒng)被布置在運送機構(gòu)204上的基板101下方。然而，除了 這種相對于基板101的位置關(guān)系外，能夠使用與第一實施例或第二實施例中的光束照射單 元相同的光束照射單元(光束照射器件211)。第三實施例的光束加工裝置可用于與第一實施例和第二實施例相同的用途，且能 夠進行類似的加工。與第一實施例一樣，此光束加工裝置能夠制造出利用光電效應(yīng)的發(fā)電 系統(tǒng)。第三實施例的運送機構(gòu)204沒有設(shè)置氣體浮起機構(gòu)10，但設(shè)置有作為支撐單元的 輥子203。另外，輥子203分別被輥子支撐構(gòu)件205支撐著并能自由旋轉(zhuǎn)。此外，每個輥子 203都布置為讓其旋轉(zhuǎn)中心朝向與由運送機構(gòu)204運送的基板101的運送方向正交的方向， 這些輥子203用于支撐基板101使其沿運送方向自由移動。另外，這些輥子203沿基板101的運送方向被布置成多行，同時，這些輥子203還 沿與運送方向正交的寬度方向被布置成多行，以便它們從下方支撐基板101從而防止基板 101向下彎曲。也就是說，運送機構(gòu)204用來將基板101支撐得讓該基板處于平放或水平狀態(tài)。 此處，應(yīng)注意，可以不將輥子203在基板101的寬度方向(與基板101的運送方向正交的方 向)上布置成多行，而是使輥子203具有如下結(jié)構(gòu)這些輥子具有與基板101的長度大約相 同的長度，從而防止基板101發(fā)生彎曲。輥子203與基板101的下表面接觸，但基板101布置在運送機構(gòu)204上且基板101 的待加工層102朝上，所以待加工層102不會與輥子203接觸，因此待加工層102不會因為 與輥子203接觸而受到損壞。此處，應(yīng)注意，這些輥子203的所有上端部都布置在一個基本 水平的平面中，并且這些輥子處于如下狀態(tài)能以平放或水平的方式支撐著基板101而不 會使其發(fā)生彎曲或下垂。另外，類似于氣體浮起機構(gòu)10，輥子203基本上僅支撐基板101以便基板可在運送 方向上移動，并且與第一實施例和第二實施例中一樣，利用未圖示的移動機構(gòu)來進行基板 101的移動。該移動機構(gòu)例如與第一實施例中的氣體浮起機構(gòu)的移動機構(gòu)14相同。此外，與氣體浮起機構(gòu)10中一樣，運送機構(gòu)204也設(shè)置有狹縫部201。狹縫部201 與基板101的運送方向正交，并具有約等于或大于基板101的寬度的長度。然后，在狹縫部201下方，如下文所述，將頭部210布置成在作為基板101運送方 向的Y軸方向上以及在與該運送方向正交的X軸方向上可自由移動。另外，在狹縫部201上方，布置有與第一實施例中的吸取單元具有基本上相同結(jié)
23構(gòu)的吸取單元207。該吸取單元207用于構(gòu)成第三實施例中的粉末除去單元。盡管吸取單元207與第一實施例中的吸取單元相同，但它不是從基板101下方而 是從基板101上方通過接近基板101的待加工層102來進行吸取或抽吸。吸取單元207布 置在上述狹縫部201的上方。此外，吸取單元207被布置成籠罩著待加工層102的在狹縫 部201中被從下方照射的激光束進行光束加工的整個部分。其結(jié)果是，如上所述由激光束 照射所產(chǎn)生的粉末(微粒物質(zhì))被吸取并除去，因此能夠防止微粒物質(zhì)重新粘附到基板101 的待加工層102上，或者能夠防止待加工層102處于臟污狀態(tài)。此處，應(yīng)注意，吸取單元207 以固定的方式布置成能夠在頭部210的整個移動范圍(基板101在運送機構(gòu)204中接收激 光照射的范圍)內(nèi)吸取粉末，但吸取單元207也可根據(jù)激光照射位置的移動而移動。第三實施例中的光束照射器件211基本上與第二實施例中的光束照射器件111相 同，并且光束照射器件211設(shè)置有用于產(chǎn)生激光束的光源器件212、以及用于將激光束從光 源器件212引導(dǎo)至頭部210的光束引導(dǎo)系統(tǒng)?；趫D6和圖7所示的示意圖描述上述光束引導(dǎo)系統(tǒng)，利用反射鏡215將從光源 器件212沿X軸方向照射的激光束轉(zhuǎn)換為Y軸方向，以便使其處于被引入到與第二實施例 的光程長度調(diào)節(jié)器件114類似的光程長度調(diào)節(jié)器件214中的狀態(tài)。利用反射鏡216將引入 到光程長度調(diào)節(jié)裝置214中的激光束的方向從Y軸方向改變?yōu)閄軸方向。光程長度調(diào)節(jié)器 件214的回射器217布置在X軸方向上位于反射鏡216前方的位置處，且能在X軸方向上 自由移動?；厣淦?17被支撐在光程長度調(diào)節(jié)平臺213上，且能在X軸方向上自由移動?；厣淦?17被設(shè)置成用來代替第一實施例的光程長度調(diào)節(jié)器件114的兩個反射鏡 117、117，且被設(shè)計為當(dāng)光從預(yù)定方向入射到該回射器上時，該回射器將該光以平行于入射 光的方式反射并出射出去。然后，根據(jù)頭部210的移動通過在入射到該回射器的光(要被 出射的光)的方向上移動該回射器217，使激光束的光程長度基本上保持恒定。通過反射鏡218將從回射器217出射的光照射到反射鏡219上，且反射鏡219將 光沿X軸方向照射到頭部210上。頭部210被支撐在布置于運送機構(gòu)204的狹縫部201下方的X軸平臺209上，且 該頭部210可在X軸方向上自由移動。盡管頭部210在運送機構(gòu)204的狹縫部201下方沿X軸方向移動，但也能保持著 激光束從反射鏡219向該頭部210照射的狀態(tài)。另外，包含這些構(gòu)成元件的光束照射器件211被布置在基座220上，同時也處于被 容納在運送機構(gòu)204內(nèi)部的狀態(tài)，如上所述用于使頭部210在X軸方向上移動的X軸平臺 209被布置在運送機構(gòu)204的狹縫部201的正下方。此處，應(yīng)注意，與上述第二實施例相同的是，頭部210在Y軸方向上也能移動很小 的距離，但在圖6和圖7中，省略了讓頭部210在Y軸方向上移動的結(jié)構(gòu)。另外，頭部210 也可以是一種能同時照射多條激光束的頭部。在此情況下，這些激光束處于在Y軸方向上 排列成行的狀態(tài)。除了基板101具有朝上的待加工層102、并且頭部210被布置在基板101下方并從 基板101下方沿向上方向照射激光束這些特征之外，本實例光束加工裝置中的光束加工方 法的實施類似于第一實施例或第二實施例。亦即，類似于第一實施例，運送機構(gòu)104處于以重復(fù)的方式停止和運送基板101的
24狀態(tài)，在基板101停止的情形下，能夠通過照射激光束并同時讓該激光束在與基板101的運 送方向正交的方向上移動，從而在基板101的待加工層102中以條紋形狀形成凹槽。另外，類似于第二實施例，也可以構(gòu)造為在利用運送機構(gòu)104將基板101以恒定 速度運送的狀態(tài)下，與基板101的運送同步地如上所述使頭部210的激光束的照射位置按 照蝴蝶結(jié)形狀移動。在此實例中，通過將基板101布置為使待加工層102朝上，就能從下方支撐基板 101而不會損壞待加工層102，并因而能夠防止基板101彎曲。另外，通過從基板101下方 照射激光束，利用已穿透基板101的該激光束就能對待加工層102進行加工。因此，通過從下方支撐基板101，在將基板101保持為平放狀態(tài)時就能進行激光加 工，因而能夠獲得與第一實施例的操作效果基本上相同的操作效果。另外，如果將待加工層102布置成朝上，則對待加工層102進行加工時所產(chǎn)生的粉 末可能會粘附在基板101上，而通過從基板101上方吸取并除去粉末，能夠防止對待加工層 102進行加工時所產(chǎn)生的粉末粘附到基板101上。其結(jié)果是，即使在從基板101下方對位于基板101上表面?zhèn)鹊拇庸?02進行 加工的情形下，也能夠加工待加工層102而不會產(chǎn)生任何問題。另外，通過使用與第二實施例中相同的光束加工方法，能夠?qū)崿F(xiàn)與第二實施例的 操作效果相同的操作效果。此處，應(yīng)注意，用于支撐基板101下側(cè)的構(gòu)件可以是能夠防止基板101彎曲且能在 運送方向上平穩(wěn)移動而不會損壞基板101的任何物件，例如，這些構(gòu)件可以是其中利用皮 帶來運送基板101的結(jié)構(gòu)。對附圖標(biāo)記的說明
2:玻璃基板(基板)
3 待加工層
10 氣體浮起機構(gòu)
11 平臺
Ilc狹縫部
12 氣體噴射板(氣體噴射機構(gòu))
13 吸取單元
16 粉末除去單元
50 光束照射單元
101基板
102待加工層
110頭部
111光束照射器件(光束照射單元)
112光源器件
120頭部移動器件
123=X軸移動機構(gòu)
124=Y軸移動機構(gòu)
104 運送機構(gòu)(移動機構(gòu))
141 平臺203:輥子(支撐單元)204 運送機構(gòu)207 吸取單元(粉末除去單元)210:頭部211 光束照射器件(光束照射單元)212 光源器件
權(quán)利要求
一種光束加工裝置，在所述光束加工裝置中，向形成在基板的一個表面上的待加工層照射光束，從而對所述待加工層進行加工，其特征在于，所述光束加工裝置包括氣體浮起機構(gòu)，它通過噴射氣體將所述基板支撐得處于平浮狀態(tài)；以及光束照射單元，它向形成在所述基板的一個表面上的所述待加工層照射光束，從而對所述待加工層進行加工，其中所述基板布置在所述氣體浮起機構(gòu)上且讓所述基板的形成有所述待加工層的所述一個表面朝下，并通過利用所述光束照射單元從所述基板的另一表面上方透過所述基板向所述待加工層照射光束來對所述待加工層施以加工。
2.如權(quán)利要求1所述的光束加工裝置，其特征在于所述氣體浮起機構(gòu)設(shè)置有平臺及移動機構(gòu)，所述平臺具有用于噴射氣體的氣體噴射機 構(gòu)并將所述基板支撐得使所述基板以平放狀態(tài)懸浮，所述移動機構(gòu)使所述基板在所述平臺 上沿至少一個方向移動；所述光束照射單元使所述光束的照射位置沿著與所述基板的一個移動方向相交的一 個方向作往復(fù)運動；所述平臺設(shè)置有粉末除去單元，所述粉末除去單元在由所述光束照射單元照射的光束 照射位置的移動范圍內(nèi)吸取通過光束照射對所述待加工層進行加工時所產(chǎn)生的粉末；并且 所述粉末除去單元設(shè)置有狹縫部及吸取單元，所述狹縫部使所述平臺在該平臺的包含 所述光束照射位置的往復(fù)運動范圍的部分中處于切斷狀態(tài)，所述吸取單元從所述狹縫部吸 取所述粉末。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光束加工裝置，其特征在于所述氣體浮起機構(gòu)設(shè)置有平臺及移動機構(gòu)，所述平臺具有用于噴射氣體的氣體噴射機 構(gòu)并將所述基板支撐得使所述基板以平放狀態(tài)懸浮，所述移動機構(gòu)使所述基板在所述平臺 上沿一個方向移動；在加工所述基板的所述待加工層時，所述光束照射單元與所述基板的移動同步地使所 述光束照射位置在沿著所述基板的移動方向的方向上移動，并在與所述基板的移動方向相 交的方向上使所述光束照射位置移動；并且在利用所述移動機構(gòu)使所述基板移動的狀態(tài)下，通過所述光束照射單元的光束照射對 所述基板的所述待加工層進行加工。
4. 一種光束加工裝置，在該光束加工裝置中，向形成在基板的一個表面上的待加工層 照射光束，從而對所述待加工層進行加工，其特征在于，所述光束加工裝置包括運送機構(gòu)，它設(shè)置有支撐單元，所述支撐單元用于從下面支撐著所述基板以使所述基 板處于基本平放狀態(tài)，所述運送機構(gòu)在所述支撐單元支撐著所述基板的狀態(tài)下使所述基板 沿一個方向移動；光束照射單元，它向形成在所述基板的一個表面上的所述待加工層照射光束，從而對 所述待加工層進行加工；以及粉末除去單元，它吸取通過光束照射對所述待加工層進行加工時所產(chǎn)生的粉末， 其中所述基板布置在所述運送機構(gòu)上且讓所述基板的形成有所述待加工層的所述一個表面朝上，并通過利用所述光束照射單元從所述基板的另一表面下方透過所述基板向所 述待加工層照射光束來對所述待加工層施以加工；并且所述粉末除去單元從所述基板上方吸取并除去通過所述光束照射對所述待加工層進 行加工時所產(chǎn)生的粉末。
5.一種光束加工方法，在該光束加工方法中，向形成在基板的一個表面上的待加工層 照射光束，從而對所述待加工層進行加工，其特征在于，所述光束加工方法包括在通過從下方噴射氣體而使所述基板以平放方式懸浮且讓所述待加工層朝下的狀態(tài) 下，通過從所述基板的與形成有所述待加工層的表面相反的另一表面上方照射光束，用所 述光束透過所述基板對所述待加工層進行加工。
6.一種光束加工方法，在該光束加工方法中，向形成在基板的一個表面上的待加工層 照射光束，從而對所述待加工層進行加工，其特征在于，所述光束加工方法包括在從下方支撐著所述基板以使所述基板基本平放且讓所述待加工層朝上的狀態(tài)下，通 過從所述基板的與形成有所述待加工層的表面相反的另一表面下方照射光束，用所述光束 透過所述基板對所述待加工層進行加工；以及從所述基板上方吸取并除去通過所述光束對所述待加工層進行加工時所產(chǎn)生的粉末。
7.—種經(jīng)光束加工的基板，其特征在于所述基板具有待加工層，所述待加工層已經(jīng) 被如權(quán)利要求1至4中任一項所述的光束加工裝置進行了加工。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光束加工裝置，所述光束加工裝置向形成在基板(2)的一個表面上的待加工層(3)照射光束，從而對該待加工層進行加工。所述光束加工裝置具有氣體浮起機構(gòu)(10)和光束照射單元(50)，所述氣體浮起機構(gòu)(10)通過噴射氣體將所述基板支撐得處于平浮狀態(tài)，所述光束照射單元(50)向形成在所述基板(2)的一個表面上的所述待加工層(3)照射光束，從而對所述待加工層(3)進行加工。所述基板(2)布置在所述氣體浮起機構(gòu)(10)上且讓所述基板(2)的形成有所述待加工層(3)的所述一個表面朝下。然后，利用所述光束照射單元(50)從所述基板(2)的另一表面上方透過所述基板(2)向所述待加工層(3)照射光束來對所述待加工層(3)施以加工。
文檔編號H05K3/08GK101977723SQ20098011019
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者仲田悟基, 山岡裕, 木野本亮 申請人:丸文株式會社