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JP2007111717A - Apparatus for laser beam machining of thin film coated substrate - Google Patents

Apparatus for laser beam machining of thin film coated substrate Download PDF

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JP2007111717A
JP2007111717A JP2005304147A JP2005304147A JP2007111717A JP 2007111717 A JP2007111717 A JP 2007111717A JP 2005304147 A JP2005304147 A JP 2005304147A JP 2005304147 A JP2005304147 A JP 2005304147A JP 2007111717 A JP2007111717 A JP 2007111717A
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plate
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JP2005304147A
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Japanese (ja)
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Eishiro Sasagawa
英四郎 笹川
Soji Kokaji
聡司 小鍛冶
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact apparatus and a method for laser beam machining, by which apparatus and method, a substrate and a film can be processed by high-quality laser beam machining, and the installation floor space can be reduced to a minimum level. <P>SOLUTION: The apparatus for laser beam machining comprises a substrate lifting plate 37 having a first lifting shaft 50A, which is mounted on an X plate 36 and is arranged on one side of a pair of end sides in parallel to the X direction, and a second lifting shaft 50B arranged on the other end side. The substrate lifting plate 37 has a fixing portion 28 for mounting and fixing the substrate 100, and a Y plate 31 movable in the Y direction with respect to the substrate lifting plate 37 thereon. The substrate lifting plate 37 can turn about the first lifting shaft 50A and the second lifting shaft 50B within the tilting angle range from the horizontal direction to the vertical direction with respect to the horizontal surface of the X plate 31, and can be fixed to any position with respect to the X plate 31. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置、薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置における薄膜を形成した基板のレーザ加工方法に関し、特にレーザ光を用いて薄膜を形成した基板の膜面および基板面からレーザ光を入射して薄膜をエッチングするための立掛け型で基板の表裏面加工可能なX−Yステージを備えた薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置及びレーザ刻印装置、薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置における薄膜を形成した基板のレーザ加工方法及びレーザ刻印方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser processing apparatus for a substrate on which a thin film is formed, and a laser processing method for a substrate on which a thin film is formed in a laser processing apparatus for a substrate on which a thin film is formed. Laser processing apparatus and laser engraving apparatus for a substrate on which a thin film having an XY stage capable of processing the front and back surfaces of the substrate is formed for injecting laser light from the surface and the substrate surface and etching the thin film, The present invention relates to a laser processing method and a laser marking method for a substrate on which a thin film is formed in a laser processing apparatus for the substrate on which a thin film is formed.

ここで、薄膜を形成した基板とは、薄膜太陽電池に例示されるように、基板上に表面電極膜、半導体積層による発電膜、裏面電極膜などの単層膜および積層膜の形成された基板であり、以降便宜上、半導体基板と記載する。従ってここでいう半導体基板とは半導体製造用基板として一般的に利用されるシリコンウエハー基板を特定するものではない。   Here, the substrate on which a thin film is formed is a substrate on which a single layer film and a laminated film such as a surface electrode film, a power generation film by a semiconductor stack, a back electrode film, and the like are formed on a substrate, as exemplified by a thin film solar cell. Hereinafter, for convenience, it is referred to as a semiconductor substrate. Therefore, the semiconductor substrate here does not specify a silicon wafer substrate generally used as a semiconductor manufacturing substrate.

図1に示される薄膜太陽電池モジュールの製造工程を図2に示す。薄膜太陽電池モジュール1の製造においては、以下に示す工程が順次行われる。(a)透光性の基板2における発電セル11の積層面が設定される。(b)そして、基板2の積層面上に表面電極層3が蒸着により積層される。(c)次に、表面電極層3の第1位置に、積層面側から入射されるレーザビームにより第1溝4が設けられる。(d)次に、表面電極層3上に発電層5が積層される。(e)次に、発電層5の第1位置とは異なる第2位置に、積層面側から入射されるレーザビームにより第2溝6が設けられる。(f)次に、発電層5上に、第1裏面電極層7および第2裏面電極層8とからなる裏面電極層9が積層される。そして、裏面電極層の第1位置および第2位置とは異なる第3位置に、積層面とは反対の基板面側から入射されるレーザビームにより第3溝10が設けられる。   The manufacturing process of the thin film solar cell module shown in FIG. 1 is shown in FIG. In manufacturing the thin film solar cell module 1, the following steps are sequentially performed. (A) The laminated surface of the power generation cells 11 on the translucent substrate 2 is set. (B) Then, the surface electrode layer 3 is laminated on the lamination surface of the substrate 2 by vapor deposition. (C) Next, the first groove 4 is provided at the first position of the surface electrode layer 3 by the laser beam incident from the laminated surface side. (D) Next, the power generation layer 5 is laminated on the surface electrode layer 3. (E) Next, the second groove 6 is provided at a second position different from the first position of the power generation layer 5 by a laser beam incident from the laminated surface side. (F) Next, the back electrode layer 9 including the first back electrode layer 7 and the second back electrode layer 8 is laminated on the power generation layer 5. Then, the third groove 10 is provided at a third position different from the first position and the second position of the back electrode layer by a laser beam incident from the substrate surface side opposite to the laminated surface.

従来の薄膜太陽電池モジュール1の製造工程においては、図3に示すように、基板に形成された膜面を下にして水平に載置した形態で、レーザビーム83により溝を形成するためのエッチング加工を実施していた。つまり、基板85は、X−Yステージ86を備えた従来の半導体基板レーザ加工用装置上に載置され、基板85のレーザ加工所望部に対してレーザビームパターン87を形成すべく、基板85上部に配置されるレーザー発振器81から、レーザ光学系(ミラー82、レンズ84)を介してレーザ光が入射されていた。しかし、レーザエッチング加工では、図2の(g)工程のように基板面からレーザビームを入射して所望の層の部位をエッチング除去する必要もあり、このため以下のような問題があった。   In the manufacturing process of the conventional thin film solar cell module 1, as shown in FIG. 3, etching for forming a groove with the laser beam 83 in the form of being horizontally placed with the film surface formed on the substrate facing down. Processing was carried out. That is, the substrate 85 is placed on a conventional semiconductor substrate laser processing apparatus having an XY stage 86, and an upper portion of the substrate 85 is formed so as to form a laser beam pattern 87 on a desired laser processing portion of the substrate 85. A laser beam was incident from a laser oscillator 81 disposed on the laser beam through a laser optical system (mirror 82 and lens 84). However, in the laser etching process, it is necessary to etch and remove a portion of a desired layer by entering a laser beam from the substrate surface as in the step (g) of FIG. 2, and this causes the following problems.

通常の生産工程における基板搬送は、形成した膜への傷付きを抑制するために、基板の膜面を上にして、下面の基板面を搬送ローラなどで支持して、各処理装置まで搬送が行われる。薄膜太陽電池の生産工程において、図2の(g)工程のように基板面からレーザビームを入射するには、薄膜太陽電池モジュールの表裏を反転させてXYテーブルに設置する。このために基板反転装置が新たに必要になり、コストアップと装置設置面積の増大が発生する。次に、基板面側からレーザ光を入射して膜面をレーザ加工するにあたり、XYテーブルをレーザ光により傷付けることなく、膜のエッチング屑の除去を容易として良好な加工溝を形成できるようにレーザ加工用装置に備えられたXYテーブルに複数の基板支持ピン(図示せず)を設置して基板を支持する。このため、基板支持ピン位置を、レーザ入射した加工位置とずらす必要がある。また、複数の基板支持ピンによる基板の支持においては、自重により基板に撓みや反りが生じ、レーザ加工位置におけるレーザビームのエネルギー密度にばらつきが発生する。このため、基板の面積が大きくなるに連れて、基板の膜面におけるエッチングの幅や深さなどのばらつき分布が生じ、電池性能に影響が表れる場合がある。また、基板面側からのレーザ光入射加工時は、基板支持ピンで膜面を支持するため電池膜に損傷が発生し、電池性能に影響が表れる場合がある。   In order to suppress damage to the formed film, the substrate transport in the normal production process can be transported to each processing device with the film surface of the substrate facing up and the lower substrate surface supported by a transport roller or the like. Done. In the production process of the thin film solar cell, in order to make the laser beam incident from the substrate surface as in the step (g) of FIG. 2, the front and back of the thin film solar cell module are reversed and placed on the XY table. This necessitates a new substrate reversing device, which increases costs and increases the device installation area. Next, when the laser beam is incident from the substrate surface side and the film surface is laser-processed, the laser beam is formed so that it is easy to remove the etching waste of the film and form a good processing groove without damaging the XY table with the laser beam. A plurality of substrate support pins (not shown) are installed on an XY table provided in the processing apparatus to support the substrate. For this reason, it is necessary to shift the substrate support pin position from the processing position where the laser is incident. Further, when the substrate is supported by the plurality of substrate support pins, the substrate is bent or warped by its own weight, and the energy density of the laser beam at the laser processing position varies. For this reason, as the area of the substrate increases, variation distribution such as the width and depth of etching on the film surface of the substrate may occur, which may affect the battery performance. Further, at the time of laser beam incident processing from the substrate surface side, since the film surface is supported by the substrate support pins, the battery film may be damaged, and the battery performance may be affected.

上記した技術に関連して、以下に示すような報告がなされている。   In relation to the above technology, the following reports have been made.

特開平8−114790号公報に開示されている「液晶基板自動搬送装置」では、カセットストッカ部と、このカセットストッカ部に設置されたカセットから液晶基板を取り出す基板ピックアップ機構と、この基板ピックアップ機構によりカセットから取り出された液晶基板を所定位置へ搬送する基板搬送部とを備え、基板搬送部は、搬送部本体と、この搬送部本体の上面に設置された昇降テーブルと、この昇降テーブルに載置された液晶基板を把持して所定位置へ搬送する基板搬送機構と、基板ピックアップ機構によりカセットから取り出された液晶基板を反転させて昇降テーブルの上方位置に搬送する基板反転搬送機構とを有してなる液晶基板自動搬送装置が提案されている。   In the “liquid crystal substrate automatic transfer device” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-114790, a cassette stocker unit, a substrate pickup mechanism for taking out a liquid crystal substrate from a cassette installed in the cassette stocker unit, and the substrate pickup mechanism A substrate transport unit that transports the liquid crystal substrate taken out from the cassette to a predetermined position. The substrate transport unit is mounted on the transport table body, a lifting table installed on the top surface of the transport unit body, and the lifting table. A substrate transport mechanism for gripping and transporting the liquid crystal substrate to a predetermined position, and a substrate reversing transport mechanism for reversing the liquid crystal substrate taken out from the cassette by the substrate pickup mechanism and transporting the liquid crystal substrate to a position above the lifting table. A liquid crystal substrate automatic transfer apparatus has been proposed.

また、特開平9−62010号公報に開示されている「レジスト塗布装置」では、ニップローラとロッドバーおよびレジストの受け皿とを少なくとも有し、ニップローラとロッドバーの対向部を通過するガラス基板に前記受け皿内のレジストの溶液をロッドバーの回転で接触させることにより塗布する塗布装置と、ニップローラとロッドバーの対向部にガラス基板を搬入する塗布前基板搬送部、およびレジストの溶液を塗布したガラス基板を塗布姿勢のまま反転部に搬出する塗布後搬送装置とからなるレジスト塗布部と、塗布後搬送装置の先端部に設置してレジスト塗布部から搬送されてきたガラス基板を一旦停止させるストッパーと、ストッパーを通過したガラス基板の搬送方向と平行な両端に係合して保持する基板チャックを搭載して搬送方向に回転してガラス基板を搬送する反転アームとからなる反転前搬送部と、反転前搬送部から搬送されたガラス基板を受けて後段のレベリング装置に搬送する反転後搬送部とからなる反転部を備え、レジストの溶液塗布後のガラス基板が通過する塗布後搬送装置および反転部を構成する少なくともガラス基板に近接もしくは接触配置される部材を導電性材料で構成したレジスト塗布装置が提案されている。   In addition, the “resist coating apparatus” disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-62010 has at least a nip roller, a rod bar, and a resist tray, and a glass substrate that passes through a facing portion of the nip roller and the rod bar is provided on the glass tray. A coating device that coats the resist solution by rotating the rod bar, a pre-coating substrate transport unit that carries the glass substrate to the opposite portion of the nip roller and the rod bar, and a glass substrate coated with the resist solution in a coating posture. A resist coating unit composed of a post-coating conveyance device that is carried out to the reversing unit, a stopper that is installed at the tip of the post-coating conveyance device and temporarily stops the glass substrate that has been conveyed from the resist coating unit, and glass that has passed through the stopper A substrate chuck that engages and holds both ends parallel to the substrate transport direction is mounted and transported. Reversing unit comprising a pre-reversing conveyance unit comprising a reversing arm that rotates in the direction and conveys the glass substrate, and a post-reversing conveyance unit that receives the glass substrate conveyed from the pre-reversing conveyance unit and conveys the glass substrate to a subsequent leveling device. And a resist coating apparatus in which at least a member that is disposed near or in contact with the glass substrate that constitutes the reversing unit is made of a conductive material. .

また、特開2002−167036号公報に開示されている「大型基板搬送装置及び搬送方法」では、大型基板を真空処理室外の基板受け渡しステージで基板を受け渡しする搬送台車と、この搬送台車上で基板を保持する基板保持機構とを具えた大型基板搬送装置において、基板搬送ローラーの基板受け渡しステージ位置にあるローラーフレームが他の基板搬送ローラー部と分離して傾斜安定角度まで起立し、搬送台車の基板保持機構に基板の受渡しをする可倒式基板受渡し機構を搬送ローラーに組み込んだ大型基板搬送装置が提案されている。   In addition, in the “large substrate transfer apparatus and transfer method” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-167036, a transfer carriage for transferring a large substrate to a substrate transfer stage outside the vacuum processing chamber, and a substrate on the transfer carriage In a large substrate transfer device having a substrate holding mechanism for holding the substrate, the roller frame at the substrate transfer stage position of the substrate transfer roller is separated from the other substrate transfer roller unit and stands up to a stable tilt angle, and the substrate of the transfer carriage There has been proposed a large-sized substrate transfer apparatus in which a retractable substrate transfer mechanism for transferring a substrate to a holding mechanism is incorporated in a transfer roller.

特開平8−114790号公報JP-A-8-114790 特開平9−62010号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-62010 特開2002−167036号公報JP 2002-167036 A

本発明の目的は、特にレーザ光を用いて半導体基板の膜面および基板面からレーザ光の入射を行い、基板に形成された薄膜の高品質なレーザ加工を行い、コンパクトで必要最少限度の設置面積を実現する半導体基板レーザ加工用装置及びレーザ刻印装置、半導体基板レーザ加工用装置における半導体基板レーザ加工方法、及びレーザ刻印方法を提供することである。   The purpose of the present invention is to make laser light incident from the film surface of the semiconductor substrate and from the substrate surface using laser light, to perform high-quality laser processing of the thin film formed on the substrate, and to install in a compact and minimum necessary amount An object of the present invention is to provide a semiconductor substrate laser processing apparatus and laser marking apparatus that realize an area, a semiconductor substrate laser processing method in the semiconductor substrate laser processing apparatus, and a laser marking method.

以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用する括弧付き符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   In the following, means for solving the problem will be described using reference numerals with parentheses used in [Best Mode for Carrying Out the Invention]. These symbols are added in order to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the description of the best mode for carrying out the invention. ] Should not be used for interpretation of the technical scope of the invention described in the above.

本発明の半導体基板レーザ加工用装置(300)は、ベースプレート(43)と、ベースプレートの上に載置されて、ベースプレートに対して第一の水平方向であるX方向に移動可能なXプレート(36)と、Xプレートの上に載置されて、X方向に平行な1組の対向する端辺と、対向する端辺の一方の辺である第1端辺に設置される第1立ち上がり軸(50A)と、対向する端辺の他方の端辺である第2端辺に設置される第2立ち上がり軸(50B)とを有する基板立ち上げプレート(37)と、基板立ち上げプレート上に載置されて、基板(100)を積載して固定するための固定部(28)と、基板に被覆される領域に第1中空部とを備え、基板立ち上げプレートに対して第一の水平方向と直交するY方向に移動可能なYプレート(31)とを備え、基板立ち上げプレートは、基板に被覆されYプレート(31)の駆動範囲にある領域に第2中空部を備え、第1立ち上がり軸、および第2立ち上がり軸を中心に、Xプレートの水平面に対して垂直向きに回動自在である。   The semiconductor substrate laser processing apparatus (300) of the present invention includes a base plate (43) and an X plate (36) mounted on the base plate and movable in the first horizontal direction relative to the base plate. ) And a first rising axis (set on a first end that is one of the opposing ends and a pair of opposing ends parallel to the X direction) 50A) and a substrate rising plate (37) having a second rising axis (50B) installed on the second edge which is the other edge of the opposite edge, and placed on the substrate rising plate A fixing portion (28) for loading and fixing the substrate (100), and a first hollow portion in a region covered with the substrate, and a first horizontal direction with respect to the substrate start-up plate; Y plate that can move in the orthogonal Y direction (3 The substrate start-up plate is provided with a second hollow portion in a region that is covered by the substrate and within the drive range of the Y plate (31), and is centered around the first rising axis and the second rising axis. It can be rotated in a direction perpendicular to the horizontal plane.

また、本発明の半導体基板レーザ加工用装置(300)は、ベースプレート(43)と、ベースプレートの上に載置されて、ベースプレートに対して第一の水平方向に移動可能な第1プレート(35)と、第1プレートの上に載置されて、第1プレートに対して第一の水平方向と直交する第二の水平方向に移動可能な第2プレート(36)と、第2プレートの上に載置されて、第一の水平方向に対して直交する1組の対向する端辺と、対向する端辺の一方の辺である第1端辺に設置される第1立ち上がり軸(50A)と、対向する端辺の他方の端辺である第2端辺に設置される第2立ち上がり軸(50B)とを有する第3プレート(37)と、第3プレートの上に載置されて、基板(100)を積載して固定するための固定部(28)と、基板に被覆される領域に第1中空部とを備え、第3プレートに対して第二の水平方向と直交する方向に移動可能な第4プレート(31)とを備え、第3プレートは、さらに基板に被覆され第4プレート(31)の駆動範囲にある領域に第2中空部を備え、第1立ち上がり軸、および第2立ち上がり軸を中心に、第2プレートの水平面に対して垂直向きに回動自在である。   The semiconductor substrate laser processing apparatus (300) according to the present invention includes a base plate (43) and a first plate (35) mounted on the base plate and movable in a first horizontal direction with respect to the base plate. A second plate (36) mounted on the first plate and movable in a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction with respect to the first plate; and on the second plate A pair of opposed end sides that are placed and orthogonal to the first horizontal direction, and a first rising axis (50A) installed on a first end side that is one side of the opposed end sides; A third plate (37) having a second rising axis (50B) installed on the second end which is the other end of the opposite ends, and a substrate placed on the third plate, A fixing part (28) for loading and fixing (100); And a fourth plate (31) movable in a direction perpendicular to the second horizontal direction with respect to the third plate, the third plate further comprising a substrate. Is provided with a second hollow portion in a region within the driving range of the fourth plate (31), and rotates in a direction perpendicular to the horizontal plane of the second plate around the first rising axis and the second rising axis. It is free.

また、本発明の半導体基板レーザ加工用装置(300)における第2プレート(36)は、第3プレート(37)を、第1立ち上がり軸周りの第2プレートの水平面に対して水平方向から垂直方向までの間の任意角度において固定するための第1立ち上がり固定部(24)を備える。   The second plate (36) in the semiconductor substrate laser processing apparatus (300) of the present invention is configured so that the third plate (37) moves from the horizontal direction to the vertical direction with respect to the horizontal plane of the second plate around the first rising axis. The first rising fixing part (24) for fixing at an arbitrary angle between is provided.

また、本発明の半導体基板レーザ加工用装置(300)における第2プレート(36)は、第3プレート(37)を、第2立ち上がり軸周りの第2プレートの水平面に対して水平方向から垂直方向までの間の任意角度において固定するための第2立ち上がり固定部(24)を備える。   In the semiconductor substrate laser processing apparatus (300) of the present invention, the second plate (36) moves the third plate (37) from the horizontal direction to the vertical direction with respect to the horizontal plane of the second plate around the second rising axis. The second rising fixing part (24) for fixing at an arbitrary angle between is provided.

また、本発明の半導体基板レーザ加工用装置(300)において、第4プレート(31)に備えられる基板(100)を積載して固定するための固定部(28)は、基板を第4プレートの所定位置にセンタリングするためのチャック部(28)bと、基板を前記第4プレート上の所定位置に保持するためのツメ部(28a)とを備える。   Further, in the semiconductor substrate laser processing apparatus (300) of the present invention, the fixing portion (28) for loading and fixing the substrate (100) included in the fourth plate (31) includes the substrate of the fourth plate. A chuck portion (28) b for centering at a predetermined position and a claw portion (28a) for holding the substrate at a predetermined position on the fourth plate are provided.

また、本発明の半導体基板レーザ加工用装置(300A)において、第2プレート(36)は、第3プレート(37)が第1立ち上がり軸(50A)、あるいは第2立ち上がり軸(50B)周りに回動し、第2プレートの水平面に対して水平方向から垂直方向までの間の任意角度において固定された場合、第3プレートの第2プレートと接続されていない対向する端辺の一方を固定するための端面固定部(44)を備える。   In the semiconductor substrate laser processing apparatus (300A) of the present invention, the second plate (36) has the third plate (37) rotating around the first rising axis (50A) or the second rising axis (50B). To move and fix one of the opposing edges of the third plate that are not connected to the second plate when fixed at any angle between the horizontal and vertical directions relative to the horizontal plane of the second plate The end surface fixing part (44).

また、本発明の半導体基板レーザ加工システム(400)は、請求項1から6までのいずれか一項に記載の半導体基板レーザ加工用装置(300、300A)と、半導体基板レーザ加工用装置に基板を搬送するための基板搬送装置(38)と、半導体基板レーザ加工用装置に載置される前記基板に対してレーザビームを照射するレーザ照射装置(200)とを備える。   A semiconductor substrate laser processing system (400) according to the present invention includes a semiconductor substrate laser processing apparatus (300, 300A) according to any one of claims 1 to 6, and a semiconductor substrate laser processing apparatus. A substrate transfer device (38) for transferring the substrate and a laser irradiation device (200) for irradiating the substrate mounted on the semiconductor substrate laser processing device with a laser beam.

また、本発明の半導体基板レーザ加工用装置(300、300A)における半導体基板レーザ加工方法は、ベースプレート(43)と、ベースプレートに対して第一の水平方向であるX方向に移動可能なXプレート(36)とXプレートの上に載置されて、X方向に平行な1組の対向する端辺と、対向する端辺の一方の辺である第1端辺に設置される第1立ち上がり軸(50A)と、対向する端辺の他方の端辺である第2端辺に設置される第2立ち上がり軸(50B)とを有する基板立ち上げプレート(37)と、基板立ち上げプレート上に載置されて、基板(100)を積載して固定するための固定部(28)と、基板に被覆される領域に第1中空部とを備え、基板立ち上げプレートに対して第一の水平方向と直交するY方向に移動可能なYプレート(31)とを有し、基板立ち上げプレートは、基板に被覆されYプレート(31)の駆動範囲にある領域に第2中空部を備え、第1立ち上がり軸、および第2立ち上がり軸を中心に、Xプレートの水平面に対して垂直向きに回動自在である半導体基板レーザ加工用装置における半導体基板レーザ加工方法であって、半導体基板レーザ加工用装置(300、300A)に基板を搬入する基板搬入ステップと、Yプレート上の所定位置に基板をセンタリングする基板センタリングステップと、基板をYプレートの所定位置に対して固定する基板固定ステップと、基板の膜面と基板面のいずれの面を加工するかに応じて、第1立ち上がり軸と、第2立ち上がり軸とのうちいずれの軸を中心として基板立ち上げプレートをXプレートの水平面に対して任意角度に回動させるか選択し、選択された軸周りに基板立ち上げプレートを回動させて任意角度に固定する基板配置ステップと、予め決められた基板の加工領域に応じて、ベースプレートに対するXプレートのX方向の移動量、および基板立ち上げプレートに対するYプレートのY方向の移動量を制御し、基板の加工領域にレーザビームを入射する基板加工ステップとを備える。   Further, the semiconductor substrate laser processing method in the semiconductor substrate laser processing apparatus (300, 300A) of the present invention includes a base plate (43) and an X plate (movable in the X direction which is the first horizontal direction with respect to the base plate). 36) and a first rising axis (1) which is placed on the X plate and installed on a pair of opposite end sides parallel to the X direction and a first end side which is one of the opposite end sides. 50A) and a substrate rising plate (37) having a second rising axis (50B) installed on the second edge which is the other edge of the opposite edge, and placed on the substrate rising plate A fixing portion (28) for loading and fixing the substrate (100), and a first hollow portion in a region covered with the substrate, and a first horizontal direction with respect to the substrate start-up plate; Moveable in the orthogonal Y direction The substrate rising plate includes a second hollow portion in a region that is covered by the substrate and within the driving range of the Y plate (31), and is centered on the first rising axis and the second rising axis. And a semiconductor substrate laser processing method in a semiconductor substrate laser processing apparatus that is rotatable in a vertical direction with respect to a horizontal plane of an X plate, wherein the substrate is carried into the semiconductor substrate laser processing apparatus (300, 300A). A loading step, a substrate centering step for centering the substrate at a predetermined position on the Y plate, a substrate fixing step for fixing the substrate to a predetermined position on the Y plate, and processing any one of the film surface and the substrate surface of the substrate Depending on whether the substrate rising plate is horizontal with respect to the X plate, the first rising axis or the second rising axis is the center. Depending on the substrate placement step of rotating the substrate startup plate around the selected axis and fixing it at an arbitrary angle, and a predetermined processing area of the substrate, A substrate processing step of controlling the amount of movement of the X plate in the X direction with respect to the base plate and the amount of movement of the Y plate in the Y direction with respect to the substrate start-up plate, and injecting a laser beam into the processing region of the substrate.

本発明により、特にレーザ光を用いて、薄膜太陽電池などの半導体基板の膜面および基板面にレーザ光を入射し高品質なレーザ加工を行い、コンパクトで必要最少限度の設置面積を実現する半導体基板レーザ加工用装置およびレーザ刻印装置、半導体基板レーザ加工用装置における半導体基板レーザ加工方法及びレーザ刻印方法を提供することができる。   According to the present invention, a semiconductor that realizes a compact and minimum installation area by performing laser processing on a film surface of a semiconductor substrate such as a thin-film solar cell and a substrate surface by using the laser light and performing high-quality laser processing. A substrate laser processing apparatus and laser marking apparatus, and a semiconductor substrate laser processing method and laser marking method in a semiconductor substrate laser processing apparatus can be provided.

添付図面を参照して、本発明による半導体基板レーザ加工用装置およびレーザ刻印装置、半導体基板レーザ加工用装置における半導体基板レーザ加工方法およびレーザ刻印方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。   With reference to the accompanying drawings, a semiconductor substrate laser processing apparatus and laser marking apparatus according to the present invention, and a semiconductor substrate laser processing method and a laser marking method in the semiconductor substrate laser processing apparatus will be described below. .

本発明の実施の形態に係わる半導体基板レーザ加工用装置は、特にレーザ光を用いて、太陽電池などの半導体基板の膜面および基板面にレーザ光を入射して、薄膜のエッチングやレーザ刻印などの高品質なレーザ加工を行うとともに、その装置構成がコンパクトであることにより、最少限の設置面積のみで当該装置を設置することができることを特徴とする。本発明の実施の形態に係わる半導体基板レーザ加工用装置は、ベースプレートと、当該ベースプレートの上に載置されて、ベースプレートに対して第一の水平方向であるX方向に移動可能なXプレートと、当該Xプレートの上に載置されて、X方向に平行な1組の対向する端辺と、当該対向する端辺の一方の辺である第1端辺に設置される第1立ち上がり軸と、もう一方の端辺である第2端辺に設置される第2立ち上がり軸とを有する基板立ち上げプレートとを有する。さらに、基板立ち上げプレート上には、基板を積載して固定するための固定部と、基板に被覆される領域に中空部とを備え、上記基板立ち上げプレートに対して第一の水平方向と直交するY方向に移動可能なYプレートが載置される。上記基板立ち上げプレートは、基板に被覆される領域に中空部を備え、第1立ち上がり軸および第2立ち上がり軸を中心に、上記Xプレートの水平面に対して水平方向から垂直方向までの傾斜角度範囲内において回動自在であり、当該傾斜角度範囲内の任意位置においてXプレートに対して固定される。   A semiconductor substrate laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention uses a laser beam to make a laser beam incident on the surface of a semiconductor substrate such as a solar cell, and etch a thin film or perform laser marking. The high-quality laser processing is performed, and the apparatus configuration is compact so that the apparatus can be installed with a minimum installation area. A semiconductor substrate laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a base plate, an X plate that is placed on the base plate and is movable in an X direction that is a first horizontal direction with respect to the base plate, A pair of opposing edges that are placed on the X plate and parallel to the X direction, and a first rising axis that is placed on a first edge that is one of the opposing edges; And a substrate rising plate having a second rising axis installed at the second end which is the other end. Further, the substrate startup plate includes a fixing portion for loading and fixing the substrate, and a hollow portion in a region covered with the substrate, and a first horizontal direction with respect to the substrate startup plate, A Y plate movable in the orthogonal Y direction is placed. The substrate rising plate includes a hollow portion in a region covered with the substrate, and an inclination angle range from a horizontal direction to a vertical direction with respect to a horizontal plane of the X plate around the first rising axis and the second rising axis. It can be freely rotated within and is fixed to the X plate at an arbitrary position within the tilt angle range.

本発明の実施の形態に係わる半導体基板レーザ加工用装置においては、第一の水平方向と直交する第2の水平方向から入射されるレーザ光線に対して、当該装置に積載されて製膜対象となる基板の膜面と基板面のいずれの面を加工するかに応じて、第1立ち上がり軸と、第2立ち上がり軸とのうちいずれの軸を中心として基板立ち上げプレートをXプレートの水平面に対して任意角度に回動させるか選択し、選択された軸周りに基板立ち上げプレートを回動させて任意角度に固定する。これにより、従来は、製膜対象となる基板の膜面と基板面のいずれの面からレーザ光を入射して加工するかに応じて、基板を反転させるための専用の基板反転装置を必要とするために、当該基板の2倍を大きく上回る設置面積を必要としていた装置設置面積が、本発明により概ね基板をレーザ加工するために基板を移動する範囲の面積程度にまで縮小することができる。   In the semiconductor substrate laser processing apparatus according to the embodiment of the present invention, a laser beam incident from a second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction is loaded on the apparatus and is subjected to film formation. Depending on which of the substrate surface and the substrate surface to be processed, the substrate rising plate with respect to the horizontal surface of the X plate is centered on which of the first rising axis and the second rising axis. Then, it is selected whether to rotate at an arbitrary angle, and the substrate rising plate is rotated around the selected axis and fixed at an arbitrary angle. Thus, conventionally, a dedicated substrate reversing device for reversing the substrate is required depending on whether the laser beam is incident from the surface of the substrate to be formed or the surface of the substrate. Therefore, the installation area of the apparatus, which required an installation area much larger than twice that of the substrate, can be reduced to about the area of the range in which the substrate is moved in order to laser process the substrate according to the present invention.

従来の半導体基板レーザ加工用装置においては、基板支持ピンを使用して水平方向に基板を支持し、垂直方向からレーザ光を入射することにより当該基板の所望位置に対してレーザ加工を行っており、特に基板の基板面からエッチングやレーザ刻印といったレーザ加工を行う際には、基板の膜面を上記基板支持ピンで支持するために膜面を損傷することがあった。特に大型基板に対してレーザ加工を行う場合には、当該支持ピンによる支持では、レーザ加工中の基板に撓みや反りが生じ、基板の加工対象領域に渡って均一なレーザ加工が難しかった。これに対し、本発明の実施の形態に係わるレーザ加工用装置を用いることで、基板を略縦方向に設置したために基板の重力による撓みや反りの発生を抑制したレーザ加工を行うことにより、基板支持において膜面に損傷を与えることはない。また、レーザ加工中の基板に撓みや反りがほとんど生じず、所望の加工領域全面に渡って均一なレーザ加工が可能となる。このように、本発明の半導体基板レーザ加工用装置における半導体基板レーザ加工方法により、薄膜太陽電池モジュールなど高品質な基板を製造することが出来る。   In a conventional semiconductor substrate laser processing apparatus, a substrate is supported in a horizontal direction using a substrate support pin, and laser processing is performed on a desired position of the substrate by entering laser light from the vertical direction. In particular, when performing laser processing such as etching or laser engraving from the substrate surface of the substrate, the film surface may be damaged because the film surface of the substrate is supported by the substrate support pins. In particular, when laser processing is performed on a large substrate, the support by the support pins causes bending or warping of the substrate during laser processing, and it is difficult to perform uniform laser processing over the region to be processed of the substrate. On the other hand, by using the laser processing apparatus according to the embodiment of the present invention, the substrate is installed in a substantially vertical direction, so that the substrate is subjected to laser processing that suppresses the occurrence of bending and warping due to the gravity of the substrate. The support does not damage the membrane surface. Further, the substrate undergoing laser processing hardly undergoes bending or warping, and uniform laser processing is possible over the entire desired processing region. Thus, a high quality substrate such as a thin film solar cell module can be manufactured by the semiconductor substrate laser processing method in the semiconductor substrate laser processing apparatus of the present invention.

(実施の形態1)半導体基板レーザ加工(エッチングおよびレーザ刻印)用装置
本発明の実施の形態1に係わる半導体基板レーザ加工用装置の概略構成を図4Aに示す。本実施の形態に係わる半導体基板レーザ加工用装置300は、ベースプレート43と、ベースプレート43の上に載置されて、δ方向直動ガイド42を介して、ベースプレート43に対して第三の水平方向であるδ方向に移動可能なプレートA35と、プレートA35の上に載置されて、X方向直動ガイド41およびプレートBX方向駆動システム26により、プレートA35に対してδ方向と直交する第一の水平方向であるX方向に移動可能なプレートB36とを備えている。プレートAの側面部には嵌合溝が設けられており、プレートAは、ベースプレート上に設置されて上記嵌合溝と嵌合することによりプレートAのベースプレートに対するδ方向の位置を調整するプレートAδ方向位置調整システム27により位置調整される。
(Embodiment 1) Semiconductor substrate laser processing (etching and laser engraving) apparatus FIG. 4A shows a schematic configuration of a semiconductor substrate laser processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The semiconductor substrate laser processing apparatus 300 according to the present embodiment is placed on the base plate 43 and the base plate 43 in the third horizontal direction with respect to the base plate 43 via the δ-direction linear motion guide 42. A plate A35 movable in a certain δ direction, and a first horizontal mounted on the plate A35 and perpendicular to the δ direction with respect to the plate A35 by the X direction linear motion guide 41 and the plate BX direction drive system 26. Plate B36 which can move in the X direction which is the direction. The side surface of the plate A is provided with a fitting groove. The plate A is installed on the base plate and is fitted with the fitting groove to adjust the position of the plate A in the δ direction with respect to the base plate. The position is adjusted by the directional position adjustment system 27.

また、プレートB36の上には、第三の水平方向に対して直交する1組の対向する端辺と、当該対向する端辺の一方の辺である第1端辺に設置される第1立ち上がり軸50Aと、もう一方の端辺である第2端辺に設置される第2立ち上がり軸50Bとを有するプレートC37が備えられている。さらに、プレートC37の上には、Y方向直動ガイド29を介して、基板100を積載して固定するための基板センタリング兼用基板保持用チャックツメ28を有したプレートD31が備えられている。プレートD31において積載基板により被覆される領域は、中空部を構成している。また、プレートD31は、プレートC37に対して、プレートC37が水平に載置されている場合には第一の水平方向と同一となるY方向に、プレートDY方向駆動システム22により可動である。   In addition, on the plate B36, a pair of opposite end sides orthogonal to the third horizontal direction and a first rising edge that is installed on a first end side that is one of the opposite end sides. A plate C37 having a shaft 50A and a second rising shaft 50B installed on the second end which is the other end is provided. Furthermore, a plate D31 having a substrate centering and substrate holding chuck claw 28 for loading and fixing the substrate 100 via the Y-direction linear motion guide 29 is provided on the plate C37. An area covered with the loading substrate in the plate D31 constitutes a hollow portion. The plate D31 is movable by the plate DY direction drive system 22 in the Y direction that is the same as the first horizontal direction when the plate C37 is placed horizontally with respect to the plate C37.

プレートC37は、さらに、プレートD31に積載される上記基板に被覆され、さらにプレートD31の駆動範囲にある領域全体にプレートC37は中空部を備えている。そして、上記第1立ち上がり軸50A、および上記第2立ち上がり軸50Bを中心に、プレートB36の水平面に対して垂直方向に向けて回動可能である。プレートC37をプレートB36の水平面から垂直方向に向けて回転させる場合、例えば図4Aに見られる第1立ち上がり軸50Aに取り付けられた表面入射用回転ギアに、プレートC立ち上がり駆動ギア24を嵌合させ、プレートC立ち上がり駆動ギア24に連動しているプレートC立ち上がり駆動システム25の回転動力を使用してプレートC37の立ち上げを行えば良い。プレートC37の傾き角が、プレートB36の水平面から所望の角度になった時点でプレートC立ち上がり駆動システムを停止することにより、プレートC37の位置は固定される。しかし、プレートB36がX方向に直動するにあたり、プレートC37の剛性が不十分な場合には、プレートC37が揺れて、レーザ焦点と装置に積載されている基板100との相対的な距離が変動し、基板が大面積である場合には、レーザエッチング加工の均一性に問題を生じる場合がある。このため、図4Bに示されるように、半導体基板レーザ加工用装置300AのプレートB36上に、プレートC37のプレートB36と接続されていない上記対向する端辺の一方を固定するためのプレートC用上部揺れ止めガイド44を設ける。このゆれ防止ガイド44は、プレートC37が立ち上がった際に、電磁チャックなどを用いてプレートC37の上部をクランプして固定できるようになっている。これにより、プレートC37が第1立ち上がり軸50A、あるいは第2立ち上がり軸50B周りに回動し、プレートB36の水平面に対して水平方向から垂直方向までの間の所定角度において固定され、且つ当該位置におけるレーザ加工中の安定した基板駆動を達成できる。図4Bに示されたプレート用上部揺れ止めガイド44は、プレートC37が第1立上り軸50A周りに回動したときのものである。第2立ち上がり軸50B周りに回動したものは図示されていないが、同様にプレートC用上部揺れ止めガイド44を設けて固定することが出来る。   The plate C37 is further covered with the substrate loaded on the plate D31, and the plate C37 has a hollow portion in the entire region in the driving range of the plate D31. Then, the first rising shaft 50A and the second rising shaft 50B can be rotated in the direction perpendicular to the horizontal plane of the plate B36. When rotating the plate C37 in the vertical direction from the horizontal plane of the plate B36, for example, the plate C rising drive gear 24 is fitted to the surface incident rotating gear attached to the first rising shaft 50A shown in FIG. 4A, The plate C37 may be raised using the rotational power of the plate C rise drive system 25 that is linked to the plate C rise drive gear 24. When the inclination angle of the plate C37 reaches a desired angle from the horizontal surface of the plate B36, the position of the plate C37 is fixed by stopping the plate C rising drive system. However, when the plate C36 is linearly moved in the X direction, if the rigidity of the plate C37 is insufficient, the plate C37 is shaken, and the relative distance between the laser focus and the substrate 100 loaded on the apparatus varies. However, when the substrate has a large area, there may be a problem in the uniformity of the laser etching process. For this reason, as shown in FIG. 4B, the upper part for the plate C for fixing one of the opposing edges not connected to the plate B36 of the plate C37 on the plate B36 of the semiconductor substrate laser processing apparatus 300A. An anti-sway guide 44 is provided. When the plate C37 rises, the shaking prevention guide 44 can clamp and fix the upper part of the plate C37 using an electromagnetic chuck or the like. As a result, the plate C37 rotates around the first rising axis 50A or the second rising axis 50B, and is fixed at a predetermined angle between the horizontal direction and the vertical direction with respect to the horizontal plane of the plate B36, and at this position. Stable substrate driving during laser processing can be achieved. The plate top anti-sway guide 44 shown in FIG. 4B is when the plate C37 rotates around the first rising shaft 50A. Although not shown in the drawing about the second rising axis 50B, it is possible to provide and fix the plate C upper anti-sway guide 44 in the same manner.

レーザー光を発振するレーザー発振器が、図4Aに示されるδ方向の第1立上り軸50A側にある場合、プレートC37を第1立ち上がり軸50A周りにプレートB36の水平面から垂直方向に向けて回転させることにより、積載基板は、膜面(通常、基板は搬送コンベア38で膜面を上に向けて搬送して、膜面を上にしたままで装置に積載されるため)に対してレーザ加工が可能な状態に配置される(図5)。同様に、プレートC37を第2立ち上がり軸50B周りにプレートB36の水平面から垂直方向に向けて回転させることにより、積載基板は、基板面側からレーザ光を入射して膜のレーザ加工が可能な状態に配置される(図6)。この時、プレートC立ち上がり駆動ギア24は、リニアガイド32を介して第2立ち上がり軸50B位置にまで移動し、当該第2立ち上がり軸50Bと嵌合して、プレートC立上り駆動システム25を前記とは逆方向に回転させる。図4Aにおいては、プレートC37を立ち上げるのに、リニアガイド32を介して移動可能なプレートC立ち上がり駆動ギア24を使用しているが、プレートC立ち上がり駆動ギア24は、各々の立ち上がり軸に予め1つずつ配置されていても良い。また、プレートC37の立ち上げには、プレートC立ち上がり駆動システム24に電気モータ等の駆動系が接続され、プレートC立上り駆動システム25を用いずに直接に電動による立ち上げとしても良いし、あるいは、プレートB36にエアシリンダーを用いたプレートC立上り駆動システムを追加するなど、同等の機能を備えた駆動装置であれば代替可能である。   When the laser oscillator that oscillates the laser beam is on the first rising axis 50A side in the δ direction shown in FIG. 4A, the plate C37 is rotated around the first rising axis 50A in the vertical direction from the horizontal plane of the plate B36. This allows laser processing to be performed on the film surface of the loaded substrate (usually, the substrate is transported with the conveyor 38 facing the film surface upward and loaded on the apparatus with the film surface facing up). (FIG. 5). Similarly, by rotating the plate C37 about the second rising axis 50B in the vertical direction from the horizontal surface of the plate B36, the loaded substrate is in a state in which laser processing can be performed by injecting laser light from the substrate surface side. (FIG. 6). At this time, the plate C rising drive gear 24 moves to the position of the second rising shaft 50B via the linear guide 32, and is fitted to the second rising shaft 50B, so that the plate C rising drive system 25 is Rotate in the opposite direction. In FIG. 4A, the plate C rising drive gear 24 movable via the linear guide 32 is used to raise the plate C37, but the plate C rising drive gear 24 is preliminarily set to 1 on each rising axis. It may be arranged one by one. The plate C37 may be raised by connecting a drive system such as an electric motor to the plate C rise drive system 24, and may be directly driven electrically without using the plate C rise drive system 25, or A drive device having an equivalent function such as adding a plate C rising drive system using an air cylinder to the plate B36 can be replaced.

以上説明してきたように、本実施の形態においては、プレートB36がプレートA35に対してX方向に移動可能であり、プレートD31がプレートCに対してY方向に移動可能である。また、プレートC37がδ方向に対して直交する1組の対向する端辺のそれぞれに回転軸を有していることにより、プレートC37を各々の回転軸周りに回動させて、δ方向から本実施の形態に係わる半導体基板レーザ加工用装置に向けて照射されるレーザ光線を、プレートD31を介してプレートC37上に載置されているレーザ加工対象基板の膜面側または基板面側からレーザ光を入射して、加工膜するに対して焦点させる。そして、基板の所望のレーザ光入射側の面および所望のレーザ加工領域に基づいて、回動する回転軸の選択、およびX,Y方向の移動制御量を決めることにより、基板のレーザ加工を行うことが出来る。プレートA35のδ方向に対する移動は、レーザ光線の基板に対する焦点距離を最適にするためにレーザ光線の焦点位置と基板の位置との相対距離を調整するためのものである。プレートC37において、第1立ち上り軸50Aを回転軸周りに回動させて立ち上げた場合と、第2立ち上り軸50Bを回転軸周りに回動させて立ち上げた場合とでは、プレートC37とレーザ光の焦点位置の距離は大きく違うため、プレートA35のδ方向に対する移動が必要となる。但し、本実施の形態に対してレーザ光線を入射する入射光学系が、レーザ光線の基板に対する焦点距離を最適にするためにレーザ光線の焦点位置と基板の位置との相対距離を調整するためのδ方向のレーザ光線焦点調整機構を有している場合には、本実施の形態はプレートA35を備えている必要はない。   As described above, in the present embodiment, the plate B36 can move in the X direction with respect to the plate A35, and the plate D31 can move in the Y direction with respect to the plate C. In addition, since the plate C37 has a rotation axis at each of a pair of opposing edges orthogonal to the δ direction, the plate C37 is rotated around each rotation axis, and the main plate is rotated from the δ direction. A laser beam irradiated toward the semiconductor substrate laser processing apparatus according to the embodiment is irradiated from the film surface side or the substrate surface side of the laser processing target substrate placed on the plate C37 via the plate D31. Is focused on the processed film. Then, based on the desired laser light incident side surface of the substrate and the desired laser processing region, the substrate is laser processed by selecting the rotation axis to be rotated and determining the amount of movement control in the X and Y directions. I can do it. The movement of the plate A35 in the δ direction is for adjusting the relative distance between the focal position of the laser beam and the position of the substrate in order to optimize the focal length of the laser beam with respect to the substrate. In the plate C37, the plate C37 and the laser beam are used when the first rising shaft 50A is turned up around the rotation axis and when the second rising shaft 50B is turned up around the rotation axis. Since the distances of the focal positions are greatly different, it is necessary to move the plate A35 in the δ direction. However, the incident optical system that makes the laser beam incident on the present embodiment adjusts the relative distance between the focal position of the laser beam and the position of the substrate in order to optimize the focal length of the laser beam with respect to the substrate. In the case where the laser beam focus adjusting mechanism in the δ direction is provided, the present embodiment does not need to include the plate A35.

また、本実施の形態の説明においては、上記のような機能を有する構成要件の組み合わせを備えた半導体基板レーザ加工用装置により、基板に対して所望のレーザ加工が行えることを示したが、本発明においては、上記のような機能を有する構成要件の組み合わせに限らず、同等機能を備えた他の構成要件(水平照射されるレーザ光の照射方向に直交する第1軸、第2軸周りに垂直方向に向けてレーザ加工対象である基板を立ち上げることにより、当該基板の膜面側または基板面側からレーザ光の入射に対して概ね垂直に上記レーザ光を照射させる機能を有した構造物、および上記第1軸、第2軸それぞれの方向とそれに直交する方向とに当該基板を移動制御する機能を備えた位置制御機構)の組み合わせにより、基板に対して所望のレーザ加工が行える半導体基板レーザ加工用装置を実現しても良い。   Further, in the description of the present embodiment, it has been shown that a desired laser processing can be performed on a substrate by a semiconductor substrate laser processing apparatus having a combination of components having the functions as described above. In the invention, not only the combination of the constituent elements having the functions as described above, but also other constituent elements having the equivalent function (around the first axis and the second axis perpendicular to the irradiation direction of the laser beam irradiated horizontally) A structure having a function of irradiating the laser beam substantially perpendicularly to the incidence of the laser beam from the film surface side or the substrate surface side of the substrate by raising the substrate to be laser processed in the vertical direction , And a position control mechanism having a function of controlling the movement of the substrate in the direction of each of the first axis and the second axis and the direction perpendicular thereto, and a desired laser with respect to the substrate Engineering may be realized a semiconductor substrate laser processing device capable.

本実施の形態により、基板反転装置が不要となり、装置コストを低減できるとともに、半導体基板レーザ加工用装置の設置面積を、概ね基板の面積とレーザ加工のために基板を移動する範囲程度にまで縮小することができる。   The present embodiment eliminates the need for a substrate reversing device, reduces the device cost, and reduces the installation area of the semiconductor substrate laser processing apparatus to approximately the area of the substrate and the range in which the substrate is moved for laser processing. can do.

(実施の形態1の動作原理)
次に、本実施の形態に係わる半導体基板レーザ加工用装置300、300Aにおける動作原理について説明する。
(Operation principle of Embodiment 1)
Next, the operation principle of the semiconductor substrate laser processing apparatus 300, 300A according to the present embodiment will be described.

本実施の形態に係わる半導体基板レーザ加工用装置300、300Aを用いた半導体基板のレーザ加工に先がけて、レーザ加工対象となる基板100がローラコンベアで装置に搬送される。半導体基板レーザ加工用装置300、300Aでは、プレートC37が水平な状態において、基板100がプレートD31上部にまで搬送されてくると、図12に示されるように、プレートDに備えられた基板センタリング兼用基板保持用電磁チャックツメ28のツメ部28aが、基板をプレートDの所定位置にセンタリングする。プレートCが少し立ち上がり、プレートB36上に設置されている基板搬送ローラ39の高さがプレートDに対して下降すると、プレートDの所定位置にセンタリングされた基板がプレートDに密着し、基板センタリング兼用基板保持用チャックツメ28のチャック部28bが、ツメ部28aの凹部分を介して基板を保持してプレートDに固定する。基板センタリング兼用基板保持用チャックツメ28は、プレートD上の基板を包囲する位置に複数個配設され、基板の対向する2組の端辺それぞれが揺れないように保持する。基板センタリング兼用基板保持用チャックツメ28は電磁力を利用したチャックやエア圧を利用したチャックなどを利用することが出来る。また、薄膜太陽電池を完成後に屋外使用時において、基板周囲におけるレーザエッチング溝を経由して薄膜太陽電池内部に外気湿分が進入しないように、基板端部分までレーザ加工を行わないことが望ましい。この場合には、当該基板センタリング兼用基板保持用チャックツメ28にレーザ光のマスキング板を接続することが可能である。   Prior to laser processing of a semiconductor substrate using the semiconductor substrate laser processing apparatuses 300 and 300A according to the present embodiment, the substrate 100 to be laser processed is transferred to the apparatus by a roller conveyor. In the semiconductor substrate laser processing apparatuses 300 and 300A, when the substrate 100 is transported to the top of the plate D31 in a state where the plate C37 is horizontal, the substrate centering combined with the plate D is also used as shown in FIG. The claw portion 28 a of the substrate holding electromagnetic chuck claw 28 centers the substrate at a predetermined position on the plate D. When the plate C rises slightly and the height of the substrate transport roller 39 installed on the plate B36 is lowered with respect to the plate D, the substrate centered at a predetermined position on the plate D comes into close contact with the plate D, and also serves as substrate centering. The chuck portion 28b of the substrate holding chuck claw 28 holds the substrate through the concave portion of the claw portion 28a and fixes it to the plate D. A plurality of substrate centering and holding chuck claws 28 are provided at positions surrounding the substrate on the plate D, and hold the two opposing ends of the substrate so as not to shake. As the substrate centering and holding chuck claw 28, a chuck using electromagnetic force or a chuck using air pressure can be used. In addition, when the thin-film solar cell is used outdoors, it is desirable not to perform laser processing up to the substrate end portion so that outside moisture does not enter the thin-film solar cell through the laser etching groove around the substrate. In this case, a masking plate for laser light can be connected to the substrate centering / holding chuck claw 28.

基板のレーザ加工が開始されると、以下の工程が行われる。   When laser processing of the substrate is started, the following steps are performed.

(1)基板100の膜面側と基板面側からのレーザ光入射のいずれの加工するかに応じて、第1立ち上がり軸50Aと、第2立ち上がり軸50Bとのうちいずれの軸を中心としてプレートC37をプレートB36の水平面に対して任意角度に回動させるか選択し、選択された当該軸周りにプレートC37を回動させる。プレートC立ち上がり駆動システム25のウォーム軸を回転させることによりプレートC立ち上がりギア24を移動させ、例えばプレートC37の表面入射用回転ギア23に密着させて回転させる。プレートC37の表面入射用回転ギア23を回すことで、プレートC37が水平位置から垂直位置へと徐々に立ち上がる。そして、プレートC37がプレートBに対して所望の任意角度になったところでプレートC立ち上がり駆動システム25を停止してプレートC37の位置を固定する。固定の際には、基板のサイズおよびレーザ加工時の振動環境に基づいて、プレートB36上に設けられ、プレートC37のプレートB36と接続されていない端辺を固定するためのプレートC用上部揺れ止めガイド44を使用する。また、プレートC37の位置を固定する際に、水平位置から垂直に限らずに、鉛直方向より傾斜角θを設けても良い。その傾斜角θを、例えば鉛直方向よりθ=10°程度傾斜させて固定すると、基板100はプレートDに、そしてプレートDはプレートCに、それぞれ自重の約17%分の力で押し付けることになり、プレートDのY方向移動に際してのY方向直動ガイド29の微小クリアランスなどガタによる浮遊分を解消でき、精度の高いレーザ加工が可能となる。傾斜角θは、大きいほど基板の安定性は増すが、それに伴いレーザ光が斜めに入射するため、エッチングなどのレーザ加工を行う際にはレーザ光によるエッチング幅が増加するとともに、エッチング溝の両側の加工側面のレーザ光のエネルギー密度に差異を生じて、良好なエッチング可能が出来なくなるなどを考慮に入れてθ=5〜15°の範囲で傾斜角度を選定し、基板加工面に対して概ね垂直の範囲内とするのが良い。 (1) The plate is centered on which of the first rising axis 50A and the second rising axis 50B depending on which of laser beam incidence from the film surface side and substrate surface side of the substrate 100 is processed. It is selected whether C37 is rotated at an arbitrary angle with respect to the horizontal plane of the plate B36, and the plate C37 is rotated around the selected axis. The plate C rising gear 24 is moved by rotating the worm shaft of the plate C rising drive system 25, and is rotated in close contact with the surface incident rotating gear 23 of the plate C37, for example. By rotating the surface incident rotary gear 23 of the plate C37, the plate C37 gradually rises from the horizontal position to the vertical position. Then, when the plate C37 is at a desired arbitrary angle with respect to the plate B, the plate C rising drive system 25 is stopped to fix the position of the plate C37. At the time of fixing, based on the size of the substrate and the vibration environment at the time of laser processing, the upper shaking stopper for the plate C for fixing the end of the plate C37 that is not connected to the plate B36 is fixed. A guide 44 is used. Further, when the position of the plate C37 is fixed, the inclination angle θ may be provided from the vertical direction without being limited to the vertical position from the horizontal position. When the inclination angle θ is fixed by, for example, tilting about θ = 10 ° from the vertical direction, the substrate 100 is pressed against the plate D and the plate D is pressed against the plate C with a force corresponding to about 17% of its own weight. As a result, floating components such as a minute clearance of the Y-direction linear motion guide 29 when the plate D moves in the Y-direction can be eliminated, and high-precision laser processing is possible. As the tilt angle θ increases, the stability of the substrate increases. However, the laser beam is incident obliquely. Accordingly, when performing laser processing such as etching, the etching width by the laser beam increases and both sides of the etching groove are formed. In consideration of the fact that the energy density of the laser beam on the processing side surface of the substrate becomes different and that good etching cannot be performed, an inclination angle is selected in the range of θ = 5 to 15 °, and the substrate processing surface is roughly set. It should be within the vertical range.

ここで、基板を垂直設置した場合におけるレーザ光線の基板表面(膜面)入射加工状態を図7に、基板を斜め設置した場合におけるレーザ光線の基板表面(膜面)入射加工状態を図8に、基板を垂直設置した場合におけるレーザ光線の基板裏面(基板面)入射加工状態を図9に、基板を斜め設置した場合におけるレーザ光線の基板裏面(基板面)入射加工状態を図10に、そして、プレートC用上部揺れ止めガイド44を用いて基板を垂直設置した場合におけるレーザ光線の基板表面(膜面)入射加工状態を図11にそれぞれ示す。   Here, the laser beam substrate surface (film surface) incident processing state when the substrate is vertically installed is shown in FIG. 7, and the laser beam substrate surface (film surface) incident processing state when the substrate is obliquely installed is shown in FIG. FIG. 9 shows the laser beam back side (substrate surface) incident processing state when the substrate is vertically installed, FIG. 10 shows the laser beam back side (substrate surface) incident processing state when the substrate is obliquely installed, and FIG. FIG. 11 shows the state of laser beam incident on the substrate surface (film surface) when the substrate is vertically installed using the plate C upper anti-sway guide 44.

(2)次に、プレートA35に対するプレートAδ方向位置調整システム27により、レーザ光の焦点と基板の膜加工位置との相対距離が適正になるように調整する。 (2) Next, the position adjustment system 27 in the plate Aδ direction with respect to the plate A35 is adjusted so that the relative distance between the focal point of the laser beam and the film processing position of the substrate becomes appropriate.

(3)次に、プレートBのX方向への直動システムと、プレートDのY方向への直動システムにより、基板の膜をエッチング加工する。装置構成の剛性と荷重において、プレートDのY方向への直動システムのプレートDの移動可能速度から判断してY方向をレーザエッチングの溝加工方向として、プレートBのX方向をエッチング位置の送りとする。また、加工状況に応じて前記に拘ることなくX、Yそれぞれのエッチング方向と送り方向とを自由に選択可能である。そして、予め決められた基板の加工領域に応じて、プレートB36のプレートA35に対するX方向の移動量、およびプレートC37に対するプレートD31のY方向の移動量を制御し、基板の加工領域にレーザ光を照射する。 (3) Next, the substrate film is etched by the linear motion system of the plate B in the X direction and the linear motion system of the plate D in the Y direction. Judging from the movable speed of the plate D of the linear motion system in the Y direction of the plate D in the rigidity and load of the apparatus configuration, the Y direction is the laser etching groove processing direction, and the X direction of the plate B is the feeding position of the etching position. And Further, the X and Y etching directions and the feeding directions can be freely selected according to the processing conditions regardless of the above. Then, the amount of movement of the plate B36 relative to the plate A35 in the X direction and the amount of movement of the plate D31 relative to the plate C37 in the Y direction are controlled according to a predetermined substrate processing region, and laser light is applied to the substrate processing region. Irradiate.

レーザ加工が終了すると、上記(1)に記載したのと逆の手順で加工済み基板を装置外部に搬出する。尚、レーザ加工の際には、加工処理時間を短縮するために、X(またはY)方向の往復の工程でエッチング加工することが望ましい。   When the laser processing is completed, the processed substrate is carried out of the apparatus in the reverse procedure as described in (1) above. In the case of laser processing, it is desirable to perform etching processing in a reciprocating process in the X (or Y) direction in order to shorten the processing time.

本実施の形態に係わるレーザ加工用装置を用いたレーザ加工を行うことにより、基板面からのレーザ入射のために基板を反転させる基板反転装置が不要となる。また反転した基板の膜面にて基板をピン支持する手法に比較して膜面に損傷を与えることを防止できる。また、基板の自重によりレーザ加工中の基板に撓みや反りが生じず、所望の加工領域全面に渡って均一なレーザ加工が可能となる。このように、本発明の半導体基板レーザ加工用装置における半導体基板レーザ加工方法により、薄膜太陽電池モジュールの集積化加工などにおいて、高品質な半導体基板を製造することが出来る。   By performing laser processing using the laser processing apparatus according to the present embodiment, a substrate inversion device that inverts the substrate for laser incidence from the substrate surface becomes unnecessary. Further, it is possible to prevent the film surface from being damaged as compared with the method of pin-supporting the substrate with the film surface of the inverted substrate. Further, the substrate undergoing laser processing does not bend or warp due to its own weight, and uniform laser processing can be performed over the entire desired processing region. As described above, the semiconductor substrate laser processing method in the semiconductor substrate laser processing apparatus of the present invention can manufacture a high-quality semiconductor substrate in integrated processing of thin film solar cell modules.

(実施の形態2)半導体基板レーザ加工用システム
本発明の実施の形態2に係わる半導体基板レーザ加工用システムの概略構成を図4Aおよび図4Bに示す。本実施の形態に係わる半導体基板レーザ加工用システム400、400Aは、実施の形態1に係わる半導体基板レーザ加工用装置300、300Aと、半導体基板レーザ加工用装置に基板を搬送するための基板搬送搬送ローラコンベア38と、半導体基板レーザ加工用装置300、300Aに載置される基板100に対してδ方向からレーザビーム210を照射するレーザ発振器200とを備えている。図4Aおよび図4Bに示されている本実施の形態においては、レーザ発振器200がそれぞれ1台のみ備えられているが、レーザ発振器200は、レーザ加工の速度向上のために、複数本あることが望ましい。また、レーザ発信器200は1台のままで、基板に照射するレーザビーム210をハーフミラーなどを用いて複数本の同一エネルギ密度を持つレーザービームに分けることで、同様にレーザ加工速度を向上することが出来る。
(Embodiment 2) Semiconductor substrate laser processing system A schematic configuration of a semiconductor substrate laser processing system according to Embodiment 2 of the present invention is shown in FIGS. 4A and 4B. The semiconductor substrate laser processing system 400, 400A according to the present embodiment includes the semiconductor substrate laser processing apparatus 300, 300A according to the first embodiment, and the substrate transfer transfer for transferring the substrate to the semiconductor substrate laser processing apparatus. The roller conveyor 38 and the laser oscillator 200 that irradiates the laser beam 210 from the δ direction to the substrate 100 placed on the semiconductor substrate laser processing apparatuses 300 and 300A are provided. In the present embodiment shown in FIGS. 4A and 4B, only one laser oscillator 200 is provided, but there may be a plurality of laser oscillators 200 for improving the speed of laser processing. desirable. Moreover, the laser processing speed is similarly improved by dividing the laser beam 210 irradiating the substrate into a plurality of laser beams having the same energy density using a half mirror or the like while keeping the single laser transmitter 200. I can do it.

本実施の形態に備わる半導体基板レーザ加工用装置300、300A、および本実施の形態による半導体基板のレーザ加工の動作原理については、実施の形態1において説明したのでここではその説明を省略する。   Since the semiconductor substrate laser processing apparatus 300, 300A provided in the present embodiment and the operating principle of laser processing of the semiconductor substrate according to the present embodiment have been described in the first embodiment, description thereof is omitted here.

本実施の形態により、実施の形態1と同様、基板反転装置が不要となりコスト低減が可能である。また、半導体基板レーザ加工用システムの設置面積を、概ね基板の面積と加工のために基板を移動する範囲程度にまで縮小することができる。また、本実施の形態に係わるレーザ加工用システムにより半導体基板のレーザ加工を行うことにより、レーザ加工中における基板支持において基板支持ピンにより膜面に損傷を与えることを防止する。さらに、レーザ加工中の基板に撓みや反りが生じず、所望の加工領域全面に渡って均一なレーザ加工が可能となる。そして、薄膜太陽電池モジュールなど、高品質な半導体基板を製造することが出来る。   According to the present embodiment, as in the first embodiment, the substrate inversion device is not necessary, and the cost can be reduced. In addition, the installation area of the semiconductor substrate laser processing system can be reduced to approximately the area of the substrate and the range in which the substrate is moved for processing. Further, by performing laser processing on the semiconductor substrate by the laser processing system according to the present embodiment, it is possible to prevent the film surface from being damaged by the substrate support pins during substrate support during laser processing. Further, the substrate undergoing laser processing does not bend or warp, and uniform laser processing is possible over the entire desired processing region. And high quality semiconductor substrates, such as a thin film solar cell module, can be manufactured.

薄膜太陽電池モジュールの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of a thin film solar cell module. 薄膜太陽電池モジュールの製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of a thin film solar cell module. 従来のX−Yステージを備えた半導体基板レーザ加工装置におけるレーザ加工の模式を示した図である。It is the figure which showed the model of the laser processing in the semiconductor substrate laser processing apparatus provided with the conventional XY stage. 実施の形態1に係わる半導体基板レーザ加工装置、実施の形態2に係わる半導体基板レーザ加工システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the semiconductor substrate laser processing apparatus concerning Embodiment 1, and the semiconductor substrate laser processing system concerning Embodiment 2. FIG. 実施の形態1に係わる半導体基板レーザ加工装置、実施の形態2に係わる半導体基板レーザ加工システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the semiconductor substrate laser processing apparatus concerning Embodiment 1, and the semiconductor substrate laser processing system concerning Embodiment 2. FIG. 実施の形態1におけるレーザ光線の基板表面(膜面)入射加工時のセット状態を示す図である。6 is a diagram showing a set state at the time of laser beam substrate surface (film surface) incidence processing in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるレーザ光線の基板裏面(基板面)入射加工時のセット状態を示す図である。6 is a diagram showing a set state at the time of laser beam substrate back surface (substrate surface) incident processing in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1で基板を垂直設置した場合におけるレーザ光線の基板表面(膜面)入射加工状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a laser beam incident state on the substrate surface (film surface) when the substrate is vertically installed in the first embodiment. 実施の形態1で基板を斜め設置した場合におけるレーザ光線の基板表面(膜面)入射加工状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a laser beam incident surface (film surface) incident processing state when the substrate is obliquely installed in the first embodiment. 実施の形態1で基板を垂直設置した場合におけるレーザ光線の基板裏面(基板面)入射加工状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a laser beam substrate back surface (substrate surface) incident processing state when the substrate is vertically installed in the first embodiment. 実施の形態1で基板を斜め設置した場合におけるレーザ光線の基板裏面(基板面)入射加工状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a processing state of laser beam incident on the back surface of the substrate (substrate surface) when the substrate is obliquely installed in the first embodiment. 実施の形態1でプレートC上部揺れ止めガイドを用いて基板を垂直設置した場合におけるレーザ光線の基板表面(膜面)入射加工状態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a laser beam substrate surface (film surface) incident processing state when the substrate is vertically installed using the plate C upper anti-sway guide in the first embodiment. 実施の形態1に備えられる基板センタリング兼用基板保持用電磁チャックツメの概略構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an electromagnetic chuck claw for holding a substrate centering and holding substrate provided in the first embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…太陽電池
2…基板
3…表面電極層
4…第1溝
5…発電層
6…第2溝
7…第1裏面電極層
8…第2裏面電極層
9…裏面電極層
10…第3溝
11…発電セル
22…プレートD Y方向駆動システム
23…表面入射用回転ギア
24…プレートC 立ち上がり駆動ギア
25…プレートC 立ち上がり駆動システム
26…プレートB X方向駆動システム
27…プレートA δ方向位置調整システム
28…基板センタリング兼用基板保持用チャックツメ
28a…ツメ部
28b…チャック部
29…Y方向直動ガイド
31…プレートD
32…リニアガイド
35…プレートA
36…プレートB
37…プレートC
38…基板搬送ローラコンベア
39…基板搬送ローラ
40…基板面入射用回転ギア
41…X方向直動ガイド
42…δ方向直動ガイド
43…ベースプレート
44…プレートC用上部揺れ止めガイド
50A…第1立ち上がり軸
50B…第2立ち上がり軸
81、200…レーザー発振器
82…ミラー
83、210…レーザービーム
84…レンズ
85…基板
86…X−Yステージ
87…レーザービームパターン
100…太陽電池基板
300、300A…半導体基板レーザ加工用装置
400、400A…半導体基板レーザ加工用システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solar cell 2 ... Board | substrate 3 ... Surface electrode layer 4 ... 1st groove | channel 5 ... Electric power generation layer 6 ... 2nd groove | channel 7 ... 1st back surface electrode layer 8 ... 2nd back surface electrode layer 9 ... Back surface electrode layer 10 ... 3rd groove | channel DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Power generation cell 22 ... Plate DY direction drive system 23 ... Surface incident rotation gear 24 ... Plate C Rise drive gear 25 ... Plate C Rise drive system 26 ... Plate B X direction drive system 27 ... Plate A δ direction position adjustment system 28 ... Chuck claw 28a for holding the substrate centering and holding substrate ... Claw 28b ... Chuck 29 ... Y-direction linear motion guide 31 ... Plate D
32 ... Linear guide 35 ... Plate A
36 ... Plate B
37 ... Plate C
38 ... Substrate conveying roller conveyor 39 ... Substrate conveying roller 40 ... Substrate surface incident rotation gear 41 ... X direction linear motion guide 42 ... δ direction linear motion guide 43 ... Base plate 44 ... Upper anti-swaying guide 50A for plate C ... First rising Axis 50B ... second rising axis 81, 200 ... laser oscillator 82 ... mirror 83, 210 ... laser beam 84 ... lens 85 ... substrate 86 ... XY stage 87 ... laser beam pattern 100 ... solar cell substrate 300, 300A ... semiconductor substrate Laser processing apparatus 400, 400A ... Semiconductor substrate laser processing system

Claims (8)

ベースプレートと、
前記ベースプレートの上に載置されて、前記ベースプレートに対して第一の水平方向であるX方向に移動可能なXプレートと、
前記Xプレートの上に載置されて、前記X方向に平行な1組の対向する端辺と、前記対向する端辺の一方の辺である第1端辺に設置される第1立ち上がり軸と、前記対向する端辺の他方の端辺である第2端辺に設置される第2立ち上がり軸とを有する基板立ち上げプレートと、
前記基板立ち上げプレート上に載置されて、基板を積載して固定するための固定部と、前記基板に被覆される領域に第1中空部とを備え、前記基板立ち上げプレートに対して前記第一の水平方向と直交するY方向に移動可能なYプレートと
を具備し、
前記基板立ち上げプレートは、前記基板に被覆される領域に第2中空部を備え、前記第1立ち上がり軸、および前記第2立ち上がり軸を中心に、前記Xプレートの水平面に対して垂直向きに回動自在である薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置。
A base plate;
An X plate placed on the base plate and movable in an X direction, which is a first horizontal direction with respect to the base plate;
A pair of opposing edges placed on the X plate and parallel to the X direction, and a first rising axis installed on a first edge that is one of the opposing edges; A substrate rising plate having a second rising axis installed on a second edge which is the other edge of the opposite edges;
A fixing portion mounted on the substrate start-up plate for loading and fixing the substrate; and a first hollow portion in a region covered with the substrate; A Y plate movable in the Y direction perpendicular to the first horizontal direction,
The substrate rising plate includes a second hollow portion in a region covered with the substrate, and rotates in a direction perpendicular to the horizontal plane of the X plate around the first rising axis and the second rising axis. An apparatus for laser processing of a substrate on which a movable thin film is formed.
ベースプレートと、
前記ベースプレートの上に載置されて、前記ベースプレートに対して第一の水平方向に移動可能な第1プレートと、
前記第1プレートの上に載置されて、前記第1プレートに対して前記第一の水平方向と直交する第二の水平方向に移動可能な第2プレートと、
前記第2プレートの上に載置されて、前記第一の水平方向に対して直交する1組の対向する端辺と、前記対向する端辺の一方の辺である第1端辺に設置される第1立ち上がり軸と、前記対向する端辺の他方の端辺である第2端辺に設置される第2立ち上がり軸とを有する第3プレートと、
前記第3プレートの上に載置されて、基板を積載して固定するための固定部と、前記基板に被覆される領域に第1中空部とを備え、前記第3プレートに対して前記第二の水平方向と直交する方向に移動可能な第4プレートと
を具備し、
前記第3プレートは、さらに前記基板に被覆される領域に第2中空部を備え、前記第1立ち上がり軸、および前記第2立ち上がり軸を中心に、前記第2プレートの水平面に対して垂直向きに回動自在である薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置。
A base plate;
A first plate mounted on the base plate and movable in a first horizontal direction with respect to the base plate;
A second plate placed on the first plate and movable in a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction with respect to the first plate;
Placed on the second plate and installed on a pair of opposing end sides orthogonal to the first horizontal direction and a first end side which is one of the opposing end sides. A third plate having a first rising axis and a second rising axis installed on a second end that is the other end of the opposing ends;
A fixing portion mounted on the third plate for loading and fixing the substrate; and a first hollow portion in a region covered with the substrate; A fourth plate movable in a direction perpendicular to the two horizontal directions,
The third plate further includes a second hollow portion in a region covered with the substrate, and is oriented perpendicularly to a horizontal plane of the second plate around the first rising axis and the second rising axis. An apparatus for laser processing of a substrate on which a rotatable thin film is formed.
請求項2に記載の薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置において、
前記第2プレートは、前記第3プレートを、前記第1立ち上がり軸周りの前記第2プレートの水平面に対して水平方向から垂直方向までの間の任意角度において固定するための第1立ち上がり固定部を備える薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置。
In the apparatus for laser processing of the board | substrate which formed the thin film of Claim 2,
The second plate includes a first rising fixing portion for fixing the third plate at an arbitrary angle between a horizontal direction and a vertical direction with respect to a horizontal plane of the second plate around the first rising axis. An apparatus for laser processing of a substrate on which a thin film is provided.
請求項2または3に記載の薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置において、
前記第2プレートは、前記第3プレートを、前記第2立ち上がり軸周りの前記第2プレートの水平面に対して水平方向から垂直方向までの間の任意角度において固定するための第2立ち上がり固定部を備える薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置。
In the apparatus for laser processing of the board | substrate which formed the thin film of Claim 2 or 3,
The second plate includes a second rising fixing portion for fixing the third plate at an arbitrary angle between a horizontal direction and a vertical direction with respect to a horizontal plane of the second plate around the second rising axis. An apparatus for laser processing of a substrate on which a thin film is provided.
請求項2から4までの少なくとも一項に記載の薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置において、
前記第4プレートに備えられる前記基板を積載して固定するための前記固定部は、前記基板を前記第4プレートの所定位置にセンタリングするためのチャック部と、前記基板を前記第4プレート上の前記所定位置に保持するためのツメ部とを具備する薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置。
In the apparatus for laser processing of the board | substrate in which the thin film as described in at least one of Claim 2 to 4 was formed,
The fixing part for loading and fixing the substrate provided in the fourth plate includes a chuck part for centering the substrate at a predetermined position of the fourth plate, and the substrate on the fourth plate. An apparatus for laser processing of a substrate on which a thin film having a claw portion for holding at the predetermined position is formed.
請求項2から5までの少なくとも一項に記載の薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置において、前記第2プレートは、前記第3プレートが前記第1立ち上がり軸、あるいは前記第2立ち上がり軸周りに回動し、前記第2プレートの水平面に対して水平方向から垂直方向までの間の任意角度において固定された場合、前記第3プレートの前記第2プレートと接続されていない前記対向する端辺の一方を固定するための端面固定部を備える薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置。   6. The apparatus for laser processing a substrate on which a thin film according to claim 2 is formed, wherein the second plate is arranged such that the third plate is around the first rising axis or the second rising axis. When the rotating plate is fixed at an arbitrary angle between the horizontal direction and the vertical direction with respect to the horizontal plane of the second plate, the opposite end of the third plate that is not connected to the second plate The apparatus for laser processing of the board | substrate which formed the thin film provided with the end surface fixing | fixed part for fixing one side. 請求項1から6までのいずれか一項に記載の薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置と、
前記薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置に基板を搬送するための基板搬送装置と、
前記薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置に載置される前記基板に対してレーザビームを照射するレーザ照射装置と
を具備する薄膜を形成した基板のレーザ加工システム。
An apparatus for laser processing of a substrate on which the thin film according to any one of claims 1 to 6 is formed;
A substrate transfer device for transferring the substrate to a laser processing device for the substrate on which the thin film is formed;
A laser processing system for a substrate on which a thin film is formed, comprising: a laser irradiation device for irradiating the substrate with a laser beam placed on a laser processing apparatus for the substrate on which the thin film is formed.
ベースプレートと、前記ベースプレートに対して第一の水平方向であるX方向に移動可能なXプレートと前記Xプレートの上に載置されて、前記X方向に平行な1組の対向する端辺と、前記対向する端辺の一方の辺である第1端辺に設置される第1立ち上がり軸と、前記対向する端辺の他方の端辺である第2端辺に設置される第2立ち上がり軸とを有する基板立ち上げプレートと、前記基板立ち上げプレート上に載置されて、基板を積載して固定するための固定部と、前記基板に被覆される領域に第1中空部とを備え、前記基板立ち上げプレートに対して前記第一の水平方向と直交するY方向に移動可能なYプレートとを具備し、前記基板立ち上げプレートは、前記基板に被覆される領域に第2中空部を備え、前記第1立ち上がり軸、および前記第2立ち上がり軸を中心に、前記Xプレートの水平面に対して垂直向きに回動自在である薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置における薄膜を形成した基板のレーザ加工方法であって、
前記薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置に前記基板を搬入する基板搬入ステップと、
前記Yプレート上の所定位置に前記基板をセンタリングする基板センタリングステップと、
前記基板を前記Yプレートの前記所定位置に対して固定する基板固定ステップと、
前記基板の膜面と基板面のいずれの面を加工するかに応じて、前記第1立ち上がり軸と、第2立ち上がり軸とのうちいずれの軸を中心として前記基板立ち上げプレートを前記Xプレートの水平面に対して任意角度に回動させるか選択し、前記選択された前記軸周りに前記基板立ち上げプレートを回動させて前記任意角度に固定する基板配置ステップと、
予め決められた前記基板の加工領域に応じて、前記ベースプレートに対する前記Xプレートの前記X方向の移動量、および前記基板立ち上げプレートに対する前記Yプレートの前記Y方向の移動量を制御し、前記基板の前記加工領域にレーザビームを照射する基板加工ステップとを具備する薄膜を形成した基板のレーザ加工用装置における薄膜を形成した基板のレーザ加工方法。
A base plate, an X plate movable in the X direction, which is a first horizontal direction with respect to the base plate, and a pair of opposing edges placed on the X plate and parallel to the X direction; A first rising axis installed on a first end side that is one side of the opposing end sides, and a second rising axis installed on a second end side that is the other end side of the opposing end sides; A substrate start-up plate having a substrate, a fixing portion mounted on the substrate start-up plate for loading and fixing the substrate, and a first hollow portion in a region covered with the substrate, A Y plate movable in a Y direction perpendicular to the first horizontal direction with respect to the substrate start-up plate, and the substrate start-up plate includes a second hollow portion in a region covered with the substrate. The first rising axis, and Serial to second central rising shaft, a the X plate horizontal laser processing method of a substrate to form a thin film in the laser processing apparatus of the substrate to form a thin film which is rotatable in the vertical direction to the,
A substrate carrying-in step for carrying the substrate into an apparatus for laser processing of the substrate on which the thin film is formed;
A substrate centering step for centering the substrate at a predetermined position on the Y plate;
A substrate fixing step for fixing the substrate to the predetermined position of the Y plate;
Depending on which one of the film surface and the substrate surface of the substrate is to be processed, the substrate rising plate of the X plate is centered on which of the first rising axis and the second rising axis. A substrate placement step of selecting whether to rotate at an arbitrary angle with respect to a horizontal plane, and rotating the substrate start-up plate around the selected axis to fix it at the arbitrary angle;
Controlling the amount of movement of the X plate in the X direction relative to the base plate and the amount of movement of the Y plate in the Y direction relative to the substrate start-up plate according to a predetermined processing region of the substrate; And a substrate processing step of irradiating a laser beam to the processing region of the substrate.
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