(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連の生産工程から成る製造生産ラインにおいて光起電性製品を製造する方法であって、前記生産ラインの複数の中間生産工程の各々において、
（ａ）各光起電性製品を、好適な製品に対する所定の判断基準に基づく適切性に対して評価し、各生産工程における該光起電性製品に対する評価結果を獲得する段階と、
（ｂ）その製品に対する生産工程による前記評価結果をメモリ内に記憶する段階と、
（ｃ）以下のいずれかに基づき、各光起電性製品に対して等級を割当てる段階と、
（ｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果、
（ｉｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果を、その工程において先行して処理された複数の光起電性製品の評価結果の統計的分析内容に対して比較した結果、または、
（ｉｉｉ）従前の複数の生産工程におけるその製品に対する累積的で履歴的な評価結果を、同一の複数の生産工程にわたり先行して処理された複数の光起電性製品の履歴的で累積的な評価結果の統計的分析内容と比較した結果、
斯かる生産工程の各々において、前記製品が所定の許容範囲内に収まるか収まらないかを特定する前記等級は、斯かる工程における各光起電性製品に対する所定の判断基準からの逸脱を表しており、
（ｄ）斯かる生産工程におけるその製品に対する前記等級をメモリ内に記憶する段階と、
（ｅ）前記等級を用い、前記製品が下流の複数の生産工程を通して処理される時点および様式を決定する段階と、
（ｆ）特定の工程における前記生産ラインにおける複数の製品であって、記憶された同一の等級を有するという複数の製品の全てを、群としての更なる処理のために、相互に組み合わせて群にする段階と、を有し、
ひとつの工程において前記所定の許容範囲内に収まらないと特定された群は、その工程において前記所定の許容範囲内に収まる群の後において、更なる処理に対して優先順位付けされる、方法。
【請求項２】
（ｇ）前記所定の許容範囲内に収まらない製品を表す等級を有する群に対し、その群を前記所定の許容範囲内に収めるべく、前記生産ラインの下流生産機器を調節し、同一の等級を有する斯かる群の製品の各々を処理する段階と、
（ｈ）段階（ｇ）において調節された前記下流生産機器を用いて前記群を一緒に処理し、該群の製品を前記所定の許容範囲内に納める段階と、を更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記段階（ａ）から（ｅ）は、前記生産ラインの全ての中間生産工程において実施されることで、該生産ラインの全ての生産工程において各製品に対する等級を獲得し、且つ、
前記段階（ｆ）は、これらの工程の内の各々のひとつの工程において実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ひとつの生産工程におけるひとつの製品に対して割当て可能である前記等級は、該等級と組み合わされた群を前記所定の許容範囲内に収めるために、前記段階（ｇ）において前記下流生産機器を調節するための情報と組み合わされ、且つ、
前記下流生産機器は、その群の処理に応じて調節される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
ひとつの工程における群が前記所定の許容範囲内に収まらないと特定されたなら、その工程の上流にて生産機器に対して処理変更が行われることで、生産される将来的な製品は前記所定の許容範囲内に収められる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ひとつの工程における群は、当該群の等級に基づいて更なる処理に対して優先順位付けされ、前記所定の許容範囲から更に大きな逸脱がある等級の群は、処理のために、前記所定の許容範囲からの更に小さな逸脱を表す等級を有する群の背後に位置される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
光起電性製品の製造のための製造生産ラインにおける一連の生産工程を制御する方法であって、
（ａ）所定の生産工程において、その工程において前記生産ラインにおける光起電性製品に関連付けられた等級付け情報を受信する段階と、
（ｂ）前記等級付け情報を使用し、前記製品がその工程に対する所定の許容範囲内に収まるか否かを表す等級を、該製品に対して割当てる段階と、
（ｃ）プロセッサにより、前記等級を、他の先行して処理された複数の光起電性製品の複数の等級であってメモリ内に記憶された知識ベース内であるという複数の等級と比較し、類似する等級を特定する段階であって、該類似する等級は類似する等級付け情報を有する先行製品に対して関連付けられており、前記知識ベースは、前記生産ラインにおける更なる複数の処理工程の帰結に関する情報を更に有し、且つ、前記知識ベースは、類似する等級の製品を容認可能な許容範囲内に収める生産ライン調節情報を更に有する、という段階と、
（ｄ）前記類似する等級の帰結情報に基づき、前記生産ラインにおけるひとつ以上の更なる処理工程における前記光起電性製品の予測帰結を決定する段階と、
（ｅ）もし前記予測帰結が、更なる処理工程において前記所定の許容範囲内に収まらないのであれば、その製品を、所定個数の製品が蓄積されるまで、同一のもしくは類似する等級を有する複数の製品から成る製品群に蓄積する段階と、
（ｆ）前記生産ライン調節情報をその工程に対して提供し、群としての各製品の処理に先立ち、前記生産ラインを調節する段階と、
（ｇ）前記調節が為された後に前記製品群を挿入し、且つ、それらを群として処理することで、所望の性能許容範囲を達成する段階と、を有し、
ひとつの工程において前記所定の許容範囲内に収まらないと特定された群は、その工程において前記所定の許容範囲内に収まる群の後において、更なる処理に対して優先順位付けされる、方法。
【請求項８】
前記等級付け情報は、以下のいずれかに基づく、請求項７に記載の方法：
（ａ）その工程におけるその製品に対する評価結果、
（ｂ）その工程において先行して処理された複数の光起電性製品の評価結果の統計的分析内容、または、
（ｃ）その製品の従前の複数の生産工程を通しての該製品に対する累積的で履歴的な評価結果を、同一の複数の生産工程にわたり先行して処理された複数の光起電性製品の履歴的で累積的な評価結果の統計的分析内容と比較した結果。
【請求項９】
処理デバイスと、光起電性製品を製造するためのコンピュータ・プログラム・プロダクトを有形的に具現するコンピュータ可読媒体とを備える装置であって、前記コンピュータ・プログラム・プロダクトは、プロセッサに、
（ａ）各光起電性製品を、好適な製品に対する所定の判断基準に基づく適切性に対して評価し、各生産工程における該光起電性製品に対する評価結果を獲得させ、
（ｂ）その製品に対する生産工程による前記評価結果をメモリ内に記憶させ、
（ｃ）以下のいずれかに基づき、各光起電性製品に対して等級を割当てさせ、
（ｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果、
（ｉｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果を、その工程において先行して処理された複数の光起電性製品の評価結果の統計的分析内容に対して比較した結果、または、
（ｉｉｉ）従前の複数の生産工程におけるその製品に対する累積的で履歴的な評価結果を、同一の複数の生産工程にわたり先行して処理された複数の光起電性製品の履歴的で累積的な評価結果の統計的分析内容と比較した結果、
斯かる生産工程の各々において、前記製品が所定の許容範囲内に収まるか収まらないかを特定する前記等級は、斯かる工程における各光起電性製品に対する所定の判断基準からの逸脱を表しており、
（ｄ）斯かる生産工程におけるその製品に対する前記等級をメモリ内に記憶させ、
（ｅ）前記等級を用い、前記製品が下流の複数の生産工程を通して処理される時点および様式を決定させ、
（ｆ）特定の工程における前記生産ラインにおける複数の製品であって、記憶された同一の等級を有するという複数の製品の全てを、群としての更なる処理のために、相互に組み合わせて群にする、という命令を有し、
ひとつの工程において前記所定の許容範囲内に収まらないと特定された群は、その工程において前記所定の許容範囲内に収まる群の後において、更なる処理に対して優先順位付けされる、装置。
【請求項１０】
光起電性製品を製造する装置であって、
（ａ）各光起電性製品を、好適な製品に対する所定の判断基準に基づく適切性に対して評価し、各生産工程における該光起電性製品に対する評価結果を獲得する回路機構と、
（ｂ）その製品に対する生産工程による前記評価結果をメモリ内に記憶する回路機構と、
（ｃ）以下のいずれかに基づき、各光起電性製品に対して等級を割当てる回路機構と、
（ｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果、
（ｉｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果を、その工程において先行して処理された複数の光起電性製品の評価結果の統計的分析内容に対して比較した結果、または、
（ｉｉｉ）従前の複数の生産工程におけるその製品に対する累積的で履歴的な評価結果を、同一の複数の生産工程にわたり先行して処理された複数の光起電性製品の履歴的で累積的な評価結果の統計的分析内容と比較した結果、
斯かる生産工程の各々において、前記製品が所定の許容範囲内に収まるか収まらないかを特定する前記等級は、斯かる工程における各光起電性製品に対する所定の判断基準からの逸脱を表しており、
（ｄ）斯かる生産工程におけるその製品に対する前記等級をメモリ内に記憶する回路機構と、
（ｅ）前記等級を用い、前記製品が下流の複数の生産工程を通して処理される時点および様式を決定する回路機構と、
（ｆ）特定の工程における前記生産ラインにおける複数の製品であって、記憶された同一の等級を有するという複数の製品の全てを、群としての更なる処理のために、相互に組み合わせて群にする回路機構と、を備え、
ひとつの工程において前記所定の許容範囲内に収まらないと特定された群は、その工程において前記所定の許容範囲内に収まる群の後において、更なる処理に対して優先順位付けされる、装置。
【請求項１１】
（ｇ）前記更なる処理の後で前記光起電性製品の帰結を受信する回路機構と、
（ｈ）前記帰結が肯定的な帰結であるか否かを決定する回路機構と、
（ｉ）前記帰結が肯定的な帰結であれば、前記光起電性製品のリアルタイム評価および処置方針を、知識ベース内に、従前の評価、および、関連付けられた従前の処置方針の一部として経過記録する回路機構とを更に備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
一連の生産工程から成る製造生産ラインに対する光起電性製品製造制御アプリケーションを自身内に記憶したメモリと、該メモリに対して結合されたプロセッサとを備えたコンピュータ・システムであって、前記製造制御アプリケーションを実行すると、
（ａ）各光起電性製品を、好適な製品に対する所定の判断基準に基づく適切性に対して評価し、各生産工程における該光起電性製品に対する評価結果を獲得する段階と、
（ｂ）その製品に対する生産工程による前記評価結果をメモリ内に記憶する段階と、
（ｃ）以下のいずれかに基づき、各光起電性製品に対して等級を割当てる段階と、
（ｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果、
（ｉｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果を、その工程において先行して処理された複数の光起電性製品の評価結果の統計的分析内容に対して比較した結果、または、
（ｉｉｉ）従前の複数の生産工程におけるその製品に対する累積的で履歴的な評価結果を、同一の複数の生産工程にわたり先行して処理された複数の光起電性製品の履歴的で累積的な評価結果の統計的分析内容と比較した結果、
斯かる生産工程の各々において、前記製品が所定の許容範囲内に収まるか収まらないかを特定する前記等級は、斯かる工程における各光起電性製品に対する所定の判断基準からの逸脱を表しており、
（ｄ）斯かる生産工程におけるその製品に対する前記等級をメモリ内に記憶する段階と、
（ｅ）前記等級を用い、前記製品が下流の複数の生産工程を通して処理される時点および様式を決定する段階と、
（ｆ）特定の工程における前記生産ラインにおける複数の製品であって、記憶された同一の等級を有するという複数の製品の全てを、群としての更なる処理のために、相互に組み合わせて群にする段階と、を有し、
ひとつの工程において前記所定の許容範囲内に収まらないと特定された群は、その工程において前記所定の許容範囲内に収まる群の後において、更なる処理に対して優先順位付けされる、方法がもたらされる、コンピュータ・システム。
【請求項１３】
（ｇ）以下の項目の一方もしくは両方と共に、中間工程における前記等級を用い、
（ｉ）前記製品の最終的な性能、および、
（ｉｉ）前記製品の最終的な物理的属性、
これらの項目の一方もしくは両方と、前記中間工程における前記等級との間の因果関係を確立する段階を更に有する、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に関する相互参照
本出願は、2009年5月22日に出願された米国仮出願第61/180,744号および2009年9月22日に出願された米国仮出願第61/272,407号の特典を主張するものであり、それらの各々の内容は言及したことにより全体的に本明細書中に援用される。
本発明は、光起電性（“PV”）製品およびその製造方法の分野に関し、特に、斯かる製造方法における効率を高める手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
光起電性（“PV”）製品およびデバイスは、吸収された照光を直接的に電気エネルギへと変換することで、無公害であり且つ動作が静かであるという利点を有する。それらは、集中式もしくは分散式の発電に対して容易に適合化されることから、化石燃料および原子力発電に対する魅力的な代替策である。PV電力が比較的に高コストであることは、その使用に対する歴史的な制限であったが、結晶質シリコン（c−Si）および薄膜PVデバイスの調製に対する大量生産プロセスは、今やPV材料のコストを減少している。これにも関わらず、製造のコストは依然として継続的な関心事である。
【０００３】
PV業界において最も急がれる要求内容は、製造されたPV製品のコストを十分に削減してグリッド・パリティ（grid parity）を達成することである。ウェハ、電池およびモジュールの製造に対し、コスト削減に対するこの原動力は３つの側面を有している：所定の市場価格に対して更に大きな電力出力を提供する、優れた製品技術；スケールメリットによる、材料および資本設備の低減された単位当たりコスト；および、優れた製造の効率および歩留まり。本発明は、PV製品の製造における効率および歩留まりを向上させる方法に関する。今日まで、これらのことは適切には対処されていなかった。
【０００４】
PVウェハ、電池およびモジュールは概略的に、主として生産ラインの最後に、生産プロセスにおける種々の時的間隔にて、手作業によりもしくは単点デバイスにより検査される。このことは、欠陥が捕捉されることはあり得るが、合格／不合格の判断は検査の箇所において入手可能である限られたデータに基づいてのみ行われ得ることを意味する。更に、本発明に先立ち、且つ、（上記ラインの最初における）原料受け入れ工程および（上記ラインの最後における）最終的な検査および等級付けを除き、生産の間における製品のライン内のユニット毎の検査は概略的に、未発達であるかまたは存在していない。
【０００５】
更に、ウェハ、電池およびモジュールの生産設備は多くの場合、FIFO（先入れ先出し）様式のみで動作する。このことは、製品が、生産における他の複数の箇所における検査の程度が多様であり乍らも、生産ラインの最後においてのみ等級付けされ且つ仕分けされることを意味する。
【０００６】
付加的に、殆どの設備は現在、（時折のオフラインのサンプル採取を除き）プロセスの各工程における製品自体の直接的な検査による実際の生産結果ではなく、各ツールの（気体流量、電力消費量、温度の如き）動作パラメータを測定することにより、該設備の生産高を監視している。たとえば、国際特許公開公報第WO2009/026661号における開示内容を参照されたい。このことは、幾つかの欠点を引き起こす。先ず、そのことは、プロセス・ツールが容認可能なパラメータの範囲外で動作し始めたとき（“動作ドリフト”）、または、エラーを引き起こしたとき、設備の操作者には、唯一の選択肢のみが与えられ、すなわち、そのツールを調節もしくは修理することであり、これは作動停止を伴い得る。手動的な調節もしくは完全な作動停止は不経済であると共に、製品自体の検査により、十分な製品が容認可能な等級に留まることが示されるならば、孤立した動作ドリフトは容認され得ると思われる。あるいは、適切であれば、十分な最終製品が容認可能な単一もしくは複数の等級である様に、製品に対して識別された可能的な問題を解決もしくは緩和すべく、下流での調節が行われ得る。
【０００７】
逆に、容認できないスレッショルド値よりも低下した動作パラメータの一連の変動であって、多数のツールにわたり生ずるという一連の変動は、最終的な検査および等級付けまで観察されない品質の問題であって、単一ではないツールが障害に在るので隔離することが困難である、という品質の問題に繋がり得る。同様に、各ツールの動作パラメータに関与しない欠陥（取扱いにより誘発された汚れ、または、ツールの進入部もしくは退出部における空中浮遊汚染物質）が導入されることもある。
【０００８】
ツール・パラメータだけを監視しても、これらの問題の原因は見出されないことから、該問題の解決には繋がり得ない。
【０００９】
当業界は成長していることから、上記の要求内容に対する解決策は、本発明の有効範囲内で提供される如く、相当の経済的効果を発揮し得る。たとえば、５０メガワット（MW）の電池生産ラインが年毎に約１億ドル〜１億２５００万ドルの完成品価値を生み出すとすると、僅か２％の歩留まり向上により、年毎に２００万ドル〜３５０万ドルの付加的な利益幅が提供されよう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
故に、電池の製造生産ラインにおいて光起電力電池のスループットを更に効率的に制御するという方法およびシステムに対する未解決の要望が在る。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前後関係により別段の表示がなければ、“単一もしくは複数の生産工程”という語句は、製品における測定可能な差異を引き起こすPV製品を製造する特定の単一もしくは複数の工程を意味する。また、“単一もしくは複数の中間生産工程”とは、生産ラインにおける最初の生産工程の後であり且つ上記生産ラインにおける最終工程の前であるという単一もしくは複数の生産工程を意味する。
【００１２】
本発明は、PVデバイス作製のための生産ラインの方法およびシステムであって、いずれもが、生産プロセスの各過程において、必要とされる労力、時間、および、PV原料および生産材料の経済的な使用に関して高度に効率的であるという方法およびシステムを提供する。本発明のこれらのおよび他の利点は、以下における図面、考察および記述から容易に明らかとなろう。
【００１３】
本発明のプロセスは、PV製造効率を以下の様式で向上させる：
【００１４】
１）生産ラインから、不完全な未完成の（本明細書において一定の場合には“仕掛かり”もしくは“WIP”単位体と称される）PVウェハ、電池もしくはモジュールを、不十分にもしくは後時において、検出し、修復的な処理のために分離し、または、再生利用のために除去することに起因するという過剰な生産コストおよび無駄を、減少もしくは排除すること。
本発明の有効範囲内においてこれを達成するひとつの形態：生産ラインを不当に中断しない様に効率的な様式で、プロセスにおいて相当に早期に、個々のウェハ、電池もしくはモジュールの等級付け、分離もしくは排除、および（選択的な）置き換えを行うこと。このことは、終端間（end-to-end）におけるWIP単位体の追尾と、連携調整されたライン内検査と、予測的なWIP単位体の等級付けと、分散されたWIP単位体のバッファリングと、設備全体にわたる閉ループのツール間の材料取扱いとの組み合わせにより、達成され得る。上記の予測的なWIP単位体の等級付けおよび閉ループ式の取扱いによれば、製造者は、リアルタイムに計算される終端間のコスト最適化に基づき、等級付けおよび排除の夫々のスレッショルド値を動的に調節することも許容される。
【００１５】
２）生産ラインの歩留まりの向上。
本発明の有効範囲内においてこれを達成するひとつの形態：上記と同じ技術に加え、WIP単位体の再順序付けを用いることにより、下流のプロセス・ツールにおける機器動作パラメータに対する特定の変更により改善され得る不備を有するWIP単位体は相互にグループ化される。本発明は、WIP単位体群の処理が上記生産ライン中で完了する時点までに、下流での解決策を実現して障害的な群を容認可能な等級へともたらすために、該当するプロセス・ツールに対する動作変更を指定するリアルタイムのフィードフォワード情報を該ツールに対して提供する。その結果、製造プロセスにおいて早期に検出された問題を、最終製品においては解決もしくは緩和すべく、物理的、化学的もしくは電気的な特性を補償することにより、上記不備は緩和される。これに加え、本発明は、プロセス・ツールの動作パラメータにおける“ラントゥラン（run-to-run）”適合化のためにリアルタイムのフィードバックを提供する。
【００１６】
３）一定の複数の等級のWIP単位体が単一もしくは複数の生産ラインを流通して退出する順序の制御を妨げるツールの欠如および／または非効率さにより引き起こされるスループットのボトルネックの緩和。これは、２つの所望の帰結へと分解され得る：
ａ）設備における所望の等級のWIP単位体の更に大きなスループット；および、
ｂ）生産の問題点を迅速に認識して隔離することで、更に容易に修正的な処置を取り、品質を最大限に高めまたは生産ラインを最適化すること。
本発明の有効範囲内においてこれを達成するひとつの形態：上記と同じ技術を用いることにより、本発明は、この要件の部分（ａ）を、個々のWIP単位体が生産プロセスを進むときにそれらの（予測された）等級に基づき該WIP単位体の優先順位付けを行うことにより解決する。これにより、製造者には、WIP単位体の所望の等級（注文に基づく生産）に対して更に迅速にもしくは更に予測可能な単位時間当たりの生産速度が与えられる。部分（ｂ）は、終端間およびツール間の両方にてリアルタイムでWIP単位体に関する生産結果を直接的に監視かつ評価する手段であって、これらの測定値を中央的に統合し、個々のツールの夫々の間および各ツール間の問題を突き止めることにより、解決される。これは、次のひとつ以上を用いて行われる：（ｉ）連携調整されたライン内の検査、（ｉｉ）終端間におけるWIP単位体の追尾、および、（ｉｉｉ）システムにより構築かつ維持される生産パフォーマンス・データベースであって、（本明細書において一定の場合には“真の生産量測定値”と称される）パフォーマンスを監視、解析および報告すべく使用され得るという生産パフォーマンス・データベース。
【００１７】
本発明の実施例においては、一連の生産工程から成る製造生産ラインにおいて光起電性製品を製造する方法であって、上記生産ラインの複数の中間生産工程の各々において、以下の各段階が行われるという方法が提供される：
（ａ）各光起電性製品を、好適な製品に対する所定の判断基準に基づく適切性に対して評価し、各生産工程における該光起電性製品に対する評価結果を獲得する段階、
（ｂ）その製品に対する生産工程による上記評価結果をメモリ内に記憶する段階、
（ｃ）以下のいずれかに基づき、各光起電性製品に対して等級を割当てる段階、
（ｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果、
（ｉｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果を、その工程において先行して処理された複数の光起電性製品の評価結果の統計的分析内容に対して比較した結果、または、
（ｉｉｉ）従前の複数の生産工程におけるその製品に対する累積的で履歴的な評価結果を、同一の複数の生産工程にわたり先行して処理された複数の光起電性製品の履歴的で累積的な評価結果の統計的分析内容と比較した結果、
斯かる生産工程の各々において、上記製品が所定の許容範囲内に収まるか収まらないかを特定する上記等級は、斯かる工程における各光起電性製品に対する所定の判断基準からの逸脱を表しており、および、
（ｄ）斯かる生産工程におけるその製品に対する上記等級をメモリ内に記憶する段階。
【００１８】
代替的に上記方法は、特定の工程における上記生産ラインにおける複数の製品であって、記憶された同一の等級を有するという複数の製品の全てを、群としての更なる処理のために、相互に組み合わせて群にする段階、を含み得る。
【００１９】
別の代替策として、上記方法は、上記所定の許容範囲内に収まらない製品を表す等級を有する群に対し、その群を上記所定の許容範囲内に収めるべく、上記生産ラインの下流生産機器を調節し、同一の等級を有する斯かる群の製品の各々を処理する段階と、次に、その様に調節された上記下流生産機器を用いて上記群を一緒に処理し、該群の製品を上記所定の許容範囲内に納める段階と、を含み得る。
【００２０】
別の代替策として、上記方法は、上記生産ラインの全ての中間生産工程において実施されることで該生産ラインの全ての生産工程において各製品に対する等級を獲得するという上記段階（ａ）から（ｄ）と、これらの工程の内の各々のひとつの工程において、特定の工程における上記生産ラインにおける複数の製品であって、記憶された同一の等級を有するという複数の製品の全てを、群としての更なる処理のために、相互に組み合わせて群にする段階とを含み得る。
【００２１】
更なる代替策において、ひとつの生産工程におけるひとつの製品に対して割当て可能である上記等級は、該等級と組み合わされた群を上記所定の許容範囲内に収めるために、上記下流生産機器を調節するための情報と組み合わされ、且つ、上記下流生産機器は、その群の処理に応じて調節される。
【００２２】
更なる代替策において、ひとつの工程における群が上記所定の許容範囲内に収まらないと特定されたなら、その工程の上流にて生産機器に対して処理変更が行われることで、生産される将来的な製品は上記所定の許容範囲内に収められる。
【００２３】
更なる代替策においては、ひとつの工程において上記所定の許容範囲内に収まらないと特定された群は、その工程において上記所定の許容範囲内に収まる群の後において、更なる処理に対して優先順位付けされる。
【００２４】
更なる代替策において、ひとつの工程における群は、当該群の等級に基づいて更なる処理に対して優先順位付けされ、上記所定の許容範囲から更に大きな逸脱がある等級の群は、処理のために、上記所定の許容範囲からの更に小さな逸脱を表す等級を有する群の背後に位置される。
【００２５】
更なる代替策において、光起電性製品の製造のための製造生産ラインにおける一連の生産工程を制御する方法は、
（ａ）所定の生産工程において、その工程において上記生産ラインにおける光起電性製品に関連付けられた等級付け情報を受信する段階と、
（ｂ）上記等級付け情報を使用し、上記製品がその工程に対する所定の許容範囲内に収まるか否かを表す等級を、該製品に対して割当てる段階と、
（ｃ）プロセッサにより、上記等級を、他の先行して処理された複数の光起電性製品の複数の等級であってメモリ内に記憶された知識ベース内であるという複数の等級と比較し、類似する等級を特定する段階であって、該類似する等級は類似する等級付け情報を有する先行製品に対して関連付けられており、上記知識ベースは、上記ラインにおける更なる複数の処理工程の帰結に関する情報を更に有し、且つ、上記知識ベースは、類似する等級の製品を容認可能な許容範囲内に収める生産ライン調節情報を更に有する、という段階と、
（ｄ）上記類似する等級の帰結情報に基づき、上記生産ラインにおけるひとつ以上の更なる処理工程における上記光起電性製品の予測帰結を決定する段階と、
（ｅ）もし上記予測帰結が更なる処理工程において上記所定の許容範囲内に収まらないのであれば、上記生産ライン調節情報をその工程に対して提供し、上記生産ラインを調節して上記製品を処理させる段階と、を含む。
【００２６】
更なる代替策においては、上記の段階（ｅ）において、
（ａ）もし上記予測帰結が、更なる処理工程において上記所定の許容範囲内に収まらないのであれば、その製品を、所定個数の製品が蓄積されるまで、同一のもしくは類似する等級を有する複数の製品から成る製品群に蓄積し、
（ｂ）その工程に対する上記生産ライン調節情報を提供し、群としての各製品の処理に先立ち、上記生産ラインを調節し、且つ、
（ｃ）上記調節が為された後に上記製品群を挿入し、且つ、それらを群として処理することで、所望の性能許容範囲を達成する。
【００２７】
更なる代替策において、上記等級付け情報は、以下のいずれかに基づく：
（ａ）その工程におけるその製品に対する評価結果、
（ｂ）その工程において先行して処理された複数の光起電性製品の評価結果の統計的分析内容、または、
（ｃ）その製品の従前の複数の生産工程を通しての該製品に対する累積的で履歴的な評価結果を、同一の複数の生産工程にわたり先行して処理された複数の光起電性製品の履歴的で累積的な評価結果の統計的分析内容と比較した結果。
【００２８】
更なる代替策において、光起電性製品の製造のための製造生産ラインにおける一連の生産工程を制御する方法は、
（ａ）メモリ内に記憶された知識ベースにおいて、所定の複数の生産工程における複数の光起電性製品の従前の評価を経過記録する段階であって、各評価は複数の光起電性製品の従前の処理により決定されるという段階と、
（ｂ）上記知識ベース内に、上記従前の評価に応じて上記生産工程において取られた従前の処置方針と、関連する帰結とを経過記録する段階と、
（ｃ）上記関連する帰結の内の少なくともひとつの帰結を、肯定的な帰結として特徴付ける段階と、
（ｄ）ひとつの生産工程においてひとつの光起電性製品のリアルタイム評価を受信する段階と、
（ｅ）プロセッサにより、上記リアルタイム評価を上記従前の評価と比較し、上記製品に対する予測評価を決定する段階と、
（ｆ）上記肯定的な帰結に関連付けられた上記処置方針の内のひとつの処置方針を、上記製品の更なる処理において取るべき処置方針として提供する段階と、を含む。
【００２９】
更なる代替策においては、上記比較段階において、上記リアルタイム評価は、その工程における上記従前の評価と比較される。別の代替策においては、上記比較段階において、上記リアルタイム評価は、上記生産工程と所定個数の従前の生産工程とにおける上記製品の従前の評価を、その工程と上記所定個数の従前の生産工程とにおける上記従前の評価と比較した結果と関連付けられる。更なる代替策においては、
（ｇ）上記更なる処理の後で上記光起電性製品の帰結を受信する段階と、
（ｈ）上記帰結が肯定的な帰結であるか否かを決定する段階と、
（ｉ）上記帰結が肯定的な帰結であれば、上記光起電性製品の上記リアルタイム評価および上記処置方針を、上記知識ベース内に、上記従前の評価、従前の処置方針、および、関連付けられた帰結の一部として経過記録する段階と、が含まれる。
【００３０】
更なる代替策においては、
（ａ）上記段階（ａ）において、所定の生産工程における複数の光起電性製品の従前の破損評価を、メモリ内に記憶された知識ベースに経過記録する段階であって、各破損評価は複数の光起電性製品の従前の処理により決定されるという段階と、
（ｂ）上記段階（ｂ）において、従前の複数の光起電性製品の破損評価に基づく破損重大性スレッショルド値であって、生産工程において上記製造生産ラインの阻害を引き起こすという破損重大性スレッショルド値を、上記知識ベース内に記憶させて割当てる段階と、
（ｃ）上記段階（ｄ）において、上記生産工程におけるひとつの光起電性製品のリアルタイム破損評価を受信する段階と、
（ｄ）プロセッサにより、上記リアルタイム破損評価を上記破損重大性スレッショルド値と比較し、上記製品が上記製造生産ラインを阻害する虞れが在るか否かを決定する段階と、
（ｅ）もし、斯かる製品が上記製造生産ラインを阻害する虞れが在ると決定されたなら、次の生産工程の前に上記製品を上記生産ラインから除去する除去命令を提供する段階と、が含まれる。
【００３１】
更なる代替策においては、上記除去命令と共に、除去されるべき上記製品を置き換える命令を、該製品を、その生産工程において、該生産工程において上記製造生産ラインを阻害する虞れが無いという当該別の製品の破損重大性スレッショルド値により決定される別の製品に置き換える命令と一緒に提供する。
【００３２】
更なる代替策において、処理デバイスを備える装置は、光起電性製品を製造するためのコンピュータ・プログラム・プロダクトを有形的に具現するコンピュータ可読媒体を有し、上記コンピュータ・プログラム・プロダクトは、プロセッサに、
（ａ）各光起電性製品を、好適な製品に対する所定の判断基準に基づく適切性に対して評価し、各生産工程における該光起電性製品に対する評価結果を獲得させ、
（ｂ）その製品に対する生産工程による上記評価結果をメモリ内に記憶させ、
（ｃ）以下のいずれかに基づき、各光起電性製品に対して等級を割当てさせ、
（ｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果、
（ｉｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果を、その工程において先行して処理された複数の光起電性製品の評価結果の統計的分析内容に対して比較した結果、または、
（ｉｉｉ）従前の複数の生産工程におけるその製品に対する累積的で履歴的な評価結果を、同一の複数の生産工程にわたり先行して処理された複数の光起電性製品の履歴的で累積的な評価結果の統計的分析内容と比較した結果、
斯かる生産工程の各々において、上記製品が所定の許容範囲内に収まるか収まらないかを特定する上記等級は、斯かる工程における各光起電性製品に対する所定の判断基準からの逸脱を表しており、且つ、
（ｄ）斯かる生産工程におけるその製品に対する上記等級をメモリ内に記憶させる、
という命令を有する。
【００３３】
更なる代替策において、光起電性製品を製造する装置は、
（ａ）各光起電性製品を、好適な製品に対する所定の判断基準に基づく適切性に対して評価し、各生産工程における該光起電性製品に対する評価結果を獲得する回路機構と、
（ｂ）その製品に対する生産工程による上記評価結果をメモリ内に記憶する回路機構と、
（ｃ）以下のいずれかに基づき、各光起電性製品に対して等級を割当てる回路機構と、
（ｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果、
（ｉｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果を、その工程において先行して処理された複数の光起電性製品の評価結果の統計的分析内容に対して比較した結果、または、
（ｉｉｉ）従前の複数の生産工程におけるその製品に対する累積的で履歴的な評価結果を、同一の複数の生産工程にわたり先行して処理された複数の光起電性製品の履歴的で累積的な評価結果の統計的分析内容と比較した結果、
斯かる生産工程の各々において、上記製品が所定の許容範囲内に収まるか収まらないかを特定する上記等級は、斯かる工程における各光起電性製品に対する所定の判断基準からの逸脱を表しており、
（ｄ）斯かる生産工程におけるその製品に対する上記等級をメモリ内に記憶する回路機構と、を含む。
【００３４】
別実施例において、上記装置は、
（ｅ）上記更なる処理の後で上記光起電性製品の帰結を受信する回路機構と、
（ｆ）上記帰結が肯定的な帰結であるか否かを決定する回路機構と、
（ｇ）上記帰結が肯定的な帰結であれば、上記光起電性製品の上記リアルタイム評価および上記処置方針を、上記知識ベース内に、上記従前の評価、および、関連付けられた従前の処置方針の一部として経過記録する回路機構と、を含む。
【００３５】
更なる代替策において、コンピュータ・システムは、一連の生産工程から成る製造生産ラインに対する光起電性製品製造制御アプリケーションを自身内に記憶したメモリと、該メモリに対して結合されたプロセッサとを含み、上記製造制御アプリケーションを実行すると、
（ａ）各光起電性製品を、好適な製品に対する所定の判断基準に基づく適切性に対して評価し、各生産工程における該光起電性製品に対する評価結果を獲得する段階と、
（ｂ）その製品に対する生産工程による上記評価結果をメモリ内に記憶する段階と、
（ｃ）以下のいずれかに基づき、各光起電性製品に対して等級を割当てる段階と、
（ｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果、
（ｉｉ）その工程におけるその製品に対する評価結果を、その工程において先行して処理された複数の光起電性製品の評価結果の統計的分析内容に対して比較した結果、または、
（ｉｉｉ）従前の複数の生産工程におけるその製品に対する累積的で履歴的な評価結果を、同一の複数の生産工程にわたり先行して処理された複数の光起電性製品の履歴的で累積的な評価結果の統計的分析内容と比較した結果、
斯かる生産工程の各々において、上記製品が所定の許容範囲内に収まるか収まらないかを特定する上記等級は、斯かる工程における各光起電性製品に対する所定の判断基準からの逸脱を表しており、
（ｄ）斯かる生産工程におけるその製品に対する上記等級をメモリ内に記憶する段階と、を含む方法が生成される。
【００３６】
更なる代替策においては、上記アプリケーションを実行すると、
（ｅ）特定の工程における上記生産ラインにおける複数の製品であって、記憶された同一の等級を有するという複数の製品の全てを、群としての更なる処理のために、相互に組み合わせて群にする段階、を含む方法が更に生成される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のシステム構成の概略図であり、生産／測定／制御システム（PMCシステム）および測定／取扱いユニット（MSユニット）の両方を示している。
【図２】本発明のPMCシステムおよび一連のMSユニットを利用する典型的なc-Si電池製造設備の一連の生産工程を有する製造生産ラインの概略図である。
【図３】上記PMCシステムの動作フローのフローチャート図である。
【図４】製造設備の一方におけるPMCシステム、各MSユニットおよび他の生産ツールと、他方における企業資源計画／製造実行システムとの間の関係の概略図である。
【図５】上記PMCシステムおよびMSユニットの機能的構成の概略図である。
【図６】本発明のPMCシステムおよび各MSユニットを採用した製造設備の線形の行列化されたレイアウトもしくは構成の概略図である。
【図７】PMCシステムの更に高レベルの動作フローのフローチャートである。
【図８】取扱いおよび測定の機能性を有するMSユニット14のハードウェア構成の概略図である。
【図９】測定の機能性のみを有するMSユニット14のハードウェア構成の概略図である。
【図１０】取扱いおよび測定の機能性を有するMSユニットの更に高レベルの動作フローのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
１．製品ラインの概要
好適実施例において本発明は、継続的に、製造プロセスを通しての各WIP単位体の特性を評価し且つWIP単位体の混合体および流れを管理することにより、原料のコストに対する最終製品の経済的価値を高めることでPV工場の生産高を最適化する生産増進システム（“PESシステム”）を提供する。
【００３９】
上記PESシステムは、連結された２つのプロダクトから成る：プロセス測定／制御システム（“PMCシステム”）、および、一群のツール間測定／仕分けユニット（“MSユニット”）。上記MSユニットは、２つの変化形、すなわち測定のみの形態（“測定MSユニット”）、および、組み合わされた測定および取扱いの形態（“測定／取扱いMSユニット”）を有する。好適実施例のMSユニットは、一例として、c−SiPVウェハもしくは電池の工場における使用に対して設計される。図１において、上記PESシステムは概略的に示される。
【００４０】
PESシステム10は、ひとつ以上のツール間測定／仕分けユニット、すなわちMSユニット14に対してProfiNET/Ethernet（登録商標）IP/EtherCAT 16を介して接続されたPMCシステム12を備える。
【００４１】
PMCシステム12は概略的に、光起電性製品を製造する製造生産ラインを操作するためのシステム・ソフトウェアであって、各MSユニット14からの測定データ18の受信と、各MSユニット14に対する待ち行列化／転送命令20の提供とを含むというシステム・ソフトウェアを備えるコンピュータ・サーバから成る。各MSユニット14は、それと共に該MSユニットが動作すべく構成されるという生産ラインの特定の生産過程もしくは工程に対し、測定データ18をProfiNET/Ethernet（登録商標）IP/EtherCAT 16を通してPMCシステム12に対して提供する。同様に、各MSユニット14は、PMCシステム12から、各々の特定のMSユニット14に対して適切である待ち行列化／転送命令20を受信する。各命令20は、特定のMSユニットが協働して動作すべく構成された単一もしくは複数の生産工程に関する該MSユニットの動作に対して適切なものである。
【００４２】
他のツールもしくは機器22および24はProfiNET/Ethernet（登録商標）IP/EtherCAT 16に対して接続されることで、適切なツールもしくは機器の測定データ26をPMCシステム12に対して提供し得ることも銘記されるべきである。
【００４３】
更に、PMCシステム12は、上記製造生産ラインの操作者の全体的システムの各パラメータ内で該製造生産ラインが動作することを確実とするために、イーサネット（登録商標）30を介して該操作者の製造業システム28と協働して動作することで、システム28と該PMCシステム12との間でデータ、命令および他の情報を送信および受信すべく構成され得る。
【００４４】
上記測定MSユニットは、プログラム可能な判断基準に従い各WIP単位体を検査して等級付けを行うと共に、この情報を、該MSユニットを制御しているPMCシステムに受け渡す。同様に上記測定／取扱いMSユニットは、プロセス・ツールからWIP単位体を解除すると共に、該測定／取扱いMSユニットは、該MSユニットが上記WIP単位体の等級付け情報を上記PMCシステムへと受け渡した後に、該PMCシステムからの命令に従い各WIP単位体を仕分けし、もしくは、バッファリングし、もしくは、排除する。この場合、（次の生産過程に対する入力としての）各MSユニットの出力はその後、各WIP単位体の、最適に順序付けされた（バッチ処理に対する）“ロット”もしくは（連続処理に対する）“フロー”である。
【００４５】
上記PMCシステムは、任意数のMSユニットからの測定結果、および、（PVDデバイス、レーザ分離システムなどからのWIP単位体の流量およびステータス測定値の如き）他の情報源を統合する。上記PMCシステムはこの情報を用い、所定の設備内に設置された取扱い／測定MSユニットの各々に指示することで、個々のWIP単位体の夫々の次の生産過程への進行をバッファリングしもしくは順序付けする。目標は、連続的に且つ終端間の生産プロセスと調和して、WIP単位体の特性における変動を活用し、その設備における完成品の総計の経済的価値を最大化することである。
【００４６】
図２は、上記に示されたc−Si電池の製造ラインに関するPMCシステムおよび測定／取扱いMSユニットの一例である。各MSユニットは、上記ラインの最初および最後に載置されると共に（夫々、到来するウェハの検査、および、仕分け）、（この図示内容の目的で簡素化された）上記ラインにおける各プロセス・ツール間にも載置される。
【００４７】
PESシステム10のPMCシステム12は、製造生産ライン32中に示された数個のMSユニット14に接続して示される。
【００４８】
図２に示されたc-Si電池製造プロセスの開始部には最初のMSユニット36が組み合わされることで、到来ウェハ生産工程38にて到来ウェハを検査する。MSユニット36は、縁部の欠けおよび亀裂の如き物理的欠陥に関して到来ウェハを検査すると共に、情報をPMCシステム12に対して通信バス40により送信する。PMCシステム12は、以下におけるひとつ以上の手法によりウェハを等級付けするためにMSユニット36から受信したデータを解析および解釈すると共に、該システムは、MSユニット36によりその様に検査された個々のウェハを、廃棄し（もしくは再生利用し）、または、バッファリングし（すなわち、群としての処理のために特定の群中に載置し）、または、生産ライン32中における次の生産工程へと進行させる、という命令をMSユニット36に対して提供する。
【００４９】
生産ライン32における次の工程は、ソーマークを除去する湿式処理ツールであって、縁部凹凸を除去して表面組織構造を生成して光子捕捉を増進するという湿式処理ツールにより、生産工程38からのウェハが洗浄かつエッチングされるという洗浄／エッチング工程42である。第2のMSユニット44は、洗浄／エッチング工程42を出るウェハを、ソーマークおよび縁部凹凸の十分な除去ならびに表面組織構造の生成に関する物理的特性に対して検査し、且つ、その情報を通信バス40を介してPMCシステム12に対して送信する。PMCシステム12は次に、そのデータを、以下の手法のひとつ以上によりウェハを等級付けするために解析し、且つ、その様に検査されたウェハを、廃棄（もしくは再生利用）し、または、バッファリングし、または、次の工程へと進行させる命令を第2のMSユニット44に対して送信する。
【００５０】
生産ライン32における次の工程は、ウェハがドーピングされてエミッタを生成するというP/N接合のための拡散工程46である。これは、２つの様式で実施され得る。第1の様式においてそれは、ウェハは、その頂面に対して付与されたドーパントの湿潤薄膜を有し、該薄膜が乾燥されてから、上記ドーパントが加熱炉内でウェハ内へと拡散される様に実施され得る。第2の様式においてそれは、ウェハが加熱炉内に挿入されると共に、ドーパントは拡散の間において気体形態で同時に導入される様に実施され得る。工程46における処理の後、上記ウェハは、エミッタにおけるドーパント濃度に対して該ウェハを検査するMSユニット48であって、その情報を通信バス42を介してPMCシステム12へと送信するというMSユニット48により吟味される。もし第1の様式が使用されるなら、ウェハが加熱炉内に進入するに先立ち、ウェハ上における湿潤薄膜の深度および分布も吟味され得る。次にPMCシステム12は、そのデータを、以下の手法のひとつ以上によりウェハを等級付けすべく解析し、且つ、その様に検査されたウェハを、廃棄（もしくは再生利用）し、または、バッファリングし、または、生産ライン32における次の工程へと進行させる命令をMSユニット48に対して提供する。
【００５１】
生産ライン32における次の工程は、上記ウェハが一連の湿式エッチング・ツールにより再び処理されるという工程50における燐ケイ酸ガラスの除去およびウェハの頂面および底面のエッチングである。更なるMSユニット52は、燐ケイ酸ガラス除去工程50を離脱するウェハを検査し、これらのエッチング工程が所望の仕様を順守していることを決定し、且つ、該MSユニットは、その情報をPMCシステム12へと送信し、該システムは、以下の手法のひとつ以上により上記ウェハを等級付けすべく解析し、且つ、上記ウェハを廃棄（もしくは再生利用）し、または、バッファリングし、または、製造生産ライン32の次の工程へと進行させるという命令をMSユニット52へと戻す。
【００５２】
この例においては、この工程にて、燐ケイ酸ガラスの除去および頂面および底面のエッチングの後、ウェハはMSユニット52によりチェックされることで、該ウェハ内の特定の箇所および深度において、シート抵抗もしくはドーパント濃度が決定される。もしこれらの値がPESシステム10の操作者により定義された値の所定範囲を超えもしくはそれ未満であるなら、この測定値は、この生産工程において、シート抵抗もしくはドーパントの濃度および分布に対する特定の所定の分類もしくは等級にウェハを分類もしくは等級付けるために使用され得る。この分類／等級は、各先行工程においてそのウェハに対して決定された（等方性の組織構造化の後におけるRMS組織構造の最高最低間距離の如き）他の判断基準に基づく他の分類／等級と組み合わされることで、そのウェハに対する集計的等級であって、PMCシステム12により、その生産工程（すなわち燐ケイ酸ガラス工程50）における該システムの集計的等級のデータベース（または知識ベース）と比較されるべきであるという集計的等級が決定される。
【００５３】
生産ライン32における次の工程は、上記ウェハがその周縁部の回りでエッチングされてエミッタとベースとの間の一切の短絡回路が除去されると共に、斯かるエッチングの連続性および深度に対してMSユニット56により検査されるというエッジ分離工程54である。その情報はバス40によりPMCシステム12へと送信され、其処で該情報は工程54に対する集計的等級を生成すべく使用される。このとき、上記集計的等級は、そのウェハが廃棄（もしくは再生利用）されるか、バッファリングされ（すなわち、群としての処理のために特定の群中に載置され）るか、または、次の生産工程へと進行されるかの判断を行うべく使用され得る。代替的にまたは付加的に、上記情報はPMCシステム12により使用されることで、工程56に固有である等級のデータベース／知識ベースとの比較のために、その工程に固有な（すなわち、先行する複数の工程による一括基準に基づかない）等級を確立し得る。更なる代替策として、または、更に付加的に、MSユニット56からの情報は、その情報を先行する複数のWIP単位体のデータベース／知識ベースと比較せずに、等級自体を決定すべく使用され得る。これらの代替的な等級付け方法の各々、または、任意のひとつ以上の方法の等級情報は次に、上記ウェハを評価すべく使用されることで、その様に検査されたウェハを、廃棄（もしくは再生利用）し、または、（他の同様のウェハと共に）バッファリングし、または、生産ライン32における次の工程へと進行させるかが決定される。PMCシステム12は、その様に検査されたウェハを、廃棄（もしくは再生利用）し、または、（他の同様のウェハと共に）バッファリングし、または、生産ライン32における次の工程へと進行させるかの命令をMSユニット56に対して送信する。
【００５４】
ウェハ（または他の任意のWIP単位体）を等級付けるというこのプロセスは、生産ライン32の内で、上述のまたは以下の任意の選択された生産工程において適用され得る。それは、以下のひとつ以上による等級付けである：
１）MSユニット14自体からの情報を解析すること；
２）MSユニット14からの情報を、その工程において先行して処理された同等のWIP単位体に関する情報のデータベース／知識ベースに対して比較すること；および／または、
３）その工程と、選択された複数の先行処理工程とにおけるMSユニット14からの情報を、その工程と、選択された複数の工程とにおいて先行して処理された同等のWIP単位体に関する情報のデータベース／知識ベースに対して比較すること。
【００５５】
生産ライン32における次の工程は、ウェハが窒化ケイ素もしくは同等の化学物質により被覆されるという反射防止被覆（ARC）工程58である。ARC工程58を離脱するウェハを、被覆の色、深度および均一性に対してMSユニット60が検査する。その情報は通信バス40を介してPMCシステム12に送信され、其処でそれは、上記の等級付け手法のひとつ以上により等級付けされる。次にPMCシステム12は、そのウェハを廃棄し、または、バッファリングし、または、生産ライン32における次の工程へと進行させる命令をMSユニット60に対して提供する。
【００５６】
生産ライン32における次の工程は、ウェハに対し、背面の電気接点、背面のアルミニウム表面、および、前面の電気フィンガおよびバスバーが適用されという印刷工程62である。そのときに、スクリーン印刷工程62を出るウェハを、これらの印刷の物理的特性に関してMSユニット64が検査すると共に、該ユニットは、その情報を通信バス40を介してPMCシステム12に送信する。PMCシステム12は次にその情報を、上記の手法のひとつ以上によりウェハを等級付けすべく解析し、且つ、そのウェハを廃棄し、または、バッファリングし、または、生産ライン32における次の工程へと進行させる命令をMSユニット64に対して提供する。選択的に、背面接点、背面アルミニウムおよび前面接点の各々の適用の後、別体的な検査があり得る。
【００５７】
生産ライン32における次の工程は、ウェハが焼鈍し炉を通過されるという工程66における、工程62において適用されて印刷された金属特定構造の焼鈍しである。ウェハは次に自動的に次の工程へと進行され、此処では仕分け工程68が視認され得るものであり、必ずしも製造生産ライン32の全ての工程が、その工程に対して適切に構成されたMSユニットを含まなくても良い。ウェハは、一切のMSユニット14による介在的な測定なしで、または、その工程におけるPMCシステム12からの一切の制御なしで、ひとつの工程から別の工程へと自動的に進展し得る。多くは、製造生産ライン32の特定の操作者の要求内容に依存する。上記焼鈍し炉の後での検査も行われ得る。その検査は、金属特定構造がウェハ内へと正しく貫通し、且つ、ウェハの前面および背面上で正しい物理的配向に維持されたことを決定することであろう。
【００５８】
仕分け工程68の後でウェハは、製造者により決定され得る任意の最終的な判断基準であって、製造生産ライン32における最終検査工程としての仕分けの間において導入されたバーコードもしくは可視的欠陥の如き最終的な判断基準に対して検査を行うMSユニット70による検査に委ねられる。MSユニット70は次に、その情報を通信バス40を介してPMCシステム12に提供する。PMCシステム12は、次にその情報を、上記の手順のひとつ以上によりウェハを等級付けすべく解析し、且つ、そのウェハを廃棄させ、または、出荷のための貯蔵領域もしくはパッケージ領域へと進行させる命令をMSユニット70に対して提供する。
【００５９】
各MSユニットは各プロセス・ツールを相互に連結することにより、単一の生産ラインにおけるのか、大規模の設備内における複数のラインにわたるのかを問わず、連続的な生産フローを達成するという補足的機能を、各プロセス・ツールに対して提供する。
【００６０】
図３のフローチャートには、上記PESシステムの概略的な主要ラインの動作フローが示される。このフローチャートは、システムの保守、管理および準備の各操作を含まないことを銘記されたい。上記PMCシステムおよびMSユニットの各々に対する更に詳細な動作フローは、以下で論じられる如く図７および図１０に示される。
【００６１】
概略的に各MSユニット14は、測定用の第1レベル制御コンピュータとして機能する。各MSユニット14はネットワークを介してPMCシステム12と対話することにより、該PMCシステム12がプロセス全体に関する判断を行い得る様に、測定および制御データを共有する。たとえば、上記プロセスの各工程（または選択された工程）を測定かつ制御する５〜１０個のMSユニット14が在り得る。PMCシステム12における一群のアルゴリズムは、生産ライン32を通しての各ウェハ（または他のWIP単位体）のフローの最適化を解き、（各ウェハが個別的に割当てられた等級に基づき）どのウェハが相互にグループ化されるか、それらが下流で如何に処理されるかを決定し、且つ、該アルゴリズムは、MSユニット14に対して受け渡されて特定の処理工程における動作を制御する他の形式の処理判断を決定する。協働して、これらはPESシステム10を構成する。
【００６２】
図３を参照すると、上記PESシステムの動作フローがフローチャートにより示される。該PESシステムは、74にて初期化処理を経由する。その後、76にて、製造生産ライン32（図２）の各生産工程において、各MSユニットは、（一定の場合にはWIP単位体と称される）光起電力電池、ウェハ、もしくは、モジュールであり得る被加工材の適切な測定を行う。MSユニットは次に、78にて、測定結果を上記PMCシステムへと送信する。80にて、該PMCシステムはデータを受信して処理する。その情報に基づいてPMCシステムは、82にてフィードフォワードもしくはフィードバック処理手順命令をプロセス・ツールに対して送信する、および／または、84にて取扱い命令を適切なMSユニットに対して送信する、のいずれか又は両方を行い得る。次に適切なMSユニットは、86にて、被加工材を進行させ、廃棄し、または、バッファリングする。
【００６３】
図４に見られる如く、PESシステム12は、単一もしくは複数の生産ライン、製造者の製造業システム（MES）28、および／または、企業資源計画（ERP）システム88の間に装備されて、顧客の注文または他の生産目標に応じる様式で生産フローを制御する。MESシステム28またはERPシステム88と共に作用することで、PESシステム12は、経時的に生産データを統合し、保証規定および管理を支援すると共に、生産および設備の主要計画を助力し得る。それはまた、ツールの動作パラメータと対照的な、WIP単位体（ウェハ、電池、モジュールなど；すなわち被加工材）の結果に関するライン内測定基準を提供することでプロセス・ツールの計測の補完も行う。
【００６４】
ネットワーク化されたPMCシステム12および各MSユニット14の性質は、本来的に拡張可能である。但し、各MSユニット14自体は、生産ラインの変化部分への挿入を許容すると共に、設備の拡大を支援すべく設定可能とされねばならない。このユニットレベルの拡張可能性を支援するMSユニット14のハードウェアおよびソフトウェアの構成は、以下に記述される。PESシステム10において、ソフトウェア構成は、“単一レーン”動作に対して構成された単一のPMCシステム12との相互作用から、多重レーンおよびライン切換え機能による50個までのMSユニット14までの拡張可能性に対しても設計され得る。
【００６５】
２．PESシステムの構成要素および特徴
PMCシステムの構成
本発明のひとつの見地は、製造者の生産ラインにおける複数のプロセス・ツールの間に複数のMSユニットが載置され、且つ、PMCシステムは、これらの全てのMSユニット、および（選択的に）他のサード・パーティのセンサ、および、ERPシステムに対してネットワーク化される、というシステムを提供する。その構成は、動作処理ソフトウェア（各MSユニットからのデータを相互に関連付けると共に、工場全体の最適化判断を行うソフトウェア）も含み得；各MSユニットおよびサード・パーティのセンサにより生成された測定データを上記PMCシステムが統合し、該システムはこのデータおよび他のデータを使用することで、工場全体のフロー制御判断、および、WIP単位体に関する各MSユニットの集合的な物理的実施に対する該PMCシステムの判断を行う。
【００６６】
図５を参照すると、概略的に示された夫々の基本的な機能的構成要素の各々と共に、PMCシステム12およびMSユニット14の内部機能構成が示される。
【００６７】
閉ループによる設備全体にわたるツール間の材料取扱い
他の材料取扱いシステムと対照的に、本発明のPMCシステムは、各WIP単位体のフロー制御を、生産設備全体の至る所にて“統一物（gestalt）”として指示かつ実施する。すなわち上記PMCシステムは、リアルタイム測定；これらの測定に基づくライン内の制御判断；および、リアルタイムのWIP単位体の取扱いを完全に包含して統合することで、これらの判断を実施する。本発明の有効範囲内において、各WIP単位体は追尾され、且つ、WIP単位体の順序付け、経路選定、排除およびバッファリングの判断は、システムにおける全てのWIPの詳細目録の状況を同時に且つ並列に考慮することにより、離散時間型の制御プロセスで連続的に行われる。これは実施され得る、と言うのも、上記PESシステムは、リアルタイムで安定的な制御ループを以て協力して作用すべく詳細に設計された、WIP単位体の測定と、設備全体の生産制御と、WIP単位体の取扱いおよび転送機能とを提供する上で独特だからである。
【００６８】
MSユニットの構成
本発明の有効範囲内において更に提供される如く、測定／取扱いMSユニットは、モジュール式で設定可能な測定／取扱いユニットである。その独特の設計態様は、設定可能で拡張可能な取扱い方式を取入れている。これにより、個別的なMSユニットが異なるプロセス・ツールのインタフェースおよび検査作業に対して構成された場合でさえも、製造設備の全体を通して一貫した取扱いと、コスト効率的な再使用の技術とが提供される。
【００６９】
終端間におけるWIP単位体の追尾
本発明のこの特徴によれば、特殊なマークもしくはタグの助力なしで、個別的な電池、パネルもしくはモジュールを一意的に識別して追尾する機能、すなわち、PMCシステムと全てのMSユニットとの間における一体的なリアルタイムのデータ管理と、各MSユニットにおけるライン内測定とにより可能とされる独特の機能が提供される。この追尾は、以下のいずれかひとつまたはふたつにより行われる：
ａ）空間的な追尾：各MSユニットのローカルの作用空間内における、該MSユニットによる、特定の箇所においてどのWIP単位体がピックアップされてから別の特定の箇所に載置されもしくはバッファリングされたかに関する本来的な知見であって、MSユニットの全てを集合的に、それらのMSユニットの作用空間内においてどのWIP単位体を有しているかを上記PMCシステムに伝えさせ続けることによるという本来的な知見。上記PMCシステムにおいては、生産中の全てのWIP単位体の箇所および状態に関するシステム全体の概観が維持される。
ｂ）測定された特性：各WIP単位体が生産を通して進展するときにおける該WIP単位体の（僅かな形状寸法の変動、汚れ、発光試験に対する固有応答などの）一意的な測定済み特性は、その単位体を特定すべく使用され得る。
ｃ）ウェハ縁部のコード化：シリコン・ウェハに対し、各単位体は、そのウェハの周縁部の回りにおけるひとつ以上の箇所にてコード化され得る。各コードは、ラインもしくは設備内においてそのウェハを一意的に特定する複数の切欠きの特定パターンである。これらの切欠きはウェハの表面ではなく縁部上であることから、それらの切欠きは、そのウェハが電池へと処理されるときにおける表面マークの劣化もしくは不明瞭化に関する通常的の問題に対して高度に耐えることが期待される。この耐性は、各ウェハ上の複数のコード化箇所を使用して冗長性を提供することにより増進される。
【００７０】
この追尾は、予測的なWIP単位体の等級付けアルゴリズムの実施に対し、且つ、WIP単位体の生産フローの待ち行列化および順序付け／経路選定に対して、必要である。もし設備が、その取扱いの全てをMSユニットにより実施するなら、単一もしくは複数の生産ラインにおける各WIP単位体の厳密な箇所は、まさに上記空間的追尾により常時知られ得る。もし取扱いに関する不確実性が在るなら、または、もしラインの操作者がWIP単位体の箇所を変更し乍らも記録されない介入を行うなら、測定された特性による上記方法、または、ウェハ縁部の上記コード化方法、または、両方が、空間的追尾と共にまたは空間的追尾なしで、使用されることが推奨される。概略的に、これらの方法の内の少なくとも２つを併せて用いる手法が、最も堅牢であると期待される。
【００７１】
分布されたWIP単位体のバッファリング
本発明のこの特徴は、上記システムにおける任意のMSユニットにおいて各WIP単位体を保持もしくは“バッファリング”する機能を提供する。これを物理的に実施する方法は、以下に記述される。バッファリングの方法は、上記PMCシステムから設備全体にわたる様式で集中的に管理される。WIP単位体のバッファリングの目的および用途は、少なくとも４つの部分から成る。第1に、各MSユニットには、当該MSユニットにおける不十分な等級のWIPの排除により生産フロー中に空きができたときに“良好な”WIPを代用する目的でバッファリングされたWIP単位体の群が配置される。第2に、不完全なWIPがバッファリングされることで、下流における障害の緩和のために、該WIPを“ロット”へとグループ化する機能が提供される。第3に、WIPがバッファリングされることで、事業要件に基づくロットへと再順序付けすることも許容される。最後に、WIPがバッファリングされることで、計画された保守もしくは（臨時の作動停止もしくはエラーなどの）他の理由のために個別的なプロセス・ツールまたは材料取扱いデバイスがラインから外される必要があるときに、ラインを通る材料の連続的なフローを許容する。
【００７２】
電池、モジュールもしくはパネルの生産における幾つかの工程にて、各WIP単位体は、それらが更なる処理のために使用可能である限られた時的間隔を有し得る。（くだけて言えば、それらは、これらの過程において過剰に長期にバッファリングされた群中に保持されると、“気が抜ける”ことがある。）上記PMCシステムのWIPバッファリング管理アルゴリズムは、このことを（製造者からのデータ入力に基づいて）認識すべく設計されると共に、該アルゴリズムは、使用性の時間的限界に近づいているWIP単位体が、製造プロセスへと戻し循環され且つ同等の“新鮮な”WIP単位体と置き換えられることを確実とする“バッファ更新”機能を提供する。
【００７３】
与えられた任意の群に配置されるWIPの量は、以下の要因を組み合わせて決定される：
１．各バッファリング過程において、排除されたWIP単位体の予測された到達割合と比較された、“良好な”WIP単位体の予測された到達割合。これは、生産フローから排除されたWIP単位体の除去により引き起こされた“穴”を埋めるに十分な“良好な”単位体が在ることを確実とするためである。
２．プロセス・ツールの処理手順に対する特定の下流調節により緩和され得る障害を有するWIP単位体の予測された発生率（単位時間当たりのWIP単位体の個数）、および、発生間隔（分布、すなわち、各単位体の概略的フロー内における平均の頻度、分散および確率密度関数）。緩和され得る多くの障害パターンがあり得ること、および、これらの障害パターンの各々に対する緩和は、異なり得ると共に、ひとつ以上のプロセス・ツールに対する処理手順の変更を伴い得、且つ、ひとつより多いプロセス・ツールを伴う緩和に対して、処理手順変更は、各緩和工程の後で行われるWIP単位体の測定により調整され得ることを銘記されたい。予測される発生率および発生間隔は、確率論的な数学的モデルにより、または、過去に測定された発生率および間隔により、または、両方により導出される。これらの発生率および発生の予測は、適合する下流の処理手順変更による緩和に適する特定の各WIP単位体の十分な蓄積を許容すべく割当てられることが必要な（一切の各々のバッファリング過程における）バッファ空間の個数を導くために使用される。“十分な”蓄積とは、バッチのサイズ（たとえば、バッチ式のPVDツール）に対し、または、目標限定されたプロセス・ツールにおいて必要な処理手順変更の（連続フロー加熱炉に対する温度曲線、もしくは、金属化プリンタにおける銀ペーストに対する再充填間隔などの）経済的な期間に対し、最良適合する“ロット”へとグループ化され得るWIP単位体の個数である。
３．各バッファリング過程においてWIP単位体の十分な容量を確実とすることで、顧客の注文もしくは他の事業要件に基づくロットへとWIP単位体を再順序付けすることを許容することの必要性。このグループ化は、（必ずしも連続的でない）一連のバッファリング過程に対して行われ得る。故に、期待されるロットの各種類に対する発生およびロットサイズは、統計的にモデル化されると共に、このために準備されたバッファリング過程が在る各生産過程において適合するWIP特性に対して相関されねばならない。このことは、確率論的モデルもしくは実験データ、または、両方を用いて行われ得る。
４．ラインもしくは設備の作動停止を最少化するために計画された要件。この計画は、以下の項目を考慮して単一もしくは複数のラインおよび設備のネットワーク待ち行列化モデルを展開することにより行われる：
ａ．設備における各ツール、コンベア、格納ユニット（たとえば、カセットもしくは積層ボックス）および他のデバイスに対する、個別的なスループット、待ち時間、および、業務（滞留）時間。
ｂ．設備において各ツールに対して計画された保守の間隔および持続時間。
ｃ．計画されない事象であって、（材料の入手不能性の如き）他の原因のために、両方ともツール間の様式とされる作動停止もしくは減速を要するという事象の（ランダムな変数としての）発生率。
ｄ．設備における、一切のライン内もしくはライン間の取扱いシステム（取扱い／測定ユニットまたはその他）に対する配置、待ち時間および転送速度。
ｅ．ラインもしくはツールの利用可能性、スループット、待ち時間、または、業務時間に影響する、他の一切の設備変数。
５．“気が抜ける”ものが無いことを確実とすべく、バッファリングされたWIPに対して必要とされる更新間隔であって、ネットワーク待ち行列化モデルにおいて示された各バッファリング過程において、新たなWIPの到達割合および以前のWIPの離脱割合により調整されるという更新間隔。
【００７４】
連携調整されたライン内検査
ライン内検査は、生産フローから各WIP単位体を取り外さずに、生産プロセスの間に全てのWIP単位体を検査する行為である。本発明のこの特徴によれば、各MSユニットが生産設備におけるひとつの過程から次の過程へとWIP単位体を移動させるときに該MSユニットにより行われる検査を提供することにより、連携調整されたライン内検査が提供される。付加的に、検査アルゴリズムは分散式で累積的であり、このことは、特定のWIP単位体の生産が進められるときに、各MSユニットは、該WIP単位体の種々の特性を測定すべく、種々のセンサおよびセンサ出力処理を適用し得ることを意味する。これらの多様な検査が行われるとき、該検査の全ての総体的結果は、そのWIP単位体を等級付けもしくは評価すべく、累積的に使用され得る。上記検査プロセスの分散式の累積的な性質によれば、習用的であるラインの最後における等級付けおよび仕分けよりも、各WIP単位体を十分に測定して等級付ける更にコスト効率的な手段も提供される。
【００７５】
予測的なWIP単位体の等級付け
品質アルゴリズム（“品質アルゴリズム”）は、部分的に仕上げられたWIP単位体が、如何なる最終的な品質レベルに指定されるかを決定する。（“品質”とは、測定されたWIP単位体の特徴もしくは属性（欠陥またはその他）の所定機能であって、顧客により指定されたそれらの相対的な重要性により条件付けられるという所定機能である。）上記アルゴリズムは、終端間の作製プロセスの種々の時点における個々のWIP単位体の特徴およびそれらの一致性を列挙する特徴相関データベースに依存する。該データベースは、統計的に有効な個数の測定値（プロセスの全体にわたり追尾された数千個のWIP単位体）を含まねばならない。上記データベースを使用することにより、WIP単位体は、その特徴を、作製の同一過程において統計的に同様の特徴を備えた他のWIP単位体の最終結果と比較することにより、任意の時点にて予測的に等級付けされ得る。もし上記予測がユーザにより定義された信頼レベル内に収まるなら、次の段落において記述される如く、そのWIP単位体の順序付け（またはライン切換え）に関し、或いは、単一もしくは複数の生産ラインからの完全な排除にさえ関し、判断が行われ得る。作製の後時においてこのプロセスを反復すると、理想的には、全てのWIP単位体が、上記ラインの最後までに、所望の生産目標に基づいて順序付けされ且つ厳密に等級付けられる如く、等級付けおよび再順序付けの精緻化が許容される。
【００７６】
個々のWIP取扱いの動的な調整
本発明のこの特徴は、MSユニット（または、上記PMCシステムとインタフェースされ得る他の任意の取扱いデバイス）により引き起こされる破損もしくは取扱いエラーの発生率を低減する。上記システムにおける全ての取扱いデバイスに対して制御されるのは、個々のWIP単位体の各々に関し、各デバイスによるWIPの拾い上げの配向、タイミング（接近、滞留および取出し）および力（把持器関連、加速および振動）、転送速度、加速および振動、および、載置の配向、タイミングおよび力である。もし、破断を引き起こさずに、または、システムの停止を必要とするであろう誤操作を引き起こさずに、特定のWIP単位体を取扱うことが不可能であると予測されたなら、該単位体はフラグ表示されると共に、試行される拾い上げに先立ち生産ラインから排出される。
【００７７】
このことが行われる好適な様式は以下の如くである：
１．上記PESシステムは、赤外線、光学的、超音波もしくは電磁的な技術を用いたライン内での非接触式の測定により、各WIP単位体の測定を行う。測定値の処理は、（各WIP単位体に対して一意的である）一切のWIP単位体の障害であって、下流の取扱い操作により悪化され得るか、または、下流の取扱い操作の間にそのWIP単位体の破断もしくは誤操作を引き起こし得るという障害の決定を含んでいる。この決定は、品質アルゴリズムの一部である。
２．上記の決定は、各WIP単位体に対して生ずるであろう斯かる事象（破損の悪化、破断もしくは誤操作）の可能性、そのWIP単位体に対して現在にて予測された等級、および、この性質の全ての種類の障害の（持続時間により重み付けされた）現在の発生率により、重み付けされる。
３．もし、WIP単位体に対して重み付けされた決定内容が、その下流の取扱い操作における変更を引き起こす（ことで誤操作もしくは破損を阻止する）ための事前設定スレッショルド値を超えるなら、上記PMCシステムは、必要な変更を該当する取扱いデバイスに対して知らせると共に、これらのデバイスがその特定のWIP単位体の到達と同期されることも確実とする。
４．もし、（WIP単位体毎の、または、必ずしも連続的ではない一連のWIP単位体にわたる）斯かる変更が、ひとつ以上の“穴”（生産フローにおける時間および空間の空きであって、整数個のWIP単位体と等しくされ得るという空き）を引き起こすなら、バッファリングされた良好なWIPを備えるひとつ以上のMSユニットが、その単一もしくは複数の穴を埋めるべく指示され得る。
５．もし、WIP単位体に対して重み付けされた決定内容が、そのWIPは取扱いの間に相当に破断されもしくは誤操作されて取扱いデバイスの停止を必要とする可能性に対する事前設定スレッショルド値を超えるなら、上記の動作の代わりに、上記PMCシステムは、操作者に対して（問題となる特定のWIP単位体を特定し乍ら）通知し、または、生産ラインにおける機械類に対し、次の取扱い操作の前にそのWIP単位体を除去することを指示する。
６．もしWIP単位体が機械類により除去されたなら、バッファリングされた良好なWIPを有するMSユニットは、生産フロー中における結果的な“穴”の箇所が知らされると共に、該MSユニットのバッファリングされたWIPの供給源から上記穴を埋めることが指示される。もし、それが手動的に除去されるなら、操作者がこの情報を提供し得るか、または、次の測定デバイスにおいてWIPが喪失されていることが認識されたときに、そのことが気付かれ得る。
【００７８】
要約すると、上記システムが、下流で破断しようとするウェハもしくは電池を観測したなら、該システムは、下流における次のロボットに対し、それを慎重に取扱うか、または、その電池を排除して良好なWIPと置き換えることを指示する。これにより、取扱いのフィードフォワード調節が構成されて、不首尾となるであろう電池の破断が最小限とされるか、または、それは排除される。これは全て、電池生産ラインのパフォーマンスを向上させるべく、且つ、下流の処理により破断するであろう電池の不要な処理のコストを削減すべく設計される。
【００７９】
WIP単位体の順序付けおよび経路選定アルゴリズム
このアルゴリズムは、上記品質アルゴリズムおよびWIP単位体追尾機能と協働して作用することで、生産設備の全体にわたりWIP単位体を同様の範疇もしくは等級にグループ化することを可能とする本発明の更なる特徴である。設備全体にわたるレベルにて、該アルゴリズムは各MSユニットを連携調整し、WIP単位体のバッファリング、ライン間でのWIP単位体の切換え、および、WIP単位体の（再）順序付けおよび経路選定を行うルータのネットワークとして作用させることで、所望の出力ロットサイズおよび一貫性を達成し、下流の処理もしくは（ERP入力により指定された）顧客の注文の管理を促進する。それはまた、目標を追求する対策、最も明確には以下に記述されるDRTも実現し得る。以下においては、多重ラインにおけるWIP経路選定が例示される。
【００８０】
動的な排除のスレッショルド値（DRT）
本発明のこの特徴は、工場の経済的な生産高を最大化するために、WIP単位体が“廃材”と見做される品質スレッショルド値の自動的で連続的な調節を実現する。所定の時点にて、廃棄されたWIP単位体のコストと比較して、単一もしくは複数の生産ラインにおける全てのWIP単位体の累積値の予測的測定に基づき、調節判断が行われる。排除スレッショルド値は、（操作者により設定され得る一定の制約条件を前提とした）費用／便益方程式を最大化すべく設定される。この独特のDRT特徴は、生産設備における全てのMSユニットからのリアルタイムの測定値を統合して処理するという上記PMCシステムの機能により可能とされる。
【００８１】
真の生産量測定値（TPM）
“ラインの最後”においてだけでなく、WIP単位体の作製の間における個々のプロセスの出力箇所にてもWIP単位体の品質を総括的に測定することにより、上記PESシステムは、各ツール、ツール群（すなわち、作製プロセスの一部分）、および、生産設備全体のパフォーマンスを監視、解析および報告すべく独自に使用され得る生産パフォーマンス・データベースを構築かつ維持する。これは、以下の目的に対して使用され得る：
・プロセス・ツールのパフォーマンスの検証。特定のプロセス・ツールの直接性の低い計測とは関わり無く、プロセス・ツールから出力されたWIP単位体の属性を測定し、生産仕様に対する該ツールの服従性を検証すること。このことは、個々のツールに対し、また、ツールの連鎖もしくはネットワークに対しても実施されることで、サブシステムまたはライン全体を検証する手段であって、システム・インテグレータまたはターンキー・サプライヤにより提供されるという手段を提供し得る。
・プロセス・ツールのパフォーマンスの監視および傾向捕捉。これは、種々の予防的な、および、計画された保守作業に対して使用され得る。
・生産材料の供給およびコストの最適化。生産の任意の過程において測定されたWIP単位体の品質に関する、供給原料の品質および／またはプロセス処理手順の影響の評価。これは、必要とされる設備生産高に対する原料と消耗品との最適な組み合わせを決定し且つ（所望であれば）動的に変更するために使用され得る。
【００８２】
３．機能的なシステム構成
図６に示された如く、好適な形態において、生産設備における上記システムのレイアウトもしくは構成は、以下の如く多数の配置および形態で構成され得る：
・他のツールもしくはセンサに対する統合なしで、単一ラインの生産設備における複数のMSユニット14の線形配置90。各MSユニット14は、プロセス・ツールおよび／または他の自動化デバイスの中間に載置され得る。PMCシステム12に対しては、各MSユニット14と、製造者のERPおよび／またはMESシステム（図４を参照）とを除き、センサおよびアクチュエータはインタフェースされる必要がない。
・単一ライン設備における上記と同一の線形配置であるが、PMCシステム12に対して統合された他の機器および／またはセンサを備えるという線形配置。これは、他の機器に対する通信インタフェースと、PMCシステム12における必要なデータの認識および処理とに対する付加的な特徴を必要とし得る。
・多重ラインの生産設備における複数のMSユニット14の行列化配置92。この場合に各MSユニット14は、WIP単位体に対する特定のQ係数を生成するための特殊な処理、負荷制御、プロセス・ツールの最適使用に対する、または、製造者により決定される他の検討事項に対する必要性に基づき、各ライン間でWIP単位体を経路選定すべく使用され得る。これらの経路選定の判断のためのパラメータおよび規則は、（全体的にではないが）主として、上記PMCシステムの品質アルゴリズムおよびWIP単位体の順序付けおよび経路設定アルゴリズムにおいて具現される。線形配置90に対するのと同様に、この行列化配置92は、各MSユニット14のみに対する、或いは、他のセンサおよび機器にも対するインタフェースを以て設定され得る。
【００８３】
上記の線形および行列化の原型は、ひとつ以上の製造設備において独立的にまたは組み合わせて展開され得る。これらの構成をサポートすべく、複数のPMCシステムが設置され得る。図６には、これらの原型の例が（組み合わされて）示される。WIP単位体のフローは矢印により、制御インタフェースは実線により、且つ、２つのPMCシステム12の間における選択的なインタフェースは破線により示されることを銘記されたい。
【００８４】
４．PMCシステム
上記PMCシステムは、種々のMSユニットに配置されたセンサからの測定値を統合して相関させると共に、該システムは、特定の単位体の製造設備において他のデバイスおよびシステムに対して取付けられても良い。それは、この情報を使用し、各MSユニットの動作を指示する。故にそれは、設備を通るWIP単位体のフローの種々の特性を管理する設備全体のコントローラである。
【００８５】
プロダクトの構成要素
好適には、PMCシステムは、以下の主な要素から構成される：
【００８６】
ハードウェア
・種々の構成で入手可能とされ、（本発明者等の高度の可用性の選択肢に対する）十分なハードディスク記憶容量、処理能力、通信インタフェースおよび冗長性を提供する工業用コンピュータ。このコンピュータは、標準的なラック・マウント・ユニットとして入手可能であり得ると共に、クローズド・ユニットとして構成される。
・操作者のインタフェース・キット（キーボード、ディスプレイ、マウス、および、ロックアウト・スィッチ）。
・選択的な記憶装置拡張ユニット−更に大規模のシステムまたはオンライン・バックアップをサポートする通常のもしくはRAIDハードディスク記憶装置。
【００８７】
ソフトウェア
上記PMCシステムの一部分を、２つの範疇のソフトウェアが構成し得る。ひとつの範疇は、標準的なサード・パーティのソフトウェアであり、最も重要なものとしては、オペレーティング・システムおよびデータベース管理システムである。他の範疇は、当該プロダクトをプログラム、構成、操作、管理および維持するために必要とされる出願人が専有する全てのソフトウェアを包含する。
【００８８】
サード・パーティのおよび出願人の専有のソフトウェアは両方とも、（上記PMCシステムのコンピュータに事前ロードされた、および、バックアップDVD-ROMとしての）単一の配布物として、顧客に対して提供され得る。
【００８９】
好適な形態において、出願人の専有するソフトウェアは、以下の要素を備える：
・WIP単位体の追尾−システム全体にわたる、全てのWIP単位体の箇所および状態のデータベース。
・WIP単位体の順序付けおよび経路設定−設備を通しての最適なWIP単位体の順序付けおよびフローを決定するデータベースおよびアルゴリズムに加えて、アクチュエータのネットワークとして各MSユニットに対して命令し、フロー制御を実現するために必要とされるバッファリング、順序付けおよび切換えを実施する機能。
・TPMダッシュボード−真の生産測定値に対する報告、通知、および、警告の管理。
・測定値の処理および評価−システム全体にわたる全ての測定値を統合し、統計的データベースと比較することにより、上記品質アルゴリズム、DRT、および、個々のWIP取扱い特徴とTPMダッシュボードとの動的調整をサポートして実現する。
・個々のWIP取扱いの動的調整−上記の如し。
【００９０】
標準的なサード・パーティのソフトウェアは、下記を含んでいる：
・オペレーティング・システム。PMCシステムは、MicrosoftのWindows（登録商標）オペレーティング・システムを使用する。安定的で予測可能な動作環境を提供するために、直接的なインターネットのアクセスおよび自動的な更新は無効化される。
・DBMS。PMCシステムは、標準的な“市販の”データベース管理システムを使用することで、非常に高性能な読取り／書込みアクセスを提供する。
・操作、管理、保守および準備。これは、ランタイム動作、診断、動作経過記録、アラーム、事象トラッピング、保守手順、および、（ソフトウェアの更新を含む）コンフィギュレーションを夫々制御するローカルの機能を提供する。それはまた、更新のダウンロード、パッチ、コンフィギュレーション・データなどを含む、MSユニットよるリモートのOAM&P動作のための機能も含んでいる。
・ERP／MESインタフェース。
・ソフトPLC。それを必要とする設備環境に対し、PMCシステムは、IEC61131 Rockwell互換のインタフェースを提供する。
【００９１】
動作フロー
図７には、上記PMCシステムの高レベルの動作フローが示される。このフローチャートは、システムの保守、管理および準備の各動作を含まないことを銘記されたい。
【００９２】
上記PMCシステムは、PV製造設備を通る各WIP単位体の流れに対して個別的なフィードバック制御を提供する。個別的である各タイムスライス（または、システムの“クロック時間”）に対し、上記PMCシステムは、設備におけるMSユニットの全てからの情報を受信することに加え、該システム自体に対してネットワーク化された（プロセス・ツールの如き）一切のサード・パーティのデバイスからの測定値を受信する。各WIP単位体は、追尾方法により一意的に特定される。
【００９３】
各WIP単位体に関連する測定値は、PMCシステムにより維持されるレコードであって、そのWIP単位体が生産プロセスを通り進展するときに該WIP単位体に対して取り込まれた測定値の全てを一括するというレコードに加えられる。このレコードの一部は、各WIP単位体に対する“品質係数”（Q）であって、（一例として、c-Si電池の場合においては）下記の項目の関数であるという品質係数でもある：
・（限定的なものとしてで無く）エッジの平滑さ（または亀裂）、AR被覆の均一性、金属化部分（バスバー）の直線性などの如き、美観的な尺度。
・（限定的なものとしてで無く）目標形状に対する適合性、エッジの規則性、湾曲／反りなどの如き、幾何学形状的な尺度。
・（限定的なものとしてで無く）I-V曲線の適合性、合計Wp出力、逆バイアス漏れ電流などの如き、光電的な尺度。
・製造者により決定される他の尺度。
【００９４】
WIP単位体の作製の任意の過程において、その品質係数は、不完全な情報に基づく予測的な推定値である。WIP単位体の品質係数は、上記品質アルゴリズムを用いて決定されると共に、以下の一般形態を取る：
Ｑ＝ｆ（Ａ，Ｇ，Ｅ，Ｄ）
式中、Aは美観性、Gは幾何学形状性、Eは光電性、および、Dは欠陥性である。
【００９５】
与えられたWIP単位体に対してQを決定するプロセスの一部は、欠陥相関データベースを使用し、既知の欠陥に対してそのWIP単位体の画像を評価すると共に、斯かる欠陥をWIP単位体が有する程度を決定することである。WIP単位体において観測された欠陥が記憶された欠陥に近いほど、Dは100％に近い。カラー画像が所望のカラー画像に近いほど、Aは100％に近い。WIP単位体の幾何学形状が目標幾何学形状に近いほど、Gは100％に近い。電気的性能が所望の電気的性能に近いほど、Eは100％に近い。
【００９６】
上記測定結果は、生産プロセスの各過程に対する結果を追尾するデータベース（真の生産量測定値データベース）に対しても付加される。このデータベースは、本明細書中に記述された如く、TPM特徴を実現する目的で、照会され得る（と共に、経過を記録し且つ設定された警告を行う）。
【００９７】
全てのWIP単位体が、更新されたそれらのQ係数を一旦有したなら、それらに対しては、顧客により定義された如く、更新された等級が割当てられる。この後、（上述された如き）DRTアルゴリズムが呼び出され、それ未満においてはWIP単位体が排除されるという品質スレッショルド値QTが更新される。次に、設備全体にわたる最適なWIP単位体の配列化（更に詳細には、WIP単位体の順序付け、および、もし設備内に複数の生産ラインが存在するならば経路設定）が決定され、且つ、PMCシステムは、必要とされる特定のWIP単位体の転送、ライン切換え、バッファリングおよび排除のための各命令を計算して各MSユニットに送信することで、この順序付けおよび経路選定を成立させる。
【００９８】
５．MSユニット
本発明に依れば、上記測定MSユニットは測定デバイスであり、且つ、上記測定／取扱いMSユニットは、組み合わせ式の取扱いおよび測定デバイスである。MSユニットは各プロセス・ツール間に載置されて、PV製造設備を通るWIP単位体の流れを測定し且つ／又は達成する。MSユニットは、各ツール間に単独でまたは並列に載置され得る。
【００９９】
プロダクトの構成要素
MSユニットは各プロセス・ツール間に載置されて、PV製造設備を通るWIP単位体の流れを測定し且つ／又は達成する。MSユニットは、各ツール間に単独でまたは並列に載置され得る。図８には、測定／取扱いMSユニットのハードウェア構成が示される。また、図９には、測定MSユニットのハードウェア構成が示される。図１０には、MSユニットの動作フローが示される。
【０１００】
MSユニットは、以下の主要要素の幾つかもしくは全てを備える：
【０１０１】
・以下のものを備える、転送マトリクス（Transfer Matrix）：
・全ての末端機器への到達を可能とする作業領域を備えた高速の取扱い機構（通常は、ベルヌーイ式もしくは吸引式の把持器を備えた“拾い上げおよび載置”操作器）。
・全ての機構のリアルタイムの制御およびセンサ動作の同期のための動作コントローラ。
・アプリケーション・コントローラ。
・ローカルのフィールドバス、および、システム全体にわたる通信ネットワーク・インタフェース。
・末端機器に対して相互接続され且つ配分されたマスタ動力。
・操作者のインタフェース・キット（キーボード、ディスプレイ、ステータスランプ、e-ストップ、ロックアウト・スィッチ）。
・各末端機器に対して特化されたベイ（センサ・ベイ、WIP単位体バッファリング・ベイ、入力および出力フィーダ・ベイ、再生利用器ベイ）。
全ては、標準化された機器フレーム内である。それは、WIP単位体を配置かつ載置するための視覚的案内式の動作制御も使用し得る。転送マトリクスの各ベイは、最初は、１個のセンサ、２個のWIP単位体バッファ、１個の入力フィーダ、１個の出力フィーダ、および、１個のWIP単位体再生利用器をサポートする。
【０１０２】
・１個以上の入力フィーダおよび１個以上の出力フィーダ。入力フィーダは、（PECVD機もしくはエッチング機の如き）プロセス・ツールから各WIP単位体を受け入れると共に、各WIP単位体を、順序付けされた様式で上記転送マトリクス内へと送り込む。逆に、出力フィーダは、上記転送マトリクスから各WIP単位体を受け入れると共に、それらを、再び順序付けされた様式で、プロセス・ツールに対して提供する。各フィーダは、フィーダ装備ベイを介して上記転送マトリクスと協働し、且つ、核心部上の動作コントローラおよびアプリケーション・コントローラから制御される。各フィーダに対しては、上記核心部により動力も分配される。各フィーダは半特注のデバイスである、と言うのも、それらは異なる複数の製造者からの種々のプロセス・ツールであって、設備に特有の構成とされたプロセス・ツールに対してインタフェースすべきだからである。本発明者等はいずれは、主要なサプライヤからのプロセス・ツールに対する標準的なフィーダの“ライブラリ”を開発することが期待されるが、特定の顧客の設置に対しては一定度合いのコンフィギュレーションが常に必要とされることが略々確実である。
【０１０３】
・一個以上のセンサ。先ず、各センサは、表面特定形状、または、（組織構造、金属化部分の整列／一致性、微小亀裂、エッジもしくは金属化部分の凹凸の如き）不備、または、3Dの不整（湾曲、反り、または、表面傷）をチェックすべく設計された機械視覚的なデバイスである。経時的には、電気ルミネッセンスもしくは光ルミネッセンス・センサ、I-Vテスタ、P-N接合および金属化部分の断面形状、被覆の断面形状および分光学的な挙動に対する各センサ、ドーピング、エッチングまたは金属化に起因する質量変化を測定するセンサ、および、（限定的なものとしてで無く）抵抗率、シート抵抗、拡散されたドーパントの濃度および逆バイアス・インピーダンスの如き他の種々の電気的特性を測定するセンサの如き、他のセンサが付加され得る。上記終端間の作製プロセスにおける異なる箇所においては異なる形式のセンサが使用されることから、取扱い／測定ユニットにおいて、各センサはセンサ装備ベイを介して上記転送マトリクスと協働し、且つ、核心部上の動作コントローラおよびアプリケーション・コントローラから制御される。各センサに対しては、上記核心部により動力も分配される。
【０１０４】
一個以上のWIP単位体バッファ。これらは、WIP単位体の仕分け、生産スループット制御、WIP単位体の再順序付けまたはWIP交換の目的でWIP単位体をバッファリングすべく使用されるランダムアクセス式のWIP単位体格納デバイスである。バッファは、該バッファが上記転送マトリクスに対してランダムにWIP単位体を呈示しもしくはそれを受け入れると共に、一意的な特定および追尾のために各WIP単位体のインデックスを維持することを可能とする機構を含んでいる。各WIP単位体バッファはバッファ装備ベイを介して上記転送マトリクスと協働すると共に、核心部上の動作コントローラおよびアプリケーション・コントローラから制御される。各WIP単位体バッファに対しては、上記核心部により動力も分配される。
【０１０５】
・１個のWIP単位体の再生利用器。これは、再生利用器ベイを介して上記核心部に取付けられた、（上記PESシステムが更なる加工から排除されるべきことを指示したWIP単位体に対する）廃材ホルダである。他の末端機器と同様に、これは上記核心部から制御かつ給電される。
【０１０６】
代替策
本発明のコンピュータ・プログラム要素は、ハードウェア、および／または、（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）ソフトウェアにおいて具現され得る。それは、本発明の上記システムによりまたはそれに関して使用されるべく、コンピュータ使用可能もしくはコンピュータ読取り可能な当該記憶媒体中に具現されたコンピュータ使用可能もしくはコンピュータ読取り可能なプログラム命令、“コード”または“コンピュータ・プログラム”を有するという記憶媒体により具現され得るというコンピュータ・プログラム・プロダクトの形態を取り得る。本願に関し、コンピュータ使用可能またはコンピュータ読取り可能な媒体とは、命令を実行するシステム、装置もしくはデバイスによりまたはそれらに関して使用されるべくプログラムを、含み、記憶し、通信し、伝搬し、または、搬送し得る任意の媒体とされ得る。上記コンピュータ使用可能もしくはコンピュータ読取り可能な媒体は、たとえば、限定的なものとしてで無く、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または、半導体によるシステム、装置、デバイス、または、インターネットの如き伝搬媒体とされ得る。上記コンピュータ使用可能もしくはコンピュータ読取り可能な媒体は、上記プログラムが印刷される紙材もしくは別の適切な媒体とさえもされ得ることを銘記されたい、と言うのも、上記プログラムは、たとえば、上記紙材もしくは別の媒体の光学的走査により電子的に捕捉されてから、適切な様式でコンパイル、インタープリット、または、別様に処理され得るからである。本明細書中に記述されたコンピュータ・プログラム・プロダクトおよび一切のソフトウェアおよびハードウェアは、例示的実施例における本発明の各機能を実施するための種々の手段を形成する。同様に、本明細書中に記述された本発明の好適実施例に係る機能および特徴を上記システムが実施することを許容すべく、メモリ内の、または、コンピュータおよび／またはサーバの他の一定のメモリ内のソフトウェアが使用され得るが、斯かる機能および特徴は、本発明の有効範囲から逸脱せずに、専用のハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、または、それらの組み合わせにより実施され得る。
【０１０７】
本発明は一定の単一もしくは複数の好適実施例に関して示され且つ記述されたが、当業者であれば、本明細書および添付図面を読破して理解すれば、均等な変更例および改変例が想起されることは明らかである。たとえば、上述の要素（構成要素、アセンブリ、デバイス、ソフトウェア、コンピュータ・プログラムなど）により実施される種々の機能に関し、斯かる要素を記述すべく使用された（“手段”に対する言及を含む）語句は、別様に示されなければ、本明細書中に示された本発明の単一もしくは複数の好適実施例における機能を実施すべく開示された構造に対して構造的には等しくないとしても、記述された要素の特定の機能を実施する（すなわち、機能的に均等である）任意の要素に対応することが意図される。これに加え、本発明の特定の特徴は唯一のもしくは数個の代表的実施例に関して上述され得たが、斯かる特徴は、与えられた任意のまたは特定の用途に対して望ましく且つ好適であり得るならば、他の実施例のひとつ以上の他の特徴と組み合わされても良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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