(57)【要約】【課題】製膜の際の基体の温度推移を好ましい変化とすることが可能であり、品質の高い薄膜を形成することが可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】製膜室内で所定の製膜工程を実施することで基体に薄膜を製膜する薄膜製造装置において、製膜室に収容した基体の温度を予測する温度予測手段と、温度調整装置の出力を調整する温度調整手段とを設ける。さらに、製膜工程の実施中に、温度予測手段によって基体の温度を予測する基体温度予測動作と、基体温度予測動作で予測された基体の温度が予め定められた所定の温度範囲外となるか否かを判別する判別動作と、判別動作の結果、前記基体の温度が所定の温度範囲外となる場合に温度調整装置の出力値を調整する温度調整動作を実施する。【選択図】図１３
2017031482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に製膜室を有し、前記製膜室内で所定の製膜工程を実施することで基体に薄膜を製膜する薄膜製造装置において、
前記製膜室内には、収容した前記基体の温度を調整するための温度調整装置が設けられており、
前記製膜室に収容した前記基体の温度を予測する温度予測手段と、前記温度調整装置の出力を調整する温度調整手段とを備え、
前記温度予測手段は、過去に実施した前記製膜工程の結果に基づいて作成された推定モデルを用いて演算処理を実施することで、前記基体の温度を算出するものであり、
前記推定モデルは、前記製膜工程で使用する各種機器の出力量に関する１又は複数の入力値と、前記基体の温度との相関関係を定義するものであって、
前記製膜工程の実施中に、前記温度予測手段によって前記基体の温度を予測する基体温度予測動作と、前記基体温度予測動作で予測された前記基体の温度が予め定められた所定の温度範囲外となるか否かを判別する判別動作とを実施し、
前記判別動作の結果、前記基体の温度が所定の温度範囲外となる場合に前記温度調整装置の出力を調整する温度調整動作を実施することを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項２】
前記製膜工程が開始されてから、前記基体温度予測動作と、前記判別動作と、前記温度調整動作からなる一連の動作を所定時間の経過毎に実施することを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造装置。
【請求項３】
前記温度調整装置は、予め規定された出力規定値に応じた出力で稼動するものであり、
前記製膜工程は、前記温度調整装置を規定の出力で稼働させつつ実施する複数の工程を実施するものであり、少なくとも２以上の工程で前記温度調整装置の出力規定値がそれぞれ異なるものであって、
前記製膜工程を構成する複数の工程は、前記出力規定値に基づいて複数の工程群に分割されるものであり、それぞれの工程群に対応する前記推定モデルを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜製造装置。
【請求項４】
前記入力値は、前記製膜工程で使用する各種機器の過去の出力量に関する値であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の薄膜製造装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜製造装置を使用して薄膜を製造する薄膜製造方法であって、
前記製膜室に前記基体を導入する工程と、
前記製膜室で前記基体に対して製膜を実施する前記製膜工程を実施しつつ、所定時間の経過毎に前記基体温度予測動作及び前記判別動作を実施する工程と、
前記判別動作の結果、前記基体の温度が予め定められた所定の温度範囲外となる場合に前記温度調整装置の出力を調整する温度調整動作を実施する工程を実施することを特徴とする薄膜製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の薄膜製造方法により、前記基体に複数の半導体膜を積層することで薄膜太陽電池を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜製造装置及び薄膜製造方法に関するものである。また、本発明は、そのような薄膜製造方法で太陽電池を製造する太陽電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な物質の薄膜を形成する蒸着法として、化学蒸着と称される方法が知られている。また、そのような方法で薄膜を形成する装置として、熱ＣＶＤ装置やプラズマＣＶＤ装置といったＣＶＤ装置が知られている。
【０００３】
このようなＣＶＤ装置として、特許文献１に開示されたＣＶＤ装置がある。
特許文献１に開示されたＣＶＤ装置は、複数の製膜チャンバー（プロセスチャンバー）と、移動チャンバー（ロードロックチャンバー）を備えており、基体を保持した基体キャリアを移動チャンバーで運搬可能な構成となっている。
【０００４】
すなわち、このＣＶＤ装置で薄膜を製造する際、複数の基体キャリアを移動チャンバーに収納し、移動チャンバーをいずれかの製膜チャンバーと隣接する位置まで移動させ、移動チャンバーの内部から製膜チャンバーの内部へと複数の基体キャリアを受け渡している。そして、製膜チャンバーの内部で基体キャリアに保持された基体の表面上に薄膜を形成している。
【０００５】
また、製膜チャンバーの内部で製膜が完了すると、移動チャンバーをこの製膜チャンバーと隣接する位置まで移動させ、基体キャリアを製膜チャンバーの内部から移動チャンバーの内部へと受け渡している。そして、移動チャンバーで所定位置まで運搬された基体キャリアは、表面上に薄膜が形成された基体を取り外されることとなる。その後、この基体キャリアには、新たに未製膜の基体が取り付けられ、再び製膜チャンバーまでの未製膜の基体の搬送に使用される。
【０００６】
ここで、このＣＶＤ装置は、基体を保持させる基体キャリアを多数使用し、複数の基体キャリアを１つの製膜チャンバーの内部へ導入して製膜を開始し、この製膜チャンバーで薄膜を形成する工程と並行して、他の複数の基体キャリアを他の製膜チャンバーの内部へ導入して製膜を開始するといった運用が可能となっている。すなわち、複数の製膜チャンバーで順次製膜を実施し、時間差で製膜が完了するそれぞれの製膜チャンバーに対し、複数の基体キャリアを取り出した後に新たな複数の基体キャリアを導入する工程をその都度実施していくことで、大量生産が可能となっている。
【０００７】
このことから、基体の運搬に使用される基体キャリアは、製膜工程を実施する度、異なる製膜チャンバーの内部へと導入される場合がある。さらに、複数の基体キャリアを同時に１つの製膜チャンバーに導入するので、このときの基体キャリアの並び方によっては、同じ製膜チャンバーに導入される場合でも、製膜チャンバー内での配置が異なる位置となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−０８２９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記したＣＶＤ装置でガラス製の基体に半導体膜を形成し、薄膜太陽電池を製造する場合、製造した薄膜太陽電池に性能のばらつきが生じる可能性があった。
【００１０】
具体的に説明すると、ＣＶＤ装置を実際に運用する場合、製膜中に何らかの不具合が発生して製膜を一時中断する場合があった。すなわち、製膜を一時中断した後に不具合を解消させ、その後に製膜を再開する場合があった。また、移動チャンバーの故障等により、移動チャンバーにメンテナンスの必要が生じてしまった場合、製膜チャンバーから移動チャンバーへの基体キャリアの受け渡しができないため、製膜チャンバー内で基体キャリアを待機させることがあった。さらに、製膜チャンバーに基体キャリアを導入し、製膜を開始させるまで待機させる必要が生じる場合があった。
これらの場合、基体キャリアが製膜チャンバーに滞在する時間が通常とは異なるため、移動チャンバーから製膜チャンバーに基体キャリアを移動させてから製膜が完了するまでの基体の温度推移が好ましくない変化となる場合があった。
【００１１】
また、上記したＣＶＤ装置では、複数の基体キャリアと、複数の製膜チャンバーを使用して製膜を実施することとなるが、それぞれの基体キャリアの間には製造上の微差があり、また、それぞれの製膜チャンバーの間にも製造上の微差がある。このため、特定の基体キャリアを特定の製膜チャンバーの特定の位置に導入して製膜を実施した場合に限り、基体の温度推移が好ましくない変化となる場合があった。
【００１２】
このように、移動チャンバーから製膜チャンバーに基体キャリアを移動させてから製膜が完了するまでの基体の温度推移が好ましくない変化となる場合、言い換えると、基体の温度が好ましくない温度推移をたどりつつ製膜が実行された場合、生産物の初期性能が低下してしまうという問題が発生していた。
【００１３】
例えば、上記したＣＶＤ装置で薄膜太陽電池を生産するとき、初期性能の低い薄膜太陽電池が製造されてしまうと、この薄膜太陽電池を破棄処分する必要が生じる。したがって、初期性能の低い薄膜太陽電池が多量に製造されてしまうと、多くの薄膜太陽電池を破棄処分せねばならず、生産性の向上という観点から問題がある。
【００１４】
しかしながら、実際に生産物を大量生産していく際、製膜チャンバーの内部に基体の温度を取得するための温度計等のセンサを設け、その状態で製膜を実施していくことは構造上困難であった。このことから、製膜チャンバーの内部に温度計等のセンサを設けることなく基体の温度推移を好ましい温度変化とし、生産物の初期性能の低下を防止したいという要求があった。
【００１５】
そこで本発明は、製膜の際の基体の温度推移を好ましい変化とすることが可能であり、品質の高い薄膜を形成することが可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、内部に製膜室を有し、前記製膜室内で所定の製膜工程を実施することで基体に薄膜を製膜する薄膜製造装置において、前記製膜室内には、収容した前記基体の温度を調整するための温度調整装置が設けられており、前記製膜室に収容した前記基体の温度を予測する温度予測手段と、前記温度調整装置の出力を調整する温度調整手段とを備え、前記温度予測手段は、過去に実施した前記製膜工程の結果に基づいて作成された推定モデルを用いて演算処理を実施することで、前記基体の温度を算出するものであり、前記推定モデルは、前記製膜工程で使用する各種機器の出力量に関する１又は複数の入力値と、前記基体の温度との相関関係を定義するものであって、前記製膜工程の実施中に、前記温度予測手段によって前記基体の温度を予測する基体温度予測動作と、前記基体温度予測動作で予測された前記基体の温度が予め定められた所定の温度範囲外となるか否かを判別する判別動作とを実施し、前記判別動作の結果、前記基体の温度が所定の温度範囲外となる場合に前記温度調整装置の出力を調整する温度調整動作を実施することを特徴とする薄膜製造装置である。
【００１７】
本発明の薄膜製造装置は、過去に実施した製膜工程の結果に基づいて作成された推定モデルを用いて演算処理を実施し、基体の温度を予測する温度予測手段を有している。すなわち、この温度予測手段が製膜中の基体の温度の予測値を算出することが可能となっている。このことにより、構造上内部に温度計等を設けることが難しく、密閉された空間となる製膜室に配した基体の温度を温度計等のセンサを使用することなく取得可能となる。
すなわち、本発明の薄膜製造装置は、製膜工程の実施中に、基体の温度推移を算出する基体温度予測動作と、算出した温度が所定の温度範囲となるか否かを判別する判別動作を実施する。このことにより、現在製膜を実施している基体の温度が、将来好ましい温度推移となるか否かを判別することができる。さらに、基体の温度が予め定められた所定の温度範囲外となる場合、すなわち、このままでは基体温度の好ましくない変化が発生することが予測される場合には、温度調整装置の出力を調整する温度調整動作を実施する。このことにより、基体の温度の好ましくない変化の発生を事前に防止することができる。言い換えると、製膜の際の基体の温度推移を好ましい変化とすることが可能となる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記製膜工程が開始されてから、前記基体温度予測動作と、前記判別動作と、前記温度調整動作からなる一連の動作を所定時間の経過毎に実施することを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造装置である。
【００１９】
かかる構成によると、製膜工程中に複数回繰り返して基体温度予測動作と、この基体温度予測動作に関連する一連の動作が実施される。このことにより、将来発生し得る基体温度の好ましくない変化をより高い精度で検知可能となっている。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記温度調整装置は、予め規定された出力規定値に応じた出力で稼動するものであり、前記製膜工程は、前記温度調整装置を規定の出力で稼働させつつ実施する複数の工程を実施するものであり、少なくとも２以上の工程で前記温度調整装置の出力規定値がそれぞれ異なるものであって、前記製膜工程を構成する複数の工程は、前記出力規定値に基づいて複数の工程群に分割されるものであり、それぞれの工程群に対応する前記推定モデルを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜製造装置である。
なお、本発明における「工程群」とは１つの工程のみによって構成されるものを含むものとする。
【００２１】
本発明では、製膜工程を構成する各工程を基体の温度に影響を与える特徴に基づいて分割し、それぞれに対応する推定モデルを作成している。このように分割した工程ごとに異なる推定モデルを使用することにより、他の工程で基体の温度推移に影響を与える処方の変更があった場合であっても、現在の実施中の工程で実施する基体温度予測動作に与える影響を最小限に止めることができる。このことにより、より高い精度で基体温度の好ましくない変化の発生を予測できる。
【００２２】
本発明では、前記入力値は、前記製膜工程で使用する各種機器の過去の出力量に関する値であることが好ましい（請求項４）。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜製造装置を使用して薄膜を製造する薄膜製造方法であって、前記製膜室に前記基体を導入する工程と、前記製膜室で前記基体に対して製膜を実施する前記製膜工程を実施しつつ、所定時間の経過毎に前記基体温度予測動作及び前記判別動作を実施する工程と、前記判別動作の結果、前記基体の温度が予め定められた所定の温度範囲外となる場合に前記温度調整装置の出力を調整する温度調整動作を実施する工程を実施することを特徴とする薄膜製造方法である。
【００２４】
本発明の薄膜製造方法においても、上記の場合と同様に、基体温度の好ましくない変化の発生を事前に検知することが可能となり、基体の温度の好ましくない変化の発生を事前に防止できる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の薄膜製造方法により、前記基体に複数の半導体膜を積層することで薄膜太陽電池を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００２６】
本発明は、薄膜太陽電池を製造する際に採用することが特に好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、基体温度の好ましくない変化の発生を事前に検知、且つ防止することができる。このことにより、製膜の際の基体の温度推移を好ましい変化とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態にかかる薄膜製造装置を示す斜視図である。
【図２】図１の基体仮置装置を示す斜視図であり、一部を拡大すると共にピニオンギアを一部のみを示す。
【図３】図１の製膜チャンバーの内部構造を示す斜視図である。
【図４】図１の製膜チャンバーの内部構造を示す一部破断平面図である。
【図５】図１の製膜チャンバーに内蔵される電極を示す説明図である。
【図６】図１の移動チャンバーを収納室出入口側からみた様子を示す斜視図である。
【図７】図１の移動チャンバーの本体部の内部構造を示す平面断面図であり、遮熱扉を省略し、基体移動装置のピニオンギアを点線で示すものであって、ヒータユニットと重なる位置にあるピニオンギアを透過させて示す。
【図８】図１の移動チャンバーの本体部の内部構造を示す説明図であり、拡大部分でヒータの詳細な構造を示す。
【図９】図１の基体仮置装置の基体の搬送で使用される基体キャリアを示す斜視図である。
【図１０】図９の基体キャリアを示す分解斜視図であり、一部を省略して示す。
【図１１】図１の薄膜製造装置が備える制御装置を示すブロック図である。
【図１２】移動チャンバーから製膜チャンバーへ基体キャリアが受け渡される様子を示す一部破断斜視図であり、製膜チャンバーのシャッターを省略して示す。
【図１３】図１の薄膜製造装置で実施する基体温度制御動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態に係る太陽電池の薄膜製造装置１について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３０】
本実施形態の薄膜製造装置１は、図１で示されるように、基体着脱搬送装置２と、基体仮置装置群３と、製膜チャンバー群４と、移動チャンバー５と、制御装置７０（図１では図示しない図１１等参照）によって構成される装置であり、ガラス製の基体５５（図１０等参照）に半導体膜を形成するものである。
【００３１】
基体着脱搬送装置２は、図示しないロボットアームを備え、外部から搬送される基体５５（図１０等参照）を基体キャリア５６（図９、図１０等参照）に装着し、基体５５を装着した基体キャリア５６を基体仮置装置群３に搬送する動作を実行可能となっている。
さらに、この基体着脱搬送装置２は、基体仮置装置群３から搬送された基体キャリア５６を受け取り、この基体キャリア５６から半導体膜が形成された基体５５を取り外し、取り外した基体５５を外部へ搬送する動作を実行可能となっている。
【００３２】
基体仮置装置群３は、第１基体仮置装置７ａ、第２基体仮置装置７ｂ、第３基体仮置装置７ｃから構成される３基の基体仮置装置７を備えた構造となっている。
【００３３】
それぞれの基体仮置装置７は、図２で示されるように、平板状のベース部材１４と、複数の基体移動装置１５を備えた構造となっている。基体移動装置１５は、基体キャリア５６を搬送するための装置であり、ベース部材１４の上面では、複数の基体移動装置１５が基体キャリア５６の搬送方向と直交する方向に並列配置された状態となっている。
【００３４】
基体移動装置１５は、ベース部材１４の上面から上方に突出し、基体キャリア５６の搬送方向に延びる突条部１６を備えた構造となっている。この２つの突条部１６は、互いに平行となるように延びており、２つの突条部１６の間にガイド溝１７が形成されている。そして、ガイド溝１７の中にピニオンギア１８が一定間隔をあけて複数設けられており、それぞれのピニオンギア１８は、図示しない動力によって回転可能な構造となっている。
【００３５】
ここで、図１で示されるように、基体着脱搬送装置２と近接する位置であり、基体着脱搬送装置２よりも移動チャンバー５よりの位置に第１基体仮置装置７ａが配されている。そして、第１基体仮置装置７ａと近接する位置であり、第１基体仮置装置７ａよりもさらに移動チャンバー５よりの位置に第２基体仮置装置７ｂと第３基体仮置装置７ｃが配されている。
【００３６】
すなわち、基体着脱搬送装置２から移動チャンバー５へ向かう基体キャリア５６の搬送方向に沿って１つの第１基体仮置装置７ａと、２つの基体仮置装置７（第２基体仮置装置７ｂ、第３基体仮置装置７ｃ）が順に配されており、さらに基体キャリア５６の搬送方向と直交する方向で２つの基体仮置装置７（第２基体仮置装置７ｂ、第３基体仮置装置７ｃ）が並列するように配置されている。
【００３７】
さらに、第１基体仮置装置７ａは移動機構を備えており、基体キャリア５６の搬送方向と直交する方向に移動可能となっている。第１基体仮置装置７ａが移動することにより、第２基体仮置装置７ｂと第３基体仮置装置７ｃのいずれか一方と連結し、一連の搬送路を形成した状態となる。
【００３８】
すなわち、第１基体仮置装置７ａと第２基体仮置装置７ｂが連結する場合は、第１基体仮置装置７ａが第２基体仮置装置７ｂの基体着脱搬送装置２側に隣接する位置に移動し、第１基体仮置装置７ａと第２基体仮置装置７ｂが基体キャリア５６の搬送方向で並列した状態となる。そして、第１基体仮置装置７ａの突条部１６及びガイド溝１７と、第２基体仮置装置７ｂの突条部１６及びガイド溝１７とが基体キャリア５６の搬送方向で並列した状態となることで、第１基体仮置装置７ａと第２基体仮置装置７ｂとが連結して一連の搬送路を形成した状態となる。
この状態では、第１基体仮置装置７ａは、基体キャリア５６を第２基体仮置装置７ｂへ搬送可能となる。
【００３９】
また、第１基体仮置装置７ａと第３基体仮置装置７ｃが連結する場合は、第１基体仮置装置７ａが第３基体仮置装置７ｃの基体着脱搬送装置２側に隣接する位置へと移動し、第１基体仮置装置７ａと第３基体仮置装置７ｃが基体キャリア５６の搬送方向で並列した状態となる。そして、第１基体仮置装置７ａの突条部１６及びガイド溝１７と、第３基体仮置装置７ｃの突条部１６及びガイド溝１７とが基体キャリア５６の搬送方向で並列した状態となることで、第１基体仮置装置７ａと第３基体仮置装置７ｃとが連結して一連の搬送路を形成した状態となる。
この状態では、第１基体仮置装置７ａは、第３基体仮置装置７ｃから搬送された基体キャリア５６を受け取り可能となる。
【００４０】
さらに、第１基体仮置装置７ａが基体着脱搬送装置２と隣接する位置であり、基体着脱搬送装置２よりも移動チャンバー５側となる位置まで移動することで、第１基体仮置装置７ａは、基体着脱搬送装置２から搬送された基体キャリア５６を受け取り可能となる。また、この位置では、第１基体仮置装置７ａから基体着脱搬送装置２へ基体キャリア５６の受け渡しも可能となる。
【００４１】
つまり、第１基体仮置装置７ａは、基体着脱搬送装置２から搬送された基体キャリア５６を受け取り可能となっており、基体着脱搬送装置２から受け取った基体キャリア５６を第２基体仮置装置７ｂへ搬送可能となっている。さらに、第３基体仮置装置７ｃから搬送された基体キャリア５６を受け取り可能であり、第３基体仮置装置７ｃから受け取った基体キャリア５６を基体着脱搬送装置２へ搬送可能となっている。
【００４２】
製膜チャンバー群４は、複数の製膜チャンバー２０によって構成されており、本実施形態では６基の製膜チャンバー２０を備えた構造となっている。
【００４３】
製膜チャンバー２０は、図３で示されるように、天面、底面、左右側面、裏面の６面が囲まれた箱状体であり、その正面に内外を連通する製膜室出入口２１が形成されている。
この製膜室出入口２１には、開閉可能なシャッター２２が設けられており、シャッター２２を閉じた状態とすることで、製膜チャンバー２０の内部空間を高い気密性を確保しつつ密閉することが可能となっている。
【００４４】
このシャッター２２には、スライド型ゲートバルブと称されるものや、スイング型ドアバルブと称されるものを好適に採用可能となっている。なお、本実施形態では、スイング型ドアバルブと称されるものを採用しており、複数の回動可能な小扉を有する構造となっている。各小扉は、それぞれ１つの基体キャリア５６を通過可能な導入口に対応しており、小扉が閉じた状態となることで、この導入口が閉じた状態となる。対して、小扉が開いた状態となることで、この導入口が内外を連通する状態となる。
つまり、製膜室出入口２１が複数の導入口に区画されており、それぞれの導入口に対応付けられた小扉が回動することで、開閉動作が実行される構造となっている。
【００４５】
製膜チャンバー２０の内部空間は、プラズマＣＶＤ法によって基体５５に製膜する製膜室２３となっており、図３、図４で示されるように、複数の板状の面ヒータ２４と、複数の電極２５が設けられている。なお、図３、図４では、面ヒータ２４は細い長方形として図示しており、電極２５は太い長方形として図示している。
そして、この製膜室２３には弁３３を介して真空ポンプ３４が接続されており、シャッター２２を閉じた状態で真空ポンプ３４を稼働させることで、製膜室２３を減圧することが可能となっている。
【００４６】
電極２５は、図５で示されるように、枠体２６の両面にシャワープレート２７が取り付けられたものである。枠体２６には、ガスパイプ３１が接続されており、原料ガス供給装置（図示しない）に接続されている。また枠体２６には、マッチング回路（ＭＢＸ）を介して高周波交流電源装置に接続されている。
【００４７】
さらに、この製膜室２３の内部には、図示しない温媒循環装置（温度調整装置）が設けられている。この温媒循環装置は、予め定められた温媒温度の設定値（出力規定値）に応じて温媒温度（出力）が可変するものとなっている。このため、後述する製膜工程において、半導体膜の形成中に温媒循環装置の温媒温度を可変させることにより、内部に収納された基体５５の温度を調整することが可能となっている。
【００４８】
そして、製膜室２３の内部にもまた、上述の基体移動装置１５が複数設けられている（図３では１つだけ図示し、他の基体移動装置１５は図示を省略する）。より詳細には、複数の基体移動装置１５が基体キャリア５６の搬送方向（製膜室２３への基体キャリア５６の導入方向）と直交する方向で並列配置された状態となっている。
なお、この製膜室２３の基体移動装置１５の数は、基体仮置装置７の基体移動装置１５の数と同一であり、それぞれの基体移動装置１５の配置間隔もまた、基体仮置装置７における基体移動装置１５の配置間隔と同一となっている。
【００４９】
移動チャンバー５は、図６で示されるように、天面、底面、左右側面、裏面の６面が囲まれた箱状体である本体部４０と、移動台車４１とを備えた構造となっている。
【００５０】
本体部４０の正面には、内外を連通する収納室出入口４２が形成されている。この収納室出入口４２の大きさは、製膜チャンバー２０の製膜室出入口２１の大きさと等しくなっている。この収納室出入口４２には、開閉可能な遮熱扉（図示しない）が設けられている。この遮熱扉（図示しない）は、気密性を有さない状態で製膜室出入口２１を閉塞可能な扉であり、２つの扉片が中央から左右方向それぞれの端部側へ向かって横方向にスライド移動することで、開いた状態から閉じた状態へと移行する扉となっている。
なお、この遮熱扉（図示しない）は、移動チャンバー５と製膜チャンバー２０が密着する状態（詳しくは後述する、図１２等参照）となる前に開いた状態へ移行するものであり、他機と基体キャリア５６の受け渡しを実施しない状態では、閉じた状態となるものである。
【００５１】
本体部４０の内部空間は、基体５５を収納する収納室４３となっており、上述の基体移動装置１５が設けられている（図７参照）。
より詳細には、複数の基体移動装置１５が基体キャリア５６の搬送方向（収納室４３への基体キャリア５６の導入方向）と直交する方向で並列配置された状態となっている。
なお、この収納室４３の基体移動装置１５の数は、基体仮置装置７及び製膜チャンバー２０の基体移動装置１５の数と同一であり、それぞれの基体移動装置１５の配置間隔もまた、基体仮置装置７及び製膜チャンバー２０における基体移動装置１５の配置間隔と同一となっている。
【００５２】
収納室４３の内部には、図７、図８で示されるように、１０基のヒータユニット３９が設けられている。なお、ヒータユニット３９は、作図の都合上、図８の拡大部分を除いて直方体として図示している。
より詳細に説明すると、このヒータユニット３９は、図８の拡大部分で示されるように、棒状のランプヒータを格子状に配列することで形成される部材となっている。そして、１つの基体移動装置１５と平面視で重なる位置に、２基のヒータユニット３９が配されており、この２基のヒータユニット３９が基体移動装置１５の長手方向で所定の間隔を空けて並列した状態となっている。言い換えると、基体移動装置１５から上方に離れた位置にヒータユニット３９が配されており、このことから、基体移動装置１５の上に基体キャリア５６（図９、図１０参照）を配置した際、ヒータユニット３９が基体キャリア５６の空隙６０に入り込んだ状態となるようになっている。つまり、基体移動装置１５の上に基体キャリア５６（図９、図１０参照）を配置した際、基体５５の露出面（詳しくは後述する）とヒータユニット３９の外側面とが離間対向するように、ヒータユニット３９が配置されている。
【００５３】
ここで、本実施形態では、収納室４３の内部に５基の基体移動装置１５が設けられており、基体キャリア５６の搬送方向（収納室４３への基体キャリア５６の導入方向）と直交する方向で並列配置されている。このことから、それぞれの基体移動装置１５の上方に位置するヒータユニット３９もまた、基体キャリア５６の搬送方向と直交する方向で並列配置された状態となっている。
【００５４】
すなわち、基体移動装置１５の長手方向で並列する２基のヒータユニット３９のうち、収納室出入口４２よりに位置するヒータユニット３９を手前側ヒータユニット３９ａとし、奥側に位置するヒータユニット３９を奥側ヒータユニット３９ｂとすると、５基の手前側ヒータユニット３９ａが基体キャリア５６の搬送方向と直交する方向（基体移動装置１５の並列方向）で所定間隔を空けて並列配置された状態となっている。また、奥側ヒータユニット３９ｂも同様に、手前側ヒータユニット３９ａから奥側に離れた位置で、基体キャリア５６の搬送方向と直交する方向に所定間隔を空けて並列配置された状態となっている。
つまり、収納室４３の内部では、複数（１０基）のヒータユニット３９が行列状に配された状態となっている。言い換えると、複数（２基）のヒータユニット３９が基体キャリア５６の搬送方向で所定間隔を空けて並列し、且つ、複数（５基）のヒータユニット３９がそれとは直交する方向で所定間隔を空けて並列した状態となっている。
【００５５】
なお、この収納室４３には、移動台車４１に搭載される真空ポンプ（図示しない）が接続されている。そして、この真空ポンプは減圧装置として機能するものとなっている。すなわち、収納室４３の収納室出入口４２をシャッター２２が閉じた状態の製膜チャンバー２０の製膜室出入口２１と密着させ（詳しくは後述する）、この状態で稼働することにより、収納室４３の内部を減圧することが可能となっている。
【００５６】
また、この収納室４３には、図示しない放射温度計が設けられており、内部で加熱する基体５５の温度を検知可能となっている。
【００５７】
移動台車４１は、下面に車輪が取り付けられたベース板部４５と、ベース板部４５の上面に取り付けられた直線ガイド４６と、直線ガイド４６の上側に移動可能な状態で取り付けられた移動板部４７と、ベース板部４５の張出部に取り付けられた電動機４８と、ピニオンギア４９を備えた構造となっている。
【００５８】
直線ガイド４６は、平行に二列設けられており、その延び方向は、ベース板部４５に取り付けられた車輪の軸方向と同一の方向となっている。
ここで、移動板部４７及び移動板部４７に一体に固定された収納室４３は、図示しないシリンダー等の動力により、直線ガイド４６に沿って移動可能となっている。すなわち、移動板部４７及び収納室４３は、移動台車４１の移動方向と直交する方向に移動可能となっている。
【００５９】
電動機４８は、その回転軸（図示せず）がベース板部４５の下面側に突出するように取付けられており、この回転軸にはピニオンギア４９が取り付けられている。すなわち、電動機４８とピニオンギア４９は、ベース板部４５を挟んで対向するように配置されており、電動機４８の動力がピニオンギア４９へと伝達される構造となっている。
【００６０】
この移動チャンバー５は、敷設されたレール５０の上を自走可能な装置となっている。
本実施形態の薄膜製造装置１は、図１で示されるように、第２基体仮置装置７ｂ及び第３基体仮置装置７ｃの並列方向であり、且つ、その隣で列を成す製膜チャンバー２０の並列方向に沿って延びる一対のレール５０を備えた構造となっている。
【００６１】
この一対のレール５０は、互いに平行な状態で延びており、その断面形状は、公知の列車用レールと同様の形状となっている。そして、床面に設けられたまくら木にタイプレート等を介して固定された状態となっている。
【００６２】
この一対のレール５０の間には、図６で示されるように、長尺のラック５１が歯面を側方に向けた状態で取り付けられている。また、レール５０の長手方向における片側端部であり、最も基体仮置装置７から離れた位置に配された製膜チャンバー２０の近傍（図１参照）にストッパ５２が設けられている。このストッパ５２には、公知のショックアブゾーバが内蔵されている。
【００６３】
そして、レール５０の上に移動台車４１の車輪を載置し、ピニオンギア４９とラック５１を係合させた状態で電動機４８を駆動させることにより、ピニオンギア４９が回転し、ラック５１から受ける反力によって移動台車４１が自走する。
なお、移動台車４１を自走させる構成は、ラックアンドピニオン形式に限定されるものではなく、車輪を直接モータ等によって回転させる形式にしてもよい。
【００６４】
次に、基体５５を運搬する基体キャリア５６について説明する。
【００６５】
基体キャリア５６は、図９で示されるように、キャリアベース５７と、キャリアベース５７側端から上方に突出する二枚の枠体５８を備えた構造となっており、下端側の側面に合計８個の車輪が設けられている
【００６６】
キャリアベース５７は、底面にラック５９が取り付けられている。
【００６７】
枠体５８は、直立した姿勢の板状の部材であり、所定の間隔を空けて対向するように形成されている。言い換えると、二枚の枠体５８の間に空隙６０が形成された状態となっている。この枠体５８には、正方形の開口６１が２個設けられており、この開口６１の周囲に多数のクリップ６２が設けられている。
【００６８】
なお、この基体キャリア５６に対して基体５５を取り付ける際には、図１０で示されるように、基体５５を背板６３と重ね合わせ、基体５５の露出面が空隙６０側を向いた状態で、基体５５と背板６３をクリップ６２によって固定する。
【００６９】
制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを主要部として構成されるものであり、図１１で示されるように、制御部７１、入力部７２、演算部７３、データ記憶部７４、出力部７５を備えた構造となっている。
【００７０】
制御部７１は、各種製膜機器（基体着脱搬送装置２、移動チャンバー５、基体仮置装置７、製膜チャンバー２０）への機器制御を司る部分であり、制御装置７０と各種製膜機器の間での各種信号の送受信、各種製膜機器から送信されたデータの記憶、記憶したデータの読み出し、各種プログラムの実行等を行う部分である。
すなわち、この制御部７１は、各種製膜機器から送信された信号や、過去に各種製膜機器から送信された信号（データ）に基づいて、各種製膜機器を制御するための信号を生成可能となっている。
【００７１】
さらに、制御部７１は、後述する製膜工程の実施中に製膜チャンバー２０に収納された基体５５の温度推移を予測する温度予測手段７６と、製膜室２３の内部に設けた温媒循環装置の温媒温度を可変可能な温度調整手段７７を備えている。
【００７２】
温度予測手段７６は、制御部７１がデータ記憶部７４に記憶された温度予測プログラムをメモリ上に展開し、温度予測プログラム（推定モデルであり、詳しくは後述する）に含まれる命令をＣＰＵに実行させることで、現在実施している製膜工程（詳しくは後述する）での基体５５の温度を予測する機能を実現する。
【００７３】
温度調整手段７７は、制御部７１がデータ記憶部７４に記憶された温度制御プログラムをメモリ上に展開し、温度制御プログラムに含まれる命令をＣＰＵに実行させることで、温媒循環装置の温媒温度（温媒温度の設定値）を可変する機能を実現する。
この温度調整手段７７は、温度予測手段７６で算出された基体５５の温度に関する予測データに基づいて、温媒循環装置の温媒温度を可変させるものである。
【００７４】
入力部７２は、各種製膜機器から送信される信号を受信するための部分であり、移動チャンバー５や、基体５５、基体キャリア５６等に設けられた各種センサによって検知される情報を受信可能となっている。
【００７５】
演算部７３は、ＣＰＵの演算処理の実行を司る部分であり、算術演算、論理演算等の各種演算を実行する部分である。
【００７６】
データ記憶部７４は、ＲＡＭ及びＲＯＭによって構成され、処理手順を記載したプログラム、すなわち、推定モデル（詳しくは後述する）等のプログラムや各種データが一時的又は半永久的に記憶される部分である。
なお、ＲＯＭには、演算部７３に各種制御を行わせるためのプログラム及びデータが記憶され、ＲＡＭには、各種設定値や、プログラムの実行に必要なデータが記憶される。
【００７７】
出力部７５は、制御部７１が生成した信号を各種製膜機器に対して制御信号を送信するための部分である。
【００７８】
次に、本実施形態の薄膜製造装置１の全体的なレイアウトについて説明する。
【００７９】
本実施形態の薄膜製造装置１では、図１で示されるように、製膜チャンバー群４を構成する６基の製膜チャンバー２０がいずれも製膜室出入口２１を同一方向に向けた状態で列状に配置されている。この製膜チャンバー２０の並列方向は、製膜チャンバー２０の製膜室出入口２１側に隣接する位置で延びるレール５０の延設方向と同方向となっている。
【００８０】
また、基体仮置装置群３は、製膜チャンバー群４と並列するように配されており、基体仮置装置群３と製膜チャンバー群４の並列方向もまた、レール５０の延設方向と同方向となっている。言い換えると、基体仮置装置群３を構成するそれぞれの基体仮置装置７は、基体移動装置１５のガイド溝１７（図２参照）の延長線が、レール５０と直交する様に配された状態となっている。
つまり、基体仮置装置群３と製膜チャンバー群４は、いずれも１つのレール５０の外側に隣接する位置で並列した状態となっている。
【００８１】
なお、基体仮置装置群３を構成する第２基体仮置装置７ｂ及び第３基体仮置装置７ｃと、製膜チャンバー群４を構成する５個の製膜チャンバー２０とは、いずれも床面にしっかりと固定されて動かない状態となっている。また、第１基体仮置装置７ａにおいても、移動機構が床面に強固に固定されており、第１基体仮置装置７ａの上側部分は、移動機構の上側でのみ移動可能となっている。
【００８２】
そして、上記したように、２つのレール５０の上に移動チャンバー５が載置されている。このとき、移動チャンバー５の収納室出入口４２（図６等参照）は、製膜チャンバー２０の製膜室出入口２１側を向いた状態となっている。
【００８３】
すなわち、移動チャンバー５の電動機４８（図６等参照）を稼働すると、移動チャンバー５の移動台車４１が自走して、移動チャンバー５が製膜チャンバー群４の並列方向に沿って移動する。
また、収納室４３を直線ガイド４６に沿って移動させることで、移動チャンバー５の収納室４３が製膜チャンバー群４に対して近接、離反することとなる。
【００８４】
次に、本実施形態の薄膜製造装置１を利用した薄膜の製造方法について説明する。なお、薄膜を製造する一連の工程は、制御装置７０によって制御されており、特に断りのない限り各工程が自動的に実施されることとなる。
【００８５】
まず、予め製膜チャンバー群４を構成する製膜チャンバー２０の製膜室２３の内部を減圧しておく。すなわち、製膜室出入口２１のシャッター２２を閉じ、真空ポンプ３４を起動すると共に弁３３を開いて製膜室２３内の空気を排気する。
【００８６】
そして、基体着脱搬送装置２の内部では、図示しないロボットアームが外部から搬送されてきた基体５５を基体キャリア５６に取り付ける。そして、この基体キャリア５６を第１基体仮置装置７ａへと搬送する。すなわち、基体キャリア５６の車輪を第１基体仮置装置７ａのガイド溝１７に嵌め込んだ状態とし、基体キャリア５６の底面に設けられたラック５９と第１基体仮置装置７ａに設けられた基体移動装置１５のピニオンギア１８とが係合した状態とする。
【００８７】
そして、第１基体仮置装置７ａが移動して第２基体仮置装置７ｂと連結し、第１基体仮置装置７ａと第２基体仮置装置７ｂの基体移動装置１５が稼動することにより、第１基体仮置装置７ａの上から第２基体仮置装置７ｂの上へ基体キャリア５６が搬送される。
【００８８】
続いて、移動チャンバー５が第２基体仮置装置７ｂと隣接する位置までレール５０に沿って移動する。すなわち、移動チャンバー５と第２基体仮置装置７ｂが、レール５０の長手方向に直交する方向で並列した状態となる。
そして、移動チャンバー５と第２基体仮置装置７ｂの基体移動装置１５が稼動することにより、第２基体仮置装置７ｂの上から移動チャンバー５側へと移動し、移動チャンバー５に形成された収納室４３の内部に基体キャリア５６の一部が入り込む。この状態でさらに移動チャンバー５の基体移動装置１５が稼動することにより、収納室４３の内部に基体キャリア５６が引き込まれた状態となる。
【００８９】
第２基体仮置装置７ｂの上の全ての基体キャリア５６が移動チャンバー５の収納室４３の内部に移動したことが確認されると、移動チャンバー５がレール５０の上を走行し、いずれかの製膜チャンバー２０と隣接する位置まで移動する。そして、移動チャンバー５の収納室４３を製膜チャンバー２０側へと移動させ、図１２で示されるように、移動チャンバー５と製膜チャンバー２０とを密着させた状態とする。
【００９０】
このとき、上述したように、製膜チャンバー２０の製膜室出入口２１には気密性を備えたシャッター２２が設けられていることから、製膜室出入口２１と収納室出入口４２とが正面視した際に重なるように移動チャンバー５と製膜チャンバー２０とを密着させることにより、収納室４３がシャッター２２によって閉塞された状態となる。すなわち、移動チャンバー５の内側には、収納室４３の内壁とシャッター２２によって囲まれた閉塞空間が形成される。
【００９１】
この状態で、移動チャンバー５の真空ポンプ（図示しない）稼動させ、形成された閉塞空間から空気を排気し、減圧して真空にする。そして、収納室４３の面ヒータ２４を稼働させ、基体５５を加熱昇温する。
【００９２】
そして、基体５５が所定の温度になったことが確認されると、製膜チャンバー２０のシャッター２２が開いた状態となる。すなわち、それぞれの小扉が開いた状態となる（図１２では図示を省略、図３等参照）。
なお、製膜チャンバー２０の製膜室２３は、上述したように予め高真空状態にしているが、収納室４３をシャッター２２で形成される閉塞空間もまた真空状態としているため、製膜チャンバー２０のシャッター２２を開いても製膜室２３の内部における真空度は維持される。
【００９３】
シャッター２２が完全に開いたことが確認されると、移動チャンバー５に設けられた基体移動装置１５と、製膜チャンバー２０に設けられた基体移動装置１５が稼動し、収納室４３に収納された基体キャリア５６が製膜室２３の内部へと移動する。
このとき、図１２で示されるように、基体キャリア５６のキャリアベース５７が各電極２５の下部に設けられた隙間に入り込み、基体キャリア５６の枠体５８が各電極２５の両脇に入り込んだ状態となる。ここで、製膜室２３の内部では、電極２５と面ヒータ２４とがいずれも所定間隔を空けて並列しており、互い違いになるように配されていることから（図４等参照）、各基体５５は、いずれも面ヒータ２４と電極２５の間に挿入された状態となる。
【００９４】
そして、全ての基体キャリア５６が製膜室２３の内部に進入し、それぞれが所定の位置に配置されたことが確認されると、シャッター２２を閉じた状態とする。そして、製膜室２３の内部において、基体キャリア５６に取り付けられた基体５５に対し、シリコン半導体を製膜する動作が実施される。
【００９５】
すなわち、それぞれの電極２５における枠体２６の内部に原料ガスを供給すると共に、それぞれの電極２５に高周波交流を印加し、電極２５と基体キャリア５６の間にグロー放電を発生させる。このことにより、原料ガスを分解し、縦置きされた基体５５の表面上に薄膜を形成させている。
【００９６】
本実施形態では、１つの製膜チャンバー２０の製膜室２３内で、太陽電池の各薄膜層を形成する製膜工程を実施する。すなわち、アモルファスシリコンを主成分とするトップ層と、結晶シリコンを主成分とするボトム層を基体５５の上に順次積層していくものであり、それぞれの層を積層する際にｐ層、ｉ層、ｎ層の各半導体層を順次積層していく。
より具体的には、製膜室２３内の調圧動作を実施する工程と、半導体層を製膜する製膜動作を実施する工程と、半導体層の製膜後に必要に応じて実施する洗浄動作を実施する工程等の各種工程を適宜実施することで、各半導体層を順次積層していく。
【００９７】
例えば、トップ層におけるｐ層、ｉ層を順次製膜する場合、調圧動作の実施後にｐ層を製膜する製膜動作を実施した後、洗浄動作、調圧動作を順次実施し、ｉ層を製膜する製膜動作を実施するといった具合である。
なお、各動作を実施する工程のそれぞれは、いずれも上記した温度調整装置を稼働させつつ実施されるものであり、その際の温媒温度の設定値は、予め規定された設定値となっている。そして、後述する温度調整動作が実施されない限り、規定された温媒温度で温媒循環装置が稼動する。
ここで、トップ層におけるｐ層を製膜する製膜動作を実施する工程と、ボトム層のｎ層を製膜する製膜動作を実施する工程では、温度調整装置を稼働させる温媒温度の設定値が異なるものとなっている。つまり、本実施形態では、製膜工程を構成する複数の工程のうち２以上の工程のそれぞれで温媒温度の設定値が異なっている。
【００９８】
このように製膜チャンバー２０の内部で製膜工程が実行されている間、移動チャンバー５の収納室４３の内部に大気又は窒素を導入し、基体キャリア５６が排出されて空状態となった収納室４３の内部の圧力を外気圧と均衡化させる。
【００９９】
そして、移動チャンバー５を第２基体仮置装置７ｂと隣接する位置まで移動させ、上述した手順と同様の手順で、他の製膜チャンバー２０に基体キャリア５６を搬入する。
この手順を繰り返し、すべての製膜チャンバー２０のそれぞれに基体キャリア５６を搬入していく。
【０１００】
ここで、所定の製膜チャンバー２０で製膜工程が終了すると、製膜チャンバー２０から基体キャリア５６を取り出し、第３基体仮置装置７ｃへ搬送する動作を実施する。
【０１０１】
すなわち、製膜工程が終了した製膜チャンバー２０、あるいは製膜工程が終盤に差しかかった製膜チャンバー２０がある場合、基体キャリア５６を内蔵しておらず空状態の移動チャンバー５をこの製膜チャンバー２０と隣接する位置まで移動させる。
【０１０２】
そして、移動チャンバー５の収納室４３を製膜チャンバー２０側へと移動させ、移動チャンバー５の内部空間の出入口と、製膜チャンバー２０の内部空間の出入口とを密着させた状態とする。続いて、移動チャンバー５に設けた真空ポンプ（図示しない）によって収納室４３と、製膜チャンバー２０のシャッター２２とによって囲まれた閉塞空間を減圧する。
【０１０３】
この状態で製膜チャンバー２０のシャッター２２を開き、製膜が終了した基体５５を保持した基体キャリア５６を移動チャンバー５の収納室４３の内部へと移動させる。すなわち、製膜チャンバー２０と移動チャンバー５にそれぞれ設けた基体移動装置１５を稼働させ、基体キャリア５６を移動させる。なお、この際の基体移動装置１５のピニオンギア１８は、移動チャンバー５から製膜チャンバー２０へ搬送するときとは逆方向に回転する。
【０１０４】
全ての基体キャリア５６が収納室４３に移動したことが確認されると、シャッター２２を閉じ、収納室４３には大気又は窒素が導入される。そして、収納室４３の内部と外気との圧力差が解消されると、収納室４３を製膜チャンバー２０から離れる方向へと移動させ、移動チャンバー５を製膜チャンバー２０から分離する。
【０１０５】
その後、移動チャンバー５を第３基体仮置装置７ｃと隣接する位置まで移動させ、移動チャンバー５と第３基体仮置装置７ｃの基体移動装置１５を稼働させ、移動チャンバー５から第３基体仮置装置７ｃへ基体キャリア５６を移動させる。
【０１０６】
そして、第１基体仮置装置７ａが移動して第３基体仮置装置７ｃと連結し、第１基体仮置装置７ａと第３基体仮置装置７ｃの基体移動装置１５を稼働することで、第３基体仮置装置７ｃの上から第１基体仮置装置７ａの上へ基体キャリア５６が搬送される。
この後、第１基体仮置装置７ａが基体着脱搬送装置２と隣接する位置まで移動し、第１基体仮置装置７ａの上から基体着脱搬送装置２へ基体キャリア５６が搬送される。
【０１０７】
ところで、本実施形態では、上述のように、移動チャンバー５で基体５５を加熱した後、１つの製膜チャンバー２０の製膜室２３内で、基体５５にｐ層、ｉ層、ｎ層の各半導体層を順次積層して行く製膜工程を実施している。
【０１０８】
このとき、各膜を積層するそれぞれの工程で基体５５の温度が好ましい温度となり、移動チャンバー５で昇温させてから製膜が完了するまでの基体５５の温度推移が好ましい温度推移となるように、各工程において温媒循環装置を必要に応じて規定出力（規定の設定値で）で動作させている。
【０１０９】
しかしながら、各工程において単に温媒循環装置を規定出力で動作させただけでは、基体５５の温度推移が好ましい温度推移とならない場合が考えられる。
具体的に説明すると、例えば、製膜中に何らかの不具合が発生して製膜工程を一時中断する場合、製膜チャンバー２０の内部に基体５５を待機させた状態で不具合を解消させ、その後に中断した製膜工程を再開することとなる。この場合、製膜工程が完了するまでの時間が通常よりも長くなってしまい、基体５５が製膜チャンバー２０の内部に導入されてから取り出されるまでの時間が長くなってしまうこととなる。このことから、温媒循環装置を通常時と同様に動作させたのでは、基体５５の温度が好ましい温度とならず、基体５５の温度推移が好ましい温度推移とならないおそれがある。
【０１１０】
また、移動チャンバー５の故障等により、移動チャンバー５にメンテナンスの必要が生じてしまった場合、製膜チャンバー２０から移動チャンバー５への基体キャリア５６の受け渡しができないため、製膜チャンバー２０内で基体キャリア５６を待機させることがある。この他に、移動チャンバー５で基体５５を昇温させ、移動チャンバー５から製膜チャンバー２０へ基体キャリア５６を受け渡した後、すぐに製膜を開始せず、基体キャリア５６を待機させる必要が生じる場合がある。
これらの場合もまた、基体５５が製膜チャンバー２０の内部に導入されてから取り出されるまでの時間が長くなってしまうので、基体５５の温度が好ましい温度とならず、基体５５の温度推移が好ましい温度推移とならないおそれがある。
【０１１１】
さらに、基体キャリア５６と製膜チャンバー２０の組み合わせ、又は、製膜チャンバー２０内での基体キャリア５６の位置によっては、基体５５の温度推移が好ましい温度推移とならない場合がある。
具体的に説明すると、本実施形態の薄膜製造装置１では、上記したように、複数の製膜チャンバー２０と、複数の基体キャリア５６を使用して製膜工程を実施している。ここで、それぞれの製膜チャンバー２０は、同一の構造ではあるものの、製造上の誤差が生じてしまうことから、それぞれが完全に同一となることはない。同様に、それぞれの基体キャリア５６もまた、同一の構造ではあるものの、製造上の誤差が生じることで、それぞれが完全に同一となることなない。
【０１１２】
そして、基体キャリア５６が導入される製膜チャンバー２０は、製膜工程毎に決定されるので、基体キャリア５６は、製膜工程を実施する度に異なる製膜チャンバー２０に導入されてしまうことがある。
また、基体キャリア５６を製膜チャンバー２０に導入する際、並列する複数の基体キャリア５６を製膜チャンバー２０に導入するが、基体キャリア５６が列のどの位置となるかもまた、製膜工程毎に決定されることとなる。すなわち、基体キャリア５６は、製膜チャンバー２０の内壁よりの位置に配される場合もあれば、製膜チャンバー２０の内壁から離れた位置に配される場合もある。
【０１１３】
以上のことから、基体キャリア５６を製膜チャンバー２０に導入するとき、他の製膜チャンバー２０に導入したときには、基体５５の温度推移が好ましい温度推移となるにも関わらず、特定の製膜チャンバー２０に導入したときのみ、好ましい温度推移とならない場合がある。さらには、特定の製膜チャンバー２０の特定の位置に配置したときのみ、好ましい温度推移とならない場合がある。
【０１１４】
上記したそれぞれの場合で、基体５５が好ましい温度推移とならない場合、製造される太陽電池の性能が低下してしまう可能性がある。
【０１１５】
そこで、本実施形態では、上記した製膜工程での製膜チャンバー２０での半導体膜の製膜時において、上記した温度推移の好ましくない変化を防止するための基体温度制御動作を実施している。本実施形態の特徴的な動作である基体温度制御動作につき、図１３を参照しつつ以下で詳細に説明する。
【０１１６】
まず、基体温度制御動作に先立って、基体キャリア５６を製膜チャンバー２０に導入して製膜を実施した際の温度推移のデータを取得するデータ取得動作と、推定モデル構築動作とを実施しておく。
【０１１７】
データ取得動作では、基体キャリア５６に取り付けた基体５５に熱電対（図示しない）を取り付けると共に、基体キャリア５６に充電式のデータロガー（図示しない）を取り付け、この熱電対とデータロガーを接続することにより、製膜工程での基体５５の温度推移に関するデータを取得可能な状態とする。
なお、基体キャリア５６をデータ取得可能な状態とするのは、データ取得動作の実施時であり、通常の製膜工程の実施時には、熱電対やデータロガーの取り付けは実施しない。
【０１１８】
この状態で、製膜工程で使用する基体キャリア５６と製膜チャンバー２０の組み合わせや、基体キャリア５６を製膜チャンバー２０に導入したときの配置位置等を適宜変更して様々なパターンで製膜工程を実施し、そのそれぞれにおいてデータの取得を実施する。そして、推定モデルを構築するために使用するコンピュータに、この取得したデータを記憶させる。
なお、この推定モデルを構築するために使用するコンピュータは、外部のＰＣであってもよい。
【０１１９】
推定モデル構築動作は、データ取得動作で取得したデータに基づいて、後述する基体温度予測動作で使用する推定モデルを構築し、構築した推定モデルを制御装置７０のデータ記憶部７４に記憶させる動作である。この推定モデルとは、製膜時に実施する各工程でのガス流量の流量設定値、面ヒータ２４の設定値、高周波交流電源装置の電力設定値といった各種入力変数から選ばれる１又は複数の入力変数を入力することで、各種動作（上記した調圧動作、製膜動作、洗浄動作）がされた際の基体５５の温度を出力するプログラムである。
【０１２０】
なお、この入力変数におけるガス流量の流量設定とは、上記した原料ガス供給装置におけるガス流量の出力設定値である。すなわち、製膜工程で使用する機器である、原料ガス供給装置（図示しない）、面ヒータ２４、高周波交流電源装置（図示しない）は、いずれも予め規定された設定値である、ガス流量の出力設定値、温度設定値、電力設定値に応じた出力で稼働する機器となっている。そして、その各種機器の出力量に関する値であるガス流量の流量設定値、面ヒータ２４の設定値、高周波交流電源装置の電力設定値等を推定モデルの入力変数としている。
【０１２１】
この推定モデルは、上記した各種入力変数と基体５５の温度の相関関係を定義するものであり、出力変数をｘ１とし、基体５５の温度をｙとしたとき、下記式（１）のような形で表される。
ｙ＝ｆ（ｘ１）・・・・（１）
【０１２２】
また、出力変数が複数（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ）となる場合、下記式（２）のような形で表される。
ｙ＝ｆ（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ）・・・・（２）
【０１２３】
ここで、製膜工程で各半導体層を順次積層していくときに実施される調圧動作、製膜動作、洗浄動作等の動作をそれぞれ実施する各工程では、上記したように、工程毎に温媒循環装置の温媒温度が予め規定されている。
【０１２４】
本実施形態では、予め規定された温媒温度に基づいて製膜工程を構成する各工程を複数工程からなる工程群に分割し、各工程群に対応する推定モデルをそれぞれ構築している。例えば、通常であれば温媒温度がＴａ（例えば１００度）で実施される複数の工程からなる工程群、通常であれば温媒温度がＴｂ（例えば１５０度）で実施される複数の工程からなる工程群といった具合に製膜工程に係る各工程を複数の工程群に分割する。そして、それぞれの工程群に対応する複数の推定モデルを構築している。
【０１２５】
そして、データ取得動作、推定モデル構築動作が実施された状態で、上記した薄膜を製造する一連の作業工程を実施する。この一連の作業工程で製膜チャンバー２０に基体キャリア５６が導入され、製膜工程が開始されると、同時に基体温度制御動作が実施される。
【０１２６】
基体温度制御動作では、所定時間が経過する毎に（ＳＴＥＰ１でＹｅｓ）、温度予測手段７６による基体温度予測動作が実施される（ＳＴＥＰ２）。
【０１２７】
この基体温度予測動作では、現在実行中の動作（調圧動作、製膜動作、洗浄動作）が属する工程群に対応する推定モデルに基づいて、製膜チャンバー２０内の基体５５の温度を予測する。すなわち、現在実行中の工程で稼働中の機器（原料ガス供給装置、面ヒータ２４、高周波交流電源装置等の機器）の現在の出力量に関する値を入力変数とし、この入力変数と推定モデルを用いて演算を実施することにより、基体５５の温度の予測値を算出する。このことにより、基体温度予測動作の実施時における基体５５の温度の予測値を取得する。
【０１２８】
そして、取得した基体５５の温度の予測値が規定された温度範囲を逸脱しないか否かを判別する判別動作を実施する（ＳＴＥＰ３）。
ここで、判別動作の基準となる温度範囲は、現在実行中の工程における好ましい温度範囲に収まる範囲となっている。つまり、現在実行中の工程における好ましい温度範囲が規定温度Ｌα以上であり規定温度Ｈα以下の範囲とすると、温度範囲の上限である規定温度Ｈβは規定温度Ｈαより低い温度であり、下限である規定温度Ｌβは規定温度Ｌαより高い温度となっている。
【０１２９】
すなわち、予測値が規定温度Ｈβより高い場合、現在の基体５５の温度は規定温度Ｈαより低いものの、高温で推移していることが判別される。言い換えると、対象となる工程における基体５５の温度の平均値より高めに乖離していることが判別される。この場合、現在の基体５５の温度は規定温度Ｈαより低いものの、将来的に規定温度Ｈαを上回ってしまう可能性がある。
【０１３０】
同様に、予測値が規定温度Ｌβより低い場合、現在の基体５５の温度は規定温度Ｌαより高いものの、低温で推移していることが判別される。言い換えると、対象となる工程における基体５５の温度の平均値より低めに乖離していることが判別される。この場合、現在の基体５５の温度は規定温度Ｌαより低いものの、将来的に規定温度Ｌαを下回ってしまう可能性がある。
【０１３１】
つまり、判別動作の結果、取得した基体５５の温度の予測値が基準となる温度範囲（規定温度Ｌβ以上であり規定温度Ｈβ以下）に収まらない場合、将来的に基体５５の温度が好ましい温度とはならなくなる可能性がある。
そこで、判別動作の結果、基体５５の温度が規定される所定の温度範囲を逸脱する場合（ＳＴＥＰ３でＹｅｓ）、温度調整手段７７による温度調整動作が実行される（ＳＴＥＰ４）。
すなわち、所定時間後に基体５５の温度が高温になりすぎることが予測される場合（予測値が規定温度Ｈβより高くなる場合）には、温媒循環装置の温媒温度を規定の温度よりも低い温度とし、所定時間後の基体５５の温度が所定温度を上回らないようにする。対して、所定時間後に基体５５の温度が低温になりすぎることが予測される場合（予測値が規定温度Ｌβより低くなる場合）には、温媒循環装置の温媒温度を規定の温度よりも高い温度とし、所定時間後の基体５５の温度が所定温度を下回らないようにする。
【０１３２】
そして、製膜工程が終了するまでの間（ＳＴＥＰ５でＮｏの間）、所定時間の経過毎に、ＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ４の動作を実施し、製膜工程が終了すると共に基体温度制御動作も終了する。
【０１３３】
このように、本実施形態の薄膜製造装置１では、製膜工程時の基体５５の温度変化を事前に予測し、将来望まない温度変化が起こることが予測される場合に、予め温媒循環装置の温媒温度を調整する動作を実施している。このことにより、製膜工程時における基体５５の温度推移が好ましくないものとなることを防止可能となり、製造される太陽電池の性能低下を防止できる。
【０１３４】
上記した実施形態では、製膜室２３に設けられた温媒循環装置を温度調整装置とし、この温媒循環装置の温媒温度の設定値を出力規定値とする例を示した。
しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、例えば、原料ガス供給装置から供給されるガスの温度を調整するガス温度調整装置を設け、このガス温度調整装置を温度調整装置としてもよい。すなわち、ガス温度調整装置を予め規定したガス温度設定値に応じた出力で稼働するものとし、ガス温度設定値を入力変数とする、又は入力変数に加えてもよい。
【０１３５】
同様に、弁３３の開度や真空ポンプを制御して製膜室２３の内部の圧力を調整する室内圧制御装置を設け、このガス室内圧制御装置を温度調整装置としてもよい。すなわち、室内圧制御装置を予め規定した室内圧設定値に応じた出力で稼働するものとし、室内圧設定値を入力変数とする、又は入力変数に加えてもよい。
【０１３６】
また、上記した実施形態では、トップ層とボトム層を順次積層する製膜工程について説明したが、製膜室２３で実施する製膜工程はこれに限るものではない。例えば、トップ層、ミドル層、ボトム層を順に形成する製膜工程であってもよい。
【０１３７】
上記した実施形態では、現在実行中の工程で稼働中の機器の現在の出力量に関する値を入力変数としたが、本発明はこれに限るものではなく、現在実行中の工程で稼働中の機器の過去の出力量に関する値を入力変数としてもよい。
すなわち、各工程で各種機器（原料ガス供給装置、面ヒータ２４、高周波交流電源装置等の機器）を稼働させるとき、各種機器の動作が基体５５の温度に影響を及ぼすまでに所定時間（例えば数秒）かかることが考えられる。そこで、推定モデルの入力値を稼働中の機器の現在の出力量に関する値ではなく、過去の出力量に関する値（例えば、数秒前に設定される設定値）とすることにより、より高い精度で基体５５の温度の予測値が取得可能となる。このことにより、将来の基体５５の温度推移の予測がより高精度で実施できる。
【０１３８】
このとき、現在実行中の工程で稼働中の機器の出力量に関する値の他、現在実行中の工程の事前に行う予備動作において稼働させた機器の出力量に関する値を入力変数としてもよい。例えば、ヒータユニット３９の温度設定値を推定モデルの入力変数としてもよい。
【０１３９】
上記した実施形態の基体温度予測動作では、現在の製膜チャンバー２０内の基体５５の温度を予測する例を示した。すなわち、現在実行中の工程で稼働中の機器の現在の出力量に関する値を入力変数とし、基体温度予測動作の実施時における基体５５の温度の予測値を取得した。しかしながら、本発明はこれに限るものではない。
例えば、現在実行中の工程で稼働中の機器の将来の出力量（現在の出力量でもよい）に関する値を入力変数とし、現在から所定時間（例えば数秒）後の基体５５の温度の予測値を取得してもよい。この場合、判別動作で基準とする所定範囲は、上記した範囲（規定温度Ｌβ以上であり規定温度Ｈβ以下）ではなく、現在実行中の工程における好ましい温度範囲（規定温度Ｌα以上であり規定温度Ｈβ以下）を直接採用してもよい。つまり、将来の基体５５の温度の予測値を取得し、取得した予測値がその工程における好ましい範囲か否かを判別してもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１  薄膜製造装置
２３  製膜室
５５  基体
７６  温度予測手段
７７  温度調整手段
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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