CN102445939A - 诊断机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种诊断机构，该诊断机构在使用热式流量传感器的情况下，可以诊断在主流道或传感器流道的哪一个中发生了堵塞，并且诊断与测量流过流道的流体的流量的流量传感器有关的异常，诊断机构包括：流量控制部，控制设置在所述流道上的流量控制阀的开度，使得所述流量传感器输出的测量流量值成为目标流量值；检定值输出部，将从比所述流量传感器位于上游的所述流道被关闭开始到所述测量流量值和所述目标流量值实质上大体相等的状态结束为止的至少一部分期间作为诊断期间，并输出检定值，该检定值是与诊断期间的所述测量流量值的时间积分有关的值；以及诊断部，比较所述检定值和预先规定的规定值，来诊断有无与所述流量传感器有关的异常。

Description

诊断机构

技术领域

本发明涉及一种诊断机构，该诊断机构用于诊断质量流量控制器及流量传感器等有无异常，所述质量流量控制器及流量传感器等用于在半导体工序等中对液体及气体等流体进行流量控制。 

背景技术

在压力式质量流量控制器中，例如在流体中含有的颗粒在喷嘴或孔(orifice)等差压发生部件中会造成堵塞，有时不能按照目标流量值进行流体控制。为了防止发生这种不良现象，公知的有一种诊断机构(专利文献1)，该诊断机构可以使质量流量控制器自身自行诊断在流体流动的流道及所述的差压发生部件中是否存在堵塞。 

例如，所述诊断机构通过使质量流量控制器内的流量控制阀或另外设置的开关阀完全关闭，在从一次侧没有向质量流量控制器内提供新的流体的状态下，如图10的图所示，测量伴随流体从质量流量控制器内流出的流体的压力下降量或压力下降所需的时间，并将它们与不存在堵塞的正常时测量出的规定值进行比较。更具体地说，切断来自一次侧的流体的供给，在未通过流量控制阀进行流量控制的状态下，如果正常则产生如实线所示的压力下降。另一方面，在流道内等存在堵塞的情况下，如虚线所示，与正常的情况相比压力下降变慢、或者是下降到某一压力值所需的时间发生变化。通过检测所述这些不同，所述诊断机构诊断在流道内等是否存在堵塞。 

专利文献1：国际公开公报WO2008-053839号 

但是，在如上所述的质量流量控制器和流量传感器的诊断方法中，为了准确地检测流道等的异常，需要由检定人员适当地设定例如关注压力下降量、压力的下降时间中的哪一个、或者使诊断期间的开始时点和结束时点为何时等各种参数。 

由于检定人员应该设定的参数过多，所以一开始考虑例如各种构成设备及流道结构的不同就会导致诊断方式(diagnosis algorithm)复杂化，其结果成为在实际进行诊断的现场不容易使用的机构。 

发明内容

鉴于所述的问题，本发明的目的在于提供一种诊断机构，该诊断机构可以使诊断方式简单化，并且可以高精度地诊断流量传感器的测量流量值的异常及其原因。 

即，本发明提供一种诊断机构，其特征在于，所述诊断机构诊断与流量传感器有关的异常，所述流量传感器测量流过流道的流体的流量，所述诊断机构包括：流量控制部，控制设置在所述流道上的流量控制阀的开度，使得所述流量传感器输出的测量流量值成为目标流量值；检定值输出部，将从比所述流量传感器位于上游的所述流道被关闭开始到所述测量流量值和所述目标流量值实质上基本相等的状态结束为止的至少一部分期间作为诊断期间，并输出检定值，该检定值是与所述诊断期间的所述测量流量值的时间积分有关的值；以及诊断部，通过比较所述检定值和预先规定的规定值，来诊断有无与所述流量传感器有关的异常。 

在此，“所述测量流量值和所述目标流量值实质上基本相等的状态”是指即使所述测量流量值和所述目标流量值之间具有差异，该差异也小到可以被忽视或不能被检测出来的程度。 

按照所述的诊断机构，由于把从比所述流量传感器位于上游的所述流道被关闭开始到所述测量流量值和所述目标流量值实质上基本相等的状态结束为止的至少一部分期间作为诊断期间，所以检定人员不需要重新设定参数，可以使诊断方式简单化。此外，由于仅把从所述流道被关闭开始起的测量流量值与目标流量值一致的期间设定为诊断期间，所以成为包含了测量流量值的误差和实际流过流道的流量值的误差双方的检定值，从而可以提高诊断精度。并且，例如也可以使诊断期间的开始从所述流道关闭的时点开始，在这种情况下，可以消除等待开始诊断的待机时间，从而可以更快地得到诊断结果。 

在使用热式流量传感器的情况下，为了进行流量测量，形成有从主 流道分支后再与该主流道汇合的传感器流道，使流体从主流道以规定的比例向传感器流道分流。因此，主流道或传感器流道中的任意一个都有可能发生堵塞，有时不仅想要诊断是否存在堵塞，还想要诊断在哪一个流道中存在堵塞。 

例如，在所述的本发明的诊断机构中，所述流道包括：主流道以及传感器流道，该传感器流道从所述主流道分支后再与所述主流道汇合，所述流量传感器是热式流量传感器，该热式流量传感器在所述传感器流道内具有流量测量机构，该流量测量机构测量所述流体的流量，按照该诊断机构，由于仅把通过所述流量控制阀能够进行流量控制的期间设定为诊断期间，所以不仅可以将流过主流道的实际流量值的误差反映到检定值中，也可以把因传感器流道堵塞造成的测量流量值的误差反映到检定值中，从而能够根据检定值判断在哪一个流道中发生了堵塞。 

更具体地说，当主流道堵塞时，即使测量流量值与目标流量值一致，由于实际通过流量控制阀的流量也比测量流量值小，所以诊断期间比正常时长。因此，由于在诊断期间对所述测量流量值进行时间积分后的值比正常时变大，所以检定值也成为更大的值。 

另一方面，当传感器流道堵塞时，由于测量流量值产生误差，所以将比流过主流道的实际流量小的值显示为测量流量值，即使目标流量值和测量流量值一致，实际通过流量控制阀的流量值也比测量流量值大，诊断期间比正常时短。因此，由于在诊断期间对所述测量流量值进行时间积分后的值比正常时小，所以检定值也成为更小的值。 

因此，由于当主流道堵塞时的检定值大于传感器流道堵塞时的检定值，所以通过预先将规定值确定为各检定值之间的值，从而可以诊断在哪一个流道中发生了堵塞。 

另一方面，即使所述流量传感器是差压式流量传感器，也可以利用本发明的诊断机构，通过简单的方式高精度地诊断有无异常。 

为了不容易受到诊断期间之前的流体状态、例如压力值及目标流量值的影响，并高精度地诊断堵塞，所述检定值可以是在所述诊断期间对所述测量流量值进行时间积分后得到的流量积分值。 

作为所述检定值的另一种方式，所述检定值也可以是所述诊断期间的长度。即使是这种方式，例如，只要使进行诊断时的目标流量值与相同的值一致，则实质上与评价流量积分值的方式相同，也可以得到同样的结果。 

作为用于判断所述诊断期间是否结束的具体实施方式，可以例举的是，所述检定值输出部根据所述测量流量值和所述目标流量值的偏差，来检测所述诊断期间的结束时点。 

作为检测所述诊断期间的结束时点的另一个具体实施方式，可以例举的是，所述检定值输出部根据所述流量控制阀的开度成为完全打开的开度或者所述流量控制阀的开度成为规定的诊断结束开度，来检测所述诊断期间的结束时点。 

作为用于确定所述诊断期间的一个具体的方式，所述诊断结束开度是比所述流量控制阀完全打开的开度小规定量的开度，所述检定值输出部根据所述流量控制阀的开度来检测所述诊断期间的结束时点。如果这样进行设定，则不需要为了进行诊断而待机到完全不能进行流量控制。此外，由于处于继续进行流量控制的状态，所以由于即使所述流量传感器的值不发生大的变化，也把所述流量控制阀的开度本身作为触发，所以可以可靠地检测诊断结束时点。 

为了通过由所述流量控制部控制所述流量控制阀，从而在流道内将流体的流量大体保持为目标流量，并且不使流量控制中断就可以诊断所述流量传感器有无异常，可以是如下结构：所述检定值输出部能够控制设置在所述流量传感器上游的开关阀的开关，所述检定值输出部在所述流量控制阀的开度成为所述诊断结束开度的时点使所述开关阀打开。通过这样做，由于所述诊断结束开度比完全打开的开度小，并且在诊断期间结束的时点，新的流体立即从上游流入，所以可以继续持续进行流量控制。即，即使不在设置更改等间歇状态中设定所述诊断期间，而在实际进行流量控制的使用状态中设定所述诊断期间，也可以继续持续进行正常的流量控制并进行诊断，即，能够实时地进行诊断。 

作为为了诊断哪一个流道堵塞的具体结构，可以是如下结构：当所 述检定值比所述规定值大时，所述诊断部诊断为是因所述主流道堵塞导致的异常，当所述检定值比所述规定值小时，所述诊断部诊断为是因所述传感器流道堵塞导致的异常。 

为了使因诊断期间的压力下降对流量测量造成的影响变小，从而高精度地评价堵塞，可以是如下结构：所述诊断机构还包括压力传感器，该压力传感器测量所述流体的压力，并输出得到的测量压力值，所述检定值输出部根据所述测量压力值对所述检定值进行修正(对测量流量值进行修正)。按照这种结构，例如可以使因诊断期间的压力值变化造成的影响变小，从而可以进一步高精度地诊断有无堵塞和在哪一个流道中发生了堵塞。 

为了省略使诊断期间的温度一致的费事的工作，并能够高精度地诊断堵塞，可以是如下结构：所述诊断机构还包括温度传感器，该温度传感器测量所述流体的温度，并输出得到的测量温度，所述检定值输出部根据所述测量温度对所述检定值进行修正。 

所述规定值作为用于进行更高精度的诊断的具体值，可以例举的是，所述规定值是在所述热式流量传感器的测量输出值正常时所述检定值输出部输出的检定值。 

由此，按照本发明的诊断机构，可以通过简单的方式高精度地诊断流量传感器和流道的异常。特别是在如热式流量传感器等那样具有主流道和传感器流道的情况下，由于将诊断期间设定在从使主流道关闭开始起的能够通过流量控制阀进行流量控制的期间，并且把与该诊断期间的测量流量值的时间积分有关的值作为检定值，所以可以使主流道堵塞的影响在检定值增大的方向上显现，并且使传感器流道堵塞的影响在检定值减小的方向上显现。因此，由于各流道内的堵塞分别相反地显现，所以可以诊断在哪一个流道中发生了堵塞。 

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的诊断机构的示意图。 

图2是与图1为相同实施方式的放大了热式流量传感器和传感器流 道的示意性放大图。 

图3是表示与图1为相同实施方式的控制机构结构的功能框图。 

图4是表示与图1为相同实施方式的诊断时的测量流量值的经时变化的示意性图，图4的(a)表示不存在堵塞时，图4的(b)表示传感器流道堵塞时，图4的(c)表示主流道堵塞时。 

图5是表示与图1为相同实施方式的诊断时的流程的流程图。 

图6是表示本发明另一个实施方式的诊断机构的动作的示意性图，图6的(a)表示质量流量控制器的动作计划的一个例子，图6的(b)表示正常时的各值的变化。 

图7是表示与图6为相同实施方式的异常时的检定值的变化的示意性图，图7的(a)表示传感器流道堵塞时的各值的变化，图7的(b)表示主流道堵塞时的变化。 

图8是表示本发明再一个实施方式的诊断机构的应用例的示意图，图8的(a)表示利用氮气进行清除时，图8的(b)表示诊断时。 

图9是表示本发明其他实施方式的诊断机构的应用例的示意图。 

图10是表示以往的通过压力下降量来诊断堵塞的方法的示意性图。 

附图标记说明 

200…诊断机构 

2…热式流量传感器(流量传感器) 

3…流量控制阀 

41…流量控制部 

42…检定值输出部 

43…诊断部 

7…主流道(流道) 

8…传感器流道(流道) 

9…差压式流量传感器 

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。 

如图1所示，本实施方式的诊断机构200利用质量流量控制器100的部件构成，该质量流量控制器100用于在半导体制造工序中控制各种成分气体的流量。该质量流量控制器100是使用热式流量传感器2的所谓热式质量流量控制器100。如图1所示，为了构成该诊断机构200，从 导入成分气体或氮气的上游一侧开始，沿主流道7依次设置有：第一开关阀5、热式质量流量控制器100和第二开关阀6。此外，各开关阀和质量流量控制器100通过被称为气体面板G的板状部件进行配管连接。气体面板G是板状部件，在其面板部上形成有连接口，通过以使各连接口之间相连的方式预先在板的内部形成空洞，从而形成主流道7的一部分。 

所述热式质量流量控制器100从上游开始，沿所述主流道7依次设置有压力传感器1、热式流量传感器2和流量控制阀3，并且通过将这些设备收容在箱体内从而封装成一个流体控制设备。此外，在所述箱体内设置有控制机构4，该控制机构4进行用于诊断质量流量控制器100内的异常的计算以及进行所述流量控制阀3的控制等各种控制。 

所述压力传感器1用于测量流过主流道7的流体的压力，并将测量压力值向所述控制机构4输出。 

如图2的放大图所示，所述传感器2包括：流量测量机构21，设置在传感器流道8上，用于测量流量，所述传感器流道8从所述主流道7分支然后再与该主流道7汇合；以及层流部件23，设置在所述传感器流道8的分支点和汇合点之间、且设置在所述主流道7内。即，通过由传感器流道8测量流过主流道7的流体的一部分，可以测量整体的流量。另外，在本实施方式中，虽然热式流量传感器2测量质量流量，但是也可以输出体积流量。 

通过相对于构成所述主流道7的配管直立设置大体U形的中空细管来形成所述传感器流道8。 

所述流量测量机构21包括；上游侧线圈211和下游侧线圈212，是通过在中空细管的外侧将两根热敏电阻缠绕成线圈状形成的；以及流量计算部213，根据来自所述上游侧线圈211和所述下游侧线圈212的输出，来计算流动的流量。 

具体地说，中空细管被热敏电阻加热，当没有流体流动时，温度分布相对于中空细管的中心对称。相对于此，当流体在中空细管内流动时，由于被上游侧线圈211加热后的流体流入下游侧线圈212，所以与上游侧线圈211相比下游侧线圈212的温度升高，在上游侧线圈211和下游侧 线圈212之间形成温度差，从而使所述温度分布成为非对称。所述流量计算部213利用此时的温度差和流体的质量流量之间存在一定关系，可以测量质量流量。 

作为所述层流部件23可以采用以如下方式形成的部件：将多根细管插入到外管的内部，或者是层叠多个形成有多个贯通孔的薄圆板，所述层流部件23使主流道7和传感器流道8的分流比成为规定的设计值。 

所述流量控制阀3的开度能够在0％(完全关闭)～100％(完全打开)的范围内变化，通过所述控制机构4对所述流量控制阀3进行反馈控制。 

所述控制机构4是所谓的计算装置，该计算装置具有：CPU、存储器、I/O通道和AD转换器等，如图3的功能框图所示，所述控制机构4至少作为流量控制部41、检定值输出部42和诊断部43发挥功能。 

所述流量控制部41控制所述流量控制阀3的开度，使得所述热式流量传感器2输出的测量流量值成为目标流量值。该流量控制部41持续控制所述流量控制阀3的开度，使得即使在后述的诊断期间也使所述测量流量值和所述目标流量值的偏差为零。 

所述检定值输出部42将从比所述热式流量传感器2和所述流量控制阀3更位于上游的所述主流道7被关闭开始到所述测量流量值和所述目标流量值实质上大体相等的状态结束为止的至少一部分期间作为诊断期间，并输出检定值，该检定值是与所述诊断期间的所述测量流量值的时间积分有关的值。在本实施方式中，将所述诊断结束开度设定为完全打开的开度，所述诊断期间设定成从使所述第一开关阀5成为完全关闭的状态开始、并且在所述测量流量值和所述目标流量值的偏差变成不为零的时点(变成不一致的时点)使诊断期间结束。此外，检定值使用图4的图中由斜线所表示的面积，并且使用作为所述诊断期间的测量流量的时间积分的流量积分值。在此，作为时间积分的计算方法可以按照积分的定义进行，也可以着眼于流量积分值是长方形的面积，用时间乘以测量流量值来得出流量积分值。 

所述诊断部43比较所述检定值和预先规定的规定值，来诊断有无与 所述热式流量传感器2有关的异常。如图4的(a)所示，所述规定值是在主流道7和传感器流道8中不存在堵塞的状态下，预先测量出的流量积分值。更具体地说，所述诊断部43的诊断方法如下：当所述检定值比所述预先规定的值大时，所述诊断部43诊断为是因所述主流道7堵塞而导致的异常，当所述流量积分值比所述预先规定的值小时，所述诊断部43诊断为是因所述传感器流道8堵塞而导致的异常。 

接着，参照图5的流程图，说明对所述主流道7和所述传感器流道8是否存在堵塞进行自诊断时的动作。另外，该诊断方法例如在需要使成分气体以规定流量持续流入半导体制造装置的生产节拍(tact)和生产节拍之间进行。即，该方法在流量控制可以因诊断而中断的期间内对流量传感器进行诊断。 

首先，为了使质量流量控制器100内不残留成分气体等，以规定的流量导入氮气来清除成分气体(步骤S1)。此时，以使质量流量控制器100的流量控制阀3从完全关闭状态成为某一规定开度的方式来设定目标流量值。将该清除成分气体时的目标流量值设定成比后述的诊断期间的目标流量值大，为了清除成分气体和进行诊断，将足够量的氮气导入到所述热式质量流量控制器100内。 

接着，所述检定值输出部42向所述第一开关阀5输入完全关闭指令，并且把该时点作为诊断期间的开始点来存储(步骤S2)。所述流量控制部41将目标流量值变更为诊断期间用的预先规定的固定流量值，并且控制所述流量控制阀3的开度，使得持续使测量流量值与目标流量值一致(步骤S3)。另外，将所述目标流量值设定成比清除成分气体时的目标流量值小，使得所述流量控制阀3的开度比在步骤S1中通过氮气清除成分气体时的开度小。在此，虽然可以颠倒步骤S2和步骤S3的顺序，但是由于在使所述第一开关阀5完全关闭后的时点，作为控制对象的流体仅存在于从所述第一开关阀5到所述流量控制阀3之间，所以流体的压力仅与按照经过的时间流出的部分对应地下降。因此，为了以使测量流量值与目标流量值为相同的方式来将测量流量值保持为固定值，所述流量控制部41将所述流量控制阀3的开度控制成逐渐变大。最终，由于流量控制阀3的开度成为完全打开的开度(100％)，所以在此之后不能进 行流体的流量控制，如图4的图所示，流量逐渐朝向零的方向减少。即，由于在流量控制阀3的开度成为完全打开的开度的时点，目标流量值和测量流量值之间产生偏差(偏差不再为零)(步骤S4)，所以所述检定值输出部42在产生该偏差的时点检测出诊断期间结束，并存储该期间的长度(经过时间)(步骤S5)。 

而且，所述检定值输出部42计算流量积分值，并把该值作为检定值向诊断部43输出，所述流量积分值是对所述诊断期间的测量流量值进行积分后的值(步骤S6)。 

所述诊断部43通过比较计算出的作为检定值的流量积分值与作为规定值的正常时的流量积分值，并根据它们的大小，来诊断主流道7或传感器流道8中的一个是否堵塞(步骤S7)。具体地说，当检定值比规定值小时，判断传感器流道8堵塞，当检定值比规定值大时，诊断为主流道7堵塞。另外，当检定值与正常时大体相同时，诊断为两个流道都没有发生堵塞。 

在此，说明为什么可以根据检定值的大小来诊断传感器流道8或主流道7中的一个发生了堵塞。 

当传感器流道8堵塞而主流道7未堵塞时，由于分流比不能成为规定的分流比，在传感器流道8内流动的流量变少，所以测量流量值表示比实际流动的流量小的值。于是，如果控制流量控制阀3使得测量流量值与目标流量值一致，则实际上持续流出比目标流量值多的流量。因此，由于诊断期间存在于所述第一开关阀5和所述流量控制阀3之间的流体的每单位时间的消耗量与测量流量值不存在误差的情况相比变大，所以诊断期间变短。因此，如图4的(b)所示，由于即使测量流量值与正常时相同，诊断期间也会变短，所以当传感器流道8堵塞时流量积分值比正常时小。 

相反，当主流道7堵塞而传感器流道8未堵塞时，由于仅主流道7的流体难以流动，所以测量流量值表示比实际流动的流量大的值。因此，由于即使持续使测量流量值与目标流量值一致，实际上从所述流量控制阀3流出的流量也比正常时少，所以诊断期间反而会变长。由此，如果 与之前同样考虑，则如图4的(c)所示，可以确认当主流道7堵塞时，流量积分值比正常时大。 

这样，按照本实施方式的用于热式质量流量控制器100自诊断的诊断机构200，不仅可以诊断有无堵塞，还可以诊断在主流道7或传感器流道8的哪一个中发生了堵塞。 

对另一个实施方式进行说明。 

本实施方式不需要中断流量控制，可以继续进行流量控制以实时的方式对所述流量传感器2进行诊断。更具体地说，虽然硬件结构与图1所示的结构大体相同，但是由于控制机构4的结构发生了变化，所以所述诊断结束开度的设定和所述检定值输出部42的结构与所述实施方式稍有不同。 

即，将所述诊断结束开度设定成比所述流量控制阀3完全打开的开度小规定量，例如将所述诊断结束开度设定为完全打开开度的80％的开度等。在此，作为诊断结束开度的设定，只要能够使诊断期间足够长，可以设定成任意开度。 

此外，所述检定值输出部42能够控制设置在质量流量控制器100上游的第一开关阀5的开关，在所述流量控制阀3的开度成为诊断结束开度的时点，使所述第一开关阀5打开。 

对这种结构的诊断机构200的诊断时的动作进行说明。 

如图6的(a)所示，在半导体制造工序等中使用质量流量控制器100的情况下，由于为了根据制造计划改变气体种类需要进行设置更改，所以每批产品的制造交替重复进行运转期间和暂停期间。在所述实施方式的诊断方法中，由于到目标流量值和测量流量值相背离为止需要待机，所以需要在暂停期间中进行诊断，以便不会对制造产品产生不好的影响。但是，如果在每个暂停期间中都对流量传感器2进行诊断，则会使暂停期间变长，从而也导致生产节拍时间变长。此外，由于在某一批产品的制造结束之后进行诊断，所以当在某一暂停期间发现流量传感器的异常时，在此前的运转期间中制造的一批产品有可能全部都是不良品，需要将整批产品废弃。 

另一方面，在本实施方式的诊断方法中，在运转期间中以实时的方式对流量传感器2进行诊断，并且能够同时进行流量控制。具体地说，如图6的(b)所示，在运转期间中，所述检定值输出部42首先使所述第一开关阀5关闭，并开始对所述流量传感器进行诊断。于是，由于没有新的流体从上游侧流入到质量流量控制器100内，所以压力值下降。由于流入的流量下降，所以所述流量控制部41通过使所述流量控制阀3的开度逐渐变大，来使测量流量值与目标流量值一致。而且，在所述流量控制阀3的开度成为预先规定的所述诊断结束开度的时点，所述检定值输出部42使诊断期间结束，把该诊断期间的测量流量值的积分值作为检定值来进行计算。此外，在诊断期间结束的时点，所述检定值输出部42使所述第一开关阀5打开，再次使新的流体流入到质量流量控制器100内。因此，由于通过流入新的流体使压力值再次上升，并且流入的流量增加，所以所述流量控制部41使所述流量控制阀3的开度向比所述诊断结束开度小的开度逐渐变化，以使测量流量值与目标流量值一致。而且，在所述流量控制阀3的开度成为规定的诊断开始开度的时点，所述检定值输出部42使所述第一开关阀5关闭，并且将该时点作为诊断期间的开始点存储。此后，通过重复上述动作，以使测量流量值与目标流量值大体一致的方式继续进行流量控制，并且所述检定值输出部42反复计算检定值。此外，每次从所述检定值输出部42输出新的检定值，所述诊断部43都将其与预先规定的规定值进行比较，来判断流量传感器2有无异常。因此，在运转期间中，如果在正常的情况下，则可以始终使流体以目标流量流动，并且可以反复对所述流量传感器2进行诊断。 

另外，与所述实施方式的理由相同，本实施方式也可以判断在哪一个流道中存在堵塞。具体地说，如图7的(a)所示，当传感器流道8中存在堵塞时，由于诊断期间变短，所以输出比规定值小的检定值。此外，如图7的(b)所示，当主流道7中存在堵塞时，由于诊断期间变长，所以输出比规定值大的检定值。因此，即使在运转期间中，所述诊断部43也可以诊断流量传感器2的异常，特别是还可以诊断在哪一个流道中存在异常。 

按照本实施方式的诊断机构200，可以在运转期间中始终监测流量 传感器2是否正常，可以在发生了异常的瞬间使半导体的制造停止。因此，相对于在暂停期间进行诊断时必须将此前的运转期间中制造出的一批产品全部废弃，按照本实施方式，可以将到发生异常为止制造出的一批产品的一部分直接在后面的工序中使用。 

对其他实施方式进行说明。 

虽然在所述实施方式中，用于进行诊断而完全关闭的第一开关阀5利用了设置在紧靠所述质量流量控制器100之前的开关阀，但是也可以通过使设置在其他配管上的开关阀等完全关闭，使新的流体不会流入到所述质量流量控制器100内，来开始诊断。 

例如，如图8所示，用于将气体导入到所述质量流量控制器100内的管道包括：氮气管道L1，用于导入氮气；成分气体管道L2，用于导入成分气体；以及合流后管道L3，是所述氮气管道L1和所述成分气体管道L2合流后的管道，并且与所述质量流量控制器100连接，在这种情况下，也可以通过使设置在氮气管道L1或成分气体管道L2上的开关阀51、52关闭，来开始诊断。对这种结构的诊断时的动作进行说明，在使用氮气进行诊断的情况下，首先，预先使成分气体管道L2上的开关阀52关闭，并且使氮气管道L1上的开关阀51打开，来清除所述质量流量控制器100内的成分气体。接着，使氮气管道L1上的开关阀51关闭，使氮气不会被导入，并且开始对所述质量流量控制器100进行诊断。另外，只要使质量流量控制器100的流量控制阀3的动作与所述实施方式相同即可。 

此外，虽然在所述实施方式中，诊断机构200对热式流量传感器和采用该热式流量传感器的质量流量控制器进行诊断，但是也可以对例如图9所示的差压式流量传感器9和采用该差压式流量传感器9的质量流量控制器100进行诊断。更具体地说，该质量流量控制器100从主流道7的上游依次设置有流量控制阀3和差压式流量传感器9，在所述质量流量控制器100的前方区域处设置有第一开关阀5，并且该质量流量控制器100具备控制机构4，该控制机构4进行与所述流量控制阀3、第一开关阀5的控制和诊断相关的各种计算等。对所述差压式流量传感器9进行详细叙述，在流体阻力部件93的前后分别设置有第一压力传感器91、第 二压力传感器92，利用各压力传感器91、92测量由所述流体阻力部件93产生的压差，基于该压差来测量流过主流道7的流量。在本实施方式中，通过与所述实施方式相同的诊断方式，来诊断在主流道7中有无堵塞等。在这种情况下，通过简单的方式就可以高精度地对流量传感器等进行诊断。此外，本发明的诊断机构不仅可以把设置在质量流量控制器中的流量传感器作为对象来进行诊断，例如也可以对设置在配管上的单个的流量传感器进行诊断。此外，与流量传感器有关的异常并不限定于所述实施方式中记载的异常，即，与流量传感器有关的异常不仅包含例如如所述实施方式所述的设置有流量传感器的流道的堵塞，也包含在构成流量传感器的设备和与其连接配管中产生的异常。 

虽然在所述实施方式的诊断机构中，直接使用所述测量流量值来计算检定值，并诊断有无堵塞，但是也可以在基于从所述压力传感器输出的压力测量值对所述测量流量值进行修正的基础上，再计算检定值。近年来，公知的有具有测量流体的压力的压力传感器的流体流量测量装置或流量测量装置，用于基于压力过渡性的变化或静态的变化来对流量测量误差或流量控制误差进行修正。如果是这种装置，则在诊断时也使用预先设置的压力传感器，不仅在通常的测量或流量控制时，在诊断时也从测量流量值中消除因压力下降导致的测量误差，可以仅抽出因堵塞产生的影响，从而可以更精确地进行诊断。 

此外，也可以基于流体的温度对所述测量流量值进行修正。例如，诊断机构可以还具备温度传感器，该温度传感器测量所述流体的温度并输出测量温度，也可以利用所述热式流量传感器中的热敏电阻的输出来进行温度测量。由此，即使诊断开始时的压力和温度等初始条件没有严格地与适合的条件一致，也可以换算成适合的条件来进行诊断，从而可以提高诊断精度。 

此外，检测所述诊断期间的结束时点的方法不仅可以根据在目标流量值和测量流量值之间是否产生了偏差来判断，也可以根据所述流量控制阀的开度来判断。例如，可以在检测所述流量控制阀的开度本身成为完全打开的开度的时点，检测出诊断期间结束，如果是电磁阀等，则根据向阀输入的电压成为100％，就可以判断诊断期间结束。 

由于所述检定值输出部只要把从比所述流量传感器更靠向上游的所述流道被关闭开始到所述测量流量值和所述目标流量值实质上大体相等的状态结束为止的期间的至少一部分期间作为诊断期间即可，所以例如也可以把从比所述流量传感器更靠向上游的所述流道被关闭开始起经过规定时间后的时点作为诊断期间的开始点。 

此外，所述检定值输出部也可以将到所述测量流量值和所述目标流量值实质上大体相等的状态继续、并且所述流量控制阀的开度成为规定的诊断结束开度为止的期间作为诊断期间，并输出检定值，该检定值是与所述诊断期间的所述测量流量值的时间积分有关的值。 

此外，可以利用开关阀来进行比所述流量传感器更靠上游的所述流道的关闭，也可以利用能够控制开度的流量控制阀等来进行比所述流量传感器更靠上游的所述流道的关闭。在这种情况下，当诊断期间结束后再次将流道打开时，可以使流量控制阀的开度成为完全打开的开度，也可以使流量控制阀仅打开规定的开度。 

在所述实施方式中，虽然采用流量积分值作为检定值，但是只要是与对测量流量值进行时间积分得到的值相关的值，也可以是其他值。例如，也可以把诊断期间的长度(经过时间)作为检定值。在这种情况下，由于与所述实施方式中说明的情况相同，也具有如下特性，即：当传感器流道堵塞时，检定值变小，当主流道堵塞时，检定值变大，所以可以诊断哪一个流道堵塞。并且，虽然在所述诊断期间目标流量值始终固定，但是也可以是经时变化的目标流量值。在这种情况下，在从诊断期间开始起到由流量控制阀不能进行流量控制为止的期间，可以通过根据测量流量计算流量积分值并将其作为检定值，来进行诊断。 

此外，虽然在所述实施方式中，规定值是正常时计算出的流量积分值，但是规定值也可以是其他值。例如，所述规定值也可以是在正常时的流量积分值上加上或乘上规定的值得到的值。总之，可以把规定值设定为主流道堵塞时的检定值和传感器流道堵塞时的检定值之间的大小的值。 

当开始诊断时，虽然在所述实施方式中使第一开关阀完全关闭，但 是也可以通过设置在所述流量测量传感器和所述流量控制阀上游的阀等进行完全关闭。 

另外，只要不违反本发明的宗旨，可以进行各种变形及对实施方式进行组合。 

工业实用性 

按照本发明的诊断机构，通过简单的方式就可以高精度地诊断流量传感器和流道的异常。 

Claims (13)

1.一种诊断机构，其特征在于，所述诊断机构诊断与流量传感器有关的异常，所述流量传感器测量流过流道的流体的流量，

所述诊断机构包括：

流量控制部，控制设置在所述流道上的流量控制阀的开度，使得所述流量传感器输出的测量流量值成为目标流量值；

检定值输出部，将从比所述流量传感器位于上游的所述流道被关闭开始到所述测量流量值和所述目标流量值实质上基本相等的状态结束为止的至少一部分期间作为诊断期间，并输出检定值，该检定值是与所述诊断期间的所述测量流量值的时间积分有关的值；以及

诊断部，通过比较所述检定值和预先规定的规定值，来诊断有无与所述流量传感器有关的异常。

2.根据权利要求1所述的诊断机构，其特征在于，

所述流道包括主流道以及传感器流道，该传感器流道从所述主流道分支后再与所述主流道汇合，

所述流量传感器是热式流量传感器，该热式流量传感器在所述传感器流道内具有流量测量机构，该流量测量机构测量所述流体的流量。

3.根据权利要求1所述的诊断机构，其特征在于，所述流量传感器是差压式流量传感器。

4.根据权利要求1所述的诊断机构，其特征在于，所述检定值是在所述诊断期间对所述测量流量值进行时间积分后得到的流量积分值。

5.根据权利要求1所述的诊断机构，其特征在于，所述检定值是所述诊断期间的长度。

6.根据权利要求1所述的诊断机构，其特征在于，所述检定值输出部根据所述测量流量值和所述目标流量值之间的偏差，来检测所述诊断期间的结束时点。

7.根据权利要求1所述的诊断机构，其特征在于，所述检定值输出部根据所述流量控制阀的开度成为完全打开的开度或者所述流量控制阀的开度成为规定的诊断结束开度，来检测所述诊断期间的结束时点。

8.根据权利要求7所述的诊断机构，其特征在于，所述诊断结束开度是比所述流量控制阀完全打开的开度小规定量的开度。

9.根据权利要求7所述的诊断机构，其特征在于，

所述检定值输出部能够控制设置在所述流量传感器上游的阀，

所述检定值输出部在所述流量控制阀的开度成为所述诊断结束开度的时点使所述设置在所述流量传感器上游的阀打开。

10.根据权利要求2所述的诊断机构，其特征在于，当所述检定值比所述规定值大时，所述诊断部诊断为是因所述主流道堵塞导致的异常，当所述检定值比所述规定值小时，所述诊断部诊断为是因所述传感器流道堵塞导致的异常。

11.根据权利要求1所述的诊断机构，其特征在于，

所述诊断机构还包括压力传感器，该压力传感器测量所述流体的压力，并输出得到的测量压力值，

所述检定值输出部根据所述测量压力值对所述检定值进行修正。

12.根据权利要求1所述的诊断机构，其特征在于，

所述诊断机构还包括温度传感器，该温度传感器测量所述流体的温度，并输出得到的测量温度，

所述检定值输出部根据所述测量温度对所述检定值进行修正。

13.根据权利要求1所述的诊断机构，其特征在于，所述规定值是在所述流量传感器的测量输出值正常时所述检定值输出部输出的检定值。

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