JPWO2008053839A1 - 差圧式マスフローコントローラにおける診断機構 - Google Patents

Abstract

流体が流れる流路上に設けた流量制御バルブ（２Ｖａ）を流量制御状態からクローズ状態にすることで、導入出口間に差圧を発生させる抵抗体（３）の導入口（３１）側及び導出口（３２）側にそれぞれ連絡して設けた入口側センサ（４）および出口側センサ（５）のうち、入口側センサ（４）の下降する圧力値から質量流量積分値を、積分演算により求め、さらに求めた質量流量積分値から診断用の体積値を求める診断用パラメータ算出部（２ｆ）と、診断用パラメータ算出部（２ｆ）で求めた診断用の体積値と、規定の体積値とを比較する比較部（２ｈ）とを具備して成るようにした抵抗体の目詰まりなどの不具合を好適に発見でき、精度良く異常の有無の診断を行えるといった、差圧式マスフローコントローラ（Ａ）の診断機構を提供する。

Description

本発明は、半導体製造プロセス等においてガスや液体などの流体の流量を制御する流量制御装置等に関するものである。

従来、圧力式流量コントローラに代表される流量制御装置において、その流路絞りノズルおよびノズル以降の流路を構成する配管系の異常を診断することができるようにしたノズル診断機構が知られている。

この種のノズル診断機構は、 流量調整弁を閉じ閉止弁を開いた状態の自己診断時間において、内部流路内のガス圧力値の時間依存変化を閉止弁および流量調整弁の開閉動作に連動して読み込むことで内部流路絞りノズルの診断を可能とする制御部を備えて成るように構成されている。

そして、ガス流路に何の異常もない場合、ノズル詰まりなどを自己診断するとき（ｔ＝０〜Δｔ）に測定したガス圧力値の時間依存変化の曲線は基準値とほぼ重なった曲線を描くように変化する。ところが、流路絞りノズルに詰まりが生じると、仮想線に示すように自己診断時間の始め（ｔ＝０の時点）から初期圧力の降下速度が遅くなる。すなわち、ガス圧力値の時間依存変化曲線が異常であるとき、これはノズルの詰まりによるものであることを知ることができる（特許文献１参照）。
特開２０００−２１４９１６号公報

しかしながら、曲線の傾きからノズルの目詰まりを判断するようにしているため、例えば、差圧式マスフローコントローラにおける異常を診断する場合に、曲線にピークディップノイズがあると、そのノイズの影響を受けて、判断結果に誤りが生じるといった問題点を有している。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、前記ノズルなどの抵抗体（差圧発生用抵抗体ともいう）の目詰まりや前のプロセスでの他の残留ガスの存在などの不具合を好適に発見でき、精度良く異常の有無の診断を短時間で行える流量制御装置等を提供することにある。

すなわち、本発明に係る流量制御装置又は流量制御装置における診断機構は、流体が流れる流路上に設けたバルブをクローズ状態にするための信号を出力するバルブ制御信号出力部と、前記流路上に設けた差圧発生用抵抗体において、その導入口側及び導出口側にそれぞれ設けられた圧力センサからの検出信号を受け付ける信号受付部と、前記バルブをクローズ状態の時に、前記検出信号から得られる導入口側又は導出口側の圧力が所定の第１圧力から所定の第２圧力になるまでの間の、当該圧力の時間積分値に基づく値を有した診断用パラメータを算出する診断用パラメータ算出部と、その診断用パラメータの値と予め定められた規定値とを比較する比較部と、を具備していることを特徴とする。

ここで、「バルブ」は、差圧式マスフローコントローラ（以下、差圧式ＭＦＣとも言う）等の流量制御装置を構成している流量制御バルブを含むのは無論のこと、これ以外のバルブ（例えば、差圧式ＭＦＣの流量制御用とは別体でその前後に設けられるもの）であっても良いし、流量制御バルブのみならず単なる開閉バルブでも構わない。

このようなものによれば、ノズル等の差圧発生用抵抗体の異常検出において、バルブを閉じてからの圧力が一定範囲（第１圧力から第２圧力）に変化する間の、その圧力の時間積分値を利用するようにしているので、例えば、圧力値に局所的なピークディップノイズがあったとしても、そのノイズの時間積分値は微少であることから、ノイズの異常検出判定に与える影響を従来のものと比べて極めて少なくすることができ、異常検出精度を大幅に向上させることができる。ここで、診断用パラメータとは、圧力の時間積分値に基づくものであって、例えば、圧力の時間積分値そのものの他に、これに基づいて算出可能な質量流量の積分値や体積流量の積分値、あるいはそれらを所定の算出式に代入して求められるものであればよい。また、本発明では、バルブと差圧発生用抵抗体との間の流路ボリュームに対する圧力変化を利用しており、流量検定用の基準計やタンクなど、異常診断専用の機構は基本的には不要であるため、ガスラインを複雑化することなく低コストでの実現が可能となる。さらに、前述した流路ボリュームが、バルブと差圧発生用抵抗体との間のデッドボリュームとも言うべき小さなものである場合は、診断時間を規定する、第１圧力から第２圧力に変化するまでの時間を非常に短くできる。このことから、例えば半導体プロセス装置に用いた場合などでは、そのプロセス中であっても、ガス入れ替え時などのわずかな時間を利用して、リアルタイムといって過言ではない診断が可能になる。

すなわち、簡便でありながら、抵抗体の目詰まりや残留した他のガスの存在などの不具合を好適に発見でき、精度良く異常の有無の診断を短時間で行えるといった、優れた流量制御装置又は流量制御装置における診断機構を提供することができる。

なお、抵抗体などに、異常が発生したことを確実に知るには、前記比較部の比較結果が、前記診断用パラメータと前記規定値とが異なることを示す場合に、異常である旨を出力する診断結果出力部を具備していることが望ましい。

前記診断機構としては、前記診断用パラメータ算出部が、前記流路上の流れをクローズする前記流量制御バルブを設けた前記導入口側の圧力が前記第１圧力から前記第２圧力まで下降する間の質量流量積分値を算出するもので、層流素子抵抗体の質量流量積算値と気体状態方程式による診断タイプ（Ｇａｓ Ｌａｗ ｃｈｅｃｋ ｏｆ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｆｌｏｗ Ｅｑｕａｔｉｏｎ（“Ｇ−ＬＩＦＥ”））のもので構成してもよい。

一方、前記診断用パラメータ算出部が、前記流路上の流れをクローズする前記流量制御バルブを設けた前記導出口側の圧力が第１圧力から第２圧力まで上昇する間の質量流量積分値を算出するもので、いわゆるＲＯＲ（Ｒａｔｅ ｏｆ ｒｉｓｅ）診断タイプのもので構成することも可能である。

前記抵抗体が層流素子であり、且つこの層流素子が非直線性の特性を有するものであれば、低流量域では流量変化に対して圧力変化が大きく、高流領域では流量変化に対して圧力変化が小さいので、結果、トータルとしてフラットな流量精度が得られる（どの流量領域においてもエラーは読み値に対して一定比率となる。）。従って、広範な圧力（流量）領域のなかから診断に採用する圧力が設定可能となるため、診断精度を向上させることができる。

圧力センサの具体的態様としては、差圧発生用抵抗体の導入口側及び導出口側にそれぞれ設けられた絶対圧センサにより構成されるか、又は、差圧発生用抵抗体の導入口側又は導出口側のいずれかに設けられた絶対圧センサ及びそれらの間に設けられた差圧式センサにより構成されているものを挙げることができる。

本発明の望ましい態様としては、前記バルブ制御信号出力部は、前記圧力センサで検知する圧力が所定の値を示すことを条件に、前記クローズ状態にするための信号を出力するものが挙げられる。このときの前記条件は、前記バルブの差圧発生用抵抗体に対する位置で変わる。具体的には、前記バルブが、差圧発生用抵抗体よりも上流側に設けられたものである場合、導入口側の圧力センサで検知する圧力が、開始圧力である前記第１圧力よりも高い値を示すことが、前記条件となる。一方、下流側に設けられたものである場合、導出口側の圧力センサで検知する圧力が、開始圧力である前記第１圧力よりも低い値を示すことが、前記条件となる。

このような構成によれば、例えば、差圧式マスフローコントローラを自動制御する際のシーケンス中に、ユーザが自己診断を行いたい時点を書き込んで、所望の時点で自己診断を行うことができるようになる。具体的には、ユーザが自己診断を行いたい時点は、例えば、前記バルブが、差圧発生用抵抗体よりも上流側に設けられたものである場合において、導入口側の圧力センサで検知する圧力が、開始圧力である前記第１圧力よりも高い値となるようにバルブを動作させ、さらにバルブ制御信号出力部に、前記クローズ状態にするための信号を出力させるといった記述により、前記シーケンス中に指定することができる。このように、ユーザが自己診断を行いたい時点をシーケンス中に書き込むといった単純な作業により、ユーザが自己診断するポイントを指定することができるようになるため、特別なコマンドを追加する必要が無く、従来のシステムに容易に組み込める。

本発明を適用してその効果が顕著となる流量制御装置としては、差圧式マスフローコントローラを挙げることができる。その場合の具体的構成としては、流体が流れる流路上に設けた流量制御バルブと、前記流量制御バルブから流れてくる流体を導入する導入口及び導出する導出口を備えて成りこれら導入出口間に差圧を発生させる抵抗体と、前記導入口側の流路に連絡して設けられ前記流路を流れる流体の圧力を検知する入口側センサと、前記導出口側の流路に連絡して設けられ前記流路を流れる流体の圧力を検知する出口側センサと、前記流量制御バルブを流量制御状態からクローズ状態した際に、前記入口側センサの下降する圧力値から質量流量積分値を積分演算により求め、さらに、この求めた質量流量積分値を気体の状態方程式に代入して診断用の体積値を求める診断用パラメータ算出部と、前記診断用パラメータ算出部で求めた診断用の体積値と、規定の体積値とを比較する比較部とを具備して成るものが挙げられる。

また、流体が流れる流路上に設けた上流側流量制御バルブおよび下流側流量制御バルブと、前記上流側流量制御バルブから流れてくる流体を導入する導入口及び導出する導出口を備えて成りこれら導入出口間に差圧を発生させる抵抗体と、前記導入口側の流路に連絡設けられ前記流路を流れる流体の圧力を検知する入口側センサと、前記導出口側の流路に連絡設けられ前記流路を流れる流体の圧力を検知する出口側センサと、前記下流側流量制御バルブを流量制御状態からクローズ状態した際に、前記出口側センサの上昇する圧力値から質量流量積分値を積分演算により求め、さらに、この求めた質量流量積分値を気体の状態方程式に代入して診断用の体積値を求める診断用パラメータ算出部と、前記診断用パラメータ算出部で求めた診断用の体積値と、規定の体積値とを比較する比較部とを具備した差圧式マスフローコントローラでもよい。

以上に説明したような本発明によれば、ノズルなどの抵抗体（差圧発生用抵抗体ともいう）の目詰まりや前のプロセスでの他の残留ガスの存在などの不具合を好適に発見でき、精度良く異常の有無の診断を短時間で行うことができるようになる。

図１は本発明の一実施形態に係る差圧式マスフローコントローラの機器構成を示す模式図である。 図２は同実施形態における差圧式マスフローコントローラの機能構成図である。 図３は同実施形態における入口側センサの圧力降下量を説明するための図である。 図４は同実施形態における質量流量積分値を説明するための図である。 図５は同実施形態における差圧式マスフローコントローラの動作を示すフロー図である。 図６は本発明の他の一実施形態に係る差圧式マスフローコントローラの機器構成を示す模式図である。 図７は同実施形態における差圧式マスフローコントローラの機能構成図である。 図８は同実施形態における出口側センサの圧力上昇量を説明するための図である。 図９は同実施形態における質量流量積分値を説明するための図である。 図１０は同実施形態における差圧式マスフローコントローラの動作を示すフロー図である。 図１１は本発明の他の一実施形態に係る差圧式マスフローコントローラの機器構成を示す模式図である。 図１２は本発明の他の一実施形態に係る差圧式マスフローコントローラの機器構成を示す模式図である。 図１３は本発明の他の一実施形態に係る差圧式マスフローコントローラの機能構成図である。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。

＜第１実施形態：Ｇ−ＬＩＦＥ診断、体積値比較型＞

本実施形態の流量制御装置たる差圧式マスフローコントローラＡは、上述したＧ−ＬＩＦＥ診断型と称されるものであり、マスフローコントローラ本体Ａ１と、このマスフローコントローラ本体Ａ１と通信可能に接続されて成り該マスフローコントローラ本体Ａ１における診断を行う診断機構等としての機能を発揮する制御装置Ａ２とを具備してなるものであって、例えば、半導体などの成膜装置におけるチャンバへのガス供給システムに用いられる。以下、具体的に各部を説明する。

マスフローコントローラ本体Ａ１は、図１に模式図を示すように、ガスが流れるガス流路１と、このガス流路１の流路上に設けた流量制御バルブ２Ｖａと、差圧発生用の抵抗体３と、導入口３１側の流路１に連絡して設けられ該ガス流路１を流れるガスの圧力を検知する入口側センサ４と、導出口３２側の流路１に連絡して設けられ該ガス流路１を流れるガスの圧力を検知する出口側センサ５と、導入口３１側の流路１内を流れるガスの温度を検知する温度センサ６と、を具備してなるものである。

ガス流路１は、上流端を導入ポート、下流端を導出ポートとしてそれぞれ開口するもので、例えば、導入ポートには、外部配管を介して空圧弁、圧力レギュレータおよびガスボンベ（いずれも図示せず）が接続され、導出ポートには、外部配管を介して、半導体製造のためのチャンバ（図示せず）が接続されている。

流量制御バルブ２Ｖａは、詳細は図示しないが、例えば、その弁開度をピエゾ素子などよりなるアクチュエータによって変化させ得るように構成したものであって、制御装置Ａ２からの電気信号である開度制御信号を与えられることによって前記アクチュエータを駆動し、その開度制御信号の値に応じた弁開度に調整してガスの流量を制御するものである。

抵抗体３は、流量制御バルブ２Ｖａから流れてくるガスを導入する導入口３１及び導出する導出口３２を備えて成りこれら導入出口間に差圧を発生させるものであって、本実施形態では、下流側が減圧された半導体プロセスチャンバへ連絡しているような場合、減圧下で、ノンリニアリストラクタと称される非直線性の特性を有する層流素子を用いている。

入口側センサ４は、本実施形態では、絶対圧型の圧力センサを用いている。

出口側センサ５は、本実施形態では、入口側センサ４と同様、絶対圧型の圧力センサを用いている。

制御装置Ａ２は、図示しないＣＰＵや内部メモリ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を有したデジタル乃至アナログ電気回路、マスフローコントローラ本体Ａ１の各部と通信するための通信インタフェース、入力インタフェース、液晶ディスプレイ等の表示装置などで構成されたもので、専用のものであってもよいし、一部又は全部にパソコン等の汎用コンピュータを利用するようにしたものであってもよい。また、ＣＰＵを用いず、アナログ回路のみで次の各部としての機能を果たすように構成してもよいし、その一部の機能を成膜装置における制御装置（図示省略）で兼用するなど、物理的に一体である必要はなく、有線乃至無線によって互いに接続された複数の機器からなるものであってもよい。

そして前記内部メモリに所定のプログラムを格納し、そのプログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器を協働動作させることによって、この制御装置Ａ２が、図２に示すように、信号受付部２ａ、流量算出部２ｂ、偏差算出部２ｃ、制御値算出部２ｄ、バルブ制御信号出力部２ｅ、診断用パラメータ算出部２ｆ、規定値記憶部２ｇ、比較部２ｈ、診断結果出力部２ｉなどとしての機能を少なくとも発揮するように構成している。以下、各部を詳述する。

信号受付部２ａは、各圧力センサ４、５が検知した圧力値を示す電気信号をそれぞれ所定のタイミングで受け付けるものであって、通信インタフェースを利用して構成している。

流量算出部２ｂは、前記信号受付部２ａで受け付けた、各センサ４、５が検知した圧力値に基づいてガスの質量流量を算出するものである。

偏差算出部２ｃは、前記流量算出部２ｂで求めたガスの質量流量と、流量設定値との偏差を算出するものである。

制御値算出部２ｄは、前記偏差算出部２ｃで求めた偏差に少なくとも比例演算（その他に積分演算、微分演算などを含めてもよい）を施して、流量制御バルブ２Ｖａへのフィードバック制御値を算出するものである。

バルブ制御信号出力部２ｅは、前記制御値算出部２ｄで求めたフィードバック制御値に基づく値を有する開度制御信号を生成し、その開度制御信号を流量制御バルブ２Ｖａに対して出力するものであって、前記通信インタフェースなどを利用して構成している。そして、本実施形態では、診断のために、例えば入力インタフェースを適宜操作することによって、流量制御バルブ２Ｖａをクローズ状態にさせる診断用クローズ状態信号を出力できるようにしている。

診断用パラメータ算出部２ｆは、流量算出部２ｂからガスの質量流量を受信し、前記流量制御バルブ２Ｖａを流量制御状態からクローズ状態にしたときの抵抗体上流側の圧力が、第１圧力から第２圧力になるまでの期間にわたって積分することにより、質量流量積分値を求めるものである。また、診断用パラメータ算出部２ｆは、その質量流量積分値、前記期間の開始点における入力側センサの圧力値と終了点における圧力値との圧力値変化（下降）及び温度センサ６などから取得した温度値などのパラメータに基づいて、気体の状態方程式から診断用の体積値を求めるものである。

具体的には、診断用パラメータ算出部２ｆは、バルブ制御信号出力部２ｅが、診断用クローズ状態信号を出力したことをトリガとし、その後、例えば数ｍｓｅｃ後に訪れる第１圧力Ｐ１_{ＳＴＡＲＴ}になったタイミング（開始点ａ）から、さらに数ｓｅｃ〜数ｍｉｎ後に訪れる第２圧力Ｐ１_ＥＮＤになったタイミング（終了点ｂ）までの期間における、入口側センサ４の圧力値の降下量ΔＰ１を求めるようにしている。例えば図３の場合では、区間ａ−ｂにおける入口側センサ４の圧力降下量ΔＰ１を求める。

また、診断用パラメータ算出部２ｆは、流量算出部２ｂが式（１）により求めたＰ１_{ＳＴＡＲＴ}〜Ｐ１_ＥＮＤ間における質量流量Ｑを受信する。

Ｐ１は入口側センサ４の圧力値であり、Ｐ２は出口側センサ５の圧力値である。また、Ｘはガス種によって変化する係数である。

次に、診断用パラメータ算出部２ｆは、その期間の質量流量Ｑを下式（２）のように時間積分することで、質量流量積分値ｎを算出する。例えば図４の場合では、区間ａ−ｂにおける斜線部で示される部分の質量流量Ｑの総和が、質量流量積分値ｎとして積分演算により求められる。

また、質量流量積分値ｎは気体の状態方程式より診断用の体積Ｖを用いて下式（３）のようにも表すことができる。

さらに、診断用の体積値Ｖは式（２）、式（３）を用いて下式（４）のように表される。

診断用パラメータ算出部２ｆは、求めた質量流量積分値ｎなどを式（２）と式（４）より導かれる下式（５）に代入して診断用の体積値Ｖを算出する。

ここで、ｎはモル数（式（１）で求めた単位時間あたりの質量（質量流量Ｑ）を時間で積分したもの、すなわち、質量流量積分値である。）、Ｒは気体定数（制御対象となる気体から既知）、Ｔは温度（温度センサ６出力などから既知）、ΔＰ１は入口側センサ４の圧力降下量である。

規定値記憶部２ｇは、規定の体積値Ｖ_０を記憶するものであって、前記内部メモリの所定領域に形成している。

本実施形態では、規定の体積値Ｖ_０として、流量制御バルブ２Ｖａから抵抗体３の入口までの流路容積（デッドボリューム）を記憶するようにしている。

比較部２ｈは、前記診断用パラメータ算出部２ｆで求めた診断用の体積値Ｖと、規定の体積値Ｖ_０とを比較するものである。

診断結果出力部２ｉは、前記比較部２ｈの比較結果が、診断用の体積値Ｖと規定の体積値Ｖ_０とが異なることを示す場合に、異常である旨を画面出力するものであって、前記表示装置を利用して構成している。

以上のように構成される差圧式マスフローコントローラＡについてその診断方法について説明する。

まず、流量制御バルブ２Ｖａをクローズ状態にする前に、入口側センサ４で検知する圧力が開始圧力（Ｐ１_{ＳＴＡＲＴ}時）より低ければ、開始圧力よりも高くなるように圧力を引き上げる。

そして、図５に示すように、流量制御状態にある流量制御バルブ２Ｖａに対して、制御装置Ａ２のバルブ制御信号出力部２ｅから診断用クローズ状態信号を出力させ、診断を開始する（ステップＳ１０１）。

すると、この診断用クローズ状態信号を受けた流量制御バルブ２Ｖａはクローズ状態になる（ステップＳ１０２）。これにより、マスフローコントローラＡの下流側は、所定の圧力に吸引されており、流量制御バルブ２Ｖａと抵抗体３との間のデッドボリュームＶｘにおける圧力が下降し始める。

そして、流量算出部２ｂが、各圧力センサ４、５の検出値をパラメータとして前記式（１）から質量流量を算出する（ステップＳ１０３）。

次に、診断用パラメータ算出部２ｆは、前記質量流量Ｑを受け付け、前記Ｐ１_{ＳＴＡＲＴ}からＰ１_ＥＮＤまでの期間の質量流量Ｑを時間積分することで、質量流量積分値ｎを算出する（ステップＳ１０４）。なお、この一連の演算から、質量流量積分値ｎは、圧力の積分値に基づく値であると言える。

また、診断用パラメータ算出部２ｆは、前記Ｐ１_{ＳＴＡＲＴ}からＰ１_ＥＮＤまでの期間における、入口側センサ４の圧力値の降下量ΔＰ１を求める（ステップ１０５）。

さらに、診断用パラメータ算出部２ｆは、前述のようにして求めた質量流量積分値及び温度センサ６で検知した温度などを気体の状態方程式（式（２））に代入して診断用の体積値Ｖを算出する（ステップＳ１０６）。この診断用の体積値Ｖの算出に用いる温度Ｔは、Ｐ１_{ＳＴＡＲＴ}時における温度センサ６での検知値を用いてもよいし、Ｐ１_ＥＮＤ時における検知値を用いてもよい。当該実施態様において、Ｐ１_{ＳＴＡＲＴ}とＰ１_ＥＮＤとの間では、温度変化がほとんど無いからである。

そして、比較部２ｈが、前記診断用パラメータ算出部２ｆで求めた診断用の体積値Ｖと、規定の体積値Ｖ_０との比較を行い（ステップＳ１０７）、前記比較部２ｈの比較結果が、診断用の体積値Ｖと規定の体積値Ｖ_０とが異なる（例えば、抵抗体３の性能が低下の場合、質量流量Ｑも低下し、伴って積分値も小となる）のであれば（ステップＳ１０８）、診断結果出力部２ｉが、抵抗体３などに異常が生じている旨を画面出力する（ステップＳ１０９）一方、異ならなければ（ステップＳ１０８）、抵抗体３などに異常は無い旨（正常である旨）を画面出力する（ステップＳ１１０）。

したがって、本実施形態に係る差圧式マスフローコントローラＡによれば、流量制御バルブ２Ｖａを流量制御状態からクローズ状態にしたとき、各圧力センサ４、５の検出値に基づいて質量流量Ｑを算出するとともに、一定期間それを時間積分して質量流量積分値を求め、さらに、この質量流量積分値や前記ΔＰ１などを気体の状態方程式に代入して診断用の体積値を求めるようにしているため、例えば、圧力値に局所的なピークディップノイズがあったとしても、そのノイズの影響を、殆ど受けることがない。したがって、抵抗体３である層流素子の経時変化によって生じる目詰まりや残留ガスなどを好適に発見できるなど、精度良く、異常の有無の診断を短時間で行うことができる。また、流量検定用の基準計が不要となり、且つその検定時間も無論不要となり、ガスラインの簡略化を実現でき、しかも低コスト化が可能となる。また、一瞬でも流量制御バルブ２Ｖａが閉じれば、診断をできるため、診断の簡便性が向上する。

すなわち、簡便でありながら、抵抗体３の目詰まりなどの不具合を好適に発見でき、精度良く異常の有無の診断を短時間で行えるといった、優れた診断機構を有する差圧式マスフローコントローラＡを提供することができる。

また、抵抗体３として非直線性特性を有する層流素子を用いているので、低流量域では流量変化に対して圧力変化を大きく、高流領域では流量変化に対して圧力変化を小さくすることができ、結果、トータルとしてフラットな流量精度が得られる。

なお、例えば、小さい流路径や少ない流路数のリストリクタを使う小流量（ＦＳ１００ｃｃ以下）用の差圧式ＭＦＣなどにおいては、図３の圧力の立下りカーブを緩やかにすることができ、特に診断の再現性を向上させることができる。

また、比較部２ｈの比較結果が診断用の体積値Ｖと規定の体積値Ｖ_０とが異なることを示す場合に、抵抗体３などに異常がある旨を画面出力する診断結果出力部２ｉを設けているため、抵抗体３などに、異常が発生したことを確実に知ることができる。

＜第２実施形態：ＲＯＲ診断、体積値比較型＞

以下、本発明の他の一実施形態を、図６〜図１０を参照して説明する。

なお、第２実施形態のうち、第１実施形態と同一の名称で且つ同一の符号をふってあるものは、特に説明の無い限り第１実施形態のものと同じ構成で同様の作用効果を奏するものとし、且つ説明を適宜省略している。

本実施形態の差圧式マスフローコントローラＡは、一般にＲＯＲ（Ｒａｔｅ ｏｆ ｒｉｓｅ）診断型と称されるものであり、マスフローコントローラ本体Ａ１と、このマスフローコントローラ本体Ａ１と通信可能に接続されて成り該マスフローコントローラ本体Ａ１における診断を行う診断機構等としての機能を発揮する制御装置Ａ２とを具備してなるものであって、第１実施形態と同様に、例えば、半導体プロセスにおけるチャンバへのガス供給システムに用いられる。以下、具体的に各部を説明する。

マスフローコントローラ本体Ａ１は、図６に模式図を示すように、ガスが流れるガス流路１と、このガス流路１上に設けた上流側流量制御バルブ２Vｂおよび下流側流量制御バルブ２Ｖｃと、前記上流側流量制御バルブ２Vｂから流れてくる流体を導入する導入口３１及び導出する導出口３２を備えて成りこれら導入出口間に差圧を発生させる抵抗体３と、前記導入口３１側の流路１に連絡して設けられ前記流路１を流れる流体の圧力を検知する入口側センサ４と、前記導出口３２側の流路１に連絡して設けられ前記流路１を流れる流体の圧力を検知する出口側センサ５と、導出口３２側の流路１内を流れるガスの温度を検知する温度センサ６と、を具備してなるものである。

上流側流量制御バルブ２Vｂおよび下流側流量制御バルブ２Ｖｃは、第１実施形態の流量制御バルブ２Ｖａと同様のものを用いている。

制御装置Ａ２は、その機器構成は第１実施形態と同様である。

そして制御装置Ａ２の内部メモリに所定のプログラムを格納し、そのプログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器を協働動作させることによって、この制御装置Ａ２が、図７に示すように、信号受付部２ａ、流量算出部２ｂ、偏差算出部２ｃ、制御値算出部２Ｄ、バルブ制御信号出力部２Ｅ、診断用パラメータ算出部２Ｆ、規定値記憶部２ｇ、比較部２ｈ、診断結果出力部２ｉなどとしての機能を少なくとも発揮するように構成している。以下、制御値算出部２Ｄ、バルブ制御信号出力部２Ｅ、診断用パラメータ算出部２Ｆについて詳述する。

制御値算出部２Ｄは、偏差算出部２ｃで求めた偏差に少なくとも比例演算（好ましくはＰＩＤ演算）を施して、上流側流量制御バルブ２Vｂおよび／又は下流側流量制御バルブ２Ｖｃへのフィードバック制御値を算出するものである。

バルブ制御信号出力部２Ｅは、前記制御値算出部２Ｄで求めたフィードバック制御値に基づく値を有する開度制御信号を生成し、その開度制御信号を上流側流量制御バルブ２Vｂおよび／又は下流側流量制御バルブ２Ｖｃに対して出力するものであって、前記通信インタフェースなどを利用して構成している。そして、本実施形態では、診断のために、例えば入力インタフェースを適宜操作することによって、下流側流量制御バルブ２Ｖｃをクローズ状態にさせる診断用クローズ状態信号を出力できるようにしている。

診断用パラメータ算出部２Ｆ、流量算出部２ｂからガスの質量流量Ｑを受信し、前記流量制御バルブ２Ｖｃを流量制御状態からクローズ状態にしたときの抵抗体上流側の圧力が、第１圧力Ｐ２_{ＳＴＡＲＴ}から第２圧力Ｐ２_ＥＮＤになるまでの期間にわたって積分することにより、質量流量積分値を求めるものである。また、診断用パラメータ算出部２Ｆは、その質量流量積分値、前記期間の開始点における入力側センサの圧力値と終了点における圧力値との圧力値変化（上昇）及び温度センサ６などから取得した温度値などのパラメータに基づいて、気体の状態方程式から診断用の体積値を求めるものである。

具体的には、診断用パラメータ算出部２Ｆは、バルブ制御信号出力部２Ｅが、診断用クローズ状態信号を出力したことをトリガとし、その後、例えば数ｍｓｅｃ後に訪れる第１圧力になったタイミング（開始点、Ｐ２_{ＳＴＡＲＴ}）から、さらに数ｓｅｃ〜数ｍｉｎ後に訪れる第２圧力になったタイミング（終了点、Ｐ２_ＥＮＤ）までの期間における、出口側センサ５の圧力値の上昇量ΔＰ２を求めるようにしている。例えば図８の場合では、区間ａ−ｂにおける出口側センサ５の圧力上昇量ΔＰ２を求める。

また、診断用パラメータ算出部２Ｆは、流量算出部２ｂが下式（６）により求めたＰ２_{ＳＴＡＲＴ}〜Ｐ２_ＥＮＤ間における質量流量Ｑを受信する。

Ｐ１は入口側センサ４の圧力値であり、Ｐ２は出口側センサ５の圧力値である。また、Ｘはガス種によって変化する係数である。

次に、診断用パラメータ算出部２Ｆは、その期間の質量流量Ｑを時間積分することで、質量流量積分値を算出する。例えば図９の場合では、区間ａ−ｂにおける斜線部で示される部分の質量流量Ｑの総和が、質量流量積分値ｎとして積分演算により求められる。

さらに、診断用パラメータ算出部２Ｆは、求めた質量流量積分値ｎなどを第１実施形態と同様にして導かれる下式（７）に代入して診断用の体積値Ｖを算出する。

ここで、ｎはモル数（式（６）で求めた単位時間あたりの質量（質量流量Ｑ）を時間で積分したもの、すなわち、質量流量積分値ｎである。）、Ｒは気体定数（制御対象となる気体から既知）、Ｔは温度（温度センサ６出力などから既知）、ΔＰ２は出口側センサ５の圧力上昇量である。

以上のように構成される差圧式マスフローコントローラＡについてその診断方法について説明する。

まず、下流側流量制御バルブ２Ｖｃをクローズ状態にする前に、出口側センサ５で検知する圧力が開始圧力（Ｐ２_{ＳＴＡＲＴ}時）より高ければ、開始圧力よりも低くなるように圧力を引き下げる。

そして、図１０に示すように、流量制御状態にある下流側流量制御バルブ２Ｖｃに対して、制御装置Ａ２のバルブ制御信号出力部２Ｅから診断用クローズ状態信号を出力させる（ステップＳ２０１）。

すると、この診断用クローズ状態信号を受けた下流側流量制御バルブ２Ｖｃはクローズ状態になる（ステップＳ２０２）。これにより、抵抗体３と下流側流量制御バルブ２Ｖｃとの間のデッドボリュームＶｙにおける圧力が上昇し始める。

そして、流量算出部２ｂが、各圧力センサ４、５の検出値をパラメータとして前記式（６）から質量流量Ｑを算出する（ステップＳ２０３）。

次に、診断用パラメータ算出部２Ｆは、前記質量流量Ｑを受け付け、Ｐ２_{ＳＴＡＲＴ}からＰ２_ＥＮＤまでの期間の質量流量Ｑを時間積分することで、質量流量積分値ｎを算出する（ステップＳ２０４）。

また、診断用パラメータ算出部２Ｆは、Ｐ２_{ＳＴＡＲＴ}からＰ２_ＥＮＤまでの期間における、出口側センサ５の圧力値の上昇量ΔＰ２を求める（ステップＳ２０５）。

さらに、診断用パラメータ算出部２Ｆは、求めた質量流量積分値及び温度センサ６で検知した温度などを前記式（４）に代入して診断用の体積値Ｖを算出する（ステップＳ２０６）。この診断用の体積値Ｖの算出に用いる温度Ｔは、Ｐ２_{ＳＴＡＲＴ}時における温度センサ６での検知値を用いてもよいし、Ｐ２_ＥＮＤ時における検知値を用いてもよい。当該実施態様において、Ｐ２_{ＳＴＡＲＴ}とＰ２_ＥＮＤとの間では、温度変化がほとんど無いからである。

そして、比較部２ｈが、前記診断用パラメータ算出部２Ｆで求めた診断用の体積値Ｖと、規定の体積値Ｖ_０との比較を行い（ステップＳ２０７）、前記比較部２ｈの比較結果が、診断用の体積値Ｖと規定の体積値Ｖ_０とが異なるのであれば（ステップＳ２０８）、診断結果出力部２ｉが、抵抗体３などに異常が生じている旨を画面出力する（ステップＳ２０９）一方、異ならなければ（ステップＳ２０８）、抵抗体３などに異常は無い旨（正常である旨）を画面出力する（ステップＳ２１０）。

したがって、本実施形態に係る差圧式マスフローコントローラＡによれば、下流側流量制御バルブ２Ｖｃを流量制御状態からクローズ状態にしたとき、各圧力センサ４、５の検出値に基づいて質量流量Ｑを算出するとともに、一定期間それを時間積分しての出口側センサ５の上昇する圧力値から質量流量積分値を、積分演算により求め、さらに、この求めた質量流量積分値と前記ΔＰ２などを気体の状態方程式に代入して診断用の体積値を求めるようにしているため、例えば、圧力値に局所的なピークディップノイズがあったとしても、そのノイズの影響を、殆ど受けることがない。したがって、抵抗体３である層流素子の経時変化によって生じる目詰まりや残留ガスを好適に発見できるなど、精度良く、異常の有無の診断を短時間で行うことができる。また、流量検定用の基準計が不要となり、且つその検定時間も無論不要となり、ガスラインの簡略化を実現でき、しかも低コスト化が可能となる。また、一瞬でも下流側流量制御バルブ２Ｖｃが閉じれば、診断をできるため、診断の簡便性が向上する。特に、単に質量流量積算値自体を比較する場合に比べ、Ｇ−ＬＩＦＥ診断、ＲＯＲ診断のいずれであっても、体積値を比較する場合には、Ｐ１（Ｐ２）_{ＳＴＡＲＴ}、Ｐ１（Ｐ２）_ＥＮＤを、規定値取得条件にとらわれずに自由に設定しうるため、より高精度で簡便な診断を実現できる。その結果、半導体プロセスにおけるインライン診断などをより容易にできるようになる。

すなわち、簡便でありながら、抵抗体３の目詰まりや残留ガスなどの不具合を好適に発見でき、精度良く異常の有無の診断を短時間で行えるといった、優れた診断機構を有する差圧式マスフローコントローラＡを提供することができる。

また、抵抗体３として非直線性特性と有する層流素子を用いているので、低流量域では流量変化に対して圧力変化を大きく、高流領域では流量変化に対して圧力変化を小さくすることができ、結果、トータルとしてフラットな流量精度が得られる。

また、比較部２ｈの比較結果が診断用の体積値Ｖと規定の体積値Ｖ_０とが異なることを示す場合に、抵抗体３などに異常がある旨を画面出力する診断結果出力部２ｉを設けているため、抵抗体３などに、異常が発生したことを確実に知ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。

たとえば本発明は、残留ガス診断にも適用しうる。

その場合の基本構成は、少なくとも質量流量積分値をパラメータにした診断用パラメータを残留ガスのない状態の規定値と比較するという点で第１実施形態等と同様である。残留ガスがあれば両者は一致せず、パージが完全で前のプロセスでの別の種類のガスが残留していなければ両者は一致することになる。

そこで、たとえば、第１実施形態等で体積が異なる値を示す場合（S１０８でＹｅｓ）、比較部は、この診断前（直前）にガス種変更があったか否かのデータをさらに取得して、もしその変更があれば異常は残留ガスの存在によるものであることを診断結果出力部を介して出力する。なお、このとき診断結果出力部は、さらにパージを要求するような出力を行うものでもよい。

このようなものであれば、一台のＭＦＣで複数種類のガス（マルチガス）の流量制御を行う場合に好適に適用しうる。

すなわち、ＭＦＣで制御するガス種を変更する場合に行うＭＦＣ内等のパージの適否（残留ガスの存否）を別段の構成を要せずして簡便かつ短時間で判断し、診断しうることとなる。しかして、ひいてはマルチガスの流量制御を行う差圧式ＭＦＣにおいて、残留ガスによる悪影響を排除し、高精度な流量制御を実現しうる。

また、例えば、診断用パラメータとして、導入口側又は導出口側の圧力が所定の第１圧力から所定の第２圧力になるまでの間の当該圧力の時間積分値を用いてもよいし、これから算出可能なものであれば、前記質量流量積分値や体積流量積分値以外の値でも構わない。その場合、規定値は、その診断用パラメータの種別に対応したものにすればよい。さらに、質量流量積分値を用いる場合には、規定値を、予め実験を行うことにより求めたりシミュレーションで求めたりすればよい。

前記実施形態では、抵抗体３に、ノンリニアリストラクタと称される非直線性の特性を有する層流素子を用いているが、実施態様に応じて他の抵抗体３に適宜変更可能である。

また、積分演算する区間の開始タイミングや終了タイミングは、実施態様に応じて適宜変更可能である。例えば、開始点となる第１圧力値と、それとは異なり終了点となる第２圧力値とを規定し、流量制御バルブをクローズしたとき、第１圧力値から第２圧力値にいたるまで質量流量Ｑを積算し、その積算値をパラメータとして診断用パラメータの値を定めてもよい。そしてこのとき、ΔＰ１（ΔＰ２）は、都度算出するのではなく、予めメモリに記憶しておくこととしてもよい。

また、診断結果出力部２ｉが異常である旨を画面出力するように構成しているが、例えば印字出力させるなど、出力態様は本実施形態のものに限られない。

また、流量制御バルブは、差圧式マスフローコントローラの流量制御バルブとは別個のもので構成しても良い。例えば、第２実施形態において、差圧式マスフローコントローラＡが、上流側流量制御バルブ２Ｖｂと下流側流量制御バルブ２Ｖｃとを具備するようにしているが、下流側流量制御バルブを外部のものとすることができる。

さらに、特に、上述したＧ−ＬＩＦＥ診断型において、絶対圧センサである入口側センサ４および出口側センサ５に変えて、例えば、図１１に示すように、抵抗体の両端間の差圧を計測する１つの差圧センサ７を用いるといった実施態様も考えられる。このような構成とすることで、圧力センサのノイズの影響の低減とコストダウンが可能となり、圧力変動するような流体に対してもさらに好適に使用することが可能となる。

ここで、「特に、Ｇ−ＬＩＦＥ診断型において」としたのは、Ｇ−ＬＩＦＥ診断型であれば、２次側にはチャンバ（真空）が接続されているので、この２次側を基準（ゼロ）として差圧センサ７の読値から１次側の流量を求めることができるからである。

また、絶対圧センサである入口側センサ４および出口側センサ５のいずれか一方と（例えば、図１２に示すように上流側が絶対圧センサ）、差圧センサ７とを組み合わせるといった実施態様も考えられる。

また、流量制御バルブは、差圧式ＭＦＣ制御バルブとは別個のもので構成してもよい。また、差圧式ＭＦＣの上下流側で差圧式ＭＦＣが接続される流路において設けられるバルブを利用しても良い。

加えて、診断機構を作動させるトリガとしては、前述のようなバルブ強制クローズ状態信号の入力のほか、差圧式マスフローコントローラＡを自動制御する際のシーケンス中に、ユーザが自己診断を行いたい時点を書き込んで、所望の時点で自己診断を行うこともできる。

具体的には、図１３に示すように、診断機構において差圧式マスフローコントローラを自動制御するシーケンス中の診断を開始するためのトリガ条件を監視する監視部２ｚを設ける。監視するトリガ条件の対象は、バルブをクローズ状態にするためのクローズ命令の他、バルブをクローズ状態にする後述の「所定の条件」を対象とすることができる。

より具体的には、例えば、第１実施形態のように、流量制御バルブ２Ｖａを、抵抗体３よりも上流側に設けている場合には、前記所定の条件としての「入口側センサ４で検知する圧力が、開始圧力である前記第１圧力Ｐ１_{ＳＴＡＲＴ}時の値よりも高い値となるように流量制御バルブ２Ｖａを動作させ、さらにバルブ制御信号出力部２ｅに、前記クローズ状態にするための信号を出力させる。」という記述を、監視の対象とすることができる。そして、差圧式マスフローコントローラの動作中に、監視部２ｚがこの記述を見つけた場合、この所定の条件に記述されているタイミングで、自己診断を行うことができる。

また、例えば、第２実施形態のように、下流側流量制御バルブ２Ｖｃを、抵抗体３よりも下流側に設けている場合には、前記所定の条件としての「出口側センサ５で検知する圧力が、開始圧力である前記第１圧力Ｐ２_{ＳＴＡＲＴ}時の値よりも低い値となるように下流側流量制御バルブ２Ｖｃを動作させ、さらにバルブ制御信号出力部２Ｅに、前記クローズ状態にするための信号を出力させる。」という記述を、監視の対象とすることができる。そして、差圧式マスフローコントローラの動作中に、監視部２ｚがこの記述を見つけた場合、この所定の条件に記述されているタイミングで、自己診断を行うことができる。

したがって、ユーザが自己診断を行いたい時点を、監視部２ｚの監視対象である所定の条件として書き込めば、この所定の条件に記述されているタイミングで、自己診断を行うことができる。

このように、ユーザが自己診断を行いたい時点をシーケンス中に書き込むといった単純な作業により、ユーザが自己診断するポイントを自由に指定することができるようになる。また、特別なコマンドを追加する必要が無く、従来のシステムに容易に組み込める。

また、強制的にバルブをクローズさせて当該バルブを完全に制御していない状態にするため、バルブの開度をゼロで制御しているときのようにノイズの影響を受けてバルブが不意に開いてしまうといった不具合も生じなくなる。したがって、精度良い自己診断が可能になる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

Claims (14)

1. 流体が流れる流路（１）上に設けたバルブ（２Ｖａ）をクローズ状態にするための信号を出力するバルブ制御信号出力部（２ｅ、２Ｅ）と、
   前記流路（１）上に設けた差圧発生用抵抗体（３）において、その導入口（３１）側及び導出口（３２）側にそれぞれ設けられた圧力センサからの検出信号を受け付ける信号受付部（２ａ）と、
   前記バルブ（２Ｖａ）のクローズ状態において、前記検出信号から得られる導入口（３１）側又は導出口（３２）側の圧力が所定の第１圧力から所定の第２圧力になるまでの間の、当該圧力の時間積分値に基づく値を有した診断用パラメータを算出する診断用パラメータ算出部（２ｆ、２Ｆ）と、
   その診断用パラメータの値と予め定められた規定値とを比較する比較部（２ｈ）と、を具備していることを特徴とする流量制御装置（Ａ）における診断機構。
2. 前記診断用パラメータの値と前記規定値とが異なった場合に、異常である旨を出力する診断結果出力部（２ｉ）をさらに具備していることを特徴とする請求項１記載の流量制御装置（Ａ）における診断機構。
3. 前記検出信号から得られる導入口（３１）側及び導出口（３２）側の各圧力に基づいて、前記流体の質量流量を算出する流量算出部をさらに備え、
   前記診断用パラメータ算出部（２ｆ、２Ｆ）が、前記第１圧力から第２圧力になるまでの間の質量流量積分値から診断用パラメータを算出するものである請求項１又は２記載の流量制御装置（Ａ）における診断機構。
4. 前記診断用パラメータが、前記第１圧力及び第２圧力の圧力差と前記質量流量積分値とから算出される、流体の体積値を示すものであり、
   前記規定値が、前記バルブ（２Ｖａ）と前記差圧発生用抵抗体（３）との間の流路（１）の体積値である請求項３記載の流量制御装置（Ａ）における診断機構。
5. 前記バルブ（２Ｖａ）が、差圧発生用抵抗体（３）よりも上流側に設けられたものであり、
   前記診断用パラメータ算出部（２ｆ、２Ｆ）が、前記導入口（３１）側の圧力が前記第１圧力から前記第２圧力まで下降する間の質量流量積分値を算出するようにしている請求項３又は４記載の流量制御装置（Ａ）における診断機構。
6. 前記バルブ（２Ｖａ）が、差圧発生用抵抗体（３）よりも下流側に設けられたものであり、
   前記診断用パラメータ算出部（２ｆ、２Ｆ）が、前記導入口（３１）側の圧力が前記第１圧力から前記第２圧力まで上昇する間の質量流量積分値を算出するようにしている請求項３又は４記載の流量制御装置（Ａ）における診断機構。
7. 前記差圧発生用抵抗体（３）が、非直線性特性を有する層流素子であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の流量制御装置（Ａ）における診断機構。
8. 前記圧力センサが、差圧発生用抵抗体（３）の導入口（３１）側及び導出口（３２）側にそれぞれ設けられた絶対圧センサにより構成されるか、又は、差圧発生用抵抗体（３）の導入口（３１）側又は導出口（３２）側のいずれかに設けられた絶対圧センサ及びそれらの間に設けられた差圧式センサにより構成されている請求項１乃至７いずれか記載の流量制御装置（Ａ）における診断機構。
9. 前記バルブ制御信号出力部（２ｅ、２Ｅ）は、前記圧力センサで検知する圧力が所定の値を示すことを条件に、前記クローズ状態にするための信号を出力する請求項１乃至８いずれか記載の流量制御装置（Ａ）における診断機構。
10. 前記バルブ（２Ｖａ）が、差圧発生用抵抗体（３）よりも上流側に設けられたものである場合、前記条件は、導入口（３１）側の圧力センサで検知する圧力が、開始圧力である前記第１圧力よりも高い値を示すことである請求項９記載の流量制御装置（Ａ）における診断機構。
11. 前記バルブ（２Ｖａ）が、差圧発生用抵抗体（３）よりも下流側に設けられたものである場合、前記条件は、導出口（３２）側の圧力センサで検知する圧力が、開始圧力である前記第１圧力よりも低い値を示すことである請求項９記載の流量制御装置（Ａ）における診断機構。
12. 流体が流れる流路（１）上に設けたバルブ（２Ｖａ）をオープン状態からクローズ状態にし、
    前記流路（１）上に設けた差圧発生用抵抗体（３）の導入口（３１）側及び導出口（３２）側の圧力を検出する入口側センサ（４）及び出口側センサ（５）における検出値に基づき前記流体の質量流量値を求め、
    その質量流量値を受け付けて、前記流量制御バルブ（２Ｖａ）をクローズ状態にしたときに、前記導入口（３１）側または前記導出口（３２）側の圧力が第１圧力から第２圧力になるまでの間の質量流量積分値から診断用パラメータを算出し、
    その診断用パラメータの値と規定値とを比較することを特徴とする流量制御装置（Ａ）における診断方法。
13. 流体が流れる流路（１）上に設けた流量制御バルブ（２Ｖａ）と、
    前記流量制御バルブ（２Ｖａ）から流れてくる流体を導入する導入口（３１）及び導出する導出口（３２）を備えて成りこれら導入出口間に差圧を発生させる差圧発生用抵抗体（３）と、
    前記導入口（３１）側の流路（１）に連絡して設けられ前記流路（１）を流れる流体の圧力を検出する入口側センサ（４）と、
    前記導出口（３２）側の流路（１）に連絡して設けられ前記流路（１）を流れる流体の圧力を検出する出口側センサ（５）と、
    前記流量制御バルブ（２Ｖａ）を流量制御状態からクローズ状態した際に、前記入口側センサ（４）の下降する圧力値から質量流量積分値を積分演算により求め、さらに、この求めた質量流量積分値を気体の状態方程式に代入して診断用の体積値を求める診断用パラメータ算出部（２ｆ、２Ｆ）と、
    前記診断用パラメータ算出部（２ｆ、２Ｆ）で求めた診断用の体積値と、規定の体積値とを比較する比較部（２ｈ）とを具備して成ることを特徴とする差圧式マスフローコントローラ（Ａ）。
14. 流体が流れる流路（１）上に設けた上流側流量制御バルブ（２Ｖｂ）および下流側流量制御バルブ（２Ｖｃ）と、
    前記上流側流量制御バルブ（２Ｖｂ）から流れてくる流体を導入する導入口（３１）及び導出する導出口（３２）を備えて成りこれら導入出口間に差圧を発生させる差圧発生用抵抗体（３）と、
    前記導入口（３１）側の流路（１）に連絡して設けられ前記流路（１）を流れる流体の圧力を検出する入口側センサ（４）と、
    前記導出口（３２）側の流路（１）に連絡して設けられ前記流路（１）を流れる流体の圧力を検出する出口側センサ（５）と、
    前記下流側流量制御バルブ（２Ｖｃ）を流量制御状態からクローズ状態にした際に、前記出口側センサ（５）の上昇する圧力値から質量流量積分値を積分演算により求め、さらに、この求めた質量流量積分値を気体の状態方程式に代入して診断用の体積値を求める診断用パラメータ算出部（２ｆ、２Ｆ）と、
    前記診断用パラメータ算出部（２ｆ、２Ｆ）で求めた診断用の体積値と、規定の体積値とを比較する比較部（２ｈ）とを具備して成ることを特徴とする差圧式マスフローコントローラ（Ａ）。

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