你知道什么是MFC吗？

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MFC，全称Mass Flow Controller，即气体质量流量控制器，是一种能够精确测量和控制气体质量流量的精密仪器。

MFC的出现，极大地提高了气体流量控制的精度和稳定性，为半导体制造等高精度要求的行业提供了有力的支持。

一、MFC的简介及其功能

MFC主要功能包括

• 精确控制：MFC能够实现高精度的气体流量控制，通常精度可达±1%甚至更高。这种高精度控制对于半导体制造中的化学反应、薄膜沉积等工艺至关重要，能够确保工艺参数的稳定性，从而提高产品的一致性和良率。快速响应：MFC具有快速的响应速度，能够在毫秒级时间内调整气体流量。这种快速响应能力特别适合半导体制造中需要频繁调整气体流量的工艺环节，例如刻蚀和离子注入。多气体兼容：MFC可以适用于多种气体，包括惰性气体（如氮气、氩气）、腐蚀性气体（如氯气、氟化氢）和易燃易爆气体（如氢气、甲烷）。这种多气体兼容性使得MFC能够满足半导体制造中不同工艺的需求。稳定性与可靠性：MFC在长时间运行中能够保持稳定的性能，确保气体流量的持续精确控制。这对于半导体制造中需要长时间连续运行的工艺（如CVD和PVD）尤为重要。

二、MFC的结构

MFC的关键组成部分

• 流量传感器：流量传感器是MFC的核心部件，用于实时测量气体流量。常见的流量传感器类型包括热式、压差式和科里奥利式。热式传感器通过测量气体流过热敏元件时的温度变化来计算流量，具有响应速度快、精度高的特点；压差式传感器则通过测量气体流经节流装置前后的压力差来计算流量，适用于大流量场景；科里奥利式传感器则通过测量气体流经振动管时的科里奥利力来计算流量，具有极高的精度和稳定性。控制阀：控制阀用于调节气体流量，通常采用电磁阀或压电阀。电磁阀具有结构简单、成本低的特点，而压电阀则具有更高的响应速度和更长的使用寿命。控制阀的精度和响应速度直接决定了MFC的整体性能。控制器：控制器是MFC的大脑，负责接收流量传感器的信号，并根据预设的流量值调节控制阀的开度。现代MFC通常采用数字控制器，能够实现更复杂的控制算法和更高的控制精度。外壳：外壳用于保护内部元件，通常采用不锈钢或铝合金材料，具有良好的耐腐蚀性和机械强度。外壳的设计还需要考虑散热和防尘，以确保MFC在恶劣环境下的长期稳定运行。

三、MFC在半导体中的应用

半导体中的应用

• 薄膜沉积：在化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）过程中，MFC用于精确控制反应气体的流量。例如，在CVD工艺中，反应气体的流量直接影响薄膜的厚度和均匀性，MFC的高精度控制能够确保薄膜质量的稳定性。

• 刻蚀工艺：在干法刻蚀和湿法刻蚀过程中，MFC用于控制刻蚀气体的流量。刻蚀气体的流量直接影响刻蚀速率和刻蚀精度，MFC的快速响应能力能够确保刻蚀工艺的稳定性和一致性。离子注入：在离子注入过程中，MFC用于控制掺杂气体的流量。掺杂气体的流量直接影响掺杂浓度和分布，MFC的高精度控制能够确保离子注入工艺的精确性。清洗工艺：在晶圆清洗过程中，MFC用于控制清洗气体的流量。清洗气体的流量直接影响清洗效果和晶圆表面的洁净度，MFC的稳定性和可靠性能够确保清洗工艺的高效性。

通过以上应用，MFC在半导体制造过程中发挥着至关重要的作用，确保了生产过程的稳定性和产品质量的一致性。青岛芯笙专门针对半导体行业研发的一款MFC-S700系列采用公司自主研发的半导体级毛细管流量传感器及高精度压力传感器，具有高精度、低零漂和高重复性；采用高性能压电比例阀，实现流量的快速切换和稳定控制。完美适配7nm、14nm及以上工艺节点的Etch、ALD、CVD等半导体工艺设备。