MKS 质量流量控制器：压力传感与热式双路线，半导体高纯气体精密控制

MKS 是半导体真空与气体流量控制领域，MFC 质量流量控制器分为压力式 MFC（PMFC）与热式 MEMS 质量流量控制器两大技术路线，核心代表为 Baratron 电容压力计配套的临界孔压力式 MFC 与 C 系列 MEMS 热式 MFC，广泛用于离子注入、CVD、刻蚀、MOCVD，针对高纯、腐蚀性、低蒸气压前驱体蒸汽进行精准质量流量控制。

MKS 压力式 MFC（1640A、1150C 系列）基于临界流（壅塞流）原理：当临界孔上游压力至少为下游压力 2 倍时，通过小孔的气体质量流量与上游绝对压力呈线性关系，不再受下游压力波动干扰。核心测量元件为 MKS 自研 Baratron® 电容压力计（电容压力计，Inconel 合金膜片，恒温控制），实时监测临界孔上游绝对压力；压力信号送入内置 PID 控制电路，与设定流量点对比，计算流量偏差，驱动比例控制阀，调节阀开度，改变上游压力，使实测流量匹配设定值。该原理不依靠热传感，不受气体热传导系数差异干扰，特别适合低压、低流量、腐蚀性特种气体、固体 / 液体前驱体蒸汽，例如离子注入掺杂源、臭氧、水汽输送，最小可实现 1sccm 级微小流量控制。1150C 蒸汽源 MFC，可直接计量低蒸气压前驱体蒸汽，无需载气鼓泡系统，全金属密封，无弹性密封圈渗透污染，接液材质采用 Inconel、316 不锈钢、镍，适配高腐蚀工艺。

MKS CMA10B 等 MEMS 热式 MFC，采用微机电 MEMS 热传感芯片，热质量流量原理：气体流过传感毛细管，两个测温电阻采集气体带走的热量，热量差与气体质量流量成正比，采集流量信号送入控制器，PID 驱动电磁阀闭环调节。MEMS 热质量传感器热质量低，响应速度小于 100ms，抗冷凝、粉尘、压力冲击，动态调节比宽，精度 ±0.8% 设定值，适合常规非腐蚀高纯气体，如氮气、氩气、氧气，用于镀膜、生物反应器、分析仪器。

两类 MFC 均内置全金属密封阀座，氦检漏率＜1×10⁻⁹ atm・cc/s，阀关闭泄漏量低于满量程 1%。控制系统支持模拟信号 0-5V、4-20mA，同时兼容 RS485、工业现场总线。压力式 MFC 优势在于低压工况下依然保持高精度，传统热式 MFC 在低压下测量精度衰减明显，而 MKS 压力式 MFC 专门适配 SDS 安全供气系统，降低有毒气体钢瓶更换频次，提升半导体工艺安全性。

MKS MFC 内置恒温补偿算法，抵消环境温度漂移，金属密封结构杜绝橡胶密封圈老化、气体渗透污染晶圆工艺。系统自带诊断功能，实时监测压力、阀驱动状态，识别堵塞、泄漏故障。在半导体先进制程，MKS MFC 实现微量、高腐蚀性特种气体的稳定输送，保障薄膜厚度、掺杂浓度均匀一致，是真空工艺、薄膜沉积、离子注入的核心流量控制单元。MKS 同时集成 Autoflow 自适应算法，动态补偿管路压力扰动，进一步提升变工况下流量稳定性。