MFC气体质量流量计在真空镀膜上的应用

真空镀膜法是在真空的条件下，将金属和非金属材料加热，当温度超过其沸点时，被加热物以气态急剧蒸发，以直线向四周喷射;当遇到障碍物时即附着积淀于物体表面，形成一层薄膜，从而改善材料的性能和外观，这种工艺技术被广泛应用于多个行业，包括航天航空、半导体、新能源、汽车、手机、新型显示、电子元器件、光通讯、轨道交通等。

真空镀膜技术涉及多种工艺，如磁控溅射、离子镀、热蒸发等。这些工艺对气体流量的要求各不相同，有的需要高流量，有的需要低流量，有的则需要精确控制多种气体的混合比例。MFC气体质量流量控制器具有广泛的调节范围和高精度的控制能力，能够满足不同工艺对气体流量的多样化需求。

在真空镀膜过程中，需要由气体质量流量控制器来控制各种工艺气体的稳定流量，比如0/NH/SiH，包括一些惰性气体如Ar、M等。气体(比如N)从气瓶中经过调压阀们，可调节气体压力为50~300kPa，经过自动阀门和MFC,可直接通入真空反应腔室中。

液体蒸汽的 MFC 控制过程

MEC有时需要控制一些由液态转化为气态的气体。如在镀膜时有时需要的原料为液体，如六甲基硅氧烷(HMDS0)，其沸点为 100℃，常温下为液体。对于此类由液体转化为气体的原料，需要解决两个重要问题:ME℃的系统温度、工作压差。

MFC的系统温度控制。

如上图所示，在真空镀膜过程中，一般该系统有两种工作状态:

一是加原料液体，首先打开自动阀门1和自动阀门3,关闭自动阀门2和手阀1，将原料罐内抽成一定负压状态，然后将自动阀门1和自动阀门3关闭，缓缓打开手阀1,即可通过管路汲取原料进入原料罐内;二是正常气体供给，关闭手阀1、自动阀3，打开自动阀1和自动阀 2。为保障气体有一定的恒定蒸汽压力，则需将原料罐进行升温，同时将管路以及 MFC等升温至一定温度，需要注意的是，为防止气体结露堵塞MFC，随着气路的流动，气路所经过位置的温度应逐渐升高，即管路的温度一般高于原料罐的温度。另一方面，普通的MFC工作温度一般低于50℃，那么此时的MEC应选用耐高温MFC，即MFC-HT型号。需要在工作压差范围内工作如上图所示控制系统中，HMDS0的加热罐内形成一个密闭空间，在使用前

首先进行抽真空除去了杂质气体，那么在一定的温度下，HMDS0 液体与蒸汽会处于相对平衡的状态下，即形成饱和蒸汽压，同一物质在不同温度下有不同的饱和蒸气压，并且饱和蒸汽压会随着温度的升高而增大。因为MFC另一端为真空腔室，压力可忽略，那么MFC此时的前后压差即头HMDS0 在此温度下的饱和蒸汽压。

因 HMDS0 也为易燃易爆的化学物质，80℃对于原料气体和 MFC都有不小的安全隐患和质量隐患，原料液的温度越低，后边的气路和 MFC内越不容易结露，而20℃时4kPa的工作压差对于厂家来说很难达到。所以50~60℃为比较合理的控温范围。

由上边的介绍我们了解到MFC的工作压差为50~300kPa，而在50℃时，HMDS0的饱和蒸气压为17.42kPa,比 50kPa要小，那么就无法满足 MFC正常工作的条件，需要在订货时跟厂家提出要求，将MFC选择耐腐蚀材料。在采用金属接触材质时，MFC适用更大范围的气体，包括各种腐蚀性气体和特种气体。金属材质可以应用于特殊场合或者精度、耐腐蚀要求高的场合。而在要求不是很高的一般场合，可以应用橡胶材质，如氟橡胶，可以用于大多数酸性和碱性等腐蚀性气体。

MEC 在半导体行业中具有广泛的应用，因为它的优势在真空镀膜过程中也有难以替代的作用，MFC本身属于精密仪器且价格比较昂贵，在使用过程中应注意MFC系统温度、工作压差、抗腐蚀性和密封性要求，以便更好的掌握其使用方法。