熱式MFC/MFM，也就是熱式質(zhì)量流量控制器，是一種用于通過測量流體的質(zhì)量流量來控制流量的設(shè)備。在終端應(yīng)用中，MFC的失準或制造缺陷會導(dǎo)致晶圓產(chǎn)量下降，甚至會損壞整個晶圓，因此質(zhì)量流量控制器的可靠性是許多半導(dǎo)體工藝的基礎(chǔ)。    

        

一般的熱式MFC常在氣流旁路的外部纏繞加熱器與溫度傳感器（Figure 1）。當沒有氣流時，旁路的兩側(cè)氣壓相同，因此旁路中也沒有氣體流動。這時由旁路加熱器產(chǎn)生的熱量均勻且對稱地向周圍擴散，加熱器兩側(cè)的溫度傳感器具有相同的溫度輸出，也就是溫度測量的偏移量ΔT = 0℃。當氣體流動時，旁路上下游的傳感器感知到溫度的偏移，通過該偏移量測算當下的流速。此時溫度與質(zhì)量流量成正比，與氣體的熱容量成反比。




由于核心傳感元件的限制，傳統(tǒng)MFC需要相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造標定流程來滿足測量要求，并且由于被測氣體與傳感部分無法直接接觸的原因，系統(tǒng)的響應(yīng)速度與測量精度均會受到制約。當氣體流經(jīng)加熱表面時，氣體分子產(chǎn)生熱傳遞，與加熱表面產(chǎn)生接觸的氣體分子越多，熱傳遞現(xiàn)象越明顯。通過對加熱表面熱量變化的測量，即可以反應(yīng)出某種氣體的質(zhì)量流量變化。這種測量方法不受氣壓與環(huán)境溫度的影響，因為它所測量的本質(zhì)是氣體分子的數(shù)量。



因而IST-AG通過特殊的薄膜工藝，將高精度加熱器，溫度傳感器或電堆封裝在單一芯片內(nèi)，構(gòu)成流量測量的核心傳感單元（Figure 2）。IST-AG傳感器的流量傳感器分為三種類型：熱阻式（Thermo-resistive），量熱熱電式（Calorimetric thermo-electric），與量熱熱阻式（Calorimetric thermo-resistive），以響應(yīng)絕大多數(shù)流量測量場景， 薄膜技術(shù)的應(yīng)用使得IST AG流量傳感器具有無與倫比的結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)勢。



采用IST流量傳感器可以為MFC產(chǎn)品帶來足夠?qū)挼臏y量范圍使得在許多場景中不必使用旁路，而進行直接測量，提高測量的準確性。其次薄膜技術(shù)帶來極高的響應(yīng)靈敏度，在一般測量狀態(tài)就可以瞬間響應(yīng)壓力浪涌。小巧的體積與簡單的安裝方式，給氣路結(jié)構(gòu)優(yōu)化創(chuàng)造更大的空間。易于校準，簡化生產(chǎn)過程。工采網(wǎng)提供的瑞士IST熱質(zhì)量流量傳感器–FS7是FS5流量傳感器的后續(xù)產(chǎn)品，采用對稱的加熱器設(shè)計，具有增強的靈敏度。FS7流量傳感器適合用于氣體應(yīng)用，具有出色的長期穩(wěn)定性。FS7傳感器的熱質(zhì)量小因此響應(yīng)時間短。此外，標準FS7傳感器還配備罩殼，從而方便用于各種不同應(yīng)用。