GLOSSARY

マスフローコントローラ(MFC)とは

Mass Flow Controller (MFC)
最終更新:2026-08-12ガス供給・流量制御(MFC)成膜装置

マスフローコントローラ(MFC)とは?

マスフローコントローラ(MFC)とは、プロセスガスの質量流量を測定しながら設定値どおりに自動制御する機器です。レシピの「sccm」という数値を実際のガス流量に変換する、プロセス制御の最前線に立つ部品です。熱式が主流ですが、ALDのような高速パルス供給には応答の速い圧力式が使われ、経時ドリフトと詰まりの管理が精度を左右します。

定義・解説

マスフローコントローラ(MFC)は、プロセスガスの質量流量を測定しながら、設定値どおりに自動制御する流量制御機器です。エッチング・CVD・ALD・拡散・イオン注入など、ガスを使うすべての工程で使われ、レシピに書かれた「sccm」という数値を物理現象に変換する、プロセス制御の最前線に立つ部品です。

内部は、流量センサ・制御バルブ・制御回路の3要素で構成されます。センサ方式で主流なのは熱式(サーマルマスフロー)で、細管の一部を加熱して上下流の温度差から質量流量を求めます。気体の比熱に依存するため、実ガスごとの変換係数(CF)を用いた校正が必要です。より高速・高精度が求められる用途では、差圧式や圧力式(プレッシャーインサート型)が使われます。

ALDのように短時間で正確なガス量を投入するプロセスでは、応答速度が品質を決めます。バルブが目標流量に整定するまでの時間(セトリングタイム)が長いと、パルス幅の短いステップで狙った量を供給できません。近年は圧力式MFCによる高速応答や、実流量をリアルタイムで検証する自己診断機能(流量の経時ドリフト検知)が採用されています。

運用上の課題は、経時ドリフトと詰まりです。腐食性ガスによるセンサ管の変質や、パーティクル・析出物による流路の閉塞は、流量誤差として現れプロセスばらつきの原因になります。オンサイトで流量を検証できるツールや、MFC内部で自己校正する機能によって、定期校正のための取り外し(装置停止)を減らす方向に進化しています。

主要メーカーはHORIBA STEC・MKS Instruments・Brooks Instrument・フジキン・CKDなど。MFC単体ではなく、バルブ・レギュレータ・フィルタとともにガスボックス(ガスパネル)としてユニット供給されることが多く、装置メーカーのガス供給系設計と一体で最適化されます。

関連するデータ・ツール

計算ツール半導体エンジニアのための単位換算ツール計算ツール圧力・真空度の単位換算ツール(Torr・Pa・mbar)

よくある質問(FAQ)

マスフローコントローラ(MFC)とは何ですか?
プロセスガスの質量流量を測定しながら、設定値どおりに自動で制御する機器です。センサ・制御バルブ・制御回路が一体になっており、レシピに書かれたsccm単位の指示値を実際のガス流量に変換します。エッチング・CVD・ALDなどガスを使う全工程で使われます。
熱式MFCと圧力式MFCの違いは何ですか?
熱式は細管を加熱して上下流の温度差から質量流量を求める方式で、汎用性が高い反面、気体ごとの変換係数が必要で応答がやや遅くなります。圧力式はオリフィス上流の圧力から流量を求める方式で、応答が速くALDの短いパルス供給に適します。
MFCの流量がずれるとどうなりますか?
ガスの混合比が設計値からずれ、エッチングの選択比や成膜の膜質・膜厚が変わります。原因は腐食性ガスによるセンサ管の変質や、パーティクル・析出物による流路の閉塞です。定期校正に加え、装置を止めずに流量を検証できる自己診断機能の採用が進んでいます。

設備の製造メーカー

堀場製作所日本

分析・計測機器の国内大手メーカー。半導体製造向けにはガス分析計・パーティクルカウンタ・分光エリプソメータなど、…

企業詳細を見る →
MKS Instruments米国

ガス流量制御・圧力制御・RFパワー・プラズマ源など、半導体製造プロセスを支えるサブシステム機器の主要メーカー。…

企業詳細を見る →
フジキン(Fujikin)日本

超高純度対応のバルブ・継手・レギュレータを手掛ける流体制御機器メーカー。半導体プロセスガス向けのダイヤフラムバ…

企業詳細を見る →
CKD日本

空圧・流体制御機器の大手。半導体分野では超高純度ガス用バルブ、薬液用の耐薬品バルブ・ポンプ、ガスユニットを供給…

企業詳細を見る →

関連カテゴリ

ガス供給・流量制御(MFC)
成膜装置

関連用語

ガスボックス(ガスパネル)とは →ダイヤフラムバルブとは →ガス精製器・ガスフィルタとは →特殊ガス・プロセスガスとは →ALD(原子層堆積)とは →プロセス管理とは →

同じトピックの用語

真空・ガス/薬液供給サブシステム のトピックで関連する用語です。

ドライ真空ポンプとは →ターボ分子ポンプ(TMP)とは →クライオポンプとは →真空計とは →ゲートバルブ/スリットバルブとは →ロードロック室とは →薬液供給システム(CDS)とは →除害装置(スクラバー)とは →

同じトピックの企業

Edwards Vacuum(Atlas Copco傘下)GB荏原製作所日本樫山工業日本Pfeiffer VacuumドイツULVAC(アルバック)日本VAT GroupCH

比較・違いを学ぶ

ドライ真空ポンプとターボ分子ポンプの違い
半導体製造装置の排気系は、大気圧から超高真空まで10桁以上の圧力範囲をカバーしなければなりません。単一のポンプでこれを賄うことはできないため、粗引きを担うドライ
← 用語集に戻る