Atomic Layer Deposition System
ALD|当代次世代光学镀膜的精密制程旗舰
Atomic Layer Deposition System|Plasma-Enhanced ALD for Next-Generation Optical Coating为次世代精密光学量产而生的原子级镀膜系统
从手机镜头模块的大曲率 AR 镀膜、3D 感测元件的精密窄频通滤片、AR/VR 光波导的奈米级光学结构、到生医光学仪器的高洁净度膜层 —— 当代精密光学元件的核心特征已从「平面光学」演进至「立体微结构光学」,光学元件的功能性表面愈来愈复杂,使得传统蒸镀与溅镀技术逐渐触及制程极限。在这个产业转折点上,原子层沉积(ALD)技术成为解决下一代光学镀膜挑战的核心方案。
大永真空 ALD 原子层沉积系统(Atomic Layer Deposition System)技术源自工研院国家仪器科技研究中心(ITRCNCIR)的技术转移,奠基于台湾国家级研究机构的多年 ALD 研发成果,结合大永真空多年光学镀膜量产整合经验所打造的次世代旗舰设备。ALD 采用 Plasma-Enhanced 电浆辅助架构、Thermal 热反应式架构、设计支援多元前驱体与 SEMI 标准搬运,规格涵盖 4~12 吋多元基板尺寸。ALD 为大永 2026 年重点开发机型,目前处于 Pilot 阶段,诚挚邀请台湾光学与半导体产业的早期合作伙伴共同参与规格定义与量产验证。
ALD 核心优势|蒸镀与溅镀无法企及的三大制程能力
ALD 之所以成为当代精密光学的关键技术,源于它具备传统蒸镀与溅镀无法企及的三大制程能力:第一,「3D 共形镀膜」(Conformal Coating) —— 透过自限制(Self-limiting)的化学反应,薄膜可均匀覆盖于复杂立体微结构与大曲率表面,连深宽比 100:1 的微孔内壁、大曲率镜头背面、AR 光波导的立体图形,都能达到完整且均匀的镀膜覆盖;第二,「次奈米级厚度精度」 —— 逐层原子沉积让厚度可达 0.1nm 级的单层精准控制,实现业界最高等级的光谱精密度;第三,「Pinhole-free 致密膜质」 —— 原子级填满的薄膜结构消除孔洞缺陷,提供业界领先的环境耐受性与长期可靠性。
这三大能力使 ALD 成为手机镜头大曲率 AR 镀膜、3D 感测精密滤片、CMOS/VCSEL 半导体光学感测、AR/VR 光波导等次世代光学应用的不可或缺制程。对于追求极致光学性能与量产良率的客户,ALD 提供了传统制程无法达到的核心解决方案。
Plasma-Enhanced 电浆辅助架构|低温高品质的关键
ALD 制程的核心技术选择,在于是否导入电浆辅助。传统热诱发 ALD(Thermal ALD)需要高温(通常 200~400°C)才能完成完整的化学反应,这对温度敏感基材(如塑胶镜片、PC 镜头、化合物半导体 InP/GaAs)造成严重限制;同时,热 ALD 的反应速率较慢,膜质可能因不完整反应而吸收偏高。
大永 ALD 可采用 Plasma-Enhanced 电浆辅助架构,在低温条件下提供高密度反应自由基,实现完整的原子层反应。制程温度目标可控制在 50~250°C 范围,使 ALD 适用于塑胶镜片、PC 镜头、化合物半导体等温度敏感基材;同时,Plasma 辅助也提供更佳的膜层致密度、更低的光学吸收、更稳定的折射率,为精密光学应用提供业界顶级的膜质。
NCIR 技术转移|台湾国家级研究机构的技术背书
大永 ALD 系统的技术根基,来自国家仪器科技研究中心(NCIR)的技术转移。NCIR 为台湾半导体与光学产业的核心研发机构,长期投入 ALD 制程开发、设备设计、与量产验证的关键研究,累积了丰富的薄膜制程知识资产。透过正式技转,大永获得了 NCIR 多年研究成果的工业化应用权利,并与 NCIR 维持长期技术合作关系。
这个技术背书对客户具有重要意义:(1) 技术可信度 —— NCIR 为国家级研究机构,其技术经过严格的学术验证与产业验证;(2) 持续创新支持 —— 大永与 NCIR 的长期合作,确保 ALD 技术可随产业需求持续精进;(3) 在地产业链整合 —— NCIR + 大永的合作模式,代表台湾本土在 ALD 领域已建立完整的「研究 → 开发 → 制造」一条龙能力,客户采购大永 ALD 不仅是设备采购,更是与台湾 ALD 产业生态系建立长期战略伙伴关系。
4~12 吋多元基板对应|+ SEMI 标准搬运
精密光学与半导体光学的应用场景多元 —— 从消费电子的小批量手机镜头打样、到中量产的相机模块量产、到 812 吋晶圆的半导体光学量产,基板尺寸跨越极大范围。大永 ALD 规格目标支援 4 / 6 / 8 /12 吋多元晶圆尺寸与光学元件。
搬运介面相容 SEMI 半导体业标准,设计支援 EFEM(Equipment Front End Module)、SMIF Pod 等多元晶圆搬运方案,可整合至客户既有的半导体无尘室产线。这个设计理念与大永 ORBIS 晶圆级光学溅镀系统一致,为客户提供「ALD + ORBIS 双旗舰」的完整半导体光学量产解决方案。
Pilot 阶段|邀请光学与半导体产业的早期合作伙伴
ALD 为大永 2026 年重点开发旗舰机型,目前处于 Pilot 开发阶段。大永诚挚邀请台湾光学与半导体产业的早期合作伙伴 —— 包括手机相机模块厂、3D 感测模块厂、CMOS 影像感测器厂、MicroLED 显示与磊晶厂、AR/VR 光学整合厂、生医光学仪器厂、精密光学滤片厂 —— 加入 ALD 的早期合作计划(Early Adopter Program)。
早期合作伙伴可享有以下价值:(1) 规格共同定义 —— 直接参与 ALD 的功能定义与客制化选项,确保最终量产机完全符合您的制程需求;(2) 优先试样与打样 —— 优先使用 Pilot 机台进行客户端应用验证,加速产品开发时程;(3) 在地深度支援 —— 大永与 NCIR 工程团队全程协助制程优化、设备调校、量产转移,提供业界最深度的「研究机构 + 设备厂 + 客户」三方协作模式;(4) 战略伙伴定位 —— 共同建立台湾 ALD 光学量产的本土供应链,摆脱长期仰赖欧日进口设备的产业局限。
规格表Specifications
| Model | ALD(原子层沉积系统) |
|---|---|
| 产品线 | 原子层沉积系统(独立旗舰平台) |
| 产品阶段 | 2026 重点开发机型|Pilot 阶段|邀请早期合作伙伴 |
| 技术背书 | 技术源自国家仪器科技研究中心(NCIR)技转|奠基于台湾国家级研究机构的多年 ALD 研究成果 |
| 核心技术 | Plasma-Enhanced ALD(电浆辅助原子层沉积)|逐层原子级沉积|自限制反应(Self-limiting Reaction) |
| 电浆源 | ICP 感应耦合电浆源|低温高反应活性|对应温度敏感基材 |
| 前驱体支援 | TMA(Al₂O₃)、3DMAS(SiO₂)、TiCl₄(TiO₂)、HfCl₄(HfO₂)等多元前驱体 |
| 可成膜材料 | Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、Ta₂O₅、HfO₂ 等氧化物与氮化物 |
| 3D 共形能力 | 业界领先的 3D 共形镀膜(Conformal Coating)能力|完整覆盖立体微结构与大曲率表面 |
| 膜厚控制 | 次奈米级厚度精度|厚度可达 0.1nm 级单层精准控制 |
| 膜质特性 | Pinhole-free 致密膜|低应力(Stress-controlled)|超均匀(High Uniformity) |
| 晶圆尺寸对应 | 规格目标支援 4 / 6 / 8 / 12 吋多元晶圆尺寸|大基板与光学元件兼容设计 |
| 制程温度 | 目标温度范围 50~250°C|低温对应塑胶/PC 镜片等温度敏感基材 |
| 搬运系统 | 设计支援 SEMI 标准介面|可整合 EFEM、SMIF Pod 等半导体晶圆搬运方案 |
| 操作模式 | 全自动 IPC + PLC 控制|24/7 连续量产设计 |
| 选配模块 | in-situ 光学监控、多前驱体切换、客制化搬运整合、特殊基材夹具 |
※ 上述为 ALD Pilot 阶段的设计规格,实机验证进度与最终量产规格,大永欢迎客户直接洽询取得最新状态。
※ 早期合作伙伴可参与规格共同定义,大永与 NCIR 提供完整的客制化选项与技术支援。
01NCIR 技术转移|台湾国家级研究机构技术背书
- NCIR 技转背景:技术源自国家仪器科技研究中心(NCIR)的多年 ALD 研发成果,经正式技转。
- 技术可信度:经过严格的学术验证与产业验证,提供客户最可信的技术背书。
- 长期技术合作:大永与 NCIR 维持长期技术合作关系,确保 ALD 技术可随产业需求持续精进。
023D 共形镀膜能力|蒸镀与溅镀无法企及
- 立体共形覆盖:自限制化学反应特性,薄膜可均匀覆盖复杂立体微结构与大曲率表面。
- 高深宽比结构:可对应深宽比 100:1 的微孔内壁、大曲率镜头背面、AR 光波导立体图形。
- 次世代光学关键:为大曲率手机镜头两面 AR、3D 感测精密滤片、AR/VR 光波导等应用的不可或缺制程。
03次奈米级厚度精度|逐层原子沉积
- 0.1nm 级精度:逐层原子沉积让厚度可达 0.1nm 级的单层精准控制。
- 光谱精密度:业界最高等级的光谱精密度,实现 0.1% 以下的极低反射率等高阶光学要求。
- Pinhole-free 致密膜:原子级填满的薄膜结构消除孔洞缺陷,提供业界领先的环境耐受性。
04Plasma-Enhanced 电浆辅助架构|低温高品质
- 高效电浆:电浆源提供高密度反应自由基,实现完整的原子层反应。
- 低温制程:目标温度范围 50~250°C,适用于塑胶镜片、PC 镜头、化合物半导体等温度敏感基材。
- 高品质膜层:Plasma 辅助提供更佳的膜层致密度、更低的光学吸收、更稳定的折射率。
05多元基板对应 + 双面镀膜 + SEMI 整合
- 4~12 吋多元基板:规格目标支援 4 / 6 / 8 / 12 吋多元晶圆尺寸与光学元件。
- 双面同时镀膜:设计支援双面同时镀膜,大幅缩短制程时间与减少基板搬运次数。
- SEMI 标准搬运:设计支援 EFEM、SMIF Pod 等半导体业标准晶圆搬运方案。
06在地服务 + 早期合作伙伴计划
- 三方协作模式:大永工程团队 + NCIR 技术专家 + 客户端应用验证,业界少见的三方深度协作。
- 规格共同定义:早期合作伙伴可直接参与 ALD 的功能定义与客制化选项。
- 本土供应链:共同建立台湾 ALD 光学量产的本土供应链,摆脱长期仰赖欧日进口设备的产业局限。
ALD 结合 NCIR 技术背书、Plasma-Enhanced 电浆辅助架构、3D 共形镀膜能力、次奈米级厚度精度与 SEMI 标准搬运,为次世代精密光学量产提供完整解决方案,广泛规划应用于半导体光学感测、MicroLED 与下一代显示、手机与消费光学、AR/VR Photonic Integration、与生医精密光学等核心成长市场。
01半导体光学感测 Semiconductor Optical Sensing
半导体光学感测是当代 ALD 应用最关键的成长市场 —— 从智能型手机 FaceID 的 3D 感测模组、CMOS 影像感测器的精密滤片、超光谱成像的多色滤片阵列、到车载 LiDAR 的窄频通滤片,这类应用普遍要求极致的光学精密度与半导体 fab-grade 的制程洁净度。ALD 的次奈米级厚度精度 + Pinhole-free 致密膜质 + SEMI 标准整合能力,完整对应这类应用的核心需求。与大永 ORBIS 晶圆级光学溅镀系统互补,提供完整的半导体光学量产解决方案。
02MicroLED 与下一代显示 MicroLED & Next-Gen Display
MicroLED 是 2025~2030 年最受瞩目的下一代显示技术 —— 从苹果 Vision Pro、TV 大尺寸 MicroLED 显示器、车载 MicroLED 仪表、AR 眼镜微型显示,到 µLED + QD 量子点色转换的新世代结构,MicroLED 与其衍生显示技术正全面挑战 OLED 的既有市场地位。然而,MicroLED 的制程瓶颈在于晶粒愈微缩、发光效率愈急剧下降的核心痛点 —— 当 LED 从毫米级缩小到微米级,晶粒侧壁的损伤比例急剧上升,导致非辐射复合在侧壁大量发生,EQE 随晶粒缩小而崩溃。ALD 的 3D 共形镀膜能力,是解决这个痛点的不可或缺制程 —— 透过自限制反应在微米级晶粒侧壁均匀沉积 Al₂O₃ 钝化层,修复侧壁缺陷、抑制非辐射复合,直接提升 MicroLED 的发光效率与量产良率。台湾为全球 MicroLED 产业重镇,从上游 LED 磊晶、巨量转移、面板整合、到驱动 IC 形成完整本土产业链,大永 ALD 完整对应台湾 MicroLED 产业的核心镀膜需求。
03手机镜头与消费光学 Smartphone Lens & Consumer Optics
智能型手机镜头模组的进化方向是「大曲率 + 两面 AR + 鬼影消除」 —— 随着手机相机朝向更大进光量、更广视角、更薄模组设计,镜头曲率持续加大,使传统蒸镀与溅镀逐渐难以达到完整的两面 AR 镀膜覆盖。ALD 的 3D 共形镀膜能力,完整解决大曲率镜头两面 AR 的核心挑战,实现可见光区 0.1% 以下的极低反射率,同时消除「ghost/flare」鬼影/光晕现象,为消费电子镜头提供业界最顶级的光学品质。
04AR/VR Photonic Integration 光波导与光子整合
AR/VR 沉浸式装置的核心光学元件 —— 光波导(Waveguide)、衍射光学元件(DOE)、Metasurface 超表面、Pancake 微缩光学 —— 是当代精密光学最具挑战性的应用领域。这类元件的特征是奈米级立体微结构 + 严苛光学精密度 + 量产一致性,完全超出传统蒸镀/溅镀的制程能力范围。ALD 的次奈米级厚度精度 + 3D 共形镀膜能力,是解决这类次世代光学挑战的不可或缺制程。
05生医光学与精密仪器 Bio-Optics & Precision Instruments
生医光学仪器(显微镜、内窥镜、荧光定量、光谱分析)与精密科学仪器,对光学镀膜的要求是极致洁净 + 低应力 + 长期稳定 —— 任何微小的孔洞或应力缺陷都会造成显微影像的噪声或测量误差。ALD 的 Pinhole-free 致密膜质与低应力(Stress-controlled)特性,提供业界最顶级的光学镀膜可靠性。低温制程也对应生医应用对不改变基材性能的核心要求。