快速、高均勻性和卓越的涂層質(zhì)量——這些特性是物理氣相沉積、原子層沉積（ALD）等工藝的追求。據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近期，總部位于芬蘭的ALD系統(tǒng)和工藝開發(fā)商Beneq和Laser Zentrum Hannover（簡(jiǎn)稱：LZH）合作開發(fā)了一種新的空間ALD系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“以前所未有的速度在復(fù)雜形狀的光學(xué)元件上涂覆薄膜層”。

Beneq的ALD系統(tǒng)（稱為C2R）可實(shí)現(xiàn)高達(dá)200 rpm的速度，沉積速率高達(dá)1 μm/h。LZH指出，ALD是一種自限性和各向同性工藝，每個(gè)周期產(chǎn)生大約1埃的層厚度。這可以極大地控制薄膜厚度，并能夠在復(fù)雜的3D物體和納米結(jié)構(gòu)（例如波導(dǎo)、透鏡和圓頂）上沉積高度共形的薄膜。

空間ALD系統(tǒng)的核心是一個(gè)轉(zhuǎn)盤，其消除了在傳統(tǒng)ALD系統(tǒng)中通過時(shí)間來調(diào)配氣體化學(xué)劑量的需求。取而代之的是，通過壓力和氮?dú)饽辉诳臻g幾何上將系統(tǒng)內(nèi)部分隔了四個(gè)區(qū)域。轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一圈對(duì)應(yīng)ALD的一個(gè)循環(huán)，在旋轉(zhuǎn)過程中將樣品在不同的點(diǎn)暴露于必要的反應(yīng)物中。

Beneq合作伙伴評(píng)論說，與傳統(tǒng)的熱ALD工藝相比，新的空間ALD系統(tǒng)無需冗長(zhǎng)的清洗步驟即可顯著地縮短涂層時(shí)間，從而使該系統(tǒng)能夠進(jìn)行大規(guī)模ALD涂層。

為復(fù)雜的光學(xué)元件涂層

Beneq與LZH共同開發(fā)了空間ALD系統(tǒng)，以滿足新興光學(xué)鍍膜的需求。“該系統(tǒng)對(duì)光學(xué)涂層的簡(jiǎn)單適應(yīng)性讓我們感到驚訝。”LZH光學(xué)元件部門負(fù)責(zé)人Andreas Wienke博士評(píng)論道。

“例如，想象一個(gè)彎曲的小型非球面透鏡。使用傳統(tǒng)的PVD工藝，幾乎不可能在曲面上實(shí)現(xiàn)保形涂層并在整個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)相同的反射或透射值。但是，有了空間ALD系統(tǒng)，這似乎變得如此簡(jiǎn)單和容易實(shí)現(xiàn)?！?/p>

Beneq最近實(shí)施了LZH開發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控工具，以提高ALD系統(tǒng)的能力。“LZH的寬帶監(jiān)控系統(tǒng)BBM將復(fù)雜的涂層提升到了一個(gè)新的水平。對(duì)涂層生長(zhǎng)的高分辨率監(jiān)控不僅可以在線測(cè)量，還可以實(shí)時(shí)重新設(shè)計(jì)涂層，從而產(chǎn)生非常精確和可重復(fù)的薄膜層?！盉eneq高級(jí)ALD副總裁Sami Sneck說道，“通過添加BBM和負(fù)載鎖，我們很高興為客戶提供一種高效的工具系統(tǒng)，使ALD在光學(xué)鍍膜方面更加可靠?！?/p>

空間ALD在許多方面與離子束濺射等PVD工藝相當(dāng)，包括速度和光學(xué)性能。當(dāng)涉及到復(fù)雜形狀和納米結(jié)構(gòu)的涂層時(shí)，空間ALD可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，可以為智能手機(jī)的攝像頭或自動(dòng)駕駛汽車的激光雷達(dá)提供經(jīng)濟(jì)且可靠的涂層。

目前，LZH正致力于通過空間ALD系統(tǒng)為虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）眼鏡中使用的光學(xué)光柵結(jié)構(gòu)和聚合物光學(xué)透鏡進(jìn)行鍍膜。