快速、高均勻性和卓越的涂層質量——這些特性是物理氣相沉積、原子層沉積（ALD）等工藝的追求。據麥姆斯咨詢報道，近期，總部位于芬蘭的ALD系統和工藝開發商Beneq和Laser Zentrum Hannover（簡稱：LZH）合作開發了一種新的空間ALD系統，該系統實現“以前所未有的速度在復雜形狀的光學元件上涂覆薄膜層”。

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

空間ALD系統的核心是一個轉盤，其消除了在傳統ALD系統中通過時間來調配氣體化學劑量的需求。取而代之的是，通過壓力和氮氣幕在空間幾何上將系統內部分隔了四個區域。轉盤旋轉一圈對應ALD的一個循環，在旋轉過程中將樣品在不同的點暴露于必要的反應物中。

Beneq合作伙伴評論說，與傳統的熱ALD工藝相比，新的空間ALD系統無需冗長的清洗步驟即可顯著地縮短涂層時間，從而使該系統能夠進行大規模ALD涂層。

為復雜的光學元件涂層

Beneq與LZH共同開發了空間ALD系統，以滿足新興光學鍍膜的需求。“該系統對光學涂層的簡單適應性讓我們感到驚訝。”LZH光學元件部門負責人Andreas Wienke博士評論道。

“例如，想象一個彎曲的小型非球面透鏡。使用傳統的PVD工藝，幾乎不可能在曲面上實現保形涂層并在整個區域實現相同的反射或透射值。但是，有了空間ALD系統，這似乎變得如此簡單和容易實現。”

Beneq最近實施了LZH開發的現場監控工具，以提高ALD系統的能力。“LZH的寬帶監控系統BBM將復雜的涂層提升到了一個新的水平。對涂層生長的高分辨率監控不僅可以在線測量，還可以實時重新設計涂層，從而產生非常精確和可重復的薄膜層。”Beneq高級ALD副總裁Sami Sneck說道，“通過添加BBM和負載鎖，我們很高興為客戶提供一種高效的工具系統，使ALD在光學鍍膜方面更加可靠。”

空間ALD在許多方面與離子束濺射等PVD工藝相當，包括速度和光學性能。當涉及到復雜形狀和納米結構的涂層時，空間ALD可以充分發揮其優勢，可以為智能手機的攝像頭或自動駕駛汽車的激光雷達提供經濟且可靠的涂層。

目前，LZH正致力于通過空間ALD系統為虛擬現實（VR）和增強現實（AR）眼鏡中使用的光學光柵結構和聚合物光學透鏡進行鍍膜。