Atomic Layer Deposition System
ALD|當代次世代光學鍍膜的精密製程旗艦
Atomic Layer Deposition System|Plasma-Enhanced ALD for Next-Generation Optical Coating為次世代精密光學量產而生的原子級鍍膜系統
從手機鏡頭模組的大曲率 AR 鍍膜、3D 感測元件的精密窄頻通濾片、AR/VR 光波導的奈米級光學結構、到生醫光學儀器的高潔淨度膜層 —— 當代精密光學元件的核心特徵已從「平面光學」演進至「立體微結構光學」,光學元件的功能性表面愈來愈複雜,使得傳統蒸鍍與濺鍍技術逐漸觸及製程極限。在這個產業轉折點上,原子層沉積(ALD)技術成為解決下一代光學鍍膜挑戰的核心方案。
大永真空 ALD 原子層沉積系統(Atomic Layer Deposition System)技術源自工研院國家儀器科技研究中心(ITRCNCIR)的技術轉移,奠基於台灣國家級研究機構的多年 ALD 研發成果,結合大永真空多年光學鍍膜量產整合經驗所打造的次世代旗艦設備。ALD 採用 Plasma-Enhanced 電漿輔助架構、Thermal 熱反應式架構、設計支援多元前驅體與 SEMI 標準搬運,規格涵蓋 4~12 吋多元基板尺寸。ALD 為大永 2026 年重點開發機型,目前處於 Pilot 階段,誠摯邀請台灣光學與半導體產業的早期合作夥伴共同參與規格定義與量產驗證。
ALD 核心優勢|蒸鍍與濺鍍無法企及的三大製程能力
ALD 之所以成為當代精密光學的關鍵技術,源於它具備傳統蒸鍍與濺鍍無法企及的三大製程能力:第一,「3D 共形鍍膜」(Conformal Coating) —— 透過自限制(Self-limiting)的化學反應,薄膜可均勻覆蓋於複雜立體微結構與大曲率表面,連深寬比 100:1 的微孔內壁、大曲率鏡頭背面、AR 光波導的立體圖形,都能達到完整且均勻的鍍膜覆蓋;第二,「次奈米級厚度精度」 —— 逐層原子沉積讓厚度可達 0.1nm 級的單層精準控制,實現業界最高等級的光譜精密度;第三,「Pinhole-free 緻密膜質」 —— 原子級填滿的薄膜結構消除孔洞缺陷,提供業界領先的環境耐受性與長期可靠性。
這三大能力使 ALD 成為手機鏡頭大曲率 AR 鍍膜、3D 感測精密濾片、CMOS/VCSEL 半導體光學感測、AR/VR 光波導等次世代光學應用的不可或缺製程。對於追求極致光學性能與量產良率的客戶,ALD 提供了傳統製程無法達到的核心解決方案。
Plasma-Enhanced 電漿輔助架構|低溫高品質的關鍵
ALD 製程的核心技術選擇,在於是否導入電漿輔助。傳統熱誘發 ALD(Thermal ALD)需要高溫(通常 200~400°C)才能完成完整的化學反應,這對溫度敏感基材(如塑膠鏡片、PC 鏡頭、化合物半導體 InP/GaAs)造成嚴重限制;同時,熱 ALD 的反應速率較慢,膜質可能因不完整反應而吸收偏高。
大永 ALD 可採用 Plasma-Enhanced 電漿輔助架構,在低溫條件下提供高密度反應自由基,實現完整的原子層反應。製程溫度目標可控制在 50~250°C 範圍,使 ALD 適用於塑膠鏡片、PC 鏡頭、化合物半導體等溫度敏感基材;同時,Plasma 輔助也提供更佳的膜層緻密度、更低的光學吸收、更穩定的折射率,為精密光學應用提供業界頂級的膜質。
NCIR 技術轉移|台灣國家級研究機構的技術背書
大永 ALD 系統的技術根基,來自國家儀器科技研究中心(NCIR)的技術轉移。NCIR 為台灣半導體與光學產業的核心研發機構,長期投入 ALD 製程開發、設備設計、與量產驗證的關鍵研究,累積了豐富的薄膜製程知識資產。透過正式技轉,大永獲得了 NCIR 多年研究成果的工業化應用權利,並與 NCIR 維持長期技術合作關係。
這個技術背書對客戶具有重要意義:(1) 技術可信度 —— NCIR 為國家級研究機構,其技術經過嚴格的學術驗證與產業驗證;(2) 持續創新支持 —— 大永與 NCIR 的長期合作,確保 ALD 技術可隨產業需求持續精進;(3) 在地產業鏈整合 —— NCIR + 大永的合作模式,代表台灣本土在 ALD 領域已建立完整的「研究 → 開發 → 製造」一條龍能力,客戶採購大永 ALD 不僅是設備採購,更是與台灣 ALD 產業生態系建立長期戰略夥伴關係。
4~12 吋多元基板對應|+ SEMI 標準搬運
精密光學與半導體光學的應用場景多元 —— 從消費電子的小批量手機鏡頭打樣、到中量產的相機模組量產、到 812 吋晶圓的半導體光學量產,基板尺寸跨越極大範圍。大永 ALD 規格目標支援 4 / 6 / 8 /12 吋多元晶圓尺寸與光學元件。
搬運介面相容 SEMI 半導體業標準,設計支援 EFEM(Equipment Front End Module)、SMIF Pod 等多元晶圓搬運方案,可整合至客戶既有的半導體無塵室產線。這個設計理念與大永 ORBIS 晶圓級光學濺鍍系統一致,為客戶提供「ALD + ORBIS 雙旗艦」的完整半導體光學量產解決方案。
Pilot 階段|邀請光學與半導體產業的早期合作夥伴
ALD 為大永 2026 年重點開發旗艦機型,目前處於 Pilot 開發階段。大永誠摯邀請台灣光學與半導體產業的早期合作夥伴 —— 包括手機相機模組廠、3D 感測模組廠、CMOS 影像感測器廠、MicroLED 顯示與磊晶廠、AR/VR 光學整合廠、生醫光學儀器廠、精密光學濾片廠 —— 加入 ALD 的早期合作計畫(Early Adopter Program)。
早期合作夥伴可享有以下價值:(1) 規格共同定義 —— 直接參與 ALD 的功能定義與客製化選項,確保最終量產機完全符合您的製程需求;(2) 優先試樣與打樣 —— 優先使用 Pilot 機台進行客戶端應用驗證,加速產品開發時程;(3) 在地深度支援 —— 大永與 NCIR 工程團隊全程協助製程優化、設備調校、量產轉移,提供業界最深度的「研究機構 + 設備廠 + 客戶」三方協作模式;(4) 戰略夥伴定位 —— 共同建立台灣 ALD 光學量產的本土供應鏈,擺脫長期仰賴歐日進口設備的產業侷限。
規格表Specifications
| Model | ALD(原子層沉積系統) |
|---|---|
| 產品線 | 原子層沉積系統(獨立旗艦平台) |
| 產品階段 | 2026 重點開發機型|Pilot 階段|邀請早期合作夥伴 |
| 技術背書 | 技術源自國家儀器科技研究中心(NCIR)技轉|奠基於台灣國家級研究機構的多年 ALD 研究成果 |
| 核心技術 | Plasma-Enhanced ALD(電漿輔助原子層沉積)|逐層原子級沉積|自限制反應(Self-limiting Reaction) |
| 電漿源 | ICP 感應耦合電漿源|低溫高反應活性|對應溫度敏感基材 |
| 前驅體支援 | TMA(Al₂O₃)、3DMAS(SiO₂)、TiCl₄(TiO₂)、HfCl₄(HfO₂)等多元前驅體 |
| 可成膜材料 | Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、Ta₂O₅、HfO₂ 等氧化物與氮化物 |
| 3D 共形能力 | 業界領先的 3D 共形鍍膜(Conformal Coating)能力|完整覆蓋立體微結構與大曲率表面 |
| 膜厚控制 | 次奈米級厚度精度|厚度可達 0.1nm 級單層精準控制 |
| 膜質特性 | Pinhole-free 緻密膜|低應力(Stress-controlled)|超均勻(High Uniformity) |
| 晶圓尺寸對應 | 規格目標支援 4 / 6 / 8 / 12 吋多元晶圓尺寸|大基板與光學元件兼容設計 |
| 製程溫度 | 目標溫度範圍 50~250°C|低溫對應塑膠/PC 鏡片等溫度敏感基材 |
| 搬運系統 | 設計支援 SEMI 標準介面|可整合 EFEM、SMIF Pod 等半導體晶圓搬運方案 |
| 操作模式 | 全自動 IPC + PLC 控制|24/7 連續量產設計 |
| 選配模組 | in-situ 光學監控、多前驅體切換、客製化搬運整合、特殊基材夾具 |
※ 上述為 ALD Pilot 階段的設計規格,實機驗證進度與最終量產規格,大永歡迎客戶直接洽詢取得最新狀態。
※ 早期合作夥伴可參與規格共同定義,大永與 NCIR 提供完整的客製化選項與技術支援。
01NCIR 技術轉移|台灣國家級研究機構技術背書
- NCIR 技轉背景:技術源自國家儀器科技研究中心(NCIR)的多年 ALD 研發成果,經正式技轉。
- 技術可信度:經過嚴格的學術驗證與產業驗證,提供客戶最可信的技術背書。
- 長期技術合作:大永與 NCIR 維持長期技術合作關係,確保 ALD 技術可隨產業需求持續精進。
023D 共形鍍膜能力|蒸鍍與濺鍍無法企及
- 立體共形覆蓋:自限制化學反應特性,薄膜可均勻覆蓋複雜立體微結構與大曲率表面。
- 高深寬比結構:可對應深寬比 100:1 的微孔內壁、大曲率鏡頭背面、AR 光波導立體圖形。
- 次世代光學關鍵:為大曲率手機鏡頭兩面 AR、3D 感測精密濾片、AR/VR 光波導等應用的不可或缺製程。
03次奈米級厚度精度|逐層原子沉積
- 0.1nm 級精度:逐層原子沉積讓厚度可達 0.1nm 級的單層精準控制。
- 光譜精密度:業界最高等級的光譜精密度,實現 0.1% 以下的極低反射率等高階光學要求。
- Pinhole-free 緻密膜:原子級填滿的薄膜結構消除孔洞缺陷,提供業界領先的環境耐受性。
04Plasma-Enhanced 電漿輔助架構|低溫高品質
- 高效電漿:電漿源提供高密度反應自由基,實現完整的原子層反應。
- 低溫製程:目標溫度範圍 50~250°C,適用於塑膠鏡片、PC 鏡頭、化合物半導體等溫度敏感基材。
- 高品質膜層:Plasma 輔助提供更佳的膜層緻密度、更低的光學吸收、更穩定的折射率。
05多元基板對應 + 雙面鍍膜 + SEMI 整合
- 4~12 吋多元基板:規格目標支援 4 / 6 / 8 / 12 吋多元晶圓尺寸與光學元件。
- 雙面同時鍍膜:設計支援雙面同時鍍膜,大幅縮短製程時間與減少基板搬運次數。
- SEMI 標準搬運:設計支援 EFEM、SMIF Pod 等半導體業標準晶圓搬運方案。
06在地服務 + 早期合作夥伴計畫
- 三方協作模式:大永工程團隊 + NCIR 技術專家 + 客戶端應用驗證,業界少見的三方深度協作。
- 規格共同定義:早期合作夥伴可直接參與 ALD 的功能定義與客製化選項。
- 本土供應鏈:共同建立台灣 ALD 光學量產的本土供應鏈,擺脫長期仰賴歐日進口設備的產業侷限。
ALD 結合 NCIR 技術背書、Plasma-Enhanced 電漿輔助架構、3D 共形鍍膜能力、次奈米級厚度精度與 SEMI 標準搬運,為次世代精密光學量產提供完整解決方案,廣泛規劃應用於半導體光學感測、MicroLED 與下一代顯示、手機與消費光學、AR/VR Photonic Integration、與生醫精密光學等核心成長市場。
01半導體光學感測 Semiconductor Optical Sensing
半導體光學感測是當代 ALD 應用最關鍵的成長市場 —— 從智慧型手機 FaceID 的 3D 感測模組、CMOS 影像感測器的精密濾片、超光譜成像的多色濾片陣列、到車載 LiDAR 的窄頻通濾片,這類應用普遍要求極致的光學精密度與半導體 fab-grade 的製程潔淨度。ALD 的次奈米級厚度精度 + Pinhole-free 緻密膜質 + SEMI 標準整合能力,完整對應這類應用的核心需求。與大永 ORBIS 晶圓級光學濺鍍系統互補,提供完整的半導體光學量產解決方案。
02MicroLED 與下一代顯示 MicroLED & Next-Gen Display
MicroLED 是 2025~2030 年最受矚目的下一代顯示技術 —— 從蘋果 Vision Pro、TV 大尺寸 MicroLED 顯示器、車載 MicroLED 儀表、AR 眼鏡微型顯示,到 µLED + QD 量子點色轉換的新世代結構,MicroLED 與其衍生顯示技術正全面挑戰 OLED 的既有市場地位。然而,MicroLED 的製程瓶頸在於晶粒愈微縮、發光效率愈急劇下降的核心痛點 —— 當 LED 從毫米級縮小到微米級,晶粒側壁的損傷比例急劇上升,導致非輻射復合在側壁大量發生,EQE 隨晶粒縮小而崩潰。ALD 的 3D 共形鍍膜能力,是解決這個痛點的不可或缺製程 —— 透過自限制反應在微米級晶粒側壁均勻沉積 Al₂O₃ 鈍化層,修復側壁缺陷、抑制非輻射復合,直接提升 MicroLED 的發光效率與量產良率。台灣為全球 MicroLED 產業重鎮,從上游 LED 磊晶、巨量轉移、面板整合、到驅動 IC 形成完整本土產業鏈,大永 ALD 完整對應台灣 MicroLED 產業的核心鍍膜需求。
03手機鏡頭與消費光學 Smartphone Lens & Consumer Optics
智慧型手機鏡頭模組的進化方向是「大曲率 + 兩面 AR + 鬼影消除」 —— 隨著手機相機朝向更大進光量、更廣視角、更薄模組設計,鏡頭曲率持續加大,使傳統蒸鍍與濺鍍逐漸難以達到完整的兩面 AR 鍍膜覆蓋。ALD 的 3D 共形鍍膜能力,完整解決大曲率鏡頭兩面 AR 的核心挑戰,實現可見光區 0.1% 以下的極低反射率,同時消除「ghost/flare」 鬼影/光暈現象,為消費電子鏡頭提供業界最頂級的光學品質。
04AR/VR Photonic Integration 光波導與光子整合
AR/VR 沉浸式裝置的核心光學元件 —— 光波導(Waveguide)、繞射光學元件(DOE)、Metasurface 超表面、Pancake 微縮光學 —— 是當代精密光學最具挑戰性的應用領域。這類元件的特徵是奈米級立體微結構 + 嚴苛光學精密度 + 量產一致性,完全超出傳統蒸鍍/濺鍍的製程能力範圍。ALD 的次奈米級厚度精度 + 3D 共形鍍膜能力,是解決這類次世代光學挑戰的不可或缺製程。
05生醫光學與精密儀器 Bio-Optics & Precision Instruments
生醫光學儀器(顯微鏡、內視鏡、螢光定量、光譜分析)與精密科學儀器,對光學鍍膜的要求是極致潔淨 + 低應力 + 長期穩定 —— 任何微小的孔洞或應力缺陷都會造成顯微影像的雜訊或測量誤差。ALD 的 Pinhole-free 緻密膜質與低應力(Stress-controlled)特性,提供業界最頂級的光學鍍膜可靠性。低溫製程也對應生醫應用對不改變基材性能的核心要求。