TW202002313A - 多色的介電質塗層 - Google Patents

Abstract

多色的介電質塗層是使用具有交替折射率的介電材料層交替形成，以使所選波長的光產生反射，從而呈現出不同的顏色。在所選材料層的所選位置蝕刻，可改變蝕刻位置的顏色外觀，從而產生具有多種顏色的塗層。選擇材料層的厚度，使得來自不同高折射率層的反射光的路徑長度差，是該部分塗層所要反射的光波長的整數倍。

Description

多色的介電質塗層

本申請案主張2018年6月14日提交的美國專利臨時申請第62/685,215號和2019年2月20日提交的美國專利申請第16/281,013號的優先權，其公開內容全部納入本案做為參考。

本發明一般涉及光學塗層和裝飾性塗層的技術領域，例如用於電子裝置的多色介電質塗層，以及這種光學塗層的製造技術。

反射鏡的製作方法通常是在透明基板（例如玻璃）的一側上施加金屬塗層。該塗層的一般功能是反射整個可見光譜（即白光）範圍內的光。在一些應用中，必須能夠反射光，但也要保持玻璃的透明度。由於金屬塗層並不透光，因此為了滿足這種需求，會使用介電質塗層，所得到的鏡片通常稱為介電反射鏡或布拉格反射鏡（Bragg mirror）。在製作時通常是將多層的高折射率介電材料層和低折射率介電材料層交替塗加，以產生該塗層。來自不同低折射率層的反射光的路徑長度差，恰好等於該光的半波長，但是從低折射率層到高折射率層的邊界，則存在與高折射率層到低折射率層的邊界相差180度的相移。因此，所有的反射光都是同相。在垂直入射到鏡面的情況下，每個層厚度都是四分之一波長。

通常，介電反射鏡是使用在平板玻璃，以代替標準反射鏡，並實現更複雜的反射鏡應用。請參見，例如，美國專利公開案US 2015/0287957號。介電反射鏡如果從一個方向觀看時，可用於保護隱私，但是如果從另一個方向觀看時，則能夠透視，以實現影像的傳輸，例如傳輸位於鏡子後面的電視所顯示的影像等。參見例如美國專利第9,977,157號。由於可以適當選擇材料層的厚度和材料，以反射不同波長的輻射，因此還建議使用介電反射鏡作為熱屏障。參見例如美國專利公開案US 2014/0083115號。最後，也有建議使用介電反射鏡來隱藏用戶視角中的元素。參見例如美國專利第9,727,178號。

移動設備（例如手機和平板電腦）的設計趨勢是減小厚度，同時還要能呈現整體的外殼。移動設備不能使用加工金屬製作外殼，因為加工金屬會干擾無線傳輸和接收。此外，使用金屬外殼的移動設備也不能無線充電。因此，業者已經開發出一種使用玻璃製造外殼的趨勢，該外殼對電磁輻射為透明。雖然玻璃也可呈現整體外觀，但是作為移動設備的外殼，還需要提供不透明的玻璃外觀，以遮蔽裝置的內部。

以下對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作出基本的說明。發明的簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍。其唯一目的是以簡明的方式呈現本發明的數種概念，作為以下詳細說明的前言。

本發明所公開的實施例實現了玻璃材質有色介電質塗層，從而可向用戶呈現不同的顏色，但同時可遮蔽設備的內部。本發明所公開的一種面向提供用於將多色介電質塗層施予玻璃的方法和系統。所製得的玻璃可使移動設備呈現出吸引人的外觀，但同時對電磁輻射為透明。

在本發明所公開的實施例中，乃是使用以多層交替的介電材料層形成多色介電質塗層，各層介電材料層具有交替的折射率，以使選定波長的光產生反射，從而呈現出不同的顏色。在所選定的材料層的選定位置蝕刻，可以改變蝕刻位置的顏色外觀，從而產生具有多種顏色的塗層。選擇材料層的厚度，使得來自不同高折射率層的反射光的路徑長度差異（path-length difference），成為該塗層經蝕刻處的波長的整數倍。

本發明一個面向涉及一種在移動設備外殼上形成多色介電質塗層的方法，該方法包括：交替沉積高折射率和低折射率的透明介電質塗層的步驟，其中，選用該介電塗層的厚度和層數，以反射選定波長的光，從而顯現為第一顏色；以及在其中至少一個介電質塗層中蝕刻圖案的形狀，從而使該介電質塗層在該圖案的形狀內反射不同波長的光，從而呈現出不同的顏色的步驟。可以在介電質塗層的沉積步驟之間，或者在沉積所有介電質塗層之後執行蝕刻。執行蝕刻時，可以通過將殼體在掩模前面保持固定，並在掩模前面連續輸送殼體，從而產生條紋的圖案形狀，或者使殼體在掩模前面停頓，從而產生重複的圖案形狀。可以通過將掩模放置在提取柵格的一側，並將殼體放置在提取柵格的相對側執行蝕刻，使得掩模位於電漿和提取柵格之間。

根據本發明一個面向，每層材料層是沉積至第一顏色的四分之一波長的厚度。之後蝕刻該沉積層，以產生所需的圖案，該圖案具有第二顏色的四分之一波長的厚度。因此，該方法是首先沉積所有層，使其具有對應於第一顏色的四分之一波長的第一厚度，但是蝕刻時僅部分蝕刻每個材料層，以在該形狀或圖案的位置處，將其厚度減小到第二厚度，其中該第二厚度對應於第二顏色的四分之一波長。

在一般面向上，本發明提供一種用於在基板上形成多色塗層的加工系統，該系統包括：沉積加工部分，具有成對的蒸氣傳輸沉積腔室，並包括配置用以沉積第一折射率介電質塗層的第一腔室，以及用於沉積第二折射率介電質塗層的第二腔室，其中，該第二折射率介電質塗層的折射率低於第一折射率介電質塗層；蝕刻部分，配置用以蝕刻由該沉積加工部分形成的至少一個材料層；緩衝部分，配置用以在該沉積加工部分和該蝕刻部分之間，實現不同的傳輸速度。該系統還可以包括停放站，該停放站配置為使得能夠將該基板的載具停放在真空環境中。

本發明所公開的實施方案包括一種形成多色塗層的方法。該方法包括：提供透明基板；通過多次，交替形成具有第一折射率的第一折射率層和具有第二折射率的第二折射率層，以在該基板上形成多數透明層，該材料層的厚度和層數配置為可產生反射光，該反射光呈現第一種顏色；將該基板傳送到蝕刻腔室，並通過掩模蝕刻其中至少一個透明層，將該蝕刻的深度配置成可產生第二顏色的反射光，其中該第二顏色不同於該第一顏色。第一折射率層和第二折射率層中的每一層的厚度可以設定為第一顏色或第二顏色的波長的四分之一。另一種做法是，將第一和第二折射率層形成為具有對應於第一顏色的四分之一波長的厚度，再蝕刻該第一和第二折射率層，以使其具有對應於第二顏色的四分之一波長的厚度。

以下參照附圖說明本發明的多色的介電質塗層及製作方法的數種實施例。不同的實施例或其組合可以提供在不同的應用中或實現不同的優點。根據所要實現的結果，可以將本說明書所公開的不同技術特徵全部或部分利用，也可以單獨使用或與其他技術特徵結合使用，從而在需求與限制之間，求得平衡的優點。因此，參考不同的實施例可能會突顯特定的優點，但本發明並不限於所公開的實施例。也就是說，本說明書公開的技術特徵並不限於應用在所描述的實施例，而是可以與其他技術特徵「組合和配合」，並結合在其他實施例中。

本發明所公開的實施例包括用於使用介電質透明層形成多色塗層的系統和方法。在本發明的說明書中所稱的「介電質塗層」，是包括以不同折射率的介電質層，交替布置而成，並經配置以反射所選擇的一種或多種波長的光。通過適當選擇材料層的折射率，以及層的厚度和數量，可以調整介電質塗層以反射白光，或只反射選定的波長，使得所施用的物品呈現彩色。例如，如果這些材料層是選擇為因構造而反射600nm波長的光，該物品將呈現黃色；如果這些材料層是配置為因構造而反射700nm波長的光，該物品將呈現紅色，但在兩種情形中，每個材料層本身都是透明。在第一個例子中，每個層的厚度為例如150nm（600nm的四分之一），而在第二個例子中，每個層的厚度可以為175nm。因此，在本發明一個示例中，首先將每個層沉積至175nm的厚度，並且為了產生不同顏色的圖案，可以在圖案區域將每個層蝕刻至150nm的厚度，結果就可以顯示位在紅色背景中的黃色圖案。

上述材料層中的高折射率材料層可以由下列（化學計量和非化學計量）光學膜中的一種，或其組合製成：NbOx、ZrO、Y-ZrO、AlN、SiN、ZrN、TiO、CrO、CrN、CrTiO和CrTiN。而低折射率材料層則可以由以下光學膜中的一種，或其組合製成：SiOx、AlO、SiON、SiAlO。在這種情況下，應該理解的是，所稱的「低折射率」和「高折射率」並不是指定量測量的結果，而是用來表示區分交替材料層的相對折射率。對介電質塗層的說明中，重要的不是折射率的具體值，而是低折射率層的折射率值比高折射率低，且兩者的差距足以實現所需要的光學效果。

根據本發明所公開的實施方案，多色塗層可以在各種結晶或非結晶基板上形成，例如玻璃（包括經處理的玻璃，例如Gorilla Glass），藍寶石和塑料。本發明的塗層特別適用於移動設備的外殼或保護殼。該塗層在該外殼上提供有吸引力的彩色薄膜，而不會產生電／磁場（EMF）干擾，因此不會降低現有移動設備所需的無線傳輸／接收能力，以及無線充電功能。

可以理解的是，形成介電質塗層的所有材料層的厚度和均勻性，對於呈現所需的顏色至關重要。因此，在本發明的實施例中，該介電質塗層是在蒸氣輸送系統中形成。該系統將高折射率材料層和低折射率材料層交替沉積。為了產生多色的外觀，將塗覆的基板傳送到蝕刻腔室中，並且蝕刻塗層的部分，以產生兩種或更多種顏色的圖案。可以通過掩模執行該蝕刻步驟，用來產生期望的圖案。掩模可以放置成與基板接觸，或只接近基板，以便在兩種顏色之間產生清楚的邊界。否則，也可以將掩模放置在距基板一定距離處，以配置成在該基板上，兩種顏色之間產生梯度或漸變的邊界。此外，基板可以相對於掩模靜止或運動，以產生不同的圖案效果。

圖1顯示根據本發明一個實施例的介電質塗層100的橫截面圖。圖中顯示，介電質塗層150是沉積在玻璃基板1上並包括交替的高折射率材料層和低折射率材料層。在圖1中，材料層2，4和6由高折射率介電材料，例如氧化鈮製成，而材料層3和5則是由低折射率的氧化矽製成，所有的材料層都是透明層。雖然在現有技術中，這些層的數量和厚度是配置成反射白光，從而形成介電質的反射鏡，在本發明的該實施例中，是將材料層的數量和厚度配置為因構造而僅反射特定波長λ₁ 的光，從而表現為有色塗層。

圖1A顯示根據本發明另一實施例的介電質塗層100的橫截面圖。在該實施例中，是首先形成根據圖1的實施例的介電質塗層150，從而反射選定波長λ₁ 的光，並呈現為有色塗層。此外，將介電質塗層的一部分100蝕刻到指定的深度，從而產生該塗層的一部分，使其反射不同波長λ₂ 的光，並且表現成與反射波長λ₁ 的光的區域不同的顏色塗層。因此，可以產生多色的介電質塗層。該蝕刻過程可以在不同區域上重複幾次，以達到不同深度，從而產生更多顏色。

圖2顯示手機背面上的圖案的示例。在該示例中，行動電話的背面由玻璃200製成，以使得在行動電話內部能夠收納發送／接收天線，並且能夠進行無線充電。在玻璃的整個表面上形成介電質塗層，以產生背景顏色205，然後使用掩模蝕刻部分塗層，以產生圖案顏色210。在圖2的實施例中，背景顏色205和圖案顏色210之間具有清晰的邊界。這是通過將具有圖案的蝕刻掩模與玻璃200緊密接近或物理接觸來完成。在本專利說明書中，所稱的「緊密接近」是指掩模與基板之間的距離不足以允許蝕刻劑物種充分擴散，而不會引起蝕刻圖案邊界呈現模糊。另一方面，在圖2A中，掩模是放置在距玻璃200一定距離處，使得蝕刻物質有足夠的行進距離進行自然擴散，從而模糊背景顏色205和圖案顏色210之間的邊界，結果形成過渡邊界215。

因此，在一個面向上，本發明提供一種移動設備外殼，該外殼包括：後面板，是由對電磁輻射透明的介電材料製成；多數介電質層，配置在該後面板上，該多數介電質層是由一系列的具有第一折射率的介電質層，和具有第二折射率的介電質層，交替排列構成，其中該第二折射率高於該第一折射率；其中後面板的第一部分具有該多層介電質層中的n層，並配置成反射第一波長的光，且該後面板的第二部分具有該多層介電質層中的m層，並配置成反射第二波長的光。

在另一方面，本發明也提供一種移動設備的外殼，該外殼包括：後面板，由對電磁輻射透明的介電質材料製成；多數介電質層，設置在後面板上，該多數介電質層是由一系列的具有第一折射率的介電質層，和具有第二折射率的介電質層，交替排列構成，其中該第二折射率高於該第一折射率；其中，在該後面板的第一部分中，該多數介電質層各別具有第一波長的四分之一的厚度，且在該後面板的第二部分中，該多數介電質層各別具有第二波長的四分之一的厚度。

以下說明用來實現該多色介電質塗層的多種方法和系統。

圖3顯示根據本發明一個實施例的蝕刻腔室335的截面圖。該蝕刻腔室335附接到傳輸室330的側壁，並通過蝕刻腔室335和傳輸室330之間的窗口328提供蝕刻劑物種。基板300安裝在基板載具315上並在傳輸室330中傳送。傳輸室330保持在真空狀態。當基板300面對窗口328時，基板300會暴露在蝕刻劑中。蝕刻腔室335由真空泵340抽真空，並在其中保持電漿，例如以RF天線345保持電漿。蝕刻劑物種通過提取柵格350，從電漿中提取，並引向基板300。當蝕刻劑物種從柵格350中排出時，會以小角度，例如3％自然擴散，如圖中虛線箭頭所示。

為了在基板上產生圖案，掩模需要阻擋部分蝕刻劑物種到達基板中不需要蝕刻的區域。通常，在現有技術中使用的掩模有時稱為陰影掩模。該掩模是放置待蝕刻的基板上。然而，這種配置方式使得掩模本身也被連續蝕刻。這種結果不符需求，特別是因為從掩模蝕刻出來的顆粒，可能落在基板上，形成使用者容易發現的瑕疵。因此，在圖3的實施例中，掩模355是配置在蝕刻腔室內，位在電漿和提取柵格350之間。以這種配置方式，使掩模355限制提取柵格可以從中提取蝕刻劑物種的區域，從而產生一種圖案。換句話說，在現有技術中，掩模會限制撞擊到基板上的蝕刻劑，但在圖3的實施例中，掩模則是用來限制從電漿的空間提取的蝕刻劑物種。

在圖3的實施例中，可以通過控制基板載具315的傳輸方式來產生不同的圖案。例如，如果要產生對應於圖2A中所示的圖案，可將載具傳輸（例如以滾輪320）到窗口328前面的位置，並在將圖案蝕刻到介電質塗層中時，保持靜止。反之，如果要產生圖3A中所示的條紋，在執行蝕刻工藝的同時，是將載具在窗口328的前面連續移動。此外，圖3B中所示的圖案是通過步進載具而產生。亦即，移動載具一步後，在執行蝕刻時將載具保持在適當位置，然後再移動載具一步，之後靜止，以接受蝕刻製程的方式。可以移動的步數不拘，可根據需要決定。

在圖3的實施例中，來自電源V的電位被施加到提取柵格350。因此，為了停止蝕刻過程，但不熄滅電漿，可以只停止供給提取柵格的電位，但是保持電漿在電漿隔室​​337中。因此，當載具在步驟之間移動時，也停止對柵格施加的電位。

如圖1所示，該介電質塗層包括多數高折射率層和低折射率層。然而，高折射率材料和低折射率材料的沉積材料源相當昂貴。因此，雖然直觀上形成該塗層的方法應該是使該基板移動，經過數量與所需層數一樣的沉積材料源前方，但這種方法並不經濟。而且，這種配置也不靈活，因為這種配置並不能妥適的適應可能需要的圖案的變化。因此，在以下的實施例顯示可以只使用兩個沉積材料源，以形成塗層的柔性架構。該架構只使用一個高折射率沉積材料源和一個低折射率沉積材料源。這種架構操作上非常靈活，使操作員無需更改硬體架構，即可更改所需的塗層的圖案設計和顏色。

因此，本發明一個面向是提供一種用於製造移動設備的後面板的方法。該方法包括：取得由對電磁輻射透明的介電材料製成的板；將該板放置在沉積系統內，並操作該沉積系統，以在該板上沉積多數層，共n層介電質層，該多數介電質層由一系列具有第一折射率的介電質層和具有第二折射率的介電質層交替構成，該第二折射率高於該第一折射率，其中該n層的多數介電質層配置成反射第一波長的光；和傳送該板進入蝕刻腔室並蝕刻該板的部分，使得僅有該多數介電質層中的m層保留在該部分中，該m層介電質層配置成反射第二波的光。

此外，本發明也提供一種用於製造移動裝置的後面板的方法。該方法包括：取得由對電磁輻射透明的介電材料製成的板；將板放置在沉積系統內，並操作該沉積系統，以在該板上沉積多數介電質層，該多數介電質層由一系列具有第一折射率的介電質層和具有第二折射率的介電質層交替構成，該第二折射率高於該第一折射率，其中該多數介電質層中的每一層的厚度是配置成可反射第一波長的光；及將該板輸送到蝕刻腔室中，並蝕刻該板的一部分，使得在該部分中，該多數介電質層的每層的厚度，是配置成可反射第二波長的光。

以上兩種方法中任一種方法中所使用的蝕刻步驟，都可以通過將電位源施加到提取柵格，以從電漿中提取蝕刻劑物種，並將該蝕刻劑物質種加速到該板上來達成。在電漿和提取柵格之間可以插入掩模。

圖4顯示本發明能夠通過蝕刻沉積的介電質塗層，以使物品產生多色外觀的加工系統架構的實施例。為說明便利起見，圖中所顯示的系統400，是顯示成可以加工8個載具；載具按照其進入系統的順序，以41-48表示，但每個載具能夠支撐多個基板。載具在軌道402上行進，並且可以單獨以指定的速度運行。每個載具的運行速度根據其在製程中的位置而變化，將如下所述。

系統400包括輸送室430。輸送室430是以分隔件403分成兩個區段430a和430b。載具在第一區段430a中是在一個方向上行進，在第二區段430b中則在相反方向上行進，如圖中的虛線箭頭所示。轉盤406在傳送室430的兩個區段之間傳送載具。在圖4所示的時點，載具41、42、43和44已完成在第一區段430a中的加工，並且正在第二區段430b中進行加工，而載具45、46、47和48則是在第一區段430a中進行加工。當圖中所示的製程完成時，可以從系統中移除載具41、42、43和44，並且將載具45、46、47和48移動到第一區段430a中。另一方面，可以將載具41、42、43和44移回到第一區段430a，以形成另外的高折射率層，而載具45、46、47和48可以移動到第二區段430b，以形成低折射率層。可以使用交換腔室442執行這種交換。

有一對沉積腔室420和422附接到該傳送室430；腔室420中提供高折射率材料的靶材，而腔室422則提供低折射率材料的靶材。另外還有至少一個蝕刻腔室連接到該傳送室430；在圖4顯示有兩個蝕刻腔室。在圖4的實施例中，所示的載具行進順序是：先到高n沉積腔室420，然後到蝕刻腔室435，接著到低n沉積腔室422，然後到蝕刻腔室436。不過，上述行進順序中，腔室422和436的順序可以互換，使得行進順序變成：高n沉積腔室420，之後蝕刻腔室435，然後是第二蝕刻腔室436，然後是低n沉積腔室422。後者的切換配置尤其適用在蝕刻步驟需要使用比沉積過程更多時間的時候。在這樣的配置中，部分的蝕刻可以在腔室435中完成，然後再在腔室436中完成其餘部分的蝕刻。但也可以在腔室435中蝕刻加工一個載具，而在腔室436中蝕刻加工另一個載具。

在圖4的系統400的架構中，沉積過程是以旁路模式執行。亦即，載具在沉積腔室420和422前面連續運動。然而，取決於所要在基板上蝕刻形成的圖案，該蝕刻製程也可以靜態模式（在蝕刻期間固定載具），而以通過模式或以步進模式執行。操作者可以使用控制器450選擇要使用的模式。然而，由於在執行沉積步驟時不能停止載具的傳送系統，因此在沉積腔室和蝕刻腔室之間提供緩衝區446和448（參見虛線矩形）。在緩衝區446和448中，每個載具可以單獨加速，減速或停止，以等待下一個腔室準備好接受新載具時，加速進入。

例如，當載具41、42、43和44已經加載到系統中時，該載具首先穿過高n沉積腔室420，並在通過模式下沉積第一層。當載具41完成第一層的沉積，該載具就行進到緩衝區446中，加速進入蝕刻腔室435，並開始蝕刻過程。當載具42完成第一層的沉積後，如果載具41仍然處於蝕刻加工中，則載具42會在緩衝區446中停下待命，直到載具41離開腔室435中的蝕刻製程為止。此時載具42可以加速行進，並且進入到蝕刻加工的位置。以這種方式，可以獨立控制每個載具的傳輸速度，以實現由使用者使用控制器450設定的基板加工處理模式，無論是靜態模式，通過模式或步進模式。

此外，在載具41、42、43和44完成高n和低n層的加工之後，如果操作者選擇沉積另一個高n層，則可以將載具41、42、43和44傳送到交換室442中。然後，將載具45、46、47和48移動通過轉盤406，到第二區段430b中。之後可以將載具41、42、43和44傳送回到第一區段430a中。該交換過程可以多次執行，從而形成所需數量的高n和低n層。而且，也可以進行多次交換過程，但省略其中的蝕刻步驟，直到形成多數層，之後才使載具進入蝕刻步驟。因此，從以上說明可以看出，系統400提供一種靈活性，而可形成不限的層數，因此所產生的背景顏色和可以執行的蝕刻類型均不受限。本發明可以提供不同的圖案和顏色。上述所有靈活性都可以由控制器450控制，而無需改變任何硬體，且只需要使用一對沉積腔室和至少一個蝕刻腔室。

圖5顯示本發明另一個實施例的系統圖。圖5的實施例是使用旋轉傳輸區段和直線傳輸區段，組合而成的混合架構。該實施例的一個有利特徵是，該系統允許操作者決定通過沉積和／或蝕刻站的次數，藉此達成可由操作員決定實現不同的圖案。在本實施例中，基板保留在旋轉傳送區段中的時間越長，在基板上形成的材料層的層數越多，藉此可以改變基板的顏色外觀。

圖5顯示本發明另一實施例。本實施例能夠實現所需的可程式控制沉積和蝕刻步驟，故可實現不同顏色和不同圖案。在圖5的實施例中，旋轉傳輸沉積腔室501經由緩衝室502連接到直線傳輸蝕刻腔室503。沉積腔室501具有轉盤507，載具安裝在轉盤507上並且旋轉，如圖中箭頭所示。兩個沉積腔室520和522以相反的朝向附著到沉積腔室501。因此，當一個載具面對沉積腔室520時，會有另一個載具面向另一個沉積腔室522。當轉盤旋轉時，基板以連續的方式暴露於沉積腔室，以交替沉積具有不同折射率的介電質層。只要基板還保留在腔室501內，沉積層的數量就會增加。

當需要蝕刻載具上的基板時，將載具移動到緩衝室502中，然後移動到蝕刻腔室503。蝕刻腔室503是直線傳輸加工腔室，意指載具是在直線軌道上傳輸。其傳輸方式與沈積腔室不同；在沈積腔室載具是在轉盤上旋轉。因此，在圖5的系統中，載具經歷旋轉傳輸和直線傳輸。旋轉傳輸有利於沉積，因為基板必須連續移動到沉積源的前面，以確保在基板上均勻沉積。反之，使用直線傳輸則是有益於能夠選擇在靜態模式，通過模式或步進模式下進行蝕刻的靈活性。因此，圖5的這種混合傳輸模式優於僅使用一種傳輸模式的現有技術系統。

一種任選的設計是在直線傳輸蝕刻腔室503的端部設置轉盤506，以便能夠在蝕刻裝置535和536之間交換基板。作為另外一種選擇，或作為附加的選擇，也可以添加類似於圖4的腔室442的交換腔室，用來提供與圖4的實施例中相同的功能。如果使用控制器550，操作員就可以設定基板在轉移到直線傳輸蝕刻腔室503進行蝕刻之前，需要經歷的轉盤轉動圈數。

因此，在一個面向上，本發明提供一種系統，用於製造移動設備所使用的多色後面板。該系統包括：可真空密封的傳輸腔室，具有傳輸機構，配置用於傳輸玻璃板；第一濺射腔室，附接在該可密封的傳輸腔室，並提供由具有第一折射率的第一介電材料製成的濺射靶材；第二濺射腔室，附接在該可密封的傳輸腔室，並提供由具有第二折射率的第二介電材料製成的濺射靶材；蝕刻腔室，安裝在該可密封的傳輸腔室，並具有電漿隔室和提取柵格組件，該提取柵格組件配置成可從電漿中提取蝕刻劑物種，並加速該蝕刻劑物種，使其通過形成在該可密封的傳輸腔室中的窗口。

順便提及，圖中的轉盤507顯示成具有大致為圓形的形狀，並且以大致為圓周的運動旋轉。然而，該轉盤和其旋轉軌跡也可以是橢圓形，長橢圓形，細長橢圓形等形狀。因此，所謂的「轉盤」和「轉動」應該包含這些結構。圖6中提供這類設計的示例。

圖6顯示本發明利用細長橢圓形轉盤的實施例。這種細長橢圓形有時也稱為跑道形狀。圖6的實施例特別適用於每個沉積步驟之後都是蝕刻步驟的加工方法。沉積腔室和蝕刻腔室的數量都可以根據製程流程所需改變。在該特定示例中，兩個高折射率濺射腔室620a和620b串接定位，一個緊接著另一個。與此類似，兩個低折射率濺射腔室622a和622b也串聯接，一個緊接著另一個。在高折射率濺射腔室620b之後立即跟隨兩個蝕刻腔室635a和635b。與此類似，在低折射率濺射腔室622b之後立即跟隨兩個蝕刻腔室636a和636b。該實施例還包括三個無配置腔室650a-650c，可以用作緩衝腔室，以使所有腔室中的過程同步，或者作為空腔室，以在製程改變時可以添加沉積和／或蝕刻腔室，用來例如創造不同的顏色，或提供更多的顏色。此外，系統也提供預清潔室655，以在開始沉積高折射率材料之前清潔基板。所有以上所述的腔室都圍繞轉盤607佈置，轉盤607以跑道的方式在腔室之間轉移基板或基板載具。

在圖6所示的實施例中，基板是從同一側進入和離開系統。這種設計使得工廠自動化更容易達成。基板通過裝載站660a進入系統的真空環境，並從此進入高真空封閉662a。基板或基板載具在高真空封閉裝載到轉盤607上。反之，將基板從系統的真空環境中移除時，基板或基板載具是從轉盤607卸載，並進入高真空封閉662b。在該區段將基板移動到卸載站660b，然後離開系統。裝載、卸載站與真空封閉之間是以閘閥隔離。

一種任選的做法是提供轉盤506，該轉盤506配置成可將基板載具轉移到可選用的備用蝕刻腔室637a及／或637b，和／或可選用的叢集分析室638a及／或638b。以實現更具模塊化特性的系統。叢集分析室638a及／或638b可以配備例如用於測量沉積層的厚度的計量工具。

在本發明的實施例中，該介電質層是由金屬氧化物，氮化物或氧氮化物形成。適用的實例包括：YsZ、Al_x O_y 、AlN、Si_x N_y 、AlSiO和SiON。在本發明一些實施例中，是使用離子束輔助沉積（IBAD）形成各個材料層，所使用的靶材是由待沉積的金屬製成，並且在沉積期間離子注入氧或氮。因此，濺射步驟是以金屬模式（也稱為Metamode）執行，其中靶材通常是以氬離子，以金屬（非氧化的）的形式濺射，並且使用氧或氮離子束轟擊沉積的金屬，將在基板上形成的非常薄的膜（通常約1nm）轉變成氧化物或氮化物。例如，濺射靶材可以由純矽或鋁製成，而離子束包括O₂ 或N₂ ，含或不含氬，以形成SiO、SiN、AlO等材料層。另外，在優選的實施例中，離子電流對原子到達率的比例小於0.5，且離子的勢能不高於600eV。

在本發明一些實施方案中，可以通過使材料合金化來改變任何材料層的折射率。例如，MgO可用於合金化高折射率材料如ZrOx，或低折射率材料如AlOx。合金化可以通過添加約8-10％的MgO來完成，可以降低該層的結晶溫度。在本發明另一個實例中，使用約10-12％的鉻與鈦形成合金，以改善韌性。銳鈦礦是二氧化鈦三種礦物形式中的一種，具有2.4的高折射率，但硬度低，因此是合金化的良好候選物。鈦本身可用作合金用劑，用來改變折射率。鉭可以作為合金用劑，用來改變高折射率材料的性能，而硼是另一種合金用劑，用來改變低折射率材料的性能。

應當理解的是，本說明書所描述的程序和技術並非必然與任何特定裝置相關，並且可以通過各種元件的任何合適的組合來實現。此外，可以根據本說明書的教導，使用各種類型的通用設備達成本發明。本發明已經根據具體的實施例描述如上，但說明內容無論如何都只是在說明，而不是用來限制本發明。本領域技術人員都可理解，許多不同的組合方式都可適用於實施本發明。

此外，只要閱讀本件專利說明書並實踐說明書所記載的發明，本發明的其他實施方式對於此行業人士即屬顯而易見，而能推知。所述的實施例中的各種面向及／或元件可以單獨使用，也可以任何組合方式使用。因此，本專利說明書及其實施例的說明，目的僅是示例，不得用以限制本發明之範圍。本發明的真實範圍應由以下的申請專利範圍所規範。

2、4、6‧‧‧高折射率介電材料層 3、5‧‧‧低折射率介電材料層 41、42、43、 44、45、46、47、48‧‧‧載具 100‧‧‧介電質塗層 150‧‧‧介電質塗層 200‧‧‧玻璃 205‧‧‧背景顏色 210‧‧‧圖案顏色 215‧‧‧過渡邊界 300‧‧‧基板 315‧‧‧基板載具 320‧‧‧滾輪 328‧‧‧窗口 330‧‧‧傳輸室 335‧‧‧蝕刻腔室 340‧‧‧真空泵 345‧‧‧RF天線 350‧‧‧提取柵格 355‧‧‧掩模 400‧‧‧系統 402‧‧‧軌道 403‧‧‧分隔件 406‧‧‧轉盤 420、422‧‧‧沉積腔室 430‧‧‧輸送室 430a‧‧‧第一區段 430b‧‧‧第二區段 435‧‧‧蝕刻腔室 436‧‧‧蝕刻腔室 442‧‧‧交換室 446、448‧‧‧緩衝區 450‧‧‧控制器 501‧‧‧沉積腔室 502‧‧‧緩衝室 503‧‧‧直線傳輸蝕刻區段 506‧‧‧轉盤 507‧‧‧轉盤 520、522‧‧‧沉積材料源 520、522‧‧‧沉積腔室 535、536‧‧‧蝕刻裝置 607‧‧‧轉盤 620a、620b‧‧‧高折射率濺射腔室 622a、622b‧‧‧低折射率濺射腔室 635a、635b‧‧‧蝕刻腔室 636a、636b‧‧‧蝕刻腔室 637a、637b‧‧‧蝕刻腔室 638a、638b‧‧‧叢集分析室 650a-650c‧‧‧無配置腔室 655‧‧‧預清潔室 662a‧‧‧高真空封閉 662b‧‧‧高真空封閉 660a‧‧‧裝載站 660b‧‧‧卸載站

本發明的其他技術特徵和面向可由以下詳細說明，並參考所附圖式更形清楚。應該理解的是，詳細說明和附圖都是在提供由所附申請專利範圍所限定的本發明各種實施例的各種非限制性示例。

所附的圖式納入本專利說明書中，並成為其一部份，是用來例示本發明的實施例，並與本案的說明內容共同用來說明及展示本發明的原理。圖式的目的旨在以圖型方式例示本發明實施例的主要特徵。圖式並不是用來顯示實際上的範例的全部特徵，也不是用來表示其中各個元件之相對尺寸，或其比例。

［圖1］顯示介電質塗層疊層，配置成可反射選定波長的光，因此會呈現一種選定的顏色，而圖1A顯示本發明一種實施例，其中部分塗層已經蝕刻，以產生第二波長的反射，從而使整體提供多種顏色的外觀。 ［圖2］顯示一個移動設備外殼，該外殼具有經蝕刻的圖案，呈現出雙色的塗層。［圖2A］顯示與圖2中相同的塗層，但在蝕刻期間殼體是定位在距蝕刻掩模一定距離處，因此在背景和蝕刻圖案之間產生褪色或過渡性的邊界。 ［圖3］顯示根據本發明一個實施例的蝕刻腔室的橫截面圖，其中掩模位於提取柵格的一側，且基板位於提取柵格的相對側，因此掩模是位於電漿和提取柵格的中間。 ［圖3A］和［圖3B］顯示移動設備的外殼，該外殼已經塗有介電質塗層，然後經過蝕刻以產生圖案的形狀。其中，圖3A顯示在掩模前面連續輸送殼體，從而產生的條紋的圖案形狀，而圖3B顯示使殼體在掩模前面停頓，從而產生重複的圖案形狀。 ［圖4］顯示本發明實施例，用於在基板上產生多色介電質塗層的系統的系統圖。 ［圖5］顯示本發明另一種實施例，用於形成光學塗層的系統的系統圖。 ［圖6］顯示本發明利用橢圓形轉盤的實施例。

41、42、43、44、45、46、47、48‧‧‧載具

400‧‧‧系統

402‧‧‧軌道

403‧‧‧分隔件

406‧‧‧轉盤

420、422‧‧‧沉積腔室

430‧‧‧輸送室

430a‧‧‧第一區段

430b‧‧‧第二區段

435‧‧‧蝕刻腔室

436‧‧‧蝕刻腔室

442‧‧‧交換室

446、448‧‧‧緩衝區

450‧‧‧控制器

Claims (20)

1. 一種移動設備外殼，包括： 後面板，由對電磁輻射透明的介電材料製成； 多數介電質層，設置在該後面板上，該多數介電質層是由一系列的具有第一折射率的介電質層，和具有第二折射率的介電質層，交錯排列構成，其中該第二折射率高於該第一折射率； 其中，該後面板的第一部分具有該多層介電質層中的n層，並配置成可反射第一波長的光，且該後面板的第二部分具有該多層介電質層中的m層，並配置成可反射第二波長的光。
2. 如請求項1所述的移動設備外殼，其中該多數介電質層中的每一層，本身對整個光學波長範圍為透明。
3. 如請求項1所述的移動設備外殼，其中，該多數介電質層的厚度經選擇，以使來自不同第二折射率層的反射光的路徑長度差，為該第一或第二波長的整數倍。
4. 如請求項1所述的移動設備外殼，其中，該第一和第二部分之間具有清楚的邊界，使得在該邊界處僅反射該第一和第二波長的光。
5. 如請求項1所述的移動設備外殼，其中，該第一和第二部分之間具有過渡的邊界，使得在該邊界處除了第一和第二波長之外，尚反射其他波長的光。
6. 一種製造移動設備後面板的方法，包括： 取得由對電磁輻射透明的介電材料製成的板； 將該板放置在沉積系統內，並操作該沉積系統，以在該板上沉積多數層，共n層介電質層，該多數介電質層由一系列具有第一折射率的介電質層和具有第二折射率的介電質層交替構成，該第二折射率高於該第一折射率，其中該n層的多數介電質層配置成可反射第一波長的光；和 傳送該板進入蝕刻腔室並蝕刻該板的一部分，使得僅有該多數介電質層中的m層保留在該部分中，該m層介電質層配置成可反射第二波長的光。
7. 如請求項6所述的方法，其中，蝕刻該板的一部分的步驟包括放置掩模，從而僅將該部分暴露於蝕刻劑物種的步驟。
8. 如請求項7所述的方法，其中，放置掩模的步驟包括將該掩模放置在該蝕刻腔室的電漿區域與該蝕刻腔室的提取柵格之間。
9. 如請求項7所述的方法，其中，放置掩模的步驟包括將該掩模放置成與該板接觸。
10. 如請求項7所述的方法，其中，蝕刻該版的一部分的步驟包括在從該蝕刻腔室的電漿區域提取蝕刻劑物種時，連續移動該板的步驟。
11. 如請求項7所述的方法，其中，蝕刻該版的一部分的步驟包括在從該蝕刻腔室的電漿區域提取蝕刻劑物種時，保持該板靜止的步驟。
12. 如請求項7所述的方法，其中，蝕刻該版的一部分的步驟包括在從該蝕刻腔室的電漿區域提取蝕刻劑物種時，步進移動該板的步驟。
13. 如請求項6所述的方法，其中，操作該沉積系統的步驟包括在沉積該介電質層的同時，連續移動該板的步驟。
14. 如請求項6所述的方法，其中，操作該沉積系統的步驟包括在由該第一介電材料製成的第一靶材的前面，和在由該第二介電材料製成的第二靶材的前面，兩者之間交替移動該板。
15. 一種用於製造移動設備的多色後面板的系統，包括： 可真空密封的傳輸腔室，具有傳輸機構，配置用於傳輸玻璃板； 第一濺射腔室，附接在該可密封的傳輸腔室，並提供由具有第一折射率的第一介電材料製成的濺射靶材； 第二濺射腔室，附接在該可密封的傳輸腔室，並提供由具有第二折射率的第二介電材料製成的濺射靶材；及 蝕刻腔室，安裝在該可密封的傳輸腔室，並具有電漿隔室和提取柵格組件，該提取柵格組件配置成可從電漿中提取蝕刻劑物種，並加速該蝕刻劑物種，使其通過形成在該可密封的傳輸腔室中的窗口。
16. 如請求項15所述的系統，其中，該傳輸機構包括轉盤，該轉盤配置成以旋轉運動傳送該玻璃板，使該玻璃板交替面對該第一濺射腔室和該第二濺射腔室。
17. 如請求項16所述的系統，其中，該傳輸機構還包括直線傳輸區段，配置成以直線運送該玻璃板，從該轉盤傳送至該蝕刻腔室。
18. 如請求項15所述的系統，另包括停放站，該停放站配置成可容納多數玻璃板。
19. 如請求項15所述的系統，其中，該傳輸機構包括彼此相鄰配置的兩組直線傳送軌道，該直線傳送軌道中的第一組配置成可將該玻璃板傳送到該第一濺射腔室，且該第二組直線傳送軌道配置成可將該玻璃板傳送到該第二濺射腔室，且該傳輸機構還包括轉盤，該轉盤配置成可在該第一和第二直線傳送軌道之間交換玻璃板。
20. 如請求項19所述的系統，其中，該傳輸機構還包括多個玻璃板載具，該多個玻璃板載具配置成可在該兩組直線傳送軌道上傳送玻璃板。

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