本技術涉及光電和微納加工，具體而言，涉及一種超表面結構加工方法、超表面結構。
背景技術：
1、雙層超表面根據微結構組合方式可分為堆疊式、嵌入式和自支撐式三類。然而，現有方案在性能與制造層面均存在明顯限制。
2、堆疊式與嵌入式結構易引入菲涅爾損耗、雜散耦合和諧振干擾，導致光學效率降低。相比之下，自支撐式雙層超表面在可見光波段能夠有效避免上述問題，但其加工工藝嚴重依賴電子束直寫技術—該方法雖然精度高，卻存在效率低、成本高昂的缺點，難以實現規模化生產。同時，該結構依賴原子層沉積技術進行材料生長，導致可選材料體系受限，加工適用范圍目前主要集中在可見光波段。
3、因此，目前缺乏能夠實現批量化、高效率、低成本且能用于不同波段的自支撐式雙層超表面的加工方案。
技術實現思路
1、本技術實施例的目的在于提供一種超表面結構加工方法、超表面結構，用以通過基于掩膜的并行圖形化工藝和薄膜沉積工藝實現批量加工，從而解決效率和普適性的問題。
2、第一方面，本技術實施例提供一種超表面結構加工方法，該方法包括：提供包括套刻對準標記的基底層；通過薄膜沉積工藝，在基底層上沉積與超表面結構的工作波長相匹配的第一目標介質材料，形成第一介質材料層；通過基于掩膜的并行圖形化工藝和刻蝕工藝，基于第一介質材料層形成超表面結構的第一超表面結構層；對第一超表面結構層進行填充，并通過薄膜沉積工藝，在填充后的第一超表面結構層上，沉積與超表面結構的工作波長相匹配的第二目標介質材料，形成第二介質材料層；基于套刻對準標記進行對準，并根據第二介質材料層形成與第一超表面結構層相對準的第二超表面結構層。
3、本技術實施例中，通過利用基底層的套刻對準標記，提供了高性能雙層超表面結構的工藝保障。通過薄膜沉積工藝來沉積與超表面結構的工作波長相匹配的目標介質材料，在這個過程中，通過超表面結構的工作波長來確定薄膜沉積工藝以及目標介質材料，拓展了材料體系，增強了波段普適性。通過基于掩膜的并行圖形化工藝和刻蝕工藝來形成第一超表面結構層，由于可以通過掩膜的并行圖形化工藝并行生成多個圖形，通過刻蝕工藝將掩膜的圖形刻蝕在目標介質材料上，并行處理方式極大提高了加工效率。從而解決了效率和普適性的問題。
4、在一些實施例中，其中，基于掩膜的并行圖形化工藝包括深紫外光刻方法；刻蝕工藝包括感應耦合等離子體刻蝕方法；通過基于掩膜的并行圖形化工藝和刻蝕工藝，基于第一介質材料層形成超表面結構的第一超表面結構層，包括：在第一介質材料層上旋涂光刻膠，形成光刻膠層；基于預設的掩模版，利用深紫外光刻方法對光刻膠層進行曝光和顯影，獲得顯影后的光刻膠圖形；利用感應耦合等離子體刻蝕方法，基于光刻膠圖形對第一介質材料層進行刻蝕，形成超表面結構的第一超表面結構層。
5、本技術實施例中，通過利用深紫外光刻方法，基于預設的掩模版對光刻膠層進行曝光和顯影，由于深紫外光刻方法能夠一次性將掩模版上的圖形投影到光刻膠層上，并且能夠確保圖形保真度和均勻性，實現了低成本、大規模制造的目的。通過感應耦合等離子體刻蝕方法對光刻膠圖形進行刻蝕，不僅實現高速高質量刻蝕，還極大減少了光學散射損耗。在這個過程中，通過結合深紫外光刻方法和感應耦合等離子體刻蝕方法形成超表面結構的第一超表面結構層，提高了加工效率和產品性能。
6、在一些實施例中，其中，薄膜沉積工藝包括等離子體增強化學氣相沉積方法和磁控濺射方法；通過薄膜沉積工藝，在基底層上沉積與超表面結構的工作波長相匹配的第一目標介質材料，形成第一介質材料層，包括：利用等離子體增強化學氣相沉積方法，在基底層上沉積與超表面結構的工作波長相匹配的第一目標介質材料，獲得第一基礎介質層；利用磁控濺射方法，在第一基礎介質層上沉積預設厚度的掩模層，以形成第一介質材料層。
7、本技術實施例中，通過利用等離子體增強化學氣相沉積方法在基底層上沉積與超表面結構的工作波長相匹配的第一目標介質材料，利用磁控濺射方法，在第一基礎介質層上沉積預設厚度的掩模層，使得可以根據目標波段自由選擇介質材料，拓展了材料體系，增強了波段普適性。并且，通過結合等離子體增強化學氣相沉積方法和磁控濺射方法形成第一介質材料層，提高了薄膜的質量，為超表面結構的高性能奠定基礎。
8、在一些實施例中，利用感應耦合等離子體刻蝕方法，基于光刻膠圖形對第一介質材料層進行刻蝕，形成超表面結構的第一超表面結構層，包括：利用感應耦合等離子體刻蝕方法，基于光刻膠圖形，對掩模層進行刻蝕，獲得圖形化的掩模層；利用感應耦合等離子體刻蝕方法，基于圖像化的掩模層，按預設刻蝕厚度對第一基礎介質層進行刻蝕，并去除圖形化的掩模層，形成超表面結構的第一超表面結構層。
9、本技術實施例中，通過感應耦合等離子體刻蝕方法，基于光刻膠圖形，對掩模層進行刻蝕，獲得圖形化的掩模層，并基于圖像化的掩模層，按預設刻蝕厚度對第一基礎介質層進行刻蝕，并去除圖形化的掩模層，形成超表面結構的第一超表面結構層，不僅實現高速高質量刻蝕，還極大減少了光學散射損耗。提高了加工效率和產品性能。
10、在一些實施例中，對第一超表面結構層進行填充，并通過薄膜沉積工藝，在填充后的第一超表面結構層上，沉積與超表面結構的工作波長相匹配的第二目標介質材料，形成第二介質材料層，包括：采用旋涂工藝在基底層上旋涂一層填充層；其中，填充層覆蓋第一超表面結構層；利用刻蝕工藝對填充層的多余部分進行去除；其中，去除后的填充層的厚度小于或等于第一超表面結構層的厚度；通過薄膜沉積工藝，在去除后的填充層上，沉積與超表面結構的工作波長相匹配的第二目標介質材料，形成第二介質材料層。
11、本技術實施例中，通過材料填充第一超表面結構層，并通過刻蝕工藝使填充層的厚度小于或等于第一超表面結構層，使填充層作為第一超表面結構層的保護層和第二超表面結構層加工的支撐層，確保了加工過程的執行。并且填充層的厚度小于或等于第一超表面結構層，使第一超表面結構層頂部與第二超表面結構層的底部直接接觸，下層微結構能夠支撐上層微結構，實現高性能的雙層微結構。
12、在一些實施例中，在基于套刻對準標記進行對準，并根據第二介質材料層上形成與第一超表面結構層相對準的第二超表面結構層之后，方法還包括：利用刻蝕工藝對去除后的填充層進行去除，以基于第一超表面結構層和第二超表面結構層形成超表面結構。
13、本技術實施例中，在形成第二超表面結構層后，利用刻蝕工藝將填充層進行去除，生成最終的超表面結構。在這個過程中，刻蝕工藝能夠準確控制殘留間隙的尺寸，且可以高速、均勻、徹底地去除填充層材料，從而提高超表面結構的加工效率和性能。
14、在一些實施例中，其中，填充層利用厚光刻膠形成。
15、本技術實施例中，厚光刻膠作為臨時填充物，具備工藝簡單、成本低、填充性好、平面化好的特點，從而實現批量化、低成本的目標。且能夠有效被刻蝕工藝進行去除，提高了超表面結構的加工效率和性能。
16、第二方面，本技術實施例提供一種超表面結構，該超表面結構包括基底層、第一超表面結構層和第二超表面結構層；第一超表面結構層位于基底層的上表面，第二超表面結構層位于第一超表面結構層的上表面；其中，第一超表面結構層和第二超表面結構層的制備方式包括：通過基底層的套刻對準標記進行對準。
17、本技術實施例中，通過利用基底層的套刻對準標記制備生成包括兩層超表面結構的雙層超表面，提高了產品質量。
18、在一些實施例中，第一超表面結構層和第二超表面結構層的材質包括氮化硅、二氧化鈦、氮化鎵或硅；基底層的材質包括石英、藍寶石或硅片。
19、本技術實施例中，提供了多種材料選型，增強了波段普適性，從而提高加工方法的普適性。
20、在一些實施例中，超表面結構通過第一方面任意一個實施例的超表面結構加工方法制備。
21、本技術實施例中，通過上述超表面結構加工方法制備超表面結構，提高了加工效率和產品質量。
22、本技術的其他特征和優點將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本技術實施例了解。