馬薩諸塞大學阿默斯特分校的科學家們推出了一種使用激光和超透鏡對齊芯片層的新方法。據(jù) SciTechDaily 報道，據(jù)稱這項新技術可以達到原子級的精度。這一進步對于下一代工藝技術以及多小芯片 3D 設計的集成可能至關重要。

套刻精度（芯片的一層與底層的精確對準）是當今芯片制造工具最關鍵的功能之一，因為每個帶有邏輯芯片的晶圓都需要由不同的機器執(zhí)行 4,000 多個制造步驟?，F(xiàn)代芯片制造工具主要使用集成到光刻系統(tǒng)中的先進光學計量、對準標記和閉環(huán)控制系統(tǒng)來執(zhí)行套刻作。

然而，現(xiàn)有方法面臨局限性，例如無法同時聚焦寬間距層和約 2 – 2.5nm 的分辨率限制。這些問題在重新聚焦和定位過程中引入了潛在的不準確之處，這對未來的下一代生產(chǎn)節(jié)點和垂直堆疊的多小芯片設計都可能是個問題。

馬薩諸塞大學阿默斯特分校團隊提出的方法涉及將專門設計的同心超透鏡放置在芯片表面。當用激光照射時，這些透鏡會產(chǎn)生全息干涉圖案。通過分析這些模式，研究人員可以確定兩個芯片層的錯位程度，包括所有三個空間軸上的位移方向和精確量。

他們的技術可以檢測小至 0.017nm 的橫向錯位和低至 0.134nm 的垂直偏差。這超過了他們最初的 100nm 精度目標，也超出了光學顯微鏡的分辨率。此外，他們認為該方法可以通過簡化芯片生產(chǎn)和 3D 芯片集成中最復雜的步驟之一來降低制造成本。遺憾的是，目前尚不清楚該設置是否可以與現(xiàn)有的光刻工具、鍵合工具以及硅通孔形成工具集成。否則，該技術將很難在半導體行業(yè)取得進展。

這種激光全息圖技術的影響超出了芯片制造。類似的設置（基本激光源和相機）可以用于測量身體運動。例如，由于壓力或振動引起的表面偏移可以轉換為光信號。這為環(huán)境傳感、工業(yè)監(jiān)測和生物醫(yī)學診斷等應用帶來了機會。