马萨诸塞大学阿默斯特分校（UMass Amherst）的科学家开发出一种利用激光与超透镜实现芯片层间对准的新方法。据《科技日报》报道，该技术宣称能达到原子级精确度，对下一代工艺技术和多芯片粒三维集成设计具有关键意义。
在当今芯片制造中，覆盖精度——即芯片层与底层结构的精准对齐——是最核心的工艺指标之一。每片逻辑芯片晶圆需经过不同设备执行的4000多道制造工序。现代芯片制造工具主要依赖先进光学计量、对准标记以及光刻系统中的闭环控制系统来实现层间对准。
但现有技术存在明显局限：无法同时聚焦间距过大的多层结构，分辨率也停留在2-2.5纳米水平。这些缺陷会导致重新聚焦和定位时的潜在误差，对下一代制程节点及未来垂直堆叠的多芯片粒设计构成挑战。
研究团队提出的解决方案是在芯片表面放置特制同心圆超透镜。当激光照射时，这些透镜会产生全息干涉图样。通过分析图样特征，研究人员能精确测定两层芯片的错位情况，包括三维空间内的偏移方向与具体数值。
该技术可检测到0.017纳米的横向偏差与0.134纳米的纵向偏差，不仅远超最初设定的100纳米精度目标，更突破了光学显微镜的解析极限。研究团队认为，这种方法能简化芯片生产和三维集成中最复杂的工序环节，从而降低制造成本。不过该技术能否与现有光刻设备、键合工具及硅通孔加工系统兼容尚不明确，这可能影响其在半导体行业的应用前景。
这项激光全息技术的应用不仅限于芯片制造。由基础激光源和摄像头组成的类似装置，还可用于压力或振动导致的表面位移测量，并将其转化为光学信号。这为环境传感、工业监测和生物医学诊断等领域开辟了新的应用可能。
