雷射全像技術突破！0.017奈米級晶片對準新方案

麻省大學阿默斯特分校的研究團隊在《自然通訊》發表革命性研究，利用雷射與全像技術實現三維晶片堆疊對準，精準度可達驚人的0.017奈米。這項突破不僅能大幅降低2D晶片製造成本，更為3D光電整合晶片發展開啟新紀元。

半導體晶片是現代電子裝置的核心，但傳統2D設計已面臨物理極限。3D堆疊技術被視為未來主流，關鍵挑戰在於多層晶片必須在x、y、z三軸達成奈米級精準對齊。現行顯微鏡對準方法受限於繞射極限（約200奈米），且機械調焦過程容易造成位移誤差。

研究團隊開發的全像對準系統完全無需移動部件，透過在晶片上蝕刻同心超穎透鏡（metalens）作為對準標記。當雷射光穿透雙層標記時，會產生干涉全像圖，電腦可即時判讀位移誤差。實際測試顯示，水平對準精度達0.017奈米（相當於單個原子位移），垂直間距測量精度0.134奈米，遠超預期的100奈米目標。

論文主要作者Maryam Ghahremani博士候選人解釋：「干涉全像能同時顯示對準狀態、偏移方向與具體數值。」資深作者Amir Arbabi教授更強調：「這項技術突破半導體裝置商面臨的高成本對準難題，讓新創公司也能負擔先進製程研發。」

此技術的應用潛力不僅限於晶片製造。研究團隊指出，只要搭配簡單雷射與攝影機，就能開發各類位移感測器，包括壓力（薄膜位移）、振動、溫度與加速度等物理量測量，為微型感測技術開創嶄新可能性。

這項研究獲得美國國家科學基金會支援，相關論文已於2024年10月14日發表，DOI編號10.1038/s41467-024-53219-z。