半导体芯片为电子设备处理、存储和传输信息提供动力，这项技术依赖于嵌入芯片中的组件的精确模式。然而，在2D芯片设计已达到其技术潜力的极限，目前3D集成被赋予重任。

在构建3D芯片时，必须将几个2D芯片以极高的精度对齐并堆叠在一起，精度要精确到几十纳米，并且，这种对齐必须从前到后、从侧到侧以及图层之间的垂直距离（称为x、y和z轴）。

图为 对齐方向x、y、z

研究人员之一Amir Arbabi解释，传统的对齐方法是利用显微镜来寻找两层上的标记（通常是角或十字线），并尝试将它们重叠，但不适合制作3D芯片。

“显微镜无法同时清晰地看到两个十字线，因为层与层之间的间隙高达数百微米，而层与层之间重新聚焦的运动会导致芯片发生移动，进一步错位。” 博士生兼论文第一作者 Maryam Ghahremani 说道。

此外，“能够分辨的最小特征由衍射极限决定，约为 200 纳米。” 她补充道。

突破口：Arbabi和他的团队创建的新的方法能够让寻找误差达到0.017纳米（z轴）和0.134纳米（x和y轴）。为了实现这一目标，他们在半导体芯片上嵌入了由同心金属制成的对齐标记。

激光穿越其中投射出的干扰全息图是关键，能够显示芯片是否对齐，以及它们错位的方向和程度。

对于所获成果，Arbabi表示，这将极大缩短半导体开发中的芯片对齐的成本，同时也让一些利用半导体进行创新的小型初创公司获得机会。