Teknologi Holografik Baru: Penyelarasan Chip 3D Akurat hingga 0,017nm

Metode Holografik Baru untuk Penyelarasan Chip 3D dengan Presisi Nanometer

Sebuah tim ilmuwan dari University of Massachusetts Amherst telah mengembangkan pendekatan optik baru untuk menyelaraskan chip semikonduktor 3D dengan tingkat presisi yang belum pernah dicapai sebelumnya. Teknologi ini menggunakan laser dan hologram untuk mendeteksi pergeseran hingga 0,017 nanometer — setara dengan skala atom.

Terobosan dalam Penyelarasan Struktur Mikroelektronik

Penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications ini memperkenalkan metode optik sebagai alternatif dari teknik mikroskopis tradisional. Sistem ini dapat mengurangi biaya manufaktur chip modern dan membuka jalan bagi pengembangan teknologi sensor berukuran kecil dan sangat presisi.

Chip 3D terdiri dari beberapa lapisan yang saling terhubung. Untuk menyelaraskan lapisan-lapisan ini, dibutuhkan akurasi ekstrem di sepanjang sumbu x, y, dan z. Namun, teknik konvensional berbasis mikroskop tidak dapat fokus pada dua lapisan yang berbeda secara bersamaan, sehingga penyelarasan sering kali tidak akurat.

Menurut Dr. Amir Arbabi, dosen teknik elektro di UMass Amherst, teknik visual konvensional tidak cocok untuk struktur multilapis karena batas difraksi dan ketidakmampuan mikroskop untuk fokus ganda.

Teknologi Metalensa dan Gambar Holografik

Solusi yang ditawarkan tim ini sepenuhnya berbasis optik dan tidak melibatkan komponen mekanik. Mereka mengintegrasikan metalensa konsentris ke dalam chip. Ketika chip disinari laser, lensa ini menghasilkan gambar holografik. Gambar dari dua chip yang berinterferensi akan menunjukkan arah dan besar pergeseran secara langsung.

“Bayangkan Anda dapat melihat pergeseran antara dua objek di tingkat atom. Itulah presisi yang kami capai,” jelas Arbabi. Sistem ini mampu mencapai presisi hingga 0,017 nm pada sumbu x dan y, serta 0,134 nm pada sumbu z.

Aplikasi Lebih Luas dalam Sensor Presisi

Penulis utama penelitian ini, Maryam Gahremani, menyebutkan bahwa metode konvensional dibatasi oleh batas difraksi sekitar 200 nm — terlalu besar untuk kebutuhan masa kini.

Selain untuk manufaktur chip, teknologi ini bisa digunakan dalam pengembangan sensor presisi tinggi. Karena banyak parameter fisik dapat dikonversi menjadi pergeseran kecil, kombinasi sederhana antara laser dan kamera cukup untuk membuat sensor tekanan, getaran, panas, dan lainnya.

Arbabi menambahkan, “Banyak perusahaan menghabiskan jutaan dolar untuk peralatan penyelarasan. Metode kami bisa menjadi alternatif biaya rendah yang sangat ideal untuk startup.”