SK하이닉스가 고대역폭메모리(HBM) 검사 속도를 향상시킨 장비를 개발, 생산라인에 적용할 계획이다. 기존보다 5배 더 빨라져 HBM 생산성 향상 기여가 주목된다.
SK하이닉스는 반도체 계측·검사 장비 기업 코비스테크놀로지와 차세대 수중초음파탐상장비(C-SAM) 개발에 성공했다. 코비스테크놀로지와 SK하이닉스 D램 계측·검사(MI) 팀이 협업한 이 장비는 지난달 HBM 제조 공정에 본격 도입할 방침이다.
C-SAM은 비파괴 방식으로 초음파를 쏴 사물의 형태와 이상 여부를 파악하는 장비다. HBM 웨이퍼에서 회로 층(레이어) 사이에 들어간 기포 등 이물을 검사하거나 접합(몰딩) 부분의 결함, 미세 균열을 살필 때 쓰인다.
지금까지는 웨이퍼 위에 가로·세로(X·Y 축)로 가상의 선을 그어 검사했다. 웨이퍼 한장당 검사 시간이 1시간씩 걸려 HBM 웨이퍼 전수 검사 걸림돌로 작용했다.
SK하이닉스와 코비스는 '스피닝 스캔' 방식을 새로운 장비에 적용, 검사 속도를 끌어올렸다. 마치 레코드 판(LP)이 돌아가 듯 웨이퍼가 회전하면서 빠르게 결함을 파악할 수 있도록 했다. 이를 통해 검사 시간은 웨이퍼 한장 당 10분 안팎으로 크게 줄였다. 검사 시간을 단축하면 제품 출하를 더 빨리 할 수 있다.
양사의 이번 협업은 외산이 주도하던 C-SAM을 국산화한 점에서도 주목된다. 기존 C-SAM 장비 시장은 미국 소닉스와 소노스캔, 일본 히타치가 장악했다. 특히 HBM 웨이퍼용 C-SAM은 사실상 전량 외산에 의존하는데, 국산 장비가 처음으로 HBM 생산 라인에 활용될 것으로 보인다.
코비스테크놀로지 관계자는 “기존 C-SAM 장비는 고속 검사가 어려워 HBM 웨이퍼 전수 검사가 어려웠다”며 “이번 장비로 HBM 생산성 뿐 아니라 빠르게 수율을 높일 수 있게 됐다”고 밝혔다.
SK하이닉스는 신규 장비의 생산 라인 적용을 확대할 방침이다. 새로 조성 라인인 뿐 아니라 기존 구공정(레거시) 라인의 노후 장비를 점진적으로 교체할 것으로 알려졌다.
코비스테크놀로지는 이번 확보한 C-SAM 기술력을 바탕으로 추가 연구개발(R&D)도 추진하고 있다. 특히 미세 결함을 검사 성능 개선에 집중하고 있다. 올해 상반기 중으로 기존 대비 5분의 1 수준의 미세 결함도 파악하도록 장비를 업그레이드해 신규 출시할 계획이다.
현재 C-SAM 장비로 검사할 수 있는 반도체 웨이퍼 미세 결함은 100~150마이크로미터(㎛) 수준으로, 보다 작은 결함을 확인하게 되면 HBM 수율 개선이 가능하다.
코비스테크놀로지 관계자는 “HBM의 핵심 구성요소인 실리콘관통전극(TSV) 뿐 아니라 향후 적용될 하이브리드 본딩, 3차원(3D) D램 등 다양한 웨이퍼 결함 검사가 가능해 활용처가 늘어날 것”이라고 강조했다.
권동준 기자 djkwon@etnews.com
