반도체 3차원(3D) 측정·검사장비 전문기업 넥센서가 차세대 고대역폭메모리(HBM)의 핵심 공정인 '하이브리드 본딩(Hybrid Bonding)' 라인에 계측장비를 공급했다.
3일 업계에 따르면 넥센서는 메모리 반도체 제조사의 차세대 HBM 하이브리드 본딩 공정라인에 지난달부터 자사 계측장비를 납품 시작했다. HBM 적층 단수가 12단에서 16단 이상으로 높아지면서 공정 난도가 급증하는 가운데, 외산 장비가 독식하던 최선단 계측 시장에서 국산화 물꼬를 텄다는 평가다.
하이브리드 본딩은 D램 칩 사이에 미세한 돌기(솔더 범프)를 넣는 기존 열압착(TC) 본딩과 달리, 범프 없이 구리(Cu) 배선과 절연체를 직접 맞붙이는 차세대 패키징 기술이다. 칩 간격을 대폭 줄여 전체 패키지 두께를 낮추고 데이터 전송 속도와 열 방출 효율을 극대화할 수 있어 6세대(HBM4) 이후 차세대 HBM과 3D 반도체 패키징의 필수 기술로 꼽힌다.
다만 범프라는 완충재 없이 웨이퍼와 칩을 직접 접합해야 하는 만큼, 접합 전 웨이퍼 표면의 나노미터(㎚) 단위 평탄도와 칩 간 정렬 상태가 수율을 좌우한다. 미세한 표면 요철이나 높이 차이만으로도 접합 불량(보이드)이 발생할 수 있어 초정밀 3D 계측 기술의 중요성이 어느 때보다 커지고 있다.
넥센서는 앞서 웨이퍼 레벨 패키지(WLP) 공정에서 임계치수(CD)와 재배선층(RDL)의 선폭·두께·표면 형상 및 적층 정렬 상태를 정밀 측정하는 HBM용 3D 계측장비 'nX-H1'을 개발해 주요 HBM 제조사 라인에 공급하며 기술력을 입증한 바 있다.
여기에 고단 적층과 박막화 과정에서 필연적으로 발생하는 웨이퍼 휨(Warpage) 현상을 정밀 측정하는 수직형 계측장비 'nxMacro' 개발을 마치고 고객사 납품을 준비 중이다. 넥센서는 이번 차세대 하이브리드 본딩 라인 공급을 기점으로 HBM 및 첨단 패키징(Advanced Packaging) 시장 내 점유율을 본격 확대할 방침이다.
넥센서 관계자는 “HBM 적층 구조가 고도화되고 하이브리드 본딩 도입이 가시화될수록 웨이퍼의 평탄도와 형상, 접합 정밀도를 잡아내는 계측 기술이 곧 수율 경쟁력으로 직결된다”며 “반도체 제조사들의 차세대 패키징 공정 요구에 선제적으로 대응하는 맞춤형 계측 솔루션을 지속 선보일 것”이라고 말했다.
이형두 기자 dudu@etnews.com
