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웨이퍼 한 장이 공정 중에 얼마나 휘었는지, 표면이 얼마나 고른지를 재는 장비가 있다. 스페인 스타트업 우프틱스(Wooptix)가 만든 이 계측 장비가 이제 한국 반도체 기업의 공장 안으로 들어왔다. 우프틱스는 최근 국내 한 반도체 기업에 연구용(Lab) 시스템을 설치해 기술 검증과 협력을 시작했다. 협력 기업과 범위는 공개되지 않았다. 삼성을 비롯해 인텔, 도쿄일렉트론(TEL) 등이 투자한 회사라는 점이 눈길을 끈다.
Hay un equipo que mide cuánto se curva una oblea durante el proceso de fabricación y lo uniforme que es su superficie. Ese equipo, desarrollado por la startup española Wooptix, acaba de llegar a las instalaciones de una empresa surcoreana de semiconductores. Wooptix ha instalado recientemente en una empresa nacional del sector un sistema de investigación (Lab) para validar la tecnología y empezar a colaborar. Los socios y el alcance del acuerdo no se han hecho públicos. Entre los inversores de la compañía figuran Samsung, Intel y Tokyo Electron (TEL), un dato que llama la atención.
웨이퍼 계측은 반도체 생산의 눈과 같다. 회로를 겹겹이 쌓는 공정 중에 원판이 조금이라도 휘거나 응력이 쏠리면, 그 위의 칩들이 불량이 되기 쉽다. 그동안 이 시장은 미국 KLA가 압도적인 점유율로 독주해 왔다. KLA 장비는 양산 라인에서 오래 검증된 안정성, 앞면과 뒷면을 동시에 재는 능력, 두께 정보까지 담는 종합 계측, 공장 공정 제어와의 연계에서 강점을 갖는다. 국내 기업 입장에서는 핵심 계측을 KLA 한 곳에 기대는 구조였다. 그래서 다른 공급처가 등장하는 것 자체가 의미를 갖는다.
La metrología de obleas es el ojo de la producción de semiconductores. Si la lámina se curva o la tensión se concentra mientras se apilan los circuitos, los chips que hay encima tienen más probabilidades de salir defectuosos. Hasta ahora, este mercado ha estado dominado de forma abrumadora por la estadounidense KLA. Los equipos de KLA destacan por su estabilidad, probada durante años en líneas de producción en masa, por su capacidad para medir la cara frontal y la trasera al mismo tiempo, por su metrología integral que también recoge información sobre el grosor y por su integración con el control de procesos de la fábrica. Para las empresas surcoreanas, esto significaba depender de un único proveedor para una medición clave. Por eso, la aparición de otro proveedor tiene en sí misma un gran significado.
우프틱스의 기술은 '파면 위상 이미징(WFPI)'이라는 방식이다. 빛의 파면이 웨이퍼 표면에서 어떻게 변하는지를 읽어, 형상과 휨, 나노토포그래피, 스트레스를 한 번에 잰다. 핵심은 단일 샷으로 웨이퍼 전체를 측정한다는 점이다. 진동에 덜 민감하고, 패턴이나 산화막이 이미 올라간 '중반 공정' 이후의 웨이퍼에서도 측정할 수 있다고 회사는 강조한다. 빠른 속도와 정밀도가 이 회사가 내세우는 강점이다. 다만 이는 회사와 보도가 전하는 특성이며, 독립 기관이 양산 환경에서 KLA와 나란히 비교한 결과는 아직 확인되지 않았다.
La tecnología de Wooptix se basa en un método llamado «imagen de frente de onda (WFPI)». Analiza cómo cambia el frente de onda de la luz al reflejarse en la superficie de la oblea y, a partir de ello, mide a la vez la forma, la curvatura, la nanotopografía y la tensión. Su punto clave es que mide la oblea completa de una sola toma. Según la compañía, es menos sensible a las vibraciones y puede medir obleas en etapas intermedias del proceso, cuando ya tienen patrones o una capa de óxido. La velocidad y la precisión son las principales bazas que destaca la empresa. Sin embargo, se trata de características que la compañía y la prensa describen, y todavía no se ha comprobado con una evaluación independiente en entornos de producción en masa, comparada directamente con KLA.
그래서 이 기술이 가장 빛날 곳은 첨단 패키징이다. 고대역폭메모리(HBM)처럼 칩을 수직으로 쌓아 올리는 제품에서는 층 사이에 생기는 미세한 빈 공간(보이드), 칩이 들뜨는 현상, 칩의 평탄도, 본딩 후 웨이퍼가 휘는 정도가 수율을 가른다. 우프틱스는 이런 문제를 정밀하게 잡아낼 수 있다고 본다. 선단 로직 공정에서도 층간 정렬 확인에 쓰이지만, 현재로서는 패키징 쪽 활용도가 더 높다는 평가다. 이 때문에 파운드리와 HBM 사업을 함께 하는 삼성전자, HBM 시장을 이끄는 SK하이닉스가 우선 협력 대상으로 꼽힌다.
Por eso, el ámbito donde esta tecnología podría brillar más es el envasado avanzado. En productos como la memoria de gran ancho de banda (HBM), que apila chips en vertical, el rendimiento depende de los pequeños huecos (vacíos) que aparecen entre capas, del levantamiento de los chips, de su planitud y de cuánto se curva la oblea después del unido. Wooptix considera que puede detectar con precisión estos problemas. También se usa para comprobar la alineación entre capas en procesos lógicos avanzados, aunque, por ahora, se considera que su aplicación es mayor en el envasado. Por esta razón, Samsung Electronics, que combina fundición y HBM, y SK hynix, líder en HBM, aparecen como los socios prioritarios.
이 변화가 실제로 누구에게 무엇을 주는지 따져 보자. 국내 반도체 기업이 가장 먼저 얻는 것은 계측 공급처가 하나 더 생긴다는 선택지다. 당장 바뀌는 것은 없다. 설치된 것은 연구용 시스템이고, 본 공정 도입 여부는 검증 결과에 달려 있다. 우프틱스는 지난 6월 프랑스 연구기관 CEA-레티(Leti)의 클린룸에 첫 완전 자동화 장비를 설치했고, 내년에는 글로벌 반도체 제조사들과 공동 개발에 착수해 양산 라인으로 공급을 넓힐 계획이다. 회사 관계자는 “한국은 삼성, SK하이닉스가 있으므로 우리에게 매우 중요한 시장”이라며 “대량 생산(HVM)을 위한 새로운 가능성을 열어두고 있다”고 말했다. 양산 라인에 들어가는 시점은 아직 공개되지 않았다.
Conviene analizar qué aporta realmente este cambio y a quién. Lo primero que gana una empresa surcoreana de semiconductores es la opción de tener un proveedor de metrología más. De momento, no cambia nada. Lo instalado es un sistema de investigación, y su adopción en el proceso de producción dependerá de los resultados de la validación. En junio, Wooptix instaló su primer equipo totalmente automatizado en la sala limpia del instituto de investigación francés CEA-Leti y tiene previsto, el año que viene, iniciar un desarrollo conjunto con fabricantes globales de semiconductores para ampliar el suministro a las líneas de producción en masa. Un responsable de la compañía afirmó: «Corea es un mercado muy importante para nosotros porque cuenta con Samsung y SK hynix», y añadió: «Estamos abiertos a nuevas posibilidades para la producción en gran volumen (HVM)». No se ha revelado cuándo llegará el equipo a una línea de producción en masa.