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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.
Un équipement mesure à quel point une tranche de silicium s'est courbée pendant la fabrication et à quel point sa surface est régulière. Ce dispositif, conçu par la start-up espagnole Wooptix, vient d'entrer dans l'usine d'un fabricant coréen de semi-conducteurs. Wooptix a récemment installé un système de recherche (Lab) chez un fabricant coréen de semi-conducteurs et lancé des tests techniques ainsi qu'une collaboration. Le partenaire et le périmètre de cette collaboration n'ont pas été dévoilés. Le fait que la société soit soutenue par Samsung, Intel et Tokyo Electron (TEL) retient l'attention.
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 métrologie des tranches est en quelque sorte les yeux de la production de semi-conducteurs. Pendant l'empilement des circuits, si la plaquette se courbe ou si les contraintes se concentrent, les puces qui la composent risquent fort d'être défectueuses. Jusqu'à présent, ce marché était largement dominé par l'américain KLA. Les équipements de KLA sont réputés pour leur stabilité éprouvée sur les lignes de production, leur capacité à mesurer simultanément la face avant et la face arrière, leur mesure complète incluant l'épaisseur, et leur intégration avec le contrôle des procédés en usine. Pour les entreprises coréennes, cela signifiait dépendre d'un seul fournisseur pour une mesure essentielle. L'arrivée d'un autre fournisseur a donc, en soi, une portée.
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 technologie de Wooptix repose sur une méthode appelée « imagerie de phase du front d'onde » (WFPI). Elle analyse la façon dont le front d'onde lumineux se modifie à la surface de la tranche, pour mesurer en une fois la forme, la courbure, la nanotopographie et les contraintes. L'élément clé est qu'elle mesure la tranche entière en une seule prise de vue. Elle est moins sensible aux vibrations et, selon l'entreprise, peut également travailler sur des tranches en « milieu de procédé », déjà couvertes de motifs ou d'un oxyde. Rapidité et précision sont les atouts mis en avant par la société. Il s'agit toutefois des caractéristiques annoncées par l'entreprise et relayées par la presse : aucune comparaison indépendante avec KLA en environnement de production n'a, à ce jour, été confirmée.
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.
C'est donc dans le packaging avancé que cette technologie pourrait le plus se distinguer. Dans les produits comme la mémoire à large bande passante (HBM), où les puces sont empilées verticalement, ce sont les vides microscopiques entre les couches (voids), le décollement des puces, leur planéité et la déformation de la tranche après collage qui font la différence sur le rendement. Wooptix estime pouvoir détecter ces problèmes avec précision. Dans les procédés logiques de pointe, elle sert aussi à vérifier l'alignement entre couches, mais son usage est, pour l'instant, jugé plus pertinent dans le packaging. C'est pourquoi Samsung Electronics, actif à la fois dans la fonderie et la HBM, et SK Hynix, leader du marché HBM, sont considérés comme des partenaires prioritaires.
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.
Voyons concrètement ce que ce changement apporte, et à qui. Le premier gain pour les fabricants coréens est la possibilité d'avoir un fournisseur de mesure supplémentaire. Dans l'immédiat, rien ne change : l'équipement installé est un système de recherche, et son adoption en production dépendra des résultats des tests. En juin, Wooptix avait déjà installé un premier équipement entièrement automatisé dans la salle blanche du centre de recherche français CEA-Leti. L'an prochain, la société prévoit de lancer des développements conjoints avec des fabricants mondiaux de semi-conducteurs, afin d'étendre ses livraisons aux lignes de production. Un responsable de l'entreprise a déclaré : « La Corée compte Samsung et SK Hynix, c'est donc un marché très important pour nous », ajoutant : « Nous gardons ouvertes de nouvelles perspectives pour la production de masse (HVM). » La date d'entrée sur les lignes de production n'a pas encore été communiquée.