램리서치, 첨단 패키징 시대 준비..."칩렛·HBM서 적용 확장"

램리서치가 최첨단 패키징용 증착 장비로 로직 및 메모리반도체 시장을 공략한다. 해당 장비는 3D 패키징 성능 및 안정성을 동시에 향상시킬 수 있는 기능이 장점으로, 특히 차세대 HBM(고대역폭메모리)에 하이브리드 본딩이 적용되는 시기에 맞춰 적용처가 확대될 것으로 기대된다. 램리서치는 14일 웨스틴 서울 파르나스에서 기자간담회를 열고 최첨단 패키징 분야에 적용 가능한 위한 최신 기술을 발표했다. 3D 등 첨단 패키징서 증착장비 수요 증가…"1년 이상 양산 적용 중" 이날 치핑 리 램리서치 글로벌 어드밴스드 패키징 기술 총괄은 램리서치의 첨단 패키징용 장비 제품군에 대해 소개했다. 첨단 패키징은 AI 가속기, 최첨단 메모리 등 고성능 반도체에 필수적으로 활용되는 후공정 기술이다. 3D 패키징, HBM용 본딩 및 TSV(실리콘관통전극), 칩렛 등이 대표적인 사례다. 치핑 리 총괄은 "AI 산업 발전으로 더 높은 컴퓨팅 성능과 뛰어난 전력 효율성이 요구되면서, 최첨단 패키징 기술이 급속도로 발전하고 있다"며 "이에 램리서치는 벡터(VECTOR) TEOS 3D'를 출시해 1년 이상 최첨단 로직 및 메모리반도체 분야에 양산 적용하고 있다"고 설명했다. TEOS는 칩 표면에 절연막(SiO2)을 증착하는 데 사용되는 화학 소재다. 절연막은 각 칩의 전기적 간섭을 차단하는 역할을 맡고 있다. 최첨단 패키징 분야에서는 적절한 두께의 절연막 증착이 매우 중요해지고 있다. 여러 칩을 수직·수평으로 밀도 있게 집적하는 칩렛의 경우, 각 칩 사이의 공간을 정밀하게 채우거나 각 칩의 단차를 줄여야 하기 때문이다. 그렇지 않으면 칩 사이 빈 공간(보이드)이 생겨 칩 성능에 문제가 생길 수 있다. HBM에 하이브리드 본딩 도입 시 사업 확대 기회 차세대 HBM 등을 타깃으로 한 하이브리드 본딩에서도 마찬가지다. 하이브리드 본딩은 각 칩 표면을 구리 대 구리, 산화막 대 산화막으로 직접 수직 적층하는 기술이다. 그만큼 접합이 잘 되도록 고품질의 평탄한 절연막을 증착하는 기술이 필요하다. 박준흥 램리서치코리아 대표는 "여러 칩을 고밀도로 접합하는 최첨단 패키징의 특성 상, 단차를 줄이는 것이 이전보다 중요해졌다"며 "현재 벡터 TEOS 3D는 파운드리나 3D 패키징에 많이 쓰이지만, HBM 분야에서도 하이브리드 본딩이 도입되면 해당 장비의 적용처가 확장될 것"이라고 강조했다. 램리서치의 벡터 TEOS 3D는 나노미터(nm) 수준의 정밀도로 다이(Die) 사이에 최대 60마이크론 두께의 특수 유전체 필름을 증착할 수 있다. 또한 공정 중 웨이퍼를 고정하는 클램핑, 열 및 기계적 스트레스를 균일하게 분산시키는 페디스탈 기술로 증착 성능을 높였다. 쿼드 스테이션 모듈로 생산성도 높였다. 4개의 독립 스테이션으로 구성된 모듈형 설계를 적용해, 이전 세대 대비 약 70% 빠른 처리 속도와 최대 20%의 비용 절감을 실현할 수 있다는 게 램리서치의 설명이다. 박 대표는 "램리서치는 이전 전공정 분야에서 쌓아온 증착 기술을 응용해 벡터 TEOS 3D 장비를 새롭게 출시했기 때문에, 관련 경험이 굉장히 많다고 할 수 있다"며 "고객사들이 첨단 패키징 공정에서 겪는 크랙(깨짐), 워피지(휨) 등의 문제를 해결할 수 있는 장비"라고 말했다.