3D 비파괴 검사·계측 전문기업 토모큐브 (대표 박용근)가 차세대 반도체 패키징 핵심 소재인 유리기판의 결함 원인을 정밀하게 분석할 수 있는 데스크톱 홀로토모그래피(HT) 시스템 'HT-T1 Desktop(HT-T1D)'을 13일 공식 출시했다.
HT-T1D는 유리기판 검사와 계측에 특화된 장비로, 자동광학검사(AOI) 등 기존 인라인 검사 장비가 검출한 결함 좌표를 기반으로 해당 영역의 내부를 비파괴 3D 데이터로 재구성한다. 이를 통해 결함의 위치와 형태는 물론 깊이 방향 특성까지 정밀하게 확인할 수 있어, 표면 검사만으로는 파악하기 어려웠던 결함 발생 공정과 원인 분석에 필요한 정보를 제공하도록 설계됐다.
최근 인공지능(AI) 가속기와 고대역폭메모리(HBM) 패키징 시장에서 유리 코어 기판과 유리 인터포저의 중요성이 커지고 있다. 하지만 레이저 가공, 식각, 금속화, 싱귤레이션 등 여러 공정에서 발생하는 미세 결함의 원인을 신속히 규명하고 수율을 안정화하는 작업은 여전히 상용화의 주요 과제로 남아 있다. 기존 표면 검사 방식만으로는 결함이 어느 공정에서 발생했는지 특정하기 어렵고, 치명적인 결함이 발생할 경우 해당 유닛 전체를 폐기해야 하는 만큼 검사 데이터를 공정 개선으로 빠르게 연결하는 '수율 학습 속도'가 생산성 확보의 핵심 요소로 떠오르고 있다.
토모큐브는 HT-T1D에 가시광 기반 홀로토모그래피 기술을 적용해 유리 내부의 3차원 굴절률 분포를 1만분의 1 수준의 정밀도로 영상화할 수 있도록 했다. 비파괴 방식인 만큼 동일한 위치를 공정 단계별로 반복 측정할 수 있어 결함이 언제 생성되거나 확대됐는지를 추적하는 데 활용할 수 있다. 회사는 이를 통해 기존 파괴 분석 방식으로 수일에서 수주가 걸리던 결함 원인 분석 시간을 수 분 이내로 단축하고, 고비용 후속 공정 이전에 선제적인 대응이 가능할 것으로 기대하고 있다.
이번 장비와 함께 3D 분석 전용 소프트웨어인 'TomoAnalysis MI(TAMI)'도 공개했다. TAMI는 3차원 굴절률 볼륨 데이터를 정량적으로 분석해 리포트 형태로 제공하는 계측·검사 전용 소프트웨어다. 향후 시스템통합(SI) 파트너를 통해 양산 라인에 적용될 예정인 인라인 모듈 'HT-T1M'의 데이터 역시 동일한 포맷으로 분석할 수 있어 연구개발(R&D) 단계부터 양산 리뷰까지 하나의 워크플로로 연계할 수 있다는 설명이다.
박용근 토모큐브 대표는 "유리기판은 차세대 패키징의 핵심 소재로 주목받고 있지만 양산 경쟁력은 결함을 얼마나 빠르게 이해하고 공정 개선으로 연결하느냐에 달려 있다"며 "HT-T1D는 단순한 불량 검출을 넘어 근본적인 결함 원인을 규명하고 공정 조건을 혁신하는 필수 계측 플랫폼이 될 것"이라고 말했다. 이어 "굴절률 자체가 소자 성능을 결정하는 CPO(Co-Packaged Optics)용 유리 광집적 기판에도 동일한 플랫폼을 적용할 수 있어 결함 분석뿐 아니라 기능 계측이 필요한 분야에서도 활용될 수 있다"고 덧붙였다.
토모큐브는 HT-T1D 출시를 계기로 유리기판 제조사와 첨단 패키징 기업, 시스템통합(SI) 파트너와의 협력을 확대해 결함 원인 분석과 공정 리뷰, 수율 학습 워크플로 구축을 지원할 계획이다. 아울러 향후 SI 파트너를 통한 인라인 적용 가능성까지 고려해 유리기판 검사·계측 포트폴리오를 지속적으로 확대하고, 첨단 반도체 패키징 시장에서 증가하는 결함 분석 및 수율 학습 수요에 대응한다는 방침이다.