첨단 로직, 메모리, 전력 반도체 프런트엔드 공정은 물론 첨단 반도체 패키징에 초박형 레이어 적층 수행

 

EV Group(이하 EVG)은 반도체 제조를 위한 레이어 릴리즈 기술인 'NanoCleave'를 출시한다고 밝혔다. 

 

NanoCleave 기술은 첨단 로직, 메모리, 전력 반도체 프런트엔드 공정은 물론 첨단 반도체 패키징에 초박형 레이어 적층을 가능하게 한다. NanoCleave는 반도체 전 공정에 호환되는 레이어 릴리즈 기술로서, 실리콘을 투과하는 적외선 레이저를 사용하는 것이 특징이다. 또한, 특수 조성된 무기 박막과 함께 사용할 경우 나노미터의 정밀도로 초박형 필름이나 레이어를 실리콘 캐리어로부터 적외선 레이저로 분리하게 해준다. 

 

 

NanoCleave는 EMC와 재구성 웨이퍼를 사용하는 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징(FoWLP)부터 3D SIC(3D Stacking IC)의 인터포저 같은 첨단 패키징 공정에서 실리콘 웨이퍼 캐리어 사용을 가능하게 한다. 뿐만 아니라, 고온 공정에도 적용할 수 있어 3D IC 및 3D 순차 집적 애플리케이션에서 완전히 새로운 공정 플로우를 구현한다. 이는 실리콘 캐리어 상의 초박형 레이어까지도 하이브리드 및 퓨전 본딩이 가능해 3D 및 이종 집적에 혁신을 가져다주며, 차세대 트랜지스터 집적화 설계에서 필요한 레이어 이송을 가능하게 한다.

3D 집적에서는 높아지는 인터커넥션 대역폭으로 고성능의 시스템을 구현하도록 박형 웨이퍼 공정을 위한 캐리어 기술이 중요하다. 이를 위해 기존의 주류 기법들은 유리 캐리어를 사용한다. 이 기법은 유기 접착제를 이용해 임시 본딩을 해서 디바이스 레이어를 형성한 다음, 자외선(UV) 파장 레이저를 사용해서 접착제를 용해시키고, 디바이스 레이어를 분리한 후 최종 완성품 웨이퍼 상에 영구적으로 본딩한다. 

 

하지만 유리 기판은 실리콘 위주로 설계된 반도체 제조 장비를 사용해서 처리하기가 까다롭고, 유리 웨이퍼를 처리하도록 업그레이드를 하려면 비용이 많이 든다. 이뿐 아니라 유기질 접착제는 통상적으로 300°C 이하의 처리 온도로 사용이 제한되므로, 후공정에 사용하기에 한계가 있다. 

 

NanoCleave 기술은 무기 박막을 사용하는 실리콘 캐리어를 사용할 수 있어 이러한 온도 한계와 유리 캐리어의 호환성 이슈를 피한다. 이뿐 아니라 IR 레이저를 사용해 나노미터 정밀도로 클리빙이 가능하므로 기존 공정을 변경하지 않고도 초박형 디바이스 웨이퍼를 처리한다. 이렇게 만들어진 초박형 디바이스 레이어를 적층하면, 더 높은 대역폭의 인터커넥트를 구현하며 차세대 고성능 시스템을 위한 다이를 설계 및 세분화하는 기회를 마련한다.

 

EVG의 새로운 NanoCleave 기술은 적외선 레이저와 무기 박막을 사용하므로 실리콘 상에서 나노미터 정밀도로 레이저 디본딩이 가능하다. 이는 첨단 패키징 공정에서 유리 기판을 사용할 필요가 없게 해 온도 한계와 유리 캐리어 호환성 문제를 해결한다. 또한, 기존 공정을 변경하지 않고도 전공정에서 캐리어를 통해 초박형 레이어를 이송할 수 있다. 

 

이러한 나노미터 대의 정밀도를 지원하는 EVG의 새로운 프로세스는 더 얇은 디바이스 레이어와 패키지를 필요로 하는 첨단 반도체 디바이스 로드맵의 요구를 충족하고, 향상된 이종 집적을 가능하게 하며, 유리 기판 사용 필요성 제거 및 박막 레이어 이송 가능성을 통해 공정 비용을 절감하게 해준다. 

 

EV Group의 기술 이사인 폴 린드너(Paul Lindner)는 “반도체 공정 노드를 축소하기가 갈수록 더 복잡하고 어려워지고 있다. 공정 노드를 축소하려면 프로세스 허용공차도 점차 더 줄어들기 때문이다. 업계에서는 높은 집적도와 높은 디바이스 성능을 달성하기 위한 새로운 프로세스와 집적 방법을 필요로 한다"고 밝혔다. 

 

이어 그는 "NanoCleave 레이어 릴리즈 기술은 박형 레이어와 다이 적층을 통한 반도체 크기 축소에 있어 게임 체인저가 될 것이며, 반도체 업계에서 가장 압박이 심한 요구 사항을 해결할 잠재력을 갖고 있다. NanoCleave는 표준 실리콘 웨이퍼 및 웨이퍼 공정들과 호환되는 유연하고 범용성이 뛰어난 레이어 릴리즈 기술로 우리 고객이 첨단 디바이스 및 패키징 로드맵을 실현하게 지원할 것이며, 고객은 이 기술을 자신들의 기존 팹에 지체없이 통합하고 시간과 비용을 절감할 것”이라고 말했다. 

 

EVG의 NanoCleave 기술은 실리콘을 투과하는 고유의 파장을 사용하여 실리콘 웨이퍼의 뒷면을 적외선 레이저에 노출시킨다. 표준 증착 공정으로 형성된 무기 박막이 IR 광을 흡수함으로써 사전에 정밀하게 지정된 레이어나 면적으로 실리콘을 분리시킨다. 무기 박막을 사용함으로써 좀더 정밀하고 얇은 레이어를 사용할 수 있다. 이뿐 아니라 무기 박막은 고온 공정과 호환 가능하므로, 에피택시, 증착, 어닐링 같이 유기 접착제를 사용할 수 없는 많은 새로운 전공정 애플리케이션에서 레이어 이송을 가능하게 한다. 

 

한편, EVG는 코엑스에서 1월 31일부터 2월 2일까지 개최되는 SEMICON 코리아 2024 전시회에 참가해 NanoCleave 신기술을 소개한다. 

 

헬로티 서재창 기자 |