"차세대 HBM 핵심"…어플라이드, 하이브리드 본딩 장비 공개

[이데일리 조민정 기자] 반도체 장비 제조업체인 어플라이드 머티어리얼즈가 업계 최초로 개발한 하이브리드 본딩 장비를 국내에 공개했다. 하이브리드 본딩은 차세대 HBM의 필수 요소로 꼽히는 만큼 AI 반도체 성능을 향상시킬 수 있는 중요한 장비다.

허영 어플라이드 머티어리얼즈 하이브리드 본딩 기술 디렉터가 26일 서울 강남구 그랜드 인터컨티넨탈에서 미디어 간담회에 참석해 발표하고 있다.(사진=어플라이드 머티어리얼즈)

어플라이드는 26일 서울 강남구 그랜드인터컨티넨탈 서울 파르나스에서 신기술 발표 기자간담회를 열고 신형 제조 장비 △키넥스(Kinex) △센튜라 엑스트라(Centura Xtera) △프로비전(PROVision) 10 등 3종을 공개했다. 최첨단 로직, HBM 등 첨단 D램, 시스템 인 패키지(SiP) 등 AI 반도체 성능을 높이기 위한 제품이다.

키넥스는 어플라이드가 네덜란드 장비 제조사 베시와 협력해 업계 최초로 개발한 ‘다이 투 웨이퍼’ 하이브리드 본더 통합 시스템이다. 하이브리드 본딩 공정의 핵심 단계를 모두 하나의 시스템에 통합한 것이 특징이다. 개별 공정 방식과 비교해 복잡한 멀티 다이 패키지를 효율적으로 관리하며 공정 단계 간 대기 시간을 정밀하게 제어할 수 있다. 기존 13시간 걸리던 작업을 1시간까지 단축할 수 있다.

하이브리드 본딩은 반도체 칩을 연결하는 기술로 기존에 칩과 칩 사이를 연결하던 범프를 없애고 구리와 구리를 직접 이어붙이는 방식이다. 범프가 없기 때문에 HBM의 패키지 두께를 크게 줄일 수 있어 고성능, 고집적 반도체 구현에 꼭 필요하다. 차세대 HBM을 위해선 하이브리드 본딩 장비가 필수인데, 어플라이드는 키넥스를 통해 연결 밀도를 10배 이상 높이고 전력을 10분의 1로 낮췄다.

센튜라 엑스트라는 2나노 이하 공정에서 중요한 요소로 꼽히는 GAA(게이트올어라운드) 트랜지스터 생산을 위한 장비다. 기존 방식보다 가스 사용량을 50% 줄이고 보이드(빈 공간) 없이 균일한 GAA 구조를 구현한다.

프로비전 10은 GAA 첨단 로직 칩을 포함해 차세대 D램과 3D 낸드 칩을 위해 특별 제작된 최첨단 전자빔 계측 시스템이다. 업계 최초로 냉전계 방출(CFE) 기술을 적용해 기존 열전계 방출(TFE) 기술 대비 나노스케일 이미지 해상도를 최대 50% 높이고 이미징 속도를 최대 10배 빠르게 한다. 어플라이드는 “핵심 공정 제어 작업을 지원해 2나노 이하 공정 및 HBM 통합에 필수적인 도구”라고 설명했다.

키스 웰스 어플라이드 머티어리얼즈 이미징 및 공정 제어 그룹 부사장은 “로직과 메모리에서 3D 아키텍처 사용이 증가함에 따라 광학 기술의 한계를 시험하는 새로운 계측 과제가 생기고 있다”며 “어플라이드 머티어리얼즈는 칩 제조사가 정밀한 측정을 수행하고 복잡한 칩 설계의 수율을 높일 수 있도록 지원한다”고 말했다.

어플라이드 키넥스(Kinex) 본딩 시스템.(사진=어플라이드 머티어리얼즈)