큐빅셀이 반도체 유리기판 핵심 요소인 '글라스관통전극(TGV)' 전주기 검사 장비를 개발했다. 독자 개발한 홀로그래피 기반 광학 기술을 기반으로, TGV 결함뿐만 아니라 레이저 가공(개질), 최종 TGV 구멍(비아홀) 등 전 공정을 파악할 수 있어 수율과 생산성 개선이 기대된다.
큐빅셀은 최근 유리기판 TGV 내부에 발생한 미세 균열(마이크로 크랙)을 마이크로미터(㎛) 단위로 검출할 수 있는 설비를 개발했다고 14일 밝혔다.
TGV는 유리기판에 미세한 구멍(비아 홀)을 형성하고 구리를 충진해 기판 상·하부 회로를 전기적으로 연결하는 요소다. 인공지능(AI) 반도체 기판으로 꼽히는 유리 기판의 핵심이며, 공정 난도가 높다. 유리 소재 특성상 구멍을 뚫는 레이저 가공, 화학적 식각, 구리 충진 등 TGV 제조 공정 시 발생하는 미세 균열 때문이다.
신규 검사 장비는 완성된 TGV 결함뿐만 아니라 레이저 가공부터 식각 및 구리 충진 이후까지 공정별 품질을 연계해 관리할 수 있다. 자체 홀로그래피 기반 광학기술인 '플라잉 오버 스캐닝 홀로그래피(FSH)'를 적용, 시료를 절단하거나 별도 전처리를 하지 않고도 유리기판 내부를 비파괴 방식으로 검사할 수 있기 때문이다.
큐빅셀 장비는 레이저 가공 가공 상태를 전수 검사해 편차와 이상 유무를 확인한다. 검사 결과를 식각 이후 측정된 비아 홀 형상 및 치수 데이터와 연계, 가공 품질과 최종 비아홀 품질 사이의 상관관계를 분석한다. 식각 후 발생할 수 있는 비아홀 품질 이상을 사전에 예측할 수 있도록 설계됐다.
TGV 제조사는 식각 공정 완료 후에야 불량을 확인하는 기존 방식에서 벗어나 레이저 가공 단계에서 잠재적 불량 요인을 선별하고 공정 조건을 조기에 보정할 수 있다. 불필요한 식각 공정을 줄여, 제조시간과 비용을 단축하는 동시에 TGV 유리기판 수율을 높이는 데 기여할 수 있다.
또 대면적 기판 양산 검사에 대응하기 위해 처리 속도도 높였다. FSH 모듈 4개를 병렬로 구성한 설비를 기준으로 최대 515×㎜51㎜ 유리기판을 30분 이내에 검사할 수 있다. AI 기반 결함분류 기술을 결합해 미세 균열·이물·스크래치 등 결함 유형을 자동으로 구분하고, 검사 결과를 공정 데이터와 연계해 결함 발생 원인을 분석하는 방향으로 기능을 확장하고 있다.
큐빅셀 관계자는 “이번 설비는 레이저 개질 상태 전수검사, 식각 후 비아홀 품질 예측, 구리 충진 후 유리 내부 미세 균열 검사를 하나의 품질관리 체계로 구축하는 것이 주 목적”이라며 “향후 고객사 기판 크기와 공정조건, 검사 항목에 최적화된 자동화 및 인라인 검사솔루션으로 확대할 계획”이라고 밝혔다.
권동준 기자 djkwon@etnews.com
