광학 검사·계측 기술 스타트업 플랜엑스가 차세대 반도체 패키징 소재인 유리기판의 TGV(유리관통전극)를 표면부터 내벽까지 전수 검사·계측할 수 있는 3D 광학 기술을 확보하고 본격적인 사업화에 나선다고 밝혔다.
해당 기술은 기존 방식으로 수 시간 이상 걸리던 대면적 유리기판의 내벽 검사를 분 단위로 단축해 양산 라인 속도에 대응하며, 마이크로미터 이하 수준의 미세크랙까지 검출하도록 설계됐다. 회사는 핵심 원리에 대한 다수의 특허도 확보했다.
유리기판은 인텔·TSMC·삼성전기 등 글로벌 반도체 기업이 차세대 AI 반도체 패키징 기판으로 개발 중인 소재로, 유리에 미세한 구멍을 뚫어 신호를 전달하는 TGV 공정이 핵심이다. 기판 1장에 형성되는 TGV는 수백만 개에 달하며, 홀 내벽에 생긴 미세크랙은 처음에는 드러나지 않다가 도금·열처리 등 후속 공정을 거치며 확산돼 기판 전체의 불량으로 이어진다. 결함이 칩 실장 이후에 발견되면 고가의 반도체 칩까지 함께 폐기해야 하는 만큼, 미세크랙을 초기 공정에서 놓치지 않고 잡아내는 것이 유리기판 양산의 수율을 좌우하는 핵심 과제로 꼽힌다.
기존 검사 기술은 홀 표면을 빠르게 전수 검사하는 데 머물러 있고 내벽을 들여다보는 기술은 처리 속도가 느려 일부만 골라 보는 샘플링 검사에 그쳐 왔다. 내벽 결함을 양산 속도로 전수 검사하는 기술은 아직 양산 라인에 적용된 사례가 없다. 플랜엑스는 독자적인 광학 설계로 이 문제를 풀었다고 전한다.
깊이 방향으로 초점을 옮겨가며 반복 촬영하는 기계적 스캔 과정 없이 홀의 3차원 정보를 고속으로 얻고, 여기에 정밀 조명 기술을 결합해 표면 반사에 묻혀 보이지 않던 내벽 크랙을 깊이별로 구분해 검출한다. 특히 결함을 찾는 검사와 홀의 크기·형상을 재는 계측을 하나의 광학계에서 수행할 수 있어 그 동안 검사와 계측을 별도 설비로 각각 진행해야 했던 고객사의 설비 부담을 줄일 수 있다는 것이 회사 측 설명이다.
플랜엑스는 앞서 세계 최대 모바일 제조사의 광학 검사 기술 성능 평가에서 1위를 차지해 양산 라인에 솔루션을 확장 공급 중에 있다. 이번 3D 기술은 2D 검사 솔루션을 개발해 양산 라인에 공급하며 축적한 광학 설계 역량을 유리기판으로 확장한 것이다.
플랜엑스는 현재 TGV 가공 전문기업과 기술 검증을 진행하고 있으며, 2027년 본격적으로 유리기판 고객사를 대상으로 솔루션 공급을 추진할 계획이다. 중장기적으로는 같은 광학 기술을 반도체 후공정 내 미세 구조 검사로 확대할 예정이다.
지수환 플랜엑스 대표는 “유리는 빛이 그대로 통과하고 표면에서 강하게 반사돼, 그 안의 결함을 빠르게 보는 것이 광학적으로 가장 어려운 과제 중 하나였다”며 “유리기판이 양산 단계로 넘어가는 지금, 내벽까지 전수 검사할 수 있는 기술을 고객사가 가장 먼저 찾게 될 것”이라고 말했다.
이원지 기자 news21g@etnews.com
