에스디옵틱스가 반도체 유리기판 검사 패러다임을 바꿀 3차원(3D) 검사 솔루션을 개발했다. 유리기판 핵심 요소인 글라스관통전극(TGV) 가공 영역을 실시간 전수 검사하고 리페어(수정) 공정까지 연결, 수율과 생산성을 극대화할 수 있는 솔루션이다.
에스디옵틱스는 유리기판 레이저 개질(모디피케이션·Modification) 공정의 가공 지점을 양산 라인에서도 빠짐없이 검사할 수 있는 솔루션을 개발했다고 9일 밝혔다.
반도체 유리기판은 인공지능(AI) 반도체용 차세대 기판으로 주목받는다. 다만 제조를 위한 공정 기술 난도가 높아 상용화가 더디다. 레이저 가공과 식각, 금속 충진 등 공정에서 발생하는 미세한 품질 편차 탓에 수율 확보가 어려워서다. 이를 미리 파악하고 대처하는 것이 업계 최대 과제다.
에스디옵틱스 솔루션은 1마이크로미터(㎛) 정밀도로 3D 전수검사를 수행할 수 있다. 미세한 관통 홀을 형성, 전기적으로 신호를 전달하는 TGV 가공 영역 위치·형태·깊이·방향이 의도한대로 형성됐는지 입체적으로 분석할 수 있다.
독자적인 초고속 가변초점 렌즈 기술인 MALS를 기반으로 세계 최초로 개발한 3D 라인스캐너 이미징 시스템을 솔루션에 적용한 성과다.
관통 홀 유무뿐만 아니라 상·하부 직경, 내부 직경, 테이퍼, 진원도, 상·하부 중심 위치 편차 등을 정량적으로 측정하고 크랙과 치핑 등 결함도 검출할 수 있다. 이를 통해 미세한 치수 차이와 형상 이상을 구분하고, 기판 전체에서 TGV가 설계 규격에 맞게 균일하게 형성됐는지 평가한다.
검사 결과는 레이저 개질 리페어(재가공) 공정과 연계할 수 있다. 이상 지점 위치와 검사 정보를 바탕으로 보완 가공 대상을 식별, 재가공 이후 품질을 다시 확인하는 방식이다.
TGV 형성 이후 불량을 발견되면 추가 공정과 비용이 투입된 상태에서 기판 폐기로 이어진다. 초기 단계 불량 검출과 리페어 연계가 불필요한 후속 공정 투입을 줄이고 수율을 높이는 데 필수란 의미다. 에스디옵틱스가 겨냥한 수요다.
솔루션은 수백만개 가공 지점에서 생성되는 테라바이트(TB)급 3D 검사 데이터를 분산·병렬 처리해 지점별 분석과 판정을 실시간 수행한다. 초고속 광학 정보 획득과 대규모 데이터 처리 역량을 함께 확보, 정밀 검사와 양산 처리 속도를 동시에 구현했다. 레이저 개질 검사 결과와 식각 후 TGV 3D 검사 결과를 연결하는데는 AI 기술을 적용했다.
에스디옵틱스는 검사와 리페어, 에칭 후 품질 확인, AI 학습을 연결해 레이저 초기 가공 단계에서 불량 발생을 사전에 예방하고 공정 성능과 안정성을 높여 나갈 계획이다. 회사는 해외 유수 기업에 관련 검사 솔루션을 공급하고 있으며, 국내 기업에도 공급을 확대할 예정이다.
에스디옵틱스 관계자는 “레이저 개질 검사와 식각 후 3D 검사 데이터를 AI로 연계해 초기 가공 조건과 최종 품질의 상관관계를 분석하고 있다”며 “세계 유일의 레이저 개질 양산 전수검사 역량을 기반으로 고객사의 '불량률 제로' 품질 목표와 안정적인 양산 수율 확보를 지원하겠다”고 밝혔다.
권동준 기자 djkwon@etnews.com
