어플라이드머티어리얼즈(AMAT)가 이종 칩 설계와 결합을 위한 새로운 기술과 역량을 발표했다. AMAT는 첨단 패키징 및 대면적 기판 선도기업과 협력을 강화하고 PPACt(전력/성능/크기/비용/출시소요기간) 개선에 집중할 계획이다.

AMAT는 “이번에 발표한 다이-투-웨이퍼(die-to-wafer) 하이브리드 본딩, 웨이퍼-투-웨이퍼 본딩 및 첨단 기판 기술은 이종결합을 위한 첨단 패키징 분야에 혁신을 견인할 것”이라고 설명했다. 

이종결합은 다양한 기술과 기능, 크기의 반도체를 하나의 패키지로 제작해 반도체·시스템 기업에게 새로운 유형의 설계와 생산유연성을 제공한다.

AMAT는 첨단 패키징 분야 최대 장비기업으로 식각, 물리기상증착/화학기상증착(PVD/CVD), 전기도금, 표면처리, 가열냉각 등의 장비를 관련 업계에 공급하고 있다. 

다이-투-웨이퍼 하이브리드 본딩은 구리 간 직접결선으로 I/O밀도를 높이고 칩렛 간 배선 길이를 줄여 성능과 전력, 비용을 전반적으로 향상시키는 공정기술이다.

AMAT는 기술 개발 가속화를 위해 첨단 소프트웨어 모델링 및 시뮬레이션을 싱가포르 패키징 개발센터에 도입했다고 설명했다.

AMAT는 “이 기술은 하드웨어 개발 전에 재료의 선택, 패키징 아키텍처 등 다양한 요인을 미리 평가-최적화해 학습주기와 시장출시 기간을 단축할 수 있는 점이 특징”이라며 “AMT와 BE세미컨덕터인더스트리(Besi)는 지난해 10월 체결된 협약을 시작으로 업계 최초 다이 기반 하이브리드 본딩을 위한 장비 개발에 집중하고 있다”고 언급했다.

웨이퍼-투-웨이퍼 본딩은 첫 번째 웨이퍼에는 반도체 구조를, 두 번째 웨이퍼에는 다른 요소를 구현하고 두 장의 웨이퍼를 접합해 완전한 소자를 생성할 수 있는 기술이다.

고성능을 제공하면서 수율달성을 위해서는 웨이퍼를 접합하는 과정의 정밀한 균일도와 정렬도와 관련된 선공정 단계의 품질확보가 핵심이다.

AMAT는 이 기술을 EV그룹(EVG)과 공동 개발에 나서고 있다. 증착, 평탄화, 임플란트, 계측, 검수 등 AMAT의 반도체 공정 전문지식과 EVG의 웨이퍼 접합, 전처리, 활성화, 본드 오버레이 계측 기술력을 기반으로 설계될 전망이다.

빈센트 디카프리오 AMAT 첨단 패키징 사업개발 부문 매니징 디렉터는 “AMAT는 Besi, EVG와 같은 파트너사와 협업으로 하이브리드 본딩 기술 개발과 이를 현장에 도입하기 위해 필요한 역량, 전문지식을 제공하고 있다”며 “반도체 제조사가 PPACt 로드맵을 위해 이종 설계 비중을 높이는 현재 관련 생태계에서 교류가 활발해지길 기대한다”고 전했다.