"반도체가 휜다"…HBM4 수율 잡는 '뒷면의 기술'

차세대 고대역폭메모리(HBM)와 낸드플래시 등 첨단 반도체 공정에서 웨이퍼가 휘는 '워피지' 현상이 수율을 위협하는 핵심 문제로 떠올랐다.

한화투자증권은 2일 보고서에서 반도체 다이가 얇아지고 구조가 복잡해지면서 워피지 현상이 심화되고 있으며, 이를 해결하기 위한 후면증착(BSD) 장비의 중요성이 커지고 있다고 분석했다.

보고서에 따르면 특히 HBM4는 적층 단수가 늘어나면서 개별 다이의 두께가 얇아져 물리적으로 휘어지기 쉬운 상태다. 여기에 미세 회로와 신호 입출력(I/O) 단자가 촘촘하게 배치되면서 공정 중 발생하는 응력이 누적돼 휨을 가중시킨다.

3D 낸드플래시 역시 고단화가 문제로 지적된다. 한화투자증권은 300단 이상으로 셀을 쌓아 올리는 과정에서 절연막 등이 반복적으로 증착되며 누적된 응력이 웨이퍼 전체를 휘게 만든다고 설명했다.

BSD는 웨이퍼 앞면에 가해진 응력을 상쇄하기 위해 뒷면에 반대 방향의 응력을 가진 보정막을 증착하는 기술이다. 단순히 막을 입히는 것을 넘어, 웨이퍼가 휜 정도와 방향에 맞춰 보정막의 두께와 응력을 정밀하게 제어하는 것이 핵심이다.

한화투자증권은 HBM의 본딩 수율과 낸드의 고단화 수율을 높이는 것은 물론, 향후 로직 반도체의 미세공정 안정성을 위해서도 BSD 장비가 핵심적인 역할을 할 것으로 전망했다.