imec과 EV Group은 2026년 5월 웨이퍼-대-웨이퍼 하이브리드 본딩에서 구리 패드 간격 200nm를 구현하고 높은 접합 후 정렬 정확도를 확인했다고 발표했다. 이는 단순히 더 미세하게 붙였다는 의미보다, 3D 적층에서 허용되는 정렬 오차가 계속 줄어들고 있음을 보여준다. 실제 생산에서는 웨이퍼 휨, 국부 변형, 미세 오염, 구리 패드 높이 차이 같은 작은 변수가 접합 불량과 전기적 결함으로 이어질 수 있다.
공정 방식에 따라 장비 요구도 달라진다. 웨이퍼-대-웨이퍼 방식은 한 번에 많은 영역을 접합할 수 있어 생산성이 높지만, 두 웨이퍼의 수율과 정렬 오차를 함께 관리해야 한다. 반면 다이-대-웨이퍼 방식은 검사에서 살아남은 ‘known-good die’를 골라 적층할 수 있지만, 수많은 다이를 정확한 위치에 반복 배치해야 하므로 정렬·이송·검사 속도가 새로운 병목이 된다. 결국 본딩 장비 한 대의 성능보다 앞뒤 공정이 얼마나 촘촘히 연결돼 있는지가 중요해진다.
그래서 장비의 역할도 바뀐다. EVG의 D2W 계측 시스템은 300mm 웨이퍼 위의 개별 다이를 전수 측정하고, 위치 오차를 생산 중에 다시 공정으로 되돌리는 피드백 구조를 지향한다. 하이브리드 본딩 장비가 ‘접합기’ 하나로 끝나는 것이 아니라 세정·표면 활성화·정렬·본딩·계측이 하나의 폐쇄루프 공정으로 묶이는 방향이다. 측정값을 단순 기록하는 데서 끝나지 않고 다음 다이의 배치 좌표나 공정 조건을 바로 수정할 수 있어야 한다는 얘기다.
최근 연구는 표면 관리의 중요성도 다시 보여준다. 8월 21일 Scientific Reports에 공개된 연구는 구리 산화막이 전기 접촉저항을 높이고 접합 강도와 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있다고 설명했다. 미세 피치로 갈수록 정렬 정확도만 높여서는 부족하고, 구리 표면의 산화·거칠기·dishing까지 함께 관리해야 한다는 뜻이다. 본딩 직전 세정 상태와 대기시간, 플라즈마 처리 조건까지 품질 데이터로 연결해야 할 이유가 여기에 있다.
이 변화는 장비업체뿐 아니라 검사·계측·세정·플라즈마·공정제어 업체에도 새로운 시장을 만든다. 특히 기존 장비의 데이터를 모아 불량 위치와 원인을 연결하고, 계측 결과를 자동으로 다시 공정에 반영하는 소프트웨어와 인터페이스가 중요해진다. 장비 판매 이후에도 레시피 최적화, 정렬 보정, 수율 분석, 원격진단을 묶은 서비스 사업으로 확장할 여지도 크다.
앞으로 하이브리드 본딩의 경쟁력은 ‘잘 붙이는 장비’보다 ‘붙기 전 상태를 확인하고, 붙인 결과를 즉시 측정해 다음 공정을 수정하는 장비 체계’를 얼마나 완성도 높게 구성하느냐에서 갈릴 가능성이 크다. 첨단 패키징 장비가 단품 경쟁에서 데이터가 연결된 공정 시스템 경쟁으로 넘어가는 셈이다.
자료: imec·EV Group, 200nm wafer-to-wafer hybrid bonding, 2026-05-28; EV Group, EVG40 D2W overlay metrology; Scientific Reports, Reduction behavior and mechanism of copper oxide in Ar/H2 pulsed plasma, 2026-08-21; Semiconductor Engineering, Hybrid Bonding Knowledge Center.
※ 본 기사는 공개된 해외 자료를 바탕으로 생성형 AI가 작성·편집했습니다. 자료의 오류·누락·시점 차이가 있을 수 있으며, 특정 기업이나 제품에 대한 투자·구매 권유를 목적으로 하지 않습니다.