세계 최고 수준의 정밀도를 가진 300mm 웨이퍼용 프로브 스테이션(반도체 칩 검사장비)이 국내에서 개발?상용화되었다.

한국기계연구원(원장 직무대행 최병익) 지능형생산시스템연구본부 박천홍 박사팀은 300mm 웨이퍼 대응 고정밀도 프로브 스테이션의 기술개발 및 상용화에 성공했다고 19일 밝혔다.

웨이퍼 프로브 스테이션은 반도체 웨이퍼 칩의 전기적 특성을 검사하는 반도체 전공정 핵심검사장비로서 반도체 칩안의 패드에 미세한 바늘(프로브 카드 탐침)을 접촉시킨 후 검사기(테스터)의 전기적 신호로 반도체 칩의 상태(양/불량)를 검사할 수 있도록 하는 장비이다.

최근 반도체 칩내 패드 간 간격이 지속적으로 축소됨에 따라 검사 바늘(프로브 카드 탐침)과 패드 간의 접촉정밀도를 향상시키는 것이 매우 중요한 이슈로 부각되고 있다. 아울러 300mm 웨이퍼 전체를 한 번에 검사하는 방식들이 도입됨에 따라 바늘과 패드간의 접촉으로 인한 하중이 큰 폭으로 증가하고 있는 추세이다.

이에 대응하여 한국기계연구원은 300mm 웨이퍼 대응 고정밀도 프로브 스테이션의 공동개발에 착수하였으며 핵심모듈인 4축 고정밀/고강성 웨이퍼 스테이지를 한국기계연구원에서 담당하여 개발하였다.

개발된 장비는 세계 최고 수준인 접촉정밀도 1 μm (선진사: 2 μm 수준)를 구현하였을 뿐만 아니라 300mm 웨이퍼를 한 번에 검사할 수 있도록 하여 생산성을 대폭 향상시켰다는 특징을 가지고 있다

현재 웨이퍼 프로브 스테이션의 세계시장 규모는 약 8,300억원, 국내시장은 약 850억원 규모이다. 본 장비의 개발로 일본업체들이 80% 이상 독점하고 있는 국내시장에서 년간 300억원 이상의 수입대체 효과가 있을 것으로 기대하고 있으며 향후 대규모 수출의 기반이 될 것으로 전망된다.

연구책임자인 박천홍 박사는 “본 웨이퍼 프로브 스테이션은 반도체 전공정 라인에 적용된, 산업계와 연구소의 대표적인 공동개발장비라는 점에서 의미를 가지고 있으며 고정밀/고강성 웨이퍼 스테이지 원천기술을 확보함에 따라 향후 신모델 개발에 있어서도 기술경쟁력 우위를 유지할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.