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Hybrid Bonding 계면 결함 제어 및 3D 스택 패키지 실용화 연구

Interface defect control for Hybrid Bonding in 3D stacked packaging

연구 내용

하이브리드 본딩과 TSV 공정에서 CMP 계면 결함을 개선하고, 대면적 웨이퍼레벨 본딩을 위한 정렬·검사 장비의 원천 기술을 개발하는 연구

3D 스택 패키지에서 Hybrid Bonding 공정은 계면 결함과 공정 호환성에 의해 전기적 노이즈 및 신뢰성 문제가 좌우될 수 있습니다. 본 연구는 TSV CMP 단계에서 계면 defect를 줄이기 위해 저농도 슬러리 조성, 고선택비 유지, 공정 호환성을 함께 고려한 개선 전략을 수행합니다. 또한 bonding 계면 조건에 따른 전기적 노이즈와 신뢰성을 평가하기 위해 데이지체인 기반 시편 제작을 연계합니다. 아울러 하이브리드 본딩용 3D 스택 공정 실용화를 목표로 초박형 다이를 파손 없이 고속 픽업하고, 대면적에서 초정밀 정렬 및 UPH 기반 생산성을 갖춘 장비 기술을 개발합니다. micro-LED용 스트레처블 기판 연구도 패키징 신뢰성 요구와 함께 확장 방향을 형성합니다.

관련 연구 성과

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1

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연구 흐름

2022년에는 micro-LED 적용을 위한 하이브리드 스트레처블 기판 개념을 제안하고, 연성 영역과 경성 영역을 결합하여 변형 신뢰성을 확보하는 연구를 수행했습니다. 이후 2025년부터는 Hybrid Bonding을 중심으로 TSV CMP 계면 결함 개선 기술 개발과, 초고집적 하이브리드 본딩용 3D 스택 장비 실용화 원천 기술 개발 과제를 동시에 추진하고 있습니다. 2025~2029년 기간에는 CMP 슬러리 및 결함 개선 조건을 공정 호환 관점에서 최적화하고, 계면 조건별 전기적·신뢰성 평가 체계를 구축하는 방향으로 고도화하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • TSV CMP 공정 최적화
  • 계면 결함 저감 조건 도출
  • 저농도 슬러리 조성 설계
  • 데이지체인 기반 전기 신뢰성 평가
  • 대면적 웨이퍼 레벨 본딩 공정 설계
  • 초정밀 다이 정렬 기술
  • 하이브리드 본더 장비 개발
  • 3D 스택 UPH 생산성 확보
  • 초박형 다이 핸들링 공정
  • micro-LED 패키징용 스트레처블 기판 적용

관련 논문

구분

제목

1

Development of a Next Generation Stretchable Substrate for Micro-LED Application

관련 프로젝트

구분

제목

1

초고집적 하이브리드 본딩용 3D 스택 및 초고분해 복합검사장비 실용화 원천기술 개발

2

Hybrid Bonding을 위한 TSV CMP 계면 Defect 개선 기술 개발