[서울=뉴스핌] 이나영 기자= 주사전자현미경(SEM) 전문기업 코셈은 세계 최대 반도체 패키징 학회인 'ECTC 2026(Electronic Components and Technology Conference 2026)'에 참가해 첨단 3D 패키징 검사의 새로운 패러다임을 제시하고 글로벌 고객사와의 전략적 협력 기반을 확대했다고 1일 밝혔다.

회사에 따르면 이번 학회에서 미국 빙햄튼 대학교(Binghamton University) 연구팀이 코셈의 원천 기술을 활용해 공동 진행한 차세대 패키징 신뢰성 분석 논문을 발표하여 글로벌 반도체 소자 및 장비사들의 이목이 집중됐다.

발표된 논문은 'Next-Generation Scanning Electron Microscope: Coating-Free, Ambient, and Ready-to-Use'로, 첨단 3D 반도체 패키징의 핵심 소자인 유리기통전극(TGV, Through-Glass Via) 검사에서 코셈의 대기압 SEM과 기존 진공 SEM의 성능을 해상도, 명암비, 결함 검출력, 전처리 시간, 처리량(Throughput) 등 통일된 지표로 정량 비교 분석한 연구 내용을 담고 있다.

특히 최근 HBM(고대역폭메모리) 및 2.5D/3D 첨단 패키징 시장에서는 수천 개의 미세한 TGV를 칩 사이에 연결하는 공정이 핵심이다. 수 마이크로미터(㎛) 크기에 불과한 TGV 내부의 구리 충전물이나 절연막에 서브마이크론(소수점 마이크로미터) 크기의 미세한 빈 공간이나 정렬 불량이 발생하면 제품 전체의 수율 문제로 이어진다.

기존 광학 기술로는 투과할 수 없어 SEM 검사가 필수적이었으나, 기존 진공 SEM은 전도성 필름을 코팅하거나 샘플을 얇게 깎아내는 폴리싱이 까다롭고 파괴적인 전처리 과정이 필요해 실시간 전수 검사가 불가능했다. 또한 진공 상태로 압력이 변화하면서 언더필(Underfill) 등 유기 소재가 수축하거나 건조 균열(Dehydration cracks)이 발생하는 등 '진공 유도 왜곡(Artifact)'으로 인해 실제 불량과 장비 오류를 구분하기 어렵다는 한계가 있었다.

반면 이번 논문을 통해 입증된 코셈의 오픈 챔버 'SEM-in-air' 기술은 전자 광학계 내부만 진공을 유지하고 샘플이 위치한 챔버는 일반 대기압(1기압) 상태를 유지한다. 이를 통해 샘플을 훼손하지 않는 '비파괴 검사'가 가능할 뿐만 아니라, 코팅이나 박화 과정 없이 샘플을 보드 그대로 올려놓고 즉시 관찰할 수 있어 생산 공정의 QA(품질 보증) 처리량을 수배 이상 끌어올렸다.

코셈의 대기압 SEM은 30kV 전압에서 3나노미터(nm) 이하의 나노급 해상도와 높은 명암비를 달성하는 등 성능 또한 입증했다. 이를 통해 솔더(Solder) 및 언더필 내부의 서브마이크론 보이드, 금속 박리(Delamination), 미세 균열(Micro-cracks) 등 정밀한 TGV 관련 결함들을 고성능 진공 SEM 수준으로 명확하게 포착해냈다. 시편의 원래 형태(Native morphology)를 그대로 보존하기 때문에 검출된 결함이 전처리 오류가 아닌 '실제 공정상의 불량'임을 신뢰성 있게 보증한다.

연구에 참여한 빙햄튼대 박성배 교수 연구팀은 논문을 통해 "코셈의 대기압 SEM 기술은 민감한 반도체 벌크 샘플을 자연 상태 그대로 관찰할 수 있는 새로운 가능성을 열었다"며 "전통적인 실험실용 SEM과 실제 생산 공장(Factory)의 실시간 검사 사이의 간극을 메워주는 효율적이고 실용적인 도구가 될 것"이라고 평가했다.

코셈 관계자는 "이번 ECTC 2026에서 발표된 연구 결과는 코셈의 대기압 SEM 기술이 단순한 분석 장비를 넘어 차세대 첨단 패키징 라인의 생산 품질 관리(QA) 및 불량 분석(Failure Analysis) 워크플로우에 즉시 통합될 수 있음을 증명한 쾌거"라며 "글로벌 반도체 소자 기업 및 후공정(OSAT) 업체들을 대상으로 맞춤형 후공정 검사 시장 개척에 박차를 가하겠다"고 강조했다.

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