SFA "반도체 첨단 패키징이 기회…배선·검사·유리기판 공정 장비 개발" [소부장반차장]

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SFA "반도체 첨단 패키징이 기회…배선·검사·유리기판 공정 장비 개발" [소부장반차장]

디지털데일리 발행일 2024-12-10 17:51:28

고성현 기자

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10일 여의도 교직원공제회관에서 'SFA 테크데이' 발표를 진행 중인 최교원 SFA R&D 1센터장

[디지털데일리 고성현 기자] 공정·자동화 장비 기업인 에스에프에이(SFA, 대표 김영민)가 반도체 패키징 공정 장비를 차세대 성장동력으로 낙점하고 관련 개발 및 상용화에 나섰다.

관련 시장이 글로벌 장비사의 과점으로 경쟁이 어려운 만큼, 고대역폭메모리(HBM) 및 3DIC·유리 기판 분야 내 틈새시장을 공략해 입지를 확보하겠다는 전략이다.

최교원 SFA R&D 1센터장은 10일 여의도 교직원공제회관에서 열린 'SFA 테크데이' 행사에서 반도체 사업 확대를 위한 기술로 ▲기판 배선용 3D 비접촉 패턴형성 ▲유리기판 유리관통전극(TGV) 및 싱귤레이션 ▲인라인(In-line)용 플라나 CT장비 등을 공개했다.

최교원 센터장은 "반도체 업계는 수율에 따른 손실과 최종 고객사와의 승인 절차, 변화에 따른 수익 문제 등으로 신 장비 도입에 매우 보수적"이라면서도 "현재는 제조사가 생산하는 칩이 바뀌면서 기존 장비로 대응할 수 없는 영역이 생겼고, 이에 따라 SFA에도 관련 기술 요청이 오는 등 기회가 생기고 있다"고 전했다.

아울러 "이미 성숙한 팹 공정 장비 대비 투자나 전체 반도체 장비 시장 내 매출 비중이 낮기 떄문에, 앞으로의 발전 가능성도 높은 분야"라며 "SFA는 반도체 쪽에서 주로 웨이퍼 이송장치(OHT) 매출이 주류였고, 이를 확장하려면 물류 뿐 아니라 공정 장비 확장이 필요해 이쪽 분야를 택하게 된 것"이라고 설명했다.

SFA는 반도체 패키징 공정 장비 시장 진입을 위해 3D 비접촉 패턴형성기술을 개발하고 있다. 이 기술은 칩(Die)과 칩, 칩과 기판을 금속 배선으로 연결하는 와이어 본딩 기반 기술로, 반도체 고집적화에 따른 배선 미세화를 위한 대안으로 꼽힌다.

최 센터장은 "반도체 전공정 대비 패키징 분야 내 배선 미세화는 상대적으로 더디다. 실제로 수율을 고려할 때 와이어 본딩 배선의 실질적인 선폭 한계는 40마이크로미터(㎛)고 간격은 80㎛ 수준"이라며 "와이어 선폭이 크니 연결하는 패드도 간격이 넓고, 그만큼 기판도 커져야 하는 상황"이라고 운을 뗐다.

그러면서 "보유하고 있는 인쇄기술을 기반으로 접촉 없이 금선을 3D 비접촉으로 형성할 수 있도록 개발하고 있다"며 "이 공법을 사용하면 수 마이크로미터급 디바이스를 만들 수 있으며, 실제로 선폭은 10㎛, 간격 20㎛까지 줄여 실장할 수 있는 것을 확인했다"고 강조했다.

또 그는 "SFA는 이 기술이 범프나 솔더 패턴 형성에 다 활용할 수 있다고 본다"며 "현재 고객사와 공동 평가 중"이라고 덧붙였다.

SFA가 소개한 유리기판 싱귤레이션 기술. ABF를 제거한 뒤 레이저로 잘라 균열을 최소화하는 방식 [ⓒSFA]

유리기판용 공정 장비는 유리에 미세한 구멍(Via hole)을 뚫는 TGV 장비와 유리를 잘라 개별 기판으로 만드는 싱귤레이션 장비를 개발하고 있다.

최 센터장은 "높은 레이저 가공 기술을 보유한 비에스피(BSP)와 함께 TGV 공정 장비 개발에 협력하고 있다. TGV로 구멍을 내고 생기는 균열을 화학적 식각으로 극복하는 식"이라며 "국내에는 현재 레이저 가공 기술이 높은 업체 많이 투자하는 분야"라고 전했다.

이어 최 센터장은 "하지만 유리를 자르는 싱귤레이션 분야는 아직 기술이 미비해 균열이 생기는 등 불량으로 인한 수율 하락에 영향을 주고 있다"며 "SFA는 유리에 증착된 아지노모토빌드업필름(ABF)을 걷어내고, 레이저로 자른 후 균열까지 최소화하는 공법을 확보했다"고 강조했다.

그는 "관련 장비들에 대한 장비 제안서 등을 내는 등 유리기판에 투자하는 제조사 대상으로 협력을 논의하는 중"이라고 전했다.

SFA는 반도체 패키징 제품용 검사 장비 개발 현황도 공개했다. 이와 관련 CT장비를 인라인(In-line)화해 측정하는 '플라나 CT장비'를 소개했다.

최 센터장은 "반도체 분야에서도 CT장비를 많이 활용하고 있으나, 실제 검사에 하루가 걸리는 등 실제 라인 내 공정에 투입하기는 어렵다"며 "SFA는 배터리 공정 내 인라인 CT 장비를 납품한 이력이 있어, 이를 토대로 인쇄회로기판(PCB)을 검사하는 등 성과를 낼 수 있을 것으로 봤다"고 했다.

그는 "이 시장은 분야별로 히타치, 어플라이드 머티어리얼즈 등이 장악하고 있어 진입이 힘들지만, 첨단 패키징으로 웨이퍼 뒷면 검사 등 새로운 요구가 늘어나는 상황"이라며 "이러한 니즈를 선제적으로 대응해 나갈 예정이며, 현재 반도체 고객사와 2~3년 내 사업화를 목표로 공동 평가를 진행하고 있다"고 말했다.