SFA, 유리기판 등 첨단 패키징 시장 뚫는다…"신규 장비 개발"

반도체 고집적, 고단화 추세 맞춰 다양한 패키징 장비 개발

에스에프에이(SFA)가 최첨단 반도체 패키징 시장으로 사업 영역을 확장한다. 기존 대비 미세한 배선이 가능한 비접촉 패턴형성 장비, 차세대 반도체 소재인 글래스 기판용 레이저 장비 등을 개발해, 현재 상용화를 위한 준비에 나서고 있다.

에스에프에이는 10일 서울 여의도에서 '2024 SFA 테크 데이'를 열고 회사의 차세대 반도체 패키징용 공정 및 검사측정장비에 대해 소개했다.

에스에프에이의 3D 비접촉 패턴형성 기술(사진=장경윤 기자)

이날 최교원 에스에프에이 R&D1 센터장은 첨단 패키징 공정에 적용 가능한 '3D 비접촉 패턴형성' 기술을 공개했다.

패키징 공정에서는 반도체 칩과 외부 기판이 전기적 신호를 주고받을 수 있도록 배선을 설치한다. 기존에는 와이어로 두 요소를 연결하는 '와이어 본딩'을 활용했다. 그러나 반도체가 고집적·고단화로 가면서, 배선도 와이어 본딩으로는 구현하기 힘든 얇고 촘촘한 수준(30마이크로미터 이하)이 요구되고 있다.

이에 에스에프에이는 배선을 비접촉으로 인쇄하는 기술을 개발했다. 기존 접촉식 인쇄 대비 결함 발생 가능성이 낮으며, 고속으로 대량 정밀인쇄가 가능하다는 장점이 있다. 

또한 에스에프에이는 차세대 반도체 기판으로 주목받는 '글래스(유리) 코어 기판용 장비 시장 진출을 꾀하고 있다.

글래스 기판은 기존 PCB(인쇄회로기판) 소재인 플라스틱 대비 표면이 고르기 때문에 제품 신뢰성이 높다. 또한 기판 두께를 얇게 만들거나, 전력 효율성이 뛰어나 고집적 AI 반도체 시장에서 수요가 증가할 것으로 전망된다.

에스에프에이는 기존 보유한 레이저 기술을 기반으로 글래스 기판에 전극을 형성하는 TGV(유리관통전극) 공정 장비를 개발했다. 정밀한 드릴링 기술과 화학 식각 기술을 융합해, 미세 균열 없이 높은 식각비를 구현한 것이 특징이다.

글래스 싱귤레이션(절단) 장비도 개발하고 있다. 글래스 위에 형성된 미세한 필름을 먼저 제거하고, 이후 글래스를 절단해 안정성을 높였다.

에스에프에이의 글래스 코어 기판 싱귤레이션 장비 성능 비교표(사진=장경윤 기자)

최 센터장은 "3D 비접촉 패턴형성 기술은 내년 선행 장비를 개발해 2026년 시생산, 혹은 양산 설비에 대한 평가를 진행할 예정"이라며 "글래스 기판용 제조 양산 기술은 이미 디스플레이 산업에서 경험을 쌓아, 향후 반도체에서 시장 개화 시 본격적인 상용화가 가능한 상태"라고 설명했다.

에스에프에이는 이 같은 신기술의 수율 향상을 위한 검사 및 측정 기술도 개발하고 있다. 기존 이차전지 사업에 적용한 CT(컴퓨터단층촬영) 기술 기반의 반도체 검사장비, 3D 광학계를 접목한 SEM(주사전자현미경) 등이 대표적인 제품이다.

최 센터장은 "SEM 장비는 디스플레이 기업과 납품을 구체적으로 논의 중이고, 반도체 고객사와는 공동 평가를 진행 중"이라며 "고객 승인이 나면 향후 2~3년 내 양산이 가능할 것으로 전망하고 있다"고 말했다.