하스, "지름 200mm급 유리기판 실험용 조각 제작"

"붕규산염 대비 2배 수준 440MPa 굴곡강도 확보"

글래스 세라믹 기업 하스가 산업통상자원부 소재부품기술개발사업을 통해 추진 중인 반도체 패키징 유리기판 연구에서 지름 200mm급 대면적 시편(실험용 조각) 제작과 고강도 소재 확보 등 성과를 냈다고 6일 밝혔다.

하스는 최근 국책과제 참여 연구소·대학·기업과 워크숍·세미나를 열고 2024년 시작한 '웨이퍼 타입 알루미노규산염 유리기판 제조 및 광화학 반응 기반 10마이크로미터(㎛) 이하 비아 홀(Via Hole) 가공 기술' 연구성과를 발표했다. 하스는 과제 주관기관이다. 

하스의 글래스-세라믹 관통전극 유리기판 시편(사진=하스)

국책과제는 2024년 7월부터 2028년 12월까지 총 54개월간 진행한다. 정부지원금은 27억 5000만원이다. 하스와 공동 연구팀 목표는 ▲300mm급 웨이퍼형 유리기판 ▲10㎛ 이하 유리관통전극(TGV) ▲저유전·저손실 반도체 패키징용 유리소재·가공기술 확보 등이다. 

하스는 공동 연구에서 자외선에 반응하는 글래스 세라믹 소재 조성 설계와 대면적 유리 성형 공정 개발을 맡고 있다. 치과용 글래스 세라믹 분야에서 약 20년간 축적한 결정 미세구조 제어 기술을 반도체 소재 분야로 확대 적용하고 있다.

하스는 "공동 연구팀과 최근 지름 200mm급 대면적 유리기판 시편 제조에 성공하고, 동일한 소재의 지름 100mm급 유리기판을 활용해 반도체 패키징에 필요한 TGV 형성 가능성을 확인했다"고 밝혔다. 개발 소재는 동일 시험 조건에서 440MPa 수준 굴곡강도를 기록해 기존 붕규산염 유리 대비 2배 수준 강도를 나타냈다.

두께 1.5mm급 유리기판 시편에서도 앞면과 뒷면의 홀 크기가 균일한 TGV도 구현했다. 이를 기반으로 유리 소재 조성 설계와 대면적 성형 공정을 고도화하고 있다.

유리기판은 인공지능(AI)과 고성능컴퓨팅(HPC) 시장 확대로 차세대 반도체 패키징 소재로 주목받고 있다. 이론적으로 기존 유기 기판보다 표면이 평탄하고 열 변형이 적어 미세배선과 안정적 신호 전달에 유리하다. 글로벌 반도체산업협회(SEMI)는 글래스 코어 기판 초기 생산이 2028년 전후 시작될 가능성이 있다고 전망했다. 

하스는 공동연구팀과 300mm급 대면적 유리기판 제조와 반도체 패키징 후공정 정합성 등 실제 공정 적용 가능성을 단계적으로 검증할 계획이다. 

하스 관계자는 "치과용 보철수복 소재 사업으로 유리 조성 설계부터 용융, 결정화, 열처리, 정밀가공까지 소재 기술을 축적했다"며 "기존 글래스 세라믹 기술을 기반으로 반도체용 유리소재 및 가공기술을 고도화하겠다"고 말했다.