유리기판 난제 미세홀 형성…알칼리 소재로 뚫는다

독일 레나테크놀로지 "알칼리 식각으로 고성능 유리기판 구현"

독일 식각장비 기업 레나테크놀로지(RENA Technologies)가 반도체 패키징 유리기판 구현 핵심요소로 '알칼리' 소재를 지목했다. 알칼리는 산성보다 미세하고 정밀한 유리관통전극(TGV) 형성에 유리해, 동일 면적에 더 많은 홀을 만들 수 있다. 

레나테크놀로지는 1993년 설립된 습식 공정장비 업체다. 태양광, 반도체, 의료 등 산업에 제품을 공급해 왔다. 최근 반도체 패키징 유리기판 시장 진출을 추진하고 있다. 

발레리야 삼소닌코바 레나테크놀로지 사업개발 매니저는 한국마이크로전자및패키징학회 주최로 지난 5일 부산에서 열린 학술대회 'ISMP2026'에서 이러한 내용을 소개했다. 유리 식각은 크게 산성과 알칼리 소재로 나뉜다. 알칼리는 반응 속도가 상대적으로 느리지만, 선택비(제거하고 싶은 물질만 제거하는 정도)가 높다. 

발레리야 매니저는 "산성 식각은 상부가 넓게 벌어진 구조를 형성하는 반면, 알칼리 식각은 훨씬 좁고 수직에 가까운 구조를 만든다"며 "구조의 개방 정도를 나타내는 '테이퍼 각도'도 알칼리가 약 2배 좁기 때문에, 레나테크놀로지는 알칼리 식각 공정에 집중하고 있다"고 설명했다. 

발레리야 삼소니코바 레나테크놀로지 사업개발 매니저(사진=지디넷코리아)

테이퍼 각도가 수직에 가까울수록, 동일한 면적에 더 많은 홀을 배치할 수 있다. 동일한 유리(쇼트 AF32)에서 산성과 알칼리 식각을 각각 진행한 결과, 알칼리 식각의 테이퍼 각도는 최대 1도까지 낮아졌다. 산성 식각은 3~5도까지 구현 가능했다. 

레나테크놀로지는 "알칼리 식각 단점인 낮은 쓰루풋(생산속도)을 개선하기 위해, 고온 공정을 차별점으로 내세우고 있다"며 "온도를 높이면 선택비는 소폭 감소하지만, 처리속도가 크게 개선된다"고 강조했다. 

현재 레나테크놀로지의 쓰루풋 목표는 50마이크로미터(um) 이하 홀 형성 기준 2~3시간이다. 온도는 석영유리나 유리·세라믹 혼합 소재의 경우 120~130도를 넘어 최대 170도까지 적용 가능한 기술력을 확보했다. 

레나테크놀로지는 독일 레이저 가공업체 LPKF와 협력 중인 레이저 유도 딥 에칭(LIDE: Laser Induced Deep Etching) 기반 유리기판 제조 공정도 공개했다. 

LIDE는 레이저로 유리의 특정 영역 내부 물성을 변화시켜(개질), 기판 내 TGV용 구멍(홀)을 형성하는 기술이다. 유리를 개질하면 식각(홀을 형성하는 공정) 반응성이 높아진다. 또한 물리적으로 유리를 뚫고 자르지 않아, 크랙(깨짐)을 방지할 수 있다. 

산성과 알칼리 식각에 따른 유리기판 내 홀(Hole) 형성 결과. 알칼리(우측) 소재 활용 시 산성(좌측) 대비 높은 선택비 구현이 가능하다. (사진=지디넷코리아)