차세대 반도체 패키징 핵심 소재인 유리기판 제조 공정에서 국내 기업이 세계적 수준 기술 성과를 냈다.
비아코어 컨소시엄은 일본 특허청에 관통유리전극(TGV, Through-Glass Via) 전처리부터 금속화까지 전체 공정에 대한 PCT 특허를 출원했다고 9일 밝혔다. 비아코어 컨소시엄은 한국 반도체 스타트업 비아코어와 일본 다이치, 일본 반도체 소재 대기업 연합체다.
특허는 'TGV가 포함된 유리 기판 구조체'다. 비아코어는 직접도금 공정 전체를, 일본 반도체 소재 대기업은 중간막 형성 핵심 소재를 각각 개발해 특허 지분을 5대5로 공동 소유한다. 비아코어는 7월 현재 미국, 한국, 중국, 대만 등 4개국에도 동일한 특허 출원 절차를 진행 중이다. 특허협력조약(PCT) 출원만으로도 1년간 기술보호 효력이 발생해 선도적 지위를 확보할 수 있다.
비아코어 직접도금 공정은 기존 물리적 기상 증착(PVD) 방식 스퍼터링 공정을 생략한 것이 핵심이다. 유리 기판과 금속 도금층 간 계면에 화학적 결합성과 응력 완화 기능을 단계적으로 부여하는 특수 층 구성을 채용했다. 미세한 관통유리 내면까지 균일하게 적용해 이종 소재 간 박리 현상을 방지하고 밀착성과 도통성, 고주파 특성을 동시에 확보했다.
기존 유리기판 도금 공정에 사용하는 고진공 PVD 챔버는 대당 100억원에 이르는 고가 장비다. 비아코어는 이 공정을 없애 설비 투자비를 대폭 낮추고 라인 구축을 간소화했다. 상온 중심 공정으로 유리에 가해지는 물리적 스트레스도 최소화해 양산 수율을 끌어올렸다는 설명이다. 환경오염 부담도 덜 수 있다.
유리기판 시장은 AI 가속기 및 고대역폭 메모리(HBM) 수요 증가에 힘입어 차세대 반도체 패키징 핵심 기술로 급부상 중이다. 글로벌 시장조사기관 세미(SEMI)에 따르면 2028년부터 2040년까지 유리기판 시장 연평균 성장률(CARG)은 67.2%에 이를 전망이다.
비아코어는 4년 전부터 일본 다이치 등 현지 협력업체와 스퍼터링 없는 금속화 공정 개발을 진행해왔다. 올해 한국, 중국, 일본에서 각각 대형 파트너와 유리기판 공정 도입을 위한 실무협상도 구체적으로 진행 중이다. 경기 안산에 구축 중인 파일럿 라인이 3분기 가동되면 실제 공정 적용은 가속화 될 것으로 보인다.
공정 수율 100% 달성을 위한 후속 개발도 이어간다. 비아코어는 레이저 전문기업 아큐레이저와 공동으로 중간막 형성 공정 불량을 원천 차단하는 리페어 공정·설비를 연내 개발할 계획이다.
비아코어 관계자는 “한국에서 직접도금 공정을 가장 먼저 구현해 글로벌 유리기판 공정 표준화를 선도하는 것이 목표”라면서 “국내 메이저 기업들과 공정 신뢰성 및 샘플 테스트를 진행 중이며 중화권 기업의 협업 요청에도 대응할 것”이라고 말했다.
김시소 기자 siso@etnews.com
