레이저앱스가 유리기판의 고질적 문제인 마이크로 크랙 해결 방안으로 펨토초(1000조분의 1초) 레이저 기반 '플라즈마 멜팅(Plasma Melting)' 기술을 제안했다.
전은숙 레이저앱스 대표는 25일 포스코타워 역삼에서 열린 전자신문 테크데이 행사에서 “유리 광도파로, TGV(Through Glass Via), 유리 절단 등 CPO 핵심 공정을 모두 마이크로 크랙 없이 구현하는 기술을 확보했다”고 밝혔다.
유리기판은 열적 안정성, 전기적 절연성, 뛰어난 평탄성과 표면 품질, 박형화 용이성 등에서 유기기판이나 실리콘 기판 대비 장점이 많다.
다만 가공 시 생기는 미세 균열 때문에 상용화가 어려웠다. 공정 중 발생하는 1㎛ 이하 마이크로 크랙도 응력에 의해 내부로 전파되면서 신뢰성을 무너뜨린다. 반도체 기판용 유리는 99.999% 이상 신뢰성 기준을 만족해야 하며, 크랙이 단 한 개라도 있으면 제품화가 불가능하다.
레이저앱스 기술은 기존 베셀 빔이나 크랙 유도 방식과 달리, 잔류 크랙을 원천적으로 억제하는 것이 핵심이다. TGV와 유리 절단은 펨토초 레이저로 유리의 특정 부위를 국소적으로 용융(플라즈마 멜팅)시킨 뒤 화학 에칭을 통해 재료를 제거하는 방식을 사용한다. 유리 광도파로는 마스크와 포토레지스트 없이 펨토초 레이저로 유리 내부의 굴절률을 직접 변화시켜 빛의 통로를 형성하는 직접 기록(Direct Writing) 방식을 적용한다
레이저앱스 TGV 기술은 두께 0.2~1.1T 유리에서 종횡비 최대 22:1, 홀 직경 30~100㎛, 진원도 98% 이상, 내벽 거칠기 Ra 0.1㎛ 미만·Rz 0.2㎛ 이하를 달성했다. 동일 조건에서 기존 방식 대비 굽힘 강도가 25~40% 높고 산포 특성도 우수하다.
광도파로는 마스크와 포토레지스트 없이 유리 내부에 직접 굴절률을 변화시켜 형성하며, 14×14 채널(1550nm) 모듈을 구현하는 데 성공했다. 유리 절단 역시 후처리(연마·챔퍼링) 없이 굽힘 강도 150MPa 이상을 확보했다.
전은숙 대표는 “레이저앱스의 TGV 레이저 모디피케이션은 펨토초 레이저를 쓰는 원샷(One-shot) 방식으로, 기존 방식 대비 스루풋(처리량)이 떨어지거나 비용이 더 들지도 않는다”고 설명했다.
이형두 기자 dudu@etnews.com
