레이저쎌, AI반도체 패키지용 12인치 면레이저 최초 개발…“양산 성공”

레이저쎌 300mm 대면적 가변형 장비. /사진제공=레이저쎌

레이저솔루션 플랫폼기업 레이저쎌이 AI 반도체 공정과 마이크로LED 디스플레이 공정에 적용 가능한 ‘300mm 대면적 면레이저 핵심 광학시스템(BSOM)기술’ 개발에 성공해 올 하반기부터 본격적인 양산에 돌입한다고 5일 밝혔다.

AI 반도체는 패키지 형태로서 고성능 칩렛 로직반도체(Chiplet CPU/GPU)와 광대역 초고속 메모리(HBM)로 구성된다. 이를 구현하기 위해서는 이종칩간 연결기술인 플립칩 볼그리드어레이(FCBGA) 기술이 필요하다. 다만 이 기술을 적용할 경우 기술의 복잡성이 증대되고 패키지의 최종 칩면적의 대형화가 되는 반면, 칩의 두께는 초박형화가 요구되면서 AI반도체의 휨발생 문제가 대두되고 있다. 또한 반도체 접합공정에 입열량 감소와 균일접합 필요성 등 많은 문제가 발생하고 있다.

차세대 기술인 마이크로LED 디스플레이 제조공정의 경우에는 생산수율 증대와 성능 열화 최소화를 위해 대면적 동시가압 가열 및 입열량 극소화를 통한 새로운 접합의 필요성이 증가하고 있다.

레이저쎌이 이번에 양산하는 300mm 대면적 가변형, 고정형 면레이저 기술은 AI 반도체 및 마이크로LED 디스플레이 제조공정에 필수적인 대면적 접합공정 수행에 최적화됐으며 생산공정의 수율을 대폭 향상시킬 수 있다는 평가를 받고 있다. 대면적 레이저빔 BSOM 시스템의 경우 가로·세로 300mm이상의 레이저빔 크기도 용이하게 완성할 수 있고 일반적인 점(Spot) 형태가 아닌 면(Area) 형태의 광원을 통해 레이저 조사면의 균질화(Homogenized) 수준을 최저 90%가 넘게 성공했다. 가로·세로 300mm는 반도체 웨이퍼기준으로 12인치에 해당된다.

레이저쎌은 순수 국산 자체기술인 BSOM 기술과 대출력 레이저 NBOL 기술과의 결합을 통해 고객이 원하는 300mm 이상의 면레이저를 요구되는 에너지밀도로 한층 용이하게 만들 수 있게 됐다. 300mm 이상 면레이저를 응용한 첨단 가압형면레이저 장비인 ‘LC본더’와 비가압형 면레이저 장비인 ‘LSR’ 레이저리플로우 시스템 구현은 차세대레이저 광학기술 분야와 첨단 AI 반도체 산업과 차세대 디스플레이 산업에서 한국의 소·부·장 기술을 한 단계 레벨업시키는데 핵심역할을 할 것으로 기대된다.

연구개발 본부를 이끌고 있는 김남성 CTO는 “국내 최초로 개발된 300mm기반의 면레이저 기술은 시장에서 요구되는 여러 문제점을 해결하고 차별화된 높은 생산성을 달성할 수 있다”며 “최근 AI 반도체 부족 상황을 해소할 수 있는 대면적 레이저 핵심기술과 하이파워 레이저 시스템 및 프로세스 응용기술과의 시너지를 기반으로 현재 여러 글로벌 반도체기업, 패키징 전문 기업들과 많은 협업을 진행하고 있으며 지속적으로 확대해 나갈 것”이라고 전했다.

장효원 기자 specialjhw@asiae.co.kr