▲ ㈜미코가 지난 2월 코엑스에서 열린 세미콘 코리아 2023에서 선보인 반도체 본딩장비용 세라믹 펄스 히터

첨단세라믹 소재부품 전문기업인 ㈜미코가 반도체 전공정 세라믹 히터에 이어 후공정 세라믹 히터를 출시하고 날로 성장하고 있는 패키징 시장에 본격 진출한다.

세라믹 히터는 실리콘 웨이퍼를 균일한 온도인 550℃ 이상으로 유지해 실란계 증착물이 균일하게 증착되도록 돕는 핵심 부품이다. 미코는 자체 개발한 원료로 만든 세라믹 소재를 채택해 전공정 중 반도체 증착 공정에 사용되는 PE-CVD 장비용 고온 세라믹 히터를 개발·양산해 일본의 독점 구조를 깨고 수입 의존도를 낮추는데 성공했다.

이러한 전공정용 세라믹 히터 기술을 기반으로 미코는 후공정 본딩장비용 세라믹 펄스 히터 국산화에도 성공했다.

반도체 전공정을 마친 웨이퍼에 붙어 있는 500~1,200개의 칩(Die)을 각각의 용도에 맞게 제품화하기 위해선 개별 칩으로 나누는 다이싱(Dicing) 공정, 칩을 리드프레임(Lead Frame) 또는 PCB 위에 올려 전자가 흐르도록 외부와 도선을 연결하는 본딩(Bonding) 등 후공정이 필요하다.

본딩에서는 와이어(Wire)를 사용하는 와이어본딩(Wire Bonding)이 주를 이루고 있으나 전공정에서 반도체 미세화 기술의 한계점에 부딪치면서 이를 후공정으로 극복하고자 솔더볼(Solder Ball)이라는 작은 범프를 이용해 접합하는 플립칩 본딩(Flip Chip Bonding), 상·하단 칩에 미세한 구멍을 뚫고 전극을 형성하는 TSV(Through Silicon Via, 실리콘 관통 전극) 등 선진 패키징 공정이 주류로 자리매김하고 있다.

이러한 선진 패키징 공정에서는 생산성 향상과 품질 관리를 위해 온도를 균일하면서 고온으로 빠르게 올리고 순식간에 내리는 히터가 필요하다. 미코가 개발한 본딩장비용 세라믹 펄스 히터는 PE-CVD 장비용 고온 세라믹 히터와 같은 AlN 소재로 최고 500℃까지 온도를 올릴 수 있으며, 50℃에서 450℃까지 온도를 올리는데는 단 2초가 걸리고 450℃에서 50℃로 낮추는데 필요한 시간이 5초에 불과할 정도로 반응속도가 빠른 것이 특징이다.

또한 CPU, 시스템반도체 등 각기 다른 제품 크기에 맞게 13mm, 16mm, 22mm, 54mm, 60mm에 이르는 다양한 제품군을 갖췄으며 고객사의 요구에 따라 형상을 자유롭게 바꿔 빨리 공급할 수 있는 것도 장점이다.

현재 미코의 펄스 히터는 글로벌 반도체 칩메이커 및 장비사를 대상으로 테스트를 진행 중이며 선진 패키징 기술 확대에 따라 빠른 시일 내로 공급이 진행될 예정이다.

미코 관계자는 “그동안 후공정은 팹리스(설계)나 파운드리(생산) 등 전공정에 비해 상대적으로 그 중요성을 인정받지 못했지만 최근 글로벌 반도체 업체간 '미세공정 경쟁'이 기술적인 난제가 발생되면서 10나노미터(nm) 미만 반도체 회로의 미세화 한계를 극복하기 위한 대안으로 첨단 패키지 기술의 중요성이 날로 높아지고 있다”며 “당사도 이번 신제품 출시를 기반으로 후공정 산업에 본격적으로 진출해 빠르게 주도권을 확보할 수 있도록 전략적으로 나설 것”이라고 전했다.