일본과 미국이 장악한 반도체용 구리 도금액을 국내 중소기업이 국산화하는데 성공했다. 반도체 초미세화를 위한 후공정 핵심 소재인 구리 도금액 분야에도 국산화 바람이 시작될지 기대를 모은다.
반도체·디스플레이·자동화 장비기업 피디티(대표 송학봉)는 반도체 범핑 공정과 실리콘관통전극(TSV) 공정에 사용하는 구리(Cu) 도금액을 국내 기업 중 처음 국산화했다고 27일 밝혔다.
회사는 주요 반도체 기업 품질 평가를 완료했거나 평가를 거치고 있다. 또 패키징시 기판을 제작하는 RDL(Redistribution Layer) 공정용 도금액도 개발했다고 덧붙였다.
반도체 도금액은 칩 집적도를 높이기 위해 사용하는 3차원 TSV 공정과 범핑 공정에서 사용한다. 범핑 공정의 경우, 포토레지스트(PR) 패턴을 형성한 뒤 구리 도금액과 주석-은(Sn-Ag) 도금액을 이용해 차례로 도금막을 형성한 뒤 식각 공정으로 포토레지스트를 제거하면 솔더 범프를 형성하게 된다.
칩을 적층하는 TSV 공정에서도 구리 도금액을 사용한다. 우선 노광과 식각 공정으로 구멍을 형성한 뒤 증착으로 구리 씨앗층을 형성한다. 이후 구멍을 구리 도금액으로 채우는 TSV 갭 필(Gap Fill) 공정을 거쳐 칩끼리 연결하게 된다.
구리 도금액 기술의 핵심은 도금 형상을 조절하는 유기 첨가제다. 피디티는 신뢰성이 높고 빠르게 도금 공정을 수행할 수 있도록 유기 첨가제 구성을 조절해 도금 형상을 제어할 수 있다고 강조했다. 도금 형태가 위로 오목하거나 편평한 형태, 혹은 아래로 오목하게 들어간 형태 등 필요한 방식으로 제작할 수 있다.
피디티는 인공지능 등으로 고집적 반도체 수요가 빠르게 증가하면서 첨단 패키징 수요도 늘고 있어 구리 도금 시장이 빠르게 성장할 것으로 내다봤다. 시장조사업체 욜 디벨롭먼트는 지난해 기준 반도체 구리 도금액과 주석-은 도금액 시장 규모를 3억달러(약 3500억원)로 추산했다.
피디티 관계자는 “패키징용 구리 도금액과 주석-은 도금액은 미국, 독일 등 글로벌 소재기업이 과점했고 특히 주석-은 도금액은 일본 기업이 가장 높은 점유율을 차지하고 있다”며 “현재 후공정용 구리 도금액 제품 포트폴리오를 갖췄고 연관 공정인 주석-은 도금액을 개발하고 있으며 연말 중 특허 출원할 예정”이라고 말했다.
피디티는 1992년 설립해 모바일 기기용 CNC 설비, PCB 관련 자동화 설비, 액정표시장치(LCD) 모듈 설비 등을 공급하고 있다. 새롭게 전자재료 사업에 진출했으며 반도체용 구리 도금액 '스마트플레이트(SmartPlate)'와 구리 갭 필러용 주석-은 도금액 '스마트캡(SmartCap)', 경쟁사보다 도금 속도를 단축시킨 '스마트비아(SmartVia)' 등의 브랜드를 갖췄다.
배옥진기자 withok@etnews.com
