[디지털데일리 배태용 기자] "코닝의 생산 방식으로 유리의 두께를 최대 2마이크로미터(㎛) 이내로 관리될 수 있습니다. 아직 유리 기판 상용화엔 넘어야 할 과제들이 많이 남아 있지만, 코닝의 연구 및 개발 경험과 생산능력이 상용화에 큰 원동력이 될 겁니다."

이현성 한국코닝 팀장은 21일 서울 여의도 전경련회관 FKI 타워 컨퍼런스센터 3층 다이아몬드홀에서 개최된 '제2회 DIC(DigitalDaily Industry Conference) 2024'에서 '첨단 패키징 및 글래스 코어를 중심으로 한 반도체 산업'을 주제로 발표하며 이같이 밝혔다.

코닝은 170년이 넘는 역사를 가진 글로벌 소재 기업으로, 반도체 제조 공정 전반에서 필요한 재료, 부품, 검사장비 솔루션을 제공하고 있다. 코닝 첨단 광학 사업부는 반도체, 특질 유리 및 세라믹, 항공우주, 방위산업에 이르는 첨단 기술을 보유하고 있다.

반도체 기술 및 솔루션 기술은 크게 ▲리소그래피피광학재료 ▲ 검사사 측정 장비 ▲ 첨단 패키징 및 웨이퍼 등 3가지 주요 제품군을 나뉜다. 이중 최근 반도체 업계에서 주목받고 있는 유리기판판 기술은 '첨단패키징'제품군에 속한다.

유리기판은 기존에 사용되던 유기 기판과 비교해 표면이 매끄럽고 미세하게 회로를 새길수 있다는 특징을 갖고 있다. 또한 전기 신호 손실이 및 열에 의한 변형이 작아 AI 시대에 적합한 고성능 반도체 패키징 소재로 주목받고 있다.

이 팀장은 "유리 캐리어는 반도체 제조 과정에서 사용되는 실리콘이나 금속 캐리어에 대한 훌륭한 대안을 제공하는 여러 가지 이점이 있다"라며 "놀라울 정도로 일관된 열팽창계수(CTE)를가지고 있어, CTE 불일치로 인한 공정 중 휨 현상이 훨씬 적다"라고 설명했다.

그러면서 "또한 유리는 515 x 510(mm) 600 x 600(mm)과 같은 이상적인 패널 크기로 제조될 수 있어 패널 레벨 패키징 과정을 지원할 수 있다"라며 "코닝의 독점적인 퓨전 생산방식은 균일한 두께, 뛰어난 투명도, 강한 내구성을 제공한다"라고 덧붙였다.

이러한 장점을 갖고 있지만, 유리 기판의 기술적 진입 장벽은 높다. 유리 자체의 특성상 깨짐과 같은 기계적 취약성을 극복해야 하며, 균일한 두께와 높은 투명도를 유지하면서도 대형 패널 크기를 구현해야 하는 제조 기술이 필수적이기 때문이다.

또한, 기존 기판 제조 공정은 주로 유기 기판 기반으로 설계돼 있어, 유리 기판을 사용하기 위해서는 제조 공정의 수정과 추가적인 비용 투자가 필요하다. 특히, 유리 기판을 활용하려면 기존 공정과의 호환성 문제도 해결해야 한다.

이 팀장은 "기존 빌드업 공정 재료 간 호환성이 검증돼야 하고, 패키지에 맞는 새로운 재료, 장비, 공정 개발이 필요하다"라며 "애플리케이션에 따라 높은 TGV 종횡비가 필요하고, 이에 따라 TGV 금속화metallizationn)의 기술적 난이도도 증가한다"라고 설명했다.

이어 "현재 산업계와 학계는 이를 해결하기 위해 노력하고 있고, 코닝 역시 미래산업 기회를 위해 고민, 하나씩 해결하고 있다"라며 "유리 구조화 공정과 금속화 공정을 어떤 공급망이 담당할 것인가부터 현재는 유리 기판 제조사, 구조화 유리 부품 제조사, 비반도체 업체 등이 활발하게 나서고 있다”라고 설명했다.

그는 "이 같은 공급망이 구축될 때까지는 시간이 더 필요할 것으로 생각되는데, 기술에 대한 시장 기대치가 이러한 공급망(Supply chain) 준비 시당길 것이라 생각한다"라며 "코닝의 유리 연구 및 개발 경험과 생산능력이 큰 원동력이 될 수 있다고 생각하는 이유다"라고 강조했다.