유리기판은 기존 플라스틱 기판보다 얇고 매끄러워 미세 회로 구현이 용이하며, 휨 현상이 적어 인공지능(AI) 등 고성능 반도체 기판으로 주목받고 있다. 켐트로닉스도 신성장 동력 중 하나로 반도체 유리기판 공정 기술을 삼고 있다.
17일 IT업계에 따르면 켐트로닉스는 올해 4분기 중으로 삼성전기에 자사의 TTV(Total Thickness Variation) 컨트롤 기술을 적용한 반도체 유리기판 500*500 패널 레벨 사이즈 시제품을 납품한다.
현재 패널 레벨 사이즈의 개발이 순차적으로 이뤄지고 있으며, 사이즈 확대가 원활히 이뤄지고 있는 것으로 알려졌다. 최종 양산품의 공급은 2027년을 목표로 제품 개발을 진행 중이다.
삼성전기 반도체 유리기판 컨소시엄에 속한 켐트로닉스는 글로벌 글라스 메이커로부터 반도체용 유리기판 소재를 공급 받아 양산품을 만드는 것을 목표로 한다. 반도체 유리기판은 소재 가공, TGV 공정, 구리도금, 에칭(ethcing), 슬리밍(slimming) 등 후가공을 거쳐 완성되는 프로세스를 거친다. 켐트로직스의 최종 목표는 TGV 공정 이후 후가공까지 이르는 밸류체인을 확보하는 것으로 알려졌다.
켐트로닉스는 디스플레이 분야에서 축적한 식각 기술을 바탕으로 유리기판 제조의 핵심 공정인 글라스관통전극(TGV) 기술 개발에 집중하고 있다. 특히, 레이저로 구멍을 뚫은 후 이를 식각하는 방식으로 TGV를 구현하고 있다. TGV 기술은 파트너사인 독일 레이저 솔루션 제조 기업 LPFK로부터 확보했다.
TGV(Through Glass Via) 공정은 유리 기판에 미세한 전기적 연결 통로를 형성하는 과정으로, 레이저를 이용한 건식 공정과 습식 식각 공정으로 구성된다. 관련 공정은 먼저 레이저를 통해 유리 기판에 미세한 구멍을 생성한다. 이후 습식 식각을 통해 홀 내부의 파티클 제거 및 평탄도(Total Thickness Variation, TTV)를 향상시킨다. 이러한 공정을 통해 고품질의 유리기판을 생산할 수 있다.
켐트로닉스는 디스플레이 유리 원장 식각 원천 기술을 보유해 글로벌 반도체 OSAT 업체의 TGV 공정 프로젝트에 파트너사로 참여하며 TGV 공정 기술력을 키워왔다.
일명 TTV(Total Thickness Variation) 컨트롤 기술은 '총 두께 편차'를 조율한다. 켐트로닉스가 OELD 식각 분야에서 구축한 노하우를 유리기판으로 변용한 기술이다. 이는 유리기판의 평탄도를 잡기 위한 식각 기술로 꼽힌다.
유리기판은 코어 역할을 하는 글라스의 평탄도가 잡히지 않으면 ABF(아지노모토 빌드업 필름) 적층 과정에서 불량이 발생할 가능성이 크다. TGV 공정이 홀을 뚫는 것 뿐만 아니라 TTV 기술을 필요로 하는 이유다.
또한, 켐트로닉스는 제이쓰리 인수를 통해 유리기판 제조에 필요한 화학적기계연마(CMP) 설비와 기술을 확보했다. 이를 통해 TGV 공정 전후로 유리기판의 평탄도를 높여 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 됐다. 또한, 제이쓰리의 천안 공장 부지 약 2000평을 활용해 향후 유리기판 공정을 위한 신규 라인 증설도 검토하고 있다.
켐트로닉스는 레이저 TGV 공정에서 도금 업체와의 제휴를 통해 2024년 하반기부터 도금 공정을 추가해 테스트를 진행했다. 제이쓰리 인수를 통해 확보한 CMP 설비 2세트를 활용해 유리 위에 도금 이후 CMP로 평탄화 공정까지 추가한다. 이를 통해 고객 다변화를 추진하며 시장 경쟁력을 강화할 방침이다.
종합하면 켐트로닉스는 제이쓰리를 필두로 독일 LPKF(레이저 기반 가공 솔루션 기업)과 반도체 유리기판의 관통, 식각, 도금, 평탄화 까지 공정 기술을 확보하는 것을 목표로 한다.
다만 회사 측은 구체적인 개발 진행 사항과 관련해서 보안을 지키는 모습을 보였다.
회사 관계자는 "고객사명을 구체적으로 밝힐 수는 없지만 반도체 유리기판 식각 기술 개발은 진행 중"이라며 "고객사 대상 시제품 납품 스케줄도 구체적으로 공개하긴 어렵다"고 말했다.
