김광현 아바코 대표와 아바코 본사에서 인터뷰를 진행했다.(사진=디일렉)
디스플레이와 배터리 장비를 주로 다루던 아바코가 반도체 시장에 도전한다. 고대역폭메모리(HBM), 유리기판 등 반도체 장비까지 사업을 확장하고 있다. 올해부터 종합 장비 기업으로 도약할 계획이다.
김광현 아바코 대표는 디스플레이와 물류, 배터리 장비 기술을 활용 방안에 대해 자신감을 나타냈다. 그는 "주요 반도체 장비와 자동화 시스템 등의 시장 진입이 가시화되고 있어 조만간 역량을 입증할 수 있을 것"이라며 첫 반도체 장비로 약 5년간 개발한 첨단 패키징(AVP)용 메탈 스퍼터를 소개했다. 아바코는 지난 2006년 디스플레이용 스퍼터를 개발해 국산화에 성공했다.
AVP 메탈 스퍼터는 HBM과 팬아웃웨이퍼레벨(FoWLP) 같은 패키징에서 구리, 알루미늄, 티타늄, 질화티타늄 등 전기 연결을 담당하는 고순도 금속 박막 제조용이다. 물리기상증착(PVD) 기술 기반이다. 반도체 전공정의 금속 배선을 형성하는 용도로도 쓸 수 있다.
김 대표는 "박막 균일도는 3% 이내로, 박막의 모든 두께가 평균의 ±3% 범위 안으로 고른 증착이 가능하다"며 "반도체 고객사가 요구하는 첨단 패키징 기술 수준을 충족한다"고 설명했다.
이전 공정에서 형성한 맵 형태에 맞춰 박막 증착도 조율할 수 있다. 맵은 박막의 두께가 미세하게 달라 형성된 전체 굴곡 데이터를 말한다. 박막 균일도 3% 허용 범위 안이더라도 불규칙한 굴곡이 있다면 동일 웨이퍼의 칩 간 성능이 제대로 맞지 않을 수 있다. 평균 박막 두께의 측정 신뢰도가 낮아져 수율에 부정적 영향을 끼친다.
아바코는 지난해 10월 국내 반도체 후공정 외주 업체(OSAT)와 AVP용 메탈 스퍼터의 양산라인 평가 계약 체결에 성공했다. 현재 고객사의 웨이퍼 데모 평가는 마무리 단계다. 양산 라인 공급용 장비는 이달 말 제작 완료될 예정이다.
김 대표는 "5월 중 고객사가 내부 방문 평가를 진행하고, 양산 라인에 장비를 반입해 본격적인 품질(퀄) 테스트를 시작할 계획"이라며 "통상 퀄 테스트 기간은 1년 정도"라고 말했다. 테스트 통과 시 양산 장비 공급 계약으로 이어질 가능성이 크다. 내년 하반기 양산 라인 평가를 논의하고 있다. 고객사와 조율해 최대한 조기 실시할 예정이다.
AVP 메탈 스퍼터는 아바코가 개발한 전처리 모듈인 프리클리닝과 멀티 디가스 챔버를 합친 형태다. 프리클리닝은 기판에 있는 접착제나 유기물에서 발생하는 습기를 제거하고 오염물을 씻어낸다. 이 과정을 거쳐야 박막의 균일도 불량을 방지할 수 있다. 박막이 떨어지거나 전기 성능 하락도 줄일 수 있다.
유리기판용 장비도 눈여겨 살펴볼 제품이다. 유리관통전극(TGV) 레이저 가공 장비와 건식 플라즈마 공정 장비가 각각 개발됐다. 유리기판 TGV 가공용 레이저 장비는 2년 넘게 개발했다. 최근 3세대 모델까지 나왔다. 김 대표는 "유리기판 상용화의 핵심은 단순 샘플 제작 수준을 넘어, 실제 생산 속도를 보장하는 양산성 확보 여부"라며 "아바코의 강점인 소형 정밀 자동화 기술을 레이저 공정에 결합해, 경쟁사 대비 우수한 양산 능력을 구현했다"고 강조했다. 3세대 TGV 레이저 장비는 내부 테스트와 고객사 시연이 진행 중이다.
건식 플라즈마 공정 장비는 PVD 스퍼터와 플라즈마 식각 장비로 구성된다. 홀 가공 이후 도금 전처리와 세정, 식각을 수행한다. 전 세계 주요 고객사에 개발용 장비를 8대 공급했다. 유리기판 상용화에 맞춰 양산 장비 구매를 긍정적으로 검토하고 있어 추가 공급이 예정되어 있다.
김광현 아바코 대표가 아바코의 장비들을 소개하고 있다.(사진=디일렉)
건식 장비는 기존 습식 공정 대비 환경친화적이다. 생산 효율성도 높다. 고집적 첨단 패키징용 고정밀 패터닝도 가능하다. 동시에 광학 기반 3D 검사 장비도 개발 중이다. TGV 수백만개의 위치와 크기, 진원도(원에서 얼마나 벗어났는지를 확인하는 과정)를 5분 만에 전수 검사할 수 있는 성능이 목표다.
극자외선(EUV) 노광 공정에 필요한 펠리클 제조 장비도 만들었다. 펠리클 코어막 제조용 8인치 전용 스퍼터는 개발을 마쳤다. 현재 양산 적용이 가능한 상태다.
해당 장비는 전력 반도체(PMIC)와 파운드리, 패키징 분야로도 상용화를 추진하고 있다. 펠리클 탄화 공정용 열처리 장비는 제작 완료 후 공정 평가 중이다. 아바코는 두 장비의 성능을 검증하고자 600와트(W)급 고출력 광원을 견디는 펠리클 샘플을 협업 기관과 함께 제작 중이다. 올해 상반기 내 1차 샘플 제작을 마칠 예정이다. 펠리클 기업과의 장비 공급 논의도 하고 있다.
미래 시장 준비도 함께 이뤄지고 있다. 이머징 제품으로 꼽히는 자기메모리(M램)가 대표적이다. 관련 장비의 국산화가 진행 중이다. M램은 차세대 연산 메모리(PIM)용으로 주목 받는 제품이다. 제조용 증착 장비는 주로 일본 등 해외 업체가 공급한다.
김 대표는 "M램을 만들 때 코발트철붕소(CoFeB) 등 자성체 다층막을 원자 수준으로 얇게 쌓아야 하지만, 아직 원자층증착(ALD) 장비로는 적합한 전구체 확보가 어렵다"며 "대신 ALD급 증착 성능을 목표로 주요 기업과 PVD 방식을 고도화하고 있다"고 밝혔다. PVD 장비는 ALD 장비 대비 생산성이 높다. 프리커서(전구체) 잔류물로 발생하는 오염 가능성도 낮다.
김 대표는 "진공 증착 장비(PE)와 롤투롤 장비(CM), 자동화 장비(AE), 전용 장비(ME) 등 4개 사업부 기술을 융합해 디스플레이, 배터리에 이어 반도체로 사업 영역을 넓힐 수 있었다"면서 "첨단 반도체 시장을 선도하는 종합 장비 기업으로 도약하겠다"고 덧붙였다.
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