외산 독점 뚫고 HBM·첨단 패키징 공략…민수 레이저 신성장동력 육성
대한광통신이 첨단 반도체 전·후 공정에 쓰일 수 있는 고출력 레이저 히터 제어기술 특허를 취득하며 반도체 장비 시장 진출에 속도를 낸다. 고대역폭메모리(HBM)와 첨단 패키징 확대로 기판 대형화 및 칩 고적층화가 가속화되는 가운데, 외산 장비가 주도해 온 고출력 레이저 가열 시장에서 국산화 전기를 마련했다는 평가다.
대한광통신은 국내 반도체 장비사와 협력해 공동 출원한 ‘반도체 공정 장비용 대면적 기판 균일 가열 기술’에 대한 특허 등록 결정을 받았다고 29일 밝혔다.
이번 특허는 반도체 웨이퍼와 대형 패널 기판의 표면 온도를 비접촉 방식으로 측정하고, 다채널 레이저 출력을 개별 제어해 대면적 기판 전체를 빠르고 균일하게 가열하는 핵심 제어 기술이다.
기존 반도체 열처리 공정에서는 대형 기판의 중심부와 외곽 가장자리 간에 발생하는 온도 편차로 인해 기판이 휘거나 물리적으로 변형되는 현상이 고질적인 난제로 지적돼 왔다. 이번 특허 기술은 기판 내 여러 영역에 다채널 레이저를 동시 조사하면서 영역별 온도 변화에 맞춰 레이저 출력을 독립적으로 보정한다. 이를 통해 기존 접촉식 또는 복사열 히터 대비 열 응답 속도를 끌어올려 공정 시간을 단축하고, 정밀한 온도 균일도를 유지해 불량률을 낮추는 동시에 가열 과정의 소비전력까지 절감할 수 있다.
대한광통신은 광섬유 원천기술을 바탕으로 2024년부터 국내 반도체 장비사와 손잡고 레이저 히터 상용화 개발을 지속해 왔다. 광섬유 집광형 고출력 레이저 다이오드를 적용한 10㎾급 레이저 히팅 시스템 개발을 완료했으며, 현재 실제 장비 적용을 위한 검증과 성능 고도화 작업을 진행 중이다.
특히 글로벌 인공지능(AI) 데이터센터 인프라 확장으로 칩의 적층 단수가 높아지고 기판 면적이 넓어질수록 정밀한 열 스트레스 제어 중요성이 커지고 있다. 그동안 해외 기업들이 과점해 온 고출력 레이저 히팅 분야에서 독자 제어기술 특허를 확보함에 따라, 향후 관련 장비의 외산 대체 가능성도 높아질 것으로 기대된다.
대한광통신 관계자는 “이번 특허는 당사가 축적해 온 광섬유 및 고출력 레이저 역량을 반도체 핵심 장비 분야로 확장한 성과”라며 “10㎾급 레이저 히터를 바탕으로 대형화·고적층화되는 기판의 가열 효율과 온도 균일도를 높이고 외산 장비와 경쟁할 기술력을 확보해 나가겠다”라고 말했다. 이어 “레이저 기술의 현장 적용과 기술 고도화를 추진하는 한편, 차세대 반도체 분야로 사업 영역을 넓혀 민수 레이저 부문을 새로운 미래 성장동력으로 육성하겠다”고 덧붙였다.
