코엠에스, Laser MicroJet 기반 정밀 가공 기술 강화

반도체 제조 기술이 고도화되면서 웨이퍼 등 얇고 민감한 소재의 정밀 가공 중요성이 확대되고 있다. 실리콘 외 SiC 활용 범위도 확대되면서 가공 중 제품 손상 저감 수요와 원하는 형태의 정확한 구현 요구가 함께 커지고 있다.

자동화 설비 전문기업 코엠에스는 이에 대응해 Laser MicroJet을 활용한 정밀 가공 장비를 개발하고 있다. 코엠에스의 적용 분야는 반도체 웨이퍼 절단과 가장자리 가공이다. Laser MicroJet은 레이저·워터젯 결합 방식이며, 레이저 에너지를 미세 물줄기로 가공 부위에 전달하는 구조다.

일반 레이저 가공은 높은 에너지 기반 빠른 절단이 장점이지만, 가공 중 발생하는 열이 소재에 영향을 줄 가능성이 한계로 꼽힌다. 이에 비해 Laser MicroJet은 레이저 가공과 동시에 물을 이용해 냉각하는 방식을 적용한다. 이 공정은 가열과 소재 제거, 냉각을 반복하는 구성으로 이뤄지며, 가공 부위의 잔류 열 영향을 줄이는 효과를 목표로 한다.

이 기술은 열·물리적 충격 민감 소재 가공을 적용 대상으로 하며, 단단함 또는 취성을 지닌 소재까지 가공 적용 범위를 넓히는 흐름으로 제시된다. 코엠에스 공개 자료 기준으로 Laser MicroJet 적용 가능 소재는 실리콘 웨이퍼, SiC 웨이퍼, 세라믹, 탄소섬유 강화 소재다. 개발 방향은 금속·반도체 소재·복합재료까지 적용 확대다.

반도체 분야 적용 공정은 웨이퍼 가장자리 가공이다. 웨이퍼는 후속 공정 중 두께 감소가 가능하며, 두께 감소 과정에서는 가장자리 손상 가능성이 있다. 이에 따라 코엠에스는 이후 공정의 파손 위험 저감을 목적으로 웨이퍼 가장자리 일부를 선절단하는 방식의 장비를 개발했다.

이에 맞춰 코엠에스의 Laser MicroJet 장비는 실리콘·SiC 웨이퍼 가장자리 가공과 다양한 형태의 정밀 절단을 위한 용도로 설계됐다. 이 장비는 레이저 가공·냉각을 동시에 진행하는 구성이며, 소재별로 레이저 조건 변경이 가능하다. 또한 적용 확대 대상 소재는 Si, SiC, GaN이며, 서로 다른 소재 적용으로 대응 범위 확대가 진행되고 있다.

가공 공정 자동화를 고려하면 웨이퍼 보관 장치 반출부터 웨이퍼 위치 정렬, Laser MicroJet 장비 이송, 웨이퍼 가장자리 가공 수행, 세정 공정 포함, 보관 위치 복귀까지를 하나의 흐름으로 구성할 수 있다. 이에 따라 반출·정렬·이송·가공·세정·복귀 일체형 설비 흐름 구성이 가능하며, 정밀 가공과 제품 투입·이동·세정 공정이 연계된 자동화 시스템 구조를 갖출 수 있다.

코엠에스는 레이저 응용 기술을 핵심 기술 중 하나로 운영하고 있다. 코엠에스는 레이저 장비용 정밀 하드웨어·광학 기술을 보유하고 있으며, 절단 등 다양한 가공 기술을 개발해 왔다. 또한 코엠에스는 반도체 후공정 분야에 Laser MicroJet 활용 웨이퍼 가공 장비를 적용하고 있다.

코엠에스에 따르면 반도체용 Laser MicroJet 설비의 개발을 완료했으며, 반도체용 Laser MicroJet 설비의 출하도 완료했다. 코엠에스는 기존에 축적한 자동화 설계·제어 기술을 기반으로 정밀 가공이 필요한 제조 공정에서 Laser MicroJet의 적용 범위를 확대하고 있다.

코엠에스는 Laser MicroJet을 활용한 웨이퍼 절단·정밀 가공 기술을 보유하고 있으며, 해당 기술을 기반으로 반도체 제조 공정용 장비 개발을 지속할 계획이다. 이어 코엠에스는 고객 생산 환경을 반영한 장비 기술을 확대한다는 방침에 따라 제품 소재·크기·가공 조건을 반영하고, 정밀 가공·자동화를 동시에 구현할 수 있는 장비 기술 방향으로 확대할 예정이다.

출처: 테크월드뉴스 · 김경주 기자
원문: https://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=407300

참고자료

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