신에쓰 화학, 백엔드 공정용 반도체 패키지 기판 제조 장비 개발 및 새로운 제조 방법 추구

도쿄--(Business Wire / 뉴스와이어)--신에쓰 화학(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)(도쿄: 4063)(본사: 토쿄, 사장: 야스히코 사이토)이 마이크로 LED 제조 시스템에 후속적으로 새로운 제조 방법으로 반도체 패키지 기판을 제조하는 장비를 개발왔다. 이 장비는 엑시 레이저를 이용한 고성능 가공 장비로, 반도체 제조 공정의 프론트 엔드에서도 사용되는 듀얼 다마신 방법이 패키지 기판 제조 공정(백 엔드 프로세스)에 적용(신에쓰 듀얼 다마신 공법)된다. 그 결과 인터포저(Interposer)의 기능이 패키지 기판에 직접 형성되었다. 이를 통해 인터포저가 필요하지 않을 뿐만 아니라 기존 제조 방법으로는 실현할 수 없었던 추가 미세 가공을 가능하게 한다. 이는 또한 패키지 기판 제조 공정에서 포토레지스트 공정이 필요하지 않기 때문에 비용과 자본 투자를 절감한다.

회로를 싱귤레이션한 후 패키지로 조립되는 칩렛은 고성능 반도체의 제조 비용을 절감하는 기술로 주목받았다. 이 기술은 중간 기판에 여러 칩렛을 장착하고 그 칩셋들을 연결하는 프로세스를 필요로 한다. 이 중간 기판이 ‘인터포저(interposer)’라고 불린다.

신에쓰 듀얼 다마신 방식을 사용하면 인터포저가 더 이상 필요하지 않으므로 이 방법은 조립 공정을 크게 간소화한다. 이 방법에서 칩셋들은 인터포저와 동일한 기능을 하는 배선 패턴이 있는 패키지 기판에 연결된다. 결과적으로 칩셋 기술이 적용된 첨단 반도체의 조립 공정은 단축되고 그 비용이 급격하게 절감될 수 있다.

이 장비의 정교한 미세 가공 기술을 통해 다층 패키지 기판의 각 유기 절연층에 복잡한 전기 회로 패턴을 직접 형성한 다음 구리 도금으로 회로를 형성할 수 있다. 엑시머 레이저를 광원으로 사용하여 대면적 전기 회로 패턴을 일괄적으로 형성한다. 신에쓰 듀얼 다마신 방법은 현재 주류인 드라이 필름 레지스트를 사용하는 반적층 가공(Semi-additive Processing, SAP) 방법으로는 달성할 수 없었던 미세 가공을 더욱 소형화할 수 있다. 레이저 가공 장비는 신에쓰의 대형 포토 마스크 블랭크로 만든 포토 마스크와 독자적인 특수 렌즈의 조합으로 한 번에 100mm 정사각형 이상의 면적을 처리할 수 있다. 처리 시간은 하나의 패키지 기판의 크기에 따라 다르지만 배선 패턴 및 전극 패드를 처리하는 데 필요한 시간은 비아(via)를 처리하는 데 필요한 시간과 동일하다. 또한 비아 처리 시간은 비아 수에 의존하지 않는다. 예를 들어 515mm×510mm의 유기 기판에 폭 2μm, 깊이 5μm의 트렌치와 직경 10μm, 깊이 5μm의 전극 패드를 형성하고 비아(상부 직경 7μm, 하부 직경 5μm, 깊이 5μm)를 형성하는 데 약 20분이 걸린다.

신에쓰 화학은 자체 재료 및 장비 기술을 통합하기 위한 이니셔티브 작업을 하고 있다. 새로운 공정 기술을 개발함으로써 신에쓰 화학은 장비와 소재 모두의 관점에서 토탈 솔루션을 제안하고 풍요로운 사회를 만들기 위한 차세대 기술 개발에 앞장설 것이다.

사진/멀티미디어 자료: https://www.businesswire.com/news/home/54053868/en

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