유리기판 제조공정, 그리고 관련 기업 소개

유리기판 제조공정 소개, 관련기업

유리기판 위에 반도체 소자를 직접 제조하는 과정에 초점을 맞춘 공정

 

1. 유리기판 반도체 제조 공정 개요

유리기판을 활용한 반도체 제조는 일반적으로 아래와 같은 순서로 진행됩니다.

① 유리기판 준비

• 고순도 유리기판을 사용하며, 대표적으로 Corning사의 Eagle XG, Asahi Glass사의 AN100 등이 사용됩니다.
• 기판 크기는 370×470mm, 730×920mm 등 대형 패널까지 확장될 수 있음.
• 기판 표면의 불순물을 제거하고 평탄화(Polishing) 공정을 수행.

② 박막 증착 (Thin Film Deposition)

• 반도체 소자의 활성층, 게이트 절연층, 전극 등을 형성하기 위해 박막 증착 진행.
• 주요 증착 방법
  • PVD (Physical Vapor Deposition): 금속 전극(Al, Mo, Cu) 증착
  • CVD (Chemical Vapor Deposition): SiO₂, SiNx 등의 절연층 증착
  • ALD (Atomic Layer Deposition): 박막 균일성을 높이기 위해 사용

③ 패터닝 (Photolithography)

• 실리콘 웨이퍼와 마찬가지로 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 사용.
• 유리기판 위에 감광성 레지스트(PR, Photoresist)를 도포한 후, 노광(Exposure) 및 현상(Development) 과정을 거쳐 패턴 형성.

④ 에칭 (Etching)

• 형성된 패턴에 맞춰 불필요한 박막을 제거.
• 습식 에칭(Wet Etching) & 건식 에칭(Dry Etching) 기법 사용.

⑤ 이온 도핑 (Ion Implantation 또는 Doping)

• TFT(박막 트랜지스터) 또는 반도체 활성층(Active Layer)에 필요한 전기적 특성을 부여하기 위해 불순물(예: 인(P), 붕소(B))을 주입.

⑥ 금속 배선 (Metallization)

• 회로 형성을 위해 유리기판 위에 금속 배선 형성.
• Mo, Al, Cu 등 금속을 스퍼터링(Sputtering) 방식으로 증착 후 패터닝.
• 배선 저항을 줄이기 위해 Cu CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정 적용 가능.

⑦ 후처리 및 검사

• 공정 완료 후 열처리(Annealing), 패키징, 전기적 검사(Electrical Test) 수행.
• 디스플레이 패널의 경우 컬러 필터(Color Filter), 편광판 부착, 본딩(Bonding) 등의 추가 공정 진행.

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2. 유리기판 반도체 제조의 주요 응용분야

응용 분야설명

TFT-LCD & OLED	박막 트랜지스터(TFT)를 형성하여 디스플레이 소자의 구동 회로 제작
Glass Interposer	실리콘 대신 유리 기반의 인터포저를 사용하여 고속 반도체 패키징 구현
마이크로 LED	유리 기판 위에 LED 소자를 배치하여 디스플레이 제조
광학 반도체 (Optoelectronics)	광 센서, LiDAR 등에 사용되는 반도체 소자 제작

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3. 유리기판 반도체 제조의 장점

• ✅ 대면적 구현 가능: 웨이퍼보다 크기가 커서 디스플레이, 인터포저 등에 유리함.
• ✅ 우수한 광학 특성: 투명성이 높아 광학 반도체 및 마이크로 LED 응용 가능.
• ✅ 낮은 유전율 (Low-k): 고속 신호 처리가 필요한 반도체 패키징에서 신호 간섭 감소.
• ✅ 경량화: 실리콘 대비 무게가 가벼워 웨어러블 디바이스, AR/VR 등에 적합.

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4. 유리기판 반도체 제조의 한계점

• ❌ 취약한 기계적 강도: 웨이퍼보다 깨지기 쉬워 핸들링 및 공정 제어가 중요함.
• ❌ 기존 반도체 공정과의 호환성 부족: 실리콘 기반 공정과 다른 접근법 필요.
• ❌ 비용 문제: 일부 공정(예: Glass Interposer)은 아직 실리콘 대비 생산 비용이 높음.

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결론

유리기판을 활용한 반도체 제조는 디스플레이, 인터포저, 광학 반도체 등의 분야에서 중요한 기술로 자리 잡고 있습니다. 특히 마이크로 LED, AR/VR 디스플레이, 2.5D & 3D 패키징 등에서 유리기판의 활용도가 점점 증가하고 있으며, 기존 실리콘 웨이퍼 대비 경량화 및 광학적 이점이 커 향후 발전 가능성이 높은 기술입니다. 😊

 

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반도체 패키징용 유리기판을 제조하는 가공 및 회로 형성 과정에 초점을 맞춘 제조 공정, 그리고 관련 기업

 

해당 자료는 유리기판 반도체 제조 공정의 주요 밸류체인(Value Chain)과 각 공정에서 중요한 역할을 하는 기업들을 정리한 것입니다.
이를 바탕으로 각 공정의 역할과 주요 기업들의 특성을 분석하겠습니다.

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2. 유리기판 반도체 제조 공정 및 주요 기업 분석

제조공정설명, 주요 기업

TGV (Through Glass Via)	유리기판에 미세한 구멍(Via)을 뚫어 전기적 연결을 위한 배선 경로 형성	필옵틱스, LPKF, 에프앤에스테크, 캠트로닉스
구리도금	TGV 공정 후, 전기적 전도성을 부여하기 위해 구리층 도금	와이엠티, 씨앤지하이테크
회로형성	구리 배선을 기반으로 전기 회로 패턴을 형성하는 공정	Ajinomoto, 와이씨켐, AMAT
ABF 필름 부착 & 드릴링	ABF(Anjinomoto Build-up Film) 절연재를 부착하고 드릴링 작업 수행	필옵틱스, 이오테크닉스
싱귤레이션	개별 칩으로 절단하는 공정 (다이싱과 유사)	필옵틱스, 로체시스템즈
테스트 및 패키징	완성된 반도체 기판의 전기적 테스트 및 최종 패키징	기가비스, HB테크놀로지, ISC

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3. 공정별 역할과 주요 기업들의 특성

(1) TGV(Through Glass Via) – 유리기판 미세홀 가공

• 설명:
  • 유리기판을 반도체 회로로 활용하기 위해 미세한 전도성 구멍(Via)을 형성하는 공정.
  • 실리콘 기반의 TSV(Through Silicon Via) 공정과 유사하지만, 유리는 실리콘보다 가공이 어려움.
  • 레이저 또는 화학적 방법을 활용하여 구멍을 뚫음.
• 주요 기업:
  • 필옵틱스, LPKF, 에프앤에스테크, 캠트로닉스
  • 필옵틱스와 LPKF는 레이저 가공 기술을 보유하고 있으며, 유리기판을 위한 초정밀 가공이 가능.
  • 캠트로닉스는 전자소재 및 PCB 관련 기술력을 바탕으로 유리기판 가공 솔루션을 제공.

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(2) 구리도금 – 전기적 전도성 부여

• 설명:
  • TGV 공정으로 만든 미세홀 내부에 구리를 증착하여 전기적 연결을 가능하게 함.
  • 일반적으로 전기도금(Electroplating) 및 화학적 도금(Chemical Plating) 기법을 사용.
• 주요 기업:
  • 와이엠티, 씨앤지하이테크
  • 와이엠티는 반도체 및 PCB 도금 분야의 강자로, 다양한 금속 도금 솔루션을 제공.
  • 씨앤지하이테크는 반도체 및 디스플레이용 화학재료 공급 기업으로, 도금 솔루션을 보유.

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(3) 회로형성 – 패턴화 및 배선 제작

• 설명:
  • 구리 도금 후, 포토리소그래피 및 에칭 공정을 통해 회로 패턴을 형성.
  • 유리기판 위에 전기적 배선을 형성하여 신호 전달을 가능하게 함.
• 주요 기업:
  • Ajinomoto, 와이씨켐, AMAT
  • Ajinomoto는 고성능 절연재(ABF) 공급업체로, 반도체 패키징에도 활용됨.
  • 와이씨켐과 AMAT(Applied Materials)는 회로 형성 공정을 위한 포토리소그래피 및 에칭 기술을 보유.

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(4) ABF 필름 부착 & 드릴링 – 절연층 형성

• 설명:
  • ABF(Anjinomoto Build-up Film)는 반도체 패키징용 절연 필름.
  • 필름을 부착한 후, 특정 부분을 드릴링하여 배선 연결을 위한 공간 확보.
• 주요 기업:
  • 필옵틱스, 이오테크닉스
  • 필옵틱스는 레이저 드릴링 및 필름 부착 장비를 개발.
  • 이오테크닉스는 반도체 및 디스플레이 레이저 가공 전문 기업으로, 미세 가공 솔루션을 제공.

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(5) 싱귤레이션 – 개별 칩으로 절단

• 설명:
  • 대형 유리기판에서 개별 칩(Die) 단위로 절단하는 공정.
  • 실리콘 반도체의 다이싱(Dicing)과 유사하지만, 유리는 깨지기 쉬워 특수 공정이 필요.
• 주요 기업:
  • 필옵틱스, 로체시스템즈
  • 필옵틱스는 레이저 기반 싱귤레이션 장비를 보유.
  • 로체시스템즈는 반도체 및 디스플레이용 고정밀 공정 장비 개발 기업.

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(6) 테스트 및 패키징 – 최종 검사 및 출하 준비

• 설명:
  • 완성된 유리기판 반도체의 전기적 특성을 검사하고, 최종 패키징 수행.
  • 기능 테스트, 신뢰성 테스트 후 출하.
• 주요 기업:
  • 기가비스, HB테크놀로지, ISC
  • 기가비스는 반도체 및 디스플레이 테스트 장비 전문 기업.
  • HB테크놀로지는 반도체 프로브 카드 및 테스트 솔루션을 제공.
  • ISC는 패키징 및 후공정 테스트 솔루션을 담당.

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4. 결론 및 시사점

✅ 유리기판 반도체 시장은 지속 성장 중

• 유리기판은 디스플레이, 광학 반도체, 인터포저(Glass Interposer) 등에서 활용 증가.
• 기존 실리콘 웨이퍼보다 경량화, 저유전율 특성으로 고속 신호 전송에 유리.
• 마이크로 LED 및 AR/VR 디스플레이, 2.5D & 3D 반도체 패키징 등에서 채택 확산.

✅ 각 공정별 핵심 기업들이 존재하며, 국내 기업들도 강세

• 필옵틱스, 와이엠티, 이오테크닉스 등 국내 기업들이 유리기판 공정 주요 기술을 보유.
• 특히 레이저 가공, 도금, 회로 형성 분야에서 글로벌 경쟁력 강화 중.

✅ 추후 과제: 생산 비용 절감 및 대량 생산 가능성

• 아직 기존 실리콘 기반 공정보다 생산 비용이 높아, 비용 절감 및 수율 개선이 핵심 과제.
• 기술 발전과 함께 대량 생산 공정이 정착되면 시장이 더욱 확대될 전망.

 

5. 해외기업들이 궁금하시다면 아래 글을 참조하세요!!

https://only-chart.tistory.com/entry/%EC%82%BC%EC%84%B1%EC%A0%84%EC%9E%90%EB%8F%84-%EC%9C%A0%EB%A6%AC%EA%B8%B0%ED%8C%90-%EC%A7%81%EC%A0%91-%EC%A0%9C%EC%A1%B0-%EC%B6%94%EC%A7%84-%EC%9C%A0%EB%A6%AC%EA%B8%B0%ED%8C%90-%EA%B4%80%EB%A0%A8-%EA%B5%AD%EB%82%B4-%ED%95%B4%EC%99%B8-%EA%B8%B0%EC%97%85-%EB%A6%AC%EC%8A%A4%ED%8A%B8

삼성전자도 유리기판 직접 제조 추진. 유리기판 관련 국내, 해외 기업 리스트

 

https://only-chart.tistory.com/entry/%ED%96%A5%ED%9B%84-%EB%B0%98%EB%8F%84%EC%B2%B4-%EA%B4%80%EB%A0%A8-%EC%82%B0%EC%97%85%EC%97%90%EC%84%9C-%ED%95%84%EC%88%98%EC%A0%81%EC%9D%B8-%EC%97%AD%ED%95%A0%EC%9D%84-%ED%95%A0-%EC%9C%A0%EB%A6%AC%EA%B8%B0%ED%8C%90-%EB%85%BC%EB%AC%B8-%EB%B3%B4%EA%B3%A0%EC%84%9C-%EB%93%B1

향후 반도체 관련 산업에서 필수적인 역할을 할 유리기판 (논문, 보고서 등)

 

 

 

 

마칩니다.