반도체 기술이 극한으로 치닫으면서 ‘어떻게 만드느냐’만큼이나 ‘어떻게 자르느냐’가 반도체 패키징의 화두로 떠올랐다. 수천억원짜리 노광 장비로 정밀하게 그린 회로도, 마지막 절단 공정에서 미세한 금(크랙)이라도 가면 수천만원짜리 인공지능(AI) 반도체 칩이 폐기물로 전락하기 때문이다.



지난달 19일 경기도 안양 본사에서 만난 이석준 아이티아이 대표./최효정 기자


일본 디스코(DISCO)가 장악해온 다이싱(Dicing·웨이퍼 절단) 시장에 도전장을 내민 한국 기업이 골드몽사이트 있다. 레이저 기반 무손상 절단 기술인 ‘파인컷(Fine Cut)’을 앞세운 아이티아이(ITI)다. 지난달 19일 경기 안양시 본사에서 만난 이석준(55) 대표는 “다이싱은 이제 단순한 뒷마무리 공정이 아니라, HBM4(6세대 고대역폭메모리)와 유리기판의 성패를 가를 핵심 열쇠”라고 했다.
이 대표는 한양대 기계공학과를 졸업하고 러시아 모 릴게임갓 스크바 국립기술대에서 레이저 가공학 박사학위를 받았다. LG산전 연구원 시절부터 쌓아온 초정밀 레이저 노하우를 바탕으로 아이티아이를 설립, 폴더블폰용 초박막 유리(UTG) 가공 기술 국산화를 주도하며 삼성전자 등 글로벌 공급망에 진입한 바 있다. 업계에서는 그의 전문성이 디스플레이를 넘어 차세대 반도체 패키징 시장에서 돌파구를 만들 수 있다고 본다.
바다이야기온라인기존 다이싱은 물리적인 칼(휠)로 웨이퍼를 자르거나, 레이저로 내부를 녹인 뒤 억지로 쪼개는 방식을 주로 사용했다. 하지만 HBM4부터는 상황이 달라진다. HBM4에 들어가는 D램 칩 두께는 20~30μm(마이크로미터) 수준으로, A4 용지 두께의 4분의 1에도 못 미친다. 이렇게 얇은 칩을 칼로 자르면 눈에 보이지 않는 미세한 금이 가기 쉽다 오션파라다이스다운로드 . 다이싱 직후에는 멀쩡해 보여도, 칩을 층층이 쌓고(본딩) 열을 가하는 다음 공정에서 이 작은 금이 쩍 갈라지며 대량 불량으로 이어진다.
차세대 패키징의 게임 체인저로 꼽히는 유리기판은 상황이 더 절박하다. 유리는 실리콘보다 매끄럽고 전기적 특성이 우수하지만, 충격에 극도로 취약한 ‘취성’ 소재다. 기존 방식처럼 칼을 대거나 강한 열을 바다이야기게임장 가하면 기판 전체에 미세한 실금이 가기 마련인데, 이는 곧 기판의 파손으로 직결된다.



아이티아이의 레이저 기반 다이싱(웨이퍼를 절단해 개별칩으로 나누는 과정) 장비./최효정 기자


이 대표가 제시한 해법은 ‘파인컷’ 기술이다. 소재를 갈아내거나 녹이는 대신, 레이저의 열응력을 정밀하게 제어해 스스로 분리되게 만드는 방식이다. 이 대표는 “파인컷은 절단면이 매끄러워 추가적인 연마 공정이 필요 없고 찌꺼기(파티클) 발생도 최소화했다”며 “특히 종잇장처럼 얇아진 HBM4용 D램 다이와 충격에 약한 유리기판 가공에서 아이티아이의 무손상 기술은 수율을 보장하는 독보적인 해결책이 된다”고 설명했다.
이 대표는 다이싱 장비 국산화가 단순한 ‘수입 대체’ 그 이상의 의미를 갖는다고 역설했다. 장비를 쥔 쪽이 공정의 표준을 만들기 때문이다. 일본 장비에 의존하면 그들이 정해놓은 방식 안에서만 수율을 맞춰야 하지만, 독자적인 다이싱 기술을 확보하면 HBM이나 유리기판 공정에서 원가와 수율을 한국 기업이 주도적으로 설계할 수 있다는 논리다. 다음은 이 대표와의 일문일답.
―HBM과 유리기판 공정에서 다이싱이 왜 중요한가.
“HBM은 칩을 층층이 쌓는 구조라 절단 시 발생한 미세 손상이 후속 열처리 공정에서 파손으로 확대될 리스크가 크다. 특히 HBM4는 다이 두께가 극도로 얇아져 기존 방식으로는 한계가 분명하다. 유리기판 역시 절단면의 미세 크랙이 전체 수율을 좌우하는 핵심 변수다.”
―일본 디스코가 시장을 독점해온 배경과 기존 방식의 한계는.
“디스코는 기술을 넘어 ‘공정 표준’을 장악한 회사다. 하지만 기존 휠 다이싱은 물리적 충격으로 인한 크랙을 피하기 어렵고, 레이저로 내부를 녹이는 스텔스 다이싱 역시 눈에 안 보이는 결함을 남긴다. 이런 결함들은 다이싱 직후가 아니라 이후 본딩 공정에서 ‘터지는’ 시한폭탄이 된다.”
―아이티아이 ‘파인컷(Fine Cut)’의 차별점은 무엇인가.
“갈거나 녹이는 게 아니라 레이저 열응력을 제어해 분리하는 방식이다. 절단 단계부터 크랙이 없는 ‘본 크랙 프리(Born Crack-Free)’ 개념이다. 후속 연마 공정이 필요 없고 파티클도 최소화할 수 있다. 펨토초 레이저도 대안으로 꼽히지만, 결국 중요한 것은 레이저의 속도가 아니라 열과 응력을 어떻게 제어하느냐에 달려 있다.”
―디스플레이(UTG) 기술이 반도체로 확장된 셈인데.
“폴더블용 초박막유리(UTG)를 손상 없이 다루며 축적한 노하우가 아이티아이 기술의 뿌리다. 장비 국산화는 단순 수입 대체를 넘어 공정 선택권과 원가 설계 권한을 우리가 가져오는 것을 의미한다. 유리기판은 아직 글로벌 표준이 없는 기회의 땅인 만큼, 장비와 공정, 제조를 모두 이해하는 회사로서 주도적인 역할을 하고 싶다.”
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