日 전량수입 ‘반도체 도금액’ 국산화 성공…‘逆 수출’ 나선다

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내연구진이 세계 최고 수준의 도금막 평탄도를 구현한 반도체용 고성능 구리 도금액 원천기술을 독자 개발하고, 기술이전 기업과 함께 제품을 출시해 국산화에 성공했다.

반도체 패키징에 필수적인 ‘구리 도금액’은 일본, 미국으로부터 전량 수입에 의존해 반도체 전 공정 중 현재 유일하게 ‘국산화율 0%’ 소재다.

최근 반도체 회로 패턴이 수 나노미터(㎚) 단위로 초미세화 되면서, 세계 1위 반도체 산업의 경쟁력을 지속적으로 유지하기 위해서는 그에 상응하는 수준의 고평탄 구리 도금액 개발과 소재자립이 절실한 상황이다.

한국생산기술연구원 이민형 박사 연구팀은 3년간 1만5000회의 실험 끝에, 도금막 표면을 평탄하게 조절해주는 첨가제들의 혼합비율을 찾아내 도금두께 편차 ‘2% 이내’라는 세계 최고 수준의 고평탄도를 구현해냈다.

보통 도금 후에는 그 표면이 물방울처럼 볼록해지는데, 이를 평탄하게 할수록 전류가 고르게 전달돼 생산수율과 최종제품의 성능이 향상되게 된다.

실제 수요기업에서의 공정테스트 결과, 최대 분당 3마이크로미터(㎛)의 고속도금 속도에서 도금두께 편차 ‘2% 이내’의 고평탄도 확보가 가능해 기존 외산 소재 대비 생산성이 약 150% 가량 향상된 것으로 나타났다.

또한 그동안 쌓아온 수많은 첨가제 혼합실험 결과를 데이터베이스화함으로써, 수요기업이 원하는 형태로 위로 볼록하거나 아래로 오목한 특성을 지닌 맞춤형 도금액을 제작할 수 있단 것도 장점이다.

연구팀은 지난해 12월 이 기술을 국내 전자소재 전문기업에 이전하고 제품을 출시해 지난 6개월간 반도체 대기업 제조공정에서 시험 평가를 진행해왔다.

현재 해당 대기업으로부터 12인치 대형 웨이퍼 및 차세대 반도체 제품에서 필요로 하는 도금 특성을 모두 만족시킨다는 긍정적인 피드백을 받고 있는 상태다.

앞으로 수개월 내로 평가가 성공적으로 마무리되면, 국내 반도체 생산제품의 약 80%에 들어가는 도금 소재·장비의 첫 국산화가 이뤄지고, 일본 등 소재강국에 역(逆) 수출까지 가능할 것으로 기대된다.

이민형 박사는 “약 2천억원 규모의 반도체 도금액 시장은 대기업이 진출하긴 작지만 중소기업에겐 고도의 기술력이 필요한 분야라 국산화가 더뎠던 상황에서 출연연이 제 역할을 해낸 결과”라며 “향후 다양한 산업에서 활용할 수 있는 고성능 주석-은, 인듐 도금액까지 연구영역을 넓혀갈 계획”이라고 말했다.