화학뉴스

도레이(Toray)가 SiO2(이산화규소)를 대체할 하이브리드 본딩용 소재를 양산할 계획이다.
도레이는 미세화 공정에 대응하는 하이브리드 본딩용 신규 절연수지 소재를 개발했다. PI(Polyimide) 코팅제를 베이스로 독자적인 가공·접합 기술을 융합한 소재이며 반도체 고밀도 실장에 적용하면 수율과 신뢰성 개선이 가능할 것으로 기대되고 있다.
도레이는 고속통신기기 및 서버용 등 차세대 반도체 패키징 채용을 목표로 2028년 양산화하고 2030년 매출 100억-200억엔대 사업으로 육성할 계획이다.
고성능 패키징 기술은 대표적으로 반도체 칩을 수직으로 쌓는 3D 실장이 유명하다. 특히, 범프가 10마이크로미터 이하인 미세구조 고성능 반도체 칩 분야에서 하이브리드 본딩을 주목하고 있다.
삼성전자와 SK하이닉스 역시 2025년부터 하이브리드 본딩을 차세대 HBM(고대역폭 메모리)에 적용하는 방안을 검토하고 있는 것으로 알려졌다.
반도체 생산기업들은 이종칩을 고밀도 실장하기 위해 웨이퍼 기판 한쪽을 칩 사이즈로 가공한 다음 다른 쪽 웨이퍼 기판에 접합하는 C2W(Chop to Wafer) 하이브리드 본딩에 주목하고 있다.
이산화규소(SiO2)와 같은 무기 소재가 C2W용 절연 소재로 적용될 것으로 예상되나 신뢰성에 문제가 있는 것으로 알려졌다. 
이산화규소를 사용하면 칩에 가공할 때 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 먼지가 하이브리드 본딩 공정에서 접합 불량을 일으킬 우려가 있기 때문이다.
반면, 도레이가 개발한 소재를 C2W실장에 적용하면 수율과 신뢰성이 향상되며 PI 베이스 폴리머를 절연층에 이용하므로 부드러운 폴리머가 실리콘 먼지를 흡수해 보이드(Void) 없는 접합이 가능하다.
도레이는 신소재 샘플을 공급하면서 2025년에 소재 인증을 획득할 방침이다.
시가(Shiga) 사업장에서 생산할 예정이며 2028년 본격 양산화를 통해 매출 10억엔을 달성할 계획이다.
도레이는 C2W 하이브리드 본딩의 수요처로 AI(인공지능), 자율운전, 서버, 이미지 인식 등이 확대될 것으로 예상하고 관련 용도 채용을 목표로 제안을 강화할 방침이다. (윤우성 기자)