[딜사이트 이세연 기자] "플럭스 없이 산화막을 제거하기 위해서는 포믹 애씨드(formic acid, 포름산) 또는 플라즈마를 이용하는 기술이 필요합니다. 현재 두 가지의 장점만 살린 '어드밴스드' 포믹 애씨드와 플라즈마·포토닉 융합 기술을 개발해 특허 출원까지 마쳤습니다."

박영민 한화세미텍 반도체장비사업부장 상무는 27일 수원 컨벤션센터에서 열린 '2025 반도체 패키징 트렌드 포럼'에서 이같이 말했다. 자사의 첫 플럭스리스 본더 개발 현황을 소개하며 자신감을 내비친 것이다.

최근 고대역폭메모리(HBM)가 고적층화되면서 칩 사이의 '플럭스'를 제거하는 '플럭스리스 본더'가 새롭게 떠오르고 있다. HBM3E에서 HBM4로 넘어가면서 I/O 단자 수가 1024개에서 2048개로 두 배 늘고, 범프 피치(pitch)도 좁아져 칩 간 상하 간격이 더욱 촘촘해지고 있기 때문이다.

박영민 상무는 "기존 TC 본딩 공정에서 사용되는 '플럭스'는 열 압착 과정에서 증발하면서 마이크로 범프 주변에 일부 잔사물로 남게 된다"며 "칩 간격이 촘촘해질수록 이 잔사물이 완벽하게 제거되지 않을 수 있다"고 설명했다.

그는 "이뿐 아니라 범프 용액을 채우는 과정에서 보이드(void)가 발생할 수도 있다"고 설명했다. HBM4 이후 세대부터는 기존 TC 본더 방식에 한계가 있다는 지적이 나오는 이유다.

이에 따라 플럭스리스 기술이 대안으로 떠오르고 있다. 현재 시장에서 활용되는 방식은 포믹 애씨드와 플라즈마 처리 두 가지다. 박 상무는 "두 방식 모두 가스 사용량이 많고 산화를 방지하기 위한 추가 공정이 필요해 비용 부담이 매우 크다"며 "특히 플라즈마 방식은 환경·안전 문제까지 제기된다"고 설명했따.

한화세미텍은 이러한 한계를 극복하고자 두 방식의 장점만 결합한 기술 개발에 주력했다. 박 상무는 "현재 플럭스리스 본더는 고객사로부터 상품 평가를 받고 있다. 결과가 잘 나오면 다시 소개할 것"고 말했다. 고객사는 SK하이닉스로 추정된다.

한편 이날 한화세미텍은 하이브리드 본더에 대한 개발 현황도 언급했다. 하이브리드 본더는 별도의 범프 없이 칩을 연결할 수 있는 차세대 TC 본더로, 상용화까지는 시간이 필요하다는 평가다. 한화세미텍은 현재 이와 관련한 다양한 옵션 및 공정을 개발하고 있다.

박 상무는 "하이브리드 본더는 테스트 웨이퍼 검증부터 세부 공정 파라미터 설정까지 최적화된 레시피를 찾아내는 작업이 중요하다"며 "1세대 하이브리드 본더를 통해 이미 상당한 공정 노하우를 축적했다"고 말했다. 이어 "양산용인 2세대 장비는 누구보다 빠른 시장 진입을 목표로 하고 있다"고 덧붙였다.