[이투데이-산교타임즈 특약] 23-② 일본 전자업계, 차세대 반도체 프로세스… 후면조사형 CIS 주목을

모바일 단말기 카메라에 표준 탑재… TSV 기술 도입땐 시장 더 커질 것

차세대 반도체 프로세스에서 후면조사형(BSI형) CMOS 이미지센서(CIS)가 주목받고 있다.

그동안 주목을 끈 웨이퍼 접합 공정은 미세전자제어기술(MEMS)이나 실리콘온인슐레이터(SOI) 웨이퍼 등 틈새시장으로 용도가 제한돼 있었지만, BSI형 CIS의 등장을 계기로 환경이 급변하고 있다. BSI형 CIS는 앞으로 파워 반도체나 LED용으로 채용될 것으로 기대되며, 특히 3차원 패키지 기술의 실리콘관통전극(TSV)이 관건이 될 것으로 보인다.

웨이퍼 접합 공정은 기존에는 매우 제한된 시장에서 적용됐다. 대표적인 것이 MEMS와 SOI 웨이퍼다. MEMS에서는 장치가 만들어지게 된 실리콘 웨이퍼와 캡 웨이퍼를 접합할 때 사용되며 현재도 웨이퍼 접합의 주요 애플리케이션으로 손꼽힌다.

그러나 2010년 이후 BSI형 CIS가 등장하면서 웨이퍼 접합 공정을 둘러싼 시장 환경은 크게 바뀌고 있다. BSI형 CIS는 현재 스마트폰 등 모바일 단말기 전용 카메라에 표준적으로 탑재되며 모바일용 CIS의 주류로 자리 잡았다. BSI형은 포토다이오드와 배선계층 구조를 역전시켜 입사광을 더 주입할 수 있기 때문에 고감도화에 적합하다.

소니와 옴니비전을 중심으로 작년 10~12월 웨이퍼 접합장치 시장에서는 MEMS보다 BSI형 CIS 수요가 압도적으로 많았다. 결과적으로 이것이 시장의 급격한 확대로 이어졌다. 시장조사업체인 예일디벨롭먼트에 따르면 접합장치시장에서 영구접합장치의 2012년 시장 규모는 2010년 대비 40% 증가한 약 2억 달러로 추정됐다.

CIS에 더해 앞으로도 애플리케이션의 확대가 예상된다. 특히 기대되는 것이 파워반도체·LED·TSV다. 파워반도체에서는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 등을 중심으로 웨이퍼 박화 공정에서 채용되고 있으며, LED에서도 하지 기판이 되는 사파이어를 박리해 빛을 끄집어내는 별도의 지지기판에 LED 층을 맞대는 용도로 유망시되고 있다.

파워반도체와 LED 이상으로 시장의 앞날을 좌우하는 것이 TSV다. TSV에서는 웨이퍼와 칩을 적층할 때 접합공정이 불가피해지면서 BSI형 CIS 다음으로 시장 확대의 기폭제가 되고 있다.

TSV 기술 도입에 따라 기대되는 것이 가접합 시장의 확대다. 가접합은 웨이퍼의 후면 연삭 프로세스에 이용되는 기술로, TSV의 핵심 프로세스 중 하나로 인식되고 있다. 가접합에서는 얼마나 손실 없이 박리하는지에 초점이 맞춰지면서 각 장치 메이커에서 다양한 제안이 이뤄지고 있다.

웨이퍼 접합 공정의 장래성에 힘입어 장치 업계에서는 신규 참여가 잇따르고 있다. 이 시장에서는 오스트리아의 EVG와 독일의 수스마이크로텍이 선구적인 위치에 있지만 최근 도쿄일렉트론과 미쓰비시중공업, 유신세이키 등이 신규 참여를 표명했다.

※산교타임즈 기사는 이투데이와의 제휴 협약에 의해 게재한 것으로 무단 복제·배포를 금합니다.