대한광통신, 'AI 데이터센터 대면적 기판 필수' 반도체용 차세대 레이저 히터 특허 확보

[프라임경제] 대한광통신(010170)이 반도체 장비 전·후 공정에 적용될 수 있는 고출력 레이저를 이용한 레이저 히터 핵심 제어기술을 확보하며 관련 사업 확대에 나선다. 

대한광통신은 국내 반도체 장비사와 협력해 출원한 '반도체 공정 장비용 대면적 기판 균일 가열 기술'에 대해 특허 등록 결정을 받았다고 29일 밝혔다.

 

이번 특허는 반도체 웨이퍼나 대형 패널 기판의 표면 온도를 비접촉 방식으로 측정하고, 다수의 레이저 출력을 개별 제어해 대면적 기판을 균일하게 가열하는 기술이다. 중심부와 가장자리의 온도 편차를 실시간으로 보정해 넓은 면적을 빠르고 균일하게 가열할 수 있는 것이 핵심이다.

대한광통신은 국내 반도체 장비사와 협력을 통해 2024년부터 반도체 장비용 레이저 히터를 개발해 왔다. 광섬유 집광형 고출력 레이저 다이오드를 적용한 10kW급 레이저 히팅 시스템을 개발했으며, 현재 실제 장비 적용을 위한 검증 작업과 성능 고도화를 진행하고 있다.

 

최근 반도체 공정에서는 기판이 대형화되고 칩 적층 수는 증가하면서 정밀 열관리의 중요성이 커지고 있다. 

대형 기판은 공정과정에서 영역별 온도 차이가 발생할 경우 휨이나 변형이 나타날 수 있어 신속하고 균일한 가열이 필요하다. 히팅과정에서 발생하는 전력 소모를 줄이기 위한 에너지 효율 개선도 주요 과제로 꼽힌다.

 

특허 기술은 다채널 레이저를 기판의 여러 영역에 동시에 조사하고, 각 채널의 출력을 독립적으로 조절하는 방식이다. 이를 통해 기존 히터의 응답 속도와 온도 균일도 한계를 보완하고 공정 시간 단축과 품질 안정화에 기여할 수 있다.

고효율 레이저를 활용해 히팅 과정의 소비전력을 절감하는 효과도 기대된다. 특히 해외 기업이 주도해 온 고출력 레이저 히팅 분야에서 차별화된 제어기술에 대한 특허를 확보함에 따라 관련 장비의 국산화 가능성도 높아질 전망이다.

 

대한광통신은 높은 에너지 효율을 갖춘 레이저와 다중 채널 빔 실시간 제어기술을 결합해 높은 수준의 온도 균일도를 구현할 수 있을 것으로 보고 있다. 

해당 시스템은 가열 장치가 필요한 반도체 전·후공정 장비에 폭넓게 적용할 수 있으며, 대형화·고적층화되는 기판의 열 변형을 줄이고 생산 효율을 높이는 데 활용될 수 있다는 설명이다.

 

AI 데이터센터 확산과 고대역폭메모리(HBM) 수요 증가로 첨단 반도체 및 패키징 분야에 대한 투자가 이어지는 점도 기술 활용도를 높일 전망이다. 

대한광통신은 레이저 히팅 장비개발과 성능 개선을 지속하고, 국내 반도체 장비사와의 협력을 바탕으로 반도체용 레이저 시스템의 사업화를 본격화할 계획이다.

 

대한광통신 관계자는 "이번 특허는 당사가 보유한 광섬유와 고출력 레이저 역량을 반도체 장비 분야로 확장한 성과"라며 "10kW급 레이저 히터를 기반으로 대형화·고적층화되는 기판의 가열 효율과 온도 균일도를 높이고 외산 장비와 경쟁할 수 있는 기술력을 확보해 나가겠다"고 말했다.

 

이어 "레이저 기술 고도화와 현장 적용을 추진하는 한편, 차세대 반도체 분야로 사업 영역을 넓혀 민수 레이저 사업을 새로운 성장동력으로 육성하겠다"고 덧붙였다.