서지우 | 기자 작성일 2026년 03월 23일
삼성전자 천안 캠퍼스 (사진=삼성전자 뉴스룸)
삼성전자가 반도체 품질·수율과 직결되는 웨이퍼 절단 공정을 차세대 방식으로 전환합니다. 고대역폭메모리(HBM)4를 대상으로 지난해 처음 도입한 '펨토초(1000조분의 1초) 레이저' 공정을 확대 적용하는 것으로, 절단 정밀도를 대폭 끌어올려 HBM4 시장 주도권을 쥐려는 행보입니다.
업계에 따르면 삼성전자는 펨토초 레이저 기술을 적용한 웨이퍼 절단 장비를 발주합니다. 웨이퍼에 홈을 파는 '그루빙'과 한 번에 자르는 '풀컷' 장비로, 초기 도입 물량만 최소 10대 이상입니다. 첨단 반도체 패키징이 이뤄지는 천안 캠퍼스에 도입할 예정으로, 현재 구매주문(PO)을 준비하고 있습니다.
삼성전자는 추가 발주로 장비 도입 물량을 최대한 늘리는 방안도 검토 중입니다. 웨이퍼 절단 장비의 납기 기간(리드타임)이 8개월 이상으로 긴 만큼 선제적으로 물량을 확보하는 한편, 펨토초 레이저 기반 웨이퍼 절단 공정 범위를 확대하는 것이 목적입니다.
반도체는 웨이퍼에 회로를 새기는 전공정 이후 개별 칩 형태(다이)로 만들기 위한 절단·분리 공정(다이싱)이 필수입니다. 기존 절단 공정은 대부분 다이아몬드 휠을 통해 기계적으로 이뤄졌습니다. 일부 레이저를 활용하기도 하지만, 정밀도의 척도가 되는 레이저 펄스가 나노초(10억분의 1초) 수준에 머물렀습니다.
펨토초 레이저는 이보다 빠른 1000조분의 1초 단위 레이저 펄스를 발생시킵니다. 기존 기계적 방식이나 나노초 대비 미세 절단이 가능하며, 선폭이 매우 얇은 첨단 반도체 회로나 배선에 영향을 주지 않고, 절단 과정에서 발생하는 이물(파티클)도 최소화할 수 있습니다.
삼성전자는 지난해 2분기 반도체 절단 공정에 펨토초 레이저 절단을 처음 도입했습니다. 당시 장비는 수 대에 불과했지만, 성능과 생산성 개선 성과를 입증해 확대 도입하기로 한 것입니다. 펨토초 레이저 절단을 HBM4 공정에 우선 적용해 수율과 생산성을 높일 방침입니다.
최근 삼성전자는 HBM4 양산 공급을 시작했습니다. 대량 생산 체제 전환(램프업) 일정에 맞춰 펨토초 레이저 절단 수요도 확대될 것으로 관측됩니다. 낸드 플래시와 시스템 반도체 등 D램 외 제품에도 펨토초 레이저 절단 도입을 검토하는 것으로 전해집니다. 삼성전자 펨토초 레이저 절단 공급망은 국내 기업인 이오테크닉스와 일본 디스코가 담당할 전망입니다.