나노텍, 반도체 불순물 잡아내는 센서 “압도적 기술력으로 세계 1위”

독자적 특허기술로 설계
내구성 1주일서 1년으로 늘려
美반도체 장비업체 테스트선
경쟁업체보다 감도 2배 뛰어나

[아시아경제 곽민재 기자] ‘플라스마 공정 모니터링 장비’는 반도체 전공정의 핵심이다. 반도체 원재료인 웨이퍼를 깎거나(식각) 얇은 막을 쌓는(증착) 과정은 진공 상태에서 이뤄진다. 이 과정에서 불순물이나 공기가 들어가면 큰 문제가 생긴다. 플라스마 공정 모니터링 장비는 공정 변화 상태를 실시간 모니터링해 불순물을 잡아내는 센서다. 반도체 공정 과정에서 한 번 사고가 날 경우 평균 75장의 웨이퍼를 사용할 수 없게 되는데 펩(공장)에선 20억~30억원의 손해를 입는다. 불량을 사전에 발견하지 못하면 상품 가치가 없는 반도체에 수많은 시간과 돈을 투자해야 하기 때문에 손실 규모는 더 크다. 플라스마 공정 모니터링 장비의 역할이 중요한 이유다. 반도체·디스플레이 모니터링 공정 장비 기업 나노텍 차동호 대표는 "나노텍은 플라스마 발생 기술과 스펙트럼 분석 기술을 접목한 SPOES 센서를 국산화했다"며 "압도적 기술력을 바탕으로 현재 SPOES 센서 부문 국내 시장 점유율 90%, 글로벌 시장 점유율 70% 이상으로 전 세계 1위"라고 말했다.

차동호 대표 "매출액의 10%

R&D 투자 등 기술개발 매진

실시간 공정 모니터링 기술

중요성 점점 더 커질 것"

내구성 뛰어나고 감도 높아…글로벌 시장 점유율 1위

나노텍은 플라스마 공정 모니터링 장비가 주력이다. SPOES(Self Plasma OES. OES=Optical Emission Spectroscopy) 센서는 반도체 제조 설비의 배기라인으로 배출되는 가스에 플라스마로 빛을 쏴 200㎚(나노미터·10억분의 1m)부터 850㎚까지의 파장을 분광기를 통해 분석, 진공 상태에서 불순물과 공기의 유입을 검출한다. 진공 공정이 반도체 공정과 유사해 디스플레이 공정에도 해당 제품이 사용된다. 주요 고객사는 삼성전자, SK하이닉스와 중국의 창신메모리(CXMT), 양쯔메모리(YMTC)다. 중국 최대 디스플레이 제조기업인 BOE(2003년 현대전자(현 하이닉스)의 LCD 부문을 인수하면서 폭발적으로 성장한 기업)도 나노텍 제품을 사용한다.

SPOES 센서 제품사진 [사진제공 = 나노텍]

나노텍만의 독자적인 특허 기술로 설계된 SPOES 센서는 타사 제품에 비해 내구성은 수 개월 길고 감도도 2배 높다. 기존 제품은 센서 특성상 가스에 지속적으로 노출돼 오염에 취약했다. 오염이 심해지면 플라스마가 꺼지는 등 실시간 모니터링을 할 수 없게 된다. 하지만 나노텍은 오염을 최소화할 수 있는 특허 기술로 SPOES 센서의 내구성을 기존 1주일에서 1년까지로 늘렸다. 과거 미국 반도체 장비업체에서 센서의 불순물 감도 테스트를 한 결과, 경쟁 업체보다 2배 뛰어난 성능을 보이기도 했다. 차 대표는 "매년 매출액의 10%를 연구개발(R&D)에 투자하는 등 기술개발에 매진한 결과 이 분야에서 가장 우수한 기술력을 보유한 기업이 됐다"며 "반도체 나노 공정이 고도화되면서 미세한 불순물에도 민감해지는 등 공정 상태를 실시간 모니터링하는 기술의 중요성은 점점 더 커질 것"이라고 말했다.

차동호 나노텍 대표 [사진제공 = 나노텍]

삼성·SK하이닉스는 물론

中창신메모리·BOE에도 납품

美·日 법인 설립 계획

글로벌 장비기업 도약 목표

현재 매출 비중은 내수와 수출이 6대 4 정도다. 지난해엔 매출액 124억원에 영업이익 60억원을 올렸다. 전년 동기 대비 매출은 90%, 영업이익은 225% 증가하면서 25년 업력의 기업이 반도체 시장 호황과 함께 만개했다. 중국의 디스플레이와 반도체 집중 투자가 호재가 됐다. 차 대표는 "중국이 삼성과 LG의 디스플레이와 반도체를 따라잡기 위해 집중적으로 투자를 하면서 우리 제품의 수요가 폭발적으로 늘었다"고 설명했다.

반도체 측정기 수리에서 시작해 삼성전자와 인연

차 대표는 1998년 나노텍의 전신인 알테크를 설립했다. 그 전에 일하던 회사의 경영 사정이 어려워지면서 창업을 결심했다. 처음엔 반도체 연구소의 반도체 측정기를 수리하는 것부터 시작했다. 수리가 안 돼 버려지는 제품들을 보며 플라스마 공정 모니터링 장비 국산화를 결심하게 됐다. 2006년 반도체 전시회에 막 개발한 SPOES 센서를 선보인 것이 삼성전자 납품 계기가 됐다. 당시 삼성전자는 반도체 증착 공정에 도입할 모니터링 장비를 찾고 있었는데 때마침 나노텍의 제품이 삼성전자 연구원의 눈에 띈 것이다. 차 대표는 "이 일을 계기로 삼성전자에 SPOES 센서를 공급하기 위한 테스트 기회를 얻을 수 있었다"며 "미국, 프랑스 등 5개 기업과 2년간 테스트를 거치며 경쟁, 내구성과 감도가 뛰어나다는 평가를 받아 최종 선정됐다"고 말했다.

나노텍 본사 연구·생산실 전경 [사진제공 = 나노텍]

나노텍은 미국과 일본에 해외 법인을 설립해 글로벌 종합 모니터링 장비기업으로 도약한다는 계획이다. 현재는 SPOES 센서 부문에서 글로벌 1위지만 글로벌 종합 모니터링 장비기업으로 거듭나기 위해선 관련 분야 세계 3대 반도체 장비 회사가 있는 미국과 일본 시장을 공략하는 게 중요하다. 기술력을 강화하기 위해 2년 전부터 ICP-MASS 센서 개발에 나섰다. 기존 센서는 불순물을 25PPM(100만분의 1)까지 검출하는 감도였다면, 새롭게 출시될 센서는 1PPM 이하까지 잡아낼 수 있다. 삼성전자가 대만의 TSMC를 추격하기 위해 3㎚ 파운드리 공정 투자에 박차를 가하는 만큼 나노텍의 신제품 수요도 덩달아 늘어날 수 있다.

용인=곽민재 기자 mjkwak@asiae.co.kr