질소는 새우깡에만? 반도체에도 쓰인다…습도 잡아 수율 올리는 저스템 [소부장 현장속으로]

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질소는 새우깡에만? 반도체에도 쓰인다…습도 잡아 수율 올리는 저스템 [소부장 현장속으로]

디지털데일리 발행일 2023-07-29 16:59:05

백승은 기자

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[디지털데일리 백승은 기자] “저스템은 고객사별로 100여종이 넘는 모델을 운영하고 있습니다. 모든 모델에 대한 특성, 차이점에 대해 대응할 수 있는 역량을 갖춘 게 가장 큰 강점입니다.”

지난 25일 <디지털데일리>와 경기 용인시에 위치한 저스템 본사에서 만난 김용진 저스템 연구소장 최고기술책임자(CTO) 사장은 저스템의 장점에 대해 이렇게 설명했다.

반도체 기업의 가장 큰 과제 중 하나는 ‘수율’을 높이는 것. 수율이란 웨이퍼(반도체 원판) 투입 후 제대로 작동하는 반도체가 얼마나 나오는지 비율을 뜻하는데, 높은 수율을 유지하기 위해서는 웨이퍼 공장(팹) 내에서 항상 비슷한 수준의 속도와 습도·온도를 유지해야 한다.

미세한 작업이 필요한 반도체 특성상 작은 부분 하나라도 제대로 유지되지 않는다면 불량이 발생하곤 한다. 웨이퍼 회로 선폭이 좁아질수록 공정 조건도 더욱 세밀해진다. 습도 조정이 제대로 이루어지지 않을 경우 칩에 덩어리가 올라가거나 기기 형성이 불안정해질 수 있다. 작업자들이 불편하지 않은 수준으로 맞추는 것 또한 중요하다.

2000년대 초반부터 학계를 중심으로 습도가 반도체 수율에 미치는 영향에 대한 연구가 활발하게 일어났다. 당시 임영진 저스템 대표는 질소를 기반으로 팹 내 최적의 온도와 습도를 유지해 웨이퍼 불량을 예방하는 ‘N2(질소) 퍼지 시스템(N2Purge System)’을 개발 중이었다. 이를 기반으로 저스템은 2016년 설립됐다.

김 사장은 “반도체 공정 내에서 웨이퍼를 이송할 때 웨이퍼 이동 용기인 풉(FOUP)을 이용한다. 이때 웨이퍼를 외부 오염 및 습도로부터 보호 및 보관해야 하는데, 오염원이 없고 청정 상태를 반드시 유지해야 한다. 이때 풉 내부에 질소를 주입해 웨이퍼의 습도를 제어하고, 불순물을 제거하는 게 N2 퍼지 시스템이다”라고 설명했다.

저스템은 1세대, 2세대 N2 퍼지 시스템을 거쳐 3세대 제품을 개발 중이다. 2세대 제품의 경우 기존 5~15%였던 웨이퍼 습도를 균등하게 1%까지 관리할 수 있다. 3세대 제품은 웨이퍼 이동 구간까지 전체를 5% 이하로 운영하는 걸 목표로 한다.

기술력을 인정받아 2018년부터는 고객사를 확장하고 본격적인 몸집 키우기에 나섰다. 현재 저스템은 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등을 고객사로 뒀다. 김 사장은 “반도체 장비의 가장 중요한 부분은 ‘안정성’이다. 설치 전후 장비 운용에 전혀 문제가 없어야 하는데, 바로 이 부분이 저스템만의 강점”이라고 강조했다.

N2 퍼지 시스템을 활용해 디스플레이, 태양광, 2차전지로도 사업을 확장한다. 특히 저스템은 유기발광다이오드(OLED) 생산라인 중 정전기 발생을 방지하는 고진공 이오나이저를 다루고 있다. OLED 대형화에 따라 신규 고진공 장비 등 각종 라인업을 갖추고 있다.

김 사장은 “저스템의 신성장 사업은 디스플레이, 태양광, 2차전지다. 디스플레이의 경우 N2 퍼지 기술을 응용한 디스플레이용 N2 퍼지 제품을 공급하기 시작했다”라며 “최근 론칭한 진공 이오나이저는 기존 제품군 대비 고객 요구에 부합하는 성능을 달성해 큰 호평을 받고 있다”라고 평가했다.

태양광의 경우 장비뿐만 아니라 핵심 부품인 웨이퍼 캐리어 시장에도 대응 중이다. 2차 전지는 전지 효율 향상에 목표를 둔 신공정 장비 부분에 집중하고 있다.

신성장 동력을 마련하기 위해 올 5월에는 본사 인근에 위치한 제2공장을 매입했다. 클린룸 등을 포함해 약 3300제곱미터(㎡), 1000평에 가까운 규모다. 현재 보강 공사를 진행 중이다. 김 사장은 “제2공장을 구비하고, 개발 중인 제품들의 사업화를 가속화 할 수 있는 환경을 구축 중”이라고 말했다.

저스템의 전체 인력 중 32%는 관련 분야에서 10년 이상 경력을 가진 베테랑 연구원이다. 이를 기반으로 중소벤처기업부가 주관하는 ‘소부장 강소기업 100+’ 기업에 포함되고, 과학기술정보통신부로부터 우수기업 연구소로 지정되는 등 실력을 인정받았다. 김 사장은 “강소기업, 우수기업 연구소 선정 등 실력과 노력을 업계에서 인정받았다. 글로벌 시장에서 지속적으로 성장하는 기업이 되도록 노력하겠다”라며 포부를 다졌다.