케이나노 "반도체 수율, 나노 단위 미세 입자 모니터링으로 잡는다" [서울과기대기술지주 미래기업]

IT동아 · 2026.02.20 18:06:56

서울과학기술대학교 기술지주는 BRIDGE 3.0 사업을 통해 자회사의 기술 상용화와 시장 경쟁력을 높이고 있습니다. IT동아는 이러한 지원으로 성장 중인 기술지주 자회사들의 기술력, 사업화 성과, 기업가 정신을 소개합니다.

케이나노 지형우 PM(왼쪽)과 이유선 연구원(오른쪽) / 출처=IT동아

[IT동아 김영우 기자] 반도체 공정이 나노미터(nm, 10억 분의 1미터) 단위로 미세화되면서 이제는 이런 미세 입자까지 잡아내야 비로소 경쟁력 있는 반도체 수율을 확보할 수 있게 됐다. 이러한 반도체 제조 공정의 무결점을 목표로 혁신적인 모니터링 시스템을 개발한 스타트업이 있다. 바로 서울과학기술대학교 기술지주의 자회사 케이나노(K-Nano, 대표 곽동빈)다.

기술 중심의 스타트업은 흔히 대표의 비전에 주목하지만, 그 비전을 실제 현장에서 기술로 구현해내는 연구원들의 노력이야말로 기업 성장의 실질적인 동력이다. 케이나노의 기술 혁신을 최전선에서 이끌고 있는 지형우 프로젝트 매니저(PM)와 이유선 하드웨어 엔지니어를 만나 반도체 공정 모니터링의 미래에 대해 들어보았다. 참고로 서울과학기술대학교 기술지주에서 진행하는 Bridge 3.0 사업은 교육부가 운영하는 '대학 창의적 자산 실용화 지원 사업'으로, 대학의 연구 성과를 기업과 연결해 기술 이전 및 사업화 촉진을 목표로 한다.

-각자 본인 소개를 부탁한다. 어떤 인연으로 케이나노에 합류하게 됐나?

지형우 PM: 서울과기대에서 기계시스템디자인공학을 전공한 뒤 약 1년 동안 AI 소프트웨어 개발자로 일했다. 하드웨어와 소프트웨어 양쪽을 모두 경험한 셈인데, 먼저 일하고 있던 이유선 연구원이 적임자라며 추천해 준 것이 계기가 됐다. 곽동빈 대표를 처음 만났을 때, 단순히 일손을 구하는 것이 아니라 국내에 없는 새로운 길을 개척하자는 확실한 목표와 확신에 찬 리더십을 보고 합류를 결정했다.

이유선 연구원: 마찬가지로 서울과기대 기계과를 졸업했고, 석·박사 과정을 준비하며 곽 대표와 인연을 맺었다. 대표의 랩실에서 초기 멤버로 에어 필터레이션 연구 과제를 수행했는데, 당시 현장의 문제를 정밀하게 분석하고 실질적인 해결 방안을 도출하는 R&D(연구개발)의 전 과정을 경험하며 이 직무에 확신을 갖게 됐다. 이론이 실제 산업 기술로 구현되는 체감형 성장에 매료되어 자연스럽게 창업 멤버로 이름을 올렸다.

-케이나노는 어떤 기술을 개발하며, 구체적으로 어떤 역할을 수행하나?

지형우 PM: 케이나노는 첨단 산업 내 미세 입자를 분석하는 장비를 만든다. 현재 주력인 반도체 공정에서는 눈에 보이지 않는 아주 작은 입자 하나가 수율 하락의 주원인이 되는데, 이를 실시간으로 모니터링하는 것이 우리의 임무다. PM으로서 제품 기획부터 개발 전 과정을 조율하며, 하드웨어와 소프트웨어 팀 간의 시너지를 이끌어내는 개발 로드맵을 총괄하고 있다. 올해 출시 예정인 케이나노의 첫 번째 상용 제품 완성에 모든 화력을 집중하고 있다.

이유선 연구원: 하드웨어 엔지니어로서 장비 및 자동화 시스템 설계·구축을 담당한다. 특히 랩 스케일(실험실 규모)에서 우리 기술을 검증하고, 반도체 현장에 실제 셋업할 수 있도록 하드웨어 아키텍처를 설계하는 것이 주요 업무다. 센서와 구동부, 제어부를 유기적으로 통합하여 반복 실험 시에도 데이터의 재현성을 확보할 수 있도록 시스템을 고도화하는 데 주력하고 있다.

ICP-MS를 통한 분석과 케이나노의 실시간 모니터링에 대한 차이점 소개 / 출처=케이나노

-케이나노 모니터링 시스템만이 가진 차별점은 무엇인가?

이유선 연구원: 기존 광학 방식의 LPC(액상 입자 계수기)는 20nm 이하의 극미세 입자를 측정하는 데 한계가 명확했다. 또한 용액 내 기포를 실제 입자로 오인하는 오류도 잦아 데이터 신뢰도가 낮았다. 우리는 액상 상태의 입자를 에어로졸(Aerosol)로 변환한 뒤 입자의 크기별 농도를 측정하는 방식을 택했다.

지형우 PM: 덕분에 기존 기술로는 포착하기 어려웠던 10nm 수준 미세 입자까지 실시간으로 분석할 수 있는 기반을 마련했다. 액체를 공기 중에 분사시켜 미세먼지 분석 기술인 SMPS(나노입자 크기 분석기)로 분석할 수 있게 하는 에어로졸 변환 기술과 노하우가 케이나노의 핵심 자산이다. 데이터 정밀도 역시 높였다. 장비에서 얻은 데이터에는 입자 정보뿐 아니라 휘발되지 않는 유기물 등 잔여물인 NVR(Non-Volatile Residue)이 섞여 측정되어 분석에 혼란을 주곤 하는데, 우리는 AI 머신러닝 알고리즘을 통해 실제 입자와 잔여물을 정밀하게 분리 분석하는 솔루션을 개발했다. 이는 현재 국내와 미국에 특허 출원 중인 우리만의 기술이다.

-실제 반도체 업계의 반응은 어떠한가?

지형우 PM: 삼성전자와의 PoC(개념 증명, 신기술을 도입하기 전 성능을 검증하는 단계) 과제를 통해 CMP(화학적 기계 연마, 반도체 웨이퍼 표면을 평탄하게 만드는 공정)용 연마재인 슬러리(Slurry) 샘플을 직접 분석하며 우리 기술의 현장 타당성을 입증했다. 경쟁사 제품과 동시에 테스트했을 때 나노입자 검출 능력이 월등히 뛰어나다는 평가를 받았다. 작년 12월 일본 ILS(Innovation Leaders Summit) 행사에서는 부스를 연 직후부터 반도체뿐 아니라 이차전지, 정밀화학, 바이오 등 다양한 산업군 관계자들로부터 정밀 나노입자 분석 기술에 대한 문의가 쏟아져 사업 확장 가능성을 피부로 느꼈다.

테스트를 수행 중인 지형우 케이나노 PM / 출처=IT동아

-함께 고생 중인 다른 팀원들의 역할도 중요해 보인다.

지형우 PM: 어플리케이션 엔지니어 조성민 연구원과 S/W(소프트웨어) 엔지니어 이승우 연구원이 든든한 축을 담당하고 있다. 조성민 연구원은 삼성전자와의 과제를 주도하며 데이터 알고리즘을 고도화해 논문 게재와 특허 출원이라는 성과를 만들어냈다. 이승우 연구원은 복잡한 유체 해석 시뮬레이션을 통해 최적의 기구 설계를 도출하고, 이를 사용자가 다루기 쉬운 제어 소프트웨어로 구현해 시스템 완성도를 높였다.

이유선 연구원: 조성민 연구원의 경우 기술 중심 스타트업에 부족하기 쉬운 뛰어난 소통 능력을 갖추고 있어 외국 기업이나 파트너사 미팅에서 큰 힘이 된다. 서로 전문 분야가 달라 초기엔 용어 차이로 커뮤니케이션의 장벽도 있었지만, 도면과 데이터 시뮬레이션 자료를 시각화해 공유하며 서로의 이해도를 맞추려 노력했다.

-신생 기업으로서 어려움은 없었나? 사내 분위기는 어떤지 궁금하다.

지형우 PM: PM으로서 초반엔 시스템을 이해하는 데 바빴고, 개인적으로 발표 공포증도 있었다. 하지만 합류 직후 대표가 중요한 IR(투자자 대상 기업 설명회) 발표를 믿고 맡겨주었다. 믿음에 부응하려 슬라이드 순서와 멘트까지 통째로 외울 정도로 치밀하게 공부했고, 그 덕분에 시스템에 대한 이해도가 깊어지며 발표 두려움도 극복했다. 우리 팀은 업무 외적으로도 같이 헬스를 하거나 러닝을 즐길 만큼 관계가 끈끈하다. 누구보다 치열하게 현장에서 발로 뛰는 대표의 열정적인 모습이 팀 전체에 큰 동기부여가 된다.

이유선 연구원: 기술적으로는 샘플링 과정에서의 입자 손실을 최소화하는 작업이 난제였다. 이를 위해 유로 구조를 단순화하고 데드 볼륨(불필요한 공간)을 최소화하는 하드웨어 개선을 반복했다. 사내 분위기는 매우 수평적이다. 대표와 연령 차이가 크지 않아 의견 제시나 기술적 토론이 자유롭고, 직급보다는 역할과 책임 중심으로 소통한다. 이러한 유연함이 빠른 의사결정과 기술적 도전의 원동력이 되고 있다.

-서울과기대 기술지주의 지원은 어떤 구체적인 도움이 되었나?

지형우 PM: 작년 9월 설립 이후 이제 겨우 5개월 남짓 된 신생 기업이다 보니 정보력이 부족했다. 기술지주 측에서 신생 스타트업이 지원받을 수 있는 사업화 과제나 행사 정보를 항상 발 빠르게 업데이트해 주었다. 또한 세미나를 통해 다양한 기업과의 네트워킹 자리와 법률 자문 기회를 마련해 준 덕분에 벤처기업확인 인증까지 신속하게 마칠 수 있었다. 우리가 투자나 매출 성과를 냈을 때 자기 일처럼 기뻐해 주는 든든한 지원군이다.

데이터 모니터링 중인 이유선 연구원 / 출처=IT동아

-케이나노가 꿈꾸는 향후 계획과 최종 포부는 무엇인가?

이유선 연구원: 현재 PoC를 진행한 CMP 슬러리를 넘어 세정액, 식각액 등 다양한 반도체 공정액으로 적용 범위를 확대할 계획이다. 더 나아가 실시간 데이터 기반의 예측 진단 기능을 강화해 공정 전반의 품질 관리 플랫폼으로 진화시키고자 한다. 궁극적으로는 반도체뿐만 아니라 바이오, 정밀 화학 등 대한민국 산업 전반의 무결점을 이룩하는 데 케이나노가 핵심 인프라로 자리 잡길 바란다.

지형우 PM: 올해 안으로 파트너사인 ART+와 함께 첫 제품을 시장에 선보일 예정이다. 비록 신생 기업이라 처음 겪는 어려움도 많지만, 그만큼 더 부지런히 뛰고 배우는 과정에서 얻는 뿌듯함이 크다. 전 세계 업계 엔지니어라면 누구나 나노입자 검출 분야에서 케이나노라는 이름을 알게 만드는 것이 우리의 목표이자 바람이다.

IT동아 김영우 기자 (pengo@itdonga.com)

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