생산량 증가와 성능향상을 중점으로 발전해온 현대의 반도체 공정은 반도체 미세화로 이어졌다. 반도체 집적회로의 3D 구조 생성 및 멀티 패터닝에 따른 편차로 공정전환의 난이도가 높아지며 수율 안정화를 위한 검사(Inspection)와 계측(Metrology) 등 공정제어 과정에도 무게가 실린다. 국내 유일의 반도체 전 공정용 검사장비 전문 기업 ㈜넥스틴은 반도체 공정제어 및 수율관리 분야를 장악하고 있는 글로벌 기업을 대체할 유일한 기업으로 손꼽힌다. 독보적인 기술력을 쌓아올린 성과다. 넥스틴은 여기에 안주하지 않고 끊임없이 미래 성장동력을 발굴하며 반도체 공정제어 및 수율관리 분야를 선도하는 글로벌 기업으로 성장하고 있다.

 

독자적 기술력으로 반도체전공정 장비 국산화 이끌어와

반도체·디스플레이 공정 결함검사 및 계측 분야에서 차별화된 독자적인 기술을 구축한 ㈜넥스틴이 신기술 개발을 선도하고 있다. 광학기술 기반의 ‘반도체 전(前)공정 웨이퍼 미소 패턴 결함 검사장비’가 대표제품이다. 국내 유일의 반도체 전 공정용 검사(Wafer Inspection System) 장비 전문 기업 넥스틴은 무엇보다 반도체전공정에서 생기는 반도체 소자 회로의 패턴 불량을 검사하는 장비를 개발하며 반도체전공정 장비의 국산화에 기여해왔다. 특히 나노미터급 패턴 결함검사에 활용되는 Dark-field 방식과 Bright-field 방식을 결합한 AEGIS(이지스) 장비로 새로운 시장을 열었다는 평가를 받는다.

넥스틴은 2014년 삼성 혁신기술협의회 회원사로 선정되었으며, 2014년과 2017년에는 장영실상을 수상하며 기술력을 인정받았다. 2020년 기술특례 방식으로 코스닥에 상장했으며, 기술특례 상장 기업으로는 이례적으로 코스닥 시총 100위권 안으로 진입했다. 지난해 한국거래소는 넥스틴을 2023년 유일의 글로벌 신규 기업으로 지정했다. 기술특례 상장 3년 만에 코스닥 최고 소속부로 변경한 전무후무한 사례다. 더불어 2023 국가산업대상에서는 반도체전공정 장비 시장에서 국산화를 선도한 공로를 인정받아 기술혁신 부문 대상을 수상했다.

웨이퍼가 지닌 패턴 결함과 불순물은 사전 예방이 불가능하기에 반드시 실시간으로 관리되어야 한다. 특히 패턴 결함은 반도체전공정에서 불량을 야기하고 수율 악화에 가장 큰 영향을 미친다. 이러한 결함을 방지하고자 활용되는 것이 반도체전공정 중 발생한 오염 물질을 찾아내고 패턴이 제대로 새겨졌는지 검사하는 패턴 결함 검사장비다. 웨이퍼에 빛을 조사해 표면의 이미지를 촬영한 후 결함이 없는 이미지와 반복 비교하여 결함을 검출하는 방식이다. 넥스틴은 2010년 설립 이후 우수한 결함검사 및 계측 솔루션을 제공하며 고객의 조기 공정 안정화와 이익 극대화를 이끌어왔다. IRIS(아이리스) 개발을 필두로 2020년 AEGIS-Ⅱ, 2022년 AEGIS-Ⅲ를 출시하며 시장을 넓혀왔다. 특히 우수한 가격 경쟁력을 앞세워 D램, 낸드, 로직/파운드리 등 반도체 전 영역에서 매출을 일으키고 있다.

넥스틴만의 Bright field와 Dark field 동시 검사 및 특허받은 듀얼 미러 초점 평면 어셈블리 기술로 완성한 AEGIS 시리즈는 조기 공정 안정화 및 수율 향상에 기여하는 고성능 웨이퍼 검사장비로 정평이 났다. 1xnm 노드 이상의 복잡한 반도체 제조공정에서 발생하는 다양한 결함을 빠른 고감도 검사로 판별하며 이와 함께 200mm와 300mm 웨이퍼를 모두 지원함으로써 다양한 고객의 요구에 대응한다. 필름 공정, 패턴 형성 공정, 평탄화 공정, 이온주입 공정, 클리닝 공정 등 반도체 공정에서 발생하는 다양한 결함을 효과적으로 검출할 수 있다. 넥스틴의 2D 이미징 기술은 삼성전자와 하이닉스 등 국내 파운드리뿐 아니라 2022년 기준 전체 매출액 중 약 60%가 해외에서 발생했을 만큼, 해외 고객사를 확보하는 토대가 되었다. 최근에는 북미 반도체 기업과 장비 공급을 위한 테스트를 논의하고 있다.

아이리스는 3차원 공정(3-Dimensional Process)을 위한 웨이퍼 계측·검사 시스템이다. 근적외선(NIR)으로 다중비초점면(TSOM) 기술을 구현한 반도체 웨이퍼 검사장비인 아이리스에는 특허 기술인 다중 비초점면 이미징 기법이 적용되었다. 미세한 정보 공간을 아파트처럼 수직으로 쌓아 올리는 방식으로 만드는 3D 낸드플래시 공정 중 웨이퍼의 결함을 검사할 수 있다. 3차원 반도체 소자의 HAR 공정이나 TSV 공정과 같은 3D 패키지(Advanced 3D Package) 공정 중 수직 구조물의 계측 및 내부에서 발생하는 패턴 결함을 검출해내는 것이다. 또한, 기존 광학 장비의 패턴 분해능 한계를 뛰어넘어 나노미터급 패턴의 CD 계측과 HAR 패턴 내부에서 발생하는 결함을 검출하는 다중 비초점면 3차원 이미지 비교 기술인 Cube Scan 기술은 AEGIS와 IRIS Platform 모두에 적용 가능하다.

반도체 제조공정에서는 엣지트리밍(Edge Trimming) 공정 후 별도의 독립(Stand-alone) 광학 검사장비에서 크랙(Crack), 칩핑(Chipping) 등의 결함 검출 공정이 진행된다. TWINS 시스템은 엣지트리밍 공정의 계측과 결함검사를 위해 공정 장비에 통합 설치되는 모듈(Integrated inspection system module)이다. 엣지 트리밍 공정에서 발생한 결함 검출 과정에서 발생하는 공정 지체와 생산 비용 상승, 샘플 검사의 문제점 등으로 인한 손실을 해결하고자 개발되었다. 엣지트리밍 공정 상태를 실시간으로 모니터링하며 공정 과정에서의 불량을 즉시 검출함으로써 엣지트리밍 공정의 안정성을 실시간으로 보증한다.

 

글로벌 공급망 재편 속 국내외 반도체 장비업계 1위 기업의 아성에 도전하는 ㈜넥스틴

세계적으로 글로벌 반도체 공급망이 재편되고 있는 가운데 ㈜넥스틴은 해외수출의 새로운 돌파구를 찾는데 성공했다. 유수의 해외 고객사에 장비를 꾸준히 공급해온 넥스틴은 다크필드 검사장비 시장을 장악하고 있는 미국 기업 ‘KLA-텐코’(이하 KLA)를 대체할 유일한 기업으로 평가받는다. 넥스틴은 반도체 검사장비 분야의 글로벌 점유율을 점진적으로 높여가며 지난해를 기준으로 해외 매출 비중이 80% 가까이 높아지기도 했다. 이와 함께 반도체 제조 장비의 선단공정과 더불어 레거시(구형공정) 장비를 함께 생산하는 전략 또한 넥스틴의 매출을 탄탄하게 받치고 있는 주요 동력이기도 하다.

2년마다 신제품을 출시하며 글로벌 검사장비 1위인 KLA와의 기술 격차를 줄여온 넥스틴은 최근 자체 기술력을 통해 개발한 ‘IRIS’로 KLA와의 기술 경쟁에서 우위를 차지하기도 했다. 넥스틴은 기업부설연구소와 더불어 이스라엘에 이미지 프로세싱 연구소를 운영 중이다. 박태훈 대표는 꾸준한 R&D로 경쟁사와의 기술 격차를 지속적으로 줄이며 시장 점유율을 높인다는 청사진을 그렸다. 또한, 미국, 일본, 유럽 등 해외 고객사를 확보하기 위한 행보에도 힘을 싣고 있다.

“기업을 성장시키는 것은 아이를 키우는 것과도 같습니다. 계속해서 성장하고 발전해야 한다는 사명과 고민이 있죠. 시장이 한정되어 있기에 경쟁력을 상실하면 언제든 퇴출될 수 있거든요. 무엇보다 고객사가 한정되어 있다는 약점을 극복하고자 판매처를 다변화하는데 집중하고 있습니다.”

신규 장비 다변화를 통한 시장 점유율 확대도 주목해야 할 대목이다. 3차원 반도체 검사장비 아이리스2와 EUV(극자외선)용 정전기 제거 장비 레스큐는 고객사에 데모장비로 납품 후 품질 테스트를 진행 중이다. 최근 세계 주요 낸드플래시 제조사들은 200단 이상의 초고적층 낸드플래시를 양산하는 추세다. 그만큼 제조 과정 중 칩 하부에 발생하는 문제를 발견하는 것도 어려워진 것이다. 기존 기술로는 맨 아래층에 있는 불량 여부를 확인하지 못하는 경우도 발생했다. 아이리스2는 적층 구조의 3차원 낸드 하단부까지 검사하는 장비이다. 파장이 하단부까지 도달하지 못하던 기존 장비의 한계를 극복해냈다. 칩 깊숙한 곳까지 구석구석 침투해 불량 이미지를 발견할 수 있게 된 것이다. 이를 위해 넥스틴은 미국 최대 반도체 제조사 인텔과 함께 NIR TSOM 기술을 개발했다. NIR 빛으로 초점이 벗어난 낸드플래시 내부 사진을 여러 장 찍은 후 이를 하나로 모아 결함 유무를 가려내는 방식이다. 이와 함께 이지스2를 기준으로 검사속도가 보다 더 향상된, 적층 구조의 물리적 제약을 해소하고 정확한 검사를 통한 3D낸드의 수율을 높일 수 있는 3세대 웨이퍼 검사장비인인 ‘이지스3(AEGIS-Ⅲ)’의 사업화도 진행 중에 있다.

레스큐는 EUV 등 선단 공정에서 발생시키는 미세 정전기를 제거해 웨이퍼 패턴 불량을 방지하는 데 사용된다. EUV 주 적용처인 7나노미터(nm) 이하 공정에서는 반도체 회로 위에 정전기가 남아있을 경우 수율이 떨어진다. 넥스틴은 이러한 문제를 해결하고자 국내 유일의 웨이퍼 정전기 제거기술 보유 업체인 자이시스를 인수하고 레스큐 개발에 속도를 내왔다. 특히 레스큐는 웨이퍼 표면 정전기만 제거하던 타 제품들과 달리 세계 최초로 웨이퍼 안쪽 정전기까지 제거하는데 성공했다. 경쟁자가 없는 고부가 제품인 만큼 앞으로 넥스틴의 전체 매출을 견인할 것이라 기대된다. 두 장비 모두 이르면 연내 출시를 계획하고 있다.

 

HBM부터 로보틱스까지…新성장동력 발굴에 집중하며 지속가능한 성장 기반 다져가

기존 메모리 반도체보다 연산속도가 빠르고 전력소비가 낮은 HBM(High Bandwidth Memory, 고대역폭메모리)을 AI 서버와 그래픽 처리에 적용하고자 하는 수요가 늘어나고 있다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 TSV(실리콘 관통전극)으로 연결한 차세대 메모리다. 기존 D램 대비 데이터 처리 성능이 월등히 높다. 향후 AI 및 AI반도체 산업의 발달이 HBM의 급격한 성장을 이끌어낼 것이라 전망되며 반도체 장비업체들은 HBM 시장 확대에 발맞춰 기술력 및 생산능력을 확대하는데 분주하다. 이와 함께 HBM 수율을 향상시키기 위한 테스트·검사 장비의 필요성이 증대되고 있다.

㈜넥스틴은 회사의 신성장동력으로 최첨단 반도체 공정 분야를 점찍고 국내 고객사와 함께 HBM 검사장비 ‘크로키’를 개발 중이다. 제조 과정에서 웨이퍼가 틀어지는 HBM은 칩이 수평으로 잘 놓여 있다는 가정하에 검사를 진행하는 기존 장비로는 계측이 어려웠다. 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 만든 HBM의 불량 여부를 2D로 검사하는 크로키는 웨이퍼가 틀어져 있어도 검사가 가능하다. 주요 고객사 후공정 공장에 데모 제품을 공급한 넥스틴은 올 주요 고객사와의 테스트를 거친 후 상반기 내 양산에 적용한다는 계획이다. 박태훈 대표는 넥스틴의 EUV, HBM용 신규 장비는 모두 기존 기술의 한계를 뛰어넘는 장비라 강조했다. 더불어 EUV 대비 장파장 자외선을 사용하는 DUV(심자외선) 장비 ‘바이올리스(VIOLIS)’ 등 신규 장비 개발에 매진하는 모습이다.

한편, 로보틱스 시장을 신사업으로 낙점한 넥스틴은 로보틱스 기업의 인수합병(M&A)에도 무게를 싣고 있다. 미래 먹거리를 준비하는 동시에 기존 반도체 장비사업과의 연결성을 염두에 두고 머신비전 기술력 강화에 초점을 맞춘 것이다. 이미지 프로세싱 소프트웨어 기술을 검사장비 기술에 접목할 수 있으리라는 판단에서다. 박 대표는 사람의 눈을 대신하는 카메라와 그 카메라가 포착한 영상을 분석·판단하는 소프트웨어 기술 모두를 확보하고 있는 만큼 무궁무진한 기술 확장이 기대된다고 말했다.

넥스틴의 또 다른 신규 사업은 문화사업이다. 다양한 사회공헌 사업을 펼쳐온 넥스틴은 예술단체 지원사업의 일환으로 라벨라오페라단 등의 공연을 후원해왔다. 직접 투자도 눈에 띈다. 2021년 넥스틴은 비상장사인 ‘아트토큰’에 13억 원을 투자하며 주요 주주에 이름을 올렸다. 아트토큰은 미술품 대체불가토큰(NFT) 판매 중개 플랫폼을 운영하고 있다. 지난해 3월에는 정기주주총회에서 정관상 사업목적에 ▲전시기획 및 홍보업 ▲그림전시 및 판매업 ▲갤러리 운영업 ▲미술품 판매업 ▲갤러리 관련 일체의 사업 등을 추가하는 안건을 가결했다. 박태훈 대표는 나라의 국격이 올라가면 장비에 대한 가치도 높아질 수 있다며, K-Culture에 대한 관심에 힘입어 국내 미술품을 해외에 소개하는 플랫폼을 구축한다는 청사진을 그렸다.

 

‘직원이 웃으면서 출근하고 가족은 자랑스러워하는’ 좋은 회사 만들 것

서울대 화학과를 졸업한 박태훈 대표는 1988년 삼성장학생으로 선발되어 석사 후 제일제당 신약개발팀 입사를 앞두고 있었다. 1990년 故이건희 회장이 내건 삼성반도체에 화학과 출신을 중용해야 한다는 기조 아래 1991년 박 대표는 반도체 분야에 첫발을 디뎠다. 1996년 미국 KLA로 이직해 7년간 근무한 그는 2002년 반도체 검사장비 시장에 뛰어든 이스라엘의 신생업체인 네게브텍으로 자리를 옮겼으나 2008년 리먼사태가 터지면서 파산했다. 당시 함께 일했던 이스라엘 멤버들과 설립한 것이 현재의 ㈜넥스틴이다. 수년간 연구해온 기술을 포기할 수 없었다는 설명이다.

미국이 독점하고 있는 반도체 장비의 국산화를 이끈다는 넥스틴의 비전은 당시 국내 벤처캐피털로부터 200억 원 규모의 투자를 이끌어내는 동력이 되었다. 이를 지렛대 삼아 부단히 R&D에 집중한 끝에 국산 장비개발에 성공했다. 아직 시장 점유율은 높지 않지만, 미국 업체들이 독점해온 반도체전공정 검사장비 시장에 균열을 냈다는 점에서 의미가 크다. 대당 100억~200억 원에 달하는 검사장비의 가격을 합리적인 수준까지 낮추었다는 점 또한 넥스틴의 경쟁력으로 작용한다. 미국 기업들이 누리던 독점 이윤을 끌어내린 것이다. 박 대표는 진입 장벽이 높은 시장이지만, 일단 제품 성능이 입증되자 많은 반도체 기업이 관심을 보여왔다고 말했다. 회사가 지속성장하는 모습을 끊임없이 증명한다면 시장으로부터 인정받을 수 있을 것이라 내다보는 그다.

미국에서의 근무 경험은 기업문화와 경영철학에 대한 새로운 배움으로 새겨졌다. 1990년대만 해도 우리나라 대기업은 휴일도 없이 근무하던 때였으나 미국은 가족을 최우선시하는 분위기였다. 세계 1위 반도체 장비업체 어플라이드의 TV 광고를 보고 사람들은 ‘B2B 사업을 펼치는 기업이 TV 광고를 한다’라는 의문을 제기하자, 어플라이드의 사장은 ‘TV 광고를 해야 직원 가족이 자랑스러워 한다’는 답변을 내놓았다. 당시의 답변에 깊은 감명을 얻은 박 대표는 현재까지도 회사의 여력이 되는 한 직원과 그 가족들이 자랑스러워할 수 있는 기업을 만드는 데 집중하고 있다. 2021년에는 중소벤처기업부 선정 ‘직원과 더불어 성장하는 중소기업의 롤모델’의 ‘존경받는 기업인’ 12인에 이름을 올렸다. 그는 세상에서 제일 큰 회사는 아니지만 제일 좋은 회사는 만들 수 있다며, 직원들이 회사에서 일하는 것이 즐거운 회사야말로 좋은 회사라 힘주어 말했다. 사무실 입구에도 ‘직원은 웃으며 출근하고 가족은 자랑스러워하는’이라는 사훈이 직원들을 반긴다. 최근 ‘세미콘코리아 2024’에 참가하는 과정에서도 전문 도우미를 고용하기보다 직원 자제 중 아르바이트 지원자를 받아 부스를 운영했다. 부모가 어떤 환경에서 무슨 일을 하는지, 어떻게 노력하는지 지켜보는 것이 좋은 경험이 될 것이라는 판단에서다.

“직원들 입장에서 가장 좋은 복지는 높은 임금일 거예요. 지속 성장하며 그 이익을 나누는 것이야말로 기업이 해야 할 일이자 가장 큰 복지죠. 다만 출산 후 1년간 베이비시터를 파견해주는 등 직원들이 월급으로 하기 어려운 일들을 회사가 해주려 노력합니다. 형평성까지 고려하다 보니 어려운 점이 있기는 하지만 더 좋은 복지를 항상 고민하고 있습니다.”

성과에 기반한 공정한 보상에도 무게를 싣는다. 박 대표는 우리나라에서 오랫동안 유지되어온 연공서열 체제는 사실 공정하지 않은 방식이라며, 많은 성과를 올린 직원에게 더 많은 보상을 해주는 것이야말로 공정한 보상 체계라 설명했다. 직원들에게는 1인 기업을 운영한다는 마음가짐으로 임할 것을 강조한다. 각자가 사장이라는 마음으로 일하며 성과를 올릴 때 직급에 관계없이 더 많은 급여를 가져갈 수 있는 체계야말로 넥스틴이 그리는 공정이다. 박 대표는 기업은 직원들이 회사에 벌어다 준 돈을 그저 돌려줄 뿐이라며, 그 방법 또한 직원들이 선택하는 것이라 덧붙였다. 넥스틴의 복지제도 또한 직원들의 목소리에 기반해 구축되고 있다.

지역사회와의 상생을 통한 동반성장과 사회공헌을 통한 나눔에도 진심이다. 지난 2021년 경기도 17번째 나눔명문기업으로 가입한 넥스틴은 그간 취약계층 아동·청소년 지원과 화성시·광주시 취약계층 지원, 튀르키예 지진 피해 지원 등의 사회공헌사업을 지속해왔다. 2023년도 총 기부금액은 4억 원이며, 최근 3년간 누적 기부금액은 8.7억 원에 달한다. 현재 넥스틴은 경기사회복지공동모금회 5억 원 이상 기부한 나눔명문기업 골드회원이다. 한편 박태훈 대표는 넥스틴을 통한 기부 외에도 개인적으로 꾸준히 기부를 실천해오며 아너소사이어티 회원으로 활동하고 있다. 기업의 이익을 사회에 환원하고 또 개인적인 기부를 통해 함께 나눔을 실천하고 있는 박 대표는 기부는 시작은 어렵지만 일단 시작한다면 생각보다 어려운 일이 아니라며, 기업과 임직원을 대표해 사회문제에 관심을 갖고 사회적 소임을 다할 것이라고 덧붙이기도 했다.

“해외에서는 기업이 나눔을 실천하며 사회적 책임을 다하는 것이 당연시 여겨집니다. 하지만 국내에서는 아직 생소한 일이죠. 이러한 인식이 바뀌어야 한다고 생각합니다. 기업이 사회적 책임을 다하는 것은 특별한 일이 아닌 당연한 일이니까요.”

지난 40년간 반도체 산업은 연평균 10%라는 놀라운 성장률을 기록해왔다. 그리고 ChatGPT 등 AI기술을 등에 업은 반도체 산업은 더욱 가파른 성장세를 보일 것이라 예견되는 가운데 고도화된 반도체칩의 안정성을 담보하는 공정 결함 검사기술의 난도 또한 점점 높아지고 있다. 업계에서는 혁신 기술을 요구하는 목소리가 높다. 반도체·디스플레이 공정 결함 검사 및 계측 분야에서 독보적인 기술력을 쌓아온 넥스틴의 역할이 더욱 중요해지는 이유다. 독자적인 기술력과 혁신적인 신기술을 앞세운 넥스틴이 글로벌 검사장비 시장에서 대한민국의 위상을 드높이고 있다.