센서시장을 혁신하는 

글로벌 계측 회사를 꿈꾸다

(주)넥센서

▲ (좌측부터) 넥센서 곽소윤 대리, KRISS 김영식 책임연구원, KRISS 안희경 선임연구원

넥센서 유준호 대표, 넥센서 장진 과장

더 빠르고 정밀한 3차원 자유곡면 형상 측정기술 확보 

넥센서(nexensor)는 next sensor의 줄인 말로 지속적인 연구개발을 통해 스마트 공장에 광계측 센서와 모듈을 개발하는 등 세계 최고 수준의 기술을 확보하기 위해 노력하고 있다.

유준호 대표 “신뢰성 있는 데이터를 제공하기 위해 광계측 원천기술과 제품을 개발 중입니다. 현재는 간섭계 기술, 모아레 센서(Moiré Sensors), 편향측정법(Deflectometry) 등과 같은 패턴 조사를 이용한 형상측정기술, 박막측정기술 등 산업용 광계측 센서 및 모듈을 개발/ 판매하고 있습니다.” 넥센서가 설립될 당시 산업계는 2차전지 및 수소전지산업이 본격화 되며 첨단부품의 표면 변화와 결함 등을 보다 정확하게 측정할 기술이 필요했다. 가공기술의 발전으로 디스플레이나 반도체 같은 최첨단 부품의 표면형상이 자유곡면(비대칭적인 표면)으로 복잡해지자 기존 측정기술로는 복잡한 곡면도의 흠집이나 파손 같은 결함을 파악하는데 한계가 있기 때문이다. 또, 측정시간이 길어 다양한 결함에 즉각적으로 대처하는 것도 어려운 상황이었다.

▲(주)넥센서 유준호 대표

유준호 대표 “시장의 요구에 대응할 방법을 찾던 중 KRISS 김영식 책임연구원이 개발한 3차원 자유곡면 형상측정기술을 접하게 됐습니다. 첨단부품의 다양한 결함을 이미지 한 장으로 측정 대상의 형태나 크기에 상관없이 간단하고 빠르게 측정할 수 있는 편향측정법인데요. 외부 진동과 환경변화에 의해 생길 수 있는 오차를 줄이고 측정 정밀도를 높일 수 있기때문에 과감하게 기술이전 받았습니다.”

김영식 책임연구원 “저희가 개발한 기술은 최적화된 복합격자무늬 패턴을 측정 대상에 조사한 후 얻어지는 한 장의 이미지를 독자적인 알고리즘으로 분석하는 방식인데요. 나노미터 수준의 검사가 가능하기 때문에 정밀하고 신뢰성 있는 데이터를 얻을 수 있습니다. 또한 생산 공정에 쉽게 사용될 수 있도록 자동화 및 모듈화를 통해 기술의 완성도를 높였기 때문에 향후 신수요 창출을 위한 핵심 검사 및 측정장비로 활용될 것으로 기대됩니다.” KRISS 기술이전으로 차세대 핵심기술을 확보한 넥센서는 현재 제품개발을 완료하고 실제 공정라인에 적용, 검증하는 등 제품의 최적화와 표준화를 진행 중이다.

▲KRISS 김영식 책임연구원

반도체 표면 미세결함 측정기술로 생산효율향상 기대

넥센서는 KRISS와 산업계의 요구사항을 공유하며 지속적인 협력관계를 이어가고 있다. 그 결과, 안희경 선임연구원이 개발한 반도체 등 차세대 첨단부품의 미세결함을 빠르고 정밀하게 측정할 수 있는 기술 이전도 이뤄졌다. 반도체가 만들어지면 외부환경으로부터 안전하게 보호하는 패키징, 이후 반도체를 검사하는 후공정이 필수다. 이때 소형화 되고 있는 반도체 패키징 검사를 위해 높은 수준의 분해능(측정 장비의 한계 성능을 나타내는 지표)을 가진 측정기술이 필요한데 KRISS 연구팀이 이를 개발한 것이다.

안희경 선임연구원 “하나의 조각에서 발생하는 모든 오차를 다른 조각에도 적용할 수 있도록 새로운 알고리즘을 개발했습니다. 그 결과 이미지 처리 속도는 약 10배 이상 향상시키고 검사시간을 줄일 수 있게 됐죠. 기존 기술은 조각마다 오차를 모두 계산해야 해서 높은 분해능을 가졌지만 시간이 오래 걸린다는 단점이 있었는데 이런 한계를 극복하게 됐습니다.” 해당 기술을 활용하면 기존보다 넓은 면적을 한 번에 검사할 수 있기 때문에 기존 방식으로 기존 방식으로 3시간이 소요된 검사를 250 나노미터 이하 분해능으로 16분 만에 끝낼 수 있다. 검사시간 단축으로 반도체 공정의 생산효율을 높일 수 있게 된 것이다.

▲(주)넥센서 장진 과장

유준호 대표 “최근 차세대 패키징 기술인 어드밴스드 패키징에 대한 연구가 시작되고 있는데 안희경 박사가 개발한 기술이 이 분야에 유용하다고 판단했습니다. 반도체나 디스플레이 공정에서 나오는 제품들은 정확한 계측이 이뤄져야 성능이 향상되거든요. 미세한 불량을 발견하지 못할 경우 최종제품의 품질과 직결되는 오작동이 생길 수 있기 때문이죠. 그래서 반도체 패키징 소형화 추세에 꼭 필요한 기술이라고 생각합니다.”

안희경 선임연구원 “사실 대학원에서는 좋은 연구결과를 얻어도 산업에 실제 응용되는 분야가 아니라서 피부에 와 닿지 않았는데요. KRISS에 들어온 이후 실제 사업화되는 과정을 지켜보니까 보람도 생기고 연구에 매진할 수 있는 동기부여도 되는 것 같습니다. 앞으로 현장에 적용할 수 있는 연구도 계속 진행하겠습니다.”

▲ KRISS 안희경 선임연구원

세상을 이롭게 하는 아름다운 기술협력의 현장

넥센서는 국내 계측 전문기업이 전무한 상황 속에서 센서 시장을 혁신할 글로벌 계측회사를 꿈꾸며 공격적인 연구개발을 진행 중이다. 신뢰성 있는 계측을 통해 세상에 필요한 데이터를 제공하고 기업의 지속가능한 미래를 만들기 위해서다.

유준호 대표 “회사 설립 후 코로나19를 겪으며 어려운 시기도 있었지만 올해를 글로벌 사업 확장 원년으로 생각하고 시장확대를 위한 제품의 다변화를 계획 중입니다. 이런 부분에서 김영식 박사, 안희경 박사와의 기술협력도 지속적으로 이뤄졌으면 좋겠습니다.” 연구자들 역시 산업계와의 소통을 통해 산업계에서 필요한 연구개발과 사업화를 추진하며 큰 보람을 느꼈다고 전했다.

김영식 책임연구원 “연구자로서 다양한 기술적 한계를 극복하고 완성도를 높이는 과정 속에서 큰 성취감과 희열을 느꼈습니다. 앞으로도 국내 측정 장비 시장의 활성화를 위해 긴밀한 교류가

지속되면 좋겠습니다.”

안희경 선임연구원 “저 역시 기술개발 과정 속에서 연구의 방향성을 찾는데 도움을 받았습니다. 지속적인 상호협력을 통해 관련 산업 발전에 이바지할 수 있으면 좋겠습니다.” 기술협력을 통해 세상에 이로운 기술을 개발하고 싶다는 넥센서와 KRISS 연구자들. 이들의 아름다운 동행 속에서

시장을 혁신할 수 있는 기술과 대표기업이 탄생하길 기대해본다.