[서울대학교 시흥캠퍼스본부 2023년 예비창업패키지 선정기업] 반도체 분석 장비를 제조하는 스타트업 ‘코스모크’

장범진 코스모크 대표

-코스모크의 강점을 만들어내는 핵심 기술은 조그마한 자기장 발생장치
-경쟁사 대비 측정 속도가 대략 3배 빠르고, 소비전력은 1/6 절감

[한경잡앤조이=이진호 기자] 코스모크(COSMOKE)는 반도체 분석 장비를 제조하는 스타트업이다. 장범진 대표(39)가 2023년 9월에 설립했다.

장 대표는 2012년 스웨덴 스톡홀름에 있는 왕립공과대학교에서 나노테크놀로지 석사 학위를 취득 후, 2018년 스위스 취리히 연방공과 대학교에서 마이크로·나노로봇 박사학위를 취득했다. 그 후, 3년간 삼성전자 반도체 연구소 및 생산기술 연구소에서 Flash memory 개발과 반도체 설비 개발을 진행했으며 2021년에 한양대학교에 임용돼 현재 한양대학교 융합산업대학교 제조인공지능학과의 주임교수와 한양대 에리카 로봇공학과의 조교수로 겸직 중이다.

코스모크는 반도체 시장의 변화를 빠르게 예측하고, 제조 시장이 원활하게 대응할 수 있도록 혁신적인 계측 및 분석 솔루션을 제공한다. 첫 번째로 시장에 선보이는 분석 장비는 차세대 반도체인 MRAM을 비파괴적으로 분석하는 자기광 커 효과 기술 기반의 ‘제조인라인용’ 장비다.

MRAM의 Front-end 공정의 핵심인 자성 박막 증착 공정 후에 박막의 자성특성을 분석하여 공정수율 향상에 도움을 준다.

“반도체는 증착-노광-식각-세척 등의 연속적인 나노 정밀공정을 사용하여 무수히 많은 나노 패턴을 쌓아 올림으로써 제작됩니다. 이러한 관점에서, 반도체 공정은 건축 시공과 유사합니다. 훌륭한 건축물을 짓기 위해서는 각 시공 과정에서 철저한 관리 감독이 필요합니다. 이처럼, 훌륭한 반도체, 즉 높은 수율을 내기 위해서는 각 공정 단계 단계마다 원하는 스펙에 맞게 공정이 되었는지 확인할 수 있는 ‘보는 눈’이 필수입니다. 만약, 반도체에 적용되는 소재가 달라지면, 그 소재의 특성을 볼 수 있는 보는 눈, 다시 말해 새로운 분석·검사 장비의 개발 및 도입이 필수입니다. 특히, MRAM 차세대 반도체에서는 자성박막 소재라는 신소재가 적용되어, 기존의 반도체 라인의 분석 장비로는 특성분석이 어려워 제조라인 밖에서 파괴적으로 측정해야 한다는 문제점이 있습니다. 저희 분석 장비는 자기광 커 효과 기술 기반의 비파괴적 분석 장비입니다. 따라서, 인라인 적용 및 분석을 할 수 있어 반도체 수율 향상에 도움을 줄 수 있습니다.”

장 대표는 “기술적 테두리에서 본다면 코스모크 장비는 자기장발생장치와 편광 현미경으로 구성된 MOKE 분석 설비”라고 말했다.

“코스모크의 강점을 만들어내는 핵심 기술은 조그마한 자기장 발생장치입니다. 펜처럼 뾰족하게 생긴 소형 솔레노이드 코일 한쌍으로 국소영역에 자기장을 발생시킬 수 있습니다. 국소영역에 필요한 만큼의 자기장을 발생시킬 수 있어서 경쟁사 대비 측정 속도가 대략 3배 빠르고, 소비전력은 1/6 절감됩니다. 더불어, 3차원 자기장 형성이 가능하여 MRAM의 제품 구조가 변화되더라도 같은 분석 장비로 적용이 가능하다는 장점이 있습니다.”

코스모크 제품은 리서치용인 COSMOKE RESEARCH와 반도체 제조 인라인용인 COSMOKE SEMI로 나뉘어진다. COSMOKE SEMI는 V1, V2, V3로 나뉘어 버전이 높아짐에 따라 스마트 제조라인에 맞도록 기능이 계속 업그레이드될 예정이다. 2023년도 4분기에 COSMOKE RESEARCH 시제품이 완성돼 국가 연구소 및 대학에 B2B판매가 진행되고 있으며, 2025년도에 개발될 SEMI V1 제품은 반도체 설비 업체를 대상으로 B2B 사업을 진행 예정이다. 나아가 2026년도에 개발될 SEMI V2 제품은 국내 반도체 제조업체에 직접 공급되고, 2027년도에 개발될 SEMI V3는 해외 반도체 제조업체에 공급된다.

장 대표는 어떻게 창업하게 됐을까. “삼성전자에 재직 당시에 MRAM 양산 라인에 핵심물질인 자성 박막을 비파괴적으로 분석하는 장비가 없어서 공정상 수율 저하 문제가 있다는 것을 알게 됐습니다. 이때 생긴 궁금증이 ‘자기 광 커 효과(즉 MOKE) 기반의 분석 장비를 사용하면 되는데, 왜 도입이 안 되고 있을까’라는 것이었습니다. 생각을 해보니 기존 MOKE 장비에 사용되는 전통적인 방식의 헬름홀츠 코일 구조는 웨이퍼의 이동이 제한되어, 인라인 장비로의 개발이 어렵다는 것을 깨닫게 되었습니다. 그런데, 흥미롭게도 제가 박사 학위를 전자기장 시스템을 활용하여 자성특성을 갖는 미세로봇을 제어하는 관한 연구를 했는데, 이때 사용한 솔레노이드 구조는 개방형 구조라 MRAM 인라인 분석 장비로 적합하다고 생각했습니다. 따라서, 본 기술을 기반으로 인라인 MOKE 분석 장비를 개발하게 되면, 현재 MRAM 반도체 라인에서 요구하는 수요를 충족시킬 수 있을 것이라는 생각하여 창업을 결정하게 됐습니다.”

창업 후 장 대표는 “7개월이라는 짧은 기간 안에 개발된 COSMOKE RESEARCH 시제품이 저에게 많은 행복감을 주었다”며 “짧은 기간 동안 시제품을 완성하겠다는 목표 하에 저희 직원들이 많은 열정과 에너지를 쏟았고, 상당한 양의 기술 노하우가 축적됐다”고 말했다.

코스모크의 멤버는 현재 총 9명이다. “박사급 25%, 석사급 42%, 학사급 33%의 인력 구성비율을 갖고 있어 뛰어난 R&D가 팀의 장점이라고 생각합니다.”

앞으로의 계획에 대해 장 대표는 “우리 손으로 만든 장비가 차세대 반도체의 혁신을 주도하여 인류의 발전을 가속화고 싶다”며 “코스모크는 끊임없는 연구와 개발 투자를 통해 혁신적인 반도체 장비들을 전 세계에 선보일 것”이라고 말했다.

코스모크는 아이템을 인정받아 서울대학교 시흥캠퍼스본부 예비창업패키지 사업에 선정됐다. 예비창업패키지는 참신한 아이디어, 기술을 가지고 창업을 준비 중인 예비창업자의 성공적인 창업 사업화를 지원하는 사업이다. 선발된 예비창업자에게는 최대 1억원(평균 4,700만원)의 사업화 자금과 창업 준비와 실행 과정에서 필요한 교육 및 멘토링을 제공한다.

설립일 : 2023년 9월
주요사업 : 반도체 분석 장비 제조업
성과 : 2022년 9월 강소특구 이노폴리스 선정, 2023년 5월 예비창업 패키지 선정, 2023년 6월 예비창업연구성과 활용 원스톱 창업지원 선정, 2023년 9월 대학창의적자산실용화자원 선정, 2023년 12월 예비창업연구성과 활용 원스톱 창업지원 최종 Demo Day 우수상, 2023년 12월 통합 IR 데모데이 최우수상

jinho2323@hankyung.com