단기간에 초정밀 제조 플랫폼 시장에서 기술력을 인정받은 스타트 업, 에피르

에피르에 관한 간단한 회사 소개를 하자면?

에피르는 2013년 12월에 창립된 회사이다. 에피르의 영문명은 ‘epir’인데, ‘extreme precision intelligent robot’의 약자로 극초정밀 제조 기술과 지능형 로봇을 합성한 것이다. 이와 같은 사명은 에피르가 극초정밀을 요구하는 제조 기술을 구현하는 지능형 로봇 제품을 주 사업 영역으로 삼고 있다는 의미를 가지고 있다. 창립 3주년을 앞두고 있는 현 시점까지 에피르가 거둔 대표적인 성과로는 ‘레이저 간섭계에 기반하고 있는 6자유도 변위 측정 시스템’을 개발한 것과 ‘12인치 반도체 웨이퍼용 100nm 정밀도 제조 플랫폼’을 현재 개발 중인 것을 들 수 있다.

에피르의 주력 생산 제품은 무엇인가?

에피르가 생산하는 주력 제품은 레이저 간섭계 기반의 6 자유도 변위 측정 시스템과 12인치 반도체 웨이퍼용 100nm 정밀도 제조 플랫폼이다.

레이저 간섭계 기반의 6 자유도 변위 측정 시스템이 보유한 특징으로는 ▲633nm 파장의 헬륨 네온 레이저 광원을 사용해 nm 분해능의 거리 측정 구현 ▲3축 레이저 간섭계 광학계를 적용해 거리, 회전, 평면을 동시에 측정 ▲ATCA 버스와 FPGA(Field Programmable Gate Array, 설계 가능 논리 소자와 프로그래밍이 가능한 내부선이 포함된 반도체 소자) 연산을 이용한 고속 신호 처리를 통해 1초당 4,000회 이상의 측정 결과를 nm 정밀도까지 검출 ▲다축 레이저 간섭계 측정값을 다채널 입력단자를 통해 동시에 연산 처리해 측정 대상물의 6 자유도(x, y, z, Rx, Ry, Rz) 변위를 nm 정밀도까지 측정할 수 있다는 것을 들 수 있다.

이러한 레이저 간섭계 기반의 6 자유도 변위 측정 시스템은 반도체, 디스플레이, PCB(Printed Circuit Board, 인쇄 회로 기판) 등과 같은 분야에서 초미세 소자 결함 분석, 두께 측정, 3D 형상 측정 및 검사, 초정밀 이송용 스테이지와 무진동 제조 플랫폼상에서의 반복 정밀도 구현을 위해 활용된다. 또 다른 제품인 12인치 반도체 웨이퍼용 100nm 정밀도 제조 플랫폼의 경우, ▲12인치 반도체 웨이퍼의 가공장비, 측정분석장비를 위한 초정밀 이송 플랫폼 ▲3Hz급 측정 프레임 제진 장식으로 가공 측정부의 무진동 환경 구현 ▲이송 반발력 보상을 위한 질량 보상 메커니즘 채용으로 정숙한 장비 구현 ▲레이저 간섭계를 이용한 6 자유도 변위 측정 시스템 적용으로 nm 정밀도의 3D 측정계와 6 자유도 고속 피드백 기능 제공 ▲리니어 모터와 로렌츠 모터를 연동한 구동체계를 적용해 고속, 고하중, 초정밀 이송 동시 구현 ▲600mm의 이송 스트로크 보유 및 1m/sec 이송 속도에서 100nm 이하의 스캔 오차 발생 구현 ▲3 자유도 이송(x, y, Rz) 및 회전(z, Rx, Ry) 또는 6 자유도 이송(x, y, z, Rx, Ry, Rz)을 위해 로렌츠 모터를 조합하여 응용 분야에 따라 최적화된 초정밀 이송 시스템을 구축할 수 있다는 특징을 가지고 있다.

12인치 반도체 웨이퍼용 100nm 정밀도 제조 플랫폼은 ‘오버레이, CD-SEM, 파티클카운터’ 등의 반도체 전 공정용 측정분석장비와 ‘i-line, KrF’와 같은 노광장비, 레이저 가공장비에서 주로 활용 가능하다.

에피르가 생산하고 있는 극초정밀 로봇 장비란 구체적으로 어떤 제품이며, 제품에 들어가는 기술은 무엇인가?

에피르는 반도체 전 공정에 활용되는 측정분석장비나 리소그래피 장비에 필수적인 초정밀 플랫폼을 개발하고 있는데, 초정밀 플랫폼이란 실리콘 웨이퍼상의 특정 지점을 사용자가 원하는 위치로 정확히 정렬 및 이송시키는 것이다. 이러한 에피르 제품의 특징은 사용자에게 이미 통합된 플랫폼을 제공한다는 것인데, 사용자가 레이저 기술 및 비전 센서 솔루션을 보유하고 있다면, 이를 에피르의 플랫폼에 통합해 즉시 장비화 할 수 있다.

만약 IC 제조를 위해 웨이퍼상에 특정 패턴을 그리거나 완성된 웨이퍼를 특정 모양으로 잘라내는 레이저 장비를 만들고자 하는 업체가 있다면, 에피르의 플랫폼을 통해 정밀한 가공 절단을 수행할 수 있는 장비를 제작 가능하다. 또한 비전 센서 솔루션을 가지고 있는 업체가 웨이퍼상에 있는 특정 패턴 위치를 찾거나 소자의 결함 등을 검사하고 싶을 때에도, 에피르의 플랫폼을 통한 수 nm 오차로 패턴 위치를 구하고, 광학 분해능이 가진 한계에 이르는 매우 섬세한 영상을 얻을 수 있다.

에피르가 공급하는 초정밀 플랫폼은 세계적인 반도체 장비 업체들의 제품이 사용하는 플랫폼과 대등하거나 더 나은 성능을 갖추게 될 것이라고 생각한다. 이를 통해 반도체 전 공정 장비 분야에서 뒤처져있던 국내 장비 업체들이 선진 업체들과 당당히 경쟁할 수 있는 장비를 국산화 하거나 더 우수한 신규 장비 생산에 돌입할 수 있을 것이다.

에피르의 전체적인 생산 제품 구성이 초정밀 제조 플랫폼, 초정밀 측정 시스템, 초정밀 구동 시스템, 초정밀 제어 시스템, 초정밀 SW 시스템 등으로 이뤄져 있는데, 이들에 대해 구체적으로 설명하자면?

초정밀 측정 시스템, 초정밀 구동 시스템, 초정밀 제어 시스템, 초정밀 SW 시스템 등은 모두 초정밀 제조 플랫폼을 구성하는 모듈로, 각각의 시스템들은 플랫폼과 별도로 사용자의 필요에 따라 특정 목적에 맞는 제품을 개발하기 위해 활용된다. 초정밀 측정 시스템은 기본적으로 nm급 측정 분해능을 가진 레이저 간섭계를 기반으로 하고 있는데, 633nm 헬륨네온 레이저의 빛을 반사시킨 간섭광을 측정하고, 지연시간을 통해 반사되는 측정 물체의 거리와 속도를 결정한다. 이러한 초정밀 측정 시스템은 반도체 장비, 건축, 공작기계, 의료장비, 유도무기 등과 같은 다양한 분야에서 활용되고 있다.

초정밀 구동 시스템은 리니어 모터와 연동된 6 자유도 로렌츠 모터 또는 다자유도 로렌츠 모터로 구성되어 있다. 리니어 모터가 가진 정밀도 한계를 넘어서는 초정밀 고속 이송이 필요한 분야에서 활용될 수 있는데, 에피르의 초정밀 구동 시스템에서는 리니어 모터가 고하중 물체를 고가속으로 이송시키는 반면에, 로렌츠 모터는 리니어 모터에 의해 운반되면서 독립적인 초미세 구동을 수행하여 정밀도를 획기적으로 개선시킨다. 초정밀 제어 시스템은 다양한 센서 입력과 로렌츠 모터가 연동된 초정밀 플랫폼에 특화되어 있는 제어 시스템이다. 기존 장비 업체들이 미국, 이스라엘 업체들의 상용제어기를 사용해 장비를 개발해 왔는데, 센서 입력이나 모터 출력 개수에 제한이 있고, 구동 시스템이 복잡해질수록 이를 병렬화 하고 동기화 하는 데에 한계가 나타났다.

이에 에피르는 초정밀 플랫폼 제어에 적합한 FPGA 기반 연산기에 다양한 입출력 장치를 구현하는 제어 시스템을 개발했고, 이로 인해 다양한 종류의 센서 신호 분석과 동기화된 모터 제어가 가능해졌다. 마지막으로 초정밀 SW 시스템은 에피르가 보유한 제품 중에서 가장 진보되고 자랑할 만한 제품으로 지능형 로봇 핵심 기술이다. 초정밀 플랫폼을 비롯해 독립적인 프로세스를 요구하는 복수 플랫폼 기반의 네트워크 통신 프로그래밍이 필요한 로봇 시스템에 필수적인데, 이 덕분에 고객은 아무리 시스템 SW가 복잡하더라도 계층화·모듈화 된 구조를 설계할 수 있게 되었다.

예를 들어 수십 개의 독립된 하드웨어로 구성된 인간형 로봇을 위한 SW를 개발하려면, 여러 명의 개발자가 각각의 하드웨어에 맞는 SW를 별도로 작성해야 하는데, 이 때 이렇게 독립적으로 작성된 SW를 통제할 상위 계층 SW가 필요하다. 에피르의 제품은 이와 같은 복잡한 시스템 SW를 최소한의 시간과 인력을 투입해 개발하도록 돕는다.

에피르에서는 생산하는 제품과 축적한 기술력을 통해 어떻게 고객의 다양한 요구에 대처하고 있는가?

많은 국내 장비 업체들이 반도체 제조장비 중에서 극초정밀 장비에 속하는 전 공정용 측정분석장비와 리소그래피 장비 시장에 접근하지 못하는 이유에는 기술적인 어려움도 있지만 어려운 가격 경쟁력 확보 역시 이에 못지않은 주요 요인으로 작용한다. 에피르는 이러한 국내 장비 업체들의 사정을 감안해 이들의 경쟁력 있는 반도체 장비 출시를 지원하고자 초정밀 플랫폼의 제품 가격을 획기적으로 낮추었다. 초정밀 플랫폼을 구성하는 핵심 부품들을 자체 개발해 외국 업체들에 비해 원가를 절감할 수 있었는데, 아직까지도 에피르의 제품에 들어가는 하드웨어 부품들 중 50% 이상이 외국산이다.

만약 에피르가 초정밀 플랫폼을 완전 국산화한다면, 핵심 부품에 대한 국산화 및 공급 체계 다변화가 이루어질 것으로 보고 있는데, 이는 결과적으로 향후 10~20년 내에 한국 장비 업체들이 반도체 장비 분야를 선도하는 데에 일조할 것이다.

향후 에피르가 사업을 확장하게 될 시 진출하고자 하는 분야는 무엇인가?

5년 동안은 초정밀 제조 플랫폼이 에피르의 주 핵심 사업일 것이기 때문에 지금 사업 확장에 대해 논하는 것은 시기상조인 것 같다. 일단 반도체 제조업체들에게 필요한 다양한 신규 장비 국산화를 선도하고 싶다. 이후에 회사 내부 역량이 축적되면, 세계 Top Class 장비업체들이 독점하고 있는 핵심 장비 영역에 도전하고 싶다. 먼저 초정밀 제조 플랫폼 사업이 성공하게 되면, 한국도 반도체 전 공정에 필요한 노광장비나 제조 산업에 필요한 핵심 장비들을 상품화 할 수 있는 인프라를 갖추게 될 것이라고 보기 때문이다. 요즘 무인화 된 스마트 일괄 공정을 위해서 새로운 제조혁명(Industry 4.0)을 일으키자는 움직임이 활발하게 진행되고 있는데, 이는 결국 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 국가와 기업들만이 선도할 수 있는 분야이다.

개인적으로 한국 기업들이 다음 제조 혁명의 주역으로 부상하길 희망하고 있는데, 이것이 곧 이 사업의 진정한 부가가치이자 그동안의 과정을 지켜봐 온 많은 사람들이 가지고 있는 바람일 것이다.

자료제공 | 에피르(문의: 031-340-3520)