[서울과학기술대학교 스타트업 CEO] AI를 활용한 반도체 공정용 액체 순...

곽동빈 케이나노 대표

-액체 상태의 시료를 기체(에어로졸) 상태로 변환시켜 수분을 날려버린 뒤, 순수한 나노 입자만을 남겨 그 크기와 농도를 실시간으로 정밀 계측하는 시스템을 개발

-기존 광학식 장비의 한계 극복, 독자적인 AI 기반 신호 분리 알고리즘을 갖췄다는 점이 경쟁력

(왼쪽부터) 지형우 PM, 곽동빈 대표, 이유선 연구원

케이나노(K-Nano)는 반도체 수율의 ‘보이지 않는 킬러’를 잡는 글로벌 표준 계측 기업이다. 서울과학기술대학교 MSDE학과 교수인 곽동빈 대표(33)가 2025년 9월에 설립했다. 곽 대표는 다국적 기업들이 후원하는 국제 여과 컨소시엄(CFR)의 한국 대표 연구원으로 활동하고 있는 입자공학 전문가다.

케이나노의 대표 아이템은 AI를 활용한 반도체 공정용 액체 NVR-입자 모니터링 시스템이다. “반도체 세정 공정에 쓰이는 초고순도 액체(IPA, 초순수, 황산, 과수 등) 속에는 웨이퍼 불량을 유발하는 이온, 금속, 나노입자 등 비휘발성 잔여물(NVR)이 존재합니다. 케이나노는 액체 상태의 시료를 기체(에어로졸) 상태로 변환시켜 수분을 날려버린 뒤, 순수한 나노 입자만을 남겨 그 크기와 농도를 실시간으로 정밀 계측하는 시스템을 개발하고 있습니다.”

케이나노의 경쟁력은 크게 두 가지로 요약할 수 있다. 첫째, 기존 광학식 장비의 한계를 극복했다는 점이다. 기존 장비는 기포를 불량 입자로 오인하거나 20nm 미만의 초미세 입자를 측정할 수 없었지만, 케이나노는 에어로졸화 기술을 통해 기포 노이즈를 원천 제거하고 1nm 수준의 초미세 입자까지 검출할 수 있다.

둘째, 독자적인 AI 기반 신호 분리 알고리즘을 갖췄다는 점이다. 경쟁사 장비는 입자와 NVR 데이터를 분리하는 기술이 없어 입자가 거의 없는 공정에만 적용하고 있다. 반면 케이나노는 AI를 통해 혼재된 데이터 속에서 불량 유발 입자와 NVR을 정밀하게 분리해 낼 수 있어, Slurry나 황산 등 복잡한 공정 액체에도 범용적으로 적용할 수 있다는 점이 가장 큰 초격차 경쟁력이다.

“마케팅은 한국 대표 연구원으로 활동 중인 국제 산학연 컨소시엄(CFR) 네트워크를 적극 활용하고 있습니다. 이 컨소시엄에는 다국적 반도체 기업과 글로벌 필터 회사 등 20개 넘는 스폰서 기업이 참여하고 있어, 이를 통한 지속적인 네트워킹과 B2B 판로 창출이 가능합니다. 또한, 폐쇄적인 반도체 시장의 진입 장벽을 넘기 위해 이미 대기업 벤더로 등록된 전문 유통 파트너사와 협력하여 초기 시장에 신속하게 진입할 계획입니다.”

케이나노는 최근 서울과학기술대학교 기술지주로부터 시드(Seed) 투자를 성공적으로 유치했다. 이를 바탕으로 2026년에는 초기창업패키지 및 TIPS R&D 자금을 추가로 확보하여 기술 고도화에 속도를 낼 예정이다. 나아가 2027년 8월경에는 시리즈 A 투자를 유치하여 대만(TSMC), 미국(Intel) 등 글로벌 파운드리를 대상으로 한 해외 진출을 본격화할 계획이다.

곽 대표는 어떻게 창업하게 됐을까. “반도체 미세화가 1.4nm 공정까지 발전하면서 수율 확보가 생존의 문제가 되었지만, 현장에서는 오염 사실을 뒤늦게 알고 웨이퍼를 전량 폐기하는 비효율이 반복되고 있었습니다. 대만은 자국 기업 장비를 선제적으로 도입해 수율을 안정화하고 있는데, 국내는 공정 데이터 유출 우려로 해외 장비 도입조차 꺼리는 딜레마를 목격했습니다. 연구실에서 보유한 입자공학 기술로 이 문제를 해결하고 완전한 국산화를 이루고자 창업을 결심했습니다. 초기 자금은 예비창업패키지와 실험실 특화형 창업선도대학 사업 등 정부지원금과 시드 투자로 탄탄하게 마련했습니다.”

창업 후 곽 대표는 “가장 보람찼던 순간은 우리 기술이 실제 현장에서 통한다는 것을 증명했을 때”라고 말했다. “반도체 제조사와 실제 양산 라인의 CMP Slurry 샘플로 PoC를 진행했는데, 담당 엔지니어로부터 ‘경쟁사 장비 대비 미세 입자 검출 감도와 재현성이 월등히 우수하다’는 평가받았습니다. 우리 연구실의 기술이 글로벌 반도체 기업의 난제를 해결하는 열쇠가 될 수 있다는 것을 확인했을 때 큰 확신과 보람을 느꼈습니다.”

케이나노는 기계공학 및 입자공학 기반의 에어로졸 장비 HW/SW 개발 전담 연구 인력들로 구성되어 있다. SW 개발 경력 2년 이상의 프로젝트 총괄(PM)을 비롯해, 다수의 산학과제를 수행한 Application 엔지니어, AI/ML 기반 분석 알고리즘을 전담하는 SW 엔지니어 등 기술 고도화를 주도할 수 있는 최적의 팀워크를 갖추고 있다.

앞으로의 계획에 대해 곽 대표는 “단기적으로는 국내 파트너사와 협력하여 2027년까지 양산형 국산화 장비 개발을 완료하고 시장에 본격 진입할 것”이라며 “중장기적으로는 반도체 세정용 IPA 뿐만 아니라 황산, 과수 등 고부식성 용액으로 모니터링 범위를 확장하고, 나아가 디스플레이, 이차전지, 바이오 제약 산업까지 적용 분야를 넓혀 글로벌 표준 액체 계측 기업으로 도약하는 것이 목표”라고 말했다.

설립일 : 2025년 9월

주요사업 : AI를 활용한 반도체 공정용 액체 순도 모니터링 시스템 개발

성과 : 2025년 예비창업패키지 최종 선정, 2025년 실험실 특화형 창업선도대학사업 선정, 2025년 대한민국 물산업 혁신창업대전 사업화 부문 우수상, 벤처기업확인서 취득 (벤처투자유형), 2026년 초기창업패키지 (딥테크) 선정

이진호 기자 jinho2323@hankyung.com