제원호 멀티스케일인스트루먼트 대표가 원자현미경 시제품을 설명하고 있다.



인공지능(AI) 반도체는 더 많은 데이터를 빠른 속도로 처리해야 해서 더욱 복잡해지고 있다. 반도체 제조 공정에서 원자 단위 정밀 측정 기술 수요가 커지는 이유다. 나노 광학 분야 석학인 제원호 서울대 물리학과 명예교수(65)가 차세대 원자현미경을 산업화하기 위해 창업에 도전해 화제다.

최근 서울 가산디지털단지의 멀티스케일인스트루먼트 본사에서 만난 제 대표는 “평생 연구해온 주제로 산업계 문제 해결에 기여하고 차세대 뽀빠이릴게임 반도체 패권 경쟁에서 국가 경쟁력에 기여하고 싶었다”고 말했다.
국내 기초과학분야 최고 권위 단체인 과학기술한림원 정회원이기도 한 그는 정년퇴직을 3년 앞둔 지난 2023년 창업했다. 서울대 물리학과 출신으로 미국 예일대 물리학과 박사, 하버드대 박사후과정을 마치고 1992년 귀국한 그는 근접장광학(빛의 파장보다 작은 근접장 영역에서 빛과 우주전함야마토게임 물질의 상호작용을 측정·분석하는 광학기술)을 수정 진동자(압전기 결정의 기계적 공명을 이용해서 정확한 주파수를 내는 전기발진기)로 구현한 연구로 학계 주목을 받았다. 디지털 시계에 주로 사용되는 수정 진동자는 감도와 정확도가 뛰어나 원자단위 미세 형상도 정밀하게 측정할 수 있다. 본인이 물질 연구에 30년 가까이 써왔던 이 기술을 원자현미경이나 반도체 식 릴게임오션파라다이스 각에 활용하려고 연구실 밖으로 가지고 나온 것이다.

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제원호 멀티 야마토릴게임 스케일인스트루먼트 대표가 원자현미경 시제품을 설명하고 있다. <이한나 기자>



제 대표는 “산업화하려면 측정 안정성이나 반복성, 재연성 등을 확보해야 하고, 팁을 만드는 생태계를 구성해야 하는데 업계에서 수정 진동자에 대한 이해도가 낮아 역부족이었다”며 “첨단 미세공정 수요가 커지는 AI반도체 시대에 대응해 해결해보자고 결심했고 제자들도 동참했다”고 밝혔다.

현재 반도체 공정에 쓰는 원자현미경은 금속 레버에 탐침을 붙이고 휘는 정도를 레이저로 쏴서 반사되는 빛의 위치로 간접 측정하는 캔틸레버 방식이 보편적이다. 이 방식은 현미경이 커져야 할 뿐 아니라 레버 가까이 가면 대상에 달라붙어 팁이나 표본이 손상되는 약점이 있다. 이 캔틸레버를 수정 진동자로 대체하면 표본 손상이 없고 실시간 측정이 가능한 데다 빠른 반응 속도와 멀티센서 구현이 가능한 게 강점이다.
제 대표는 “산업용 12인치 웨이퍼를 검사하는 개념검증(PoC)을 마치고 내년 말 라인용 장비 투입이 목표”라며 “기존 반도체 PCB 검사장비에 수정 진동자 기반 원자현미경을 내장하는 방식으로 산업화할 것”이라고 밝혔다.
2025년 상반기 초기 투자를 받고 젊은 엔지니어들과 함께 산업화를 추진 중이다. 기술창업지원프로그램(TIPS) 딥테크 트랙에도 선정됐다. 제 대표는 30년 이상 차이 나는 창업자들과 교육·연수도 빠짐없이 참여하며 모범이 되고 있다. 삼성전자 유럽 파트장 출신과 중견기업 최고경영자 등 지인들이 든든한 지원단이 됐다.
이한나 선임기자