반도체 제조 과정에서 펠리클은 필수다. 펠리클은 반도체 회로 패턴을 덮어 이물질이 묻지 않도록 하고 열 손상도 막는 부품이다. 반도체 웨이퍼의 수율을 일정 수준으로 유지하는 데 꼭 필요하다. 국내에서 보기 드문 소부장(소재·부품·장비) 스타트업인 어썸레이는 탄소나노튜브(CNT)라는 신소재로 펠리클 시장에 도전하는 기업이다. 김세훈 어썸레이 대표(사진)는 “최근 반도체 회로가 점점 좁아지면서 가공에 쓰이는 레이저의 온도가 높아졌다”며 “고온을 견디면서 먼지도 막는 신소재 펠리클 수요가 증가하고 있다”고 설명했다.

"탄소나노튜브, 차세대 반도체 공정의 핵심" [긱스]
김 대표는 CNT가 차세대 펠리클 소재에 제격이라고 강조했다. CNT는 머리카락 굵기의 10만분의 1로 얇고 알루미늄보다 가볍다. 강도는 철강의 100배, 열 전도성은 구리의 10배에 달하는 뛰어난 소재다. 하지만 그동안 대규모 생산과 안정적인 제품화가 어려워 펠리클 소재 등으로 쓰이기 어려웠다. 김 대표는 “어썸레이는 독자적으로 개발한 생산 공정으로 CNT를 실 형태로 안정적으로 생산할 수 있는 기술을 확보했다”고 말했다.

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서울대 재료공학 박사 출신인 김 대표는 국내 CNT 소재 분야 전문가와 2018년 어썸레이를 창업했다. 기술력을 인정받아 인비저닝파트너스, GS벤처스, KB인베스트먼트, 산업은행, 서울대기술지주, 카카오벤처스, 은행권청년창업재단(디캠프) 등으로부터 270억원을 투자받았다.

어썸레이의 첫 사업 분야는 엑스레이였다. CNT로 첨단 엑스레이 튜브(엑스레이 발생 장치)를 만들었다. 엑스레이 튜브는 의료, 보안 검색, 제품 검사용 엑스레이 기기의 부품으로 쓰인다. 어썸레이의 엑스레이 튜브는 정전기 발생 성능이 뛰어나 공기청정기에도 활용된다. 김 대표는 “CNT를 새로 적용할 분야를 찾고 있었는데 삼성전자 협력사에서 반도체 제조 공정에 CNT를 쓰고 싶다고 먼저 연락해 왔다”고 설명했다.

어썸레이는 현재 삼성전자 협력사와 CNT 소재 펠리클을 테스트하고 있다. 김 대표는 “최근 글로벌 반도체 제조사들은 차세대 반도체 공정 도입을 앞두고 안정적이고 높은 성능을 보장해주는 펠리클 소재 확보가 절실한 상황”이라고 했다. 어썸레이는 최근 CNT로 110㎜ 크기의 펠리클 멤브레인(얇은 막)을 성공적으로 제작했다. 삼성전자에 납품하기 위한 최종 테스트가 올 3분기로 예정돼 있다.

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어썸레이는 기존 CNT 활용 사업도 확대하고 있다. 최근 학교 급식 조리실에 공기청정기를 공급했다. 김 대표는 “공기청정기가 조리 과정에서 발생하는 세균과 바이러스를 효과적으로 제거해 급식 종사자의 폐암 발병 등의 위험을 줄이는 데 기여하고 있다”고 말했다. 어썸레이의 공기청정기는 지난해 12월 조달청의 ‘우수 조달 제품’으로 선정됐다. 어썸레이는 CNT로 치과용 엑스레이 장비도 개발 중이다. 김 대표는 “앞으로 전기차, 우주선 등 CNT를 효과적으로 사용할 곳이 많다”며 “2027~2028년 상장해 확보한 자금으로 대규모 공장을 지어 CNT 제품을 안정적으로 공급할 것”이라고 말했다.

김주완 기자 kjwan@hankyung.com