반도체는 로봇을 만들고, 그 로봇은 반도체를 만든다

[테크월드뉴스=윤소원 기자] 25일 개최된 반도체대전 2023 전시회에 로봇 기업들이 대거 등장해 많은 관심을 불러 일으켰다. 반도체 생산공정에 로봇의 투입 가능성이 커지고 있는 가운데 실제로 최근 삼성전자도 반도체 제조 공정에 휴머노이드 로봇 적용계획을 밝혔다. 이처럼 프로그래밍과 신경처리장치, 연산처리장치 등 반도체로 만들어지던 로봇이 이제는 반도체를 만드는 과정에서 활약하고 있다.

이번 행사에는 같은 전시장 내에 마련된 국제모션컨트롤산업전 참가사를 포함해 전체 기업의 약 20% 이상이 로봇 혹은 주변기기 업체였다. 업계에서는 로봇을 통한 반도체 공정의 자동화, 작업 현장에서 인간 작업자와 로봇의 협업이 빠르고 정확한 작업을 수행하는 기반이 되는 한편 향후에는 사업 다각화까지도 그려볼 수 있는 유망한 솔루션이라는 평가가 나오고 있다.

▶ 로봇, 반도체 제조공정에 투입돼 자동화 실현한다

반도체 생산은 매우 정밀한 초미세공정을 필요로 한다. 나노 단위의 회로를 활용하는 반도체 제조현장에서는 한 치의 오차도 용납되지 않는다. 이 부분은 인간 작업자가 수행할 수 있는 역량을 벗어난 범위이므로 자동화 솔루션과 정밀 로봇의 투입이 필수적이다. 

모션컨트롤 시스템 제조기업 하이윈 코퍼레이션은 이번 전시회에서 반도체 공정에서 사용될 수 있는 다양한 로봇 및 자동화 설비를 전시했다. 하이윈 코퍼레이션은 반도체 공정을 분류하고 각 공정에 맞는 시스템의 제품을 제안했다. 하이윈 코퍼레이션 박종수 과장은 “반도체 공정별로 투입할 수 있는 로봇이 매우 많다”라며 “전공정, 후공정, 세정공정 등에 사용되는 기술과 기기에 투입되는 부품도 모두 상이하다”라고 소개했다.

반도체 공정을 검사하는 센서를 로봇에 부착해 처음부터 끝까지 사람 작업자의 노동력을 최소화하는 융합 솔루션도 등장했다.

공장 자동화 솔루션 기업 진성나노텍은 직접 연구개발한 비전센서와 로봇을 결합해 반도체 제조공정에서 발생하는 불량 등을 검사하는 솔루션을 공개했다. 

진성나노텍은 비전센서 사업을 지속해오던 회사다. 이 회사는 로봇을 타사로부터 공급받아 자사의 비전센서를 탑재하는 식의 융합 솔루션을 구상 중이다. 진성나노텍 측은 향후 로봇까지 개발할 수 있게 되면 비전센서와 로봇을 현장 맞춤형으로 결합해 반도체 공정 자동화 사업에서 시너지를 창출할 계획을 갖고 있다.

▶반도체 공정에서도 사람과 협업하는 로봇

앞서 언급한 진성나노텍의 이왕희 대표는 “반도체 제조공정과 세정작업 등에서는 제품을 들어서 옮기는 것과 같은 반복적인 작업이 이뤄진다”라며 “단순노동에서 사람 작업자의 효율을 극대화하는 가장 중요한 포인트는 기술과의 융합과 조화다.”라고 강조했다. 

일정한 동작을 반복하면서도 어렵지 않은 작업은 로봇이 하고 프로그래밍이나 작업 배분 등은 사람이 해내는 시대가 도래한 것이다.

공장자동화 제품을 취급하는 인아그룹의 반도체 세정 공정에서 사람과 협업하는 로봇을 공개했다. 인아오리엔탈모터는 반도체 공정에 적용할 수 있도록 자체제작 6축 로봇 데모기와 새로운 미니 드라이버를 배치한 스테핑 모터를 선보였다. 인아MCT 스마트팩토리사업부도 두산의 협동로봇과 인아오리엔탈모터의 스마트센서를 결합한 모니터링 솔루션으로 반도체 공정에 적용 가능한 제품을 실증했다.

인아그룹 관계자는 “사람과 협업해 반도체 세정 공정에서 사용되는 로봇 데모를 개발 중이며 이 플랫폼은 반도체뿐만 아니라 이차전지 공정에도 투입할 수 있다”라고 설명했다.

자동화 기기를 공급하는 두루무역은 반도체 웨이퍼의 밸런싱 자동조절에 필요한 엔코더 제품을 선보였다. 두루무역 관계자는 "산업용 제어 및 계측기 기업 레니쇼와 함께 오염된 환경에서도 정확한 위치 측정을 해낼 수 있는 제품을 공급하고 있다"라며 "반도체 세정공정에서는 매우 미세한 작업이 정확히 이뤄져야 하므로 사용되는 웨이퍼를 설치하고 아래 위로 움직일 수 있는 범위를 더 넓히는 것이 중요하다"라고 설명했다.