"파크시스템스 주식회사"라고 표기합니다.
영문으로는 "Park Systems Corp."로 표기합니다. 중소기업에 해당합니다.
나노계측장비인 원자현미경을 개발, 제조, 판매하는 법인으로써 1997년 4월 7일에 서울에서 설립되었으며, 2006년 7월에 경기도 수원으로 사업장을 이전하였습니다.
| 본사주소 | 경기도 수원시 영통구 광교로 109, 한국나노기술원 15층 |
| 전화번호 | 031-546-6800 |
| 홈페이지 | http://www.parksystems.com |
원자현미경(AFM)을 개발, 생산, 판매하는 나노계측기기 전문기업입니다. 경기도 수원시에 본사가 있고 미국, 일본, 싱가포르, 독일에 현지법인이 있으며, 대만과 중국에 연락사무소와 유럽,아시아 주요국에 대리점 판매망을 가지고 있습니다.
원자현미경은 시료의 형상과 물성을 나노미터 수준에서 측정하고 분석할 수 있는 장비로 나노기술 시대를 열어가는 중요한 도구로서,암세포, 스템셀, 폴리머, 그라핀과 같은 나노계측이 필요한 연구분야 뿐만 아니라 배터리, 소재, 화학, IT 디바이스, 반도체 등과 같은 산업분야의 제품개발과 관리 그리고 생산공정에서도 도입이 되고 있는 차세대 계측장비입니다.
파크시스템스 2020년 배당금은 180원 지급되었습니다.
파크시스템스는 첨단 나노계측장비인 원자현미경(Atomic Force Microscope)을 개발, 생산하여 전 세계에 판매하는 기술벤처기업입니다. 원자현미경은 시료의 형상과 물성을 나노미터 수준에서 계측하고 분석하는 장비로 나노기술의 발전에 핵심적인 역할을 해왔습니다. 원자현미경은 전자현미경으로도 측정이 불가능한 극미세 구조를 고해상도로 관측할 수 있고 시료표면의 형상과 여러 가지 물리적 특성을 정량적으로 측정할 수 있기 때문에 반도체산업과 정보저장산업, 그리고 다양한 나노기술 연구에 활용되고 있으며 신물질, 에너지, 환경, 바이오, 의학진단 등 미래 산업에도 크게 기여할 수 있는 장비입니다.
파크시스템스를 창업한 박상일 대표이사는 원자현미경을 세계 최초로 개발한 미국 스탠포드대학교 켈빈 퀘이트 교수 연구실 출신입니다. 박 대표는 박사 학위를 받은 후 실험실에서 개발된 원자현미경을 제품화하기 위해 세계 최초의 원자현미경 회사 Park Scientific Instruments(PSI)를 1988년 창업했습니다. 유학생 신분으로 미국에 가서 오직 기술만을 밑천으로 PSI를 창업했던 박 대표는 PSI를 전형적인 실리콘밸리 벤처기업으로 성공시킨 후 1997년 PSI를 매각하고 한국에 돌아와 파크시스템스를 창업했습니다.
파크시스템스의 제품은 가장 오래된 원자현미경 기술의 역사적 뿌리를 기반으로 전 세계에서 가장 앞선 신기술들을 개발, 적용했기 때문에 선진국 제품의 성능을 현격하게 앞서고있습니다. 국내에서 제작된 계측장비가 선진국 제품을 모방한 것이 아니라 독창적인원천기술을 기반으로 제작되었으며 그 성능이 선진국 제품을 뛰어 넘는 것은 매우 이례적인 사례입니다.
원자현미경은 원자, 분자 수준의 분해능을 갖는 나노계측장비로서 미세한 구조물의 형상 측정과 특성 분석에 널리 활용되고 있으며 나노기술 발전에 크게 기여를 해왔습니다. '원자는 너무 작아서 아무리 좋은 현미경으로도 볼 수 없다' 는 통념을 깨뜨린 원자 현미경은 제1세대 광학현미경과 제2세대 전자현미경의 뒤를 이은 제3세대 현미경이라 할 수 있습니다. 최고 수천 배의 배율을 가진 광학현미경과 최고 수십만 배의 배율을 가진 전자현미경(SEM)에 비해 원자현미경의 배율은 최고 수천만 배에 달하며 특히 수직 방향의 분해능이 좋기 때문에 원자 지름의 수십 분의 일(0.01nm)까지도 측정이 가능합니다. 원자현미경은 캔틸레버의 끝에 달린 나노미터 크기의 예리한 탐침이 시료 표면을 근접 비행할 때 시료와 탐침 사이에 상호작용하는 힘을 이용하여 시료의 형상과 여러 가지 물리적 특성을 측정합니다. 시료로부터 먼 거리에서 신호를 검출하는(far-field detection) 방식인 광학현미경이나 전자현미경과 달리 원자현미경은 탐침과 시료 사이의 원자간력(inter atomic force), 전자기력 등의 근접장을 검출하는(near-field detection) 방식을 사용합니다.
원자현미경은 높낮이와 각도 등 시료의 3차원적 형상을 정량적으로 측정할 수 있을 뿐 아니라 전자기적 특성, 기계적 특성, 광학적 특성 등 다양한 물리적 성질을 나노미터 수준에서 측정 분석할 수 있습니다. 뿐만 아니라 전자현미경은 진공 상태에서만 작동하는데 비해 원자현미경은 대기 중이나 액체 속에서도 작동이 가능하며 시료의 전도성과 관계없이 별도의 시료 준비과정을 거치지 않고 바로 측정이 가능합니다. 나아가 나노미터 수준에서 물체를 조작할 수 있고 나노리소그래피에도 응용이 가능하여 앞으로 nano-manufacturing 장비로도 활용될 수 있습니다.
원자현미경의 원리는 아래 그림 1과 같습니다. 미세한 탐침(tip)을 시료에 근접시켰을 때 시료와 탐침 끝 사이의 상호 작용력에 의해 캔틸레버(cantilever)의 공진 주파수가 변화하는 것을 검출하여 시료와 탐침사이의 간격을 측정합니다. 시료가 x-y 방향으로 움직이는 동안 탐침이 시료 표면의 높낮이를 따라가도록 z 축의 움직임을 제어하면 이때 기록된 각 위치(x, y)의 높낮이(z)가 바로 시료의 형상을 나타내게 됩니다. 동시에 전자기력이나 전류의 흐름 등을 측정하여 다양한 물리적 특성을 알아낼 수 있습니다. 원자현미경에서 사용되는 탐침과 캔틸레버는 마이크로 머시닝으로 제작되며 캔틸레버의 크기는 길이 100㎛, 폭 10㎛, 두께 1㎛ 정도이며, 캔틸레버 끝에 부착된 탐침은 높이 10㎛, 첨단의 직경 10nm 정도이며 분해능과 응용 분야에 따라 다양한 종류의 탐침을 사용합니다. (그림 2)
원자현미경의 작동방식은 탐침이 시료와 항상 접촉하고 있는 접촉 모드(Contact mode)와 간헐적으로 접촉하는 태핑 모드(tapping mode), 그리고 전혀 접촉하지 않는 비접촉 모드(Non-Contact mode)가 있습니다. 비접촉 모드에서는 탐침이 마모되지 않고 시료의 오염과 손상을 방지할 수 있으므로 매우 유리한 방식이지만 탐침과 시료 사이의 간격이 아주 좁은 범위(~1nm)내로 유지 되어야하기 때문에 z 축의 움직임이 충분히 빠르지 않으면 구현할 수 없으며 고난이도의 나노제어 기술을 필요로 합니다. 기존의 원자현미경은 속이 비어있는 튜브스캐너를 사용하는데 튜브스캐너는 3축간의 상호 간섭이 있고 직교성이 떨어집니다. 또 공진주파수가 낮고 반응속도가 느려서비접촉 모드를 구현하기 어렵기 때문에 일반적으로 탭핑모드를 사용합니다.
파크시스템스가 개발한 원자현미경은 x-y축과 z축이 분리된 유연힌지(flexure) 스캐너를 사용합니다. x-y 스캐너로 시료를 수평방향으로 움직이고 z 스캐너로 탐침을 수직방향으로 움직이도록 하면 스캔영역이 매우 평탄한 평면으로 유지될 수 있고 탐침의 반응속도가 매우 빨라 비접촉 모드가 가능해 집니다. (아래 그림 3 참조) 물론 구체적인 기계적 설계와 이를 정밀하게 제어하는 전자회로, 그리고 제어 알고리즘 등이 함께 개발되어야만 비접촉 모드가 안정적으로 구현될 수 있습니다.
파크시스템스의 제품은 크게 연구용 장비와 산업용 장비로 구분되며 산업용 장비는 다시 생산공정용과 분석용으로 구분됩니다.
1) 연구용 장비
연구용 장비로 고가대의 NX-Series 모델과 중저가대의 XE-Series 모델이 있습니다. NX-Series의 경우 시료 크기에 따라 NX10과 NX20이 있습니다. NX-Series는 파크시스템스의 최신 기술이 적용된 고기능, 고사양 제품으로 제품의 성능이 탁월할 뿐 아니라 사용의 편의성이 매우 우수합니다. XE-Series는 시료의 크기에 때라 XE7과 XE15가 있습니다. XE-Series는 저렴한 가격에도 불구하고 파크시스템스의 고유 장점인 비접촉 모드가 구현되고 유연힌지 가이드 스캐너가 적용되어 타사 대비 측정의 정확도가 높습니다. 연구용 장비는 시료의 형상을 이미지 하는 것 외에도 다양한 물성을 측정하고 분석하는 옵션 기능이 중요합니다.
NX20과 NX-Hivac은 반도체를 비롯한 전자소자의 품질을 컨트롤하는 FA/QA 분석실에서 사용되고 있습니다. NX20은 다양한 크기의 sample에 대해 다양한 옵션 기능의 사용이 가능하며 품질 개선 및 신기술 개발에 필요한 분석 장비로 사용되고 있습니다. 특히 NX-Hivac은 현재 시판되는 유일한 High Vacuum 원자현미경으로 반도체 디바이스의 절단면과 같이 공기 중의 산소나 수분에 의해 시료 표면이 변환되는 경우 반드시 필요한 장비입니다.
파크시스템스는 EFM, SKPM, MFM, CP-AFM, SCM, SThM, FMM, Nanolithography 등 다양한 옵션을 구비하고 있어 대학교나 연구소에서 요구하는 다양한 기능을 충족하고 있습니다. 파크시스템스는 어느 경쟁사보다도 많은 종류의 옵션과 액세서리를 제공하고 있습니다.
2) 산업용 장비
산업용 장비에는 생산 공정용 장비와 분석용 장비가 있습니다. 하드디스크 헤드 생산 공정에 사용되는 NX-PTR과 웨이퍼 생산 공정에 사용되는 NX-Wafer는 주 7일, 하루 24시간 가동되는 자동화 장비입니다. NX-3DM도 생산 공정용 장비이며 CD(Critical Dimension) 계측, SWR(side wall roughness) 측정 등에 사용됩니다.
파크시스템스의 NX-Wafer 장비는 반도체 생산공정의 모니터링 장비로써 다양한 반도체 고객사들로 부터 호평을 받으며 판매되고 있습니다. 분석용 장비로 NX-HDM은 하드디스크 미디어, 사파이어 웨이퍼 등의 거칠기(roughness) 측정과 자동 결함 분석(ADR: Automatic Defect Review)에 주로 사용됩니다.
2020년 2월에는 IMEC과 2차 JDP를 체결하며 향후 3년간 반도체 분야에서의 다양한 과제를 AFM 기술을 통해 해결하는데 초점을 맞추고 있습니다.
3) 바이오 연구용 장비
NX-12는 역 광학 현미경 (IOM: Inverted Optical Microscope)과 결합하여 사용되는 바이오 연구용 장비입니다. 액체 안에 있는 생체 시료를 IOM과 AFM으로 측정하는 것과 더불어 파크시스템스 고유의 기능인 SICM(Scanning Ion Conductance Microscope)을 사용하여 live cell 이미지는 물론 nano-scales patch clamping이 가능하여 앞으로 많은 application 개발 가능성을 가진 제품입니다.
파크시스템스의 고유 경쟁력은 고도의 기술개발 능력이며 파크시스템스는 다수의 고급 두뇌를 비롯한 고학력자 중심의 조직입니다.
파크시스템스는 조직의 슬림화와 운영의 효율화를 위해 기술개발, 마케팅 등 핵심적인 업무는 100% 자체적으로 수행하되 생산 활동 등 외주가 가능한 부분은 가급적 협력업체 이관하여 외주 생산(out sourcing) 방식을 취하고 있습니다. 물론 기술 유출을 방지하기 위하여 협력업체들과 비밀유지계약을 맺고 있으며 기술보안유지에 많은 노력을 하고 있습니다.
파크시스템스의 사업은 첨단 기술력에 의해 제품의 성능이 좌우되며 제품의 가치가 올라가는 구조입니다. 매출액에서 제조원가가 차지하는 비율은 40% 미만으로 매우 높은 고부가가치를 창출하는 제조업입니다. 따라서 매출액이 일정 수준, 즉 손익분기점을 넘어서면 추가매출액의 50% 정도가 순이익이 되는 고수익 구조입니다. 원재료의 가격변동이나 수입환율변동이 손익에 미치는 영향은 매우 제한적입니다.
파크시스템스는 미국, 일본, 독일, 싱가폴에 현지법인을 가지고 있으며 현지의 법인을 통해 직접 파크시스템스의 제품을 판매하고 있습니다. 유럽법인은 2017년 3월에 신규설립하였으며 2017년 4분기부터 현지법인이 직접판매를 시작하였습니다. 그 외의 유럽지역과 아시아 각국에는 대만, 중국, 멕시코, 프랑스, 인도에 판매 대행사를 두고 있습니다. 현지 마케팅과 데모 등 영업비용이 큰 비중을 차지하기 때문에 해외 자회사와 판매대행사에 약 30%~40%의 마진을 할당하고 있습니다.
파크시스템스의 고객층은 전 세계에 걸쳐 매우 다변화 되어있는 것이 특징입니다. 특정 고객에 대한 의존성이 낮고 특정 지역의 경기에 크게 좌우되지 않는 장점이 있습니다. 아울러 세계 각국의 R&D 투자 동향과 경제 상황을 모니터하는 역할도 하고 있습니다.
파크시스템스는 제품의 주요 구조물을 외주 업체를 통하여 제작가공하고 있습니다. 완성된 구조물을 원재료 상태로 매입하여 제품 생산에 투입하고 있습니다. 주요 구조물의 제작은 국내의 우수 가공업체들에게 발주하고 있으며, 해당 기업들은 파크시스템스와 오랜기간 동안 거래를 해 오고 있어 원재료 생산의 수율이 높고 안정적으로 공급이 가능합니다.
(가) 연구용 장비 개발
파크시스템스는 현재 진행 중인 다수의 기술개발 사업이 있으며 일부는 정부지원을 받는 국책과제를 통해 수행 중입니다. 또한, 파크시스템스의 새로운 연구용 AFM인 FX 시리즈를 개발 중에 있으며. AFM에 PifM 기술을 접목시켜 제품화 시키는데 초점을 맞추고 있습니다.
(나) 산업용 장비 개발
파크시스템스는 차세대 반도체 인라인 AFM 솔루션 개발을 위해 2020년 2월 IMEC과 2차 공동개발프로젝트(JDP) 협약을 체결하였습니다. 이번 2차 JDP에서는 점차 미세화되고 있는 반도체 분야에서의 다양한 과제를 NX-Wafer 제품을 통해 해결하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 IMEC과의 협업을 통해 산업용 시장의 요구를 모두 충족시키는 최상의 기술 솔루션을 제공하여 원자현미경이 차세대 미세공정 검사장비로 자리매김할 또한, 2019년 12월 부터 2년간 In-Fab AFM 검사 장비 구축을 위한 양산기술 확보를 위해 공동개발을 진행중이며, 향후 디스플레이 검사 장비로 활용될 것을 기대하고 있습니다.
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