▲ ‘2024 소부장 뿌리 산업 발전 유공 포상 시상식’에서 산업포장을 수상한 SK하이닉스 김용탑 팀장(장비구매)

SK하이닉스는 지난 10월 30일 일산 킨텍스에서 열린 ‘2024 소부장 뿌리 산업 발전 유공 포상 시상식’에서 김용탑 팀장(장비구매)이 산업포장을 수상했다고 6일 밝혔다.

이 시상식은 산업통상자원부가 주관하여 소재·부품·장비 산업의 발전과 기술 혁신에 기여한 유공자들에게 포상하는 행사로, 공적에 따라 산업포장, 대통령 표창, 국무총리 표창 등이 수여된다. 특히 산업포장은 글로벌 경쟁력 강화와 공급 안정화에 기여한 인물에게 수여되는 상이다.

김용탑 팀장은 ▲반도체 공정 필수 부품·장비의 국산화 항목 선정 및 장비사 협력을 통한 국산화 ▲글로벌 경쟁력 강화에 기여한 공로를 인정받아 이번 산업포장을 수상했다.

▲ 시상하는 산업통상자원부 이승렬 산업정책실장(왼쪽)과 김용탑 팀장(가운데)

▲ 수상자들과 단체 기념사진을 찍고 있는 김용탑 팀장(왼쪽부터 다섯 번째)

김 팀장은 소재·부품·장비 산업의 미래를 이끌 다섯 개 선도 품목 발굴과 선정에 참여했으며, 그중 차세대 반도체용 ALD* 전구체 및 장비, 3차원 웨이퍼 간 직접 본딩 장비 분야를 상세화하는 데 중추적인 역할을 수행했다. 또한 국가연구개발 사업의 소재·부품·장비 특정 평가 반도체 분야 평가위원으로서 CMP* 소재·부품·장비에 대한 품목 분석과 대응 전략을 수립하여 반도체 산업 발전과 정책 실현에 기여했다.

* ALD(Atomic Layer Deposition): 원자층 증착으로 막을 형성하는 방식 중 가장 발전된 방식이다. 산화는 산소와 실리콘을 결합시켜 절연막을 형성할 때 적용하는 방식이다. ALD와 산화는 불순물 도핑과는 직접적인 연관이 없다. 어닐링(Annealing)은 이온주입 공정 후에 원자 간의 결합력을 회복시키기 위해 진행하는 공정이다.
* CMP(Chemical Mechanical Polishing): 반도체 주요 공정 중 하나로, 웨이퍼 표면에 입혀진 박막에 발생된 요철이나 굴곡을 화학/기계적 요소를 통해 연마(Polishing)해 평탄화(Planarization)하는 공정이다.

특히 질화탄소규모(SiCN) CVD 장비*, 웨이퍼 후면 증착(Backside Deposition) CVD 장비*를 생산 기업과 협력해 개발하고, 이를 양산화하는 데 주도적인 역할을 했다

* 질화탄소규모(SiCN) CVD 장비는 반도체 제조 공정에서 실리콘, 탄소, 질소가 포함된 SiCN 층을 웨이퍼 표면에 증착하는 장비이다. 이 장비는 절연층 및 보호층 형성에 활용되며 내열성과 내습성 등 소자의 안정성을 높이는 역할을 한다.
* 웨이퍼 후면 증착(Backside Deposition) CVD 장비: 웨이퍼의 뒷면에 화학기상증착 방식으로 얇은 박막을 형성하는 장비이다. 이 장비는 주로 열 관리나 정전기 방지 등을 위해 후면에 균일한 절연층이나 보호층을 증착하는 데 사용된다.

이를 통해 김 팀장은 공급망 위기 상황에서 산업통상자원부 및 장비사와 협력하여 반도체 공정 필수 부품과 장비의 국산화를 성공적으로 이끌었으며, 수출 확대에 기여한 공로를 인정받았다.

▲ ‘2024 소부장 뿌리 산업 발전 유공 포상 시상식’에서 산업포장을 수상한 SK하이닉스 김용탑 팀장(장비구매)

김 팀장은 “정부와 협력사, 그리고 SK하이닉스가 힘을 합쳐 이루어낸 성과”라며 “국산화뿐만 아니라 해외 협력사의 국내 거점 확보와 국내 업체의 성장을 통해 반도체 생태계를 강화하겠다”고 포부를 밝혔다.

다만, 급격한 반도체 기술 발전 속도로 인해 메모리 반도체 제품 개발 및 양산에 활용해온 기존의 방식은 한계에 이르렀다. 이에 최근에는 기존의 기술과 사고를 넘어서는 획기적인 혁신과 창의성이 더 많이 요구되고 있다.

반도체 미세화가 점점 더 어려워지고 있다

반도체 기술의 발전사를 돌아보면, 반도체의 시초라고 할 수 있는 ‘트랜지스터(Transistor, 전류나 전압 흐름을 조절해 스위치 역할을 하는 반도체 소자)’가 발명돼 지금의 반도체 형태를 갖추기까지는 오랜 기술 발전 과정이 필요했다.

그 시작은 1950년대로, 1951년에 반도체 내의 내부 전기전도 과정에 한 극성(polarity)의 반송자(전자 또는 정공)만 관여하는 반도체 소자 ‘전계 효과 접합 트랜지스터(Junction field effect transistor, JFET)’가 개발됐다. 1958년에는 최초로 저항, 캐퍼시터(Capacitor, DRAM에서 데이터를 저장하는 소자), 트랜지스터 등의 전자회로를 이루는 요소들이 실리콘(Si) 반도체 내 하나의 회로로 구성되기 시작했다.

1960년대는 반도체 기술이 본격적으로 발전해, 집적회로(Intergrated Circuit, IC)^*가 상용화됐다. 이 시기 강대원 박사와 마틴 아탈라(Martin Mohammed John Atalla)는 MOSFET^* 트랜지스터를 개발했고, CMOS^* 공정 기술도 개발됐다. 또한 집적회로를 통해 반도체의 구성요소들이 소형화, 경량화, 고성능화돼 하나의 칩(one chip)에 많은 소자를 구성할 수 있게 됐다. 이에 따라 반도체 제품의 성능도 향상됐다.

1980년대에는 초고밀도 집적회로(Very-large-scale integration, VLSI)^*가 개발됐다. 또한 고든 무어(Gordon Earle Moore)가 무어의 법칙(Moore’s law)을 발표해 화제가 됐다. 무어의 법칙은 마이크로칩 기술의 발전속도에 관한 주장으로 마이크로칩에 저장할 수 있는 데이터의 양이 18개월마다 2배씩 증가한다는 법칙이다. 이 법칙이 발표된 후 실제로 컴퓨터의 처리 속도와 메모리의 양은 2배로 증가했고, 반도체 제품의 비용은 상대적으로 떨어졌다.

* 집적회로(IC) : 고도의 반도체 처리 기술에 의해서 생긴 회로로 반도체만으로 구성돼 있다. 독립적으로 사용되던 트랜지스터, 다이오드, 저항, 캐퍼시터 등을 얇은 실리콘 웨이퍼에 형성하고, 이들 소자 상호 간에 전기회로를 구성 시켜 IC 회로로서 부피가 극소화됐다. 집적도에 따라, SSI, MSI,LSI, VLSI, ULSI 등으로 구분된다.

* MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET) : 얇은 산화막 위의 금속 게이트를 가진 전계효과 트랜지스터로, 전계효과 TR 중에서 절연막을 산화막으로 형성시킨 절연 게이트형 FET의 대표적인 것이다. MOS(Metal 금속 – Oxide 산화막 -Semiconductor 반도체)형의 구조를 이루며, Gate 전압에 의해 Drain 전압과 Source 전압 간의 전류를 제어한다.

* CMOS(Complementary Metal Oxide Silicon) : N-Channel형 MOSFET과 P-Channel형 MOSFET을 결합한 Complemental(상보)형의 논리회로이며 소비전력이 작다. 프로세서가 복잡하지만 고집적화가 가능해 DRAM, CPU 등 지금의 ULSI의 주류를 이루고 있다.

* 초고밀도 집적회로(Very-large-scale integration, VLSI) : 집적 회로를 집적도에 따라 분류한 것 중 하나로, 초대규모 집적 회로로 20,000개 정도의 소자를 하나의 칩에 집적시킨 것이다.

하지만 점점 무어의 법칙이 성립되지 않는 시대가 도래하고 있다. 기존 칩(Chip)으로는 더 이상 발열 문제를 해결할 수 없는 상황에 이르게 된 것. 무어의 법칙이 한계에 봉착하게 된 데에는 경제적인 이유도 중요하게 고려됐다. 실리콘 칩 성능을 끌어올리기 위해선 더 좁은 공간에 더 많은 트랜지스터를 넣어야 하기 때문이다.

기존의 반도체 제품 개발 및 양산 기술이 맞닥뜨린 주요 한계 지점으로는 △공정기술의 기술적 한계 △더 작은 두께에서 누설 전류를 감당할 수 없는 물리적 한계 △물질의 한계 등을 꼽을 수 있다.

미세화(Scaling)가 진행되면서 공정 미세화(Scaling-down)는 기술의 물리적 한계뿐만 아니라 비용적 한계에 직면하고 있다. 전체 공정 수가 증가하고 있으며, EUV(Extreme Ultra Violet, 극자외선) 적용 레이어(Layer)도 증가하고 있다. DRAM은 Scale-down에 대한 한계에 다다르고 있고, NAND는 3D에서 디자인 룰(Design Rule, 반도체 설계 레이아웃(Layout) 구성을 위한 가이드)은 변경 없이 적층(Stack Up)만으로 집적도(Density) 증가를 시키고 있으며, 얼만큼 더 쌓을 수 있을까가 한계에 이를 것이다.

기술의 한계를 극복하기 위해서 EUV(Extreme Ultra Violet)와 같은 새로운 장비 도입이 진행되고, Scaling-down이 가능 하도록 필요한 소재 개발도 진행되고 있다. EUV 공정 도입으로 DPT(Double Patterning Technology) 공정이 감소했다가 차세대 제품을 개발하기 위해서는 EUV 공정에 DPT(Double Patterning Technology, 더 미세한 라인을 구현하기 위해 2~3번의 공정을 반복적으로 진행하는 것) 공정까지 적용되므로 많은 기술의 한계와 비용이 증가하고 있다.

DRAM과 NAND는 지금까지 계속 Scaling-down되면서 발전을 거듭해왔지만, 앞으로 물리적 scaling 한계에 다다를 것으로 보인다. 이를 극복하기 위한 기술적인 도전은 계속되겠지만, 더불어서 앞으로의 다양한 시장 수요를 만족할 수 있는 New Memory와 같은 새로운 대안이 필요한 것도 사실이다. 또한 생산 경쟁력 확보 즉, 비트 그로스(Bit Growth, 메모리 반도체의 전체 성장률을 설명할 때 사용하는 용어로 메모리 용량을 1비트(bit) 단위로 환산해 계산하는 개념)를 높이기 위해 웨이퍼 1장에서 더 많은 반도체 제품을 생산하기 위해 웨이퍼의 구경 크기도 4인치, 5인치, 6인치, 8인치, 12인치까지 시대에 따라 발전하며 변천했다. 4차 산업혁명으로 도래하면서 그 중심에 있는 반도체는 고성능 정보 처리를 위해 초고성능, 초저전력의 반도체 기술이 필요하다. 데이터의 양과 질 측면에서의 수요가 급격히 증가하고 있어서 최근의 슈퍼 호황 이상으로 반도체 산업이 지속적으로 성장할 전망이다.

‘인재 육성’은 반도체 기술 발전의 씨앗, SK하이닉스에서 펼치고 있는 전략은?

4차 산업혁명이 가속화하면서 그 중심에 있는 반도체 분야에 고성능 정보 처리를 위한 초고성능, 초저전력 특성이 요구되고 있다. 앞으로 세계 반도체 시장을 지속적으로 주도하기 위해서는 반도체 제품의 기술경쟁력뿐만 아니라 반도체 생산 장비, 소재, 부품 등 반도체 생태계가 함께 발전해야 한다. 이를 위해 가장 필요한 것이 사람, 즉 반도체 전문 인력의 양성이다.

반도체 산업은 세부 분야가 다양하고 깊이 있는 전문성이 요구돼 인재 양성에 많은 시간이 소요된다. 따라서 기업은 중장기적 관점에서 선제적으로 인재 양성에 더 집중할 필요가 있다. 짧은 기간 안에 인재를 키워내는 것도 어렵지만, 많은 인재를 동시에 양성하는 일도 만만치 않다. 무엇보다 인재는 업무를 직접 수행하면서 성장하게 되는데, 선배들이 업무 중 멘토 역할까지 맡기에는 업무 공백이 우려되는 만큼, 빠르게 다수의 신입 구성원을 제대로 된 인재로 성장시키는 데에는 한계가 있다.

반도체 신제품을 개발하고 양산하기 위해서는 설계, 소자, 공정, 장비 등 다양한 분야의 엔지니어가 협업해야 하지만, 양산 공정에서 높은 수준의 수율을 달성하고 원하는 품질을 확보하기 위해서는 실제 공정에서 활용되는 장비를 적절히 운용하기 위한 기술 역량이 무엇보다 중요하다.

기존에는 장비 활용 역량을 향상하는 데 이론 교육의 비중이 높았다. 또한 극소수의 인원만이 장비 제조사에서 실습 교육을 받을 수 있었다. 장비의 최소 정비 시간 이외에는 계속 가동해 종합 효율을 높여야 했기에 생산 현장에서의 장비 실습 교육은 거의 불가능했다. 시간을 낼 수 있다고 하더라도 교육 과정에서 장비가 잘못되면 제품 생산과 품질 확보에 악영향을 끼칠 수 있어 실제 생산에 활용되는 장비를 교육에 활용하는 것은 쉽지 않은 일이었다.

▲ ①박막(ThinFilm) 공정에 사용되는 CVD 장비에 대해 전문강사가 교육생에게 실습하는 모습 ② 식각(Etch)의 산화(Oxide) 식각에 쓰이는 장비에 대해 전문강사가 교육생에게 실습 강의하는 모습 ③박막 CVD 장비에 대해 전문강사가 교육생에게 1:1 실습하는 모습

실질적으로 장비 기술 역량을 늘릴 수 있는 최고의 대안은 장비를 직접 다뤄보면서 실습할 수 있는 인프라를 구축하고 이를 적극 활용하는 것이다. SK하이닉스는 2017년도부터 제조/기술담당 산하의 ‘장비 기술 교육 센터’를 구축해 장비에 대한 실습 교육이 가능하도록 계속 발전시키고 있다.

SK하이닉스의 장비 교육은 ‘장비 실습 교육’과 ‘VR 콘텐츠 교육’으로 나뉜다. 장비 실습 교육은 실제 현장에서 활용되는 대부분의 장비를 갖추고 구성원들의 장비 역량 향상을 위해 실습 교육을 실시하고 있다. 일부 구비가 어려운 장비를 대상으로는 VR 콘텐츠를 제작해 교육을 실시하고 있다. 또한 각 구성원들의 역량에 맞는 맞춤형 교육을 진행하기 위해 역량 수준에 따라 VR 콘텐츠 교육과 장비 실습 교육을 적절히 구성해 운영 중이다.

▲ ①VR 교육장에서 직접 실습 체험 중인 제조/기술담당 곽노정 사장의 모습 ②교육생이 장비 기술 VR입문 교육과정을 학습하는 모습

특히 신규 장비 모델에 대한 역량을 조기에 높이면서 교육 비용을 효율적으로 활용하기 위해 VR 콘텐츠 제작을 적극적으로 진행하고 있다. 이를 활용해 신규 모델에 대한 VR 콘텐츠 제작이 완료되면 기존 장비 기초 및 중급 실습 과정, VR 입문 과정에 VR 중급 교육까지 커리큘럼을 구성해 교육이 이뤄진다.

또한 장비 시스템을 구성하는 요소기술에 대한 교육도 진행하고 있다. 요소기술 교육 과정으로는 9개 과정(Pump, Chiller, ESC, MFC, Sensor, RF Generator, Robot, Gauge, Scrubber)이 운영돼, 구성원들의 기초 요소기술 역량 향상에 기여하고 있다. 특히 2022년 1월부터는 요소기술 교육 과정의 대상을 청주캠퍼스까지 확대해 교육을 진행할 방침이다.

이와 같이 단기간에 교육 효과와 만족도가 높은 ‘장비 기술 Training Center’로 발전하고 실습 교육이 실시 될 수 있었던 것은, VR 교육도 직접 체험하며 많은 관심과 지원을 해주신 경영진, 초기 Set-up한 구성원들과 현재도 끊임없이 더 나은 교육환경을 만들고자 노력하고 있는 강사와 운영진이 있어서 가능했다. 앞으로도 Training Center에서는 구성원의 장비 기술 역량 향상을 위해 최선을 다하는 한편, 반도체 기술 발전의 결과로 신규 모델의 장비가 지속적으로 도입되고 있는 점을 고려해, 실습과 이론 교육 커리큘럼을 끊임없이 발전시켜갈 계획이다.

빠르게 발전하는 반도체 시장, 그 변화가 세상을 선도한다

미세화 기술이 한계에 도달하고 공정 난도가 증가하면서, 신제품 개발 기간이 길어지고 비트 그로스는 감소하고 있다. 이에 따라 원활한 신제품 개발을 위해서는 소재, 부품, 장비 분야의 발전이 연계돼야 한다.

반도체 산업은 대규모 설비 투자를 요구하는 장치 산업이고 수요와 공급 변화에 따라 시장 환경 요인에 대한 영향 정도가 대단히 크다. 또한 제품의 짧은 수명 주기, 시황에 따른 급격한 가격 변동, 공정 미세화에 대한 요구 등 해결해야 할 과제도 점점 늘고 있다.

이런 산업 특성상 신제품 개발 역량, 품질 경쟁력, 수율 경쟁력, 원가 경쟁력을 두루 갖춘 기업만이 생존할 수 있다. 실제로 주요 DRAM 제조 기업 수는 계속 줄고 있다. 1980년대에는 40개이던 제조 기업 수는 2000년대 들어 15개로 줄었고, 지금은 SK하이닉스를 포함해 3개 진영에서 대부분의 물량을 생산하고 있다.

반도체는 누구나 쉽게 접근하기 어려운 산업이지만, 무한한 도전의 가치가 있고, 그 도전의 결과로 세상의 변화를 선도하고 있다. 반도체 산업의 역군과 반도체 전문가를 꿈꾸는 인재들이 앞으로도 자부심과 꿈을 갖고 계속 앞으로 나아가길 바란다.

SK하이닉스의 장비들은 365일동안 쉬지 않고 돌아갑니다. 반도체 생산의 원동력이 되는 장비들인만큼 이들을 관리하는 장비기술팀에도 큰 책임이 따르고 있는데요. 그래서일까요? 장비기술팀을 대표하여 인터뷰에 응한 김종원 책임의 답변에는 남다른 책임감과 신뢰감이 느껴졌습니다. SK하이닉스의 장비가 항상 최적의 상태를 유지할 수 있도록 최선을 다하는 장비기술팀의 수퍼맨 김종원 책임! 지금부터 영하이라이터와 함께 그의 이야기를 들어보도록 하겠습니다.

최적화된 반도체 공정을 위해 노력하는 R&D장비기술팀

Q. 하이라이트 독자들에게 간단한 자기 소개 부탁 드립니다.

안녕하세요. 미래기술연구원 장비기술팀 김종원 책임입니다. 현대전자에 첫 입사한 후 줄곧 반도체 장비 관련 업무를 하고 있습니다. 장비업무에서도 에치분야에서 전문성을 키워온지도 벌써 20년을 훌쩍 넘어섰네요.

Q. SK하이닉스 연구개발직군에는 다양한 직무가 있다고 들었는데요, 그 중 R&D 장비기술팀의 주 업무는 무엇인지, 어떤 방식으로 업무가 진행되는지 궁금합니다.

저희 R&D 장비기술팀의 가장 중요한 업무는 반도체 공정에 필요한 장비 및 기계들을 관리, 개선하여 모든 공정 과정을 최적화 하는 것입니다. 추가적으로 공정 팀의 요청에 따라 장비들을 개조하는 일도 하는데요. 넓은 의미에서 반도체 공정에 필요한 기술을 지원하는 역할을 수행하고 있다고 볼 수 있습니다.

장비기술팀에는 크게 노광(Photo), 식각(Etch), 클리닝 & CMP(C&C), 박막(Thin Film), 확산(Diffusion)의 다섯 개 파트가 있는데요. 5가지 반도체 공정에는 각 단계별로 다른 장비들을 사용하고 있는데, 파트 별 담당 연구원들이 전담하여 장비를 관리하고 있습니다. 저 같은 경우엔 에치 장비만 다루고 있죠.

Q. 말씀 중 장비의 최적화가 가장 중요한 업무라고 말씀 주셨는데요. 그럼 해당 업무를 위해 수행하는 직무에는 어떤 것들이 있나요?

장비의 최적화를 위한 업무를 크게 두 가지로 나누면, ‘트러블 슈팅’과 ‘PM’으로 나눌 수 있습니다.

먼저, ‘트러블 슈팅(Trouble Shooting)’은 장비에 문제가 생겼을 때, 신속하게 문제의 원인을 파악하여 장비를 수리하고, 문제를 해결하는 것입니다. 알다시피, 어떤 기계든 고장에서 자유로울 수는 없잖아요? 특히 미세한 공정 기술을 적용한 반도체 생산 장비는 더욱 예민해서 관리 미흡 시 문제가 발생할 가능성이 높습니다. 때문에 장비의 고장으로 반도체 생산이 멈추지 않으려면, 이러한 오류를 신속 정확하게 해결하는 것이 중요합니다.

다음은 ‘PM(Preventive Maintenance)’인데요. 이는 장비의 스펙들을 미리 점검하고 최상의 조건을 유지해주는 업무입니다. 장비 관리 주기에 맞춰 ‘Gas flow’, ‘Power’ 등의 스펙이 잘 유지되고 있는지 예방 정비를 해주어야 트러블 발생률이 줄어드는데요. 때문에 PM 업무 역시 매우 중요한 업무라고 할 수 있습니다.

그 밖에 모니터링이라는 업무도 있습니다. 실질적으로 웨이퍼를 집어넣을 때, 챔버 안에 불순물이 있는지, 에치 rate은 유지가 잘 되는지 정기적으로 확인하는 업무입니다. 언뜻 PM 업무와 비슷해 보이지만, 장비를 확인하는 과정과 범위가 다르고, 검사 주기도 더 짧습니다.

Q. SK하이닉스에는 말씀하신 직무를 수행하는 연구소 R&D 장비기술팀 뿐만 아니라 제조공정에 관여하는 장비기술팀도 있다고 들었습니다. 어떤 차이가 있나요?

사실 두 팀의 업무는 같습니다. 단지 업무를 수행하고 있는 장소의 차이가 있을 뿐인데요. 예를 들어, 제조공정에 관여하는 장비기술팀은 실제 많은 양의 웨이퍼를 생산하고 있는 공정 장비를 관리합니다. 때문에 한정적 오류에 대한 신속한 트러블 슈팅 업무를 진행하고 있죠. 하지만, 연구소에서는 각각 다른 연구용 샘플 웨이퍼들을 다양하게, 소량 생산하면서 생기는 문제를 연구합니다. 그래서 보다 다양한 문제점들을 연구하고 개선방안을 찾을 수 있습니다.

Q. 보다 다양한 문제를 해결하려면, 협업이 필수일 것 같다는 생각이 듭니다. 장비 최적화를 위해 어떤 조직과 협업을 하나요? 또, 어떤 방식으로 진행이 되나요?

보통 장비업체와 협업을 하는데요. 업체에서 A라는 장비를 만들면, 장비기술팀의 연구원들이 A장비를 연구하면서 다양한 문제점과 개선방안을 찾아 장비업체와 공유합니다. 이렇듯 협업을 통해 문제점이 개선된 A+장비를 만들게 되는 것이죠. 이후 다음 세대의 기술을 가진 B라는 장비가 등장하면, 동일한 과정을 통해 B+라는 장비를 만들 수 있게 되는 것입니다.

‘장비업체’뿐만 아니라 ‘도급 업체’와도 협업 하는데요. 예를 들어, 웨이퍼를 생산할 때 웨이퍼 진행 장수나 일정 RF Power Time이 증가되면 한 번씩 클리닝을 해줘야 한다는 사실을 도급 업체에 전달합니다. 그러면, 업체에서 이러한 부분을 취합하여 세정 작업을 해줍니다. 이렇듯 기본적인 업무를 도와주고, 개선하는 업체들과 협업하여 장비기술팀에서는 트러블 슈팅에 집중할 수 있게 되죠.

Q. 책임님 말씀을 듣다보니 R&D 장비기술 직무에 대해서 조금은 알 것 같습니다. 책임님이 생각하시기에 R&D 장비기술 직무만의 매력은 무엇인가요?

‘장비를 알고 공정을 개발하는 것’과 ‘장비에 대해 모르는 상태에서 공정을 개발’하는 것에는 매우 큰 차이가 있습니다. 예를 들어, 자신이 타고 있는 자동차가 어느 정도의 파워를 가지고 있는지 모르는 상태에서 무조건 자동차의 속력을 빠르게 유지하다 보면 자동차에 무리가 가겠죠. 비슷한 예로, 장비의 한계와 스펙을 모르는 상태에서 공정을 개발하다 보면 장비에 심한 무리가 갈 수 있습니다. 장비 스펙을 자세히 알고 그것에 맞게 공정을 개발할 수 있는, “전문성”이 바로 R&D 장비기술의 매력이라고 할 수 있겠습니다.

앞서서 장비에는 스펙과 관련된 이슈가 많다고 했었는데요. 어떤 장비 하나가 스펙 하나하나를 각각 만족한다고 해도 생산 과정에서 장비들이 합쳐졌을 때는 그 스펙들이 바뀔 수 있습니다. 이렇듯 환경에 따라 변화하는 스펙들을 연구하고, 전문성을 성장시킬 수 있는 것 또한 매력적이라고 생각합니다. 또, 새로운 기술을 개발할 때, 장비기술팀에서 가장 먼저 접근하여 연구한다는 매력도 있습니다. 장비의 스펙들과 현실가능성들을 고려하지 않고는 신기술을 개발하기 힘들거든요.

기술의 현재와 미래를 동시에 바라보는 R&D 장비기술

Q. 그럼 질문의 범위를 넓혀보도록 하겠습니다. 최근 반도체 미세화의 한계를 극복하기 위해 차세대 메모리가 개발되고 있는 것으로 알고 있는데요. 여기에서 장비기술은 어떤 역할을 수행하고 있나요?

차세대 메모리 반도체가 개발될 때, 저희 팀에서는 현재의 장비로 만들 수 있는지, 새로운 장비가 필요한지 가장 먼저 체크합니다. 그리고 새롭게 진행될 공정 과정에서 장비에 무리가 있는지 스펙과 한계점을 함께 살펴보죠. 실제로 구동이 가능한 장비 스펙의 범위를 생각하면서 공정 개발을 진행해야 하는데요. 새로운 장비가 필요하다 하더라도, 현재 장비들의 관리를 소홀히 할 수 없기 때문에 트러블 슈팅과 PM 업무를 동시에 수행하며, 연구하고 있습니다.

Q. 그럼 차세대 메모리 개발을 위해 현재 장비기술팀에서 해야 할 가장 중요한 업무는 어떤 것일까요?

하나의 반도체가 완성되기까지는 두 달 정도가 걸리는데요. 수 백 번의 공정을 거친 차세대 반도체가 완성되고 난 후에 문제가 발생하면, 시간이나 노력, 비용의 낭비가 막대합니다. 때문에 문제가 생기기 전에 이를 방제할 수 있는 장비나, 해결 방법을 찾아내는 것이 가장 중요한 업무가 될 것 같습니다.

Q. 최근 장비의 업그레이드 주기가 더욱 빨라져 매년 새로운 장비가 개발된다고 들었습니다. 이에 R&D 장비기술팀은 어떻게 대응하고 준비하는지 궁금합니다.

맞아요. 요즘은 새로운 장비들이 자주 개발되죠. 하지만 충분히 검증이 안된 상태의 장비들이 급하게 교체된다면 문제가 발생할 수 있습니다. 결함이 있는 장비를 통해 반도체를 계속 생산하게 되면, 반도체 공정 중에 치명적인 트러블이 생길 수도 있고 환경 및 안전 문제가 있을 수도 있습니다. 저희는 최대한 이런 이슈가 생기지 않도록 새로운 장비들을 꼼꼼히 분석하고 확인합니다.

김종원 책임이 전하는 꿈과 열정의 이야기

Q. 김종원 책임님께서는 언제부터 공학도의 꿈을 키워 왔나요? 특히 반도체 분에 관심을 가지게 된 계기는 무엇이었나요?

부모님께서 하시는 일이 공구를 많이 사용하는 일이었어요. 어렸을 때부터 공구와 친했기 때문에 자연스럽게 공대 쪽으로 전공을 정하게 되었고 대학 졸업 후 현대전자에 입사했습니다. 그리고 전자 제품 관련 일을 하다 보니 모든 전자기기에 반도체가 들어간다는 것을 새삼 느끼게 된 거에요. ‘반도체는 앞으로도 꼭 필요하게 되겠구나’라고 생각해 이쪽 분야의 연구를 시작 했었죠.

Q. 입사 후 R&D 장비기술 직무를 잘 이해하고 반도체 전문가가 되기 위해서 어떤 노력들을 하셨나요?

기계라는 것은 계속 다가가서 만지고, 접해야만 친해질 수 있습니다. 사람도 계속 만나고 말을 해봐야 친해지잖아요. 저 같은 경우엔, 기계에 대해 더 자세히 알고 싶을 때, 하루 종일 그 기계만 들여다 본 것 같아요. 어떻게 이 기계가 작동하는지 원리를 찾기 위해서 몰두 했었죠. 기계에 익숙해지게 되면, 뭔가 이상이 생겼을 때, 문제점들이 바로 눈에 보이게 됩니다. ‘어 이거 뭔가 이상하게 흘러가는데?’ 라는 감이 생기게 되는 것이죠. 저는 이러한 집중력이 바로 전문성을 위한 노력과 열정이라고 봅니다.

Q. 최근 청년들이 극복해야 할 것들이 정말 많아진 것 같습니다. 청년들이 스스로의 문제점을 찾고 극복하려면, 어떻게 하는 것이 좋을까요?

자기 자신을 잘 알고 있는 사람은 드물다고 생각합니다. 저 또한 아직도 제 자신을 정확히 알지 못하니까요. 하하.

제 생각에는 자신이 어떠한 일을 겪을 때, “왜?” 라는 질문을 계속 던져봐야 할 것 같아요. 그래야 근본적인 원인에 다가갈 수 있으니까요. 장비에 비유하면 이렇습니다. 공정에 이상이 생겼을 때 ‘왜?’ 라는 질문에서 시작하여 1차적인 원인을 찾고, 여기에서 또 다시 2차적 원인이 생긴 이유를 찾다 보면, 근본적인 문제점을 해결할 수 있거든요. 이렇듯 여러분도 자신에 대한 근본적인 원인을 찾다 보면, 자신의 강점을 발견하고 이를 발전시킬 수 있는 방법을 분명 알 수 있을 것이라고 생각합니다.

Q. 마지막으로 반도체 연구 분야에 관심을 갖고 노력하고 있는 많은 인재들에게 조언과 격려의 한 말씀 부탁 드립니다.

책을 통해서만 전공 지식을 깊게 배웠다고 해서 모두 전문가가 되는 것은 아니에요. 전문가를 지향한다면, 회사에서 실제 업무를 경험하고, 관계를 쌓아가면서 직접 부딪혀봐야합니다. 여기에서는 인간관계에 대한 경험도 무척 중요한데요. 좋아하는 사람, 싫어하는 사람들을 가리지 않고, 처신할 수 있는 사고 방식을 가져야 회사에서도 성공할 수 있습니다. 항상 베풀고, 보상을 바라지 마세요. 그럼 어디서든 잘 될 거에요.

덧붙여서 유연함을 가지라고 말하고 싶어요. 특히 장비기술팀에서는 장비라는 복합적 분야를 다루기 때문에 다양한 회사들과 협업이 매우 중요하죠. 예를 들어 에치 장비에 붙어 있는 부대장치에는 기계, 전자, 전기, 프로그래밍, 환경, 안전 등의 이슈가 복합적으로 들어있죠. 때문에 항상 새로운 분야에 적극적으로 호기심을 갖고, 도전하는 유연한 사고가 필요한 것이랍니다.