1. 삼성전자를 지원한 이유와 입사 후 회사에서 이루고 싶은 꿈을 기술하십시오.
[선도 주자 삼성전자]
제가 엔지니어로서 동반하고자 하는 기업은 '세상을 선도하는 열망'을 지닌 기업입니다. 반도체는 4차 산업혁명의 핵심이며 삼성전자는 이를 이끌고 있습니다. 메모리 시맨틱 SSD, HBM 등을 개발하고 발전하면서 입증된 기술의 초격차를 향한 삼성전자의 열망을 보았고 이는 반도체 공정 세대교체를 통한 공정 차세대화에 반영되었습니다. 생산성과 수율 개선을 위한 끊임없는 발전으로 그 목표를 달성할 수 있음을 확신하였습니다. 엔지니어로서 최적의 공정 시스템을 개발하여 삼성전자와 함께 세계를 이끄는 인재가 되고자 지원하였습니다.
석사 과정 중 수행한 레이저 가공 공정 개발과 공정 최적화를 통해 엔지니어로서 지녀야 할 생산성이 가지는 중요성을 느끼게 되었습니다. 문제 해결을 위해 기초부터 끊임없이 공부하고 하였고, 공정 최적화를 위해 공정에 대한 이해도를 높이고자 노력하였습니다. 공정을 이해하니 공정 내 결함을 식별하고 분석하여 해결하는 능력을 기를 수 있었습니다. 이를 바탕으로 실질적인 해결책을 제시하여 다양한 문제들을 해결하였습니다. 삼성전자와 함께하여 끊임없이 소통하고 배움에 열린 태도로 전문성을 길러 새로운 도전에 망설이지 않고 뛰어들고 나아가면서 공정 개발과 공정 최적화를 통해 생산의 극대화를 이끌어 내는 엔지니어가 되겠습니다.
2. 본인의 성장과정을 간략히 기술하되 현재의 자신에게 가장 큰 영향을 끼친 사건, 인물 등을 포함하여 기술하시기 바랍니다. (※작품 속 가상인물도 가능)
[포기는 없다]
레이저 광학계를 설계 및 구축하며 문제의 답은 포기하지 않는 의지와 노력에 있다는 것을 체험하였습니다. 한국생산기술연구원에서 근무할 당시 진행한 다양한 논문 분석 중 레이저를 활용한 논문을 읽고 레이저에 대한 흥미가 생겨 지도 박사님께 양해를 구하고 레이저를 전공하신 박사님의 인턴으로 들어가게 되었습니다. 첫 수행 업무는 레이저를 마그네슘 합금에 조사하고 그 미세구조를 관측하는 것이었습니다. 하지만 박사님께서 말씀하신 쌍정은 발견되지 않았고, 충격파를 시편으로 집속시키기 위한 confining media로 사용한 슬라이드 글라스가 합금에 달라 붙는 문제가 발생하였습니다. 단순히 레이저 공정 변수의 문제라고만 생각하여 2주 간 다양한 공정 조건을 설정하여 실험을 진행하여 슬라이드 글라스가 부착되는 문제는 해결되었으나, 여전히 쌍정은 관측되지 않았습니다. 이 문제에 대한 다양한 접근을 위해 다른 인턴들과 대화를 하였으며, 여러 의견을 듣던 중 쌍정이 발현되는 원리를 알면 도움이 되지 않을까라는 생각이 들었습니다. 이를 위해 레이저로 충격파가 발생되는 원리를 파악하기 위한 논문 분석을 수행하였습니다. 분석을 통해 레이저 유기 충격파는 레이저 유도 플라즈마에 의한 것임을 깨달았고, 충격파의 강도에 confining media가 영향을 미친다는 것을 확인하였습니다. 이를 박사님께 말씀드려 BK7 글라스를 구매하여 실험을 진행하였고 압축 쌍정을 관측할 수 있었습니다. 이를 계기로 레이저 연구에 흥미가 생겨 석사 과정을 결심하게 되었습니다.
[조리개를 적용하여 달성한 재현성]
펨토초 레이저 광학계를 구축하고 기초 실험을 실행하던 중 조리개를 활용하여 실험의 재현성을 확보한 경험이 있습니다. 석사 과정 중 펨토초 레이저 실험을 위해 광학계 선정부터 구축까지 진행하게 되었습니다. 목표한 레이저 스팟 사이즈를 달성하기 위한 렌즈, attenuator 등 광학 부품과 가공 정밀도를 고려한 galvanometer scanner를 선정하였습니다. 광학계를 선정한 후 광학 부품 배치를 위한 2D 및 3D 설계를 진행하였으며 설계를 바탕으로 광학계 구축을 완료하였습니다. 그 후 기초 실험을 통해 목표한 성능의 달성을 확인하였으나 가공이 불균일하게 진행되는 것을 발견하였습니다. 그 원인 파악을 위해 빔의 정렬과 광학 부품의 손상을 확인하던 중 발진기에서 조사되는 원빔의 품질이 불량함을 발견하였습니다. 해결을 위해 구매처에 문의한 결과 발진기 자체의 문제로 이를 해결을 위해 해외로 보내야 하며 수개월이 소요된다는 답변을 받았습니다. 그 동안 아무런 연구를 수행할 수 없다는 사실과 동시에 졸업 연구 주제를 바꿔야 할 수도 있다는 불안감에 휩싸였고, 다른 방안을 찾아 나섰습니다. 그러던 중 일정하지 않은 부분을 자르면 되지 않을까 하는 생각이 들었고, 빔 출사구 앞단에 조리개를 설치하였습니다. 조리개의 직경과 위치를 조절하면서 beam profiler를 통해 최대한 빔의 품질이 균일한 부분을 선정하였고, 가공 실험의 재현성을 확보할 수 있었습니다.
위 두가지 경험을 통해 구성원들과의 소통의 중요성을 느끼고 포기하지 않는 끈기를 가지게 되었습니다. 또한, 결함의 원인을 분석하는 능력을 키울 수 있었습니다. 입사 후, 어떤 문제가 발생하여도 끊임없는 소통과 노력으로 문제를 해결하는 자세로 임하겠습니다.
3. 최근 사회 이슈 중 중요하다고 생각되는 한 가지를 선택하고 이에 관한 자신의 견해를 기술해 주시기 바랍니다.
[인공지능의 시대]
최근 4차 산업혁명이 주목을 받고 있으며, 그 중 Chat GPT와 같은 생성형 AI 기술이 발전을 거듭하고 있습니다. 생성형 AI가 도래한 2022년부터 전공에 상관없이 사람들은 코딩을 공부하고 있는 상황이며, 다양한 기업에서도 경쟁 우위를 확보하기 위해 우수한 인재를 확보하여 생성형 AI 개발에 속도를 내고 있습니다. AI의 성능 향상을 위해 계산 속도가 빠르면서 용량이 큰 DRAM의 수요가 증가하고 있고 시장의 규모 또한 커져 2025년에는 103억 달러에 달할 것으로 전망됩니다. 이에 맞춰 삼성전자 메모리 사업부에서도 HBM과 같은 메모리 반도체의 개발을 지속하여 시장을 선도하기 위한 기반을 마련하고 있습니다. 하지만 GDDR 대비 높은 제작 난이도와 생산 비용을 지녔으며 복잡한 내부 구조로 인해 열 관리가 어렵다는 문제점을 지니고 있습니다. 이를 해결하기 위해서 근본적으로 발생하는 원인을 해결하는 것이 중요하다고 생각합니다. 여러 개의 메모리 다이를 쌓아 제작되는 HBM의 특성상, 하나의 메모리 다이에 문제가 생겨도 HBM의 결함으로 이어지므로 각 다이의 수율이 중요합니다. 그리고 과열로 인한 성능 저하 방지를 위해서는 설계 최적화나 열전도성 재료의 사용 등과 같은 열 관리 기술이 필요할 것으로 생각됩니다. 또한 낮은 내구성을 해결하기 위한 패키징 공정 개선을 통해 HBM의 수명, 성능과 안정성을 향상시키는 연구 및 아이디어가 제시되어야 한다고 생각합니다. 그러기 위해서 삼성전자와 같이 끊임없이 연구하며 새로운 기술에 도전하고 실패를 발판 삼아 도약하고자 하는 자세가 중요하다고 생각합니다.
4. 지원한 직무 관련 본인이 갖고 있는 전문지식/경험(심화전공, 프로젝트, 논문, 공모전 등)을 작성하고, 이를 바탕으로 본인이 지원 직무에 적합한 사유를 구체적으로 서술해 주시기 바랍니다.
공정기술은 기술을 개발하고 개선하여 생산성과 수율을 높이는 역할을 수행합니다. 측정 데이터를 분석하고 문제의 원인을 파악하여 공정 최적화를 달성해야 합니다. 이를 위해 공정기술 엔지니어는 문제 해결을 위한 뛰어난 분석력이 중요하다고 생각합니다.
[레이저 빔 입사각 제어를 통한 FIB 가공 시간 79% 단축]
IC칩의 대면적 단면 분석을 위해 FIB-SEM 듀얼 빔에 펨토초 레이저를 결합하는 트리플 빔 장비 개발 연구를 수행하며 빔 입사각 제어를 통해 가공 효율을 높인 경험이 있습니다. 제 역할 중 하나는 Si wafer의 레이저 가공 공정 최적화였습니다. 공정 최적화를 위해서는 레이저에 의해 발생하는 가공 결함을 최소화하면서 넓은 영역을 수직에 가깝게 가공하여 FIB의 가공 영역을 최소화할 필요가 있었습니다. 하지만 가우시안 빔을 지니는 레이저의 특성상 가공 깊이가 깊어질수록 초점 흐려짐, 반사율 등의 원인으로 약 62°의 단면을 가공할 수 있었습니다. 해당 문제를 개선하기 위해 광학계 중 레이저의 편광 각도를 조절하여 빔의 강도를 일정하게 조절하는 attenuator를 적용한 경험에 기반하여 빔 입사각을 제어하여 측벽 가공을 진행하였습니다. 이를 위해 A 회전축 제어를 위한 goniometric stage를 활용하여 시편에 도달하는 빔의 각도를 제어하였습니다. 그 결과, 약 88°의 단면을 가공할 수 있었고 너비 300 𝜇m, 높이 100 𝜇m로 관측 영역을 설정하였을 때 빔 입사각 유무에 따른 단면 분석용 시편 제작을 위한 FIB 가공 시간을 약 79% 단축할 수 있었습니다.
[레이저에 의한 가공 결함 분석을 위한 라만 분광법 활용]
정확한 단면 분석을 위해 레이저 가공에 의한 결함은 제거되어야 하며 이를 위해 레이저 가공에 의한 기계적, 열적 영향부를 파악할 필요가 있습니다. Micro crack, recast layer 등은 SEM/EDS를 통해 관측되어 파악이 가능하나, 열적 영향부는 관측이 불가능하였습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 논문을 찾던 중 라만 분광법으로 분석 대상의 결함, 결정도, 잔류 응력 등을 측정할 수 있음을 알게되었습니다. 라만 분광법을 적용하여 레이저 가공으로 제작된 Si wafer 단면의 비정질화는 발견되지 않았으며, 열에 의한 인장 잔류 응력이 1 𝜇m 미만으로 확인되었습니다. 따라서 레이저 가공 결함을 제거하기 위해 필요한 FIB 가공량을 특정할 수 있었습니다.
공정 최적화 중 발생한 여러 문제들을 해결하기 위한 분석력을 키웠고, 이를 실무에 적용하여 공정 최적화를 이루어 내겠습니다."