[나는 신입사원입니다! 시즌 2] Ep. 7 우리 삶에 필수적인 물질 연구로 많은 산업의 기틀이 되어 주는 ‘화학’ 전공 신입사원들의 모습은?

우리는 다양한 물질로 이루어진 세계에 살고 있다. 이 세계를 더욱 편리하고 건강하게 발전시키기 위해서는 이러한 물질에 대한 깊은 이해와 연구가 필수적이다. 그렇기에 우리 삶에는 ‘화학’이라는 학문이 존재한다.

나는 신입사원입니다! 시즌 2 일곱 번째 에피소드! 화학을 심도 깊게 연구하고 삼성전자 반도체에 입사한 신입사원들을 만나보았다.

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반도체 산업의 씨앗, 화학

화학은 물질의 기본 구조와 특성, 물질이 변화하는 원리, 그리고 그 과정에서 일어나는 에너지 변화 등의 현상을 탐구하는 학문이다. 이렇게 화학에서 발견하고 개발한 물질은 다양한 산업이 거동하는 데에 가장 기초적인 자원이 된다.

특히 반도체는 수많은 화학 물질과 반응들로 구성되는 만큼, 화학은 반도체 산업에 없어서는 안 되는 중요한 존재다. 오늘의 주인공들은 화학 전문가로서 삼성전자 반도체에서 어떤 임무를 수행하고 있을까?

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Q. 반갑습니다. 자기소개와 함께 담당 업무에 대해 설명 부탁드립니다

박준우: 안녕하세요. 저는 삼성전자 SAIT에서 근무하는 박준우입니다. SAIT는 장기적인 관점에서 삼성전자 및 계열사에 필요한 미래 기술을 연구하고 개발하는 조직입니다. 이곳에는 연구 분야별로 여러 리서치센터가 존재하는데요. 저는 그중 Air Science Research Center 내 Eco-friendly Conversion TU에서 온실가스 저감 기술 및 친환경 대기 기술에 대한 연구를 맡고 있습니다.

이원규: 반갑습니다. 저는 반도체연구소 DRAM공정개발팀 이원규입니다. DRAM공정개발팀은 미래 공정 기술을 개발하고, DRAM 신제품이 성공적으로 양산될 수 있도록 지원하는 곳입니다. 저는 이곳에서 DRAM 제조 중에 발생한 웨이퍼 표면의 다양한 오염물질들을 제거하고, 선택적으로 원하는 막질을 식각할 수 있는 세정공정(Cleaning) 개발을 담당합니다.

유정곤: 메모리Defect제어팀에서 DME(Defect Methodology Engineering)을 담당하는 유정곤이라고 합니다. 반도체 제조 과정에서는 FAB 내의 다양한 요인으로 인해 웨이퍼에 결함이 발생할 수 있습니다. 그렇게 되면 수율이 떨어지며, 제품이 제대로 작동하지 않는 품질 위험으로도 이어질 수 있는데요. DME는 이러한 문제 예방을 위해 결함 발생 시 빠르게 조치하고, 결함의 근원을 파악하여 재발하지 않도록 개선하는 업무입니다.

Q. 세분의 업무에 대해 좀 더 자세히 들어볼 수 있을까요? 해당 직무는 삼성전자 반도체에서 어떤 역할이며, 각자 현재 어떤 부분에 집중하고 있는지 궁금합니다

유정곤: 제가 맡고 있는 DME 업무는 ‘종합병원 의사’와 비슷한 역할입니다. 결함을 환자의 질병에, DME를 의사에 비유할 수 있는데요. 의사가 환자의 증상에 따라 수술이나 처방을 한 후 경과를 지켜보면서 부작용 혹은 재발 가능성을 확인하듯이, 저도 각 결함에 맞는 피드백을 통해 결함을 조치 및 개선합니다. 또한, 이 과정을 모니터링하여 문제 발생에 대비하고 동일한 결함이 재발하지 않도록 관리합니다. 저는 이 과정을 높은 정확도로 수행하는 것에 집중하고 있습니다.

박준우: 제가 속한 Air Science Research Center의 Eco-friendly Conversion TU는 기업의 사회적 책임과 기후변화 대응에 있어 중요한 임무를 수행합니다. 삼성전자 반도체의 탄소중립 달성에 직접적으로 기여하는 역할이라 할 수 있습니다. 이산화탄소나 과불화화합물 등의 온실가스를 저감하는 기술에는 분리, 전환, 저장 등의 다양한 접근 방식이 있는데요. 저는 그중 사업장에서 배출되는 온실가스를 전환하거나 저감하기 위한 무기 촉매* 기술을 집중적으로 연구하고 있습니다.

이원규: 공정 개발 직무는 삼성전자 반도체 제품의 수율과 신뢰성 향상에 핵심적인 존재입니다. 수많은 반도체 제조 공정 중, 웨이퍼 표면의 오염 물질을 제거하는 세정공정(Cleaning)은 전체 공정에서 비중이 큰 중요한 공정인데요. 반도체가 점점 미세화되고 고성능화되면서 중요도가 더욱 높아지고 있으며, 이에 대한 공정 개발 및 개선도 필요합니다. 이에 따라 저는 정밀한 반도체 구조의 손상 없이 오염물질만 선택적으로 제거하는 기술 개발을 위한 반응 메커니즘 연구에 힘쓰고 있습니다.

* 무기 촉매: 무기물인 금속, 이온결합물, 무기화합물 등으로 구성된 촉매로, 화학 반응을 촉진하는 데에 사용된다

Q. 원규 님과 준우 님은 박사 신입이라고 들었어요. 박사 학위 과정에선 어떤 연구를 진행했나요?

이원규: 저는 자원을 효율적으로 활용하기 위해 자연에 풍부한 탄화수소를 고부가가치의 질소화합물로 전환하는 유기광반응을 개발하고 그 반응 메커니즘을 연구했습니다. 그 결과, 높은 효율성과 선택성을 가진 질소화합물을 생성할 수 있는 반응을 발견했습니다. 당시의 놀라움은 지금도 잊지 못합니다. 이 경험을 통해 반응 메커니즘 연구에 더욱 몰두하게 되었고, 기존 반응으로는 생성하기 어려웠던 화합물을 쉽게 생성할 수 있는 새로운 반응도 발견하면서 연구 범위를 확장할 수 있었습니다.

박준우: 저는 이산화탄소 저감 소재 개발에 대한 연구로 박사 학위를 취득했습니다. 대학 신입생 때 참여한 국제 대학생 교류 행사에서, 연사분들이 지속가능성에 관한 미래 비전을 열정적으로 이야기하는 모습을 보고 환경 문제에 관심을 갖게 되었습니다. 그때부터 ‘내 연구가 사회에 도움이 되면 좋겠다.’는 소망을 갖게 되었어요.

대학원에서는 귀금속 나노입자를 합성하고 이를 다른 유용한 물질로 전환하는 원리를 연구했는데요. 당시 연구실에서는 이 나노입자를 친환경 촉매로 사용하기 위한 방안을 모색 중이었고, 저는 이산화탄소의 전기화학적 환원 반응에 쓰이는 귀금속 나노입자를 촉매로 만들어 그 원리를 연구했습니다. 이 과정을 통해 제 오랜 이상을 실현하는 데 한 걸음 다가설 수 있었습니다.

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화학도에서 전문가로 한 발짝 내딛기까지

특정 분야에서 커리어를 시작하는 순간, 선택의 방향성은 다양하다. 이들은 그 갈림길에서 반도체 산업을 선택하고 삼성전자 반도체의 일원이 되기까지 어떤 고민과 노력 과정을 거쳤을까?

Q. 화학과 연관이 깊은 다양한 산업 중에서 반도체 산업과 현재 직무를 선택한 이유는 무엇인가요?

박준우: 박사 졸업을 준비하던 중, 삼성전자가 국내 반도체 기업 중 최초로 ‘탄소 포집 연구소(SAIT Air Science Research Center의 전신)’를 신설하고 인재를 모집한다는 소식을 접했습니다. 당시 기후 변화 문제는 모든 산업에서 해결해야 할 주요 과제로 떠오르고 있었고, 저 역시 이에 큰 관심을 두고 있었는데요. 반도체는 우리의 일상을 지탱하는 중요한 산업이면서 동시에 환경 문제와 밀접하게 엮여 있기에, 이러한 문제를 직접 해결해 보고자 현재의 직무를 선택했습니다.

이원규: 점점 미세화되는 반도체 제품의 성공적인 양산을 위해서는 다양한 화학 물질과 새로운 반응 메커니즘이 필요합니다. 저는 박사 학위 과정에서 새로운 반응 경로를 발견한 경험이 있었고, 당시 그 발견을 산업에 적용하고 확장하는 방안을 직접 확인하고 싶었습니다. 이러한 경험과 기대감을 바탕으로 반도체 제조 공정의 핵심 기술 개발에 참여하고자 삼성전자 반도체에 입사했습니다. 특히 현재 담당 분야인 세정공정은 여러 화학 물질과 반응 메커니즘을 연구할 수 있다는 점이 매력적이었습니다.

유정곤: 학부 시절 반도체 관련 연구에 학부 연구생으로 참여했습니다. 당시 수율을 높일 수 있는 최적의 실험 조건을 찾아내는 과정에 흥미를 느꼈고, 해당 부분에서 전문성을 쌓고 싶다고 생각했습니다. 그래서 반도체 공정 기술을 최적화하고 생산성을 높이는 공정 기술 직무를 선택하게 되었습니다.

Q. 박사 신입의 경우 채용부터 입사까지 어떤 과정을 거치게 되는지 궁금합니다

이원규: 박사 신입 지원자들은 필기시험은 따로 진행하지 않고, 경력 채용에 준하는 과정을 거칩니다. 먼저 서류(지원서) 작성을 진행합니다. 학위 과정 동안 진행한 연구 내용과 이를 실무에 어떻게 적용할 것인지 소개하기 위한 과정입니다. 서류 전형에서 해당 직무에 적합하다고 평가받은 지원자는 전화 면접, 기술 면접, 임원 면접 등을 거치게 되는데요. 이 과정에서는 전공 분야에 대한 전문성, 현업에서 발생할 수 있는 문제에 대한 해결력 등을 피력하기 위한 발표를 진행합니다.

Q. 취업 준비 과정도 궁금해요. 당시 가지고 있었던 고민 혹은 중점을 둔 부분은 무엇이었나요?

이원규: 반도체연구소 입사를 준비하면서 가장 많이 고민한 부분은 ‘내 연구 경험과 가치관이 회사가 추구하는 방향과 일치하는가?’와 ‘내 경험과 역량이 반도체 산업과 회사의 발전에 얼마나, 어떻게 기여할 수 있는가?’였습니다. 임원 면접 과정 중 이러한 고민 과정을 말씀드렸고, 면접관님께서 ‘문제 해결에 대해 고민하고 노력해 온 자세가 미래 반도체 발전에 큰 영향을 미칠 것’이라는 답변을 해주셨습니다. 그 말을 듣고 제 연구 경험과 노력이 언젠가 빛을 발할 것이라 확신했고, 앞으로 반응 메커니즘을 기반으로 문제 해결에 더욱 힘쓰겠다고 결심했습니다.

유정곤: 공정 기술 업무는 많은 부서와의 협업을 통해 진행됩니다. 그래서 저는 협업 경험과 역량을 지원서에 잘 담아내는 것에 집중했습니다. 학부 시절 과 대표로서 여러 행사를 진행하며 공동의 목표를 위해 협업한 경험과 그 과정에서 발생한 갈등 해결을 위해 노력한 부분을 솔직하게 기술하며 협업 역량을 강조했습니다.

Q. 노력 끝에 최종 합격을 확인한 당시에는 어떤 감정을 느끼셨나요?

유정곤: 오랜 준비와 노력 끝에 합격이라는 결실을 맺어 큰 보람을 느꼈습니다. 제가 선택한 산업과 직무에 대한 열정을 인정받았다는 느낌에 자신감도 높아졌고요. 회사의 일원이 되는 순간이 기대되었고, 특히 다양한 계열사의 동기들과 처음 만나는 자리인 SVP(Samsung Value Program) 신입사원 입문 교육이 가장 기대되었습니다. 실제로 교육 과정은 매우 즐거웠고, 당시 함께한 SVP 팀원들과는 지금까지도 주기적으로 소통하며 친하게 지내고 있습니다.

박준우: 합격 사실에 무척 기뻤고, 새로운 모험을 떠나는 기분도 들었습니다. 한편으로는 ‘이제는 진정한 전문가로서 사회에 나간다’는 점에서 부담감도 느꼈습니다. 그러나 삼성전자가 가진 다양한 자원과 기후 위기라는 범지구적 이슈가 만나는 지점에서 연구원으로서 커리어를 시작하게 된 만큼, 후회 없이 일하고 성장하겠다고 다짐했습니다.

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시행착오는 잠시, 전문가로서 나만의 목표를 찾기까지

낯선 환경과 임무를 앞에 둔 상황에서, 시행착오는 존재하기 마련이다. 이들이 자신의 임무를 원활히 해내고 마침내 새로운 꿈도 찾게 되기까지는 어떤 과정이 있었는지 물었다.

Q. 실무 투입 후 예상치 못한 어려움을 마주한 적이 있나요?

박준우: SAIT는 연구 과제를 기반으로 업무를 진행하는 조직입니다. 입사 초반에 예상치 못한 다른 과제를 맡게 되었는데요. 처음에는 용어들도 낯선 데다가, 과제원들의 전공도 다양해서 서로 문제를 바라보는 관점의 차이가 있어 당혹스러웠습니다. 하지만 이를 스스로의 한계를 깨는 계기로 삼아야겠다고 생각했습니다. 대학원에서 스스로 문제를 정의하고 풀어나갔던 경험을 반추하며 관련 자료를 찾고, 모르는 항목에 대해서는 동료들에게 적극적으로 배우는 자세로 이를 헤쳐 나갔습니다.

유정곤: Defect 제어 업무는 모든 공정을 숙지하고 있어야 합니다. 그래서 입사 초반에는 매일 자료를 찾아보며 공부했는데요. 이미 정리되어 있는 자료를 눈으로만 보고 익히는 것이 쉽지 않았습니다. 그래서 공정 프로세스를 직접 손으로 그리면서 이해하고, 나만의 방법으로 다시 정리하기 시작했습니다. 이렇게 하다 보니 어느 순간부터 모든 공정과 흐름을 쉽게 이해할 수 있게 되었습니다.

Q. 반대로, 입사 전에 쌓은 경험이 현재 업무에 직접적인 도움이 된 부분이 있다면요?

유정곤: 화학과에서는 다양한 화학 반응과 반응물(혹은 생성물)의 성질에 대해 배울 수 있습니다. 반도체 공정 중 결함의 근원을 찾고 제거하는 과정에서는 결함의 성분이 무척 중요한 단서가 되는데요. 학부 시절 얻은 화학적 지식을 기반으로, DME 업무 중 어떤 화학 반응에 의해 어떤 성분의 결함이 발생하는지 알아내고, 그 성분을 제거하기 위해 어떤 화학 물질이 필요한지를 판단하는 과정을 진행하고 있습니다.

Q. 현재까지 회사 생활 중 특별히 기억에 남았거나 소개하고 싶은 경험이 있다면 말씀해 주세요

이원규: 저는 멘토링 프로그램 참여 경험을 소개하고 싶습니다. 반도체연구소는 신입 직원의 빠른 적응을 위한 멘토링 프로그램을 운영 중입니다. 입사 초반, 세정공정에 대해 공부하면서 정말 많은 궁금증을 가지고 있었는데요. 당시 멘토 선배님에게 공유받은 지식과 노하우를 통해 해당 업무를 깊이 이해할 수 있었고, 독립적으로 업무를 수행할 수 있게 되었습니다. 제 멘토이신 DRAM 공정개발팀 김수지 선배님께 이 자리를 빌려 감사의 말씀을 전하고 싶습니다.

박준우: 저는 온실가스 저감 기술 연구뿐만 아니라 DX(Digital Transformation) Agent 업무도 맡고 있습니다. DX는 디지털 기술을 통해 업무 문화를 데이터 기반으로 투명하고 민첩하게 혁신하여 새로운 미래 가치를 창출하는 활동을 의미합니다. 제 역할은 부서원들에게 사내에 새로 도입된 디지털 및 AI 툴 활용법을 안내하고, SAIT와 DS부문에서 진행되는 DX 관련 정책을 이해하기 쉽게 설명하는 것인데요. 처음에 이 업무를 맡게 되었을 때는 조금 당황스러웠습니다. 연구원으로서는 완전히 새로운 업무로 느껴졌기 때문인데요. DX Agent는 이전에 없던 새로운 역할이었기에 오히려 선례를 만들어 나간다고 생각하며 임했고, 지금은 회사 생활의 활력소가 되었습니다.

Q. 마지막 질문입니다. ‘나만의 커리어 목표’가 있나요?

박준우: ‘연구원’ 하면 보통 외골수 이미지를 떠올리실 텐데요. 저는 연구원이야말로 타인의 언어를 잘 이해하고 자신의 언어로 흡수해 정리하는 능력이 필요하다고 생각합니다. 그래서 친환경 무기 소재 분야에 정통하면서, 협업하는 모든 사람과 원활한 소통이 가능한 연구원이 되는 것이 목표입니다. 또한, ‘세상에 없던 기술로 인류의 삶을 빛나게’라는 삼성전자 SAIT의 미션을 자신감 있게 이끄는 연구원이 되고자 합니다.

유정곤: 반도체가 미세화될수록 새로운 결함도 발생하기 마련이기에, Defect제어팀은 그만큼 큰 책임을 지고 있습니다. 저는 효과적인 결함 예방과 개선을 통해 ‘웨이퍼에서 한 칩만이라도 더 살리자.’는 목표로 업무를 수행하고 있습니다. 한 칩의 영향이 작게 느껴질 수 있지만, 이 목표를 매일 실현하다 보면 큰 영향으로 이어질 거라고 생각합니다. 지금도 부서 선배님들에게 많은 격려와 도움을 받고 있는데요. 빠른 시일 내에 부서에 큰 도움이 되는 전문가로 성장하고자 합니다.

이원규: 삼성전자 반도체 세정공정 엔지니어로서, 제 분야에 대해 어떤 질문이 들어와도 자신 있게 설명할 수 있는 전문가가 되고 싶습니다. 더불어 직접 개발한 신소재, 신공정으로 DRAM 제품 발전에 기여하는 것이 목표입니다. 이를 위해 항상 “왜?”라는 의문을 품고 깊이 탐구하는 자세를 유지하고 있습니다.

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오늘 삼성전자 반도체 뉴스룸이 만나 본 화학 전공 신입사원들은 각자의 자리에서 만족하지 않고, 끊임없이 자신이 맡은 분야를 탐구하며, 역량을 높이고 있다고 느꼈다. 이들이 이끌어갈 반도체 산업의 미래는 어떤 모습일지 기대해 본다.