차세대 반도체가 양산에 성공하기까지는, 수많은 조건을 검증하고 최적화한 공정 개발 작업이 선행되어야 한다. 이 과정에서 핵심적인 역할을 하는 직무가 바로 R&D공정이다.
설계와 양산을 이어, 차세대 반도체 기술을 현실로 구현하는 R&D공정 구성원들은 실제로 어떤 역할을 수행할까? 그리고 이를 위해서는 어떤 역량이 필요할까? 뉴스룸은 SK하이닉스 대학생 앰버서더(이수진, 방승현)와 함께 SK하이닉스 미래기술연구원에서 공정 개발을 담당하는 김지은 TL(N-PMA팀), 최별 TL(Wafer Bonding팀)을 만나 R&D공정 직무에 관한 다양한 이야기를 들어봤다.
기술 경쟁력과 제조 효율, 두 마리 토끼 잡는 ‘R&D공정’
▲ 기반기술센터 소재분석실에서 공정 불량 검사 데이터를 분석하는 (왼쪽부터 시계 방향으로)김지은 TL, 이수진, 방승현 앰버서더, 최별 TL, 김태영 TL
반도체 제조 공정과 관련한 선행 기술을 개발하는 R&D공정 조직은, 제조 효율과 기술 경쟁력을 동시에 확보할 수 있는 신규 공정 및 장비를 적기에 개발하는 것이 핵심 목표다. 건축에 비유했을 때, 설계 및 소자 조직이 건물의 구조와 형태를 설계하고 필요한 재료를 정하는 역할을 한다면, R&D공정은 그 설계가 실제로 구현 가능한지를 검증하고, 구체적인 시공 기술과 공법을 개발하는 일을 담당한다. 즉, 반도체 제품의 설계가 완료된 후, 이를 실제 제조 공정으로 구체화하고 최적화하는 것이 바로 R&D공정의 주요 역할이다.
R&D공정 직군은 공정별로 전문화된 세부 영역을 중심으로 운영된다. 포토(Photo), 식각(Etch), 확산(Diffusion), 박막(Thin Film), C&C(Cleaning & CMP)로 구성된 반도체 전(前)공정(Front-end Process)군이 기본이다. 이와 함께, 공정 중 발생하는 불량을 분석해 공정 완성도와 제품 안정성을 높이는 PMA(Process Module Analysis) 직무도 R&D공정 내에서 중요한 역할을 한다. 또한 웨이퍼 본딩*과 같은 신기술 개발을 전담하는 조직들도 또다른 축을 담당하고 있다.
* 웨이퍼 본딩(Wafer Bonding): 서로 다른 웨이퍼를 정밀하게 접합해 수직 적층 구조를 형성하는 공정. 고성능 AI 반도체와 같이 복잡한 집적 구조 구현에 필수적인 핵심 기술이다.
R&D공정 엔지니어는 새로운 디바이스 구조가 실제로 제조 가능한지를 공정 단계별로 실험하고 검증하며, 일정 수준의 수율을 확보하는 과정을 거친다. 이후 양산에 적합한 조건이 마련되면 양산 라인에 공정을 적용할 수 있도록 기술을 이관해, 본격적인 생산이 가능하게 한다.
R&D공정은 이런 인재를 찾는다
R&D공정은 기존 공정을 개선하는 차원을 넘어, 차세대 반도체 기술을 실현하는 선행 연구의 출발점이자, 설계 및 소자와 양산을 잇는 기술적 중심축의 역할까지 수행한다.
따라서 R&D공정 직무의 핵심 역량은 ‘연구자로서 자질’이다. 반도체 전반에 대한 이론적 이해와 각 공정에 대한 기술적 지식은 기본이며, 불량 상황이나 변수 등에 대처하는 문제 해결 능력, 정량적인 근거에 기반한 정밀하고 논리적인 데이터 분석 역량 등이 중요하게 평가된다.
무엇보다 끊임없이 배우고 탐구하려는 태도가 필요하다. R&D공정 직무는 새로운 공정 조건이나 신소재, 신기술이 끊임없이 등장하는 분야인 만큼, 빠르게 변화하는 흐름을 따라가기 위한 지속적인 학습 능력과 문제에 대한 주도적 관심이 바탕이 되어야 한다.
SK하이닉스 채용을 담당하고 있는 송상목 TL(Talent Acquisition팀)은 “R&D공정은 반도체 산업에서 기술 혁신의 최전선에 있는 핵심 직무”라며, “AI와 데이터 기반의 공정 최적화, 미세화 한계를 극복하기 위한 신공정 개발 등 기술 변화와 함께 직무의 중요성도 빠르게 진화하고 있다”고 강조했다. 이어 그는 “경쟁력 있는 R&D공정 인재는 문제를 정확히 이해하고, 이를 분석해 적절한 연구 목표를 설정하며, 끝까지 해결책을 찾아가는 역량을 갖춰야 한다”며, “신기술 개발이나 개발 제품의 양산 적용 등에 관심이 있는 지원자라면 R&D공정 직무에 적극적으로 도전해 보길 바란다”고 조언했다.
Q1. 간단한 자기소개 부탁드립니다.
김지은 TL: 미래기술연구원 N-PMA(NAND Process Monitoring & Analysis)팀에서 근무하고 있습니다. 공정 내 발생하는 불량을 조기에 검출하고, 그 원인을 분석해 제품 개발에 소요되는 전체 기간을 줄이는 것이 팀의 주요 미션인데요. 저는 그중에서도 낸드 공정과 관련된 업무를 담당하고 있습니다.
최별 TL: 미래기술연구원에서 기존 공정의 한계를 극복하기 위한 신기술인 웨이퍼 본딩 개발을 진행하고 있습니다. 웨이퍼 본딩은 서로 다른 웨이퍼에서 필요한 부분만을 제작한 뒤, 이를 정밀하게 정렬·결합해 새로운 구조를 만들어내는 공정으로, 차세대 반도체 적층 기술로 주목받고 있습니다.
Q2. R&D공정의 업무는 보통 어떤 과정으로 진행되나요?
김지은 TL: 공정 기술 개발은 먼저, 핵심 요소 기술을 연구하고 실험하는 단계에서 시작됩니다. 이후 TF(Task Force)를 통해 기술의 완성도를 확보한 뒤, 양산이 가능한 조건으로 정제해 양산 조직에 이관하는 것이 일반적인 흐름입니다. 이 과정에서 저희 PMA팀은 각 공정의 불량 원인을 신속히 파악하기 위해 PEDTC(포토, 식각, 확산, 박막, C&C) 공정 팀들과 긴밀히 협업하고 있으며, 분석 방법 개발을 위해 기반 기술 센터와도 적극적으로 협력하고 있습니다.
최별 TL: 반도체 공정 개발은 여러 공정이 밀접하게 연결되어 있기 때문에, 협업은 필수입니다. 불량의 원인을 추적하고 공정을 개선하는 과정은 물론, 공정에 적합한 장비를 도입하거나 최적의 조건을 도출하기 위해 장비사와 협업하는 일도 많습니다. 개발 완료 후 양산 조직으로의 이관을 위한 협업도 중요한 과제 중 하나입니다.
Q3. 직무를 수행하는 데 가장 중요한 요소는 무엇이라 생각하나요?
김지은 TL: R&D 공정 직무의 모든 업무 과정에 협업이 이루어지기 때문에, 이를 위한 ‘의사소통’ 능력이 매우 중요합니다. 또한, 원하는 결과가 나올 때까지 반복적으로 실험을 수행해야 하는 까닭에, 이를 뒷받침하는 ‘끈기’와 ‘호기심’도 중요합니다.
최별 TL: 저는 ‘정확도’와 ‘치밀함’을 꼽고 싶습니다. 내가 진행한 실험의 결과는 후속 실험의 레퍼런스로 계속 활용되며, 미래 기술 연구에도 큰 영향을 미칩니다. 모든 평가를 정확하게 수행하고, 그 기록을 치밀하게 기록하는 것이 R&D공정 연구자의 자세라고 생각합니다.
Q4. R&D공정 직무를 꿈꾸는 예비 지원자에게 조언을 해주신다면?
김지은 TL: 실험을 설계하고 원인과 결과를 분석하는 데 흥미를 느껴본 경험이 있는 분이라면 새로운 기술을 실험하고, 결과를 해석하며, 문제를 해결해 가는 과정을 반복하는 R&D공정 직무가 잘 맞을 거라 생각합니다. 전공 지식이나 데이터 분석 능력이 있다면 실무를 빠르게 이해하는 데 도움이 될 텐데요. 그보다도 끊임없이 배우고자 하는 태도가 가장 중요합니다.
최별 TL: 백지 상태에서 출발하는 일을 흥미롭게 받아들이는 분이라면 분명 잘 적응하실 수 있습니다. 물론 회사에는 다양한 성향의 인재들이 각자의 방식으로 잘 기여하고 있기에, 그보다는 자신을 잘 알고, 그 강점이 어떤 역할에 적합한지 논리적으로 설명할 수 있다면 도움이 될 것입니다.
