삼성전자

[반도체 제조 시스템에서 문제를 해결하는 설비 엔지니어가 되고자 지원했습니다] 실제 시스템을 제작하고 운영하는 과정에서 발생하는 문제를 분석하고 개선하는 경험을 통해 저는 설비 엔지니어라는 직무에 관심을 가지게 되었습니다. 설계 단계에서는 문제가 없어 보이던 구조도 실제 제작과 구동 과정에서는 다양한 변수로 인해 예상과 다른 문제가 발생했고, 이를 분석하고 구조를 개선하는 과정에서 시스템이 안정적으로 동작한다는 점을 경험했기 때문입니다. 이러한 경험을 통해 실제 제조 공정을 구현하고 안정적으로 운영하는 설비 엔지니어의 역할에 흥미를 가지게 되었습니다. 반도체 산업은 나노 단위의 정밀한 공정과 대규모 제조 시스템이 결합된 산업으로, 설비의 안정성과 공정 조건이 제품 수율과 직결되는 분야라고 생각합니다. 특히 삼성전자 메모리 사업부는 세계 최고 수준의 메모리 반도체 양산 능력을 기반으로 첨단 공정을 실제 제조 시스템으로 구현해 온 기업이라는 점에서 가장 도전적인 환경이라고 느꼈습니다. 저는 설비 엔지니어로서 공정 조건과 장비 동작 원리를 이해하고 실제 제조 현장에서 발생하는 설비 문제의 원인을 분석하며 공정 안정성과 생산성을 동시에 향상시키는 역할을 수행하고 싶습니다. 특히 설비 센서와 데이터를 활용해 장비 상태를 분석하고 공정 조건을 안정적으로 유지하며 메모리 반도체의 안정적인 생산과 수율 향상에 기여하는 엔지니어가 되고자 합니다.

[제작 실패 경험을 통해 설계와 제작을 함께 고려하는 엔지니어로 성장했습니다] 저는 실제 제작 과정에서 발생하는 문제를 분석하고 해결하는 경험을 통해 성장해 왔습니다. 그 출발점은 첫 항공기 제작 프로젝트의 실패였습니다. BF109 기체 설계도를 기반으로 Fusion360을 활용해 기체를 모델링하고 제작을 진행했습니다. 기존 설계도를 참고해 설계를 진행했기 때문에 설계 과정에는 큰 문제가 없다고 생각했고 제작 역시 큰 어려움 없이 진행될 것이라 예상했습니다. 그러나 실제 제작 과정에서는 예상과 다른 문제가 발생했습니다. 실제 기체를 축소한 스케일 모델이었기 때문에 동일한 비율로 날개를 제작할 경우 충분한 양력이 발생하지 않았고, 제작 지그를 고려하지 않은 상태에서 조립을 진행하면서 주익과 동체의 정렬이 미세하게 어긋났습니다. 그 결과 기체의 비행 안정성이 크게 저하되어 항공기는 정상적으로 비행하지 못했습니다. 이 경험을 통해 설계는 단순히 도면을 구현하는 과정이 아니라 실제 제작 환경과 조건을 고려해 조정되어야 하며, 제작 과정에서 발생하는 구조 오차와 조립 정렬이 시스템 성능에 큰 영향을 미친다는 점을 깨달았습니다. 이후 겨울방학 동안 비행 이론을 공부하며 중립점, 무게중심, 주익과 미익의 양력 분배와 같은 비행 안정성 요소를 학습했습니다. 또한 설계가 실제 비행에서 어떻게 작동하는지 확인하기 위해 폼보드를 활용한 프로토타입 항공기를 제작해 비행 안정성을 검증했습니다. 이러한 경험을 바탕으로 이후 창작기 프로젝트에서는 고정익 팀의 부팀장과 학술부장을 맡아 팀원들과 비행 이론과 구조 설계에 대한 학술 내용을 공유하며 기체 설계와 제작을 진행했습니다. OpenVSP와 XFLR5를 활용해 기체 형상을 분석하고 ANSYS 해석을 통해 구조 안정성을 검토하며 설계를 개선했습니다. 또한 이전 프로젝트에서 발생했던 구조 뒤틀림 문제를 방지하기 위해 동체 골격 프레임이 설계 간격에 맞게 정렬되도록 제작 지그를 설계했습니다. 그 결과 부산대·경북대 자작 항공기 대회에서 우수상을 수상할 수 있었습니다. 이후 저는 설계를 진행할 때 실제 제작 과정에서 발생하는 문제의 원인을 분석하고 이를 설계와 제작 방식에 반영하며 개선하는 방식으로 접근하고 있습니다. 또한 실패 경험에 그치지 않고 원인을 분석해 보완하고 다시 도전하는 과정을 반복하며 문제 해결 역량을 강화했습니다.

[EUV 공정에서는 공정 재현성과 설비 안정성이 중요하다고 생각합니다] 최근 반도체 공정이 미세화되면서 EUV 노광 공정의 중요성이 커지고 있다는 점에 관심을 가지게 되었습니다. MEMS 수업에서 교수님께서는 공정이 미세화될수록 단순히 더 작은 패턴을 구현하는 기술뿐 아니라 공정 조건 관리와 장비 정밀도가 함께 중요한 문제가 된다고 설명하셨습니다. 이 설명을 들으며 첨단 반도체 공정은 공정, 장비, 제조 환경이 함께 맞물려야 실제 양산에서 구현될 수 있는 제조 기술이라는 점이 인상 깊었습니다. 특히 EUV 공정에서는 동일한 공정을 반복하더라도 확률적으로 결함이 발생할 수 있다는 점이 흥미로웠습니다. 파장이 짧은 EUV 광은 광자 수의 통계적 특성에 영향을 받기 때문에 공정 조건을 정교하게 제어하더라도 결과가 완전히 동일하게 반복되기 어려운 영역이 존재합니다. 이는 단순한 기술 난이도의 문제가 아니라 공정 수율과 생산 효율 사이의 균형을 고려해야 하는 제조 공정 문제로 볼 수 있습니다. 이러한 특성을 보며 반복이 이루어지는 시스템에서는 원인은 다르더라도 결과의 변동성이 발생할 수 있으며, 이를 관리하지 않으면 일관된 성능을 유지하기 어렵다는 점을 중요하게 생각하게 되었습니다. 따라서 첨단 반도체 공정에서는 장비 성능뿐 아니라 공정 조건과 장비 상태를 안정적으로 유지하며 반복 생산에서의 공정 재현성을 확보하는 것이 중요합니다. 설비 엔지니어는 장비 동작 원리를 기반으로 이러한 변동을 관리하고 제조 시스템의 안정성을 유지하는 역할을 수행한다고 생각합니다.

[장비 시스템 설계 경험과 공정 조건 이해를 바탕으로 설비 문제 해결 역량을 갖추었습니다] 장비 시스템이 요구되는 성능을 안정적으로 구현하려면 구조 설계뿐 아니라 구동 방식, 제어 로직, 제작 과정에서 발생하는 문제 해결이 함께 이루어져야 한다고 생각합니다. 저는 시스템융합설계 연구실에서 진행한 대드론 시스템 제작 프로젝트를 통해 이러한 장비 시스템 설계와 개선 과정을 경험했습니다. 프로젝트에서 저는 대드론 포탑의 기계 구조 설계와 구동 시스템 구성을 담당했습니다. 먼저 드론의 이동 속도(약 30m/s)와 최소 추적 거리(약 10m)를 기준으로 포탑이 목표 방향을 따라가기 위해 필요한 각속도와 각가속도를 계산했습니다. 이후 포탑 형상과 탑재 장비 질량을 기반으로 관성모멘트를 산정하고 요구되는 구동 토크를 계산해 기어비와 풀리 구조를 고려한 BLDC 모터를 선정했습니다. 또한 카메라 기반 비전 센서를 활용해 드론 위치를 인식하고 탐지된 위치와 카메라심 간의 오차를 기반으로 포탑이 자동으로 회전하도록 제어 로직을 구현했습니다. 이후 CNC 가공과 알루미늄 프로파일을 이용해 구조물을 제작하는 과정에서 Pan 회전 구조의 간섭 문제가 발생했습니다. 턴테이블 베어링 두께가 볼트 머리 높이보다 낮아 회전 시 간섭이 발생했고, 이를 해결하기 위해 베어링과 포탑 구조를 동시에 지지하면서 높이를 보정하는 보조 구조를 설계했습니다. 해당 부품은 반복 구동 환경을 고려해 내충격성이 높은 소재로 제작해 장착했고, 그 결과 회전 간섭을 제거하면서도 구동 구조의 안정성을 확보할 수 있었습니다. 또한 MEMS 수업에서 CMP 공정을 조사하고 발표를 준비하며 슬러리 입자 크기, 패드 상태, 압력, 연마 시간과 같은 장비 운전 조건이 웨이퍼 평탄도와 수율에 영향을 미친다는 점을 이해했습니다. 장비 구조와 공정 운전 조건을 함께 고려하는 것이 실제 제조 환경에서 설비 문제를 분석하고 공정 안정성을 확보하는 데 중요하다는 점을 인식하게 되었습니다.