길고 짧은 건 재봐야 안다
길이센터 진종한 박사 
     

국내 경제발전을 이끈 산업의 주역을 논할 때, 가장 으뜸이 되는 것은 단연 반도체 산업이다. 하지만 기초장비의 80 % 이상이 해외 제품이므로 국내 반도체 산업이 발전에 가속을 붙이는 데는 한계가 작용했다. 기존 휴대폰이 스마트폰으로 넘어가며 휴대전화 시장의 새로운 판도가 구성됐듯, 반도체시장 역시 더욱 집적된 기술로 새로운 구도가 형성되고 있는 것이다. 차세대 장비가 새롭게 요구되면서 전 세계적으로 다시 한 번 치열해진 반도체 경쟁. 이 가운데 국내 장비기술의 새로운 서막을 연 진종한 박사를 직접 만났다.

3차원 반도체 패키징 측정기술 개발
미래형 스마트 기기들은 작고 얇은 것은 물론, 유연성까지 요구되고 있어 초소형 기기를 제작하는 데 알맞은 제반 기술의 발전 역시 매우 중요한 과제로 언급된다. 점점 작아지는 스마트 기기를 만들기 위해서는 기기 회로 역시 작아져야 한다. 하지만 크기가 작아진다고 해서 기능까지 떨어지면 안 되는 만큼, 이 두 가지를 모두 충족시킬 수 있도록 회로를 아파트처럼 쌓아올리는 연구가 전 세계적으로 시도되고 있다. 이런 가운데 KRISS 길이센터 진종한 박사는 수직으로 부착된 회로를 연결시켜주는 ‘실리콘 관통 비아홀(Through Silicon via, TSV) 측정기술’을 개발, 지난해 산·학·연 관계자들과 대중들로부터 주목을 받았다. 외산기술도 기술적 난제로 어려움을 겪었던 TSV 기술을 젊은 과학자가 뚝딱 이뤄내며 세간의 관심을 이끌어낸 것이다.

“반도체에는 작은 패턴들이 수없이 깔려 있어요. 최근 기기들이 작아지면서 회로 역시 좁은 면적에 담을 수 있도록 아파트처럼 쌓아올리는 연구가 진행되고 있어요. 새로운 공정이다보니 측정방법 역시 새로운 게 필요하게 됐죠.”회로가 수직으로 쌓아지는 기술은 아파트처럼 회로를 집적해 쌓는다고 해서 ‘3차원 반도체 패키징 기술’로 불린다. 2차원 적인 선의 개념이 아니라 높이의 개념이 들어간 3차원 기술인 것이다. 때문에 집적된 각 층의 웨이퍼 간 전기신호를 주고받기 위한 수직도선 ‘TSV’ 깊이를 측정하는 것 역시 매우 중요해졌다. 하지만 비아홀의 지름은 좁고 깊어 정밀한 측정 기술이 어려웠고, 이로 인해 국내에서는 차세대 반도체 시장 진출에 어려움을 겪어 왔다.

“반도체를 설계하고 제작하는 기술은 우리나라가 앞서고 있지만, 해당 반도체를 제작하고 검사하는 기계가 외국 장비이기 때문에 반도체 강대국으로 가는 데 한계가 있습니다. 과거 우리나라가 반도체 시장에 진입할 때는 이미 해당 산업이 성숙한 상태여서 기본 인프라를 바꿀 수 없었지만 이제 3차원 패키지 공정으로 반도체 산업의 2막이 시작되는 만큼, 기술을 개발하고 시장을 선점하는 게 매우 중요합니다.”

보이지 않는 것을 볼 수 있어 매력적
진종한 박사는 해당 기술로  ‘이 달의 KRISS인 상’을 받기도 했다. 다양한 분야에 호기심이 많던 그는 넓은 범위를 공부할 수 있다는 지인의 귀띔에 기계공학을 전공, 이후 관심분야를 세분화 해 광계측을 파고들며 지금에 이르렀다. “처음 과학을 전공할 때는 ‘반드시 어떤 것을 해야 한다’라는 생각은 없었죠. 하지만 공부를 할수록 ‘길이측정’라는 분야가 주는 매력을 느끼기 시작했어요. 매우 작은 물질은 그 크기와 형상을 볼 수 없는데 계측은 결국 보이지 않는 것을 우리가 볼 수 있도록 만드는 작업이잖아요.”

사실 ‘표준’은 사회 구성원끼리 정한 약속이라는 점에서 매우 중요하다. 또한 많은 사람들이 표준을 어렵게 생각하는 것과 달리 우리의 일상생활 속에 깊숙이 자리하고 있어 표준과 우리의 삶은 떼려야 뗄 수 없는 관계이기도 하다.“카메라로 사진을 찍을 때도 각 회사마다 색감과 감도가 조금씩 다르잖아요. 때문에 어떤 게 맞는지 기준을 정하는 게 매우 중요해요. 즉, 표준의 역할을 ‘제품의 신뢰도를 쌓아주는 것’으로 이해하면 편하실 거예요. 아마 표준이 없다면 사회가 많이 혼란스러워질 걸요.”

많은 사람들은 표준이 삶의 변방에 있다고 생각하지만 실제로는 삶의 중심에 있다. 때문에 진종한 박사는 이를 더욱 연구하고 싶어 KRISS에 입사했다고 이야기했다. 일반적으로 대부분의 기관 혹은 기업에서는 검사계측 분야를 개발한 제품을 측정하기 위한 사후 단계로 사용하지만, KRISS는 측정을 중점적으로 다루고 있기에 이곳이라면 보다 심도 있는 연구를 진행할 수 있을 거라 생각한 것이다.

“KRISS에서 연구하는 것은 저 자신의 지적(知的) 호기심을 충족할 수 있고 사회에도 기여 할 수 있어 매우 만족스러워요. 또한 국가를 대표하는 측정기관인만큼 해외 다른 국가와도 교류가 많은 편이어서 안목과 시야를 넓힐 수 있어 매력적이죠. 한 우물을 깊게 팔 수 있는 환경을 제공해 주는 만큼, 앞으로 제 분야의 연구를 더욱 심도 있게 이어나가 사회에 발전하는 기술을 개발하고 싶습니다.” 진종한 박사의 앞으로의 연구를 더욱 기대해 본다.