AI가 반도체 양산 결함 잡아준다…어플라이드 머티어리얼즈, 익스트랙트AI 등 공정 제어 시스템 공개

인라이트 광학 웨이퍼 검사 시스템. /어플라이드 머티어리얼즈 인공지능(AI)이 반도체 수율을 높이는 데에도 활용된다. 어플라이드 머티어리얼즈(이하 어플라이드)는 20일 빅데이터와 AI 기술을 활용한 새로운 공정 제어 시스템을 공개했다. '인라이트(Enlight)' 광학 웨이퍼 검사 시스템과 SEM비전 전자빔 리뷰 시스템, 그리고 그 사이에 새로운 익스트랙트 AI 기술 등 3가지다. 인라이트는 업계 최고 수준의 고해상도와 고속 검사 기술을 결합한 장비다. 경제적이고 효율적인 광학 검사를 가능케 한다. 이를 통해 치명적인 결함을 포착하는 비용을 3배나 절감할 수 있다는 게 어플라이드 설명이다. 남은 비용으로 더 많은 검사 스텝을 넣을 수도 있다. 첨단 광학 기술로 더 많은 데이터를 수집할 수도 있으며, 이렇게 확보한 빅데이터로 수율 저하 요소를 더 빨리 예측, 라인 모니터링을 개선하는 것도 가능하다. 수율 저하 요소도 즉시 감지해, 문제 발생시 공정을 중단해 수율을 보호하고 근본 원인을 추적할 수 있어 공정 개선 시간을 단축, 양산 체계를 다시 빠르게 회복해줄 것으로 기대된다. 익스트랙트 AI 기술은 빅데이터를 이용해 여기에서 생성되는 미약한 신호와 노이즈를 수율 저하 결함과 빠르게 구별해낸다. 인라이트에서 확인한 잠재 결함의 0.0001% 수준을 리뷰하는 것만으로 중요 결함을 추출할 수 있다. 웨이퍼 상태에 따른 적응력도 높으며, 웨이퍼를 스캔할 수록 성능을 향상시킬 수도 있다. 제조사는 반도체 칩 개발과 생산 및 수율 증대를 가속화할 수 있다. 광학 검사 시스템에서 생성된 빅데이터와 특정 수율 신호를 분류하는 전자빔 리뷰 시스템을 실시간으로 연결하는 것은 익스트랙트 AI가 유일하다. SEM비전은 익스트랙트AI에서 받은 결과를 이용해 수율 저하 결함을 검출해내는 역할을 한다. 인라이트와도 실시간 연동해 새로운 결함을 즉시 식별하고 수율과 수익성을 향상시킬 수 있다. SEM비전 G7시스템부터 새로운 시스템과 호환된다. 어플라이드는 최근 반도체 기술이 복잡해지면 작은 결함까지 수율 저하 요소로 확대, 결함을 검출하고 수정하는데 어려움을 겪는데 착안해 이번 제품을 선보이게 됐다. 짧은 선폭과 3D 트랜지스터, 멀티 패터닝 등으로 미묘한 편차가 일어나게 된 것. 어플라이드는 우선 파운드리와 로직 공정을 중심으로 협력을 확대했으며, 메모리 공정에도 적용을 추진 중이라고 설명했다. 댄 허치슨 VSLI리서치 회장 겸 최고경영자는 "수율 저하 결함을 노이즈로부터 신속하고 정확하게 구별하는 것은 반도체 제작 엔지니어들이 지난 30여 년간 고심해온 문제"라며, "익스트랙트AI기술이 탑재된 어플라이드 머티어리얼즈의 인라이트 시스템은 이 문제를 해결하는 혁신적 방법을 제시한다. 사용하는 시스템 수가 늘어남에 따라 AI가 더욱 스마트해지기 때문에 반도체 제조사는 점점 더 웨이퍼당 수익을 높일 수 있다"라고 말했다. 키스 웰스 어플라이드 머티어리얼즈 이미징 프로세스 컨트롤 제품군 부사장 겸 총괄매니저는 "공정 제어를 위한 어플라이드의 새로운 플레이북은 빅데이터와 AI를 결합해 스마트하고 적응력이 뛰어난 솔루션을 제공해 고객이 시간을 단축하여 최대 수율을 달성하도록 지원한다"라며 "반도체 제조사는 이 같은 고유 기능을 활용해 새로운 공정 노드를 더욱 빠르게 양산하고 공정 전반에 걸쳐 수율에 치명적인 결함을 안정적으로 검출할 수 있다"고 기대했다. /김재웅기자 juk@metroseoul.co.kr