SK하이닉스, 식각 공정에도 'AI 솔루션' 도입한다

SK하이닉스가 투자한 산업용 인공지능(AI) 기업 가우스랩스가 AI 기반 가상 계측 솔루션 '판옵테스 VM(Panoptes Virtual Metrology)'의 2.0 버전을 출시했다고 13일 밝혔다.
SK하이닉스는 박막 증착 공정에 이어 식각 공정에도 해당 솔루션을 도입할 계획이다.

반도체 계측은 반도체 제조 과정에서 반도체 소자의 물리적, 전기적 특성이 생산 공정별로 제대로 충족됐는지 측정해 생산성을 높이는 작업을 말한다.
판옵테스 VM 솔루션을 적용하면 물리적인 전수 계측 없이도 모든 제품의 공정 결과값을 예측할 수 있어 시간과 자원을 획기적으로 줄일 수 있는 것이다.

이번에 출시한 판옵테스 VM 2.0은 신규 모델링 기능들을 적용해 기존 버전 대비 예측 정확도와 사용성을 크게 개선한 것이 특징이다.

SK하이닉스는 성능이 개선된 판옵테스 VM 2.0을 식각 공정까지 확대 적용하기로 했다.
식각은 웨이퍼에 액체 또는 기체의 부식액을 이용해 불필요한 부분을 선택적으로 제거해 반도체 회로 패턴을 만드는 과정이다.

가우스랩스는 2022년 11월 판옵테스 VM 1.0을 출시했다.
SK하이닉스는 같은 해 12월부터 해당 솔루션을 양산 팹(Fab)에 도입해 '박막 증착' 공정에 적용했다.
박막은 절연된 반도체, 유리, 세라믹 등의 기판상에 형성된 아주 얇은 피막으로, 웨이퍼 위에 진공 증착이나 스퍼터링 등의 공정 기법을 통해 물리적·화학적 반응을 일으켜 박막을 입히는 공정이다.
박막의 두께와 굴절률은 반도체의 품질과 직결된다.

SK하이닉스는 판옵테스 VM을 통해 가상 계측한 결과값을 APC(장비의 최적 공정 조건을 찾아주는 솔루션)와 연동해 공정 산포(품질 변동 폭)를 약 29% 개선했고, 수율 또한 향상되는 효과를 얻었다.

가우스랩스는 '멀티 스텝 모델링' 기능을 이번 솔루션에 추가했다.
이는 예측하고자 하는 공정과 앞서 진행된 공정의 데이터를 함께 활용해 모델링을 할 수 있는 기능으로 이전 공정의 영향을 많이 받는 식각 공정에 이 기능을 활용하면 가상 계측의 정확도를 높일 수 있다.

가우스랩스 기술진은 유사 공정의 데이터를 통합해 가상 계측에 활용, 데이터 부족으로 발생할 수 있는 문제를 최소화한 '유사 공정 통합 모델링' 기능과 데이터 특성에 따른 최적의 예측 알고리즘을 자동으로 선택해주는 '알고리즘 자동 선정' 기능도 추가해 가상 계측 품질과 사용자 편의를 동시에 개선했다.

김영한 가우스랩스 대표는 "지난 4년간의 노력들이 가장 정밀한 제조 산업이라 불리는 반도체 분야에서 의미 있는 결과를 내는 만큼, 여기서 얻은 산업용 AI 기술력을 바탕으로 글로벌 시장을 개척해 나가겠다"고 말했다.