▲ ‘인라이트(Enlight)’ 시스템, ‘익스트랙트AI(ExtractAI)’ 기술, ’SEM비전(SEMVision)’ 전자빔 리뷰 시스템의 콤비네이션으로 이루어진 어플라이드 머티어리얼즈의 새로운 솔루션 (사진 제공: 어플라이드 머티어리얼즈)

20일 오전, 어플라이드 머티어리얼즈(Applied Materials)는 온라인 기자간담회를 통해 빅데이터와 AI 기술을 활용한 공정 제어 시스템 플레이북을 공개했다. 본 행사에는 어플라이드 머티어리얼즈 코리아 이석우 전무가 참석해 발표를 진행했으며, 공개된 새로운 플레이북은 △‘인라이트(Enlight)’ 광학 웨이퍼 검사 시스템 △‘익스트랙트AI(ExtractAI)’ 기술 △’SEM비전(SEMVision)’ 전자빔 리뷰 시스템의 세 가지 요소를 포함한다.

이석우 전무는 “수율 저하 결함을 노이즈로부터 신속하고 정확하게 구별하는 것은 반도체 제작 엔지니어들이 지난 30여 년간 고심해온 문제이다. 기존에 전통적인 광학검사기는 검사기 자체의 기술에 주로 의존해왔지만, 어플라이드가 제시하는 새로운 방식은 광학검사기 '인라이트' 장비와 SEM비전' 장비에 '익스트랙트AI' 기술을 결합한 업계 유일한 솔루션이다”라며, “전자빔 리뷰 시스템의 최상의 이미지를 통해 데이터를 분류 및 분석하고, AI 기술을 통해 자동적으로 결함을 분류해낸다. 이러한 모든 기술이 서로 커뮤니케이션하며 최종적으로는 고객이 원하는 데이터만을 실시간으로 제공하는 이점이 있다”라고 밝혔다.

▲ 어플라이드 머티어리얼즈 코리아 이석우 전무

▲ 새로운 ‘인라이트’ 시스템의 결함 포착 성능은 최대 3배 비용 효율적이라고 밝혔다. (사진 출처: 어플라이드 머티어리얼즈)

이석우 전무는 어플라이드 머티어리얼즈가 새롭게 제시하는 빅데이터와 AI 기술을 핵심 칩 제조 기술에 적용한 공정 제어를 위한 플레이북을 소개했다. 본 플레이북은 실시간 연동해 작동하는 것은 물론 기존 방식보다 빠르고 우수하며 효과적인 비용으로 결함을 검출∙분류하는 △새로운 ‘인라이트’ 광학 웨이퍼 검사 시스템 △새로운 ‘익스트랙트AI’ 기술 △’SEM비전’ 전자빔 리뷰 시스템의 세 가지 요소로 구성된다.

5년간의 개발 기간을 거친 새로운 ‘인라이트’ 광학 웨이퍼 검사 시스템은 업계 최고 수준의 고해상도∙고속 검사 기술을 결합한 장비로서, 첨단 광학 기술을 통해 스캔당 더 많은 데이터를 수집한다. 인라이트 시스템 아키텍처는 경제적이고 효율적인 광학 검사를 제공하여 경쟁사에 비해 치명적인 결함을 포착하는 데 투입되는 비용을 3배 절감할 수 있다고 소개됐다.

반도체 제조사는 ‘인라이트’ 시스템을 통해 비용 부분을 개선하여 공정 중에 더 많은 검사 스텝(step)을 넣을 수 있고, 시스템에서 얻어진 빅데이터로 수율 저하 요소를 보다 빨리 예측함으로써 통계적 공정 방식인 ‘라인 모니터링’을 개선할 수 있다. 또한, 수율 저하 요소를 즉시 감지함으로써 문제 발생 시 공정을 중단해 수율을 보호하고, 근본 원인을 추적함으로써 공정 개선 시간을 단축해 양산 체계로 빠르게 복귀할 수 있도록 도와준다.
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▲ ‘인라이트’ 시스템에 ‘익스트랙트AI’ 기술을 결합함으로써 결함 추출 효율을 높여 제조사는 이를 통해 생산량 증대를 가속할 수 있다고 밝혔다. (사진 출처: 어플라이드 머티어리얼즈)

▲ ‘SEM비전’ 시스템은 현재 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 전자빔 리뷰 기술이라고 밝혔다. (사진 출처: 어플라이드 머티어리얼즈)

어플라이드의 데이터 사이언티스트들이 개발한 새로운 ‘익스트랙트AI’ 기술은 최신 광학 스캐너에서 생성되는 수백만 개의 미약한 신호와 ‘노이즈’를 수율 저하 결함과 신속 정확하게 구별해 내는 기술로서, 이는 웨이퍼 검사에서 가장 어려운 과제를 해결한 것이다. ‘익스트랙트AI’는 광학 검사 시스템에서 생성되는 빅데이터와 특정 수율 신호를 분류하는 전자빔(eBeam) 리뷰 시스템을 실시간으로 연결하는 업계 유일한 솔루션이라고 소개됐다. 이 같은 빅데이터를 추론해 웨이퍼 맵의 모든 신호를 분류하고 수율 저하 요인을 노이즈와 구분해 준다.

‘익스트랙트AI’ 기술은 ‘인라이트’ 검사 장비에서 전달된 잠재 결함들의 단지 0.001% 수준의 리뷰만으로도 웨이퍼에서 대부분의 중요 결함을 추출할 수 있는 효율적인 기술이다. 반도체 제조사는 이를 통해 반도체 칩 개발, 생산∙수율 증대를 가속화할 수 있다. 이 AI 기술은 웨이퍼 상태에 따른 적응력이 뛰어나며, 대량 생산 과정 중에 생기는 결함을 빠르게 식별하는 동시에 더 많은 웨이퍼가 스캔 될수록 그 성능과 효율성이 점진적으로 향상된다고 소개됐다.

‘SEM비전’ 전자빔 리뷰 시스템은 전 세계적으로 사용되고 있는 전자빔 리뷰 기술이다. 최상의 해상도를 제공하는 ‘SEM비전’ 리뷰 시스템과 ‘익스트랙트AI’ 기술을 통해 ‘인라이트’ 시스템에서 검출된 웨이퍼 내 노이즈로부터 결함을 분류하고, 수율 저하 결함을 효과적으로 검출한다. ‘인라이트’ 시스템과 ‘익스트랙트AI’ 기술, ‘SEM비전’ 시스템은 실시간 연동됨으로써 고객이 제조 과정에서 새로운 결함을 즉시 식별하여 수율과 수익성을 향상시킬 수 있도록 도와준다. 현재 반도체 공정에서 널리 사용되는 ‘SEM비전’ G7 시스템부터 새로운 ‘인라이트’ 시스템 및 ‘익스트랙트AI’ 기술과 호환 가능하다.

한편, ‘익스트랙트AI’ 기술이 탑재된 새로운 ‘인라이트’ 시스템은 어플라이드 역사상 가장 빠른 생산 속도로 반도체 공정 검사 시스템으로 현장에 적용되고 있으며, 전 세계 모든 최첨단 파운드리 로직 고객사의 생산 공정에 사용되고 있다고 설명됐다. ‘SEM비전’ 시스템은 지난 20여 년간 업계를 선도해온 전자빔 리뷰 시스템이며, 전 세계 고객사 반도체 공정에서 1,500여 개 ‘SEM비전’ 시스템이 적용됐다.



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