SK하이닉스, 반도체 공정에 인공지능 도입…불량품 잡는다

SK하이닉스 M16 전경./사진=뉴스1(SK하이닉스 제공)

SK하이닉스가 반도체 공정에 AI(인공지능) 솔루션을 도입해 생산 운영 효율 및 수율(전체 생산품에서 양품 비율) 개선에 나선다.

SK하이닉스는 지난달부터 가우스랩스의 가상 계측 AI솔루션 '판옵테스 VM'을 양산 팹에 도입해 사용하고 있다고 10일 밝혔다. 가우스랩스는 SK하이닉스가 출자한 자본금을 기반으로 2020년 8월 설립한 미국 실리콘밸리 소재 AI SW(소프트웨어) 스타트업이다.

반도체 제조에서는 제품 패턴이 미세화됨에 따라 계측에 대한 요구는 점점 더 높아지고 있다. 하지만 실 계측을 늘리는 데는 한계가 있어 가상 계측에 대한 필요성이 더 커지는 추세다. 가상계측은 예전부터 존재했던 개념으로, 이에 대한 연구 및 실제 공정에 도입하려는 시도는 계속 있어왔다.

SK하이닉스는 판옵테스 VM을 박막 증착(웨이퍼 위에 물리적·화학적 반응을 통해 박막을 입히는 일) 공정에 우선 도입했다. 미세한 박막에서 반도체 품질과 직결되는 박막 두께와 굴절률을 계측하는 과정에는 많은 시간과 자원이 소요돼서다. SK하이닉스는 판옵테스 VM 도입 이후 공정 산포(생산 제품의 품질 변동 크기)가 평균 21.5% 개선됐고, 수율까지 향상됐다고 밝혔다.

품질 사고 예방도 가능하다. 기존에는 계측 주기가 길어 공정 중 문제가 발생해도 이를 포착하고 적절한 조처를 하는 데까지 많은 시간이 걸렸다. SK하이닉스는 판옵테스 VM이 모든 웨이퍼에 대해 공정 결과를 예측해준다며 공정과 장비 이상 상황을 빠르게 확인하고 해결할 수 있다고 설명했다.

정현경 SK하이닉스 TL은 "공정 중에 발생하는 챔버 안의 압력, 온도, 분사 거리, 가스 주입량, 전류량 등의 데이터를 수집해 판옵테스 VM을 통해 웨이퍼 위에 증착된 필름의 굴절률과 두께와 같은 공정 결과값을 예측하는 것"이라며 "전수 검사 없이도 전수 검사한 것 같은 효과를 얻을 수 있다는 게 장점"이라 말했다.

SK하이닉스는 가상계측을 적용한 공정을 확장할 계획이다. 현재 박막 공정 외 다른 공정에도 테스트를 진행 중이며, 양산 확대 도입을 위해 가우스랩스와 긴밀한 협업을 진행한다는 방침이다.

이번 AI 솔루션 도입과 관련, 김영식 SK하이닉스 제조·기술 부사장은 "SK하이닉스는 가우스랩스와의 협력을 통해 한층 지능화된 스마트팩토리 구현에 힘쓰고 있다"며 "반도체 개발 및 생산 전반에 AI 기술을 접목하여 기술 우위를 지속 확보해 나갈 것이며, 이번 판옵테스 VM 도입은 시작일 뿐"이라고 밝혔다.

오문영 기자 omy0722@mt.co.kr

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