삼성전자, AI 팹 핵심 '스마트센서' 자체 개발

웨이퍼용 플라스마 균일도 측정
외산 제품 대체·성능 개선 시도
반도체 팹 무인화 구현 중추 역할

삼성전자 화성 캠퍼스

삼성전자가 반도체 공정 제어·관리에 적용할 '스마트센서 시스템'을 자체 개발한다. 반도체 수율을 높이고 생산성을 개선하기 위한 것으로, 궁극적으로 무인화와 인공지능(AI) 반도체 공장(팹) 구현에 다가서는 기술이다.

25일 업계에 따르면 삼성전자는 반도체 제조 공정에 적용할 스마트센서 시스템 연구개발(R&D)에 돌입했다. 관련 협력사는 물론 학계와 손잡고 프로젝트를 진행 중이다.

사안에 정통한 관계자는 “삼성전자가 반도체 공정에서 발생하는 데이터를 활용하기 위한 스마트센서를 직접 개발하고 있다”며 “기존 외산 제품을 대체하고 성능 등을 개선하려는 시도”라고 밝혔다.

현재 개발 중인 스마트센서는 웨이퍼용 플라스마 균일도를 측정하는 용도다. 플라스마는 반도체 공정 중 핵심인 식각·증착·세정 등에 쓰인다.

반도체 공정이 이뤄지는 챔버 내 플라스마 균일도와 밀도를 정확하게 제어해야 반도체 수율을 높일 수 있다. 이 때문에 플라스마 상태를 정확하게 측정하고 관리하는 것이 반도체 업계 대표 과제로 꼽힌다.

웨어퍼용 스마트센서가 전혀 없던 것은 아니다. 외산 제품이 다수로, 의존도가 높았다. 특히 기존 웨이퍼용 스마트센서는 시스템까지 포함해 수천만원에 달한다. 삼성전자는 반도체 공정 제어를 위한 센서 수요가 크게 늘어나면서 독자 개발에 나선 것으로 파악됐다.

삼성전자가 개발 중인 스마트센서는 초소형이어서 기존 장비 공간에 큰 영향을 주지 않는 것으로 알려졌다. 공간 활용도를 높이면서 생산성을 개선할 수 있다는 뜻이다.

삼성전자는 스마트센서 개발과 적용 범위를 점진적으로 확대할 방침으로 전해졌다. 플라스마에 제한을 두지 않고 다양한 반도체 공정에 활용할 수 있는 스마스센서와 시스템을 개발한다는 의지다.

삼성전자는 중장기적으로 반도체 팹을 무인화한다는 계획이다. 삼성전자는 2030년까지 자사 팹을 '사람이 없는 자동화 팹'으로 전환하기 위해 관련 조직을 꾸리고 시스템 구축을 진행하고 있다.

무인화 팹을 구현하려면 반도체 장비 등 공정 과정에서 생성되는 빅데이터를 분석하고 최적화하는 작업이 필요하다. 스마트센서 시스템이 이 과정의 핵심 역할을 담당할 것으로 예상된다.

특히 공정 데이터는 반도체 생산 과정에 AI를 적용하기 위한 필수 요소로, 향후 삼성전자 반도체 팹의 AI 고도화에도 스마트센서가 중추가 될 전망이다.

권동준 기자 djkwon@etnews.com