SK하이닉스, 웨이퍼 제조 공정 결과 예측하는 AI 솔루션 도입, 양산 적용

· SK하이닉스가 투자한 산업 AI 전문 스타트업 ‘가우스랩스’, 센서 데이터를 활용해 제조 공정 결과를 예측하는 가상 계측 AI 솔루션 ‘Panoptes VM’ 양산 적용

· Panoptes VM을 통해 공정 산포 평균 21.5% 개선 및 수율까지 개선하는 효과 얻어

· 작년 12월부터 SK하이닉스 박막 증착 공정에 Panoptes VM 도입, 향후 다른 공정으로도 확장 계획

 

SK하이닉스가 반도체 공정에 AI 솔루션을 도입해 생산 운영 효율 및 수율 개선에 나섰다.

 

지난 11월, SK하이닉스가 투자한 산업 AI 전문 스타트업 ‘가우스랩스’는 가상 계측 AI솔루션 Panoptes VM(Virtual Metrology) 소프트웨어 제품을 출시했다. SK하이닉스는 12월부터 Panoptes VM을 양산 팹(Fab)에 도입해 사용하고 있다.

Panoptes VM은 제조 공정 결과를 센서 데이터를 활용해 예측하는 가상 계측 AI 솔루션으로, Panoptes 라는 이름은 그리스 신화에 나오는 눈이 백 개 달려 모든 것을 보는(the all-seeing) 거인, ‘판옵테스’에서 따왔다. 즉, 제조 공정 중 벌어지는 모든 일을 모니터링 한다는 의미이다.

 

Panoptes VM이 우선적으로 도입된 박막 증착* 공정은 웨이퍼 위에 박막을 씌우는 핵심적인 과정으로, 박막의 두께와 굴절률은 반도체의 품질과 직결된다. 하지만 미세한 박막에서 이를 계측하는 과정에는 많은 시간과 자원이 소요되어, 전수 계측하는 것은 매우 어렵다.

 

SK하이닉스는 이를 해결하기 위해 박막 증착 공정에 Panoptes VM을 도입했다. 그 후 Panoptes VM을 통해 분석된 데이터 결과값을 APC*와 연동하여 공정 산포* 평균 21.5% 개선 및 수율까지 향상되는 효과를 얻었다. 향후 SK하이닉스와 가우스랩스는 박막 증착 공정 외 다른 공정에도 횡전개 확대 진행을 검토하고 있다.

 

* 박막 증착 (Thin Film Vapor Deposition): 박막은 진공 증착이나 스패터링 등을 이용하여 절연된 반도체, 유리, 세라믹 등의 기판상에 형성된 아주 얇은 피막으로, 웨이퍼 위에 물리적/화학적 반응을 통해 박막을 입히는 공정

* APC(Advanced Process Control): 제조 산업에서 제품의 생산을 위한 공정 진행 시 장비의 최적 공정 조건을 찾아주는 솔루션

* 산포: 해당 공정에서 생산된 제품들의 품질 변동 크기로, 산포가 줄어들수록 불량 가능성이 줄어들기에 산포가 적정 수준을 넘어서지 않도록 관리해야 함

 

제조 공정에서 발생하는 실제 데이터에 AI 기술을 활용한 가상 계측 모델은 실제 계측 장비와 유사한 예측 정확도를 보인다. 이러한 가상 계측을 통해 제조사는 100% 전수 검사하는 것과 같은 효과를 볼 수 있다.