AMAT, 결함 검출 비용 3배 줄인 최신형 반도체 검사 솔루션 공개

어플라이드 머티어리얼즈(이하 AMAT)가 빅데이터와 인공지능 기술을 결합해 기존보다 반도체 결함 검출 비용을 3배 줄일 수 있는 검사 솔루션을 선보였다. 이는 현재 삼성전자의 최신 파운드리 공정에서 사용 중이며, 조만간 메모리 공정에도 확대 적용될 예정이다.

AMAT은 20일 온라인으로 열린 '빅데이터·AI 기반 공정 제어 신제품 발표 기자간담회'에서 최신형 반도체 검사 솔루션 ▲광학 웨이퍼 검사 시스템 '인라이트' ▲전자빔 리뷰 시스템 'SEM 비전' ▲빅데이터 기반 AI 추론 솔루션 '익스트랙트 AI'를 공개했다.

인라이트는 웨이퍼(반도체 원재료)에 빛을 조사해 패턴의 불량을 찾는 광학식 검사 장비다. 빛을 조사해 반사·산란되는 빛의 양을 수치화하고, 수치화된 각 픽셀(패턴)을 검사해 불량을 찾는 방식으로 작동한다.

어플라이드 머티어리얼즈가 공개한 최신 반도체 검사 솔루션. (사진=AMAT)

SEM 비전은 빛 대신 전자빔을 조사해 웨이퍼의 불량을 찾는 전자빔 검사 장비다. 조건을 달리 설정한 전자빔으로 웨이퍼를 스캔한 후, 각 패턴에 포함된 결함요소를 파악하는 방식으로 동작한다.

익스트랙트 AI는 0.001% 수준의 검사만으로 웨이퍼(반도체 원재료)의 중요 결함을 곧바로 추출할 수 있는 AI 알고리즘이다. 이는 대량 생산 과정 중에 생기는 결함을 빠르게 식별하는 동시에 더 많은 웨이퍼가 스캔될수록 성능과 효율성이 점진적으로 향상되는 이점도 제공한다.

이석우 AMAT 코리아 전무는 "해당 솔루션은 인라이트에서 수집한 데이터를 SEM 비전으로 보낸 후, 익스트랙트 AI가 이를 분석해 노이즈를 제거한 순수 Defect Map(수율 저하 요인)을 검출하는 방식으로 동작한다"며 "이는 경쟁사 하이엔드 검사 장비와 비교해 3배 정보 비용 효율성을 제공한다. 이미 (삼성전자) 파운드리 로직에서 좋은 결과를 얻었고, 올해 또는 그 이후에는 메모리 분야에서도 성과가 있을 것으로 기대하고 있다"고 자신감을 내비쳤다.

또 "AMAT은 반도체 공정의 초미세화로 기존 광학 검사 장비의 성능이 한계에 도달했다고 판단, 5년 전부터 광학(인라이트) 및 전자빔(SEM비전) 장비와 AI 기술을 접목하는 장비 개발을 시작했다"며 "이 솔루션을 통해 첨단 파운드리 로직을 개발하는 고객사는 수율 향상에 필요한 데이터를 빠르게 얻을 수 있고, 연구 개발부터 양산·제품 출시기간까지의 시간도 단축할 수 있다"고 강조했다.

아울러 "해당 솔루션이 활용하는 데이터는 인라이트에서 수집된 것으로, 고객사 데이터를 사용하지 않아 IP(설계자산)에 대한 보안 이슈도 없다"며 "AMAT은 앞으로 5나노미터는 물론 4나노미터, 3나노미터에도 대응할 수 있는 장비 개발을 지속 이어갈 계획"이라고 덧붙였다.