"AI로 반도체 회로 예측"…韓 스타트업 기술에 SK·ASML도 '주목'

크로사이트, 전용 알고리즘으로 반도체 제조 수율·효율성 향상

"크로사이트는 반도체의 성능 및 수율을 좌우하는 웨이퍼 회로의 정렬도를 예측할 수 있습니다. 반도체 공정을 위한 '전용 알고리즘' 덕분이죠. 반도체 업계의 오랜 염원을 해결한 것으로 내년 SK하이닉스, ASML 등 주요 기업과 테스트를 진행할 예정입니다."

지태권 크로사이트 대표는 최근 서울 모처에서 기자와 만나 회사의 핵심 솔루션 및 사업 방향에 대해 이같이 말했다.

지태권 크로사이트 대표(사진=크로사이트)

■ 반도체 업계 '오랜 염원' 풀었다…오버레이 정밀 예측

올해 6월 설립된 크로사이트는 AI를 기반으로 반도체 제조 공정의 신뢰성·수율을 향상시키는 소프트웨어를 개발하는 스타트업이다. 램리서치·ASML 등 주요 반도체 장비기업과, 삼성전자·SK하이닉스·인텔 등 주요 반도체 소자업체에서 14년 이상 반도체 제조공정을 다룬 지태권 대표가 창업했다.

크로사이트의 핵심 경쟁력은 정밀한 '예측' 기술에 있다. 반도체 내부에는 수 많은 회로가 집적돼 있는데, 각 칩이 균일하고 바르게 정렬돼 있어야 안정적인 성능을 구현한다. 이 때 회로 상층부와 하층부가 틀어진 정도(오버레이), 각 회로 폭의 오차 정도(CD; 임계치수)를 봐야 한다.

다만 기존 물리적인 계측은 생산성 및 비용 문제로 전체 물량의 1% 수준만을 샘플 검사하는 수준에 그치고 있다. 또한 웨이퍼 상에 문제가 발견돼야만 수정이 가능하기 때문에, 공정에 대한 피드백 속도가 느릴 수밖에 없다.

이에 크로사이트는 자체 개발한 머신러닝(ML) 알고리즘을 기반으로, 반도체 장비에서 나온 각종 데이터를 분석해 오버레이·CD를 예측하는 솔루션을 독자 개발했다. 이를 활용하면 공정에 투입된 웨이퍼의 오버레이·CD를 0.2나노미터(nm) 수준까지 예측할 수 있다. 테스트 단계이긴 하나 정밀도 역시 98~99% 수준으로 매우 높다.

지 대표는 "범용 알고리즘으로는 오버레이·CD 예측 정확도를 50% 미만으로 밖에 구현할 수 없어, 크로사이트는 반도체 공정 전용 알고리즘을 개발했다"며 "오버레이 예측이 반도체 업계에서 오랜 숙제였기 때문에 매우 유용하게 활용될 수 있을 것"이라고 설명했다.

■ 반도체 수율 향상 가능…SK하이닉스·ASML와 협업 논의

크로사이트의 오버레이 예측 'OLspy' 솔루션(사진=크로사이트)

현재 크로사이트는 반도체 제조의 핵심인 노광 공정에 자사 솔루션을 우선 적용할 계획이다. 노광은 빛을 통해 반도체 웨이퍼에 미세 회로를 새기는 기술이다.

이를 위해 크로사이트는 국내외 주요 반도체 소자와 장비업체를 모두 공략한다. 내년 상반기 SK하이닉스의 D램 공정에서 테스트를 진행할 예정이다. 최첨단 노광기술인 EUV(극자외선)을 전 세계에서 유일하게 상용화한 네덜란드 반도체 장비기업 ASML과도 테스트를 준비 중이다.

지 대표는 "노광을 시작으로 식각, 박막, 세정 등 다른 공정으로도 솔루션을 점차 확대해나갈 것"이라며 "공정 전반에서 오버레이 및 CD를 정확하게 예측해 반도체 수율을 지금보다 10% 포인트 높이는 것이 크로사이트의 궁극적 목표"라고 강조했다.

또한 크로사이트는 LLM(거대언어모델)을 기반으로 반도체 공정 상의 문제를 빠르게 해결할 수 있는 솔루션도 개발하고 있다. 반도체 공정에 특화된 알고리즘을 통해 복잡하게 얽힌 반도체 공정 내 인과관계를 자동으로 분류해주는 것이 핵심이다.

해당 솔루션은 세계적인 광학 분야 학술대회인 'SPIE 어드밴스드 리소그래피'의 발표 주제로 선정됐다. 발표 일정은 내년 2월경이다.