기가레인, AI로 반도체 식각 공정 최적화…"공정 개발 효율 높여"

[이데일리 박정수 기자] 기가레인(049080)이 인공지능(AI)을 활용해 반도체 플라즈마 식각 공정의 최적 조건을 자동으로 도출하는 기술을 개발하며 공정 개발 효율화에 나섰다.

반도체 식각 장비 전문기업 기가레인은 AI를 활용해 플라즈마 식각 공정의 최적 조건을 자동으로 도출하는 데 성공했다고 29일 밝혔다.

식각 공정은 반도체 웨이퍼에 회로 패턴을 형성하기 위해 플라즈마로 불필요한 부분을 제거하는 핵심 공정이다. 반도체 미세화가 진행되면서 압력과 소스파워, 바이어스파워, 가스 종류 및 주입량, 척 온도, 백사이드 헬륨, 공정 시간 등 다양한 변수를 동시에 제어해야 한다.

또 에칭량과 식각 속도, 각도, 상·하부 선폭, 마스크 선택비 등 여러 공정 목표를 동시에 만족해야 해 지금까지는 엔지니어가 반복 실험을 통해 최적 조건을 찾는 방식이 일반적이었다.

기가레인은 이러한 비효율을 개선하기 위해 국가과학기술연구회 융합연구단 사업의 지원을 받아 한국핵융합에너지연구원 플라즈마장비지능화연구단이 개발한 AI 기반 공정 최적화 도구를 활용했다. 엔지니어가 수행한 51건의 실험 가운데 이상치를 제외한 34건의 데이터를 AI에 학습시킨 결과, 한 차례 학습만으로 6개 공정 목표를 동시에 만족하는 최적 조건을 도출했다고 설명했다.

아울러 목표치를 충족하지 못할 경우 새로운 공정 결과를 다시 학습해 최적 조건을 재도출하는 반복 알고리즘도 구축했다. 이를 통해 공정 최적화에 필요한 웨이퍼 사용량과 엔지니어링 자원을 줄이고 고객 요구에 대한 대응 속도도 높일 수 있을 것으로 회사는 기대했다.

기가레인은 앞으로 AI 적용 범위를 다른 공정으로 확대하는 한편, 장비 운용 중 발생하는 실시간 센서 데이터까지 AI와 연계해 장비가 스스로 공정 상태를 진단하고 보정하는 자율 운영 시스템 개발도 추진할 계획이다.

기가레인 관계자는 “이번 프로젝트는 회사의 플라즈마 식각 장비 기술과 국책연구기관의 지능제어 기술이 결합한 사례”라며 “데이터 기반 공정 최적화 기술을 바탕으로 글로벌 반도체 기업의 요구에 효율적으로 대응하며 시장 경쟁력을 강화해 나가겠다”고 말했다.