반도체 공정에서 미세 결함을 줄이기 위한 최신 제어 방법은 어떤 게 있나요?

Question

공정이 점점 미세화되면서 아주 작은 결함도 품질에 크게 영향을 준다고 들었어요. 실제로 공학적으로 이런 미세 결함을 줄이기 위해 어떤 제어 기술이나 방법들이 사용되고 있는지 궁금해요.

Answer 1

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

공정이 미세해질수록 결함하나가 치명적이 되면서, 요즘은 결함을 잡아내는 방식이 크게 바뀌고 있어요.

최신 흐름으로 가장 두드러진 변화는 인공지능 검상례요. 예전에는 정해진 기준값에 맞춰 결함을 걸러냈는데, 이방식은 미세 공정에서 한계가 뚜렸해요. 요즘은 딥러닝에 웨이퍼 이미지를 학습해서 입자나 스크래치, 미세한빈틈, 패턴 붕괴 같은 결함을 스스로 복잡한 결함 특성을 학습해 자동으로 분류해요.

사람이 일일히 판정하던걸 대신하는거죠. 실제로 첨단 공정에서 검출 정확도가 99퍼센트를 넘고, 잘못된 경보 비율을 40~70%에서 5~10까지 낮춘다고 해요. :)

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

반도체 공정에서는 미세 결함을 줄이기 위해 인공지능 기반 공정 제어 실시간 공정 모니터링 고해상도 결람 검사 극자외선 노광 최적화 초청청 클린룸과 오염 제어 기술이 활용됩니다 또한 공정 데이터를 실시간으로 분석해 이상을 조기에 감지하고 장비 상태를 예측하는 예지보전과 디지털 트윈 기술도 도입되어 결함 발생을 최소화하고 있습니다 이러한 기술들은 수율 향상과 품질 안정성 확보에 핵심적인 역할을 합니다

Answer 3

안녕하세요. 박재화 박사입니다.

요즘 반도체 공정에서는 미세 결함을 줄이기 위해 불량을 나중에 찾기보다는, 고정 중에 계속 감시하는 방식이 많이 쓰이는 것 같습니다. 대표적으로 웨이퍼 검사 장비로 먼지, 패턴 불량, 표면 결함 같은 것들을 확인하고, 계측 장비로 두께나 선폭이 목표값에서 벗어났는지를 체크하는 것입니다.

장비에서 나오는 온도나 압력, 플라즈마 상태 같은 데이터들을 계속 모아서 이상 징후를 찾는 그러한 방식들도 중요합니다. 최근에는 AI나 머신러닝을 이용해서 작은 결함 이미지를 분류하거나, 실제 측정하지 않은 웨이퍼 상태를 예측하는 가상 계측도 활용되고 있다고 합니다.

결함 제어는 결국 청정도 관리와 장비 상태 관리, 실시간 데이터 분석, 공정 조건 보정 등이 같이 돌아가는 구조이기 때문에 제 생각에는 앞으로는 좋은 장비만큼이나 데이터를 얼마나 빨리 일고 바로 잡느냐가 수율을 결정하는 핵심이 되지 않을까 생각됩니다.