연구개발 가속, 출시 속도 단축, 생산량∙수율 극대화
고객의 지속가능성 목표 달성 지원
[데이터넷] 재료공학 솔루션 글로벌 선도 기업 어플라이드 머티어리얼즈는 새로운 웨이퍼 생산 플랫폼 ‘비스타라(Vistara)’를 발표했다. 어플라이드 플랫폼 사상 지난 10여 년간 가장 중대한 혁신을 이룬 비스타라는 반도체 제조사에게 유연성, 인텔리전스, 지속가능성을 제공해 증가하는 반도체 생산 문제 해결을 지원한다.
전 세계 팹 대부분 반도체 생산에 ▲엔듀라(Endura) ▲프로듀서(Producer) ▲센튜라(Centura) ▲센트리스(Centris) 등을 포함한 어플라이드 반도체 생산 플랫폼이 사용돼 왔다. 비스타라 플랫폼은 이 같은 어플라이드의 오랜 리더십을 기반으로 하드웨어, 소프트웨어, 공정 기술, 생태효율성 설계 팀 소속 엔지니어 수백 명이 4년 이상 개발한 끝에 완성됐다.
프라부 라자(Prabu Raja) 어플라이드 반도체 사업부 사장은 “이전 제품과 마찬가지로 비스타라는 고객 혁신, 신뢰성, 생산성 측면에서 오랜 기간 신뢰받는 플랫폼으로 자리잡기 위해 설계됐다”며 “반도체 제조의 복잡성, 비용, 케이던스, 탄소 배출 등 반도체 업계가 해결해야 할 문제가 늘고 있다. 비스타라는 문제 해결을 위한 고유 솔루션이 필요한 시기에 맞춰 출시됐다”고 밝혔다.
반도체 제조사가 첨단 반도체 생산 분야에서 증가하는 복잡성 문제를 해결하는 데 비스타라의 탁월한 유연성이 도움된다. 비스타라 플랫폼은 전례 없이 어플라이드와 파트너사의 다양한 챔버 유형, 크기, 구성과 호환된다. 4개 또는 6개 웨이퍼 배치 로드 포트, 최소 4개에서 최대 12개 프로세스 챔버로 구성돼 다양한 워크로드에 대응 가능하다.
비스타라 플랫폼은 원자층 증착, 화학 기상 증착 공정에 사용되는 소형 챔버는 물론 에피택시, 식각 공정에 쓰이는 대형 챔버와도 호환된다. 어플라이드와 어플라이드 고객은 이 챔버를 결합해 통합 재료 솔루션(IMS) 레시피를 개발할 수 있으며, IMS 레시피를 통해 여러 순차적인 웨이퍼 생산 공정 단계가 진공 상태의 동일한 시스템 내에서 완료된다.
비스타라의 유연성은 이전에는 불가능하던 IMS 기술의 여러 조합을 반도체 제조사에 제공한다. 이에 따라 반도체 제조사는 혁신적 트랜지스터, 메모리, 배선을 생산해 성능과 전력을 향상시키고, 수율 저하 원인인 입자와 결함을 차단할 수 있다.
고객은 비스타라 플랫폼의 인텔리전스를 통해 제품 출시 기간을 단축하고 양산 과정에서 생산성과 수율을 극대화함으로써 케이던스 및 비용 증가 문제를 해결할 수 있다. 비스타라 플랫폼은 수천 개 센서로 구성된다.
각 센서는 연구개발부터 공정 이전, 증산, 양산까지 응용되는 어플라이드 AIx 소프트웨어 플랫폼에 방대한 실시간 데이터를 제공한다. 수천 개 공정 변수에서 도출한 실행 가능한 데이터를 통해 엔지니어는 머신러닝과 인공지능(AI)을 활용, 최상의 칩 성능과 전력, 광범위한 공정 윈도우를 구현하는 레시피 생성을 가속화한다.
인텔리전스는 로드락(load lock)의 지능적 제어를 통해 펌프 및 환기 시간을 최적화하는 공장 인터페이스 모듈을 포함한 플랫폼 전반에 통합돼 있다. 이는 반도체 제조사가 입자 및 결함을 줄여 수율 극대화에 도움을 준다.
플랫폼 로봇은 자동 보정으로 작동 개시 시간을 75%까지 줄여준다. 비스타라 플랫폼은 생산 단계에서 자신의 구성 요소를 지속적으로 모니터링하고 보정한다. 이를 통해 수작업을 최소화하고 가동 시간을 극대화하며 유지 보수가 필요한 상황을 예측한다.
반도체 공정의 복잡성과 단계가 늘면 생산에 필요한 에너지와 재료의 양도 증가한다. 비스타라는 어플라이드의 ‘3x30 이니셔티브’ 달성을 위해 특별 제작된 최초의 플랫폼이다. 2030년까지 등가 에너지 사용, 화학 물질 사용의 영향 및 클린룸 설치 공간 요구사항을 30% 절감할 수 있도록 설계됐다.
엔지니어들은 비스타라 플랫폼의 가스 패널을 완전 재설계함으로써 등가 에너지 소비량을 종전 제품 대비 50% 이상 절감하고 플랫폼에서 펌프, 열 교환기, 냉각기를 포함한 에너지 집약적 서브팹 컴포넌트 사용 방식을 최적화했다. 이 같은 개선으로 에너지 소비량을 종전 플랫폼 대비 최대 35%까지 줄여 반도체 제조업체의 스콥1과 스콥2 배출량 감축에 도움을 준다.
비스타라는 시스템의 클린룸 설치 공간도 최대 30% 절감한다. 고객은 보다 작은 시설에서 동일 양의 웨이퍼를 생산할 수 있다. 콘크리트, 철강 같은 탄소 집약적 건설 자재 사용을 30% 줄여 생산 능력이 10만 WSPM(Wafer-Starts-per-Month)인 팹이 건설될 때마다 잠재적으로 100만 톤의 탄소 배출을 감축할 수 있다.
어플라이드는 비스타라 플랫폼에 가장 처음으로 제공되는 에코트윈(EcoTwin) 생태효율성 소프트웨어를 출시했다. 에코트윈 소프트웨어는 센서 데이터를 사용해 엔지니어가 챔버와 시스템, 서브팹 컴포넌트의 에너지, 화학물질 소비량을 실시간 모니터링하도록 지원한다. 공정 엔지니어는 에코트윈 대시보드를 사용해 대체 화학물질, 레시피, 생산기술의 탄소 영향도를 비교해 노드의 생명 주기 전반에 지속가능성을 향상시키고 지속가능성 목표 달성의 진척 상황을 추적∙보고할 수 있다.
비스타라 플랫폼의 최초 물량이 현재 모든 주요 메모리 고객사에게 식각 애플리케이션용으로 인도되고 있다. 전 세계 반도체 수요 증가 및 웨이퍼 팹 장비 산업 수요 증가를 근거로 어플라이드는 자사 주요 플랫폼 전반의 판매량이 증가할 것으로 예상한다.
