스마트팩토리, 첨단 산업 ‘반도체’ 제조 공정에 날개 달다

[테크월드뉴스=윤소원 기자] 스마트 제조를 위한 혁신적 플랫폼으로 꼽히는 스마트팩토리는 이제 반도체 산업에서도 필수 요소가 됐다. 반도체 제조 시 공정의 지능화와 극한의 효율성 추구를 위해 기여하는 스마트팩토리는 향후 반도체를 만드는 프로세스 전체를 자동화하고 무인화하는 종합 시스템이 될 것으로 전망된다.

▶ 시·공간적 효율 극대화를 위한 전공정 지능화

글로벌 반도체 선두 기업인 삼성전자는 효율적인 팹 자동화를 위해 반도체 전공정에 투입되는 스마트팩토리 공정을 제안했다. 각 반도체 장비에서 공정을 끝낸 웨이퍼들은 OHT(Over Head Transport)라는 물류 자동화 설비와 로봇 등을 통해 다음 반도체 장비로 이동하게 된다.

이 공정이 끝난 웨이퍼들은 풉(Foup)에 담겨 리프트를 통해 옮겨진다. 각각의 OHT들은 이동 효율성이 최적화된 설비로 이송 중 문제가 발생해도 센서를 통해 일시 정지되므로 충돌과 같은 오류가 발생하지 않도록 자동 조정된다. 문제가 발생할 경우 자동 대처도 가능해 필요한 설비의 숫자를 최소화하는 효과도 볼 수 있다.

업계에서는 삼성전자가 공개한 반도체 전공정 스마트팩토리 솔루션이 처음 설계될 때부터 각각의 반도체 장비에 필요한 시·공간적 비용을 최소화하기 위한 목적으로 개발됐다는 분석이 나오고 있다.

▶ 로봇과 사람이 분업하는 후공정 솔루션

반도체 패키징 기업인 앰코 코리아(AMKOR)는 전공정을 거친 웨이퍼들이 포장돼 이동되는 공정을 다루는 후공정을 위한 지능형 공장 솔루션을 소개했다. 이 프로세스에서도 사람이 웨이퍼 박스를 들고 직접 이동하며 포장을 뜯는 작업까지 수행한다.

후공정이 진행될 장비인 챔버(Chamber)까지 이동하는 과정에서도 사람이 무진동 카트를 이용해 이동한다. 챔버 내부에서는 전공정에서의 스마트팩토리 솔루션과 동일하게 로봇이 웨이퍼를 이동시켜 후공정 작업을 한다. 작업이 완료된 후에는 작업자가 챔버에서 반도체 웨이퍼를 꺼내 다음 공정을 위해 이동시킨다.

앰코 코리아 측은 반도체 공장의 자동화 추세에 따라 최적화된 스마트팩토리를 구현해 차별화된 반도체 제조 경쟁력을 구축하겠다는 포부다.

▶ 전체 공정 자동화·무인화도 실현 코앞

스마트팩토리 관련 기업들은 반도체 생산 공정, 물류 작업량, 이동 패턴까지 고려한 효율적 운영계획 산출도 지원하는 플랫폼이 개발 및 활용되고 있다고 입을 모은다.

실제로 디지털 팩토리 기업 SK C&C는 반도체 부품 생산 전체 공정의 자동화를 위한 통합 스마트팩토리 플랫폼을 제안했다. SK C&C는 최근 미국 반도체 부품 제조 공장에 특화된 스마트팩토리 구축 사업에 착수하기도 했다.

이 회사는 글라스 기판 기업 앱솔릭스가 미국에 구축하고 있는 반도체 글라스 기판 공장에 영역별 자동화·지능형 운영 및 관리 체계를 확보하기 위해 사업을 추진했다. 이는 반도체 글라스 기판 전체 생산 공정을 자동화 환경으로 구현하고 실시간 모니터링 및 품질관리를 위한 통합 운영·관리 체계를 구축하기 위한 것이다.

앞서 앱솔릭스 측은 미국 현지에 지능형 생산 체계를 갖춘 스마트팩토리 구축을 통해 2024년 2분기부터 본격 제품 양산에 들어갈 계획을 밝힌 바 있다.