모듈형 AI 결함 검사 솔루션으로 반도체 장비 업그레이드 효율성 향상

Abstract

AOI 장비는 비전 검사를 통해 불량 제품을 찾아내지만, AI와 연계해 딥러닝을 통해 조건식을 조정하면 불량 제품을 분류할 수 있고, 심지어 제조 과정에서 발생한 오류의 원인까지 추적할 수 있습니다

파트너: Smasoft Technology I 지역: 대만

소개

자동 광학 검사(AOI) 기술을 사용하여 제품의 품질을 확인하는 것은 제조에서 일반적으로 사용되는 검사 방법입니다. AOI 장비는 사진을 찍어 데이터베이스의 참조 이미지와 비교하여 결함이 있는 제품을 찾기 때문에 결함이 있는 제품을 제거하는 품질 관리 역할만 할 수 있습니다. 할 수 없는 것은 이러한 결함의 원인을 추적하는 것입니다.

다행히도 인공지능(AI) 기술은 AOI의 단점을 보완할 수 있습니다. 스크립트에 따라 이미지 비교만 수행하는 일반 AOI와 달리 AI는 딥러닝을 사용하여 조건식을 조정합니다. 따라서 인간과 마찬가지로 경험에 따라 제품이 합격인지 불합격인지 구별할 수 있습니다. AI는 심지어 불량 제품을 분류하고 등급을 매겨 제조 공정에서 오류의 원인을 추적할 수도 있습니다. 이를 통해 제조업체는 제조 공정을 더욱 최적화하고 수율을 높일 수 있습니다.

이러한 AI 애플리케이션은 많은 양의 컴퓨팅 리소스를 필요로 하기 때문에 기능을 최대한 활용할 수 있는지 여부는 하드웨어 장비의 장단점에 따라 달라집니다. Advantech는 여러 MIC 시리즈 제품을 결합하여 결함 감지 AI 애플리케이션을 위한 모듈식 솔루션을 제공하는데, 이는 높은 효율성과 안정적인 성능을 제공할 뿐만 아니라 플러그인 방식을 통해 컴퓨팅 리소스를 추가할 수 있습니다. 이를 통해 시스템 통합자는 프로젝트의 현재 요구 사항에 따라 하드웨어를 구성하는 동시에 향후 확장을 위한 편의성을 제공할 수 있습니다. 최종 고객은 또한 이 비용 효율적인 솔루션을 통해 가능한 한 빨리 AI 애플리케이션을 실현할 수 있습니다.

시스템 요구 사항

Smasoft Technology Co., Ltd.는 산업 자동화 소프트웨어를 개발하고 AI 애플리케이션 솔루션을 제공하는 시스템 통합업체입니다. 자체 개발한 AINavi-AOI-Seq 자동화 소프트웨어 플랫폼과 AINavi-AOI-Semicon AI 결함 검사 도구는 반도체 및 전자 산업에서 호평을 받고 채택되었습니다. 최근 이 회사는 극자외선(EUV) 포드 검사 장비를 제조하는 반도체 장비 제조업체로부터 결함 AI 검사 기능을 구현하라는 의뢰를 받았습니다.

EUV 포드 검사 기계에는 AOI 소프트웨어가 내장되어 있지만, 결함이 있는 제품만 찾을 수 있고 제조 공정에서 무엇이 문제를 일으키는지 확인할 수는 없습니다. 제품을 더 유용하게 만들기 위해 반도체 장비 제조업체는 EUV 포드 검사 기계를 AI 기능으로 업그레이드하기로 결정했습니다.

고객의 요청에 따라, Smasoft의 AI 솔루션은 2분 이내에 단일 포드에 대한 380개 이미지의 분석을 완료하고 동시에 다양한 소재를 검사해야 합니다. 결과적으로 해석을 위해 여러 세트의 AI 모델(알고리즘)이 필요했습니다. 또한, 솔루션을 기계 하단의 캐비닛에 설치해야 했기 때문에 제한된 공간으로 인해 하드웨어의 크기와 구성이 제한되어야 했습니다.

이를 위해 Smasoft는 AINavi-AOI-Seq와 AINavi-AOI-Semicon이라는 두 세트의 소프트웨어를 구현하여 AI를 통해 결함의 유형과 위치를 구별한 다음 임계값 스크리닝을 통해 결함을 분류합니다. 또한 결과를 테스트 보고서로 내보내 문제의 근원을 식별하는 데 도움이 됩니다.

이러한 소프트웨어 요구 사항을 충족하기 위해 Smasoft는 강력한 컴퓨팅 성능과 안정적인 작동을 갖춘 하드웨어 솔루션을 구매해야 했습니다. 솔루션은 물리적 공간 제약을 극복하기 위해 크기가 작고 구성이 유연해야 했습니다.

시스템 설명

엄격한 선정을 거쳐 Smasoft는 여러 공급업체의 하드웨어 제품을 며칠 동안 테스트했습니다. 회사는 결국 Advantech의 솔루션(컴팩트 팬리스 시스템 MIC-770, GPU 확장 모듈 MIC-75G20, AI 추론 시스템 MIC-730AI 포함)을 선택했습니다. 그 이유는 성능, 모듈성, 안정성이 최고로 여겨졌기 때문입니다.

구현 프로세스의 첫 번째 단계는 MIC-770에 AINavi-AOI-Seq 및 AINavi-AOI-Semicon 소프트웨어를 설치하고 MIC-730AI에 AINavi-AOI-Semicon을 설치하는 것이었습니다. 그런 다음 EUV 포드 검사 기계는 이미지를 촬영하여 사전 처리를 위해 MIC-770(내장 MIC-75G20)으로 전송할 수 있습니다. 사전 처리된 데이터는 MIC-770 및 MIC-730AI에서 다양한 AI 모델에 대해 분석합니다. 분석 후 AINavi-AOI-Seq는 선택된 불량 제품을 결함의 유형 및 심각도(예: 얼룩, 긁힘 및 워터마크)에 따라 분류하고 등급을 매기고 고객이 검토할 수 있는 품질 검사 보고서를 생성합니다.

이 프로젝트에 사용된 여러 하드웨어 제품 중에서 MIC-770은 세련된 시스템입니다. 이 산업용 컴퓨터는 컴팩트한 디자인으로 공간이 제한된 애플리케이션에 가장 적합합니다. 내장된 Intel Core i 시리즈 프로세서는 고효율 컴퓨팅 기능과 저전력 소비 특성을 제공합니다.

Advantech의 i-Module 시리즈를 지원하면 MIC-770이 플러그인 확장을 통해 다양한 애플리케이션 시나리오의 요구 사항을 쉽게 충족할 수 있습니다. 예를 들어, 이 프로젝트는 다양한 모듈 중에서 MIC-75G20을 선택했습니다. 이 확장 모듈을 통해 시스템은 강력한 GPU 그래픽 처리 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 추가 하드 드라이브 슬롯으로 저장 공간을 늘려 중요한 데이터를 백업하는 요구 사항을 충족할 수도 있습니다.

또 다른 하드웨어 제품인 MIC-730AI는 AI 추론의 마스터입니다. MIC-770과 마찬가지로 NVIDIA Jetson AGX Xavier 프로세서가 내장된 이 고성능 컴퓨터는 팬리스, 소형, 저전력 디자인입니다. 딥 러닝을 위한 추론 머신으로 사용할 수 있으며 결함 검사의 분석 작업을 담당할 수도 있습니다.

소프트웨어 측면에서 AINavi-AOI-Seq는 기존 알고리즘과 AINavi-AOI-Semicon AI 검사를 연결하는 자동화 개발 플랫폼입니다. 사용자는 사용자 친화적인 인터페이스를 통해 AI 결함 검사 프로세스를 빠르게 설정할 수 있습니다. 프로그램을 개발할 필요가 없으므로 개발자의 부담이 크게 줄어들고 자동화된 기계의 AI 기능 개발 속도가 빨라집니다.

AINavi-AOI-Semicon은 반도체 산업 및 결함 검사 도구 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 다양한 AI 감지 알고리즘을 보유하고 있습니다. 결함 이미지 분류, 결함 위치, 결함 분할, 비정상 이미지 감지 및 테스트된 제품의 다양한 결함 식별과 같은 여러 작업을 수행할 수 있습니다.

또한, 시각적 웹 인터페이스를 사용하는 AINavi-AOI-Semicon은 사용자가 단계별 접근 방식을 통해 AI 모델 교육을 구축하도록 안내합니다. 유연하고 확장 가능한 컴퓨팅 아키텍처를 통해 검사 항목에 따라 AI 모델과 검사 방법을 개발할 수 있으며 기존 기계 기능에 영향을 미치지 않고 검사 장비를 업그레이드할 수 있습니다.

프로젝트 구현

•  8/9세대 Intel® Core™ i CPU를 탑재한 MIC-770 컴팩트 팬리스 시스템  
• MIC-7 시리즈를 사용한 비디오 AI 엣지 컴퓨팅을 위한 MIC-75G20 GPU 확장 모듈  
• NVIDIA® Jetson™ AGX Xavier™ 기반 MIC-730AI AI 추론 시스템 
• Smasoft에서 개발한 자동화 기계 개발 소프트웨어 AINavi-AOI-Seq
•  Smasoft가 개발한 반도체 산업용 AI 결함 검사 툴 AINavi-AOI-Semicon

결론

제조업체가 스스로 AI 애플리케이션을 구현하는 데는 많은 어려움이 있습니다. 업그레이드하려면 전담 AI 전문가를 고용하고 많은 시간과 비용을 투자해야 합니다. 다행히도 Advantech와 Smasoft의 협력으로 제공된 모듈형 솔루션은 제조에 AI 애플리케이션을 도입하는 데 필요한 한계를 크게 줄일 수 있었습니다.

AINavi-AOI-Seq는 비코딩 기능이 있는 개발 도구이고 AINavi-AOI-Industrial은 누구나 사용할 수 있는 가이드 AI 교육 인터페이스이므로, Smasoft의 이 두 소프트웨어 제품은 AI 애플리케이션 구현을 훨씬 더 쉽게 만듭니다. 게다가 Advantech의 MIC 시리즈 제품은 Smasoft의 소프트웨어 매치메이킹에 이상적인 하드웨어 플랫폼입니다. 이 프로젝트를 예로 들면, 고객은 현재 결함 검사에 두 개의 AI 모델만 사용합니다. 나중에 더 많은 AI 모델을 만들어야 하는 경우, 고객은 원래 아키텍처 구성에 새로운 AI 추론 시스템만 플러그인하면 됩니다.

이처럼 비용 효율적인 AI 솔루션은 반도체 장비뿐만 아니라 다른 제조 산업에도 적합합니다. 이 프로젝트의 구현은 반도체 장비 제조업체에 매우 성공적이었습니다. 그래서 그들은 다른 모든 자동화 기계에 AI 결함 검사를 구현하기로 결정했습니다. 이것은 이 결합 솔루션이 업계에서 귀중한 기여를 인정받았다는 가장 좋은 증거입니다.