プロセス制御

半導体製造において、ウェハの品質と歩留まりを監視・制御するために用いられる検査・計測工程。

半導体製造におけるプロセス制御とは、ウエハー上の物理的欠陥を検出する検査と、物理的寸法、膜厚、電気的特性を測定する計測を組み合わせ、チップ製造プロセスを監視・管理することを指す。現代のマイクロチップは1桁ナノメートル単位のフィーチャーを備えているため、原子スケールの変動でさえシリコンウエハー全体を無駄にしかねない。プロセス制御システムは、リソグラフィ、エッチング、成膜などの装置を厳格な物理的許容範囲内で稼働させ続けるために必要なリアルタイムのフィードバックループを提供する。 投資家はプロセス制御を、ウエハー製造装置（WFE）市場の中でも高度に専門化された高利益率のサブセクターとして分析する。この技術は微細な異常を高速で識別するために先端光学、電子ビーム、深層学習アルゴリズムに依存しているため、参入障壁は極めて高い。少数の支配的企業が市場を握っており、それによって絶大な価格決定力、定着性の高い顧客関係、景気循環の低迷期にも持続する強靭なサービス収益を得ている。 半導体製造装置企業を評価する際、プロセス制御強度（総WFEに占めるプロセス制御支出の割合）の上昇は通常、チップメーカーがより複雑で微細なノード（3nm以下など）へ移行していること、またはGAA（Gate-All-Around）トランジスタのような新アーキテクチャを採用していることを示す。逆に、この強度の低下は、製造プロセスが成熟し、歩留まりが安定するにつれて監視工程が少なくて済むようになったことを示唆し得る。

月間10万枚のウェハーを処理する半導体ファウンドリは、当初90%の歩留まりで、欠陥により1万枚のウェハーが廃棄されています。高度なプロセス制御用メトロロジー装置への投資により、ファウンドリはリソグラフィのドリフトを早期に特定し、歩留まりを95%に向上させます。不良ウェハー数は5,000枚に減少し、5,000枚 × ウェハーあたり2,000ドルの製造コスト = 月間1,000万ドルの無駄を削減できます。