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全球半導體市場最新發展趨勢

撰稿人：市研處黃專員富義

一、前言:

全球半導體業1995年創下1,444億美元的新高峰，較前一年大幅成長達41.7%。當時各主要市場分析人士亦紛紛預測今年（1996）仍然可以保持高度成長﹔然而事與願違，今年前八個月美國半導體工業協會（SIA, Semiconductor Industry Association）每一個月所公佈的美洲市場先期指標B/B值（Book to Bill Ratio）均小於一(詳見圖一)，顯示半導體市場不若先前所預期般的景氣，更有甚者，還面臨前所未有的衰退局面。

半導體產業為一重要的基礎產業，與其他關連行業互動影響深遠，尤其與資訊業共存共榮。半導體業除了技術密集外，所需之建廠、營運與研發費用亦極為龐大﹔因此該業別之興衰牽連頗廣，也是投資大眾、大型企業與政府經貿單位關注的焦點。本文將就半導體全球市場現況、應用範圍、未來趨勢及我國相關業者應當如何因應做一剖析與建議。

二、半導體市場現況

1996年前半年全球半導體市場的現狀，可以用主要半導體上市公司最近所公佈的營運狀況來作描述。根據德州儀器（ＴＩ）在今年七月中所公佈的第二季營運數字來分析，由於受到動態隨機存取記憶體 (DRAM)的價格劇跌以及權利金收入減少影響，德儀今年第二季的營收僅為28億4,500萬美元，較去年第二季的營收減少12%，且較今年首季營收還要衰退。至於第二季稅前純益則僅為7,600萬美元，較去年第二季的2億7,800萬美元大幅衰退達百分之七十三。該公司並預測，記憶體價格短期之內仍然看跌。

動態隨機存取記憶體(DRAM)全球排名第一的韓國三星電子 (Samsung Electronics)今年前六月的獲利則銳減百分之六十，僅為5億 5,000萬美元。該公司獲利下降的主要原因為動態隨機存取記憶體 (DRAM)的價格持續走低，部分證券市場分析師更指出三星主要的獲利時期為今年前三個月，也就是在全球記憶體價格急遽下跌以前。以三星企業的主力產品16Mb D-Ram晶片為例，在今年年初的報價約為43 美元，但是到了今年七月時，每顆的報價竟然滑落到15美元左右，八月份的國際現貨報價則僅為12美元。至於下半年的展望，據市場人士指出，年底以前每顆晶片的報價有可能滑落到10美元。據指出，三星電子在該項產品售價的損益平衡點約在14-15美元。另外，南韓半導體整體外銷亦出現衰退情形，今年八月南韓半導體出口的金額減為10億 2,000萬美元，較1995年八月的21億2,000萬美元縮減幅度過半。至於今年一到八月累計輸出金額則為124億4,000萬美元，較前一年同時間衰退4.2%。

（一）、記憶體價格急速下跌，為整個半導體市場疲軟的指標在全球半導體市場中，動態隨機存取記憶體(DRAM)市場規模即佔了百分之二十七。近年更因為高度成長，而成為半導體產業之星； 1995及1994年動態隨機存取記憶體(DRAM)業成長幅度分別達到 78.2%及74.4%。然而自1996年年初以來，記憶體價格即因下列因素持續走低：

l 供過於求（約15% oversupply)，但主要半導體供應商起初並未落實減產聲明 l 新建半導體大廠陸續投產，造成降價預期心裡 l 對下游資訊市場仰賴日深，但資訊市場卻面臨不景氣 l 半導體市場領先指標B/B值持續小於1，看淡後市根據相關業者估計，目前記憶體市場雖然供過於求，但是主要半導體廠商為了市場占有率及對後市過於樂觀，因此今年前六個月，相關業者並未落實減產聲明，而繼續其投資建廠活動。再加上佔半導體產業需求五成的全球資訊業今年表現未若預期（尤其是歐美主要市場）；因此半導體市場的先期領先指標﹣美洲半導體市場 B/B值(訂貨出貨比)﹣乃一蹶不振（請詳見圖一）。

美國半導體工業協會(SIA)所主導的WSTS(World Semiconductor Trade Statistics)，每個月十日均會公佈前一個月的B/B值。B/B值的代表意義為半導體產品新訂單對已銷售值的比例，新訂單值與已銷售額的比例若大於１，則表示景氣樂觀，若比值小於１，則表示市場衰退中。若B/B值為1.2，代表每運送100美元的貨品，就有120美元的新訂單。因為B/B同時受到訂單單價與數量的影響，因此專業顧問公司與投資大眾均將此一指標，列為半導體產值的景氣指標。

此波半導體價格下跌的主要原因為，半導體製造商與PC製造商，因高估市場需求而積存了大量記憶體庫存品。再加上前兩年，由於資訊業使用之半導體晶片供不應求，除市場產值不斷創新高外（詳見圖二），亦使得相關電腦晶片價格居高不下，下游資訊廠也常遭受斷炊之苦。為了確保晶片來源，許多資訊業者便重複訂購相關晶片，因此造成「假性需求」，使得各主要半導體供應商紛紛加快擴廠增加產能之腳步。至去年耶旦節時，卻猛然驚覺景氣未若預期般旺盛，原先遭貿易商囤積之晶片又開始恐慌殺出，導致今年元月份之半導體訂貨出貨比由前一個月之1.12降為0.92（詳見圖一）。直到今年８月訂貨出貨比值一直小於分界點１，其中記憶體的價格更慘跌８０％。

（二）、半導體企業持續全球化的趨勢

跨國策略聯盟已是主要半導體供應商的因應措施，據 DRI/McGraw-Hill顧問公司的壹份研究報告 (The Globalization of the Semiconductor Industry)指出，在過去15年間，基於科技的進展、競爭壓力及市場的改變（包括產品組合與市場區域的變化），策略聯盟在半導體產業內已經成為常態。值得注意的是是美、日半導體大廠，將其個別之製造與裝配廠大量移往國外生產的比例極高，亞太地區因而已經成為生產重鎮。策略聯盟可以應用在各階段的產品發展過程，從R&D、製造到配銷。以Dataquest針對全球半導體的主要供應商所做的調查指出， 1994年在策略聯盟上最活躍的前十大半導體公司分別是IBM、AT&T 及HP等公司（請詳表一），盡為半導體的主要供應商。

**表一、1994年全球前十大策略聯盟半導體企業**
企業名稱	策略聯盟次數	半導體部門營收93/94(百萬美元)
IBM Corporation（美）	31	2,510/2,885
AT&T（美）	24	1,110/1,307
Hewlett-Packard（美）	17	469/512
Siemens（德）	17	1,501/2,075
Motorola（美）	15	5,957/7,237
Toshiba（日）	13	5,727/7,527
Matsushita（日）	13	2,344/2,887
Texas Instruement（美）	12	4,083/5,280
Samsung（韓）	10	3,044/4,893
Hitachi（日）	8	5,015/6,485

上述報告將半導體產業企業聯盟次數的快速成長與全球化，歸納成下列主要原因；產品專業化、R&D費用高漲、全球各區域市場發展步調不一，及尋求成本較低的生產據點。除此之外，資源互補也是重要的考量因素；例如產品、工程、技術、財務、客戶源、行銷與配銷體系。從上表得知1994年前十大進行策略聯盟的廠商當中，有５家便屬美國，其次是日本有３家。事實上，美日兩國企業除了本身擁有全球過半的半導體市場外，對外更積極進行跨國或企業合作，以保競爭力。

以動態隨機存取記憶體(DRAM)的研發成本為例，研發費用年年高漲（請詳表二）。一般而言，在1970年代，半導體業者的研發費用與資本支出並不會超過營業額的百分之三十。但是到了1992年，此兩部份之出加總後金額一躍而至營業額的百分之四十。為了籌措資金與分攤風險，策略聯盟成為半導體業者持續成長的不二法門。

DRAM產品	商業化
年份	研發經費
（百萬美元）
256 Kbit	1985	110
1 Mbit	1988	250
4 Mbit	1990	400
16 Mbit	1994	850
64, 256 Mbit	1995	1,000
1 Gigabit	<2000	>1,000
三、半導體產業如何因應市場價格破壞（一）市場需求剖析記憶體市場也不例外，奉行經濟學上最基本的法則---供需法則，而個人電腦業乃構成半導體市場需求面的基本客戶﹔其主要需求因素為︰ 1. 隨著電腦應用軟體的發展，其所需的記憶體量較先前版本之需求為大。 2. 記憶體更廣泛的運用在消費產品，諸如︰電動玩具、汽車及行動電話等。 3. 視訊會議及多媒體軟體功能的加強，更帶動相關硬體設備對記憶體的需求。 4. 個人電腦的銷售量持續成長，新世代個人電腦對記憶體的標準配備要求較高。數年前，一台個人電腦出貨時標準的記憶體容量為1-2M Byte，如今一台個人電腦記憶體的標準配備已經是16M。 5. 新世代個人電腦作業系統Windows 95及NT已經漸漸成為主流，而一般個人電腦要充分發揮此等作業系統的功能，至少須配備16M Byte的記憶體容量。吾人可以確定的是，個人電腦使用者對於軟體硬體功能提昇的要求將日益升高，而以目前的技術趨勢來看，高功能的需求也就是對更大記憶體的需求﹔因此長期來看，記憶體市場將持續成長。（二）記憶體市場的配銷通路一般而言，建造一座典型16M DRAM工廠，必須投入的資金為15億美元，建廠時間約需二年。此一行業為一典型的資本與技術密集範本﹔因此製造商必須提高其開工率，以求早日回收渠等所投下的鉅額建廠與營運資金。平時半導體製造商大約有80%的產能是透過長期銷售合約直接交運給下游客戶。合約的期限從三個月到一年不等，在此一期間內，價格與數量都被保證，從而避免半導體製造商遭受市場價格與數量巨幅波動的影響，獲取一定的利潤。半導體供應商除了直接與下游客戶訂立產銷合約外，尚透過半導體經紀商市場及灰色市場行銷。半導體經紀商市場存在的背景在於︰當下游客戶向上游半導體製造商依照合約所訂購的半導體數量超過本身所需時，即將剩餘庫存轉售給半導體經紀商。半導體經紀商就好比證券市場的經紀商一般，接受客戶的委託經手半導體的買賣業務，渠等在全球各地均有靈活的行銷管道，以「低買高賣(Buy Low, Sell High)」的交易原則是向出價最低者購入半導體，再賣給出價最高者。此一交易模式盛行於16M DRAM及4M DRAM 的Commodity Memory Chip Market。由於記憶體市場價格每天均會波動，因此一顆記憶體晶片在最後安裝到個人電腦之前，有可能已經透過記憶體經紀商轉手過好幾次了。所謂的灰色市場（Gray Market）與經紀商市場頗為近似，也是遵循相同的市場法則來運作，主要差別在於賣方可能沒有得到原半導體製造商的授權。灰色市場交易的特徵在於︰如果半導體使用者透過此一市場採購，則所購得的晶片至少已經轉過二手以上，而且又未經過原廠授權，品質風險較高，但價格較具競爭力。在目前市場普遍看壞電腦晶片的前景情況下，晶片買主多會持觀望態度，並縮短遠期採購契約，使得供應商的交貨前置作業時間縮短；晶片買主知道半導體市場狀況是供過於求時，也會加重在現貨市場採購的比例。上述狀況若未獲得改善的話，半導體市場的訂貨供貨比（B/B Ratio）將會持續低迷，此一趨勢對半導體供應商是相當不利的。（三）主要半導體供應商的因應策略 1、加速量產高技術層級產品，以擺脫價格競爭並爭取新市場之佔有率以記憶體製造商為例︰由於16M DRAM晶片價格已經較1996年年初下滑百分之八十，日本半導體主要廠商已經陸續延緩或撤銷 16M DRAM廠的新建計畫。另一方面則因為看好64M DRAM晶片在工作站型電腦上的應用榮景，並因應韓國半導體業者大肆擴建64M DRAM廠的競爭，日本業者亦提早進行其64M DRAM晶片之擴大投產。

公司	產能	量產日期
富士通(Fujitsu)	10萬顆／月
100萬顆／月	1997年年初
同年年底
現代(Hyundai)	30萬顆／月	1996年底
三星(Samsung)	10萬顆／月
50萬顆／月	1996年中
1996年底

２、減產或撤銷價格滑落產品之生產

NEC將在1996年底以前把16M DRAM再度減產百分之三十到 1,200萬顆／月的生產水平。這已經是該公司本年度繼六月份從 1,800萬顆／月減產到1,600萬顆／月的第二次減產計畫。 Fujistu公司則已經將16M DRAM的月產能由1,000萬顆降為800萬顆，並且還有可能再度調降。Mitsubishi則計畫將本年度新建DRAM 廠的經費挪到下一年度使用。就日本市場而言，一般分析師評估16M DRAM各廠的損益平衡點約在11-12美元之間。然而，在八月底的現貨市場報價已經跌到9美元一顆。根據日本GOLDMAN SACHS(JAPAN)公司預測16M DRAM的庫存量將於本年年底開始下跌，惟價格可能會延到1997年中才有可能回穩（此波半導體價格下跌的主要原因為，半導體製造商與PC製造商，因市場需求未若預期，積存了大量記憶體庫存品)。３、半導體產品多元化，以避免單一產品之高風險開發新的應用領域為全球半導體製造商最急切的課題。目前全球半導體四大市場之供應商各有不同之擅長領域；亞太地區專注於記憶體之大規模量產；歐洲市場傳統著重於消費電子與通訊市場，因此主力產品是類比與邏輯半導體；日本與北美洲之半導體業者則平均發展，除此之外，北美洲業者尚擅長於個人電腦上使用之中央處理器CPU及高速SRAM。此波半導體市場衰退，主要是集中於DRAM 及SRAM部分，因此主要半導體供應商已經開始調整其產品組合，不再過分倚賴Commodity type的半導體產品。四、結語﹣

（一）半導體市場中長期仍然看好

根據美國半導體工業協會(SIA)針對1996年到1999年全球半導體產業所公佈之預測︰1996年全球半導體總產值將可以達到1,540億美元，較1995年的1,444億美元成長6.7%（詳見圖三、四）。由於此份報告是發表於1996年第一季半導體銷售統計數據公佈後，顯示第一季較前一年同期衰退4.6%，因此給了業者一份強心劑。報告中對區域市場別的展望（詳見圖三、四）陳述如下：

１、美洲市場

美洲市場，包括北美及南美洲，為全球最大的半導體市場，約佔三分之一。在1996年間，美洲市場仍有可能成長7.8%，達到506億美元。1997年成長9.2%，1998年成長15.7%，1999年則成長19.1% 而達到761億美元。

２、日本市場

日本市場僅次於美國，為全球第二大半導體市場（請詳圖五）；然而1995年34.9%的高成長率，在1996年將大幅滑落，由1995年的 396億6,000萬美元些微成長到396億8,000萬美元。1997年成長率將會回升到10%，到了1999年日本市場的整體銷售值將達到570億美元。

３、亞太市場

亞太半導體市場為十餘年來全球成長最快的區域，由1982年的 6.5%全球銷售占有率，提升到1995年的20.46%。在1995年時，亞太半導體銷售值更成長了54.1%。今年(1996)成長將較為和緩，僅為 8.9%。到了1999年時，銷售值可望達到534億美元。

４、歐洲市場

歐洲半導體市場著重在通訊領域，較不受個人電腦景氣低迷及全球記憶體市場價格大幅滑落的影響，因此今(1996)年可望成長 11.7%，達到315億美元，接下來三年有可能維持18.7%的成長率，預計1999年的銷售額為478億美元。

（二）我國業者陸續投產將面臨更大競爭

我國半導體業者，尤其是DRAM業者，在最近一、二年間將有十餘座新建半導體工廠陸續投產，所將增加的產能已經為國外半導體業者帶來前所未有的競爭壓力，也為景氣低迷的全球半導體市場添增不確定的變數。

對我國所新增的半導體產能，國外半導體專業媒體大多持負面的態度，認為在全球記憶體晶片產能過剩的狀況下，我國業者已經過度投資，將造成景氣的持續低迷。所羅門顧問公司並提出警告︰我國業者由於過分仰賴並集中於記憶體產品DRAM，然而我國業者卻不為所動，繼續擴建計畫。

１、16M DRAM將是我國業者未來二、三年的主力產品

德碁公司最近接受媒體訪問時表示︰該公司將不會跟隨國外主要半導體公司的做法削減16M DRAM產量，今年該公司將把生產重點完全投注在16M DRAM，並全能生產。至於4M DRAM，由於無利可圖，該公司已於今年六月停掉該生產線，專攻16M DRAM。

２、64MB DRAM市場方興未艾

至於64M DRAM，我國業者則認為是未來必然的趨勢，但是短期之內大量投入，則因市場需求尚未完全開展，而較不可能。華邦電子與德碁半導體均打算於明年(1997)下半年投入64M DRAM的生產行列，但渠等之生產重心仍將為16M DRAM。華邦電子另表示該公司自日本東芝公司所取得的64MB技術，1997年起，將祇用來生產 16MB DRAM，俟64MB DRAM市場成熟時在適時切入量產。

３、須掌握國際企業聯盟趨勢，分散產品過度集中之風險據統計，資訊業所使用的半導體產品約佔全球半導體市場的 47%，而我國又為全球個人電腦及周邊設備的生產重鎮。因此我國發展相關半導體工業，正符合接近下游資訊市場的利基；再加上我國業者大多擁有較豐沛的資金，正好可以迎合國際半導體大廠分攤風險的考量。另外，我國業者也可以透過在生產成本上的競爭優勢﹔諸如整體獲利率、單位員工產值、單位員工獲利等方面，來吸引外商進行策略聯盟。

半導體的製作機器設備及流程

半導體的製作是一項高度科技整合的過程，其所需要的技術極為複雜且日新月異，舉凡化學、物理、電子、機械人學、軟體工程、電腦自動控制、超高真空技術、材料科學、微污染控制、及電子學等，都是製造晶片所需的尖端科技。 (圖一 )即是主要的晶片製作流程，這些步驟必須重覆進行多次，才能製作出半導體，以下將針對半導體的製作流程做一說明。
　
晶圓
　
晶圓的產生是由二氧化矽開始，經由電弧爐的提煉還原成冶煉級的矽，再經由鹽酸氯化，產生三氯化矽，經蒸餾純化後，透過慢速分解過程，製成棒狀或粒狀之多晶矽。一般晶圓製造廠會將多晶矽融解後，再利用矽晶種慢慢拉出單晶矽晶棒。經過研磨、拋光、切片後，即成為半導體之原料 -「晶圓片」。
　
化學氣相沉積
　
化學氣相沉積是製造微電子元件時，被用來沉積出某種薄膜 (film)的技術，所沉積出的薄膜可能是介電材料 (絕緣體； Dielectrics)、導體、或是半導體。 在進行化學氣相沉積製程時，包含有被沉積材料之原子的氣體，會被導入受到嚴密控制的製程反應室內。當這些原子在受熱的晶圓表面上起化學反應時，會在晶圓表面產生一層固態薄膜。而此一化學反應通常必須使用單一或多種能量源 (例如：熱能或無線電頻率功率 )。 CVD製程產生的薄膜厚度從低於 0.5微米到數微米都有，不過最重要的是其厚度都必須足夠且均勻。其中較為常見的 CVD薄膜有：
　
◆ 二氧化矽 (通常直接稱為氧化層 )； ◆ 氮化矽； ◆ 多晶矽； ◆ 耐火金屬或這類金屬之矽化物。
　
可做為半導體元件絕緣體的二氧化矽薄膜與電漿氮化物介電層 (Plasma Nitride Dielectrics)是目前 CVD技術最廣泛的應用。這類薄膜材料可以在晶片內部構成三種主要的介質薄膜：內層介電層 (ILD)、內金屬介電層 (IMD)、以及保護層。此外，金屬化學氣相沉積 (包括：鎢、鋁、氮化鈦、以及其他金屬等 )也是一種快速成長的應用。
　
物理氣相沉積
　
如其名稱所示，物理氣相沉積 (Physical Vapor Deposition)主要是一種物理製程而非化學製程。此技術一般使用在氬等鈍氣上，藉由在高真空中將氬離子加速，以撞擊濺鍍靶材後，可將靶材原子一個個濺擊出來，並使被濺擊出來的材質 (通常為鋁、鈦、或其合金 )如雪片般沉積在晶圓表面。製程反應室內部的高溫與高真空環境，可使這些金屬原子結成晶粒，再透過微影圖案化 (Patterned)與蝕刻，來得到半導體元件所要的導電電路。
　
光學顯影 (黃光 )
　
光學顯影是在光阻上經過曝光和顯影的程序，把光罩上的電路圖形轉換到光阻下面的薄膜層或矽晶上。光學顯影的過程主要包含：光阻塗抹、烘烤、光罩對準、曝光及顯影等程序。由於光學上的需要，此段製程之照明採用偏黃色的可見光，因此俗稱此光學顯影生產區為黃光區。
　
蝕刻
　
晶圓經過曝光後，即利用蝕刻的方法將曝光的部分從晶圓表面上移除，保留下來的部分即為半導體的線路。乾式蝕刻 (又稱電漿蝕刻 )是目前最常用的蝕刻方式，其以氣體做為主要的蝕刻媒介，讓氣體透過電場解離，並產生具反應性及方向性之離子，進入化學反應器中進行蝕刻製程。
　
乾式蝕刻 (電漿蝕刻 ): 　
對氣體或氣體混合物施加電場即可產生電漿，電漿對蝕刻製程有物理性與化學性兩方面的影響。首先，電漿會將蝕刻氣體分子分解，產生能夠快速蝕去材料的高活性分子，此外，電漿也會把這些化學成份離子化，使其帶有電荷。 晶圓是帶負電荷的 (在陰極上 )，因此當帶正電荷的離子被陰極吸引，並加速向陰極方向前進時，會以垂直角度撞擊到晶圓表面，所以晶片製造商就運用此特性來獲得絕佳的垂直蝕刻。 基本上，隨著所欲移除的材質與所使用的蝕刻化學物質之不同，蝕刻可由下列兩種模式來單獨或混合進行的。
　
一、電漿內部所產生的活性反應離子與自由基在撞擊晶圓表面後，將與某特定成份之表面材質起化學反應而使之氣化。如此即可將表面材質移出晶圓表面，並透過抽氣動作將其排出。 二、電漿離子可因加速而具有足夠的動作來扯斷薄膜的化學鍵，進而將晶圓表面材質分子一個個的打擊或濺擊 (Sputtering)出來。
　
離子植入
　
離子植入技術可將摻質以離子型態植入半導體元件的特定區域上，以獲得精確的電子特性。這些離子必須先被加速至具有足夠能量與速度，以穿透 (植入 )薄膜，到達預定的植入深度。離子植入製程可對植入區內的摻質濃度加以精密控制。基本上，此摻質濃度 (劑量 )係由離子束電流 (離子束之離子數 )與掃瞄率 (晶圓通過離子束之次數 )來控制，而離子植入之深度則由離子束能量之大小來決定。
　
磊晶矽沉積製程、多晶矽沉積製程、以及快速高溫製程等技術
　
多晶矽 (Poly)通常用來形成半導體電晶體之部分結構；至於在某些半導體元件上常見的磊晶矽 (epi)，則是長在均勻的晶圓結晶表面上的一層純矽結晶。 多晶矽與磊晶矽兩種薄膜的應用狀況雖然不同，卻都是在類似的製程反應室中經高溫 (600℃ ～ 1200℃ )沉積而得。 即使快速高溫製程 (Rapid Thermal Processing； RTP)之工作溫度範圍與多晶矽及磊晶矽製程有部分重疊，其本質差異卻極大。 RTP並不用來沉積薄膜，而是用來修正薄膜性質與製程結果。 RTP將使晶圓歷經極為短暫且精確控制的高溫處理過程，這個過程使晶圓溫度在短短的 10～ 20秒內可自室溫昇至 1000℃ 。 RTP通常用於回火製程 (Annealing)，負責控制元件內摻質原子之均勻度。此外 RTP也可用來將矽化金屬，透過高溫來產生含矽化之化合物，諸如：矽化鎢與矽化鈦等。
　
化學機械研磨
　
化學機械研磨 (Chemical Mechanical Polishing； CMP)兼具有研磨性物質的機械式研磨與酸鹼溶液的化學式研磨兩種作用，可以使晶圓表面達到全面性的平坦化，以利後續薄膜沉積之進行。 在 CMP製程的硬體設備中，研磨頭被用來將晶圓壓在研磨墊上並帶動晶圓旋轉，至於研磨墊則以相反的方向旋轉。在進行研磨時，由研磨顆粒所構成的研漿會被置於晶圓與研磨墊間。影響 CMP製程的變數包括有：研磨頭所施的壓力與晶圓的平坦度、晶圓與研磨墊的旋轉速度、研漿與研磨顆粒的化學成份、溫度、以及研磨墊的材質與磨損性等等。 CMP系統架構已經不採用早期用於晶圓研磨的大型單研磨頭設計。在寸土寸金的晶圓廠中，具有大產能的小型機種才是晶片製造商最感興趣的產品。如何對研磨製程所產生的污染加以控制，以符合同廠房中其他單機對潔淨度的需求，也是 CMP系統所需考慮的功能。此外，在製程中使用即時監控儀器也是確保製程精確度的不二法門。
　
製程監控 (Process Diag-nostics and Control)
　
在半導體製造過程中，每一個步驟都需要經過嚴密的監控，才能達到最精確的要求。就以應用材料公司來說，自從併購了 Orbot及 Opal兩家公司後，即正式進入製程監控的市場，且目前的製程監控產品已跨足到微距 -掃瞄式電子顯微鏡 (CD-SEM)及晶圓瑕疵檢測等市場，並成立製程監控產品事業群，結合先進的量測檢驗技術、全球支援網、及專業的晶圓製程技能力。
　
微距 -掃瞄式電子顯微鏡
　
微距 -掃瞄式電子顯微鏡 (Critical Dimonsion-Scanning Electron Mcroscopcs； CD-SEM)是以電子束來對晶圓表面狀況加以顯像與量測，故可提供遠高於一般顯微鏡之解析度。 在 CD-SEM技術中，電子束以電子筒內之電磁鏡片 (Magnctic Lcns-cs)來加以聚焦及成形。此電子束極為精確與狹窄，因此即使影像尺寸小於可見光波長亦可顯現。 CD-SEM的工作原理為何呢？首先電子束會使晶圓表面釋放出兩次電子或背向散射電子，這些電子經由掃瞄式電子顯微鏡加以收集並用軟體分析後，即可得出晶圓表面之三度空間資訊。 由於 CD-SEM可以產生與照片類似的三維影像，因此可以詳細顯示晶圓之表面狀況與紋理，而且在晶圓上所量測之尺寸亦極為精確。 在不同的製程階段中，半導體製造商用 CD-SEM來量測晶片內次微米電路之微距，以確保製程之正確性。一般而言，只有在微影圖案 (Photo Lithographic Patterning)與後續之蝕刻製程執行後，才會進行微距的量測。
　
本文由台灣應用材料公司提供