製程控制（Process Control）是為了維持・提升半導體製造各步驟的品質・精度・穩定性，將量測資料即時或在晶圓間・批次間進行回饋（feedback）・前饋（feedforward）的控制系統及技術總稱。它是直接關係到良率提升・產品特性變異降低・設備穩定運轉的製造管理核心技術。
主要手法為 APC（Advanced Process Control），基本構成為 SPC（Statistical Process Control：統計製程管制）與 R2R（Run-to-Run）控制。SPC 使用控制圖（管制圖）以統計方式監控步驟的變動，自動偵測超出上下管制界限（UCL/LCL）的異常。R2R 控制則根據前一次的量測結果，自動修正下一批次・晶圓的設備參數，使步驟誤差不會累積。
前饋控制是將前一步驟的量測結果（晶圓厚度・膜厚・圖形線寬等）事先反映在下一步驟條件設定中的手法。例如，將 CVD 成膜後的膜厚量測結果反映在 CMP 的研磨時間・壓力上，藉此將 CMP 後的膜厚精密控制在目標值。與回饋控制結合，可實現更高精度的製程管理。
虛擬量測（Virtual Metrology：VM）是取代實際量測（線上量測），從製程資料（氣體流量・壓力・溫度・功率等）以機器學習模型預測品質參數的技術。能在降低量測時間與成本的同時實現晶圓全數監控，因此在先進晶圓廠中的採用日益增加。
製程控制的主要解決方案供應商有科磊（KLA，Catalyst APC 平台）、應用材料（Applied Materials，SmartFab）、PDF Solutions（Exensio）、東京威力科創（TACT）等。透過運用 AI・機器學習，異常偵測精度與預測精度持續提升，整座晶圓廠（FAB）的 YME（Yield Management and Enhancement）整合平台建置正快速推進。