本論文提出一個基於萃智理論為基礎的問題解決流程，運用於台灣的一個主 要晶圓代工公司，其半導體製程內的化學氣相沉積機台，以該機台的閘閥元件之故障案例做為本論文的研究標的。用重新設計閘閥機構之方式，來徹底解決此製程設備的失效問題。本研究成功地辨識出閘閥的關鍵性缺點及問題來源，並提出解決該問題的整合流程，以突破性的成果解決了閘閥元件老化的問題。
藉由此整合的流程，產生了多個解決此閘閥失效問題的方案。這當中與以往做法有所不同的是，絕大多數的工程師使用“+”的方法來解決問題，本研究所提出的削剪流程則使用“ -“的方法來解決問題，並產生巨幅的改善成果。此整合的系統性流程可以用來解決與製程設備有關的相似問題。
本研究之主要貢獻包括：1）建立一個整合 TRIZ 理論為基礎的削剪流程，用突破性的方法解決製程設備有關的問題。2）解決閘閥失效的問題，產生 95％閘閥元件成本降低、83.3％的元件數量減少、以及 99％的運作能源消耗降低；由於新的閘閥設計已完全跳脫出原始的故障模式，所以不會再有原本之設備失效的問題發生。本研究成果已經轉化為等待批准之專利。

This paper proposed a TRIZ-based integrated problem solving process to resolve a process-machine problem by re-designing the slit-valve of the processing machine. Based on a slit-valve failure of a chemical vapor deposition equipment in one of major Taiwanese foundry companies, the proposed problem solving process successfully identified the critical key disadvantages of the problem and solved the slit-valve failure with breakthrough results. A number of solutions were generated by the integrated process. Among them, trimming was used. Unlike the great majority of engineers use “+” method to resolve problem, the proposed trimming process used “-” method to solve problem with breakthrough results. The integrated systematic method can be used to address any process-machine related problems.
The main contributions of this paper include: 1) Establishing an integrated TRIZ-based trimming process to resolve process-machine related problems probable of breakthrough problem solving; 2) Solving the slit-valve problem with 83.3% component count reduction, 95% component cost reduction, 99% operational energy reduction, and completely designed-out the original failure mode. The results have been converted into a patent pending approval.

摘 要 I
致 謝 II
目 錄 III
圖目錄 V
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 SLIT-VALVE案例說明 2
1.3.1 本研究Slit-valve之案例說明 4
1.3.2 本研究Slit-valve之問題說明 5
1.4 研究成果與貢獻 9
1.5 研究架構 10
第二章 文獻探討 11
2.1 TRIZ理論之流程 11
2.1.1 Altshuller之解題流程 11
2.1.2 統一的結構化創新思考（USIT, Unified Structured Inventive Thinking）流程 13
2.1.3 TRIZ相關的核心理論與工具流程 14
2.2半導體IC（INTEGRATED CIRCUIT）化學氣相沉積製程 15
2.2.1 CVD製程 15
2.3化學氣相沉積機台之SLIT-VALVE介紹 17
2.3.1 閘閥（Slit-valve）的類別 18
2.3.2 Slit-valve 相關專利 19
2. 4本章小結 21
第三章 研究方法 22
3.1研究架構 22
3.1.1 Project charter and problem statement 23
3.1.2 9/12 windows analysis 25
3.1.3 Ideal final result 26
3.1.4 Problem hierarchy analysis 29
3.1.5 Function analysis 30
3.1.6 Cause-effect and contradiction chain analysis 33
3.1.7 Contradiction matrix and inventive principles 35
3.1.8 Physical contradictions and Separation principles 36
3.1.9 Function-Oriented search 38
3.1.10 Trimming 41
3.1.11 Trends 44
3.1.12 Su-field analysis 45
3.2 本章小結 46
第四章 Slit-valve案例實施說明 48
4.1 PROJECT CHARTER AND PROBLEM STATEMENT 48
4.2 9/12 WINDOWS ANALYSIS 50
4.3 IDEAL FINAL RESULT 52
4.4 PROBLEM HIERARCHY ANALYSIS 55
4.5 FUNCTION ANALYSIS 57
4.5.1 Component and function model 57
4.5.2 Interaction matrix and function analysis 60
4.6 CAUSE-EFFECT AND CONTRADICTION CHAIN ANALYSIS 64
4.7 CONTRADICTION MATRIX AND INVENTIVE PRINCIPLES 69
4.8 PHYSICAL CONTRADICTIONS AND SEPARATION PRINCIPLES 75
4.9 FUNCTION-ORIENTED SEARCH 78
4.10 TRIMMING 81
4.10.1 Final specific trimming model 103
4.11 TRENDS 110
4.12 SU-FIELD ANALYSIS 113
4.12.1 Su-field analysis result 120
4.13 第四章小結 120
第五章 結論與未來研究方向 121
5.1結論與貢獻 121
5.1.1 結論 121
5.1.2 貢獻 121
5.2未來研究方向 123
參考文獻 124
附錄一 工程參數 126
附錄二 發明標準解 133

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